JP2009096033A - インクジェット記録材料及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】インクジェットプリンタにおける搬送時のひび割れの発生が抑制され、同時に高発色濃度及び高光沢度を有するインクジェット記録材料を提供する。
【解決手段】耐水性支持体上に少なくとも2層のインク受容層が設けられたインクジェット記録材料であって、前記インク受容層のうち最表面層であるインク受容層と前記耐水性支持体との間に設けられたインク受容層の少なくとも1層に、アミノ基を含むシランカップリング剤で表面処理された無機微粒子とエポキシ基を含むシランカップリング剤で表面処理された無機微粒子とを含ませる。
【選択図】なし

Description

本発明は、インクジェット記録材料及びその製造方法に関する。
インクジェットプリンタの小型化あるいは取り扱い性向上のために、インクジェット記録材料の搬送経路を前面給紙/前面排紙など曲率半径の小さな搬送経路としたいという要求がある。従来、両面に樹脂層が設けられた支持体上に、多孔質タイプのインク受容層を設けたインクジェット記録材料においては、インクジェット記録材料の脆性が不十分であるため、特に低温低湿環境下で曲率半径の小さな搬送径路に通すとひび割れが発生しやすいという問題点があった。
インクジェット記録材料の表面強度を上げるために、インク受容層上に設けた表面層にシランカップリング剤を含有させたインクジェット記録材料が知られている(例えば、特許文献1参照)。また同様に表面強度を上げるために、インク受容層に反応性置換基を有するシランカップリング剤で表面処理された無機顔料と該反応性置換基と反応する官能基を有するシランカップリング剤で表面処理された無機顔料とを含有させたインクジェット記録材料が知られている(例えば、特許文献2参照)。
更にインク受容層の塗布乾燥時のクラックの発生を抑制するために、アミン官能基化微粒子とエポキシ官能基化微粒子とを含むインク受容層を設けたインクジェット記録材料が知られている(例えば、特許文献3参照)。
特開2004−58360号公報 特開2006−231786号公報 特開2006−116967号公報
しかしながら、特許文献1〜特許文献3に記載のインクジェット記録材料は、発色濃度及び光沢度の点で満足できるものではなかった。
本発明は、インクジェットプリンタにおける搬送時のひび割れの発生が抑制され、同時に高印画濃度と高光沢度とを実現可能なインクジェット記録材料及びその製造方法を提供することを目的とする。
前記課題を解決するための具体的手段は以下の通りである。
<1> 耐水性支持体上に少なくとも2層のインク受容層が設けられ、前記インク受容層のうち最表面層であるインク受容層と前記耐水性支持体との間に設けられたインク受容層の少なくとも1層が、アミノ基を含むシランカップリング剤で表面処理された無機微粒子とエポキシ基を含むシランカップリング剤で表面処理された無機微粒子とを含むインクジェット記録材料。
<2> 前記最表面層であるインク受容層は、高圧ホモジナイザー分散又は超音波分散された気相法シリカを含むことを特徴とする前記<1>に記載のインクジェット記録材料。
<3> 前記最表面層であるインク受容層は、高圧ホモジナイザー分散又は超音波分散された擬ベーマイトアルミナを含むことを特徴とする前記<1>に記載のインクジェット記録材料。
<4> 耐水性支持体上に、アミノ基を含むシランカップリング剤で表面処理された無機微粒子とエポキシ基を含むシランカップリング剤で表面処理された無機微粒子とを含む第1のインク受容層形成用塗布液を塗布して第1のインク受容層を形成する下層形成工程と、前記第1のインク受容層上に第2のインク受容層が形成されるように、第2のインク受容層形成用塗布液を塗布して第2のインク受容層を形成する上層形成工程と、を少なくとも含むインクジェット記録材料の製造方法。
<5> 前記第1のインク受容層形成用塗布液と前記第2のインク受容層形成用塗布液とを同時塗布して、前記第1のインク受容層及び第2のインク受容層を形成することを特徴とする前記<4>に記載のインクジェット記録材料の製造方法。
<6> 前記上層形成工程は、気相法シリカが高圧ホモジナイザー分散又は超音波分散された気相法シリカ分散液を用いて前記第2のインク受容層形成用塗布液を調製する工程を含むことを特徴とする前記<4>又は<5>に記載のインクジェット記録材料の製造方法。
<7> 前記上層形成工程は、擬ベーマイトアルミナが高圧ホモジナイザー分散又は超音波分散された擬ベーマイトアルミナ分散液を用いて前記第2のインク受容層形成用塗布液を調製する工程を含むことを特徴とする前記<4>又は<5>に記載のインクジェット記録材料の製造方法。
本発明によれば、インクジェットプリンタにおける搬送時のひび割れの発生が抑制され、同時に高印画濃度と高光沢度とを実現可能なインクジェット記録材料及びその製造方法を提供することができる。
本発明のインクジェット記録材料は、耐水性支持体上に少なくとも2層のインク受容層が設けられており、前記インク受容層のうち最表面層であるインク受容層と前記耐水性支持体との間に設けられたインク受容層の少なくとも1層が、アミノ基を含むシランカップリング剤で表面処理された無機微粒子とエポキシ基を含むシランカップリング剤で表面処理された無機微粒子とを含むことを特徴とする。かかる構成により、インクジェットプリンタ(特に曲率半径の小さい搬送経路を有するインクジェットプリンタ)における低温低湿環境下での搬送時のひび割れの発生が抑制され、同時に高発色濃度及び高光沢度が実現可能となる。
本発明のインクジェット記録材料は、耐水性支持体上に少なくとも2層のインク受容層が設けられているが、更に他の層が設けられていてもよい。本発明におけるインク受容層は、例えば、無機微粒子と、水溶性樹脂と、架橋剤とを含んで構成することができ、必要に応じて、界面活性剤、水溶性有機溶剤、水溶性有機カチオン性樹脂、水溶性多価金属化合物等を更に含むことができる。
本発明において、耐水性支持体から最も離れた最表面層であるインク受容層と耐水性支持体との間には少なくとも1層のインク受容層が設けられる。前記少なくとも1層のインク受容層は、アミノ基を含むシランカップリング剤で表面処理された無機微粒子の少なくとも1種と、エポキシ基を含むシランカップリング剤で表面処理された無機微粒子の少なくとも1種とを含むことを特徴とする。これによりインク受容層の脆性を改良することができ、インクジェットプリンタの搬送時におけるひび割れの発生を効果的に抑制することができる。
[シランカップリング剤]
本発明に用いることができるアミノ基を含むシランカップリング剤としては、分子内にアミノ基と、無機材料と反応結合する官能基とを同時に有する有機ケイ素化合物であれば特に制限はない。アミノ基を分子内に有する態様としては、アミノ基がケイ素原子に直接共有結合している態様、スペーサー基(例えば、炭素数1〜10のアルキレン基等)を介して共有結合している態様等を挙げることができる。また、シランカップリング剤が無機材料と反応結合する官能基としては、加水分解によってシラノール基を生じるものであれば特に制限はない。具体的には例えば、アルコキシ基、アセトキシ基、塩素原子などを挙げることができる。
前記アミノ基を含むシランカップリング剤の具体例としては、例えば、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−(アミノエチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン、3−(アミノエチルアミノ)プロピルトリエトキシシラン、3−(アミノエチルアミノエチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン、3−(アミノエチルアミノエチルアミノ)プロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルシルセスキオキサン、ビス−(3−トリメトキシシリルプロピル)アミン、N−ベンジル−N−アミノエチル−3−アミノプロピルトリメトキシシランヒドロクロリド、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−(トリエトキシシリルプロピル)−ジエチレントリアミン、ポリ(エチレンイミン)トリメトキシシラン等を挙げることができる。
また本発明に用いることができるエポキシ基を含むシランカップリング剤としては、分子内にエポキシ基と、無機材料に反応結合する官能基とを同時に有する有機ケイ素化合物であれば特に制限はない。エポキシ基を分子内に有する態様、及びシランカップリング剤が無機微粒子の表面に共有結合する態様としては前記アミノ基を含むシランカップリング剤と同様の態様を挙げることができる。
前記エポキシ基を含むシランカップリング剤の具体例としては、例えば、3−グリシドールオキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドロキシプロピルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、5,6−エポキシヘキシルトリメトキシシラン、エポキシプロピルヘプタイソブチル−T8−シルセスキオキサン、3−(グリシドキシプロピル)ジメチルエトキシシラン、(3−グリシドキシプロピル)メチルジエトキシシラン、(3−グリシドキシプロピル)メチルジメトキシシラン等を挙げることができる。
尚、上記アミノ基を含むシランカップリング剤及びエポキシ基を含むシランカップリング剤は、例えば、東レ・ダウコーニング株式会社、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社、信越化学工業株式会社等から市販されているシランカップリング剤等も適宜使用することができる。
本発明におけるアミノ基を含むシランカップリング剤で表面処理された無機微粒子は、前記アミノ基を含むシランカップリング剤と、後述する無機微粒子(好ましくは、シリカ微粒子)との反応を有機溶媒中又は水性分散物中のいずれかで行うことで調製できる。本発明においては、表面処理効率の観点から、水性分散物中でアミノ基を含むシランカップリング剤と無機微粒子とを反応させることが好ましい。
また、エポキシ基を含むシランカップリング剤で表面処理された無機微粒子も同様にしては調製することができる。
前記アミノ基を含むシランカップリング剤で表面処理された無機微粒子中におけるアミノ基を含むシランカップリング剤の含有率としては、
無機微粒子に対して、例えば0.2〜10質量%とすることができる。本発明においては、0.2〜5質量%であることが好ましく、0.5〜3質量%であることがより好ましい。含有率を0.2質量%以上とすることでインク受容層の脆性をより効果的に改良することができる。また、5質量%以下とすることで発色濃度と光沢度の低下をより効果的に防止することができる。
また、前記エポキシ基を含むシランカップリング剤で表面処理された無機微粒子中におけるエポキシ基を含むシランカップリング剤の含有率としては、
無機微粒子に対して、例えば0.2〜10質量%とすることができる。本発明においては、0.2〜5質量%であることが好ましく、0.5〜3質量%であることがより好ましい。含有率を0.2質量%以上とすることでインク受容層の脆性をより効果的に改良することができる。また5質量%以下とすることで発色濃度と光沢度の低下をより効果的に防止することができる。
またインク受容層中における、アミノ基を含むシランカップリング剤で表面処理された無機微粒子に対するエポキシ基を含むシランカップリング剤で表面処理された無機微粒子の含有比率としては、インク受容層の脆性改良の観点から、30〜70質量%であることが好ましく、40〜60質量%であることがより好ましい。
[無機微粒子]
前記無機微粒子としては、例えば、シリカ微粒子、コロイダルシリカ、二酸化チタン、硫酸バリウム、珪酸カルシウム、ゼオライト、カオリナイト、ハロイサイト、雲母、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸カルシウム、擬ベーマイト、酸化亜鉛、水酸化亜鉛、アルミナ、珪酸アルミニウム、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、酸化ジルコニウム、水酸化ジルコニウム、酸化セリウム、酸化ランタン、酸化イットリウム等が挙げられる。これらの中でも良好な多孔質構造を形成する観点より、シリカ微粒子、コロイダルシリカ、アルミナ微粒子又は擬ベーマイトが好ましい。微粒子は1次粒子のまま用いても、又は2次粒子を形成した状態で使用してもよい。これら微粒子の平均一次粒径は2μm以下が好ましく、200nm以下がより好ましい。
更に、平均一次粒径が50nm以下のシリカ微粒子、平均一次粒径が30nm以下のコロイダルシリカ、平均一次粒径が20nm以下のアルミナ微粒子、又は平均細孔半径が2〜15nmの擬ベーマイトがより好ましく、特にシリカ微粒子、アルミナ微粒子、擬ベーマイトが好ましい。
シリカ微粒子は、通常その製造法により湿式法粒子と乾式法(気相法)粒子とに大別される。前記湿式法では、ケイ酸塩の酸分解により活性シリカを生成し、これを適度に重合させ凝集沈降させて含水シリカを得る方法が主流である。一方、気相法は、ハロゲン化珪素の高温気相加水分解による方法(火炎加水分解法)、ケイ砂とコークスとを電気炉中でアークによって加熱還元気化し、これを空気で酸化する方法(アーク法)によって無水シリカを得る方法が主流であり、「気相法シリカ」とは該気相法によって得られた無水シリカ微粒子を意味する。本発明に用いるシリカ微粒子としては、特に気相法シリカ微粒子が好ましい。
前記気相法シリカは、含水シリカと表面のシラノール基の密度、空孔の有無等に相違があり、異なった性質を示すが、空隙率が高い三次元構造を形成するのに適している。この理由は明らかではないが、含水シリカの場合には、微粒子表面におけるシラノール基の密度が5〜8個/nmで多く、シリカ微粒子が密に凝集(アグリゲート)し易く、一方、気相法シリカの場合には、微粒子表面におけるシラノール基の密度が2〜3個/nmであり、少ないことから疎な軟凝集(フロキュレート)となり、その結果、空隙率が高い構造になるものと推定される。
前記気相法シリカは、比表面積が特に大きいので、インクの吸収性、保持の効率が高く、また、屈折率が低いので、適切な粒子径まで分散をおこなえばインク受容層に透明性を付与でき、高い色濃度と良好な発色性が得られるという特徴がある。インク受容層が透明であることは、OHP等透明性が必要とされる用途のみならず、フォト光沢紙等の記録用シートに適用する場合でも、高い色濃度と良好な発色性光沢を得る観点で重要である。
前記無機微粒子(例えば、気相法シリカ)の平均一次粒子径としては、中でも、前記速乾性(インク吸収速度)の観点から、50nm以下であることが好ましく、3〜50nmがより好ましく、3〜30nmがさらに好ましく、3〜20nmが特に好ましく、3〜10nmが最も好ましい。前記気相法シリカは、シラノール基による水素結合によって粒子同士が付着しやすいため、平均一次粒子径が50nm以下の場合に空隙率の大きい構造を形成することができ、インク吸収特性を効果的に向上させることができるため好ましい。
また、気相法シリカは、前述の他の無機微粒子と併用してもよい。該他の微粒子と前記気相法シリカとを併用する場合、全微粒子中の気相法シリカの含有量は、30質量%以上が好ましく、50質量%以上が更に好ましい。
本発明に用いる無機微粒子としては、アルミナ微粒子、アルミナ水和物、これらの混合物又は複合物も好ましい。この内、アルミナ水和物は、インクを良く吸収し定着することなどから好ましく、特に、擬ベーマイト状アルミナ水和物が好ましい。アルミナ水和物は、種々の形態のものを用いることができるが、容易に平滑な層が得られることからゾル状のベーマイトを原料として用いることが好ましい。
本発明における擬ベーマイト状アルミナ水和物(以下、単に「擬ベーマイト」、「擬ベーマイトアルミナ」ということがある)は、Al・nHO(1<n<3)の構成式で表され、nが1より大きく3未満であるときのアルミナ水和物をさす。
アルミナ水和物の平均細孔半径としては、インク受容層のインク吸収速度を良好にする点で、1〜10nmであることが好ましく、特に2〜7nmであることが好ましい。平均細孔半径が前記範囲内であると、インク吸収性が良好であり、インク中の染料の定着が良好で画像滲みの発生も回避できる。
アルミナ水和物の細孔容積としては、インク受容層のインク吸収容量を良好にする点で、0.1〜0.8ml/gの範囲が好ましく、特に0.4〜0.6ml/gの範囲が好ましい。インク受容層の細孔容積が前記範囲内であると、インク受容層でのクラックや粉落ちの発生を回避でき、インクの吸収が良好になる。また、細孔半径2nm〜10nmにおける細孔容積は0.1ml/g以上であるのが望ましい。この範囲内であると、インク中の染料の吸着が良好になる。さらに、インク受容層の単位面積当たりの溶媒吸収量としては、5ml/m以上が好ましく、特に好ましくは10ml/m以上である。単位面積当たりの溶媒吸収量が前記範囲内であると、特に多色印字を行なった場合のインク溢れを防止できる。
アルミナ水和物がインク中の染料を充分に吸収し、定着するためには、アルミナ水和物のBET比表面積が70〜300m/gの範囲であることが好ましい。BET比表面積が前記範囲内であると、アルミナ水和物の分散を良好に行なえると共に、細孔径分布が片寄らずにインク中の染料の定着効率が良好になり、画像滲みも回避できる。
アルミナ水和物の分散液の濃度を上げるためには、アルミナ水和物の表面水酸基の数は1020個/g以上であることが好ましい。表面水酸基の数が少ないと、アルミナ水和物が凝集しやすくなり、分散液の濃度を上げるのが困難になる。
また、アルミナ水和物の分散液を安定化させるために、通常は種々の酸類が分散液に添加される。このような酸類としては、硝酸、塩酸、臭化水素酸、酢酸、蟻酸、塩化第二鉄、塩化アルミニウム等を挙げることができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、アルミナ水和物は、アルミニウムイソプロポキシド等のアルミニウムアルコキシドの加水分解、アルミニウム塩のアルカリによる中和、アルミン酸塩の加水分解等公知の方法によって製造することができる。また、アルミナ水和物の粒子径、細孔径、細孔容積、比表面積、表面水酸基の数等は、析出温度、熟成時間、液pH、液濃度、共存塩類等によって制御することができる。
例えば、特開昭57−88074号、同62−56321号、特開平4−275917号、同6−64918号、同7−10535号、同7−267633号公報、米国特許第2,656,321号明細書、Am.Ceramic Soc.Bull.,54,289(1975)等にアルミニウムアルコキシドを加水分解する方法が開示されている。これらのアルミニウムアルコキシドとしてはイソプロポキシド、プロポキシド、2−ブトキシド等が挙げられる。この方法では非常に純度の高いアルミナ水和物を得ることができる。
その他、アルミナ水和物を得る方法としては、特開昭54−116398号、同55−23034号、同55−27824号、同56−120508号等の各公報に例示されているように、アルミニウムの無機塩又はその水和物を原料として得る方法が一般的である。これらの無機塩としては、例えば、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、アンモニウムミョウバン、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム、水酸化アルミニウム等の無機塩等、及びこれら無機塩の水和物等を挙げることができる。
具体的には、例えば、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、塩化アルミニウム等の酸性のアルミニウム塩水溶液と、アルミン酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、アンモニア水等の塩基性水溶液との中和反応によって、アルミナ水和物を製造することができる。この場合、液中に生成するアルミナ水和物の量が5質量%を超えない範囲で混合し、pHは6〜10、温度20〜100℃の条件下で反応させることが一般的である。また、特開昭56−120508号公報に記載の、pHを酸側及び塩基側に交互に変動させてアルミナ水和物の結晶を成長させる方法、特公平4−33728号公報に記載の、アルミニウムの無機塩から得られるアルミナ水和物とバイヤー法で得られるアルミナとを混合し、アルミナを再水和する方法、等によっても製造することができる。
アルミナ水和物の一次粒子の平均粒径(平均一次粒子径)は、5〜50nmが好ましい。より高い光沢を得るためには、平均一次粒子径が5〜20nmであって、かつ平均アスペクト比(平均厚さに対する平均粒径の比)が2以上の平板状の粒子を用いるのが好ましい。
アルミナ水和物の平均一次粒子径は、市販品メーカー公称値を用いればよい。
作製した記録媒体から平均一次粒子径を測定する場合は、インク受容層を削りだした後、熱水により樹脂成分を除く処理を行なった後、遠心分離により粒子のみを回収する等の処理を行ない、得られた粒子をTEM(透過型電子顕微鏡)による観察により求めることができる。このとき、例えば、基準サンプルとしてインク受容層用塗布液のみを塗布したサンプルについて同様の処理を行ない、その測定値(平均値)を使用したアルミナ水和物粒子の既知の粒子径(nm)と対比し、対比により得た値の差分から、作製した記録媒体における測定値(平均値)を比例計算して換算することにより、作製した記録媒体における平均一次粒子径を求めることができる。なお、平均一次粒子径を求めるためには、測定粒子数として100〜3000個程度は必要である。
擬ベーマイト状アルミナ水和物の含有量としては、後工程で調製される塗布液(又はインク受容層)中において、10〜20質量%である範囲が好ましく、12〜18質量%である範囲がより好ましい。擬ベーマイト状アルミナ水和物の含有量を前記範囲内にすることにより、層の透明性が高くなり、印画後の透明性も向上して高濃度が得られる。
上述の無機微粒子をインクジェット記録媒体に用いる場合は、例えば、特開平10−81064号、同10−119423号、同10−157277号、同10−217601号、同11−348409号、特開2001−138621号、同2000−43401号、同2000−211235号、同2000−309157号、同2001−96897号、同2001−138627号、特開平11−91242号、同8−2087号、同8−2090号、同8−2091号、同8−2093号、同8−174992号、同11−192777号、特開2001−301314号等公報に開示された態様でも、好ましく用いることができる。
本発明において無機微粒子は、無機微粒子分散液として用いることが好ましい。
本発明における無機微粒子分散液は、例えば、無機微粒子として気相法シリカを用いる場合、無機微粒子と水溶性有機カチオン化合物を含む分散液(予分散液)を、高圧分散機を用いて微粒化処理を行うことで調製することができる。
前記高圧分散機としては、例えば、予分散液を対向衝突させて、又は、オリフィスを通過させて微粒化する高圧ホモジナイザー、キャビテーションを利用して微粒化する超音波分散機などが好適に使用できる。
前記超音波分散機としては、超音波の照射が可能な装置であれば、特に制限はない。具体的には例えば(株)SMT製の超音波分散機UH−600S等を挙げることができる。
また、前記高圧ホモジナイザーの代表例としては、ナノマイザー製の商品名;ナノマイザー(LA−31)、マイクロフルイディクス製の商品名;マイクロフルイダイザー、及びスギノマシン製のアルティマイザーなどを挙げることができる。
なお、前記オリフィスとは、円形などの微細な穴を持つ薄板(オリフィス板)を直管内に挿入し、直管の流路を急激に絞る機構をいう。
上記高圧ホモジナイザーは、基本的には、原料スラリーなどを加圧する高圧発生部と、対向衝突部或いはオリフィス部とからなる装置である。高圧発生部としては、一般にプランジャーポンプと呼ばれている高圧ポンプが好適に採用される。高圧ポンプには、一連式、二連式、三連式などの各種の形式があるが、いずれの形式も特に制限なく本発明において採用できる。
前記高圧で対向衝突させる場合における処理圧力は50MPa以上、100MPa以上が好ましく、さらに130MPa以上が好ましい。
また、前記オリフィスを通過させる場合におけるオリフィスの入口側と出口側の差圧も、前記処理圧力と同様に、50MPa以上、好ましくは100MPa以上、さらに好ましくは130MPa以上が望ましい。それぞれ350MPa以下が好ましい。
いずれの方法においても、分散効率は処理圧力に依存するため、処理圧力が高いほど分散効率も高くなる。ただし、処理圧力が350MPaを越えると高圧ポンプの配管等の耐圧性や装置の耐久性に問題が発生しやすい。
上記したいずれの方法においても、処理回数は特に制限されず、通常は、1〜数十回の範囲から適宜選択される。これにより無機微粒子分散液を得ることができる。
この無機微粒子分散液を調製する際には、各種の添加剤を更に添加することができる。
添加剤としては、例えば、ノニオン性またはカチオン性の各種の界面活性剤(アニオン性界面活性剤は凝集物を形成するために好ましくない)、消泡剤、ノニオン性の親水性ポリマー(ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリルアミド、各種の糖類、ゼラチン、プルラン等)、ノニオン性またはカチオン性のラテックス分散液、水混和性有機溶媒(酢酸エチル、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−プロパノール、アセトンなど)、無機塩類、pH調整剤などが挙げられ、これらは必要に応じて適宜使用することができる。
特に、水混和性有機溶媒は、無機微粒子を予備分散した際の微小なダマの形成が抑制される点で好ましい。水混和性有機溶媒は、分散液中に0.1〜20質量%、特に好ましくは0.5〜10質量%使用される。
無機微粒子分散液を調製する際のpHは、無機微粒子の種類、各種の添加剤等により広範に変化し得るが、一般的にはpHが1〜8であり、特に2〜7が好ましい。
また、上記無機微粒子分散液の調製においては、無機微粒子の2種以上を併用することも可能である。
前記無機微粒子の平均一次粒子径としては、30nm以下が好ましく、20nm以下がより好ましく、10nm以下がさらに好ましく、3〜10nmが特に好ましい。例えば、無機微粒子として気相法シリカを用いる場合、気相法シリカの平均一次粒子径が30nm以下で、分散後の気相法シリカ分散液の二次粒子径は200nm以下であることが、光沢性を付与する点で好ましく、150nm以下がより好ましく、120nm以下が特に好ましい。
気相法シリカは、シラノール基による水素結合によって粒子同士が付着しやすいため、平均一次粒子径が30nm以下の場合に空隙率の大きい構造を形成することができ、インク吸収特性を効果的に向上させることができると共に、インク受容層の透明性および表面光沢性を高めることができる。なお、気相法シリカは、一次粒子のまま用いるほか、二次粒子を形成した状態で含有してもよい。
(水溶性有機カチオン化合物)
本発明において、無機微粒子(特に、シリカ微粒子)は高圧ホモジナイザー分散又は超音波分散された無機微粒子分散液として用いることが好ましく、これらで分散処理される前に予分散状態とすることがより好ましい。無機微粒子分散液は、必要に応じて水溶性有機カチオン化合物などの分散剤(凝集防止剤)を含むことができる。
この水溶性有機カチオン化合物は特に限定はないが、後述する媒染剤の例など、第1級〜第3級アミノ基、第4級アンモニウム塩基、又はホスホニウム塩基を有する水溶性有機カチオン化合物(それらの塩を含む)が好適である。中でも、平均分子量が5万以下である水溶性有機カチオン化合物が好ましく、2万以下であることが特に好ましい。その他の分散剤としてシランカップリング剤を用いることができる。
上記水溶性有機カチオン化合物の中でも、特にポリジアリルアミン誘導体の構成単位を有する水溶性有機カチオン化合物が好ましく、ジアリルアミン化合物の環化縮合によって得られ、シャロールDC902P(第一工業製薬(株)製)、ジェットフィックス110(里田化工(株)製)、ユニセンスCP−101〜103(センカ)、PAS−H(日東紡績(株)製)として市販されている。
上記水溶性有機カチオン化合物の使用量は無機微粒子(例えば、シリカ微粒子)に対して1〜10質量%が好ましく、1〜5質量%がより好ましい。使用量が多くなると前述したように、用いる無機微粒子の種類によっては塗布後のゲル化能が低下する。
前記水溶性有機カチオン化合物として、水溶性、または水性エマルションタイプなどを好適に使用でき、例えば、ジシアンジアミド−ホルマリン重縮合物に代表されるジシアン系カチオン樹脂、ジシアンアミド−ジエチレントリアミン重縮合物に代表されるポリアミン系カチオン樹脂、エピクロルヒドリン−ジメチルアミン付加重合物、ジメチルジアリルアンモニウムクロライド−SO共重合物、ジアリルアミン塩−SO共重合物、ジメチルジアリルアンモニウムクロライド重合物、アリルアミン塩の重合物、ジアルキルアミノエチル(メタ)アクリレート4級塩重合物、アクリルアミド−ジアリルアミン塩共重合体等のポリカチオン系カチオン樹脂などが挙げられる。中でも、ジメチルジアリルアンモニウムクロライド、モノメチルジアリルアンモニウムクロライドおよびポリアミジンが好ましく、耐水性の点で、ジメチルジアリルアンモニウムクロライド、モノメチルアンモニウムクロライドが特に好ましい。水溶性有機カチオン化合物は、単独でも二種以上を併用してもよい。
前記水溶性有機カチオン化合物のインク受容層における添加量としては、無機微粒子の質量に対して、1〜10質量%が好ましく、1〜5質量%がより好ましい。
水溶性有機カチオン化合物は、無機微粒子を添加する前の分散媒中に添加してもよいし、また、予備混合中あるいは予備混合終了後に添加してもよいが、水溶性有機カチオン化合物は、無機微粒子を添加する前の分散媒中に添加することが好ましい。
本発明における無機微粒子分散液における無機微粒子の濃度は10〜40質量%程度が適当であり、15〜35質量%が好ましい。
また、無機微粒子分散液としてアルミナ分散液を調製する場合には、例えば、擬ベーマイト状アルミナ水和物を水系溶媒(例えば、イオン交換水)と共に混合して上記高圧分散機により微粒化処理することで調製することができる。好ましくは、まず擬ベーマイト状アルミナ水和物を水(例えば、イオン交換水)と共に攪拌機で攪拌して粗分散液(予分散液)を調製し、これを更に高圧分散機で微粒化しょりすることにより、アルミナ分散液を調製することができる。
微分散後の分散粒径としては、印画濃度の点から、微分散直後の粒径で0.10〜0.14μmが好ましく、0.10〜0.12μmがより好ましい。
擬ベーマイト状アルミナ水和物のアルミナ分散液中における濃度としては、後工程で調製される塗布液に必要とされる所望量により選択できるが、塗布液粘度の観点からは、全質量に対して、20〜40質量%が好ましい。
本発明においては、微分散後のアルミナ分散液のpH(30℃)を4〜5の範囲とする。微分散後のpHを4以上とすることで後述の塗布液調製工程で調製する塗布液のゲル化を十分に促進でき、成膜性が良好になり、空隙容量の大きい多孔質構造が得られる。また、pHを5以下とすることで、記録画像の画像濃度が高くなり、光沢感も向上する。
pHを4〜5の範囲に調整するには、例えば、アンモニア等の塩基類や、硝酸、塩酸、酢酸、蟻酸等の酸類を用いる方法などが挙げられる。pHは、pHメータ(例えば東亜DKK(株)製のHM−25G)を用いて塗布液を30℃に保持して測定した値である。
(水溶性樹脂)
本発明のインクジェット記録材料のインク受容層は水溶性樹脂を含有することが好ましい。水溶性樹脂としては、例えば、親水性構造単位としてヒドロキシ基を有する樹脂であるポリビニルアルコール系樹脂〔ポリビニルアルコール(PVA)、アセトアセチル変性ポリビニルアルコール、カチオン変性ポリビニルアルコール、アニオン変性ポリビニルアルコール、シラノール変性ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール等〕、セルロース系樹脂〔メチルセルロース(MC)、エチルセルロース(EC)、ヒドロキシエチルセルロース(HEC)、カルボキシメチルセルロース(CMC)、ヒドロキシプロピルセルロース(HPC)、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等〕、キチン類、キトサン類、デンプン、エーテル結合を有する樹脂〔ポリエチレンオキサイド(PEO)、ポリプロピレンオキサイド(PPO)、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリビニルエーテル(PVE)等〕、カルバモイル基を有する樹脂〔ポリアクリルアミド(PAAM)、ポリビニルピロリドン(PVP)、ポリアクリル酸ヒドラジド等〕等が挙げられる。また、解離性基としてカルボキシル基を有するポリアクリル酸塩、マレイン酸樹脂、アルギン酸塩、ゼラチン類等も挙げることができる。
水溶性樹脂は、特に限定されるものではないが、上記の中でも、層の透明性や塗布形成性の観点から、無機微粒子と組合せる水溶性樹脂の種類が重要となり、特にポリビニルアルコール系樹脂が好ましい。前記ポリビニルアルコール系樹脂の例としては、特公平4−52786号、特公平5−67432号、特公平7−29479号、特許第2537827号、特公平7−57553号、特許第2502998号、特許第3053231号、特開昭63−176173号、特許第2604367号、特開平7−276787号、特開平9−207425号、特開平11−58941号、特開2000−135858号、特開2001−205924号、特開2001−287444号、特開昭62−278080号、特開平9−39373号、特許第2750433号、特開2000−158801号、特開2001−213045号、特開2001−328345号、特開平8−324105号、特開平11−348417号等の各公報に記載のものが挙げられる。また、ポリビニルアルコール系樹脂以外の水溶性樹脂の例として、特開平11−165461号公報の[0011]〜[0014]に記載の化合物なども挙げられる。
前記ポリビニルアルコール系樹脂はその構造単位に水酸基を有する。例えば無機微粒子として気相法シリカを用いる場合、この水酸基と前記気相法シリカの表面シラノール基とが水素結合を形成するため、シリカ微粒子の二次粒子を網目鎖単位とした三次元網目構造を形成し易くなる。この三次元網目構造の形成によって、空隙率が高く充分な強度の多孔質構造のインク受容層を形成できると考えられる。上記のように、多孔質に構成されたインク受容層は、毛細管現象によって急速にインクを吸収でき、インク滲みのない真円性の良好なドットを形成することができる。
水溶性樹脂は、1種単独でも2種以上を併用してもよい。また、水溶性樹脂のインク受容層における含有量としては、
該層の固形分(質量)に対して、9〜40質量%が好ましく、12〜33質量%がより好ましい。なお、ポリビニルアルコール系樹脂と共に、そのほかの前記水溶性樹脂を併用してもよく、併用する場合の全水溶性樹脂中に占めるポリビニルアルコール系樹脂の量としては、50質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましい。
水溶性樹脂としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、カルボキメチルセルロース等のセルロース類、ゼラチン等があるが、好ましくはポリビニルアルコールである。ポリビニルアルコールの中でも、ケン化度が80%以上の部分または完全ケン化したものが好ましい。平均重合度500〜5000のポリビニルアルコールが好ましい。また、カチオン変性ポリビニルアルコールとしては、例えば特開昭61−10483号に記載されているような、第1〜3級アミノ基や第4級アンモニウム基をポリビニルアルコールの主鎖あるいは側鎖中に有するポリビニルアルコールである。
−無機微粒子と水溶性樹脂との含有比−
無機微粒子(x)と水溶性樹脂(y)との質量含有比〔PB比(x/y)〕は、インク受容層の膜構造及び膜強度にも大きな影響を与える。即ち、質量含有比〔PB比〕が大きくなると、空隙率、細孔容積、表面積(単位質量当り)が大きくなるが、密度や強度は低下する傾向にある。本発明におけるインク受容層は、PB比(x/y)として、該PB比が大き過ぎることに起因する膜強度の低下や乾燥時のひび割れを防止すると共に、該PB比が小さ過ぎることによって空隙が樹脂によって塞がれ易くなり、空隙率が減少することでインク吸収性が低下することを防止する観点から、1.5〜10が好ましい。水溶性樹脂の添加量は、無機微粒子に対して5〜40質量%の範囲が好ましく、10〜25質量%の範囲がより好ましい。
インクジェットプリンタの搬送系を通過する場合、記録用シートに応力が加わることがあるので、インク受容層は十分な膜強度を有していることが必要である。またシート状に裁断加工する場合、インク受容層の割れや剥がれ等を防止する上でも、インク受容層には十分な膜強度を有していることが必要である。これらの場合を考慮すると、前記PB(x/y)としては5以下がより好ましく、一方インクジェットプリンタで、高速インク吸収性を確保する観点からは、2以上であることがより好ましい。
例えば、平均一次粒子径が20nm以下の気相法シリカと水溶性樹脂とを、PB比(x/y)2〜5で水溶液中に完全に分散した塗布液を支持体上に塗布し、該塗布層を乾燥した場合、シリカ微粒子の二次粒子を網目鎖とする三次元網目構造が形成され、その平均細孔径が30nm以下、空隙率が50〜80%、細孔比容積が0.5ml/g以上、比表面積が100m/g以上の、透光性の多孔質膜を容易に形成することができる。
(架橋剤)
本発明に係るインク受容層は架橋剤を含有することが好ましい。すなわち、インク受容層が上記の水溶性樹脂を架橋し得る架橋剤を含むことにより、該架橋剤と水溶性樹脂との架橋反応によって硬化された多孔質層とすることができる。
上記の水溶性樹脂、特にポリビニルアルコール系樹脂の架橋には、ホウ素化合物が好ましい。該ホウ素化合物としては、例えば、ホウ砂、ホウ酸、ホウ酸塩(例えば、オルトホウ酸塩、InBO、ScBO、YBO、LaBO、Mg(BO、Co(BO、二ホウ酸塩(例えば、Mg、Co)、メタホウ酸塩(例えば、LiBO、Ca(BO、NaBO、KBO)、四ホウ酸塩(例えば、Na・10HO)、五ホウ酸塩(例えば、KB・4HO、Ca11・7HO、CsB)等を挙げることができる。中でも、速やかに架橋反応を起こすことができる点で、ホウ砂、ホウ酸、ホウ酸塩が好ましく、特にホウ酸が好ましい。
前記水溶性樹脂の架橋剤として、ホウ素化合物以外の下記化合物を使用することができる。
例えば、ホルムアルデヒド、グリオキザール、グルタールアルデヒド等のアルデヒド系化合物;ジアセチル、シクロペンタンジオン等のケトン系化合物;ビス(2−クロロエチル尿素)−2−ヒドロキシ−4,6−ジクロロ−1,3,5−トリアジン、2,4−ジクロロ−6−S−トリアジン・ナトリウム塩等の活性ハロゲン化合物;ジビニルスルホン酸、1,3−ビニルスルホニル−2−プロパノール、N,N'−エチレンビス(ビニルスルホニルアセタミド)、1,3,5−トリアクリロイル−ヘキサヒドロ−s−トリアジン等の活性ビニル化合物;ジメチロ−ル尿素、メチロールジメチルヒダントイン等のN−メチロール化合物;メラミン樹脂(例えば、メチロールメラミン、アルキル化メチロールメラミン);エポキシ樹脂;
1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート等のイソシアネート系化合物;米国特許明細書第3017280号、同第2983611号に記載のアジリジン系化合物;米国特許明細書第3100704号に記載のカルボキシイミド系化合物;グリセロールトリグリシジルエーテル等のエポキシ系化合物;1,6−ヘキサメチレン−N,N'−ビスエチレン尿素等のエチレンイミノ系化合物;ムコクロル酸、ムコフェノキシクロル酸等のハロゲン化カルボキシアルデヒド系化合物;2,3−ジヒドロキシジオキサン等のジオキサン系化合物;乳酸チタン、硫酸アルミ、クロム明ばん、カリ明ばん、酢酸ジルコニル、酢酸クロム等の金属含有化合物、テトラエチレンペンタミン等のポリアミン化合物、アジピン酸ジヒドラジド等のヒドラジド化合物、オキサゾリン基を2個以上含有する低分子又はポリマー等である。上記の架橋剤は、1種単独でも2種以上を組合わせて用いてもよい。
架橋剤は、インク受容層形成用の塗布液(以下、単に「インク受容層用塗布液」ともいう。)を塗布する際にインク受容層用塗布液中および/またはインク受容層の隣接層を形成するための塗布液中に添加してもよく、あるいは予め架橋剤を含む塗布液を塗布した支持体上に、前記インク受容層用塗布液を塗布する、架橋剤非含有のインク受容層用塗布液を塗布後又は塗布・乾燥後に架橋剤溶液をオーバーコートする、等してインク受容層に架橋剤を供給することができる。
架橋剤の使用量は、インク受容層中の水溶性樹脂の質量に対して、0.01〜50質量%が好ましく、5〜40質量%がより好ましい。
(水溶性多価金属化合物)
本発明におけるインク受容層は、水溶性多価金属化合物を更に含有することができる。
本発明における水溶性多価金属化合物は、分散媒中に添加してもよいし、予備混合中あるいは分散終了後に添加してもよいが、シリカ微粒子を添加する前の分散媒中に添加することが好ましい。
本発明に用いられる水溶性多価金属化合物としては、3価以上の金属化合物が好ましい。例えば、更に、カルシウム、バリウム、マンガン、銅、コバルト、ニッケル、アルミニウム、鉄、亜鉛、ジルコニウム、クロム、マグネシウム、タングステン、モリブデンから選ばれる金属の水溶性塩が挙げられる。
具体的には例えば、酢酸カルシウム、塩化カルシウム、ギ酸カルシウム、硫酸カルシウム、酪酸カルシウム、酢酸バリウム、硫酸バリウム、リン酸バリウム、シュウ酸バリウム、ナフトレゾルシンカルボン酸バリウム、酪酸バリウム、塩化マンガン、酢酸マンガン、ギ酸マンガンニ水和物、硫酸マンガンアンモニウム六水和物、塩化第二銅、塩化アンモニウム銅(II)ニ水和物、硫酸銅、酪酸銅(II)、シュウ酸銅、フタル酸銅、クエン酸銅、グルコン酸銅、ナフテン銅、塩化コバルト、チオシアン酸コバルト、硫酸コバルト、酢酸コバルト(II)、ナフテン酸コバルト、硫酸ニッケル六水和物、塩化ニッケル六水和物、酢酸ニッケル四水和物、硫酸ニッケルアンモニウム六水和物、アミド硫酸ニッケル四水和物、スルファミン酸ニッケル、2−エチルヘキサン酸ニッケル、硫酸アルミニウム、亜硫酸アルミニウム、チオ硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム九水和物、塩化アルミニウム六水和物、酢酸アルミニウム、乳酸アルミニウム、塩基性チオグリコール酸アルミニウム、臭化第一鉄、塩化第一鉄、塩化第二鉄、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、クエン酸鉄(III)、乳酸鉄(III)三水和物、三シュウ酸三アンモニウム鉄(III)三水和物、臭化亜鉛、塩化亜鉛、硝酸亜鉛六水和物、硫酸亜鉛、酢酸亜鉛、乳酸亜鉛、酢酸ジルコニル、塩化ジルコニル、塩化酸化ジルコニウム八水和物、ヒドロキシ塩化ジルコニル、酢酸クロム、硫酸クロム、酢酸マグネシウム、シュウ酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム六水和物、クエン酸マグネシウム九水和物、りんタングステン酸ナトリウム、クエン酸ナトリウムタングステン、12タングストりん酸n水和物、12タングストけい酸26水和物、塩化モリブデン、12モリブドりん酸n水和物等が挙げられる。これらの水溶性多価金属化合物は2種以上を併用してもよい。本発明において、水溶性多価金属化合物における水溶性とは、20℃の水に1質量%以上溶解することを意味する。
上記の水溶性多価金属化合物の中でも、アルミニウムもしくは周期律表4A族金属(例えばジルコニウム、チタン)からなる化合物が好ましい。特に好ましくは水溶性アルミニウム化合物である。水溶性アルミニウム化合物としては、例えば無機塩としては塩化アルミニウムまたはその水和物、硫酸アルミニウムまたはその水和物、アンモニウムミョウバン等が知られている。さらに、無機系の含アルミニウムカチオンポリマーである塩基性ポリ水酸化アルミニウム化合物が知られており、好ましく用いられる。
上記塩基性ポリ水酸化アルミニウム化合物とは、主成分が下記の一般式1、2又は3で示され、例えば[Al6(OH)153+、[Al8(OH)204+、[Al13(OH)345+、[Al21(OH)603+、等のような塩基性で高分子の多核縮合イオンを安定に含んでいる水溶性のポリ水酸化アルミニウムである。
[Al2(OH)nCl6-nm ・・式1
[Al(OH)3nAlCl3 ・・式2
Aln(OH)mCl(3n-m) 0<m<3n ・・式3
これらのものは多木化学(株)よりポリ塩化アルミニウム(PAC)の名で水処理剤として、浅田化学(株)よりポリ水酸化アルミニウム(Paho)の名で、また、(株)理研グリーンよりHAP−25の名で、大明化学(株)よりアルファイン83の名でまた他のメーカーからも同様の目的を持って上市されており、各種グレードの物が容易に入手できる。
前記周期表4A族元素を含む水溶性化合物としては、チタンまたはジルコニウムを含む水溶性化合物がより好ましい。チタンを含む水溶性化合物としては、塩化チタン、硫酸チタンが挙げられる。ジルコニウムを含む水溶性化合物としては、酢酸ジルコニル、塩化ジルコニル、オキシ塩化ジルコニウム、ヒドロキシ塩化ジルコニル、硝酸ジルコニル、塩基性炭酸ジルコニル、水酸化ジルコニル、乳酸ジルコニル、炭酸ジルコニル・アンモニウム、炭酸ジルコニル・カリウム、硫酸ジルコニル、フッ化ジルコニル化合物等が挙げられる。
上記した水溶性多価金属化合物は、無機微粒子に対して0.1〜10質量%の割合で添加するのが好ましく、0.5〜8質量%がより好ましい。
(他の成分)
本発明におけるインク受容層には、公知の媒染剤、界面活性剤、酸、金属塩などの他の成分を必要に応じて併用してもよい。
[耐水性支持体]
本発明における耐水性支持体としては、プラスチック等の透明材料よりなる透明支持体、紙等の不透明材料で構成される不透明支持体のいずれをも使用できる。本発明においては、紙等の基体の両面に熱可塑性樹脂層が設けられてなる樹脂被覆された耐水性支持体が好適である。
耐水性支持体の厚みは、約50〜200μm程度のものが好ましい。特に、例えばポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートのようなポリエステル樹脂、ジアセテート樹脂、トリアセテート樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリイミド樹脂、セロハン、セルロイド等の樹脂フィルム、ポリオレフィン樹脂被覆紙を用いることによってまた、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂で紙を被覆(ラミネート)した支持体、更にガラス板等が挙げられる。
不透明支持体としては、インク受容層の設けられる側の表面が40%以上の光沢度を有するものが好ましい。前記光沢度は、JIS P−8142(紙及び板紙の75度鏡面光沢度試験方法)に記載の方法に従って求められる値である。具体的には、下記支持体が挙げられる。
例えば、アート紙、コート紙、キャストコート紙、銀塩写真用支持体等に使用されるバライタ紙等の高光沢性の紙支持体;ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル類、ニトロセルロース,セルロースアセテート,セルロースアセテートブチレート等のセルロースエステル類、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリアミド等のプラスチックフィルムに白色顔料等を含有させて不透明にした(表面カレンダー処理が施されていてもよい)高光沢性のフィルム;或いは、前記各種紙支持体、前記透明支持体若しくは白色顔料等を含有する高光沢性のフィルムの表面に、白色顔料を含有若しくは含有しないポリオレフィンの被覆層が設けられた支持体等が挙げられる。白色顔料含有発泡ポリエステルフィルム(例えば、ポリオレフィン微粒子を含有させ、延伸により空隙を形成した発泡PET)も好適に挙げられる。
樹脂被覆された耐水性支持体としては、例えば、アート紙、コート紙、キャストコート紙、銀塩写真用支持体等に使用されるバライタ紙等の高光沢性の紙基材の両面に熱可塑性樹脂層を設けたものや、銀塩写真用印画紙に用いられるレジンコート紙が好適に挙げられる。
前記不透明支持体の厚みについても特に制限はないが、取り扱い性の点で、50〜300μmが好ましい。
また、前記耐水性支持体の表面には、濡れ特性及び接着性を改善するために、コロナ放電処理、グロー放電処理、火炎処理、紫外線照射処理等を施したものを使用してもよい。
以下、ポリオレフィン樹脂被覆紙について詳細に説明する。
ポリオレフィン樹脂被覆紙を構成する原紙は、特に制限はなく、一般に用いられている紙が使用できるが、より好ましくは例えば写真用支持体に用いられているような平滑な原紙が好ましい。原紙を構成するパルプとしては天然パルプ、再生パルプ、合成パルプ等を1種もしくは2種以上混合して用いられる。
この原紙には一般に製紙で用いられているサイズ剤、紙力増強剤、填料、帯電防止剤、蛍光増白剤、染料等の添加剤が配合される。
また、原紙の厚みに関しては特に制限はないが、紙を抄造中または抄造後カレンダー等にて圧力を印加して圧縮するなどした表面平滑性の良いものが好ましく、その坪量は30〜250g/mが好ましい。
樹脂被覆紙の樹脂としては、ポリオレフィン樹脂や電子線で硬化する樹脂を用いることができる。ポリオレフィン樹脂としては、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリペンテンなどのオレフィンのホモポリマーまたはエチレン−プロピレン共重合体などのオレフィンの2つ以上からなる共重合体及びこれらの混合物であり、各種の密度、溶融粘度指数(メルトインデックス)のものを単独にあるいはそれらを混合して使用できる。
また、樹脂被覆紙の樹脂中には、酸化チタン、酸化亜鉛、タルク、炭酸カルシウムなどの白色顔料、ステアリン酸アミド、アラキジン酸アミドなどの脂肪酸アミド、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸マグネシウムなどの脂肪酸金属塩、イルガノックス1010、イルガノックス1076などの酸化防止剤、コバルトブルー、群青、セシリアンブルー、フタロシアニンブルーなどのブルーの顔料や染料、コバルトバイオレット、ファストバイオレット、マンガン紫などのマゼンタの顔料や染料、蛍光増白剤、紫外線吸収剤などの各種の添加剤を適宜組み合わせて加えるのが好ましい。
本発明において用いられる耐水性支持体である樹脂被覆紙は、走行する原紙上にポリオレフィン樹脂の場合は、加熱溶融した樹脂を流延する、いわゆる押出コーティング法により製造され、その両面が樹脂により被覆される。また、電子線により硬化する樹脂の場合は、グラビアコーター、ブレードコーターなど一般に用いられるコーターにより樹脂を塗布した後、電子線を照射し、樹脂を硬化させて被覆する。また、樹脂を原紙に被覆する前に、原紙にコロナ放電処理、火炎処理などの活性化処理を施すことが好ましい。支持体のインク受容層が塗布される面(表面)は、その用途に応じて光沢面、マット面などを有し、特に光沢面が優位に用いられる。裏面に樹脂を被覆する必要はないが、カール防止の点から樹脂被覆したほうが好ましい。裏面は通常無光沢面であり、表面あるいは必要に応じて表裏両面にもコロナ放電処理、火炎処理などの活性処理を施すことができる。また、樹脂被覆層の厚みとしては特に制限はないが、一般に5〜50μmの厚味に表面または表裏両面にコーティングされる。
本発明における支持体には帯電防止性、搬送性、カール防止性などのために、各種のバックコート層を塗設することができる。バックコート層には無機帯電防止剤、有機帯電防止剤、親水性バインダー、ラテックス、硬化剤、顔料、界面活性剤などを適宜組み合わせて含有せしめることができる。
前記透明支持体に使用可能な材料としては、透明性で、OHPやバックライトディスプレイで使用される時の輻射熱に耐え得る性質を有する材料が好ましい。該材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル類;ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリアミド等を挙げることができる。中でも、ポリエステル類が好ましく、特にポリエチレンテレフタレートが好ましい。前記透明支持体の厚みとしては、特に制限はないが、取り扱い易い点で、50〜200μmが好ましい。
次に、前記レジンコート紙について詳述する。原紙としては、木材パルプを主原料とし、必要に応じて木材パルプに加えてポリプロピレンなどの合成パルプ、あるいはナイロンやポリエステルなどの合成繊維を用いて抄紙される。前記木材パルプとしては、LBKP、LBSP、NBKP、NBSP、LDP、NDP、LUKP、NUKPのいずれも用いることができるが、短繊維分の多いLBKP、NBSP、LBSP、NDP、LDPをより多く用いることが好ましい。但し、LBSP及び/又はLDPの比率としては、10質量%以上、70質量%以下が好ましい。前記パルプは、不純物の少ない化学パルプ(硫酸塩パルプや亜硫酸パルプ)が好ましく用いられ、漂白処理を行なって白色度を向上させたパルプも有用である。
原紙中には、高級脂肪酸、アルキルケテンダイマー等のサイズ剤、炭酸カルシウム、タルク、酸化チタン等の白色顔料、スターチ、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール等の紙力増強剤、蛍光増白剤、ポリエチレングリコール類等の水分保持剤、分散剤、4級アンモニウム等の柔軟化剤などを適宜添加することができる。
抄紙に使用するパルプの濾水度としては、CSFの規定で200〜500mlが好ましく、また、叩解後の繊維長が、JIS P−8207に規定される24メッシュ残分質量%と42メッシュ残分の質量%との和が30〜70%が好ましい。尚、4メッシュ残分の質量%は20質量%以下であることが好ましい。原紙の坪量としては、30〜250gが好ましく、特に50〜200gが好ましい。原紙の厚さとしては、40〜250μmが好ましい。原紙は、抄紙段階又は抄紙後にカレンダー処理して高平滑性を与えることもできる。原紙密度は0.7〜1.2g/m(JIS P−8118)が一般的である。更に、原紙剛度としては、JIS P−8143に規定される条件で20〜200gが好ましい。
原紙表面には表面サイズ剤を塗布してもよく、表面サイズ剤としては、前記原紙中添加できるサイズと同様のサイズ剤を使用できる。原紙のpHは、JIS P−8113で規定された熱水抽出法により測定された場合、5〜9であることが好ましい。
原紙の両側の表面は、一般にポリエチレンで被覆することができる。ポリエチレンは、主として低密度のポリエチレン(LDPE)及び/又は高密度のポリエチレン(HDPE)であるが、他のLLDPEやポリプロピレン等も一部使用することができる。
特に、インク受容層を形成する側のポリエチレン層は、写真用印画紙で広く行なわれているように、ルチル又はアナターゼ型の酸化チタン、蛍光増白剤、群青をポリエチレン中に添加し、不透明度、白色度及び色相を改良したものが好ましい。ここで、酸化チタン含有量としては、ポリエチレンに対して、概ね3〜20質量%が好ましく、4〜13質量%がより好ましい。ポリエチレン層の厚みは特に限定はないが、表裏面層とも10〜50μmが好適である。さらにポリエチレン層上にインク受容層との密着性を付与するために下塗り層を設けることもできる。該下塗り層としては、水性ポリエステル、ゼラチン、PVAが好ましい。また、該下塗り層の厚みとしては、0.01〜5μmが好ましい。
ポリエチレン被覆紙は、光沢紙として用いることも、また、ポリエチレンを原紙表面上に溶融押し出してコーティングする際に、いわゆる型付け処理を行なって通常の写真印画紙で得られるようなマット面や絹目面を形成したものも使用できる。
支持体にはバックコート層を設けることもでき、このバックコート層に添加可能な成分としては、白色顔料や水性バインダー、その他の成分が挙げられる。バックコート層に含有される白色顔料としては、例えば、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、カオリン、タルク、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、炭酸亜鉛、サチンホワイト、珪酸アルミニウム、珪藻土、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、合成非晶質シリカ、コロイダルシリカ、コロイダルアルミナ、擬ベーマイト、水酸化アルミニウム、アルミナ、リトポン、ゼオライト、加水ハロイサイト、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム等の白色無機顔料、スチレン系プラスチックピグメント、アクリル系プラスチックピグメント、ポリエチレン、マイクロカプセル、尿素樹脂、メラミン樹脂等の有機顔料等が挙げられる。
バックコート層に用いられる水性バインダーとしては、例えば、スチレン/マレイン酸塩共重合体、スチレン/アクリル酸塩共重合体、ポリビニルアルコール、シラノール変性ポリビニルアルコール、澱粉、カチオン化澱粉、カゼイン、ゼラチン、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリビニルピロリドン等の水溶性高分子、スチレンブタジエンラテックス、アクリルエマルジョン等の水分散性高分子等が挙げられる。バックコート層に含有されるその他の成分としては、消泡剤、抑泡剤、染料、蛍光増白剤、防腐剤、耐水化剤等が挙げられる。
本発明のインクジェット記録材料において、耐水性支持体上に設けられた2層以上のインク受容層のうち、最表面層であるインク受容層は、高圧ホモジナイザー分散又は超音波分散された気相法シリカを含むことが好ましい。これにより、高い発色濃度と高光沢度をより効果的に達成することができる。
前記高圧ホモジナイザー分散又は超音波分散された気相法シリカは、上述の無機微粒子分散液の調製方法を気相法シリカに適用することで気相法シリカ分散液として調製することができる。
また、本発明のインクジェット記録材料においては、耐水性支持体上に設けられた2層以上のインク受容層のうち、最表面層であるインク受容層は、高圧ホモジナイザー分散又は超音波分散された擬ベーマイトアルミナを含むこともまた好ましい。これにより、高い発色濃度と高光沢度をより効果的に達成することができる。
前記高圧ホモジナイザー分散又は超音波分散された擬ベーマイトアルミナは、上述の無機微粒子分散液の調製方法において、説明したアルミナ分散液の調製方法によって調製することができる。
本発明における最表面層であるインク受容層は、インクジェット記録材料の発色濃度と光沢性の観点から、アミノ基又はエポキシ基を含むシランカップリング剤で表面処理された無機微粒子を含まないことが好ましい。
<インクジェット記録材料の製造方法>
本発明のインクジェット記録材料の製造方法は、アミノ基を含むシランカップリング剤で表面処理された無機微粒子とエポキシ基を含むシランカップリング剤で表面処理された無機微粒子とを少なくとも含む第1のインク受容層用塗布液を、耐水性支持体上に塗布して第1のインク受容層を形成する下層形成工程と、前記第1のインク受容層上に第2のインク受容層が形成されるように、第2のインク受容層用塗布液を塗布して第2のインク受容層を形成する上層形成工程とを、少なくとも含むことを特徴とする。
前記上層形成工程によって、本発明のインクジェット記録材料における最表面層であるインク受容層を形成することができる。また前記下層形成工程によって、最表面層であるインク受容層と耐水性支持体との間に、アミノ基を含むシランカップリング剤で表面処理された無機微粒子とエポキシ基を含むシランカップリング剤で表面処理された無機微粒子とを含むインク受容層を形成することができる。
本発明のインクジェット記録材料の製造方法においては、耐水性支持体上に第1のインク受容層と第2のインク受容層とを少なくとも形成することができるインク受容層形成方法であれば、特に制限なく通常のインク受容層形成方法を適用することができる。例えば、第1のインク受容層を形成した後、第2のインク受容層を逐次形成してもよく、また、同時塗布(重層塗布)によって第1のインク受容層と第2のインク受容層とを形成してもよい。
本発明においては、製造効率とインク受容層の脆性改良の観点から、第1のインク受容層形成用塗布液と第2のインク受容層形成用塗布液とを同時塗布(重層塗布)して、第1のインク受容層と第2のインク受容層を形成することが好ましい。
本発明におけるインク受容層は、例えば、耐水性支持体又は既に形成されたインク受容層の上に、少なくとも無機微粒子、水溶性樹脂、架橋剤等を含む塗布液を塗布した後、乾燥・架橋硬化する方法により形成することができる。
また、少なくとも無機微粒子、水溶性樹脂等を含有するインク受容層形成用の塗布液(塗布液A)を塗布し、該塗布により塗布層を形成すると同時、又は該塗布により形成される塗布層の乾燥途中であって該塗布層が減率乾燥を示す前、のいずれかのタイミングで、pH7.1以上の塩基性溶液(溶液B)を塗設された塗布層に付与した後、該塗布層を架橋硬化させる方法(Wet−on−Wet法〈WOW法〉)により形成することもできる。ここで、前記水溶性樹脂を架橋する架橋剤は、上記の塗布液Aおよび溶液Bの少なくとも一方に含有される。
インク受容層を架橋硬化させることで、インク吸収性や膜のひび割れ防止などをより向上させることできる。
無機微粒子と水溶性樹脂(例えばPVA)と架橋剤(例えばホウ素化合物)とを少なくとも含有するインク受容層形成用の塗布液の調製は、例えば、無機微粒子分散液とPVA水溶液(例えば、上記気相法シリカの15%程度の質量のPVAとなるように)とホウ素化合物とを加えて高速回転ホモミキサー(例えば、特殊機化(株)製、商品名「T,Kホモミキサー」)により、例えば2000rpm(好ましくは1000〜5000rpm)の高速回転の条件で、例えば20分間(好ましくは10〜30分間)かけて分散を行なうことにより調製することができる。得られた塗布液は均一なゾル状態であり、これを後述の塗布方法で支持体上に塗布し乾燥させることにより、多孔質性のインク受容層を形成することができる。
インク受容層形成用の塗布液は、分散機を用いて細粒化することで平均粒子径10〜120nmの水分散液とすることができる。該水分散液を得るために用いる分散機としては、分散機等従来公知の各種の分散機を使用することができるが、形成されるダマ状微粒子の分散を効率的に行なうという点から、媒体撹拌型分散機、コロイドミル分散機または高圧分散機が好ましい
本発明においては、光沢度と発色濃度の観点から、最表面層であるインク受容層(第2のインク受容層)形成用塗布液は、気相法シリカが高圧ホモジナイザー分散又は超音波分散された気相法シリカ分散液を用いて調製されたものであることが好ましい。
また本発明においては、光沢度と発色濃度の観点から、最表面層であるインク受容層(第2のインク受容層)形成用塗布液は、擬ベーマイトアルミナが高圧ホモジナイザー分散又は超音波分散された擬ベーマイトアルミナ分散液を用いて調製されたものであることもまた好ましい。
また、各液の調製に用いる溶媒には、水、有機溶媒、またはこれらの混合溶媒を用いることができる。塗布に用いることができる有機溶媒としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、i−プロパノール、メトキシプロパノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、酢酸エチル、トルエン等が挙げられる。
本発明において、塗布液の塗布方法は、特に限定されず、公知の塗布方法を用いることができる。例えば、エクストルージョンダイコーター、エアードクターコーター、ブレッドコーター、ロッドコーター、ナイフコーター、スクイズコーター、リバースロールコーター、バーコーター等の公知の塗布方法によって行うことができる。
前記同時塗布(重層塗布)は、例えば、エクストルージョンダイコーター、カーテンフローコーターを用いた塗布方法により行なうことができる。同時塗布(重層塗布)を、例えば、エクストルージョンダイコーターにより行なった場合、同時に吐出される少なくとも2種の塗布液は、エクストルージョンダイコーターの吐出口附近で、すなわち支持体上に移る前に重層形成され、その状態で支持体上に重層塗布される。
形成された塗布層は乾燥される。この場合の乾燥は、耐水性支持体の耐熱性にもよるが、一般に塗布層を30〜100℃で0.5〜10分間加熱することにより行なわれ、好ましくは、40〜90℃で0.5〜5分間加熱することにより行なわれる。
インク受容層用塗布液の塗布量としては、固形分換算で3〜50g/mが好ましく、より好ましくは20〜45g/mである。塗布量が前記範囲内であると、塗布膜の乾燥性が良好であり、クラックの発生も回避できる。
本発明においては、インク受容層の脆性と発色濃度・光沢度の改良、インク吸収性の観点から、最表面層であるインク受容層の塗布量が固形分換算で1〜15g/mであって、インク受容層全体の固形分塗布量を15〜45g/mとすることが好ましい。
また、同様の観点から、最表面層であるインク受容層と耐水性支持体の間に設けられるインク受容層の塗布量に対する最表面層であるインク受容層の塗布量の比率が固形分換算で、1/20〜1/1であることが好ましい。
本発明においては、最表面層のインク受容層として擬ベーマイトアルミナを含むインク受容層を形成する場合、塗布液調製工程で調製された塗布液を50℃以上の温度にして耐水性支持体に塗布し、膜面温度が30℃未満になる条件で乾燥させてインク受容層を形成することが好ましい。
塗布時の塗布液温度を50℃以上とすることで、塗布液の経時増粘を抑制し、均一な塗布面状がより得られやすい。塗布液温度は、上記同様の理由から、50〜70℃が好ましく、より好ましくは50〜60℃である。塗布液温度を70℃以下にすることにより、乾燥過程で塗布膜の膜面温度を下げやすくなり、より均一な塗布面状を得ることができる。
最表面層のインク受容層として擬ベーマイトアルミナを含むインク受容層を形成する場合の乾燥は、塗布膜の膜面温度が30℃未満になる場合を含む条件で行なうことが好ましい。すなわち、乾燥過程において、膜面温度が30℃未満となる乾燥段階が含まれていればよく、乾燥初期に膜面温度が30℃以下になるようにしてもよいし、乾燥開始から所定時間経過した後あるいは乾燥後期に膜面温度が30℃以下まで下がるように乾燥させるようにしてもよい。中でも、均一塗布面状、空隙容量の観点から、膜面温度が30℃未満となる乾燥段階を乾燥初期、特には乾燥開始直後に行なうことが好ましい。乾燥初期(特に乾燥開始直後)に膜面温度が30℃未満になるように乾燥を行なうことにより、塗布液が低粘度でも乾燥ムラを回避でき、光沢感を高めることができる。乾燥初期を高温で乾燥させると、特に塗布液の粘度が低い場合など、乾燥ムラが生じて光沢感は低下する。
前記膜面温度が30℃未満となる乾燥段階を設けることにより、塗布液が十分に増粘し、均一な塗布面状が得られる。また、膜面温度としては、0〜30℃が好ましく、5〜20℃が更に好ましい。膜面温度を0℃以上とすることにより、塗布液の増粘が進みすぎるのを抑え、塗布膜表面の凹凸形成を防止して光沢感を得ることができる。
ここで、膜面温度は、乾燥時の塗布膜表面の温度であり、放射温度計により測定できる。
本発明では、上記のように膜面温度が30℃未満となる乾燥段階が含まれるように乾燥を行なうことが好ましいが、この乾燥段階の膜面温度(30℃)もしくは該膜面温度に近い温度での粘度が重要であり、本発明では30℃での粘度η30を100mPa・s以下とする。粘度η30が100mPa・sを超える範囲では、光沢感が得られない。中でも、粘度η30は30〜100mPa・sが好ましく、40〜80mPa・sが更に好ましい。粘度η30は、30mPa・s以上にすることにより、適度の粘度が保て、塗布をより均一に行なえ、100mPa・s以下にすることにより塗布膜面の凹凸を抑え、光沢感をより向上させることができる。
なお、上記以外に、インク受容層用塗布液の塗工条件(塗工装置、塗工液温度、粘度等)及び乾燥条件(乾燥温度、乾燥時間、温度勾配、風量、風の当て方、湿度等)を適宜選択することによって、形成するインク受容層の物性を制御することができる。
また、インク受容層は、透明性に優れていることが好ましいが、その目安としてインク受容層を透明フィルム上に形成したときのヘイズ値が30%以下であることが好ましく、15%以下であることがより好ましい。ヘイズ値は、ヘイズメーター(HGM−2DP:スガ試験機(株)製)により測定することができる。
本発明のインクジェット記録用媒体の構成層(例えばインク受容層)には、ポリマー微粒子分散物を添加してもよい。ポリマー微粒子分散物は、寸度安定化、カール防止、接着防止、膜のひび割れ防止等のような膜物性改良の目的で使用される。ポリマー微粒子分散物については、特開昭62−245258号、同62−1316648号、同62−110066号の各公報に記載がある。なお、ガラス転移温度が低い(40℃以下の)ポリマー微粒子分散物をインク受容層に添加すると、層のひび割れやカールを防止することができる。また、ガラス転移温度が高いポリマー微粒子分散物をバック層に添加しても、カールを防止することができる。
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。尚、特に断りのない限り、「部」及び「%」は質量基準である。
(実施例1)
<インクジェット記録材料1の作製>
(耐水性支持体の作製)
アカシアからなるLBKP50部及びアスペンからなるLBKP50部をそれぞれディスクリファイナーによりカナディアンフリーネス300mlに叩解しパルプスラリーを調製した。
ついで前記で得られたパルプスラリーに、対パルプ当り、カチオン性でんぷん(日本エヌエスシー(株)製、CATO 304L)1.3%、アニオン性ポリアクリルアミド(星光PMC(株)製、DA4104)0.15%、アルキルケテンダイマー(荒川化学工業(株)製、サイズパインK)0.29%、エポキシ化ベヘン酸アミド0.29%、ポリアミドポリアミンエピクロルヒドリン(荒川化学工業(株)製、アラフィックス100)0.32%を加えた後、消泡剤0.12%を加えた。
前記のようにして調製したパルプスラリーを長網抄紙機で抄紙し、ウェッブのフェルト面をドラムドライヤーシリンダーにドライヤーカンバスを介して押し当てて乾燥する工程において、ドライヤーカンバスの引張り力を1.6kg/cmに設定して乾燥を行なった後、サイズプレスにて原紙の両面にポリビニルアルコール((株)クラレ製:KL−118)を1g/m塗布して乾燥し、カレンダー処理を行った。なお、原紙の坪量は166g/mで抄造し、厚さ160μmの原紙(基紙)を得た。
得られた基紙のワイヤー面(裏面)側にコロナ放電処理を行なった後、溶融押出機を用いて高密度ポリエチレンを厚さ30μmとなるようにコーティングし、熱可塑性樹脂層を形成した(以下、この熱可塑性樹脂層面を「裏面」と称する。)。この裏面側の熱可塑性樹脂層に更にコロナ放電処理を施し、その後、帯電防止剤として、酸化アルミニウム(日産化学工業(株)製の「アルミナゾル100」)と二酸化ケイ素(日産化学工業(株)製の「スノーテックスO」)とを1:2の質量比で水に分散した分散液を、乾燥質量が0.2g/mとなるように塗布した。
更に、熱可塑性樹脂層の設けられていない側のフェルト面(表面)側にコロナ放電処理を施した後、アナターゼ型二酸化チタン10%、東京インキ(株)製の群青を0.3%の含有量に調製し、更に(株)日本化学工業所製の蛍光増白剤「Whiteflour PSN conc」を0.08%の含有量となるように調製したMFR(メルトフローレート)3.8の低密度ポリエチレンを、溶融押出機を用いて、厚み25μmとなるように押出し、高光沢な熱可塑性樹脂層を基紙の表面側に形成し(以下、この高光沢面を「オモテ面」と称する。)、耐水性支持体を作製した。この耐水性支持体を幅1.5m、巻き長3000mに揃えて長尺ロール体とした。
(シリカ分散液Aの調製)
下記の「シリカ分散液Aの組成」に従って、(2)イオン交換水に(3)ジメチルジアリルアンモニウムクロライド重合体(第一工業製薬製、「シャロールDC902P」)を混合した液に(1)気相法シリカ微粒子を混合し、ディゾルバーで攪拌しながら更に、(4)アミノ基含有シランカップリング剤(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製「シルクエストA1120」)をゆっくりと滴下した。十分に攪拌したスラリーを、スギノマシン社製のアルティマイザーで、170MPaで分散し1パスし、メジアン径(平均粒子径)130nmのシリカ分散液Aを作製した。
−シリカ分散液Aの組成−
(1)気相法シリカ微粒子 … 100部
(日本アエロジル(株)製、AEROSIL200)
(2)イオン交換水 … 565.5部
(3)ジメチルジアリルアンモニウムクロライド重合体 … 5.8部
(第一工業製薬(株)製、分散剤「シャロールDC−902P」、51.5%水溶液)
(4)アミノ基含有シランカップリング剤 … 2部
(N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製、「シルクエストA1120」)
(シリカ分散液Bの調製)
シリカ分散液Aの調製において、アミノ基含有シランカップリング剤(シルクエストA1120)の代わりに、エポキシ基含有シランカップリング剤(3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製、「シルクエストA187」)を用いた以外は、シリカ分散液Aの調製と同様にしてシリカ分散液Bを調製した。シリカ粒子のメジアン径(平均粒子径)は130nmであった。
(シリカ分散液Dの調製)
下記の「シリカ分散液Dの組成」に従って、(2)イオン交換水に(3)ジメチルジアリルアンモニウムクロライド重合体(第一工業製薬製、「シャロールDC902P」)を混合した液に(1)気相法シリカ微粒子を混合した。十分に攪拌したスラリーを、スギノマシン社製、アルティマイザーで、170MPaで分散し1パスしメジアン径(平均粒子径)120nmのシリカ分散液Dを調製した。
−シリカ分散液Dの組成−
(1)気相法シリカ微粒子 … 100部
(日本アエロジル(株)製、AEROSIL300SV)
(2)イオン交換水 … 565.5部
(3)ジメチルジアリルアンモニウムクロライド重合体 … 8.8部
(第一工業製薬(株)製分散剤「シャロールDC−902P」、51.5%水溶液)
(インク受容層用塗布液Aの調製)
30℃条件下で下記組成にしたがい受容層塗布液用薬品を順次攪拌しながら混合し、インク受容層用塗布液Aを調製した。
−インク受容層用塗布液Aの組成−
(1)シリカ分散液A … 268部
(2)シリカ分散液B … 268部
(3)イオン交換水 … 45部
(4)7.5%ホウ酸液(架橋剤) … 55部
(5)ポリビニルアルコール … 260部
((株)クラレ製、PVA235、7%水溶液)
(6)エタノール … 10部
(7)10%界面活性剤水溶液 … 5部
(花王(株)製、エマルゲン109P)
(インク受容層用塗布液Dの調製)
30℃条件下で、下記組成にしたがい受容層塗布液用薬品を順次攪拌しながら混合し、インク受容層用塗布液Dを調製した。
−インク受容層用塗布液Dの組成−
(1)シリカ分散液D … 536部
(2)イオン交換水 … 45部
(3)7.5%ホウ酸液(架橋剤) … 55部
(4)ポリビニルアルコール … 260部
((株)クラレ製、PVA235、7%水溶液)
(5)エタノール … 10部
(6)10%界面活性剤水溶液 … 5部
(エマルゲン109P、花王(株)製)
(インク受容層の形成)
上記で得られた耐水性支持体のオモテ面にコロナ放電処理を行った後、インク受容層用塗布液A 180部に対して、下記組成からなる媒染剤混合溶液 11部を塗布直前に混合し下層用塗布液とした。またインク受容層用塗布液D 180部に対して、下記組成からなる媒染剤混合溶液 11部を塗布直前に混合し上層用塗布液とした。上層用塗布液と下層用塗布液の塗布量がそれぞれ96cc/mになるように同時重層塗布を行い、熱風乾燥機にて60℃で(風速3〜8m/秒)で塗布層が乾くまで乾燥させた。これにより乾燥膜厚が33μmのインク受容層が設けられた本発明のインクジェット記録材料1を作製した。
−媒染剤混合溶液の組成−
(1)塩基性ポリ水酸化アルミニウム化合物 … 10部
(大明化学工業(株)製、アルファイン83)
(2)イオン交換水 … 40部
(実施例2)
<インクジェット記録媒体2の作製>
(シリカ分散液Cの調製)
シリカ分散液Aの調製において、アミノ基含有シランカップリング剤シルクエストA1120の代わりに、アミノ基含有シランカップリング剤シルクエストA1100(3−アミノプロピルトリエトキシシラン、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製)を用いた以外は、シリカ分散液Aの調製と同様にしてシリカ分散液Cを調製した。シリカ粒子のメジアン径(平均粒子径)は130nmであった。
(インク受容層用塗布液Cの調製)
実施例1のインク受容層用塗布液Aの調製において、シリカ分散液Aの代わりに、シリカ分散液Cを用いた以外は、インク受容層用塗布液Aの調製と同様にしてインク受容層用塗布液Cを調製した。
(インク受容層の形成)
実施例1におけるインクジェット受容層の形成において、インク受容層用塗布液Aの代わりに、インク受容層用塗布液Cを用いた以外は、実施例1と同様にしてインクジェット記録材料2を作製した。
(実施例3)
<インクジェット記録材料3の作製>
(擬ベーマイト分散液Eの調製)
イオン交換水2042gをディゾルバーで攪拌しながら、これにカタロイドAP−5(触媒化成工業(株)製;擬ベーマイト状アルミナ水和物)708gを添加し、アルミナの白色粗分散液を得た。このときのディゾルバーの回転数は、3000r.p.m.、攪拌時間は10分間とした。
続いて、このアルミナ粗分散液を、スギノマシン社製、アルティマイザーにて微分散し、固形分濃度25%の白色透明なアルミナ分散液(アルミナ白色透明分散液)を得た。このときの圧力は100MPaとし、吐出量は600g/minとした。メジアン径は104nmであった。
(インク受容層用塗布液Eの調製)
60℃の条件下で、下記組成に示した薬品を順次攪拌しながら添加し、インク受容層用塗布液Eを調製した。
−インク受容層用塗布液Eの組成−
(1)擬ベーマイト分散液E … 100部
(2)イオン交換水 … 41部
(3)7.5%ホウ酸液(架橋剤) … 9.7部
(4)ポリビニルアルコール … 35部
((株)クラレ製、PVA235、7%水溶液)
(5)10%界面活性剤水溶液 … 1.3部
(エマルゲン109P、花王(株)製)
(インク受容層の形成)
実施例1と同様にして作製した耐水性支持体のオモテ面にコロナ放電処理を行った後、インク受容層用塗布液A 180部に対して、上記組成からなる媒染剤混合溶液 11部を塗布直前に混合して下層用塗布液とした、またインク受容層用塗布液E 200部に対して、上記組成からなる媒染剤混合溶液 11部を塗布直前に混合して上層用塗布液とした。上層用塗布液の塗布量が110cc/m、下層用塗布液の塗布量が96cc/mになるように同時重層塗布を行い、塗布後の膜面温度が2分間の間20℃になるように乾燥した後に熱風乾燥機を用いて70℃(風速3〜8m/秒)で塗布層が乾くまで乾燥させた。これにより乾燥膜厚が30μmのインク受容層が設けられた本発明のインクジェット記録材料3を作製した。
(比較例1)
<インクジェット記録材料4の作製>
実施例1におけるインク受容層の形成において、上層用塗布液と下層用塗布液を入れ替えたこと以外は、実施例1と同様にしてインクジェット記録材料4を作製した。
(比較例2)
<インクジェット記録材料5の作製>
実施例1と同様にして作製した耐水性支持体のオモテ面にコロナ放電処理を行った後、インク受容層用塗布液D 180部に対して、上記組成からなる媒染剤混合溶液 11部を塗布直前に混合して、インク受容層塗布液とし、塗布量が192cc/mになるように塗布を行い、熱風乾燥機にて60℃で(風速3〜8m/秒)で塗布層が乾くまで乾燥させた。これにより乾燥膜厚が34μmのインク受容層が設けられたインクジェット記録材料5を作製した。
(比較例3)
<インクジェット記録材料6の作製>
比較例2において、インク受容層用塗布液Dの代わりに、上記インク受容層用塗布液Aを用いたこと以外は、比較例2と同様にしてインクジェット記録材料6を作製した。
(比較例4)
<インクジェット記録材料7の作製>
(シリカ分散液Fの調製)
実施例1のシリカ分散液Aの調製において、アミノ基含有シランカップリング剤の添加量を2部の代わりに、0.1部とした以外はシリカ分散液Aと同様にしてシリカ分散液Fを調製した。
(シリカ分散液Gの調製)
実施例1のシリカ分散液Bの調製において、エポキシ基含有シランカップリング剤の添加量を2部の代わりに、0.1部とした以外はシリカ分散液Bと同様にしてシリカ分散液Gを調製した。
(インク受容層用塗布液Fの調製)
実施例1のインク受容層用塗布液Aの調製において、シリカ分散液Aの代わりにシリカ分散液Fを、シリカ分散液Bの代わりにシリカ分散液Gをそれぞれ用いたこと以外はインク受容層用塗布液Aと同様にしてインク受容層用塗布液Fを調製した。
(インク受容層の形成)
比較例2において、インク受容層用塗布液Dの代わりに、上記インク受容層用塗布液Fを用いたこと以外は、比較例2と同様にしてインクジェット記録材料7を作製した。
[評価]
上記で作製したインクジェット記録材料について下記評価を行った。評価結果を表1に示した。
<脆性の評価>
10℃、20%環境下で日本HP社製プリンタPhotosmartC5175(前面給紙/前面排紙形式のインクジェットプリンタ)に、上記で作製したインクジェット記録材料をA4サイズに裁断したものを各々10枚ずつセットして1晩放置した。その後、黒ベタ画像をプリントした。プリント後の記録材料を目視で確認し、ひび割れの程度を以下の評価基準でランク付けした。
−評価基準−
4: ひび割れがまったく認められないレベル。
3: 目立たないひび割れがごく少ない頻度で発生しているが、実用上問題ないレベル。
2: 軽度なひび割れが確認できるが、許容できるレベル。
1: ひび割れの頻度が多い又は程度が悪く、品質上許容できないレベル。
<黒発色濃度の評価>
純正インクセットを装填したインクジェットプリンタ(エプソン(株)製、PM-A820)を用いて、上記で作製したインクジェット記録材料に黒ベタ画像をそれぞれ印画し、23℃、50%RHの環境下で24時間乾燥した。その後、各インクジェット記録媒体について黒ベタ画像部分の発色濃度を反射濃度計(X−rite社製、Xrite310TR)にて測定した。
<光沢度の評価>
デジタル変角光沢計(スガ試験機株式会社製:UGV−6P)を用いて、印字前のインクジェット記録材料の60度光沢度をそれぞれ測定した。
Figure 2009096033
表1から、本発明のインクジェット記録材料は、プリンタ搬送時のひび割れの発生が抑制され、かつ、高い発色濃度と高い光沢度とが得られることが分かる。

Claims (7)

  1. 耐水性支持体上に少なくとも2層のインク受容層が設けられ、前記インク受容層のうち最表面層であるインク受容層と前記耐水性支持体との間に設けられたインク受容層の少なくとも1層が、アミノ基を含むシランカップリング剤で表面処理された無機微粒子とエポキシ基を含むシランカップリング剤で表面処理された無機微粒子とを含むインクジェット記録材料。
  2. 前記最表面層であるインク受容層は、高圧ホモジナイザー分散又は超音波分散された気相法シリカを含むことを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録材料。
  3. 前記最表面層であるインク受容層は、高圧ホモジナイザー分散又は超音波分散された擬ベーマイトアルミナを含むことを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録材料。
  4. 耐水性支持体上に、アミノ基を含むシランカップリング剤で表面処理された無機微粒子とエポキシ基を含むシランカップリング剤で表面処理された無機微粒子とを含む第1のインク受容層形成用塗布液を塗布して第1のインク受容層を形成する下層形成工程と、
    前記第1のインク受容層上に第2のインク受容層が形成されるように、第2のインク受容層形成用塗布液を塗布して第2のインク受容層を形成する上層形成工程と、を少なくとも含むインクジェット記録材料の製造方法。
  5. 前記第1のインク受容層形成用塗布液と前記第2のインク受容層形成用塗布液とを同時塗布して、前記第1のインク受容層及び第2のインク受容層を形成することを特徴とする請求項4に記載のインクジェット記録材料の製造方法。
  6. 前記上層形成工程は、気相法シリカが高圧ホモジナイザー分散又は超音波分散された気相法シリカ分散液を用いて前記第2のインク受容層形成用塗布液を調製する工程を含むことを特徴とする請求項4又は請求項5に記載のインクジェット記録材料の製造方法。
  7. 前記上層形成工程は、擬ベーマイトアルミナが高圧ホモジナイザー分散又は超音波分散された擬ベーマイトアルミナ分散液を用いて前記第2のインク受容層形成用塗布液を調製する工程を含むことを特徴とする請求項4又は請求項5に記載のインクジェット記録材料の製造方法。
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