JP4045847B2 - インクジェット用記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェットプリンターによって画像や文字などの情報を記録する場合に、美観が良好で滲みやコックリングの発生もなく、特には記録部の色域再現範囲の広い、印刷校正用途としても好適であるインクジェット用記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピュータ出力用に各種方式のプリンターが普及している。なかでもインクジェットプリンターは、静粛性、コスト、簡便性、画像品質が優れ、特にフルカラー画像を高品位で再現でき、他方式にはない優れた性能を有し、さらなる普及が期待できる。特に近年では、インク滴の制御と濃淡インクの開発、および記録媒体の性能向上に伴い、銀塩写真並の画像を得られるまでに技術が進歩している。
【０００３】
このような技術の発展に伴い、オフセット印刷やグラビア印刷の印刷校正用としても、インクジェットプリンターを用いることが多くなってきている。インクジェットプリンターによる印刷校正によって、リモートプルーフシステムが実現可能となり、従って迅速な校正が可能となる。
【０００４】
上記インクジェット記録方式においては、インクとしては染料が溶解された水性インクを使用し、記録媒体としては支持体上にインク受容層の形成された記録媒体を用いるのが一般的である。
【０００５】
ここで、記録媒体の一般的な技術例を挙げるなら、多孔質シリカをポリビニルアルコールに分散させカチオン成分を添加したものをインク受容層として設けた記録媒体によって、物理的な作用によりインクをシリカ細孔に吸収させ、かつカチオン成分を添加することによりにより染料を化学的に定着させる方法、もしくはアルミナゾルを用いて、物理的にインクを吸収させながらアルミナにより染料を化学的に定着させる方法、もしくは、カチオン性樹脂を用いて、膨潤によりインクを物理的に吸収させながらカチオン部により染料を化学的に定着させる方法等がある。
【０００６】
しかしながら、このような一般的な記録媒体においては、銀塩写真をターゲットとして、画質、光沢感、乾燥性、耐水性の向上を目的として開発されたものが多い。その為、これらの特性については満足の出来るものが多いが、色域再現範囲はオフセット印刷やグラビア印刷の色域再現範囲を満たすことができず、印刷校正用途としては実用的ではなかった。
【０００７】
例えば、物理的な作用によりインクを細孔に吸収させるようなインクジェット用記録媒体の場合、インクの吸収性には優れるものの、染料は受容層の内部にて発色するために、染料が持つ本来の色相が得られず、色再現範囲は狭くなる。
例として、特開平１１−３４８４０９号公報、特開２０００−９４８３０号公報、特開２０００−２１１２３４号公報、特開２０００−３０９１５７号公報、特開２００１−９６９１１号公報等で提案されている微粒子にて細孔を形成したインクジェット用記録媒体においては、インク吸収性、画像品位には優れているものの、色域再現範囲はオフセット印刷やグラビア印刷の印刷における色域再現範囲を満たさず、校正用途としては不十分であった。
【０００８】
また、膨潤によりインクを吸収させるようなインクジェット用記録媒体の場合、透明な樹脂を用いることにより染料が持つ本来の色相に近いものが得られ、色域再現範囲は広くなるが、膨潤しながらインクを吸収させるためにインク吸収速度は遅く、近年の高速のインクジェットプリンターでは高画質を得ることは出来なかった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、従来の技術では、銀塩写真に類似した風合いや印画物を得るには好適であるが、色域再現範囲に関してはオフセット印刷やグラビア印刷の持つ色域再現範囲に対して不足していた。
一般にオフセット印刷やグラビア印刷では、専用の印刷用紙の上に画像情報に基づいてインキをのせ、乾燥や硬化させることにより画像情報を記録する。その際、印刷インクの一部は用紙内部に浸透するが、その大部分は用紙の表面に留まるのが普通であり、従って、発色成分である顔料の大部分も表面に留まることになり、顔料が持つ本来の色相が十分発現される。
一方、インクジェットによる印刷においては、インクジェットのインクは、基本的にインク受容層と呼ばれる塗布層の内部に浸透し、従って発色成分である染料もインク受容層の内部に浸透し定着され発色する。そのため、インク受容層の膜の透明性、屈折率等の他、さらにはインク中の染料以外の成分、すなわち残溶媒や残添加剤にも発色が影響され、染料本来が持つ色相が十分発現されない場合が多い。
そのため、オフセット印刷やグラビア印刷の色校正等にインクジェットプリンターを用いる場合、従来のインクジェット用記録媒体では、画質や文字の滲み等が優れていても、色再現範囲がオフセット印刷やグラビア印刷の色再現によりも狭く、実用上十分ではなかった。
【００１０】
本発明は、このような従来の技術が持つ問題点に鑑みてなされたものであって、すなわち、インクジェットプリンターによって画像や文字などの情報を記録する場合に、美観が良好で滲みやコックリングの発生もなく、特には記録部の色域再現範囲の広い、印刷校正用途としても好適であるインクジェット用記録媒体に関するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、請求項１に示す発明は、非コーテッド紙からなる支持体上の少なくとも片面に、中間層と染料定着層を有するインク受容層が設けられているインクジェット用記録媒体において、前記中間層には少なくともシラノール変性されたポリビニルアルコール類と充填剤とが用いてあり、前記染料定着層には少なくとも平均粒子径が０．４μｍ以下のカチオン性乾式シリカと結着剤とが用いてあり、前記中間層の充填剤が平均粒子径が２〜５μｍの湿式シリカであり、前記非コーテッド紙の透気度が３００秒以下／１００ＣＣであることを特徴とするインクジェット用記録媒体である。
【００１２】
これによると、インクジェットプリンターにて文字や画像情報の記録をした場合、得られる画質が優れており、かつ、記録部のコックリングや波打ちもなく、特には色域再現範囲の広く、オフセット印刷やグラビア印刷の印刷校正用途としても使用可能なインクジェット用記録媒体を得ることが出来る。
【００１３】
これは染料定着層に平均粒子径が０．４μm以下カチオン変性の乾式シリカと結着剤を用いるとそのカチオン成分によって染料の定着性が向上し染着層の上部にて多くの染料が定着される。また充填剤の中では乾式シリカは比較的比表面積大きいため発色性が良好である。更に平均粒子径が０．４μｍ以下とすることで光の可視域波長以下となるため染料定着層の透明性が増し更に発色性が良好となり広い色域再現範囲が達成されると共に受容層表面が平滑化され印刷校正用紙に近い適度な表面光沢を有する記録媒体を得ることができる。また中間層をまたシラノール変性されたポリビニルアルコール類と充填剤とが用いることで、シラノール基によって弱架橋された多孔質層が適度な吸収能力となり中間層へインク中の染料以外の溶媒や添加剤等が吸収され、染料定着層中の染料分子が単独で存在しやすくなり、広い色域再現範囲が達成されると考えられる。同様に、支持体に非コーティッド紙を用いることでコーティッド紙よりも適度に溶媒や添加剤等が浸透し、染料定着層中の染料分子が単独で存在しやすくなることにより広い色域再現範囲が達成されると考えられる。
【００１４】
さらに上記中間層の充填剤を平均粒子径が２〜５μｍの湿式シリカにすることで、記録媒体の平滑性を保ちながらインク中の染料以外の溶媒や添加剤等がより効果的に中間層へ吸収され広い色域再現が達成される。
【００１５】
また、支持体を透気度が３００秒以下／１００ＣＣの非コーテッド紙とすることでも記録媒体の平滑性を保ちながらインク中の染料以外の溶媒や添加剤等がより効果的に中間層へ吸収され広い色域再現が達成される。
【００１６】
更には上記インク受容層において、染料定着層のカチオン性乾式シリカを結着剤１０重量部に対して４０〜１２０重量部とすることで染料定着層はインク受容層上からインクを素早く染料定着層内部に吸収するのに十分な空隙を得ることができ、滲みやビーディングといった画像不良や乾燥不良が低減できる。また中間層の充填剤がシラノール変性されたポリビニルアルコール類１０重量部に対して２０〜５０重量部とすることでインク中の染料以外の溶媒や添加剤等がより効果的に中間層へ吸収されより広い色域再現範囲を持つインクジェット受像紙が得られる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明のインクジェット用記録媒体について詳細に説明する。
本発明によるインクジェット用記録媒体は、オフセット印刷やグラビア印刷の印刷校正用途としても十分実用的な広い色域再現範囲を有するインクジェット用記録媒体である。
【００１８】
本発明で述べるインク受容層とは、インクジェットプリンターから吐出されるインクを十分に吸収することのできる層であり、少なくとも中間層、染料定着層の２層以上から構成される。染料定着層は主にインク中の染料を定着させることのできる層であり、中間層は主にインク中の溶媒、添加剤等を吸収することのできる層である。また、支持体とは、少なくとも片面にインク受容層を形成させることのできる基材である。
【００１９】
本発明で述べるシラノール変性されたポリビニルアルコール類とは、シラノール基を有するポリビニルアルコール類であり、ケン化度、重合度は特に規定しないが、膜の強度を上げる為には１０００以上の重合度のものを用いると良い。
さらに、本発明における充填剤とは、一般的に使用される充填剤であり、シリカ、カオリン、クレー、炭酸カルシウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等があげられる。中でもゲル法または沈殿法で作製された湿式シリカを用いた場合、吸油量が高く、インク吸収性に優れるために好ましく、更に平均粒子径が２〜５μｍの湿式シリカを用いることで受容層の平滑性とインク吸収性に優れた中間層を得ることが出来る。この場合、平均粒子径が２μｍより小さいと中間層にインクを吸収するために十分な空隙を作ることができず、５μｍより大きいと受容層の平滑性が悪くマット調になるばかりでなく印画されたインクのドットが乱れ画質が低下してしまう。
【００２０】
本発明で述べる乾式シリカとは、気相法シリカともよばれ、一般的には四塩化ケイ素を水素と酸素と共に燃焼させ作製されるシリカであり、特徴としては、粒子が非常に微細であることがあげられる。特に本発明で用いる乾式シリカはインク受容層の表面光沢とインク発色性を良好とするため、染料定着層の表面平滑性と透明性がより得られる０．４μｍ以下の平均粒子径を使用する。ここでいう乾式シリカの平均粒子径とは２次粒子径のことであり、一般に乾式シリカはより細かい１次粒子では存在できずその凝集体である２次粒子で存在するため実際は２次粒子径は０．１μｍ〜０．４μｍの範囲のもが使用できる。またカチオン性シリカとは、乾式シリカの表面をカチオン性化合物によりカチオン化させたものであり、通常、未処理の乾式シリカは表面がアニオン性であるが、十分カチオン化させ、表面を完全にカチオン性とさせる。
【００２１】
カチオン性化合物としては、有機化合物、無機化合物を問わない。さらに電気的にプラスの電荷を持つ化合物だけではなく、水に分散された状態で電解によりカチオン性を示すような官能基を有する化合物でも良い。
【００２２】
例えば四級アンモニウム塩を有する有機化合物やポリマーにて表面処理を行い乾式シリカの表面をカチオン化させる方法、あるいはアミンを有する有機化合物やポリマーにて乾式シリカの表面処理を行い、その後ハロゲン化アルキルやルイス酸等で処理を行いアミン塩としてカチオン化させる方法、あるいはアルミナ、チタン、マグネシウムの無機化合物あるいはその酸化物によって乾式シリカの表面処理を行いカチオン化させる方法、アミノ基を有する有機化合物やポリマーにて乾式シリカの表面処理を行い、水中に分散させてアミノ基を電解させることにより表面をカチオン化させる方法等がある。尚、電解により表面をカチオン化させる方法においては、乾式シリカのコロイド分散液のｐＨを十分に等電点のｐＨ以下とすることが必要である。
【００２３】
また、本発明の染料定着層の結着剤は任意のものが用いられるが、一般的にはポリビニルアルコール類、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エステル樹脂を溶媒に溶解させて用いるか、或いは自己乳化もしくは乳化剤によりエマルジョン化させて用いる。その際、カチオン性乾式シリカを凝集させることのないような結着剤の選定が重要である。中でもポリビニルアルコール類を用いる場合、高画質で広い色域再現範囲を持つインクジェット用記録媒体を安価に製造できるだけではなく、カチオン性乾式シリカの分散安定性が良く、塗工安定性に優れた染料定着層の塗工液を得ることが出来る。さらにこの安定性を高める為に染料定着層の塗工液のｐＨを６．０以下に調整することが好ましく、さらにはｐＨ５．０以下であるとより好ましい。
【００２４】
本発明で述べる非コーティッド紙については紙の表面がコート処理されていない紙であり、一般の上質紙、中質紙などが用いられる。その中でよりインク中の溶媒や添加剤を染料定着層から中間層へ効果的に浸透させるために透気度が３００秒以下／１００ＣＣのものが好ましく用いられる。染料定着層上にインクが印画された場合、透気度が３００秒より大きいと中間層および染料定着層の内の空隙中の気体は支持体である紙側に移動しにくく、またインクとも置換しにくくなり、インクが深さ方向に素早く浸透できなくなる。この為、画像の滲みやビーディングが発生しやすくなるばかりでなく、染料定着層中のインクから不揮発性の溶媒や添加剤が分離されずに染料定着層に残り色域を狭くすることとなる。また、サイズ度、白色度は特に限定されないが、サイズ剤を内添させ、ステキヒトサイズ度がおおよそ１５秒以上であるものを用いるとインク受容層の塗布工程がより容易となるために好ましいが、ステキヒトサイズ度が高すぎると吸収性が低下し、滲みや色域再現範囲の低下となるので、バランスを考慮し適当なものを選択する。
【００２５】
中間層におけるシラノール変性されたポリビニルアルコール類と充填剤との混合割合は好ましくはシラノール変性されたポリビニルアルコール類１０重量部に対して充填剤が２０〜５０重量部である。ポリビニルアルコール類の割合が多くなると空隙が形成されずインクの吸収性が悪くなり、結果としてインク受像層の乾燥性が悪くなり、また、充填剤の割合が多くなると塗膜の強度が落ち、結果としてインク受容層の表面強度が低下する。
【００２６】
染料定着層におけるカチオン性乾式シリカと結着剤との混合割合は好ましくは結着剤１０重量部に対して染料定着層のカチオン性乾式シリカが４０〜１２０重量部である。カチオン性乾式シリカの割合が多くなると、塗膜の強度が低下し粉落ち等の問題が発生する他、膜面のひび割れが目立ち美観が損なわれるようになる。また結着剤の割合が多くなると吸収性が低下し滲みの発生が多くなり更には色域再現範囲が狭くなる。
【００２７】
中間層の塗布量は、通常、１０〜４０ｇ／ｍ2程度、好ましくは１５〜３０ｇ／ｍ2程度である。厚みが薄すぎるとインク吸収性が低下し、インク受容層の表面で滲みが発生する、乾燥性が遅くなる、コックリングが発生する等の悪影響を与えるため好ましくない。また、厚みが厚すぎると、コスト高になり、カールやひび割れ、粉落ちが発生したりするために好ましくない。
【００２８】
染料定着層の塗布量は、通常、３ｇ〜２０ｇ／ｍ2程度、好ましくは５ｇ〜１５ｇ／ｍ2程度である。厚みが薄すぎると染料定着能力が不足し、滲みの発生がみられたり色域再現範囲が狭くなったりし、逆に厚みが厚すぎると、コスト高になり、カールやひび割れ、粉落ちがが発生するために好ましくない。
【００２９】
支持体は、インクジェットプリンターへの良好な搬送性の為に、通常、８０〜２００ｇ／ｍ2程度のものを用いるのが好ましい。
【００３０】
本発明においては、インク受容層には必要に応じて、架橋剤、染料固着剤、傾向増白剤、界面活性剤、消泡剤、ＰＨ調整剤、防腐剤、紫外線吸収剤、分散剤等の添加剤を、本発明の目的を防げない範囲で、従来公知のものから任意に選択し含有させても良い。
【００３１】
また、インク受容層は支持体の片面、或いは両面に設けることが出来るが、片面に設ける場合、カール防止やプリンターへの搬送性向上の為に、必要に応じてインク受容層の反対面に背面層を設けることができる。
【００３２】
本発明のインクジェット記録媒体を作成するに当たっては、樹脂と充填剤および添加剤を、分散機等を用いて分散、混合、または溶解する従来公知の方法を用いれば良い。
【００３３】
また、塗工に際しても、公知の方法、例えばロールコーター法、フレードコーター法、エアナイフコーター法、ゲートロールコーター法、サイズプレスコーター法等により支持体表面に塗布する。その後、熱風乾燥炉、熱ドラム等を用いて乾燥を行い、本発明のインクジェット記録媒体を得る。
【００３４】
＜作用＞
以上説明したように、本発明のインクジェット記録媒体によれば、インクジェットプリンターによって画像や文字などの情報を記録する場合に、美観が良好で滲みやコックリングの発生もなく印刷用紙に近い風合いを持ち、特に記録部の色域再現範囲の広い、印刷校正用途として好適であるインクジェット用記録媒体を得ることができる。
【００３５】
【実施例】
以下、実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明する。
＜支持体＞
支持体に用いた用紙は以下に示したものを用いた。
支持体Ａ
上質紙Ａ（五條製紙社製） １２７．９ｇ／ｍ2
（透気度２００秒／１００ＣＣ）
支持体Ｂ
上質紙Ｂ（五條製紙社製） １２７．９ｇ／ｍ2
（透気度４００秒／１００ＣＣ）
支持体Ｃ
コート紙 ＯＫトップコートＮ（王子製紙社製） １２７．９ｇ／ｍ2
（透気度１０００秒以上／１００ＣＣ）
【００３６】
＜中間層＞
中間層に用いたインキは以下に示す組成にて調液を行った。
中間層Ａ
湿式シリカ Ｘ−３７Ｂ（トクヤマ社製） １０重量部
（平均粒子径３．７μｍ）
シアノール変性ポリビニルアルコール Ｒ−１１３０（クラレ社製）４重量部
水 ８６重量部
中間層Ｂ
湿式シリカ Ｘ−３７Ｂ（トクヤマ社製） １０重量部
ポリビニルアルコール ＰＶＡ−１１７（クラレ社製） ４重量部
水 ８６重量部
中間層Ｃ
炭酸カルシウム μ−ＰＯＷＤＥＲ ３Ｎ（備北粉化工業社製） １０重量部
（平均粒子径３μｍ）
シアノール変性ポリビニルアルコール Ｒ−１１３０（クラレ社製）４重量部
水 ８６重量部
中間層Ｄ
湿式シリカ Ｔ−３２（トクヤマ社製） １０重量部
（平均粒子径１．６μｍ）
シアノール変性ポリビニルアルコール Ｒ−１１３０（クラレ社製）４重量部
水 ８６重量部
中間層Ｅ
湿式シリカ Ｘ−６０（トクヤマ社製） １０重量部
（平均粒子径６μｍ）
シアノール変性ポリビニルアルコール Ｒ−１１３０（クラレ社製）４重量部
水 ８６重量部
中間層Ｆ
湿式シリカ Ｘ−３７Ｂ（トクヤマ社製） １２重量部
シアノール変性ポリビニルアルコール Ｒ−１１３０（クラレ社製）２重量部
水 ８６重量部
中間層Ｇ
湿式シリカ Ｘ−３７Ｂ（トクヤマ社製） ９重量部
シアノール変性ポリビニルアルコール Ｒ−１１３０（クラレ社製）５重量部
水 ８６重量部
【００３７】
＜染料定着層＞
染料定着層に用いたインキは以下に示す組成にて調液を行った。
染料定着層Ａ
カチオン性乾式シリカＡ（平均粒子径 ０．２μｍ） １６重量部
ポリビニルアルコール ＰＶＡ−６１７（クラレ社製） ２重量部
水 ８２重量部
染料定着層Ｂ
コロイダルシリカ ＰＳ−ＭＯ（日産化学工業社製） １６重量部
（平均粒子径 ０．１２μｍ）
ポリビニルアルコール ＰＶＡ−６１７（クラレ社製） ２重量部
水 ８２重量部
染料定着層Ｃ
カチオン性乾式シリカＢ（平均粒子径 ０．６μｍ） １６重量部
ポリビニルアルコール ＰＶＡ−６１７（クラレ社製） ２重量部
水 ８２重量部
染料定着層Ｄ
カチオン性乾式シリカＡ（平均粒子径 ０．２μｍ） １４重量部
ポリビニルアルコール ＰＶＡ−６１７（クラレ社製） ４重量部
水 ８２重量部
染料定着層Ｅ
カチオン性乾式シリカＡ（平均粒子径 ０．２μｍ） １５重量部
ポリビニルアルコール ＰＶＡ−６１７（クラレ社製） １重量部
水 ８４重量部
【００３８】
＜実施例、比較例の作製方法＞
支持体上に中間層を乾燥塗布量が２０．０ｇ／ｍ2となるようにワイヤーバーを用いて塗布し、１００℃で５分間乾燥させた。その後、染料定着層を乾燥塗布量が１０ｇ／ｍ2となるようにワイヤーバーを用いて塗布し、１００℃で３分間乾燥させ、インクジェット記録媒体を得た。
【００３９】
得られたインクジェット記録媒体に対して、キヤノン製インクジェットプリンター（製品名 ＢＪ−Ｆ８７０）を用いて、評価画像を形成させ、色域再現範囲のおよび表面光沢度の確認を行い、画質、滲み、コックリングを評価した。
色域再現範囲の確認には、測色計、グレタグマクベス社製のスペクトロリノを用い、光沢度確認には６０°光沢度計を用い受容層表面の光沢度を測定した。評価の基準は以下の通りである。
【００４０】
（画質）
人物、背景等の写真画像の印画を行い、目視にて評価を行った。
○ ： ビーディングやインキの溢れがなく、美しい画像が得られる。
△ ： ビーディングやインキの溢れが若干見られる。
× ： ビーディングやインキの溢れが多く、実用上不十分である。
【００４１】
（滲み）
文字のパターンを数種印画し、目視にて評価を行った。
○ ： 抜き文字や背景のある文字にも滲みはなく、シャープである。
△ ： 抜き文字や背景のある文字には若干滲みがあるが、文字は認識できる。
× ： 単独の文字にも滲みが見られ、実用上不十分である。
【００４２】
（色域再現範囲）
色域確認用チャートを印画し、色相測定を行い、オフセット印刷あるいはグラビア印刷の持つ色域再現範囲を網羅することができるかの確認を行った。
Ａ ： 色域は十分に広く、印刷の色域再現範囲を十分に満たす。
Ｂ ： 印刷の色域再現範囲を満たすことが出来る。
Ｃ ： 色域は狭く、印刷の色域再現範囲を満たすことが出来ない。
【００４３】
（光沢度）
Ａ ： 光沢度が１０％より大きくで印刷用コート紙と同等の光沢感を有する。
Ｂ ： 光沢度が５〜１０％で印刷用コート紙に近い光沢感を有する。
Ｃ ： 光沢度が５％未満でマットコート紙と同等の光沢感を有する。
【００４４】
結果を表１に示す。
【００４５】
【表１】
【００４６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によるインクジェット記録媒体は、インクジェットプリンターによって画像や文字などの情報を記録する場合に、美観が良好で滲みやコックリングの発生もなく、オフセット印刷やグラビア印刷のもつ色域再現範囲を十分に満たすことのでき印刷用紙に近い風合いを有する印刷校正用のインクジェット用記録媒体を得ることができた。
【００４７】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェット用記録媒体の一実施例を示す縦断面図。
【符号の説明】
１・・・インクジェット用記録媒体
２・・・インク受容層
３・・・染料定着層
４・・・中間層
５・・・支持体
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェットプリンターによって画像や文字などの情報を記録する場合に、美観が良好で滲みやコックリングの発生もなく、特には記録部の色域再現範囲の広い、印刷校正用途としても好適であるインクジェット用記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピュータ出力用に各種方式のプリンターが普及している。なかでもインクジェットプリンターは、静粛性、コスト、簡便性、画像品質が優れ、特にフルカラー画像を高品位で再現でき、他方式にはない優れた性能を有し、さらなる普及が期待できる。特に近年では、インク滴の制御と濃淡インクの開発、および記録媒体の性能向上に伴い、銀塩写真並の画像を得られるまでに技術が進歩している。
【０００３】
このような技術の発展に伴い、オフセット印刷やグラビア印刷の印刷校正用としても、インクジェットプリンターを用いることが多くなってきている。インクジェットプリンターによる印刷校正によって、リモートプルーフシステムが実現可能となり、従って迅速な校正が可能となる。
【０００４】
上記インクジェット記録方式においては、インクとしては染料が溶解された水性インクを使用し、記録媒体としては支持体上にインク受容層の形成された記録媒体を用いるのが一般的である。
【０００５】
ここで、記録媒体の一般的な技術例を挙げるなら、多孔質シリカをポリビニルアルコールに分散させカチオン成分を添加したものをインク受容層として設けた記録媒体によって、物理的な作用によりインクをシリカ細孔に吸収させ、かつカチオン成分を添加することによりにより染料を化学的に定着させる方法、もしくはアルミナゾルを用いて、物理的にインクを吸収させながらアルミナにより染料を化学的に定着させる方法、もしくは、カチオン性樹脂を用いて、膨潤によりインクを物理的に吸収させながらカチオン部により染料を化学的に定着させる方法等がある。
【０００６】
しかしながら、このような一般的な記録媒体においては、銀塩写真をターゲットとして、画質、光沢感、乾燥性、耐水性の向上を目的として開発されたものが多い。その為、これらの特性については満足の出来るものが多いが、色域再現範囲はオフセット印刷やグラビア印刷の色域再現範囲を満たすことができず、印刷校正用途としては実用的ではなかった。
【０００７】
例えば、物理的な作用によりインクを細孔に吸収させるようなインクジェット用記録媒体の場合、インクの吸収性には優れるものの、染料は受容層の内部にて発色するために、染料が持つ本来の色相が得られず、色再現範囲は狭くなる。
例として、特開平１１−３４８４０９号公報、特開２０００−９４８３０号公報、特開２０００−２１１２３４号公報、特開２０００−３０９１５７号公報、特開２００１−９６９１１号公報等で提案されている微粒子にて細孔を形成したインクジェット用記録媒体においては、インク吸収性、画像品位には優れているものの、色域再現範囲はオフセット印刷やグラビア印刷の印刷における色域再現範囲を満たさず、校正用途としては不十分であった。
【０００８】
また、膨潤によりインクを吸収させるようなインクジェット用記録媒体の場合、透明な樹脂を用いることにより染料が持つ本来の色相に近いものが得られ、色域再現範囲は広くなるが、膨潤しながらインクを吸収させるためにインク吸収速度は遅く、近年の高速のインクジェットプリンターでは高画質を得ることは出来なかった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、従来の技術では、銀塩写真に類似した風合いや印画物を得るには好適であるが、色域再現範囲に関してはオフセット印刷やグラビア印刷の持つ色域再現範囲に対して不足していた。
一般にオフセット印刷やグラビア印刷では、専用の印刷用紙の上に画像情報に基づいてインキをのせ、乾燥や硬化させることにより画像情報を記録する。その際、印刷インクの一部は用紙内部に浸透するが、その大部分は用紙の表面に留まるのが普通であり、従って、発色成分である顔料の大部分も表面に留まることになり、顔料が持つ本来の色相が十分発現される。
一方、インクジェットによる印刷においては、インクジェットのインクは、基本的にインク受容層と呼ばれる塗布層の内部に浸透し、従って発色成分である染料もインク受容層の内部に浸透し定着され発色する。そのため、インク受容層の膜の透明性、屈折率等の他、さらにはインク中の染料以外の成分、すなわち残溶媒や残添加剤にも発色が影響され、染料本来が持つ色相が十分発現されない場合が多い。
そのため、オフセット印刷やグラビア印刷の色校正等にインクジェットプリンターを用いる場合、従来のインクジェット用記録媒体では、画質や文字の滲み等が優れていても、色再現範囲がオフセット印刷やグラビア印刷の色再現によりも狭く、実用上十分ではなかった。
【００１０】
本発明は、このような従来の技術が持つ問題点に鑑みてなされたものであって、すなわち、インクジェットプリンターによって画像や文字などの情報を記録する場合に、美観が良好で滲みやコックリングの発生もなく、特には記録部の色域再現範囲の広い、印刷校正用途としても好適であるインクジェット用記録媒体に関するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、請求項１に示す発明は、非コーテッド紙からなる支持体上の少なくとも片面に、中間層と染料定着層を有するインク受容層が設けられているインクジェット用記録媒体において、前記中間層には少なくともシラノール変性されたポリビニルアルコール類と充填剤とが用いてあり、前記染料定着層には少なくとも平均粒子径が０．４μｍ以下のカチオン性乾式シリカと結着剤とが用いてあり、前記中間層の充填剤が平均粒子径が２〜５μｍの湿式シリカであり、前記非コーテッド紙の透気度が３００秒以下／１００ＣＣであることを特徴とするインクジェット用記録媒体である。
【００１２】
これによると、インクジェットプリンターにて文字や画像情報の記録をした場合、得られる画質が優れており、かつ、記録部のコックリングや波打ちもなく、特には色域再現範囲の広く、オフセット印刷やグラビア印刷の印刷校正用途としても使用可能なインクジェット用記録媒体を得ることが出来る。
【００１３】
これは染料定着層に平均粒子径が０．４μm以下カチオン変性の乾式シリカと結着剤を用いるとそのカチオン成分によって染料の定着性が向上し染着層の上部にて多くの染料が定着される。また充填剤の中では乾式シリカは比較的比表面積大きいため発色性が良好である。更に平均粒子径が０．４μｍ以下とすることで光の可視域波長以下となるため染料定着層の透明性が増し更に発色性が良好となり広い色域再現範囲が達成されると共に受容層表面が平滑化され印刷校正用紙に近い適度な表面光沢を有する記録媒体を得ることができる。また中間層をまたシラノール変性されたポリビニルアルコール類と充填剤とが用いることで、シラノール基によって弱架橋された多孔質層が適度な吸収能力となり中間層へインク中の染料以外の溶媒や添加剤等が吸収され、染料定着層中の染料分子が単独で存在しやすくなり、広い色域再現範囲が達成されると考えられる。同様に、支持体に非コーティッド紙を用いることでコーティッド紙よりも適度に溶媒や添加剤等が浸透し、染料定着層中の染料分子が単独で存在しやすくなることにより広い色域再現範囲が達成されると考えられる。
【００１４】
さらに上記中間層の充填剤を平均粒子径が２〜５μｍの湿式シリカにすることで、記録媒体の平滑性を保ちながらインク中の染料以外の溶媒や添加剤等がより効果的に中間層へ吸収され広い色域再現が達成される。
【００１５】
また、支持体を透気度が３００秒以下／１００ＣＣの非コーテッド紙とすることでも記録媒体の平滑性を保ちながらインク中の染料以外の溶媒や添加剤等がより効果的に中間層へ吸収され広い色域再現が達成される。
【００１６】
更には上記インク受容層において、染料定着層のカチオン性乾式シリカを結着剤１０重量部に対して４０〜１２０重量部とすることで染料定着層はインク受容層上からインクを素早く染料定着層内部に吸収するのに十分な空隙を得ることができ、滲みやビーディングといった画像不良や乾燥不良が低減できる。また中間層の充填剤がシラノール変性されたポリビニルアルコール類１０重量部に対して２０〜５０重量部とすることでインク中の染料以外の溶媒や添加剤等がより効果的に中間層へ吸収されより広い色域再現範囲を持つインクジェット受像紙が得られる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明のインクジェット用記録媒体について詳細に説明する。
本発明によるインクジェット用記録媒体は、オフセット印刷やグラビア印刷の印刷校正用途としても十分実用的な広い色域再現範囲を有するインクジェット用記録媒体である。
【００１８】
本発明で述べるインク受容層とは、インクジェットプリンターから吐出されるインクを十分に吸収することのできる層であり、少なくとも中間層、染料定着層の２層以上から構成される。染料定着層は主にインク中の染料を定着させることのできる層であり、中間層は主にインク中の溶媒、添加剤等を吸収することのできる層である。また、支持体とは、少なくとも片面にインク受容層を形成させることのできる基材である。
【００１９】
本発明で述べるシラノール変性されたポリビニルアルコール類とは、シラノール基を有するポリビニルアルコール類であり、ケン化度、重合度は特に規定しないが、膜の強度を上げる為には１０００以上の重合度のものを用いると良い。
さらに、本発明における充填剤とは、一般的に使用される充填剤であり、シリカ、カオリン、クレー、炭酸カルシウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等があげられる。中でもゲル法または沈殿法で作製された湿式シリカを用いた場合、吸油量が高く、インク吸収性に優れるために好ましく、更に平均粒子径が２〜５μｍの湿式シリカを用いることで受容層の平滑性とインク吸収性に優れた中間層を得ることが出来る。この場合、平均粒子径が２μｍより小さいと中間層にインクを吸収するために十分な空隙を作ることができず、５μｍより大きいと受容層の平滑性が悪くマット調になるばかりでなく印画されたインクのドットが乱れ画質が低下してしまう。
【００２０】
本発明で述べる乾式シリカとは、気相法シリカともよばれ、一般的には四塩化ケイ素を水素と酸素と共に燃焼させ作製されるシリカであり、特徴としては、粒子が非常に微細であることがあげられる。特に本発明で用いる乾式シリカはインク受容層の表面光沢とインク発色性を良好とするため、染料定着層の表面平滑性と透明性がより得られる０．４μｍ以下の平均粒子径を使用する。ここでいう乾式シリカの平均粒子径とは２次粒子径のことであり、一般に乾式シリカはより細かい１次粒子では存在できずその凝集体である２次粒子で存在するため実際は２次粒子径は０．１μｍ〜０．４μｍの範囲のもが使用できる。またカチオン性シリカとは、乾式シリカの表面をカチオン性化合物によりカチオン化させたものであり、通常、未処理の乾式シリカは表面がアニオン性であるが、十分カチオン化させ、表面を完全にカチオン性とさせる。
【００２１】
カチオン性化合物としては、有機化合物、無機化合物を問わない。さらに電気的にプラスの電荷を持つ化合物だけではなく、水に分散された状態で電解によりカチオン性を示すような官能基を有する化合物でも良い。
【００２２】
例えば四級アンモニウム塩を有する有機化合物やポリマーにて表面処理を行い乾式シリカの表面をカチオン化させる方法、あるいはアミンを有する有機化合物やポリマーにて乾式シリカの表面処理を行い、その後ハロゲン化アルキルやルイス酸等で処理を行いアミン塩としてカチオン化させる方法、あるいはアルミナ、チタン、マグネシウムの無機化合物あるいはその酸化物によって乾式シリカの表面処理を行いカチオン化させる方法、アミノ基を有する有機化合物やポリマーにて乾式シリカの表面処理を行い、水中に分散させてアミノ基を電解させることにより表面をカチオン化させる方法等がある。尚、電解により表面をカチオン化させる方法においては、乾式シリカのコロイド分散液のｐＨを十分に等電点のｐＨ以下とすることが必要である。
【００２３】
また、本発明の染料定着層の結着剤は任意のものが用いられるが、一般的にはポリビニルアルコール類、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エステル樹脂を溶媒に溶解させて用いるか、或いは自己乳化もしくは乳化剤によりエマルジョン化させて用いる。その際、カチオン性乾式シリカを凝集させることのないような結着剤の選定が重要である。中でもポリビニルアルコール類を用いる場合、高画質で広い色域再現範囲を持つインクジェット用記録媒体を安価に製造できるだけではなく、カチオン性乾式シリカの分散安定性が良く、塗工安定性に優れた染料定着層の塗工液を得ることが出来る。さらにこの安定性を高める為に染料定着層の塗工液のｐＨを６．０以下に調整することが好ましく、さらにはｐＨ５．０以下であるとより好ましい。
【００２４】
本発明で述べる非コーティッド紙については紙の表面がコート処理されていない紙であり、一般の上質紙、中質紙などが用いられる。その中でよりインク中の溶媒や添加剤を染料定着層から中間層へ効果的に浸透させるために透気度が３００秒以下／１００ＣＣのものが好ましく用いられる。染料定着層上にインクが印画された場合、透気度が３００秒より大きいと中間層および染料定着層の内の空隙中の気体は支持体である紙側に移動しにくく、またインクとも置換しにくくなり、インクが深さ方向に素早く浸透できなくなる。この為、画像の滲みやビーディングが発生しやすくなるばかりでなく、染料定着層中のインクから不揮発性の溶媒や添加剤が分離されずに染料定着層に残り色域を狭くすることとなる。また、サイズ度、白色度は特に限定されないが、サイズ剤を内添させ、ステキヒトサイズ度がおおよそ１５秒以上であるものを用いるとインク受容層の塗布工程がより容易となるために好ましいが、ステキヒトサイズ度が高すぎると吸収性が低下し、滲みや色域再現範囲の低下となるので、バランスを考慮し適当なものを選択する。
【００２５】
中間層におけるシラノール変性されたポリビニルアルコール類と充填剤との混合割合は好ましくはシラノール変性されたポリビニルアルコール類１０重量部に対して充填剤が２０〜５０重量部である。ポリビニルアルコール類の割合が多くなると空隙が形成されずインクの吸収性が悪くなり、結果としてインク受像層の乾燥性が悪くなり、また、充填剤の割合が多くなると塗膜の強度が落ち、結果としてインク受容層の表面強度が低下する。
【００２６】
染料定着層におけるカチオン性乾式シリカと結着剤との混合割合は好ましくは結着剤１０重量部に対して染料定着層のカチオン性乾式シリカが４０〜１２０重量部である。カチオン性乾式シリカの割合が多くなると、塗膜の強度が低下し粉落ち等の問題が発生する他、膜面のひび割れが目立ち美観が損なわれるようになる。また結着剤の割合が多くなると吸収性が低下し滲みの発生が多くなり更には色域再現範囲が狭くなる。
【００２７】
中間層の塗布量は、通常、１０〜４０ｇ／ｍ2程度、好ましくは１５〜３０ｇ／ｍ2程度である。厚みが薄すぎるとインク吸収性が低下し、インク受容層の表面で滲みが発生する、乾燥性が遅くなる、コックリングが発生する等の悪影響を与えるため好ましくない。また、厚みが厚すぎると、コスト高になり、カールやひび割れ、粉落ちが発生したりするために好ましくない。
【００２８】
染料定着層の塗布量は、通常、３ｇ〜２０ｇ／ｍ2程度、好ましくは５ｇ〜１５ｇ／ｍ2程度である。厚みが薄すぎると染料定着能力が不足し、滲みの発生がみられたり色域再現範囲が狭くなったりし、逆に厚みが厚すぎると、コスト高になり、カールやひび割れ、粉落ちがが発生するために好ましくない。
【００２９】
支持体は、インクジェットプリンターへの良好な搬送性の為に、通常、８０〜２００ｇ／ｍ2程度のものを用いるのが好ましい。
【００３０】
本発明においては、インク受容層には必要に応じて、架橋剤、染料固着剤、傾向増白剤、界面活性剤、消泡剤、ＰＨ調整剤、防腐剤、紫外線吸収剤、分散剤等の添加剤を、本発明の目的を防げない範囲で、従来公知のものから任意に選択し含有させても良い。
【００３１】
また、インク受容層は支持体の片面、或いは両面に設けることが出来るが、片面に設ける場合、カール防止やプリンターへの搬送性向上の為に、必要に応じてインク受容層の反対面に背面層を設けることができる。
【００３２】
本発明のインクジェット記録媒体を作成するに当たっては、樹脂と充填剤および添加剤を、分散機等を用いて分散、混合、または溶解する従来公知の方法を用いれば良い。
【００３３】
また、塗工に際しても、公知の方法、例えばロールコーター法、フレードコーター法、エアナイフコーター法、ゲートロールコーター法、サイズプレスコーター法等により支持体表面に塗布する。その後、熱風乾燥炉、熱ドラム等を用いて乾燥を行い、本発明のインクジェット記録媒体を得る。
【００３４】
＜作用＞
以上説明したように、本発明のインクジェット記録媒体によれば、インクジェットプリンターによって画像や文字などの情報を記録する場合に、美観が良好で滲みやコックリングの発生もなく印刷用紙に近い風合いを持ち、特に記録部の色域再現範囲の広い、印刷校正用途として好適であるインクジェット用記録媒体を得ることができる。
【００３５】
【実施例】
以下、実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明する。
＜支持体＞
支持体に用いた用紙は以下に示したものを用いた。
支持体Ａ
上質紙Ａ（五條製紙社製） １２７．９ｇ／ｍ2
（透気度２００秒／１００ＣＣ）
支持体Ｂ
上質紙Ｂ（五條製紙社製） １２７．９ｇ／ｍ2
（透気度４００秒／１００ＣＣ）
支持体Ｃ
コート紙 ＯＫトップコートＮ（王子製紙社製） １２７．９ｇ／ｍ2
（透気度１０００秒以上／１００ＣＣ）
【００３６】
＜中間層＞
中間層に用いたインキは以下に示す組成にて調液を行った。
中間層Ａ
湿式シリカ Ｘ−３７Ｂ（トクヤマ社製） １０重量部
（平均粒子径３．７μｍ）
シアノール変性ポリビニルアルコール Ｒ−１１３０（クラレ社製）４重量部
水 ８６重量部
中間層Ｂ
湿式シリカ Ｘ−３７Ｂ（トクヤマ社製） １０重量部
ポリビニルアルコール ＰＶＡ−１１７（クラレ社製） ４重量部
水 ８６重量部
中間層Ｃ
炭酸カルシウム μ−ＰＯＷＤＥＲ ３Ｎ（備北粉化工業社製） １０重量部
（平均粒子径３μｍ）
シアノール変性ポリビニルアルコール Ｒ−１１３０（クラレ社製）４重量部
水 ８６重量部
中間層Ｄ
湿式シリカ Ｔ−３２（トクヤマ社製） １０重量部
（平均粒子径１．６μｍ）
シアノール変性ポリビニルアルコール Ｒ−１１３０（クラレ社製）４重量部
水 ８６重量部
中間層Ｅ
湿式シリカ Ｘ−６０（トクヤマ社製） １０重量部
（平均粒子径６μｍ）
シアノール変性ポリビニルアルコール Ｒ−１１３０（クラレ社製）４重量部
水 ８６重量部
中間層Ｆ
湿式シリカ Ｘ−３７Ｂ（トクヤマ社製） １２重量部
シアノール変性ポリビニルアルコール Ｒ−１１３０（クラレ社製）２重量部
水 ８６重量部
中間層Ｇ
湿式シリカ Ｘ−３７Ｂ（トクヤマ社製） ９重量部
シアノール変性ポリビニルアルコール Ｒ−１１３０（クラレ社製）５重量部
水 ８６重量部
【００３７】
＜染料定着層＞
染料定着層に用いたインキは以下に示す組成にて調液を行った。
染料定着層Ａ
カチオン性乾式シリカＡ（平均粒子径 ０．２μｍ） １６重量部
ポリビニルアルコール ＰＶＡ−６１７（クラレ社製） ２重量部
水 ８２重量部
染料定着層Ｂ
コロイダルシリカ ＰＳ−ＭＯ（日産化学工業社製） １６重量部
（平均粒子径 ０．１２μｍ）
ポリビニルアルコール ＰＶＡ−６１７（クラレ社製） ２重量部
水 ８２重量部
染料定着層Ｃ
カチオン性乾式シリカＢ（平均粒子径 ０．６μｍ） １６重量部
ポリビニルアルコール ＰＶＡ−６１７（クラレ社製） ２重量部
水 ８２重量部
染料定着層Ｄ
カチオン性乾式シリカＡ（平均粒子径 ０．２μｍ） １４重量部
ポリビニルアルコール ＰＶＡ−６１７（クラレ社製） ４重量部
水 ８２重量部
染料定着層Ｅ
カチオン性乾式シリカＡ（平均粒子径 ０．２μｍ） １５重量部
ポリビニルアルコール ＰＶＡ−６１７（クラレ社製） １重量部
水 ８４重量部
【００３８】
＜実施例、比較例の作製方法＞
支持体上に中間層を乾燥塗布量が２０．０ｇ／ｍ2となるようにワイヤーバーを用いて塗布し、１００℃で５分間乾燥させた。その後、染料定着層を乾燥塗布量が１０ｇ／ｍ2となるようにワイヤーバーを用いて塗布し、１００℃で３分間乾燥させ、インクジェット記録媒体を得た。
【００３９】
得られたインクジェット記録媒体に対して、キヤノン製インクジェットプリンター（製品名 ＢＪ−Ｆ８７０）を用いて、評価画像を形成させ、色域再現範囲のおよび表面光沢度の確認を行い、画質、滲み、コックリングを評価した。
色域再現範囲の確認には、測色計、グレタグマクベス社製のスペクトロリノを用い、光沢度確認には６０°光沢度計を用い受容層表面の光沢度を測定した。評価の基準は以下の通りである。
【００４０】
（画質）
人物、背景等の写真画像の印画を行い、目視にて評価を行った。
○ ： ビーディングやインキの溢れがなく、美しい画像が得られる。
△ ： ビーディングやインキの溢れが若干見られる。
× ： ビーディングやインキの溢れが多く、実用上不十分である。
【００４１】
（滲み）
文字のパターンを数種印画し、目視にて評価を行った。
○ ： 抜き文字や背景のある文字にも滲みはなく、シャープである。
△ ： 抜き文字や背景のある文字には若干滲みがあるが、文字は認識できる。
× ： 単独の文字にも滲みが見られ、実用上不十分である。
【００４２】
（色域再現範囲）
色域確認用チャートを印画し、色相測定を行い、オフセット印刷あるいはグラビア印刷の持つ色域再現範囲を網羅することができるかの確認を行った。
Ａ ： 色域は十分に広く、印刷の色域再現範囲を十分に満たす。
Ｂ ： 印刷の色域再現範囲を満たすことが出来る。
Ｃ ： 色域は狭く、印刷の色域再現範囲を満たすことが出来ない。
【００４３】
（光沢度）
Ａ ： 光沢度が１０％より大きくで印刷用コート紙と同等の光沢感を有する。
Ｂ ： 光沢度が５〜１０％で印刷用コート紙に近い光沢感を有する。
Ｃ ： 光沢度が５％未満でマットコート紙と同等の光沢感を有する。
【００４４】
結果を表１に示す。
【００４５】
【表１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によるインクジェット記録媒体は、インクジェットプリンターによって画像や文字などの情報を記録する場合に、美観が良好で滲みやコックリングの発生もなく、オフセット印刷やグラビア印刷のもつ色域再現範囲を十分に満たすことのでき印刷用紙に近い風合いを有する印刷校正用のインクジェット用記録媒体を得ることができた。
【００４７】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェット用記録媒体の一実施例を示す縦断面図。
【符号の説明】
１・・・インクジェット用記録媒体
２・・・インク受容層
３・・・染料定着層
４・・・中間層
５・・・支持体
Claims (3)
- 非コーテッド紙からなる支持体上の少なくとも片面に、中間層と染料定着層を有するインク受容層が設けられているインクジェット用記録媒体において、前記中間層には少なくともシラノール変性されたポリビニルアルコール類と充填剤とが用いてあり、前記染料定着層には少なくとも平均粒子径が０．４μｍ以下のカチオン性乾式シリカと結着剤とが用いてあり、前記中間層の充填剤が平均粒子径が２〜５μｍの湿式シリカであり、前記非コーテッド紙の透気度が３００秒以下／１００ＣＣであることを特徴とするインクジェット用記録媒体。
- 前記染料定着層のカチオン性乾式シリカが結着剤１０重量部に対して４０〜１２０重量部であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット用記録媒体。
- 前記中間層の充填剤がシラノール変性されたポリビニルアルコール類１０重量部に対して２０〜５０重量部であることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット用記録媒体。
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