JPS61172787A - インクジエツト記録方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、発色性、鮮明性、保存性等に優れた記録画像
を与えるインクジェット記録方法に関する。

（従来の技術） インクジェット記録方法は、種々のインク（記録液）吐
出方式１例えば、静電吸引方式、圧電素子を用いてイン
クに機械的振動また変移を与える方式、インクを加熱し
て発泡させ、その圧力を利用する方式等により、インク
の小滴を発生させて飛翔させ、それらの一部若しくは全
部を紙などの被記録材に付着させて記録を行うものであ
るが。

騒音の発生が少なく、高速印字、多色印字の行える記録
方法として注目されている。

インクジェット記録用のインクとしては、記録剤として
の水溶性染料と液媒体を主成分とするものが使用されて
いる。

記録剤としては、安全性、耐光性、記録特性等の面から
水溶性染料、好ましくは酸性染料または直接染料が使用
され、一方、液媒体としては安全性、記録特性の面から
主に水を特徴とする特許が使用され、ノズルの目詰まり
防止および吐出安定性の向上のための多価アルコール等
が添加されている場合が多い。

また、インクジェット記録方法に使用される被記録材と
しては、従来、通常の紙やインクジェット記録用紙と称
される基材上に多孔質のインク受容層を設けてなる被記
録材が使用されてきた。しかし、記録の高速化あるいは
多色化等インクジェット記録装置の性能の向上と普及に
伴ない、被記録材に対しても、より高度で広範な特性が
要求されつつある。

すなわち、インクの吸収が可及的すみやかであること、
インクの滲みが適切であること等が必要となる。さらに
、カラーインクを用いたカラーインクジェット記録を行
うには、特に記録剤である染料の発色性と鮮明性に優れ
、高色彩性を与える被記録材が必要である。

更に、インクジェット記録により記録を行った記録画像
に対しては１画像の保存性、耐久性、特に耐水性および
耐光性等に債れることが要求される。

（発明が解決しようとしている問題点）しかしながら、
これらの要求性能を全て満たし被記録画像を与える記録
方法は未だ知られていないのが実状である。

従来のインクジェット記録方法に使用されている被記録
材の多くは、紙やプラスチックフィルム等の基材の表面
に多孔性のインク受容層を設け。

その多孔性空隙中にインクを受容させて染料を定着させ
る方式を用いている。このような被記録材にインクジェ
ット記録を行うと、場合により染料が変化して発色性が
低下したり、はなはだしい場合には染料の色相が変った
り、まったく色が消えてしまう゛などの欠点があった。

また、記録時には良好な印字が出来ても記録物を長期間
保存すると、やはり変色したり、褪色する等の欠点があ
った。

更に、従来の被記録材は１画像の耐水性を付与するため
に、カチオン性物質が添加されているが、このようなカ
チオン性物質を含む被記録材はその画像の耐水性は優れ
るものの、耐光性は未添加のものに比べ著しく低下する
ものであった。

従って１本発明の目的は、記録剤として水溶性染料を用
いるインクジェット記録方法において、特に染料の発色
性および鮮明性に優れ、且つ保存性にも優れた画像を与
えるインクジェット記録方法を提供することにある。

更に１本発明の別の目的は、被記録材にカチオン性物質
を添加して耐水性を高めても、耐光性が低下しない画像
を与えるインクジェット記録方法を提供することにある
。

本発明者等は、インクジェット記録をした際および記録
後の染料の発色性低下および変色、褪色等の現象につき
、鋭意検討の結果、これらの現象が、被記録材、特に基
材中に存在する酸成分に起因するものであるとの知見を
得、本発明に至った。

（発明、の開示） すなわち、本発明は、記録剤として、水溶性染料を含有
するインクを使用し、被記録材として基材と該基材上に
設けられたインク受容層よりなるものを使用し、上記イ
ンクの小滴を被記録材に付着させることにより記録を行
うインクジェット記録方法において、前記基材が中性抄
紙紙であることを特徴とするインクジェット記録方法で
ある。

本発明を更に詳細に説明すると、本発明の主たる特徴は
、インクジェット記録により記録画像を得るに際し、被
記録材として、中性抄紙紙を基材とし、その表面にイン
ク受容層を設けた被記録材を使用する点にある。

すなわち、本発明者の詳細な研究によれば、従来技術の
紙を基材とした被記録材を用いてインクジェット記録を
行うと、前述の如く、インクの発色不良や、記録後の画
像の変色壱褪色等の種々の問題が生じるものであり１本
発明者はこれらの問題解決のために種々研究したところ
、従来、基材として広く使用されている紙は殆どすべて
が酸性抄紙による紙であり、これらの酸性抄紙紙中には
多量の酸成分、特に硫酸バンド（硫酸、アルミニウム）
が包含されており、これらの硫酸バンド等が紙上に形成
されているインク受容層中に移行あるいはインク受容層
に悪影響し、インク受容層を変質させるとともに、この
ような硫酸バンドによって、インク中の染料の発色不良
や、記録後の染料の変色や褪色が生じるものであること
を知見したものである。

また、従って、従来技術の紙を基材とする被記録材の場
合には、これらの硫酸バンドの悪影響を軽減するために
、インク受容層中にかなりの量のカチオン物質を添加し
て、耐水性の向上を図っているが、このような過剰のカ
チオン性物質のために染料の耐光性が著しく低下するこ
とも知見した。

本発明においては、上述の如き従来技術の欠点を、被記
録材の基材として中性抄紙紙を採用することによって解
決したものである。

本発明において使用する中性抄紙紙とは、抄紙工程にお
いて、従来技術の如き硫酸バンドを用いることなく、ア
ルキルケテンダイマーＰ醜の如き抄紙助剤を使用し、中
性で抄紙して得られる紙であり、従来一般に使用されて
いる酸性抄紙紙に比べて長期（数ｌθ年〜数Ｚｏｏ年）
保存後にも１紙力強度が低下しない紙として注目されて
いるものである。

本発明によれば、このような中性抄紙紙を被記録材の基
材として用いることによって、その上にインク受容層を
設けても、設けたインク受容層は基材によって何ら悪影
響を受けず、インクジェット記録において、前述の如き
従来技術の欠点が解決されるものであった。

本発明において使用する上記の如き中性抄紙紙は、いず
れの坪量のものでもよいが、好ましいものは約４０〜１
５０ｇ／ｍ″の坪量を有するものである。また、これら
の中性抄紙紙上に設けられるインク受容層中には、従来
公知の耐水化剤、例えば、ポリアミドエピクロルヒドリ
ン樹脂、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン、ポリ
アミンスルホン等およびそれらの誘導体等を、約０．０
０１〜０．５ｇ／ｄの割合で添加してもよい。

本発明において使用する被記録材は、基材として上記の
如き中性抄紙紙を用いる外は１本発明者等がすでに提案
した如き方法によって容易に調製することができる。

すなわち、上記基材である中性抄紙紙上に設けるインク
受容層は、主として水性のインキを受容できる親水性の
材料から形成されるものであって、このような材料とし
て好ましいものは、アルブミン、ゼラチン、カゼイン、
でんぷん、カチオンでんぷん、アラビアゴム、アルギン
酸ソーダ等の天然樹脂、ポリアミド、ポリアクリルアミ
ド、ポリビニルピロリドン、四級化ポリビニルピロリド
ン、ポリエチレンイミン、ポリビニルピリシリウムハラ
イド、メラミン樹脂、ポリウレタン、カルボキシメチル
セルロース、ポリビニルアルコール、カチオン変性ポリ
ビニルアルコール、ポリエステル、ポリアクリル酸、ア
クリル酸共重合体、マレイン酸共重合体等の合成樹脂が
あげられ、これらの材料の１種以上が所望により使用さ
れる。

更に、インク受容層の強度補強および／または基材との
密着性を改善するために、必要に応じて、　ＳＢＲラテ
ックス、ＮＢＲラッテクス、ポリビニルホルマール、ポ
リメチルメタクリレート、ポリビニルブチラール、ポリ
アクリロニトリル、ポリ塩化ビζル、ポリ酢酸ビニル、
フェノール樹脂、アルッキド樹脂等の樹脂を併用しても
よい。

また、インク受容層のインク吸収性を高めるために、イ
ンク受容層中に各種の充填剤、例えばシリカ、クレー、
タルク、ケインウ土、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム
、硫酸バリウム、ケイ酸アルミニウム、合成ゼオライト
、アルミナ、酸化亜鉛、リトポン、サチンホワイト等の
充填剤をインク受容層中に分散させることもできる。

このようなインク受容層を形成する方法としては、上記
の如きポリマーの単独あるいは混合物を、適当な溶剤に
溶解または分散させて塗工液を調製し、該塗工液を、例
えばロールコーティング法、ロッドバーコーティング法
、エアナイフコーティング法、スプレーコーティング法
等の公知の方法により前記基材ｔに塗工し、その後速や
かに乾保させる方法が好ましく、また、上記の如き材料
から、熱展伸法、Ｔダイ法等の公知の方法により、単独
のインク受容層を形成して、インク受容層に、支持体と
しての機能を併せ持つようにして用いるか、あるいは、
該シートを上記基材にラミネートする方法、上記ポリマ
ー材料をホットメルトコーティングする方法等により、
基材上にインク受容層を形成してもよい。

このようにして形成されるインク受容層の厚さは、イン
クを受容できる範囲であればよく、記録するインクの量
にもよるが、０．１４ｍ以上あれば、特に限定されるも
のではない、実用的には。

０．５〜３０ｇｍの範囲が好適である。

本発明方法において、上記の如き特定の被記録材にイン
クジェット記録方法により付与するインクそれ自体は公
知のものでよく１例えば、直接染料、酸性染料、塩基性
染料、反応性染料、食用色素等に代表される水溶性染料
であり、特にインクジェット記録方式のインクとして好
適であり、上記の被記録材との組合せで１発色性、鮮明
性、安定性、耐光性その他の要求される性能を満たす画
像を与えるものとしては１例えば、Ｃ，１，ダイレクト
ブラック１７．１９．３２．５１．７１．１０８、ｔ４
ｓ；ｃ、ｒ、ダイレクトブルー６．２２．２５．７１，
８６．９ｏ、１０６．１９９、Ｃ，１，ダイレクトレッ
ドｌ、４，１７．２８．８３．Ｃ，１，ダイレクトエロ
ー１２，２４．２６．８６．９ｇ、１４２．ｃ、１．ダ
イレクトオレンジ３４．３９．４４，４６．６０゜ｃ、
ｒ、ダイレクトバイオレット４７．４８゜Ｃ，１，ダイ
レクトプラウ７１０９；Ｃ，１，ダイレクトグリーン５
９等の直接染料、Ｃ，１，アシッドブラック２．７．２
４．２６．３１．５２．６３．１１２．１１８．Ｃ，１
，アシッドブルー９．２２．４０，５９．９３，１０２
，１０４．１１３，１１７，１２０，１６７．２２９゜
２３４、Ｃ，１，アシッドレッド１．６．３２．３７．
５１．５２．８ｏ、８５．８７，９２．９４．１１５，
１８０．２５６．３ｊ７，３１５゜Ｃ，１，アシッドエ
ロー１１．１７．２３，２５．２９．４２，６１，７１
；Ｃ，１，アシッドオレンジ７．１９；Ｃ，Ｉ。アシッ
ドバイオレット４９等の酸性染料が好ましく、その他、
Ｃ９■、ベーシックブラック２；Ｃ，１，ベーシックブ
ルー１．３．５．７．９，２４．２５．２６゜２８．２
９；Ｃ，１，ベーシックレッド１．２．９．１２．１３
．１４．３７：Ｃ，１，ベーシックバイオレット７．１
４．２７．Ｃ，Ｉ　、フードブラックｌ、２等も使用で
きる。

上記の染料の例は本発明の記録方法に適用できるインク
に対して特に好ましいものであり、本発明に使用するイ
ンク用の染料はこれらの染料に限定されるものではない
。

このような水溶性染料は、従来のインク中において一般
には約０．１〜２０重量％を占める割合で使用されてい
る。

本発明に用いるインクに使用する溶媒は、水または水と
水溶性有機溶剤との混合溶媒であり、特に好適なものは
水と水溶性有機溶剤と混合溶媒であって、水溶性有機溶
剤としてインクの乾燥防止効果を有する多価アルコール
を含有するものである。また、水としては１種々のイオ
ンを含有する一般の水でなく、脱イオン水を使用するの
が好ましい、水と混合して使用される水溶性有機溶剤と
しては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール
、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、
ｎ−ブチルアルコール、ｓｅｃ　−ブチルアルコール、
ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、イソブチルアルコール等
の炭素数１〜４アルキルアルコール類ニジメチルホルム
アミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類；アセトン
、ジアセトンアルコール等のケトンまたはケトアルコー
ル類；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類
；ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール
等のポリアルキレングリコール類；エチレングリコール
、プロピレングリコール、ブチレンゲリコール、トリエ
チレングリコール、１，２゜６−ヘキサンドリオール、
チオジグリコール、ヘキシレングリコール、ジエチレン
グリコール等のアルキレン基が２〜６個の炭素原子を含
むアルキレングリコール類；グリセリン；エチレングリ
コールメチル（またはエチル）エーテル、ジエチレング
リコールメチル（またはエチル）エーテル、トリエチレ
ングリコールモノメチル（またはエチル）エーテル等の
多価アルコールの低級アルキルエーテル類：Ｎ−メチル
−２−ピロリドン、１．３−ジメチル−２−イミダゾリ
ジノン等が挙げられる。これらの多くの水溶性有機溶剤
の中でも、ジエチレングリコール等の多価アルコール。

トリエチレングリコールモノメチル（またはエチル）エ
ーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテルが好
ましいものである。

インク中の上記水溶性有機溶剤の含有量は、一般にはイ
ンクの全重量に対して重量％で０〜９５ｉｔ％、好まし
くは１０〜８０重量％、より好ましくは２０〜５０重量
％の範囲である。

また１本発明に用いるインクは上記の成分の外に必要に
応じて、界面活性剤、粘度調整剤１表面張力調整剤等を
包含し得る。

本発明方法において前記の特定の被記録材に上記のイン
クを付与して記録を行うためのインクジェット記録方法
は、インクをノズルより効果的に離脱させて、射程体で
ある被記録材にインクを付与し得る方式であれば、いか
なる方式でもよく、それらの方式の代表的なものは１例
えば、ＴＥＥＥ　　Ｔｒａｎｓ　ａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ
　　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　　ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓＶ
ｏｌ、ＪＡ−１３、Ｎｏ、ｌ　（１９７７年２．３月号
）、日経エレクトロニクスに記載されている。これらに
記載の方式は１本発明の方法に好適なものであり。

その幾つかを説明すると、先ず静電吸引方式があり、こ
の方式では、ノズルとノズルの数■前方に置いた加速電
極との間に強電界を与えて、ノズルよりインクを粒子化
して次々に引出し、引出したインクが偏向電極間を飛翔
する間に情報信号を偏向電極に与えて記録する方式と、
インク粒子を偏向することなく、情報信号に対応してイ
ンク粒子を噴射する方式とがあり、いずれも本発明の方
法に有効である。

第２の方式としては、小型ポンプでインクに高圧を加え
、ノズルを水晶振動子等で機械的に振動させることによ
り、強制的に微少インク粒子を噴射する方式であり、噴
射されたインク粒子は噴射と同時に、情報信号に応じて
帯電させる。帯電したインク粒子は偏向電極板間を通過
する際、帯電量に応じて偏向される。この方式を利用し
た別の方式としてマイクロドツトインクジェット方式と
称される方式もあり、この方式では、インク圧力、励振
条件をある範囲の適を値に保ち、ノズル先端より大小二
種類のインク液滴を発生し、この中小径液滴のみを記録
により利用するものである。この方式の特徴は、従来並
みの太いノズル口径でも微少液滴群を得ることができる
０、第３の方式としてはピエゾ素子方式があり、この方
式では、インクに加える圧力手段として、他方式の如く
ポンプの様な機械的手段でなく、ピエゾ素子を利用する
。ピエゾ素子に電気信号を与えて機械的変位を生じさせ
ることにより、インクに圧力を加え、ノズルより噴射さ
せる方式である。

また、特開昭５４−５１８３７号公報に記載されている
方法で、熱エネルギーの作用を受けたインクが急激な体
積変化を生じ、この状態変化による作用力によって、イ
ンクをノズルから吐出させるインクジェット方式も有効
に使用することができる。

以上の如き本発明方法によれば、従来のインクジェット
記録方法において、水溶性染料、特に耐性染料や直接染
料を用いたインクで記録を行うと、その記録時あるいは
記録後に、付与された染料の発色性１ｇ明性、保存安定
性等が劣り、十分に満足できる記録画像、特にフルカラ
ーの記録画像が得られなかったが１本発明によれば特定
の被記録材を使用することによって、該被記録材に付与
されたインク中の染料は、被記録材によって従来の被記
録材の如く発色性が阻害されたり、変色あるいは褪色が
生じることがなく、優れた鮮明度と保存性の記録画像を
提供することができる０本発明においてこのような顕著
な効果が達成されるのは、次のような理由によると考え
られている、・ 、；すなわち、インクに使用する染料は、多くの場合、
・染料分子中にスルホン酸基、カルボキシル基、アミン
基、水酸基あるいはそれらの塩の如く水溶性または親木
性基を含有しており、これらの染料が被記録材に付与さ
れ、この被記録材の記録面が使用した基材に起因して、
酸または塩基、特に酸を過度に含有していると、これら
の酸によってこれらの水溶性または親木性基が影響され
、その結果染料の発色団および助色団の電子密度が変化
するためであり、本発明においては本発明における特定
の被記録材を使用することにより、上記の如き染料の電
子密度の変化を防止し得たものである。

次に実施例をあげて本発明を更に具体的に説明する。な
お文中１部または％とあるのは重量基準である。

実施例工 原料パルプとしてＬＢＫＰとＮＢＫＰを重量比１：ｌに
て混合し、リファイナーによりフリーネス１００ｍＪＬ
まで叩解した後、抄紙し１坪量９゜ｇ／ｒｎ’、サイズ
度０秒の中性抄紙紙を作成し、基材とした。

この基材に、下記組成物を乾燥塗布量２ｇ１ｒｄとなる
ように、バーコーター法により塗布し。

１００℃５分の条件で乾燥し、本発明で使用する被記録
材とした。

組成物 シリカ（サイロイド４０４ 富士デビソン製）　　　　　　　　　　５部ポリビニル
アルコール（ＰＶＡ −１１７、クラレ製）　　　　　　　　　２部水　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　９３部
実施例２ 実施Ｍｌの抄紙工程において、中性抄紙用助剤としてア
ルキルケテンダイマー（サイズパインに−９０２、荒用
化学製）を使用して１坪量５０ｇ／ｒｎ’、サイズ度３
０秒の中性抄紙紙を得たことを除いで、実施例１と同様
にして本発明で使用する被記録材を得た。

比較例１ 実施例１の抄紙工程において、硫酸バンドとロジンを使
用して、坪量８０ｇ／ゴ、サイズ度３０秒の酸性抄紙紙
を得たことを除いて、実施例１と同様にして被記録材を
得た。

実施例３ 実施例２において、塗工組成物として下記組成物を用い
たことを除いては、実施例２と同様にして本発明で使用
する被記録材を得た。

シリカ（サイロイド４０４ 富士デビソン製）　　　　　　　　　　５部ポリビニル
アルコール（ＰＶＡ −１１７、クラレ製）　　　　　　　　２部カチオン性
ポリマー（ＰＡＳ −ＨＩＯ１日東紡製）　　　　　　０．０１部水　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　９
３部比較例２ 比較例２において塗工組成物として実施例３で用いたも
のを使用したことを除いて、比較例１と同様にして被記
録材を得た。

比較例３ 比較例２において、カチオン性ポリマーを０．０５部使
用したことを除いて比較例２と同様にして被記録材を得
た。

上記の被記録材に対して、下記の４種のインクを用いて
、ピエゾ振動子によってインクを吐出させるオンデマン
ド型インクジェット記録ヘッド（吐出オリフィス径６０
ＩＬｍ、ピエゾ振動子駆動電圧７０Ｖ、周波数２ＫＨｚ
）を有する記録装置を使用してインクジェット記録を実
施した。

黄インク（組成） Ｃ０！、ダイレクトイエロー８６　　　２部ジエチレン
グリコール　　　　　２０部ポリエチレングリコール＃
２Ｇ０　１０部水　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　７０部赤インク（組成） Ｃ，１，アシッドレー、ド３５　　　　２部ジエチレン
グリコール　　　　　２０部ポリエチレングリコール＃
２００　１０部水　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　７ｏ部青インク（組成） Ｃ，１，ダイレクトブルー８６　　　２部ジエチレング
リコール　　　　　２０部ポリエチレングリコール＃２
００　１（［１水　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　７０部黒インク（組成） Ｃ，１，アシッドブラック２６　　　２部ジエチレング
リコール　　　　　２０部ポリエチレングリコール＃２
００　１０部水　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　７　ｏ部上記の被記録材の評価結果は第１表
に示した。

第１表における各評価項目の測定は下記の方法に従った
。

（１）ドツト濃度は、ＪＩＳ　Ｋ　７５０５を印字マイ
クロドツトに応用してサクシでイクロデンシドメーター
ＰＤＭ−５（小西六写真工業−！ｌ）を用いて黒ドツト
につき測定した。

（２）滲み度は、印字ドツトの直径を実体顕微鏡で測定
し、インクドロプレットの何倍になったかで示した。

（３）耐水性は、シアンインクにつき被記録材を流水に
１時間浸漬し、浸漬後マクベス濃度計を用いて測定した
光学濃度（０，０，）を、浸漬前のＯＤ値と比較して評
価した。

Ｃ４’）耐光性は、シアンインクにつきキセノンフェー
ドメーター１００時間照射し測色色差計ＮＤ−１００１
−Ｄｒ（日本重色工業製）を用いて未照射のものとの色
差（ハンターΔＥ）を求めた。

（以　　下　　余　　白　　） ９１−　ｃ！８　− 一１　冑　−−ｉ −１宍　巳　た　１

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録剤として、水溶性染料を含有するインクを使
   用し、被記録材として基材と該基材上に設けられたイン
   ク受容層よりなるものを使用し、上記インクの小滴を被
   記録材に付着させることにより記録を行うインクジェッ
   ト記録方法において、前記基材が中性抄紙紙であること
   を特徴とするインクジェット記録方法。
2. （２）水溶性染料が、酸性染料および／または直接染料
   である特許請求の範囲第（１）項に記載の方法。
3. （３）被記録材が、カチオン性ポリマーおよび／または
   カチオン性界面活性剤を含有する特許請求の範囲第（１
   ）項に記載の方法。