JP2621097B2

JP2621097B2 - インクジェット記録媒体

Info

Publication number: JP2621097B2
Application number: JP34181389A
Authority: JP
Inventors: 豊倉林; 守坂木; 智美中津川; 博佐藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-12-29
Filing date: 1989-12-29
Publication date: 1997-06-18
Anticipated expiration: 2012-06-18
Also published as: JPH03203968A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はインクジェット記録に好適に用いられる記録
媒体に関する。

（従来の技術）従来、インク受容層を有するインクジェット記録媒体
としては、特開昭56−148585号公報に記載されている様
に、インク吸収性を有する基紙上に多孔質無機顔料を用
いてインク受容層を設けたコート紙が用いられている。
コート層を形成する多孔質無機顔料として、例えば、特
開昭56−185690号公報に開示されているシリカを発色性
に優れた顔料として挙げることが出来る。その他にも炭
酸カルシウム、アルミナ等、多数例示可能である。

（発明が解決しようとしている問題点）上記従来例では、画像濃度の高い鮮明な画像を得る為
に、例えば、特開昭56−185690号公報に開示されている
比表面積の高いシリカを用いると、記録染料の経時変色
が起こり、室内の壁に貼っておく等の通常の環境下に置
いておくだけで記録画像の劣化が生じる。逆に比表面積
の低い炭酸カルシウム、カオリン、タルク等の顔料を用
いると上述した室内変色は抑制されるが、得られる画像
濃度は低く鮮明な画像にはならないという問題が生じ
る。

即ち、室内変色を抑制することと高い画像濃度を得る
こととは相反する問題であり、従来技術では解決し得な
い問題であった。

従って本発明の目的は、記録画像の保存性、特に室内
変色による劣化が少なく、且つ画像濃度の高い記録媒
体、とりわけインクジェット用に好適な記録媒体を提供
することである。

（問題点を解決する為の手段）上記目的は以下の本発明によって達成される。

即ち、本発明は、支持体上に球状塩基性炭酸マグネシ
ウム及び該球状塩基性炭酸マグネシウムの平均粒子径の
1/3以下の平均粒子径を有する多孔質無機顔料を含有す
る層を設けたことを特徴とするインクジェット記録媒体
である。

（作用）本発明者等の知見によれば、記録画像の室内変色は一
般のPPC用紙等のノンコート紙には発生しないコート紙
特有の問題である。又、室内変色は紫外光、可視光の照
射による染料の褪色とは本質的に異なり、上記光の存在
が無くても発生する。

本発明者等の別の知見から、室内変色は染料と顔料及
び酸化性ガスの相互作用の存在下における染料の酸化分
解によるものと考えられる。従って用いる顔料の比表面
積が大きい程、酸化分解反応が促進されるものと考えれ
ば、顔料の比表面積が大きいコート紙程、室内変色の度
合が大きいことが説明される。

一方、画像濃度の点からみるとコート層の表層近くに
染料が吸着する活性表面が多い程画像濃度は大きくな
る。従って前記従来例では画像濃度も満足し、室内変色
も起きないという要件は満たされなかった。

本発明における球状塩基性炭酸マグネシウム及び多孔
質無機顔料の作用効果は明らかではないが、先ず、単位
面積当りの染料吸着量が塩基性炭酸マグネシウムにおい
ては、例えば、シリカよりも大きく、且つ塩基性炭酸マ
グネシウムが球状に凝集することによって、通常の板状
或いは柱状に凝集した塩基性炭酸マグネシウムと比べて
コート層形成時のパッキン状態が密になっており、同じ
インク浸透速度で比べた場合の染料捕捉がコート層のよ
り表面近くで行われる結果であると考えられる。

即ち球状塩基性炭酸マグネシウムはコート層形成時に
活性表面が他の形状の塩基性炭酸マグネシウムよりも有
効に使われていると考えられる。

次に平均粒子径が前記球状塩基性炭酸マグネシウムの
平均粒子径の1/3以下の多孔質無機顔料の作用について
は、球状塩基性炭酸マグネシウムがコート層を作る空隙
を埋める様にしながら、且つインクの浸透する微細孔ま
では塞がない様にパッキングするものと考えられる。

本発明者等の知見によれば、球状塩基性炭酸マグネシ
ウムと併用する多孔質無機顔料の好適な比率としては、
重量比で前者／後者＝1/5〜9/1である。

又、本発明者等の別の知見によれば、混合する多孔質
無機顔料単独でコート層を形成した場合、画像の室内変
色が激しいものでも球状塩基性炭酸マグネシウムとの併
用により室内変色の程度に加成性が成り立たず、球状塩
基性炭酸マグネシウムが20重量％程度の割合で含有され
ていれば、室内変色は大きく抑制されることが判明し
た。これは単に２種類の顔料を混合するだけでは通常期
待出来ない効果であり、本発明により得られる新しい知
見である。従って併用出来る多孔質無機顔料の選択の幅
が広いということが本発明の特徴の１つである。

本発明に用いることの出来る多孔質無機顔料として
は、例えば、湿式法によって得られるシリカ或いは硅酸
アルミニウム、硅酸カルシウム等が挙げられるが、特に
これらに限定されない。特に好適な多孔質無機顔料はア
ルミニウム酸化物であり、このアルミニウム酸化物を球
状塩基性炭酸マグネシウムと併用してインク受容層を形
成することによって、その効果が特に顕著に表れる。即
ちアルミニウム酸化物を用いることにより発色性に優れ
且つ耐室内変色性も良好である様なインクジェット記録
媒体が提供される。

（好ましい実施態様）次に好ましい実施態様を挙げて本発明を更に詳しく説
明する。

本発明における球状塩基性炭酸マグネシウムとは、既
に特開昭60−54915号公報、同61−63526号公報及び同63
−89418号公報に開示されている形態を有する塩基性炭
酸マグネシウムのことであるが、製造法についてはこれ
らに限定されるものではない。

本発明における球状とは、一次粒子の凝集粒子の形状
のことであり、必ずしも真球状である必要はない。好ま
しい球状はその長径をａ、短径をｂとした場合、0.7≦a
/b≦1.0の範囲の形状を有するものであり、その球状の
例として第１図に電子顕微鏡写真を示す。

しかしながら、この様な球状塩基性炭酸マグネシウム
を製造する際、粒子径、比表面積、吸油量その他の顔料
物性を抑制する為に反応条件を変化させた場合、必ずし
も第１図示の様な形態のものが出来るとは限らず、例え
ば、第２図示の様な球の一部が欠落したものや、第３図
示の様に花弁状に凝集したものが生じる場合もある。本
発明では第２図示の様な欠落部分が、球状をとると仮定
した場合の体積の1/4以内であれば、それも球状に含め
る。

又、第３図示の様に凝集構造を形成する粒子が比較的
大きく、球状体の最も外側に突出している粒子を結ぶと
凹凸が激しくなる場合、最外周の線は円形或いは前記の
b/aの許容範囲内の楕円形を当てはめた場合のｂ、ａが
最も大きくなる様にとる。これは第３図示の様な形態の
ものに限らず、第１図示及び第２図示の様な形態のもの
にも適用される。

又、本発明においては以上説明した様な球状粒子が全
体の粒子の85％以上あれば、球状塩基性炭酸マグネシウ
ムと呼ぶ。次に以上の様な球状塩基性炭酸マグネシウム
の粒子径とは電子顕微鏡写真によって得られる100個以
上の粒子のａを測定した場合の単純平均として与えられ
る。

又、凝集粒子同士が癒着した様に見える場合、少なく
とも粒子の輪郭の半周が見分けられる場合、１つの凝集
粒子と数えることとする。

本発明において上述した球状塩基性炭酸マグネシウム
と併用する多孔質無機顔料の粒子形状としては特に限定
はないが、球形或いはそれに近い回転楕円体が好まし
い。球形でない場合には電子顕微鏡で見た場合、最も粒
子径が長くなる様なとりかたで評価する。凝集粒子につ
いては上記と同様の評価をする。

本発明で使用する多孔質無機顔料の中で、アルミニウ
ム酸化物を使用すると本発明の効果が一層顕著になる。
ここにアルミニウム酸化物とは、ボーキサイトを熱苛性
ソーダ処理して得られる水酸化アルミニウムを焼成する
方法、金属アルミニウムペレットを水中で火花放電させ
て得られた水酸化アルミニウムを焼成する方法、塩化ア
ルミニウムを気化させ気相中で酸化する方法等により得
られたものを言い、結晶構造についてはα、γ、δ、
η、θ等、いずれの結晶構造のものも使用することが出
来る。その中でも好ましくはBET法により得られる比表
面積が100m²/g以上のものが望ましい。比表面積が100m²
/g未満では球状塩基性炭酸マグネシウムとの併用の効果
が発色性の点で顕著ではなくなる。

本発明で使用する支持体としては、好ましくはインク
吸収性を有する基紙であるが、特にこれに限定されるも
のではなく、例えば、ポリエステルの様な高分子フイル
ムであってもよい。以下に好ましい実施形態である支持
体がインク吸収性を有する基紙である場合について説明
する。

本発明のインクジェット記録媒体のインク受容層は、
前記した球状塩基性炭酸マグネシウム、多孔質無機顔料
及びバインダー、その他の添加剤によって構成される。

球状塩基性炭酸マグネシウムの平均粒子径としては、
0.5〜20μｍ、好ましくは１〜12μｍのものが望まし
い。粒子径が細かすぎるとインク吸収性が低下し、逆に
大きすぎると粉落ちが発生し易く好ましくない。

ここに粒子径とは前述した長径ａの値であり、平均粒
子径とは電子顕微鏡によって得られる100個以上の粒子
のａを測った場合の単純平均として与えられるものであ
る。又、球状塩基性炭酸マグネシウムの粒度分布として
は、25μｍ以下の粒子の個数が全体の95％以上あること
が好ましい。更に好ましくは15μｍ以下の粒子数が全体
の95％以上あること、最も好ましくは10μｍ以下の粒子
の数が全体の95％以上あることが望ましい。

あまり大きな粒子径を有するものの数が多すぎると、
粒子の分散性が低下しスラリー作成時に大きな凝集物が
出来、塗工適性或いは印字適性に悪影響が出るので好ま
しくない。

又、併用する多孔質無機顔料の粒度分布については、
使用する塩基性炭酸マグネシウムの平均粒子径を越える
様な粒子径のものが５％以上はないことが好ましい。

本発明では本発明の目的達成を妨げない範囲におい
て、前記球状塩基性炭酸マグネシウム及び多孔質無機顔
料に加えて従来一般に使用されている他の無機顔料や有
機顔料を併用することも出来る。

本発明で用いることの出来るバインダーとしては、例
えば、従来公知のポリビニルアルコール、澱粉、酸化澱
粉、カチオン化澱粉、カゼイン、カルボキシメチルセル
ロース、ゼラチン、ヒドロキシエチルセルロース、アク
リル系樹脂等の水溶性高分子及びSBRラテックス、ポリ
酢酸ビニルエマルジョン等の水分散型高分子の１種又は
２種以上が混合して用いられる。

本発明において、顔料とバインダーとの好適な使用割
合は、重量比で顔料／バインダー（P/B）が10〜１〜1/4
の範囲内、より好適には6/1〜1/1の範囲内であり、1/4
よりバインダー量が多いとインク受容層の持つインク吸
収性が低下し、一方、10/1より顔料が多いとインク受容
層の粉落ちが激しくなり、好ましくない。

更に本発明においては、インク受容層に必要に応じて
染料固着剤（耐水化剤）、蛍光増白剤、界面活性剤、消
泡剤、pH調整剤、防かび剤、紫外線吸収剤、酸化防止
剤、分散剤、減粘剤等の添加剤を含有させてもよい。こ
れらの添加剤については従来公知の化合物から目的に応
じて任意に選択すればよい。

添加剤の一例として染料固着剤について説明すると、
下記の様な染料固着剤を併用することによって形成され
た画像の耐水性を向上させることが出来る。

上記例は単なる例示であって、本発明はこれらに限定
されるものではない。又、染料固着剤はインクジェット
記録に使用される染料によっても耐水化効果が異なるの
で、記録に使用される染料との組合せについても十分考
慮することが望ましい。

本発明の記録媒体を調製するに当っては、前記の如き
顔料、バインダー、その他の添加剤を含む水系塗工液
を、公知の方法、例えば、ロールコーター法、ブレード
コーター法、エアナイフコーター法、ゲートロールコー
ター法、サイズプレス法等により基材表面に塗工する。
その後、例えば、熱風乾燥炉、熱ドラム等を用いて乾燥
し本発明の記録媒体が得られる。

更にインク受容層表面を平滑化する為、或いはインク
受容層の表面強度を上げる為にスーパーカレンダー処理
を施してもよい。

インク受容層の顔料塗工量としては顔料の総量として
0.2〜50g/m²、より好ましくは0.2〜20g/m²の範囲内であ
る。塗工量が少ない場合には基材の一部が表面に露出し
ていてもよい。又、塗工量が0.2g/m²に満たない場合に
は、インク受容層を設けなかった場合に比べて染料の発
色性の点で効果がなく、一方、50g/m²を越えて設けた場
合にはコート層の粉落が発生し好ましくない。塗工量を
厚さで表した場合には顔料の塗工量は0.5〜100μｍの厚
になる範囲が好適である。

以上説明した本発明の記録媒体にインクジェット記録
を行う場合のインクそれ自体は、公知のものが何等問題
なく使用可能である。又、記録剤としては直接染料、酸
性染料、塩基性染料、反応性染料、食用色素に代表され
る水溶性染料が使用可能であり、通常のインクジェット
記録用のものであれば特に制限なく使用することが出来
る。

この様な水溶性染料は、従来のインク中において一般
には約0.1〜20重量％を占める割合で使用されており、
本発明においてもこの割合と同様でよい。

本発明に用いる水系インクに使用する溶媒は、水又は
水と水溶性有機溶剤との混合溶媒であり、特に好適なも
のは水と水溶性有機溶剤と混合溶媒であって、水溶性有
機溶剤としてインクの乾燥防止効果を有する多価アルコ
ールを含有するものである。

前記の記録媒体上に上記のインクを付与して記録を行
う為の方法は、好ましくはインクジェット記録方法であ
り、該方法は、インクをノズルより効果的に離脱させ
て、射程体である記録媒体にインクを付与し得る方式で
あればいかなる方式でもよい。

特に、特開昭54−59936号公報に記載されている方法
で、熱エネルギーの作用を受けたインクが急激な体積変
化を生じ、この状態変化による作用力によって、インク
をノズルから吐出させるインクジェット方式は有効に使
用することが出来る。

（実施例）次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に詳細に説
明する。尚、文中、部又は％とあるのは特に断りのない
限り重量基準である。

実施例１〜５本発明によく記録媒体を作成するに当って、下記の平
均粒子系、比表面積及び吸油量を有する球状塩基性炭酸
マグネシウム（Ａ、Ｂ）を合成した（第１表、合成法は
特開昭60−54915号公報に開示されたものと同じ方法に
より反応条件を変化させて行った）。

又、球状塩基性炭酸マグネシウムＡ及びＢと併用する
多孔質無機顔料として使用したファインシールＫ−41
（シリカ）（Ｉ）及びAKP−Ｇ（γ−アルミナ）（II）
を下記第１表に付記した。

次に上記球状塩基性炭酸マグネシウム、多孔質無機顔
料及び坪量65g/m²基準に換算したサイズ度が３秒である
基紙との組合せで以下に述べる方法により本発明の記録
媒体１〜５を作成した。

先ず、球状塩基性炭酸マグシウム15部を水85部と混合
し、市販のホモジナイザーにて10,000rpmで５分間攪拌
する。同様に多孔質無機顔料10部を水90部に混合し攪拌
する。

その後別に用意しておいたバインダー水溶液（ポリビ
ニルアルコール10％水溶液）と所望の顔料／バインダー
比（固形分換算）が得られる様に混合し、５分間攪拌す
る。その後必要に応じて各種添加剤を特定量加えた後、
５分間攪拌を行う。以上の様にして得られた塗工液をワ
イヤーバーコーターによって塗布し、110℃にて５分間
乾燥し、スーパーカレンダーにより処理して本発明の記
録媒体を得た。

いずれの記録媒体もバインダーとして、クラレ（株）
製のポリビニルルコールPVA117（鹸化度98.5モル％、重
合度1,700）とPVA−217（鹸化度89モル％、重合度1,70
0）の固形分比がPVA117/PVA217＝8/2の割合で含まれて
いるものを使用した。

以上の様にして得られた記録媒体１〜５に使用した顔
料構成、顔料／バインダー比、インク受容層の塗工量、
添加剤の種類、顔料に対する添加割合％を下記第２表に
まとまた。

実施例１〜５の記録媒体に下記組成のインクを用いて１
mm²当り単色当り8nl/mm²のインク量でインクジェット記
録を実施した。

インク組成染料５部ジエチレングリコール 20部水 80部染料 Y:C.I.ダイレクトイエロー86 M:C.I.アシッドレッド35 C:C.I.ダイレクトブルー199 Bk:C.E.フードブラック２評価項目として（１）画像濃度及び（２）室内保存性
の２点を評価した。

画像濃度はブラックベタ印字部の反射濃度OD（Bk）を
マクベス反射濃度計RD−918を用いて評価し、室内保存
性については印字物をオフィス内に外気はよく流通する
が、太陽直射光は当らない環境を作り、そこに放置し１
ケ月後及び３ケ月後の色差（ΔE^*）を村上色彩研究所
（株）製色差計CA−35にて測定した。評価結果を第３表
に記載した。

実施例２及び４は各々実施例１及び３に比べ、画像の
太りの程度が単色部と混色部で差がより少なく、従って
より解像度が上がっていた。

又、実施例２、４及び５は他の実施例と比較して室内
変色の程度が少なかった。

比較例１次に比較例として顔料Ｉのみを使用した他は実施例５
と同様にして記録媒体６を作成し、実施例１〜５と同様
に評価を行ったところ、第４表に記載した様に画像濃度
は高いが耐室内変色性は不良であり両者は両立しなかっ
た。

比較例２顔料として実施例の多孔質無機顔料の代わりに水沢化
学工業（株）製シリカＰ−78D（平均粒子径8.0μｍ、比
表面積300m²/g）を使用した他は、実施例１と同様にし
て記録媒体７を作成し、実施例１〜５と同様に評価を行
ったところ、第４表に記載した様に画像濃度は実施例１
に及ばなかった。

（発明の効果）以上説明した様に、本発明によれば、画像濃度と耐室
内変色性が両立した記録画像を与えることが出来るイン
クジェット記録媒体が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は球状塩基性炭酸マグネシウムの粒子構
造を示す電子顕微鏡写真である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤博東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開平３−27976（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−54915（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−57380（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】支持体上に球状塩基性炭酸マグネシウム及
び該球状塩基性炭酸マグネシウムの平均粒子径の1/3以
下の平均粒子径を有する多孔質無機顔料を含有する層を
設けたことを特徴とするインクジェット記録媒体。
【請求項２】多孔質無機顔料がアルミニウム酸化物であ
る請求項１に記載のインクジェット記録媒体。
【請求項３】球状塩基性炭酸マグネシウムと多孔質無機
顔料の重量比が前者／後者＝1/5乃至9/1の範囲内である
請求項１又は２に記載のインクジェット記録媒体。