KR20150000432A

KR20150000432A - 기록 매체

Info

Publication number: KR20150000432A
Application number: KR20140076471A
Authority: KR
Inventors: 데츠로 노구치; 히사오 가모; 이사무 오구리; 가즈히코 아라키; 신야 유모토
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2013-06-24
Filing date: 2014-06-23
Publication date: 2015-01-02
Also published as: JP2015003500A; US20140377482A1; BR102014015697A2; ES2555913T3; RU2014125414A; RU2586980C2; EP2818329A1; US9216606B2; JP6188443B2; EP2818329B1; CN104228387A

Abstract

기록 매체는 기재와, 잉크 수용층을 포함한다. 잉크 수용층이 알루미나 입자와, 실리카 입자와, 바인더를 함유한다. 표면 측으로부터 기재 측을 향하여 에칭하면서, X선 광전자 분광법에 의해 상기 기록 매체의 조성 분석을 했을 경우, 에칭 시간 0분에서의 Al원소와 Si원소의 합계의 존재량에 대한 Si원소의 존재량의 비율이 10원자% 이상 90원자% 이하이며, 에칭 시간 5분에서의 Al원소와 Si원소의 합계의 존재량에 대한 Si원소의 존재량의 비율이 50원자% 이상이다.

Description

기록 매체{RECORDING MEDIUM}

본 발명은 기록 매체에 관한 것이다.

최근의 잉크제트 장치 등을 이용한 화상 기록의 고속화의 실현에 수반하여, 잉크를 제공하는 기록 매체에는, 화상의 발색성이 높은 것 외에, 잉크 흡수성이 높은 것이 요구되고 있다. 또한, 기록 매체를 고속으로 반송할 때, 기록 매체에 강한 힘이 걸리는 경우가 있기 때문에, 기록 매체에는 내스크래치성이 높은 것도 요구되고 있다.

종래, 기록 매체의 잉크 흡수성 및 내스크래치성을 개선할 목적으로, 잉크 수용층의 바인더로서, 실란올기를 가지는 폴리비닐 알콜(이하, "실란올 변성 PVA"라고도 한다)을 이용한 기록 매체가 검토되어 왔다(일본 특허 출원 공개 평11-129611호 공보, 일본 특허 출원 공개 제2013-022733호 공보, 일본 특허 출원 공개 제2010-099991호 공보 및 일본 특허 출원 공개 제2010-100976호 공보 참조). 일본 특허 출원 공개 평11-129611호 공보, 일본 특허 출원 공개 제2013-022733호 공보, 일본 특허 출원 공개 제2010-099991호 공보 및 일본 특허 출원 공개 제2010-100976호 공보에는, 무기 입자인 콜로이드성 실리카와, 실란올 변성 PVA를 함유하는 잉크 수용층을 포함하는 기록 매체가 개시된다.

본 발명의 발명자들의 검토에 의하면, 일본 특허 출원 공개 평11-129611호 공보, 일본 특허 출원 공개 제2013-022733호 공보, 일본 특허 출원 공개 제2010-099991호 공보 및 일본 특허 출원 공개 제2010-100976호 공보에 기재된 기록 매체는, 내스크래치성 및 잉크 흡수성이 개선되었지만, 최근 요구되고 있는 레벨에는 도달하지 않았다. 또한, 화상의 발색성도 낮은 경우가 있었다.

본 발명은 내스크래치성 및 잉크 흡수성이 높고, 화상의 발색성에 뛰어난 기록 매체를 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따른 기록 매체는 기재(support)와 잉크 수용층을 포함한다. 잉크 수용층은 알루미나 입자와, 실리카 입자와, 바인더를 함유한다. 기록 매체를, 기록 매체의 표면에 대하여 실질적으로 수직인 방향에서, 표면 측에서 기재측을 향하여, 아르곤 가스를 이용하고, 상기 아르곤 가스의 출력을 25.6W(4kV×6.4μA)로 해서 에칭 각도 45°로 에칭을 행하면서, X선 광전자 분광법에 의한 조성 분석을 했을 때에, 에칭 시간 0분에서의 Al원소와 Si원소의 합계의 존재량에 대한 Si원소의 존재량의 비율이 10원자% 이상 90원자% 이하이며, 에칭 시간 5분에서의 Al원소와 Si원소의 합계의 존재량에 대한 Si원소의 존재량의 비율이 50원자% 이상이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 내스크래치성 및 잉크 흡수성이 높고, 화상의 발색성이 뛰어난 기록 매체를 제공할 수 있다.

본 발명의 추가적인 특징은 첨부된 도면을 참조하여 하기 예시적인 실시 형태의 설명으로부터 명확해질 것이다.

도 1은 본 발명의 X선 광전자 분광법에 의한 조성 분석의 분석 방법을 설명하기 위한 모식도.
도 2는 본 발명의 X선 광전자 분광법에 의한 조성 분석의 결과의 일례를 도시하는 그래프.

이하, 실시 형태를 이용하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명의 발명자들은, 우선 잉크 수용층에 이용되는 무기 입자의 종류에 주목해서 검토를 행하였다. 그 결과, 잉크 흡수성 및 화상의 발색성을 개선하기 위해서는, 무기 입자로서 알루미나 입자나 실리카 입자를 이용하는 것이 중요한 것을 알았다. 이것은, 알루미나 입자 및 실리카 입자는 잉크를 흡수하는 다공질 구조를 형성하기 쉽고, 또한, 입자 자체의 투명성이 높아, 화상의 발색성을 손상시키기 어렵기 때문이다.

그러나, 알루미나 입자나 실리카 입자를 단독으로 이용하면, 각각의 입자의 성질에 따라서, 내스크래치성, 잉크 흡수성 및 화상의 발색성을 달성할 수 없는 경우가 있었다. 구체적으로는, 잉크 수용층의 무기 입자로서 알루미나 입자를 단독으로 이용한 경우에는, 알루미나 입자가 응력을 받았을 때에 입자가 변형하기 쉽고, 내스크래치성을 충분히 얻을 수 없는 경우가 있었다. 한편, 실리카 입자는 알루미나 입자와 비교해서 응력을 받았을 때에 입자가 변형하기 어려운 성질을 가진다. 그 때문에, 잉크 수용층의 무기 입자로서 실리카 입자를 단독으로 이용한 경우에는 내스크래치성이 비교적 높다. 그러나, 알루미나 입자를 단독으로 이용했을 경우와 비교하면 잉크 흡수성 및 화상의 발색성이 뒤지는 경우가 있었다.

따라서, 본 발명의 발명자들은 알루미나 입자 및 실리카 입자를 병용하는 방법을 검토했다. 그러나, 잉크 수용층 내에 알루미나 입자 및 실리카 입자를 균일하게 분산되게 한 경우에는, 알루미나 입자나 실리카 입자를 단독으로 이용했을 경우와 비교하여, 내스크래치성, 잉크 흡수성 및 화상의 발색성이 개선은 되지만, 3개의 효과를 높은 레벨에서 달성할 수는 없었다.

다음으로, 본 발명의 발명자들은 잉크 수용층 내의 알루미나 입자 및 실리카 입자의 분포 상태에 주목해서 검토를 행하였다. 구체적으로는, 여러가지 입자의 분포 상태의 잉크 수용층을 포함하는 기록 매체에 대해서, 그 분포와 상기 3개의 효과와의 관계를 검토했다. 잉크 수용층 내의 알루미나 입자 및 실리카 입자의 분포 상태는 하기와 같이 평가되었다. 기록 매체의 표면 측에서 기재측을 향해서 에칭하면서 X선 광전자 분광법에 의해 조성 분석을 행하였다. 그 후에, Al원소와 Si원소의 합계의 존재량에 대한 Si원소의 존재량의 비율(Si원소/Al원소+Si원소)을 산출하였다. 이 조성 분석의 측정 조건 등의 상세에 관해서는 후술한다.

그 결과, Si원소/Al원소+Si원소의 비율이 에칭 시간 0분에서 10원자% 이상 90원자% 이하이며, 에칭 시간 5분에서 50원자% 이상인 기록 매체가 상기 3개의 효과를 높은 레벨에서 달성할 수 있는 것을 알았다.

"에칭 시간 0분"에서의 Si원소/Al원소+Si원소의 비율은 기록 매체(잉크 수용층)의 가장 바깥 표면에서의 알루미나 입자 및 실리카 입자의 분포를 나타낸다. "에칭 시간 5분"에서의 Si원소/Al원소+Si원소의 비율은 기록 매체(잉크 수용층)의 가장 바깥 표면으로부터 조금 내부(기재 측)의 영역에서의 알루미나 입자 및 실리카 입자의 분포를 나타낸다. 구체적으로, 상기 비율의 값의 의미는 하기와 같다. 상기 3개의 효과가 높은 레벨에서 얻어질 수 있는 기록 매체의 잉크 수용층에서, 상기 잉크 수용층의 가장 바깥 표면에서는 알루미나 입자 및 실리카 입자가 특정한 비율로 공존하고 있다. 그 가장 바깥 표면으로부터 조금 내부의 영역에서는, 알루미나 입자와 실리카 입자가, 실리카 입자와 알루미나 입자가 동량이거나, 실리카 입자의 양이 알루미나 입자의 양보다 많은 분포를 가진다. 잉크 수용층이 상기 알루미나 입자 및 실리카 입자의 분포 상태를 가질 때에 상기 3개의 효과를 높은 레벨로 달성할 수 있는 이유는 명확하지 않지만, 본 발명의 발명자들은 아래와 같이 그 이유를 추측하고 있다.

"에칭 시간 0분"의 영역, 즉, 기록 매체(잉크 수용층)의 가장 바깥 표면은 잉크가 기록 매체(잉크 수용층)와 최초로 접촉하는 영역이며, 또한, 기록 매체(잉크 수용층)가 외부 응력을 최초로 받는 영역이다. 따라서, 잉크 흡수성 및 화상의 발색성이 보다 높은 알루미나 입자와, 내스크래치성이 보다 높은 실리카 입자가 존재함으로써, 상기 효과가 얻어질 수 있다고 생각된다. 또한, 알루미나 입자와 실리카 입자를 병용하면, 알루미나 입자와 실리카 입자가 응집함으로써, 알루미나 입자 또는 실리카 입자를 단독으로 이용했을 경우와 비교하면, 보다 큰 세공이 형성되기 쉽다. 이 세공의 존재에 의해 잉크 흡수 용량이 많아지기 때문에, 잉크 흡수성이 보다 높아진다고 생각된다.

한편, 가장 바깥 표면으로부터 조금 내부의 영역에서는, 잉크 수용층은 실리카 입자와 알루미나 입자가 동량이거나, 실리카 입자의 양이 알루미나 입자의 양보다 많은 분포를 가진다. 즉, 잉크 수용층은 내스크래치성이 보다 높은 실리카 입자의 양이, 실리카 입자와 비교해서 내스크래치성이 낮은 알루미나 입자의 양보다 적어지지 않는 분포로 한다. 이러한 분포에 의해, 가장 바깥층에서 받은 외부 응력에 대하여, 높은 내성을 유지할 수 있다고 생각된다.

이상과 같이, 본 발명에서의 중요한 포인트는, 일반적으로는 잉크 수용층의 가장 바깥 표면 근방의 영역으로서 일괄적으로 간주되는 영역을, "가장 바깥 표면의 영역" 및 "가장 바깥 표면보다 조금 내부의 영역"으로 별도로 간주하고, 각각의 영역에서의 알루미나 입자와 실리카 입자의 분포 상태를 규정한 점에 있다.

본 발명의 발명자들의 검토에 의하면, 에칭 시간 20분에서의 Al원소와 Si원소의 합계의 존재량에 대한 Si원소의 존재량의 비율이 90원자% 이하인 경우, 잉크 흡수성이 더 높아지는 것 또한 알았다.

이상의 메커니즘과 같이, 상기 구성이 서로 상승적으로 효과를 미칠 때에 본 발명의 효과를 달성하는 것이 가능해진다.

[기록 매체]

본 발명의 기록 매체는, 기재와, 적어도 1층의 잉크 수용층를 포함한다. 본 발명에서는, 기록 매체는 잉크제트용 기록 매체이며, 이 기록 매체는 잉크제트 기록 방법에 이용된다.

본 발명에서, JIS B0601:2001에서 규정되는 기록 매체의 표면의 산술 평균 거칠기 Ra는 0.13μm 이하인 것이 바람직하다. 또한, 산술 평균 거칠기 Ra는 0.05μm 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.10μm 이상인 것이 특히 바람직하다. 기록 매체의 표면 거칠기를 조정하는 방법의 예는, 중합체로 피복된 기재를 이용해 중합체로 피복된 기재의 표면을 특정한 요철을 가지는 롤로 누르고, 그 표면 위에 잉크 수용층을 형성하기 위한 코팅액(이하, "잉크 수용층 코팅액"이라고 한다)을 코팅하는 방법과, 기록 매체의 표면에 특정한 요철을 가지는 롤로 누르는 방법을 포함한다.

이하, 본 발명의 기록 매체를 구성하는 각 성분에 대해서 설명한다.

<기재>

기재에 이용하는 것이 가능한 재료의 예는, 종이, 필름, 글래스 및 금속을 포함한다. 그 중에서도, 종이를 이용한 기재, 소위, 기지(base paper)를 이용하는 것이 바람직하다.

기지를 이용할 경우, 기지 만을 기재로 이용해도 되고, 혹은 기지를 중합층으로 피복한 것을 기재로서도 이용해도 된다. 본 발명에서는, 기지와 중합층을 포함하는 기재를 이용하는 것이 바람직하다. 그러한 경우, 중합층은 기지의 한 면에만 마련되어져 있어도 되지만, 중합층이 기지의 양면에 마련되어져 있는 것이 바람직하다.

(기지)

기지는 목재 펄프를 원재료로 하여 생산되며, 필요에 따라서 폴리프로필렌 등으로 구성되는 합성 펄프나, 나일론이나 폴리에스테르 등으로 구성되는 합성 섬유를 더해서 종이가 제조된다. 목재 펄프의 예는, 활엽수 표백 크라프트 펄프(LBKP), 활역수 표백 설파이트 펄프(LBSP), 침엽수 표백 크라프트 펄프(NBKP), 침엽수 표백 설파이트 펄프(NBSP), 활엽수 용해 펄프(LDP), 침엽수 용해 펄프(NDP), 활엽수 미표백 크라프트 펄프(LUKP) 및 침엽수 미표백 크라프트 펄프(NUKP)를 포함한다. 이것들은 필요에 따라서 단독으로, 또는 2종 이상을 조합해서 이용할 수 있다. 이러한 다양한 형태의 목재 펄프 중에서, 단섬유 성분이 많은 LBKP, NBSP, LBSP, NDP, LDP를 이용하는 것이 바람직하다. 펄프로서는 불순물이 적은 화학 펄프(황산염 펄프나 아황산염 펄프)가 바람직하다. 표백 처리를 행하여 백색도를 향상시킨 펄프도 바람직하다. 기지에는, 사이징제(sizing agent), 백색 안료, 지력 증강제(paper-strengthening agent), 형광 증백제(fluorescent brightening agent), 수분 유지제, 분산제, 유연화제 등을 필요에 따라 적절히 첨가해도 된다.

본 발명에서, 기지의 막 두께는 50μm 이상 130μm 이하인 것이 바람직하고, 90μm 이상 120μm 이하인 것이 보다 바람직하다. 본 발명에서, 기지의 두께는 이하의 방법으로 산출한다. 우선, 기록 매체의 단면을 마이크로톰으로 자르고, 그 단면을 주사형 전자현미경으로 관찰한다. 그리고, 기지의 임의의 100 지점 이상의 막 두께를 측정하고, 그 평균치를 기지의 막 두께라고 한다. 또한, 본 발명에서의 그 밖의 층의 두께도 마찬가지의 방법으로 산출한다.

본 발명에서, JIS P 8118에서 규정되는 기지의 종이 밀도는, 0.6g/cm³ 이상 1.2g/cm³ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 종이 밀도는 0.7g/cm³ 이상 1.2g/cm³ 이하인 것이 보다 바람직하다.

(중합층)

본 발명에서, 기지가 중합체로 피복되어 있는 경우에는, 중합층은 기지의 표면의 일부를 피복하도록 마련되어져 있으면 충분하다. 또한, 중합층의 피복율(중합층으로 피복된 기지의 표면의 면적/기지의 표면의 전체 면적)이 70% 이상인 것이 바람직하고, 90% 이상인 것이 보다 바람직하다. 중합층의 피복율은 100%인 것, 즉, 기지의 표면의 전면이 중합층으로 피복되어 있는 것이 특히 바람직하다.

본 발명에서, 중합층의 막 두께는, 20μm 이상 60μm 이하인 것이 바람직하고, 또한, 35μm 이상 50μm 이하인 것이 보다 바람직하다. 중합층을 기지의 양면에 준비하는 경우에는, 양면의 중합층의 막 두께가 각각 상기 범위를 만족하는 것이 바람직하다.

중합층에 이용할 수 있는 중합체로서는 열가소성 중합체가 바람직하다. 열가소성 중합체의 예는, 아크릴 중합체, 아크릴 실리콘 중합체, 폴리올레핀 중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체를 포함한다. 이들 중합체 중에서, 폴리올레핀 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서, "폴리올레핀 중합체"는 단량체로서 올레핀을 이용하여 얻어진 중합체를 의미한다. 그 구체적인 예는, 에틸렌, 프로필렌, 이소부틸렌 등의 단중합체나 공중합체를 포함한다. 이들 폴리올레핀 중합체는 필요에 따라서 단독으로, 또는 2종 이상 조합하여 이용할 수 있다. 이들 중에서, 폴리에틸렌을 이용하는 것이 바람직하다. 폴리에틸렌으로서는, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 및 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 이용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서, 중합층은 불투명도, 백색도 및 색상을 조정하기 위해서, 백색 안료, 형광 증백제, 군청 안료 등을 함유해도 된다. 그 중에서도, 불투명도를 향상할 수 있기 때문에, 백색 안료를 함유하는 것이 바람직하다. 백색 안료의 예는, 루틸형 산화 티타늄 및 아나타제형 산화 티타늄을 포함한다. 본 발명에서, 중합층 내의 백색 안료의 함유량은, 3g/m² 이상 30g/m² 이하인 것이 바람직하다. 중합층을 기지의 양면에 준비하는 경우에는, 2개의 중합층 내의 백색 안료의 전체 함유량이 상기 범위를 만족하는 것이 바람직하다. 중합층 내의 백색 안료의 함유량은 중합체의 함유량에 대하여, 25질량% 이하인 것이 바람직하다. 백색 안료의 함유량이 25질량%보다 크면, 백색 안료의 분산 안정성이 충분하게 얻어지지 않을 수도 있다.

본 발명에서, JIS B 0601:2001에서 중합층의 규정되는 산술 평균 거칠기 Ra는 0.01μm 이상 5μm 이하인 것이 바람직하고, 0.03μm 이상 4μm 이하인 것이 보다 바람직하다.

<잉크 수용층>

본 발명에서, 잉크 수용층은 알루미나 입자와, 실리카 입자와, 바인더를 포함한다. 본 발명에서, 알루미나 입자와, 실리카 입자와, 바인더를 포함하는 잉크 수용층이 기록 매체의 가장 바깥 표면의 잉크 수용층인 것이 바람직하다. 또한, 잉크 수용층은 단층이어도 되고, 2층 이상을 포함하는 복층이어도 된다. 잉크 수용층은, 상기 기재의 한 면에만 마련되어져도 된다. 또한, 잉크 수용층이 기재의 양면에 마련되어져도 된다. 본 발명에서는 잉크 수용층이 양면에 마련되어져 있는 것이 바람직하다. 기재의 한 면에서의 잉크 수용층의 막 두께는, 10μm 이상 60μm 이하인 것이 바람직하고, 15μm 이상 45μm 이하인 것이 보다 바람직하다.

(Al원소와 Si원소의 합계의 존재량에 대한 Si원소의 존재량의 비율)

상술한 바와 같이, 본 발명에서, Al원소와 Si원소의 합계의 존재량에 대한 Si원소의 존재량의 비율은, 기록 매체의 표면에 대하여 실질적으로 수직인 방향에서, 표면 측으로부터 기재 측을 향하여 에칭하면서 X선 광전자 분광법에 의한 조성 분석을 하는 것에 의해 결정된다. 본 발명의 기록 매체에서는, 에칭 시간 0분에서의 Al원소와 Si원소의 합계의 존재량에 대한 Si원소의 존재량의 비율(Si원소/Al원소+Si원소)이 10원자% 이상 90원자% 이하이며, 에칭 시간 5분에서의 Si원소/Al원소+Si원소의 비율이 50원자% 이상이다. 에칭 시간 0분에서, 상기 비율이 40원자% 이상 90원자% 이하가 되는 것이 바람직하고, 60원자% 이상 80원자% 이하가 되는 것이 보다 바람직하다. 에칭 시간 5분에서, 상기 비율은 50원자% 이상 99원자% 이하가 되는 것이 바람직하고, 75원자% 이상 95원자% 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 에칭 시간 20분에서, 상기 비율은 90원자% 이하가 되는 것이 바람직하고, 80원자% 이하가 되는 것이 보다 바람직하고, 15원자% 이상 50원자% 이하가 되는 것이 특히 바람직하다.

상기 조성 분석의 방법을 도 1을 이용하여 설명한다. 우선, 기록 매체를 소정의 크기(본 발명의 실시예에서는, 1cm×1cm)로 자른다. 이렇게 해서 시료 X를 준비한다. 다음으로, 이 시료 X에 아르곤 가스를 충당해서 에칭하면서, X선 전자분광법에 의해 조성 분석을 한다. 본 발명에서, "기록 매체의 표면에 대하여 실질적으로 수직인 방향에서, 표면 측으로부터 기재 측을 향하여 에칭한다"는 것은, 도 1에서의Y방향으로 에칭을 행하는 것을 의미한다. 에칭은 아르곤 가스를 이용하고, 25.6W(4kV×6.4μA)의 출력을 인가하여 행한다. 에칭은 시료 X 내의 소정 영역(본 발명의 실시예에서는, 2mm×2mm)에 대하여 에칭 각도 45°로 행한다(도 1의 (a)). 본 발명의 실시예에서, X선 전자분광법에 의한 조성 분석은 아래와 같이 행하였다. X선원으로서 Al의 Kα선(1486.7eV)을 이용하고, 시료 X에 수직인 방향으로부터 시료 X에 X선을 인가하여(도 1의 (b)), 광전자 수광각 45°로 분석을 하였다(도 1의 (c)). 이때의 X선의 출력은 25W(15kV×1.7mA)이며, 측정 지역을 100μm의 지름 φ를 가지는 스폿으로 하였다.

도 2에 조성 분석 결과를 나타낸다. 도 2에 도시된 그래프에서, 횡축은 에칭 시간을 나타내고, 종축은 Al원소와 Si원소의 합계의 존재량에 대한 Si원소의 존재량의 비율(Si원소/Al원소+Si원소)을 나타내고 있다.

이하, 잉크 수용층에 함유될 수 있는 재료에 대해서 설명한다.

(알루미나 입자)

본 발명에서 알루미나 입자의 평균 1차 입경은 5nm 이상 50nm 이하가 바람직하고, 10nm 이상 40nm 이하가 보다 바람직하고, 10nm 이상 30nm 이하가 특히 바람직하다. 본 발명에서, 알루미나 입자의 평균 1차 입경은, 알루미나 입자를 전자 현미경에 의해 관찰했을 때의 알루미나 입자의 1차 입자의 투영 면적과 동일한 면적을 가지는 원의 지름의 수평균 입경이다. 이 경우, 적어도 100 지점 이상에서 측정을 행한다.

본 발명에서, 알루미나 입자의 평균 2차 입경은, 10nm 이상 1,000nm 이하가 바람직하고, 30nm 이상 300nm 이하가 보다 바람직하고, 50nm 이상 300nm 이하가 특히 바람직하다. 알루미나 입자의 평균 2차 입경은 동적 광 산란법에 의해 측정할 수 있다.

본 발명에서, 잉크 수용층에 이용되는 알루미나 입자의 예는, 알루미나 수화물 및 발연 알루미나를 포함한다. 본 발명에서는, 알루미나 수화물 및 발연 알루미나를 병용하는 것이 바람직하다. 이것은, 발색성이 뛰어난 알루미나 수화물과, 잉크 흡수성이 뛰어난 발연 알루미나를 병용함으로써, 알루미나 수화물 또는 발연 알루미나를 단독으로 이용했을 경우와 비교하여 잉크 흡수성 및 발색성을 높은 레벨로 실현할 수 있기 때문이다.

잉크 수용층에 적절히 이용될 수 있는 알루미나 수화물은 화학식 Al₂O₃ _-n(OH)_2n·mH₂O(n은 0, 1, 2 또는 3이며, m은 0 이상 10 이하, 바람직하게는 0 이상 5 이하이지만, m과 n은 동시에 0은 아니다.)에 의해 나타난다. mH₂O는, 대부분의 경우, 결정 격자의 형성에 관여하지 않는 이탈가능한 수상을 나타내기 때문에, m은 정수가 아니어도 된다. 또한, 알루미나 수화물을 가열하면 m은 0이 될 수 있다.

본 발명에서 알루미나 수화물은 공지의 방법으로 제조할 수 있다. 구체적으로는, 알루미늄 알콕시드를 가수분해하는 방법, 알루민산 나트륨을 가수분해하는 방법, 알루민산 나트륨의 수용액에, 황산 알루미늄 또는 염화 알루미늄의 수용액을 첨가해서 중화하는 방법을 포함한다.

공지된 알루미나 수화물의 결정 구조는, 열처리하는 온도에 따라서, 비정질, 깁사이트형, 보에마이트형을 포함한다. 알루미나 수화물의 결정 구조는 X선 회절법에 의해 분석할 수 있다. 본 발명에서는, 이들 중에서, 비정질 알루미나 수화물 또는 보에마이트형 구조를 가지는 알루미나 수화물 알루미나 수화물을 이용하는 것이 바람직하다. 그 구체적인 예는, 예를 들면 일본 특허 출원 공개 평7-232473호 공보, 일본 특허 출원 공개 평8-132731호 공보, 일본 특허 출원 공개 평9-66664호 공보, 일본 특허 출원 공개 평9-76628호 공보에 기재된 알루미나 수화물을 포함한다. 시판되는 알루미나 수화물의 예는, DISPERAL HP14 및 HP18(이상, 사솔 제조)을 포함한다. 이들 알루미나 수화물은 필요에 따라서 단독으로, 또는 2종 이상을 조합하여 이용될 수 있다.

본 발명에서, 알루미나 수화물의 BET법에 의해 결정되는 비표면적이 100m²/g 이상 200m²/g 이하인 것이 바람직하고, 125m²/g 이상 175m²/g 이하인 것이 보다 바람직하다. BET법은 시료의 표면에 크기를 알고 있는 분자나 이온을 흡착시켜서, 그 흡착량에 기초하여 시료의 비표면적을 측정하는 방법이다. 본 발명에서 상기 알루미나 수화물의 BET법에 의해 결정되는 비표면적은, 알루미나 수화물에 흡착시키는 기체로서, 질소 가스를 이용했을 경우에 얻어지는 값이다.

잉크 수용층에 이용하는 알루미나는 발연 알루미나가 바람직하다. 이러한 발연 알루미나의 예는, γ-알루미나, α-알루미나, δ-알루미나, θ-알루미나, χ-알루미나를 포함한다. 이들 중에서, 화상의 광학 농도 및 잉크 흡수성의 관점으로부터, γ-알루미나를 이용하는 것이 바람직하다. 발연 알루미나의 구체예는, AEROXIDE Alu C, Alu 130, Alu 65(이상, 에보닉 공업 제조)를 포함한다.

본 발명에서, 발연 알루미나의 BET법에 의해 결정되는 비표면적이 50m²/g 이상인 것이 바람직하고, 80m²/g 이상인 것이 보다 바람직하다. 발연 알루미나의 비표면적은 200m²/g 이하가 바람직하고, 100m²/g 이하가 보다 바람직하다. 본 발명에서 상기 발연 알루미나의 BET법에 의해 결정되는 비표면적은 발연 알루미나에 흡착되는 기체로서 질소 가스를 이용했을 경우에 얻어지는 값이다.

본 발명에 이용하는 알루미나 입자는 수분산액의 형태로 잉크 수용층용 코팅액에 혼합될 수도 있다. 수분산액의 분산제로서 산을 사용할 수도 있다. 산으로서는, 아래의 화학식에 의해 나타나는 술폰산을 이용하는 것이, 화상의 번짐을 억제하는 효과를 얻을 수 있기 때문에 바람직하다.

R-SO₃H(R은 수소 원자, 탄소수 1 이상 4 이하의 알킬기, 또는 탄소수 1 이상 4 이하의 알케닐기 중 어느 하나를 나타내고, R은 더욱 옥소기, 할로겐 원자, 알콕시기 또는 아실기로 치환되어도 된다). 본 발명에서는, 상기 산의 함유량은 알루미나 입자의 함유량에 대하여 1.0질량% 이상 2.0질량% 이하인 것이 바람직하고, 1.2질량% 이상 1.6질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.

알루미나 입자로서, 알루미나 수화물 및 발연 알루미나를 병용하는 경우, 잉크 수용층에 포함되는 알루미나 수화물의 함유량(질량%)은 발연 알루미나의 함유량(질량%)에 대하여, 질량 비율로 1.5배 이상 9.0배 이하인 것이 바람직하다.

(실리카 입자)

본 발명에서 실리카 입자의 평균 1차 입경은 5nm 이상 100nm 이하가 바람직하다. 본 발명에서, 실리카 입자의 평균 1차 입경은, 전자 현미경으로 실리카 입자를 관찰했을 때의 실리카 입자의 1차 입자의 투영 면적과 동일한 면적을 가지는 원의 지름의 수평균 입경이다. 이 경우, 적어도 100 지점이상에서 측정을 행한다.

본 발명에서, 실리카 입자의 평균 2차 입경은 10nm 이상 1,000nm 이하가 바람직하고, 30nm 이상 300nm 이하가 보다 바람직하고, 50nm 이상 300nm 이하가 특히 바람직하다. 실리카 입자의 평균 2차 입경은 동적 광 산란법에 의해 측정할 수 있다.

실리카 입자의 예는 습식법 실리카와 발연(건식법) 실리카를 포함한다. 습식법 실리카의 예는 규산염의 산분해에 의해 활성 실리카를 생성하고, 이 활성 실리카를 적당히 중합시키고, 중합된 실리카를 더욱 겔화시킴으로써 얻어지는 겔법 실리카와, 겔법 실리카를 더욱 침강시킴으로써 얻어지는 침강법 실리카와, 활성 실리카를 콜로이드성 입자의 형상으로 중합시켜서 얻어지는 콜로이드성 실리카를 포함한다.

발연(건식법) 실리카의 예는 할로겐화 규소의 고온 기상 가수분해에 의한 방법(화염 가수분해법)에 의해 얻어지는 실리카와, 규사와 코크스를 전기로 내에서 아크에 의해 가열, 환원, 기화시키고, 그 기체를 공기로 산화시키는 방법(아크법)에 의해 얻어지는 실리카를 포함한다.

본 발명에서는, 내스크래치성 향상의 관점으로부터, 콜로이드성 실리카를 이용하는 것이 바람직하다. 다양한 종류의 콜로이드성 실리카 중에서도, 구형 콜로이드성 실리카가, 내스크래치성이 높고, 또한, 투명성이 보다 높아서 화상의 발색성이 높아지기 때문에 바람직하다. 여기서 말하는 "구형"은 주사형 전자현미경에 의해 관찰했을 때의 콜로이드성 실리카 입자(50개 이상 100개 이하)의 평균 긴 직경 a에 대한 평균 짧은 직경 b의 비 b/a가 0.80 이상 1.00 이하의 범위에 들어가는 것을 의미한다. 비 b/a는 0.90 이상 1.00 이하가 보다 바람직하고, 0.95 이상 1.00 이하가 특히 바람직하다. 또한, 구형의 양이온성 콜로이드성 실리카인 것이 바람직하다. 구형의 양이온성 콜로이드성 실리카의 구체적인 예는, SNOWTEX AK 및 SNOWTEX AK-L(이상, 닛산 화학 공업 제조)를 포함한다.

콜로이드성 실리카의 평균 1차 입경은 30nm 이상 100nm 이하인 것이 바람직하다. 평균 1차 입경이 30nm보다 작으면 잉크 흡수성의 향상 효과가 충분히 얻어질 수 없다. 평균 1차 입경이 100nm보다 크면 투명성이 저하해서 화상의 발색성의 향상 효과가 충분히 얻어지지 않을 경우가 있다.

본 발명에서는, 상기 알루미나 입자 및 실리카 입자 이외에 기타의 무기 입자를 함유하고 있어도 된다. 기타의 무기 입자는, 이산화티탄, 제올라이트, 카올린, 탈크, 하이드로탈사이트, 산화 아연, 수산화 아연, 규산 알루미늄, 규산 칼슘, 규산 마그네슘, 산화 지르코늄, 수산화 지르코늄을 포함한다.

본 발명에서, 잉크 수용층 내의 무기 입자의 함유량은 50질량% 이상 98질량% 이하인 것이 바람직하고, 또한, 70질량% 이상 96질량% 이하인 것이 보다 바람직하다. 여기서 말하는 "무기 입자의 함유량"은 알루미나 입자, 실리카 입자 및 상기 기타의 무기 입자의 합계의 함유량을 의미한다. 특히, 잉크 수용층 내의 알루미나 입자 및 실리카 입자의 합계의 함유량은, 50질량% 이상 98질량% 이하인 것이 바람직하고, 70질량% 이상 96질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.

(바인더)

본 발명에서, 잉크 수용층은 바인더를 함유한다. 본 발명에서, "바인더"는 알루미나 입자 및 실리카 입자 등의 무기 입자를 결착해서 피막을 형성할 수 있는 재료를 의미한다.

본 발명에서는, 잉크 흡수성의 관점으로부터, 잉크 수용층 내의 바인더의 함유량이, 무기 입자의 함유량에 대하여 50.0질량% 이하가 바람직하고, 30.0질량% 이하가 보다 바람직하다. 잉크 수용층의 결착성의 관점으로부터, 상기 비율은, 5.0질량% 이상이 바람직하고, 8.0질량% 이상이 보다 바람직하다. 특히, 바인더의 함유량은, 알루미나 입자 및 실리카 입자의 합계의 함유량에 대하여, 8.0질량% 이상 30.0질량% 이하인 것이 바람직하다.

바인더의 예는, 산화 전분, 에테르화 전분, 에스테르화 전분 등의 전분과, 스티렌-부타디엔 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체 등의 라텍스와, 폴리비닐 알콜 및 폴리비닐 알콜유도체와, 카제인과, 젤라틴과, 카르복시메틸 셀룰로오스와, 폴리비닐피롤리돈과, 폴리우레탄 중합체와, 아세트산 비닐과, 불포화 폴리에스테 중합체를 포함한다. 이들 바인더는, 필요에 따라서 단독으로, 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다.

상기 바인더 중에서, 폴리비닐 알콜 및 폴리비닐 알콜유도체를 이용하는 것이 바람직하다. 폴리비닐 알콜유도체의 예는, 양이온 변성 폴리비닐 알콜, 음이온 변성 폴리비닐 알콜, 실란올 변성 폴리비닐 알콜, 폴리비닐 아세탈을 포함한다. 본 발명에서는, 바인더가 실란올 변성 폴리비닐 알콜인 것이 특히 바람직하다. 상술한 바와 같이, 본 발명에서, "실란올 변성 폴리비닐 알콜"은 "실란올기를 가지는 폴리비닐 알콜"을 의미한다. 실란올 변성 폴리비닐 알콜을 이용하는 것으로, 상기 특정의 Al원소와 Si원소의 합계의 존재량에 대한 Si원소의 존재량의 비율을 만족하는 기록 매체를 효율적으로 얻을 수 있다.

폴리비닐 알콜은, 예를 들면, 폴리비닐 에세테이트를 비누화해서 합성할 수 있다. 폴리비닐 알콜의 비누화도는 80mol% 이상 100mol% 이하가 바람직하고, 85mol% 이상 98mol% 이하가 보다 바람직하다. "비누화도"는 폴리비닐 아세테이트를 비누화해서 폴리비닐 알콜을 얻었을 때의, 비누화 반응에 의해 생긴 수산기의 몰수의 비율이다. 본 발명에서는, JIS-K6726의 방법에 따라 측정한 값을 비누화도로서 이용한다. 폴리비닐 알콜의 평균 중합도는 2,000 이상이 바람직하고, 2,000 이상 5,000 이하가 보다 바람직하다. 본 발명에서, 평균 중합도는 JIS-K6726의 방법으로 구한 점도 평균 중합도를 이용한다.

잉크 수용층용 코팅액을 제조할 때는, 폴리비닐 알콜이나 폴리비닐 알콜유도체를 수용액의 형태로 사용하는 것이 바람직하다. 그때, 수용액 중의 폴리비닐 알콜 또는 폴리비닐 알콜 유도체의 함유량은, 3질량% 이상 20질량% 이하가 바람직하다.

(가교제)

본 발명에서, 잉크 수용층은 가교제를 더 함유하는 것이 바람직하다. 가교제의 예는, 알데히드계 화합물, 멜라민계 화합물, 이소시아네이트계 화합물, 지르코늄계 화합물, 아미드계 화합물, 알루미늄계 화합물, 붕산 및 붕산염을 포함한다. 이들 가교제는, 필요에 따라서 단독으로, 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다. 특히, 바인더로서 폴리비닐 알콜이나 폴리비닐 알콜유도체를 이용하는 경우에는, 상기 가교제 중에서 붕산 및 붕산염을 이용하는 것이 바람직하다.

붕산의 예는, 오르토 붕산(H₃BO₃), 메타 붕산, 디 붕산을 포함한다. 붕산염은 붕산의 수용성의 염일 수 있다. 그 예는, 붕산의 나트륨 염 및 붕산의 칼륨 염 등의 붕산의 알칼리 금속염과, 붕산의 마그네슘 염 및 붕산의 칼슘 염 등의 붕산의 알칼리 토류 금속염과, 붕산의 암모늄 염을 포함한다. 이들 붕산 및 붕산염 중에서, 오르토 붕산을 이용하는 것이, 코팅액의 경시 안정성과 크랙의 발생을 억제하는 효과의 관점에서 바람직하다.

가교제의 사용량은, 제조 조건 등에 따라서 적절히 조정할 수 있다. 본 발명에서는, 잉크 수용층 내의 가교제의 함유량이, 바인더의 함유량에 대하여, 1.0질량% 이상 50질량% 이하인 것이 바람직하고, 5질량% 이상 40질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.

또한, 바인더가 폴리비닐 알콜이며, 가교제가 붕산 및/또는 붕산염일 경우에는, 잉크 수용층 내의 폴리비닐 알콜의 함유량에 대한, 붕산 및 붕산염의 합계의 함유량이, 5질량% 이상 30질량% 이하인 것이 바람직하다.

(기타의 첨가제)

본 발명에서, 잉크 수용층은 지금까지 서술해 온 것 이외의 기타의 첨가제를 함유해도 된다. 이러한 첨가제의 구체적인 예는, pH 조정제, 증점제, 유동성 개량제, 소포제, 발포 억제제, 계면활성제, 이형제, 침투제, 착색 안료, 착색 염료, 형광 증백제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 방부제, 항진균제, 내수화제, 염료 정착제, 경화제, 내후 재료를 포함한다.

<언더코팅층>

본 발명에서는, 기재와 잉크 수용층의 사이에 언더코팅층을 설치하여도 된다. 언더코팅층을 설치함으로써, 기재와 잉크 수용층의 밀착성을 향상시킬 수 있다. 언더코팅층은 수용성 폴리에스테 수지, 젤라틴, 폴리비닐 알콜 등을 함유하는 것이 바람직하다. 언더코팅층의 두께는 0.01μm 이상 5μm 이하가 바람직하다.

<백코팅층>

본 발명에서는, 기재의 잉크 수용층이 마련되어지는 면의 반대 측의 면에 백코팅층을 설치하여도 된다. 백코팅층을 설치함으로써, 핸들링성, 반송 적절성, 많은 수의 시트가 적재된 상태에서 연속 인자 시의 내반송스크래치성을 향상시킬 수 있다. 백코팅층은 백색 안료, 바인더 등을 함유하는 것이 바람직하다.

[기록 매체의 제조 방법]

본 발명에서, 기록 매체를 제조하는 방법은 기재를 제작하는 공정과, 잉크 수용층용의 코팅액을 제조하는 공정과, 잉크 수용층용 코팅액을 기재에 도포하는 공정을 포함할 수 있다. 이하, 기록 매체의 제조 방법에 대해서 설명한다.

<기재의 제작 방법>

본 발명에서, 기지의 제작 방법으로서는, 일반적으로 이용되는 제지 방법을 이용할 수 있다. 제지기의 예는, 포드리니아 페이퍼 머신(Fourdrinier paper machine), 실린더 페이퍼 머신(cylinder paper machine), 드럼 페이퍼 머신(drum paper machine) 및 트윈와이어 페이퍼 머신(twin-wire paper machine)을 포함한다. 기지의 표면 평활성을 높이기 위해서, 제지 공정 중에, 또는 제지 공정 후에, 열 및 압력을 가해서 표면 처리해도 된다. 구체적인 표면 처리 방법은, 머신 캘린더링(machine calendaring) 및 슈퍼 캘린더링 등의 캘린더 처리를 포함한다.

기지 위에 중합층을 마련하는 방법, 즉, 기지를 중합체로 피복하는 방법의 예는, 용융 압출법, 웨트 라미네이션법 및 드라이 라미네이션법을 포함한다. 이들 방법 중에서, 기지의 한 면 또는 양면에 용융된 수지를 압출해서 기지를 중합체로 코팅하는 용융 압출법이 바람직하다. 널리 이용되는 용융 압출법의 일례로는, 반송되어 온 기지와 압출 다이로부터 압출된 중합체를, 닙 롤러와 냉각 롤러의 사이의 닙 점에서 접촉시켜 압착함으로써 중합층을 기지 위로 적층하는 것을 포함하는 방법("압출 코팅법"이라고도 한다)이 있다. 용융 압출법에 의해 중합층을 마련하는 때에는, 기지와 중합층의 접착이 서로 보다 강하게 접착되도록 전처리를 실시해도 된다. 전처리의 예는, 황산과 크롬산의 혼합액에 의한 산 에칭 처리, 가스 화염에 의한 화염 처리, 자외선 조사 처리, 코로나 방전 처리, 글로우 방전 처리, 알킬 티타네이트 등을 이용한 앵커 코팅 처리를 포함한다. 이들 전처리 중에서, 코로나 방전 처리가 바람직하다. 중합층에 백색 안료를 함유시키는 경우에는, 중합체와 백색 안료를 혼합한 것으로, 기지를 피복하면 된다.

상기 방법은, 상기한 바와 같이 제작한 기재를, 잉크 수용층을 형성하기 전에, 권선 코어에 롤 형상으로 감는 공정을 포함하는 것이 바람직하다. 권선 코어로는, 지름이 50mm 이상 300mm 이하의 권선 코어가 바람직하게 이용될 수 있다. 감는 동안의 장력은 50N/m 이상 800N/m 이하가 바람직하다. 감는 동안의 장력은, 감음의 개시 시부터 감음의 종료 시까지 일정하여도 된다. 또는, 감음의 개시에서의 압력의 집중을 완화하기 위해서, 감음 개시로부터 감음의 종료까지 서서히 장력을 저하시켜도 된다.

<잉크 수용층의 형성 방법>

본 발명의 기록 매체에서, 기재에 잉크 수용층을 형성하는 방법으로서는, 예를 들면 이하의 방법을 들 수 있다. 우선, 잉크 수용층용 코팅액을 제조하고, 그 후에 기재에 상기 코팅액을 도포하고 건조시킨다. 이리하여, 본 발명의 기록 매체를 얻을 수 있다. 코팅액의 도포 방법으로는, 예를 들면 커튼 코터, 익스트루젼 방식(extrusion system)을 이용한 코터, 또는 슬라이드 호퍼 방식을 이용한 코터를 이용할 수 있다. 코팅 시에 코팅액을 가열해도 된다. 코팅 후의 건조 방법의 예로는, 직선 터널 건조기, 아치 드라이어, 에어 루프 드라이어, 사인 커브 에어 플로트 드라이어 등의 열풍 건조기를 사용하는 방법과, 적외선, 가열 건조기, 마이크로파 등을 이용한 건조기를 사용하는 방법을 포함한다.

본 발명에서는, 기록 매체를, 기재에 알루미나 입자를 함유하는 코팅액과, 실리카 입자 및 실란올기를 가지는 폴리비닐 알콜을 함유하는 코팅액을 동시 다층 코팅법에 의해 도포함으로써 얻는 것이 바람직하다. 본 발명에서, "동시 다층 코팅법"은 복수의 코팅액을 경사진 슬라이드 면 상에 도포하여 미리 다층화하고, 그 다층화된 코팅액을 기재 위로 전이시켜서 다층의 잉크 수용층을 형성하는 코팅 방법이다. 여기서 말하는 "동시"는, 복수의 층을 복수의 공정으로 나누어서 도포하는(예를 들면, 2층을 1층씩 2개의 공정으로 나누어서 도포하는) 것이 아니고, 복수의 층을 1개의 공정에서 도포하는 것을 의미한다. Al원소와 Si원소의 합계의 존재량에 대한 Si원소의 존재량의 특정 비율을 만족하는 기록 매체를 효율적으로 생산할 수 있기 때문에, 이러한 동시 다층 코팅법에 의해 코팅액이 도포되는 것이 바람직하다.

본 발명에서, 잉크 수용층을 형성할 때에 도포되는 무기 입자의 건조 코팅량은, 8g/m² 이상 45g/m² 이하인 것이 바람직하다. 건조 코팅량을 상기 범위로 함으로써, 상술한 바람직한 잉크 수용층의 막 두께가 되기 쉽다. 특히, 알루미나 입자를 함유하는 코팅액의 건조 코팅량은 8g/m² 이상 45g/m² 이하가 바람직하고, 15g/m² 이상 42g/m² 이하가 보다 바람직하다. 또한, 실리카 입자 및 실란올기를 가지는 폴리비닐 알콜을 함유하는 코팅액의 건조 코팅량은, 0.1g/m² 이상 3.0g/m² 이하가 바람직하고, 0.3g/m² 이상 2.0g/m² 이하가 보다 바람직하다.

실시예

이하, 실시예 및 비교예를 이용해서 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명은, 본 발명의 요지를 초월하지 않는 한, 하기의 실시예에 의해 제한되지 않는다. 이하의 실시예의 기재에서, "부"는 달리 언급하지 않는 한 질량 기준이다.

[기록 매체의 제작]

<기재의 제작>

캐나다 표준 여수도(CSF)로 450mL의 여수도를 가지는 LBKP 80부, 캐나다 표준 여수도(CSF)로 480mL의 여수도를 가지는 NBKP 20부, 양이온화 전분 0.60부, 중질 탄산 칼슘 10부, 경질 탄산 칼슘 15부, 알킬 케텐 이량체 0.10부, 양이온성 폴리아크릴아미드 0.030부를 혼합하였다. 생성된 혼합물의 고형분의 함유량이 3.0질량%로 되도록 혼합물에 물을 가하였다. 이리하여, 지료를 제조하였다. 다음으로, 지료를 포드리니아 페이퍼 머신을 이용하여 제지하고, 3단계의 웨트 프레싱을 행한 후, 멀티 실린더 드라이어로 건조했다. 그 후, 생성된 종이를 사이즈 프레스 장치를 이용하여 건조 후의 고형분이 1.0g/m²로 되도록 산화 전분 수용액을 함침, 건조시켰다. 또한, 종이에 머신 캘린더 피니싱을 행하여, 평량이 170g/m², 스테키히트 사이즈도(Stockigt sizing degree) 100초, 투기도 50초, 베크 평활도(Bekk smoothness) 30초, 걸리 강도(Gurley stiffness) 11.0mN, 두께 100μm의 기지를 제작했다. 다음으로, 저밀도 폴리에틸렌 70부와, 고밀도 폴리에틸렌 20부와, 산화 티타늄 10부를 함유하는 중합체 조성물을, 건조 코팅량이 25g/m²가 되도록, 기지의 한 면("표면"이라고 한다)에 도포했다. 또한, 기지의 이면에 저밀도 폴리에틸렌 50부와, 고밀도 폴리에틸렌 50부를 함유하는 중합체 조성물을, 건조 코팅량이 25g/m²가 되도록 도포했다. 이리하여, 기재를 제조하였다.

<무기 입자 분산액의 제조>

(알루미나 수화물 분산액의 제조)

이온 교환수 333부에 대하여, 해교산(deflocculating acid)으로서, 메탄 술폰산 1.65부를 첨가했다. 이 메탄 술폰산 수용액을 호모 믹서(T. K. 호모믹서 MARK-II 2.5 모델, 특수 기화 공업 제조)를 이용하여 3,000rpm의 회전 조건으로 휘저으면서 알루미나 수화물 DISPERAL HP14(평균 2차 입경이 140nm)(사솔 제조) 100부를 소량씩 첨가했다. 첨가 종료 후에도 추가적인 처리없이 30분간 계속 휘저었다. 이리하여, 고형분의 함유량이 23질량%인 알루미나 수화물 분산액을 제조했다.

(발연 알루미나 분산액의 제조)

이온 교환수 333부에 대하여, 해교산으로서, 메탄 술폰산 1.65부를 첨가했다. 이 메탄 술폰산 수용액을 호모 믹서(T. K. 호모믹서 MARK-II 2.5 모델)를 이용하여 3,000rpm의 회전 조건으로 휘저으면서 발연 γ-알루미나 AEROXIDE Alu C(평균 2차 입경이 160nm)(에보닉 공업 제조) 100부를 소량씩 첨가했다. 첨가 종료 후에도 추가적인 처리없이 30분간 계속 휘저었다. 이리하여, 고형분의 함유량이 23질량%인 발연 알루미나 분산액을 제조했다.

(발연 실리카 분산액 1의 제조)

이온 교환수 420부에 대하여, 디메틸 디아릴 암모니움 클로라이드 호모폴리머(SHALLOL DC902P)(다이이치 공업 제약사 제조) 5부를 흡인형 분산 교반기 Conti-TDS(이스트랄 제조)에 첨가했다. 또한, 최대 회전수로 발연 실리카 AEROSIL 50(평균 1차 입경이 30nm)(닛뽄 에어로질 컴퍼니 리미티드 제조)을 소량씩 100부 첨가하고, 24시간 동안 분산을 행했다. 이리하여, 고형분의 함유량이 20질량%인 발연 실리카 분산액 1을 얻었다.

(발연 실리카 분산액 2의 제조)

AEROSIL 50을 AEROSIL 200(평균 1차 입경이 12nm)(닛뽄 에어로질 컴퍼니 리미티드 제조)로 바꾼 것 이외에는 상기 (발연 실리카 분산액 1의 제조)과 마찬가지로 하여 고형분의 함유량이 20질량%인 발연 실리카 분산액 2를 얻었다.

(콜로이드성 실리카 분산액)

콜로이드성 실리카 분산액으로는 이하의 표 1에 기재한 것을 이용했다.

<잉크 수용층용 코팅액의 제조>

(코팅액 1-1 내지 1-5의 제조)

코팅액 1-1 내지 1-5는, 상기에서 제조한 무기 입자 분산액과, 바인더인 폴리비닐 알콜 PVA 235(쿠라레이사 제조)와, 가교제인 오르토 붕산을, 고형분의 함유량의 부수가 표 2의 값으로 되도록 혼합해서 제조하여 이용했다.

(코팅액 2-1 내지 2-10의 제조)

코팅액 2-1 내지 2-10은, 상기에서 제조한 무기 입자 분산액과, 바인더인 폴리비닐 알콜 PVA 235(표 3의 "PVA") 또는 실란올 변성 폴리비닐 알콜 R-1130(쿠라레이 컴퍼니 리미티드 제조)(표 3의 "실란올 변성 PVA")과, 가교제인 오르토 붕산과, 아세틸렌 디올계 계면활성제인 서피놀 440(닛신 화학사 제조)을, 고형분의 함유량의 부수가 표 3의 값으로 되도록 혼합해서 제조하여 이용했다.

(코팅액 2-11의 제조)

상기와 같이 제조한 코팅액 1-1과 코팅액 2-1을 질량비 1:9가 되도록 혼합하여 코팅액 2-11을 제조했다.

<기록 매체의 제작>

상기와 같이 제조된 기재 위에, 상기와 같이 제조한 잉크 수용층용 코팅액을 도포했다. 코팅액을 2종류(제1 코팅액과 제2 코팅액) 도포하는 경우, 코팅액의 건조 코팅량(g/m²)이 표 4에 기재된 값으로 되도록 다층 슬라이드 호퍼형 코팅 장치를 이용하여 동시 다층 코팅법에 의해 코팅했다. 또한, 코팅 후에, 120℃의 열풍으로 건조하여 기록 매체를 얻었다. 각각의 기록 매체에 대해서, 상술의 에칭 조건 및 분석 조건에 의해, 에칭하면서 X선 광전자 분광법에 의한 조성 분석을 했다. 에칭 시간 0분, 5분 및 20분에서의 Al원소와 Si원소의 합계의 존재량에 대한 Si원소의 존재량의 비율(Si원소/Al원소+Si원소)을 얻었다. 그 결과를 표 4에 나타낸다.

[평가]

본 발명에서는, 하기의 각 평가 항목의 평가 기준에서 AA 내지 B를 바람직한 레벨로 간주하고, 평가 기준에서 C 및 D를 허용할 수 없는 레벨로 간주했다. 하기의 각 평가에서, 기록 매체에 화상을 기록할 때에는, 잉크제트 기록 장치 PIXUS MP990(캐논 가부시끼가이샤 제조)에, 잉크 카트리지 BCI-321(캐논 가부시끼가이샤 제조)을 장착하고, 온도 23℃, 상대 습도 50%의 조건으로 기록했다. 상기 잉크제트 기록 장치에서는, 해상도 600dpi×600dpi로 1/600인치×1/600인치의 단위 영역에 약 11ng의 잉크를 1방울 부여하는 조건으로 기록된 화상을, 기록 듀티가 100%인 것으로 정의한다.

(잉크 흡수성의 평가)

각각의 기록 매체에, 상기 잉크제트 기록 장치를 이용하여 기록 듀티가 200%, 250%, 300%, 350%인 그린 색의 베타 화상 4개를 기록했다. 상기 화상에서의 비딩(비딩) 현상의 발생의 유무를 시각적으로 확인함으로써 잉크 흡수성을 평가했다. "비딩 현상"은, 기록 매체에 흡수되기 전의 잉크 방울이 서로 합체되는 현상이다. 비딩 현상은 잉크 흡수성과 상관이 높은 것이 알려져 있다. 즉, 기록 듀티가 높은 화상이라도 비딩 현상이 발생하지 않으면 기록 매체의 잉크 흡수성이 높다고 판단된다. 평가 기준은 하기와 같다. 평가 결과를 표 5에 나타낸다.

AA: 기록 듀티가 350%인 화상이라도 비딩 현상이 발생하지 않았음.

A: 기록 듀티가 350%인 화상에서는 비딩 현상이 발생하였지만, 기록 듀티가 300%인 화상에서는 발생하지 않았음.

B: 기록 듀티가 300%인 화상에서는 비딩 현상이 발생하였지만, 기록 듀티가 250%인 화상에서는 발생하지 않았음.

C: 기록 듀티가 250%인 화상에서는 비딩 현상이 발생하였지만, 기록 듀티가 200%인 화상에서는 발생하지 않았음.

D: 기록 듀티가 200%의 화상이라도 비딩 현상이 발생하였음.

(화상의 발색성의 평가)

각각의 기록 매체에, 상기 잉크제트 기록 장치를 이용하여, 기록 듀티가 100%인 블랙 색의 베타 화상을 기록했다. 화상의 광학 농도를 광학 반사 농도계(530 분광 농도계)(X-라이트사 제조)를 이용해서 측정하였다. 이하의 기준으로 화상의 발색성을 평가했다. 평가 결과를 표 5에 나타낸다.

AA: 화상의 광학 농도가 2.30 이상이었음.

A: 화상의 광학 농도가 2.20 이상 2.30 미만이었음.

B: 화상의 광학 농도가 2.10 이상 2.20 미만이었음.

C: 화상의 광학 농도가 2.00 이상 2.10 미만이었음.

D: 화상의 광학 농도가 2.00 미만이었음.

(내스크래치성의 평가)

JIS-L0849에 준한 가꾸신형 마찰 시험기 II형(Gakyshin-type rubbing tester II)(테스터 산업 제조)을 이용하여 각각의 기록 매체의 내스크래치성의 평가를 행하였다. 구체적으로는 평가는 아래와 같이 행해졌다. 마찰 시험기의 진동 대에 기록 매체를 잉크 수용층 측이 위로 되도록 세트했다. 100g의 추를 배치한 마찰자에 김타올(Kimtowel)을 장착한 것을, 기록 매체의 표면을 문지르도록 5회 왕복시켰다. 그 후, 마찰자로 문지른 영역의 20° 광택도와, 문지르지 않은 영역의 20° 광택도를 측정하였다. 그 20° 광택도의 차이[=(문지른 영역의 20° 광택도)-(문지르지 않은 영역의 20° 광택도)]를 산출했다. 문지른 영역에서는, 기록 매체의 내스크래치성이 낮을 수록 20° 광택도가 높아지는 경향이 있기 때문에, 상기 20° 광택도의 차이가 커진다. 20° 광택도는 JIS-Z8741에 기재된 방법으로 측정했다. 평가 기준은 아래와 같다. 평가 결과를 표 5에 나타낸다.

AA: 20° 광택도의 차이가 2% 미만이었음.

A: 20° 광택도의 차이가 2% 이상 5% 미만이었음.

B: 20° 광택도의 차이가 5% 이상 10% 미만이었음.

C: 20° 광택도의 차이가 10% 이상 15% 미만이었음.

D: 20°광택도의 차이가 15% 이상이었음.

(광택성의 평가)

각각의 기록 매체의 20° 광택도를 JIS-Z8741에 기재된 방법으로 측정하였다. 이하의 기준으로 광택성을 평가했다. 평가 결과를 표 5에 나타낸다.

AA: 20° 광택도가 25% 이상이었음.

A: 20° 광택도가 20% 이상 25% 미만이었음.

B: 20° 광택도가 15% 이상 20% 미만이었음.

C: 20° 광택도가 10% 이상 15% 미만이었음.

D: 20° 광택도가 10% 미만이었음.

본 발명이 예시적인 실시 형태를 참조하여 설명되었지만, 본 발명이 개시된 예시적인 실시 형태에 한정되지 않음을 이해하여야 할 것이다. 아래의 특허청구범위의 범위는 모든 변형과 등가 구조 및 기능을 포함하도록 가장 넓은 해석과 일치하여야 할 것이다.

Claims

기재와,
잉크 수용층을 포함하는 기록 매체이며,
상기 잉크 수용층이 알루미나 입자와, 실리카 입자와, 바인더를 함유하고,
상기 기록 매체의 표면에 대하여 수직인 방향에서, 표면 측으로부터 기재 측을 향하여, 출력이 25.6W(4kV×6.4μA)인 아르곤 가스를 이용하여 에칭 각도 45°로 에칭하면서, X선 광전자 분광법에 의해 상기 기록 매체의 조성 분석을 행했을 경우, 에칭 시간 0분에서의 Al원소와 Si원소의 합계의 존재량에 대한 Si원소의 존재량의 비율이 10원자% 이상 90원자% 이하이며, 에칭 시간 5분에서의 Al원소와 Si원소의 합계의 존재량에 대한 Si원소의 존재량의 비율이 50원자% 이상인 기록 매체.
제1항에 있어서, 에칭 시간 20분에서의 Al원소와 Si원소의 합계의 존재량에 대한 Si원소의 존재량의 비율이 90원자% 이하인 기록 매체.
제1항에 있어서, 상기 실리카 입자가, 평균 1차 입경이 30nm 이상 100nm 이하의 콜로이드성 실리카인 기록 매체.
제1항에 있어서, 상기 알루미나 입자의 평균 2차 입경이 50nm 이상 300nm 이하인 기록 매체.
제1항에 있어서, 상기 잉크 수용층이, 상기 알루미나 입자로서, 알루미나 수화물 및 발연 알루미나를 함유하는 기록 매체.
제1항에 있어서, 상기 잉크 수용층 내의 상기 알루미나 입자 및 상기 실리카 입자의 합계의 함유량이, 50질량% 이상 98질량% 이하인 기록 매체.
제1항에 있어서, 상기 잉크 수용층 내의 상기 바인더의 함유량이, 상기 알루미나 입자 및 상기 실리카 입자의 합계의 함유량에 대하여 8.0질량% 이상 30.0질량% 이하인 기록 매체.
제1항에 있어서, 상기 바인더가 실란올기를 가지는 폴리비닐 알콜인 기록 매체.
제8항에 있어서, 상기 기재 위에, 알루미나 입자를 함유하는 코팅액과, 실리카 입자 및 실란올기를 가지는 폴리비닐 알콜을 함유하는 코팅액을 동시 다층 코팅법에 의해 도포함으로써 상기 잉크 수용층이 얻어지는 기록 매체.
제9항에 있어서, 알루미나 입자를 함유하는 코팅액의 건조 코팅량이 15g/m² 이상 42g/m² 이하이며, 실리카 입자 및 실란올기를 가지는 폴리비닐 알콜을 함유하는 코팅액의 건조 코팅량이 0.3g/m² 이상 2.0g/m² 이하인 기록 매체.