JP2760961B2 - インク受容シート、インク受容シート用インク受容コーティング及びインクジェット印刷方法 - Google Patents

インク受容シート、インク受容シート用インク受容コーティング及びインクジェット印刷方法

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JP2760961B2 JP7177802A JP17780295A JP2760961B2 JP 2760961 B2 JP2760961 B2 JP 2760961B2 JP 7177802 A JP7177802 A JP 7177802A JP 17780295 A JP17780295 A JP 17780295A JP 2760961 B2 JP2760961 B2 JP 2760961B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はインク受容シートに
係り、特にインクジェットプリンタで使用されるための
抗ブロッキング特性を有する透明インク受容シートに関
する。
【０００２】
【従来の技術】インク受容シートにインクジェット印刷
を行う際、高い色彩密度及び忠実性を達成するため、イ
ンク受容シートのレイダウン(laydown) は通常高い。し
かしながら、現在の商業上のインク受容シート、特に透
明インク受容シートは、インク受容シート上に形成され
る画像とこの画像に接触する物質との間のブロッキング
により、高いインクのレイダウンを許容しない。即ち、
インク及びインク受容シートの性質により、インクは、
好ましいことではないが、インク受容シートからインク
受容シートに接触している物質に移転する。このブロッ
キングは、この技術分野において、特に高速インクジェ
ットプリンタを使用する場合、重要な問題の１つであっ
た。
【０００３】インク受容シートの抗ブロッキング特性を
向上させる多くの試みが既になされてきた。種々のイン
ク受容シートを用いた多くの試みが既に提案されてき
た。イクバル他は、米国特許第４、９３５、３０７号
で、特定の物質を含むインク浸透性保護膜を開示してい
る。デスジャルライスは米国特許第４、７７５、５９４
号で、抗ブロッキング剤としてのシリカの使用を開示し
ている。ライトは米国特許第５、０８４、３３８号で、
２５μｍ以下の粒子径を有する不活性粒子について論じ
ている。ベデルは米国特許第４、５４７、４０５号にお
いて、インク受容シートにおけるガラスビーズのような
粒子の使用を論じている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】これらの提案の全てが
粒子の使用を開示しているが、３つの重要な機能的パラ
メーター、即ち粒子サイズ分布、粒子サイズの限定及び
屈折率について特定したものはない。望ましい抗ブロッ
キング特性と透明性は、粒子サイズ、粒子サイズ分布及
び屈折率が最適化される時にのみ達成される。粒子サイ
ズが小さすぎると、粒子がインク受容コーティングを貫
通せず、抗ブロッキング特性は悪くなる。粒子が大きす
ぎると、インク受容シートがプレゼンテーションのため
の透明シートとして使用される場合、粒子が投影される
ことになる。加えて、粒子とインク受容コーティングの
屈折率の相違いは、透明性と投影の質に影響する。明ら
かに、従来技術で提案されている解決法はこの分野にお
ける問題を解決しない。これらの試みは、抗ブロッキン
グ特性と透明性を妥協させなければならない。結果的
に、インクレイダウンと抗ブロッキングとの間に好まし
くない妥協が生じるかもしれない。
【０００５】本発明は、インク受容シートの優れた抗ブ
ロッキング特性と高い透明性を与える最適化された考え
を開示する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、従来技
術のインク受容シートに関連するブロッキングの問題を
避けると共に、高いインクレイダウンと透明性をと保持
する透明インク受容シートを提供することである。本発
明の他の目的は、別のインク浸透性保護コーティングを
必要とすることなしに抗ブロッキング特性を付与すると
ともに、高いインクレイダウンと優れた透明性とを保持
する透明インク受容シート用インク受容コーティングを
提供することである。
【０００７】さらに、本発明の他の目的は、透明インク
ジェット受容シートに画像を印刷する改良されたインク
ジェット印刷方法を提供し、これによって、従来技術に
関連する問題を解決するものである。これらの及び他の
目的と利点は本発明により達成され、これは抗ブロッキ
ング透明インク受容シートの必要性に対する解決を提示
すものである。抗ブロッキング特性と透明性における改
良は、本発明によれば、インク受容シートにおいてスペ
ーサーとして特定の微粒子を使用することによって達成
される。
【０００８】特に、本発明の目的と利点は、(A) ポリマ
ー基材と、(B) 前記ポリマー基材の少なくとも１面に露
出しており、水溶性成分を含む少なくとも１の層よりな
るインク受容コーティングと、(C) 前記インク受容コー
ティングに分散され、約１５μｍから約５０μｍ、好ま
しくは約２０μｍから約４０μｍまでの平均粒子サイズ
と、１．０以下、好ましくは０．８未満の粒子サイズス
パンと、約１．２から約２．４までの屈折率とを有する
微粒子とよりなり、インク受容コーティングは微粒子が
露出される表面を有する抗ブロッキング特性を有するイ
ンク受容シートにより達成される。
【０００９】本発明の目的と利点は、（１）水溶性成分
を含む少なくとも１の層と、（２）前記層に分散され、
約１５μｍから約５０μｍまでの平均粒子サイズと、
１．０以下の粒子サイズスパンと、約１．２から約２．
４までの屈折率とを有する微粒子とよりなり、微粒子が
露出される表面を有するインク受容シート用インク受容
コーティングにより達成される。
【００１０】本発明の更なる利用可能性は、以下の発明
の詳細な説明により明らかにされる。しかしながら、本
発明の精神と範囲内での種々の変更と変形は、この詳細
な説明から当業者にとって明らかなことであるため、詳
細な説明と具体的な実施例は、好ましい実施例を表すも
のであるものの、発明の例示としてのみ与えられるもの
であると理解されなければならない。
【００１１】
【発明の実施の形態】インク受容シートに適した基材の
例は、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネー
ト、、ポリスチレン、セルロースエステル、ポリビニル
アセテートその他のような透明プラスチックを含む。基
材の厚さは特に限定されないが、約１．５から約１０ミ
リまでであり、好ましくは約２．０から約５．０ミリま
でである。基材はコーティングに対する接着性を増強す
るため前処理されていてよい。インク受容コーティング
はポリマー基材の少なくとも一面に配設されており、少
なくとも１の水溶性成分よりなる少なくとも１の層を含
む。このインク受容コーティングは単層構造を有してい
てよく、又は多層構造を有していてもよい。多層が存在
する場合、微粒子がインク受容コーティングの表面に露
出している限り、微粒子はこれらのいかなる層にも存在
することができる。
【００１２】インク受容コーティングがインクを受容す
る作用をする限り、インク受容コーティングは水溶性及
び非水溶性成分の双方を含んでよい。水溶性成分の例に
は、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、ポ
リビニルピロリドン、ポリアクリル酸、セルロールエス
テル、ゼラチン、タンパク質、ポリエチレンオキシド、
アルギン酸、ポリエチレングリコール、水溶性ゴムが含
まれる。非水溶性成分の例には、メチルメタクリレー
ト、スチレン、ウレタン、ブタジエン、２−ヒドロキシ
エチルアクリレート、エチルアクリレート、Ｎ−ヒドロ
キシエチルアクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメチルアク
リルアミド及びエチレンテレフタレートが含まれる。こ
れら水溶性成分及び非水溶性成分はホモポリマー、共重
合体、ポリマーブレンドとして組込まれていてもよい。
インク受容コーティングのコーティング重量は約２ｇ／
ｍ2 から約３０ｇ／ｍ2 で、好ましくは、約４ｇ／ｍ2
から約２０ｇ／ｍ2 でよい。
【００１３】本発明において開示されている微粒子は、
約１５μｍから約５０μｍまで、好ましくは約２０μｍ
から約４０μｍの平均粒子サイズを有し、粒子サイズス
パンは１．０以下で、好ましくは０．８未満であり、屈
折率は約１．２から約２．４である。微粒子の例には、
ガラスビーズ、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレ
ン、デンプン、シリカ、ポリウレタン、炭酸カルシウム
及び一定の粒子サイズ、粒子サイズスパン及び屈折率を
有する他の有機、無機粒子が含まれる。
【００１４】インク受容シートにおける微粒子の濃度は
約０．５％から約１０％（コーティング固体量に対する
重量パーセント）でよく、これは粒子サイズ、粒子サイ
ズ分布及びインク受容量に依存している。通常、小さい
粒子サイズスパンを有する大きな微粒子が用いられる場
合、低濃度が要求される。本発明で開示されるインク受
容シートの平滑度は約２００から約４００シェフィール
ド単位でよく、好ましくは約２４０から３６０シェフィ
ールド単位である。インク受容シートのヘーズは８％未
満である。シェフィールド平滑度はペーパー・スムーズ
ネス・テスター５３８型（ハゲルティ・テクノロジー
ズ）により計測された。ヘーズはヘーズ・ガード・シス
テムＸＬ−２１１（ＢＫＹガードナー）により計測され
た。平均粒子サイズと粒子サイズ分布はマスター・サイ
ザーＭＳ−２０（マルバーン・インストルメンツ）によ
り計測された。平均粒子サイズは粒子サイズの相加平均
即ちＤ５０により定義された。粒子サイズ分布は下記式
で定義される粒子サイズスパンで表される 粒子サイズスパン＝（Ｄ９０−Ｄ１０）／（Ｄ５０） ここで、Ｄ９０は第９０百分位の直径であり、Ｄ１０は
第１０百分位の直径であり、Ｄ５０は第５０百分位の直
径である。
【００１５】インク受容コーティングが基材の一面にあ
るとき、インク受容コーティングにより被われていない
基材の面は、静電気の蓄積を減少させ、シートーシート
間の摩擦とくっつきを防止するため、裏材に接着され
る。裏材はポリマーコーティング、インク受容コーティ
ング、ポリマーフィルム又は紙のいずれかでよく、当該
技術分野の公知技術に従い、特に限定されない。スタッ
キングブロッキングを防止するため、本発明で開示され
ている微粒子は裏材に添加されることもできる。
【００１６】インク受容コーティングをポリマー基材に
コーティングするためには、ローラーコーティング、ワ
イヤバーコーティング、浸漬コーティング、押出しコー
ティング、エアナイフコーティング、カーテンコーティ
ング、スライドコーティング、ドクターコーティング、
グラビアコーティングのようなコーティング方法のよう
な多くの技術のいずれをも利用することができる。この
ような技術は当該技術分野ではよく知られている。
【００１７】
【実施例】以下の実施例は単に発明を例示したものであ
り、発明を限定するものとして解釈されてはならない。 実施例１ 下層 ＰＶＰ−Ｋ９０1 １２．０部 共重合体Ａ2 ７．５部 微粒子Ｉ3 ０．３部 ドワノール ＰＭ4 １７．３部 ＭＥＫ ６１．４部 表面層 ヒドロキシエチルセルロース5 １．８部 水 ９７．７部 １．ポリビニルピロリドン、ＧＡＦコーポレーション ２．メチルメタクリレート及びヒドロキシエチルメタク
リレート共重合体、４０％固体 ３．ガラスビーズ、平均粒子サイズは約２２μｍであ
り、粒子サイズスパンは約０．７２であり、屈折率は約
１．６５である（供給元より）。
【００１８】４．ポリエチレングリコールモノメチルエ
ーテル、ダウケミカルコーポレーション ５．ヒドロキシエチルセルロース、ユニオンカーバイト 下層コーティングはＮｏ．３６メイヤーロッドを用いて
ポリエステル基材にコーティングされた。下層コーティ
ングを１２０℃で約２分間乾燥させた後、表面層コーテ
ィングが同一条件下でＮｏ．８メイヤーロッドを用いて
コーティングされた。インク受容コーティングの乾燥コ
ーティング重量は約１０ｇ／ｍ2 である。 実施例２ 下層 ＰＶＰ−Ｋ９０ ９．６部 共重合体Ａ ６．０部 第４級共重合体1 ８．６部 微粒子Ｉ ０．３部 ドワノール ＰＭ １６．３部 ＭＥＫ ５７．７部 表面層 ヒドロキシエチルセルロース １．８部 水 ９７．７部 １．メチルメタクリレートとジメチルアミノエチルメタ
クリレートの第４級共重合体、３５％固体 下層コーティングはＮｏ．３６メイヤーロッドを用いて
ポリエステル基材にコーティングされた。下層コーティ
ングを１２０℃で約２分間乾燥させた後、表面層コーテ
ィングが同一条件下でＮｏ．８メイヤーロッドを用いて
コーティングされた。インク受容コーティングの乾燥コ
ーティング重量は約１０ｇ／ｍ2 である。 実施例３ 下層 ＰＶＰ−Ｋ９０ １２．０部 共重合体Ａ ７．５部 微粒子ＩＩ1 ０．３部 ドワノール ＰＭ １７．３部 ＭＥＫ ６１．４部 表面層 ヒドロキシエチルセルロース １．８部 水 ９７．７部 １．ポリメチルメタクリレート、平均粒子サイズは約２
８μｍであり、粒子サイズスパンは約０．６５であり、
屈折率は約１．４９である（ジェー．ブランドラップ＆
イー．エイチイマーガット、ポリマーハンドブック、第
３版、ジョン・ウィレイ＆サンズ、１９８９）。 下層コーティングはＮｏ．３８メイヤーロッドを用いて
ポリエステル基材にコーティングされた。下層コーティ
ングを１２０℃で約２分間乾燥させた後、表面層コーテ
ィングが同一条件下でＮｏ．８メイヤーロッドを用いて
コーティングされた。インク受容コーティングの乾燥コ
ーティング重量は約１０ｇ／ｍ2 である。 実施例４ 下層 ＰＶＰ−Ｋ９０ ８．４部 共重合体Ｂ1 ８．４部 第４級共重合体 ９．８部 微粒子ＩＩＩ2 ０．２部 ドワノール ＰＭ １３．５部 ＭＥＫ ５８．１部 表面層 ヒドロキシエチルセルロース １．８部 水 ９７．７部 １．メチルメタクリレート及びヒドロキシエチルメタク
リレートのグラフト共重合体、２５％固体。
【００１９】２．ガラスビーズ、平均粒子サイズは約４
１μｍであり、粒子サイズスパンは約０．３であり、屈
折率は約１．５１である（供給元より）。 下層コーティングはＮｏ．４６メイヤーロッドを用いて
ポリエステル基材にコーティングされた。下層コーティ
ングを１２０℃で約２分間乾燥させた後、表面層コーテ
ィングが同一条件下でＮｏ．８メイヤーロッドを用いて
コーティングされた。インク受容コーティングの乾燥コ
ーティング重量は約１０ｇ／ｍ2 である。 比較例１ 下層 ＰＶＰ−Ｋ９０ ８．６７部 共重合体Ａ ５．４２部 微粒子ＩＶ1 ０．２部 第４級共重合体 １０．１部 ドワノール ＰＭ ２０．７部 ＭＥＫ ５３．５部 表面層 ヒドロキシエチルセルロース ０．５部 微粒子ＩＶ ０．１４部 水 ９８．４部 １．ポリメチルメタクリレート、平均粒子サイズは約１
８μｍであり、粒子サイズスパンは約１．１９であり、
屈折率は約１．４９である。 下層コーティングはＮｏ．４６メイヤーロッドを用いて
ポリエステル基材にコーティングされた。下層コーティ
ングを１２０℃で約２分間乾燥させた後、表面層コーテ
ィングが同一条件下でＮｏ．１６メイヤーロッドを用い
てコーティングされた。インク受容コーティングの乾燥
コーティング重量は約１０ｇ／ｍ2 である。 比較例２ 下層 ＰＶＰ−Ｋ９０ ８．７部 共重合体Ｂ ８．７部 第４級共重合体 １０．１部 微粒子Ｖ1 ０．４部 ドワノール ＰＭ ２０．７部 ＭＥＫ ５０．０部 表面層 ヒドロキシエチルセルロース １．８部 水 ９７．７部 １．コーンスターチ、平均粒子サイズは約１５μｍであ
り、粒子サイズスパンは約１．０５であり、屈折率は約
１．５２である（カークーオスマー・エンサイクロペデ
ィア・オブ・ケミカルテクノロジー、第２版、第１８
巻、ジョン・ウィレイ＆サンズ、１９６９）。 下層コーティングはＮｏ．４６メイヤーロッドを用いて
ポリエステル基板にコーティングされた。下層コーティ
ングを１２０℃で約２分間乾燥させた後、表面層コーテ
ィングが同一条件下でＮｏ．８メイヤーロッドを用いて
コーティングされた。インク受容コーティングの乾燥コ
ーティング重量は約１０ｇ／ｍ2 である。実施例及び比
較例で用意されたサンプルは 相対湿度５０％、２２℃
でカラーインクカートリッジを備えたヒューレットーパ
ッカードインクジェットプリンタでプリントされた。サ
ンプルは乾燥のため約１５分間放置され、その後プラス
チックスリーブに入れられた。サンプルは相対湿度８０
％、３０℃で７２時間プラスチックスリーブに保管され
た。ブロッキングは、画像とスリーブとの間の接触面積
のサイズを検査し、段階的スコアーを与えることにより
判定された（スコア５は最良でスコア０は最劣を表
す）。結果を表１に要約する。
【００２０】
【表１】
【００２１】上述した発明は多くの方法で変形できると
いうことは明らかであり、このような変形は本発明の精
神と範囲から逸脱するものとはみなされない。また、こ
のような変形は、当業者にとって自明であれば、特許請
求の範囲内に含まれると意図される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 セン ヤン アメリカ合衆国 ロードアイランド 02886 ワーウィック シンディ・レー ン 92 (72)発明者 ミアオリン フアン アメリカ合衆国 コネティカット 06239 ダニエルソン アソール・スト リート 47 (72)発明者 スティーヴン ジェイ サージェント アメリカ合衆国 ロードアイランド 02893 ウエスト・ワーウィック レジ ェンド・ウェイ ２ (72)発明者 カン スン アメリカ合衆国 マサチューセッツ 02163 ノース・アトルボロ ジョン・ レザ・ドライヴ 170 (56)参考文献 特開 昭63−125386（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−76775（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B41M 5/00 B41J 2/01

Claims (16)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】(a) ポリマー基材と、 (b) 前記ポリマー基材の少なくとも１面に露出してお
    り、水溶性成分を含む少なくとも１の層よりなるインク
    受容コーティングと、 (c) 前記インク受容コーティングに分散され、約１５μ
    ｍから約５０μｍまでの平均粒子サイズと、１．０以下
    の粒子サイズスパンと、約１．２から約２．４までの屈
    折率とを有する微粒子とよりなる、抗ブロッキング特性
    を有するインク受容シート。
  2. 【請求項２】前記シートは透明であることを特徴とする
    請求項１記載のインク受容シート。
  3. 【請求項３】約２００から約４００までのシェフィール
    ド平滑度を有することを特徴とする請求項１記載のイン
    ク受容シート。
  4. 【請求項４】約２４０から約３６０までのシェフィール
    ド平滑度を有することを特徴とする請求項１記載のイン
    ク受容シート。
  5. 【請求項５】８％以下のヘーズを有することを特徴とす
    る請求項１記載のインク受容シート。
  6. 【請求項６】前記インク受容コーティングは多層よりな
    ることを特徴とする請求項１記載のインク受容シート。
  7. 【請求項７】前記水溶性成分は、ポリビニルアルコー
    ル、ポリビニルピロリドン、ゼラチン、ポリビニルアセ
    テート、セルロースエステル、ポリアクリル酸、アルギ
    ン酸塩、タンパク質、ポリエチレンオキシド、ポリエチ
    レングリコール、水溶性ゴム及びこれらの混合物からな
    る群から選択されることを特徴とする請求項１記載のイ
    ンク受容シート。
  8. 【請求項８】前記微粒子は、ガラスビーズ、シリカ、ポ
    リオレフィン、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレー
    ト、デンプン、炭酸カルシウムからなる群から選択され
    ることを特徴とする請求項１記載のインク受容シート。
  9. 【請求項９】前記微粒子の濃度は約０．５％から約１０
    ％までであることを特徴とする請求項１記載のインク受
    容シート。
  10. 【請求項１０】前記基材は約１．５から約５ミリまでの
    厚さを有することを特徴とする請求項１記載のインク受
    容シート。
  11. 【請求項１１】前記厚さは約２．０から約５．０ミリま
    でであることを特徴とする請求項１０記載のインク受容
    シート。
  12. 【請求項１２】前記ポリマー基材は、ポリエステル、ポ
    リカーボネート、ポリスチレン、セルロースエステル、
    ポリビニルアセテート及びこれらの混合物から成る群か
    ら選択される透明プラスチックであることを特徴とする
    請求項１記載のインク受容シート。
  13. 【請求項１３】前記インク受容コーティングは２ｇ／ｍ
    2 から約３０ｇ／ｍ2 までの量存在することを特徴とす
    る請求項１記載のインク受容シート。
  14. 【請求項１４】前記インク受容コーティングは４ｇ／ｍ
    2 から約２０ｇ／ｍ2 までの量存在することを特徴とす
    る請求項１３記載のインク受容シート。
  15. 【請求項１５】 （１）水溶性成分を含む少なくとも１の層と、 （２）前記層に分散され、ガラスビーズ、ポリオレフィ
    ン、ポリスチレン、ポリメチルメタクリラート、デンプ
    ン、炭酸カルシウムからなる群から選択された、約１５
    μｍから約５０μｍまでの平均粒子サイズと、１．０以
    下の粒子サイズスパンとを有する微粒子とよりなる、イ
    ンク受容シート用インク受容コーティング。
  16. 【請求項１６】請求項１に記載されたインク受容シート
    のインク受容コーティングに液体インクを適用するイン
    クジェット印刷方法。
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