JP2016088008A - 記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【課題】 搬送の際のインク受容層の傷及びひび割れが抑制された記録媒体を提供すること。【解決手段】 基材と、無機粒子及びバインダーを含有するインク受容層とを有する記録媒体であって、前記バインダーが、環状構造を介して架橋されており、前記環状構造を形成する原子の数が11以上であることを特徴とする記録媒体。【選択図】 なし
Description
本発明は記録媒体に関する。
近年、インクジェット記録方法の分野では、高速記録の要求が高まっている。高速記録をする際に、搬送精度を高めるためには、記録媒体を硬いローラーによって搬送する必要があるが、その際に、記録媒体のインク受容層に搬送傷が付いてしまうという技術課題があった。
従来、この搬送傷を抑制するために、記録媒体のインク受容層を架橋剤によって架橋することで、層の強度を向上する方法が検討されてきた(特許文献1)。特許文献1には、インク受容層における無機粒子のバインダーであるポリビニルアルコールをホウ酸などの架橋剤で架橋した記録媒体が記載されている。
上記の方法により層の強度を向上させることで搬送傷をある程度抑制することができるものの、記録媒体の柔軟性が低くなり、記録媒体を搬送する際に大きな曲率がかかる場合などに、インク受容層にひび割れが生じてしまうことが分かった。本発明者らの検討によると、特許文献1に記載の記録媒体でも、このインク受容層のひび割れが発生していた。
したがって、本発明の目的は、搬送の際のインク受容層の傷及びひび割れが抑制された記録媒体を提供することにある。
上記の目的は以下の本発明によって達成される。即ち、本発明にかかる記録媒体は、基材と、無機粒子及びバインダーを含有するインク受容層とを有し、前記バインダーが、環状構造を介して架橋されており、前記環状構造を形成する原子の数が11以上であることを特徴とする。
本発明によれば、搬送の際のインク受容層の傷及びひび割れが抑制された記録媒体を提供することができる。
以下、好適な実施の形態を挙げて、本発明を詳細に説明する。
本発明者らが検討したところ、搬送の際のインク受容層の傷及びひび割れを抑制するには、インク受容層に強度と屈曲性を共に持たせることが必要であることが分かった。
本発明者らの検討の結果、無機粒子を結着するバインダーが、環状構造を介して架橋されており、更に、この環状構造を形成する原子の数が11以上であることで、搬送の際のインク受容層の傷及びひび割れを抑制することが可能であることが分かった。これは、形成する原子の数が11以上の大きさを有する環状構造は、ファンデルワールス半径を考慮した際に、重なりのない空孔を有するため、インク受容層中にこの空孔をもった状態でバインダーを架橋することで、空孔が応力緩和の作用を示し、強度と共に屈曲性を備えたインク受容層となると考えられる。
[記録媒体]
本発明の記録媒体は、基材と、少なくとも1層のインク受容層とを有する。本発明においては、インクジェット記録方法に用いるインクジェット用記録媒体であることが好ましい。
本発明の記録媒体は、基材と、少なくとも1層のインク受容層とを有する。本発明においては、インクジェット記録方法に用いるインクジェット用記録媒体であることが好ましい。
以下、本発明の記録媒体を構成する各成分について、それぞれ説明する。
<基材>
基材としては、基紙のみから構成されるものや、基紙と樹脂層を有するもの、即ち、基紙が樹脂で被覆されているものが挙げられる。本発明においては、基紙と樹脂層を有する基材を用いることが好ましい。その場合、樹脂層は、基紙の片面のみに設けられていてもよいが、両面に設けられていることが好ましい。
基材としては、基紙のみから構成されるものや、基紙と樹脂層を有するもの、即ち、基紙が樹脂で被覆されているものが挙げられる。本発明においては、基紙と樹脂層を有する基材を用いることが好ましい。その場合、樹脂層は、基紙の片面のみに設けられていてもよいが、両面に設けられていることが好ましい。
(基紙)
基紙は、木材パルプを主原料とし、必要に応じてポリプロピレンなどの合成パルプや、ナイロンやポリエステルなどの合成繊維を加えて抄紙される。木材パルプとしては広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)、広葉樹晒サルファイトパルプ(LBSP)、針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)、針葉樹晒サルファイトパルプ(NBSP)、広葉樹溶解パルプ(LDP)、針葉樹溶解パルプ(NDP)、広葉樹未晒クラフトパルプ(LUKP)、針葉樹未晒クラフトパルプ(NUKP)などが挙げられる。これらは、必要に応じて1種又は2種以上を用いることができる。木材パルプの中でも短繊維成分の多いLBKP、NBSP、LBSP、NDP、LDPを用いることが好ましい。パルプとしては、不純物の少ない化学パルプ(硫酸塩パルプや亜硫酸塩パルプ)が好ましい。また、漂白処理を行って白色度を向上させたパルプも好ましい。紙基材中には、サイズ剤、白色顔料、紙力増強剤、蛍光増白剤、水分保持剤、分散剤、柔軟化剤などを適宜添加してもよい。
基紙は、木材パルプを主原料とし、必要に応じてポリプロピレンなどの合成パルプや、ナイロンやポリエステルなどの合成繊維を加えて抄紙される。木材パルプとしては広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)、広葉樹晒サルファイトパルプ(LBSP)、針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)、針葉樹晒サルファイトパルプ(NBSP)、広葉樹溶解パルプ(LDP)、針葉樹溶解パルプ(NDP)、広葉樹未晒クラフトパルプ(LUKP)、針葉樹未晒クラフトパルプ(NUKP)などが挙げられる。これらは、必要に応じて1種又は2種以上を用いることができる。木材パルプの中でも短繊維成分の多いLBKP、NBSP、LBSP、NDP、LDPを用いることが好ましい。パルプとしては、不純物の少ない化学パルプ(硫酸塩パルプや亜硫酸塩パルプ)が好ましい。また、漂白処理を行って白色度を向上させたパルプも好ましい。紙基材中には、サイズ剤、白色顔料、紙力増強剤、蛍光増白剤、水分保持剤、分散剤、柔軟化剤などを適宜添加してもよい。
本発明において、基紙の膜厚は、50μm以上130μm以下であることが好ましく、更には、90μm以上120μm以下であることがより好ましい。尚、本発明において、基紙の膜厚は、以下の方法で算出する。まず、記録媒体の断面をマイクロトームで切り出し、その断面を走査型電子顕微鏡で観察する。そして、基紙の任意の100点以上の膜厚を測定し、その平均値を基紙の膜厚とする。尚、本発明におけるその他の層の膜厚も同様の方法で算出するものとする。
本発明において、基紙のJIS P 8118で規定される紙密度は、0.6g/cm3以上1.2g/cm3以下であることが好ましい。更には、0.7g/cm3以上1.2g/cm3以下であることがより好ましい。
(樹脂層)
本発明において、基紙が樹脂で被覆されている場合は、樹脂層は基紙の表面の一部を被覆するように設けられていればよいが、樹脂層の被覆率(樹脂層で被覆された基紙の表面の面積/基紙の表面の全面積)が70%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましく、更には、100%であること、即ち、基紙の表面の全面が樹脂層で被覆されていることが特に好ましい。
本発明において、基紙が樹脂で被覆されている場合は、樹脂層は基紙の表面の一部を被覆するように設けられていればよいが、樹脂層の被覆率(樹脂層で被覆された基紙の表面の面積/基紙の表面の全面積)が70%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましく、更には、100%であること、即ち、基紙の表面の全面が樹脂層で被覆されていることが特に好ましい。
また、本発明において、樹脂層の膜厚は、20μm以上60μm以下であることが好ましく、更には、樹脂層の膜厚は、35μm以上50μm以下であることがより好ましい。樹脂層を基紙の両面に設ける場合は、両面の樹脂層の膜厚がそれぞれ上記範囲を満足することが好ましい。
樹脂層に用いられる樹脂としては、熱可塑性樹脂が好ましい。熱可塑性樹脂としては、アクリル樹脂、アクリルシリコーン樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体などが挙げられる。これらの中でも、ポリオレフィン樹脂を用いることが好ましい。本発明において、ポリオレフィン樹脂とは、モノマーとしてオレフィンを用いた重合体を意味する。具体的には、エチレン、プロピレン、イソブチレンなどの単重合体や共重合体が挙げられる。ポリオレフィン樹脂は、必要に応じて1種又は2種以上を用いることができる。これらの中でも、ポリエチレンを用いることが好ましい。ポリエチレンとしては、低密度ポリエチレン(LDPE)や高密度ポリエチレン(HDPE)を用いることが好ましい。
本発明において、樹脂層は、不透明度や白色度や色相を調整するために、白色顔料や蛍光増白剤や群青などを含有してもよい。中でも、不透明度を向上することができるため、白色顔料を含有することが好ましい。白色顔料としては、ルチル型又はアナターゼ型の酸化チタンが挙げられる。本発明において、樹脂層中の白色顔料の含有量は、3g/m2以上30g/m2以下であることが好ましい。尚、樹脂層を基紙の両面に設ける場合は、2つの樹脂層中の白色顔料の合計の含有量が、上記範囲を満足することが好ましい。また、樹脂層中の、白色顔料の含有量は、樹脂の含有量に対して、25質量%以下であることが好ましい。25質量%より大きいと、白色顔料の分散安定性が十分に得られない場合がある。
<インク受容層>
本発明の記録媒体は、無機粒子及びバインダーを含有するインク受容層を有する。本発明において、インク受容層は単層でもよいし、2層以上の複層でもよい。また、インク受容層は、上記基材の片面のみに設けられてもよく、両面に設けられてもよい。本発明においては両面に設けられていることが好ましい。基材の片面における、インク受容層の膜厚は、15μm以上60μm以下であることが好ましく、更には、30μm以上45μm以下であることがより好ましい。
以下、インク受容層に含有することができる材料について、それぞれ説明する。
本発明の記録媒体は、無機粒子及びバインダーを含有するインク受容層を有する。本発明において、インク受容層は単層でもよいし、2層以上の複層でもよい。また、インク受容層は、上記基材の片面のみに設けられてもよく、両面に設けられてもよい。本発明においては両面に設けられていることが好ましい。基材の片面における、インク受容層の膜厚は、15μm以上60μm以下であることが好ましく、更には、30μm以上45μm以下であることがより好ましい。
以下、インク受容層に含有することができる材料について、それぞれ説明する。
(無機粒子)
本発明において、無機粒子の平均一次粒子径は、50nm以下が好ましい。更には、1nm以上30nm以下がより好ましく、3nm以上10nm以下が特に好ましい。本発明において、無機粒子の平均一次粒子径は、電子顕微鏡によって観察したときの無機粒子の一次粒子の投影面積と等しい面積を有する円の直径の数平均粒子径である。このとき少なくとも100点以上で測定を行う。
本発明において、無機粒子の平均一次粒子径は、50nm以下が好ましい。更には、1nm以上30nm以下がより好ましく、3nm以上10nm以下が特に好ましい。本発明において、無機粒子の平均一次粒子径は、電子顕微鏡によって観察したときの無機粒子の一次粒子の投影面積と等しい面積を有する円の直径の数平均粒子径である。このとき少なくとも100点以上で測定を行う。
本発明において、無機粒子は、分散剤によって分散されている状態で、インク受容層用の塗工液に用いられることが好ましい。分散状態での無機粒子の平均二次粒子径は、0.1nm以上500nm以下が好ましく、更には、1.0nm以上300nm以下がより好ましく、10nm以上250nm以下が特に好ましい。尚、分散状態での無機粒子の平均二次粒子径は、動的光散乱法により測定することができる。
本発明において、インク受容層中に占める、無機粒子の含有量(質量%)は、50質量%以上98質量%以下であることが好ましく、更には、70質量%以上96質量%以下であることがより好ましい。
本発明において、インク受容層を形成する際に塗布する無機粒子の塗布量(g/m2)は、8g/m2以上45g/m2以下であることが好ましい。上記範囲とすることで、好ましいインク受容層の膜厚となりやすい。
本発明に用いる無機粒子としては、例えば、アルミナ水和物、アルミナ、シリカ、コロイダルシリカ、二酸化チタン、ゼオライト、カオリン、タルク、ハイドロタルサイト、酸化亜鉛、水酸化亜鉛、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などが挙げられる。これらの無機粒子は、必要に応じて1種又は2種以上を用いることができる。上記無機粒子の中でも、インクの吸収性が高い多孔質構造を形成することができるアルミナ水和物、アルミナ、シリカを用いることが好ましい。
インク受容層に用いるアルミナ水和物は、
一般式(X):Al2O3−n(OH)2n・mH2O
(一般式(X)中、nは0、1、2、又は3であり、mは0以上10以下、好ましくは0以上5以下である。ただし、mとnは同時に0にはならない。)
により表されるものを好適に用いることができる。尚、mH2Oは、多くの場合、結晶格子の形成に関与しない脱離可能な水相を表すものであるため、mは整数でなくてもよい。また、アルミナ水和物を加熱するとmは0となり得る。
一般式(X):Al2O3−n(OH)2n・mH2O
(一般式(X)中、nは0、1、2、又は3であり、mは0以上10以下、好ましくは0以上5以下である。ただし、mとnは同時に0にはならない。)
により表されるものを好適に用いることができる。尚、mH2Oは、多くの場合、結晶格子の形成に関与しない脱離可能な水相を表すものであるため、mは整数でなくてもよい。また、アルミナ水和物を加熱するとmは0となり得る。
本発明においてアルミナ水和物は、公知の方法で製造することができる。具体的には、アルミニウムアルコキシドを加水分解する方法、アルミン酸ナトリウムを加水分解する方法、アルミン酸ナトリウムの水溶液に、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウムの水溶液を加えて中和する方法などが挙げられる。
アルミナ水和物の結晶構造としては、熱処理する温度に応じて、非晶質、ギブサイト型、ベーマイト型が知られている。尚、アルミナ水和物の結晶構造は、X線回折法によって分析することができる。本発明においては、これらの中でも、ベーマイト型のアルミナ水和物又は非晶質のアルミナ水和物が好ましい。具体例としては、特開平7−232473号公報、特開平8−132731号公報、特開平9−66664号公報、特開平9−76628号公報などに記載されたアルミナ水和物や、市販品としてはDisperal HP14、HP18(以上、サソール製)などを挙げることができる。これらのアルミナ水和物は、必要に応じて1種又は2種以上を用いることができる。
また、本発明において、アルミナ水和物のBET法で求められる比表面積が100m2/g以上200m2/g以下であることが好ましく、125m2/g以上175m2/g以下であることがより好ましい。ここでBET法とは、試料表面に大きさの分かっている分子やイオンを吸着させて、その吸着量から、試料の比表面積を測定する方法である。本発明においては、試料に吸着させる気体として、窒素ガスを用いる。
インク受容層に用いるアルミナとしては、気相法アルミナが好ましい。気相法アルミナとしては、γ−アルミナ、α−アルミナ、δ−アルミナ、θ−アルミナ、χ−アルミナなどを挙げることができる。これらの中でも、画像の光学濃度やインク吸収性の観点から、γ−アルミナを用いることが好ましい。気相法アルミナの具体例としては、AEROXIDE;Alu C、Alu130、Alu65(以上、EVONIK製)などを挙げることができる。
本発明において、気相法アルミナのBET法で求められる比表面積が50m2/g以上が好ましく、80m2/g以上がより好ましい。また、150m2/g以下が好ましく、120m2/g以下がより好ましい。
また、気相法アルミナの平均一次粒子径は、5nm以上が好ましく、11nm以上がより好ましい。また、30nm以下が好ましく、15nm以下がより好ましい。
本発明に用いるアルミナ水和物及びアルミナは、水分散液としてインク受容層用塗工液に混合することが好ましく、その分散剤として酸を使用することが好ましい。酸としては、
一般式(Y):R−SO3H
(一般式(Y)中、Rは水素原子、炭素数1以上4以下のアルキル基、炭素数1以上4以下のアルケニル基の何れかを表す。Rは、オキソ基、ハロゲン原子、アルコキシ基、及びアシル基で置換されていてもよい。)
で表されるスルホン酸を用いることが、画像の滲みを抑制する効果が得られるため好ましい。本発明においては、上記酸の含有量は、アルミナ水和物及びアルミナの合計の含有量に対して、1.0質量%以上2.0質量%以下であることが好ましく、1.3質量%以上1.6質量%以下であることがより好ましい。
一般式(Y):R−SO3H
(一般式(Y)中、Rは水素原子、炭素数1以上4以下のアルキル基、炭素数1以上4以下のアルケニル基の何れかを表す。Rは、オキソ基、ハロゲン原子、アルコキシ基、及びアシル基で置換されていてもよい。)
で表されるスルホン酸を用いることが、画像の滲みを抑制する効果が得られるため好ましい。本発明においては、上記酸の含有量は、アルミナ水和物及びアルミナの合計の含有量に対して、1.0質量%以上2.0質量%以下であることが好ましく、1.3質量%以上1.6質量%以下であることがより好ましい。
インク受容層に用いるシリカは、その製法により湿式法と乾式法(気相法)に大別される。湿式法としては、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知られている。一方、乾式法(気相法)としては、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)や、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知られている。本発明においては、乾式法(気相法)により得られるシリカ(以下、「気相法シリカ」ともいう)を用いることが好ましい。これは、気相法シリカは、比表面積が特に大きいので、インクの吸収性が特に高く、また、屈折率が低いので、インク受容層に透明性を付与でき、良好な発色性が得られるためである。具体的に、気相法シリカとしては、アエロジル(日本アエロジル製)、レオロシールQSタイプ(トクヤマ製)などが挙げられる。
本発明において、気相法シリカのBET法による比表面積は50m2/g以上400m2/g以下であることが好ましく、200m2/g以上350m2/g以下であることがより好ましい。
本発明において、気相法シリカは、分散剤によって分散されている状態で、インク受容層用の塗工液に用いられることが好ましい。分散状態での気相法シリカの粒子径は、50nm以上300nm以下であることがより好ましい。尚、分散状態での気相法シリカの粒子径は、動的光散乱法により測定することができる。
本発明において、アルミナ水和物、アルミナ、シリカは混合して使用してもよい。具体的には、アルミナ水和物、アルミナ、シリカから選択される少なくとも2種を、粉体状態で混合、分散して分散液とする方法が挙げられる。
(バインダー)
本発明において、バインダーとは、無機粒子を結着し、被膜を形成することができる材料を意味する。
本発明において、バインダーとは、無機粒子を結着し、被膜を形成することができる材料を意味する。
本発明においては、インク吸収性の観点から、インク受容層中の、バインダーの含有量が、無機粒子の含有量に対して、50質量%以下が好ましく、30質量%以下がより好ましい。また、インク受容層の結着性の観点から、上記比率は、5.0質量%以上が好ましく、8.0質量%以上がより好ましい。
バインダーとしては例えば、酸化澱粉、エーテル化澱粉、リン酸エステル化澱粉などの澱粉誘導体;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などのセルロース誘導体;カゼイン、ゼラチン、大豆蛋白、及びポリビニルアルコール、並びに、それらの誘導体;ポリビニルピロリドン、無水マレイン酸樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体などの共役重合体ラテックス;アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルの重合体などのアクリル系重合体ラテックス;エチレン−酢酸ビニル共重合体などのビニル系重合体ラテックス;上記の重合体のカルボキシル基などの官能基含有単量体による官能基変性重合体ラテックス;カチオン基を用いて上記重合体をカチオン化したもの;カチオン性界面活性剤を用いて上記重合体の表面をカチオン化したもの;カチオン性ポリビニルアルコール下で上記重合体を構成するモノマーを重合し、重合体の表面にポリビニルアルコールを分布させたもの;カチオン性コロイド粒子の懸濁分散液中で上記重合体を構成するモノマーを重合し、重合体の表面にカチオン性コロイド粒子を分布させたもの;メラミン樹脂、尿素樹脂などの熱硬化合成樹脂などの水性バインダー;ポリメチルメタクリレートなどのアクリル酸エステルやメタクリル酸エステルの重合体及び共重合体;ポリウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール、アルキッド樹脂などの合成樹脂が挙げられる。これらのバインダーは、必要に応じて1種又は2種以上を用いることができる。
上記したバインダーの中でも、ポリビニルアルコールやポリビニルアルコール誘導体を用いることが好ましい。ポリビニルアルコール誘導体としては、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などが挙げられる。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号公報に記載されているような、第1〜3級アミノ基または第4級アンモニウム基をポリビニルアルコールの主鎖又は側鎖中に有するポリビニルアルコールが好ましい。
ポリビニルアルコールは、例えば、ポリ酢酸ビニルをけん化して合成することができる。ポリビニルアルコールのけん化度としては、80mol%以上100mol%以下が好ましく、85mol%以上98mol%以下がより好ましい。尚、けん化度とは、ポリ酢酸ビニルをけん化してポリビニルアルコールを得た際の、けん化反応によって生じた水酸基のモル数の割合であり、本発明においては、JIS−K6726の方法で測定した値を用いるものとする。また、ポリビニルアルコールの平均重合度は、2,000以上が好ましく、2,000以上5,000以下がより好ましい。尚、本発明において平均重合度は、JIS−K6726の方法で求めた粘度平均重合度を用いるものとする。
インク受容層用塗工液を調製する際は、ポリビニルアルコールやポリビニルアルコール誘導体を水溶液として使用することが好ましい。その際、水溶液中のポリビニルアルコール及びポリビニルアルコール誘導体の固形分の含有量は、3質量%以上50質量%以下が好ましく、5質量%以上35質量%以下がより好ましい。
(架橋剤)
本発明において、バインダーは、環状構造を介して架橋されている。即ち、インク受容層用塗工液が、無機粒子及びバインダーと共に環状構造を有する架橋剤を含有する。
本発明において、バインダーは、環状構造を介して架橋されている。即ち、インク受容層用塗工液が、無機粒子及びバインダーと共に環状構造を有する架橋剤を含有する。
本発明において、架橋剤の環状構造を形成する原子の数は11以上である。更には、25以上であることが好ましく、40以上であることがより好ましい。尚、本発明において、「環状構造を形成する原子の数」とは、環状構造を一筆書きしたときに、そこ含まれる原子の数を意味する。例えば、12−クラウン−4の場合は「12」であり、α−シクロデキストリンの場合は「30」である。
環状構造を有する化合物としては、具体的には、12−クラウン−4、15−クラウン−5、18−クラウン−6、24−クラウン−8、30−クラウン−10、ジベンゾ−15−クラウン−5、ジベンゾ−18−クラウン−6、ジベンゾ−21−クラウン−7、ジベンゾ−24−クラウン−8、ジベンゾ−30−クラウン−10、トリベンゾ−18−クラウン−6、ジアザ−12−クラウン−4、ジアザ−15−クラウン−5、ジアザ−18−クラウン−6などのクラウンエーテル;α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリンなどのシクロデキストリンやその誘導体;多分岐環状デキストリン(製品名:クラスターデキストリン 日本食品化工製)、シクロファン、カリックスアレーン、ククルビットウリルなどが挙げられる。架橋剤として機能させるためには、上記環状構造を有する化合物に、水酸基、ホルミル基、カルボニル基、アセトアセチル基、スルホ基、アミノ基といった反応性基を2つ以上導入したものを用いる。具体的には、ジアルデヒド化シクロデキストリンや、アミノ化シクロデキストリンを用いればよい。
本発明においては、環状構造を有する架橋剤の他に別の架橋剤を併用してもよい。別の架橋剤としては、例えば、アルデヒド系化合物、メラミン系化合物、イソシアネート系化合物、ジルコニウム系化合物、アミド系化合物、アルミニウム系化合物、ホウ酸、及びホウ酸塩などが挙げられる。これらの架橋剤は、必要に応じて1種又は2種以上を用いることができる。特にバインダーとしてポリビニルアルコールやポリビニルアルコール誘導体を用いる場合は、上記した架橋剤の中でも、ホウ酸やホウ酸塩を併用することが好ましい。
ホウ酸としては、オルトホウ酸(H3BO3)、メタホウ酸、ジホウ酸などが挙げられる。ホウ酸塩としては、上記ホウ酸の水溶性の塩が好ましい。例えば、ホウ酸のナトリウム塩やカリウム塩などのホウ酸のアルカリ金属塩;ホウ酸のマグネシウム塩やカルシウム塩などのホウ酸のアルカリ土類金属塩;ホウ酸のアンモニウム塩などが挙げられる。これらの中でも、オルトホウ酸を用いることが、塗工液の経時安定性とクラックの発生を抑制する効果の観点から好ましい。
(その他の添加剤)
本発明において、インク受容層は、これまで述べてきたもの以外のその他の添加剤を含有してもよい。具体的には、pH調整剤、増粘剤、流動性改良剤、消泡剤、抑泡剤、界面活性剤、離型剤、浸透剤、着色顔料、着色染料、蛍光増白剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防黴剤、耐水化剤、染料定着剤、硬化剤、耐候材料などが挙げられる。
本発明において、インク受容層は、これまで述べてきたもの以外のその他の添加剤を含有してもよい。具体的には、pH調整剤、増粘剤、流動性改良剤、消泡剤、抑泡剤、界面活性剤、離型剤、浸透剤、着色顔料、着色染料、蛍光増白剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防黴剤、耐水化剤、染料定着剤、硬化剤、耐候材料などが挙げられる。
[記録媒体の製造方法]
本発明において、記録媒体を製造する方法は、特に限定されないが、インク受容層用の塗工液を調製する工程、及び、インク受容層用塗工液を基材に塗工する工程を有する記録媒体の製造方法が好ましい。以下、記録媒体の製造方法について説明する。
本発明において、記録媒体を製造する方法は、特に限定されないが、インク受容層用の塗工液を調製する工程、及び、インク受容層用塗工液を基材に塗工する工程を有する記録媒体の製造方法が好ましい。以下、記録媒体の製造方法について説明する。
<基材の作製方法>
本発明において、基紙の作製方法としては、一般的に用いられている抄紙方法を適用することができる。抄紙装置としては、例えば長網抄紙機、丸網抄紙機、円胴、ツインワイヤーなどが挙げられる。基紙の表面平滑性を高めるために、抄紙工程中又は抄紙工程後に、熱及び圧力を加えて表面処理してもよい。具体的な表面処理方法としては、マシンカレンダーやスーパーカレンダーといったカレンダー処理が挙げられる。
本発明において、基紙の作製方法としては、一般的に用いられている抄紙方法を適用することができる。抄紙装置としては、例えば長網抄紙機、丸網抄紙機、円胴、ツインワイヤーなどが挙げられる。基紙の表面平滑性を高めるために、抄紙工程中又は抄紙工程後に、熱及び圧力を加えて表面処理してもよい。具体的な表面処理方法としては、マシンカレンダーやスーパーカレンダーといったカレンダー処理が挙げられる。
基紙の上に樹脂層を設ける方法、即ち、基紙を樹脂で被覆する方法としては、溶融押出法、ウェットラミネーション、ドライラミネーションなどが挙げられる。中でも、基紙の片面又は両面に溶融した樹脂を押し出しコーティングする溶融押出法が好ましい。例えば、搬送されてきた基紙と、押出ダイから押し出された樹脂を、ニップローラと冷却ローラーとの間のニップ点において接触させ、ニップで圧着することで樹脂層を基紙上にラミネートする方法(押出コーティング方法ともいう)が広く採用されている。溶融押出法により、樹脂層を設ける際には、基紙と樹脂層の接着がより強固となるように、前処理を施してもよい。前処理としては、硫酸クロム酸混液による酸エッチング処理、ガス炎による火炎処理、紫外線照射処理、コロナ放電処理、グロー放電処理、アルキルチタネートなどのアンカーコート処理などが挙げられる。中でも、コロナ放電処理が好ましい。また、樹脂層に白色顔料を含有する場合は、樹脂と白色顔料を混合したもので、基紙を被覆すればよい。
<インク受容層の形成方法>
本発明の記録媒体において、基材にインク受容層を形成する方法としては、例えば以下の方法を挙げることができる。まず、インク受容層用塗工液を調製する。このとき、インク受容層用塗工液は、無機粒子と、バインダーと、環状構造を形成する原子の数が11以上である環状構造を有する架橋剤とを含有することが好ましい。そして、基材に上記塗工液を塗工及び乾燥することで、本発明の記録媒体を得ることができる。塗工液の塗工方法としては、カーテンコーター、エクストルージョン方式を用いたコーター、スライドホッパー方式を用いたコーターなどを用いることができる。尚、塗工時に、塗工液を加温してもよい。また、塗工後の乾燥方法としては、直線トンネル乾燥機、アーチドライヤー、エアループドライヤー、サインカーブエアフロートドライヤーなどの熱風乾燥機を使用する方法や、赤外線、加熱ドライヤー、マイクロ波などを利用した乾燥機を使用する方法などが挙げられる。
本発明の記録媒体において、基材にインク受容層を形成する方法としては、例えば以下の方法を挙げることができる。まず、インク受容層用塗工液を調製する。このとき、インク受容層用塗工液は、無機粒子と、バインダーと、環状構造を形成する原子の数が11以上である環状構造を有する架橋剤とを含有することが好ましい。そして、基材に上記塗工液を塗工及び乾燥することで、本発明の記録媒体を得ることができる。塗工液の塗工方法としては、カーテンコーター、エクストルージョン方式を用いたコーター、スライドホッパー方式を用いたコーターなどを用いることができる。尚、塗工時に、塗工液を加温してもよい。また、塗工後の乾燥方法としては、直線トンネル乾燥機、アーチドライヤー、エアループドライヤー、サインカーブエアフロートドライヤーなどの熱風乾燥機を使用する方法や、赤外線、加熱ドライヤー、マイクロ波などを利用した乾燥機を使用する方法などが挙げられる。
以下、実施例及び比較例を用いて本発明を更に詳細に説明する。本発明は、その要旨を超えない限り、下記の実施例によって何ら限定されるものではない。尚、以下の実施例の記載において、「部」とあるのは特に断りのない限り質量基準である。
<架橋剤の用意>
(ジアルデヒド化α−シクロデキストリンの合成)
3.0gの過ヨウ素酸ナトリウムを100mlのイオン交換水に溶解させ、一方でα−シクロデキストリン(日本食品化工製)7.0gを50mlのイオン交換水中に溶解させた。デキストリン水溶液に過ヨウ素酸ナトリウム水溶液を攪拌しながら少量ずつ加え、全ての過ヨウ素酸水溶液を添加後、暗所にて8時間攪拌した。その後、反応液を10℃以下で24時間静置し、沈澱物を濾過により反応液から取り除いた。ろ液に塩化カルシウムを3.0g加え1時間攪拌し、沈殿物を濾過により取り除いた。ろ液100mlにアセトン300mlを加え30分攪拌し、沈殿物を濾過により取り除いた。沈殿物をアセトン、及びエタノールを用いて十分洗浄した。この沈澱物を赤外分光法(FT−IR)により分析しホルミル基の存在を確認した。
(ジアルデヒド化α−シクロデキストリンの合成)
3.0gの過ヨウ素酸ナトリウムを100mlのイオン交換水に溶解させ、一方でα−シクロデキストリン(日本食品化工製)7.0gを50mlのイオン交換水中に溶解させた。デキストリン水溶液に過ヨウ素酸ナトリウム水溶液を攪拌しながら少量ずつ加え、全ての過ヨウ素酸水溶液を添加後、暗所にて8時間攪拌した。その後、反応液を10℃以下で24時間静置し、沈澱物を濾過により反応液から取り除いた。ろ液に塩化カルシウムを3.0g加え1時間攪拌し、沈殿物を濾過により取り除いた。ろ液100mlにアセトン300mlを加え30分攪拌し、沈殿物を濾過により取り除いた。沈殿物をアセトン、及びエタノールを用いて十分洗浄した。この沈澱物を赤外分光法(FT−IR)により分析しホルミル基の存在を確認した。
(ジアルデヒド化β−シクロデキストリンの合成)
上記(ジアルデヒド化α−シクロデキストリンの合成)において、α−シクロデキストリンの代わりにβ−シクロデキストリン(日本食品化工製)を用いた以外は同様にしてジアルデヒド化β−シクロデキストリンを合成した。
上記(ジアルデヒド化α−シクロデキストリンの合成)において、α−シクロデキストリンの代わりにβ−シクロデキストリン(日本食品化工製)を用いた以外は同様にしてジアルデヒド化β−シクロデキストリンを合成した。
(ジアルデヒド化γ−シクロデキストリンの合成)
上記(ジアルデヒド化α−シクロデキストリンの合成)において、α−シクロデキストリンの代わりにγ−シクロデキストリン(日本食品化工製)を用いた以外は同様にしてジアルデヒド化γ−シクロデキストリンを合成した。
上記(ジアルデヒド化α−シクロデキストリンの合成)において、α−シクロデキストリンの代わりにγ−シクロデキストリン(日本食品化工製)を用いた以外は同様にしてジアルデヒド化γ−シクロデキストリンを合成した。
(ジアルデヒド化クラスターデキストリンの合成)
上記(ジアルデヒド化α−シクロデキストリンの合成)において、α−シクロデキストリンの代わりに多分岐環状デキストリン(製品名:クラスターデキストリン 日本食品化工製)を用いた以外は同様にしてジアルデヒド化クラスターデキストリンを合成した。
上記(ジアルデヒド化α−シクロデキストリンの合成)において、α−シクロデキストリンの代わりに多分岐環状デキストリン(製品名:クラスターデキストリン 日本食品化工製)を用いた以外は同様にしてジアルデヒド化クラスターデキストリンを合成した。
(ジアルデヒド化デキストリンの合成)
上記(ジアルデヒド化α−シクロデキストリンの合成)において、α−シクロデキストリンの代わりに直鎖のデキストリン(日本食品化工製)を用いた以外は同様にしてジアルデヒド化デキストリンを合成した。
上記(ジアルデヒド化α−シクロデキストリンの合成)において、α−シクロデキストリンの代わりに直鎖のデキストリン(日本食品化工製)を用いた以外は同様にしてジアルデヒド化デキストリンを合成した。
(モノアルデヒド化α−シクロデキストリンの用意)
2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシル(フナコシ製)0.07g及び臭化ナトリウム1.0g(和光純薬工業製)、α−シクロデキストリン(日本食品化工製)7.0gをイオン交換水200mLに溶解させた。次に、次亜塩素酸ナトリウム五水和物(和光純薬工業製)を8.5g加え、室温で反応を行った。反応後、赤外分光法(FT−IR)により分析しホルミル基の存在を確認した。
2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシル(フナコシ製)0.07g及び臭化ナトリウム1.0g(和光純薬工業製)、α−シクロデキストリン(日本食品化工製)7.0gをイオン交換水200mLに溶解させた。次に、次亜塩素酸ナトリウム五水和物(和光純薬工業製)を8.5g加え、室温で反応を行った。反応後、赤外分光法(FT−IR)により分析しホルミル基の存在を確認した。
(モノアミノ化β−シクロデキストリンの用意)
3A−アミノ−3A−デオキシ−(2AS,3AS)−β−シクロデキストリン(東京化成工業製)を用いた。
3A−アミノ−3A−デオキシ−(2AS,3AS)−β−シクロデキストリン(東京化成工業製)を用いた。
<基材の作製>
カナダ標準濾水度が450mLCSFのLBKP80部、カナダ標準濾水度が480mLCSFのNBKP20部、カチオン化澱粉0.60部、重質炭酸カルシウム10部、軽質炭酸カルシウム15部、アルキルケテンダイマー0.10部、カチオン性ポリアクリルアミド0.030部を混合し、固形分の含有量が3.0質量%となるように水を加えて、紙料を得た。次いで、紙料を長網抄紙機で抄造し、3段のウエットプレスを行った後、多筒式ドライヤーで乾燥した。その後、サイズプレス装置で乾燥後の固形分が1.0g/m2となるように酸化澱粉水溶液を含浸、乾燥させ、更に、マシンカレンダー仕上げをして、坪量が170g/m2、ステキヒトサイズ度100秒、透気度50秒、ベック平滑度30秒、ガーレー剛度11.0mN、膜厚が100μmの基紙を作製した。次いで、低密度ポリエチレン70部と、高密度ポリエチレン20部と、酸化チタン10部とからなる樹脂組成物を、乾燥塗工量が25g/m2となる様に、基紙の片面に塗工した。尚、この面を基材の表面とする。更に、低密度ポリエチレン50部と、高密度ポリエチレン50部とからなる樹脂組成物を、基紙のもう一方の面に塗工することで、基材を得た。
カナダ標準濾水度が450mLCSFのLBKP80部、カナダ標準濾水度が480mLCSFのNBKP20部、カチオン化澱粉0.60部、重質炭酸カルシウム10部、軽質炭酸カルシウム15部、アルキルケテンダイマー0.10部、カチオン性ポリアクリルアミド0.030部を混合し、固形分の含有量が3.0質量%となるように水を加えて、紙料を得た。次いで、紙料を長網抄紙機で抄造し、3段のウエットプレスを行った後、多筒式ドライヤーで乾燥した。その後、サイズプレス装置で乾燥後の固形分が1.0g/m2となるように酸化澱粉水溶液を含浸、乾燥させ、更に、マシンカレンダー仕上げをして、坪量が170g/m2、ステキヒトサイズ度100秒、透気度50秒、ベック平滑度30秒、ガーレー剛度11.0mN、膜厚が100μmの基紙を作製した。次いで、低密度ポリエチレン70部と、高密度ポリエチレン20部と、酸化チタン10部とからなる樹脂組成物を、乾燥塗工量が25g/m2となる様に、基紙の片面に塗工した。尚、この面を基材の表面とする。更に、低密度ポリエチレン50部と、高密度ポリエチレン50部とからなる樹脂組成物を、基紙のもう一方の面に塗工することで、基材を得た。
<記録媒体の作製>
(記録媒体1)
イオン交換水中に、気相法シリカであるAEROSIL300(EVONIK製)を濃度が22質量%となるように添加した。次に、気相法シリカに対してカチオンポリマーであるシャロールDC902P(第一工業製薬製)を5.0質量%加えて攪拌し、コロイダルゾルを得た。得られたコロイダルゾルを気相法シリカの含有量が20質量%となるようにイオン交換水で希釈して、コロイダルゾルAを得た。
(記録媒体1)
イオン交換水中に、気相法シリカであるAEROSIL300(EVONIK製)を濃度が22質量%となるように添加した。次に、気相法シリカに対してカチオンポリマーであるシャロールDC902P(第一工業製薬製)を5.0質量%加えて攪拌し、コロイダルゾルを得た。得られたコロイダルゾルを気相法シリカの含有量が20質量%となるようにイオン交換水で希釈して、コロイダルゾルAを得た。
また、重合度:3500、ケン化度:88%であるポリビニルアルコール PVA235(クラレ製)をイオン交換水中に溶解させて、固形分8.0質量%のポリビニルアルコール水溶液を得た。
上記で合成したジアルデヒド化α−シクロデキストリンを固形分が1.45質量%になるようにポリビニルアルコール水溶液に添加した。これに、5質量%のホウ酸水溶液をポリビニルアルコールに対して0.73質量%になるように混合し、ポリマー水溶液Bを得た。
上記で得られたコロイダルゾルA及びポリマー水溶液Bを1.9:1.0の割合で混合し、コロイダルゾルCを得た。
このコロイダルゾルCを基材に乾燥時に層厚35μmとなるように、スライドダイを用いて液温40℃で塗布した。次に、これに25℃の風をあてて乾燥し、記録媒体1を作製した。
(記録媒体2〜4)
(記録媒体1)において、ジアルデヒド化α−シクロデキストリンを、それぞれジアルデヒド化β−シクロデキストリン、ジアルデヒド化γ−シクロデキストリン、ジアルデヒド化クラスターデキストリンに変更した以外は同様にして、記録媒体2〜4を作製した。
(記録媒体1)において、ジアルデヒド化α−シクロデキストリンを、それぞれジアルデヒド化β−シクロデキストリン、ジアルデヒド化γ−シクロデキストリン、ジアルデヒド化クラスターデキストリンに変更した以外は同様にして、記録媒体2〜4を作製した。
(記録媒体5)
イオン交換水160.0g中に、アルミナ水和物DISPERAL HP14(サソール製)40.0g、メタンスルホン酸0.6gを添加した。その後、ミキサーで30分間撹拌し、無機粒子としてアルミナ水和物を20質量%含有するコロイダルゾルDを調製した。
イオン交換水160.0g中に、アルミナ水和物DISPERAL HP14(サソール製)40.0g、メタンスルホン酸0.6gを添加した。その後、ミキサーで30分間撹拌し、無機粒子としてアルミナ水和物を20質量%含有するコロイダルゾルDを調製した。
このコロイダルゾルDと、架橋剤をジアルデヒド化クラスターデキストリンに変更した上記ポリマー水溶液Bを3.7:1.0の割合で混合し、コロイダルゾルEを得た。
このコロイダルゾルEを基材に乾燥時に層厚35μmとなるように、スライドダイを用いて液温40℃で塗布した。次に、これに70℃の風をあてて乾燥し、記録媒体5を作製した。
(記録媒体6)
(記録媒体1)において、ジアルデヒド化α−シクロデキストリンをモノアミノ化β−シクロデキストリンに、ポリビニルアルコールをPVA235からゴーセネックスZ−410(日本合成化学製)に変更した以外は同様にして、記録媒体6を作製した。
(記録媒体1)において、ジアルデヒド化α−シクロデキストリンをモノアミノ化β−シクロデキストリンに、ポリビニルアルコールをPVA235からゴーセネックスZ−410(日本合成化学製)に変更した以外は同様にして、記録媒体6を作製した。
(記録媒体7、8)
(記録媒体1)において、ジアルデヒド化α−シクロデキストリンの固形分の含有量を1.45質量%からそれぞれ0.15質量%、4.10質量%に変更した以外は同様にして、記録媒体7、8を作製した。
(記録媒体1)において、ジアルデヒド化α−シクロデキストリンの固形分の含有量を1.45質量%からそれぞれ0.15質量%、4.10質量%に変更した以外は同様にして、記録媒体7、8を作製した。
(記録媒体9)
(記録媒体1)において、ジアルデヒド化α−シクロデキストリンをモノアルデヒド化α−シクロデキストリンに変更した以外は同様にして、記録媒体9を作製した。
(記録媒体1)において、ジアルデヒド化α−シクロデキストリンをモノアルデヒド化α−シクロデキストリンに変更した以外は同様にして、記録媒体9を作製した。
(記録媒体10)
(記録媒体1)において、ジアルデヒド化α−シクロデキストリンを用いなかった以外は同様にして、記録媒体10を作製した。
(記録媒体1)において、ジアルデヒド化α−シクロデキストリンを用いなかった以外は同様にして、記録媒体10を作製した。
(記録媒体11〜14)
(記録媒体1)において、ジアルデヒド化α−シクロデキストリンを、それぞれα−シクロデキストリン、酢酸ジルコニウムであるジルコゾールZA−20(第一稀元素化学工業製)、グリオキサール(東京化成工業製)、ジアルデヒド化デキストリンに変更した以外は同様にして、記録媒体11〜14を作製した。
(記録媒体1)において、ジアルデヒド化α−シクロデキストリンを、それぞれα−シクロデキストリン、酢酸ジルコニウムであるジルコゾールZA−20(第一稀元素化学工業製)、グリオキサール(東京化成工業製)、ジアルデヒド化デキストリンに変更した以外は同様にして、記録媒体11〜14を作製した。
[評価]
下記の各評価において、記録媒体に画像を記録する際は、インクジェット記録装置はPIXUS MP990(キヤノン製)に、インクカートリッジBCI−321(キヤノン製)を装着して記録した。尚、上記インクジェット記録装置では、解像度600dpi×600dpiで1/600インチ×1/600インチの単位領域に約11ngのインクを1滴付与する条件で記録された画像を、記録デューティが100%であると定義するものである。結果を表1に示した。
下記の各評価において、記録媒体に画像を記録する際は、インクジェット記録装置はPIXUS MP990(キヤノン製)に、インクカートリッジBCI−321(キヤノン製)を装着して記録した。尚、上記インクジェット記録装置では、解像度600dpi×600dpiで1/600インチ×1/600インチの単位領域に約11ngのインクを1滴付与する条件で記録された画像を、記録デューティが100%であると定義するものである。結果を表1に示した。
(耐傷性)
上記で得られた各記録媒体を温度30℃、湿度80%の条件下に30分おいた後、同条件下で上記インクジェット記録装置を用いて記録デューティが200%デューティのブラックのベタ画像を記録した。ベタ画像を目視により観察し、以下の評価基準で評価を行った。
A:傷が観察されなかった
B:特定の角度からみると傷が観察された
C:傷がはっきりと観察された。
上記で得られた各記録媒体を温度30℃、湿度80%の条件下に30分おいた後、同条件下で上記インクジェット記録装置を用いて記録デューティが200%デューティのブラックのベタ画像を記録した。ベタ画像を目視により観察し、以下の評価基準で評価を行った。
A:傷が観察されなかった
B:特定の角度からみると傷が観察された
C:傷がはっきりと観察された。
(耐ひび割れ性)
上記で得られた記録媒体をA4サイズにし、温度15℃、湿度10%の環境下に10分おいた後、同条件下で記録媒体のインク受容層が外側になるようにして、円柱状の金属の円周(φ20mm)に巻きつけた。このとき、インク受容層にひび割れが生じるかどうかを目視により観察し、以下の評価基準で評価を行った。
A:ひび割れが観察されなかった
B:ひび割れが僅かに観察されたが目立たないレベルであった
C:ひび割れがはっきりと観察された
D:大きなひび割れが無数に生じていた
上記で得られた記録媒体をA4サイズにし、温度15℃、湿度10%の環境下に10分おいた後、同条件下で記録媒体のインク受容層が外側になるようにして、円柱状の金属の円周(φ20mm)に巻きつけた。このとき、インク受容層にひび割れが生じるかどうかを目視により観察し、以下の評価基準で評価を行った。
A:ひび割れが観察されなかった
B:ひび割れが僅かに観察されたが目立たないレベルであった
C:ひび割れがはっきりと観察された
D:大きなひび割れが無数に生じていた
(インク吸収性)
上記で得られた各記録媒体を温度30℃、湿度80%の条件下に30分おいた後、同条件下で上記インクジェット記録装置を用いて記録デューティが300%デューティのグリーンのベタ画像を記録した。ベタ画像を目視により観察し、以下の評価基準で評価を行った。
A:画像にムラが見られず、インク吸収性が良好であった
B:画像に僅かにムラが見られたが、目立たないレベルであった
C:画像にはっきりとムラが見られ、インク吸収性が十分ではなかった。
上記で得られた各記録媒体を温度30℃、湿度80%の条件下に30分おいた後、同条件下で上記インクジェット記録装置を用いて記録デューティが300%デューティのグリーンのベタ画像を記録した。ベタ画像を目視により観察し、以下の評価基準で評価を行った。
A:画像にムラが見られず、インク吸収性が良好であった
B:画像に僅かにムラが見られたが、目立たないレベルであった
C:画像にはっきりとムラが見られ、インク吸収性が十分ではなかった。
Claims (2)
- 基材と、無機粒子及びバインダーを含有するインク受容層とを有する記録媒体であって、
前記バインダーが、環状構造を介して架橋されており、
前記環状構造を形成する原子の数が11以上であることを特徴とする記録媒体。 - 基材に、インク受容層用塗工液を塗工することで得られる記録媒体であって、
前記インク受容層用塗工液が、無機粒子と、バインダーと、環状構造を有する架橋剤とを含有し、
前記環状構造を形成する原子の数が11以上であることを特徴とする記録媒体。
Priority Applications (1)
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