JPH10100532A - インクジェット印刷法用の印刷材料 - Google Patents

インクジェット印刷法用の印刷材料

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JPH10100532A
JPH10100532A JP9135945A JP13594597A JPH10100532A JP H10100532 A JPH10100532 A JP H10100532A JP 9135945 A JP9135945 A JP 9135945A JP 13594597 A JP13594597 A JP 13594597A JP H10100532 A JPH10100532 A JP H10100532A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好な耐水堅牢性、高い解像度、及び高い色
濃度を有する、インクジェット印刷法用の記録材料を提
供する。 【解決手段】 記録材料は、支持体及び染料受容コーテ
ィングを有し、前記染料受容コーティング上に、微細分
割され、カチオン荷電中心を有する無機顔料及び/又は
充填剤の粒子を含む上部コーティングを配置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット印
刷法用の印刷材料に関する。
【0002】
【従来の技術】カラー印刷物を制作する技術は、近年、
電気メディアの全体的発展に関連して、重要性が非常に
増大している。この技術の目標は、カラー印刷物の画像
品質を、銀塩写真の水準に適合させることである。種々
の像作成システム、例えば、熱インク転写システム(染
料−拡散熱転写)、インクジェット法、又は電子写真法
が存在している。
【0003】インクジェット法では、種々の技術によっ
て、印刷媒体(インク)の小滴を印刷材料の表面に与え
る。小滴生成には、基本的に、2種類の異なる方法があ
る。連続的方法では、インクジェットがノズルから放出
され、表面張力によって微細な小滴に分解する。この小
滴は帯電しており、デジタル信号によって制御されてい
る下流偏向板によって、紙上の適当な位置に配置される
か、あるいは貯蔵器中に偏向される。
【0004】ドロップ・オン・デマンド(drop o
n−demand)と称する方法では、画像信号が機械
的パルスを発生し、そのパルスによって小滴が放出され
る。最初のドロップ・オン・デマンドプリンターでは、
圧電気効果を用いて小滴の放出を引き起こしていた。今
日、その方法は、熱インクジェット(バブルジェットと
も称する)によって広く置き換えられてきた。この方法
では、画像信号が加熱要素を活性化し、それによって水
性インク中に蒸気泡が生じる。得られた蒸気圧が小滴を
放出する。
【0005】インクジェット画像受容材料に対しては高
い要求がつきつけられている。インクジェット法によっ
て生成される画像は、高解像度、高い色濃度、充分な色
階調、良好な耐汚染堅牢性、良好な耐水堅牢性、及び良
好な耐湿潤摩擦堅牢性を自由に処理することができるこ
とが好ましい。前記の課題を達成するためには、以下の
基本的な条件を満たす必要がある。すなわち、(1)イ
ンクは、印刷材料に急速に吸収されなければならない;
(2)噴霧されたインク液滴は、可能な限り正確な態様
で(円形に)分離されなければならない;(3)インク
ドットの直径が、絶対的に必要なものよりも拡大するこ
とがないように、印刷材料におけるインクの拡散が大き
すぎてはならない;(4)インクドットは、先に塗布し
たドットに重なる場合に、そのドットに悪影響を与えた
り、又はそのドットをぬぐい取ることがあるべきではな
い;(5)印刷材料は、カラー部分での高い視覚反射濃
度及び高いサエを可能とする表面を有する必要がある;
(6)印刷材料は、印刷手順に続いて延伸処理を行わな
くても、高い寸法安定性を有する必要がある。
【0006】前記の条件には、ある程度矛盾する要求が
存在する。例えば、耐汚染堅牢性の調整が急速過ぎる
と、インク液滴の分離が、仮にあったとしても極めてわ
ずかとなり、従って、生成する画像の明快性が損なわれ
る。高速の印刷速度を可能としたインクジェット印刷装
置の出力能力がますます改良されていくことは、前記の
要求を満足させる上では、悪い効果をもたらす。前記の
像形成システムに用いる印刷材料(画像受容材料)は、
一般に、ベースとインク受容コーティングと、そして更
に場合により補助コーティングとからなる。支持体は、
例えば、ポリエステル樹脂、ジアセテート、又は紙であ
ることができる。
【0007】インク受容コーティングは、通常、親水性
コーティングであることが重要であり、このコーティン
グは水性インクの吸収に特に良好である。前記のインク
受容コーティングは、一般に、顔料とバインダーとの混
合物からなる。顔料は、材料の明るさを増加する作用に
加えて、像形成液から得られるカラーを、シート表面に
対して保持する作用を有する。バインダーとしては、天
然ポリマー若しくは合成ポリマー、ゼラチン、スター
チ、ペクチン、カゼイン、カルボキシメチルセルロー
ス、ポリビニルアルコール、又はポリビニルピロリドン
(PVP)などを用いる。更に、インク受容コーティン
グ中において、しばしばカチオン性物質を用いてインク
カラーを固定する。
【0008】支持体が紙であり、インク受容コーティン
グが水溶性バインダーを含む印刷材料は、しばしば、耐
水堅牢性が不充分であるとか、又は材料にしわがよると
かの問題を起こす傾向がある。例えば、特開昭61−0
41585号公報によれば、ポリビニルアルコールとP
VPとの混合物を含む印刷材料は、前記の耐水堅牢性の
欠如に加えて、耐湿潤摩擦堅牢性で劣る点が特徴である
ことが知られている。良好な耐水堅牢性は、ビニルポリ
マーに加えて、(メタ)アクリルポリマーと水溶性セル
ロース化合物とを含有するコーティングによって得るこ
とが可能であろう(EP第0672537号公報)。こ
の印刷材料の欠点は、その乾燥時間が満足することので
きるものではない点である。
【0009】特開平06−297831号公報には、シ
ュードベーマイト(pseudoboehmite)と
ポリビニルアルコールとの混合物を含む多孔質コーティ
ングを有する印刷材料が示されている。これによって、
急速な乾燥時間が達成されている。しかしながら、欠点
として考慮しなければならない点は、より多量のインク
を迅速に吸収するために、多量(35〜45g/m2
のコーティング材料の使用が必要となる点である。以上
のように、従来では、前記の全ての要件を満足すること
のできる態様で満たす印刷材料は知られていなかった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、前記の欠点を有さず、しかも、良好な耐水堅牢性、
高い解像度、及び高い色濃度を有する印刷材料を利用可
能にすることである。
【0011】
【課題を解決するための手段】前記の課題は、本発明に
より、支持体と受容コーティングとを有し、前記受容コ
ーティング上に、カチオン荷電中心を有する微細多孔質
無機顔料を含む上部コーティングを配置する、インクジ
ェット印刷法用の印刷材料によって解決することができ
る。
【0012】
【発明の実施の形態】前記の目的に特に適しているもの
は、酸化アルミニウム、発熱性水酸化アルミニウム、又
はアルミニウムオキシドハイドレートであるが、特に、
細孔半径分布が10オングストローム〜35オングスト
ロームの、メタヒドロキシドγ−AlO(OH)(すな
わちベーマイト)、又はα−アルミニウムオキシドモノ
ハイドレートが適当である。本発明の1つの実施態様に
おいては、微細分割珪酸、例えば、発熱性珪酸を上部コ
ーティングに導入することができる。前記の微細分割珪
酸の量は、顔料の全重量に対して、30重量%〜70重
量%の間で変化することができる。
【0013】本発明の1つの好ましい実施態様では、ポ
リビニルアルコールをバインダーとして上部コーティン
グ中に含有させる。ケン化度が70モル%〜90モル%
の部分ケン化ポリビニルアルコールが、特に適当であ
る。カチオン変性バインダー、例えば、カチオンポリビ
ニルアルコール又はカチオン変性スターチも適当であ
る。しかしながら、他の水溶性ポリマーをバインダーと
して用いることもできる。バインダーの量は、20重量
%〜90重量%にすることができ、好ましくは40重量
%〜90重量%、特には50重量%〜80重量%(乾燥
コーティングに対して)である。顔料及び/又は充填剤
粒子の、バインダーに対する量的割合は、1:0.4〜
1:100であることができ、1:2〜1:100であ
ることが好ましい。
【0014】本発明の1つの特定の実施態様では、上部
コーティングは、更に、少なくとも1個のカチオンポリ
マー、例えば、カチオン変性ポリビニルアルコール、カ
チオン変性スターチ、カチオン変性ポリスチレン、カチ
オン変性PVP、及び同様のポリマーを含む。4級化し
たヒドロキシ官能性又はアミノ官能性のアクリレート−
ホモポリマー、及び/又はアクリレート−コポリマーが
特に適している。カチオンポリマーの量は、乾燥コーテ
ィングに対して、1重量%〜30重量%、特に5重量%
〜20重量%であることができる。前記のカチオンポリ
マーに加えて、上部コーティングは、更に、カチオン染
料固定剤、例えば、ポリビニルベンジルトリメチルアン
モニウムクロライド、ポリジアリルジメチルアンモニウ
ムクロライド、ポリメタクリルオキシエチルジメチルア
ンモニウムクロライド、ヒドロキシエチルアンモニウム
クロライド、及びポリヒドロキシプロピルジメチルアン
モニウムクロライドの群からの4級化ポリアンモニウム
塩を含むことができる。しかしながら、他の染料固定
剤、例えば、カチオンポリアミン、カチオンポリアクリ
ルアミド、カチオンポリエチレンアミンを用いることが
できる。染料固定剤の量は、5重量%以下、特に0.5
重量%〜3重量%とすることができる。
【0015】前記のインク受容コーティングは、バイン
ダー、染料固定化合物、硬化剤、及び他の補助剤を含む
ことができる。ポリビニルアルコール、変性ポリビニル
アルコール、カチオン変性ポリスチレン、カルボキシメ
チルセルロース、PVP、ポリビニルアセテート、スタ
ーチ、ゼラチン、又はそれらの混合物をバインダーとし
て用いることができる。本発明の好ましい実施態様の1
つでは、インク受容コーティング中で、ゼラチンを使用
する。ゼラチン強度が200〜300ブルーム(Blo
om)(BS757,1975に従って測定)の豚皮膚
ゼラチンが特に適当であり、また、牛骨ゼラチンを使用
することもできることが判明した。
【0016】本発明の他の実施態様では、更に他のバイ
ンダーを、20重量%(バインダー全体に対して)まで
含むことができる。追加のバインダーとしては、変性ポ
リビニルアルコールアルコール、カルボキシメチルセル
ロース、又はポリビニルピロリドンが重要である。5重
量%までの量で使用することのできる前記の染料固定剤
及び前記のバインダーに加えてカチオンポリマーを使用
すると、特に良好な結果が得られる。前記のカチオンポ
リマーとしては、4級化したヒドロキシ官能性又はアミ
ノ官能性アクリレート−ホモポリマー、及び/又はアク
リレートコポリマーを挙げることができるが、他のカチ
オンポリマー、例えば、カチオンポリスチレン、又はカ
チオン変性スターチを用いることもできる。前記受容コ
ーティング中の、前記バインダーに対する前記カチオン
ポリマーの量的割合は、1:2〜1:20であることが
できる。
【0017】本発明の印刷材料においては、支持体とし
て、プラスチックシート(フィルム)、あるいは好まし
くは、コートしていない、又はコートしたベース紙を用
いることができる。合成樹脂で単位面積当たり重量が5
0g/m2〜250g/m2となるように、両面をコート
した紙が特に適当である。合成樹脂としては、例えば、
ポリオレフィン又はポリエステルを用いることができ
る。前記の合成樹脂コーティング(顔料、色素、及び他
の補助的物を含むことができる)の塗布量は、少なくと
も5g/m2であることができる。本発明の特定の実施
態様の一つでは、ポリエチレンでコートした紙を用い
る。また、支持体として適当なのは、ブラシ(brus
h)コート紙(光沢紙)、特に重晶石コート紙である。
【0018】印刷材料の裏面も、機能性コーティング、
特に、カール防止コーティング及び/又は帯電防止コー
ティングを有することができる。インク受容コーティン
グだけでなく上部コーティングも、水性分散液[コーテ
ィングマス(mass)]から塗布し、そして乾燥す
る。前記のコーティングマスは、任意の通常の塗布方法
又はメータリング方法、例えば、ローラー塗布方法、グ
ラビア又はニップ(nipp)方法、及びエアブラシ又
はメータリングナイフによって支持体に塗布することが
できる。インク受容コーティングの塗布量は、1.0〜
20g/m2、好ましくは8〜14g/m2であることが
できる。上部コーティングの塗布量は、0.5〜5.0
g/m2、好ましくは1.0〜4.0g/m2であること
ができる。
【0019】以下の表1及び表2に、本発明の多くの実
施可能な態様のいくつかを示す。
【表1】 インク受容コーティ A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7ングAの構成成分 ゼラチン264ブルーム 91.8 81.8 73.6 73.4 82.6 − − ポリビニルアルコール, − − 8.2 − 9.2 31.6 41.0 ケン化度:98モル% ポリビニルピロリドン, − − − 18.4 − 31.6 41.O 分子量:630000ダルトン 酢酸ビニル/ブチル− − − − − − 31.6 − アクリレートコポリマー アミノメチルメタクリレート 5.0 15.0 15.0 5.0 5.0 − 15.0 第4ポリアンモニウム塩 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 5.2 3.0TAF/ホルムアルデヒド 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 − −
【0020】
【表2】 上部コーティング B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10Bの構成成分 ポリビニルアルコール, 65 − − − 80 − − − 36 − ケン化度:88モル% ポリビニルアルコール, − 75 − − − 62 72 65 36 − ケン化度:74モル% カチオンポリビニル − − 65 − − − − − − 72 アルコール ポリビニルピロリドン − − − 65 − − − − − − 水酸化アルミニウム, − − − 30 − − − − − − 10−30オングストローム ベーマイト, 30 20 30 − 15 20 20 10 10 20 10−30オングストローム 珪酸 − − − − − − − 10 − − アミノメチル − − − − − 15 − 10 − 5 メタクリレート ヒドロキシアクリレート − − − − − − 5 − 15 − ターポリマー第4ポリアンモニウム塩 5 5 5 5 5 3 3 5 3 3 量は、乾燥コーティングに対する重量%で示した。
【0021】
【実施例】以下、選択した若干の実施例によって、本発
明をより具体的に説明する。実施例1 アルキルケテンダイマーで中性サイジングし、そしてポ
リエチレンで単位面積当たり重量が80g/m2となる
ように両面をコートしたベース紙の表面に、A1(表
1)のインク受容コーティングを配置し、そして次にB
1、B2、B6、B7、及びB8(表2)の上部コーテ
ィングを配置した。この目的のために、相当する水性コ
ーティングマスを最初に製造し、続いてメータリングナ
イフによって支持体材料に塗布し、乾燥した。この塗布
重量は以下のとおりであった。
【0022】 標準ワイヤーブレード/サイズ インク受容コーティング : 10g/m2 100 上部コーティング B1 : 2g/m2 35 B2 : 3g/m2 40 B6 : 4g/m2 45 B7 : 4g/m2 45 B8 : 4g/m2 45
【0023】 実施例番号 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 A1+B1 A1+B2 A1+B6 A1+B7 A1+B8
【0024】他の試験条件は、機械の速度が100m/
分であり、乾燥温度(空気)が100℃であり、乾燥時
間が2〜4分である。ベース紙の表面は、LDPE(低
密度ポリエチレン)(19g/m2)でコートされてい
た。また、前記のコーティングは、光学的増白剤0.9
5重量%、二酸化チタン10重量%、潤滑剤4重量%、
及び顔料濃度10.8重量%(ウルトラマリン10%,
LDPE90%)も含んでいた。
【0025】ベース紙の裏面は、LDPEとHDPE
(高密度ポリエチレン)との混合物でコートした。この
塗布の重量は、20g/m2であった。得られた印刷材
料を、熱−ジェット方法と称する方法で印刷し、次に分
析した。この試験の結果を表3にまとめる。
【0026】実施例2 実施例1のベース紙の表面に、最初にA2(表1)に従
ってインク受容コーティングを配置し、次にB2、B
6、及びB8(表2)に従って上部コーティングを配置
した。塗布重量は以下のとおりであった。
【0027】 インク受容コーティング : 12g/m2 上部コーティング B2 : 4g/m2 B6 : 5g/m2 B8 : 2g/m2
【0028】 実施例番号 2.1 2.2 2.3 A2+B2 A2+B6 A2+B8 試験条件は実施例1と同じである。試験結果を表3にま
とめる。
【0029】実施例3 表面に重晶石コーティング(基本重量:80g/m2
を有するベース紙に、最初にA7に従ってインク受容コ
ーティングを配置し、次に、B9に従って上部コーティ
ングを配置した。前記の重晶石コーティングは、BaS
4(85重量%)及びゼラチン(15重量%)を含む
ものであった。試験条件は、実施例1と同じであった。
試験結果を表3にまとめる。
【0030】参考例R1 実施例1のベース紙を、A2(12g/m2)に従った
インク受容体コーティングでコートし、そして次に、B
6(4g/m2)に従った上部コーティング(但し、細
孔半径分布が狭いベーマイトを使用せず、それに代わ
り、水酸化アルミニウムを含む)でコートした。水酸化
アルミニウムの細孔半径分布は、28オングストローム
〜1000オングストローム(R1a)、又は20オン
グストローム〜140オングストローム(R1b)であ
った。
【0031】参考例R2 実施例1によるベース紙に、水酸化アルミニウムを加え
るか又は加えずに、A2及びA6に従ってインク受容コ
ーティングのみをコートした。
【0032】構成成分 R2a R2b R2C ゼラチン,264ブルーム 81.8 − − ポリビニルアルコール, − 31.60 21.60 ケン化度:98モル% ポリビニルピロリドン, − 31.60 21.60 分子量:630000ダルトン 酢酸ビニル/ブチル− − 31.60 21.60 アクリレートコポリマー アミノメチルメタクリレート 15.00 − − 第4ポリアンモニウム塩 3.00 5.20 5.20 水酸化アルミニウム, − − 30.00 20-140オングストローム TAF/ホルムアルデヒド 0.20 − −塗布, g/m2 15 15 15 量は、乾燥層に対する重量%である。
【0033】参考例R3 市販の印刷材料(Folex Folie BG−32
WO)を対照として用いた。前記の各参考例で得られ
た印刷材料を、熱-ジェット方法と呼ばれる方法で印刷
し、続いて分析した。結果を、表4にまとめる。
【0034】実施例及び参考例に従って得られた前記印
刷材料の試験 印刷材料は、 Hewlett Packard社のH
P Deskjet550Cを用い、そして、泡−ジェ
ット(熱−ジェット)基準方法で操作して印刷した。得
られた印刷された画像において、色密度、耐水堅牢性、
乾燥時間、明るさ、及びブリードを調査した。密度測定
は、Original SOS−45反射濃度計によっ
て実施した。測定は、主要基本色である、シアン、マゼ
ンタ、イエロー、及びブラックに関して実施した。
【0035】耐水堅牢性の調査のために、印刷材料を水
に浸した。25℃の水浴中に60秒間入れておいた後に
残った密度(%)を、水安定性の計測に用いた。カラー
の隣接した領域の余白において、インクが一緒に溶け合
うこと(ブリード)は、1〜6の等級で、肉眼で評価し
た(非常に良いから非常に悪い)。明るさの測定は、D
r.Lange社のRL3研究室用リフレクトメーター
(reflectometer)で、DIN67530
に従って実施した。
【0036】印刷材料の乾燥動作を、次のように決定し
た:ブラックインク(純粋の黒)で、紙シートの上に、
棒を印刷した。そして120秒間放置した後に、紙(2
0枚)をのせた。色の転写を、乾燥の尺度とした。乾燥
時間は、120秒未満、120秒〜240秒、及び24
0秒以上とすることができる。
【0037】
【表3】実施例1〜3の試験結果 実施例 色密度 耐水堅 乾燥時 明るさ ブリード番号 シアン マゼンタ イエロー ブラック 牢度% 間(秒) 等級 1.1 1.8 1.8 1.6 2.0 97 180 78 1 1.2 2.0 1.9 1.8 2.1 92 160 81 2 1.3 2.1 2.2 1.7 2.2 98 130 80 1 1.4 1.9 1.9 1.8 2.0 94 170 83 2 1.5 1.8 2.0 1.9 1.7 90 180 35 2 2.1 1.9 1.8 1.7 2.0 95 140 80 1 2.2 2.0 2.3 1.9 2.3 100 <120 81 1 2.3 1.8 1.9 1.9 1.9 92 180 62 2 3 1.8 1.6 1.5 1.7 100 <120 50 2
【0038】
【表4】参考例R1〜R3の試験結果 参考例 色密度 耐水堅 乾燥時 明るさ ブリード番号 シアン マゼンタ イエロー ブラック 牢度% 間(秒) 等級 R1a 1.7 1.6 1.6 1.7 96 120 29 3 R1b 1.9 2.1 1.8 2.2 96 140 70 2 R2a 1.6 1.6 1.6 2.0 35 >240 80 3 R2b 1.4 1.6 1.6 1.8 35 >240 80 4 R2c 1.5 1.7 1.6 1.7 80 210 58 3 R3 1.6 1.5 1.6 1.7 42 >240 68 3
【0039】表から明白であるように、本発明に従って
製造した印刷材料は、より良好な耐水堅牢性、より短い
乾燥時間、及びより良好なブリード動作を特徴としてい
る。参考例R1a及びR1bに従って製造した紙の耐水
堅牢性及び乾燥時間も同様に良好であるが、ブリード動
作の結果は不満足である。明るさに関しても、実施例
2.2の値は、相当する参考例R1a及びR1bの値よ
り高い。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゲールハルト ドランスマン ドイツ連邦共和国,オスナブリュック 49080,アウグスト−ヘルシャー−シュト ラーセ 23 (72)発明者 クラウディア ユンガー ドイツ連邦共和国,オステルカッペルン 49179,ヒューゲルシュトラーセ 27 (72)発明者 ホルスト ヴエストフォル ドイツ連邦共和国,ベルム 49191,アム ベスタータイヒ 21

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 支持体及び染料受容コーティングを有
    し、前記染料受容コーティング上に、微細分割され、カ
    チオン荷電中心を有する無機顔料及び/又は充填剤の粒
    子を含む上部コーティングを配置する、インクジェット
    印刷法用の印刷材料。
  2. 【請求項2】 無機顔料粒子及び/又は充填剤粒子の細
    孔半径分布が、10オングストローム〜35オングスト
    ロームである、請求項1に記載の印刷材料。
  3. 【請求項3】 無機顔料粒子及び/又は充填剤粒子が、
    水酸化アルミニウムである、請求項1に記載の印刷材
    料。
  4. 【請求項4】 水酸化アルミニウムがベーマイトであ
    る、請求項3に記載の印刷材料。
  5. 【請求項5】 無機顔料粒子及び/又は充填剤粒子が、
    発熱性酸化アルミニウムである、請求項1に記載の印刷
    材料。
  6. 【請求項6】 上部コーティングが、少なくとも1種の
    カチオンポリマーを含有する、請求項1に記載の印刷材
    料。
  7. 【請求項7】 上部コーティング中のカチオンポリマー
    の量が、1重量%〜30重量%である、請求項6に記載
    の印刷材料。
  8. 【請求項8】 上部コーティングが、染料固定剤を0.
    5重量%〜3.0重量%の量で含む、請求項1に記載の
    印刷材料。
  9. 【請求項9】 インク受容コーティングが、染料固定剤
    0.5重量%〜5.0重量%を含む、請求項1に記載の
    印刷材料。
  10. 【請求項10】 支持体がポリオレフィンコート紙であ
    る、請求項1に記載の印刷材料。
  11. 【請求項11】 支持体が、重晶石コート紙である、請
    求項1に記載の印刷材料。
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