JPH11506991A - 耐水性インクジェットプリントをもたらす水性インク受容性インクジェット受容媒体 - Google Patents

耐水性インクジェットプリントをもたらす水性インク受容性インクジェット受容媒体

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JPH11506991A JP10521390A JP52139098A JPH11506991A JP H11506991 A JPH11506991 A JP H11506991A JP 10521390 A JP10521390 A JP 10521390A JP 52139098 A JP52139098 A JP 52139098A JP H11506991 A JPH11506991 A JP H11506991A
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Abstract

(57)【要約】 基材およびその上に提供されたインク受容層を含んでいる受容媒体が提供され、前記インク受容層は、エチレン酢酸ビニルコポリマーと加水分解されたポリビニルアルコールとのブレンドを含んでいる。そのインク受容層は固体微粒子、例えばシリカまたはケイ酸カルシウムをさらに含んでいるのが好ましい。記録液体を記録媒体上に付けることによる耐水性インクジェットプリントの提供方法も提供され、前記記録媒体は、基材上に提供されたインク受容層を含んでおり、そのインク受容層は、エチレン酢酸ビニルコポリマーと加水分解されたポリビニルアルコールとのブレンドを含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】 耐水性インクジェットプリントをもたらす水性インク受容性インクジェット受容 媒体 本発明の背景 本発明の分野 本発明は、インクジェット記録媒体に関する。特に、本発明は、紫外線および 水に対する耐性を有するインクジェットプリントをもたらすインクジェット受容 媒体に、並びにそのような紫外線および水に対する耐性を有するインクジェット プリントの提供方法に関する。 関連技術の説明 吹付用インクを使用するプリンター、例えばインクジェットプリンターは、多 数の望ましい特徴のために、近年、より人気が高くなっている。明確には、これ らのシステムは、現像または定着手順を別途必要とすることなく、高速で、静か に作動する。しかも、多重インクジェットヘッドの使用により、さまざまな用途 に好適なさまざまな色を得ることができる。これらのプリンターは、概して、イ ンク液滴を噴射する小さなオリフィスを有するインクジェットヘッドを用いてお り、さまざまな電子印刷用途に使用されている。インク液滴のさまざまな噴出方 法が開発されてきた。これらの方法は、静電引力システムの使用、そのインクに 機械的な振動または変位を伝達するための圧電素子の使用、およびそのインクの 加熱による加圧を包含している。このように、騒音をあまり発生させず、高速印 刷および多色印刷を行うことができる、このような記録方法に大き な需要があるということは、少しも不思議なことではない。 インクジェットシステムは、概して3つの構成成分、上記プリンター、上記イ ンクおよびその受容体からなる。そのプリンターは、それらのインク液滴の大き さ、数および位置を制御し、その輸送システムを含んでいる。そのインクは、そ の画像を形成する着色剤を提供し、その受容体は、そのインクを受け入れ、保持 する媒体を提供する。結果として生ずるインクジェットプリントの品質および安 定性は、そのシステム全体としての機能である。しかしながら、そのインクおよ びその受容体の材料の組成および相互作用が、その画像形成された製品の品質お よび安定性にもっとも影響を及ぼす。 より明確には、上記インクができるだけ速く吸収されること、およびインク液 滴の広がりが適正であることが望ましいとされている。その結果として生ずる画 像は、貯蔵性、耐久性および耐水性に優れているべきである。 インクジェット記録システムにおいて有用なインク組成物はよく知られており 、一般に水、有機溶媒および染料を含んでいる。欧州特許第 0,294,155号は、約 30〜99重量%の水を含んでおり、その残りが高沸点溶剤、例えばグリコール、グ リコールエーテル、ピロリドンおよびアミドで調合されている水性ビヒクルから なる、インクジェット記録において有用なインクジェット組成物を開示している 。それらのインクは、酸性染料または直接染料を含んでいるのが好ましい。ノズ ルの目詰りを防止し、噴出安定性を改良するために、多価アルコールが随意に添 加される。 概して、インクジェットシステムは、大まかに2つの部類、高有機溶媒−水性 インクを用いるもの、および本質的に水性のもの、に分類される。これらのタイ プのインクのいずれかを使用した結果として生ずるインクジェットプリントが示 す耐水性は、その改良が望 まれているということが一般に判っている(すなわち、水と接触した際に、その 染料画像が浸出するか、またはその染料を含んでいる画像層が溶解する)。その うえ、その染料画像は滲みやすい。 インクジェットフィルム組成物は普通は水に対して敏感であり、そのプリント が溶解したり、浸出したりすることがある。また、湿潤条件下では、そのプリン トはブリードし、それにより鮮明度を失うことがある。一般に、それらのインク が高沸点溶剤、例えばグリコールを用いている際には、この劣化がいっそう悪化 する。従来のインクジェットプリントは、耐光性および良好なファイル耐老化性 にも欠けていることが多い。許容可能なプリント安定性の達成のために、上記欠 陥のすべてに対する解決策が必要とされている。 記録媒体として使用するためのポリマーフィルムは、それらの表面が疎水性ま たは準疎水性であるために、インクジェット記録において特殊な問題を示す。そ れらの表面が、それらのインクを受け入れ、吸収するための特殊なコーティング で処理されている場合でさえ、そのインク受容性マトリックスの粘着、汚れ、画 像ブリード、水溶化、または他の望ましくない性質を招くことなく、画像濃度お よび解像度の必須の品質を得ることは難しい。 水/グリコールのインクシステムの使用は、特殊な問題を引き起こす。高湿度 において、画像ブリードとして説明される現象が起こる。上記インクジェットプ リンターは、任意のパターンに、小さなインク液滴を適用して、上記画像を形成 させる。これらの液滴は、上記フィルム表面上のコーティング中に吸収され、ド ットを形成する。最初の吸収の後、その染料は横の方に広がり続ける。画像形成 後の若干の広がりは、それらのドット間の白い領域を満たし、良好な画像濃度を 得るのに望ましい。しかしながら、高湿度においては、この広がりが継続し、そ の画像を過度に広げさせ、すなわち、ブ リードさせ、それにより画像鮮鋭度または解像度を失わせる。 最良の受容体を提供するための努力において、これらの問題を解決するための さまざまな試みがなされてきた。疎水性表面の問題に対する取り組みは、インク 受容性コーティングとしての、単独または混合物中でのポリマーの使用を包含し ており、例えば、米国特許第 4,503,111号、第 3,889,270号、第 4,564,560号、 第 4,555,437号および第 4,578,285号を参照されたい。記録媒体の疎水性に伴う さまざまな問題を克服するための試みにおいては、多重コーティングも用いられ てきており、米国特許第 4,379,804号、日本国特許第01041589号および日本国公 開番号第 86-132377号、第 86-074879号および第86-41549号において説明されて いるものは、これらのコーティングの実例となるものである。そのうえ、その染 料を定着させ、ブリードを最少にするのを助けるための媒染剤の使用は、米国特 許第 4,554,181号、第 4,578,295号および第 4,547,405号を包含する多数の特許 の課題となってきた。 しかも、光透過率を有する記録媒体およびその表面上に光沢を有する記録媒体 に対する強い需要が存在する。これらの場合には、その記録媒体の表面が無孔性 であることが不可欠である。このことについて、インク親和性およびインク受容 性を高めるために、水溶性ポリマーを使用して形成させた無孔性インク受容層を 含む記録媒体を使用することが、先行技術における実務慣行となってきた。 例えば、Tektronicsに譲渡された米国特許第 4,503,111号は、主としてポリビ ニルピロリドンを使用して形成させた無孔性インク受容層を有する記録媒体を開 示している。しかしながら、このような記録媒体は、さまざまな問題を有してい る。これらの問題は、記録された画像の耐光堅牢度が低いということ、またはそ のインクが塗られた受容層の表面の粘着性のために、その印刷された媒体が互い の上に置かれた際に、もしくはその記録された表面上に紙が重ねられた際に、ブ ロッキングが起こりやすいということを包含している。 Atherton他の米国特許第 5,206,071号は、透明の、半透明のまたは不透明の基 材を含み、少なくともその片面上に、ヒドロゲル錯体および高分子量の第四級ア ンモニウム塩からなる、水に不溶性で、吸水性のおよびインク受容性のマトリッ クスを有する、インクジェット印刷において有用なフィルム媒体に関する。 Sakaki他の米国特許第 4,877,680号は、基材および無孔性インク受容層を含ん でいる記録媒体に関する。そのインク受容層は、カチオン樹脂を含み、水に不溶 性のポリマーを含んでいる。その記録媒体は、その上に記録液体の液滴を付ける ことによる記録に用いることができる。 Miyamotoの米国特許第 4,576,867号は、インクジェット記録紙に関し、以下の 一般式(I)により示される構造を有するカチオン樹脂を、そのインクジェット 記録紙の少なくとも表面に付けることにより、そのインクジェット記録紙上に形 成された画像の耐水性および耐直射日光堅牢度を改良することができる。 上式中、R1、R2およびR3はアルキル基を表し、mは1〜7の数を表し、n は2〜20の数を表し、Yは酸残基を表す。 欧州特許公開第0,500,021 A1号は、透明の基材、その基材上に形成された多孔 質のアルミナ水和物層およびそのアルミナ水和物層上にラミネートされた不透明 の多孔質層を含んでいる記録方法および 記緑フィルムに関する。 インクジェットプリントの主な欠点の1つは、常に、上記画像の長期耐久性の 不足であった。インクジェットプリントは、常に、紫外線退色を起こしやすく、 感湿性であった。デスクトップおよびグラフィックアート用途に現今使用されて いる主なインクジェット用インクの大部分は水からなっているので、インクジェ ット受容コーティングは水受容性であることが必要である。その挑戦は、耐水性 インクジェットプリントをもたらす、親水性の、水性インク受容性コーティング を開発するものである。 従って、本発明の目的は、インク受容性、鮮鋭度および耐水性に特に優れたイ ンクジェット記録のための新規な記録媒体を提供することである。 本発明のもう1つの目的は、高湿潤条件下でさえ耐水性に優れ、また、その記 録された画像の表面に水滴が接触した際に、または高湿潤条件下に放置された際 に、そのプリントインクの移染または浸出がまったく無い、インクジェット記録 のための新規な記録媒体を提供することである。 本発明のさらにもう1つの目的は、耐水性インクジェットプリントを提供する ことおよびその方法である。 本発明のこれらのおよび他の目的は、本明細書およびそれに添付されている請 求項の観察により、明らかとなるであろう。 本発明の要約 本発明の1つの特徴によれば、基材およびその上に提供されたインク受容層を 含んでおり、前記インク受容層がエチレン酢酸ビニルコポリマーと加水分解され たポリビニルアルコールとのブレンドを含んでいる、受容媒体が提供される。 本発明のさらなる特徴によれば、耐水性インクジェットプリントの提供方法が 提供される。その方法は、記録液体の液滴を記録媒体に付けることを含んでおり 、前記記録液体は、水溶性染料、水および有機溶媒を含んでおり、前記記録媒体 は、基材上に提供されたインク受容層を含んでおり、そのインク受容層は、エチ レン酢酸ビニルコポリマーと加水分解されたポリビニルアルコールとのブレンド を含んでいる。もっとも好ましいとされる態様においては、そのインク受容層は 固体微粒子、例えばシリカをさらに含んでいる。 好ましいとされる態様の詳細な説明 本発明は、インクジェット記録媒体に関する。本発明のインクジェット記録媒 体は、耐水性で、上記印刷された画像の長期耐久性を提供し、エチレン酢酸ビニ ルコポリマーと加水分解されたポリビニルアルコールとのブレンドを包含してい る受容層を含んでいる。エチレン酢酸ビニルコポリマーは優れた耐水性インクジ ェットコーティングの主鎖を形成するということが判ったので、そのコーティン グは、優れた耐紫外線性および感湿性に対する耐性を示すインクジェットプリン トをも提供することができる。 特に、上記エチレン酢酸ビニルコポリマーは、加水分解されたポリビニルアル コールとブレンドされる。 ポリ酢酸ビニルのみでの使用では、エチレン酢酸ビニルコポリマーと同じレベ ルの耐水堅牢度を示す受容層は提供されないので、エチレン酢酸ビニルコポリマ ーは、本発明の目的のために重要である。一般に、本発明の目的のためには、あ らゆるエチレン酢酸ビニルコポリマーが好適であろう。このようなコポリマーは 市販されており、例えば、Air Products and Chemicals,Inc.から入手可能なエ チレン酢酸ビニルランダムコポリマーがある。 上記印刷された画像の耐水性並びに長期耐久性を達成するために、上記エチレ ン酢酸ビニルコポリマーを、加水分解されたポリビニルアルコールとブレンドす ることも重要である。そのポリビニルアルコールは、完全に加水分解されている (98〜99%が加水分解されている)のがもっとも好ましい。本発明の目的のため には、そのポリビニルアルコールは、一般に、少なくとも88%が加水分解されて いるべきである。 エチレン酢酸ビニルコポリマーと加水分解されたポリビニルアルコールとのブ レンドは、そのエチレン酢酸ビニルコポリマーのそのポリビニルアルコールに対 する重量比が、約 0.5:1〜約15:1の範囲に及ぶことができ、1:1〜約4: 1の重量比がもっとも好ましいとされる。エチレン酢酸ビニルコポリマーおよび 加水分解されたポリビニルアルコールは両方とも、例えば、Pennsylvania州 All entownのAir Products and Chemicals,Inc.から市販されている。 上記記録媒体の受容層として使用されるポリマーのブレンドは、固体微粒子、 例えばピグメントを包含していてもよい。染料系およびピグメント系のインクシ ステムの両方について良好にはたらくコーティングを得るために、このような固 体微粒子の添加を行ってもよい。本発明についてもっとも良好にはたらく固体微 粒子は小さな粒子に分粒された水和シリカである。このようなシリカは、例えば 、Grace Davidsonから入手可能である。良好な耐水堅牢度およびプリント品質特 性の両方を与える、好ましいとされる微粒子のもう1つのタイプは、合成ケイ酸 カルシウムである。J.M. Huberから市販されている Hubersorb 600のようなケイ 酸カルシウムは、非常に高い吸油量を有するので、このようなケイ酸カルシウム の使用が好ましいとされる。 エチレン酢酸ビニルコポリマーとポリビニルアルコールと(随意 に固体微粒子と)のブレンドは、あらゆる従来のコーティング方法または方式を 使用して、好適な基材上にコートすることができる。一般に、コーティングに好 適な粘度を有するのに十分な水を有する溶液中の、それらのポリマーの混合物は 、コーティングロッドまたは別の好適なコーティング方式を使用して、その基材 上に簡便にコートされる。ひとたびコートされると、そのコーティングは、あら ゆる従来の技法、例えば風乾またはオーブン乾燥を使用して乾燥することができ る。 その上にコーティングを適用することができる基材は、大いに多様であっても よい。上記コーティングは、白色フィルム、ポリエチレン合せ紙(写真用ベース 紙(photobased paper))、接着剤付ビニル紙、普通紙またはキャンバスのような 基材に適用されるのが好ましいとされる。他の好適な基材を本発明に準じる受容 層でコートして、水性の耐水堅牢性インク受容シートを提供することもできる。 本発明は、以下の明細な実施例により、より詳細に説明されるであろう。これ らの実施例は説明のために示されており、本開示または後に続く請求項を制限す ることを意味するものではないということが理解される。それらの実施例、およ び本明細書における他の箇所におけるすべての百分率は、特に明記しない限り、 重量法によるものである。 以下の実施例において使用されている試薬は市販されており、一般に以下に説 明されているものであってもよい。 Syloid W-300 -- Maryland州 BaltimoreのW.R.Graceからの水和非晶質シリ カ。 Airflex 110 -- Pennsylvania州 AllentownのAir Products and Chemicals ,Inc.からの、酢酸ビニル/エチレンコポリマーラテックス。 Airvol 325 -- Pennsylvania州 AllentownのAir Products and Chemicals, Inc.からの、完全に加水分解されたポリビニルアルコール。 Hubersorb 600 -- Maryland州 Havre de GraceのJ.M.Huber Corporationか らの、合成ケイ酸カルシウム。 Silicon G-100 -- Maryland州 Baltimoreの SCM Chemicalsからの、非晶質 シリカ。 PVP K90 -- New Jersey州 WayneのInternational Specialty Polymersから の、ポリビニルピロリドン(分子量約1,000,000)。 Carbowax 1450 -- Connecticut州 Danburyの Union Carbideからの、ポリエ チレングリコール(分子量1450)。 Syloid 234 -- Maryland州 BaltimoreのW.R.Graceからの、非晶質シリカ。 Syloid 620 -- Maryland州 BaltimoreのW.R.Graceからの、非晶質沈降シリ カ。 Cyanamer P-21 -- New Jersey州West Pattersonの Cytec Industries Inc. からの、アクリルアミド/アクリル酸コポリマー。 CX-100 -- Massachusetts州Wilmingtonの Zeneca Resinsからの、アジリジ ン架橋剤。 Agefloc A-50HV -- New Jersey州Old BridgeのC.P.S.Chemicalsからの、ポ リ(塩化ヒドロキシアルケンアンモニウム)。 Zonyl FSN -- Delaware州WilmingtonのDuPontからの、非イオンフッ素界面 活性剤。 Grafquat 755N -- New Jersey州 WayneのInternational Specialty Product sからの、ビニルピロリドンとメタクリル酸ジメチルアミノエチルとの四級化コ ポリマー。実施例1 脱イオン水 47.16 Syloid W-300 -- 非晶質シリカ 16.81 Airflex 110 -- ポリマーラテックス 3.67 10% Airvol 325 -- PVA 30.26 Agefloc A-50HV 2.02 Zonyl FSN -- 界面活性剤 0.08 4分間にわたり、Waringブレンダーを用いて、上記Syloid W-300非晶質シリカ を水中に分散させることにより、上記混合物を調製した。次に、上記 Airflex 1 10を、約5分間にわたり、ミキサー中で混合した。上記最後の3成分(Airvol 3 25、Agefloc A-50HV、およびZonyl FSN)を添加し、さらに5分間にわたって攪 拌した。 次に、上記組成物を、ギャップを開けた130ロッドを用いて、V400F ビニル上 にコートし、約6.0 lb/MSFのコーティング量とした。そのコーティングを、265 °Fにおいて、8分間にわたり、実験室用の Blue M 熱対流炉中で乾燥した。 次に、上記試料を、フルカラーテストパターンを使用して、Encad Novajet II インクジェットプリンターで印刷した。シアン、マゼンタ、黄、赤、緑、青、お よび黒の可視濃度を、X RITE 938色濃度計を使用して測定した。 上記プリントを1時間にわたって風乾させ、次に10分間にわたり、完全に水に 浸した。浸漬後、7色すべてを含んでいるプリントの1切片を1時間にわたって 風乾させ、次に上記濃度計で再測定した。他の切片を吸取り紙で乾燥し、過剰の 水を除き、次に、はぎれでこすった。すべての結果は、下記表1に記録されてい る。実施例2 以下の混合物を、実施例1において説明されているものと同じ手 法で調製した。そのコーティング、印刷および耐水堅牢度試験は、すべて実施例 1と同じ手法で行った。それらの結果は、下記表1において見ることができる。 脱イオン水 56.41 Hubersorb 600 -- ケイ酸カルシウム 7.56 Airflex 110 -- ポリマーラテックス 3.67 10% Airvol 325 -- PVA 30.26 Agefloc A-50HV 2.02 Zonyl FSN -- 界面活性剤 0.08比較例1 以下の混合物を、実施例1において説明されているものと同じ手法で調製した 。そのコーティング、印刷および耐水堅牢度試験は、すべて実施例1と同じ手法 で行った。それらの結果は、下記表1において見ることができる。 脱イオン水 15.46 エタノール 65.68 Silcron G-100 6.86 PVP K90 -- ポリビニルピロリドン 5.71 Zonyl FSN -- 界面活性剤 0.18 グリセリン 6.10比較例2 以下の混合物を、実施例1において説明されているものと同じ手法で調製した 。そのコーティング、印刷および耐水堅牢度試験は、すべて実施例1と同じ手法 で行った。それらの結果は、下記表1において見ることができる。 脱イオン水 80.22 Syloid 234 -- シリカ 5.44 PVP K90 -- ポリビニルピロリドン 4.28 Carbowax 1450 8.66 Agefloc A-50HV 1.40比較例3 以下の混合物を、実施例1において説明されているものと同じ手法で調製した 。そのコーティング、印刷および耐水堅牢度試験は、すべて実施例1と同じ手法 で行った。それらの結果は、下記表1において見ることができる。 脱イオン水 65.32 Syloid 620 -- シリカ 2.11 Cyanamer P-21 3.67 28% 水酸化アンモニウム 1.52 2-ピロリドン 0.44 CX-100 0.15 Agefloc A-50HV 0.40 Zonyl FSN 0.13 Gafquat 755N 26.25 前述の結果から、本発明の記録媒体は、他の記録層を含んでいる他の媒体と比 較して、優れた耐水性および安定性を示すインクジェットプリントを提供すると いうことが認められる。本発明の記録媒体は、インクジェットプリントに優れた 耐紫外線退色性をも提供する。 本発明は好ましいとされる態様を用いて説明されてきたけれども、当業者に明 らかであろうもののように、変形および修飾を行ってもよいということが理解さ れるべきである。このような変形および修飾は、本明細書に添付されている請求 項の範囲内にあるものと考えられるべきである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08L 31/04 B41J 3/04 101Y (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(GH,KE,LS,MW,S D,SZ,UG,ZW),UA(AM,AZ,BY,KG ,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL,AM,AT ,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA, CH,CN,CU,CZ,DE,DK,EE,ES,F I,GB,GE,GH,HU,ID,IL,IS,JP ,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR, LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN,M W,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD ,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR, TT,UA,UG,UZ,VN,YU,ZW (72)発明者 ワレン,ブレンダ エム. アメリカ合衆国,マサチューセッツ 01035,サウスハドリー,ウッドローン ストリート 45

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.基材上にインク受容性コーティングを有し、そのコーティングがエチレン 酢酸ビニルコポリマーと加水分解されたポリビニルアルコールとのブレンドから なっている、インクジェット受容媒体。 2.上記加水分解されたポリビニルアルコールが完全に加水分解されたもので ある、請求項1に記載のインクジェット受容媒体。 3.上記ブレンドにおけるエチレン酢酸ビニルコポリマーおよび加水分解され たポリビニルアルコールの量が、エチレン酢酸ビニルコポリマー:ポリビニルア ルコールで、約 0.5:1〜約15:1の範囲に及ぶ重量比となっている、請求項1 に記載のインクジェット受容媒体。 4.上記インク受容性コーティングが固体微粒子をさらに含んでいる、請求項 1に記載のインクジェット受容媒体。 5.上記固体微粒子がシリカを含んでいる、請求項4に記載のインクジェット 受容媒体。 6.上記固体微粒子がケイ酸カルシウムを含んでいる、請求項4に記載のイン クジェット受容媒体。 7.上記基材が、透明フィルム、白色フィルム、ポリエチレン合せ紙、接着剤 付ビニル紙、普通紙またはキャンバスである、請求項1に記載のインクジェット 受容媒体。 8.水溶性染料を含む水性記録インクの液滴を、基材上に提供されたインク受 容層を含む記録媒体に付けることを含んでおり、そのインク受容層が、エチレン 酢酸ビニルコポリマーと加水分解されたポリビニルアルコールとのブレンドを含 んでいる、耐水性インクジェットプリントの提供方法。 9.上記インク受容層が固体微粒子をさらに含んでいる、請求項 8に記載の方法。 10.上記固体微粒子がシリカを含んでいる、請求項9に記載の方法。
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