JP6562961B2 - 記録媒体 - Google Patents
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Description
本発明の記録媒体は、基材と、最表層であるインク受容層とを有する。本発明にかかる記録媒体は、インクジェット記録方法に用いるインクジェット用記録媒体であることが好ましい。
基材としては、基紙のみから構成されるものや、基紙と樹脂層を有するもの、即ち、基紙が樹脂で被覆されているものが挙げられる。本発明においては、基紙と樹脂層を有する基材を用いることが好ましい。その場合、樹脂層は、基紙の片面のみに設けられていてもよいが、両面に設けられていることが好ましい。
基紙は、木材パルプを主原料とし、必要に応じてポリプロピレンなどの合成パルプや、ナイロンやポリエステルなどの合成繊維を加えて抄紙される。木材パルプとしては広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)、広葉樹晒サルファイトパルプ(LBSP)、針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)、針葉樹晒サルファイトパルプ(NBSP)、広葉樹溶解パルプ(LDP)、針葉樹溶解パルプ(NDP)、広葉樹未晒クラフトパルプ(LUKP)、針葉樹未晒クラフトパルプ(NUKP)などが挙げられる。これらは、必要に応じて1種又は2種以上を用いることができる。木材パルプの中でも短繊維成分の多いLBKP、NBSP、LBSP、NDP、LDPを用いることが好ましい。パルプとしては、不純物の少ない化学パルプ(硫酸塩パルプや亜硫酸塩パルプ)が好ましい。また、漂白処理を行って白色度を向上させたパルプも好ましい。紙基材中には、サイズ剤、白色顔料、紙力増強剤、蛍光増白剤、水分保持剤、分散剤、柔軟化剤などを適宜添加してもよい。
本発明において、基紙が樹脂で被覆されている場合は、樹脂層は基紙の表面の一部を被覆するように設けられていればよい。樹脂層の被覆率(樹脂層で被覆された基紙の表面の面積/基紙の表面の全面積)が70%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましく、更には、100%であること、即ち、基紙の表面の全面が樹脂層で被覆されていることが特に好ましい。
本発明において、インク受容層は単層でもよいし、2層以上の複層でもよい。また、インク受容層は、上記基材の片面のみに設けられてもよく、両面に設けられてもよい。基材の片面における、インク受容層の層厚は、15μm以上60μm以下であることが好ましく、更には、30μm以上45μm以下であることがより好ましい。
本発明において、インク受容層は無機粒子を含有する。画像の発色性の観点から、無機粒子の平均一次粒子径は、100nm以下が好ましい。本発明において、無機粒子の平均一次粒子径は、電子顕微鏡によって観察したときの無機粒子の一次粒子の投影面積と等しい面積を有する円の直径の数平均粒子径である。このとき少なくとも100点以上で測定を行う。
本発明のインク受容層に用いるアルミナ水和物は、
一般式(X):Al2O3−n(OH)2n・mH2O(一般式(X)中、nは0、1、2、又は3であり、mは0以上10以下、好ましくは0以上5以下である。ただし、mとnは同時に0にはならない。)
により表されるものを好適に用いることができる。尚、mH2Oは、多くの場合、結晶格子の形成に関与しない脱離可能な水相を表すものであるため、mは整数でなくてもよい。また、アルミナ水和物を加熱するとmは0となり得る。
本発明のインク受容層に用いる気相法アルミナとしては、γ−アルミナ、α−アルミナ、δ−アルミナ、θ−アルミナ、χ−アルミナなどを挙げることができる。これらの中でも、画像の光学濃度やインク吸収性の観点から、γ−アルミナを用いることが好ましい。気相法アルミナの具体例としては、AEROXIDE;Alu C、Alu130、Alu65(以上、EVONIK製)などを挙げることができる。
本発明においては、耐傷性向上の観点から、コロイダルシリカを用いることが必要である。コロイダルシリカの中でも、球状コロイダルシリカが、耐傷性が高く、更に、透明性がより高く得られる画像の発色性が高まるため好ましい。ここでいう「球状」とは走査型電子顕微鏡によって観察したときのコロイダルシリカ粒子(50個以上100個以下)の平均長径aと平均短径bの比b/aが0.80以上1.00以下の範囲に入ることを意味する。b/aは0.90以上1.00以下がより好ましく、0.95以上1.00以下が特に好ましい。コロイダルシリカは、カチオン化処理されている。そして、コロイダルシリカは、球状のカチオン性コロイダルシリカであることが好ましい。具体的に、球状のカチオン性コロイダルシリカとしては、PL−3、PL−7(以上、扶桑化学製)、スノーテックスAK、スノーテックスAK−L、MP−2040(以上、日産化学工業製)、CartacoatK303C(クラリアント社製)などが挙げられる。
本発明の特性を損なわない限りは、最表層の直下の層は他の無機粒子を混合することができる。他の無機粒子としては、例えば、最表層に用いたアルミナ水和物、気相法アルミナのほかに、シリカ、二酸化チタン、ゼオライト、カオリン、タルク、ハイドロタルサイト、酸化亜鉛、水酸化亜鉛、珪酸アルミニウム、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、酸化ジルコニウム、水酸化ジルコニウムなどが挙げられる。
本発明において、インク受容層はバインダーを含有することが好ましい。本発明において、バインダーとは、無機粒子を結着し、被膜を形成することができる材料を意味する。
本発明において、インク受容層は、これまで述べてきたもの以外のその他の添加剤を含有してもよい。具体的には、架橋剤、pH調整剤、増粘剤、流動性改良剤、消泡剤、抑泡剤、界面活性剤、離型剤、浸透剤、着色顔料、着色染料、蛍光増白剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防黴剤、耐水化剤、染料定着剤、硬化剤、耐候材料などが挙げられる。
本発明においては、上述の最表層であるインク受容層の他に、最表層であるインク受容層と基材との間に、別途インク受容層を設ける、すなわち、インク受容層が2層以上であることが好ましい。本発明において、最表層であるインク受容層を第一のインク受容層、最表層の直下のインク受容層を第二のインク受容層とも称する。
本発明においては、基材とインク受容層との密着性を向上する目的で、基材とインク受容層との間に、下塗り層を設けてもよい。下塗り層は、水溶性ポリエステル樹脂、ゼラチン、ポリビニルアルコールなどを含有することが好ましい。下塗り層の層厚は、0.01μm以上5μm以下が好ましい。
本発明においては、基材のインク受容層が設けられる面とは反対側の面に、ハンドリング性、搬送適性、多数枚積載での連続印字時の耐搬送擦過性を向上する目的でバックコート層を設けてもよい。バックコート層は、白色顔料やバインダーなどを含有することが好ましい。バックコート層の層厚は、乾燥塗工量が、1g/m2以上25g/m2以下となるようにすることが好ましい。
本発明において、記録媒体を製造する方法は、特に限定されないが、インク受容層用の塗工液を調製する工程、及び、インク受容層用の塗工液を基材に塗工する工程を有する記録媒体の製造方法が好ましい。以下、記録媒体の製造方法について説明する。
本発明において、基紙の作製方法としては、一般的に用いられている抄紙方法を適用することができる。抄紙装置としては、例えば長網抄紙機、丸網抄紙機、円胴、ツインワイヤーなどが挙げられる。基紙の表面平滑性を高めるために、抄紙工程中又は抄紙工程後に、熱及び圧力を加えて表面処理してもよい。具体的な表面処理方法としては、マシンカレンダーやスーパーカレンダーといったカレンダー処理が挙げられる。
本発明の記録媒体において、基材にインク受容層を形成する方法としては、例えば以下の方法を挙げることができる。まず、インク受容層用塗工液を調製する。そして、基材に上記塗工液を塗工及び乾燥することで、本発明の記録媒体を得ることができる。塗工液の塗工方法としては、カーテンコーター、エクストルージョン方式を用いたコーター、スライドホッパー方式を用いたコーターなどを用いることができる。尚、塗工時に、塗工液を加温してもよい。また、塗工後の乾燥方法としては、直線トンネル乾燥機、アーチドライヤー、エアループドライヤー、サインカーブエアフロートドライヤーなどの熱風乾燥機、赤外線、加熱ドライヤー、マイクロ波などを利用した乾燥機を使用する方法などが挙げられる。
<基材の作製>
カナダ標準濾水度が450mLCSFのLBKP80部、カナダ標準濾水度が480mLCSFのNBKP20部、カチオン化澱粉0.60部、重質炭酸カルシウム10部、軽質炭酸カルシウム15部、アルキルケテンダイマー0.10部、カチオン性ポリアクリルアミド0.030部を混合し、固形分の含有量が3.0質量%となるように水を加えて、紙料を得た。次いで、紙料を長網抄紙機で抄造し、3段のウエットプレスを行った後、多筒式ドライヤーで乾燥した。その後、サイズプレス装置で乾燥後の固形分が1.0g/m2となるように酸化澱粉水溶液を含浸、乾燥させ、更に、マシンカレンダー仕上げをして、基紙1を作製した。得られた基紙1は、坪量:170g/m2、ステキヒトサイズ度:100秒、透気度:50秒、ベック平滑度:30秒、ガーレー剛度:11.0mN、厚さ:100μmであった。次いで、低密度ポリエチレン70部と、高密度ポリエチレン20部と、酸化チタン10部とからなる樹脂組成物を、乾燥塗工量が25g/m2となる様に、基紙1の片面に塗工した。尚、この面を基材の表面とする。更に、低密度ポリエチレンを、基紙1のもう一方の面に塗工することで、基材1を得た。
(アルミナ水和物分散液1の調製)
イオン交換水498部に対して、酢酸2.0部を添加した。この酢酸水溶液をホモミキサー(特殊機化工業株式会社製、商品名:T.K.ホモミクサーMARKII2.5型)で3000rpmの回転条件で攪拌しながら、アルミナ水和物(商品名:DISPERAL HP14、サソール社製)100部を少量ずつ添加した。
イオン交換水498部に対して、酢酸1.5部を添加した。この酢酸水溶液をホモミキサー(特殊機化工業株式会社製、商品名:T.K.ホモミクサーMARKII2.5型)で3000rpmの回転条件で攪拌しながら、アルミナ水和物(商品名:DISPERAL HP18、サソール社製)100部を少量ずつ添加した。
イオン交換水498部に対して、酢酸2.0部を添加した。この酢酸水溶液をホモミキサー(特殊機化工業株式会社製、商品名:T.K.ホモミクサーMARKII2.5型)で3000rpmの回転条件で攪拌しながら、気相法アルミナ(商品名:AEROXIDE AluC、エヴォニック社製)100部を少量ずつ添加した。
イオン交換水420部に対し、ジメチルジアリルアンモニウムクロライドホモポリマーシャロールDC902P(第一工業製薬製)5部を吸引型分散撹拌機Conti−TDS(YSTRAL製)に添加した。更に、最大回転数で気相法シリカ AEROSIL300(平均一次粒径が7nm)(日本アエロジル製)を少量ずつ100部添加し、24時間分散を行い、気相法シリカ分散液1を得た。
イオン交換水420部に対し、ジメチルジアリルアンモニウムクロライドホモポリマーシャロールDC902P(第一工業製薬製)5部を吸引型分散撹拌機Conti−TDS(YSTRAL製)に添加した。更に、最大回転数で気相法シリカ AEROSIL200(平均一次粒径が12nm)(日本アエロジル製)を少量ずつ100部添加し、24時間分散を行い、気相法シリカ分散液2を得た。
下記表1に記載のコロイダルシリカ分散液を用意した。
ポリビニルアルコールPVA235(クラレ製、粘度平均重合度:3,500、けん化度:88mol%)をイオン交換水に溶解して、固形分の含有量が8.0質量%のバインダー溶液を得た。
コロイダルシリカ分散液であるCartacoatK303C、アルミナ水和物分散液1、及び気相法アルミナ分散液1に含まれる固形分の質量比が10:81:9となるように混合し、無機粒子分散液を得た。この無機粒子分散液中の無機粒子固形分100部に対して、前記バインダー溶液中の固形分換算で9部となるように、無機粒子分散液にバインダー溶液を添加し、混合液を得た。次いで、得られた混合液中の無機粒子固形分100部に対して、固形分換算で1.0部となるように、架橋剤であるオルトホウ酸水溶液(固形分の含有量が5質量%)を添加した。そして、更にイオン交換水を適宜加え、全固形分濃度が26質量%のインク受容層用塗工液1−1を得た。
下記表2及び3に記載の通りに、各種分散液及び溶液を混合したこと以外は、インク受容層用塗工液1−1と同様の方法で、インク受容層用塗工液1−2〜1−27、及び2−1〜2−8を得た。
(記録媒体1の作製)
上記の基材1上に、上記のインク受容層用塗工液2−1、1−1をこの順で積層されるように多層スライドホッパー型塗工装置にて同時多層塗工法により塗工した。ここで、インク受容層用塗工液1−1は最表層用(第一のインク受容層用)の塗工液であり、インク受容層用塗工液2−1は最表層の直下の層用(第二のインク受容層用)の塗工液である。これらのインク受容層用塗工液を塗工後、100℃の熱風で乾燥し、記録媒体1を得た。得られた記録媒体1の最表層である第一のインク受容層の層厚は1μmであり、最表層の直下の層である第二のインク受容層の層厚は25μmであった。
下記表4に記載の通りに、最表層用の塗工液、および、最表層の直下の層用の塗工液の種類、無機粒子の細孔半径、塗工厚、及び塗工液の濃度を調整したこと以外は、記録媒体1−1と同様の方法で、記録媒体2〜44を作製した。なお、記録媒体35は基紙1に最表層用の塗工液を塗工した。
上記記録媒体1〜44を用いて、下記の評価を行った。なお、実施例1〜35で用いた記録媒体の最表面層であるインク受容層の表面を電子顕微鏡で観察したところ、コロイダルシリカは一次粒子の状態で存在しており、アルミナ水和物及び気相法アルミナはいずれも二次粒子の状態で存在していることが確認できた。
(搬送性の評価)
インクジェット記録装置Pixus iP2700(キヤノン製)を用い、低温低湿環境下(15℃/10%RH)において普通紙SW−101(キヤノン製)を100枚印字した。その後、上記で得られた記録媒体を用い、上記インクジェット記録装置に、印字を実行する指示を3回送った。評価結果を表5に示す。
3:3回とも問題なく印字された。
2:3回のうち、1回は正確な印字位置に記録媒体が搬送されず、記録媒体の正確な位置への印字を行うことができなかった。
1:3回のうち、2回以上正確な印字位置に記録媒体が搬送されず、記録媒体の正確な位置への印字を行うことができなかった。
上記で得られた記録媒体をそれぞれ2枚準備した。そして、インクジェット記録装置PIXUS iP2700(キヤノン製)を用い、記録媒体を2枚積載した状態でセットした。「写真用紙 光沢ゴールド 色補正なし」モードにて2枚の記録媒体にブラックのベタ画像を印字し、2枚目の記録媒体の印字面の表面についた傷を目視により観察した。
4:印字面にキズは観察されなかった。
3:印字面に特定の角度で光を照らしたときにおいてのみ、印字面にキズがわずかに観察されたが、擦過部は認識しにくい状態であった。
2:印字面にどの角度で光を照らしたときにおいても、印字面にキズがわずかに観察されたが、擦過部は認識しにくい状態であった。
1:印字面にどの角度で光を照らしたときにおいても、印字面にキズが観察され、擦過部と非擦過部が明確に区別できるレベルであった。
上記で得られた記録媒体に、インクジェット記録装置PIXUS Pro10(キヤノン製)を用い、顔料インクによってグレー画像(RGB値が全て85)を印字し、印字面の顔料の粒状感を観察した。
4:粒状感は全く見られなかった。
3:粒状感が多少あるが、気にならないレベルであった。
2:粒状感が見られるが、実用上は問題ないレベルであった。
1:粒状感があり、画像への影響が顕著であった。
Claims (12)
- 基材と、最表層であるインク受容層とを有する記録媒体であって、
該インク受容層が無機粒子及びバインダーを含有し、
該無機粒子は、カチオン化されたコロイダルシリカ、アルミナ水和物、および気相法アルミナを含み、
該無機粒子に対する該カチオン化されたコロイダルシリカの含有量が5質量%以上、25質量%以下であり、
該アルミナ水和物と該気相法アルミナの質量比(アルミナ水和物の含有量:気相法アルミナの含有量)が、95:5〜55:45であることを特徴とする記録媒体。 - 該インク受容層中における該無機粒子の含有量は、該インク受容層の全質量に対して50質量%以上98質量%以下である請求項1に記載の記録媒体。
- 該無機粒子に対する該カチオン化されたコロイダルシリカの含有量が8質量%以上、20質量%以下である請求項1または2に記載の記録媒体。
- 該アルミナ水和物と該気相法アルミナの質量比の質量比が、90:10〜60:40である請求項1乃至3のいずれか一項に記載の記録媒体。
- 該インク受容層中における該アルミナ水和物の含有量が、該無機粒子の含有量を基準として、44質量%以上81質量%以下である請求項1乃至4のいずれか一項に記載の記録媒体。
- 該インク受容層中における該気相法アルミナの含有量が、該無機粒子の含有量を基準として、4質量%以上38質量%以下である請求項1乃至5のいずれか一項に記載の記録媒体。
- 該インク受容層中における該アルミナ水和物の含有量と該気相法アルミナの含有量の合計が、該無機粒子の含有量を基準として、75質量%以上95質量%以下である請求項1乃至6のいずれか一項に記載の記録媒体。
- 該最表層であるインク受容層は、第一のインク受容層であり、
該記録媒体は、該第一のインク受容層の直下に第二のインク受容層をさらに有する請求項1乃至7のいずれか一項に記載の記録媒体。 - 該第一のインク受容層の層厚が、0.5μm以上2.0μm以下である請求項8に記載の記録媒体。
- 該第二のインク受容層は、細孔半径が11nm以上16nm以下である無機粒子を含有する請求項8または9に記載の記録媒体。
- 該第二のインク受容層は、気相法シリカを含有し、かつ、該気相法シリカは、該第二のインク受容層に含有される無機粒子に対して、40質量%以上含有されている請求項8乃至10のいずれか一項に記載の記録媒体。
- 該第二のインク受容層の層厚が、15μm以上、45μm以下である請求項8乃至11のいずれか一項に記載の記録媒体。
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