JP6929648B2 - 記録媒体 - Google Patents
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Description
本発明に用いられる基材としては、キャストコート紙、バライタ紙、レジンコート紙(両面がポリオレフィンなどの樹脂で被覆された樹脂被膜紙)などの紙類を好ましく用いることができる。また、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリ乳酸、ポリスチレン、ポリアセテート、ポリ塩化ビニル、酢酸セルロース、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート等の透明な熱可塑性フィルムなどを好ましく用いることができる。
本発明に用いるインク受容層は、非晶質シリカ、バインダーを含有する。本発明においては、上記した各インク受容層に含まれる材料を含む塗工液を調製し、係る塗工液を塗工、乾燥することで各インク受容層を形成することが好ましい。即ち、本発明において、インク受容層に含まれる材料は、インク受容層を形成するために用いる塗工液に含まれる材料と等しいことが好ましい。
本発明のインク受容層は、非晶質シリカを含有する。また、非晶質シリカのレーザー回折法で得られる平均二次粒子径は、インク受容層も3μm以上であることがマット調の面質を出す観点から好ましい。また、非晶質シリカは、1種類でも2種類以上を混合して使用しても良い。インク受容層に用いる非晶質シリカは、製造方法に依らず、いずれのものも好適に用いることができる。具体的には、非晶質シリカの製造方法としては、乾式法、湿式法が挙げられるが、本発明においては、いずれの方法により得られた非晶質シリカも、好適に用いることができる。以下、乾式法、湿式法についてより詳細に説明する。乾式法は更に燃焼法と加熱法に区別され、また、湿式法は更に沈殿法とゲル化法に区別される。乾式燃焼法は、気相法とも呼ばれる方法であり、気化させた四塩化ケイ素と水素との混合物を1500〜2000℃の空気中で燃焼させることで非晶質シリカを得る方法である。湿式沈殿法は、ケイ酸ソーダと硫酸等を水溶液中で反応させることで、非晶質シリカを沈殿物として得る方法であり、反応温度や酸の添加速度等の条件によりシリカの一次粒子径等を調整することができる。また、乾燥や粉砕条件等で二次粒子径等も変化させることができる。湿式ゲル化法は、ケイ酸ソーダと硫酸を同時に添加することで非晶質シリカを得る方法であり、係る方法を用いることで、シラノール基の脱水縮合によるシリカ粒子同士の重合が進んだ、三次元的なハイドロゲル構造を有する非晶質シリカを得ることができる。湿式ゲル化法で製造したシリカは、比較的小さなハイドロゲル構造であるため、湿式沈殿法と比べて比表面積の大きな二次粒子径を製造することが可能である。本発明においては、湿式ゲル化法による非晶質シリカが特に好ましい。
本発明のインク受容層はバインダーを含む。バインダーとしては、ポリビニルアルコール(PVA)、酸化澱粉、エーテル化澱粉、リン酸エステル化澱粉、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、カゼイン、ゼラチン、大豆蛋白、ポリビニルピロリドン、無水マレイン酸樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体等の共役重合体ラテックス、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルの重合体等のアクリル系重合体ラテックス、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のビニル系重合体ラテックス、メラミン樹脂、尿素樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル酸エステルやメタクリル酸エステルの重合体又は共重合体樹脂、ポリウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマー、ポリビニルブチラール、アルキッド樹脂等が挙げられる。
本発明のインク受容層は、界面活性剤を含有していることが好ましく、その中でも、非イオン性でHLB値が8.0以下である界面活性剤であることが好ましく、非イオン性でHLB値が7.7以下である界面活性剤であることがより好ましい。また、インク受容層が2層以上の場合、少なくともインク受容層Aは非イオン性でHLB値が8.0以下の界面活性剤を含有していることが好ましく、非イオン性でHLB値が7.7以下の界面活性剤を含有していることがより好ましい。
各インク受容層用の塗工液の添加剤として、顔料分散剤、堅牢性向上剤等を、適宜、使用することができる。塗工液の添加剤として、カチオン性ポリマーを加えることが、塗工液の高濃度分散性、画像の堅牢性、耐水性の観点からは好ましい。カチオン性ポリマーとしては、例えば、分子内に1〜3級アミンを有する高分子や、4級アンモニウム塩を有する高分子が挙げられる。具体的には、ポリアルキレンポリアミン類またはその誘導体、ジシアン系カチオン樹脂、ポリアミン系カチオン樹脂、エピクロルヒドリン‐ジメチルアミン付加重合物、ジメチルジアリルアンモニウムコロライド重合物、ジアリルアミン塩重合物等が挙げられる。添加剤の含有量は非晶質シリカ100質量%に対し0.1質量%以上、30質量%以下であることが好ましい。
本発明の記録媒体の製造方法としては、特に限定されるものではないが、以下の方法を用いて記録媒体を製造することが好ましい。まず、非晶質シリカ及びバインダー含むインク受容層用塗工液を調製する。次に、調製したインク受容層用塗工液を透気性基材に塗工及び乾燥することで、インク受容層を得る。
下記条件にて透気性基材を作製した。まず、下記に示す組成の紙料を固形分濃度が3.0質量%となるように水で調製した。
濾水度450mlCSFの、広葉樹晒しクラフトパルプ(LBKP) 80質量部
濾水度480mlCSFの、針葉樹晒しクラフトパルプ(NBKP) 20質量部
カチオン化澱粉 0.60質量部
重質炭酸カルシウム 10質量部
軽質炭酸カルシウム 15質量部
アルキルケテンダイマー 0.10質量部
カチオン性ポリアクリルアミド 0.030質量部
尚、上記紙料組成中、CSFとはCanadian Standard Freenessの略である。
(分散液A、B、C、Dの調製)
純水中にシャロールDC−902(商品名、第一工業製薬(株)製)をシリカ100質量部に対して10質量部となるように添加した溶液中に、非晶質シリカA(商品名:ニップゲルAY−603(東ソーシリカ社製)、平均二次粒子径:10μm)の固形分濃度が19質量%となるように、非晶質シリカAを加え、撹拌機で十分撹拌し、分散液を得た。得られた分散液を非晶質シリカの固形分濃度が18質量%となるように適宜純水で希釈することで非晶質シリカが分散された分散液Aを得た。
バインダーA(PVA235(ポリビニルアルコール):クラレ(株)製)をイオン交換水中に溶解することで、固形分8.0質量%のPVA水溶液Aを得た。同様に、バインダーB(PVA117(ポリビニルアルコール):クラレ(株)製)、バインダーC(R1130(シラノール変性ポリビニルアルコール):クラレ(株)製)をそれぞれイオン交換水中に溶解することで、固形分10.0質量%のPVA水溶液B及び固形分8.0質量%のPVA水溶液Cを得た。その後、得られたPVA溶液Aを、非晶質シリカの固形分に対して、非晶質シリカ:バインダーA(PVA)の質量比が100:40となるように、上記した操作によって得られた分散液Aに加えた。得られた混合液を混合液の総固形分濃度が13質量%となるように純水で希釈し、さらに界面活性剤(サーフィノール420:エアプロダクツ製、HLB値4.0)を上記希釈した液に対して0.1質量%添加し、撹拌することでインク受容層用塗工液Aを得た。また、得られたPVA溶液Aを、非晶質シリカ:バインダーA(PVA)の質量比が100:25となるように、上記した操作によって得られた分散液Aに加えた。得られた混合液を混合液の総固形分濃度が13質量%となるように純水で希釈し、さらに界面活性剤(サーフィノール420:エアプロダクツ製、HLB値4.0)を上記希釈した液に対して0.1質量%添加し、撹拌することでインク受容層用塗工液Bを得た。また、得られたPVA溶液B及びPVA溶液Cを、非晶質シリカ:バインダーB(PVA):バインダーC(PVA)の質量比が100:35:35となるように、上記した操作によって得られた分散液Aに加えた。得られた混合液を混合液の総固形分濃度が13質量%となるように純水で希釈し、さらに界面活性剤(サーフィノール420:エアプロダクツ製、HLB値4.0)を上記希釈した液に対して0.1質量%添加し、撹拌することでインク受容層用塗工液Cを得た。
純水中にポリアクリル酸ナトリウム(アロンA9:東亜合成社製)をシリカ100質量部に対して0.5質量部となるように添加した溶液中に、非晶質シリカAの固形分濃度が19質量%となるように、非晶質シリカAを加えた。得られた混合物を、撹拌機で十分撹拌し、分散液を得た。得られた分散液を非晶質シリカの固形分濃度が18質量%となるように適宜純水で希釈することで分散液Eを得た。
純水中に、非晶質シリカAの固形分濃度が14質量%、非晶質シリカE(商品名:ミズカシルP−50(水澤化学社製)、平均二次粒子径7μm)が6質量%となるように、非晶質シリカAと非晶質シリカEを加え、分散液Fを得た。
以下に記載の通りにインクジェット用記録媒体1〜32を作製した。なお、インクジェット用記録媒体1〜32の作製に用いた材料および作製条件を下記の表1及び2に示す。
前記透気性基材上に、インク受容層用塗工液Aを、乾燥後の厚みが30μmとなるように塗工後、90℃で乾燥することでインクジェット用記録媒体1を得た。
乾燥温度を90℃から120℃に変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、インクジェット用記録媒体2を得た。
インク受容層用塗工液Aの非晶質シリカ:バインダーA(PVA)の質量比を100:60に変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、インクジェット用記録媒体3を得た。
インク受容層用塗工液Aの界面活性剤を界面活性剤(サーフィノール440:エアプロダクツ製、HLB値8.0)に変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、インクジェット用記録媒体4を得た。
インク受容層用塗工液Aの非晶質シリカ:バインダーA(PVA)の質量比を100:70に変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、インクジェット用記録媒体5を得た。
インク受容層用塗工液Aの非晶質シリカ:バインダーA(PVA)の質量比を100:80に変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、インクジェット用記録媒体6を得た。
インク受容層用塗工液Aの非晶質シリカ:バインダーA(PVA)の質量比を100:35に変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、インクジェット用記録媒体7を得た。
インク受容層用塗工液Aの非晶質シリカ:バインダーA(PVA)の質量比を100:30に変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、インクジェット用記録媒体8を得た。
透気性基材上に、インク受容層用塗工液Bを、乾燥後の厚みが25μmとなるように塗工後、90℃で乾燥することでインク受容層Bを得た。その後、インク受容層B上にインク受容層用塗工液Aの非晶質シリカ:バインダーA(PVA)の質量比率を100:60に変更した塗工液を、乾燥後の厚みが10μmとなるように塗工後、90℃で乾燥することでインクジェット用記録媒体9を得た。
インク受容層用塗工液Aをインク受容層用塗工液Cに変更した以外は実施例9と同様の操作を行い、インクジェット用記録媒体10を得た。
インク受容層用塗工液Cの非晶質シリカ:バインダーB(PVA):バインダーC(PVA)の質量比率を100:37.5:37.5に変更した以外は実施例10と同様の操作を行い、インクジェット用記録媒体11を得た。
インク受容層用塗工液Bの非晶質シリカ:バインダーA(PVA)の質量比率を100:30に変更した以外は実施例10と同様の操作を行い、インクジェット用記録媒体12を得た。
インク受容層用塗工液Cの非晶質シリカ:バインダーB(PVA):バインダーC(PVA)の質量比率を100:40:40に変更した以外は実施例12と同様の操作を行い、インクジェット用記録媒体13を得た。
インク受容層用塗工液Cの非晶質シリカ:バインダーB(PVA):バインダーC(PVA)の質量比率を100:41:41に変更した以外は実施例12と同様の操作を行い、インクジェット用記録媒体14を得た。
インク受容層用塗工液Cの非晶質シリカ:バインダーB(PVA):バインダーC(PVA)の質量比率を100:42.5:42.5に変更した以外は実施例12と同様の操作を行い、インクジェット用記録媒体15を得た。
インク受容層用塗工液Bの非晶質シリカ:バインダーA(PVA)の質量比率を100:35に変更した以外は実施例14と同様の操作を行い、インクジェット用記録媒体16を得た。
インク受容層用塗工液Aの非晶質シリカ:バインダーA(PVA)の質量比率を100:50に変更した以外は実施例9と同様の操作を行い、インクジェット用記録媒体17を得た。
インク受容層用塗工液Aの非晶質シリカ:バインダーA(PVA)の質量比率を100:45に変更した以外は実施例9と同様の操作を行い、インクジェット用記録媒体18を得た。
インク受容層用塗工液Aの非晶質シリカ:バインダーA(PVA)の質量比率を100:35に変更した以外は実施例9と同様の操作を行い、インクジェット用記録媒体19を得た。
インク受容層用塗工液Aの界面活性剤を界面活性剤(ノイゲンES−99D:第一工業製薬社製、HLB値7.7)に変更した以外は実施例9と同様の操作を行い、インクジェット用記録媒体20を得た。
インク受容層用塗工液Aの界面活性剤を界面活性剤(サーフィノール440:エアプロダクツ製、HLB値8.0)に変更した以外は実施例9と同様の操作を行い、インクジェット用記録媒体21を得た。
インク受容層用塗工液Aの界面活性剤を界面活性剤(サーフィノール465:エアプロダクツ製、HLB値13.0)に変更した以外は実施例9と同様の操作を行い、インクジェット用記録媒体22を得た。
インク受容層用塗工液Aの界面活性剤を界面活性剤(ノイゲンDL−0415:第一工業製薬社製、HLB値15.0)に変更した以外は実施例9と同様の操作を行い、インクジェット用記録媒体23を得た。
インク受容層用塗工液Aの調整に用いた分散液Aを分散液Bに変更した以外は実施例9と同様の操作を行い、インクジェット用記録媒体24を得た。
インク受容層用塗工液Aの調整に用いた分散液Aを分散液Cに変更した以外は実施例9と同様の操作を行い、インクジェット用記録媒体25を得た。
インク受容層用塗工液Aの調整に用いた分散液Aを分散液Dに変更した以外は実施例9と同様の操作を行い、インクジェット用記録媒体26を得た。
インク受容層用塗工液Aの界面活性剤を添加しなかったこと以外は実施例1と同様の操作を行い、インクジェット用記録媒体27を得た。
インク受容層用塗工液Aの非晶質シリカ:バインダーA(PVA)の質量比率を100:82に変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、インクジェット用記録媒体28を得た。
インク受容層用塗工液Aの非晶質シリカ:バインダーA(PVA)の質量比率を100:25に変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、インクジェット用記録媒体29を得た。
インク受容層用塗工液Cの非晶質シリカ:バインダーB(PVA):バインダーC(PVA)の質量比率を100:44:44に変更した以外は実施例12と同様の操作を行い、インクジェット用記録媒体30を得た。
インク受容層用塗工液Aの非晶質シリカ:バインダーA(PVA)の質量比率を100:30に変更した以外は実施例9と同様の操作を行い、インクジェット用記録媒体31を得た。
インク受容層用塗工液Aをインク受容層用塗工液Dに変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、インクジェット用記録媒体32を得た。
インク受容層用塗工液Aをインク受容層用塗工液Eに変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、インクジェット用記録媒体33を得た。
(ピーク面積比の算出)
炭素1s電子(C1s)及びケイ素2p電子(Si2p)のピークは、XPS装置「QUANTUM2000」(商品名、アルバック ファイ社製)にて測定した。具体的には、X線源の加速電圧15kV、エミッション電流3mA、真空度1.2×10−8mbar条件下、走査領域(Scan Size)1mm×1mmで上記操作により得られた記録媒体の表面を測定した。得られた炭素1s電子及びケイ素2p電子のピークは、半値幅法によりそれぞれの面積を求め、ピーク面積比(C1s/Si2p)を算出した。測定結果を表3に示す。
接触角の値は、以下のように測定を行った。Fibro社製ダイナミックアブソープションテスター(DAT)1100を用いて、23℃、50%RHの環境下でインク受容層表面上に、純水を4μl滴下した。そして、滴下後、10ms経過後の接触角を測定した。測定結果を表3に示す。
インクジェット方式を用いたプリンタ(商品名:「PIXUS Pro−1」、キヤノン社製)を用いて、ファインアート「写真用紙プレミアムマット」モードで、インクジェット用記録媒体1〜32のそれぞれに、ブラックの100%Dutyのベタバッチを印字した。尚、顔料インクとしては、上記プリンタのインクタンクである「PGI−39」(商品名、キヤノン社製)のブラックインクを用いた。その後、25℃、50%R.H.(相対湿度)環境で2日間保存後、分光光度計「スペクトロリノ」(商品名、グレタグマクベス社製)を用いて、ベタバッチを印字した部分の測色することで、各インクジェット用記録媒体のO.D.値(光学濃度)を算出した。得られたO.D.値と下記評価基準とを用い、顔料インクで印字した際の画像の光学濃度の評価を行った。評価結果を表3に示す。
A:O.D.値が1.73以上である。
B:O.D.値が1.69以上1.73未満である。
B:O.D.値が1.65以上1.69未満である。
C:O.D.値が1.65未満である。
Claims (7)
- 基材と、前記基材上にインク受容層と、を有するインクジェット用記録媒体において、前記インク受容層は、平均二次粒子径が3μm以上の非晶質シリカとバインダーを有し、
前記インク受容層表面をX線光電子分光法で測定したときの炭素原子(C1s)とケイ素原子(Si2p)のピーク面積比(C1s/Si2p)が0.7以上2.3以下であり、
前記インク受容層表面に4μlの純水と接触して10ms経過した後の前記インク受容層表面の純水との接触角が60°以下であり、
前記インク受容層が、HLBが8.0以下の非イオン性界面活性剤を含有することを特徴とする記録媒体。 - 前記ピーク面積比(C1s/Si2p)が、0.7以上2.0以下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。
- 前記ピーク面積比(C1s/Si2p)が、1.0以上1.7以下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。
- 前記接触角が、52°以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のインクジェット用記録媒体。
- 前記インク受容層が、2層以上有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のインクジェット用記録媒体。
- 前記バインダーが、ポリビニルアルコールを含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のインクジェット用記録媒体。
- 前記接触角が、38°以上であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のインクジェット用記録媒体。
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