JP2883299B2 - 被記録媒体、その製造方法、被記録媒体を用いたインクジェット記録方法 - Google Patents

被記録媒体、その製造方法、被記録媒体を用いたインクジェット記録方法

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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、水性インクを用い
た記録に適する被記録媒体であり、特にインクジェット
記録に好適な被記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、インクジェット記録方式は、イン
クの微小液滴を種々の作動原理により飛翔させて、紙な
どの被記録媒体に付着させ、画像、文字などの記録を行
うものであるが、高速低騒音、多色化が容易、記録パタ
ーンの融通性が大きい、現像、定着が不要などの特徴が
あり、各種画像の記録装置として情報機器をはじめ各種
の用途において急速に普及している。さらに多色インク
ジェット方式により形成される画像は、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遜色
のない記録を得ることも可能であり、作成部数が少ない
場合には通常の多色印刷や印画によるよりも安価である
ことからフルカラー画像記録分野にまで広く応用されつ
つある。記録の高速化、高精細化、フルカラー化などの
記録特性の向上に伴って記録装置、記録方法の改良が行
われてきたが、被記録媒体に対しても高度な特性が要求
されるようになってきた。
【０００３】従来から多種多様の被記録媒体の形態が提
案されてきた。例えば、米国特許明細書第４８７９１６
６号、同５１０４７３０号、特開平２−２７６６７０号
公報、同４−３７５７６号公報、同５−３２０３７号公
報では、擬ベーマイト構造のアルミナ水和物を用いた層
を有する記録シートが提案されている。しかしながら、
従来の被記録媒体には以下の問題点が発生している。 （１）カラー画像の印字ではインク量が多いため、従来
の被記録媒体ではインク吸収力が不足してビーディング
が発生する。 （２）従来の被記録媒体では、表面硬度が不充分である
ため、印字を行う際プリンターの搬送部分との接触によ
り、傷が発生し易い。 （３）従来の被記録媒体は、インク受容層の結着力が弱
いため、表面にクラックが生じる。 （４）従来の被記録媒体は、インク受容層の均一性が低
いため、印字ドットの真円度が低い。 （５）従来の被記録媒体は、顔料の配列が制御されてい
ないため、光沢度が低い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の諸問
題点を解決するためになされたもので、その目的は、イ
ンク吸収力が高く、インク吸収速度が速く、充分な表面
硬度を有し、クラックが生じにくい被記録媒体を得よう
とするものである。
【０００５】また本発明は、印字ドットの真円性に優
れ、高光沢の画像が形成できる被記録媒体を提供するこ
とを目的とする。
【０００６】更に本発明は、上記の諸特性に加えて、印
字物の耐水性、耐光性に優れ、にじみの発生を抑えた被
記録媒体を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、以下の本
発明によって達成される。
【０００８】即ち本発明は、（１）ベーマイト構造を有
するアルミナ水和物を含み、多孔質構造のインク受容層
を基材上に備えた被記録媒体であって、該アルミナ水和
物の結晶化度が１５〜８０の範囲にあることを特徴とす
るインクジェット記録用被記録媒体、（２）ベーマイト
構造を有するアルミナ水和物を含み、多孔質構造のイン
ク受容層を基材上に備えた被記録媒体であって、該アル
ミナ水和物の微結晶とインク受容層の面内方向との平行
度が１．５以上であることを特徴とするインクジェット
記録用被記録媒体、及び（３）ベーマイト構造を有する
アルミナ水和物を含み、多孔質構造のインク受容層を基
材上に備えた被記録媒体であって、該アルミナ水和物の
結晶化度が１５〜８０の範囲にあり、且つ該アルミナ水
和物の微結晶とインク受容層の面内方向との平行度が
１．５以上であることを特徴とするインクジェット記録
用被記録媒体である。なお、以下の説明においては、本
発明のインクジェット記録用被記録媒体を単に「被記録
媒体」と呼ぶこととする。
【０００９】また本発明は、インクの小滴を微細孔から
吐出させて被記録媒体に付与して印字を行うインクジェ
ット記録方法において、前記の被記録媒体を用いること
を特徴とするインクジェット記録方法である。
【００１０】更に本発明は、ベーマイト構造を有するア
ルミナ水和物を含み、多孔質構造のインク受容層を備え
た被記録媒体の製造方法であって、該アルミナ水和物を
含む塗工液にズリ応力を加えて塗工液を基材に塗工し
て、該アルミナ水和物の微結晶とインク受容層の面内方
向との平行度が１．５以上とすることを特徴とする被記
録媒体の製造方法、結晶化度１５〜８０の範囲にあり、
ベーマイト構造を有するアルミナ水和物を含む分散液を
基材上に塗工し、相対湿度２０〜６０％の条件で乾燥す
ることによって被記録媒体中のアルミナ水和物の結晶化
度を１５〜８０の範囲とすることを特徴とする被記録媒
体の製造方法、及び、結晶化度１５未満であり、ベーマ
イト構造を有するアルミナ水和物を含む分散液もしくは
該分散液を基材上に塗工し、相対湿度１０〜２０％の条
件で乾燥することによって、あるいは、結晶化度１５未
満であり、ベーマイト構造を有するアルミナ水和物を含
む分散液を基材上に塗工してなる被記録媒体を相対湿度
１０〜２０％の条件で加熱処理することによって被記録
媒体中のアルミナ水和物の結晶化度を１５〜８０の範囲
とすることを特徴とする被記録媒体の製造方法である。
【００１１】本発明によれば、インク吸収力が高く、イ
ンク吸収速度が速く、十分な表面硬度を有し、クラック
が生じ難く、印字ドットの真円度が高く、光沢が高い、
被記録媒体を得ることができる。また、印字物の耐水
性、耐光性に優れ、滲みを抑えた被記録媒体を得ること
ができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
【００１３】本発明の被記録媒体の一態様では、図１に
示すように、基材１上に、アルミナ水和物とバインダー
からなる多孔質構造のインク受容層２を設けたものであ
る。
【００１４】アルミナ水和物は正電荷を持っているため
インク中の染料の定着が良く、発色性に優れた画像が得
られ、しかもシリカ系化合物で発生している黒色インク
の茶変、耐光性の低下などの問題を生じないため、イン
ク受容層に用いる材料として好ましい。アルミナ水和物
の中でもベーマイト構造を有するアルミナ水和物は、染
料の吸着性とインク吸収性および透明性が良いのでより
好ましい。
【００１５】本発明の被記録媒体中に存在するアルミナ
水和物は、下記一般式により定義される。
【００１６】Ａｌ2Ｏ3-n（ＯＨ）2n・ｍＨ2Ｏ 式中、ｎは、０〜３の整数の一つを表し、ｍは０〜１
０、好ましくは０〜５の値を有す。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は整数でない値をとることもでき
る。またこの種の材料をか焼するとｍは０の値に達する
ことが有り得る。
【００１７】本発明で被記録媒体に含有されるベーマイ
ト構造を有するアルミナ水和物の製造方法としては、特
に限定されないが、アルミナ水和物を製造することが可
能な方法、例えばバイヤー法、明ばん熱分解法などのい
ずれの方法も採用することができる。好ましくは、長鎖
のアルミニウムアルコキシドに対して酸を添加して加水
分解する方法が挙げられる。例えば炭素数が５以上のア
ルコキシドであり、更に炭素数１２〜２２のアルコキシ
ドを用いると、後述するようなアルコール分の除去、お
よびベーマイト構造を有するアルミナ水和物の形状制御
が容易になるため好ましい。上記方法には、アルミナヒ
ドロゲルやカチオン性アルミナを製造する方法と比較し
て、各種イオン等の不純物が混入しにくいという利点が
ある。更に長鎖のアルミニウムアルコキシドは、加水分
解後のアルコールが除去し易いため、アルミニウムイソ
プロポキシド等の短鎖のアルコキシドを用いる場合と比
較して、アルミナ水和物の脱アルコールを完全に行うこ
とができるという利点がある。
【００１８】上記方法で得られたアルミナ水和物は、さ
らに水熱合成を行って粒子を成長させることもでき、乾
燥させてアルミナ水和物粉末を得ることもできる。
【００１９】本発明においては、アルミナ水和物とバイ
ンダーを含む分散液を調製し、基材上に塗布、乾燥など
の工程を経て多孔質のインク受容層を持つ被記録媒体を
形成する。被記録媒体の物性や特性は、用いるアルミナ
水和物や分散液、塗布乾燥などの製造条件によって変わ
るものである。本発明では、多孔質構造のインク受容層
中のアルミナ水和物の結晶化度や平行度を制御すること
によって、インク吸収性が良好でクラックの発生を抑え
た被記録媒体が得られることを見いだした。
【００２０】本発明における結晶化度は以下のように定
義される。図２（ａ）に示すとおり、インク受容層２に
含有されるベーマイト構造を有するアルミナ水和物粒子
６は、非晶質部分１０と結晶質部分（ベーマイト微結
晶）３とにより構成される。結晶化度は、ベーマイト構
造を有するアルミナ水和物全体に対する結晶質部分（微
結晶）の割合を示す。結晶化度は、アルミナ水和物又は
被記録媒体のインク受容層を粉末化したものに対して測
定したＣｕΚα線によるＸ線回折図における２θ＝１０
°の強度と、２θ＝１４〜１５°付近に現れる（０２
０）面のピーク強度との強度比よりアルミナ水和物又は
被記録媒体中のアルミナ水和物の夫々に対して求めるこ
とができる。この結晶化度は、特開昭５６−７６２４６
号公報及び特開昭５６−９５９８５号公報に開示されて
いる。
【００２１】本発明の被記録媒体におけるアルミナ水和
物の結晶化度は１５〜８０の範囲が好ましい。この範囲
であれば、インク吸収量及び吸収速度が良好である。よ
り好ましくは、結晶化度が２０〜７０の範囲である。こ
の範囲であれば更に表面硬度が高く、且つクラックが発
生しにくくなる。被記録媒体中のアルミナ水和物の結晶
化度が１５未満の場合には、インクの吸収量、吸収速度
が不足し、結晶化度が８０を越えた場合には水との親和
性が小さくなるためビーディングが発生し易くなる。
【００２２】本発明における平行度は、以下のように定
義される。図２（ａ）に示す通り、結晶質部分３の（０
２０）面４の面方向は、アルミナ水和物粒子６の中では
ランダムに存在している。平行度はインク受容層に含ま
れる全てのベーマイト微結晶の中で（０２０）面の面方
向をインク受容層の面内方向と平行に配置しているベー
マイト微結晶の割合を示す。アルミナ水和物は図２
（ｄ）に示すように、（０２０）面４と（１２０）面５
を持っているため、ＣｕΚα線によるＸ線回折をインク
受容層６と粉末化したインク受容層に対して行なって、
両者の（０２０）面４と（１２０）面５の強度比をそれ
ぞれ求めて、その強度比より平行度を求める。ここで、
（０２０）面の方向が完全にランダムである粉末化した
インク受容層の平行度は１である。図２（ａ）〜（ｃ）
に示すように、（０２０）面の方向とインク受容層の面
内方向とが平行な割合が増加するのに伴って平行度は高
くなる。
【００２３】本発明の被記録媒体におけるアルミナ水和
物微結晶の平行度が１．５以上であれば印字ドットの真
円度が高くなるため好ましい。平行度が１．５未満で
は、印字ドットの真円度が低くなる。さらに好ましい範
囲は２以上であり、被記録媒体の光沢が高くなる。
【００２４】本発明における被記録媒体のインク吸収機
構は以下のように考えられる。被記録媒体の表面に着弾
したインク液滴は主に（０２０）面の間に吸収される。
その際、図３（ａ）に示すように平行度の低い被記録媒
体では、（０２０）面の向きがインク受容層の面内方向
に対してランダムなため、インクの拡散は不均一にな
る。それに対して図３（ｂ）に示すように平行度の高い
被記録媒体では、インクの拡散はインク受容層の面内で
均一である。上記の理由により平行度が１．５以上の被
記録媒体は印字ドットの真円度が高くなると推測してい
る。尚、図３において７はインク８の浸透したアルミナ
水和物粒子の微結晶を示す。また、９はプリンターの印
字ヘッドである。
【００２５】また、アルミナ水和物は結晶質部分と非晶
質部分での光の屈折率が異なる。そのためアルミナ水和
物の（０２０）面の方向がランダムである被記録媒体の
光散乱は大きく、逆に（０２０）面の方向が揃っている
被記録媒体の光散乱は少ない。そのため平行度が２以上
である被記録媒体は光散乱が少なく、光沢度が高くなる
と推測している。
【００２６】本発明の被記録媒体は、媒体中のアルミナ
水和物の結晶化度が１５以上８０以下で、かつアルミナ
水和物微結晶の平行度が１．５以上であれば上記した特
性に加えて画像の耐水性及び耐光性が良く、かつ経時変
化による染料のにじみを防止することができるため好ま
しい。結晶化度が上記範囲外の場合はインクとの親和性
が悪化するため、にじみ、はじき、ビーディングが発生
したり、インク吸収速度が遅くなる。平行度が上記範囲
外になると染料と被記録媒体の結合力が弱くなるため
に、にじみが発生し易くなる。その理由は以下のように
推測される。印字されたインク中の染料はアルミナ水和
物微結晶の（０２０）面の間に吸着される。ここで結晶
化度の高い被記録媒体は、（０２０）面の数が多くなる
ため染料の吸着点が増え、さらに平行度が高くなると被
記録媒体ではアルミナ水和物微結晶の（０２０）面が揃
っているために相互作用が働き、染料の吸着力が強くな
って、吸着された染料が脱離しにくくなっている。その
ため結晶化度と平行度が上記範囲内の被記録媒体では上
述した効果が得られる。
【００２７】前述した特開平２−２７６６７０号公報で
は、一定方向に配向した毛状束アルミナを用いた被記録
媒体が記載されている。同公報ではアルミナ水和物の粒
子を配向させたもので、本発明の被記録媒体中の（０２
０）面の平行度を規定した媒体とは異なる構成である。
さらに本発明の効果である真円度と光沢については、同
公報には記載されておらず、本発明とは思想が異なって
いる。
【００２８】被記録媒体中のアルミナ水和物の結晶化度
は前記アルミナ水和物を含む分散液の乾燥時の加熱条件
を制御することによって種々変えることができる。平行
度は前記アルミナ水和物を含む分散液にズリ応力を加え
て塗工することによって、独立に種々変えることができ
る。
【００２９】本発明で用いるアルミナ水和物は結晶化度
が１５〜８０の範囲であることが被記録媒体中のアルミ
ナ水和物の結晶化度を上記規定範囲にすることが容易に
できる点で好ましい。結晶化度が１５未満のアルミナ水
和物でも後工程で結晶化度を変えることは可能である。
アルミナ水和物の形状は針状でも平板状でも用いること
ができる。粒子径は針状では最大長さ、平板状では最大
直径で１〜５０ｎｍの範囲が分散液の粘度が低いので好
ましい。更に上記範囲が、分散液の粘度が低くなる点、
被記録媒体のクラックや粉落ちが発生し難くなる点でよ
り好ましい。アルミナの細孔容積としては、０．１〜
１．０ｃｍ3／ｇの範囲がインク吸収性が良いため好ま
しい。アルミナ水和物の細孔半径は２．０〜２０．０ｎ
ｍの範囲がインク吸収性が良いため好ましい。アルミナ
の比表面積は１０〜５００ｍ2／ｇの範囲がインク受容
層のヘイズが少なくなるため、光沢のある画像を得た
り、透過光による画像観察にとって好ましい。
【００３０】本発明において、基材上に前記アルミナ水
和物とバインダーを含む分散液を塗工する。塗工時に特
定の範囲のズリ応力を塗工液に加えることによって塗工
液の流れ方向とアルミナ水和物中の微結晶の（０２０）
面方向とを平行に揃えることができる。係る分散液を基
材に塗工することによって平行度の高い被記録媒体を得
ることができる。加えるズリ応力は塗工方法や分散液の
粘度によって異なるが、０．１Ｎ／ｍ2以上２０．０Ｎ
／ｍ2までの範囲が好ましく、この範囲ではアルミナ水
和物の微結晶を配向させて平行度を１．５以上にするこ
とができる。ズリ応力が上記範囲の下限以下では平行度
を１．５以上にすることが困難である。ズリ応力が上記
範囲上限以上ではインク受容層の厚みが不均一になり易
い。
【００３１】塗工方法としては上記範囲のズリ応力を加
えられる方法であれば、いずれの塗工方法でも用いるこ
とができるが、キスコート、エクストルージョンコー
ト、スライドホッパーコート、カーテンコート、ブレー
ドコート、エアナイフコート、ブラッシュコート、バー
コート、グラビアコートが好ましい。
【００３２】また最適な塗工速度は塗工方法に依存す
る。キスコート、エクストルージョンコート、スライド
ホッパーコート、カーテンコート、バーコート等のよう
な塗工速度がズリ応力と関係する塗工方法では、塗工速
度を０．０１〜１０ｍ／ｓに制御することが好ましい。
０．０１ｍ／ｓ未満ではズリ応力がほとんどかからない
ため、平行度が低くなり易い。また１０ｍ／ｓを越えた
場合インク受容層の膜厚を一定に制御し難くなる。塗工
時における分散液粘度は１０〜５００ｍＰａ・ｓの範囲
が好ましい。１０ｍＰａ・ｓ未満では分散液にズリ応力
がかかりにくいため、被記録媒体中のアルミナ水和物微
結晶の平行度が低くなり易い。また５００ｍＰａ・ｓを
越えると、インク受容層の膜厚を一定に制御し難くな
る。分散液の塗工量は乾燥固形分換算で２〜６０ｇ／ｍ
2の範囲が好ましい。
【００３３】分散液は塗工してから１秒間以上は乾燥風
を送らない状態で搬送して、塗工液のチクソ性を利用し
てアルミナ水和物中の微結晶の（０２０）面の向きが揃
った状態のままで増粘・セットさせるのが好ましい。塗
工後、セットしない状態で乾燥風を送るとアルミナが動
いて、ズリをかけて揃えたアルミナ水和物中の微結晶の
（０２０）面の向きがランダムになり、その結果平行度
が低くなる。
【００３４】塗工されたアルミナ水和物を含む分散液は
加熱乾燥されてインク受容層が形成される。本発明者ら
の知見によれば、結晶化度は加熱速度、乾燥温度、乾燥
時間の３項目を特定範囲にすることによって上記規定範
囲に制御することができる。結晶化度は特に乾燥速度に
依存し、乾燥工程の湿度、温度、乾燥時間を制御するこ
とによって結晶化度を上記範囲内に納めることができ
る。結晶化度１５〜８０のアルミナ水和物を含む分散液
を用いて媒体を作製する場合には、相対湿度２０％〜６
０％の条件において乾燥すると、被記録媒体の結晶化度
を上記範囲内に納めることができる。相対湿度２０％未
満では被記録媒体中のアルミナ水和物の結晶化度の単位
時間当たりの変化量が大きいため、被記録媒体の結晶化
度の制御が困難になる。６０％を越えると塗膜の乾燥速
度が遅すぎるためインク受容層に膜厚ムラが生じ易い。
【００３５】結晶化度が１５未満のアルミナ水和物を含
む分散液を用いて媒体を作製する場合には、相対湿度１
０〜２０％において乾燥すると被記録媒体中のアルミナ
水和物の結晶化度を上記範囲内に納めることができる。
又、他の方法として、結晶化度１５未満のアルミナ水和
物を含む分散液を基材上に塗工、乾燥してインク受容層
を形成し、被記録媒体を相対湿度１０〜２０％の条件で
加熱処理することによって結晶化度を上記範囲に納める
ことができる。相対湿度が１０％未満では被記録媒体中
のアルミナ水和物の結晶化度が単位時間内に急激に上昇
するため結晶化度を８０以下に制御し難くなり、またク
ラックも発生し易い。相対湿度が２０％を越えると被記
録媒体の結晶化度が増加しないため上記規定範囲内にす
ることができない。
【００３６】最適な加熱乾燥温度・加熱乾燥時間は塗液
の組成などに依存するため、一概には言えないが、一般
には加熱温度は６０℃〜１５０℃、加熱時間は２秒以上
３０分以下が好ましい。乾燥温度が６０℃未満では上記
湿度範囲であっても結晶化度を上記範囲内にすることが
困難である。１５０℃を越えると乾燥速度が速すぎるた
め、結晶化度が上記範囲を越えてしまう上にクラックが
発生し易くなる。加熱時間が２秒未満では乾燥時間が不
十分なため膜厚にムラが発生し易い。結晶化度の変化は
３０分以内に終了するため、加熱時間を３０分以上にし
ても効果がない。
【００３７】上記説明において、加熱方法としては、直
接トンネルドライヤー、アーチドライヤー、エアループ
ドライヤー、サインカーブエアー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、ロール加熱等、各種乾燥装置を用いる
ことができる。
【００３８】本発明でアルミナ水和物とともに使用され
るバインダーは、水溶性高分子の中から自由に選択して
用いることができる。例えば、ポリビニルアルコールま
たはその変性体（カチオン変性、アニオン変性、シラノ
ール変性）、澱粉またはその変性体（酸化、エーテル
化）、ゼラチンまたはその変性体、カゼインまたはその
変性体、カルボキシメチルセルロース、アラビアゴム、
ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチ
ルセルロースなどのセルロース誘導体、ＳＢＲラテック
ス、ＮＢＲラテックス、メチルメタクリレート−ブタジ
エン共重合体などの共役ジエン系共重合体ラテックス、
官能基変性重合体ラテックス、エチレン−酢酸ビニル共
重合体などのビニル系共重合体ラテックス、ポリビニル
ピロリドン、無水マレイン酸またはその共重合体、アク
リル酸エステル共重合体などが好ましい。ベーマイト構
造を有するアルミナ水和物とバインダーの混合比は重量
基準で５：１〜２５：１の範囲が好ましく、この範囲内
であればクラックや粉落ちを防止することができる。更
に好ましい範囲は５：１〜２０：１であり、被記録媒体
を折り曲げたときに生じるクラックも防止することがで
きる。
【００３９】顔料、バインダーには、必要に応じて顔料
分散剤、増粘剤、ｐＨ調整剤、潤滑剤、流動性変性剤、
界面活性剤、消泡剤、耐水化剤、抑泡剤、離型剤、発泡
剤、浸透剤、着色染料、蛍光増白剤、紫外線吸収剤、酸
化防止剤、防腐剤、防バイ剤を添加することも可能であ
る。
【００４０】耐水化剤としては第４級アンモニウム塩、
第４級アンモニウム塩ポリマーなどの公知の材料の中か
ら自由に選択して用いることができる。
【００４１】基材としては適度のサイジングを施した
紙、無サイズ紙、レジンコート紙などの紙類、熱可塑性
フィルムのようなシート状物質及び布帛が使用できる。
熱可塑性フィルムの場合はポリエステル、ポリスチレ
ン、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレート、酢酸
セルロース、ポリエチレン、ポリカーボネートなどの透
明フィルムや、顔料の充填または微細な発泡による不透
明化したシートを用いることもできる。
【００４２】本発明の被記録媒体を構成するインク受容
層の全細孔容積は０．１〜１．０ｃｍ3／ｇの範囲が好
ましい。インク受容層の細孔容積が上記範囲より大きい
場合はインク受容層にクラック、粉落ちが発生し、上記
範囲よりも小さい場合にはインクの吸収が悪くなり、特
に多色印字を行った場合にインク受容層からインクが溢
れて画像に滲みが発生し易い。
【００４３】インク受容層のＢＥＴ比表面積について
は、２０〜４５０ｍ2／ｇの範囲が好ましい。この範囲
より小さい場合、インク受容層の光沢性がなくなり、ま
たヘイズが増加するため画像に白モヤがかかったように
なる。また、上記範囲より大きい場合、インク受容層に
クラックが生じ易くなる。前記ＢＥＴ比表面積及び細孔
容積の値は、２４時間、１２０℃で脱気処理した後、窒
素吸着脱離方法により求められる。
【００４４】本発明の記録方法に使用されるインクは、
主として色材（染料もしくは顔料）、水溶性有機溶剤及
び水を含むものである。染料としては、例えば直接染
料、酸性染料、塩基性染料、反応性染料、食用色素など
に代表される水溶性染料が好ましく、被記録媒体との組
み合わせで定着性、発色性、鮮明性、安定性、耐光性そ
の他の要求される性能を満たす画像を与えるものであれ
ばいずれでも使用できる。
【００４５】水溶性染料は、一般に水または水と有機溶
剤からなる溶媒中に溶解して使用するものであり、これ
らの溶媒成分としては、好ましくは水と水溶性の各種有
機溶剤などとの混合物が使用されるが、インク中の水分
含有量が、２０〜９０ｗｔ％、好ましくは６０〜９０ｗ
ｔ％の範囲内となるように調整するのが好ましい。
【００４６】上記水溶性の有機溶剤としては、例えばメ
チルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアル
コール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコー
ル、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアル
コール、イソブチルアルコールなどの炭素数が１〜４の
アルキルアルコール類、ジメチルホルムアミド、ジメチ
ルアセトアミドなどのアミド類、アセトン、ジアセトア
ルコールなどのケトンまたはケトンアルコール類、テト
ラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類、ポリエ
チレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのポ
リアルキレングリコール類、エチレングリコール、プロ
ピレングリコール、１，２，６−ヘキサントリオール、
チオジグリコール、ヘキシレングリコール、ジエチレン
グリコールなどのアルキレン基が２〜６個の炭素原子を
有するアルキレングリコール類、グリセリン；エチレン
グリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールメチ
ルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、ト
リエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレ
ングリコールモノエチルエーテルなどの多価アルコール
の低級アルキルエーテル類などが挙げられる。
【００４７】これらの多くの水溶性有機溶剤の中でも、
ジエチレングリコールなどの多価アルコール類、トリエ
チレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレング
リコールモノエチルエーテルなどの多価アルコールの低
級アルキルエーテル類が好ましい。多価アルコール類
は、インク中の水が蒸発し、水溶性染料が析出すること
に基づくノズルの目詰まり現象を防止するための潤滑剤
としての効果が大きいため、特に好ましい。
【００４８】インクには可溶化剤を加えることもでき
る。代表的な可溶化剤は、含窒素複素環式ケトン類であ
り、その目的とする作用は、水溶性染料の溶媒に対する
溶解性を飛躍的に向上させることにある。例えば、Ｎ−
メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミ
ダゾリジノンが好ましく用いられる。さらに特性の改善
のために、粘度調整剤、界面活性剤、表面張力調整剤、
ｐＨ調整剤、比抵抗調整剤などの添加剤を加えて用いる
こともできる。
【００４９】前記被記録媒体に上記インクを付与して記
録を行う方法としては、インクジェット記録方法が好ま
しく、該記録方法はインクをノズルより効果的に脱離さ
せて、被記録媒体にインクを付与し得る方法であればい
かなる方法でも良い。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できる。
【００５０】
【実施例】以下に、実施例及び比較例によって本発明を
詳しく説明する。この時、本発明に関する諸物性の評価
は、下記の要領で行った。
【００５１】［結晶化度・平行度］被記録媒体より分離
したインク受容層を粉末化したものに対して行ったＸ線
回折図形より、２θ＝１０°における強度及び（０２
０）面、（１２０）面のピーク強度を得た。また、被記
録媒体より分離したインク受容層に対して行ったＸ線回
折図形より、（０２０）面及び（１２０）面のピーク強
度を得た。さらに、下記式により、結晶化度及び平行度
を求めた。
【００５２】結晶化度＝（０２０）面のピーク強度／２
θ＝１０°の強度 粉末の強度比＝粉末の（０２０）面のピーク強度／粉末
の（１２０）面のピーク強度 媒体（インク受容層）の強度比＝媒体の（０２０）面の
ピーク強度／媒体の（１２０）面のピーク強度 平行度＝媒体の強度比／粉末の強度比 上記において、Ｘ線回折測定は、下記の条件で行った。
【００５３】測定装置：ＲＡＤ−２Ｒ（理学電気（株）
製） ターゲット：Ｃｕ Κα 光学系：広角ゴニオメーター（グラファイト湾曲モノク
ロメーター付き） ゴニオ半径：１８５mm スリット：ＤＳ１° ＲＳ１° ＳＳ０．１５mm Ｘ線出力：４０kV ３０mA 測定条件：２θ−θ法 ２θ＝０．０２°おき コンティニュアススキャン ２θ＝１０〜９０° ２°／min
【００５４】［ＢＥＴ比表面積、細孔容積］被記録媒体
を十分加熱・脱気してから窒素吸着脱離法を用いて測定
した。 ・測定装置：カンタクローム社製、オートソーブ１ ・ＢＥＴ比表面積の計算はBrunauerらの方法を用いた
（J. Am. Chem. Soc., 60巻, 309頁, 1938年）。 ・細孔容積の計算はBarrettらの方法を用いた（J. Am.
Chem. Soc., 73巻, 373頁, 1951年）。
【００５５】［インク吸収量］１ｍｍに１６本の割合の
ノズル間隔で、１２８本のノズルを備えたインクジェッ
トヘッドをＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの４色分打するインクジェ
ットプリンターを用いて、下記組成のインクによりイン
クジェット記録を行った。具体的には、Ｂｋのインクを
単色でベタ印字した直後に、受容層表面のインクの乾燥
状態を記録部に指で触れて評価した。この時単色印字で
のインク量を１００％とした。そして、インク量２００
％でインクが指に付着しないものを○、インク量１００
％でインクが指に付着しないものを△、同１００％でイ
ンクが指に付着すれば×とした。
【００５６】インク組成 ・Ｃ．Ｉ．フードブラック２ ５部 ・ジエチレングリコール １５部 ・ポリエチレングリコール ２０部 ・水 ７０部
【００５７】［インク吸収速度］インク吸収量試験に用
いたインクジェットプリンター及びインクによりＢｋの
インクを単色ベタ印字した。この時インク量は２００％
とした。その後、インクの乾燥状態を記録部に指で触
れ、インクが指に付着しなくなるまでの時間で評価し
た。
【００５８】［表面硬度］塗膜用鉛筆引っかき試験（JI
S K5401-1969）により、被記録媒体の表面硬度を検査し
た。
【００５９】［クラック］目視により、被記録媒体表面
のクラックの発生具合を検査した。この時、クラックの
認められないものを○、部分的に発生しているものを
△、全面に発生しているものを×とした。
【００６０】［真円度］インク吸収量試験に用いたイン
クジェットプリンター及びインクにより、Ｂｋのインク
を１ドットずつ印字した後、顕微鏡により１ドットの長
径Ｄ及び短径ｄを測定したときの、ｄ／Ｄを真円度とし
た。
【００６１】［光沢］光沢計（（株）堀場製作所製、グ
ロスチェッカーＩＧ−３２０）により、非印字部の光沢
を測定した。
【００６２】［耐水性］インク吸収量試験に用いたイン
クジェットプリンター及びインクにより単色でベタ印字
した後、被記録媒体を流水中に３分間浸漬後、自然乾燥
し、下記式により耐水性を求めた。 耐水度＝（流水浸漬後の画像濃度／流水浸漬前の画像濃
度）×１００ この耐水度の値が９５以上を○、９５未満８８以上を
△、８８未満を×とした。
【００６３】［耐光性］インク吸収量試験に用いたイン
クジェットプリンター及びインクにより、Ｂｋのインク
を単色ベタ印字した。この時インク量は１００％とし
た。その後、室温中に被記録媒体を放置し、印字後１日
目及び３０日後の記録部の色味（Ｌ＊）を評価し、その
変化率を算出し、±１０％以下を○、同±２０％以下を
△、±２０％を越えるものを×とした。
【００６４】［滲み］前記インク吸収量試験に用いたイ
ンクジェットプリンター及びインクにより単色１ドット
印字した後、１日後及び３０日後の印字ドットの長径を
測定した。 滲み＝（３０日目の長径／１日目の長径）×１００ この滲みの値が１０５以下を○、１０５〜１１０以下を
△、１１０を越えたものを×とした。
【００６５】実施例１〜４ 米国特許明細書第４２４２２７１号に記載された方法で
アルミニウムドデキシドを製造した。次に米国特許明細
書第４２０２８７０号に記載された方法で、前記アルミ
ニウムドデキシドを加水分解してアルミナスラリーを製
造した。このアルミナスラリーをベーマイト構造を有す
るアルミナ水和物固形分が７．９％になるまで水を加え
た。アルミナスラリーのｐＨは９．５であった。３．９
％の硝酸溶液を加えてｐＨを調整し、表１に示すそれぞ
れの熟成条件でコロイダルゾルを得た。このコロイダル
ゾルを８５℃でスプレードライする事により、ベーマイ
ト構造を有するアルミナ水和物粉末を作製した。
【００６６】
【表１】
【００６７】さらに、イオン交換水中に、前記ベーマイ
ト構造を有するアルミナ水和物を１７ｗｔ％混合するこ
とにより、アルミナ分散液を調製した。また、ポリビニ
ルアルコール（日本合成化学工業（株）社製、商品名
「ゴーセノールＮＨ１８」、以下「ＰＶＡ」と記す）を
イオン交換水中に１７ｗｔ％混合することにより、ＰＶ
Ａ溶液を調製した。さらに、アルミナ分散液、ＰＶＡ溶
液を重量基準で１８：１の比率で混合することにより、
塗工液を調製した。この塗工液を、エクストルージョン
コーターを用いて、塗工温度１００℃、ズリ応力７．５
Ｎ／ｍ2でレジンコート紙上に塗布してから、１秒間は
乾燥風を送らない状態で搬送し、塗工液のチクソ性を利
用して増粘・セットさせた。その後、相対湿度４０％の
環境で表２に示す温度で３０秒乾燥した。
【００６８】このようにして得られた被記録媒体に対し
て、印字特性等について評価した。結果を表２に示す。
【００６９】
【表２】
【００７０】実施例５ ベーマイト構造を有するアルミナ水和物の熟成条件及び
乾燥条件を表３のように変更し、被記録媒体の乾燥温度
を６８℃、乾燥時間を３０秒、相対湿度５０％に変更し
た以外は、実施例１〜４と同様にして被記録媒体を作製
した（加熱前）。このようにして得た被記録媒体をさら
に、８０℃、相対湿度１２％に保ったオーブンにより、
３０分間加熱した（加熱後）。このようして作製した被
記録媒体について、加熱前後の特性を評価した。結果を
表４に示す。表４より明らかなように、本実施例によっ
て作製された被記録媒体は、加熱により結晶化度が増加
し、それに伴いインク吸収性が向上した。
【００７１】
【表３】
【００７２】
【表４】
【００７３】実施例６〜１０ ベーマイト構造を有するアルミナ水和物の熟成条件及び
乾燥条件を表３の様にし、他は、実施例１〜４と同様に
して、分散液を調製した。そして、エクストルージョン
コーターにより分散液を塗布乾燥した。その時、塗工液
に加えるズリ応力は０．２Ｎ／ｍ2（実施例６）、６．
０Ｎ／ｍ2（実施例７）、１０．０Ｎ／ｍ 2（実施例
８）、１４．０Ｎ／ｍ2（実施例９）、１８．０Ｎ／ｍ2
（実施例１０）とした。この時、ズリ応力は塗工ヘッド
のスリット幅及び押し出し圧力を変更することにより調
整した。塗布量は６ｇ／ｍ2に統一した。
【００７４】また、塗工速度は１ｍ／ｓで行い、基材上
に塗工してから、１秒間は乾燥風を送らない状態で搬送
し、塗工液のチクソ性を利用して増粘・セットさせた。
その後、相対湿度４０％の環境で乾燥温度９０℃で２０
秒乾燥させた。このようにして得られた被記録媒体に対
して、印字特性等について評価した。結果を表５に示
す。表５に示されるように、本実施例によって作製され
た被記録媒体は、塗工液に加えるズリ応力の変化に伴い
平行度が変化し、それに伴い光沢が変化した。
【００７５】
【表５】
【００７６】実施例１１ ベーマイト構造を有するアルミナ水和物の熟成条件及び
乾燥条件を表３の様にし、他は、実施例１と同様にして
分散液を調製した。そして、相対湿度を１５％にした以
外は実施例１と同様にして被記録媒体を作製した。結果
を表６に示す。表６に示すように、本実施例によって作
製された被記録媒体中のアルミナ水和物は結晶化度を増
し、それに伴いインク吸収性が向上した。
【００７７】
【表６】
【００７８】実施例１２〜１５ ベーマイト構造を有するアルミナ水和物の熟成条件及び
乾燥条件を表７の様にし、他は、実施例１と同様にして
分散液を調製した。そして、キスコーターにより分散液
を塗布乾燥した。その時、塗工液に加えるズリ応力を表
７に示す。またこの時のズリ応力は塗工ヘッドのスリッ
ト幅及び押し出し圧力を変更することにより調整し、塗
布量は７ｇ／ｍ2に統一した。また、塗工速度は０．８
ｍ／ｓで行い、基材上に塗工してから、１秒間は乾燥風
を送らない状態で搬送し、塗工液のチクソ性を利用して
増粘・セットさせた。さらに、相対湿度３５％の環境下
で乾燥温度８５℃で２５秒乾燥させた。このようにして
得られた被記録媒体に対して、特性について評価した。
結果を表８に示す。
【００７９】
【表７】
【００８０】
【表８】
【００８１】
【発明の効果】本発明によれば、以下の効果がある。 １）被記録媒体中のアルミナ水和物の結晶化度を上記範
囲にすることにより、インク吸収量が多く、インク吸収
速度が速く、表面硬度の高い被記録媒体を得ることがで
きる。 ２）被記録媒体中のアルミナ水和物微結晶の平行度を上
記範囲にすることにより、印字ドットの真円度及び光沢
が高い被記録媒体を得ることができる。 ３）被記録媒体中のアルミナ水和物の結晶化度及びアル
ミナ水和物微結晶の平行度を上記範囲にすることによ
り、耐光性、耐水性に優れ、滲みの発生の抑えられた良
好な印字物を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の被記録媒体の実施形態を説明する断面
図である。
【図２】本発明の被記録媒体における平行度を説明する
模式図であり、（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ平行度が
「低」、「中位」、「高」の場合であり、（ｄ）はアル
ミナ水和物微結晶の面内方向を説明する図である。
【図３】本発明の被記録媒体のインク吸収機構を説明す
る模式図であり、（ａ）は平行度が低い場合、（ｂ）は
平行度が高い場合を示している。
【符号の説明】
１ 基材 ２ インク受容層 ３ アルミナ水和物粒子の結晶質部分（ベーマイト微結
晶） ４ アルミナ微結晶の（０２０）面 ５ アルミナ微結晶の（１２０）面 ６ アルミナ水和物粒子 ７ インクの浸透したアルミナ水和物微結晶 ８ インク ９ プリンターの印字ヘッド １０ 非晶質部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−281384（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−115984（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−24335（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−32414（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−32037（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−276670（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−67684（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−275378（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−32413（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B41M 5/00

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ベーマイト構造を有するアルミナ水和物
    を含み、多孔質構造のインク受容層を基材上に備えた被
    記録媒体であって、該アルミナ水和物の結晶化度が１５
    〜８０の範囲にあることを特徴とするインクジェット記
    録用被記録媒体。
  2. 【請求項２】 アルミナ水和物の結晶化度が２０〜７０
    の範囲内にある請求項１のインクジェット記録用被記録
    媒体。
  3. 【請求項３】 ベーマイト構造を有するアルミナ水和物
    を含み、多孔質構造のインク受容層を基材上に備えた被
    記録媒体であって、該アルミナ水和物の微結晶とインク
    受容層の面内方向との平行度が１．５以上であることを
    特徴とするインクジェット記録用被記録媒体。
  4. 【請求項４】 平行度が２以上である請求項３のインク
    ジェット記録用被記録媒体。
  5. 【請求項５】 ベーマイト構造を有するアルミナ水和物
    を含み、多孔質構造のインク受容層を基材上に備えた被
    記録媒体であって、該アルミナ水和物の結晶化度が１５
    〜８０の範囲にあり、且つ該アルミナ水和物の微結晶と
    インク受容層の面内方向との平行度が１．５以上である
    ことを特徴とするインクジェット記録用被記録媒体。
  6. 【請求項６】 結晶化度が２０〜７０の範囲内にある請
    求項５のインクジェット記録用被記録媒体。
  7. 【請求項７】 平行度が２以上である請求項５のインク
    ジェット記録用被記録媒体。
  8. 【請求項８】 インクの小滴を微細孔から吐出させて被
    記録媒体に付与して印字を行うインクジェット記録方法
    において、請求項１、３、５のいずれかに記載のインク
    ジェット記録用被記録媒体を用いることを特徴とするイ
    ンクジェット記録方法。
  9. 【請求項９】 インクに熱エネルギーを作用させてイン
    クの小滴を形成する請求項８のインクジェット記録方
    法。
  10. 【請求項１０】 ベーマイト構造を有するアルミナ水和
    物を含み、多孔質構造のインク受容層を備えた被記録媒
    体の製造方法であって、該アルミナ水和物を含む塗工液
    にズリ応力を加えて塗工液を基材に塗工して、該アルミ
    ナ水和物の微結晶とインク受容層の面内方向との平行度
    が１．５以上とすることを特徴とするインクジェット記
    録用被記録媒体の製造方法。
  11. 【請求項１１】 前記ズリ応力が、０．１Ｎ／ｍ2以上
    ２０．０Ｎ／ｍ2以下の範囲にある請求項１０のインク
    ジェット記録用被記録媒体の製造方法。
  12. 【請求項１２】 結晶化度１５〜８０の範囲にあり、ベ
    ーマイト構造を有するアルミナ水和物を含む分散液を基
    材上に塗工し、相対湿度２０〜６０％の条件で乾燥する
    ことによって被記録媒体中のアルミナ水和物の結晶化度
    を１５〜８０の範囲とすることを特徴とするインクジェ
    ット記録用被記録媒体の製造方法。
  13. 【請求項１３】 結晶化度１５未満であり、ベーマイト
    構造を有するアルミナ水和物を含む分散液を基材上に塗
    工し、相対湿度１０〜２０％の条件で乾燥することによ
    って被記録媒体中のアルミナ水和物の結晶化度を１５〜
    ８０の範囲とすることを特徴とするインクジェット記録
    用被記録媒体の製造方法。
  14. 【請求項１４】 結晶化度１５未満であり、ベーマイト
    構造を有するアルミナ水和物を含む分散液を基材上に塗
    工し、乾燥してインク受容層を形成し、次いで、乾燥相
    対混度１０〜２０％の条件で加熱処理することによって
    被記録媒体中のアルミナ水和物の結晶化度を１５〜８０
    の範囲とすることを特徴とするインクジェット記録用被
    記録媒体の製造方法。
JP7223694A 1994-09-16 1995-08-31 被記録媒体、その製造方法、被記録媒体を用いたインクジェット記録方法 Expired - Fee Related JP2883299B2 (ja)

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