JPH04263985A - インク受容層用透明液体吸収材料 - Google Patents

インク受容層用透明液体吸収材料

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JPH04263985A
JPH04263985A JP3275355A JP27535591A JPH04263985A JP H04263985 A JPH04263985 A JP H04263985A JP 3275355 A JP3275355 A JP 3275355A JP 27535591 A JP27535591 A JP 27535591A JP H04263985 A JPH04263985 A JP H04263985A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は記録シートに関し、さら
に詳しくは、インクジェットプリンター用に好適な透明
記録シートに関する。
【0002】
【従来の技術】オーバヘッド・プロジェクター用透明材
料は薄い可撓性の透明ポリマーシート上に画像に応じて
種々の色の液体インクを付着させることにより作製され
る。このような画像に応じたインクの付着はペン・プロ
ッターおよびインクジェットプリンターのような装置に
より行われる。透明画像形成材料は技術製図の分野での
オーバーレイおよびオーバーヘッド・プロジェクター用
の透明画として用いられる。透明グラフィック用に用い
る液体吸収材料の表面は、多量のインクを吸収した後も
さわれるような不粘着性であることが望ましい。
【0003】ペン・プロッターおよびインクジェット・
プリンターを通常に使用する間、このような機械に用い
るインクは画像形成前に長期間、外気にさらされる。こ
のように外気にさらした後も、インクは、劣化すること
なく、特に、溶剤が蒸発することなしに許容し得る方法
で機能しなければならない。この要求を満足させるため
、インク処方では、典型的に、水、エチレングリコール
、プロピレングリコール等の非常に低揮発性の溶剤を用
いる。水または水相溶性溶剤を含有するインクは、通常
、水性インクと呼ばれ、これらのインクに用いられる溶
媒は、通常、水性液と呼ばれる。
【0004】該水性液は低揮発性であるため、蒸発によ
る画像の乾燥は非常に制限される。繊維性を有するペー
パーシートに画像形成する場合、多量の液体が該シート
中に拡散し、その表面は非常に短時間の内に乾燥状態に
なる。ポリマーフィルムに画像形成する場合、画像をう
まく乾燥させるためには、水性液を吸収する幾つかの手
段が必要である。
【0005】一般に、単純なポリマー系は吸収性または
構造的一体性に劣るので液体不溶性もしくは低吸収材料
と液体可溶性もしくは高吸収材料と混合することにより
、透明液体吸収材料として有用な組成物が形成されてい
た。上記液体不溶性材料はマトリックスを形成し、その
中に液体可溶性材料が存在すると考えられる。そのこと
により、吸収性および構造一体性の両方が保たれると考
えられる。このような混合物の例は米国特許第4,30
0,820号および同第4,369,229号に記載さ
れている。ここでは、マトリックス形成ポリマーは疎水
性モノマー単位、親水性モノマー単位および酸含有モノ
マー単位を含有するターポリマーであり、組成物の水溶
性部分はポリビニルラクタムである。
【0006】水溶性成分と非水溶性成分とを含有するポ
リマー組成物の他の例は欧州特許出願第EP 0 23
3703号に記載されている。ここでは、酸官能性を有
する非水溶性アクリルポリマーがポリビニルピロリドン
と混合され、インクジェットプリンターまたはペン・プ
ロッターにより画像形成されるフィルム上に設けられる
インク受容層として用いられる。
【0007】ポリマー混合物の処方においてしばしば生
じる問題は混合されるポリマーの非相溶性である。大幅
に異なる特性を有するポリマー材料は相溶しないという
ことは一般に良く知られている。非相溶性のポリマーを
混合した場合は、相分離が生じ、霞みが生じ、透明性に
劣り、不均一性の他の状態が生じる。
【0008】混合物における2種以上のポリマー間の相
溶性は、液体可溶性ポリマーに対していくらか親和性を
示す液体可溶性マトリックス形成ポリマー鎖モノマー単
位を配合することにより改善できる。すでに引用した特
許文献に記載のように、少量の酸官能性を有するポリマ
ー材料は、酸官能性を有さないポリマーよりもポリビニ
ルラクタムと相溶性を示すと考えられる。一般に、ポリ
マーが互いに水素結合できれば、混合物されるポリマー
の相溶性が改善される。
【0009】液体吸収ポリマーの混合物を用いる際に注
目される不相溶性の第2の形態は、マトリックス形成不
溶性ポリマーと吸収される液体の不相溶性である。例え
ば、吸収される液体が水であり、吸水性ポリマーが疎水
性である場合、吸水性の抑制が考えられる。この問題点
を解消する方法は、それらが用いられる温度で水不溶性
である親水性マトリックスポリマーを用いることである
が、それらはそれぞれ異なった温度で水溶性である。米
国特許第4,503,111号では、ポリビニルピロリ
ドンと混合物したポリビニルアルコールまたはゼラチン
からなるインク受容コーティングが開示されている。室
温で水溶性を示すポリビニルおよびゼラチンは、両方と
も、これらのコーティング用マトリックス形成ポリマー
として作用し、該コーティングは水性インクに対して完
全に受容性である。しかし、該コーティングは画像形成
または高湿度のために粘着性になる傾向を示す。
【0010】したがって、可溶性および不溶性ポリマー
は液体吸収組成物として有用であるが、液体吸収性およ
び耐久性が制限されるという欠点を有する。十分な量の
液体を吸収可能で、乾燥時間が短く、非粘着性被覆を形
成し、しかも、他のすべての望ましい特性を保持しうる
単一ポリマー系を提供することが望ましい。
【0011】
【発明の要旨】本発明は、(1)(a)少なくとも1種
の酸性基含有エチレン性不飽和モノマー(最大100%
の該酸性基は、アンモニウム塩または揮発性アミンから
調製された塩として存在する)約0.5〜約20重量%
; (b)窒素基含有極性化合物からなる群から選択さ
れる少なくとも1種のモノマー約10〜約99.5重量
%; および(c)親水性エチレン性不飽和アルキルエ
ステル最大約70重量%; を含有する水溶性コポリマ
ー約92〜約99.5重量%; および(2)多官能ア
ジリジン架橋剤約0.5〜約8重量%;を含有する透明
インク受容層を少なくとも一主要表面上に支持する透明
支持体を有する記録シートであって、該インク受容層が
該支持体上に被覆された後に架橋される記録シートを提
供する。
【0012】水性インクで画像形成した場合は、この記
録シートは乾燥時間が短く、画像領域が非粘着性であり
、しかも、高い耐久性および光学透明性を維持する。
【0013】
【発明の構成】透明支持体として好適な材料はすべての
透明ポリマー材料でありうる。好ましい支持体材料は、
例えば、ポリエステル(例えば、ポリエチレンテレフタ
レート)、セルロースアセテート、ポリカーボネート、
ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリスルホン、これら
の混合物、これらのポリマー材料から形成された多層フ
ィルムおよびそれらの組み合わせから選択される。イン
クジェット印刷に好ましいポリマーフィルムは約50〜
125μmの厚さを有するポリエチレンテレフタレート
である。
【0014】インク受容層を調製するための組成物は水
溶性コポリマーと多官能アジリジン架橋剤とを含有する
。ここで用いられる「コポリマー」という用語は2種以
上の異なるモノマー単位から形成されたポリマーを意味
する。ターポリマーはコポリマーの定義の視野に包含さ
れる。この水溶性コポリマーは2種以上の型のモノマー
単位から形成されうる。モノマー単位の少なくとも1種
は、以下の(a)、(b)、(c)および(d)のよう
な酸基を有するすべてのエチレン性不飽和モノマーより
提供される。 (a)アクリル酸、メタクリル酸、p−スチレンスルホ
ン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホ
ン酸;(b)(a)に記載の酸の4級アンモニウム塩;
(c)揮発性アミンから調製される(a)に記載の酸の
塩; および(d)式
【0015】
【化6】
【0016】[式中、R1はHまたはCH3であり、R
2はHまたは10個までの炭素原子を有するアルキル基
であり、そしてXは−COONH4または−SO3NH
4である]で示される構造を有する酸モノマーのアンモ
ニウム塩。
【0017】少なくとも1種のモノマー単位は以下の(
a)および(b)からなる群から選択される:(a)式
【0018】
【化7】
【0019】[式中、nは2または3の整数である]で
示される繰り返し構造を有するビニルラクタム(好まし
いモノマーはN−ビニル−2−ピロリドンである); 
および(b)式
【0020】
【化8】
【0021】[式中、R1およびR2は上記と同意義で
あり、そしてR3は水素、10個までの炭素原子、好ま
しくは1〜4個の炭素原子を有するアルキル基、ヒドロ
キシアルキル基または−(CH2)m−OR2(式中、
mは、包括的に、1〜3の整数であり、R2は上記と同
意義である)で示される構造のアルコキシアルキル基で
ある]で示される構造を有するアクリルアミドまたはメ
タクリルアミドのようなアミド。
【0022】ターポリマー(コポリマーの一種)を調製
するためには第3のモノマー単位が用いられる。この第
3モノマー単位は、以下の(a)および(b)のような
親水性エチレン性不飽和アルキルエステルである。 (a)アルコキシアルキルアクリレート、ヒドロキシア
ルキルアクリレート、アルコキシアルキルメタクリレー
トまたは式
【0023】
【化9】
【0024】[式中、pは、包括的に、1〜4の整数、
好ましくは2または3の整数であり、R1は上記と同意
義であり、そしてR4はHまたは1〜4個の炭素原子を
有するアルキル基である]で示される構造のヒドロキシ
アルキルメタクリレート; および(b)式
【0025】
【化10】
【0026】[式中、qは、包括的に、5〜25の整数
であり、R1は上記と同意義である]で示される構造の
アルコキシアクリレートまたはアルコキシメタクリレー
ト。
【0027】好ましい架橋剤は、式
【0028】
【化11】
【0029】で示される構造のトリメチロールプロパン
−トリス−(β−(N−アジリジニル)プロピオネート
);式
【0030】
【化12】
【0031】で示される構造のペンタエリスリトール−
トリス−(β−(N−アジリジニル)プロピオネート)
; および式
【0032】
【化13】
【0033】で示される構造のトリメチロールプロパン
−トリス−(β−(N−メチルアジリジニルプロピオネ
ート);などのような各分子中に少なくとも2箇所の架
橋部位を有する多官能アジリジンである。
【0034】この架橋剤は、典型的には、インク受容層
を調製するための組成物中に約0.5〜約8重量%、好
ましくは約1〜約6重量%の量で含有される。0.5重
量%を下回る程度の量では、架橋密度が低下しすぎるの
で、画像品質および被覆一体性の両方に悪影響が生じる
。8重量%を上回る程度の量では、架橋密度が高くなり
すぎるので、インク吸収性が低下する。
【0035】水溶性コポリマーは、典型的には、水性ま
たは有機媒体中、好ましくは水中で、フリーラジカル、
エマルジョンまたはサスペンジョン重合技術により形成
される。約0.01〜約2.0重量%(モノマーの全重
量を基準にして)のフリーラジカル開始剤が典型的に用
いられる。重合は、開始剤および重合技術に依存して、
約25℃〜還流温度の温度範囲で行われる。一般に、得
られるコポリマーは適当量の多官能アジリジン架橋剤と
混合することにより固形分約5〜約10重量%の水性被
覆溶液が形成される。この溶液は従来の手段(例えば、
ナイフ被覆、ロトグラビア(rotogravure)
被覆、リバースロール被覆など)により透明支持体上に
被覆され、約200゜Fの温度で3〜4分間乾燥される
。乾燥は加熱空気により行われる。
【0036】乾燥工程中に架橋が生じることにより架橋
ポリマーネットワークの透明インク受容層が形成される
。この工程は以下の式により示される。
【0037】
【化14】
【0038】[式中、XおよびYは、すでに定義のとお
り、親水性モノマーであり、RはCH3−CH2−C−
またはHO−CH2−C−であり、R5は−(CH2−
O−CO−CH2−CH2)−であり、R6はHまたは
CH3である]
【0039】本発明のインク受容層を形成するための溶
液は、この層のインク受容性が悪影響を受けない場合は
、さらに他の改変成分を含有しうる。このような改変成
分には、例えば、接着性促進剤、微粒子、界面活性剤、
粘度調節剤などの材料が挙げられる。
【0040】インク受容層と透明支持体との間に接着性
促進下塗り層を設けることが好ましい。このような接着
性促進層には、化学的な下塗り被覆およびコロナ処理の
ような表面処理が含まれる。インク受容層の接着性は、
下塗り層とインク受容層との間に写真フィルム裏材料に
用いられる型のゼラチン下層を設けることによっても促
進される。下塗り層およびゼラチン下層の両方を有する
フィルム裏材料は市販されており、しばしば下塗りおよ
び下層処理フィルム裏材料と称される。
【0041】特にインクジェット印刷に適する本発明の
記録シートは、例えば、スターチ微粒子が分散されたポ
リ(ビニルアルコール)含有層のようなインク浸透性非
粘着性保護層で被覆されうる。このオーバーコート層は
インク滴の拡散を適切に制御することにより画像品質の
向上を補助する特性の表面を提供する。
【0042】
【実施例】本発明の種々の実施態様を説明するために以
下の実施例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
【0043】
【実施例1】N−ビニル−2−ピロリドン(37.5重
量部)、アクリルアミド(10.0重量部)、アクリル
酸のアンモニウム塩(2.5重量部、40%水溶液の6
.3g)、アゾ−ビス−イソブチロニトリル(デュポン
社製「バゾ(Vazo)」、0.07重量部)および脱
イオン水(283重量部)を500ミリリットルボトル
中で混合することにより親水性ポリマーを製造した。混
合物を乾燥窒素ガスで10〜15分間パージした後、6
0℃の温度に維持した恒温浴中に該ボトルを約18時間
浸漬することにより重合を行った。反応終了後に得られ
た粘性樹脂を100gの脱イオン水で希釈することによ
り、固形分10.7%の溶液を得た。計算転換率は約9
2%であった。
【0044】樹脂溶液の一部(15.37g)を脱イオ
ン水(10g)でさらに希釈した。この溶液のpHは7
であった。ついで、数滴の希釈水酸化アンモニウム溶液
を添加することによりpHを8に増大させた。1.0m
lのメタノール中に溶解した多官能アジリジン(0.0
34g、サンコル社(Sanncor Ind., I
nc.)製「XAMA−7」、約3.3の官能性を有す
る)を溶液に加えた。そして、この溶液をローラーミル
で十分に混合した後に、厚さ0.1mmの下塗、下層処
理(subbed)ポリエチレンテレフタレート・フィ
ルム(ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチ
ャリング(Minnesota Mining and
 Manufacturing)社製の「スコッチパー
(Scotchpar)」タイプのPH下地フィルム)
を湿潤厚0.125mmで被覆した。ついで、被覆をオ
ーブン中200゜Fの温度で4分間乾燥させた。
【0045】ヒューレット−パッカード社製デスク・ジ
ェット・インク−ジェットプリンターを用いて、被覆フ
ィルムに印刷を行った。インクは約30秒で乾燥し、ほ
とんど粘着性を示さなかった。
【0046】
【比較例A】架橋剤を使用しないこと以外は実施例1と
同様にして、本実施例のフィルムを形成した。ヒューレ
ット−パッカード社製デスク・ジェット・インク−ジェ
ットプリンターを用いて、被覆フィルムに印刷を行った
。 印刷されたインクは10分間粘着性のままであった。
【0047】
【実施例2および比較例B】N,N’−ジメチルアクリ
ルアミド(32.5重量部、アルドリッヒケミカル社製
)、メトキシエチルアクリレート(15.0重量部、C
PS化学社(CPS Chemical Co.)製)
、アクリル酸のアンモニウム塩(2.5重量部)、アゾ
−ビス−イソブチロニトリル(「バゾ」、0.07重量
部)および脱イオン水(283.3重量部)を500ミ
リリットルボトル中で混合することにより親水性ポリマ
ーを製造した。混合物を乾燥窒素ガスで10分間パージ
した後、60℃の温度に維持した恒温浴中に該ボトルを
約18時間浸漬することにより重合を行った。反応終了
後に得られた粘性樹脂を脱イオン水で希釈することによ
り、固形分7%の溶液を得た。
【0048】以下の表1に示すような処方物を調製した
【表1】   実施例No.         成分      
                  配合量(g) 
   2            親水性ポリマー(固
形分7%)     20.0           
       界面活性剤a            
         0.3             
     架橋剤b                
         0.95  比較例B      
   親水性ポリマー(固形分7%)     20.
0                  界面活性剤c
                     0.3 a)2%水溶液、「トリトン(Triton)X100
」、ローム・アンド・ハース(Rohm and ha
as)社より入手可能)b)10%水溶液、「XAMA
−7」 c)2%水溶液、トリトン(Triton)X100

0049】これらの処方物を4ミルゼラチン下層処理ポ
リエチレンテレフタレートフィルム上に湿潤厚0.15
mmに被覆し、200゜Fの温度で5分間乾燥させた。 両方のフィルムにヒューレット−パッカード社製デスク
・ジェット・インク−ジェットプリンターを用いて画像
形成した。架橋剤を含有する被覆は良好な画像形成性を
示し、90秒以内に非粘着状態に乾燥した。架橋剤を含
有しない被覆は10分間を越えても粘着性であった。
【0050】
【実施例3】N−ビニル−2−ピロリドン(16.0重
量部、GAF社(GAF Cororation)製)
、メタクリルアミド(16.0重量部)、2−ヒドロキ
シエチルメチルアクリレート(7.5重量部)、メトキ
シエチルメタクリレート(7.5重量部)、アクリル酸
のアンモニウム塩(2.5重量部)、アゾ−ビス−イソ
ブチロニトリル(「バゾ」、0.07重量部)、イソプ
ロピルアルコール(8.0重量部)および脱イオン水(
276重量部)を500ミリリットルボトル中に導入し
た。この混合物を乾燥窒素ガスで10〜15分間パージ
した後、60℃で8〜10時間重合を行った。得られた
樹脂を脱イオン水で希釈することにより、固形分7.0
%の溶液を得た。
【0051】樹脂溶液の一部(20.0g)を界面活性
剤(「トリトンX100」の2.0%水溶液0.3g)
および架橋剤(「XAMA−7」の10%水溶液1.4
g)と混合した。次いで、この溶液を0.1mm下塗お
よび下層処理ポリエチレンテレフタレートフィルム上に
湿潤厚0.15mmで被覆し、オーブン中で95℃にお
いて5分間乾燥させた。そして、ヒューレット−パッカ
ード社製7550A・グラフィック・プリンター・ペン
・プロッタを用いて、被覆フィルムに印刷を行った。全
色の画像について明確であり、ブリード、ピックまたは
ペンの詰まりを生じさせることなく即座に乾燥した。
【0052】以上、本発明の好ましい具体例について説
明したが、本発明の精神を逸脱することなく、種々の変
形および修飾を加えることができることは当業者に容易
であり、それらも本発明の範囲のものである。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  (1)約92〜約99.5重量%の水
    溶性コポリマー; および(2)約0.5〜約8重量%
    の多官能アジリジン架橋剤; を含有する透明インク受
    容層を少なくとも一主要表面上に支持する透明支持体を
    有する記録シートであって、該インク受容層が該支持体
    上に被覆された後に架橋される記録シート。
  2. 【請求項2】  前記水溶性コポリマーが以下の(a)
    と、(b)と、(c)とを含有する、請求項1記載の記
    録シート:(a)少なくとも1種の酸性基含有エチレン
    性不飽和モノマー(最大100%の該酸性基は、アンモ
    ニウム塩または揮発性アミンから調製された塩として存
    在する)約0.5〜約20重量%; (b)窒素基含有極性化合物からなる群から選択される
    少なくとも1種のモノマー約10〜約99.5重量%;
     および(c)親水性エチレン性不飽和アルキルエステ
    ル最大約70重量%。
  3. 【請求項3】  前記少なくとも1種の酸性基含有エチ
    レン性不飽和モノマーが以下の(a)、(b)、(c)
    および(d)からなる群から選択される、請求項1記載
    の記録シート:(a)アクリル酸、メタクリル酸、p−
    スチレンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチル
    プロパンスルホン酸;(b)(a)に記載の酸の4級ア
    ンモニウム塩;(c)揮発性アミンから調製される(a
    )に記載の酸の塩;(d)式 【化1】 [式中、R1はHまたは−CH3であり、R2はHまた
    は10個までの炭素原子を有するアルキル基であり、そ
    してXは−COONH4または−SO3NH4である]
    で示される構造を有する酸モノマーのアンモニウム塩。
  4. 【請求項4】  前記窒素基含有極性化合物が以下の(
    a)および(b)からなる群から選択される、請求項1
    記載の記録シート:(a)式 【化2】 [式中、nは2または3の整数である]で示される繰り
    返し構造を有するビニルラクタム; および(b)式【
    化3】 [式中、R1はHまたは−CH3であり、R2は水素ま
    たは10個までの炭素原子を有するアルキル基であり、
    そしてR3は水素、10個までの炭素原子、好ましくは
    1〜4個の炭素原子を有するアルキル基、ヒドロキシア
    ルキル基または−(CH2)m−OR2(式中、mは、
    包括的に、1〜3の整数である)で示される構造のアル
    コキシアルキル基である]で示される構造を有するアク
    リルアミドまたはメタクリルアミドのようなアミド。
  5. 【請求項5】  前記極性化合物がN−ビニル−ピロリ
    ドンである、請求項4記載の記録シート。
  6. 【請求項6】  前記親水性エチレン性不飽和アルキル
    エステルが以下の(a)および(b)からなる群から選
    択される、請求項1記載の記録シート: (a)アルコキシアルキルアクリレート、ヒドロキシア
    ルキルアクリレート、アルコキシアルキルメタクリレー
    トまたは式 【化4】 [式中、pは、包括的に、1〜4の整数、好ましくは2
    または3の整数であり、R1はHまたは−CH3であり
    、そしてR4はHまたは1〜4個の炭素原子を有するア
    ルキル基である]で示される構造を有するヒドロキシア
    ルキルメタクリレート; および(b)式 【化5】 [式中、qは、包括的に、5〜25の整数であり、R1
    は前記と同意義である]で示される構造を有するアルコ
    キシアクリレートまたはアルコキシメタクリレート。
  7. 【請求項7】  前記多官能アジリジン架橋剤がトリメ
    チロールプロパン−トリス−(β−(N−アジリジニル
    )プロピオネート)、ペンタエリスリトール−トリス−
    (β−(N−アジリジニル)プロピオネート)およびト
    リメチロールプロパン−トリス−(β−(N−メチルア
    ジリジニルプロピオネート)からなる群から選択される
    、請求項1記載の記録シート。
  8. 【請求項8】  前記多官能アジリジン架橋剤の重量が
    層重量の約1.0〜約6.0重量%の範囲である、請求
    項1記載の記録シート。
  9. 【請求項9】  前記透明支持体がポリエステルフィル
    ムである、請求項1記載の記録シート。
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