JP6099576B2 - インクジェット印刷用光沢記録媒体 - Google Patents

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本発明は、以下に引例として内容が含まれた２０１１年２月１８日出願の米国特許暫定出願第６１／４４４，４９８号、２０１１年４月１日出願の米国特許暫定出願第６１／４７０，８１０号及び２０１１年１２月６日出願の米国特許暫定出願第６１／５６７，１８１号の優先権を主張する。

本出願は、インクジェット記録媒体及びインクジェット記録媒体形成用コーティング組成物に関するものである。より詳細には、ここに開示されたインクジェットコーティング組成物には多価塩が含まれ、得られる記録媒体は、高速インクジェット印刷のような高速多色印刷に特に有用である。

伝統的には、カタログ、小冊子及びダイレクトメールは、商業印刷機によりオフセット印刷を用いて印刷されていた。しかしながら、インクジェット技術の進歩は商業印刷店に浸透してきた。反応速度の向上、コスト低減及び製品要求の増加のために、オフセット印刷に代えてインクジェット技術が高い品質を提供する。これらのプリンターは、高品質の多様な画像及びテキストの印刷に加え、高速で大量の印刷が可能なロールフィード紙転送システムを組み込む。現在、インクジェット技術は、地方の雑誌、新聞、小口印刷、教科書及び世界的なトランザクション印刷のオンデマンド作製に用いられる。

連続インクジェットシステムは、大量の商業的用途のデジタル印刷の十分な利益を備えたオフセット級品質、生産性、信頼性及びコストを実現するよう開発されている。これらのシステムは、トランザクションプリンタ及び二次的打刻のコアベースを超えて、大量の商業的用途に拡大する連続インクジェット印刷を可能とする。コダックのＰＲＯＳＰＥＲインクジェット技術はこのようなシステムの一例である。

本発明のある態様においては、記録媒体は、商業的印刷用途に用いられる高速インクジェット装置を用いて印刷された場合に、迅速な乾燥時間、高光沢及び優れた画像品質を提供する。

（Ｓｃｈｌｉｅｓｍａｎらの）タイトル“Ｐａｐｅｒ ａｎｄ Ｃｏａｔｉｎｇ Ｍｅｄｉｕｍ ｆｏｒ Ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｒｉｎｔｉｎｇ”の特許文献１は、オフセット、インクジェット及びレーザ印刷に両立するインクジェット記録媒体を開示している。開示された調合は多くの商業的インクジェットプリンタでうまくいくが、コダックのＰＲＯＳＰＥＲプリンタでは十分に機能しない。上記特許文献１の内容は以下に引例として含まれる。

米国特許第７，８０３，２２４号

本出願は、インクジェット記録媒体及びインクジェット記録媒体形成用コーティング組成物を記載する。本発明の一態様においては、紙基材上にインクジェット受容コーティングを備えた光沢インクジェット記録媒体が開示される。インクジェット受容コーティングは、顔料、バインダ及び多価塩の相乗的組み合わせを含み、特に顔料又は染料系インクを用いた高速インクジェットプリンタで印刷された際に、インクジェット記録媒体は改良されたインクジェット印刷特性を示す。

ある実施形態においては、紙コーティングは主顔料と副顔料との組み合わせを含む。主顔料は一般的に１ミクロン未満の平均粒径を有する微粒子を含む。副顔料は約２〜５ミクロンの平均粒径を有する粗顔料であってもよい。コーティングはバインダ及び任意に共バインダも含む。一般的に多価塩もコーティング組成物に含まれる。

微細な炭酸カルシウムは主顔料として特に有用である。微細な炭酸カルシウムは高い輝度、光沢及び不透明度を提供する。

他の実施形態は、上記コーティングが塗工された紙基材を含む塗工シートに関するものである。塗工シートは多くのタイプのインクに対する高吸収体である。これはインクジェットプリンタのいくつかの経路からインクを素早く吸収する。

本発明のコーティング及び塗工紙は染料及び顔料インクジェットインクの両方に特に有用である。

本発明の他の実施形態は、以下に記載されたような塗工基材上にインクジェットインクを沈着する工程を備えた印刷方法に関するものである。ある実施形態においては、インクジェットインクはインクジェットプリンタから沈着され、インクジェットインクは少なくとも１種類の顔料系着色剤を水性組成物中に含む。

インクジェット記録媒体を製造するコーティングは、一般的に主顔料と副顔料の２種類の顔料を含む。主顔料は炭酸カルシウムのような微細粒径顔料であってもよい。副顔料は粗顔料であってもよい。主顔料及び副顔料は一般的に無機顔料である。さらに、コーティングは一般的にバインダ及び任意にコバインダを含む。顔料は一般的にコーティング組成物の乾燥秤量の大部分を占める。他に断りのない限り、構成材料の量は総顔料の乾燥秤量１００部対する構成材料の部で表現される。

コーティングの主成分は、１ミクロン未満、好ましくは約０．４〜０．８ミクロン、より好ましくは約０．５〜０．８ミクロンの平均粒径（ｄ５０）を有する微細顔料であってもよい。ある実施形態においては、主顔料は、約０．７〜５ミクロン、好ましくは約２〜３．５ミクロンのｄ９８の粒径分布を有してもよい。１ミクロンパーセンテージは、約６０〜８０％、好ましくは約３５〜７５％であってもよい。特に有用な主顔料は、約５〜２０ｍ^２／ｇ、好ましくは約８〜１２ｍ^２／ｇの範囲のＢＥＴ表面積を有してもよい。ある実施形態においては、主顔料は、総顔料１００重量部につき少なくとも３５部、好ましくは約４０〜９０部、より好ましくは約４５〜８５部であってもよい。顔料の組み合わせは
組成物の主顔料の提供に用いられてもよい。

特に有用な細挽き炭酸塩はスイス連邦共和国ＯｆｔｒｉｎｇｅｎのＯＭＹＡ ＡＧ社製のＣＯＶＥＲＣＡＲＢ（登録商標）ＨＰである。一般的にＣＯＶＥＲＣＡＲＢ（登録商標）ＨＰは約０．４〜０．８ミクロンの平均粒径を有する。ＨＹＤＲＯＣＡＲＢ（登録商標）９０は本願における主顔料として役に立つ他の市販の顔料の一例である。

副顔料は、一般的には主顔料より粒径の大きな顔料である。副顔料の平均粒径は、一般的に約２〜５ミクロン、好ましくは約２．５〜４ミクロンの平均粒径を有する。ある実施形態においては、副顔料は、約１０〜２０ミクロン、好ましくは約１２〜１７ミクロンのｄ９８を有する粒径分布を有する。１ミクロンパーセンテージは約１０〜３０％、好ましくは約１５〜２５％である。特に有用な副顔料は、約２〜４、好ましくは約２．５〜３．５ｍ^２／ｇの範囲のＢＥＴ表面積を有する。副顔料の量は、一般的に総顔料１００重量部に対して約５０部以下である。副顔料は、総顔料１００部につき顔料５部超の量で存在する。ある実施形態においては、副顔料は、約５〜３０部、好ましくは約８〜１２部の量で存在する。他の実施形態においては、副顔料は、約５〜５５部、好ましくは約１０〜５０部の量で存在する。副顔料の例としては、炭酸塩、ケイ酸塩、シリカ、二酸化チタン、アルミナ及びアルミニウム三水和物が含まれる。特に有用な副顔料としては、ＣＡＲＢＩＴＡＬ（登録商標）３５（ジョージア州ＲｏｓｗｅｌｌのＩｍｅｒｙｓ社製）及びＨＹＤＲＯＣＡＲＢ（登録商標）ＰＧ−３のような粗挽き炭酸塩が含まれる。主顔料と同様に、副顔料は複数の種類又はタイプの顔料からなる。

ある実施例においては、副顔料の平均（中央）粒径は主顔料の平均粒径の約４〜６倍、好ましくは約５倍である。

補充顔料は任意であり、光沢度、白色度及びその他のコーティング特性を改善するために処方に用いられる顔料を含んでもよい。ある実施形態においては、乾燥コーティング顔料の２０重量部までを補充顔料としてもよい。顔料の１５部まで、好ましくは１０部未満を、他の炭酸塩顔料、プラスチック顔料、ＴｉＯ_２及びこれらの混合物のような補充顔料としてもよい。他の補充顔料は、（ニューヨーク州Ｗｈｉｔｅ Ｐｌａｉｎｓの）伊藤忠アメリカ社製のアニオン性二酸化チタンである。中空球は光沢紙用のプラスチック顔料として特に有用である。中空球顔料の例としては、ＲＯＰＡＱＵＥ １３５３及びＲＯＰＡＱＵＥ ＡＦ−１０５５（ペンシルバニア州ＰｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａのＲｏｈｍ ＆ Ｈａａｓ社製）が含まれる。小粒径を有する微細顔料を用いた場合に高光沢紙が得られる。補充顔料の相対量は白色度及び所望の光沢レベルに応じて変化する。本発明のある態様において有用なプラスチック顔料は、約４０〜７０％の空隙容積、約０．９〜１．４ミクロンの平均（中央）粒径及び約９０〜１１０℃のガラス転移温度（Ｔｇ）を有する。

主バインダは貼着用コーティングに添加される。主バインダは多価塩の取り込みと矛盾しない。ある実施形態においては、バインダは、澱粉又はタンパク質のようなバイオポリマーであってもよい。特に有用な実施形態においては、ポリマーは、バイオポリマー粒子、好ましくはバイオポリマーマイクロ粒子、ある実施形態ではバイオポリマーナノ粒子を含む。特に有用な態様においては、バイオポリマー粒子は澱粉粒子、特に平均粒径４００ｎｍ未満の澱粉ナノ粒子を含む。国際特許出願第ＷＯ２０１０／０６５７５０号に記載されたように、架橋剤と反応されたバイオポリマー−添加剤複合体を含むバイオポリマーラテックス結合体を含む組成物は特に有用である。バイオポリマー系バインダ及び特にバイオポリマー粒子含有バインダは、コーティング処方への多価塩の含有と矛盾することがなく、コーティング製造及び工程を容易にすることを見いだした。例えば、ある場合には、コーティング組成物は、コーティング組成物として容認できる粘度を維持しつつ高固体比率で調製される。本願に用いられるバイオポリマーバインダは、米国特許第６，６７７，３８６号、第６，８２５，２５２号、第６，９２１，４３０号、第７，２８５，５８６号及び７，４５２，５９２号並びに国際特許第ＷＯ２０１０／０６８７８０号に開示されており、これらの公報のそれぞれに関する開示は引例として含まれる。好適なバイオポリマーナノ粒子含有バインダの一例としてはＥｃｏｓｙｎｔｈｅｔｉｘ社のＥｃｏｓｐｈｅｒｅ（登録商標）２２４０がある。

バインダは合成重合性バインダであってもよい。ある実施形態においては、バインダは多価塩の取り込みと矛盾しない。バインダは非イオン性合成ラテックスであっても、多価塩を含む処方又はコーティングに安定的なスチレン−ブタジエンのようなアニオン性合成ラテックスであってもよい。その他は多価塩の存在と矛盾するであろうこれらのバインダは、特定の界面活性剤の使用のような様々な変更を通して矛盾することのないように変更してもよい。いくつかの実施形態においては、バインダは、合成重合性ラテックスバインダ及び天然ラテックスバインダ（バイオポリマー）の混合物であってもよい。特に有用な混合物においては、合成バインダは、総バインダの少なくとも５０重量％、好ましくは少なくとも約７５％、ある場合には少なくとも約９０％を占める。バインダの特に有用な組み合わせの一例は、Ｅｃｏｓｙｎｔｈｅｔｉｘ社から市販されているＥｃｏｓｐｈｅｒｅ（登録商標）２２４０及びＸＬ−２８００（ＯＭＮＯＶＡ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ社から市販されているアニオン性ＳＢＲラテックス）である。総バインダ重量に対して約２５〜５０重量％のＥｃｏｓｐｈｅｒｅを含む組成物は特に有用である。

主バインダの総量は、一般的に総顔料１００部に対して約２〜１５部、好ましくは約５〜１３部である。ある実施形態においては、バイオポリマー粒子を含むバインダがコーティング組成物中の唯一のバインダである。

コーティングには、主バインダに加えて用いられるコバインダが含まれる。有用なコバインダの例としては、ポリビニルアルコール及びタンパク質バインダが含まれる。コバインダは、存在する場合には、一般的に顔料の乾燥重量１００部に対してコバインダ約１〜１０部、好ましくは約２〜７部の量を用いる。いくつかの実施形態において有用な他のコバインダはデンプンである。カチオン性澱粉及びアニオン性デンプンの両方がコバインダとして用いられる。ＡＤＭ Ｃｌｉｎｅｏ ７１６澱粉はエチル化コーンスターチ（アイオワ州ＣｌｉｎｔｏｎのＡｒｃｈｅｒ Ｄａｎｉｅｌｓ Ｍｉｄｌａｎｄ社製）である。Ｐｅｎｆｏｒｄ ＰＧ ２６０は利用可能な他の澱粉コバインダの一例である。いくつかの実施形態においては、コーティングは、カルシウムに安定的ではないＳＢＲラテックスバインダを実質的には含まない（例えば０．２部以下）。バインダレベルは慎重に制御されるべきである。用いられるバインダが少なすぎる場合には、コーティング構造は物理的な完全性に欠け、一方、用いられるバインダが多すぎる場合には、コーティングは多孔質ではなくなり、インク乾燥時間が長くなる。

コーティングに用いられる塩の具体例としては、（限定されるものではないが）塩化カルシウム、酢酸カルシウム、硝酸カルシウム、塩化マグネシウム、酢酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化バリウム、硝酸バリウム、塩化亜鉛、硝酸亜鉛、塩化アルミニウム、水酸化塩化アルミニウム、硝酸アルミニウムが含まれる。当業者によって同様な塩が認識されるであろう。特に有用な塩は、ＣａＣｌ_２、ＭｇＣｌ_２、ＭｇＳＯ_４、Ｃａ（ＮＯ_３）_２、Ｍｇ（ＮＯ_３）_２及びこれらの塩の水和物が含まれる。この塩は、総顔料１００部に対して約２．５〜１５重量部、好ましくは約３〜１０重量部の量をコーティング中に存在させる。

保水量を改良するためにコーティング中に保水助剤を含有してもよい。多価イオンを含むコーティングは商業的用途のための十分な保水能を有していない。保水量の増加に加えて、予想外にバイオポリマーの結合強度を強めるといった副次的な利点がある。テープ引き手は保水助剤を含むコーティング処方において良好な強度を示す。ここで用いられる保水助剤の例としては、限定されるものではないが、ポリエチレン酸化物、ヒドロキシエチルセルロース、ポリビニルアルコール、澱粉、このような用途用として販売されている他の市販品が含まれる。好適な保水助剤の一例としてはＮａｔｒａｓｏｌ ＧＲ（Ａｑｕａｌｏｎ社製）がある。ある実施形態においては、保水助剤は、総顔料１００部に対して約０．１〜２部、好ましくは約０．２〜１部の量を存在させる。

コーティングの特性を変化させるために他の任意の添加剤を用いてもよい。Ｃｌａｒｉａｎｔ Ｔ２６ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｂｒｉｇｈｔｅｎｉｎｇ Ａｇｅｎｔ（イリノイ州ＭｃＨｅｎｒｙのＣｌａｒｉａｎｔ社製）のような光沢剤が用いられる。不溶化剤又は架橋剤も有用である。特に有用な架橋剤はＳｅｑｕａｒｅｚ ７５５（オハイオ州ＡｋｒｏｎのＲｏｈｍＮｏｖａ社製）である。色合いを調整するために着色染料を用いてもよい。ブレードコータによりコーティングが塗工された場合に抵抗を低減するために、任意に塗型剤を添加する。ある実施形態においては、ジグリセリド潤滑剤は特に有用である。これらの任意の添加剤は、用いる場合、総顔料１００部に対して一般的に約０．１〜５部、好ましくは約０．２〜２部の量を存在させる。

本発明のある態様にしたがって製造されたコーティング組成物は、適切に混合され、吸い上げられ、塗工されるコーティング組成物を提供することはもちろん、所望の画像及び印刷品質を提供するための構成要素の相乗的組み合わせを含む。したがって、約５０〜７５、好ましくは約５５〜７０の７５度光沢度を有する塗工紙を製造する用カレンダー処理され得るコーティング組成物を提供するために、コーティング組成物は、顔料の粒径、無機顔料レベル及びプラスチック顔料レベルのバランスを調整することにより得られる。
本願は主に高光沢コーティングに向けられるが、コーティング及び塗工条件は曇った又は低い光沢グレードを製造するよう変更することができる。例えば、プラスチック顔料の低減及び粗炭酸塩の増量は、約２５〜４０、好ましくは約３０〜３５の光沢度を有する曇ったグレードの紙を製造するのに適したコーティングが得られる。

処方の取り扱い及び塗工を容易にするために、処方のＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度（華氏９０度／２０ｒｐｍ）を約１２０００ｃｐｓ未満、好ましくは約１００００ｃｐｓ未満、より好ましくは約５０００ｃｐｓ未満で維持することは有益である。ある態様においては、粘度は約２５００〜４５００ｃｐｓとしてもよい。安定的に剪断されるコーティング組成物は特に有用である。安定的に剪断されたコーティングは顕著に剪断された場合の粘度上昇が殆ど又は全くない。空気混入を生じさせない最高の剪断設定でＥｐｐｅｎｂａｃｈのようなミキサー内でコーティングを剪断し、高剪断を行わなかった参照組成物と比較してコーティングの粘度を測定することにより、剪断安定性が測定される。分散剤はコーティング組成物の剪断安定性の一要因である。

ある実施形態においては、それは、約３５％超、一般的には４０％超、ある場合には約５０％超、またある場合には約５５％超のレベルでコーティングの固体比率を維持することに有益である。特に約５５〜６５％の範囲の高固体比率のコーティング組成物は有用である。コーティングが譲歩される点まで粘度を上昇されるために、処方の他の構成要素と相互に作用する塩が処方中に存在することにより、これらの特性にあったコーティング処方の作製はより困難である。

いくつかの態様においては、コーティング組成物は、処方される組成物を高固体比率とし、容認できる粘度を維持する分散剤を含有してもよい。しかしながら、高固体コーティングを調製するために用いられた特別な構成要素に起因して受け入れられない粘度となるため、一般的に用いられた分散剤は好適ではない。処方に含まれる場合の分散剤は、一般的に総顔料１００部に対して約０．２〜２部、好ましくは約０．５〜１．５部の量で用いられる。コーティング組成物のこの特別な塗工に適していると思われる分散剤には、顔料親和性基を有するポリマー、ポリエーテルポリカルボン酸塩及びポリオキシアルキレン塩を含む分散剤が含まれる。具体例は限定されることはないが、表１のものが挙げられる。

他の有用な分散剤の例としては、ＢＹＫ社製のＤｉｓｐｅｒｂｙｋ−１９９（顔料親和性基を有するコポリマー溶液）、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−２０１５（顔料親和性基を有するアクリルコポリマー）及びＡｎｔｉ−Ｔｅｒｒａ２５０（高分子量酸性ポリマーのアルキルアンモニウム塩溶液）が含まれる。

このコーティングの形成には従来の混合方法を用いてもよい。澱粉を用いる場合には、一般的にコーティングを調製する前にのり煮器を用いて澱粉を煮る。ある実施形態においては、澱粉は固体分おおよそ３５％以下にしてもよい。主顔料、副顔料及び補充顔料を含む全ての顔料は、沈殿を生じさせないように、個々に数分間混合してもよい。研究室においては、パドルミキサーを用いたボール盤ミキサー上で顔料を混合してもよい。次いで、主バインダをミキサーに追加し、１〜２分後にコバインダを追加する。澱粉を用いる場合には、一般的におおよそ華氏１９０度で温めながらのり煮器からミキサーに混合する。水中で混合された構成要素の分散体により完成コーティングが形成される。分散体の固形分は一般的に約３５〜６０重量％である。特に固形分は分散体の約４５〜５８重量％であってもよい。

さらに他の実施形態は、コーティングが少なくとも片面に塗工された紙基材を有する改良された印刷紙に関するものである。塗工方法又は装置は限定されるものではなく、ロールコーター、ジェットコーター、ブレードコーター又はロッドコーターを含むいずれのものを用いてもよい。塗工量は一般にサイズプレスされ、プレコートされ、サイズを塗られた又はサイズを塗られていない原紙の３３００ｆｔ^２につき約２〜１０ポンド、好ましくは約５〜９ポンドである。塗工紙は一般的に紙表面の３３００ｆｔ^２につき約３０〜２５０ｌｂの範囲であろう。塗工紙は、所望の光沢を得るために従来の方法を用いて任意にスーパーカレンダー処理される。本発明のある態様においては、完成紙は少なくとも５５％、好ましくは約５８〜７５％の７５度光沢値を有する。光沢はＴＡＰＰＩ標準“Ｓｐｅｃｕｌａｒ ｏｆ ｇｌｏｓｓ ｏｆ ｐａｐｅｒ ａｎｄ ｐａｐｅｒｂｏａｒｄ ａｔ ７５ ｄｅｇｒｅｅ”試験方法Ｔ４８０ｏｍ−０９に準拠して測定してもよい。

基材又はベースシートは，従来のオフセットグレードに用いられる従来の原紙であってもよい。キャリパーに対する秤量は約６０＃Ｔｅｘｔから９ｐｔの範囲であってもよい。本発明のある態様においては、ベースシートは１つ以上の以下の特性を有してもよい。Ｓｈｅｆｆｉｅｌｄ平滑性：２３０未満、好ましくは約８０〜１５０、Ｇｒｕｌｅｙ多孔性：約１０〜２０秒、ＭＫ形成試験値：５０超、ベースストック密度：３３００ｆｔ^２のリームサイズに対してキャリパーｐｔ．につき１３ｌｂ超。

完成塗工紙は印刷に有用である。画像を形成するためにインクがコーティングに塗工される。塗工後、インク媒質がコーティングを浸透し、そこに吸収される。コーティング孔の数及び均一性は、多層のインクが塗工されたとしても、均質及び迅速にインクを吸収する。この塗工紙は多機能印刷に適していてもよく、これにより、インクジェットプリンタ由来の染料又は顔料インク、レーザプリンタ由来のトナー及びグラビア又はフレキソ印刷機由来のインクの組み合わせから塗工紙媒体上の画像が形成される。

本発明の他の態様は、インクジェットプリンタにより上記インクジェット記録媒体が印刷される印刷方法に関するものである。ある実施形態においては、プリンタは水性インク組成物中に少なくとも１種類の顔料系着色剤を使用している。顔料系着色剤はアニオン性分散剤を用いることにより安定される。このような分散剤は、サブユニットの繰り返しを含む重合体であっても、天然の単量体であってもよい。印刷方法は、例えば、画像の異なるカラー部分が印刷される順に、少なくとも２つの異なるプリントヘッド、好ましくは媒体に対して全幅のプリンタヘッドからカラー画像を塗工する、市販の連続高速インクジェットプリンタを用いてもよい。

通常「連続スチーム」又は「連続」インクジェット印刷と呼ばれる印刷技術の１つは、インク液滴の連続スチームを形成する加圧インク源を用いる。従来の連続インクジェットプリンタは、作用する流体のフィラメントを個々のインク液滴に分断する点に近接するよう配置された帯電装置を用いている。インク液滴は電気的に帯電され、大きな電位差を有する偏向電極により適切な位置に向けられる。印刷が必要でない場合には、インク液滴はインク捕捉機構（キャッチャ、インターセプタ、ガター等）に偏向され、リサイクル又は廃棄される。一方、印刷が必要な場合には、インク液滴は偏向されず、印刷媒体に打ちつけられる。また、非偏向インク液滴がインク捕捉機構に集められ、偏向されたインク液滴が印刷媒体に打ちつけられてもよい。

一般的には、連続インクジェット印刷装置は液滴オンデマンド装置よりも速く、高品質の印刷画像及びグラフィックを作製する。しかしながら、各印刷カラーは、個々の液滴形成、偏向及び捕捉システムを必要とする。従来の連続インクジェットプリンタの例は、Ｈａｎｓｅｌｌによる１９３３年１２月２６日付け米国特許第１，９４１，００１号、Ｓｗｅｅｔらによる１９６８年５月１２日付米国特許第３，３７３，４３７号、Ｈｅｒｔｚらによる１９６３年１０月６日付米国特許第３，４１６，１５３号、Ｅａｔｏｎによる１９７５年４月１５日付米国特許第３，８７８，５１９号及びＨｅｒｔｚによる１９８２年８月２４日付米国特許第４，３４６，３８７号に記載されている。他のタイプの連続スチームインクジェットプリンタは、Ｊｅａｎｍａｉｒｅらによる米国特許第６，５５４，４１０号に開示されている。装置は、大量のインク液滴のスチームを選択的に作製するよう操作されるインクドロップ形成機構を備えている。また、ガス源を備えた液滴デフレクタは、一滴の液滴を他のインク液滴から分離するために、インク液滴のスチームに対して一定の角度で配置され、液滴のスチームと相互に作用するよう操作される。あるインク液滴のスチームは印刷媒体に打ちつけるように向けられ、他のスチームはインク捕捉機構に向けられる。上記特許の内容は参照として含まれる。

以下の非限定実施例は本発明の特異的な態様を示す。

（３３００ｆｔ^２につき）６．５ｌｂｓでブレードコータにより製造されたケンタッキー州ＷｉｃｋｌｉｆｆｅのＮｅｗ Ｐａｇｅ社製の８０＃原紙上に下記配合組成を塗工した。この実施例に用いられた原紙には一般的に針葉樹繊維及び広葉樹繊維の混合物が含まれている。一般的に針葉樹繊維は約０〜２５％の存在量であり、広葉樹繊維は約１００〜７５％の存在量である。特に有用な原紙においては、針葉樹繊維及び広葉樹繊維はそれぞれ１５〜８５％の範囲で存在する。原紙には一般的に約４０〜５０ｌｂ／ｔｏｎのサイズプレス澱粉が、特別な実施形態においては約４５ｌｂ／ｔｏｎのサイズプレス澱粉が含まれる。

インクジェット受容コーティングをベンチトップブレードコーティングアプリケータ上に塗工し、３ｎｉｐｓ／ｓｉｄｅを用いて１２００ＰＬＩ／華氏１００度でカレンダー処理をした。得られた紙上に、標準コダック顔料インクを含むコダック５３００プリンタにより試験対象を印刷した。ＱＥＡ社製パーソナルＩＡＳ画像分析システムを用いてモトルのシアン又はブラックＤｍａｘパッチを測定した。モトルは低い空間周波数（すなわち粗いノイズ）を引き起こす密度の不均一性である。より低いモトル値はより良好な性能を示す。

表２は本発明のある態様におけるインクジェットコーティング配合組成の様々な構成要素の非限定範囲を提供する。

表３は本発明の特別の態様における代表的な配合組成を提供する。この配合組成は、コダック５３００プリンタで印刷された際に優れた乾燥時間と画像品質をもたらす。このプリンタは、コダック高速ＰＲＯＳＰＥＲプリンタで観測された性能をシュミレートする。

様々なコーティング組成物を調製し、ベンチトップブレードコーティングアプリケータ上に塗工した。コート重量対象は６．５＃Ｃ２Ｓを塗工した８０＃Ｗｉｃｋｌｉｆｆｅ原紙であった。１００００ｃｐｓ超の粘度を有する試料は塗工しなかった。固形物、ｐＨ、２０ｒｐｍでのＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度、４４００ｒｐｍでのＨｅｒｃｕｌｅｓ粘度及びＡＡ−ＧＷＲについて試料を試験した。１２００ＰＬＩ、２５ＦＰＭ、華氏１００度、３ｎｉｐｓ／ｓｉｄｅの条件下で塗工試料を処理した。

試験結果は表４及び５に示した。コーティング顔料比率、製造性及び光沢の間に微妙なバランスがあることをデータは示している。プラスチック顔料のレベルが高すぎる場合には高い光沢が得られるが、粘度が高い場合にはコーティングができなくなる。一方、プラスチック顔料のレベルが低すぎる場合には粘度を下げることができるが、光沢が低すぎる。３種類の顔料の中では、粗炭酸塩が塩との相互作用が最も小さい。粗炭酸塩を取り入れることにより粘度を低減させつつ良好な光沢が得られる。

表６に示されたように異なる比率の３種類の顔料を含有する組成物を調製し、粘度（華氏９０度でのＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度）を測定することにより顔料比率の効果を評価した。

Ｓｔｅｒｌｉｎｇ Ｕｌｔｒａ Ｇｌｏｓｓは塩を有しておらず、その結果、画像品質が非常に劣る。

増量した副顔料を用いた様々なコーティング組成物を調製し、ベンチトップブレードコーティングアプリケータ上に塗工した。コート重量対象は６．５＃Ｃ１Ｓを塗工した８０＃Ｗｉｃｋｌｉｆｆｅ原紙であった。固形物、ｐＨ、２０ｒｐｍでのＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度、４４００ｒｐｍでのＨｅｒｃｕｌｅｓ粘度及びＡＡ−ＧＷＲについて試料を試験した。１２００ＰＬＩ、２５ＦＰＭ、華氏１００度、３ｎｉｐｓ／ｓｉｄｅの条件下で塗工試料を処理した。試験結果は表７及び８に示した。

表９に示されたように異なる比率の３種類の顔料を含有する組成物を調製し、粘度（華氏９０度でのＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度）を測定することにより顔料比率の効果を評価した。

表１０及び１１に示されたように異なる分散剤を含有する組成物を調製し、粘度（華氏９０度でのＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度）を測定することにより、配合組成に分散剤を取り入れた効果を評価した。

表１０に示されたように、分散剤を含まない又は標準分散剤（Ｄｉｓｐｅｘ Ｎ−４０、アクリルポリマーのナトリウム塩、ＢＡＳＦ）を含む高固体組成物は、従来のコーティング工程では不適切な組成物となる受け入れられない程に高い粘度を示す。ここに記載されたような分散剤を含む組成物は容認できる粘度を示し、従来のコーティング工程でも適切である。剪断安定性は一般的なコーティング工程におけるコーティング組成物の適正の指標を提供する。Ｅｐｐｅｎｂａｃｈミキサー中でコーティングを剪断し（空気混入することなく最大剪断で３０分間（一般的に約３０００〜３００００、好ましくは約８０００〜２５０００、さらに好ましくは約９０００〜１２０００ｓ^−１の剪断速度で））、次いで、粘度を測定することにより剪断安定性を測定することができる。高剪断された後のコーティング組成物の粘度は、好ましくは初期粘度の約３５％、より好ましくは約２５％、さらに好ましくは約１０％以内である。開始粘度とは著しく異なる剪断後の粘度を示すコーティング組成物は安定的に剪断されなくともよく、製造上の課題を生じてもよい。実施例７−１〜７−４に示された組成物は高剪断された後の容認できる粘度を示し、安定的に剪断されるとみなされる。有用な分散剤は、剪断後の粘度変化を最小にしつつより低いＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度を提供する分散剤を含む。

表１１に示されたように、これらの実施例で示された分散剤を含む高固体組成物は、容認できる粘度及び安定的な剪断を示した。したがって、これらの組成物は従来のコーティング工程では適切であろう。いくつかの場合においては、特定のコーティング工程では適切な範囲にコーティングの粘度を低減するように、コーティングの固体濃度を低下させることが望ましい。

本発明はいくつかの実施形態を参照して詳細に記載されているが、本発明はこれらの実施形態に限定すべきでないことを認識すべきである。むしろ本発明を考慮すると、当業者にとって本発明の趣旨及び目的から逸脱することなく多くの変更及び改良ができるであろう。

Claims (18)

1. 紙基材と、
   インクジェット受容コーティングとを備え、
   前記インクジェット受容コーティングは、
   １ミクロン未満の平均粒径を有する主顔料と、
   ３〜５ミクロンの平均粒径を有する副顔料と、
   多価塩と、
   バインダとを含み、
   前記多価塩は、塩化カルシウム、酢酸カルシウム、硝酸カルシウム、塩化マグネシウム、酢酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化バリウム、硝酸バリウム、塩化亜鉛、硝酸亜鉛、塩化アルミニウム、水酸化塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム及びこれらの混合物からなる一群から選択され、
   前記バインダは、前記多価塩に対して相溶性を有し、総顔料１００重量部に対して２〜１５重量部で存在することを特徴とするインクジェット記録媒体。
2. ＴＡＰＰＩ標準“Ｓｐｅｃｕｌａｒ ｏｆ ｇｌｏｓｓ ｏｆ ｐａｐｅｒ ａｎｄ ｐａｐｅｒｂｏａｒｄ ａｔ ７５ ｄｅｇｒｅｅ”試験方法Ｔ４８０ｏｍ−０９に準拠して測定されたＴＡＰＰＩ７５度光沢度が５５〜７５％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記録媒体。
3. ＴＡＰＰＩ標準“Ｓｐｅｃｕｌａｒ ｏｆ ｇｌｏｓｓ ｏｆ ｐａｐｅｒ ａｎｄ ｐａｐｅｒｂｏａｒｄ ａｔ ７５ ｄｅｇｒｅｅ”試験方法Ｔ４８０ｏｍ−０９に準拠して測定されたＴＡＰＰＩ７５度光沢度が２５〜４５％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記録媒体。
4. 前記バインダは、４００ｎｍ未満の平均粒径を有する澱粉ナノ粒子を含む天然ラテックスバインダを含有することを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録媒体。
5. 前記バインダは、非イオン性合成ラテックス又はアニオン性合成ラテックスを含むことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録媒体。
6. 前記主顔料及び副顔料は、それぞれ炭酸塩を含むことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録媒体。
7. 前記コーティングは、合成ラテックスバインダと天然ラテックスバインダとの混合物を含むことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録媒体。
8. 前記多価塩は、塩化カルシウムを含むことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録媒体。
9. 前記主顔料及び副顔料に加えて、総顔料１００部に対して５〜１５部の量のプラスチック顔料をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録媒体。
10. 前記主顔料の含有量は前記副顔料のものより多く、前記主顔料は、総顔料１００部に対して４５〜８５部の量の炭酸カルシウムを含み、前記副顔料は、総顔料１００部に対して１０〜５０部の量の炭酸カルシウムを含むことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録媒体。
11. 前記紙基材は、８０〜１５０のＳｈｅｆｆｉｅｌｄ平滑性を有することを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録媒体。
12. 前記インクジェット受容コーティングは、ポリエーテルポリカルボン酸塩及びポリオキシアルキレン塩から選択される分散剤を含むことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録媒体。
13. １ミクロン未満の平均粒径を有する主顔料と、
    ３〜５ミクロンの平均粒径を有する副顔料と、
    多価塩と、
    バインダとを含み、
    前記多価塩は、塩化カルシウム、酢酸カルシウム、硝酸カルシウム、塩化マグネシウム、酢酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化バリウム、硝酸バリウム、塩化亜鉛、硝酸亜鉛、塩化アルミニウム、水酸化塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム及びこれらの混合物からなる一群から選択され、
    前記バインダは、総顔料１００重量部に対して２〜１５重量部で存在することを特徴とするインクジェット受容コーティング組成物。
14. 前記コーティングは、ポリエーテルポリカルボン酸塩及びポリオキシアルキレン塩から選択される分散剤を含むことを特徴とする請求項１３に記載のインクジェット受容コーティング組成物。
15. 前記コーティングは、４５〜６５重量％の固体比率を有し、２５００〜１２０００ｍＰａ・ｓ（華氏９０度／２０ｒｐｍ）のＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度を有することを特徴とする請求項１４に記載のインクジェット受容コーティング組成物。
16. 前記コーティングは、高剪断粘度が３５％以下であり、又は、初期粘度より低いことを特徴とする請求項１５に記載のインクジェット受容コーティング組成物。
17. インクジェット記録媒体を提供する工程と、
    前記インクジェット記録媒体にインクジェットインクを塗工する工程とを備えた印刷方法であって、
    前記インクジェット記録媒体は、
    紙基材と、
    インクジェット受容コーティングとを備え、
    前記インクジェット受容コーティングは、
    １ミクロン未満の平均粒径を有する主顔料と、
    ３〜５ミクロンの平均粒径を有する副顔料と、
    多価塩と、
    バインダとを含み、
    前記多価塩は、塩化カルシウム、酢酸カルシウム、硝酸カルシウム、塩化マグネシウム、酢酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化バリウム、硝酸バリウム、塩化亜鉛、硝酸亜鉛、塩化アルミニウム、水酸化塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム及びこれらの混合物からなる一群から選択され、
    前記インクは、顔料系着色剤を含む水性インク組成物を含有し、
    前記バインダは、前記インクジェット受容コーティングに含まれる総顔料１００重量部に対して２〜１５重量部で存在することを特徴とする印刷方法。
18. 前記インクジェットインクは、連続インクジェットプリンタヘッドを用いて、前記記録媒体に塗工されることを特徴とする請求項１７に記載の方法。