JP2009234875A - 表面改質シリカ分散液の製造方法およびインクジェット記録媒体の製造方法 - Google Patents

表面改質シリカ分散液の製造方法およびインクジェット記録媒体の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】良好なインク受容層面を有するインクジェット記録媒体を、急速乾燥して製造するのに適した表面改質シリカ分散液の製造方法およびインクジェット記録媒体の製造方法を提供する。
【解決手段】乳酸および少なくとも一種のアミノオルガノシランを含む処理液と、非晶質シリカを接触させることによりシリカ表面を改質することを特徴とする表面改質シリカ分散液の製造方法であり、更にこの表面改質シリカ分散液を含有するインク受容層用塗液を、支持体上に塗布乾燥しインク受容層を形成するインクジェット記録媒体の製造方法である。乳酸はインク受容層用塗液の凝集を招くことなく、厚い乾燥膜厚を急速乾燥して塗布するのに適した塗液を調製することを可能とさせる。
【選択図】図1

Description

本発明は、表面改質シリカ分散液の製造方法およびインクジェット記録媒体の製造方法に関する。
インクジェット記録方式は、インク液滴を記録媒体に飛翔させ、直接付着させて記録を行う記録方式であり、容易に多色記録を行うことができるため、コンピュータからの文字や各種図形の出力方式として、近年、一般用およびオフィス用として急速に普及している。インクジェットによる多色記録は、複雑な画像を正確かつ迅速に形成することができ、形成されるカラー画像も、製版方式による多色印刷やカラー写真方式による印画と比較して、優るとも劣らない記録を得ることが可能である。印字部数が少ない用途に用いる場合は、印刷技術や写真技術よりも低コストで利用できるというメリットも持ち合わせている。
最近では、デジタルカメラの普及、フォトインクを搭載した高精細な画像が出力可能で安価なインクジェットプリンタが入手可能なことなどより、銀塩写真に匹敵する画像を出力するインクジェット記録媒体の需要が高まっている。プリンタの高精細化、高速化、フルカラー化に伴い、インクジェット記録媒体に対してもより高度な特性が要求されるようになった。特に銀塩写真に匹敵する画像、風合いをもたせるため、高インク吸収速度および吸収容量、ドットの真円性、画像の高濃度化、表面の高光沢化、高平滑化に優れるインクジェット記録媒体が強く求められている。
インクジェット方式で使用されるインクは多量の溶媒を含んでいるため、高い印字濃度を得るためには大量のインクを吐出する必要がある。そのため、インクジェット記録媒体の記録面に形成するインク受容層としては、吐出されるインクを十分に吸収できるような材料が要求される。また、インク液滴は連続的に吐出されるため、最初の液滴が吸収されないうちに次の液滴が吐出されるとにじみや濃度むらの原因となり、鮮明な画像が得られない。よって、インク受容層としては吸収量とともに、速い吸収速度を持つことが要求される。さらに、上記の画質面への要求だけでなく、インクの乾燥性、印字物の耐水性、画像の保存安定性などさまざまな性能が要求される。
以上のような要求を満たすため、樹脂系または顔料系のインク受容層を設けたインクジェット記録媒体が数多く提案され、市販されている。樹脂系のインク受容層は、一般に、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、水溶性セルロース誘導体、ゼラチンなどの水溶性樹脂の水溶液を支持体上に塗工し、乾燥して形成された層で、透明性が高いため印字濃度が高く、光沢も高いという長所がある反面、インクの吸収速度が遅いので画質が悪く、また、インクの乾燥速度が遅くて耐水性も悪いという欠点がある。そのため、近年要求されている銀塩写真と同等の印字品質を得るのは困難であり、最近では以下に述べる顔料系のインク受容層が主流になってきた。
顔料系のインク受容層としては、非晶質シリカ、アルミナ、擬ベーマイト、炭酸カルシウム、カオリンなどの顔料にポリビニルアルコール、セルロース誘導体などの水溶性樹脂をバインダー樹脂として添加することにより形成された層である。上記顔料の形態としては、1次粒子が凝集して2次粒子を形成しているものが好ましく用いられる。このような顔料系のインク受容層においては、顔料の1次粒子間および2次粒子間の空隙に毛細管現象ですばやくインクが吸収されて画像を形成するため画質が良好であり、インク乾燥性も良い。
特に、1次粒子径が30nm以下、2次粒子径が100nm以下の微細顔料を用いた微細な空隙を有するインク受容層の場合、層自身の透明度が高くなり、記録濃度が高くなり好ましい(例えば、特許文献1)。特に、微細顔料として非晶質シリカを用いると記録濃度が高く、インク吸収性にも優れるため好ましく使用される。
従来、顔料系のインク受容層には、インクを定着させ、印字後の耐水性や耐湿性を改良するために、第1級〜3級アミノ基および第4級アンモニウム塩基を有するポリマー媒染剤が配合されている。インク受容層として非晶質シリカの微細顔料を用いた場合、充分に効果が得られる量のポリマー媒染剤をシリカ分散液に添加すると、増粘、凝集を生じるため、再度粉砕・分散処理をする必要がある(例えば、特許文献2)。しかし、充分な粉砕処理を行うためには、シリカ分散液の濃度は低濃度となってしまう。
また、表面の高光沢化、高平滑化に優れるインクジェット記録媒体を得るには、高平滑性支持体にインク受容層を設ける必要がある(例えば、特許文献3)。高平滑性支持体として用いられるのは、一般的にポリエステルフィルムやポリオレフィンフィルム、あるいはポリオレフィンで被覆した紙支持体などであるが、これら支持体はインクを吸水しない。このような支持体上にインク吸収性のインク受容層を設ける場合は、インクを十分吸収するのに充分な厚い塗工層を設ける必要がある。写真画質の記録を行う場合、インク受容層は乾燥膜厚として30μm程度以上、好ましくは35μm以上の膜厚を塗布する必要がある。インク受容層を乾燥膜厚30μm以上となるように塗布する場合には、インク受容層用塗液のウェット膜厚(乾燥する前の膜厚)として100μm以上、通常は130μm以上の高いウェット膜厚を塗布する必要がある(例えば、特許文献4)。このような塗工層を形成する場合、塗液を塗工後、直ぐに冷却処理を行い、増粘させたのち、緩やかに乾燥する方法が提案されている(例えば、特許文献4、5)。しかし、この製造方法は、塗工後、直ぐに急激に冷却する必要があり、塗工機の改造などが必要となる。
特開平7−117334号公報 特開平9−286165号公報 特開平8−174992号公報 特開2005−280344号公報 特開2000−027093号公報
本発明者等は、高いウェット膜厚でインク受容層用塗液を支持体上に塗布する場合、冷却工程を必要としない塗液について鋭意研究を行った。高いウェット膜厚を形成するのに適したインク受容層用塗液は、乾燥の乾燥負荷を下げるためには、インク受容層用塗液の濃度が高いほど有利であるが、インク受容層用塗液の粘度が高くなるため塗工が困難となる。一方、塗工性が良好な粘度にインク受容層用塗液を調整するためには、塗液濃度を下げる必要があるが、インク受容層用塗液の濃度が下がると、塗液の粘度が下がるため、塗布後に流れてしまうため高いウェット膜厚を得ることができない。また、高いウェット膜厚を設けることができても乾燥に時間がかかる。更にインク受容層用塗液の主な溶媒である水は沸点が高いために、単に加熱処理だけで乾燥する場合には著しく長い乾燥時間を必要とし、膨大な乾燥ゾーンを必要とする。
一方、このような長い乾燥時間をかけて乾燥している間、塗布された液は種々の原因で液が局所的に動き、塗膜面にひずみを起こして不均一な塗布膜面になる。ひずみが発生すると、塗膜面が不均一になり、裂けやワレ、ヘコミが発生するだけでなく、厚くなった部分は乾燥不良を起こして巻き取られるために重大な製造上のトラブルを起こしかねない。
本発明は、良好なインク受容層面を有するインクジェット記録媒体を、急速乾燥して製造するのに適した表面改質シリカ分散液の製造方法およびインクジェット記録媒体の製造方法を提供することを目的とする。
本発明者等は、上記の問題を解決するために鋭意検討した結果、特定の処理液を用いて表面を改質した非晶質シリカを用いることにより、達成できることを見出した。第1発明は、その表面改質シリカ分散液の製造方法であり、次のとおりである。
〔1〕乳酸および少なくとも一種のアミノオルガノシランを含む処理液と、非晶質シリカを接触させることによりシリカ表面を改質することを特徴とする表面改質シリカ分散液の製造方法。
〔2〕アミノオルガノシランの量に対して乳酸を20〜90質量%含む処理液でシリカ表面を改質する〔1〕記載の表面改質シリカ分散液の製造方法。
アミノオルガノシランとしては、例えば下記一般式1で示される化合物が好ましい。
Figure 2009234875
(式中、R、R、Rは、独立して水素、ヒドロキシル、未置換または置換の1〜6炭素原子のアルキル、未置換または置換のアリール、未置換または置換の1〜6炭素原子のアルコキシルまたは未置換または置換のアリールオキシルを示し、そしてRは少なくとも1つの第一級、第二級または第三級のアミノ基により置換された有機基である)
アミノオルガノシランとしては、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−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノ−プロピルトリエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノ−プロピルメチルジメトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシランおよびN−(n−ブチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシランから選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。
〔3〕非晶質シリカ100質量部に対してアミノオルガノシランを0.1〜20質量部の割合で接触させる〔1〕または〔2〕に記載の表面改質シリカ分散液の製造方法。
〔4〕表面改質シリカ分散液のpHが4〜9であることを特徴とする〔1〕〜〔3〕の何れか一項に記載の表面改質シリカ分散液の製造方法。
更に、分散液濃度が18%以上であることが好ましい。
上記、表面改質シリカ分散液は、インクジェット記録媒体を製造するために用いることが好ましい。
更に、表面改質シリカ分散液を用いてインクジェット記録媒体を製造する方法について鋭意研究を行なった結果、第2発明を見出したのである。第2発明は次のとおりである。
〔5〕乳酸および少なくとも一種のアミノオルガノシランを含む処理液と、非晶質シリカを接触させることにより得られるシリカ表面を改質した表面改質シリカ分散液を含有するインク受容層用塗液を、支持体上に塗布乾燥しインク受容層を形成するインクジェット記録媒体の製造方法。
アミノオルガノシランとしては、例えば下記一般式1で示される化合物が好ましい。
Figure 2009234875
(式中、R、R、Rは、独立して水素、ヒドロキシル、未置換または置換の1〜6炭素原子のアルキル、未置換または置換のアリール、未置換または置換の1〜6炭素原子のアルコキシルまたは未置換または置換のアリールオキシルを示し、そしてRは少なくとも1つの第一級、第二級または第三級のアミノ基により置換された有機基である)
アミノオルガノシランとしては、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−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノ−プロピルトリエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノ−プロピルメチルジメトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシランおよびN−(n−ブチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシランから選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。
前記インク受容層用塗液が、前記表面改質シリカ分散液と、該分散液中の非晶質シリカ100質量部に対して10〜26質量部の水系バインダーとを含むインク受容層用塗液である〔5〕記載のインクジェット記録媒体の製造方法。
また、インク受容層用塗液のpHが4〜9であることが好ましい。
支持体とインク受容層の間に中間層を有していてもよいし、インク受容層を複数層積層してもよい。
更に、本発明者等がインク受容層用塗液の粘度について、研究を重ねた結果、下記の第3発明に至ったのである。第3発明は次のとおりである。
〔6〕乳酸および少なくとも一種のアミノオルガノシランを含む処理液と、非晶質シリカを接触させることにより得られるシリカ表面を改質した表面改質シリカ分散液を含有するインク受容層用塗液を、支持体上に塗布乾燥しインク受容層を形成するインクジェット記録媒体の製造方法において、インク受容層用塗液が、B型粘度計(60rpm)を用いた30℃の粘度が100〜1000mPa・sであり、26℃の粘度が400〜2000mPa・sであり、且つ、固形分が12〜17質量%であることを特徴とするインクジェット記録媒体の製造方法。
インク受容層用塗液を27〜33℃の条件で塗布し、50℃以上の雰囲気下で乾燥することが好ましい。
上記インク受容層用塗液は、表面改質シリカ分散液と、分散液中のシリカ100質量部に対して10〜25質量部の水系バインダーを含むインク受容層用塗液であることが好ましい。
上記インク受容層用塗液のpHが4〜9であることが好ましい。
アミノオルガノシランとしては、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−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノ−プロピルトリエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノ−プロピルメチルジメトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシランおよびN−(n−ブチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシランから選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。
更に、本発明者等がインク受容層用塗液の配合について、研究を重ねた結果、下記の第4発明に至ったのである。第4発明は次のとおりである。
〔7〕非晶質シリカとして、カチオン性化合物で処理した気相法シリカ、水系バインダーとしてポリビニルアルコール、架橋剤としてホウ酸またはその塩をインク受容層に含有するインクジェット記録媒体の製造方法において、非晶質シリカ100質量部に対して、水系バインダーの質量部をB、架橋剤の質量部をCとした場合、下記式(1)および式(2)を同時に満たすことを特徴とするインクジェット記録媒体の製造方法。
11<B<26 (1)
−0.04×B+3<C<−0.04×B+5 (2)
また、乳酸および少なくとも一種のアミノオルガノシランを含む処理液と、非晶質シリカを接触させることにより得られるシリカ表面を改質した表面改質シリカ分散液を含有するインク受容層用塗液を、支持体上に塗布乾燥しインク受容層を形成するインクジェット記録媒体の製造方法において、インク受容層用塗液が、架橋剤を含有し、表面改質シリカ分散液中の非晶質シリカ100質量部に対して、水系バインダーの質量部をB、架橋剤の質量部をCとした場合、下記式(1)および式(2)を同時に満たすことを特徴とするインクジェット記録媒体の製造方法。
11<B<26 (1)
−0.04×B+3<C<−0.04×B+5 (2)
架橋剤がホウ酸であることが好ましい。
上記インク受容層用塗液は、表面改質シリカ分散液と、分散液中のシリカ100質量部に対して10〜25質量部の水系バインダーを含むインク受容層用塗液であることが好ましい。
上記インク受容層用塗液のpHが4〜9であることが好ましい。
更に、本発明者等がインク受容層上に形成する光沢発現層について、研究を重ねた結果、下記の第5発明に至ったのである。第5発明は次のとおりである。
〔8〕非透気性または低透気性の支持体上に、1価のカルボン酸および少なくとも一種のアミノオルガノシランを含む処理液と非晶質シリカを接触させることにより得られる表面改質シリカを含む少なくとも一層のインク受容層を設けてなる基材の前記インク受容層上に、光沢発現層用塗液を供給し、前記基材を、光沢ロールとプレスロールとの間を、前記塗液が光沢ロールに接触するように通過させてプレス塗工して光沢発現層を形成し、前記光沢発現層が湿潤状態または半乾燥状態にあるうちに、該光沢発現層を光沢ロールから剥離する製造工程において、前記光沢発現層用塗液がアニオン性離型剤およびコロイダルシリカおよびpH調整剤を含有し、かつ、前記光沢発現層用塗液のpHが9〜11であることを特徴とするインクジェット記録媒体の製造方法。
コロイダルシリカがpH8〜12のアニオン性コロイダルシリカであることが好ましい。
pH調整剤が、アルカリ性pH調整剤が主であることが好ましい。
前記光沢発現層が、アニオン性離型剤を含有することが好ましい。
本発明によれば、高濃度の表面改質シリカ分散液を得ることができる。また、その表面改質シリカ分散液を用いてインクジェット記録媒体を製造することにより、インク受容層用塗液の凝集を招くことなく、厚い乾燥膜厚を急速乾燥して塗布することができ、ヒビ割れがなく、写真印画紙風合いの光沢を有し、高いインク吸収性を有するインクジェット記録媒体を得ることができる。
「第1発明」
本第1発明は、乳酸および少なくとも一種のアミノオルガノシランを含む処理液と非晶質シリカを接触させ、非晶質シリカの表面改質することを特徴とする表面改質シリカ分散液の製造方法である。
〔乳酸〕
乳酸としては、発酵乳酸あるいは合成乳酸またはこれらの混合物から選ばれる。例えば、D−乳酸、L−乳酸、DL−乳酸が例示でき、使用できる。
〔アミノオルガノシラン〕
アミノオルガノシランとしては、例えば下記一般式1で示される化合物が例示される。
Figure 2009234875
(式中、R、R、Rは、独立して水素、ヒドロキシル、未置換または置換の1〜6炭素原子のアルキル、未置換または置換のアリール、未置換または置換の1〜6炭素原子のアルコキシルまたは未置換または置換のアリールオキシルを示し、そしてRは少なくとも1つの第一級、第二級または第三級のアミノ基により置換された有機基である)
アミノオルガノシロキサンは、少なくとも1つのアミノ基を有するため、媒染剤としての作用効果を有するものであり、分子量が300以下のものが好ましく、中でも、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−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノ−プロピルトリエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノ−プロピルメチルジメトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル―ブチリデン)プロピルアミン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシランおよびN−(n−ブチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシランは、インクを定着させる機能に優れるため好ましい。これらのアミノオルガノシロキサンは、単独で使用しても、併用しても構わない。
〔非晶質シリカ〕
非晶質シリカとしては、公知の非晶質シリカが使用できる。非晶質シリカは、大別すると気相法シリカ、湿式法シリカがある。
気相法シリカは、原料となる四塩化珪素の純度を蒸留により比較的高くすることができ、さらにクローズドシステムにより四塩化珪素を気相中で燃焼加水分解して製造可能なため、製造工程においても不純物の混入を防ぐことが可能である。このため、優れた透明性を得るために適している。このように、純度の高い気相法シリカを用いることにより、高印字濃度、高光沢を得ることができる。
湿式法シリカは、二酸化珪素(SiO)、主として珪砂を原料として製造され、その代表的な製造方法は、ゲル法、沈降法である。
ゲル法シリカは、例えば、以下のようにして製造する。まず、高純度珪砂を原料とした珪酸ソーダと硫酸を混合し珪酸ゾルを生成する。珪酸ゾルは次第に重合し、一次粒子を形成し、さらに三次元的に凝集体を形成し、ゲル化する。このシリカをミクロンサイズにし微粉化する。即ち、ゲル法では酸性サイドで反応重合させ、ゲル状(シャーベット状)になるまで静置し、水洗して乾燥してゲル法の非晶質シリカを得る。
沈降法シリカは、アルカリサイドで反応重合させ、そのまま沈降させて乾燥して得る。ゲル法シリカは、一次粒子間の細孔径が小さく、沈降法シリカは大きい。
これら非晶質シリカの比表面積は、50〜500m2/g(窒素吸着法による)であり、その比表面積が50m2/g未満になると光散乱が強くなり、透明性が低下し、記録濃度が低下する恐れがある。また、500m2/gを越えると、インク吸収性が著しく低下するため、180〜400m2/gがより好ましい。
非晶質シリカの1次粒子径は、5〜30nmであることが好ましく、5〜20nmであることが光沢性の点でより好ましい。非晶質シリカは、1次粒子が凝集して形成された2次凝集粒子の状態で使用することもできる。本発明においては、低温で粘度を上昇させやすい点から、非晶質シリカとして、気相法により合成されたシリカの使用が特に好ましい。
気相法シリカとして現在市販されているものの例としては、日本アエロジル社の各種のアエロジルが該当される。上記の気相法により合成されたシリカは、その表面をカチオン変性されたものであってもよいし、また、Al、Ca、MgおよびBa等で処理されたものであってもよいし、表面の一部を疎水化したものであってもよい。
〔表面改質シリカの製造方法〕
本発明においては、乳酸および少なくとも一種のアミノオルガノシランを含む処理液と非晶質シリカを接触させることにより、シリカ表面のシラノール基とオルガノシロキサンがシランカップリング反応し、シリカ表面を改質することができる。
アミノオルガノシランの量は、非晶質シリカ100質量部に対して0.1〜20質量部、より好ましくは5〜10質量部である。アミノオルガノシランの量が少ないと本発明の充分な効果が得られず、20質量部を超えると効果が飽和するばかりか、シリカ分散液の濃度が低下することになる。表面改質したシリカの分散液は、表面改質していないシリカ分散液よりも、分散状態が安定なので、濃度を高く調製することが可能である。
乳酸の量は、アミノオルガノシラン100質量部に対して乳酸20〜90質量部程度、より好ましくは30〜65質量部程度である。乳酸の量が少なくなると、処理液のpHが高くなり、シリカ分散の際の負荷が大きく分散に時間がかかり、シリカ分散液の粘度も高くなってしまう。このようなシリカ分散液は、例えば、バインダーを加えて塗液を調製した場合、室温でも塗液がゲル化を起こしてしまいやすく塗工が困難となる傾向にある。
一方、乳酸の量が多いと、分散液のpHが低くなる。分散液のpHが低くなると、シリカ分散は容易となるが、例えば、このシリカ分散液を使ってバインダーと架橋剤を加えて塗液を調製した場合は、塗工後の塗液がゲル化を起こしにくくなり、乾燥の際にゲル化せず凝集を起こして、乾燥後塗工表面の光沢が低くなる。
なお、乳酸の代わりに蟻酸、酢酸等の乳酸より低分子量の有機酸を用いてもインク受容層用塗液の凝集を招くことなく、厚い乾燥膜厚を急速乾燥して塗布するのに適した塗液を調製することは可能である。しかし、最適なpHを持った表面改質シリカ分散液で塗液を調製すると塗液粘度が高くなり、塗液温度を40〜50℃程度まで加熱した状態で塗布する必要が生じるため、通常の塗工設備での塗工は困難である。また蟻酸、酢酸は刺激性があるため製造時の取り扱いに注意が必要である。乳酸より分子量の大きい酪酸や吉草酸等の有機酸を用いると、使用する酸の量が多く必要で、シリカの分散は容易になるが、塗液のゲル化が起こりにくくなり、塗布後、冷却して乾燥させないと光沢感のある塗膜を得ることが難しくなる。また臭気の問題もあり使用は困難である。なお、乳酸以外の酸は、上記乳酸の作用効果を損なわない範囲で加えることはできる。
表面改質シリカの分散液は、pHを4〜pH9の範囲が好ましく、pH5〜pH7の範囲に調節することがより好ましい。表面改質シリカの分散液のpHが高くなると、分散の際の負荷が大きく分散あるいは粉砕に時間がかかり、分散液の粘度も高くなってしまう。
乳酸および少なくとも一種のアミノオルガノシランを含む処理液とシリカを接触させる方法としては、乳酸とアミノオルガノシロキサンを含有する水溶液に、粉末状のシリカを混合するか、乳酸とアミノオルガノシロキサンを含有する水溶液に、予め水に分散しておいたシリカスラリーを混合する方法が採用できる。前者の場合、凝集力の弱い気相法シリカの場合に適しており、例えば、水溶液中に気相法シリカを吸引導入し、攪拌或いは粉砕すればよい。後者の場合、スラリー状である非晶質シリカに適しており、例えば、凝集力の高い湿式法シリカの場合にはこの方法が適している。スラリー状の湿式法シリカの場合、凝集しているシリカを予め粉砕することによりコロイド状(およそ500nm以下の水分散体)にしておくことが好ましい。これらの中でも、特に、気相法シリカを粉体のまま導入する方法は、高濃度のシリカ水分散液が得られるので好ましい。
なお、乳酸を含む溶液にシリカを加え、次いでアミノオルガノシランを加える方法、或いは、シリカ分散液にアミノオルガノシロキサンを加え、次いで乳酸を加える方法、或いはアミノオルガノシロキサンを含む溶液にシリカを加え、次いで乳酸を加える方法では、アルカリと酸の混合によるショックが生じ、分散液がゲル化あるいは凝集してしまい、目的の表面改質シリカの分散液は得られないか、或いは、シリカの表面処理が不均一な分散液であったり、低濃度の散液であったり、シリカ凝集物が存在する分散液となる。
表面改質したシリカは、水系の分散液の状態で得られるので、バインダーなど必要な成分を加えることで、インクジェット記録媒体形成用の塗液とすることができる。なお、得られたシリカ分散液は、シリカの粒子径を調製するために、粉砕或いは攪拌処理することができる。シリカの粒子径(二次粒子)は、1μm以下、好ましくは700nm以下、より好ましくは500nm以下である。粒子径の下限は特に限定されないが粒子の製造上の観点から、一次粒子径で概ね5nm以上、特に7nm以上が好ましい。本発明でいう平均粒子径は、数平均粒子径で、二次粒子の場合、数平均の平均二次粒子径である。
なお、本発明において水系の分散液とは、水または水を主体とする分散媒を用いた分散液を意味する。水系の分散媒には、少量の有機溶剤(メタノール、エタノール等の低級アルコールや酢酸エチル等の低沸点溶剤)を含んでもよい。その場合、有機溶剤は全分散媒に対して20質量%以下であることが好ましく、10質量%以下であることがより好ましい。
粉砕或いは攪拌処理には、ビーズミル、ナノマイザー、超音波ホモジナイザー、圧力式ホモジナイザー、液流衝突式ホモジナイザー、アルティマイザー、高速回転ミル、ローラミル、容器駆動媒体ミル、媒体攪拌ミル、ジェットミル、サンドグラインダー、コンチシステム、攪拌翼等が挙げられる。なお、粒子径を整える為に、分級と繰り返し粉砕を行なうこともできる。中でも、ビーズミル、コンチシステム、超音波ホモジナイザー、圧力式ホモジナイザー、または液流衝突式ホモジナイザー、ナノマイザー、アルティマイザーを用いることが好ましい。特に不純物の混入を最小限に抑えられることから、コンチシステム、液流衝突式ホモジナイザー、ナノマイザー、アルティマイザーを用いることが好ましい。
シリカ分散液の濃度については特に限定しないが、濃度10%以上28%以下程度、好ましくは濃度15%以上25%以下、特に好ましくは18%以上25%以下である。濃度が低い場合、塗液の調整は容易であるが、得られるインク受容層用塗液の濃度が低くなり、塗工量の多い塗工層を形成し難くなる。濃度が高い場合は、シリカ微粒子の水分散液自身の調製が困難となる。本発明の製造方法によれば、特に18%以上といった高濃度のシリカ分散液を効率よく製造することができる。
第1発明により得られた表面改質シリカ分散液は、高濃度であり、且つカチオン性のシリカ分散液となる。この表面改質シリカ分散液は、例えば、各種のインクジェット記録媒体のインク受容層、感熱転写記録用紙の受容層、拡散転写型写真感光材料の色素受像層等に適用できる。特に、インクジェット記録媒体のインク受容層に適用した場合には、ヒビ割れや塗布ムラがなく高い空隙層を有して高インク吸収性を有する厚膜の塗布層が得られることから特に好ましく用いられる。以下、インクジェット記録媒体の製造方法に適用した発明について説明する。
「第2発明」
本第2発明は、乳酸および少なくとも一種のアミノオルガノシランを含む処理液と、非晶質シリカを接触させることによりシリカ表面を改質した表面改質シリカ分散液を含有するインク受容層用塗液を、支持体上に塗布乾燥しインク受容層を形成するインクジェット記録媒体の製造方法である。
〔表面改質シリカ分散液〕
乳酸および少なくとも一種のアミノオルガノシランを含む処理液と、非晶質シリカを接触させることによりシリカ表面を改質したシリカ分散液は、前記第1発明に記載の製造方法により製造できる。
表面改質シリカ分散液は、pHを4〜pH9の範囲が好ましく、pH5〜pH7の範囲に調節することがより好ましい。シリカ分散液のpHが高くなると、シリカ分散の際の負荷が大きく分散に時間がかかり、分散液の粘度も高くなってしまう。このようなシリカ分散液は、インクジェット記録媒体製造用のインク受容層用塗液を調製する際に、高温でも塗液がゲル化を起こしてしまいやすく、塗工が困難となる傾向にある。一方、シリカ分散液のpHが低くなると、シリカ分散は容易となるが、インクジェット記録媒体製造用のインク受容層用塗液を調製した場合は塗工後の塗液がゲル化を起こしにくくなり、乾燥時にゲル化せず凝集を起こして、乾燥後塗工表面の光沢が低くなる。シリカ分散液のpHを4〜pH9の範囲、より好ましくはpH5〜pH7の範囲に調節することにより、インク受容層用塗液の凝集を招くことなく、塗工後、液温が数度下がることによりゲル化を起こし、厚い乾燥膜厚を急速乾燥しても光沢感のある塗膜を得ることが出来る。
シリカ分散液の濃度については特に限定しないが、濃度10%以上28%以下程度、好ましくは濃度15%以上25%以下、特に好ましくは18%以上25%以下の範囲に調整する。濃度が低い場合、塗液の調整は容易であるが、得られる塗液のシリカ微粒子の濃度が低くなり、塗工量の多い塗工層を形成し難くなる。濃度が高い場合は、シリカ微粒子の水分散液自身の調製が困難となる。
本発明で使用するシリカ分散液は、アミノオルガノシロキサンを用いてシリカ表面を改質しているため、カチオン性を示し、得られる塗工層はインクジェット記録における媒染剤能力を有する。インクジェット記録に、通常使用されるポリマー媒染剤を用いた場合、シリカとポリマー媒染剤との凝集が強く、高濃度、例えば15%以上の濃度のシリカ分散液は得られ難い。また、乳酸を用いているために、上記特定のpHに調整することができ、通常塗工する温度領域においても塗工に良好な粘度の塗液となり、特殊な塗工装置を用いることなく製造することができる。
〔インク受容層用塗液〕
インク受容層は、支持体上にインク受容層用塗液を塗工乾燥することにより形成されている層であって、主としてインク中の染料や顔料の色素を固定するとともに、インク中の溶媒を吸収する層である。インク受容層は一層であってもよいし多層であってもよい。インク受容層の少なくとも一層には、表面改質シリカを含有する。
インク受容層用塗液には、上記表面改質シリカ分散液を含有し、更に、バインダーを含有することが好ましい。表面改質シリカ分散液と、該分散液中の非晶質シリカ100質量部に対して10〜26質量部の水系バインダーを含むインク受容層用塗液を塗工することが好ましい。
(バインダー)
インク受容層用塗液に配合するバインダーとしては、公知の水系バインダー(親水性バインダーおよび水分散性バインダーから選ばれるバインダー)を配合できる。水系バインダーの中でも特に親水性バインダーが好ましい。例えば、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリウレタン、デキストラン、デキストリン、カラーギーナン(λ、ι、λ等)、寒天、プルラン、水溶性ポリビニルブチラール、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。また、水分散型バインダーを用いることもできる。これらは適宜併用することもできる。水系バインダーは、シリカ分散液中のシリカ100質量部に対し、5〜40質量部程度配合でき、10〜26質量部配合することが好ましい。
水系バインダーの中でも、ポリビニルアルコールの使用が好ましい。ポリビニルアルコールには、ポリ酢酸ビニルを加水分解して得られる通常のポリビニルアルコールの他に、末端をカチオン変性したポリビニルアルコールやシリル変性ポリビニルアルコール等の変性ポリビニルアルコール類も含まれる。
ポリビニルアルコールは、重合度が2000以上であれば、鹸化度、重合度共に限定するものではないが、好ましい鹸化度は80〜99.9%、重合度は2000以上、より好ましくは3000以上である。重合度の上限は、特に限定しないが、7500以下、好ましくは5000以下が塗液調整の際、高粘度とならないので好ましい。ポリビニルアルコールの含有量は、シリカ100質量部に対して5〜40質量%程度、好ましくは10〜25質量%の範囲である。
上記表面改質シリカ分散液にポリビニルアルコールを混合する場合、ポリビニルアルコールを予め水溶液にしておくことが好ましい。ポリビニルアルコール水溶液の濃度は、特に限定しないが、インクジェット記録媒体用のインク受容層用塗液として使用する場合、できるだけ高濃度であることが好ましい。インクジェット記録媒体の塗工層は、記録の際のインク成分、例えばインク用溶媒を十分に吸収する必要があるので、一般の印刷用塗被紙に比べ高塗工量となる。その為、塗液としてはできるだけ濃度を高くしないと、乾燥条件を過酷な条件にする必要が生じ、塗工層のひび割れが発生をしてしまう。ポリビニルアルコール水溶液の濃度としては、5%以上、好ましくは6〜10%程度に調整するとよい。
上記表面改質シリカ分散液を用い、高重合度のポリビニルアルコールを用いることにより、大きな細孔径を多数存在する、インク吸収性を高い、インク受容層が形成できる。インク受容層は、細孔径100nm以下の細孔容積が0.4〜2.0ml/gであることが好ましい。細孔容積が0.4ml/g未満の場合、インク吸収性が劣る傾向にあり、細孔容積が2.0ml/gを超えると、機械的強度が劣る傾向にある。この細孔容積、および細孔径の測定には窒素吸着法を用いた。
一般にシリカ微粒子と高重合度ポリビニルアルコールを有する塗液を、塗工乾燥させると、乾燥工程において毛細管収縮力により、ひび割れによる成膜不良を生じやすい。ひび割れが発生すると、インクの吸収が不均一になり、記録濃度が異なったり、場合によっては、塗膜が剥がれたりする。特に、シリカの濃度を高くすると、この現象は顕著となる。このようなひび割れを防止するために、インクジェット記録媒体用塗液には、架橋剤を配合することが好ましい。
(架橋剤)
架橋剤としては、グリオキザールなどのアルデヒド系架橋剤、エチレングリコールジグリシジルエーテルなどのエポキシ系架橋剤、ビスビニルスルホニルメチルエーテルなどのビニル系架橋剤、アルミ明礬、ホウ酸およびホウ砂などのホウ素含有化合物などが挙げられる。
特に、ポリビニルアルコール用の架橋剤としては、例えば、ホウ素化合物、ジルコニウム化合物、アルミニウム化合物、クロム化合物等の多価金属化合物、エポキシ化合物、グリシジル化合物、ジヒドラジド化合物、アルデヒド化合物、アミン化合物、メチロール化合物等が挙げられる。これらの架橋剤の中でも、インク受容層用塗液の増粘、ゲル化の進行が速いことから、ホウ素化合物が好ましく、ホウ酸および/またはホウ砂がより好ましい。
ホウ酸またはその塩としては、ホウ素原子を中心原子とする酸素酸およびその塩のことを示し、具体的にはオルトホウ酸、メタホウ酸、次ホウ酸、四ホウ酸、五ホウ酸およびそれらの塩が含まれる。
ホウ素化合物の使用量は、塗液のシリカやポリビニルアルコールの濃度、pH等により広範に変り得るが、ホウ酸またはその塩の場合、ポリビニルアルコールに対して概ね1〜60質量%、好ましくは5〜40質量%である。
本発明のインクジェット記録媒体の製造方法としては、乳酸と少なくとも一種のアミノオルガノシランで表面改質したシリカ分散液を用いたインク受容層用塗液には、水系バインダー、および架橋剤を用いることが好ましい。インク受容層用塗液の濃度およびpHを調節することにより、塗液の凝集を招くことなく、厚い乾燥膜厚を急速乾燥して塗布するのに適したインクジェット記録媒体を製造することができる。
(その他の材料)
インク受容層用塗液には、更にインクの耐湿性、耐水性を高めるために、カチオン媒染剤を添加することができる。カチオン媒染剤としては第1級〜第3級アミノ基および第4級アンモニウム塩基を有するポリマー媒染剤が用いられる。例えば、1)ポリエチレンポリアミンやポリプロピレンポリアミンなどのポリアルキレンポリアミン類またはその誘導体、2)第2級アミノ基、第3級アミノ基や第4級アンモニウム基を有するアクリル重合体、3)ポリビニルアミンおよびポリビニルアミジン類、4)ジシアンジアミド・ホルマリン共重合体に代表されるジシアン系カチオン性化合物、5)ジシアンジアミド・ポリエチレンアミン共重合体に代表されるポリアミン系カチオン性化合物、6)エピクロルヒドリン・ジメチルアミン共重合体、7)ジアリルジメチルアンモニウム−SO重縮合体、8)ジアリルアミン塩−SO重縮合体、9)ジアリルジメチルアンモニウムクロライド重合体、10)ジアリルジメチルアンモニウムクロライド−アクリルアミド共重合体、11)アリルアミン塩の共重合体、12)ジアルキルアミノエチル(メタ)アクリレート4級塩共重合体、13)アクリルアミド・ジアリルアミン共重合体、14)5員環アミジン構造を有するカチオン性樹脂等のカチオン媒染剤等が例示できる。中でも、経時での変色や耐光性の劣化が少ないこと、染料の媒染能が充分高いことなどから、第4級アンモニウム塩基を有するポリマー媒染剤が好ましい。好ましいポリマー媒染剤は上記第4級アンモニウム塩基を有するモノマーの単独重合体やその他のモノマーとの共重合体または縮重合体として得られる。
また、インク受容層用塗液には、上記物質以外に、例えば特開昭57−74193号公報、同57−87988号公報、および同62−261476号公報に記載の紫外線吸収剤、特開昭57−74192号公報、同57−87989号公報、同60−72785号公報、同61−146591号公報、特開平1−95091号公報および同3−13376号公報等に記載されている退色防止剤、アニオン、カチオンまたは非イオンの各種界面活性剤、特開昭59−42933号公報、同59−52689号公報、同62−280069号公報、同61−242871号公報および特開平4−219266号公報等に記載されている蛍光増白剤、ジエチレングリコール等の潤滑剤、増粘剤、消泡剤、防腐剤、帯電防止剤、マット剤等の公知の各種添加剤を含有させることができる。
〔支持体〕
インク受容層用塗液を塗布するインクジェット記録媒体の支持体としては、公知のいかなるものも使用することができる。支持体としては、特に限定するものではなく、透気性基材、非透気性基材のいずれでもよい。
(透気性基材)
透気性基材として、上質紙、アート紙、コート紙、キャスト塗被紙、箔紙、クラフト紙、バライタ紙、含浸紙、蒸着紙、水溶性紙等の紙類、透気性を有する樹脂シート類や不織布類などが適宜使用される。写真調の記録媒体にする為には、透気性基材としてはアート紙、コート紙、バライタ紙を用いる事が好ましい。
透気性基材は、木材パルプと必要に応じ含有する填料を主成分として構成される。
木材パルプは、各種化学パルプ、機械パルプ、再生パルプ等を使用することができ、これらのパルプは、紙力、抄紙適性等を調整するために、叩解機により叩解度を調整できる。パルプの叩解度(フリーネス)は特に限定しないが、一般に250〜550ml(CSF:JIS P8121)程度である。平滑性を高めるためには叩解度を進めるほうが望ましいが、用紙に記録した場合にインク中の水分によって起こる用紙のボコツキや記録画像のにじみは、叩解を進めないほうが良好な結果を得る場合が多い。従ってフリーネスは300〜500ml程度が好ましい。
填料は、不透明性等を付与したり、インク吸収性を調整する目的で配合し、炭酸カルシウム、焼成カオリン、シリカ、酸化チタン等が使用できる。特に炭酸カルシウムは、白色度が高い基材となり、インクジェット記録媒体の光沢感が高まるので好ましい。
紙基材中の填料の含有率(灰分)は1〜20質量%程度が好ましく、多すぎると紙力が低下するおそれがある。少ないと紙基材の透気性が悪くなるので、好ましい填料の含有率は7〜20質量%である。この範囲にすると、平滑度、透気度、紙力のバランスがとれているので、結果として光沢感が優れたインクジェット記録媒体が得られ易くなる。
紙基材には、助剤としてサイズ剤、定着剤、紙力増強剤、カチオン化剤、歩留り向上剤、染料、蛍光増白剤等を添加することができる。紙基材は、酸性紙、中性紙のどちらでもよく、抄紙方法も特に限定するものではない。また、抄紙機のサイズプレス工程において、デンプン、ポリビニルアルコール類、カチオン樹脂等を塗布・含浸させ、表面強度、サイズ度等を調整できる。ステキヒトサイズ度(100g/m2の紙として)は1〜200秒程度が好ましい。サイズ度が低いと、塗工時に皺が発生する等操業上問題となる場合があり、高いとインク吸収性が低下したり、印字後のカールやコックリングが著しくなる場合がある。より好ましいサイズ度の範囲は4〜120秒である。基材の坪量は、特に限定されないが、20〜400g/m2程度である。
本発明において、高平滑性、高光沢な記録面を得る目的で、最表層が湿潤状態にある間に、加熱された鏡面ドラムに圧着、好ましくは圧着、乾燥させる、所謂キャスト法により表面を形成することもできる。最表層とは、上記インク受容層であってもよく、インク受容層上に形成されるコロイダルシリカ等を含有する光沢発現層であってもよい。このようなキャスト法により表面を光沢形成する場合、透気性基材を用いることが好ましく、特に紙基材の透気度(JIS P8117)が、30秒以上、500秒未満程度であることが好ましく、より好ましくは35〜300秒程度である。因みに、透気度が30秒より低いと、得られたインクジェット記録媒体の表面のボコツキが大きく、見た目の光沢感が劣る傾向にある。一方、500秒以上では鏡面ドラムへの圧着時にドラムへの貼り付きが悪くなり、また最表層を十分に乾燥することができないため、高い表面光沢を得ることが困難になる傾向にある。
(非透気性基材)
非透気性基材の例としては、ポリエチレン,ポリプロピレン,軟質ポリ塩化ビニル,硬質ポリ塩化ビニル,ポリエステル等のフィルム類(合成紙と呼ばれるものも含む)、金属フィイル類の他、上質紙,アート紙,コート紙,キャスト塗被紙,箔紙,クラフト紙,含浸紙,蒸着紙,水溶性紙等の紙や不織布にポリオレフィンなどの熱可塑性樹脂をラミネートした樹脂被覆紙類、紙や不織布にフィルム類等を貼り合せた積層シート類などが例示できる。
好ましい支持体としては、ポリプロピレンを延伸し、特殊加工を施した、ユポ(ユポ・コーポレーション社製)に代表される所謂合成紙や、紙をポリオレフィン樹脂(好ましくはポリエチレン樹脂)でラミネートした樹脂被覆紙が挙げられる。また、透気度が500秒以上の紙基材も使用できる。非透気性支持体を用いると、基材にインク溶媒が浸透しないのでコックリングが気になる用途では特に有効である。
合成紙は、通常、炭酸カルシウムなどの無機顔料を含有するポリプロピレン樹脂を押出し、二軸延伸することにより内部等に空隙を形成して得られる。中でも複数層からなる積層シートであることが好ましく、特に、インク受容層を形成する面には、凹凸のないスキン層を有する合成紙の使用が好ましい。合成紙の表面には、塗工適性を改善するために、或いは帯電性を改善するために、アンカー層、プライマー層、帯電防止層などの各種の層を形成していても構わない。
樹脂被覆紙は、その中でも、酸化チタンを練り込んだポリエチレン樹脂を、紙表面に樹脂被覆した支持体(所謂RC紙)は、仕上がった外観が写真印画紙と略同等であるため、特に好ましい。ポリエチレン樹脂層の厚みは、3〜50μmが好ましく、5〜30μmがより好ましい。ポリエチレン樹脂層の厚みが3μm未満の場合は、樹脂被覆の際にポリエチレン樹脂の穴等の欠陥が多くなりやすく、厚みのコントロールに困難がある場合が多く、平滑性も得にくくなる。逆に50μmを超えると、コストが増加する割には、得られる効果が小さく、不経済である。
樹脂被覆紙に用いる紙は、木材パルプを主材料として製造される。木材パルプは、各種化学パルプ、機械パルプ、再生パルプ等を適宜使用することができ、これらのパルプは紙力や平滑性、抄紙適性等を調整するために、叩解機により叩解度を調整できる。叩解度は、特に限定しないが、一般に250〜550ml(CSF:JIS P 8121)程度が好ましい範囲である。またいわゆるECF、TCFパルプ等の塩素フリーパルプも好ましく使用できる。また、必要に応じて、顔料を添加することができる。顔料には、タルク、炭酸カルシウム、クレー、カオリン、焼成カオリン、シリカ、ゼオライト等が好ましく使用される。顔料の添加により、不透明性や平滑度を高めることができるが、過剰に添加すると、紙力が低下する場合があり、顔料の添加量は、対木材パルプ1〜20質量%程度が好ましい。
なお、支持体のインク受容層を形成する面に、支持体と塗工層との密着性を向上させる目的で、予め密着処理、または接着処理を施してもよい。特に、支持体として樹脂被覆紙を用いる場合、その樹脂被覆層の表面にコロナ放電処理を施すこと、あるいはゼラチン、ポリビニルアルコールなどによるアンダーコート層を設けることが好ましい。また、支持体とインク受容層の間に、記録インクの溶媒を吸収するために、顔料を主成分とするインク吸収層を形成してもよい。更に色調を調整するために、着色剤や蛍光染料を含有する層を形成してもよい。
本発明に用いられる支持体には、帯電防止性、搬送性、カール防止性などの為に、各種のバックコート層を塗設する事が出来る。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事が出来る。
〔インク受容層形成〕
インク受容層用塗液の塗工する装置としては、ブレードコーター、エアナイフコーター、ロールコーター、バーコーター、グラビアコーター、スプレーコーター、ダイコーター、カーテンコーター、リップコーター、スライドビードコーター、多層式スロットダイコーター、多層式スライドダイコーター、および多層式カーテンダイコーター等、各種公知の塗工装置が利用できる。特に、ダイコーターやカーテンコーター、スライドビードコーター、多層式スロットダイコーター、多層式スライドダイコーター、および多層式カーテンダイコーターは、塗工量の均一性に優れるため、特に高精細な記録を目的とする光沢タイプのインクジェット記録媒体には、好ましい塗工方法である。
塗膜の乾燥方法としては、特に限定はないが、従来から公知公用の熱風乾燥、ガスヒーター乾燥、高周波乾燥、電気ヒーター乾燥、赤外線ヒーター乾燥、レーザー乾燥、電子線乾燥等の各種加熱乾燥方式が適宜採用される。
インク受容層の塗工量の合計は、5〜70g/m2が好ましく、10〜50g/m2がより好ましく、15〜40g/m2が更に好ましい。また、塗工層の厚みの合計は、7〜105μmが好ましく、15〜75μmがより好ましく、22〜60μmがさらに好ましい。塗工量が5g/m2未満の場合、光沢発現層が十分に形成できない可能性があるのみならず、インク吸収性が低下し、記録適性が劣る場合があり、塗工量が70g/m2を超えると、塗工層の強度が低下し、記録用紙の断裁加工時や、プリンターでの記録媒体の搬送時に、トラブルを起こしやすくなるおそれがある。
塗工工程は1回でもよく、また、複数回行ってもよい。塗工工程を複数回行うと、インク受容層を多層とすることもできる。また、塗液を複数回に分けて塗工することで、ひび割れの発生を抑制しながら多くの塗液を塗工することができ、インク受容層のインク吸収容量を大きくすることができる。
なお、インク受容層は、湿潤状態にある間に、加熱された鏡面ドラムに圧着、好ましくは圧着、乾燥させる、所謂キャスト法により表面を形成することもできる。
〔その他〕
インク受容層上に、光沢度を調節するために、光沢発現層やマット化層を形成することもできる。光沢発現層の場合、コロイダルシリカやアルミナのような微細顔料を用いるとよく、マット化層の場合、平均粒子径1μm以上の非晶質シリカなど、マット化剤を用いることができる。
第2発明によれば、表面改質シリカ分散液は、アミノオルガノシロキサンを用いてシリカ表面を改質しているため、カチオン性を示し、得られる塗工層はインクジェット記録における媒染剤能力を有する。通常、インクジェット記録に使用されるポリマー媒染剤を用いた場合、シリカとポリマー媒染剤との凝集が強く、高濃度、例えば15%以上の濃度のシリカ分散液は得られ難い。
更に、インク受容層用塗液の濃度が高いので、塗工後の乾燥で、冷却することなく乾燥しても、ひび割れを発生することなく塗工層を形成することができる。このような塗工層を形成される理由は、おそらく次の作用が生じているものと考えられる。支持体上に塗工された塗液は、乾燥されると、支持体上で塗液の温度が上昇することなく、水分が奪われる。高濃度の塗液であるため、水分が蒸発により塗液濃度が更に上昇し、増粘、ゲル化が進み、塗液のウェット膜厚の大きい状態でセットされる。引き続き乾燥を行うことにより、ヒビ割れや塗布ムラがなく高い空隙層を有して高インク吸収性を有する厚膜の塗布層が得られる。増粘、ゲル化が速やかに生じているので、急速に乾燥を行うために、風を吹き付けても、風によって塗液が局所的に動き、液ヨリが生じたり、不均一な塗布膜面にならないため、優れた塗工面が形成できる。また、乳酸を用いているために、上記特定のpHに調整することができ、通常塗工する温度領域においても塗工に良好な粘度の塗液となり、特殊な塗工装置を用いることなく製造することができる。
第3発明は、上記第2発明において、更に粘度について研究を重ねた結果、安定した製造方法を提供できることを見出したのである。
即ち、乳酸および少なくとも一種のアミノオルガノシランを含む処理液と、非晶質シリカを接触させることによりシリカ表面を改質したシリカ分散液を含有するインク受容層用塗液を、支持体上に塗布乾燥しインク受容層を形成するインクジェット記録媒体の製造方法において、インク受容層用塗液が、B型粘度計(60rpm)を用いた30℃の粘度が100〜1000mPa・sであり、26℃の粘度が400〜2000mPa・sであり、且つ、固形分が12〜17質量%であることを特徴とするインクジェット記録媒体の製造方法である。
インク受容層用塗液の粘度は、塗工の際に200〜500mPa・sであることが、最も取り扱い易く、高速塗布に適しているので好ましい。したがって、インク受容層用塗液の粘度は、30℃でのインク受容層用塗液の粘度が100〜1000mPa・s、好ましくは200〜500mPa・sであり、26℃でのインク受容層用塗液の粘度が400〜3000mPa・s、好ましくは600〜1500mPa・sとなるように調節することが好ましい。
ここで、粘度はB型粘度計(60rpm)で測定した粘度である。このような粘度を示すインク受容層用塗液は、低温にすると粘度上昇する傾向はあるが、急激な粘度上昇を生じないため、26℃でのインク受容層用塗液でも、塗工可能な粘度領域であり、安定して製造をすることができる。
インク受容層用塗液には、粘度調整およびインク受容層塗液のハジキを抑え塗工面の均一性を確保する目的で、界面活性剤、水混和性の有機溶媒、およびポリマーテックスを配合することができる。これらのうち、界面活性剤および水混和性有機溶媒は塗布組成物の粘度を下げる手段として用いられる。また、ポリマーラテックスは逆に粘度を上昇させる手段として用いられる。
界面活性剤は塗布組成物がカチオン性である場合にはカチオン界面活性剤またはノニオン界面活性剤が、塗布組成物がアニオン性である場合にはノニオン界面活性剤またはアニオン界面活性剤が用いられる。アニオン系界面活性剤としては、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル塩系等が挙げられる。カチオン系界面活性剤としては、例えば、アミン塩系、4級アンモニウム塩系等が挙げられる。ノニオン系界面活性剤としては、例えば、アセチレングリコール系、ポリエチレングリコール系、多価アルコール系、等が挙げられる。これらの中でも、アセチレングリコール系界面活性剤は、界面活性効果が高い一方、消泡性を有しているため好ましい。界面活性剤の添加量は調整すべき粘度に対して広範に変化するが概ね塗布組成物1リットル当たり0.01〜10gである。
水混和性有機溶媒としては、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、酢酸エチル、酢酸プロピル等のエステル類、N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド類、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン等のポリオール類等が挙げられる。水混和性有機溶媒の使用量は概ね塗布組成物1リットル当たり、0.1〜20mlである。
ポリマーラテックスはシリコンオイル、アクリル系ラテックス、ウレタン系ラテックス等種々のラテックスを使用することができる。ただし、上記の手段は高温状態と低温状態の粘度の双方を変えるために、両者の粘度比を維持するためには前記の手段の中から適切な条件を選ばなければならない。
このように第3発明は、インク受容層塗液の粘度を規定する発明であるが、26℃での粘度が上限を超えるインク受容層用塗液は、インクジェット記録媒体を製造することはできるが、塗液を保温や加温などの処理が必要となる場合があり、塗工装置を改造するなどの処置が必要となるので、第3発明で規定するインク受容層塗液の粘度で製造することが好ましい。
第4発明は、上記第2発明において、更に非晶質シリカ、水系バインダー、架橋剤に配合量について研究を重ねた結果、特定の関係を満足することにより、安定した製造方法を提供できることを見出したのである。
即ち、乳酸および少なくとも一種のアミノオルガノシランを含む処理液と、非晶質シリカを接触させることによりシリカ表面を改質したシリカ分散液を含有するインク受容層用塗液を、支持体上に塗布乾燥しインク受容層を形成するインクジェット記録媒体の製造方法において、インク受容層用塗液が、架橋剤を含有し、表面改質シリカ分散液中の非晶質シリカ100質量部に対して、水系バインダーの質量部をB、架橋剤の質量部をCとした場合、下記式(1)および式(2)を同時に満たすことを特徴とするインクジェット記録媒体の製造方法。
11<B<26 (1)
−0.04×B+3<C<−0.04×B+5 (2)
架橋剤としてはほう酸またはその塩が好ましく、特にほう酸が好ましい。非晶質シリカとしては気相法シリカが好ましい。特に、第1発明で開示する表面改質シリカが好ましい。また、水系バインダーとしては、ポリビニルアルコールが好ましい。
上記インク受容層用塗液は、表面改質シリカ分散液と、分散液中のシリカ100質量部に対して11を超えて26未満の質量部の水系バインダーを含むインク受容層用塗液であることが好ましい。
上記インク受容層用塗液のpHが4〜9であることが好ましい。
上記(1)式において、B値が11以下の場合、塗工の際、塗液が流れて、均一なインク受容層が形成しにくくなる傾向となる。またB値が26以上の場合、インクの吸収性が損なわれる傾向にある。上記(2)式において、C値が下限値以下の場合、塗工の際、塗液が流れて、均一なインク受容層が形成しにくくなる傾向となる。上限値以上の場合は、塗工ムラが発生する傾向にある。
上記条件を両方満足する場合、極めて安定してインクジェット記録媒体を製造することができる。
また、第4発明は、次の発明も含む。
非晶質シリカとして、カチオン性化合物で処理した気相法シリカ、水系バインダーとしてポリビニルアルコール、架橋剤としてホウ酸またはその塩をインク受容層に含有するインクジェット記録媒体の製造方法において、非晶質シリカ100質量部に対して、水溶性バインダーの質量部をB、架橋剤の質量部をCとした場合、下記式(1)および式(2)を同時に満たすことを特徴とするインクジェット記録媒体の製造方法。
11<B<26 (1)
−0.04×B+3<C<−0.04×B+5 (2)
上記(1)式において、B値が11以下の場合、塗工の際、塗液が流れて、均一なインク受容層が形成しにくくなる傾向となる。またB値が26以上の場合、インクの吸収性が損なわれる傾向にある。上記(2)式において、C値が下限値以下の場合、塗工の際、塗液が流れて、均一なインク受容層が形成しにくくなる傾向となる。上限値以上の場合は、塗工ムラが発生する傾向にある。
第4発明は、非晶質シリカ、バインダーおよび架橋剤の配合を、上記条件を両方満足すると、極めて安定してインクジェット記録媒体を製造することを開示するものである。
「第5発明」
第5発明は、非透気性または低透気性の支持体上に、1価のカルボン酸と少なくとも一種のアミノオルガノシランを含む液と非晶質シリカを接触させることにより得られた表面改質シリカを含む少なくとも一層のインク受容層を設けてなる基材の前記インク受容層上に、光沢発現層用塗液を供給し、前記基材を、光沢ロールとプレスロールとの間を、前記塗液が光沢ロールに接触するように通過させてプレス塗工して光沢発現層を形成し、前記光沢発現層が湿潤状態または半乾燥状態にあるうちに、該光沢発現層を光沢ロールから剥離する製造工程に適用するための発明である。このうちインク受容層および光沢発現層の形成方法は、国際公開番号WO03/039881公報に開示されている。
第5発明は、この製造方法に適用するインク受容層として、1価のカルボン酸と少なくとも一種のアミノオルガノシランを含む液と非晶質シリカを接触させることにより得られた表面改質シリカを含む場合、特に第1発明に記載の表面改質シリカを用いた場合、前記光沢発現層用塗液がアニオン性離型剤およびコロイダルシリカおよびpH調整剤を含有し、かつ、前記光沢発現層用塗液のpHが9〜11であることを特徴とするインクジェット記録媒体の製造方法である。
〔支持体〕
支持体としては、銀塩写真並みの光沢を得ることができることから、第5発明においては、非透気性支持体または低透気性支持体を用いる。支持体として非透気性支持体または低透気性支持体を用いれば、インク中の溶媒の浸透を防止できるので、コックリングを抑えることができる。その結果、印字物の外観を良好にできる上に、コックリングした記録媒体と記録ヘッドとの接触による記録用紙の汚損や破れまたは記録ヘッドの故障を防止することができる。
低透気性支持体または非透気性支持体とは、透気度が500秒以上、好ましくは1000秒以上である支持体を意味する。透気性は、一般に、紙や不織布などの多孔性を評価する項目として知られている透気度によって表される。透気度は、空気100mlが面積645mm2の試験片を通過するのに要する時間で表され、JIS P 8117(紙および板紙の透気度試験方法)に規定されている。具体的には、先の第2発明で非透気性支持体として例示したものが使用できる。
〔インク受容層〕
インク受容層は、1価のカルボン酸と少なくとも一種のアミノオルガノシランを含む液と非晶質シリカを接触させることにより得られた表面改質シリカを含むである。例えば第1発明で記載したシリカ分散液として得ることができる。インク受容層は、例えば第2発明〜第4発明の製造方法で形成することができる。
(1価のカルボン酸)
1価のカルボン酸としては、例えば、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、安息香酸、サリチル酸、没食子酸、ピルビン酸、乳酸が挙げられる。
乳酸より分子量の大きい酪酸や吉草酸等のカルボン酸を用いると、使用する酸の量が多く必要で、表面改質シリカの製造の際には、シリカの分散は容易になるが、塗液のゲル化が起こりにくくなり、塗工後、冷却してから乾燥させないと光沢感のある塗膜を得ることが難しくなる。
一方、蟻酸、酢酸等の乳酸より低分子量のカルボン酸を用いると、インク受容層用塗液の凝集を招くことなく、厚い乾燥膜厚を急速乾燥して塗工するのに適した塗液を調製することは可能であるが、最適なpHを持った表面改質シリカの分散液で塗液を調製すると塗液粘度が高くなり、塗液温度を40〜50℃程度まで加熱した状態で塗工する必要が生じるため、通常の塗工設備では塗工できない。また蟻酸、酢酸は刺激性があるため製造時の取り扱いに注意が必要である。
以上のことから、1価のカルボン酸の中でも特に、乳酸が好ましい。
乳酸としては、発酵乳酸あるいは合成乳酸またはこれらの混合物から選ばれる。例えば、D−乳酸、L−乳酸、DL−乳酸が例示でき、使用できる。
1価のカルボン酸は、アミノオルガノシランの量に対して20〜90質量%程度、より好ましくは30〜65質量%用いるとよい。1価のカルボン酸、例えば乳酸の量が少なくなると、分散液のpHが高くなり、シリカ分散の際の負荷が大きく分散に時間がかかり、分散液の粘度も高くなってしまう。このようなシリカ分散液は、例えば、接着剤を加えて塗液を調製した場合、室温でも塗液がゲル化を起こしてしまいやすく塗工が困難となる傾向にある。一方、1価のカルボン酸、例えば乳酸の量が多いと、分散液のpHが低くなり、シリカ分散は容易となるが、例えば、このシリカ分散液を使って塗液を調製した場合は、塗工後の塗液がゲル化を起こしにくくなり、乾燥の際にゲル化せず凝集を起こして、乾燥後塗工表面の光沢が低くなる。
(アミノオルガノシラン)
アミノオルガノシランとしては、第1発明に記載の材料が例示できる。
(非晶質シリカ)
非晶質シリカとしては、第1発明に記載の材料が例示できる。
(表面改質シリカ)
表面改質シリカとしては、第1発明に記載の製造方法で得ることができる。第5発明では、乳酸に変えて1価のカルボン酸を用いてもよい。
〔インク受容層の形成方法〕
インク受容層としては、第2発明〜第4発明に記載の製造方法で得ることができる。或いは、下記の予め架橋剤含有層を形成した後、インク受容層を形成することもできる。
(架橋剤含有層)
インク受容層の接着剤がポリビニルアルコール類の場合、インク受容層の塗工量をさらに増やす目的で、支持体とインク受容層の間に架橋剤、増粘剤および界面活性剤を有する架橋剤含有層を設けることが出来る。
架橋剤としては、例えば、ホウ素化合物、ジルコニウム化合物、アルミニウム化合物、クロム化合物等の多価金属化合物、エポキシ化合物、グリシジル化合物、ジヒドラジド化合物、アルデヒド化合物、アミン化合物、メチロール化合物等が挙げられる。これらの架橋剤の中でも、インク受容層用塗液の増粘、ゲル化の進行が速いことから、ホウ素化合物が好ましく、ホウ酸および/またはホウ砂がより好ましい。
増粘剤は、これを添加することにより架橋剤含有層用塗液の粘度が増大するものであればよく、特に限定されないが、例えば、ゼラチン、バイオガム、セルロース誘導体、グアーガム類、アルギン酸ソーダ、ポリアクリル酸等が挙げられる。
バイオガムとしては、例えば、キサンタンガム、ウエランガム、ジェランガム等が挙げられる。セルロース誘導体としては、例えば、カチオン化セルロース、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、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、エチルセルロース等が挙げられる。グアーガム類としては、例えば、グアーガム、ヒドロキシプロピル化グアーガム、カチオン化グアーガム等が挙げられる。
架橋剤含有層用塗液における粘度が比較的高くてゲル化強度が比較的低いというバランスの点でセルロース誘導体が好ましい。セルロース誘導体の重合度は、架橋剤含有層用塗液の粘度調製が比較的容易である点で500〜2000が好ましく、800〜1800がより好ましい。
架橋剤含有層用塗液における粘度調整剤の含有量は、架橋剤含有層用塗液の粘度が所望の範囲となるように設定され、特に制限されないが、少量の添加で所望の粘度に達する場合は、粘度調整が難しいため好ましくない。一方、粘度調整剤の添加量が多すぎると架橋剤の効果を阻害するため好ましくない。したがって、架橋剤に対して1〜100質量%の範囲内で用いることが好ましい。
架橋剤含有層用塗液に界面活性剤を添加することにより、支持体表面における架橋剤含有層用塗液のハジキが抑えられ、塗工面の均一性を確保できる。界面活性剤としては、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤が挙げられる。アニオン系界面活性剤としては、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル塩系等が挙げられる。カチオン系界面活性剤としては、例えば、アミン塩系、4級アンモニウム塩系等が挙げられる。ノニオン系界面活性剤としては、例えば、アセチレングリコール系、ポリエチレングリコール系、多価アルコール系、等が挙げられる。これらの中でも、アセチレングリコール系界面活性剤は、界面活性効果が高い一方、消泡性を有しているため好ましい。
架橋剤含有層用塗液中の界面活性剤の含有量は、架橋剤に対して0.001〜10質量%であることが好ましい。界面活性剤の含有量が0.001質量%未満でも、10質量%を超えても、支持体表面における架橋剤含有層用塗液のハジキが発生するので好ましくない。
架橋剤含有層には、架橋剤の効果を阻害しない限り、ポリビニルアセタール、ポリエチレンイミン、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミドなどの水溶性樹脂や、カゼイン、大豆タンパク、合成タンパク質類、デンプン、カルボキシメチルセルロースやメチルセルロースなどのセルロース誘導体、あるいは、例えば、(メタ)アクリル酸エステルの(共)重合体、スチレン樹脂、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル(共)重合体、メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリエーテル系ウレタン樹脂、ポリエステル系ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂、エポキシ系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸(共)重合体、メラミン系樹脂、尿素系樹脂またはオレフィン系樹脂などのような、一般に塗工紙分野で公知公用の各種接着剤を適宜含有してもよい。また、必要に応じて、一般的に塗工紙の製造において使用される各種顔料、分散剤、紫外線吸収剤、退色防止剤、蛍光増白剤、着色剤、消泡剤、潤滑剤、防腐剤、増粘剤、帯電防止剤、マット剤等の各種助剤を適宜添加してもよい。
〔光沢発現層〕
上記インク受容層上に形成される光沢発現層には、アニオン性離型剤およびコロイダルシリカおよびpH調整剤が含まれる。光沢発現層用塗液のpHが9未満であると、塗工の際に光沢発現層用塗液の成分が凝集し、光沢ロールが汚れたりするなど、製造効率悪化の原因となる。pHが11を超えると、強アルカリとなるため、塗工装置の腐食など悪影響をおよぼす。光沢発現層用塗液のpHは9〜11の範囲に限定される。
(アニオン性離型剤)
アニオン性離型剤としては、ステアリン酸、オレイン酸、パルミチン酸等の脂肪酸等、およびこれらのアルカリ金属塩もしくはアンモニウム塩、アミン塩が挙げられる。
中でも、下記一般式(2)で表される化合物を使用することが好ましい。
Figure 2009234875
ただし、一般式(2)中、R1は炭素数8〜28のアルキル基またはアルケニル基を表し、例えば、オレイル基、ステアリル基、ラウリル基、パルミチル基、ミリスチル基などが挙げられる。これらの中でも、離型性が長時間保たれることから、オレイル基、ステアリル基が好ましい。
R2〜R5は、Hまたは炭素数1〜4のアルキル基(すなわち、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基)を表し、中でも、Hが好ましい。また、R2〜R5はそれぞれ同じであってもよいし異なっていてもよいが、R2〜R4がいずれも同じであることが好ましい。
上記一般式(2)の離型剤は、特に離型性が良好で且つインク吸収性を阻害しない、優れた離型剤である。
一般式(2)の具体例として、オレイン酸アンモニウム、ステアリン酸アンモニウム、ラウリン酸アンモニウム、パルミチン酸アンモニウム、ミリスチン酸アンモニウム、オレイン酸テトラメチルアンモニウム、ステアリン酸テトラメチルアンモニウム、ラウリン酸テトラメチルアンモニウム、パルミチン酸テトラメチルアンモニウム、ミリスチン酸テトラメチルアンモニウム、オレイン酸テトラエチルアンモニウム、ステアリン酸テトラエチルアンモニウム、ラウリン酸テトラエチルアンモニウム、パルミチン酸テトラエチルアンモニウム、ミリスチン酸テトラエチルアンモニウム、オレイン酸テトラn−ブチルアンモニウム、ステアリン酸テトラn−ブチルアンモニウム、ラウリン酸テトラn−ブチルアンモニウム、パルミチン酸テトラn−ブチルアンモニウム、ミリスチン酸テトラn−ブチルアンモニウム等が挙げられる。
これらの中でも、離型性が特に優れる点で、オレイン酸アンモニウムが好ましい。
アニオン性離型剤の含有量は、コロイダルシリカ100質量部に対して1〜15質量部であることが好ましい。このような範囲とすることで、光沢発現層形成時に光沢ロールからより剥離しやすくなる。
(コロイダルシリカ)
本発明のコロイダルシリカは、上層の光沢性、透明性およびインクの通過速度が要求されるため、顔料としては最も有効である。これはコロイダルシリカの屈折率が1.45付近である為、光沢性が比較的得られやすいからである。通常、コロイダルシリカは無水珪酸(シリカ)の超微粒子を安定に水に分散させたアニオン性コロイド状分散液である。これらのアニオン性コロイダルシリカは各種の製法があるが、一般的にはイオン交換樹脂を用いる方法で、珪酸ナトリウム水溶液を陽イオン交換樹脂に通してSiO2 /Na2 O が60〜130のゾルとし、これを60℃以上に加熱熟成して独立分散粒子まで成長させ、これに新たにイオン交換樹脂層を通したゾルを添加することにより重合沈積させて、3〜300nmの平均粒子径にまで成長させ安定したゾルとする方法である。シリカゾルはシロキサン構造を持ち、通常はシリカの各粒子に互いに反発し合うのに十分な負電荷(OH- )を有する。尚、カチオン性コロイダルシリカはアルミニウムイオン、第4級アンモニウムイオンなどのカチオン基またはカチオン性化合物をシリカの表面に吸着させ、少なくともシリカ表面をカチオン性の電荷を有するものに変性して得られる。
本発明では、種々のコロイダルシリカを用いることができるが、この中でも、pH8〜12のアニオン性コロイダルシリカの水系の分散液を用いることが、光沢発現層用塗液の好ましいpH範囲である9〜11に近く安定しているから、特に好ましい。
上記アニオン性コロイダルシリカの平均粒子径は、特に限定されるものではないが、15〜60nmであることが好ましく、より好ましくは20〜50nmである。ここで、平均粒子径が15nm未満であると、インクの吸収性が低下するおそれがあり、一方、60nmを超えると、光沢度が低下するおそれがある。
(pH調整剤)
pH調整剤は、酸性pH調整剤とアルカリ性pH調整剤がある。
酸性pH調整剤としては、例えば、カルボン酸、無機酸等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
カルボン酸の具体例として、グリコール酸、乳酸、ヒドロキシ酪酸、グリセリン酸、リンゴ酸、酒石酸、メチルリンゴ酸、クエン酸、イソクエン酸、安息香酸、サリチル酸等を挙げることができ、無機酸の具体例としては、塩酸、硫酸等を挙げることができる。
また、アルカリ性pH調整剤としては、例えば、アンモニア、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属炭酸水素塩、アルカリ金属リン酸塩、アルカリ金属リン酸水素塩、アルカリ土類金属水酸化物、酢酸のアルカリ金属塩、アミン類、カルボン酸系化合物のアルカリ金属塩、カルボン酸系化合物のアンモニウム塩、カルボン酸系化合物のアミン塩があげられるが、これらに限定されるものではない。
アルカリ金属水酸化物の具体例としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等、アルカリ金属炭酸の具体例としては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム等、アルカリ金属炭酸水素塩の具体例としては、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等、アルカリ金属リン酸塩の具体例としては、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、アルカリ金属リン酸水素塩の具体例としては、リン酸水素2ナトリウム、リン酸水素2カリウム、アルカリ金属酢酸塩の具体例としては、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム等があげられる。
アミン類の具体例としては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジイソプロピルアミン、ジシクロヘキシルアミン等の2級アミン、トリエタノールアミン、トリプロパノールアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリアミルアミン、ピリジン、N-メチルモルホリン等の3級アミン、テトラメチル、テトラエチル、テトラプロピル、テトラブチル、テトラアミル、テトラヘキシル、ベンジルトリメチルのそれぞれの4級アンモニウムヒドロキシド等があげられる。
カルボン酸系化合物のアルカリ金属塩、カルボン酸系化合物のアンモニウム塩、カルボン酸系化合物のアミン塩の具体例としては、グリコール酸、乳酸、ヒドロキシ酪酸、グリセリン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スペリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、リンゴ酸、メチルリンゴ酸、酒石酸、シクロプロパンジカルボン、クエン酸、イソクエン酸、安息香酸、サリチル酸、マレイン酸、メチルマレイン酸、フマル酸、メチルフマル酸、シトラコン酸、イタコン酸等の脂肪族不飽和ジカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、カルボキシフェニル酢酸、カルボキシフェニルプロピオン酸、フェニレンジ酢酸、トリカルバリル酸、トリメリト酸、アクリル酸ホモポリマー、アクリル酸−マレイン酸共重合体、α−ヒドロキシアクリル酸ホモポリマー、C5オレフィン−マレイン酸共重合体、イソブチレン−マレイン酸共重合体等のアルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩があげられる。
上記pH調整剤の含有量は、目的とするpH値により適宜決定され、酸性pH調整剤およびアルカリ性pH調整剤の中から選ばれる単独、あるいは2種以上のものを併用しても差支えない。これらpH調整剤の中でも、光沢発現層用塗液の好ましいpH範囲である9〜11に調整することから、アルカリ性pH調整剤を主に用いることが好ましい。ここで、主とは、酸性pH調整剤とアルカリ性pH調整剤の中から選ばれる2種以上のものを併用する場合と、酸性pH調整剤を使用せずにアルカリ性pH調整剤の中から単独、あるいは2種以上のものを併用する場合の両方を意味する。
光沢発現層には、インクジェット記録媒体の品質およびインクジェット記録媒体の製造効率を阻害しない限り、ポリビニルアルコールや変性ポリビニルアルコールなどのポリビニルアルコール類、スルホン酸系化合物、リン酸系化合物、エステル系化合物、またはこれらの塩などのアニオン性化合物、カゼイン、大豆タンパク、合成タンパク質類、酸化でんぷん、エステル化デンプン等のデンプン類、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、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、エチルセルロース等などのセルロース誘導体、グアーガム類、(メタ)アクリル酸エステルの(共)重合体、スチレン樹脂、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル(共)重合体、メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリエーテル系ウレタン樹脂、ポリエステル系ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂、エポキシ系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸(共)重合体、メラミン系樹脂、尿素系樹脂またはオレフィン系樹脂などのような、一般に塗工紙分野で公知公用の各種添加剤を適宜含有してもよい。
各種添加剤の中でも、カルボン酸系化合物、スルホン酸系化合物、リン酸系化合物、エステル系化合物、またはこれらの塩などのアニオン性化合物、カゼイン、大豆タンパク、合成タンパク質類、酸化でんぷん、エステル化デンプン等のデンプン類、セルロース誘導体、エチレン−酢酸ビニル共重合体は、光沢ロールからの離型性がよいので好ましい。
さらに、必要に応じて、分散剤、紫外線吸収剤、退色防止剤、界面活性剤、蛍光増白剤、着色剤、消泡剤、潤滑剤、防腐剤、増粘剤、帯電防止剤等の各種助剤を添加することもできる。
(光沢発現層用塗液の溶媒)
光沢発現層を形成するための塗液は、上記の材料を含むが、その溶媒としては特に限定はなく、塗工適性などの理由で、水または水を主体とする溶媒が好ましい。
(光沢発現層の製造方法)
光沢発現層は、インク受容層上に光沢発現層用塗液を塗工し、塗工された塗液が湿潤状態または半乾燥状態にあるうちに、光沢ロールとプレスロールとの間を、光沢発現層が光沢ロール側となるように通過させてプレスする、或いは、光沢ロールとプレスロールからなるニップに、支持体上にインク受容層を設けられた基材を、インク受容層が光沢ロールに接するように導き、ニップ部に光沢発現層用塗液を供給し、インク受容層に押し付けるように塗工する。
図1に後者の例を示した。図1は光沢発現層を塗工する塗工装置の一例の模式的な断面図である。支持体11上にインク受容層12を形成してなる基材10が図中右上部から図示を省略した搬送部により搬送されて光沢ロール21とプレスロール22により形成されるニップ部Nを通過して図中右下部に搬送されている。ニップ部Nには光沢発現層用塗液30Cが貯留されている。したがってニップ部Nを通過する際にインク受容層12上に光沢発現層30が押し付けられるように塗工される。その後、湿潤状態または半乾燥状態にある光沢発現層30を最上層に設けた基材10が光沢ロール21から剥がれ、乾燥されることにより、光沢発現層30が乾燥、形成される。光沢発現層の乾燥方法としては、特に限定はないが、従来から公知公用の熱風乾燥、ガスヒーター乾燥、高周波乾燥、電気ヒーター乾燥、赤外線ヒーター乾燥、レーザー乾燥、電子線乾燥等の各種加熱乾燥方式が適宜採用される。この図ではインク受容層が一層の例を示したが、複数層あってもよいことはいうまでもない。
光沢ロールの表面温度は、乾燥条件等の操業性、インク受容層への密着性、光沢発現層表面の光沢性から、40〜100℃の範囲が好ましく、45〜90℃の範囲がより好ましい。光沢ロールの表面温度が、40℃未満の場合は、インクジェット記録媒体の表面強度が低下するおそれや、インク受容層の接着剤が軟化し難く、インク受容層への密着性が悪化したりする。100℃を超える場合は、インク受容層の接着剤の成膜が進みすぎるためインク吸収性が低下したり、塗液が沸騰し、光沢面が悪化するおそれがある。
光沢ロールは、耐熱性が高く、優れた鏡面性が得られることから、金属ロールであることが好ましい。また、表面の平均線中心粗さが10μm以下であることが好ましい。
プレスロールの材質は特に制限されないが、光沢ロールによって加熱されることから、耐熱樹脂が好ましい。
プレスロールによるプレスは、光沢ロールとプレスロールの間の線圧が、好ましくは50〜3500N/cm、より好ましくは200〜3000N/cmになるように行うことが好ましい。光沢ロールとプレスロールの間の線圧が、50N/cm未満の場合は、線圧が均一になり難く光沢性が低下したり、光沢発現層のインク受容層に対する密着性が低下し、表面がひび割れたりするおそれがあり、3500N/cmを超える場合は、過度の圧力でプレスするためにインク受容層および光沢発現層の空隙を破壊するためにインク吸収性が低下するおそれがある。
光沢発現層の塗工量は、乾燥質量として、0.01〜3g/m2が好ましく、0.03〜2g/m2がより好ましく、0.05〜1g/m2が更に好ましい。塗工量が0.01g/m2未満の場合は、十分な光沢発現層を形成することが困難なために、光沢度が低くなりやすい。また、塗工量が3g/m2を超えると、光沢度は得やすいが、インク吸収性や記録濃度が低下しやすい。
また、光沢発現層の厚みは0.02〜4μmであることが好ましく、0.05〜2μmであることがより好ましい。また、インク吸収容量とインク吸収速度との兼ね合いから、光沢発現層の厚みがインク受容層全体の厚みの1/10以下であることが好ましく、1/20以下であることがより好ましい。
第5発明は、特定のインク受容層に、安定して光沢発現層を形成することができる方法を提供するものである。
以下に実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、もちろんこれらに限定されるものではない。また、例中の部および%は特に断らない限り、水を除いた固形分であり、それぞれ質量部および質量%を示す。
実施例1−1
「分散物Aの調製」
液温30℃、816質量部の脱イオン水を密閉式ミキサー(アシザワ・ファインテック株式会社製,マスターミックス)に投入し、回転数2000rpmで攪拌しながら、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(商品名:KBM−603,信越化学工業製)17.6質量部を投入した。10分間攪拌後、続いて20%に希釈したL−乳酸(商品名:90%発酵乳酸,昭和化工株式会社製)43質量部(固形分8.6質量部)を投入した。10分間攪拌後、気相法シリカ(商品名:アエロジル200,日本アエロジル工業(株)製)200質量部を、少量ずつ80分かけて吸引投入した。回転数も徐々に高くして最終的に4000rpmで攪拌した。シリカ投入後、120分間4000rpmで攪拌させ、シリカの表面を改変させた。pH6.1、粘度30mPa・s、平均二次粒子径10μm以下の20%シリカ分散液を調製した。
実施例1−2
「分散物Bの調製」
液温30℃、816質量部の脱イオン水をバッチ式分散タンクに仕込み、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(商品名:KBM−603,信越化学工業製)17.6質量部を投入した。10分間攪拌後、続いて20%に希釈したL−乳酸(商品名:90%発酵乳酸,昭和化工株式会社製)43質量部(固形分8.6質量部)を攪拌しつつ投入した。バッチ式分散タンクとフロー式吸引分散機(イーストラル社製Conti−TDS)の間を、循環経路を介して循環させながら、フロー式吸引分散攪拌機部より気相法シリカ(商品名:アエロジル200,日本アエロジル工業(株)製)200質量部を、徐々に投入した。全ての気相法シリカを投入し終わってから30分間分散を行い、pH6.1、粘度27mPa・s、平均二次粒子径5μm以下の20%シリカ分散液を調製した。
実施例1−3
「分散物Cの調製」
実施例1−1の分散物Aの調製において、分散物Aをさらに、50μmの金網メッシュを使用してろ過を行い、湿式超微粒化装置ナノマイザー(商品名:ナノマイザー,ナノマイザー社製)を用いて、処理量470L/時間、圧力50MPaの条件で分散して、pH6.1、粘度25mPa・s、平均二次粒子径1μm以下の20%シリカ分散液を調製した。
実施例1−4
「分散物Dの調製」
実施例1−3の分散物Cの調製において、脱イオン水を644質量部に替えた以外は実施例1−3と同様にして、分散液を調製した。分散液は、pH6.1、粘度40mPa・s、平均二次粒子径1μm以下の24%シリカ分散液であった。
実施例1−5
「分散物Eの調製」
実施例1−3の分散物Cの調製において、脱イオン水を930質量部に替えた以外は実施例1−3と同様にして、分散液を調製した。分散液は、pH6.1、粘度20mPa・s、平均二次粒子径1μm以下の18%シリカ分散液であった。
実施例1−6
「分散物Fの調製」
実施例1−3の分散物Cの調製において、脱イオン水を810質量部に、20%に希釈したL−乳酸(商品名:90%発酵乳酸,昭和化工株式会社製)50質量部(固形分10質量部)に替えた以外は実施例1−3と同様にして分散液を調製した。分散液は、pH5.9、粘度18mPa・s、平均二次粒子径1μm以下の20%シリカ分散液であった。
実施例1−7
「分散物Gの調製」
実施例1−3の分散物Cの調製において、脱イオン水を817質量部に、20%に希釈したL−乳酸(商品名:90%発酵乳酸,昭和化工株式会社製)を40質量部(固形分8質量部)に替えた以外は実施例1−3と同様にして分散液を調製した。分散液は、pH6.3、粘度20mPa・s、平均二次粒子径1μm以下の20%シリカ分散液であった。
実施例1−8
「分散物Hの調製」
実施例1−3の分散物Cの調製において、脱イオン水を817質量部に、20%に希釈したL−乳酸(商品名:90%発酵乳酸,昭和化工株式会社製)を35質量部(固形分7質量部)に替えた以外は実施例1−3と同様にして分散液を調製した。分散液は、pH6.5、粘度100mPa・s、平均二次粒子径1μm以下の20%シリカ分散液であった。
実施例1−9
「分散物Iの調製」
実施例1−3の分散物Cの調製において、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(商品名:KBM−603,信越化学工業製)を22質量部用いた以外は実施例1−3と同様にして、分散液を調製した。分散液は、pH6.5、粘度15mPa・s、平均二次粒子径1μm以下の20%シリカ分散液であった。
実施例1−10
「分散物Jの調製」
実施例1−3の分散物Cの調製において、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(商品名:KBM−603,信越化学工業製)を14質量部用いた以外は実施例1−3と同様にして、分散液を調製した。分散液は、pH5.5、粘度60mPa・s、平均二次粒子径1μm以下の20%シリカ分散液であった。
実施例1−11
「分散物Kの調製」
実施例1−3の分散物Cの調製において、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(商品名:KBM−603,信越化学工業製)を12質量部用いた以外は実施例1−3と同様にして、分散液を調製した。分散液は、pH5.3、粘度80mPa・s、平均二次粒子径1μm以下の20%シリカ分散液であった。
実施例1−12
「分散物Lの調製」
実施例1−3の分散物Cの調製において、L−乳酸をDL−乳酸(商品名:90%合成乳酸,昭和化工株式会社製)43質量部(固形分8.6質量部)に替えた以外は実施例1−3と同様にして分散液を得た。分散液はpH6.1、粘度30mPa・s、平均二次粒子径1μm以下の20%シリカ分散液であった。
実施例1−13
「分散物Mの調製」
実施例1−3の分散物Cの調製において、脱イオン水を822質量部に、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(商品名:KBM−603,信越化学工業製)を19.2重量部に、20%に希釈したL−乳酸(商品名:90%発酵乳酸,昭和化工株式会社製)を50質量部(固形分10質量部)に替えた以外は実施例1−3と同様にして分散液を調製した。分散液は、pH6.2、粘度22mPa・s、平均二次粒子径1μm以下の20%シリカ分散液であった。
実施例1−14
「分散物Nの調製」
実施例1−3の分散物Cの調製において、脱イオン水を811質量部に、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(商品名:KBM−603,信越化学工業製)を16質量部に、20%に希釈したL−乳酸(商品名:90%発酵乳酸,昭和化工株式会社製)を40質量部(固形分8質量部)に替えた以外は実施例1−3と同様にして分散液を調製した。分散液は、pH6.0、粘度25mPa・s、平均二次粒子径1μm以下の20%シリカ分散液を調製した。
実施例1−15
「分散物Oの調製」
実施例1−3の分散物Cの調製において、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の代わりに、3−アミノプロピルトリエトキシシラン(商品名:KBE−903,信越化学工業製)を使用した以外、実施例1−3と同様の操作をしてpH6.1、粘度32mPa・s、平均二次粒子径1μm以下の20%シリカ分散液を調製した。
実施例1−16
「分散物Pの調製」
実施例1−3の分散物調製において、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の代わりに、3−アミノプロピルトリメトキシシラン(商品名:KBM−903,信越化学工業製)を使用した以外、実施例1−3と同様の操作をしてpH6.1、粘度35mPa・s、平均二次粒子径1μm以下の20%シリカ分散液を調製した。
比較例1−1
「分散物Qの調製」
実施例1−3の分散物調製において、20%L−乳酸の代わりに、20%蟻酸(商品名:蟻酸(76%),ダイセル化学工業株式会社製を希釈して使用)22質量部を使用した以外、実施例1−3と同様の操作をしてpH6.1、粘度50mPa・s、平均二次粒子径1μm以下の20%シリカ分散液を調製した。
比較例1−2
「分散物Rの調製」
実施例1−3の分散物調製において、20%L−乳酸の代わりに、20%酢酸(商品名:酢酸(90%),ダイセル化学工業株式会社製を希釈して使用)32質量部を使用した以外、実施例1−3と同様の操作をしてpH6.1、粘度40mPa・s、平均二次粒子径1μm以下の20%シリカ分散液を調製した。
比較例1−3
「分散物Sの調製」
実施例1−3の分散物調製において、20%L−乳酸の代わりに、10%塩酸(商品名:塩酸(35%),昭和電工株式会社製を希釈して使用)30質量部を使用した以外、実施例1−3と同様の操作をしてpH6.1、粘度50mPa・s、平均二次粒子径20μm以下の20%シリカ分散液を調製した。
比較例1−4
「分散物Tの調製」
液温30℃、1000質量部の脱イオン水を密閉式ミキサー(アシザワ・ファインテック株式会社製,マスターミックス)に投入し、回転数2000rpmで攪拌しながら、ジアリルジメチルアンモニウムクロライド−アクリルアミド共重合体(カチオン性樹脂:日東紡績社製,商品名;PAS−J−81)10質量部を投入した。10分間攪拌後、気相法シリカ(商品名:アエロジル200,日本アエロジル工業(株)製)100質量部を、少量ずつ80分かけて吸引投入した。回転数も徐々に高くして最終的に4000rpmで攪拌した。シリカ投入後、120分間4000rpmで攪拌させ、50μmの金網メッシュを使用してろ過を行い、湿式超微粒化装置ナノマイザー(商品名:ナノマイザー,ナノマイザー社製)を用いて、処理量470L/時間、圧力50MPaの条件で分散して、pH6.1、粘度50mPa・s、平均二次粒子径1μm以下の10%シリカ分散液を調製した。
比較例1−5
「分散物Uの調製」
市販気相法シリカ(トクヤマ社製、商品名:レオロシールQS−30、比表面積300m/g、平均1次粒子径:約10nm)をサンドグラインダーにより粉砕分散した後、ナノマイザー(ナノマイザー社製)を用いて粉砕分散を繰り返し、分級後平均2次粒子径が80nmからなる10%分散液を調製した。
次に5員環アミジン構造を有するカチオン性化合物(ハイモ社製、商品名:SC−700M)10部を添加し、顔料の凝集と分散液の増粘を起こさせた。再度、ナノマイザーを用いて粉砕分散を繰り返し、粘度350mPa・s、平均2次粒子径(凝集粒子径)が250nmからなる10%水溶液を調製し、カチオン性シリカゾルを得た。
(インク受容層形成用塗液の調製)
実施例1−1〜1−16および比較例1−1〜1−4で得られた各シリカ分散物500質量部に、3.6質量部の固体ホウ酸を30℃の温度で攪拌下、添加した。ホウ酸の溶解後、60℃の6.5%ポリビニルアルコールの水溶液(商品名:PVA−235、(株)クラレ製、ケン化度88%、平均重合度3,500)269質量部に投入し、次に塗液の温度が40℃で、0.1%濡れ剤水溶液(商品名:オルフィンE−1004、日信化学社製)10質量部を添加した。次いで、脱イオン水により希釈して835.2質量部の最終質量にし、塗液濃度を14.5%に調整した。塗液温度は30℃を保つようにインク受容層形成用塗液を調節した。
比較例1−5で得られたシリカ分散物U500部質量部に60℃の4.0%ポリビニルアルコールの水溶液(商品名:PVA140、(株)クラレ製、ケン化度95%、平均重合度4,000))225質量部を混合し、脱イオン水により希釈して濃度8%にインク受容層形成用塗液を調節した。
(インクジェット記録媒体の製造)
180g/mの原紙両面をポリエチレン樹脂で被覆した紙支持体(厚さ240μm、ポリエチレン樹脂中には15質量%のアナターゼ型二酸化チタン含有)上に表1に示したインク受容層形成用塗液21種類を固形分で25g/mとなるように塗液温度30℃でワイヤーバーにて塗工、乾燥してインク受容層を形成して、インクジェット記録媒体を得た。
(評価方法)
上記により得たインクジェット記録媒体を下記の評価を行い、結果を表1に示した。
このときの、塗工適性を下記の基準で評価した。
◎:問題なく塗工でき、光沢感のある平滑な塗工面が得られた。
○:問題なく塗工でき、平滑な塗工面が得られた。
△:塗工は可能であるが、バー筋が発生し、平滑な塗工面が得られない。
▽:乾燥時に塗工面にヒビ割れが発生し、平滑な塗工面が得られない。
×:塗工できない。
Figure 2009234875
実施例1−1〜1−16の塗液は問題なく塗工できたが、比較例1−1〜1−4の塗液は粘度が高く、均一な塗工面が得られなかった。比較例1−5の塗液は粘度が低いが、固形分で10g/m以上塗工すると、乾燥時に塗工面にヒビ割れが生じた。
実施例2−1
「分散物Vの調製」
液温30℃、816質量部の脱イオン水を密閉式ミキサー(アシザワ・ファインテック株式会社製、マスターミックス)に投入し、回転数2000rpmで攪拌しながら、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(商品名:KBM−603,信越化学工業製)17.6質量部を投入した。10分間攪拌後、続いて20%に希釈したL−乳酸(商品名:90%発酵乳酸,昭和化工株式会社製)43質量部を投入した。10分間攪拌後、気相法シリカ(商品名:アエロジル200,日本アエロジル工業(株)製)200質量部を、少量ずつ80分かけて吸引投入した。回転数も徐々に高くして最終的に4000rpmで攪拌した。シリカ投入後、120分間4000rpmで攪拌させ、シリカの表面を改変させた。その後この分散物を50μmの金網メッシュを使用してろ過を行い、湿式超微粒化装置ナノマイザー(商品名:ナノマイザー,ナノマイザー社製)を用いて、処理量470L/時間、圧力50MPaの条件で分散して、pH6.1、粘度25mPa・s、平均二次粒子径1μm以下の20%シリカ分散液を調製した。
(インク受容層形成用塗液の調製)
シリカ分散物V 500質量部に、3.6質量部の固体ホウ酸を30℃の温度で攪拌下、添加した。ホウ酸の溶解後、60℃の6.5%ポリビニルアルコールの水溶液(商品名:PVA−235,(株)クラレ製,ケン化度88%,平均重合度3500)269質量部に投入し、次に塗液の温度が40℃で、0.1%濡れ剤水溶液(商品名:オルフィンE−1004,日信化学社製)10質量部を添加した。次いで、脱イオン水により希釈して835.2質量部の最終質量にし、塗液濃度を14.5%に調整した。塗液温度は30℃を保つようにインク受容層形成用塗液Aを調節した。30℃での塗液pHは5.9、粘度は250mPa・sであった。26℃での塗液pHは6.0、粘度は550mPa・sであった。
(インクジェット記録媒体の製造)
180g/mの原紙両面をポリエチレン樹脂で被覆した紙支持体(厚さ240μm、
ポリエチレン樹脂には15質量%のアナターゼ型二酸化チタン含有)上に30℃のインク受容層形成用塗液Aを固形分で23g/mとなるようにワイヤーバーにて塗工、80℃の熱風乾燥機で乾燥してインク受容層を形成して、インクジェット記録媒体Aを得た。
実施例2−2
実施例2−1のインク受容層形成用塗液の調製において、脱イオン水により希釈して塗液濃度を14.0%に調整した。塗液温度は30℃を保つようにインク受容層形成用塗液Bを調節した。30℃での塗液pHは5.9、粘度は200mPa・sであった。26℃での塗液pHは6.0、粘度は400mPa・sであった。
実施例2−1と同様に、180g/mの原紙両面をポリエチレン樹脂で被覆した紙支持体上に30℃のインク受容層形成用塗液Bを固形分で23g/mとなるようにワイヤーバーにて塗工、80℃の熱風乾燥機で乾燥してインク受容層を形成して、インクジェット記録媒体Bを得た。
実施例2−3
実施例2−1のインク受容層形成用塗液の調製において、固体ホウ酸3.6質量部の代わりに3.0質量部を使用した以外、実施例2−1と同様にして、塗液濃度15.5%のインク受容層形成用塗液Cを調節した。30℃での塗液pHは6.0、粘度は250mPa・sであった。26℃での塗液pHは6.1、粘度は450mPa・sであった。
実施例2−1と同様に、180g/mの原紙両面をポリエチレン樹脂で被覆した紙支持体上に30℃のインク受容層形成用塗液Cを固形分で23g/mとなるようにワイヤーバーにて塗工、80℃の熱風乾燥機で乾燥してインク受容層を形成して、インクジェット記録媒体Cを得た。
実施例2−4
実施例2−1のインク受容層形成用塗液の調製において、固体ホウ酸3.6質量部の代わりに4.0質量部を使用した以外、実施例2−1と同様にして、塗液濃度14%のインク受容層形成用塗液Dを調節した。30℃での塗液pHは5.8、粘度は300mPa・sであった。26℃での塗液pHは5.9、粘度は800mPa・sであった。
実施例2−1と同様に、180g/mの原紙両面をポリエチレン樹脂で被覆した紙支持体上に30℃のインク受容層形成用塗液Cを固形分で23g/mとなるようにワイヤーバーにて塗工、80℃の熱風乾燥機で乾燥してインク受容層を形成して、インクジェット記録媒体Dを得た。
実施例2−5
実施例2−1のインク受容層形成用塗液の調製において、固体ホウ酸3.6質量部の代わりに3.4質量部を使用し、60℃の6.5%ポリビニルアルコールの水溶液269質量部の代わりに307質量部を使用した以外、実施例2−1と同様にして、塗液濃度14.5%のインク受容層形成用塗液Eを調節した。30℃での塗液pHは5.9、粘度は350mPa・sであった。26℃での塗液pHは6.0、粘度は650mPa・sであった。
実施例2−1と同様に、180g/mの原紙両面をポリエチレン樹脂で被覆した紙支持体上に30℃のインク受容層形成用塗液Eを固形分で23g/mとなるようにワイヤーバーにて塗工、80℃の熱風乾燥機で乾燥してインク受容層を形成して、インクジェット記録媒体Eを得た。
比較例2−1
実施例2−1のインク受容層形成用塗液の調製において、固体ホウ酸3.6質量部の代わりに2.0質量部を使用した以外、実施例2−1と同様にして、塗液濃度16%のインク受容層形成用塗液Fを調節した。30℃での塗液pHは6.1、粘度は150mPa・sであった。26℃での塗液pHは6.0、粘度は300mPa・sであった。
実施例2−1と同様に、180g/mの原紙両面をポリエチレン樹脂で被覆した紙支持体上に30℃のインク受容層形成用塗液Fを固形分で23g/mとなるようにワイヤーバーにて塗工したが、80℃の熱風乾燥機で乾燥したところ、一面ひび割れが生じた。インクジェット記録媒体Fは得られなかった。
比較例2−2
実施例2−1のインク受容層形成用塗液の調製において、固体ホウ酸3.6質量部の代わりに5.0質量部を使用した以外、実施例2−1と同様にして、塗液濃度13%のインク受容層形成用塗液Gを調節した。30℃での塗液pHは5.8、粘度は1200mPa・sであった。26℃での塗液pHは5.9、粘度は3000mPa・sであった。
実施例2−1と同様に、180g/mの原紙両面をポリエチレン樹脂で被覆した紙支持体上に30℃のインク受容層形成用塗液Gを固形分で23g/mとなるようにワイヤーバーにて塗工しようとしたが、塗液粘度が高いため塗工できなかった。
比較例2−3
実施例2−1のインク受容層形成用塗液の調製において、60℃の6.5%ポリビニルアルコールの水溶液269質量部の代わりに307質量部を使用した以外、実施例2−1と同様にして、塗液濃度14.5%のインク受容層形成用塗液Hを調節した。30℃での塗液pHは5.9、粘度は800mPa・sであった。26℃での塗液pHは6.0、粘度は2500mPa・sであった。
実施例2−1と同様に、180g/mの原紙両面をポリエチレン樹脂で被覆した紙支持体上に30℃のインク受容層形成用塗液Hを固形分で23g/mとなるようにワイヤーバーにて塗工しようとしたが、塗液粘度が高いため塗工できなかった。
比較例2−4
実施例2−4のインク受容層形成用塗液の調製において、60℃の6.5%ポリビニルアルコールの水溶液269質量部の代わりに154質量部を使用した以外、実施例2−4と同様にして、塗液濃度14.5%のインク受容層形成用塗液Iを調節した。30℃での塗液pHは5.9、粘度は100mPa・sであった。26℃での塗液pHは6.0、粘度は300mPa・sであった。
実施例2−4と同様に、180g/mの原紙両面をポリエチレン樹脂で被覆した紙支持体上に30℃のインク受容層形成用塗液Iを固形分で23g/mとなるようにワイヤーバーにて塗工しようとしたが、粘度が低いため所定の量が乗らなかった。しかも80℃の熱風乾燥機で乾燥したところ、一面ひび割れが生じた。インクジェット記録媒体Iは得られなかった。
実施例2−6
実施例2−2のインクジェット記録媒体の製造において、180g/mの原紙両面をポリエチレン樹脂で被覆した紙支持体上に30℃のインク受容層形成用塗液Bを固形分で10g/mとなるようにワイヤーバーにて塗工、80℃の熱風乾燥機で乾燥してインク受容層を形成して、インクジェット記録媒体Hを得た。次いでインク記録媒体J上に、1.0%ホウ砂水溶液を20g/mで塗布した後、その上に、同じインク受容層形成用塗液Bを乾燥質量が15g/mとなるようにワイヤーバーにより塗工、80℃の熱風乾燥機で乾燥してインク受容層を形成して、インクジェット記録媒体Kを得た。
比較例2−5
比較例2−4のインクジェット記録媒体の製造において、180g/mの原紙両面をポリエチレン樹脂で被覆した紙支持体上に30℃のインク受容層形成用塗液Iを固形分で10g/mとなるようにワイヤーバーにて塗工、80℃の熱風乾燥機で乾燥してインク受容層を形成して、インクジェット記録媒体Lを得たが、塗工面の状態が悪く、光沢が無かった。次いでインク記録媒体L上に、1.0%ホウ砂水溶液を20g/mで塗布した後、その上に、同じインク受容層形成用塗液Iを乾燥質量が15g/mとなるようにワイヤーバーにより塗工、80℃の熱風乾燥機で乾燥したが、光沢のある塗工面は得られなかった。
(評価方法)
上記により得たインクジェット記録媒体を下記の評価を行い、結果を表2に示した。
このときの、塗工適性を下記の基準で評価した。
◎:問題なく塗工でき、光沢感のある平滑な塗工面が得られた。
○:問題なく塗工でき、平滑な塗工面が得られた。
△:光沢のある塗工面が得られなかった。
▽:乾燥時に塗工面にヒビ割れが発生し、平滑な塗工面が得られない。
×:塗工できない。
Figure 2009234875
実施例2−1〜2−6の塗液は問題なく塗工できたが、比較例2−1、2−4の塗液は粘度が低く、ゲル化しないため、乾燥時に塗工面にヒビ割れが生じた。比較例2−2、2−3は粘度が高すぎて、均一な塗工面が得られなかった。
表面改質シリカ分散液Wの調製
液温30℃、816質量部の脱イオン水を密閉式ミキサー(アシザワ・ファインテック株式会社製,マスターミックス)に投入し、回転数2000rpmで攪拌しながら、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(商品名:KBM−603,信越化学工業製)17.6質量部を投入した。10分間攪拌後、続いて20%に希釈したL−乳酸(商品名:90%発酵乳酸,昭和化工株式会社製)43質量部を投入した。10分間攪拌後、気相法シリカ(商品名:アエロジル200,日本アエロジル工業(株)製)200質量部を、少量ずつ80分かけて吸引投入した。回転数も徐々に高くして最終的に4000rpmで攪拌した。シリカ投入後、120分間4000rpmで攪拌させ、シリカの表面を改変させた。その後この分散物を50μmの金網メッシュを使用してろ過を行い、湿式超微粒化装置ナノマイザー(商品名:ナノマイザー,ナノマイザー社製)を用いて、処理量470L/時間、圧力50MPaの条件で分散し、pH6.1、粘度25mPa・s、平均二次粒子径1μm以下の20%シリカ分散液を調製した。
実施例3−1
インク受容層用塗液3−Aの調製
上記で得られた表面改質シリカ分散液Wの500質量部に、4.0質量部の固体ホウ酸を30℃の温度で攪拌下、添加した。ホウ酸の溶解後、60℃の6.5%ポリビニルアルコールの水溶液(商品名:PVA−235、(株)クラレ製、ケン化度88%、平均重合度3,500)192.3質量部に投入し、次に塗液の温度が40℃で、0.1%濡れ剤水溶液(商品名:オルフィンE−1004、日信化学社製)10質量部を添加した。次いで、脱イオン水により希釈して塗液濃度を14.5%に調整した。塗液温度は30℃を保つようにインク受容層形成用塗液を調節した。
実施例3−2
インク受容層用塗液3−Bの調製
上記で得られた表面改質シリカ分散液Wの500質量部に、4.4質量部の固体ホウ酸を30℃の温度で攪拌下、添加した。ホウ酸の溶解後、60℃の6.5%ポリビニルアルコールの水溶液(商品名:PVA−235、(株)クラレ製、ケン化度88%、平均重合度3,500)230.8質量部に投入し、次に塗液の温度が40℃で、0.1%濡れ剤水溶液(商品名:オルフィンE−1004、日信化学社製)10質量部を添加した。次いで、脱イオン水により希釈して塗液濃度を14.5%に調整した。塗液温度は30℃を保つようにインク受容層形成用塗液を調節した。
実施例3−3
インク受容層用塗液3−Cの調製
上記で得られた表面改質シリカ分散液Wの500質量部に、3.4質量部の固体ホウ酸を30℃の温度で攪拌下、添加した。ホウ酸の溶解後、60℃の6.5%ポリビニルアルコールの水溶液(商品名:PVA−235、(株)クラレ製、ケン化度88%、平均重合度3,500)269.2質量部に投入し、次に塗液の温度が40℃で、0.1%濡れ剤水溶液(商品名:オルフィンE−1004、日信化学社製)10質量部を添加した。次いで、脱イオン水により希釈して塗液濃度を14.5%に調整した。塗液温度は30℃を保つようにインク受容層形成用塗液を調節した。
実施例3−4
インク受容層用塗液3−Dの調製
上記で得られた表面改質シリカ分散液Wの500質量部に、2.6質量部の固体ホウ酸を30℃の温度で攪拌下、添加した。ホウ酸の溶解後、60℃の6.5%ポリビニルアルコールの水溶液(商品名:PVA−235、(株)クラレ製、ケン化度88%、平均重合度3,500)307.7質量部に投入し、次に塗液の温度が40℃で、0.1%濡れ剤水溶液(商品名:オルフィンE−1004、日信化学社製)10質量部を添加した。次いで、脱イオン水により希釈して塗液濃度を14.5%に調整した。塗液温度は30℃を保つようにインク受容層形成用塗液を調節した。
実施例3−5
インク受容層用塗液3−Eの調製
上記で得られた表面改質シリカ分散液Wの500質量部に、4.0質量部の固体ホウ酸を30℃の温度で攪拌下、添加した。ホウ酸の溶解後、60℃の6.5%ポリビニルアルコールの水溶液(商品名:PVA−235、(株)クラレ製、ケン化度88%、平均重合度3,500)346.2質量部に投入し、次に塗液の温度が40℃で、0.1%濡れ剤水溶液(商品名:オルフィンE−1004、日信化学社製)10質量部を添加した。次いで、脱イオン水により希釈して塗液濃度を14.5%に調整した。塗液温度は30℃を保つようにインク受容層形成用塗液を調節した。
実施例3−6
インク受容層用塗液3−Fの調製
上記で得られた表面改質シリカ分散液Wの500質量部に、3.0質量部の固体ホウ酸を30℃の温度で攪拌下、添加した。ホウ酸の溶解後、60℃の6.5%ポリビニルアルコールの水溶液(商品名:PVA−235、(株)クラレ製、ケン化度88%、平均重合度3,500)384.6質量部に投入し、次に塗液の温度が40℃で、0.1%濡れ剤水溶液(商品名:オルフィンE−1004、日信化学社製)10質量部を添加した。次いで、脱イオン水により希釈して塗液濃度を14.5%に調整した。塗液温度は30℃を保つようにインク受容層形成用塗液を調節した。
比較例3−1
インク受容層用塗液3−Gの調製
上記で得られた表面改質シリカ分散液Wの500質量部に、4.0質量部の固体ホウ酸を30℃の温度で攪拌下、添加した。ホウ酸の溶解後、60℃の6.5%ポリビニルアルコールの水溶液(商品名:PVA−235、(株)クラレ製、ケン化度88%、平均重合度3,500)153.8質量部に投入し、次に塗液の温度が40℃で、0.1%濡れ剤水溶液(商品名:オルフィンE−1004、日信化学社製)10質量部を添加した。次いで、脱イオン水により希釈して塗液濃度を14.5%に調整した。塗液温度は30℃を保つようにインク受容層形成用塗液を調節した。
比較例3−2
インク受容層用塗液3−Hの調製
上記で得られた表面改質シリカ分散液Wの500質量部に、5.0質量部の固体ホウ酸を30℃の温度で攪拌下、添加した。ホウ酸の溶解後、60℃の6.5%ポリビニルアルコールの水溶液(商品名:PVA−235、(株)クラレ製、ケン化度88%、平均重合度3,500)230.8質量部に投入し、次に塗液の温度が40℃で、0.1%濡れ剤水溶液(商品名:オルフィンE−1004、日信化学社製)10質量部を添加した。次いで、脱イオン水により希釈して塗液濃度を14.5%に調整した。塗液温度は30℃を保つようにインク受容層形成用塗液を調節した。
比較例3−3
インク受容層用塗液3−Jの調製
上記で得られた表面改質シリカ分散液Wの500質量部に、2.0質量部の固体ホウ酸を30℃の温度で攪拌下、添加した。ホウ酸の溶解後、60℃の6.5%ポリビニルアルコールの水溶液(商品名:PVA−235、(株)クラレ製、ケン化度88%、平均重合度3,500)307.7質量部に投入し、次に塗液の温度が40℃で、0.1%濡れ剤水溶液(商品名:オルフィンE−1004、日信化学社製)10質量部を添加した。次いで、脱イオン水により希釈して塗液濃度を14.5%に調整した。塗液温度は30℃を保つようにインク受容層形成用塗液を調節した。
インクジェット記録媒体の作製
実施例および比較例で得られた各インク受容層用塗液を、180g/mの原紙両面をポリエチレン樹脂で被覆した紙支持体(厚さ240μm、ポリエチレン樹脂には15質量%のアナターゼ型二酸化チタン含有)上に25g/mとなるように塗液温度30℃でメイヤーバーにて塗工、乾燥してインク受容層を形成して、インクジェット記録媒体を得た。
(評価方法)
上記により得たインクジェット記録媒体を下記の評価を行い、結果を表3に示した。
〔インク吸収性〕
染料インクジェットプリンターであるPIXUS iP4200(キヤノン社製)を使用し、インクジェット記録媒体へグリーン色ベタ印字を行い、そのベタ印字部の様子を目視観察により評価を行った。
(評価基準)
5:ベタ印字部にムラが全く見られず、大変良好な状態。
4:ベタ印字部にムラがほとんど見られず、良好な状態。
3:ベタ印字部に若干ムラが見られるが、良好な状態。
2:ベタ印字部にムラが見られ、実用上問題がある。
1:インクをほとんど吸収せず、実用上大変問題がある。
〔印字濃度〕
染料インクジェットプリンターであるPM−G820(セイコーエプソン社製)を使用し、インクジェット記録媒体へ黒色ベタ印字を行い、一昼夜放置後、そのベタ印字部をグレタグマクベス反射濃度計(グレタグマクベス社製、RD−19I)を用いて印字濃度を測定した。
〔ひび割れ〕
インクジェット記録媒体の塗工面のひび割れ状態を目視観察により評価した。
(評価基準)
5:全くひび割れが見られず、実用上問題ない。
4:A4サイズで数個のひび割れが見られるが実用上問題ない。
3:ひび割れが多少見られるが実用上問題ない。
2:大きなひび割れがみられ、実用上やや問題がある。
1:大きなひび割れが多数見られ、実用上問題がある。
〔塗工適性〕
インクジェット記録媒体をメイヤーバーで作製する際の、塗工適性を以下の基準により官能評価した。
○:容易にインクジェット記録媒体を作製できる。
△:塗液が流れる、若干の塗工ムラが発生するなど、やや問題を感じるが容易にインクジェット記録媒体を製造できる。
×:塗液の流れる、塗工ムラや発生しやすいなど、インクジェット記録媒体の製造に問題を感じる。
Figure 2009234875
このように、式(1)、式(2)を満足する実施例は、インク受容層用塗液の塗工適性を確保した上で、インクジェット記録媒体の塗工面の表面性が良好で、なおかつインク吸収性および印字濃度に優れたインクジェット記録媒体を得ることができる。
実施例4−1
(紙支持体の作成)
CSF(JIS P 8121)が250mLまで叩解した針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)と、CSFが250mLまで叩解した広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)とを、質量比2:8の割合で混合し、濃度0.5%のパルプスラリーを調製した。このパルプスラリー中に、パルプ絶乾質量に対し、カチオン化澱粉2.0%、アルキルケテンダイマー0.4%、アニオン化ポリアクリルアミド樹脂0.1%、ポリアミドポリアミンエピクロルヒドリン樹脂0.7%を添加し、十分に攪拌して抄紙用パルプスラリーを調製した。上記組成のパルプスラリーを長網抄紙機で抄紙し、得られた湿紙をドライヤー、サイズプレス、マシンカレンダーを通し、坪量180g/m、密度1.0g/cm3の原紙を製造した。上記サイズプレス工程に用いたサイズプレス液は、カルボキシル変性ポリビニルアルコールと塩化ナトリウムとを2:1の質量比で混合し、これを水に加えて過熱溶解し、濃度5%に調製したものであり、このサイズプレス液を未サイズプレス原紙の両面に、合計で25ml/mの塗工量になるように塗工して、サイズプレス原紙を作製した。
(ポリオレフィン樹脂組成物1の調製)
長鎖型低密度ポリエチレン樹脂(密度0.926g/cm、メルトインデックス20g/10分)35部、低密度ポリエチレン樹脂(密度0.919g/cm、メルトインデックス2g/10分)50部、アナターゼ型二酸化チタン(商品名:A−220、石原産業社製)15部、ステアリン酸亜鉛0.1部、酸化防止剤(商品名:Irganox 1010、チバガイギー社製)0.03部、群青(商品名:青口群青NO.2000、第一化成社製)0.09部、蛍光増白剤(商品名:UVITEX OB、チバガイギー社製)0.3部を混合し、ポリオレフィン樹脂組成物1を調製した。
(ポリオレフィン樹脂組成物2の調製)
高密度ポリエチレン樹脂(密度0.954g/cm、メルトインデックス20g/10分)65部、低密度ポリエチレン樹脂(密度0.919g/cm、メルトインデックス2g/10分)35部を溶融混合し、ポリオレフィン樹脂組成物2を調製した。
(樹脂被覆した支持体の作成)
前記紙支持体の両面に、コロナ放電処理を施した後、バンバリーミキサーで混合分散したポリオレフィン樹脂組成物1を、紙支持体のフェルト面側に塗工量20g/mとなるように、ポリオレフィン樹脂組成物2を、紙支持体のワイヤー側に、塗工量25g/mとなるように、T型ダイを有する溶融押出し機(溶融温度320℃)で塗工し、フェルト面側を鏡面のクーリングロール、ワイヤー面側を粗面のクーリングロールで冷却固化して、平滑度(王研式、J.TAPPI No.5)が6000秒、不透明度(JIS P 8138)が93%の樹脂被覆した支持体を作製した。
(インク受容層用塗液の調製)
液温30℃、384.8部のイオン交換水を密閉式ミキサー(商品名:マスターミックス、アシザワ・ファインテック社製)に投入し、回転数2000rpmで攪拌しながら、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(商品名:KBM−603、信越化学工業社製)7.8部を投入した。攪拌後、20%に希釈したL−乳酸(商品名:90%発酵乳酸、昭和化工社製)19部を投入した。さらに攪拌後、気相法シリカ(商品名:アエロジル200、日本アエロジル工業社製)88.4部を、徐々に吸引投入した。回転数を徐々に上げ、最終的に4000rpmで2時間攪拌し、シリカの表面を改質させた。その後、この分散液を50μmの金網メッシュで濾過後、ナノマイザー(商品名:ナノマイザー、ナノマイザー社製)を用いて、50MPaの圧力で粉砕分散処理を行い、pH6.1、粘度25mPa・s、平均二次粒子径1μm以下の20%の表面改質シリカの分散液を調製した。次いで、この表面改質シリカの分散液を攪拌しながら30℃に加温保持し、3.6部の固体ホウ酸を添加した。ホウ酸の溶解後、60℃のポリビニルアルコール(商品名:PVA−235、重合度:3500、ケン化度:88%、クラレ社製)の6.5%水溶液269部に攪拌しながら投入したのち、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物(商品名:オルフィンE1004、日信化学社製)の0.1%水溶液10部を添加した。次いで、イオン交換水835.2部を加え、塗液濃度を14.5%のインク受容層用塗液を調製した。また、インク受容層用塗液は、塗工を終えるまで30℃に保持した。
(インク受容層の塗工)
30℃に保持したインク受容層用塗液をダイコーターで乾燥塗工量が25g/mとなるように、樹脂被覆した支持体上に、塗工乾燥してインク受容層を設けた。厚みは42μmであった。
(光沢発現層用塗液Aの調製)
アニオン性コロイダルシリカである、スノーテックス20L(pH10.2、平均一次粒子径:45nm、日産化学工業社製)89.2部、アルカリ性pH調整剤としてポリアクリル酸ナトリウム(商品名:ポイズ530、pH9.0、花王社製)4.5部、アニオン性離型剤としてオレイン酸アンモニウム(商品名:DEF−116T、日新化学研究所社製)2.4部、界面活性剤としてアセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物(商品名:オルフィンE1004、日信化学社製)の0.1%水溶液8.9部、イオン交換水895部からなる組成物を混合攪拌して、2%、pH10.3の光沢発現層用塗液Aを調製した。
(インクジェット記録媒体の作成)
インク受容層を設けた、樹脂被覆した支持体上に、光沢発現層用塗液Aを図1に示した装置を用いて塗工した。このときの条件はクロム鍍金仕上げした光沢ロール表面温度65℃、線圧2000N/cmであった。塗工後速やかに光沢ロールより離型し、ドライヤーで乾燥して光沢発現層を設け、インクジェット記録媒体を作製した。光沢発現層の厚みは0.5μmであった。
実施例4−2
光沢発現層用塗液Aのかわりに、下記の光沢発現層用塗液Bを用いた以外は、実施例1と同様の方法でインクジェット記録媒体を作製した。光沢発現層の厚みは0.5μmであった。
(光沢発現層用塗液Bの調製)
スノーテックス20Lを89.2部用いるかわりに、スノーテックス20(pH9.8、平均一次粒子径:15nm、日産化学工業社製)を89.2部用いた以外は、実施例1の光沢発現層塗液Aの調製と同様の方法で、2%、pH10.0の光沢発現層用塗液Bを調製した。
実施例4−3
光沢発現層用塗液Aのかわりに、下記の光沢発現層用塗液Cを用いた以外は、実施例1と同様の方法でインクジェット記録媒体を作製した。光沢発現層の厚みは0.5μmであった。
(光沢発現層用塗液Cの調製)
スノーテックス20Lを89.2部、イオン交換水を895部用いるかわりに、スノーテックス50(pH9.0、平均一次粒子径:15nm、日産化学工業社製)を37.2部、イオン交換水を947部用いた以外は、実施例1の光沢発現層塗液Aの調製と同様の方法で、2%、pH9.6の光沢発現層用塗液Cを調製した。
実施例4−4
光沢発現層用塗液Aのかわりに、下記の光沢発現層用塗液Dを用いた以外は、実施例1と同様の方法でインクジェット記録媒体を作製した。光沢発現層の厚みは0.5μmであった。
(光沢発現層用塗液Dの調製)
スノーテックス20Lを89.2部、イオン交換水を895部用いるかわりに、スノーテックスXL(pH9.5、平均一次粒子径:50nm、日産化学工業社製)を44.6部、イオン交換水を939.6部用いた以外は、実施例1の光沢発現層塗液Aの調製と同様の方法で、2%、pH9.8の光沢発現層用塗液Dを調製した。
実施例4−5
光沢発現層用塗液Aのかわりに、下記の光沢発現層用塗液Eを用いた以外は、実施例1と同様の方法でインクジェット記録媒体を作製した。光沢発現層の厚みは0.5μmであった。
(光沢発現層用塗液Eの調製)
スノーテックス20Lを89.2部、イオン交換水を895部用いるかわりに、スノーテックスYL(pH9.5、平均一次粒子径:60nm、日産化学工業社製)を44.6部、イオン交換水を939.6部用いた以外は、実施例1の光沢発現層塗液Aの調製と同様の方法で、2%、pH9.8の光沢発現層用塗液Eを調製した。
実施例4−6
光沢発現層用塗液Aのかわりに、下記の光沢発現層用塗液Fを用いた以外は、実施例1と同様の方法でインクジェット記録媒体を作製した。光沢発現層の厚みは0.5μmであった。
(光沢発現層用塗液Fの調製)
スノーテックス20Lを89.2部用いるかわりに、スノーテックスN(pH9.5、平均一次粒子径:15nm、日産化学工業社製)を89.2部用いた以外は、実施例1の光沢発現層塗液Aの調製と同様の方法で、2%、pH9.8の光沢発現層用塗液Fを調製した。
比較例4−1
光沢発現層用塗液Aのかわりに、下記の光沢発現層用塗液Gを用いた以外は、実施例1と同様の方法でインクジェット記録媒体を作製した。光沢発現層の厚みは0.5μmであった。
アニオン性コロイダルシリカである、スノーテックスOL(pH3.0、平均一次粒子径:45nm、日産化学工業社製)98部、アニオン性離型剤としてオレイン酸アンモニウム(商品名:DEF−116T、日新化学研究所社製)2.6部、界面活性剤としてアセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物(商品名:オルフィンE1004、日信化学社製)の0.1%水溶液9.8部、イオン交換水889.6部からなる組成物を混合攪拌して、2%、pH8.5の光沢発現層用塗液Gを調製した。
比較例4−2
光沢発現層用塗液Aのかわりに、下記の光沢発現層用塗液Jを用いた以外は、実施例1と同様の方法でインクジェット記録媒体を作製した。光沢発現層の厚みは0.5μmであった。
(光沢発現層用塗液Jの調製)
カチオン性コロイダルシリカである、スノーテックスAK−L(pH4.3、平均一次粒子径:45nm、日産化学工業社製)90.7部、カチオン性離型剤としてステアリルトリメチルアンモニウムクロライド(商品名:コータミン86W、花王社製)3.4部、界面活性剤としてアセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物(商品名:オルフィンE1004、日信化学社製)の0.1%水溶液9.5部、イオン交換水896.4部からなる組成物を混合攪拌して、2%、pH4.5の光沢発現層用塗液Jを調製した。
比較例4−3
光沢発現層用塗液Aのかわりに、下記の光沢発現層用塗液Kを用いた以外は、実施例1と同様の方法でインクジェット記録媒体を作製した。光沢発現層の厚みは0.5μmであった。
(光沢発現層用塗液Kの調製)
スノーテックスAK−Lを90.7部、イオン交換水を896.4部用いるかわりに、θ結晶60%、γ結晶20%、δ結晶20%の気相法アルミナゾル(商品名:CAB−O−SPERSE PG 003、平均一次粒子径:20nm、平均粒子径:150nm、CABOT社製)を対向衝突型粉砕分散装置アルティマイザーシステム(型番:HJP−25005、スギノマシン社製)を用いて200MPaの圧力で粉砕分散した平均粒子径が100nmの40%気相法アルミナゾルを47.6部、イオン交換水を939.5部用いた以外は、実施例1の光沢発現層塗液Aの調製と同様の方法で、2%、pH4.4の光沢発現層用塗液Kを調製した。
[評価方法]
前記各実施例および比較例について、離型性、20度表面光沢度、75度表面光沢度、インク吸収性、印字濃度、顔料インク耐擦過性を評価した結果を表4に示した。各評価については、下記の方法で行った。
(光沢感)
光沢感は、インクジェット記録媒体を目視観察して官能評価を行った。
◎ : 光沢感が非常に高く、優れている。
○ : 光沢感がある程度高い。
△ : 光沢感があまりなく、やや劣っている。
× : 光沢感がなく、劣っている。
(インク吸収性)
インク吸収性は、染料インクジェットプリンターPIXUS iP4300(キヤノン社製)を使用し、インクジェット記録媒体にグリーン色のベタ印字を行い、そのベタ印字部のインク吸収性を目視観察し、官能評価を行った。
◎ : インク吸収速度が速く、インクの溢れとビーディングなし。
○ : 多少のビーディングが認められるが、実用上問題ないレベル。
× : インクの溢れとビーディングあり。
(離型性)
光沢発現層形成時において、光沢ロールからの離型性について官能評価を行った。
○ : 操業途中で光沢ロールの汚れが発生することなく、製造効率が良好である。
△ : 操業途中で光沢ロールの汚れが発生する頻度が高く、製造効率が劣る。
× : 操業途中で光沢ロールの汚れが発生する頻度がかなり高く、製造効率上、問題あり。
Figure 2009234875
表4から明らかなように、本発明のインクジェット記録媒体は、高光沢でインク吸収性が良好であり、かつ、製造効率の良好なインクジェット記録媒体である。
光沢発現層を塗工する塗工装置の一例の模式的な断面図。
符号の説明
10 ・・・・・基材
11 ・・・・・支持体
12 ・・・・・インク受容層
21 ・・・・・光沢ロール
22 ・・・・・プレスロール
30 ・・・・・光沢発現層
21 ・・・・・光沢ロール

Claims (8)

  1. 乳酸および少なくとも一種のアミノオルガノシランを含む処理液と、非晶質シリカを接触させることによりシリカ表面を改質することを特徴とする表面改質シリカ分散液の製造方法。
  2. アミノオルガノシラン100質量部に対して、乳酸を20〜90質量部の割合で含む処理液でシリカ表面を改質する請求項1記載の表面改質シリカ分散液の製造方法。
  3. 非晶質シリカ100質量部に対してアミノオルガノシランを0.1〜20質量部の割合で接触させる請求項1または2に記載の表面改質シリカ分散液の製造方法。
  4. 表面改質シリカ分散液のpHが4〜9であることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の表面改質シリカ分散液の製造方法。
  5. 乳酸および少なくとも一種のアミノオルガノシランを含む処理液と、非晶質シリカを接触させることにより得られるシリカ表面を改質した表面改質シリカ分散液を含有するインク受容層用塗液を、支持体上に塗布乾燥しインク受容層を形成するインクジェット記録媒体の製造方法。
  6. 乳酸および少なくとも一種のアミノオルガノシランを含む処理液と、非晶質シリカを接触させることにより得られるシリカ表面を改質した表面改質シリカ分散液を含有するインク受容層用塗液を、支持体上に塗布、乾燥しインク受容層を形成するインクジェット記録媒体の製造方法において、インク受容層用塗液が、B型粘度計(60rpm)を用いた30℃の粘度が100〜1000mPa・sであり、26℃の粘度が400〜2000mPa・sであり、且つ、固形分が12〜17質量%であることを特徴とするインクジェット記録媒体の製造方法。
  7. 非晶質シリカとしてカチオン性化合物で処理した気相法シリカ、水系バインダーとしてポリビニルアルコール、および架橋剤としてホウ酸またはその塩、をインク受容層に含有するインクジェット記録媒体の製造方法において、非晶質シリカ100質量部に対して、水系バインダーの質量部をB、架橋剤の質量部をCとした場合、下記式(1)および式(2)を同時に満たすことを特徴とするインクジェット記録媒体の製造方法。
    11<B<26 (1)
    −0.04×B+3<C<−0.04×B+5 (2)
  8. 低透気性または非透気性の支持体上に、1価のカルボン酸および少なくとも一種のアミノオルガノシランを含む処理液と非晶質シリカを接触させることにより得られる表面改質シリカを含む少なくとも一層のインク受容層を設けてなる基材の前記インク受容層上に、光沢発現層用塗液を供給し、前記基材を、光沢ロールとプレスロールとの間を、前記塗液が光沢ロールに接触するように通過させてプレス塗工して光沢発現層を形成し、前記光沢発現層が湿潤状態または半乾燥状態にあるうちに、該光沢発現層を光沢ロールから剥離する製造工程において、前記光沢発現層用塗液がアニオン性離型剤、コロイダルシリカおよびpH調整剤を含有し、かつ、前記光沢発現層用塗液のpHが9〜11であることを特徴とするインクジェット記録媒体の製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012111452A1 (ja) * 2011-02-17 2012-08-23 日本アエロジル株式会社 表面改質シリカ粉末及びその製造方法並びに電子写真用トナー組成物
JP2013059939A (ja) * 2011-09-14 2013-04-04 Hokuetsu Kishu Paper Co Ltd インクジェット記録用光沢紙及びその製造方法
JP6474933B1 (ja) * 2018-05-14 2019-02-27 東京インキ株式会社 活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ用アンカーコート組成物、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキセット、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ印刷物および活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ印刷物の製造方法
CN114214030A (zh) * 2022-01-18 2022-03-22 广东皓明有机硅材料有限公司 一种双组份高填充低粘度灌封胶及其制备方法与应用

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012111452A1 (ja) * 2011-02-17 2012-08-23 日本アエロジル株式会社 表面改質シリカ粉末及びその製造方法並びに電子写真用トナー組成物
CN103221341A (zh) * 2011-02-17 2013-07-24 日本艾罗西尔股份有限公司 表面改性二氧化硅粉末及其制造方法以及电子照相用调色剂组合物
US8962866B2 (en) 2011-02-17 2015-02-24 Nippon Aerosil Co., Ltd. Surface-modified silica powder and method for producing the same, as well as toner composition for electrophotography
KR101521364B1 (ko) * 2011-02-17 2015-05-18 닛폰 에어로실 가부시키가이샤 표면 개질 실리카 분말 및 그의 제조 방법, 및 전자사진용 토너 조성물
JP5723895B2 (ja) * 2011-02-17 2015-05-27 日本アエロジル株式会社 表面改質シリカ粉末及びその製造方法並びに電子写真用トナー組成物
JP2013059939A (ja) * 2011-09-14 2013-04-04 Hokuetsu Kishu Paper Co Ltd インクジェット記録用光沢紙及びその製造方法
JP6474933B1 (ja) * 2018-05-14 2019-02-27 東京インキ株式会社 活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ用アンカーコート組成物、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキセット、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ印刷物および活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ印刷物の製造方法
JP2019198970A (ja) * 2018-05-14 2019-11-21 東京インキ株式会社 活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ用アンカーコート組成物、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキセット、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ印刷物および活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ印刷物の製造方法
CN114214030A (zh) * 2022-01-18 2022-03-22 广东皓明有机硅材料有限公司 一种双组份高填充低粘度灌封胶及其制备方法与应用

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