JP3980388B2 - 記録材料 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真、インクジェット、熱転写などの記録方法で用いることのできる記録材料であり、中でも水性インク、油性インクのいずれを用いても記録可能な記録材料、特に染料を用いたインクに対するインク吸収性、発色性を損なうことなく、鮮明なプリントを与えることができ、かつ画像部、非画像部のいずれにおいても優れた光沢性を示す記録材料に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
最近、デジタルカメラやデジタルビデオカメラの普及によりコンピュータを利用して、これらから写真や画像を作成し、カラー印刷する方法が盛んになってきている。ところで、この際用いられる印刷手段としては、カラー電子写真複写方式や感熱記録方式などのほか、印刷コストが比較的低廉で、しかも鮮明な画像が得られるインクジェット方式による印刷が注目を浴びつつある。
【0003】
そして、このインクジェット方式による印刷には、一般に基材シート上に無機又は有機微粒子とバインダーを含むインク受容層を設けたインクジェット用記録材料が用いられるが、このインクジェット用記録材料については、撮影した映像を従来の写真に匹敵する品質のものとするために、特に光沢性の優れたインク受容層を設けることが要望されている。
【0004】
ところで、基材シート上に無機又は有機微粒子及びバインダーを含む多孔質インク受容層を設けてなるインクジェット用記録材料としては、これまでに、基材シート上にγ型結晶形態の酸化アルミニウム微粒子と部分けん化ポリビニルアルコールを含有するインク受容層を設けたインクジェット用記録材料(特開平10−129112号公報)、基材シート上に微粒子シリカとポリビニルアルコール又はその誘導体からなる記録層をもつ記録材料(特開平10−203006号公報)、基材シート上に、平均一次粒子径0.02μm以下、BET比表面積100m2/g以上の酸化マグネシウムを含む記録層を設け、その上に樹脂を含有する光沢層を設けたインクジェット記録用紙(特開平11−34480号公報)、水中で正に帯電し、その粒径が大きくとも1μmの無機粉体と、ポリビニルアセタール、ポリビニルアルコール又はアルコール可溶なポリアミドの中から選ばれた少なくとも1種の樹脂を含むインク定着層をもつ記録材料(特開平11−91236号公報)、粒径が大きくとも1μmのアルミナとポリビニルアセタール、ポリビニルアルコール及びアルコール可溶なポリアミドの中から選ばれた少なくとも1種の樹脂を含む記録材料(特開平11−91242号公報)、基材シート上にアルミニウム粒子の一次粒子凝集体及びバインダーからなるインク受容層を設けた記録材料(WO 01/25534公報)などが提案されている。
【0005】
これらはいずれも、インクジェットにより記録したときに、インク吸収性、色の発色性、インク定着性、耐水性、印字性、光沢性などの印刷特性を向上させることを目的として提案されたものであり、相応の効果を奏することが認められているが、染料インクを用いた場合、このインクが受容層の表面近傍を通過して基材面近くまで入り込むため、インクの発色性が低下し、色が帯白色になり、鮮明なパターンを形成しにくいという欠点があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来のインクジェット用記録材料がもつ欠点、すなわち染料インクでパターンを形成したときにインクが必要以上にインク受容層中に入り込むためにパターンの鮮明性が低下するという欠点を克服し、かつ画像部及び非画像部においても光沢を有する記録材料を提供することを目的としてなされたものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、無機微粒子とバインダーからなる多孔質記録層をもつ記録材料について種々研究を重ねた結果、無機微粒子としてθ‐アルミナとδ‐アルミナとの混合物を用い、かつ多孔質記録層中の細孔の孔径とその占有体積とを特定の範囲に制御することにより、染料インクを用いてパターンを形成しても光沢のある鮮明なパターンを得ることができることを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。
【0008】
すなわち、本発明は、基材シート上に、無機微粒子100質量部当りバインダー8〜15質量部を含む多孔質記録層を設けてなる記録材料であって、該無機微粒子がθ‐アルミナ100質量部とδ‐アルミナ10〜50質量部との混合物であり、該多孔質記録層中の孔径10〜50nmをもつ細孔の合計占有体積が0.3〜0.4ml/gの範囲にあり、かつこの細孔の合計占有体積の全細孔の合計占有体積に対する割合が90%以上であることを特徴とする記録材料を提供するものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の記録材料においては、多孔質記録層における細孔の孔径とその占有体積とを所定の条件、すなわち細孔中の孔径10〜50nmをもつものの合計占有体積を0.3〜0.4ml/gの範囲にすること及び多孔質記録層中の全細孔の占有体積の合計Yに対する孔径10〜50nmの細孔の合計占有体積Xの比X/Yが百分率で90%以上になるように調整することが必要である。この比X/Yが90%未満では、得られるパターンの鮮明度が低くなる上に、高い光沢性が得られない。この比を92〜97%、特に93〜95%の範囲にすることにより、染料インクを用いた場合、必要以上に多孔質記録層中に入り込むことがなく、鮮明で光沢のあるパターンが得られる。
【0010】
本発明において、この多孔質記録層の形成には、記録材料の製造に際して、従来から行われている多孔質記録層の形成方法、例えば微粒子と成膜性のある樹脂との混合液を基材上に塗布し樹脂層を形成後、微粒子を取り除き細孔を形成する方法、バインダーと微粒子とからなる塗布液を基材上に塗布し微粒子間に空隙を形成する方法、樹脂溶液を塗布した後、相分離法、又は相転換法により多孔質膜を形成する方法などの中から任意に選んで行うことができ、特に制限はない。
【0011】
その中でも生産性の点でバインダーと微粒子とを用い、微粒子間に空隙を形成する方法が有利である。この際用いる微粒子としてはθ‐アルミナδ‐アルミナとの混合物が用いられる。
【0012】
前記のθ‐アルミナは、染料インクの定着性や成膜性を向上するが、特に分散性がよく、画像部及び非画像部の光沢性に優れた記録層を与えるので、気相法により製造したθ‐アルミナが好ましい。
【0013】
さらに、本発明においては高い光沢性を維持できるという点で前記θ‐アルミナに加えδ‐アルミナ、特に気相法により製造されたδ‐アルミナを用いることが必要である。この際のθ‐アルミナとδ‐アルミナとの配合割合はθ‐アルミナ100質量部当り、δ‐アルミナ10〜50質量部の範囲内で選ばれる。この範囲よりδ‐アルミナが多いと分散性が低下する上に、塗膜表面にひび割れが起こりやすくなり、外観が劣化し、光沢性も低下する。好ましいδ‐アルミナの配合割合は25〜35質量部である。
【0014】
前記のθ‐アルミナ又はδ‐アルミナを気相法により製造するには、例えば気化した塩化アルミニウムを高温下、酸水素塩で加水分解すればよい。このようにして得たθ‐アルミナについては、平均二次粒子径が0.05〜0.30μmの範囲のものが好ましい。この範囲より大きくなると記録層表面の光沢性が低下する原因となるし、この範囲より小さくなると、微粒子の分散安定性が保てず、塗布液を調製した場合、ゲル化の原因となる。好ましい平均二次粒子径は0.05〜0.20μmの範囲であり、このような平均二次粒子径を得るためには、平均一次粒子径が5〜50nmの範囲のものを選ぶのが好ましい。
【0015】
また、このθ‐アルミナは、BET比表面積70m2/g以下のものが好ましい。これまで、液相法で得られたθ‐アルミナ粉末として、80〜150m2/gの微粒子を用いたものが知られているが、このようなθ‐アルミナ粉末は十分な光沢性をもつパターンを与えることができない。光沢性の面からみれば特にBET比表面積は70〜30m2/gの範囲のものが好ましい。
【0016】
また、前記θ‐アルミナとともに用いられるδ‐アルミナは、平均二次粒子径が0.05〜0.20μmの範囲が好ましく、この範囲を逸脱すると、光沢性が低下する。
そしてδ‐アルミナのBET比表面積は80〜150m2/gの範囲が好ましい。
【0017】
また多孔質記録層を形成するためのバインダーとしては、水溶性樹脂、例えばポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリアミド、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリ酢酸ビニル、水溶性ポリエステル及びポリエチレンオキシド、及びデンプン、カゼイン、ゼラチン、多糖類の天然高分子などや、親水性樹脂、例えばアクリルアミド共重合体、メラミン樹脂、ポリエーテルポリオール又はその架橋物などが挙げられる。中でも併用する微粒子、各種添加剤との相容性の点でポリビニルアルコールが好ましく、特に塗工液の安定性や成膜性を考慮すると特に重合度1700〜4000、けん化度80%以上のポリビニルアルコールが好ましい。
【0018】
前記無機微粒子とバインダーとの配合割合は、θ‐アルミナ及びδ‐アルミナとの合計量100質量部に対し、バインダー8〜15質量部の範囲である。
【0019】
さらに、前記バインダーを架橋剤により架橋することで、記録層表面の耐水性や耐湿性を向上させることができる。架橋剤としては、前記バインダーの種類に応じ適宜選択すればよいが、通常、尿素樹脂、グリオキザール、ジメチロールグリオキザールモノウレイン、炭酸アンモニウムジルコニウム、グリセロールポリグリシジルエーテル、メラミン樹脂、ホウ酸などが用いられる。特にバインダーとしてポリビニルアルコールを用いた場合には、尿素樹脂、グリオキザール、メラミン樹脂を用いると、相容性が良好で塗布液のゲル化の心配もなく、塗膜の耐水性や耐湿性を向上することができるので好ましい。この架橋剤の配合割合は、インク受容性やインク吸収力を考慮し、適宜選択されるが、通常バインダーに対し、0.01〜10質量%の範囲である。
【0020】
本発明の記録材料に用いられる基材シートとしては、従来の記録材料の基材シートとして慣用されているもの、例えば紙、合成紙、プラスチックフィルム及びこれらを組み合わせたものを用いることができる。前記プラスチックフィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル系樹脂、ジアセテート系樹脂、トリアセテート系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニルデン系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂及びポリ乳酸のような生分解性プラスチックなどの中から任意に選択することができる。
基材の厚さは、通常25〜250μmの範囲で選択されるが、プリンターでの搬送面から50〜150μmの範囲のものを用いるのが有利である。
【0021】
前記基材シートは、その片面又は両面に基材シートと記録層との密着性を向上させるため、所望により表面処理を行うことができる。この時の表面処理としては、例えば(1)コロナ放電処理やグロー放電処理などの放電処理、(2)プラズマ処理、(3)火炎処理、(4)オゾン処理、(5)紫外線処理や電子線、放射線処理などの電離活性線処理、(6)サンドマット処理やヘアライン処理などの粗面化処理、(7)化学薬品処理、(8)アンカー層形成などがある。
【0022】
前記アンカー層としては、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステルポリウレタン樹脂などが用いられる。このアンカー層の厚さは、通常0.5〜1.5μmの範囲である。さらに、基材シートと多孔質記録層との密着性を向上させる目的で、基材シートにあらかじめ易接着処理を施してもよい。
【0023】
本発明の記録材料において、基材シート上に記録層を形成するには、前記した成分を適当な溶剤に溶解又は分散させて固形分濃度を20〜50質量%程度の記録層形成塗工液を調製し、前記記録層形成塗工液を基材シート又は所望により設けられた表面処理面に、常法に従って、塗布、乾燥させ、厚さが20〜40μmの範囲の記録層を形成させる。この範囲より層の厚さが厚いと必要以上に染料インクが記録層中に入り込んでしまうため鮮明なパターンが得られなくなるし、この範囲より薄いとインクを吸収しきれないためインクが流れ出したり、インクが乾燥しないため他のインクと混ざるなどして鮮明なパターンが得られなくなる。好ましい記録層の厚さは25〜35μmの範囲である。
【0024】
記録層形成塗工液には、従来慣用されている各種添加剤、例えば界面活性剤、潤滑剤、安定剤、粘度調整剤などを添加することができる。
さらには、インク定着性を改善するためにCa2+、Mg2+、Cu2+、Ni2+、Zn2+、Ba2+などの二価金属イオンやAl3+、Fe3+、Cr3+などの三価金属イオンのような多価金属イオンやNa+などの金属イオンを記録層中に含有させたり、カチオン性有機化合物、例えばポリビニルアミン、ポリアリルアミン、ポリジアリルアミン、ポリジメチルアミノエチルメタアクリレート、及びその塩などのビニル系カチオン化合物のホモポリマーあるいは上記の官能基を有するビニルモノマーを他のビニル化合物と一部共重合させたカチオン変性ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミドなど、あるいはジメチルジアリルアンモニウムクロリドなどを記録層中に含有させることもできる。
【0025】
本発明において、記録層中には、他の微粒子をθ‐アルミナ粉末δ‐アルミナ粉末との混合物に組み合わせて用いることができる。この時に用いられる微粒子としては、平均二次粒子径0.03〜0.3μmの範囲の無機又は有機微粒子であり、このようなものとしては、例えば気相法又は液相法により製造されるα又はγ‐アルミナやシリカ、チタニア、酸化亜鉛、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウムなどの無機微粒子、ポリスチレン、ポリアクリル酸エステル類、ポリメタクリル酸エチル類、尿素樹脂、メラミン樹脂などの有機微粒子などが挙げられる。中でも気相法により製造されるγ‐アルミナ粉末であって、高い光沢性を有する点で平均二次粒子径が0.05〜0.20μmのものが好ましい。また所望により用いられるδ‐アルミナ粉末とともに用いられる微粒子の配合割合の合計は、記録層中に10〜50質量%の範囲にする必要がある。
【0026】
本発明の記録材料の多孔質記録層は、その表面がJIS Z8741に依拠して測定した60度鏡面光沢度が50%以上であり、画像部、非画像部のいずれにおいても優れた光沢性を示すという特徴を有している。
【0027】
【実施例】
次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
なお、記録材料の物性は、以下に示す方法に従って測定した。
【0028】
(1)光沢度;
JIS Z8741に従い日本電色工業社製光沢度計PG−1Mを用いて、記録層の画像部と非画像部の60度鏡面光沢度を測定した。
(2)画像鮮明性;
EPSON社製インクジェットプリンター(PM−750C)で写真画像を出力し、画像の鮮明性を目視により以下の基準で評価した。
○:くすみがなく、画像が鮮明に見えるもの
×:インクが沈み、画像がくすんでみえるもの
(3)インク吸収性
EPSON社製インクジェットプリンター(PM−750C)で画像を出力し、混色ベタ部のインク吸収性を目視により以下の基準で評価した。
○:にじみ、はじき、ムラのないもの
×:にじみ、はじき、ムラのいずれかが認められるもの
【0029】
実施例1
ポリビニルアルコール(重合度3500、けん化度88%)2.3質量部、気相法θ‐アルミナ粉末(平均一次粒子径20nm、平均二次粒子径0.16μm、BET比表面積50m2/g)16質量部、気相法δ‐アルミナ粉末(「アルミニウムオキシドC」、日本アエロジル社製、BET比表面積100m2/g)7質量部、酢酸0.4質量部、水76.6質量部を混合して記録層形成塗工液を調製した。
厚さ100μmのあらかじめ易接着処理された白色ポリエチレンテレフタレートフィルムの片面に、前記塗工液を塗布し、加熱乾燥して、厚さ30μmの記録層を形成させた。この記録層の半径10〜50nmの全細孔体積(X)は0.38ml/g、記録層全体の細孔体積(Y)は0.40ml/g、X/Yの百分率は95%であった。このものの物性を表1に示す。
【0030】
比較例1
実施例1において、ポリビニルアルコールを6質量部、気相法θ‐アルミナ粉末を9質量部、気相法δ‐アルミナ粉末を9質量部、及び水85.6質量部に代えた以外は、実施例1と同様にして記録層を形成した。この記録層中の半径10〜50nmの細孔の全細孔体積は、0.25ml/gであった。このものの物性を表1に示す。
【0031】
比較例2
実施例1において、ポリビニルアルコールを2.0質量部、気相法θ‐アルミナ粉末を20質量部、気相法δ‐アルミナ粉末を8質量部、及び水69.6質量部に変えた以外は、実施例1と同様にして記録層を形成した。この記録層の半径10〜50nmの全細孔体積は、0.56ml/gとなった。このものの物性を表1に示す。
【0032】
比較例3
比較例1において、θ‐アルミナ、δ‐アルミナを非晶質シリカ(サイリシア450、富士シリシア化学社製、BET比表面積300m2/gに代えた以外は、比較例1と同様にして記録層を形成した。この記録層におけるX/Yは90%未満であった。このものの物性を表1に示す。
【0033】
【表1】
Figure 0003980388
【0034】
【発明の効果】
本発明の記録材料は、電子写真、インクジェット、熱転写などで用いられるトナーや各種インク、特に染料を用いたインクのインク吸収性、色の発色性を損なうことなく、鮮明なプリントを与えることができ、しかも画像部、非画像部とも光沢性有するものである。

Claims (1)

  1. 基材シート上に、無機微粒子100質量部当りバインダー8〜15質量部を含む多孔質記録層を設けてなる記録材料であって、該無機微粒子がθ‐アルミナ100質量部とδ‐アルミナ10〜50質量部との混合物であり、該多孔質記録層中の孔径10〜50nmをもつ細孔の合計占有体積が0.3〜0.4ml/gの範囲にあり、かつこの細孔の合計占有体積の全細孔の合計占有体積に対する割合が90%以上であることを特徴とする記録材料。
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