JPH11227321A - インクジェット用記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】インクジェット記録媒体におけるインク受容層
の粘着性、乾燥時のカール性、インクドットの分離性、
にじみ、耐水性、インク定着性等を向上させる。 【解決手段】支持体の片面に少なくとも一層のインク受
容層を有するインクジェット記録媒体において、該イン
ク受容層が１、３−ジオキソランを重合して得られるポ
リジオキソランと、そのポリジオキソランを含有する該
インク受容層の球晶化を抑制できる粒子径１０００ｎｍ
以下のシリカ、アルミナ、チタニア等の微粒子を併用す
ることを特徴としており、さらに耐水性を向上させるた
めにＰＤＯＬ、微粒子と共にインク受容層が金属アルコ
キシドを含有することを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業用の利用分野】 本発明はインクジェット用記録
媒体に関するものであり、特に高解像度でかつ高耐水性
が要求されるインクジェット用記録媒体に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】 従来、水溶性インクを使用したインク
ジェットプリンタ用の記録媒体には、そのインクを保持
するために、例えばポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、
ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレンオキシ
ド（ＰＥＯ）、メチルセルロース（ＭＣ）、ヒドロキシ
プロピルセルロース（ＨＰＣ）、カルボキシメチルセル
ロース（ＣＭＣ）等の、親水性の有機ポリマーがインク
受容層としてコーティングされ、使用されている。

【０００３】しかしこれらの有機ポリマーは親水性であ
るため、単独で紙及びＯＨＰのような支持体にコーティ
ングし、印刷してもインク水分を十分に吸収できず、イ
ンクドットがにじんだり、ぼやけたり、凝集したりし
て、十分な印刷性能を発揮する事ができない。また高温
高湿度条件下では、インク受容層が大気中の水分を吸収
し、粘着性を増し、取り扱いにくくなってしまうといっ
た欠点があった。個別に見れば、ＰＶＰ、ＭＣ、ＨＰ
Ｃ、ＣＭＣは比較的印刷性能が高いが経時的に画質が低
下したり、コーティング後の乾燥時にカールしやすい。
またＰＶＡは耐水性は比較的高いが、そのためにインク
の定着性が悪く、ＰＶＰ同様カールしやすい。ＰＥＯは
カールしにくいが、画質と耐水性に劣る。さらに、親水
性ポリマー単独でのこれらの問題を解決するために、各
ポリマーを化学的に修飾したり、混合したり、様々な添
加剤を加えたりするといった試みがなされているが、現
在もさらに高い印刷性能と高い耐水性を求めて盛んに開
発が行われている。

【０００４】一方、親水性ポリマー中でも１，３−ジオ
キソランを重合して得られるポリジオキソラン（以下、
ＰＤＯＬと略す）は冷水崩壊性と温水溶解性を合わせ持
つポリマーで、インクジェット用記録媒体としては特開
平８−３３７０４６号、特開平９−３７９６号に記載さ
れている。しかし単独で支持体に塗工した場合、耐水性
は比較的高いが、ポリマーの球晶化が経時的に起こるた
め一旦定着したインクがはじかれてしまい、画質が急激
に低下するといった問題があった。これを防ぐために特
開平９−１６５４６１号では、１ミクロン（１０００ｎ
ｍ）より粒子径の大きなシリカ粒子と併用しているが、
支持体が透明性を有する場合、白色不透明になり、実用
上好ましくない。またこの程度の粒子径の微粒子ではＰ
ＤＯＬの球晶化の経時変化を抑えることはできない。ま
た特開平９−２１６４５４号及び９−２１６４５５号で
はアクリルエマルジョン、ＰＶＡ、でんぷん、スチレン
／ブタジエンラテックス、ウレタンラッテクス等と併用
することでいくらか改善しているが、ＰＤＯＬとの相溶
性が悪いと球晶化が起こりやすくなり画質の低下を防ぐ
ことはできない。また特開平８−３３７０４６号には、
表面のべたつき、ブロッキング防止、インクのにじみ等
を調整する目的で、無機物や有機物の微粒子を添加する
ことは記載されているが、粒子径等の記載はない。ま
た、ＰＤＯＬの球晶化の経時変化に着目し、それを防止
して、画質の低下を改良するという目的での具体的な検
討はなされていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】 本発明は前記の問題
点を解決するためになされたものであり、インクジェッ
ト用記録媒体として高い印刷性能と耐水性を実現するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】 本発明者らは検討を重
ねた結果、上述の問題に対し、ＰＤＯＬと微粒子とを併
用し、しかも粒子径に着目し、ＰＤＯＬの経時的な球晶
化を抑制、防止することで、ＰＤＯＬをインク受容層に
含有するインクジェット用記録媒体において、従来より
高い画質で、カール性、粘着性、耐水性の改良等をあわ
せて解決できることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。

【０００７】すなわち、請求項第１記載のインクジェッ
ト用記録媒体は、支持体の片面に少なくとも一層のイン
ク受容層を有するインクジェット記録媒体において、該
インク受容層が１、３−ジオキソランを重合して得られ
るポリジオキソランと、ポリジオキソランの球晶化を抑
制できる微粒子を含有することを特徴としている。

【０００８】請求項第２記載のインクジェット用記録媒
体は、支持体の片面に少なくとも一層のインク受容層を
有するインクジェット記録媒体において、該インク受容
層が１、３−ジオキソランを重合して得られるポリジオ
キソランと粒子径が１０００ｎｍ以下の微粒子を含有す
ることを特徴としている。

【０００９】請求項第３記載のインクジェット用記録媒
体は、請求項第１または２記載の微粒子が無機微粒子で
あることを特徴としている。

【００１０】請求項第４記載のインクジェット用記録媒
体は、請求項第１，２または３記載の該インク受容層
が、金属アルコキシドを含有することを特徴としてい
る。

【００１１】請求項第５記載のインクジェット用記録媒
体は、支持体の片面に少なくとも一層のインク受容層を
有するインクジェット記録媒体において、該インク受容
層が尿素及び／又はチオ尿素を含有することを特徴とし
ており、尿素を含有させることによってインクの発色を
鮮やかにする事ができ、またチオ尿素を含有させること
によってインク受容層の粘着性を低下させることができ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明のインクジェット用記録媒
体において、インク受容層すなわち塗工層に含まれるＰ
ＤＯＬの分子量は特に限定されないが、ＧＰＣで測定し
た数平均分子量で５、０００〜５００、０００の範囲が
好ましく用いられる。５、０００未満だと塗膜の強度が
不十分でプリンターのガイドローラーの跡がつきやすく
なったり、傷がつきやすい。また５００、０００より大
きくなると溶媒へ溶解作業性が低下したり、塗工後の乾
燥に支持体がカールしてしまうことがあり好ましくな
い。なお、これ以後の本願における分子量に関する記述
は、ＧＰＣで測定した結果である。

【００１３】本発明のインクジェット用記録媒体におい
て、インク受容層を形成させる際に使用される塗工液の
溶媒は環境及び安全性の面から水が好ましいが、微粒子
の分散性が著しく変化しない範囲でアルコール等の有機
溶媒も使用可能で、単独又は混合して使用できる。

【００１４】本発明のインクジェット用記録媒体に用い
られるＰＤＯＬの濃度は、塗工液を支持体に塗工できる
粘度があれば特に限定されないが、例えば、数平均分子
量が２０万のＰＤＯＬであれば、塗工液全重量に対し１
〜２０％が好ましい。１％未満の場合、十分な塗工層の
厚さを得るためには塗工量を増やさねばならず、乾燥に
多くの時間とエネルギーが必要となるため経済的でな
い。また２０％を越えると微粒子と併用した際に粘度が
高すぎて塗工性が悪くなる。従って１〜２０％の濃度が
好ましく用いられる。

【００１５】本発明のインクジェット用記録媒体におい
て、支持体に微粒子を安定に保持させるためにＰＤＯＬ
以外の水溶性ポリマーを、微粒子の分散性に著しく影響
を与えない範囲で、ＰＤＯＬと併せて使用することも可
能である。使用可能な水溶性ポリマーとしては、ＰＶ
Ｐ、ＰＶＡ、ＰＥＯ、ＭＣ、ＨＰＣ、ＣＭＣ、でんぷ
ん、カゼイン、アラビアゴム、アルギン酸ソーダ、ポリ
アクリル酸ソーダ等が挙げられる。

【００１６】本発明のインクジェット用記録媒体に用い
られるインク受容層の厚さは、１．０〜５０μｍが好ま
しい。１．０μｍ未満の場合、インクの水分を十分に吸
収しきれず、鮮明な画像を得ることはできない。また５
０μｍ以上の場合、塗工後の乾燥時にカールする可能性
があるので好ましくない。

【００１７】本発明のインクジェット用記録媒体に用い
られるインク受容層すなわち塗工層の塗工量は、０．５
〜５０ｇ／ ｍ²で、より好ましくは１．０〜３０ｇ／
ｍ²である。０．５ｇ／ ｍ²未満の場合、インクの水分
を十分吸収することができず、インクが流れたり、画像
がにじんだりして効果が十分発揮できない。また５０ｇ
／ ｍ²よりも多い場合、乾燥時に記録媒体全体がカール
したり、印刷性能の顕著な効果も期待できないので経済
的でない。従って０．５〜５０ｇ／ ｍ²が好ましい。

【００１８】本発明のインクジェット用記録媒体に用い
られる微粒子は、ＰＤＯＬの球晶化を防ぐ効果のある微
粒子であれば、種類に関係なく用いることができ、例え
ば、有機物でもいいし無機物でもいい。耐水性の面から
シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア等の無機微粒
子が好ましく、特にシリカ、アルミナが好ましい。これ
らは単独で使うことも可能であるし、二種類以上混合し
て使うことも可能である。シリカ微粒子としては合成シ
リカでもいいし、天然に産出するシリカでも良い。合成
シリカとしてはコロイド状水溶液のコロイダルシリカ、
気相で合成された無水シリカ超微粒子、また粒子径が比
較的大きな粒子を特殊なミルによって任意の粒径に物理
的に破砕したもの等も使用可能である。コロイド状シリ
カとしては日産化学（株）のスノーテックス、Ｄｕ Ｐ
ｏｎｔ社のＬｕｄｏｘ、Ｍｏｎｓａｎｔｏ社のＳｙｔｏ
ｎ、Ｎａｌｃｏ社のＮａｌｃｏａｇ等の商品名で入手す
ることが可能である。またアルミナ微粒子としては、日
産化学（株）のアルミナゾル＃５２０等の商品名で入手
することが可能である。

【００１９】本発明のインクジェット用記録媒体に用い
られる微粒子の粒子径は、好ましくは１０００ｎｍ以下
で、ＰＤＯＬの球晶化を防ぐことのできる大きさであれ
ば特に限定されないが、インク受容層に透明性が必要な
場合５００ｎｍ以下が好ましく、さらにインクの水分を
よく吸収させるためには１００ｎｍ以下が好ましく、最
も好ましくは５０ｎｍ以下である。また粒子形状は特に
限定されないが、球形に近いものが好ましい。

【００２０】本発明のインクジェット用記録媒体におい
て、塗工液中のＰＤＯＬと無機微粒子の重量比は１：
０．２〜１：１．４が好ましい。ＰＤＯＬ１に対し無機
微粒子の重量比が０．２より少ない場合、ＰＤＯＬが著
しく結晶化し、インク定着性が急激に低下してしまう。
またＰＤＯＬ１に対し無機微粒子の重量比が１．４より
多い場合、インクドットが凝集しやすくなり、画質は悪
くなってしまう。さらに最良の画質を得るためには、Ｐ
ＤＯＬと無機微粒子の重量比は１：０．８〜１：１．２
に維持されるのが最も好ましい。

【００２１】本発明のインクジェット用記録媒体におい
て、耐水性をさらに向上させるためにインク受容層に金
属アルコキシドを含有させることが可能である。使用可
能な金属アルコキシドは、オルガノシラン、アルミニウ
ムアルコキシド、チタンアルコキシド、ジルコニウムア
ルコキシド、シラノール変性ポリビニルアルコール等が
挙げられるが、中でもシラノール変性ポリビニルアルコ
ール等が好ましい。使用可能な量及び濃度は、それぞれ
金属アルコキシドの溶媒への溶解性が保持される範囲内
で使用できる。オルガノシランとしてはテトラメトキシ
シラン、テトラエトキシシラン等が、アルミニウムアル
コキシドとしてはアルミニウムトリイソプロポキシド等
が、チタンアルコキシドとしてはチタンテトライソプロ
ポキシド等が好ましく用いられる。またシラノール変性
ポリビニルアルコールとしてはクラレ社製の機能性ポリ
ビニルアルコール、Ｒシリーズ等が入手しやすく、使用
可能である。また支持体に、インク受容層が含有される
塗工液を塗工した後、熱処理することで金属アルコキシ
ドをインク受容層中に含まれる無機微粒子と反応させ、
耐水性の高い皮膜を形成する（金属アルコシキシドで処
理する）ことも可能であるし、塗工前にあらかじめ金属
アルコキシドで処理された微粒子を用いても同様の効果
が得られる。

【００２２】本発明のインクジェット用記録媒体に用い
られるインク受容層には、必要に応じて顔料、分散剤、
増粘剤、ｐＨ調整剤、潤滑剤、流動変性剤、界面活性
剤、消泡剤、抑泡剤、剥離剤、浸透剤、蛍光増白剤、紫
外線吸収剤、酸化防止剤等を添加する事も可能である。

【００２３】本発明のインクジェット用記録媒体におい
て、顔料としてスメクタイト、ケイ酸アルミニウム、ケ
イ酸マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウム、カオリ
ン、タルク、クレイ、ハイドロタルサイト、炭酸カルシ
ウム、酸化亜鉛、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸
化亜鉛、硫化亜鉛、炭酸亜鉛、ケイソウ土、ゼオライト
等を使用することも可能である。

【００２４】本発明のインクジェット用記録媒体に用い
られる支持体は、特に限定されるものではないが、紙、
合成紙、白色フィルム、透明フィルム等が使用可能であ
る。紙としては、上質紙、中質紙、アート紙、コート
紙、キャストコート紙、箔紙、クラフト紙、含浸紙、蒸
着紙等が適宜使用できる。またフィルム及びシートとし
ては、可とう性で、高強度、高光沢性を有するポリエチ
レンテレフタレート、ポリイミド、ポリカーボネート、
ポリアセテート、ポリエチレン、ポリプロピレン等が使
用可能であり、このうち透明性を有する支持体はＯＨＰ
用として、本願の構成を作用させることで、従来よりも
優れた発色性、画質を有し、かつ受容層の球晶化を抑制
しているので、経時変化しにくいインクジェット用記録
媒体が得られる。さらにインク受容層の強度を向上させ
るために、コロナ放電処理や各種アンダーコート処理す
ることも可能である。

【００２５】本発明のインクジェット用記録媒体におい
て、インク受容層を塗工する方法としては、スピンコー
ト法、ロールコート法、ブレードコート法、エアナイフ
コート法、ゲートロールコート法、バーコート法、サイ
ズプレス法、スプレーコート法、グラビアコート法、カ
ーテンコート法、ロッドブレードコート法、リップコー
ト法、スリットダイコート法等の手法によって支持体に
塗工し、熱風乾燥機等で乾燥させることによって本発明
の記録媒体が得られる。

【００２６】本発明のインクジェット用記録媒体におい
て、インク定着性を向上させるために尿素を添加した
り、インク受容層の粘着性を低減させる目的でチオ尿素
を添加することが可能である。これらはそれぞれ単独で
用いてもよいが、併せて用いることによって２つの効果
を同時に得ることも可能である。またこれらの添加は、
一般的な水溶性ポリマーを含有するインクジェット用記
録媒体であれば特に限定されずにその効果が発現する。
これらの添加量は特に制限はないが、画質を維持するた
めにはＰＤＯＬと微粒子の合計重量に対し０．５〜２５
％が好ましい。

【００２７】

【実施例】 以下、実施例により本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれらにより限定されるものではな
い。

【００２８】（実施例１、２） １．塗工液の調整 表１に示される所定濃度の微粒子溶
液（ここではアルミナゾル＃５２０（２０％水溶液）を
使用。日産化学製）、溶媒、ＰＤＯＬを表２に示される
量を混合し、６０℃、３０分間撹拌しながらＰＤＯＬを
完全に溶解させ、室温に戻すことによって調整した。

【００２９】２．インク受容層の形成 調整した塗工
液を２０番のバーコーターを用い、Ａ４サイズに切り出
した透明ポリエチレンテレフタレート（ルミラー、タイ
プＴ、厚さ１００μｍ、東レ製）上に塗工後、８０℃、
１０分間、熱風乾燥機で乾燥させ、インク受容層を形成
させた。

【００３０】３．印刷 カラーインクジェットプリンタ
としてはエプソン製ＰＭ−７００Ｃを用いて印刷し、以
下の項目について評価した。

【００３１】・球晶化 乾燥後、目視にて球晶の生成を確認した ○：球晶がまったく認められない △：非常に小さな斑点が少し認められる ×：大きな斑点が多数認められる。

【００３２】・粘着性 乾燥後、インク受容層に直接指で触れ、その粘着性の程
度を評価した。

【００３３】 ○：ほとんど指にひっつかない △：少しひっつく ×：べたつく。

【００３４】・カール性 乾燥後、支持体のカール性すなわち平面性を目視により
評価した。

【００３５】 ○：平面性が維持されている △：少し湾曲している ×：かなり湾曲している。

【００３６】・インクドットの分離性 印刷直後のインクドットの分離状態と２４時間後の分離
状態を目視により評価した。

【００３７】・にじみ イエロー、シアン、マゼンダ、ブラックのインク部分が
それぞれ隣接するように印刷し、それら境界のにじみ具
合を目視によって評価した。

【００３８】 ○：にじみは認められない △：少しにじみあり ×：かなりのにじみが認められた。

【００３９】・耐水性 印刷部分を５分間流水にさらし、画像の乱れを目視にて
評価した。

【００４０】 ○：印刷部分に変化が認められない △：印刷部分が少し乱れた ×：印刷部分がほとんど流れてしまった。

【００４１】・インク定着性 印刷直後、印刷部分に直接指で触れ、インクが指につく
かどうか評価した。

【００４２】 ○：まったく指につかない △：少し指についた ×：かなり指についた。

【００４３】表３から分子量が変化しても高い印刷性能
と耐水性があることがわかる。

【００４４】（比較例１）微粒子であるアルミナゾル＃
５２０を添加しないことを除いては実施例２と同様の条
件で印刷した。この場合ＰＤＯＬの結晶化が３０分以内
に起こりいったん印刷されたインクがはじかれ、画質が
大きく低下した。また、耐水性、インク定着性、にじみ
等の性能も悪いものとなった。

【００４５】（比較例２）ＰＤＯＬを添加しないことを
除いては実施例２と同様の条件で印刷した。この場合、
乾燥後に支持体を曲げると塗工層に多数のひび割れが発
生し、そのひび割れに沿ってインクがにじみ、画質が大
きく低下した。また、耐水性、インク定着性、にじみ等
の性能も悪いものとなった。このことからＰＤＯＬと微
粒子を併用しないと高い画質を得ることができないこと
がわかる。

【００４６】（実施例３）添加剤としてテトラエトキシ
シランを０．１ｇ添加したことを除いては実施例２と同
様の条件で行った。その結果、高い耐水性が認められ
た。

【００４７】（実施例４）添加剤としてアルミニウムト
リイソプロポキシドを０．０５ｇだけ使用したことを除
いては実施例２と同様の条件で行った。その結果、高い
耐水性が認められた。

【００４８】（実施例５）添加剤としてチタンテトライ
ソプロポキシドを０．１ｇだけ使用したことを除いては
実施例２と同様の条件で行った。その結果、高い耐水性
が認められた。

【００４９】（実施例６）添加剤としてシラノール変性
ポリビニルアルコールを０．５ｇだけ使用したことを除
いては実施例２と同様の条件で行った。その結果、高い
耐水性が認められた。

【００５０】（実施例７）添加剤としてシラノール変性
ポリビニルアルコールを０．５ｇだけ使用し、２０番の
バーコーターを６０番に変えて実施例２と同様の条件で
行った。そのときの坪量は１９．２ｇ／ ｍ²と約３倍と
なったが、印刷性能と耐水性は維持された。

【００５１】（実施例８）添加剤として尿素を１．０ｇ
だけ使用し、２０番のバーコーターを６０番に変えて実
施例２と同様の条件で行ったところ、発色が明らかに濃
く鮮やかになった。

【００５２】（実施例９）添加剤としてチオ尿素を１．
０ｇだけ使用し、２０番のバーコーターを６０番に変え
て実施例２と同様の条件で行ったところ、実施例２に比
べ粘着性が低くなり、改良されていることがわかった。

【００５３】（実施例１０）微粒子としてコロイド状シ
リカ（商品名ＳＴ−Ｎ、粒子径１０〜２０ｎｍ、日産化
学製）を使用し、２０番のバーコーターを６０番に変え
て実施例２と同様の条件で行ったところ、高い印刷性能
と耐水性を示した。このことからアルミナがシリカに変
わっても性能が維持されることがわかる。

【００５４】（実施例１１）微粒子としてコロイド状シ
リカ（商品名ＭＰ−４５４０、粒子径４５０±３０ｎ
ｍ、日産化学製）を使用し、２０番のバーコーターを６
０番に変えて実施例２と同様の条件で行ったところ、球
晶の生成は認められず、比較例１よりもよい印刷性能と
耐水性を示した。このことからシリカを添加することに
よって高い性能が発現されることがわかる。

【００５５】（比較例３）ポリマーにポリビニルピロリ
ドン（ＰＶＰ、Ｋ−９０）を使用したことを除いては実
施例１０と同様の条件で行った。その結果、熱風乾燥後
支持体がカールし、印刷直後の画質は十分鮮明なもので
はなく、耐水性もＰＤＯＬの場合に比べ明らかに低かっ
た。したがってＰＶＰとシリカ微粒子と組み合わせて
も、その受容層が発現する効果は、ＰＤＯＬと微粒子の
組み合わせで発現される効果に比べ、明らかに劣ること
がわかる。

【００５６】

【表１】

【００５７】

【表２】

【００５８】

【表３】

【００５９】

【発明の効果】本発明によれば、ＰＤＯＬと微粒子を併
用することにより高い印刷性能と耐水性を有するインク
ジェット記録媒体が得られる。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持体の片面に少なくとも一層のインク
   受容層を有するインクジェット記録媒体において、該イ
   ンク受容層が１、３−ジオキソランを重合して得られる
   ポリジオキソランと、ポリジオキソランの球晶化を抑制
   できる微粒子を含有することを特徴とするインクジェッ
   ト用記録媒体。
2. 【請求項２】 支持体の片面に少なくとも一層のインク
   受容層を有するインクジェット記録媒体において、該イ
   ンク受容層が１、３−ジオキソランを重合して得られる
   ポリジオキソランと粒子径が１０００ｎｍ以下の微粒子
   を含有することを特徴とするインクジェット用記録媒
   体。
3. 【請求項３】 微粒子が無機微粒子であることを特徴と
   する請求項第１または２記載のインクジェット用記録媒
   体。
4. 【請求項４】 請求項第１、２または３記載の該インク
   受容層が、微粒子と共に金属アルコキシドを含有するこ
   とを特徴とするインクジェット用記録媒体。
5. 【請求項５】 支持体の片面に少なくとも一層のインク
   受容層を有するインクジェット記録媒体において、該イ
   ンク受容層が尿素及び／又はチオ尿素を含有することを
   特徴とするインクジェット用記録媒体。