JPH115361A

JPH115361A - 記録媒体、及びこの記録媒体を用いたインクジェット記録方法

Info

Publication number: JPH115361A
Application number: JP10035933A
Authority: JP
Inventors: Katsutoshi Sumita; 勝俊簾田; Kenji Shinjo; 健司新庄; Nobuyuki Hosoi; 信幸細井; Tsugiko Komata; 亜子小俣
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-02-18
Filing date: 1998-02-18
Publication date: 1999-01-12
Anticipated expiration: 2018-02-18
Also published as: JP3869928B2

Abstract

(57)【要約】【課題】インク吸収速度が速く、適度なドット径が得
られ、画像濃度が高い印字物を得るための新規な記録媒
体、及びこれを用いたインクジェット記録方法を提供す
る。【解決手段】基材上に、粒子径の分布幅が３σ以内で
あり、且つ平均粒子径の１／５以下の粒子の割合が１０
％以下である熱可塑性樹脂粒子を含む多孔質の最表層を
有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録媒体及びこれ
を用いたインクジェット記録方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録方式は、インクの微
小液滴をノズルから飛翔させて、紙などの記録媒体に付
着させ、画像、文字などの記録を行なうものであるが、
高速低騒音、多色化が容易、現像が不要などの特徴があ
り、プリンターへの展開を初めとして、複写機、ワープ
ロ、ＦＡＸ、プロッター等の情報機器へ展開され急速に
普及している。

【０００３】また、近年高性能のデジタルカメラ、デジ
タルビデオ、スキャナーが安価で提供されつつあり、パ
ーソナルコンピューターの普及と相まって、これらから
得られた画像情報をインクジェット記録方式で出力する
機会が増えている。このため銀塩系写真や製版方式の多
色印刷と比較して遜色無い画像をインクジェット方式で
出力することが求められている。

【０００４】そのために、記録の高速化、高精細化、フ
ルカラー化など記録装置、記録方式の改良が行われてき
たが、記録媒体に対しても高度な特性が要求されるよう
になってきた。

【０００５】この様な状況下において一般的に記録媒体
に要求される特性としては、（１）インク吸収速度が速く、必要以上の滲みが無い
こと（２）印字濃度及び発色性が高いこと（３）耐候性に優れていること（４）光沢のある画像が提供できることなどが挙げられる。

【０００６】かかる要求に対して、種々の提案がなされ
ている。たとえば、特開昭５９―２２６８３号公報に
は、インク吸収が良好で光沢のある印刷シートを得るた
めに、最低造膜温度を異にする２種以上の熱可塑性樹脂
を基材面に塗布し、乾燥・造膜させて表面にクラックを
生じさせることが記載されている。

【０００７】また特開昭５９―２２２３８１号公報、特
開平６−５５８７０号公報、同７−２３７３４８号公報
及び同８−２０９０号公報には、画像の耐水性、耐候性
を向上させるために、表層に熱可塑性樹脂粒子を含む層
を設け、印字後、表層を皮膜化することが記載されてい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般
に、熱可塑性樹脂粒子の粒子径分布はブロードであっ
て、大小さまざまな粒子を含み、このようなブロードな
粒子径分布を有する熱可塑性樹脂粒子を用いて多孔質層
を形成すると、大きな粒子の間で形成される空孔を小さ
な粒子が埋める形で充填され、さらに粒径が小さいほう
が有効に熱がかかりやすいので、熱可塑性樹脂粒子のＴ
ｇ近傍であればＴｇ以下でも軟化してより空孔が埋まっ
てしまう。このため、得られる記録媒体のインク吸収ス
ピードは遅くなり、結果として色境界で滲み（ブリーデ
イング）を発生したり、色ムラ（ビーデイング）を起こ
した。

【０００９】またインクのにじみ率が小さくなり、印字
ドットの径が小さくなったり、ドットの形状が歪んだり
して、白抜けを生じ、画像品位が良好でない場合があっ
た。

【００１０】そこで本発明の目的は、上記従来の問題点
を解決し、インク吸収速度が速く、適度なドット径が得
られ、画像濃度が高い印字物を得るための新規な記録媒
体、及びこれを用いたインクジェット記録方法を提供す
ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の記録媒体は、基
材上に粒子径の分布幅が３σ以内であり、且つ平均粒子
径の１／５以下の粒子の割合が１０％以下である熱可塑
性樹脂粒子を含む多孔質の最表層を有することを特徴と
するものである。

【００１２】また、本発明のインクジェット記録方法
は、上記記録媒体に、インク液滴を飛翔させて付着さ
せ、その後必要に応じ前記記録媒体を加熱するものであ
る。

【００１３】本発明では、最表層として熱可塑性樹脂粒
子を含む多孔質層を設けることにより、付与されたイン
クが、この多孔質層を介して下層、例えばインク受容
層、もしくはインク吸収性のある基材に到達し、そこに
画像を形成し、次いでこの最表層を非孔質化すること
で、画像濃度が高く、耐候性に優れた印字物が得られる
ものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の記録媒体は、最表層とし
て、粒子径の分布幅が３σ以内であり、且つ平均粒子径
の１／５以下の粒子が１０％以下である熱可塑性樹脂粒
子を含む多孔質層を設けることを特徴とし、これにより
インク吸収性が良好であり、適度なドットの滲み率を得
て、白抜けのない高品位な画像が得られるものである。
尚、σは粒子の粒子径分布の標準偏差を示す。

【００１５】粒子径分布が３σを越えたり、さらに平均
粒子径の１／５以下の粒子の割合が１０％を越えると、
小さな粒子が大きな粒子の周囲に細密充填され、空孔が
埋まってしまいインク吸収性、画質が低下する。

【００１６】最表層に使用される熱可塑性樹脂粒子の平
均粒子径としては、０．１〜５．０μｍが好ましく、更
には０．２〜３μｍ、さらに好ましくは０．２〜２μｍ
の範囲である。

【００１７】この熱可塑性樹脂粒子の平均粒子径が０．
１μｍ未満であると、熱可塑性樹脂層の絶対的な空孔容
積が小さくなり、さらにＴｇ近傍の温度でも軟化しはじ
めて空孔をふさぐことがあり、インク吸収性、画質が低
下する傾向にある。また平均粒子径が５μｍを越える
と、印字後、非孔質化処理を行った場合、表面が平滑化
しにくくなることがあり、光沢度が低下する傾向にあ
る。

【００１８】本発明において、粒子の粒度分布、標準偏
差σ及び平均粒子径は、コールター株式会社製の粒度計
ＬＳ２３０を用いて測定した値である。また、本発明に
おいて粒子径の分布幅は、１０ｎｍ幅で粒度分布をとっ
たとき、粒子の存在割合が０．５％以上の粒子について
の粒子径分布の幅である。

【００１９】本発明で使用される熱可塑性樹脂粒子とし
てはラテックスが好ましく、たとえば塩化ビニル系、塩
化ビニリデン系、スチレン系、アクリル系、ウレタン
系、ポリエステル系、エチレン系、ＳＢＲ系、ＮＢＲ系
のラテックスが挙げられる。

【００２０】平均粒子径の１／５以下の粒子が多く混入
している多分散性の熱可塑性樹脂粒子の場合には、遠心
分離法もしくは濾過膜分離法により熱可塑性樹脂粒子を
処理することによって熱可塑性樹脂粒子の粒子径を上記
の範囲とすることができる。

【００２１】かかる熱可塑性樹脂粒子を含む最表層は、
熱可塑性樹脂粒子の固形分を１０〜５０重量％の範囲に
調製した塗工液を、基材もしくはその上に設けられたイ
ンク受容層に塗工することにより形成される。

【００２２】熱可塑性樹脂粒子の塗工量としては、印字
後の処理により表面光沢性を付与し、干渉色の発現を抑
え、且つ保護膜として充分機能する程度の厚さが必要で
あり、通常２〜１０μｍになるように塗工されるのが好
ましい。

【００２３】本発明で使用される基材としては、透明、
不透明のいずれの基材でも使用でき、たとえば、上質
紙、中質紙、アート紙、ボンド紙、レジンコート紙など
の紙類、ポリエチレンテレフタレート、ジアセテート、
トリアセテート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポ
リアクリレート、などのプラスチックからなるフィルム
などが使用できる。但し、インク受容層を熱可塑性樹脂
粒子を含む多孔質層のみで構成する場合、基材として
は、インク吸収性のある紙や多孔性樹脂等を使用するこ
とが好ましい。

【００２４】基材として紙を使用する場合、繊維状物質
からなる基紙の表面を硫酸バリウムでコートし、表面の
ベック平滑度を４００秒以上で、且つ白色度を８７％以
上に調整してなる基材を使用することが、銀塩写真に匹
敵するような画像が得られるので、とりわけ好ましい。

【００２５】ここで用いる硫酸バリウムとしては、その
平均粒子径が０．４〜１．０μｍの範囲、より好ましく
は０．４〜０．８μｍの範囲のものが望ましい。このよ
うな範囲の粒子径を有する硫酸バリウムを使用すること
で、所望の白色度、光沢度、インクの溶媒吸収性を満足
させることができる。

【００２６】硫酸バリウムを結着させるためのバインダ
ーとしては、ゼラチンが好ましく、硫酸バリウム１００
重量部に対して６〜１２重量部の割合で用いられる。

【００２７】硫酸バリウムの基紙への塗工量としては、
インクの溶媒吸収性及び表面の平滑性を持たせるため
に、２０〜４０ｇ／ｍ²の範囲が好ましい。

【００２８】硫酸バリウム層の平滑度があまり高いとイ
ンク吸収性の低下を招きやすいので、その平滑度は好ま
しくは６００秒以下、より好ましくは５００秒以下にす
ることが望ましい。

【００２９】本発明の記録媒体のより好ましい態様は、
最表層の下層として顔料を含むインク受容層を設けたも
のである。

【００３０】インク受容層は、熱可塑性樹脂粒子を含む
多孔質層に付与されたインクを吸収・保持して画像が形
成される層であり、顔料を主体としてなる多孔質層であ
る。

【００３１】使用される顔料としては、シリカ、炭酸カ
ルシウム、アルミナ水和物等が挙げられるが、その中で
も染料定着性、透明性の点からアルミナ水和物がとりわ
け好ましい。

【００３２】アルミナ水和物としては、アルミニウムア
ルコキシドの加水分解、アルミン酸ナトリウムの加水分
解などの公知の方法で製造できる。その形状は繊毛状ま
たは針状、板状、紡錘状等があり、また、配向性の有無
も問わない。

【００３３】本発明で使用するアルミナ水和物は、工業
的に市販されているもの、もしくはそれらの原料から加
工されたもの等を使用することができ、これらアルミナ
水和物の特徴として透明性、光沢性、染料定着性の高い
もので且つ、被膜形成時にクラック等の入らず、塗工性
の良いものであればさらに良い。工業的に市販されてい
るものとしては、例えば、触媒化成社製のＡＳ−２、Ａ
Ｓ−３、日産化学社製の５２０等が挙げられる。

【００３４】アルミナ水和物は、通常粒子径が１μｍ以
下と細かいものであり、優れた分散性を有するものであ
るため、記録媒体に非常に良好な平滑性、光沢性を持た
せることができる。

【００３５】アルミナ水和物を結着するためのバインダ
ーとしては、水溶性高分子の中から自由に選択すること
ができる。例えば、ポリビニルアルコールまたはその変
性体、澱粉またはその変性体、ゼラチンまたはその変性
体、カゼインまたはその変性体、アラビアゴム、カルボ
キシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、
ヒドロキシプロピルメチルセルロースなどのセルロース
誘導体、ＳＢＲラテックス、ＮＢＲラテックス、メチル
メタクリレート−ブタジエン共重合体などの共役ジエン
系共重合体ラテックス、官能基変性重合体ラテックス、
エチレン酢酸ビニル共重合体などのビニル系共重合体ラ
テックス、ポリビニルピロリドン、無水マレイン酸また
はその共重合体、アクリル酸エステル共重合体などが好
ましい。これらのバインダーは単独あるいは複数種混合
して用いることができる。

【００３６】アルミナ水和物とバインダーの混合比は、
重量比で、好ましくは１：１〜３０：１、より好ましく
は５：１〜２５：１の範囲から任意に選択できる。バイ
ンダーの量が上記範囲よりも少ない場合はインク受容層
の機械的強度が不足する場合があり、ひび割れや粉落ち
が発生する傾向がある。また、上記範囲よりも多い場合
は細孔容積が少なくなってインクの吸収性が低下する場
合がある。

【００３７】インク受容層を形成するための塗工液に
は、アルミナ水和物及びバインダーに加え、必要に応じ
て分散剤、増粘剤、ｐＨ調整剤、潤滑剤、流動性変性
剤、界面活性剤、消泡剤、耐水化剤、離型剤、蛍光増白
剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤などを添加することも可
能である。

【００３８】アルミナ水和物の基材への塗工量として
は、染料定着性をもたせ且つ必要な平滑性を持たせる為
にも１０ｇ／ｍ²以上が好ましく、基材がインク吸収性
を有しない場合、塗工量としては３０〜５０ｇ／ｍ²の
範囲がより好ましく、基材がインク吸収性を有する場
合、塗工量としては２０〜４０ｇ／ｍ²の範囲がより好
ましい。

【００３９】塗工・乾燥方法は特に限定されないが、必
要に応じてアルミナ水和物及びバインダーに焼成処理を
施す等も可能である。かかる焼成処理を施すことによ
り、バインダーの架橋強度が上がり、インク受容層の機
械的強度が向上し、また、アルミナ水和物層の表面光沢
が向上する。

【００４０】本発明では、記録媒体にインクを付与して
画像を形成し、次いで必要に応じ最表層である熱可塑性
樹脂粒子を含む多孔質層を非孔質化（透明化）すること
により印字物を得るものである。

【００４１】インクの付与方法としては、簡便さの点で
インク液滴を飛翔させるインクジェット方式が好まし
く、その中でも、高速印字、高精細印字を可能とする、
インクに熱エネルギーを作用させてインク滴を形成して
オリフィスから吐出させるバブルジェット方式が好まし
い。

【００４２】熱可塑性樹脂粒子を含む多孔質層を非孔質
化する方法としては、加熱処理が好ましく、かかる処理
を施すことで、耐水性、耐光性等の耐候性が良好とな
り、画像に光沢を付与することができ、印字物の長期保
存を可能とする。

【００４３】この時の加熱温度としては、基材、インク
受容層及びインク等の材料への影響、非孔質化後の表面
性を考慮すると、時間との関係もあるが、７０℃〜１８
０℃の範囲が好ましい。

【００４４】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。

【００４５】実施例１米国特許明細書第４２４２２７１号に記載された方法に
従ってアルミニウムアルコキシドを合成し、これを加水
分解、解膠法によりアルミナ水和物のコロイダルゾルを
合成した。

【００４６】上記アルミナ水和物のコロイダルゾルを濃
縮して１５重量％の溶液を得た。一方、ポリビニルアル
コール（商品名：ＰＶＡ１１７、クラレ社製）をイオン
交換水に溶解して１０重量％の溶液を得た。この２種の
溶液を、アルミナ水和物の固形分とポリビニルアルコー
ルの固形分が重量比で１０：１になるように、混合し、
攪拌して分散液を得た。

【００４７】この分散液をポリエチレンテレフタレート
フィルム上にダイコートして、擬ベーマイトを含む多孔
質層を形成した。この多孔質層の厚みは約４０μｍであ
った。

【００４８】更に、この多孔質層上に、固形分１５％の
塩化ビニル系ラテックス（Ｔｇ：８１℃）を遠心分離処
理し、上澄み液４０％を除去して、平均粒子径０．６４
μｍ、σ０．２０μｍ、粒子径分布幅０．５５μｍ、平
均粒子径の１／５以下の粒子の割合を１％にしたものを
バーコーターにて塗布し、７５℃で乾燥して、厚さ約５
μｍの多孔質ラテックス層を形成して、本発明の記録媒
体を得た。ラテックス層をＳＥＭで観察したところ、空
隙が多数形成されていた。

【００４９】この記録媒体に対して、インクジェットプ
リンタ（商品名：ＢＪＣ６１０ＪＷ、キヤノン製）を用
いて画像を形成した後、１７０℃で熱処理してラテック
ス層を非孔質化し、印字物を得た。

【００５０】この印字物に対して画像濃度、印字ドット
の状態を評価し、また記録媒体に対してはインク吸収性
の評価を行った。その結果を表１に示す。ａ）画像濃度：マクベス反射濃度計ＲＤ−９１８を用い
て評価した。ｂ）印字ドット状態：参照媒体として、熱可塑性樹脂粒
子を含む多孔質層を最表層として含まない記録媒体を用
い、その印字物の印字ドットを光学顕微鏡にて観察し、
参照媒体と比較して印字ドット径が大きく、且つドット
形状が真円状にきれいに形成されているものを○、ドッ
ト径が小さく、さらにドットの形状が歪んだり色むらが
あるものを×とした。ｃ）インク吸収性：印字物の色境界部の滲み（ブリーデ
ィング）およびビーディングの発生を観察し、ブリーデ
ィング及びビーディングの発生しないものを○とし、発
生したものを×とした。

【００５１】実施例２実施例１と同じラテックスを精密濾過膜を用いて、平均
粒子径０．５８μｍ、σ０．２４μｍ、粒子径分布幅
０．６４μｍ、平均粒子径の１／５以下の粒子の割合を
５％にしたものを最表層に用い、その他は実施例１と同
様にして記録媒体を形成して、印字物を作成した。その
評価結果を表１に示す。

【００５２】得られたラテックス層をＳＥＭで観察した
ところ、空隙が多数形成しているのが確認された。

【００５３】実施例３基材として、以下のコート紙を調製した。

【００５４】硫酸ナトリウムと塩化バリウムから反応さ
せて形成した平均粒子径０．６μｍの硫酸バリウム１０
０重量部、ゼラチン１０重量部、ポリエチレングリコー
ル３重量部、クロム明礬０．４重量部を配合して塗工液
とし、これを坪量１５０ｇ／ｍ２の、ベック平滑度３４
０秒の基紙に、乾燥厚が２０μｍになるように塗工した
後、スーパーカレンダー処理を行って表面平滑度４０５
秒の基材を得た。

【００５５】この基材を使用し、実施例１で用いたアル
ミナ水和物に代えてＡＳ−３（触媒化成社製）を使用
し、アルミナ水和物を含む多孔質層の厚さを２６μｍと
したことを除いて、実施例１と同様にして本発明の記録
媒体を作成した。

【００５６】この記録媒体を使用して実施例１と同様に
して印字物を作成した。評価結果を表１に示す。

【００５７】実施例４繊維質基材としてステキヒトサイズ度が３５秒の一般上
質紙（坪量６５ｇ／ｍ²）を使用し、この基材上に下記
組成の塗工用組成物を乾燥塗工量が５ｇ／ｍ²になるよ
うにブレードコーター法により塗工し、常法により乾燥
させた。

【００５８】炭酸カルシウム（平均粒子径０．７μｍ）１００重量部デンプン３０重量部ＳＢＲラテックス１０重量部水３００重量部

【００５９】さらに、この上に実施例１と同じラテック
スを遠心分離処理し、平均粒子径１．２０μｍ、σ０．
４５μｍ、分布幅１．３３μｍ、平均粒子径の１／５以
下の粒子の割合を２％にし、実施例１と同様にして塗
布、乾燥して、多孔質ラテックス層を形成し、本発明の
記録媒体を得た。評価結果を表１に示した。

【００６０】得られたラテックス層をＳＥＭで観察した
ところ、ラテックスが空隙を多数形成していることが確
認された。

【００６１】この記録媒体に対して実施例１と同様に印
字を行ったところ、インク吸収性に優れたものであっ
た。

【００６２】実施例５実施例１と同じラテックスを遠心分離処理し、上澄み液
３０％を除去して、平均粒子径０．５５μｍ、σ０．２
７μｍ、分布幅０．７７μｍ、平均粒子径の１／５以下
の粒子の割合を１０％にしたものを最表層に使用し、こ
れ以外は実施例１と同様にして本発明の記録媒体を得
た。ラテックス層をＳＥＭで観察したところ、ラテック
スが空隙を多数形成していることが確認できた。この記
録媒体に対して実施例１と同様に印字を行なった。評価
結果を表１に示す。

【００６３】比較例１固形分１５％の塩化ビニル系ラテックス（Ｔｇ：８１
℃、平均粒子径０．５μｍ、ラテックス固形分中の平均
粒子径の１／５以下の粒子の割合１５％）を用いて厚さ
約７μｍの最表層を形成し、その他は実施例１と同様に
して記録媒体を得た。

【００６４】ラテックス層をＳＥＭで観察したところ、
粒子が細密に充填され、空隙が極めて少ないことがわか
った。

【００６５】この記録媒体に対して実施例１と同様に印
字を行なった。評価結果を表１に示す。

【００６６】

【表１】

【００６７】

【発明の効果】本発明によれば、インク吸収性が良好
で、印字ドットが所望の形状及び大きさを有し、画像濃
度の高い印字物が得られる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小俣亜子東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材上に、粒子径の分布幅が３σ以内で
あり、且つ平均粒子径の１／５以下の粒子の割合が１０
％以下である熱可塑性樹脂粒子を含む多孔質の最表層を
有することを特徴とする記録媒体。
【請求項２】前記基材と前記最表層との間にインク受
容層を有する請求項１記載の記録媒体。
【請求項３】前記インク受容層にアルミナ水和物を含
有する請求項２に記載の記録媒体。
【請求項４】前記熱可塑性樹脂粒子がラテックス粒子
である請求項１に記載の記録媒体。
【請求項５】前記熱可塑性樹脂粒子の平均粒子径が
０．１〜５μｍの範囲にある請求項１に記載の記録媒
体。
【請求項６】前記熱可塑性樹脂粒子の平均粒子径が
０．２〜３μｍの範囲にある請求項５に記載の記録媒
体。
【請求項７】請求項１または２記載の記録媒体に、イ
ンク液滴を飛翔させて付着させることを特徴とするイン
クジェット記録方法。
【請求項８】請求項１または２記載の記録媒体に、イ
ンク液滴を飛翔させて付着させ、その後前記記録媒体を
加熱することを特徴とするインクジェット記録方法。