JPS60224580A - インクジエツト用記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はインクを用いて記録する記録媒体に関するもの
であり、ＷＥ媒体上に記録された画像や文字の濃度が高
く、色調が鮮明で、かつインクの吸収能力が優れた、特
に多色記録に適したインクジェット用記録媒体に関する
ものであるＯ インクジェット記録方式は、インクの微小液滴を穫々の
作動原理により飛翔させて、紙などの記録媒体に付着さ
せ、画像、文字などの記録を行うものであるが、高速、
低騒音、多色化が容易、記録パターンの融通性が大きい
、更に現像、定着が不要等の特徴がろり、漢字を含め各
種図形及びカラー画像等の記録装置、とじて、種々の用
途に於いて急速に普及している。更に、艷インクジェッ
ト方式により形成される画像は、製版方式による多色印
刷や、カラー写真方式による印画に比較して遜色のない
記録を得ることも可能であり、作成部数が少なくて済む
用途に於いては、写真技術によるよりも安価でめること
から、フルカラー画像記録分野Ｋまで広く応用されつつ
ある。

このインクジェット記録方式で使用さｎる記録媒体とし
ては、通常の印刷や筆記に使われる上質紙やコーテツド
紙を使うべく装置やインク組成の面から努力がなされて
来た。しかし、装置の高速化、高精細化あるいはフルカ
ラー化などインクジェット記録装置の性能の向上や用途
の拡大に伴ない、記録媒体に対してもより高贋な特性が
要求されるようになった。すなわち、当該記録媒体とし
ては、インクドツトのｌ！Ｉｆｆが高く、色調が明るく
杉やかであること、インクの吸収が早くてインクドツト
が皇なった場合に於いても、インクが流れ出したり、に
じんだりしないこと、インクドツトの横方向への拡散が
必要以上に大きくなくかつ周辺が滑らかでぼやけないこ
と　更Ｋ、記録画家が紫外線や空気中の酸素又は水に曝
された場合の染料の抵抗性を低下させず、好ブしくけ増
強させること等が要求される。

これらの問題を解決するため罠、従来からいくつかの提
案がなされて来た０例えば特開昭５２−５３０１２号に
は、低サイズの原紙に表面加工用の塗料を湿潤させてな
るインクジェット記録用紙が、また、特開昭５３−４９
１１３号には、尿素−ホルマリン樹脂粉末を内添したシ
ートに水溶性高分子を言浸させたインクジェット記録用
紙が開示されている。これらの一般紙タイブのインクジ
ェット記録用紙は、インクの吸収は速やかであるが、ド
ツトの周辺がぼやけ易く、ドツト１１２も低いと言う欠
点がある。

また、特開昭５５−５８３０号には、支持体表面にイン
ク吸収性の塗層を設けたインクジェット記録用紙が開示
され、また、特開昭５５−５１５８３号では被覆層中の
顔料として非膠質シリカ粉末を使った例が、更に％開昭
５５−１１８２９号ではインク吸収速度の異る２層構造
を使った塗抹紙の例が開示されている０これらのコーテ
ツド紙タイプのインクジェット記録用紙は、ドツト径や
ドツトの形状、ドツト濃度や色調の再現性と言った点で
は、一般紙タイブのインクジェット用紙より改良されて
いるが、吸収能力の点では一般紙タイブに及ばなかった
り、コートタイプの中でも更に優劣があることが判った
。

そこで本発明者らは、特開昭５８−１１０２８７で吸収
速度が速く、吸収容量の大きいコートタイプの構造を提
案しているが、その後、鋭意検討して吸収能力の改良及
びトリト径の大きさくニジミ率）を調整することに成功
し、本発明を成すに到った。

即ち、本発明者らは、インクジェット用インクを記録媒
体に噴射して、記録画像を得るインクジェット記録方法
に於いて、該記録媒体が少なくとも一層のインク受理層
を持ち、該インク受理層中に空Ｉ！Ｊ構成材料として、
シランカップリング剤で、表面処理した合成無定形シリ
カを含有させること罠よって、インク吸収速度、インク
吸収容量を充分に保ちながら、解像度に影響の大きいド
ツトのにじみ具合を好適に調節出来ることを見い出し、
本発明を成したものでめる０ 本発明により、シランカップリング剤で表面処理した合
成無定形シリカが何如ドツトのにじみ具合を調整出来る
かは定かではないが、およそ下記のように考えられる０ 合成無定形シリカは通常ＢＢＴ法による表面積が８０〜
ｓｏｏｍ７ｙと極めて大きく、更に表［ｆｉＫ水酸基を
配位した構造で、水分子の吸着能力も大きく、極めて親
水性の１１ｉ料でろると言える。これらをインク受理層
に使用するとインク吸収能力は大きくなるが、同時にイ
ンクビヒクルとの親和力も大きい為、吸収と浸透との競
合になり、使用した顔料の表面積及びインク受理層の厚
さ等によシ吸収能力が決まり同時にドツトの罠じみ具合
も決まってしまう。ところが、本発明の如く、使用顔料
をシランカップリング剤により処理することにより、イ
ンクビヒクルの吸収容量は変えずに１インクビヒクルと
の親和性を微妙に調節することが可能になり、適度なに
じみ具合を持つ、インク受理層とすることが出来るので
ある。このことは親和性を固体の表面エネルギーとイン
クビヒクルの表面エネルギーの差と考えてみると理解出
来る。通常、固体表面エネルギーが液体の表面エネルギ
ーに近いか、大きい時、親和性は大でるると考えられ、
固体表面エネルギーが液体の表面エネルギーより小さく
て差がある程、親和性はとぼしくなる。

シリカ表面は前述したように、水分子と極めて親和性が
るると考えられるが、該表面をシランカップリング剤の
如く表面エネルギーを低くすると考えられる物質で処理
することは該表面処理顔料とインクビヒクルとの親和性
を低下させる方向Ｋｍ＜と考えられ、その含有ＪｉＨＣ
よって表面エネルギーの差を調節することでドツトのに
じみ具合を調節出来るのである。

本発明で言う合成無定形シリカとは、四塩化ケイ素の熱
分解による乾式法シリカ、ケイ酸ナトリウムの酸、二酸
化炭素、アンモニウム塩などによる複分解沈澱生成物等
のいわゆるホワイトカーボン、ケイ酸ナトリウムの改な
どＫよる熱分解やイオン交換樹脂層を通して得られるシ
リカゾル又はこのシリカゾルを加熱熟成して得られるコ
ロイダルシリカ、シリカゾルをゲル化させ、その生成条
１７１：を加えることによって数ばリミクロンから数十
ミリミクロン位の一次粒子がシロキサン結合をした三？
ｌ［’的な二次粒子となったシリカゲル、更にはシリカ
ゾル、ケイ酸ナトリウム、アルミン酸ナトリウム等を出
発物質として８０℃〜１２０℃で加熱して生成したいわ
ゆる合成モレキーラーシーブ等、二酸化ケイ素を主体と
する合成ケイ累化合物で、これらの生成過程又は製造後
にシランカップリング剤の水溶液と混合おるいはシラン
カップリング剤の水溶液を噴霧して合成無定形シリカ粉
体の表面に付着させることで反応させ、シランカップリ
ング剤処理合成無定形シリカとすることが出来る０シラ
ンカツプリング剤とは、下記一般式で表わさｎ０Ｒｔｒ
ｉケイ素原子に結合している加水分解性の基をあられし
、塩素、 ＲｔＳＩ（ＯＦＬ）ｓ アルコキシ基、及びアセトキシ基が一般に用いられる。

こｎらの基また秩原子は水溶液としたときに加水分解を
受けてシラノールを生成し、無機顔料表面に水素結合等
で配位されるＯＲ＋ｓ＋（ａＲ）ｓ＋Ｈｔυ→ＦＬｆ８
１（υＨ）１＋３ＲｔＪＨまた、前記一般式に於いて、
Ｒ′は各種の有機官能性基をめられし、クロル基、アミ
ノ基、アばノエテル基、ウレイド基、グリシドキシ基、
エポキシミクロヘキシル基、メタクリロキシ基、ビニル
基等が一般に用いられる。

シランカップリング剤の添加ｉｌハ、シランカップリン
グ剤の最小被覆面積および合成無定形シリカの表面積に
よって決めるべき間頑であるが、本発明に於いては０．
１〜２０重量％、好ましくは０．５〜１０重量％で、あ
まり多いと合成無定形シリカが疎水性になり過き水に分
散し斤くなる為、好ましくない。

本発明では上記シランカップリング剤処理合成無定形シ
リカを下記無機めるいは有機の顔料と併用することも出
来る。この場合、シランカップリング剤処理合成無定形
シリカは全ｔＩＩ４Ｐ１の２０重量％以上、好筐しくは
４０１［ｉｔ％以上使用する。併用出来る無機顔料とし
ては、例えば、１経質炭酸カルシウム、３Ｉ［貿炭酸カ
ルシウム、カオリン（白土）、メルク、硫酸カルシウム
、硫酸バリウム、酸化チタン、改化岨鉛、硫化亜鉛、炭
酸亜鉛、ブチンホワイト、ケイ酸アルミニウム、ケイソ
ウ土、ケイ醸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、合成無
定形シリカ、水酸化アルミニウム、アルミナ、リトポン
等の白色顔料及び有機＃Ａ料としては、スチレン系プラ
スチックピグメント、アクリル系プラスチックピグメン
ト、マイクロカプセル、尿素樹脂顔料等がめる。

本発明で言うインク受理層とは、前記無機顔料や有機顔
料に接着剤を混合し、支持体上知層状に設けた空隙のあ
る塗工層を指す。

インク受理層中に使用される水性接着剤としては、例え
は、酸化澱粉、エーテル化澱粉、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等のセルロース誘
導体、カゼイン、ゼラチン、大豆タン白、ポリビニルア
ルコール及びその誘導体、無水マレイン赦樹脂、通常の
スチレン−ブタジェン共重合体、メチルメタクリレート
−ブタジェン共重合体等の共役ジエン系夏合体ラテック
ス、アクリル醗エステル及びメタクリル酸エステルの重
合体又は共重合体等のアクリル系重合体ラテックス、エ
チレン酢酸ビニル共重合体等のビニル系１合体ラテック
ス、或はこれらの各種重合体のカルボキシル基等の官能
基含有単量体による官能基変性菖合体ラテックス、メラ
ミン樹脂、尿素樹脂等の熱硬化合成樹脂系等の水性接着
剤、及びポリメチルメタクリレート、ポリウレタン樹脂
、不飽和ポリエステルｍ脂、４化ビニル−酢酸ビニルコ
ポリマー、ポリビニルブチラール、アルキッド樹脂等の
合成樹脂系接着剤が、単独あるいは複合して用いられる
。これらの接着剤ｉｔ噛料１００部九対して２部〜１０
０部、好’ｔＬ＜Ｖｉ５部〜３０部が用いられるが顔量
の結着に充分な社であればその比率は特に駆足されるも
のではない。しかし、１ｏｏｉ以上の接着剤を用いると
接Ｍ剤の造膜により、空隙構造を減らし、あるいは空隙
を極端に小さくしてし１うため好１しくない。

又、使用するインクが水性インクでるる場合には、イン
ク受理層上で画像形成後、その画像が水圧流れ々い方が
好ましいが、その場合には耐水化剤としてカチオン性樹
脂、カチオン性界面活性剤、カチオン変性無機粒子等を
添加することも出来る。

更に１必要なら、顔料分散剤、増粘剤、流動性改良剤、
消泡剤、抑泡剤、離型剤、発泡剤、浸透剤、着色顔料、
着色染料、螢光増白剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防
腐剤、防パイ剤、等を適宜配合することも出来る。

支持体としては、紙または熱可塑性樹脂フィルムの如き
シート状物質から用いられる。紙の場合はサイズ剤無添
加あるいは適度なサイジングを施した紙で、填料は含筐
れても、また含まれなくてもよい。

また、熱可塑性フィルムの場合は、ポリエステル、ポリ
スチレン、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレート
、酢酸セルロース、ポリエチレン、ポリカーボネート等
の透明フィルムや、白色顔料の充填めるいは微細な発泡
による白色不透明なフィルムが使用される。充填される
白色顔料としては、例えば酸化チタン、硫酸カルシウム
、炭酸カルシウム、シリカ、クレー、タルク、酸化亜鉛
等の多くのものが使用される。

また紙の表面にこれらの樹脂フィルムを貼り合せたシ溶
融樹脂によって加工した、いわゆるラミネート紙等も使
用可能である◇これらの樹脂表面とインク受理層の接着
を改善するための下引層やコロナ放電加工等が施されて
いてもよい。

これらの支持体上に設けるインク受理層を顔料塗液等を
塗抹して形成する場合ＫＶｉ、塗工機として一般に用い
られているブレードコーター、エアナイフコーター、ロ
ールコータ−、プラツシ算コーター、カーテンコーター
、バーコーター、グラビアコーター、スプレー装置等が
通常用いられる。更忙支持体が紙の場合には抄紙機上の
サイズプレス、グートロール、スプレー等を適用するこ
とも可能である。支持体上にインク受理層を設けただけ
のシートは、その１までも本発明による記録用シートと
して使用出来るカ、例エバスーパーカレンダー、クロス
カレンダーなどで加熱及び／又は加圧下ロールニップ間
を通して表面の平滑性を与えることも可能である。この
場合、スーパーカレンダー加工による過度な加工は、ゼ
っか〈形成した粒子間の空隙によるインク吸収性を低下
させることになるので加工程度は制限されることがめる
０実施例中の諸物性値の測定は下記の要領で行なった。

先ず、シャープ製インクジェットプリンター（ＩＯ−７
００）を使用して、シアン（０）、マゼンタ（Ｍ）、イ
エロー（Ｙ）、ブラック（Ｂ））の各インクでベタ印写
して得た画像について、流水に５分間浸漬し、浸漬前後
の画像濃度をマクベスデンシトメーター几Ｄ５１４で測
定し、浸漬後＃度を浸漬画濃度で除した百分率を耐水性
の尺度とした。また、ドツト径は同じインクジェットプ
リンターの黒色インク部の単一ドツトの面積を網点面積
計にて測定し、真円と仮定した面積としてその直径を算
出し、その値を用いた。

また、インク吸収速度は、同じプリンターを用いて、赤
印字部（マゼンタ＋イエロー）ノベタ印字直後（約１秒
後）Ｋペーパー押えロールに接触させ、汚れが出るか出
ないかで判定した。

更に、インク吸収容量は、ポリエチレングリコール（ｐ
ｗａ厖４００）／水が１／１０′ＦＪ液を用いて２０℃
で１０秒間一定面積のインク受理層に接触させ、余分な
液を吸取紙で取除いて、インク受理層中に吸収された溶
液の重量を測定し、平米当りのグラム数として算出した
値を用いた。

以下に本発明の実施例を挙げて説明するが、これらの例
に限定されるものではない。尚、実施倒罠於いて示す部
及び％は重量部及びｌ肯％を意味する。

実施例１゜ 合成無定形シリカ（カープレックス＃６７、（ｒ−Ｇｊ
ｌｙａｌｏｌｏｘｙｐｒｏｐｙｌｔｒ１ｍｓｔｈｏｘｙ
ｉ目ａｎａ。

日本ユニカー製）１０部を５％水溶液として滴下し、滴
下終了後、３０分間高速攪拌を続けた。

次いで靜瞳し、上澄み額を棄て、Ｆ遇してケーキ状圧し
、１０５℃の熱風で乾燥した。乾燥後乾式粉砕をして、
シランカップリング剤処理顔料とした◇シランカップリ
ング剤処理順科１００部、７０部、４０部を各々軽質炭
酸カルシウム（ユニパー７０、白石工業！Ｉｔり０部、
３０部、６０部と混合し、ポリビニルアルコール（ＰＶ
Ａ１１７　クラレ製）２０部を添加して、濃［１８％塗
工液を作成し、エアナイフコーターで乾燥固型分１３ｊ
ｌ／７ＦＬ”になるように塗布乾燥して、スーパーカレ
ンダーを通し、表面を平滑にしたものを実施例１．２．
３の記録用紙としたＯ得られた記録用紙の評価結果を表
１に示す０比較例１゜ 実施例１〜３のシランカップリング剤処理顔料を全く使
わずに、軽質炭酸カルシウム（ユニバー７０　白石工業
製）１００部を用いて、ポリビニルアルコール２０部を
添加し、実施例１〜３と全く同様に仕上げて、比較例１
の記録用紙とした。得られた記録用紙の評価結果を表１
に示す◇ 実施例４〜６ 合成無定形シリカ（１イロイド４０４、富士デヴイゾン
化学！３り１００部を４００部の水圧分数させ、高速攪
拌しながら、シランカッブリ１５− ング剤（ｒ−Ａｍｌｎｏｐｒｏｐｙｌｔｒｌｅｔｈｏｘ
ｙｓｌｌａｎａ。

日本ユニカー製）を各々１部、２部、５部宛上記スラリ
ー［５％水溶欣圧して添加し、添加終了後、３０分間高
速撹拌を続けて、反応させた。

このスラリーに１０％に溶解したポリビニルアルコール
（ＰＶＡ１１７　クラレ製）全固型分で３０都加え、よ
く攪拌して冷工液とした０この塗工液をアート原ｉ１ｃ
固型分でｌ！Ｍ／７Ｆｌ”Ｋなるようエアナイフコータ
ーで塗床し、乾燥後、スーパーカレンダーを通じて表面
を平滑にしたものを各々実施例４，５．６の記録用紙と
した０これらについて評価した結果を表１に示す０比較
例２゜ 実施例４〜６に於いて、シランカップリング剤を全く添
加しなかった合成無定形シリカスラリーを用いた他は全
く同様にして作成した記録用紙を比較？ＩＪ２とした。

このもの九ついて、評価した結果を表ＩＫ示す〇 １６− 表−１ 表１から明らかなように、シランカップリング剤で表面
処理をした合成無定形シリカを用いた実施例１〜６は、
インク吸収性を良好に保ちながら、ドツト径を小さくコ
ントロール出来ることが認められる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 支持体上に１合成無定形シリカ及び水性接着剤からなる
   インク受理層を設けてなるインクジェット記録用紙に於
   いて、該合成無定形シリカがシランカップリング剤で表
   面処理されていることを特徴とするインクジェット用記
   録媒体。