JP2019089324A - 記録媒体用支持体及び記録媒体 - Google Patents
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Abstract
Description
(記録媒体用支持体)
本実施形態に係る記録媒体用支持体(以下、「支持体」とも示す)は、基紙と、該基紙上の延伸フィルム層と、を有する。ここで、該延伸フィルム層の厚さは70μm以上である。また、該記録媒体用支持体の平均表面粗さは0.3μm以下である。
本実施形態に係る支持体を支持する基紙としては、パルプを含むシート状の基紙を用いることができる。該パルプとしては、天然パルプ、再生パルプ、合成パルプ等を一種で、又は二種以上を混合して用いることができる。基紙は、該パルプ以外にも、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、染料等の添加剤を含むことができる。さらに、基紙の表面には、表面サイズ剤、表面紙力剤、蛍光増白剤、帯電防止剤、染料、アンカー剤等が塗工されていてもよい。
前記基紙上に配置される延伸フィルム層は、延伸フィルムを含み、本実施形態に係る支持体の表面を平滑にする。延伸フィルム層は、基紙の一方の面上にのみ配置されていてもよく、基紙の両方の面上に配置されていてもよい。延伸フィルム層の厚さは70μm以上である。延伸フィルム層の厚さが70μm未満である場合、基紙の表面の凹凸の影響によって、支持体表面を十分に平滑にすることができず、記録媒体の写像性が低下する。延伸フィルム層の厚さは、75μm以上200μm以下が好ましく、80μm以上200μm以下がより好ましく、85μm以上150μm以下がさらに好ましく、90μm以上130μm以下が特に好ましい。
支持体が基紙の一方の面上にのみ延伸フィルム層を有する場合、支持体のカールを抑制する観点から、基紙の延伸フィルム層が設けられている面とは反対側の面(以下、「裏面」とも示す)上に裏面樹脂層を設けることが好ましい。
本実施形態に係る記録媒体は、本実施形態に係る支持体と、該支持体上のインク受容層と、を有する。本実施形態に係る支持体の表面は凹凸が少ないため、該支持体上に形成されるインク受容層の表面における凹凸も抑制することができる。そのため、本実施形態に係る記録媒体は紙の風合いを維持しつつ、高い写像性を有する。
インク受容層は、アルミナ水和物を含有することが好ましい。アルミナ水和物の粒子は細長い形状を有しているため、インク受容層内においてアルミナ水和物の粒子が平面状に配向し、インク受容層表面を平滑にすることができる。本実施形態において用いる支持体は平均表面粗さRaが0.3μm以下であり、表面の凹凸が抑制されているため、アルミナ水和物を含有するインク受容層を形成することで記録媒体表面をより平滑にすることができ、写像性をより向上させることができる。アルミナ水和物としては特に限定されないが、例えば後述する第二の実施形態におけるアルミナ水和物を用いることができる。また、アルミナ水和物を含有するインク受容層及びその形成方法についても、後述する第二の実施形態におけるインク受容層及びその形成方法を用いることができるが、これに限定されず、例えば種々の解膠酸を使用することができる。
支持体とインク受容層との密着性を向上させる目的で、支持体とインク受容層との間に下塗り層を設けてもよい。下塗り層は、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ゼラチン、バインダー等を含有することが好ましい。下塗り層の厚さは、0.01μm以上5μm以下が好ましい。
ハンドリング性、搬送適性、多数枚積載での連続印字時の耐搬送擦過性を向上させる目的で、支持体のインク受容層が設けられる面とは反対側の面にバックコート層を設けてもよい。バックコート層は、白色顔料やバインダーなどを含有することが好ましい。バックコート層の厚さは、乾燥塗工量が0.01g/m2以上3g/m2以下となる厚さであることが好ましい。
本実施形態に係る記録媒体は、記録媒体用支持体(以下、「支持体」とも示す)と、該記録媒体用支持体上の第一のインク受容層(以下、「第一層」とも示す)と、該第一のインク受容層上の第二のインク受容層(以下、「第二層」とも示す)と、を有する。ここで、該第一のインク受容層と該第二のインク受容層とは接している。また、該第一のインク受容層は、アルミナ水和物と、ヒドロキシ酸とを含有する。また、該第二のインク受容層は、アルミナ水和物と、スルホン酸とを含有する。
支持体は、記録媒体を支持することができれば特に限定されないが、例えば基紙と、フィルム層とを有することができる。基紙及びフィルム層としては、例えば第一の実施形態における基紙及びフィルム層を用いることができるが、これに限定されず、種々の基紙及びフィルム層を用いることができる。また、支持体は、さらに第一の実施形態における裏面樹脂層を有していてもよい。
インク受容層は、支持体に近い側から順に、第一層と、第二層とを有し、第一層と、第二層とは直接接している。第一層はアルミナ水和物と、ヒドロキシ酸とを含有する。また、第二層はアルミナ水和物と、スルホン酸とを含有する。本実施形態に係るインク受容層は、第一層と、第二層とからなってもよく、第一層及び第二層以外にさらに他のインク受容層を有していてもよく、三層以上の複数層から構成されていてもよい。例えば、インク受容層が、支持体に近い側から順に、第一層、第二層及び第三のインク受容層を有していてもよい。
アルミナ水和物としては特に限定されないが、下記式(1)で示される化合物が好ましい。
Al2O3−n(OH)2n・mH2O (1)
式(1)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。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わすものであるため、mは整数でない値をとることができる。また、アルミナ水和物を加熱すると、mは0の値をとり得る。ただし、nとmは同時に0にはならない。
第一層に含まれるヒドロキシ酸としては、ブロンジング現象及び高湿下での画像にじみがより抑制される観点から、グリコール酸、乳酸、グリセリン酸、ヒドロキシ酪酸が好ましく、グリコール酸、乳酸がより好ましい。これらのヒドロキシ酸は一種を用いてよく、二種以上を併用してもよい。また、第一層はスルホン酸を含まないことが好ましい。
第一層形成用のアルミナ水和物分散液は、解膠酸としてのヒドロキシ酸によってアルミナ水和物が分散媒中に分散されている。第二層形成用のアルミナ水和物分散液は、解膠酸としてのスルホン酸によってアルミナ水和物が分散媒中に分散されている。アルミナ水和物分散液の分散媒としては、水が好ましい。
第一層及び第二層形成用塗工液は、アルミナ水和物分散液に加えて、第一層及び第二層が皮膜としての特性を維持するために、バインダーを含有することができる。すなわち、第一層及び第二層はバインダーを含有することができる。バインダーとしては親水性バインダーが好ましい。親水性バインダーとしては、例えば、ポリビニルアルコール及びその誘導体、ゼラチン、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、デキストリン、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、澱粉等が挙げられる。これらは一種を用いてもよく、二種以上を併用してもよい。これらの中でも、インクの初期の浸透時に膨潤して空隙を塞ぐことを十分に抑制できる観点から、室温付近で膨潤性の低い親水性バインダーが好ましい。具体的は、完全に又は部分的にケン化された、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が好ましい。
第一層及び第二層形成用塗工液は、前記バインダーに加えて架橋剤を含有することが好ましい。すなわち、第一層及び第二層は架橋剤を含有することができる。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、ホウ酸塩等が挙げられる。これらは一種を用いてもよく、二種以上を併用してもよい。これらの中でも、架橋速度及び塗工面のひび割れ防止の観点から、ホウ酸、ホウ酸塩が好ましい。
第一層及び第二層形成用塗工液は、アルミナ水和物以外に必要に応じて他の無機粒子を含むことができる。すなわち、第一層及び第二層はアルミナ水和物以外の他の無機粒子を含有することができる。他の無機粒子としては、例えば、気相法シリカ、アルミナ、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等が挙げられる。これらは一種を用いてもよく、二種以上を併用してもよい。これらの中でも、高いインク吸収性が得られる観点から気相法シリカが好ましい。特に、第一層が気相法シリカを含む場合、インク受容層表面の写像性を損なわずにインク吸収性を向上させることができるため好ましい。インク吸収性と画像濃度の観点から、気相法シリカの比表面積は、100m2/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。
第一層及び第二層形成用塗工液は、必要に応じて各種の添加剤を含有してもよい。すなわち、第一層及び第二層は各種の添加剤を含有することができる。添加剤としては、例えば、カチオン性樹脂等の定着剤、多価金属塩等の凝集剤、界面活性剤、蛍光増白剤、増粘剤、消泡剤、抑泡剤、離型剤、浸透剤、滑剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、レベリング剤、防腐剤、pH調節剤、顔料分散剤、流動性改良剤、着色顔料、着色染料、防黴剤、耐水化剤、硬化剤、耐候材料、その他本発明の技術分野で公知の各種助剤等が挙げられる。これらの添加剤の添加量は、適宜調整することができる。
第一層及び第二層を含むインク受容層の形成は、公知の塗工方式を用いることにより行うことができる。例えば、スロットダイ方式、スライドビード方式、カーテン方式、エクストルージョン方式、エアナイフ方式、ロールコーティング方式、ロッドバーコーティング方式等が挙げられる。第一層及び第二層は、逐次塗工で塗工、乾燥する他、同時多層塗工によって形成してもよい。特に、スライドビードによる同時多層塗工は、生産性が高いため好ましい。塗工後の乾燥には、例えば、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等の熱風乾燥機、赤外線、加熱ドライヤー、マイクロ波等を利用した乾燥機等を、適宜選択して用いることができる。
以下に、実施例及び比較例で用いた支持体及び記録媒体について説明する。まずは、インク受容層の形成に用いられるインク受容層形成用塗工液の調製方法について説明する。
・アルミナ水和物分散液1の調製
イオン交換水498部に対して、乳酸2部を添加した。得られた乳酸水溶液をホモミキサー(特殊機化工業(株)製、商品名:T.K.ホモミクサーMARKII2.5型)で3000rpmの条件で攪拌しながら、アルミナ水和物(商品名:DISPERAL HP14、サソール社製)100部を少量ずつ添加した。アルミナ水和物の添加終了後もそのまま30分間攪拌し、乳酸により解膠されたアルミナ水和物分散液1を得た。アルミナ水和物分散液1の固形分濃度は23質量%であった。
解膠酸である乳酸をグリコール酸に変更したこと以外は、アルミナ水和物分散液1と同様の方法で、グリコール酸により解膠されたアルミナ水和物分散液2を得た。アルミナ水和物分散液2の固形分濃度は23質量%であった。
解膠酸である乳酸をグリセリン酸に変更したこと以外は、アルミナ水和物分散液1と同様の方法で、グリセリン酸により解膠されたアルミナ水和物分散液3を得た。アルミナ水和物分散液3の固形分濃度は23質量%であった。
解膠酸である乳酸をメタンスルホン酸に変更したこと以外は、アルミナ水和物分散液1と同様の方法で、メタンスルホン酸により解膠されたアルミナ水和物分散液4を得た。アルミナ水和物分散液4の固形分濃度は23質量%であった。
解膠酸である乳酸をエタンスルホン酸に変更したこと以外は、アルミナ水和物分散液1と同様の方法で、エタンスルホン酸により解膠されたアルミナ水和物分散液5を得た。アルミナ水和物分散液5の固形分濃度は23質量%であった。
解膠酸である乳酸を1−プロパンスルホン酸に変更したこと以外は、アルミナ水和物分散液1と同様の方法で、1−プロパンスルホン酸により解膠されたアルミナ水和物分散液6を得た。アルミナ水和物分散液6の固形分濃度は23質量%であった。
解膠酸である乳酸をトリフルオロメタンスルホン酸に変更したこと以外は、アルミナ水和物分散液1と同様の方法で、トリフルオロメタンスルホン酸により解膠されたアルミナ水和物分散液7を得た。アルミナ水和物分散液7の固形分濃度は23質量%であった。
解膠酸である乳酸を酢酸に変更したこと以外は、アルミナ水和物分散液1と同様の方法で、酢酸により解膠されたアルミナ水和物分散液8を得た。アルミナ水和物分散液8の固形分濃度は23質量%であった。
イオン交換水333部に対して、カチオン性ポリマー(商品名:シャロールDC902P、第一工業製薬(株)製)4.0部を添加した。得られたカチオン性ポリマー水溶液を前記ホモミキサーで3000rpmの条件で攪拌しながら、気相法シリカ(商品名:AEROSIL300、EVONIK社製)100部を少量ずつ添加した。気相法シリカの添加終了後、イオン交換水で希釈を行い、さらに高圧ホジナイザー(商品名:ナノマイザー、吉田機械興業(株)製)で2回処理を行い、気相法シリカ分散液1を得た。気相法シリカ分散液1の固形分濃度は20質量%であった。
前記アルミナ水和物分散液、前記気相法シリカ分散液、ポリビニルアルコール水溶液(固形分濃度:8質量%、商品名:PVA235((株)クラレ製))及びオルトホウ酸水溶液(固形分濃度:4質量%)を、固形分の含有量が表1に示される値となるように混合することで、塗工液A1〜A5を得た。
前記アルミナ水和物分散液、ポリビニルアルコール水溶液及びオルトホウ酸水溶液を、固形分の含有量が表2に示される値となるように混合することで、塗工液B1〜B6を得た。
塗工液A1と塗工液B1を質量比50:50で混合することで、塗工液C1を得た。
基紙として、厚さ100μmのコート紙(商品名:OK金藤+127.9g/m2、王子製紙(株)製)を用意した。この基紙の平均表面粗さ(Ra)は後述の方法によって測定された。該基紙の裏面に、低密度ポリエチレン(LDPE)40部と、高密度ポリエチレン(HDPE)60部とからなる樹脂組成物を、乾燥塗工量が40g/m2となるように塗工し、裏面樹脂層を形成した。なお、裏面樹脂層が形成された面を、支持体の裏面とする。さらに、該基紙の表面に、低密度ポリエチレン(LDPE)を乾燥塗工量が20g/m2となるように押出ラミネートした。次に、厚さ100μmの二軸延伸ポリエステルフィルム(商品名:Melinex329、帝人デュポンフィルム製)を、押出ラミネートされた低密度ポリエチレン(LDPE)からなる接着層上に貼り合わせることで、支持体1を得た。支持体1について、以下の方法により平均表面粗さRaを測定し、また写像性を評価した。結果を表3に示す。
表面粗さ計Surfcorder SE3500(商品名、(株)小坂研究所製)を用いて、JIS B0601:2001に準じ、カットオフ値2.5mm、評価長さ12.5mmにて、基紙及び支持体の平均表面粗さRaをそれぞれ測定した。
多層スライドホッパー型塗工装置による同時多層塗工法を用いて、支持体1上に前記塗工液A1及び前記塗工液B1を同時に塗工した。その後、120℃の熱風で乾燥することで、支持体1上に、塗工液A1由来の第一層と、塗工液B1由来の第二層とがこの順序で支持体上に形成された記録媒体を作製した。該第一層の厚さは26μm、該第二層の厚さは4μmであった。そして、該記録媒体のインク受容層が形成されている側の表面について、写像性測定器ICM−1(商品名、スガ試験機(株)製)を用いて、JIS H 8686−2に規定された写像性試験方法に基づき、写像性の評価を行った。このとき、測定条件は、測定方法:反射、測定角度(入射角、受光角):60°とし、2.0mmの光学くしを用いた。
基紙及びフィルム層として、表3に示される基紙及びフィルム層を用いた以外は、実施例1と同様にして支持体2〜16を作製し、評価した。結果を表3に示す。なお、基紙として用いたミラーコート・プラチナは王子製紙(株)製、OPUS GLOSS COVERはSappi製、インバーコートGはIggesund Paperboard製、OKプリンス上質は王子製紙(株)製、マシュマロCoCは王子エフテックス(株)製である。また、フィルム層として用いたルミラーS10は東レ(株)製、東洋紡エステルE5101は東洋紡(株)製、Lumirror10.51は東レ(株)製である。また、比較例5では、フィルム層として、延伸フィルムの代わりに、厚さ200μmの無延伸ポリエステルフィルム(商品名:ノバクリア、三菱ケミカル(株)製)を用いた。また、比較例6では、フィルム層として、延伸フィルムの代わりに、厚さ70μmの無延伸ポリプロピレンフィルム(商品名:RT−680CA、出光ユニテック(株)製)を用いた。
多層スライドホッパー型塗工装置による同時多層塗工法を用いて、前記支持体1上に前記塗工液A1及び前記塗工液B1を同時に塗工した。その後、120℃の熱風で乾燥することで、支持体1上に、塗工液A1由来の第一層と、塗工液B1由来の第二層とがこの順序で形成された記録媒体1を作製した。該第一層の厚さは26μm、該第二層の厚さは4μmであった。記録媒体1について、以下の方法により画像濃度、ブロンジング現象及び耐湿下での画像にじみを評価した。結果を表4に示す。
記録媒体のインク受容層が形成されている側の表面に、インクジェット記録装置(キヤノン(株)製、商品名:TS9030)を用いて、光沢プロ プラチナグレード、色補正なしモードにてブラックのベタ画像の印字を行った。画像が形成された記録媒体の表面の光学濃度を、光学反射濃度計(X−Rite社製、商品名:530分光濃度計)を用いて測定し、以下の基準で評価した。なお、以下の評価基準において評価が3以上であれば、実用上は問題ない。
5:光学濃度が2.40以上であった。
4:光学濃度が2.35以上2.40未満であった。
3:光学濃度が2.30以上2.35未満であった。
2:光学濃度が2.25以上2.30未満であった。
1:光学濃度が2.25未満であった。
記録媒体のインク受容層が形成されている側の表面に、インクジェット記録装置(キヤノン(株)製、商品名:TS9030)を用いて、光沢プロ プラチナグレード、色補正なしモードにてシアンのベタ画像(インク各色の階調値が(C,M,Y,K)=(52,13,0,0)である画像データ)の印字を行った。そして、ブロンジング現象の発生について、以下の評価基準に基づき目視にて評価した。なお、以下の評価基準において評価が3以上であれば、実用上は問題ない。
5:ブロンジング現象の発生は認められなかった。
4:僅かに反射光に赤みが認められた。
3:反射光に赤みが認められた。
2:金属光沢調のブロンジング現象が発生した。
1:金属光沢調のブロンジング現象が発生し、かつベタ印字部の光沢が低下していた。
記録媒体のインク受容層が形成されている側の表面に、インクジェット記録装置(キヤノン(株)製、商品名:TS9030)を用いて、光沢プロ プラチナグレード、色補正なしモードにて、ブルーのベタ画像(インク各色の階調値が(C,M,Y,K)=(88,77,0,0)である画像データ)に20ポイントの文字サイズの「田」の文字を白抜きで20箇所表示されるように印字した。この記録媒体を30℃、90%R.H.の環境下で一週間保存した後、ブルーのベタ画像を構成するシアンとマゼンタのうち、滲みやすいマゼンタに着目し、白抜き部のマゼンタにじみ率を目視にて、以下の評価基準に基づいて評価した。なお、以下の評価基準において評価が3以上であれば、実用上は問題ない。
5:白地部へのマゼンタの滲み出しが全く見られなかった。
4:白地部へのマゼンタの滲み出しが見られたが、「田」の線幅が細くなっていることを目視で確認できない程度であった。
3:白地部へのマゼンタの滲み出しが見られ、「田」の線幅が保存前の半分以上になっていることが目視で確認できた。
2:白地部へのマゼンタの滲み出しが見られ、「田」の線幅が保存前の半分以下になっているが、印字した文字を目視で認識できる程度であった。
1:白抜き部全面にマゼンタが滲み出し、印字した文字が全く認識できなかった。
第一層及び第二層形成用塗工液として、表4に示される塗工液を用い、また、第一層及び第二層の厚さを表4に示されるように変更した以外は、実施例11と同様にして記録媒体2〜18を作製し、評価した。結果を表4に示す。なお、比較例9では、支持体1に塗工液C1を、多層スライドホッパー型塗工装置の一層目用スロットのみを使用して塗工した。その後、120℃の熱風で乾燥することで、支持体1上に厚さが30μmの単層のインク受容層が形成された記録媒体14を作製した。
Claims (14)
- 基紙と、該基紙上の延伸フィルム層と、を有する記録媒体用支持体であって、
該延伸フィルム層の厚さが70μm以上であり、
該記録媒体用支持体の平均表面粗さが0.3μm以下であることを特徴とする記録媒体用支持体。 - 該基紙と該延伸フィルム層との間に接着層を有する請求項1に記載の記録媒体用支持体。
- 該基紙の平均表面粗さが0.5μm以下である請求項1又は2に記載の記録媒体用支持体。
- 該延伸フィルム層が二軸延伸ポリエステルフィルムからなる請求項1乃至3のいずれか一項に記載の記録媒体用支持体。
- 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の記録媒体用支持体と、該記録媒体用支持体上のインク受容層と、を有することを特徴とする記録媒体。
- 該インク受容層がアルミナ水和物を含有する請求項5に記載の記録媒体。
- 該インク受容層は、該記録媒体用支持体上の第一のインク受容層と、該第一のインク受容層上の第二のインク受容層と、を有し、
該第一のインク受容層と該第二のインク受容層とが接しており、
該第一のインク受容層が、アルミナ水和物と、ヒドロキシ酸とを含有し、
該第二のインク受容層が、アルミナ水和物と、スルホン酸とを含有することを特徴とする請求項5または6に記載の記録媒体。 - 該ヒドロキシ酸が、グリコール酸、乳酸、グリセリン酸及びヒドロキシ酪酸からなる群から選択される少なくとも一種である請求項7に記載の記録媒体。
- 該スルホン酸が、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、1−プロパンスルホン酸、2−プロパンスルホン酸、クロロメタンスルホン酸、ジクロロメタンスルホン酸、トリクロロメタンスルホン酸及びトリフルオロメタンスルホン酸からなる群から選択される少なくとも一種である請求項7または8に記載の記録媒体。
- 該第一のインク受容層と該第二のインク受容層の厚さの比率(第二のインク受容層の厚さ/第一のインク受容層の厚さ)が、0.02以上、0.70以下である請求項7乃至9のいずれか一項に記載の記録媒体。
- 記録媒体用支持体と、該記録媒体用支持体上の第一のインク受容層と、該第一のインク受容層上の第二のインク受容層と、を有する記録媒体であって、
該第一のインク受容層と該第二のインク受容層とが接しており、
該第一のインク受容層が、アルミナ水和物と、ヒドロキシ酸とを含有し、
該第二のインク受容層が、アルミナ水和物と、スルホン酸とを含有することを特徴とする記録媒体。 - 該ヒドロキシ酸が、グリコール酸、乳酸、グリセリン酸及びヒドロキシ酪酸からなる群から選択される少なくとも一種である請求項11に記載の記録媒体。
- 該スルホン酸が、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、1−プロパンスルホン酸、2−プロパンスルホン酸、クロロメタンスルホン酸、ジクロロメタンスルホン酸、トリクロロメタンスルホン酸及びトリフルオロメタンスルホン酸からなる群から選択される少なくとも一種である請求項11又は12に記載の記録媒体。
- 該第一のインク受容層と該第二のインク受容層の厚さの比率(第二のインク受容層の厚さ/第一のインク受容層の厚さ)が、0.02以上、0.70以下である請求項11乃至13のいずれか一項に記載の記録媒体。
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