JPH05124329A - インクジエツト用被記録材およびその製造方法 - Google Patents

インクジエツト用被記録材およびその製造方法

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JPH05124329A
JPH05124329A JP3289840A JP28984091A JPH05124329A JP H05124329 A JPH05124329 A JP H05124329A JP 3289840 A JP3289840 A JP 3289840A JP 28984091 A JP28984091 A JP 28984091A JP H05124329 A JPH05124329 A JP H05124329A
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隆 宮岡
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 インクジェット記録方式に用いた場合に、
優れた記録画像を与える被記録材を提供する。 【構成】 顔料と水性バインダーを主体とするアニオ
ン性の塗工組成物を基体に塗工して、インクジェット法
に使用される被記録材を製造するに際し、予め基体にカ
チオン性ポリマーを塗工しておく。したがってこの被記
録材は、基体、その上に形成されたカチオン性ポリマー
層、およびカチオン性ポリマー層の上に形成された顔料
および水性バインダーを主体とするアニオン性塗工層か
らなる。 【効果】 インクの吸収性に優れ、高解像度で、耐水
性にも優れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、顔料および水性バイン
ダーを主体とするアニオン性塗工組成物を基体に塗工し
てなるインクジェット記録に使用される被記録材および
その製造方法に関するものである。さらに詳細には、イ
ンクの吸収性に優れ、かつ高解像度で耐水性のある記録
画像を形成しうる被記録材およびその製造方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】インクジェット記録方式は、種々の作動
原理によりインクの微小液滴を発生させ、飛翔させて、
紙などの被記録材に付着させ、記録を行うものである。
この方式は、騒音の発生が少なく、高速印字および多色
印字が行える記録法として、急速に普及してきている。
【0003】このインクジェット記録法に使用される被
記録材としては、従来から通常の紙が一般的に使用され
てきた。しかし、記録の高速化あるいは多色化など、装
置性能の向上や用途の拡大に伴い、インクジェット用の
被記録材に対しても、より高度の特性が要求されるよう
になってきている。
【0004】すなわち、カラー写真に匹敵する程度の高
解像度および高品質の記録画像を得るため、被記録材は
次のような諸要求を満たすことが必要になってきてい
る。 (1) インクの吸収が速やかであること、(2) インクドッ
トが重なった際に、あとで付着したインクが前のドット
に流れ出さないこと、(3)インクドットの形状が真円に
近く、またその周辺が滑らかであること、(4) インクド
ットの径が必要以上に大きくならないこと、(5) インク
ドットの濃度が高く、ドットの周辺がぼけないこと、
(6) インクの発色性が優れていること。また耐水性や耐
光性も、従来以上に要求されるようになっている。
【0005】しかしながら、これら諸要求をすべて満た
す被記録材は、いまだ見出されていない。例えばインク
吸収性を高めるために、尿素−ホルムアルデヒド樹脂粉
末を内添したシートに水溶性高分子を含浸させたり(特
開昭 53-49113 号公報)、インク吸収性の塗工層を設け
たり(特開昭 55-5830号公報)、塗工層中の顔料として
非膠質シリカ粉末を使用したり(特開昭 55-51583 号公
報)といった例が知られている。これらの方法によりイ
ンク吸収性の改良はみられるものの、必ずしも十分とは
いえなかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、インクジェ
ット記録方式に用いた場合に優れた記録画像を与える被
記録材を提供することを目的としており、特に顔料およ
び水性バインダーを主体とするアニオン性塗工組成物が
基体上に塗工されたインクジェット記録用の被記録材に
おいて、インク吸収性に優れ、高解像度で、耐水性も高
度に改良された被記録材を提供しようとするものであ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意研究を
行った結果、顔料および水性バインダーを主体とするア
ニオン性塗工組成物を基体に塗工して、インクジェット
記録法に使用される被記録材を製造する際に、基体に予
めカチオン性ポリマーを塗工しておくことにより、得ら
れる被記録材のインク吸収性、解像度および耐水性が大
幅に改良できることを見出し、本発明に至った。
【0008】すなわち本発明は、インクジェット記録に
適する基体、その上に形成されたカチオン性ポリマー
層、およびカチオン性ポリマー層の上に形成された顔料
および水性バインダーを主体とするアニオン性塗工層か
らなるインクジェット記録用被記録材を提供するもので
ある。
【0009】さらに本発明は、基体にカチオン性ポリマ
ーを塗工し、その上に顔料および水性バインダーを主体
とするアニオン性塗工組成物を塗工することにより、イ
ンクジェット記録法に使用される被記録材を製造する方
法を提供する。
【0010】本発明は、基体に予めカチオン性ポリマー
を塗工しておくことを特徴としており、こうしてカチオ
ン性ポリマーを塗工した基体に顔料および水性バインダ
ーを主体とするアニオン性塗工組成物を塗工した際、カ
チオン性ポリマーとアニオン性塗工組成物との間の親和
力により、カラーセットの促進、被覆性の改良、塗工層
の多孔質化などが起こると考えられ、得られる被記録材
は、インク吸収性、解像度および耐水性において顕著な
改良が認められる。以下、本発明についてさらに詳細に
説明する。
【0011】本発明において被記録材の基体となるの
は、インクジェット記録に適するものであればよく、代
表的には紙が挙げられるが、その他、布や、例えばオー
バーヘッドプロジェクションに使用されるポリエチレン
テレフタレート樹脂フィルムのような各種樹脂フィルム
などを使用することもできる。このような基体に、まず
カチオン性ポリマー層が付与される。
【0012】本発明で用いるカチオン性ポリマーとは、
水媒体中でポリマー主体がカチオンに解離するものをい
い、典型的なカチオン性基としては、一級、二級および
三級アミノ基、ならびに四級アンモニウム塩が挙げられ
る。このようなカチオン性ポリマーであればいかなるも
のでも用いることができ、その種類は特に限定されない
が、本発明において好ましく用いられるカチオン性ポリ
マーとしては、以下のようなものが例示される。
【0013】a) ポリアルキレンポリアミンと二塩基
性カルボン酸を脱水縮合させたポリアルキレンポリアミ
ド; b) ポリアルキレンポリアミンと尿素を脱アンモニア
縮合させたポリアルキレンポリ尿素: c) ポリアルキレンポリアミドと尿素を脱アンモニア
縮合させたポリアミドポリ尿素; d) アミノ基含有化合物をエピハロヒドリンと反応さ
せたポリアミノエポキシ樹脂; e) 上記a)〜d)のポリマーのいずれかにさらにア
ルデヒドを反応させた反応生成物; f) 上記a)〜d)のポリマーのいずれかとアルキル
化剤を反応させた反応生成物; g) エチレンイミンの開環重合物; h) カチオン性ビニルモノマーを単独で重合させた、
または他の共重合性モノマーと共重合させた重合物; i) N−ビニルアミド系モノマーの単独重合物または
他の共重合性モノマーとの共重合物の加水分解物; j) 活性水素を有するポリマーに、アンモニア、一級
アミンまたは二級アミンとホルムアルデヒドを反応させ
たマンニッヒ反応物; k) 活性水素を有するポリマーとカチオン化剤との反
応物; l) 活性水素を有するポリマーに、アンモニアまたは
アミン類とエピハロヒドリンを反応させた反応物; m) キチンを加水分解したキトサン; n) 活性水素を有するポリマーと上記 a)〜m) のポリ
マーのいずれかとを、アルデヒド、エピハロヒドリン、
ポリイソシアネート類などの架橋剤を用いて反応させた
ブロック共重合物。
【0014】これらの各種カチオン性ポリマーを製造す
る際に用いられる原料化合物の具体例を以下に掲げる。
【0015】上記a)およびb)で用いられるポリアル
キレンポリアミンは、2個の一級アミノ基と少なくとも
1個の二級アミノ基がアルキレンを介して結合した化合
物であり、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラ
ミン、テトラエチレンペンタミン、イミノビスプロピル
アミンなどが例示される。
【0016】上記a)で用いられる二塩基性カルボン酸
は、2個のカルボキシル基を有する化合物であり、コハ
ク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、マレイン
酸、フマール酸の如き脂肪族ジカルボン酸や、イソフタ
ル酸、テレフタル酸の如き芳香族ジカルボン酸、および
これらの混合物が例示される。
【0017】上記d)で用いられるアミノ基含有化合物
としては、アンモニア、各種アミン類、ポリアルキレン
ポリアミン、ポリアルキレンポリアミド、ポリアルキレ
ンポリ尿素、ポリアミドポリ尿素などが例示される。
【0018】上記d)、l)およびn)で用いられるエ
ピハロヒドリンとしては、エピクロロヒドリン、エピブ
ロモヒドリンなどが例示される。
【0019】上記e)やn)で用いられるアルデヒドと
しては、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピ
ルアルデヒドなどのアルキルアルデヒド類や、グリオキ
ザール、プロパンジアール、ブタンジアールなどのアル
キルジアルデヒド類が例示される。
【0020】上記f)におけるアルキル化剤としては、
以下のような各種のものが使用できる。 一般式 R1−X 〔式中、R1 は低級アルキル基(例えば炭素数1〜6程
度)、低級アルケニル基(例えば炭素数2〜6程度)、
ベンジル基またはフェノキシエチル基を表し、Xはハロ
ゲン原子を表す〕で示されるハロゲン含有化合物。好ま
しい例としては例えば、塩化メチル、塩化エチル、塩化
プロピル、塩化アリル、塩化ベンジル、塩化フェノキシ
エチル、ならびにこれら塩化物に対応する臭化物および
沃化物が挙げられる。
【0021】 一般式 (R2O)2SOv 〔式中、R2 は低級アルキル基(例えば炭素数1〜6程
度)を表し、vは1または2を表す〕で示されるジアル
キルサルファイトおよびジアルキルサルフェート。好ま
しい例としては、ジメチルサルファイト、ジエチルサル
ファイト、ジメチルサルフェート、ジエチルサルフェー
トなどが挙げられる。
【0022】 一般式
【0023】
【化1】
【0024】〔式中、R3 は水素原子、低級アルキル基
(例えば炭素数1〜6程度)、ヒドロキシ低級アルキル
基(例えば炭素数1〜6程度)またはフェニル基を表
す〕で示されるエチレンオキサイドおよびその誘導体。
好ましい例としては、エチレンオキサイド、プロピレン
オキサイド、ブチレンオキサイド、スチレンオキサイ
ド、グリシドールなどが挙げられる。
【0025】 一般式
【0026】
【化2】
【0027】〔式中、Xはハロゲン原子を表し、wは
1、2または3を表す〕で示されるエピハロヒドリン。
好ましい例としては、エピクロロヒドリン、エピブロモ
ヒドリンなどが挙げられる。
【0028】 一般式 HOCH2(CH2)wX 〔式中、Xはハロゲン原子を表し、wは1、2または3
を表す〕で示されるモノハロヒドリン。好ましい例とし
ては、エチレンクロロヒドリン、エチレンブロモヒドリ
ンなどが挙げられる。
【0029】 一般式
【0030】
【化3】
【0031】〔式中、Xはハロゲン原子を表し、Yおよ
びZの一方はハロゲン原子、他方は水酸基を表す〕で示
されるジハロヒドリン。好ましい例としては、1,3−
ジクロロ−2−プロパノール、2,3−ジクロロ−1−
プロパノールなどが挙げられる。
【0032】また前記h)で用いられるカチオン性ビニ
ルモノマーとしては、 ジメチルアミノエチル(メタ)
アクリレート、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリ
レート、 ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミ
ド、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、
およびこれらの四級化物や、アリルアミン、ジアリルア
ミン、トリアリルアミン、ビニルピロリドン、ジアリル
ジメチルアンモニウム塩などが例示される。
【0033】前記i)で用いられるN−ビニルアミド系
モノマーとしては、ビニルホルムアミド、ビニルアセト
アミドなどが例示される。
【0034】前記j)、k)、l)およびn)で用いら
れる活性水素を有するポリマーとしては、でんぷん類、
ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、カゼイン
等のプロテイン類、メチルセルロースなどが例示され
る。
【0035】前記k)で用いられるカチオン化剤として
は、エチレンイミンなどの他に、下記一般式で示される
ものなどが例示される。
【0036】
【化4】
【0037】〔これらの式中、Qは二価の脂肪族基また
は芳香族基を表し、R4 およびR5 はそれぞれ独立に低
級アルキル基(例えば炭素数1〜6程度)を表し、R6
は水素原子または低級アルキル基(例えば炭素数1〜6
程度)を表し、A- はハロゲン化物イオン、硫酸イオン
などの陰イオンを表し、Lはハロゲン原子、スルホン酸
エステル基、硫酸エステル基などの脱離基を表す〕
【0038】上記式中、Qで表される二価の脂肪族基と
しては、例えば炭素数1〜10程度のアルキレンが挙げ
られ、このアルキレンは分枝状であってもよく、また置
換基を有していてもよい。アルキレンの置換基として
は、水酸基、炭素数1〜6程度のアルコキシ基、全炭素
数1〜6程度のアルカノイルオキシ基、ハロゲン原子な
どが挙げられる。またQで表される二価の芳香族基とし
ては、例えば置換または無置換のフェニレンが挙げら
れ、フェニレンの置換基としては、前記アルキレンの置
換基として例示したもののほか、炭素数1〜6程度のア
ルキル基が挙げられる。
【0039】上記式中、Lで表されるスルホン酸エステ
ル基としては、例えばメタンスルホン酸残基(CH3
2O−)、エタンスルホン酸残基(C25 SO2
−)、ベンゼンスルホン酸残基(C65 SO2O−)、
トルエンスルホン酸残基(CH3 64 SO2O−)の
ようなアルキルまたはアリールスルホン酸のエステル基
が挙げられ、また硫酸エステル基としては、硫酸残基
(HOSO2O−)のほか、例えばメチル硫酸残基(C
3 OSO2O−)、エチル硫酸残基(C25 OSO2
O−)、フェニル硫酸残基(C65 OSO2O−)のよ
うなアルキルまたはアリール硫酸のエステル基が挙げら
れる。
【0040】以上例示した各種のカチオン性ポリマーの
なかでも、好ましくはpH3におけるコロイド当量値が
1mg当量/g以上のものであり、さらにはこのコロイド
当量値が2mg当量/g以上のものがより好ましい。 ま
た特に、50重量%水溶液の25℃における粘度が10
cps 以上のものが、好ましく用いられる。
【0041】なお、カチオン性ポリマーのほかに、アル
ミニウム、カルシウム、マグネシウムなどの硫酸塩、塩
化物など、多価金属塩も、本発明で目的とするアニオン
性塗工組成物との相互作用が考えられるが、これらは基
体に多量に塗工しなければその効果が得られないこと、
またこれらは基体および得られる被記録材の白色度や保
存性などに悪影響を及ぼすことから、適当でない。
【0042】本発明においては、以上説明したようなカ
チオン性ポリマーを、それぞれ単独で、あるいは二種以
上を組み合わせて用いることができる。その際、相溶性
のよいでんぷん類、ポリビニルアルコール類、ポリアク
リルアミド類などの表面紙力増強剤、各種表面サイズ剤
などを併用することは差し支えない。またさらには、蛍
光増白剤、防腐剤、消泡剤、潤滑剤、撥水剤、耐水化
剤、着色剤などを、相溶性に配慮しながら必要に応じて
配合することもできる。
【0043】カチオン性ポリマーは、塗工量や塗工機適
性などを考慮した適当な濃度の塗工液とし、サイズプレ
スコーター、ゲートロールコーター、マシンカレンダ
ー、スプレーコーターなどを用いて、基体の片面または
両面に塗工されるが、特にオンマシンコーターを用いる
のが好ましい。そのあと必要な乾燥を施すことにより、
予めカチオン性ポリマーを塗工した基体が得られる。カ
チオン性ポリマーの塗工量は、用いるカチオン性ポリマ
ーの種類や基体の種類などによって当然差があるが、大
略 0.01 〜2g/m2・片面が好ましい。
【0044】本発明では、こうして得た予めカチオン性
ポリマーが塗工された基体に、顔料および水性バインダ
ーを含有するアニオン性塗工組成物を、通常の方法、す
なわちサイズプレスコーター、ゲートロールコーター、
エアーナイフコーター、ビルブレードコーター、キャス
トコーター、ブレードコーター、キスロールコーターな
どにより塗工し、必要な乾燥処理や平滑化処理などを施
すことにより、目的とする被記録材を製造することがで
きる。
【0045】ここで用いる顔料および水性バインダーを
含有する塗工組成物の組成や濃度などに特別な制限はな
く、ただアニオン性であることのみが条件である。アニ
オン性塗工組成物は、紙の塗工にもっとも広く一般的に
用いられているものであり、顔料、水性バインダー、分
散剤などなんらかの形でアニオン性の成分を含み、組成
物全体としてアニオン性を示すものであればよい。一例
を挙げれば、白色無機顔料や有機合成白色顔料などを、
トリポリリン酸ソーダやポリアクリル酸塩系分散剤など
のアニオン系分散剤を用いて分散・スラリー化し、水溶
性バインダーおよび/または水乳化系水分散系のバイン
ダーを配合した塗工組成物がある。
【0046】顔料の例としては、微粉ケイ酸、クレー、
タルク、ケイソウ土、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、
酸化チタン、酸化亜鉛、サチンホワイト、ケイ酸アルミ
ニウムなどの白色顔料が挙げられる。その他、ポリスチ
レン系樹脂、尿素/ホルムアルデヒド系樹脂などの有機
合成白色顔料を用いることもできる。
【0047】また水性バインダーの例としては、でんぷ
ん、ゼラチン、カゼイン、アラビアゴム、アルギン酸ソ
ーダ、カルボキシルメチルセルロース、ポリビニルアル
コール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸ソー
ダ、ポリアクリルアミドなどの水溶性高分子バインダー
が挙げられる。その他、合成ゴムラテックス、エチレン
酢酸ビニル系エマルジョンなどの合成樹脂エマルジョン
を用いることもできる。
【0048】アニオン性塗工組成物の成分となる顔料
は、それぞれ単独で、または二種以上を混合して使用す
ることができ、また水性バインダーも、それぞれ単独
で、または二種以上を混合して使用することができる。
さらには、分散剤、防腐剤、pH調整剤、消泡剤、界面
活性剤、蛍光増白剤、潤滑剤などの各種添加剤も、必要
により配合することができる。
【0049】このようにして本発明により得られ、イン
クジェット記録法に使用される被記録材は、インク吸収
性に優れ、解像度が高く、耐水性も良好であるなど、種
々の優れた有効な特性を有するものとなる。
【0050】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳しく説
明する。なお、例中にある%は、特にことわらないかぎ
り重量%を表す。また粘度は、すべて25℃における値
である。
【0051】実施例1および2 温度計、還流冷却器および攪拌棒を備えた四ツ口フラス
コに、ジアリルアミン35g(0.36モル)、50%アク
リルアミド水溶液34g(0.24モル)、水328g、お
よび濃塩酸 36.5 g(0.36モル)を仕込み、窒素雰囲気
下で70℃まで昇温した。そして、開始剤として過硫酸
アンモニウム 0.4gを添加し、60〜80℃で10時間
重合させて、濃度15%、pH3、粘度440cps のカ
チオン性ポリマーA(水溶液)を得た。米坪量 55.0 g
/m2の市販上質紙に、上記カチオン性ポリマーAを固形
分としてそれぞれ 0.34 g/m2および 0.67 g/m2とな
るように塗工したあと、120℃の熱風乾燥機で30秒
間乾燥し、カチオン性ポリマーを塗工した塗工原紙を得
た。この塗工原紙に、表1に示すアニオン性塗工組成物
を塗工量10g/m2・片面となるよう、ワイヤーロッド
を用いて塗工し、120℃の熱風乾燥機で2分間乾燥し
た。さらに熱プレス機で1分間熱処理して、被記録材を
得た。
【0052】
【表1】
【0053】注) ミズカシル P-78D: 水沢化学
(株)製非晶質シリカ スミレーズレジン DS-10:住友化学工業(株)製ポ
リアクリル酸系顔料分散剤 PVA-117 : (株)クラレ製ポリビニルアルコール 重量部は固形分重量を表す。 総固形分 15.6 % 塗工液の粘度は160cps であった(B型粘度計、
60rpm)
【0054】実施例3および4 実施例1で用いたのと同様の反応装置に水160gを仕
込み、さらにジエチレントリアミン31g(0.3 モル)
および50%ジメチルアミン水溶液90g(1モル)を
仕込んだあと、内温を60℃以下に保ってエピクロロヒ
ドリン139g(1.5 モル)を滴下し、そのあと60℃
まで昇温し、さらに60〜80℃で6時間保温した。次
いで水100gを仕込んで25℃まで冷却したあと、濃
塩酸を用いてpHを 3.5に調整し、固形分40%、粘度
150cps のカチオン性ポリマーB(水溶液)を得た。
実施例1で用いたのと同じ市販上質紙に、上記カチオン
性ポリマーBを固形分としてそれぞれ 0.34 g/m2およ
び 0.67 g/m2となるように塗工し、そのあとは実施例
1と同様に処理して、被記録材を得た。
【0055】比較例1 実施例1で用いたのと同じ市販上質紙を用い、カチオン
性ポリマーを塗工しなかった以外は、実施例1と同様の
処理を行って、被記録材を得た。
【0056】評価試験 以上のようにして得たそれぞれの被記録材を、以下に示
す各試験に供した。結果を表2に示す。
【0057】印 刷 シャープ(株)製カラーイメージプリンター IO-0700型
を用い、被記録材にインクジェット記録を行った。初期
発色性および耐水性については、イエロー、マゼンタ、
シアン、ブラックの各色をベタ印写し、以下の方法で評
価した。また解像度については、文字を印字し、後述の
方法で評価した。初期発色性 マクベス濃度計 (RD-915) にて発色濃度を測定した。耐 水 性 記録後の試料を20℃の水中に15分間浸漬し、乾燥
後、マクベス濃度計にて濃度を測定し、次式によって計
算される耐水性保持率で評価した。 耐水性保持率(%)=(浸漬乾燥後のマクベス濃度/浸
漬前のマクベス濃度)×100解 像 度 ドットの形状およびインクのにじみを、ルーペを用いて
目視判定した。 ◎ 優、 ○ 良、 △ 普通
【0058】インク吸収性 シャープ(株)製カラーイメージプリンター IO-0700型
を用い、被記録材をインクジェット記録した直後に紙送
りし、指で印字面を押さえ、汚れが出るか出ないかで判
定した。 ◎ 優、 ○ 良、 △ 普通透 気 度 J-TAPPI No.5 に準拠して測定した。
【0059】
【表2】
【0060】
【発明の効果】本発明の被記録材は、インクジェット記
録法に適用したときのインク吸収性に優れ、また高解像
度で、耐水性にも優れるなど、インクジェット用被記録
材として種々の優れた特性を有する。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】インクジェット記録に適する基体、 その
    上に形成されたカチオン性ポリマー層、およびカチオン
    性ポリマー層の上に形成された顔料および水性バインダ
    ーを主体とするアニオン性塗工層からなることを特徴と
    するインクジェット記録用被記録材。
  2. 【請求項2】インクジェット記録に適する基体にカチオ
    ン性ポリマーを塗工し、その上に顔料および水性バイン
    ダーを主体とするアニオン性塗工組成物を塗工すること
    を特徴とするインクジェット記録用被記録材の製造方
    法。
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