JP4703722B2 - 染料系又は顔料系インクジェットインク用のインクジェット記録媒体 - Google Patents
染料系又は顔料系インクジェットインク用のインクジェット記録媒体Info
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Description
本発明は、概して、インクジェット印刷に関する。より詳細には、本発明は、半金属又は金属酸化物をベースとする媒体コーティングを備えたインクジェット印刷媒体に関する。
以下の実施例は、現在最もよく知られている本発明の実施例を説明するものである。しかしながら、以下は、本発明の原理の応用についての単なる模範例又は説明に過ぎないことを理解されたい。本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、種々の修正及び代替組成物、方法、並びにシステムが当業者によって案出されよう。添付の特許請求の範囲は、そのような修正並びに代替構成を網羅するものとする。これまで特定のものに関して本発明を説明してきたが、以下の実施例は、本発明の最も実用的であり且つ好ましい実施形態であると現在思われるものに関連してさらに詳述するものである。
約375mlの水に、強く撹拌しながら11mlの2N NaOHと27.9グラムの50%アルミニウムクロロ水和物(ACH)を付加した。次いで、その分散物中に、86.1グラムのヒュームドシリカ Cab−o−sil M−5を付加した。その生成物を約24時間静置して、20%の固形物を含むカチオン性シリカゾルを生成した。この実施形態では、アルミニウムクロロ水和物は、シリカ表面をアニオン性からカチオン性へと変換してシリカ顔料に反発力を与える分散剤として用いられており、それによって、ゾルが凝集するのが防止され且つ許容し得る安定性がもたらされた。
第1容器において、実施例1で調製したACHで処理されたシリカをホウ酸と混合した。第2容器において、ポリビニルアルコール、チオジエチレングリコール及び界面活性剤Olin−10Gを一緒に混合した。2つの容器の内容物を一緒に混ぜ合わせた。各成分の相対量を以下の表1に挙げており、ここで、残余は水である。
実施例2のベースコーティング(組成物1)を、2枚の写真ベース紙の別々のシート上にコーティングした。各コーティングは28g/m2にて適用した(サンプル1A及び対照サンプル1Bと称する)。サンプルを乾燥させた後、サンプル1Aを100mlの水浴に3分間浸し、再乾燥させた。以下の表2は、本実施例に従って調製後のサンプル1Aの各構成成分の乾燥時のg/m2を示す。
ホウ酸、グリセリン、及びCartacoat K303 Cを混ぜ合わせてトップコーティング組成物を調製した。各組成物の量を、以下の表3に挙げる。
実施例2のベースコーティング(組成物1)と実施例4のトップコーティング(組成物2)を、カーテン又はカスケードコーティング法を用いて急速連続(quick succession)で適用した。実施例2のボトムコーティング層を27g/m2にて適用し、そして実施例4のトップコーティング層は球面コロイドシリカを利用して0.2g/m2のコート重量にて適用した。被覆されたサンプルの2枚のシートをサンプル2A及び対照サンプル2Bと標識した)。サンプル2A及び2Bを共に乾燥させた。次いで、サンプル2Aは水浴を通過させ、再乾燥させた。水浴中におけるサンプル2Aの滞留時間は、水が連続的に撹拌された状態で、約30〜50秒となるよう調節した。以下の表4は、本実施例に従って調製したサンプル2Aのトップコーティング層の各構成成分の乾燥時のg/m2を示す。
Olin 10G、グリセリン、Cartacoat K303 C、及びポリビニルアルコール(MO2566)を混ぜ合わせて、代替的なトップコーティング組成物を調製した。このトップコーティング組成物は、水溶性のコーティング調合添加物を何れも含んでいなかった。各組成物の量を、以下の表5に挙げる。
水溶性電解質及び他のイオン性成分の少なくとも一部がそこから洗浄された媒体シートを実施例3(サンプル1A)に従って調製した。次いでその被覆媒体をドクターローラに通過させて表面の水を除去した。実施例6のトップコーティング(組成物3)を、洗浄されたサンプル1Aの媒体シートの最上面にコーティングした。トップコーティング組成物のコート重量を約0.2g/m2のコート重量にてサンプル1Aに適用した。表5から明らかなように、トップコーティング組成物は、それがホウ酸と電解質を含まないようにして調合した。次いで、媒体シートを再乾燥させ、サンプル3Aと標識した。以下の表6は、本実施例に従って調製後のサンプル3Aのトップコーティング層の各構成成分の乾燥時g/m2を示す。
サンプル1A、2A、及び3Aをそれぞれ、対照サンプル1B、2B、及び3Bと比較して様々な試験を実施した。“A”サンプルの各々は、本発明の実施形態に従って洗浄し、そして“B” 対照サンプルは、望ましい洗浄段階を省いた。各媒体シートについて、a)顔料の光沢均一性、b)染料の色域、c)湿潤ブリード、d)媒体の脆さ、及びe)インク容量を比較する試験を実施した。
各媒体サンプル(1A、1B、2A、2B、3A、及び3B)上に2つのタイプのカラーランプ(color ramp)を印刷した。詳細には、様々なタイプI(一次及びブラック)のカラーランプ(シアン、グレイ、ライトシアン、ライトマゼンタ、マゼンタ、イエロー、及びブラック)を、各媒体サンプルに対して20ng/ピクセルから320ng/ピクセルまで濃度を16段階に増やしながら、1つの濃度から次まで20ng/ピクセルの濃度差にて、例えば、20、40、60、...300、320のようにして、印刷した。さらに、様々なタイプII(二次)のカラーランプ(ブルー、シアン、グリーン、マゼンタ、オレンジ、レッド、及びイエロー)は、1色だけ、あるいは2色一緒にして(タイプIのカラーランプに関して説明したように)20ng/ピクセル〜320ng/ピクセルまで16段階にて印刷することにより得られ、次いで、ブラックインクをそこに徐々に混合して、さらに別の16段階にわたってブラックへの遷移をそのカラーに起こさせた(合計でタイプIについては16段階、タイプIIについては32段階)。各画素は、1インチの1/300でサイジングされた。
染料の色域と光学濃度を測定するため、本発明の実施形態に従って染料系インクジェットインク(インク4)を調製した。詳細には、当該インクジェットインクを各媒体サンプル(1−3A及び1−3B)上に印刷して、染料の色域と光学濃度を試験した。L*a*b*8ポイントの色域データを、次のように、表9に挙げる。
HP Deskjet 970のインクセットとして市販されている染料系インクジェットインク(インク5)を種々の媒体サンプル(1A、2A、1B、2B、3A及び3B)上に印刷して湿潤ブリードをテストした。各々に関して、1.0mmのラインを印刷し、その印刷媒体サンプルを30℃―80%相対湿度の環境に48時間入れた。湿度によるラインの拡張をミル単位で測定し、以下の表10に挙げる。
媒体基材上のコーティング材料の屈曲性を測定すると共に、コーティング材料が割れ始める点を測定するために、6個の媒体サンプル(1A、2A、1B、2B、3A及び3B)を、それぞれ、円筒状のダウエル(合せ木片)の周りに巻きつけた。サンプル1A、2A、及び3Aは、割れが始まる以前に50mmの半径を有する円筒状ダウエルの周りにそれぞれ巻きつけることができた。対照サンプル1B、2B、及び3Bは、約150mmを上回る半径を有する円筒状ダウエルの周りに巻きつけた際に割れ始めた。
どれがより大きいインク容量を有するかを定めるために、サンプル1A、2A、及び3Aの各々を、対照サンプル1B、2B、及び3Bと比較した。サンプル1A、2A、及び3Aの各々は、コーティング1グラム当り0.95cm3の有孔率を有した。対照サンプル1B、2B、及び3Bは、コーティング1グラム当り0.91cm3の有孔率を有した。従って、洗浄されたサンプルは、本発明の実施形態に従って洗浄されなかったサンプルに比べて、大きいインク受容容量を有した。
実施例1記載の方法によりACH処理シリカを調製する。固形物の最終wt%を約20%に調節し、且つ当該シリカのpHを約3.0に調節する。シリカ分散物から電解質を除去するのに、Vivaflow 200(ドイツのVivascience製)タンジェンシャル(tangential)フロー(もしくはクロスフロー)の膜分離モジュールを使用する。次いで、約1リットルの20%ACH処理シリカを、2リットルのエーレンマイヤーフラスコに充填し、該フラスコを50℃の恒温バスに液浸した。膜分離は、50,000MWCOポリエーテルスルホン膜を用いて実施され、Cole−Parmerの蠕動ポンプヘッドを受容するサイズ15配管及び圧力ゲージが取付けられる。加熱されたシリカ分散物は膜を通してポンプ輸送され、背圧は20psi〜30psiに制御される。一定容積の液体及び一定固形物を維持するために、脱イオン水を収容した容器を当該系に接続する。水/塩が膜を通過する際、サンプル容器中に作り出される真空が供給容器からの供給配管を通して脱イオン水を吸引する。廃棄水溶液の伝導率を連続して監視する。このプロセスは、廃棄溶液の伝導率が元の分散物の伝導率の20%以内に低下するまで継続する。一般に、これは、元のサンプル容積の約5倍の交換容積を使って達成される。不純物の除去されたシリカ分散物を回収し、室温まで冷却する。あるいはまた、伝導率の低下は、コーティング溶液の元の伝導率が20%へと減少するのに基づいて測定される。不純物の除去されたシリカ分散物の形成後、それをバインダー組成物と混ぜ合わせ、媒体基材上にコーティングすることができる。このプロセスに従って、コーティング組成物中の粒子の伝導率を約25%〜75%に低下させることができ、これは、これらのコーティングとインク又は染料との相互作用に関して重要である。
洗浄伝導率に関しては、実施例8の媒体サンプル1A、1B、2A、2B、3A及び3B並びに実施例9の媒体サンプルについて100平方センチメートル(10cm x 10cm)の面積を切り取り、各サンプルをガラストレー中の50mlの脱イオン水に液浸し、45秒間撹拌し、そして水伝導率計を用いて媒体サンプル除去後の水の伝導率を測定することによってテストした。洗浄伝導率試験の結果は、以下の表11に与える。
Claims (3)
- 80マイクロジーメンス/センチメートル未満の洗浄伝導率を有するインクジェット印刷用の媒体シートを作製する方法であって:
a)金属又は半金属酸化物の微粒子、バインダー、及びイオン性媒染剤、イオン性多価イオン、酸性成分、架橋剤、有機塩、無機塩、及びそれらの組合せから成る群から選択される少なくとも1つの水溶性コーティング調合添加物を含むコーティング組成物を調製することであって、前記水溶性コーティング調合添加物の少なくとも一部が、i)未反応添加物の形であるか、又はii)望ましくない電解質を生ずる、前記調製すること;
b)インク受容層を形成するべく前記コーティング組成物を媒体基材に適用すること;
c)前記コーティング組成物を前記媒体に適用する前又は後のいずれかで、未反応の添加物又は望ましくない電解質の少なくとも一部を除去することであって、この場合、前記インク受容層が、未反応の添加物又は望ましくない電解質の除去後、少なくとも5wt%の前記水溶性コーティング調合組成物を含み、且つ前記インク受容層の前記水溶性コーティング調合添加物の少なくとも一部が、前記金属又は半金属酸化物の微粒子又は前記バインダーと結合している、除去すること;及び
d)100cm2の媒体シートのサンプルを脱イオン水中に撹拌しながら室温にて45秒間置いた後に、50mLの脱イオン水浴の伝導率を測定することにより前記洗浄伝導率を決定すること、を包含する方法。 - 前記水溶性コーティング調合添加物が、アルミニウム塩、アルミニウムクロロ水和物、ホウ酸、又はホウ酸塩のうち1つを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記未反応の添加物又は望ましくない電解質が、コーティング組成物を媒体基材に適用する前又は後のいずれかで除去される、請求項1に記載の方法。
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