JPH072428B2 - 被記録材及びこれを用いた画像形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、フエルトペン、万年筆、ペンプロツター、イ
ンクジエツト記録装置等、記録液を用いた記録方法に好
適な被記録材、とりわけ記録液の吸収性と記録画像の色
彩性、解像度、素地の白色度に優れた高画質記録に適す
る被記録材及びこれを用いた画像形成方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、記録液を用いた記録方法は、例えばフエルトペ
ン、万年筆、ボールペンによる筆記、あるいはペンプロ
ツター、インクジエツト記録装置による記録に用いられ
る被記録材としては、上質紙、ボンド紙、筆記用紙など
の一般紙、あるいはアート紙、キヤストコート紙などの
コート紙が挙げられる。

しかし、近年、インクジエツト記録装置やペンプロツタ
ー等の記録機器の発達に伴い、前述した従来の被記録材
では十分な記録特性が得られていない。

すなわち、従来とは比較にならない程の高速記録と多色
記録が行われるため、従来の被記録材では、記録液の吸
収性や同一箇所に複数の記録液が付着した際の発色性、
色彩性等が満足すべきレベルまで到達していない。

これらの問題点を解決するために、従来からインクジエ
ツト用紙に代表されるような多孔質のインク吸収層を基
材表面に有するコート紙が考案されている。

例えば、特開昭58−136480号公報には、支持体上に屈折
率が1.58以下である顔料を主体としたインク受理層を設
けたインクジエツト記録用媒体が記載されている。

この記録用媒体は、従来の記録媒体とは異なり、記録画
像を支持体側から観察しようとするものであり、支持体
に隣接するインク受理層を、屈折率が1.58以下である顔
料を主体として構成することにより、色再現性、着色濃
度が良好な記録画像を得ようとするものである。

しかし、この記録媒体は、インク吸収性は比較的良好で
あるが、顔料層をインク吸収保持層としているため、イ
ンクの定着性や記録画像の解像度、色彩性、光学濃度に
劣るという欠点がある。

又、最近では、インクジエツト記録装置、ペンプロツタ
ー等を用いた記録の高速化、高品位化が進むにつれて、
被記録材に対しても飛躍的な記録性能を有するものが要
求されている。

即ち、記録液の吸収性、記録剤の発色性、記録画像の画
質、解像度、色彩性、記録画像濃度あるいは光沢等の記
録性能すべてにおいて、従来よりも格段に優れた被記録
材が必要になってきた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、これらすべての記録特性を同時に満足する被記
録材が未だ得られていないのが現状である。

そこで本発明の目的は、インク吸収性、定着性に優れた
被記録材及びこれを用いた画像形成方法を提供すること
にある。

また本発明の目的は、光学濃度が高く、色彩性、発色
性、解像度、素地の白色度に優れた記録画像が得られる
被記録材及びこれを用いた画像形成方法を提供すること
にある。

さらに本発明の目的は、表面に光沢を有し、耐水性、耐
光性等の耐久性に優れた記録画像が得られる被記録材を
提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的は、以下の本発明によって達成される。

すなわち本発明は、透光性基材上に、非多孔性インク保
持層と多孔性で不透明なインク透過層とが順次積層され
てなり、且つ該インク透過層が、記録剤に対して非染着
性であり、且つ屈折率が1.4以上の有機粒子を含むこと
を特徴とする被記録材である。

また本発明は、かかる被記録材に対して、異色のインク
を該インク透過層に付与し、該インク透過層を介してイ
ンク保持層にカラー画像を形成することを特徴とする画
像形成方法である。

更に本発明は、透光性基材上に、非多孔性インク保持層
と多孔性で不透明なインク透過層とが順次積層されてな
り、且つ該インク透過層が、記録剤に対して非染着性で
あり、且つ屈折率が1.4以上の有機粒子を含む被記録材
のインク保持層にカラー画像が形成されていることを特
徴とする印字物である。

〔作用〕

本発明の被記録材の第１の特徴は、画像の記録面と観察
面が同一である従来の被記録材とは異なり、画像の記録
面と観察面とが表裏関係にあることであり、第２に、イ
ンク透過層に屈折率1.4以上の、記録剤に対して非染着
性の粒子を含有せしめたことである。

すなわち、本発明の被記録材は、記録側であるインク透
過層に記録液をもって記録を行い、その観察側であるイ
ンク保持層（あるいは基材）から記録画像を観察するも
のである。

従って、インク透過層は通液性を有し、その表面に付着
した記録液を速やかに吸収、透過せしめる機能を有し、
他方、インク保持層は、前記インク透過層から移行して
きた記録液もしくは記録剤を吸収、保持しうる機能を有
するものである。

この際、インク透過層は、記録液中の液媒体に対して親
和性が高くなければならないと同時に、記録剤（染料、
顔料等の着色剤及び発色性を有する材料）に対しては、
逆に親和性が低くなければならない。

従って、インク透過層は、記録液媒体に対して、濡れ、
浸透、拡散等の特性を持ち、記録剤に対しては、吸着、
浸透、反応等の特性を持たない材料を選択して構成され
なければならない。

インク透過層が記録液媒体に対して、濡れ、浸透、拡散
等の特性を持たない場合には、記録液がインク透過層表
面に付与された際に、速やかにインク透過層内部に浸透
していくことができず、記録液の吸収性を低下してしま
う。

さらに記録液がインク透過層内に保持されたままになっ
てインク保持層に到達せず、耐水性に優れた記録画像を
得ることができなくなる。

またインク透過層が記録剤に対して、吸着、浸透、反応
等の特性を持つ場合には、記録剤がインク透過層表面あ
るいはその内部に残留することになってインク保持層に
まで至らず、十分な色彩性を有する高光学濃度の記録画
像を得ることができなくなる。

他方、インク保持層は、インク浸透層に一時的に吸収さ
れた記録液を吸収、捕捉するため、記録液に対する吸収
力がインク透過層よりも強くなければならない。

従って、インク保持層は、記録液媒体に対すると同様
に、記録剤に対しても高い親和性を有していなければな
らない。

本発明者らは、鋭意研究の結果、上記のインク透過層と
インク保持層を有する被記録材において、該インク透過
層に屈折率が1.4以上の非染着性粒子を含有せしめるこ
とにより、インクの吸収性が良好であり、且つ素地の白
色度が高いことを知見し、本発明に至ったのである。

以下、実施態様に基づき、本発明を詳細に説明する。

本発明の被記録材は、支持体としての基材と、該支持体
上に形成された実質的に記録液あるいは記録剤を吸収、
捕捉するインク保持層と、インク保持層上に形成され
た、記録液を直接受容するが、実質的に記録材を残留せ
しめない通液性を有するインク透過層より構成される。

但し、インク透過層又はインク保持層が基材としての機
能を兼備するものである場合には、基材は必ずしも必要
ではない。

本発明に用いる基材としては、従来公知のものがいずれ
も使用でき、例えば、ポリエステル樹脂、ジアセテート
樹脂、トリアセテート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエ
チレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリメタクリレー
ト樹脂、セロハン、セルロイド、ポリ塩化ビニル樹脂、
ポリイミド樹脂、ポリサルホン酸樹脂等のプラスチツク
フイルム、板あるいはガラス板などが挙げられる。

尚、前述したとおり、本発明の被記録材は、記録面とは
反対側から観察するものであるために、基材は透光性を
有することが必要である。

また、使用する基材は、最終的に透光性を有していれ
ば、基材に対していかなる加工を施しても良く、例え
ば、基材に所望の模様や光沢（適度のグロスや絹目模
様）を施すことが可能である。

更に、基材として耐水性、対摩耗性、耐ブロツキング性
を有するものを選択することによって、被記録材の画像
観察面に耐水性、耐摩耗性、耐ブロツキング性を付与す
ることもできる。

本発明の被記録材を構成するインク透過層は、通液性を
有することが必要である。

本発明で言う通液性とは、記録液を速やかに通過させ、
インク透過層内に記録液中の記録剤を実質的に残留させ
ない性質のことである。

本発明において、通液性を向上させるための好ましい態
様は、インク透過層表面及びその内部に亀裂や連通孔
（ミクロサイズのものを含む）を含む多孔質構造とする
ことである。

例えば、水系インクを用いて記録する場合、次のような
態様が挙げられる。

（１）非染着性の粒子と結着材とにより構成され、内部
に亀裂を有する態様、 （２）被膜中に、他の材料を分散させ、溶剤で処理する
ことにより、層内部を多孔質にする態様、 （３）樹脂を混合溶媒に分解させ、高沸点の溶剤が、樹
脂の貧溶媒として層内部を多孔質とする態様、 （４）成膜時に発泡性の材料を含有させて、層内部を多
孔質とする態様。

このとき用いる材料は、いずれも水及びインク中の溶剤
に対して非膨潤性であり、インク中の染料に対して、非
染着性であるものを選択する。

上記性質を満足する本発明に係るインク透過層の好適な
実施態様としては、例えば、記録剤に対して非染着性の
粒子と結着材とからなる態様である。

上記の性質を満足し、且つ屈折率が1.4以上の非染着性
粒子としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等の有機樹
脂粒子、例えば、ポリエチレン、ポリメタクリレート、
エラストマー、エチレン−酢酸ビニル重合体、スチレン
−アクリル共重合体、ポリエステル、ポリアクリル、ポ
リビニルエーテル等の有機樹脂粉体及びエマルジヨン等
のうち少なくとも１種が所望により使用される。

本発明に於いて、該粒子の屈折率が1.4以上のものが好
ましく、さらに好適には1.45以上のものである。

該粒子の屈折率が1.4未満のものを用いた場合、素地の
白色度が十分でないため、得られる画像が不鮮明とな
り、高画質の画像が得られない。

使用する結着材は、上記粒子同士及び／又はインク保持
層とを結着させる機能を有するものであり、粒子と同様
に、記録剤に対して非染着性であることが必要である。

結着材として好ましい材料は、前記の機能を有するもの
であれば従来公知のものがいずれも使用でき、例えば、
ポリビニルアルコール、アクリル樹脂、スチレン−アク
リル共重合体、エチレン−酢酸ビニル重合体、デンプ
ン、ポリビニルブチラール、ゼラチン、カゼイン、アイ
オノマー、アラビアゴム、カルボキシメチルセルロー
ス、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、フエ
ノール、メラミン、エポキシ、スチレン−ブタジエンゴ
ム、ユリア、α−オレフイン、ビニルウレタン、ポリウ
レタン、ニトリルゴム、クロロプレン等の樹脂のうち１
種以上が所望により使用される。

また、インク透過層に、そのインクを透過性を妨げない
程度に顔料粒子を添加することもできる。

さらに、インク透過層としての前記機能を向上させるた
めに、必要に応じて、各種の添加剤、例えば、界面活性
剤、浸透剤等をインク透過層に添加してもよい。

前記粒子と結着材との混合比（重量比）は、粒子／結着
材＝1/3〜50/1の範囲が好ましく、より好適には、3/1〜
20/1の範囲である。

この混合比が1/3以下の場合、インク透過層の亀裂や連
通孔が小さくなり、記録液の吸収効果が減少してしま
う。また、混合比が50/1以上の場合、粒子同士又はイン
ク保持層と粒子との接着が充分でなくなり、インク透過
層を形成し得なくなる。

インク透過層の厚さは、記録液量にも依存するが、好ま
しくは、１〜200μｍであり、より好適には５〜100μｍ
である。

次に、記録液又は記録剤を実質的に捕捉する非多孔性の
インク保持層は、インク透過層を通過してきた記録剤を
吸収、捕捉し、実質的に恒久保持するものである。従っ
て、インク保持層が、インク透過層よりも記録液の吸収
力が強いことが要求される。

というのは、インク保持層の吸収力が、インク透過層の
吸収力よりも弱い場合、インク透過層表面に付与された
記録液が、インク透過層内を通過し、その記録液の先端
がインク保持層に到達した際に、インク透過層中に記録
液が滞留することになり、インク透過層とインク保持層
の界面で記録液がインク透過層内を横方向に浸透、拡散
していくことになる。

その結果、記録画像の解像度が低下し、高品質の画像を
形成し得なくなる。

また、前述のように、記録画像を記録面とは反対側から
観察するため、インク保持層は光透過性であることが必
要である。

上記の要求を満足するインク保持層は、記録剤を吸着す
る光透過性樹脂及び／又は記録液に対し溶解性、膨潤性
を有する光透過性樹脂により構成されるのが好ましい。

例えば、記録剤として酸性染料又は直接染料を含有する
水系記録液を用いた場合、インク保持層は、上記染料に
対して吸着性を有するカチオン樹脂及び／又は水系記録
液に対して膨潤性を有する親水性ポリマーにより構成さ
れることになる。

上記のポリマーとしては、例えば以下に例示するものが
好適に用いられる。

（１） 分子中に親水性セグメントと疎水性セグメント
を有するブロツクコポリマーまたはグラフトコポリマー このようなブロツクコポリマーまたはグラフトコポリマ
ーは全体として水不溶性であるが、親水性である。この
ようなポリマーの親水性セグメントとは、例えば、カル
ボキシル基、スルホン酸基、水酸基、エーテル基、酸ア
ミド基、それらのメチロール化基、第１〜３級アミノ
基、第４級アンモニウム基等の親水性基を有するビニル
モノマーが２個以上重合したセグメントであり、このよ
うな親水性モノマーの例としては、（メタ）アクリル
酸、無水マレイン酸、ビニルスルホン酸、スルホン化ス
チレン、ビニルアセテート、エチレングリコール等のポ
リオールのモノ（メタ）アクリレートまたはモノマレー
ト、（メタ）アクリル酸アマイドそれらのメチロール化
物、モノまたジアルキルアミノエチル（メタ）アクリレ
ート、これらの４級化物、ビニルピロリドン、ビニルピ
リジン等が挙げられる。

疎水性のポリマーセグメントとは、エチレン、プロピレ
ン、ブチレン等の如きオレフイン、スチレン、メチルス
チレン、ビニルナフタレン等の芳香族ビニル化合物、塩
化ビニル、塩化ビニリデン、フツ化ビニリデン等のハロ
ゲン化オレフイン、（メタ）アクリル酸、クロトン酸そ
の他不飽和カルボン酸の各種アルコールエステル等のモ
ノマーの２個以上の重合体である。

また、上記以外の水溶性ポリマー、例えばアルブミン、
ゼラチン、カゼイン、でんぷん、カチオンでんぷん、ア
ラビアゴム、アルギン酸ソーダ等の天然樹脂、ポリビニ
ルアルコール、ポリアミド、ポリアクリルアミド、ポリ
ビニルピロリドン、ポリエチレンイミン、ポリビニルピ
リジウムハライド、メラミン樹脂、ポリウレタン、ポリ
エステル、ポリアクリル酸ソーダ等の如き親水性の天然
または合成ポリマーあるいはこれらを水不溶性に変性し
た疎水性の天然または合成ポリマーも親水性のポリマー
セグメントあるいは疎水性のポリマーセグメントとして
使用できるのは当然である。

（２） 水溶性ポリマーの架橋物 上記および後述の如き各種の水溶性ポリマー等を、親水
性を失わず水不溶性になる程度に適当な架橋剤や放射線
で架橋させたものである。

（３） ポリマーコンプレツクス ポリマーコンプレツクスとは、２種以上の相互に異な
り、且つ互いに作用力を及ぼす水溶性〜親水性ポリマー
からなるものであり、いずれの基のポリマーとも異なる
性状の混合物を生じるものであり、例えば２種以上のポ
リマーがイオン間静電力、水素結合、フアンデルワール
ス力、電荷の部分的な移動等により何らかの強い結合を
生じるものである。

このようなポリマーコンプレツクスとしては種々のもの
が使用できるが、本発明において特に好ましいものは塩
基性ポリマーと酸性ポリマーとからなるポリマーコンプ
レツクスである。

尚、インク保持層を構成する材料は、記録液を吸収、捕
捉する機能を有し、非他孔性層を形成し得るものであれ
ば、特に限定されるものではない。

インク保持層の厚さは、記録液を吸収、捕捉するのに充
分であれば良く、記録液滴量によっても異なるが、好ま
しくは、１〜50μｍであり、より好適には３〜20μｍで
ある。

基材上にインク保持層とインク透過層を形成する方法と
しては、上記の適当な溶剤に溶解又は分散させて塗工液
を調整し、該塗工液を例えば、ロールコーテイング法、
ロツドバーコーテイング法、スプレーコーテイング法、
エアナイフコーテイング法等の公知の方法により、基材
上に塗工し、その後速やかに乾燥させる方法が好まし
く、前記のホツトメルトコーテイング法あるいは前記の
材料から一旦、単独のシートを形成しておき、該シート
を基材にラミネートする如き方法でも良い。

但し、基材上にインク保持層を設ける際には、基材とイ
ンク保持層との密着を強固にし、空間をなくす必要があ
る。

基材とインク保持層との間に空間が存在すると、記録画
像の表面が乱反射し、実質的な画像光学濃度を下げるこ
とになるので好ましくない。

本発明の被記録材を用いて画像を形成する手段として
は、万年筆、ボールペン、フエルトペン、ペンプロツタ
ー、インクミスト、インクジエツト、各種印刷等、記録
剤を含有する記録液を用いた記録器具及び記録装置が挙
げられる。

これらの記録器具及び記録装置のうち、画像記録の高速
性の観点から、インクジエツト記録装置やペンプロツタ
ーが好適である。

本発明の被記録材に記録を行うための記録液としては、
従来公知の水系及び／又は油系の記録液が好ましく、イ
ンク透過層に速やかに浸透し、インク保持層で速やかに
吸収、捕捉されるためには、記録液の粘度が1000cps以
下、好ましくは100cps以下、好適には50cps以下である
ことが必要である。

また、火気に対する安定性や環境に対する耐汚染性等を
考慮すれば、水系の記録液が好ましい。記録液に含有し
ている記録剤としては、従来公知の染料、顔料等の着色
剤及び／又は発色性を有するものはいずれも用いること
ができる。

例えば、インクジエツト記録に用いられる記録剤として
は、直接染料、酸性染料、塩基性染料、反応性染料、食
用色素等に代表される水溶性染料が好ましい。

本発明の被記録材を用いた画像の形成は、鏡文字（逆転
文字）を印字できる記録装置を用いて、被記録材のイン
ク透過層側に、記録液をもって画像を記録することで行
われる。

［実施例］ 以下、実施例に基づき本発明を具体的に説明する。尚、
文中、部とあるのは特に断りのない限り重量基準であ
る。

実施例及び比較例 透光性基材としてポリエチレンテレフタレートフイルム
（厚さ100μm:東レ製）を使用し、その基材上に下記組
成物Ａを乾燥膜厚が８μｍになるように、バーコーター
法により塗工し、120℃、５分間乾燥炉内で乾燥した。

更に、その上に下記組成物Ｂ〜Ｆをそれぞれ乾燥膜厚が
100μｍになるように、バーコーター法により塗工し、8
0℃、10分間乾燥炉内で乾燥して被記録材１〜６を作成
した。

このようにして得られた６種の被記録材は、いずれも白
色の不透明なものであった。

これらの被記録材に対して、下記４種のインクを用い
て、発熱抵抗体でバブル（泡）を発生させ、その圧力で
記録液を吐出させるオンデマンド型インクジエツト記録
ヘツドを有する記録装置を使用してベタでインクジエツ
ト記録を実施した。

使用した４種の記録液の組成を表１に示す。

表 １ イエローインク C.I.ダイレクトイエロー86 ２部 Ｎ−メチル−２−ピロリドン 10部 ジエチレングリコール 20部 ポリエチレングリコール＃200 15部 水 55部 マゼンタインク C.I.アツシドレツド35 ２部 Ｎ−メチル−２−ピロリドン 10部 ジエチレングリコール 20部 ポリエチレングリコール＃200 15部 水 55部 シアンインク C.I.ダイレクトブルー86 ２部 Ｎ−メチル−２−ピロリドン 10部 ジエチレングリコール 20部 ポリエチレングリコール＃200 15部 水 55部 ブラツクインク C.I.フードブラツク２ ２部 Ｎ−メチル−２−ピロリドン 10部 ジエチレングリコール 20部 ポリエチレングリコール＃200 15部 水 55部 このようにして得られた記録物に対して、本発明の目的
に充分適合したものであるかどうかを、以下の方法に従
って試験し、評価した。

１）インク吸収性は、インクジエツト記録後、記録物を
室温下で放置し、記録部に指で触れてもインクが付着せ
ずに充分乾燥定着するまでの時間を測定した。

２）画像光学濃度（O.D）は、マクベス濃度計TR−524を
用いて、黒インク記録部につき、画像観察面Ａと記録面
Ｂから測定した。

３）白色度は、ハンター式比色光度計を用いて、JIS
Ｐ 8123の方法に従って、画像観察面側から測定した。

４）色彩鮮明性は、インクジエツト記録画像の色の鮮明
さを目視により比較し、最も良いものを◎、最も悪いも
のを×とし、◎、○、△、×のランク分けをした。

［効果］ 以上のように構成される本発明の被記録材は、記録面と
は反対側の面、すなわちインク保持層又は基材側から記
録画像を観察することにより、従来では得られなかった
優れた効果を有している。すなわち、インク保持層が光
透過性を有することにより画像観察面側での拡散反射が
少なくなり、紙等に記録した場合には実現できなかった
高い画像光学濃度が得られ、さらに光沢、耐水性、耐候
性、耐摩耗性が付与される。

また記録面となるインク透過層が通液性を有し、且つ亀
裂連通孔を内在することにより、記録液の吸収性及び記
録画像の解像度が向上し、鮮明な記録画像を提供するこ
とができる。

さらに、インク透過層中の比染着性粒子の屈折率を1.4
以上とすることにより、光の乱反射を高め、素地の白色
度を高める事によりコントラストの高い鮮明な画像が得
ることができる。

以上のように、本発明は、記録液の吸収性、記録画像の
鮮明性、光学濃度、解像度、光沢性、耐水性、耐候性、
耐摩耗性に優れた効果を有する。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透光性基材上に、非多孔性インク保持層と
   多孔性で不透明なインク透過層とが順次積層されてな
   り、且つ該インク透過層が、記録剤に対して非染着性で
   あり、且つ屈折率が1.4以上の有機粒子を含むことを特
   徴とする被記録材。
2. 【請求項２】該有機粒子が樹脂粒子である特許請求の範
   囲第１項記載の被記録材。
3. 【請求項３】該インク保持層が透光性である特許請求の
   範囲第１項記載の被記録材。
4. 【請求項４】透光性基材上に、非多孔性インク保持層と
   多孔性で不透明なインク透過層とが順次積層されてな
   り、且つ該インク透過層が、記録剤に対して非染着性で
   あり、且つ屈折率が1.4以上の有機粒子を含む被記録材
   に対して、異色のインクを該インク透過層に付与し、該
   インク透過層を介してインク保持層にカラー画像を形成
   することを特徴とする画像形成方法。
5. 【請求項５】インクジェット方式により、異色のインク
   をインク透過層に付与する特許請求の範囲第４項記載の
   画像形成方法。
6. 【請求項６】透光性基材上に、非多孔性インク保持層と
   多孔性で不透明なインク透過層とが順次積層されてな
   り、且つ該インク透過層が、記録剤に対して非染着性で
   あり、且つ屈折率が1.4以上の有機粒子を含む被記録材
   のインク保持層にカラー画像が形成されていることを特
   徴とする印字物。