JPH0655870A - 着色材料の受容のための記録担体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】最も望ましい、画像ドットの一定の解像度が保
証される記録担体を提供する。 【構成】平坦な支持層と、この支持層の少なくとも一方
の面に位置する少なくとも１つの気孔質層とを含む平坦
な記録担体である。最上の気孔質層は、充填剤を含まな
いプラスチック材料からなり、その粒子は相互の接触領
域で溶解する。これにより、キャピラリーが形成され、
着色材料はこの中を通って下向きに移動する。拡散によ
り毛管現象的に浸透する着色材料用の受容層は、気孔質
層の下に位置し、これらの２つの層は、支持層の上に位
置する。印刷の間、着色材料は、最上層を通って中間層
まで毛管現象的に移動するので、記録担体の表面で迅速
な乾燥が行なわれる。横方向の広がり、即ち、着色材料
の流れは発生しないので、汚れた領域は全く形成され
ず、その画像は優れたものとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、平坦な支持層と、その
少なくとも一方の面に位置する少なくとも１つの気孔質
層とを含む、画像及び情報を記録するための着色材料の
受容のための記録担体に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に知られている記録担体は、イン
ク、トナー、墨、及び同様の着色材料によって記録が可
能な材料を含んだり、又はそのような材料で被覆されて
おり、墨及びトナーの場合は表面での吸着によって、イ
ンクの場合は拡散によって、紙及び不織材料の場合には
キャピラリー効果によって、前述の着色材料が対応する
材料に定着されるように構成されている。色素が溶解で
はなく、むしろ、例えばトナー又は墨の場合のように微
細な固体粒子の形状で溶媒中に分散されている着色材料
は、それゆえ、記録担体表面にとどまる。したがって、
対応する記録のこすり落としに対する抵抗は不十分であ
る。

【０００３】液体媒体、即ち、着色材料が記録担体の層
の内部に拡散し得る第一の必須条件は、この材料が高い
湿潤性を有することである。この必須条件が満たされる
ならば、拡散プロセスがゆっくりと進行するという事
実、即ち、そのような層へ拡散する材料が、明らかに静
止しており、又は流れ得る状態の中で静止している間、
記録担体の表面層への墨の拡散が一定の時間を必要とす
るという事実に注意が払われなければならない。換言す
れば、そのような記録担体を使用して、記録が行なわれ
る場合、インクが完全に乾燥するまでに一定の時間が経
過する。さらに、それぞれの表面層への類似した連続的
な拡散に起因した遅い乾燥プロセスは、記録担体、即ち
記録された画像ポイント又はドットが、分散又は流れ
て、対応する画像のドットの解像度が急速に低下すると
いう結果をもって、その中へ拡散する液体の横方向への
広がりを導く。

【０００４】乾式複写黒／白用の、及びカラーコピー用
のシート状記録担体は、接着剤として使用されるシリカ
オイルに起因して表面層の汚れを導く。そのようにして
作成されたコピーは感じが悪く、取扱いが困難である。

【０００５】記録担体が、紙又は同様の繊維状の材料か
らなる場合、又は記録担体がそのような材料を含む場
合、着色材料、即ちインクは、繊維間のキャピラリー効
果によって吸い上げられ、そこで乾燥するであろう。こ
のキャピラリー効果は、確かに一方で液体着色材料の急
速な吸収を保証するが、他方で、シート表面に対して水
平に延びたキャピラリーに起因した欠点を有し、紙繊維
に沿ったインクの流れによって解像度はかなり悪影響を
受ける。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】それゆえ、本発明の一
般的な目的は、紙の場合のようなキャピラリー力を用い
ることにより迅速な乾燥が行なわれ、その自由な面に対
して垂直に延び、予め定められたサイズを正確に有する
そのキャピラリー、気孔又はセル構造に起因して、最も
望ましい、画像ドットの一定の解像度が保証される記録
担体を提供することにある。

【０００７】本発明のさらなる目的は、気孔質層が、充
填剤を含まない熱可塑性プラスチック材料からなる微細
気孔質層を含み、この微細気孔質層がその露出した面に
対して、少なくともほぼ垂直に延びたキャピラリーと気
孔とを有する、着色材料の受容のための平坦な記録担体
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明により得
られる利益は、実質的に、得られた微細なキャピラリー
が迅速な乾燥、選択的なぬれ、及び着色材料の取り込み
を可能にし、したがって、印刷又は情報の内容の永久的
な保護が可能になることである。

【０００９】製造方法、微細気孔質層の厚さ、及び支持
層の選択に依存して、記録担体は、不透明、半透明又は
透明にすることができる。

【００１０】微細気孔質層は、この表面における特に選
択された極性又は表面張力、即ち、比湿潤性、又は比吸
収得性及び吸着特性に起因して、印刷プロセスに使用さ
れる種々の液体又は気体を区別することを可能にする。

【００１１】これらの特性は、以下にさらに詳述するよ
うな熱可塑性プラスチック材料、即ち、気孔質層用のポ
リマーの対応する選択によって得られる。

【００１２】充填剤を含まないポリマーの層及び気孔質
構造の層の製造は、膜を製造するための技術として知ら
れているようなものである。意外にも、本発明によれ
ば、膜技術において知られているような表面に対して垂
直に位置するキャピラリー又は中空を有する層は、印刷
及び記録技術に適切であるばかりでなく、優れた乾燥特
性を特徴とし、加えて、一定で非常に高い画像ドット解
像度を引き起こすことが認められてきた。

【００１３】選択されるポリマー、使用される溶媒、及
び膜技術において知られている製造方法に依存して、微
細気孔質層の所望の毛管現象又は微細気孔率は、中空の
空間の成長によって、選択されたポリマーの溶媒（混合
物）への溶解度の限界を越えた際の開放気孔ポリマーマ
トリックスの形成によって、又は個々のポリマー粒子の
焼結、及びさらなるメカニズムによって得られる。

【００１４】既知の製品に対して、微細気孔質層の微細
気孔質構造は、この応用として一方で、色素が例えばイ
ンクのように溶媒中に溶解して存在する着色材料の非常
に迅速な乾燥を保証する、また他方では、色素が溶解せ
ずに、小さな固体粒子の形状で溶媒中に分散している墨
及びトナーの定着が非常に改善される。

【００１５】さらに、それぞれの印刷プロセスにおい
て、最も望ましい画像ドットの解像度は、微細気孔質層
の本発明の微細気孔質構造、及びそこで使用されるポリ
マーの選択によって保証される。充填剤及び繊維のいず
れをも含まない微細気孔質層、及び、着色材料の乾燥プ
ロセス、特に拡散によって進行しないインクの乾燥プロ
セスのために、繊維に沿った、又は既知の記録担体の場
合のような非気孔質層の内部の緻密なクロマトグラフ効
果に起因した、インクの小滴（画像ドット）の流れ又は
汚れは、本発明の記録担体では生じない。

【００１６】さらに、不透明及び半透明の微細気孔質層
はまた、印刷後に透明層へ変化し得る。ここで、対応す
る層は、熱及び／又は溶媒及び／又は圧力の影響にさら
されて界面が除去され、それによって、個々の粒子の溶
融又は溶解が引き起こされる。透明層への転移のさらな
る可能性は、適切な溶媒による微細気孔質層のキャピラ
リーの充填にある。通常、これらの測定は、当業者に既
知である。支持層は、この場合明らかに透明材料から構
成される。

【００１７】ここで、これらのインク及びトナーは、微
細気孔質層の内部に取り込まれ、既知の記録担体のよう
に表面に吸着されないので、対応する画像の高められた
耐久性が達成される。

【００１８】さらに、例えばインクは、微細気孔質層の
キャピラリー内に固定されるので、記録担体の優れた耐
久性のある解像度が得られる。

【００１９】本発明の記録担体は、対応する形状（ポス
ター、透明画像、スライド等）とは無関係に現在既知で
ある全ての記録技術に使用することができる。例えば、
記録担体は、フェルトマーカー、ボールペン筆記用具に
よる手書き用として、ピンプロッター、インクジェット
プロッター又はプリンターのようなＣＡＤ記録装置を具
備するプロッター装置によって使用されることができ
る。記録担体は、黒／白コピー装置及びカラーコピー装
置における、コピープロセス（例えばゼロックスプロセ
ス）にもまた優れた用途が見出だされた。記録担体は、
例えば、熱移動、熱拡散、インクジェット印刷、マトリ
ックス、オフセット、及びフレキソ印刷のような印刷技
術における優れた使用のために役に立つ。

【００２０】

【実施例】本発明は、以下に詳述されたその説明を得る
ための考察で、さらに理解され、上述した以外の目的が
明らかにあるであろう。図面を参照して、本発明を説明
する。

【００２１】図１は、従来技術による記録担体の繊維の
広がりを示すため、及びその欠点を説明するために、
紙、即ち、紙のシート又は不織布のシートの断面を非常
に拡大した模式図である。

【００２２】そのようなシートの製造中の処理に起因し
て、繊維の大部分は、キャピラリーが主として水平に延
びるように、水平に位置している。繊維４により構成さ
れるキャピラリーは、印刷中に形成される画像ドットよ
り長い。キャピラリー効果は、一方で、上述したよう
な、対応する液体着色材料の迅速な受容又は吸収を保証
する。しかしながら、他方では、キャピラリー効果によ
り着色材料は、印刷の解像度が悪影響を受けるように、
水平に向いた紙の繊維に沿って主に流れる。

【００２３】従来技術にしたがって構成された既知の記
録担体のさらなる構造を、図２に示す。記録担体６は、
例えば、エナメル引き又は被覆された紙、又は被覆され
たホイル、気孔を有しない厚い層である。個々の画像ド
ットは、参照符号５で示される。インクの場合、即ち、
色素は溶媒に溶解している全ての着色材料の場合、拡散
又はクロマトグラフ作用のいずれかにより層の中にゆっ
くりと浸透する。

【００２４】トナー又は墨の場合のように、色素が液体
に分散している場合には、上述したような欠点を生じさ
せて、色素が表面にとどまる。

【００２５】図３に模式的に示したような本発明の第一
の態様によれば、微細気孔質層は、個々の粒子からな
り、その粒子は、自由な面、即ち印刷される面に対して
キャピラリーが垂直に延びて存在するように互いに配置
されている。したがって、着色材料８は、層の中に迅速
に浸透することができる。その中を通って着色材料が層
の中に浸透するキャピラリーが、画像ドットよりも小さ
い直径を有することにも注目するべきである。

【００２６】詳細を明瞭に示した、膜技術の分野に既知
である本発明のさらなる態様は、図４に示される。細長
いキャピラリー１０は、プラスチック材料層９を通って
延び、このキャピラリー１０は、層９の自由な面まで垂
直に走っている。

【００２７】図５及び６に基づいて、本発明の具体的な
態様が以下に説明されるであろう。

【００２８】本発明にしたがって製造された微細気孔質
層１が、その上に直接又は間接的に位置している平坦な
支持層３は、それぞれの用途に応じて、例えば、紙又は
ポリエステルホイルとすることができる。たとえば、平
坦な支持層紙は不透明画像のために使用することがで
き、ポリエステルは半透明又は透明画像のために使用す
ることができることに注目すべきである。

【００２９】支持層３の上に気孔質層１を形成するため
に、熱可塑性ポリマーが使用され、このポリマーは、水
性又は非水性の分散物又は懸濁物の形状、溶媒又は水中
のコロイド溶液の形状で存在する。

【００３０】そのような熱可塑性ポリマーの例は、ポリ
アクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリ
アクリルアミド、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレ
タン、オレフィン重合体、スチレン（共）重合体、ビニ
ルアセテート（コ）ポリマー、ポリビニルアルコール、
ポリビニルエーテル、ポリビニルピロリドン、ポリエチ
レンオキサイド、ビニルクロライド又はビニリデンクロ
ライド（共）重合体、及びマレイン酸無水物、フルオロ
（ｆｌｕｏｒ）含有ポリマー、アセタール樹脂、ポリオ
キシメチレン、セルロースのエーテル及びエステルであ
る。

【００３１】また、これらのポリマーを修飾したもの、
及びこれらのポリマーに使用されているモノマーの共重
合体も適切である。

【００３２】したがって、水及び／又は有機溶媒に可溶
なポリマーもまた、気孔質層１の形成に使用される。

【００３３】微細気孔質層のためのポリマーの選択は、
印刷適性、及び記録担体の印刷結果に影響を及ぼす。本
発明の実験的な態様において、化学組成、即ち気孔質層
の気孔率、親水特性及び疎水特性、即ち気孔質層１の湿
潤性は、印刷の最終物に幾らかの影響を与えるために、
例えば、乾式複写、熱移動印刷、熱拡散印刷、インクジ
ェット印刷、マトリックス印刷等のそれぞれの記録プロ
セスに応じた対応するポリマーの選択によって選択され
る。

【００３４】乾燥トナー乾式複写プロセス、及び熱移動
印刷プロセスのような記録プロセス、即ち“乾燥着色材
料”で操作するプロセスにおいて、それぞれの選択され
たポリマーの影響は比較的小さい。

【００３５】しかしながら、液体トナー及びインクで操
作する記録プロセス、即ち、例えば、インクジェット印
刷又は液体トナー乾式複写プロセスの場合、ポリマーの
選択の影響は大きい。後者の印刷プロセスにおいては、
最終の印刷品質は、インク及び液体トナーによる層表面
の湿潤特性によって決定的に影響を受ける。

【００３６】それゆえ、選択的なぬれ、書き込み、及び
印刷が可能な表面を提供することもまた可能であり、そ
れは、本発明の態様のように安全な紙の分野において特
に重要なものである。また、それぞれの気孔質層１は、
与えられた平坦な支持層３の両方の面に被覆され得るこ
とが注目される。

【００３７】第一の態様において、記録担体は適切な平
坦な支持層３と、０．１〜１５０μｍ、好ましくは０．
１〜５０μｍの厚さでその上に配置された気孔質層１と
を含む。

【００３８】第二の態様によれば、記録担体は平坦な支
持層３を含み、インク受容層２、及び０．１〜５０μ
ｍ、好ましくは０．１〜３０μｍの厚さの前述の気孔質
層１が、支持層上に順次塗布されている。

【００３９】支持層３の上に２つの層を有する第二の態
様は、インク、液体トナー等の液体記録媒体を含む記録
プロセスに特に適切である。

【００４０】気孔質の最上層又は被覆層１、即ち最上層
は、そのキャピラリー吸上げ能力に起因して、この層の
上に塗布されたインク又は液体トナーの迅速な除去、し
たがって、表面の素早い乾燥を引き起こす。さらに、イ
ンク又はトナー等の着色材料が、気孔質層の下にある受
容層２内に拡散した後、この気孔質層１の不透明度は増
加し、特に、透明な支持層３を通して印刷された画像を
検査した時、対応する印刷の色の明澄性及び濃度は増加
する。

【００４１】気孔質層１の下の受容層２は、インク、液
体トナーについての総吸収能力が、大きな割合まで増加
する。表面の印刷が終了して、インク、液体トナーが気
孔質層１のキャピラリー内に迅速に吸上げられた後、イ
ンク又はトナー中に存在する色素は、気孔質層の下に位
置する受容層２内に拡散する。液体を吸収するための総
記録能力が、最終的に増加するので、ここでは、気孔質
被覆層１を第一の態様の場合よりかなり厚く作製するこ
とができる。不透明である第二の態様の被覆層１は、記
録担体全体の同様の吸収能力において、より薄く作製す
ることができるので、エネルギー（熱、圧力）の少ない
消費で知られているプロセスにしたがって、この気孔質
層１を不透明状態から透明状態へ転移させることもまた
可能である。

【００４２】既知のプロセスにより気孔質層１内に各着
色材料を取り込むこともまた可能であり、こうしてこの
材料を永久的に保護することができる。

【００４３】いずれの態様においても、平坦な支持層３
は、基本的に任意の種類の材料から作製することができ
る。

【００４４】不透明材料は、紙、又はポリエステル、ポ
リカーボネート、ポリプロピレン、トリアセテート、ポ
リビニルクロライド等の不透明なフィルム又はホイルを
使用することができる。

【００４５】記録、画像が支持層３を通して検査される
ならば、例えば画像の色の明澄性及び濃度を増加させる
ための不透明な気孔質被覆層１は、不透明状態から透明
状態へ転移し、透明な支持層３が明らかに選択されなけ
ればならない。それぞれの用途に応じて、ポリエステ
ル、ポリカーボネート、トリアセテート（トリアセチル
セルロース）、ポリプロピレン、ポリビニルクロライ
ド、セロファン、ポリアミド、ポリスルホン、ポリフェ
ニレンスルフィド、ポリイミド等のフィルム又はホイル
を選択することができる。

【００４６】以下に、記録担体のいくつかの態様、特に
その製造について説明する。

【００４７】（実施例１）支持体とその上に直接位置す
る気孔質層とを有する、乾式複写記録に適切な記録担
体：１０５〜１１０℃の軟化点を有する熱可塑性樹脂１
０ｇを、２５０ｍｌの容量の三つ口フラスコ中で室温で
攪拌することによって、エタノール９０ｇとｎ−ヘキサ
ン４５ｇとに溶解した。溶解プロセスが終了した後、１
００ｍｌの純粋なエチルアセテートが、溶液の延長され
た攪拌において、１０分間で滴下された。それによっ
て、使用されたポリマーのほどんどの量の沈殿が発生
し、微細なポリマー粒子の懸濁物が得られた。

【００４８】このポリマー懸濁物は、微細気孔質かつ不
透明で１０μｍの厚さを有する層が、１００℃での溶媒
の蒸発後に形成されるように、ドクターブレードによっ
て、平坦な支持層３として使用される未処理のポリエス
テルホイル上に被覆された。

【００４９】この記録担体は、乾式複写プロセスにより
印刷された。

【００５０】優れた画像特性とトナーの優れた付着とが
得られた。特に、対応するコピー装置で使用されるシリ
ケートオイル接着剤によって通常発生する、汚れた表面
層に関して困難性は全く生じなかった。この良い結果の
理由は、シリケートオイルが気孔質層のキャピラリー内
に直接引き込まれることである。

【００５１】付加的な変更の意味で、印刷された不透明
層１を、気孔質層１が透明になるように、１５０℃の温
度に１０分間曝される熱処理に供した。こうして、印刷
されたシート全体（ポリエステルホイルの支持層ととも
に）が透明になった。さらに、トナー粒子は、層内での
溶融の間の熱処理に起因して不可逆的に定着される。

【００５２】（実施例２）支持層３と、相変換プロセス
によってその上に直接形成された気孔質層１とを有する
乾式複写に適切な記録担体：５５℃のＴｇを有する熱可
塑性共重合体の樹脂を、エチレンアルコール／水の１：
１混合物５７ｇ中に強力な攪拌で溶解した。

【００５３】溶解が終了した後、１．２μｍの厚さの乾
燥層が得られるように、ドクターブレードを用いて、未
処理のポリエステルホイルを上述のラッカーで被覆し
た。

【００５４】この記録担体もまた、乾式複写プロセスに
よって印刷された。画像の特性は、実施例１について上
述したものと同様であった。

【００５５】印刷された不透明な記録担体は、１７０℃
で６分間の熱処理によって、品質を損なわずに透明にな
った。

【００５６】未処理のポリエステルホイルの代わりに、
実操業で用いられている紙のシートを支持層３として使
用した以外は、同様の例が繰り返された。結果はまた、
優れていた。明らかに、透明層への転移は、この例では
生じなかった。

【００５７】（実施例３）着色材料のための受容層２
が、支持層３と気孔質層１との間に位置しているインク
ジェット印刷プロセスに適切な記録担体：実施例２で述
べたポリマー溶液を、支持層上に塗布される気孔質層１
として選択した。実施例２による未処理のポリエステル
ホイルの代わりに、インクジェット印刷プロセスで印刷
されるのに適切な、透明で被覆されたホイル材料を使用
した。それは、平坦な支持層３と、その上に位置する受
容層２とを含む。そのようなホイル材料は、例えば、Ｂ
Ｇ ３１の名称でＦｏｌｅｘ Ｃｏｍｐａｎｙによって
販売されている。

【００５８】このインクジェット印刷ホイル材料は、実
施例２で述べたようなポリマー溶液を用いて同様のプロ
セスで被覆され、それによって気孔質層１は、３．５μ
ｍの厚さの乾燥層を有する不透明層となった。

【００５９】平坦な支持層３と、その上に配置された２
つの層１、２とを含むこの記録担体は、実操業で用いら
れているインクジェットプリンターによって印刷され
た。気孔質層１のキャピラリー吸収能力のために、印刷
されたインクは速やかに乾燥し、印刷直後に指又は布で
表面をこすっても、既知の記録担体とは異なって、イン
クの汚れが生じないように、インクは直ちに吸収され
て、その下に位置する支持層２内に拡散する。

【００６０】得られた印刷結果の試験は、使用されるイ
ンクジェット印刷装置で得ることができる最大の解像度
に相当することを明らかにした。支持層を通して検査さ
れた印刷された画像は、非常に優れた明澄性（堆積され
た気孔質層が、白い背景に形成されたことに注目すべき
である。）を有する。

【００６１】その後、印刷された記録担体は、再び熱処
理（１７０℃で１５分）に供された。画像の質に変化を
伴わない完全に透明なホイルが得られ、これは優れた画
像をもって例えばスクリーン上に映写される。

【００６２】本発明の好ましい態様を示して説明した
が、本発明はそれに限定されず、その他の種々の態様及
び実験は、クレームされた範囲内であり得ることを、明
瞭に理解するべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 繊維の広がりを図示するために、紙又は不織
布の断面を模式的に示す図。

【図２】 その上に印刷された画像ドットを有する非気
孔質層の断面を示す図。

【図３】 本発明にしたがって粒子から構成された微細
気孔質層を模式的に示す図。

【図４】 本発明のスポンジ状の構造を有する微細気孔
質層を示す図。

【図５】 支持層上に位置する微細気孔質層を有する第
一の態様の記録担体の断面図。

【図６】 微細気孔質層、その下に位置する受容層、及
び支持層を有する第二の態様の記録担体の断面図。

【符号の説明】

１…気孔質層，２…受容層，３…支持層，４…繊維，５
…画像ドット ６…記録担体，７…粒子，８…着色材料，９…プラスチ
ック材料層 １０…キャピラリー。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平坦な支持層と、この平坦な支持層の少
   なくとも一方の面に位置する少なくとも１つの気孔質層
   とを含み、前記少なくとも１つの気孔質層は、露出され
   た面と支持層に向いた対向する面とを有し、前記気孔質
   層は、充填剤を含まない熱可塑性プラスチック材料から
   なる微細気孔質層であって、この微細気孔質層は、露出
   された表面に対してほぼ垂直に延びたキャピラリー及び
   気孔を含むことを特徴とする、画像及び情報を記録する
   ための着色材料の受容のための平坦な記録担体。
2. 【請求項２】 プラスチック材料が熱可塑性ポリマーで
   ある請求項１記載の平坦な記録担体。
3. 【請求項３】 各着色材料が吸収される材料の吸収層
   が、平坦な支持層と微細気孔質層との間に位置する、請
   求項１記載の平坦な記録担体。
4. 【請求項４】 その微細気孔質層が不透明である請求項
   １記載の平坦な記録担体からの記録された画像及び／又
   は情報を有し、微細気孔質層がプラスチック材料の粒子
   を含み、プラスチック材料間の界面を除去するために、
   前記プラスチック材料の粒子が、その上に行なわれた熱
   及び／又は溶媒及び／又は圧力の作用によって溶解し、
   又はキャピラリーが結合剤で充填され、それによって、
   気孔を有しない緻密なプラスチック材料構造が得られ、
   それぞれの着色材料がこの層の中に永久的に埋め込まれ
   て定着される、透明で平坦な製品の製造方法。