JP3342705B2 - 記録シート用塗布液 - Google Patents

記録シート用塗布液

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JP3342705B2
JP3342705B2 JP21444291A JP21444291A JP3342705B2 JP 3342705 B2 JP3342705 B2 JP 3342705B2 JP 21444291 A JP21444291 A JP 21444291A JP 21444291 A JP21444291 A JP 21444291A JP 3342705 B2 JP3342705 B2 JP 3342705B2
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alumina sol
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等 雉子牟田
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、記録シート用塗布液
関する。
【0002】
【従来の技術】近年、各種学会、会議等のプレゼンテー
ション用として、従来のスライドプロジェクターにかわ
り、オーバーヘッドプロジェクター(以下OHPとい
う)が用いられる機会が多くなっている。これらの透明
なシートの印字、印刷は基材であるシートそれ自体に吸
収性が無いため、一般の紙面上に行う印刷に比べ、印刷
の速度や乾燥の面で特別な配慮が必要である。
【0003】例えば、OHPシートは、透明性とインク
吸収性を兼ね備えたものであることが必要である。本発
明者は、特開平2−276670号などにおいて、基材
上に擬ベーマイトの多孔質層を有する記録シートを提案
している。この記録シートでは、擬ベーマイト層がイン
クの吸収層となる。この層は、ベーマイト粒子を含むア
ルミナゾルをポリビニルアルコール等のバインダーとと
もに、基材上に塗布し、乾燥することによって得られ
る。ベーマイト粒子の大きさを適当なものとした場合
は、透明でかつ吸収性の優れた、多孔質層が得られる。
【0004】アルミナゾルは、アルミン酸ナトリウム等
の水溶液に硫酸アルミニウム水溶液等を加えて中和し、
得られた凝集物に酸などを加えて解膠することによって
製造されている。あるいは、アルミニウムのイソプロポ
キシドを加水分解して得られるアルミナ水和物を解膠し
て製造する方法も知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】擬ベーマイト多孔質層
は、インク中の色素について高い吸着性を有し、かつ、
ベーマイト粒子が細かくそろったものを選択すれば透明
性の良好なものが得られる。しかし、アルミナゾルを塗
布乾燥して得られる多孔質層においては、吸収性の高い
ものほど、光の散乱が大きくなるという傾向があった。
本発明は、インク吸収層の透明性とインク吸収性のいず
れもが、特に良好な多孔質層を製造することのできる新
規な記録シート用塗布液を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、(010)面
に垂直な方向の結晶厚さが60〜150Åのベーマイト
1次粒子が凝集してなる2次粒子を含むコロイド溶液で
あって、レーザー法による平均粒子直径が50nm超で
あり、かつ、250nm以下であるアルミナゾル、を含
む記録シート用塗布液を提供する。
【0007】本発明におけるアルミナゾルは、実質的に
1次粒子が凝集してできた2次粒子からなるコロイド溶
液である必要がある。1次粒子が単分散したようなゾル
の場合、基材に塗布して得られる多孔質層が比較的緻密
なものになり、記録シートに必要な吸収性を有さない。
このような凝集状態は、希薄なコロイド溶液をコロジオ
ン膜等に滴下して乾燥させたものを、透過型電子顕微鏡
で観察することにより確認することができる。また、2
次粒子を形成していない1次粒子が、部分的に含まれて
いてもよい。
【0008】1次粒子の(010)面に垂直な方向の結
晶厚さは、60Å以上であることが必要で、この厚さが
60Å未満の場合は、多孔質層に形成される細孔半径が
小さくなり、インク中に含まれる色素を十分吸収できな
くなるので好ましくない。この厚さが、70〜100Å
である場合は、さらに好ましい。150Åを超える場合
は、多孔質層のヘイズが大きくなるおそれがあるので好
ましくない。
【0009】ベーマイトは、斜方晶系に属する結晶で、
層状の結晶構造を有する。層は、(010)面に平行で
ある。1次粒子径は、粉末X線回折分析の(020)面
のピークの回折角度2θと半値幅Bから、シェラーの式
(t=0.9λ/Bcosθ)を使って求めることがで
きる。この式において、λはX線の波長である。
【0010】本発明におけるアルミナゾルは、レーザー
法で測定したときの平均粒子直径が250nm以下であ
ることが必要である。ベーマイト粒子からなるアルミナ
ゾルの場合、ほとんどのベーマイト粒子は凝集して2次
粒子を形成しているので、この平均粒子直径は実質的に
2次粒子の大きさを表す。レーザー法で測定したときの
平均粒子直径が、250nmを超える場合は、基材に塗
布したときの散乱(ヘイズ)が大きくなるので不適当で
ある。この平均粒子直径が小さいほど多孔質層のヘイズ
が小さくなるが、50nm以下の場合は、多孔質層の吸
収性が不十分になるおそれがあるので好ましくない。レ
ーザー法による平均粒子直径が100〜150nmの場
合は、多孔質層のヘイズが少なく、かつ、多孔質層のイ
ンク吸収性も十分あるので好ましい。
【0011】レーザー法による粒子径の測定は、ブラウ
ン運動している液体中の粒子に、He−Neレーザー光
を照射して、レーリー散乱により光が散乱され粒子の運
動によりドップラーシフトするという原理に基づく光散
乱法によるものである。
【0012】本発明においては、アルミナゾルから溶媒
を除去して得たキセロゲルが、平均細孔径が40Å以上
であることが好ましい。平均細孔半径が40Åに満たな
い場合は、インク中の色素のうち分子の大きなものを十
分吸収しないおそれがあるので、好ましくない。より好
ましい平均細孔半径は、50〜70Åである。さらに、
このキセロゲルにおいて、細孔半径が100Å以下の細
孔容積が0.3cc/g以上であることが好ましい。こ
の細孔容積が0.3cc/g未満の場合は、インク吸収
量が不足するおそれがあるので好ましくない。細孔半径
が100Å以下の細孔容積が0.4〜0.8cc/gで
ある場合は、さらに好ましい。なお、本発明における細
孔径分布の測定は、窒素吸脱着法による。
【0013】本発明のように、1次粒子が凝集しやすい
アルミナゾルの場合、アルミナ水和物の凝集物を解膠し
ても、2次粒子の直径が1000nm以上のゾルが得ら
れるに過ぎない。あるいは、解膠剤の選定によっては、
1次粒子が単分散に近い形で分散したゾルは得られる
が、この場合、上述のように多孔質層は緻密なものにな
ってしまう。
【0014】1次粒子が凝集しやすいアルミナゾル2次
粒子に、機械的手段で強い力を与えることにより分散処
理して2次粒子の大きさを小さくすることができる。こ
こで、分散とは、2次粒子を破砕してより細かくする操
作であるが、1次粒子の粒子径については変化をもたら
さない。
【0015】分散処理の方法は、特に限定されることな
く種々の方法が採用される。例えば、ゾルに機械的撹拌
により強い剪断力を与えるタイプの分散機を用いること
ができる。この場合、剪断だけでなく、キャビテーショ
ン等の機構を併用することもできる。特に、超音波振動
子を利用した分散装置は、アルミナゾルに有効で、短い
時間で2次粒子の微細化が可能であるので好ましい。
【0016】分散装置としては、高速に回転するタービ
ンとステーターで構成され、タービンはステーター内部
の放射状バッフルの内周を、精密かつ均等な間隙を保ち
ながら高速に回転し、強力な剪断力、衝撃、乱流の働き
により分散する装置が使用できる。また、コロイド溶液
中に集中的に強力な超音波エネルギーを発生して、特に
キャビテーションによって生じる、衝撃的、瞬間的な高
圧の働きにより分散する装置も使用できる。
【0017】分散処理は、アルミナゾルを上記のような
分散装置に通して行う。アルミナ水和物の凝集物を解膠
する際に、解膠と分散処理を同時に行うこともできる。
【0018】アルミナ水和物の凝集物を製造する方法
は、特に限定されず、無機化合物から合成する方法も有
機アルミニウム化合物から合成する方法のいずれも採用
できる。特に、アルミニウムのアルコキシドを加水分解
する方法は、1次粒子径の大きなベーマイトを得ること
が容易なので好ましい。
【0019】本発明におけるアルミナゾルは、基材上に
塗布して乾燥することにより、擬ベーマイトの多孔質層
を形成することができる。擬ベーマイトは、インク中の
色素吸着性が高く、溶媒の吸収性が高いので、このよう
な多孔質層は、記録シートに好ましく使用することがで
きる。以下、本発明におけるアルミナゾルを用いて記録
シートを製造するのに好ましい方法を説明する。
【0020】基材としては特に限定されず、種々のもの
を使用することができる。具体的には、ポリエチレンテ
レフタレート、ポリエステルジアセテート等のポリエス
テル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ETFE等のフ
ッ素系樹脂など種々のプラスチックあるいは各種ガラス
を好ましく使用することができる。また、アルミナ水和
物層の接着強度を向上させる目的で、コロナ放電処理や
アンダーコート等を行うこともできる。基材に透明なも
のを使用した場合は、OHP用などにも好適に使用でき
る透明な記録シートが得られる。基材が不透明であって
も、色濃度が高く、にじみやかすれのない、きれいな印
刷が可能である。
【0021】アルミナゾルだけでは、擬ベーマイト多孔
質層の機械的強度が不足するおそれがあるので、アルミ
ナゾルにバインダーを混合して基材に塗布するのが好ま
しい。バインダーとしては、でんぷんやその変性物、ポ
リビニルアルコールおよびその変性物、SBRラテック
ス、NBRラテックス、カルボキシメチルセルロース、
ヒドロキシメチルセルロース、ポリビニルピロリドン等
の有機物を用いることができる。
【0022】バインダーの使用量は、擬ベーマイトの5
〜50重量%程度を採用するのが好ましい。バインダー
の使用量が、5重量%未満の場合は、擬ベーマイト層の
強度が不十分になるおそれがあり、逆に50重量%を超
える場合は、色素の吸着性が不十分になるおそれがある
のでそれぞれ好ましくない。
【0023】基材上に塗布する手段は、例えば、ベーマ
イトゾルにバインダーを混合してスラリー状とし、ロー
ルコーター、エアナイフコーター、ブレードコーター、
ロッドコーター、バーコーター、コンマコーターなどを
用いて塗布し、乾燥する方法を採用することができる。
【0024】擬ベーマイト多孔質層の厚さは、用途に応
じて適宜選択されるが、一般には0.5〜50μmを採
用するのが好ましい。多孔質層の厚さが0.5μmに満
たない場合は、色素を十分吸着しないおそれがあり、5
0μmを超える場合は、多孔質の透明性が損なわれたり
層の強度が低下するおそれがあるので、それぞれ好まし
くない
【0025】
【作用】アルミナゾルを基材上に塗布して得られた多孔
質層においては、1次粒子はあまり光の散乱には寄与し
ないものと考えられる。ヘイズは、2次粒子間の空隙の
部分の散乱に大きく影響されるものと推定される。こ
ようにして形成された多孔質層は、インクの吸収性が高
く、かつ、透明性が高い。分散処理を施さず、2次粒子
の直径が大きなアルミナゾルを塗布して得られた多孔質
層に比べると、特にヘイズが少ない点で優れている。
【0026】
【実施例】実施例1 容量2000ccのガラス製反応器(セパラブルフラス
コ、撹拌羽根、温度計付き)に、イオン交換水810g
とイソプロピルアルコール675gを仕込み、マントル
ヒーターにより液温を75℃に加熱した。撹拌しながら
アルミニウムイソプロポキシド306.4gを添加し、
液温を75〜78℃に保持しながら20時間加水分解を
行った。次いで、イソプロピルアルコールを留去しなが
ら95℃まで昇温し、酢酸9gを添加して95℃で40
時間解膠した。さらにこの液を濃縮し、固形分濃度15
%の白色のアルミナゾルを得た。
【0027】このゾルをレーザー法で測定した平均粒子
直径は280nmであった。このゾルの乾燥物は、粉末
X線回折によると、擬ベーマイトであった。窒素吸脱着
法で測定したところ、10〜100Åの半径の細孔容積
は0.75cc/gで、平均細孔半径は65Åであっ
た。ベーマイト粒子の(010)面に垂直な方向の結晶
厚みは80Åであった。
【0028】このゾル10重量部(固形分)、ポリビニ
ルアルコール3重量部(固形分)および水からなる、固
形分約10重量%の塗布液を調製し、ポリエチレンテレ
フタレートフィルム(厚さ100μm)にバーコーター
を用いて、乾燥時の厚さが5μmになるように塗布乾燥
して、記録シートを得た。このシートのヘイズは2.8
であった。
【0029】次に、上述のアルミナゾルを、超音波ホモ
ジナイザー(日本精機社製;US−600T)により2
0分間分散処理した。透明性の良好なアルミナゾルが得
られた。このゾルのレーザー法による、平均粒子直径
は、85nmであった。同様に塗布したところ、ヘイズ
は1.6であった。
【0030】実施例2 実施例1の合成アルミナゾル3リットルを、タービンと
ステーターからなる分散機(特殊機化工業社製;O型)
を用いて、7000rpmで1時間処理したところ、レ
ーザー法による平均粒子直径180nmのアルミナゾル
を得た。同様にポリエチレンテレフタレートフィルム上
に塗布したところ、ヘイズは2.3であった。
【0031】
【発明の効果】本発明におけるアルミナゾルは、基材上
に塗布したときにインクの吸収性に優れた透明な多孔質
層を形成することができる。特にヘイズが低いという特
長を有する。本発明において、アルミナゾルを基材上に
塗布して得られる記録シートは、色素の吸収性定着性
が良好で、かつ、透明性も良好である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−32414(JP,A) 特開 平3−281383(JP,A) 特公 平3−24906(JP,B2) 特公 昭49−44877(JP,B1) 電気化学,1960年,28[7],p. 302−312 小野健雄著,pHスウィング法による アルミナ触媒担体の細孔構造制御,化学 工学テクニカルレポートNo.13 新技 術の工業化法−化学工業の新分野への挑 戦のために−第I集,化学工学協会 産 業部門委員会編 化学工業協会発行, 1987年6月30日,p.159−164 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C01F 7/02 C01F 7/36 B01J 13/00 B41M 5/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(010)面に垂直な方向の結晶厚さが6
    〜150Åのベーマイト1次粒子が凝集してなる2次
    粒子を含むコロイド溶液であって、レーザー法による平
    均粒子直径が50nm超であり、かつ、250nm以下
    であるアルミナゾル、を含む記録シート用塗布液
  2. 【請求項2】前記アルミナゾルが、溶媒を除去してキセ
    ロゲルにしたときの平均細孔半径が40Å以上で、か
    つ、細孔半径が100Å以下の細孔容積が0.3cc/
    g以上である請求項1に記載の記録シート用塗布液
  3. 【請求項3】前記アルミナゾルに、バインダーを混合す
    る、請求項1または2に記載の記録シート用塗布液
JP21444291A 1991-07-31 1991-07-31 記録シート用塗布液 Expired - Lifetime JP3342705B2 (ja)

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電気化学,1960年,28[7],p.302−312

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