【発明の詳細な説明】
インクジェット記録用媒体技術分野
本発明は、精細画像を速やかに形成するインクジェット記録用媒体に関する。発明の背景
インクジェット記録用媒体は、普通紙またはOHP用紙を使用するデスクトップ
印刷から、掲示板及び他の戸外広告媒体などの商業用グラフィックディスプレー
にわたる用途向けに、コンピュータプリンタなどから画像を形成するのに好まし
い媒体である。
顔料及び染料を主成分としたインキを用いて速やかに精細な画像を形成しよう
と、インクジェット媒体の製造には、一般に３種類の方法がとられてきたが、い
ずれの方法にも未だ未解決の不備と問題点とがある。
最も基本的な方法は紙をインクジェット画像のレセプタとして用いることであ
る。普通紙では、インクジェットインキに使用される溶剤中の染料または顔料が
、紙の細孔内に拡散するため、高画像濃度または正確なドット再現性は得られな
い。仕上がり画像は、解像度が低く、薄い色調となる。
この方法の改良となるのが、紙上にコーティングを施し、表面上に染料及び顔
料を定着させることである。親水性コーティングまたは層がインクジェット画像
を容易に受容し、染料及び顔料を推進する溶剤類は下部の紙に拡散する。これに
より、色濃度及び解像度が改良され、画像品位が向上する。大半の場合、この層
は水溶性あるいは膨潤性層を有し、シリカなどの親水性フィラーを含む場合もあ
る。最近の改良特許の例として、米国特許第5,213,873号が挙げられる。
この媒体による画像品質は許容範囲であるが、寸法安定性及び水分
感度の不足など、普通紙特有の弱点がすべて、ベースに表れてしまう。ベースに
なっている普通紙に耐久性が無いため、インキあるいは周囲から過剰な水分を与
えられると、カール及びその他の変形を特に起こしやすかった。紙は、吸湿によ
り膨張や収縮を起こすため、曲がりや縮みを理由に大型マルチパネルグラフィッ
クとして使用するには限界がある。屋外での使用には特に限界があった。
第２方法は、トランスペアレンシーが生成されるよう、透明ポリマーの、また
は耐久性のあるベース上に画像を形成するインクジェットを使用することである
。数多くの特許に、透明ポリマー物質上のインク受容層の使用が開示されている
。その例として、米国特許第4,935,307号及び同4,956,230号が挙げられる。この
層は水溶性または膨潤性層を含むことが多い。これらの物質における主な問題点
の１つは、ベースフィルムがインクジェットインキ内の水分または液体を吸収し
ないため、すべてのインキキャリア溶剤が親水性コーティング内に残ることであ
る。乾燥時間は４分以内に改良されたとされているが、完全に乾燥するまで、表
面は固まらずべたついた状態が続くことになる。米国特許第5,134,198号及び同5
,219,928号を含むIqbal,et al.に付与された特許は、視覚的に透明なコーティン
グにおける更なる改良を開示し、浸透性ネットワークについて説明している。こ
れらの物質を標準ポリマーフィルム上にコーティングすると、乾燥時間は、所望
より長くなるが標準水溶性物質よりは短く、また耐久性を備えた画像が得られる
。
他の最近の技術は、ポリマーフィルム上の吸湿性コーティングの汚れ及びべた
つぎの除去を目的としてきた。これらには、表面から液体を排除し、べたつきを
防ぐ様々な方法が含まれる。例として、ごく最近では、米国特許第4,379,804号
、同5,192,617号、及び同5,352,736号などに記載の、上層が溶剤を親水性である
下層に移送する、複数層
が挙げられる。このシステムはよく機能するが、複数のコーティング操作が必要
である上、システムに投入された溶剤はすべて、投入された同じ側から出て、蒸
発しなければならない。
水分に対する過剰な感度を抑えるため、吸湿性コーティングに架橋剤を使用し
てもよいことが多い。水分吸収率が減少すると、ドットを拡散させずに表面に付
与されたインキをすべて収集できるコーティング容量の損失が大きくなる、とい
う関係がある。これらの特性を調節する様々な技術は、米国特許第5,241,006号
、同5,208,092号、同5,376,727号及び同4,904,519号で説明されている。
第３の方法は、インクジェット画像を直接受容するための親水性、多孔性ポリ
マー基材またはポリマー／紙繊維混合物を使用すること(その上には他のインキ
受容コーティングまたは層は無し)である。これらの物質は寸法的に安定してい
るが、高い画像濃度及び精細度を示さない。画像乾燥時間は、非常に短いことが
多い。
親水性多孔性ポリマー基材はインクジェット画像を容易に受容し、染料及び顔
料を含む溶剤は基材に拡散する。しかし、溶剤が拡散することは染料及び顔料の
拡散につながり、精細で鮮明な画像の形成を妨げる原因であった。精細画像の拡
散を減少させ、明確な画像濃度を増加させる１つの解決方法が米国特許第5,443,
727号により提供され、その方法とは、基材を加熱することで基材の細孔を破壊
し、所望の位置に画像をシールすることであった。しかし、加熱操作は、収縮及
びしわを避けなくてはならない大型グラフィックでは特に、困難である。発明の要約
インクジェット記録用媒体の製造における従来技術では、速やかに乾燥し、寸
法安定性を必要とする用途に特に適した精細なインクジェット画像を提供する最
良の組み合わせとして指定される物質をまだ
発見されていない。本発明は、過度の画像の拡散を起こさずに、インキの溶剤と
インキ中の染料及び顔料とを分離するため、インクジェット記録用媒体に適切な
複数層を備えることにおける問題を認識している。
本発明は、速やかに乾燥し、精細な画像を形成するインクジェット記録用媒体
に、複数層の組み合わせを供給することにより、従来技術における問題点を解決
する。
一実施態様において、本発明は、親水性多孔性ポリマー膜を含む、インクジェ
ット記録用媒体であって、その膜が対向する複数の主面と少なくとも一方の主面
上に位置する非多孔性吸湿層とを有する媒体を提供する。
インクジェット記録用媒体に２層を組み合わせると、そのうちの１層だけでは
従来技術で確認された問題を解決するために得られなかった特徴を、得ることが
できる。
吸湿性層は、インクジェット画像を受容し、インキ内に含まれる染料及び顔料
を定着させる手段となる。
親水性多孔性ポリマー膜は、インクジェット画像を含む吸湿層を耐久的に支持
する手段と、吸湿層に定着する染料及び顔料から、インキ内に含まれる溶剤を拡
散させる手段とになる。
吸湿層と親水性多孔性ポリマー膜とを組み合わせることにより、耐久性を有す
る媒体に正確なインクジェット画像を速やかに形成する手段となる。
本発明の目的のため、「親水性」とは、表面上の液体の接触角が９０度未満で
あることを意味する。
本発明の目的のため、「吸湿性」とは、インクジェットインキ内に使用される
溶剤と表面活性剤との水を主成分とする配合物により、層が濡れ性になることが
可能であることを意味する。
本発明の目的のため、「微孔性ポリマー膜」とは、相互に連通する空隙構造を
含むポリマーフィルムであることを意味する。
本発明の目的のため、「非多孔性層」とは、相互に連通する空隙構造を含まな
い層を意味する。
本発明の目的のため、「親水性微孔性ポリマー膜」とは、毛管と、溶剤と表面
活牲剤との配合物などの水を主成分とする液体の表面張力とにより、液体を吸収
する、つまり、液体が膜の細孔に浸透するポリマーフィルムを意味する。１気圧
未満で膜が水を吸収することが好ましい。
本発明の目的のため、「精細な」とは、シートにインクジェット飛沫を付着す
ることによって起こるドットの拡散が、画像の解像度に悪影響を及ぼすレベルよ
り低いことを意味する。精細な画像形成が出来ていない例には、画像滲み、不揃
いのエッジ、あるいはまだらな色が見られることがある。
もう１つの実施態様において、本発明は、上記記載の媒体でありながら、更に
、膜の第２の主面の少なくとも１部に塗布された圧力感知接着層を含むインクジ
ェット記録用媒体を提供する。
もう１つの実施態様において、本発明は、上記記載の媒体でありながら、更に
、吸湿層内に永続的に配置されたインクジェット画像を含む、インクジェット記
録用媒体を提供する。
もう１つの実施態様では、本発明は、対向する複数の側面を有する親水性微孔
性ポリマー膜と膜の少なくとも１つの側面上に位置する吸湿性非多孔性層とを提
供するステップと、媒体に所望の画像パターンでインクジェットインキを導入す
るステップとを含む、速やかに乾燥し、精細なインクジェット画像を形成する方
法を提供する。
本発明の１つの特徴は、インクジェット記録用媒体が耐久性のあるポリマー基
材上に精細なインクジェット画像を速やかにもたらすこ
とである。
本発明のもう１つの特徴は、インクジェット記録用媒体が、特別なあと処理を
施される必要なく、精細で高濃度のインクジェット画像を速やかに提供すること
である。
本発明の利点は、複雑な製造あるいは貯蔵を必要とせずに、周知で商業的に入
手可能な物質からできる２層を組み合わせることにより、インクジェット記録用
媒体を製造できることである。
本発明のもう１つの利点は、媒体が、画像形成あるいは取扱い易さ向上のため
に媒体のいずれの層にも、コーンスターチ、シリカ、クレーなどの粒子を含む必
要がない事である。しかしながら、これらの物質は取扱い易さを促進することも
ある。
本発明の他の利点は、インクジェット記録用媒体が、従来技術によるインクジ
ェット記録用媒体に見られるより、高反射カラー濃度と、より鮮明なドットと、
高寸法安定性と、より速い乾燥時間とを提供することである。
本発明の実施態様を以下の図面を参照しながら説明する。図面の簡単な説明
図１は、本発明の一実施態様の断面図である。
図２は、本発明の第２の実施態様の断面図である。
図３は、従来技術による親水性微孔性ポリマー膜の断面図の顕微鏡写真である
。
図４は、本発明の実施態様の、対向する複数の側面と膜の少なくとも１つの側
面上に位置する吸湿性層とを有する親水性微孔性ポリマー膜の断面図の顕微鏡写
真である。
図５は、従来技術による親水性微孔性ポリマー膜の写真である。
図６は、本発明の実施態様による、対向する複数の側面と膜の少なくとも１つ
の側面上に位置する吸湿性層とを有する親水性微孔性ポリマー膜の写真である。発明の実施態様
図１は、本発明の一実施態様を示す。インクジェット記録用媒体10は、親水性
微孔性ポリマー膜12を含み、その膜上に吸湿性層14を有する。層14を、複数層構
造のコーティングまたは積層における当業者に周知の技術を用いて膜12にコーテ
ィングまたは積層する事が出来る。コーティングまたは積層技術の例には、ノッ
チバーコーティング、カーテンコーティング、ロールコーティング、押出しコー
ティング、凹版コーティング、カレンダーリングなどを挙げられるが、これに限
定されるものではない。
親水性微孔性ポリマー膜12は、親水性であり、インクジェット製剤に一般的に
使用される水溶性溶剤を受容する。微孔性膜は、様々な細孔径、組成物、膜厚、
空隙容積を有する種類が入手可能である。本発明に適した微孔性膜は、インクジ
ェット記録用媒体の吸湿性層上に放出されたインクジェットインキを完全に吸収
できる、適切な空隙容積を有することが好ましい。注意すべきことは、この空隙
容積がインクジェットインキを容易に受け入れなくてはならないことである。言
い換えれば、空隙領域を吸湿性表面コーティングに、更に空隙領域間を接続する
チャネルを持たない（即ち、密閉セルフィルム）微孔性膜は本発明の利点を提供
せず、かわりに空隙領域を全く持たないフィルムと同じように機能する。
空隙容積をASTM D792を使用し、（１−バルク濃度／ポリマー濃度）★100と定
める。もしポリマーの濃度がわからない場合は、膜を周知濃度の液体で飽和させ
、飽和した膜重量を飽和前の膜重量と比較
して空隙容積を決定することが出来る。親水性微孔性ポリマー膜12の一般的空隙
容積の範囲は、10％〜99％、通常は20％〜90％の範囲である。
膜厚を加えた空隙容積が膜のインキ容積量を決定する。膜厚はまた、膜の柔軟
性、耐久性及び寸法安定性にも影響を与える。一般的に使用する膜12の膜厚の範
囲は、約0.01mm〜約0.6mm（0.5mil〜約30mil）以上である。好ましい膜厚は約.0
4mm〜約.25mm（約2mil〜約10mil）である。
一般的なインクジェットプリンタの液体容積は、およそ40〜140ピコリットル
／／液滴である。一般的な解像度は118〜283滴／cmである。高解像度プリンタで
あるほど、ドット量の供給は少ない。実際の各カラーにおける付着量は1.95〜2.
23μl／cm2である。マルチカラーシステムにおけるべた被覆は、最大300％まで
（ベースカラー除去を使用して）可能で、これにより付着量は5.85〜6.69μl／c
m2になる。
親水性微孔性ポリマー膜12は、インクジェット記録用媒体が使用されるインク
ジェットプリンタの標準液滴径より小さい細孔径を有する。細孔はシートの少な
くとも１側面上にあって、その細孔径は0.01〜10μmの範囲内でよく、0.5〜5μm
が好ましい。
膜12の多孔度または空隙態様は、膜厚全体を貫通する必要はないが、必要な空
隙容積を有するだけの充分な奥行きを持たなくてはならない。従って、膜の性質
として非対称でもよく、１つの側面には前述の特性を持ち、もう一方の側面には
より多くの、またはより少ない細孔を持つ、あるいは全く細孔を持たない構造で
もよい。この場合、細孔を持つ側面は、適切な空隙容積により、吸湿性層14を通
過するインク中の液体を吸収しなくてはならない。
親水性微孔性ポリマー膜の例として、微小空隙構造を有するポリオ
レフィン類、ポリエステル類、ポリビニルハロゲン化物類、及びアクリル類を挙
げられるが、これに限定されるものではない。これらの物質の中で好ましいのは
、米国特許第4,833,172号に定義されるPRG Industriesから「Teslin」として商
業的に入手可能な微孔性膜と、米国特許第4,867,881号、同4,613,441号、同5,23
8,618号、及び同5,443,727号に記載される、一般的に微小物濾過、印刷または液
体遮断フィルムに使用される親水性微孔性膜である。Teslin微孔性膜の総膜厚は
およそ0.18mmであり、空隙容積は実験上、65.9％である。この膜のインキ受容量
は11.7μl／cm2である。従って、この膜は、吸湿性層に保持されるインキ量を考
慮せずに300％の被覆を受けたとしても、大半のインクジェットプリンタから付
着されるインキを十分に吸収できる膜厚を加えた空隙容積を有する。
任意に、膜12はまた、当業者に周知の様々な添加剤を含むことが出来る。例と
して、シリカ、タルク、炭酸カルシウム、二酸化チタン、または他のポリマー含
有物などのフィラーを挙げられるが、これに限定されるものではない。膜は更に
、コーティング特性、表面張力、表面仕上げ、硬さを改良するために、調節剤を
含む場合もある。
吸湿性層14は、膜12の、インクジェット画像が形成される部分上にコーティン
グされた層または積層された層でよい。従って、層14は、膜12の全体を完全に被
覆する必要はなく、また、膜12の両側面を被覆する必要もない。層14は、実質的
に膜12の表面上に位置し、膜の内側にある多孔性表面に接触しないことが好まし
い。媒体10の究極の目的にもよるが、膜12の少なくとも１つの側面を少なくとも
部分的に層14で被覆し、もう一方の側面を、帯電防止コーティング、接着剤、遮
断層、光ブロック層、強度強化層などの他の物質でシールまたはコーティングし
てよい。
層14を、インキ受容表面を得るため、当業者に周知の様々な天然
物質または合成物質から形成することが出来る。層14を形成するために使用され
る物質の例として、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、カルボキシ
メチルセルロースなどのセルロース誘導体類、ポリエチレンオキシド、水溶性ス
ターチ類及びガム類を挙げられるが、これに限定されるものではない。更に、シ
リカ、タルク、炭酸カルシウム、二酸化チタンなどの無機フィラーが取扱い易さ
、不透明度、強度、濡れ性、または制御粘度を向上させるのに有効な場合もある
。米国特許第5,354,813号及び同5,403,955号などに記載の媒染剤及び着色安定剤
もこれに含まれる。
これらの物質の中で、製造が容易であることと、インキを受容し、永続的に接
触し、精細なインクジェット画像内に染料及び顔料を保持できるインキ受容表面
を供給する性能を有するとの理由により、吸湿性ポリマーコーティング類が好ま
しい。これらのコーティングの中では、ポリ（Ｎ-ビニルラクタム）類、ポリエ
チレンオキシド類、メチル及びプロピルセルロース誘導体類、及びポリ（ビニル
アルコール）類が特に好ましい。
吸湿性層14を、コーティング、積層、同時押出成形を含む、数々の技術を用い
て膜12上に形成してよい。親水性コーティング溶液を膜に塗布する際、溶液粘度
及び濃度が、仕上がるインクジェット記録用媒体の性能を左右する。例えば、非
常に高い多孔度および／または大きな細孔径を有する膜上に低粘度コーティング
溶液を塗布すると、吸湿性ポリマーで飽和し、表面上には、ほとんど、または全
くコーティングのない膜が出来る傾向にある。このような方法でコーティングさ
れた膜では、画像形成された媒体の画像濃度及びコントラスト（明暗比）は、通
常低く、乾燥時間も長くなるため、本発明の要件を満たさない。膜12上に吸湿性
層14を付着する技術を複数の実施例で説明する。
コーティング溶液の溶液粘度を、コーティング溶剤、ポリマー溶解度、ポリマ
ー分子重量、温度、その他を含む様々な因子により制御する。本発明において、
低粘度溶液とは、Brookfield粘度計などの装置による計測値が、100,000センチ
ポアズ未満の固有粘度を有する溶液であるとみなす。
層14の膜厚は、約２μm〜35μmの範囲、好ましくは約３μm〜15μmの範囲であ
る。膜厚が増すと、表面のべたつき及びカールの問題が生じやすくなる。
膜12と層14とを組み合わせることにより、印刷後、乾燥時間が一般的に約15〜
30秒の範囲内である、速やかに乾燥する精細画像を提供することが出来る。
膜12も層14も、本発明のインクジェット記録用媒体を更に向上させる、様々な
添加剤を含むことが出来る。
層14自体は、シリカ充填アクリルポリマー類などの引っ掻き耐性組成物と、粒
子フィラー類などの水分または指紋耐性組成物と、ベンゾフェノン類などの紫外
線吸収組成物と、シリコーンまたはワックスブロックなどの取扱い補助剤と、表
面摩耗に対する光沢補助剤類とを含む、最も外側の層を備える複数層を含むこと
が出来る。従って、吸湿性層14は、溶剤類、紫外線吸収剤類、酸化防止剤類、フ
ィラー類、表面摩耗に対する光沢補助剤類、粘着補助剤類、または他の物質を含
んで、画像安定性または取扱い易さを改良することが出来る。
任意に、媒体10は、画像形成後、媒体10のカールを減少させるまたは最小限に
するため、膜12の対向する主面をコーティングする裏側層を有することが出来る
。裏側層物質の例として、吸湿性膨張率が層14と類似している物質を挙げられる
が、これに限定されるものではない。その物質には、スターチ類、ガム類、及び
他の水膨潤ポリマーが含まれる。
更に、任意に、媒体10は、膜12の対向する主面を飽和コーティングまたは差動
製造工程によりシールすることが出来る。この工程の例として、感圧接着剤コー
ティング、カレンダー加工、ホットロールキャスト、同時押出成形、積層などが
あるが、これに限定されるものではない。
更に任意に、媒体10は、画像形成後、米国特許第5,443,272号に開示されてい
るように、加熱またはカレンダー加工などのあと処理により、透明度を得るため
、膜12の細孔構造を破壊する事が出来る。
図２は本発明による第２の実施態様を説明する。インクジェット記録用媒体20
は、親水性微孔性ポリマー膜22を含み、膜22は吸湿性層24をその上に有する。膜
22及び層24は各々、図１の実施態様における膜12及び層14に対応する。媒体20は
更に、層24に対向する膜22の側面の少なくとも一部を被覆する感圧接着剤層26を
含む。
媒体が使用される時まで、保管中はリリースライナ28が層26を被覆する。
層26に有用な感圧接着剤は、膜22と、定着精細画像を施されたインクジェット
記録用媒体が配置されるはずの物質表面とに接着するのであれば、従来のいずれ
の感圧接着剤でもよい。感圧接着剤の一般的な記述は、Satas,Ed.著、「感圧接 着剤のハンドブック(Handbook of Pressure Sensitive Adhesives
」第２版（Von
Nostrand Reinhold 1989年）に掲載されている。感圧接着剤は、多数の製造元
から入手可能である。ミネソタ州、セントポールにあるMinnesota Mining and M
anufacturing Companyから入手可能であり、米国特許第5,141,790号、同4,605,5
92号、同5,045,386号、及び同5,229,207号に一般的に記載されている、アクリレ
ート感圧接着剤が特に好ましい。
ライナ28用のリリースライナ類もまた、よく周知であり、多数の製造元から入
手可能である。リリースライナの例として、シリコーン
をコーティングしたクラフトペーパー、シリコーンをコーティングしたポリエチ
レンコーティング済ペーパー、ポリエチレンまたはポリプロピレンなどのシリコ
ーンをコーティングした、またはしていないポリマー物質はもとより、米国特許
第3,957,724号、同4,567,073号、同4,313,988号、同3,997,702号、同4,614,667
号、同5,202,190号、及び同5,290,615号に記載しているような、前述のシリコー
ン尿素、ウレタン類、及び長連鎖アルキルアクリレート類などのポリマーリリー
ス剤をコーティングしたベース物質を挙げられるが、これに限定されるものでは
ない。発明の有用性
本発明によるインクジェット記録用媒体は、精細で安定しており、乾燥が速や
かであるインクジェット画像を所望する、いかなる環境においても使用可能であ
る。商業的グラフィック用途には、不透明標識及び垂れ幕が含まれる。
本発明によるインクジェット記録用媒体は、相対湿度が10％〜90％に変化しで
も、すべての方向における吸湿性膨張が1.5％未満の寸法変化である寸法安定性
を有する。紙は処理中または使用中に形または寸法の変化を起こしがちであるた
め、本発明による媒体は全体がコーティングされている紙であることが好ましい
。
本発明によるインクジェット記録用媒体は、様々なインクジェットインキ製剤
を使用して、速やかに乾燥し、精細なインクジェット画像を形成することが出来
る。インクジェット記録用媒体の各々の層の膜厚及び組成物を、最良結果を得る
ため、インキ滴容積、インキ液体キャリア組成物、インキタイプ（染料、顔料、
または配合物）、及び製造技術（機械速度、解像度、ローラー形状）などのいく
つかの因子に
より変化させることが出来る。一般的に、インクジェットインキ製剤は、他の溶
剤と配合された水中の着色染料および／または顔料の組み合わせである。水及び
その他の溶剤は染料及び顔料を層14または24に浸透させ、引き続き膜12に浸透し
て、層14または24の画像を速やかに乾燥させ、精細な画像を形成する。
乾燥とは、画像を軽くこすってもべたつきがなく、よごれを生じなくなるまで
要する時間として測定できる。
インクジェット画像の形成は、様々な商業的に入手可能な印刷技術により行わ
れる。例として、カリフォルニア州、Palo AltoにあるHewlett Packard Corpora
tionから商業的に入手可能なDeskJetシリーズ、PaintJetシリーズ、Deskwriter
シリーズ、DesignJetシリーズ、及び他のプリンタなどのサーマルインクジェッ
トプリンタが挙げられるが、これに限定されるものではない。セイコーエプソン
からのプリンタなどの圧電式インクジェットプリンタ類、スプレージェットプリ
ンタ類及び連続インクジェットプリンタ類もこれに含まれる。これら商業的に入
手可能な印刷技術ではいずれも、具体的な画像のジェットスプレーで本発明の媒
体にインクを吐出する。細孔を持たない類似媒体に１層以上の吸湿性トップコー
ティングを塗布したとしても、本発明による媒体の方が、乾燥は格段に速やかで
ある。
図３及び図４は、膜12及び層14を含む本発明の媒体10と微孔性膜12だけとの比
較を示す。図３は微孔性膜12の断面図を約5000倍に拡大した顕微鏡写真である。
図４は、その一方の主面上に層14を備える膜12を有する媒体10の断面図を同じ倍
率で撮影した顕微鏡写真である。図４が示すように、基本的に、吸湿性層14は膜
12の多孔性表面内には存在しない。
図５と図６とを比較すると、媒体10の構造における利点が明白である。図５は
、明確なパターンの画像を搭載した図３の膜12を約40
倍に拡大した写真である。画像を、Hewlett Packard製品インクジェットインキ
使用のDeskwriter Cシリーズプリンタにより膜上に付着した。図６は、同様に明
確なパターンの同画像を搭載した図４の媒体膜を同じ倍率に拡大した写真である
。画像を、Hewlett Packard製品インクジェットインキ使用のDeskwriter Cシリ
ーズプリンタにより膜上に配置した。図６は、膜12及び層14を組み合わせて媒体
10を形成したことにより、大幅に高精細な画像が形成されたことを示す。
図５及び図６の写真を比較すると、本発明によるインクジェット媒体が、より
鮮明なドットをもって精細な画像を提供していることが明白になる。
更に、図５及び図６により、本発明による媒体において、反射光学濃度により
測定できる反射色濃度が高いこともわかる。
本発明による媒体は、このような媒体を形成するために使用される商業的に入
手可能な膜に見られる空隙容積及び細孔径と同じ特性を有することが出来る。図
４に示すように、吸湿性層14は基本的に、膜12の有効空隙容積または細孔径を基
本的に変更することなく（吸湿層14が含浸する空隙が幾つかあるとしても）、膜
12の一方の主面上に位置する。
画像形成を施された本発明による媒体の使用方法としては、室内装飾または戸
外広告、トレーラートラック、標識面、壁写真など向けグラフィックアップリケ
が含まれる。
以下の実施例により本発明の実施態様を更に説明する。テスト方法
乾燥時間テスト；
1)適切なインクジェットプリンタを使用して物質に画像を形成する。
2)指で軽く触れてもインキ汚れを起こさない、画像を損なわない,過
剰な画像のべたつきを示さないようになるまでの時間を測定する。
濃度測定；
すべての濃度測定値は反射光学濃度値であり、画像と白部との最大差異を得られ
るカラーフィルタを用いた濃度計で測定する。実施例
画像を形成したインクジェット記録用媒体における重要な特性には、多々ある
中で、反射光学濃度、乾燥時間、解像度またはドット拡散が挙げられる。反射光
学濃度値は印刷業界の当業者には周知の技術を使用して測定した。本明細書内の
実施例は、スイス、CH-8105Regensdorfにある、Gretag LimitedのGretag SPM50
を使用して評価した。他の装置によっても同様の比較例を得られるが、必ずしも
同じ値とは限らない。乾燥時間は、均一領域に画像を施し、軽くこすっても画像
が汚れたり、こすれたりしなくなるまでの時間を決定することにより、独自に計
測した。ドット拡散は、単一ドットラインを計測して決定した。数値が低いほど
、ドット拡散が少ない。ドット拡散が０であれば、最も正確な再現性を得られる
が、球状の液滴が平面に衝突して表面を湿潤するため、多少のドット拡散はまぬ
がれない。速やかに乾燥しないコーティング上では、液体がコーティング内に拡
散し、ドット拡散が見られる。
実施例１
以下のコーティング溶液を調製した；
ISP（ニュージャージー州、07470、1361 Alps RoadにあるInternatinal Speci
alty Products）のポリビニルピロリドン、PVP-K90、25.0g
脱イオン水、250.0g
上記の成分を混合し、透明溶液を形成した。
実験上、定められた平均細孔径0.35μm及びGurley多孔度550秒／大気50cm3を有
するTesinTM微孔性膜（米国、ペンシルバニア州15272、ピッツバーグにあるPPG
Industries、One PPG Place）の１片をコーティングし、70℃で乾燥して、4.2g
／m2の乾燥コーティング重量を有する吸湿性層を得た。Hewlett Packard Deskwr
iter Cシリーズインクジェットプリンタを使用して、サンプルに画像を形成した
。このプリンタはおよそ140ピコリットル／液滴のインキを吐出する。上記コー
ティングの断面図の走査電子顕微鏡写真は、ポリマーがシートの表面上で主要素
となっていることを示した。
実施例１ｂ
比較のため、修正を施していないTesin TM微孔性膜の一片を同じ方法で印刷し、
実施例１ｂに示した。表１はこれらのサンプルの濃度値及び乾燥時間を示す。
実施例２
実施例１の溶液を使用したサンプルを実施例１に記載の方法でコーティングし
、6.6g／m2の乾燥コーティング重量を得た。サンプルに実施例１に記載の方法で
画像を形成し、高コーティング重量の効果を確認した。同じく、濃度値データを
表１に示す。上記コーティングの断面図の走査電子顕微鏡写真は、ポリマーがシ
ートの表面上で主要素となっていることを示した。
実施例３
膜厚が0.89mm、Gurley多孔度が６秒／50cm3、空隙容積がおよそ
80％である、米国特許第5,443,727号、実施例５に定義される微孔性膜上に、実
施例１からの溶液をコーティングした。コーティングが膜に浸透し、膜を飽和す
るように注意しなくてはならない。膜に上記のように画像形成した。上記コーテ
ィングの断面図の走査電子顕微鏡写真は、ポリマーがシート全体に含まれている
ことを示した。
実施例３ｂ
コーティング前の実施例３からのフィルムのサンプルに、参考として画像形成し
た。
実施例４
このサンプルは、比較用に印刷したものであり、商業的に入手可能な物質を示す
。上記の実施例の方法で同じパターンでインクジェットプリンタ用3M Color Tra
nsparency Material for Inkjetプリンタに画像を形成した。すべての物質は表
面上にあり、媒体内に浸透した損失分はないため、この物質の濃度は達成しうる
最大濃度である。すべての液体が物質の表面から蒸発しなければならないため、
乾燥には過度に長い時間がかかる。
実施例５
以下のコーティング溶液を調製した；
コネチカット州06817、Danbury、39 Old Ridgebury Roadにある、Union Carbi
deのポリエチレンオキシド、Polyox N-3000、50.0g 脱イオン水、950.0g
上記成分を混合して、透明溶液を形成した。
鋳込ポリプロピレンフィルムの１片をコーティングし、70℃で乾燥して、4.2g／
m2の乾燥コーティング重量を得た。次に、このフィルムを、95℃で動作する加熱
ロールラミネータに通して、実施例３ｂで使用した微孔性膜に加熱積層した。で
きた合成物を冷却後、ポリプロピレンを剥離し、微孔性膜上にポリエチレンオキ
シドのコーティングを残した。調べたところ、コーティングは微孔性膜の上部に
あることがわかった。このコーティング済膜に上記のように画像を形成した。ポ
リマーの画像特性は、ポリビニルピロリドンの特性ほどには優れないが、コーテ
ィングされていない物質に比較すると、この合成物は良好な画像を有することか
ら、積層が、物質をコーティングするとフィル
ムを完全に飽和することになる微孔性フィルム上に吸湿性トップコーティングを
配置するために使用可能な方法であることがわかる。
実施例５ｂは、コーティングされていない物質の制御印刷である。
実施例６
以下の溶液を調製した；
Union CarbideのポリエチレンオキシドPloyon N-3000、25.0g PVP-K90、2,5.
0g
脱イオン水、950.0g
イソプロパノール、1000.0g
上記成分を混合し、透明溶液を形成した。
上記溶液を鋳込ポリプロピレンフィルム上にコーティングし、77℃(170°F)で
オーブン乾燥して、5g／m2のコーティング重量に相当する50μmの乾燥コーティ
ング膜厚を得た。
コーティング済物質を、およそ2.8kg／cm2(40Ib／inch2)の圧力で、96℃(205
°F)の、１つの加熱スチールロール及び１つの非加熱ラバーロールを備えた加熱
ロールラミネーター内に3.8秒間、通し、TesinTM微孔性膜に積層した。
以下の実施例において、TesinTM微孔性膜の１側面に、リリースライナ（75μm膜
厚）を使用する感圧接着剤（75μm膜厚）をコーティングした。
Hewlett-Packard Desk3et 1200C用に入手可能なHPS1640カートリッジを組み入れ
たHewlett Packard DesignJetTM650C上で、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラ
ック（単色ブラック）、レッド、グリーン、及びブルーについて、100％べた部
のテストパターンを印刷した。
反射濃度をGretag SPM-50(2インチ設定、D65、ANSIT、Abs、No)を使用して測定
した。
実施例７
以下は、TesinTM膜が、急速乾燥特性を有するが低濃度画像の欠点も有すること
を示す実施例である。
コーティングされていないTesinTM膜の１片を上記のように装備したDesignJetTM
650C内に搭載し、テストパターンを印刷した。印刷直後、指の平で触れたとこ
ろ、すべての色は乾燥し、両像から指に
付着するべたつきまたは色の剥離はなかった。
濃度を測定した。表３に示すように、濃度値はコーティングされたサンプルに比
べ、全体的に低かった。
実施例８
ISP(ニュージャージー州、07470、1361 Alps RoadのInternatinal Specialty Pr
oducts)から入手可能なポリビニルピロリドン、PVP-K90の10重量％溶液（重量／
重量溶液）をエタノール内で調製した。
TesinTMのサンプルに、ギャップを3milに設定したノッチバー（ナイフコーター
）を使用して、上記の溶液をコーティングし、インクジェット記録用媒体を製造
した。
PVP K-15をコーティングしたTesinTM膜の１片を上記のように装備したDesignJetTM
650C内に搭載し、テストパターンを印刷した。印刷直後、指の平で触れたとこ
ろ、すべての色は乾燥し、画像から指に付着するべたつきまたは色の剥離はなか
った。視覚的に、画像は、実施例７における何も施されていないTesinTM膜の画
像よりも、高濃度に見えた。
各色の濃度を測定した。表３に示すように、濃度値はコーティングされていない
サンプルよりも全体的に高かった。
実施例９
この実施例は、コーティング溶液濃度並びにコーティング製剤に依存して得られ
る濃度について示す。
ISP（ニュージャージー州、07470、1361 Alps RoadにあるInternatinal Special
ty Products）から入手可能なポリビニルピロリドン、PVP-K90の30重量％溶液（
重量／重量溶液）をエタノール内で調製した。
TesinTM膜のサンプルに、ギャップを3milに設定したノッチバー(ナイフコーター
)を使用して、上記の溶液をコーティングし、インクジェット記録用媒体を製造
した。
出来あがったインクジェット記録用媒体の１片を上記のように装備したDesign
JetTM650C内に搭載し、テストパターンを印刷した。印刷直後、指の平で触れた
ところ、すべての色は乾燥し、画像から指に付着するべたつきまたは色の剥離は
なかった。視覚的に、画像は、実施例７における何も施されていないTesinTM膜
の画像よりも、また、実施例８におけるインクジェット記録用媒体よりも高濃度
に見えた。各色の濃度を測定した。濃度値を表３に示す。
実施例１０
この実施例は、印刷後の速やかな取扱い易さのため、更に、おそらくワイドフォ
ーマットアレイまたは他の迅速インクジェット印刷手段を備えた次世代プリンタ
の急速乾燥のために必要な優れた乾燥特性を維持しつつ、プレーンフィルム全体
に渡る濃度を向上するため、TesinTM(または他の微孔性フィルム類)をコーティ
ングするために使用できるもう１つのタイプの溶液について説明する。
溶液／分散を以下のように調製した。
ISP(ニュージャージー州、07470、1361 Alps RoadのInternatinal Specialty Pr
oducts)から入手可能なポリビニルピロリドン、PVP-K90、10gをエタノール内で
調製した。この溶液を勢いよく攪拌し、Aerosil 380シリカ（オハイオ州43017、
Dubiln、425 Metro Place North、Suite 450のDegussa Corporation、Silica Di
visionより入手可能）10gを添加した。この混合物を、砕解スクリーンを備えた
ホモジナイザー（メイン州01028、East Longmeadow、P O Box 589の、Silverson
Machines,Inc.から入手可能）を使用して３分の１の速度で５分間、均質化した
。
TesinTM膜のサンプルに、ギャップを3milに設定したノッチバー(ナイフコーター
)を使用して、上記混合物をコーティングし、インクジェット記録用媒体を製造
した。
上記媒体の１片を、上記のように装備したDesignJetTM 650C内に搭載し、テス
トパターンを印刷した。印刷直後、指の平で触れたところ、すべての色は乾燥し
、画像から指に付着するべたつきまたは色の剥離はなかった。視覚的に、画像は
、実施例７乃至９におけるサンプルのいずれよりも高濃度に見えた。各色の濃度
を測定した。濃度値を表３に示すが、いずれも他のサンプルの値よりも全体的に
高い。
実施例１１
実施例９に記載のPVP-Kの30％溶液を、プレーン4milポリエステル(ポリエチレン
テレフタレート)フィルム上に、ギャップを3milに設定したノッチバーを使用
してコーティングした。
PVP-K15をコーティングしたポリエステルの１片を上記のように装備したDesignJ
etTM650C内に搭載し、テストパターンを印刷した。印刷直後、指の平で触れたと
ころ、すべての色は濡れていた。印刷後10分経っても、画像はよごれ易く、べた
ついており、20分後でさえもべたつき、よごれを認められた。
これらの実施例におけるコーティングはすべて、110℃(230°F)で3分間、乾燥し
た。
本発明は上記実施態様に限定されるものではない。以下は特許請求の範囲であ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Ink jet recording mediumTechnical field
The present invention relates to an ink jet recording medium for forming a fine image quickly.Background of the Invention
The ink jet recording medium is a desktop using plain paper or OHP paper.
Commercial graphic displays such as printing, billboards and other outdoor advertising media
For creating images from computer printers, etc.
Medium.
Let's quickly form fine images using inks mainly containing pigments and dyes
In general, three types of methods have been used for the production of inkjet media.
There are still unresolved deficiencies and problems in the method of deviation.
The most basic method is to use paper as a receptor for inkjet images.
You. For plain paper, the dye or pigment in the solvent used for inkjet inks
High image density or accurate dot reproducibility due to diffusion into the pores of the paper
No. The finished image has a low resolution and a light color tone.
An improvement to this method is to apply a coating on the paper and to apply a dye and
It is to fix the fee. Hydrophilic coating or layer is inkjet image
And the solvents that promote the dyes and pigments diffuse into the underlying paper. to this
Thereby, the color density and the resolution are improved, and the image quality is improved. In most cases, this layer
Has a water-soluble or swellable layer and may contain a hydrophilic filler such as silica.
You. An example of a recent improved patent is U.S. Pat. No. 5,213,873.
Image quality with this medium is acceptable, but dimensional stability and moisture
All the weaknesses of plain paper, such as lack of sensitivity, appear on the base. On the base
Since the plain paper is not durable, apply excess moisture from the ink or the surrounding area.
When obtained, they were particularly prone to curl and other deformations. Paper is absorbed
Large multi-panel graphics due to bending or shrinking
There is a limit to use as a tool. Outdoor use has particular limitations.
The second method is to create a transparent polymer,
Is to use inkjet to form an image on a durable base
. Numerous patents disclose the use of an ink receiving layer on a transparent polymeric material
. Examples include U.S. Pat. Nos. 4,935,307 and 4,956,230. this
Layers often include a water-soluble or swellable layer. The main problems with these substances
One is that the base film absorbs the water or liquid in the inkjet ink
No ink carrier solvent remains in the hydrophilic coating.
You. Drying time is said to have improved within 4 minutes, but until completely dried,
The surface will remain solid and sticky. U.S. Patent Nos. 5,134,198 and 5
Patents to Iqbal, et al., Including U.S. Pat.
A further improvement in the system is disclosed and a permeable network is described. This
When these materials are coated on a standard polymer film, the drying time is
Longer but shorter than standard water-soluble materials, resulting in durable images
.
Other recent technologies include dirt and solids in hygroscopic coatings on polymer films.
It has been aimed at the next removal. These remove the liquid from the surface and remove stickiness
Various ways to prevent it are included. By way of example, very recently, U.S. Pat.No. 4,379,804
, 5,192,617, and 5,352,736, etc., the upper layer is hydrophilic solvent
Transfer to lower layer, multiple layers
Is mentioned. This system works well but requires multiple coating operations
In addition, all solvents introduced into the system exit from the same
Must emit.
Use a crosslinker in the hygroscopic coating to reduce excessive sensitivity to moisture.
It is often good. When the water absorption rate decreases, the dots are attached to the surface without diffusing.
The loss of coating capacity to collect all the applied ink will be greater.
Have a relationship. Various techniques for adjusting these properties are disclosed in U.S. Patent No. 5,241,006.
5,208,092, 5,376,727 and 4,904,519.
A third approach is to use a hydrophilic, porous poly for directly receiving the inkjet image.
The use of polymer substrates or polymer / paper fiber mixtures (on which other inks
No receptive coating or layer). These materials are dimensionally stable
But does not exhibit high image density and definition. Image drying time can be very short
Many.
Hydrophilic porous polymer substrates readily accept ink jet images,
The solvent containing the material diffuses into the substrate. However, the diffusion of the solvent does not
This leads to diffusion and hinders formation of a fine and clear image. Expansion of fine images
One solution to reduce scattering and increase clear image density is disclosed in US Pat.
Provided by No. 727, which destroys the pores of the substrate by heating the substrate
And seal the image at the desired location. However, the heating operation is
This is especially difficult for large graphics where wrinkles must be avoided.Summary of the Invention
In the prior art in the production of ink jet recording media, drying
To provide a fine inkjet image particularly suitable for applications requiring legal stability
Substances that are designated as good combinations yet
Not found. The present invention provides an ink solvent without excessive image diffusion.
Suitable for inkjet recording media to separate dyes and pigments in the ink
Aware of the problem of having multiple layers.
The present invention provides an ink jet recording medium that dries quickly to form a fine image.
To solve the problems in the prior art by supplying a combination of multiple layers
I do.
In one embodiment, the present invention provides an ink jet device comprising a hydrophilic porous polymer membrane.
And a plurality of main surfaces whose films are opposed to each other and at least one main surface.
And a non-porous moisture-absorbing layer located thereon.
When two layers are combined with an ink jet recording medium, only one of them
It is possible to obtain features that could not be obtained to solve the problems identified in the prior art.
it can.
The hygroscopic layer accepts an ink jet image and contains dyes and pigments contained in the ink.
Is a means for fixing.
Hydrophilic porous polymer membrane durably supports moisture-absorbing layers including inkjet images
And the solvent contained in the ink from the dye and pigment fixed to the moisture absorbing layer.
It becomes a means to disperse.
Durability is achieved by combining a moisture absorbing layer and a hydrophilic porous polymer membrane
This is a means for quickly forming an accurate inkjet image on a medium.
For purposes of the present invention, "hydrophilic" means that the contact angle of a liquid on a surface is less than 90 degrees.
It means there is.
For the purposes of the present invention, "hygroscopic" is used in inkjet inks
Water-based formulations of solvents and surfactants can make the layer wettable
Means possible.
For the purposes of the present invention, a “microporous polymer membrane” refers to a void structure that communicates with each other.
Containing polymer film.
For purposes of the present invention, "non-porous layer" does not include interconnected void structures.
Layer.
For the purposes of the present invention, "hydrophilic microporous polymer membrane" refers to a capillary, solvent and surface
Absorbs liquid due to the surface tension of water-based liquid, such as a mixture with a surfactant
That is, a polymer film through which liquid penetrates the pores of the membrane. 1 atm
It is preferred that the membrane absorb water at less than.
For the purposes of the present invention, "fine" refers to the application of inkjet droplets to a sheet.
The level at which dot diffusion caused by
Means lower. In cases where fine image formation is not possible, image bleeding, irregularity
Some edges or mottled colors may be seen.
In another embodiment, the present invention relates to the aforementioned medium, further comprising:
A pressure sensitive adhesive layer applied to at least a portion of a second major surface of the membrane;
Provide a recording medium.
In another embodiment, the present invention relates to the aforementioned medium, further comprising:
Ink jet recording, including an ink jet image permanently located within the moisture absorbing layer
Provide recording media.
In another embodiment, the invention is directed to a hydrophilic micropore having a plurality of opposing sides.
A porous polymer membrane and a hygroscopic non-porous layer located on at least one side of the membrane.
Applying the inkjet ink to the medium in a desired image pattern.
Drying quickly and forming a fine inkjet image
Provide the law.
One feature of the present invention is that the inkjet recording medium has a durable polymer base.
Can quickly produce a fine inkjet image on the material.
And
Another feature of the present invention is that the ink jet recording medium performs special post-processing.
Providing high-definition, high-density inkjet images quickly without the need to apply
It is.
The advantages of the present invention are well known and commercially available without the need for complicated manufacturing or storage.
For inkjet recording by combining two layers made of materials that can be handled
The ability to manufacture media.
Another advantage of the present invention is that the media is improved for ease of image formation or handling.
Every layer of the medium must contain particles of corn starch, silica, clay, etc.
It is unnecessary. However, these substances may also promote ease of handling.
is there.
Another advantage of the present invention is that the ink jet recording medium is a conventional ink jet recording medium.
Higher reflection color density, sharper dots,
To provide high dimensional stability and faster drying time.
Embodiments of the present invention will be described with reference to the following drawings.BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
FIG. 1 is a sectional view of one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a micrograph of a cross-sectional view of a hydrophilic microporous polymer membrane according to the prior art.
.
FIG. 4 illustrates a plurality of opposing sides and at least one side of the membrane of an embodiment of the present invention.
Micrograph of a cross-sectional view of a hydrophilic microporous polymer membrane having a hygroscopic layer located on the surface
Is true.
FIG. 5 is a photograph of a hydrophilic microporous polymer membrane according to the prior art.
FIG. 6 illustrates a plurality of opposing sides and at least one of the membranes according to an embodiment of the present invention.
5 is a photograph of a hydrophilic microporous polymer membrane having a moisture-absorbing layer located on the side surface of the present invention.Embodiment of the Invention
FIG. 1 shows one embodiment of the present invention. The inkjet recording medium 10 is hydrophilic
It includes a microporous polymer membrane 12 having a hygroscopic layer 14 on the membrane. Layer 14 is composed of multiple layers
Coating the membrane 12 using techniques well known to those skilled in the art of coating or laminating.
Can be stacked or laminated. Examples of coating or lamination techniques include notches
Chiver coating, curtain coating, roll coating, extrusion coating
Printing, intaglio coating, calendar ring, etc.
It is not specified.
The hydrophilic microporous polymer membrane 12 is hydrophilic and is generally used in ink-jet preparations.
Accepts the water-soluble solvent used. Microporous membranes have various pore sizes, compositions, film thicknesses,
Types with void volume are available. The microporous membrane suitable for the present invention is an ink jet
Absorbs ink jet ink on the absorbent layer of the jet recording medium completely
Preferably, it has a suitable void volume. Note that this gap
The volume is that the ink-jet ink must be easily accommodated. Word
In other words, the void areas are connected to the hygroscopic surface coating and further between the void areas
Microporous membranes without channels (ie, closed cell films) provide the benefits of the present invention
Instead, it works similarly to a film that has no void areas at all.
Using ASTM D792 for the void volume, (1-bulk concentration / polymer concentration)★Fixed at 100
Confuse. If the polymer concentration is not known, saturate the membrane with a known concentration of liquid.
, Comparing saturated membrane weight with membrane weight before saturation
To determine the void volume. General voids in hydrophilic microporous polymer membrane 12
The volume ranges from 10% to 99%, usually from 20% to 90%.
The void volume plus the film thickness determines the ink volume of the film. The film thickness is also flexible
It also affects the properties, durability and dimensional stability. The thickness range of the commonly used film 12
The enclosure is at least about 0.01 mm to about 0.6 mm (0.5 mil to about 30 mil). The preferred film thickness is about 0.0
4 mm to about .25 mm (about 2 mil to about 10 mil).
The liquid volume of a typical inkjet printer is around 40-140 picoliters
// droplets. Typical resolutions are 118-283 drops / cm. On high resolution printers
The higher the number, the smaller the supply of the dot amount. The actual amount of adhesion in each color is 1.95-2.
23μl / cmTwoIt is. Up to 300% solid coverage in multi-color systems
Possible (using base color removal), which results in a coverage of 5.85-6.69 μl / c
mTwobecome.
The hydrophilic microporous polymer film 12 is an ink used for an ink jet recording medium.
It has a pore size smaller than the standard droplet size of the jet printer. Small number of pores in sheet
At least on one side, the pore size may be in the range of 0.01 to 10 μm, and 0.5 to 5 μm
Is preferred.
The porosity or void aspect of the membrane 12 need not penetrate the entire thickness, but may
It must have sufficient depth to have a void volume. Therefore, the properties of the membrane
May be asymmetric as one side has the characteristics described above, and the other side has
With a structure with more or fewer pores or no pores
Is also good. In this case, the side with the pores passes through the hygroscopic layer 14 with an appropriate void volume.
Liquids in the ink must be absorbed.
As an example of a hydrophilic microporous polymer membrane, polio having a microvoid structure
Examples include refins, polyesters, polyvinyl halides, and acrylics.
However, the present invention is not limited to this. Preferred among these substances is
Marketed by PRG Industries as "Teslin" as defined in U.S. Patent No. 4,833,172.
Commercially available microporous membranes and U.S. Pat.Nos. 4,867,881, 4,613,441, 5,23
No. 8,618, and 5,443,727, generally described in microfiltration, printing or liquid
It is a hydrophilic microporous membrane used for a body barrier film. The total thickness of the Teslin microporous membrane is
It is approximately 0.18 mm and the void volume is experimentally 65.9%. Ink acceptance of this film
Is 11.7μl / cmTwoIt is. Therefore, this film considers the amount of ink retained in the hygroscopic layer.
Even if you get a 300% coating unintentionally, most inkjet printers
It has a void volume in which a film thickness capable of sufficiently absorbing the ink to be applied is added.
Optionally, the membrane 12 can also include various additives known to those skilled in the art. Examples and
Containing silica, talc, calcium carbonate, titanium dioxide, or other polymer
Examples of the filler include, but are not limited to, fillers. Membrane
Modifiers to improve coating properties, surface tension, surface finish and hardness
May include.
The hygroscopic layer 14 is coated on the portion of the film 12 where the inkjet image is to be formed.
Layer or stacked layer. Thus, layer 14 completely covers the entire membrane 12.
There is no need to cover, and it is not necessary to cover both sides of the membrane 12. Layer 14 is substantially
Preferably, it is located on the surface of the membrane 12 and does not touch the porous surface inside the membrane
No. Depending on the ultimate purpose of the medium 10, at least one side of the membrane 12 should be at least
Partially covered with layer 14 and on the other side antistatic coating, adhesive, shielding
Seal or coat with other materials such as faults, light blocking layers, strength enhancement layers
May be.
Layer 14 may be coated with various natural materials known to those skilled in the art to obtain an ink receiving surface.
It can be formed from materials or synthetic materials. Used to form layer 14
Examples of such substances include polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, carboxy
Cellulose derivatives such as methylcellulose, polyethylene oxide, water-soluble
Examples include, but are not limited to, turches and gums. In addition,
Inorganic fillers such as Lica, talc, calcium carbonate and titanium dioxide are easy to handle
May be effective to improve opacity, strength, wettability, or controlled viscosity
. Mordants and coloring stabilizers described in U.S. Patent Nos. 5,354,813 and 5,403,955
This is also included in this.
Among these materials, ease of manufacture and acceptance of ink and permanent contact
An ink-receiving surface that can touch and retain dyes and pigments in a fine inkjet image
Hygroscopic polymer coatings are preferred because of their ability to provide
New Among these coatings, poly (N-vinyl lactam) s,
Tylene oxides, methyl and propyl cellulose derivatives, and poly (vinyl
Alcohols) are particularly preferred.
Using a number of techniques, including coating, laminating, and co-extrusion,
May be formed on the film 12. When applying a hydrophilic coating solution to the membrane, the solution viscosity
In addition, the density and the density influence the performance of the finished ink jet recording medium. For example, non
Low viscosity coatings on membranes that always have high porosity and / or large pore size
When the solution is applied, it saturates with the hygroscopic polymer, leaving little or no
There is a tendency for films without coating to be formed. Coated in this way
With a coated film, the image density and contrast (light / dark ratio) of the imaged
Since it is always low and the drying time is long, it does not satisfy the requirements of the present invention. Hygroscopic on membrane 12
Techniques for applying layer 14 will be described in several embodiments.
Determine the solution viscosity of the coating solution, the coating solvent, polymer solubility,
-Controlled by various factors including molecular weight, temperature, etc. In the present invention,
A low-viscosity solution is defined as a 100,000 centimeter measured by a device such as a Brookfield viscometer.
A solution having an intrinsic viscosity of less than Poise is considered.
Layer 14 has a thickness in the range of about 2 μm to 35 μm, preferably in the range of about 3 μm to 15 μm.
You. When the film thickness increases, problems such as stickiness and curling of the surface are likely to occur.
By combining membrane 12 and layer 14, after printing, the drying time is typically about 15 to
It is possible to provide a rapidly dried fine image within the range of 30 seconds.
Neither the film 12 nor the layer 14 may be used to improve the inkjet recording medium of the present invention.
Additives can be included.
Layer 14 itself comprises a scratch-resistant composition, such as silica-filled acrylic polymers,
Moisture or fingerprint resistant compositions such as fillers and ultraviolet light such as benzophenones
Radiation absorbing composition and handling aids such as silicone or wax blocks,
Include multiple layers with outermost layers, including gloss aids for surface wear
Can be done. Therefore, the hygroscopic layer 14 is composed of a solvent, an ultraviolet absorber, an antioxidant,
Include fillers, gloss aids for surface wear, tackifiers, or other materials.
Thus, image stability or ease of handling can be improved.
Optionally, the media 10 may reduce or minimize curl of the media 10 after imaging.
To have a backside layer that coats opposing major surfaces of the membrane 12
. Examples of backside layer materials include materials whose hygroscopic expansion coefficient is similar to layer 14.
However, the present invention is not limited to this. The substances include starches, gums, and
Other water-swellable polymers are included.
In addition, optionally, the medium 10 may have a saturated coating or
It can be sealed by the manufacturing process. An example of this process is pressure sensitive adhesive coating.
Printing, calendering, hot roll casting, coextrusion, lamination, etc.
There is, but is not limited to this.
Further optionally, the medium 10 after imaging is disclosed in U.S. Patent No. 5,443,272.
To obtain transparency by post-processing such as heating or calendering
As a result, the pore structure of the membrane 12 can be destroyed.
FIG. 2 illustrates a second embodiment according to the present invention. Ink jet recording medium 20
Includes a hydrophilic microporous polymer membrane 22, which has a hygroscopic layer 24 thereon. film
22 and 24 correspond respectively to the membrane 12 and the layer 14 in the embodiment of FIG. Medium 20 is
Further, a pressure-sensitive adhesive layer 26 covering at least a part of the side surface of the film 22 facing the layer 24 is provided.
Including.
Until the media is used, a release liner 28 coats layer 26 during storage.
Useful pressure-sensitive adhesives for layer 26 include film 22 and a fixed definition imaged inkjet
If it adheres to the surface of the material on which the recording medium is to be placed,
Pressure-sensitive adhesive. A general description of pressure-sensitive adhesives can be found in Satas, Ed.Pressure contact Handbook of Pressure Sensitive Adhesives
”Second Edition (Von
Nostrand Reinhold 1989). Pressure sensitive adhesives are available from many manufacturers
Available from Minnesota Mining and M in St. Paul, Minnesota
Available from the Anufacturing Company, U.S. Patent Nos. 5,141,790, 4,605,5
No. 92, 5,045,386, and 5,229,207
Particulate pressure sensitive adhesives are particularly preferred.
Release liners for liner 28 are also well known and available from numerous manufacturers.
It is possible. Silicone as an example of a release liner
Coated kraft paper, silicone coated polyethylene
Wren coated paper, silico such as polyethylene or polypropylene
U.S. Patents, as well as polymeric materials with or without coated
Nos. 3,957,724, 4,567,073, 4,313,988, 3,997,702, 4,614,667
Nos. 5,202,190, and 5,290,615 as described above.
Polymer lilies such as ureas, urethanes, and long-chain alkyl acrylates
Base material coated with a coating agent, but is not limited thereto.
Absent.Utility of the invention
The inkjet recording medium according to the present invention is fine and stable, and drying is fast.
Can be used in any environment where an inkjet image is desired.
You. Commercial graphic applications include opaque signs and banners.
The ink jet recording medium according to the present invention has a relative humidity of 10% to 90%.
Even dimensional stability where hygroscopic expansion in all directions is less than 1.5% dimensional change
Having. Paper is prone to shape or dimensional changes during processing or use
For this reason, the medium according to the invention is preferably entirely coated paper
.
The inkjet recording medium according to the present invention can be used in various inkjet ink formulations.
Can be dried quickly to form a fine inkjet image.
You. For best results, the thickness and composition of each layer of the inkjet recording medium
Therefore, ink droplet volume, ink liquid carrier composition, ink type (dye, pigment,
Or formulation), and manufacturing technology (machine speed, resolution, roller shape)
A few factors
It can be changed more. In general, ink-jet ink formulations are compatible with other solvents.
A combination of colored dyes and / or pigments in water formulated with the agent. Water and
Other solvents allow the dyes and pigments to penetrate layers 14 or 24 and subsequently to membrane 12.
To quickly dry the image of layer 14 or 24 to form a fine image.
Drying means that even if you lightly rub the image, there is no stickiness and no more stains
It can be measured as the time required.
Formation of the ink jet image is performed by various commercially available printing techniques.
It is. For example, Hewlett Packard Corpora, Palo Alto, California
DeskJet series, PaintJet series, Deskwriter, commercially available from tion
Series, DesignJet series, and other printers
Printer, but is not limited thereto. Seiko Epson Corporation
Piezoelectric inkjet printers such as printers from Japan, spray jet printers
Printers and continuous inkjet printers. These are commercially available
In all available printing techniques, the media of the present invention are jet sprayed with specific images.
Discharges ink to the body. One or more layers of hygroscopic top coat
Even if a coating is applied, the medium according to the present invention is much faster to dry.
is there.
3 and 4 show the ratio of the medium 10 of the present invention including the membrane 12 and the layer 14 to the microporous membrane 12 alone.
Show comparison. FIG. 3 is a micrograph of the cross-sectional view of the microporous membrane 12 magnified about 5000 times.
FIG. 4 shows the same cross-sectional view of a medium 10 having a film 12 having a layer 14 on one of its main surfaces.
It is a micrograph taken at a rate. As FIG. 4 shows, basically, the hygroscopic layer 14 is a film
Not present in the 12 porous surfaces.
5 and 6, the advantages in the structure of the medium 10 are evident. FIG.
The membrane 12 of FIG. 3 with a clear pattern image
It is a photograph magnified twice. Images from Inkjet Inks from Hewlett Packard
Attached on the membrane with the Deskwriter C series printer used. FIG.
FIG. 5 is a photograph of the medium film of FIG.
. Images are transferred to Deskwriter C series using Hewlett Packard product inkjet inks.
Was placed on the membrane by a laser printer. FIG. 6 shows the combination of the film 12 and the layer 14 with the medium.
The fact that 10 was formed indicates that a significantly high-definition image was formed.
Comparing the photographs of FIGS. 5 and 6, the inkjet medium according to the present invention is more
It becomes clear that sharp dots provide a fine image.
Furthermore, according to FIGS. 5 and 6, in the medium according to the invention, the reflection optical density
It can also be seen that the reflection color density that can be measured is high.
The media according to the present invention is a commercially available medium used to form such media.
It can have the same properties as the void volume and pore size found in a handy membrane. Figure
As shown in FIG. 4, the hygroscopic layer 14 is basically based on the effective pore volume or pore size of the membrane 12.
Without fundamental changes (even if there are some voids impregnated by the moisture absorbing layer 14)
It is located on one major surface of the twelve.
The method of using the image-formed medium according to the present invention includes interior decoration or doors.
Graphic appliques for outside advertisements, trailer trucks, sign surfaces, wall photos, etc.
Is included.
The following examples further illustrate embodiments of the present invention.Test method
Drying time test;
1) Image the material using a suitable inkjet printer.
2) Even if touched lightly with a finger, it does not cause ink stains, does not damage the image,
The time until no extra image stickiness is shown is measured.
Concentration measurement;
All density measurements are reflection optical density values, which give the maximum difference between the image and white areas.
It is measured with a densitometer using a color filter.Example
There are many important characteristics of an image-formed inkjet recording medium.
Among them are reflection optical density, drying time, resolution or dot diffusion. reflected light
The optical density values were measured using techniques well known to those skilled in the printing arts. In this specification
Examples are Gretag SPM50 from Gretag Limited, CH-8105 Regensdorf, Switzerland.
Was evaluated using Similar comparative examples can be obtained with other devices, but not necessarily.
They are not always the same. Drying time is to apply the image to the uniform area and rub the image lightly
By determining the amount of time until the surface is no longer dirty or rubbed.
Measured. Dot diffusion was determined by measuring a single dot line. The lower the number
, Little dot diffusion. If dot diffusion is 0, the most accurate reproducibility can be obtained
However, since the spherical droplet collides with the plane and wets the surface, some dot diffusion is not prevented
It does not come off. On coatings that do not dry quickly, liquid may spread into the coating.
Scattered and dot diffusion is seen.
Example 1
The following coating solutions were prepared;
ISP (Internatinal Speci, 1361 Alps Road, 07470, NJ
alty Products) polyvinylpyrrolidone, PVP-K90, 25.0g
Deionized water, 250.0g
The above components were mixed to form a clear solution.
Experimentally determined average pore size 0.35μm and Gurley porosity 550 seconds / atmosphere 50cmThreeWith
TesinTMMicroporous membrane (PPG, Pittsburgh, PA 15272, USA)
Industries, One PPG Place), dried at 70 ° C, 4.2g
/ MTwoA hygroscopic layer having a dry coating weight of Hewlett Packard Deskwr
Image formed on sample using iter C series inkjet printer
. This printer ejects approximately 140 picoliters / drop of ink. The above
Scanning electron micrograph of the cross-section of the sheet shows that the polymer is the main element on the sheet surface
It was shown.
Example 1b
Tesin unmodified for comparisonTMPrinting a piece of microporous membrane in the same way,
This is shown in Example 1b. Table 1 shows the concentration values and drying times of these samples.
Example 2
A sample using the solution of Example 1 was coated by the method described in Example 1.
, 6.6g / mTwoA dry coating weight was obtained. The method described in Example 1 was applied to the sample.
Images were formed and the effect of high coating weight was confirmed. Similarly, the density value data
It is shown in Table 1. The scanning electron micrograph of the cross section of the coating shows that the polymer is
On the surface of the sheet.
Example 3
0.89mm thickness, Gurley porosity 6 seconds / 50cmThree, The void volume is approximately
On a microporous membrane as defined in US Pat. No. 5,443,727, Example 5, which is 80%,
The solution from Example 1 was coated. The coating penetrates and saturates the membrane
You have to be careful. The film was imaged as described above. The above coating
Scanning electron micrograph of a cross-section of the wing shows that the polymer is contained throughout the sheet
That was shown.
Example 3b
An image was formed on a sample of the film from Example 3 prior to coating as a reference.
Was.
Example 4
This sample is printed for comparison and shows a commercially available material
. 3M Color Tra for inkjet printer with the same pattern by the method of the above embodiment
An image was formed on the nsparency Material for Inkjet printer. All substances are listed
The concentration of this substance can be achieved because it is on the surface and there is no loss penetrated into the medium
This is the maximum concentration. Because all liquids must evaporate from the surface of the substance,
Drying takes an excessively long time.
Example 5
The following coating solutions were prepared;
Union Carbi, 39 Old Ridgebury Road, Danbury, Connecticut 06817
de polyethylene oxide, Polyox N-3000, 50.0 g deionized water, 950.0 g
The above components were mixed to form a clear solution.
One piece of cast polypropylene film is coated and dried at 70 ° C, 4.2g /
mTwoA dry coating weight was obtained. Next, heat this film, operating at 95 ° C
It passed through a roll laminator and was heated and laminated on the microporous film used in Example 3b. so
After cooling the resulting composite, the polypropylene is peeled off and the polyethylene oxide is placed on the microporous membrane.
The coating of Cid was left behind. Investigation revealed that the coating was on top of the microporous membrane
I found it. An image was formed on the coated film as described above. Po
The image properties of rimers are not as good as those of polyvinylpyrrolidone,
Does this composition have a better image compared to the uncoated material?
If the laminate coats the substance and fills
A hygroscopic top coating on the microporous film that will completely saturate the
It turns out that this is a method that can be used for placement.
Example 5b is a controlled printing of uncoated material.
Example 6
The following solutions were prepared:
Union Carbide polyethylene oxide Ployon N-3000, 25.0g PVP-K90, 2,5.
0g
Deionized water, 950.0g
Isopropanol, 1000.0 g
The above components were mixed to form a clear solution.
Coat the above solution on cast polypropylene film and at 77 ° C (170 ° F)
Oven dried, 5g / mTwo50μm dry coating equivalent to the coating weight of
Film thickness was obtained.
Approximately 2.8kg / cm of coated materialTwo(40Ib / inchTwo) At 96 ° C (205
° F) with one heated steel roll and one unheated rubber roll
Pass through the roll laminator for 3.8 seconds, TesinTMLaminated on a microporous membrane.
In the following examples, TesinTMOn one side of the microporous membrane, a release liner (75 μm membrane)
Thickness) was coated with a pressure-sensitive adhesive (75 μm film thickness).
Incorporates HPS1640 cartridge available for Hewlett-Packard Desk3et 1200C
Hewlett Packard DesignJetTMCyan, magenta, yellow, bra on 650C
100% solid for black (black), red, green and blue
The test pattern was printed.
Measure reflection density using Gretag SPM-50 (2 inch setting, D65, ANSIT, Abs, No)
did.
Example 7
The following is TesinTMThe film has fast drying properties but also has the disadvantage of low density images
It is an Example which shows.
Tesin uncoatedTMDesignJet equipped with one piece of membrane as aboveTM
The test pattern was printed in the 650C. Immediately after printing
All colors are dry and both images are on the finger
There was no stickiness or color peeling attached.
The concentration was measured. As shown in Table 3, the concentration values are relative to the coated samples.
Everything was low.
Example 8
ISP (Internatinal Specialty Pr., 1361 Alps Road, 07470, NJ
oducts), a 10% by weight solution of polyvinylpyrrolidone, PVP-K90 (weight /
Weight solution) was prepared in ethanol.
TesinTMNotch bar with 3 mil gap (knife coater)
) Is used to coat the above solution to produce an inkjet recording medium
did.
Tesin coated with PVP K-15TMDesignJet equipped with one piece of membrane as aboveTM
The test pattern was printed in the 650C. Immediately after printing
Of course, all colors are dry and there is no sticky or peeling color from the image
Was. Visually, the image is the untreated Tesin in Example 7.TMMembrane drawing
It looked higher than the image.
The density of each color was measured. As shown in Table 3, the concentration values are uncoated
Overall higher than the sample.
Example 9
This example was obtained depending on the coating solution concentration as well as the coating formulation.
Are shown below.
ISP (Internatinal Special located at 1361 Alps Road, 07470, NJ
ty Products), a 30% by weight solution of polyvinylpyrrolidone, PVP-K90 (
Weight / weight solution) was prepared in ethanol.
TesinTMA notch bar (knife coater) with a gap set to 3 mil was added to the membrane sample.
) To produce an inkjet recording medium by coating the above solution
did.
Design equipped with one piece of the completed inkjet recording medium as above
JetTMThe test pattern was printed in the 650C. Immediately after printing, touched by finger
However, all colors are dry and sticky or peeling colors from the image sticking to the finger
Did not. Visually, the image is the untreated Tesin in Example 7.TMfilm
And higher density than the image of Example 8 and the ink jet recording medium in Example 8.
Looked like. The density of each color was measured. Table 3 shows the density values.
Example 10
This embodiment is also likely to have a wide font for quick handling after printing.
Next generation printer with matte array or other rapid inkjet printing means
The entire plain film while maintaining the excellent drying properties required for rapid drying of
Tesin to improve the concentration overTM(Or other microporous films)
Another type of solution that can be used for plating is described.
The solution / dispersion was prepared as follows.
ISP (Internatinal Specialty Pr., 1361 Alps Road, 07470, NJ
oducts) from polyvinylpyrrolidone, PVP-K90, 10 g in ethanol
Prepared. The solution was stirred vigorously and Aerosil 380 silica (43017, Ohio,
Dubiln, 425 Metro Place North, Degussa Corporation of Suite 450, Silica Di
10 g). This mixture was equipped with a disintegration screen
Homogenizer (01028, Maine, East Longmeadow, PO Box 589, Silverson
(Available from Machines, Inc.) at 1/3 speed for 5 minutes
.
TesinTMA notch bar (knife coater) with a gap set to 3 mil was added to the membrane sample.
) To coat the above mixture to produce an inkjet recording medium
did.
DesignJet equipped with one piece of the above medium as aboveTM Installed inside the 650C,
Pattern was printed. Immediately after printing, when touched with a finger, all colors are dry.
There was no stickiness or color separation from the image adhered to the finger. Visually, the image is
, Higher concentrations than any of the samples in Examples 7 to 9. Density of each color
Was measured. The concentration values are shown in Table 3, all of which are more overall than those of the other samples.
high.
Example 11
A 30% solution of PVP-K described in Example 9 was applied to plain 4 mil polyester (polyethylene).
Use a notch bar with a gap of 3 mils on the (terephthalate) film
And coated.
DesignJ equipped with one piece of polyester coated with PVP-K15 as above
etTMThe test pattern was printed in the 650C. Immediately after printing, touching with your finger
At that time, all colors were wet. Even after 10 minutes from printing, the image is easily smudged and solid
She was still sticky and dirty even after 20 minutes.
All coatings in these examples were dried at 110 ° C (230 ° F) for 3 minutes.
Was.
The present invention is not limited to the above embodiment. The following are the claims
You.
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フロントページの続き
(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(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ
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ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｇ
Ｅ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ
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ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ
Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ
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Continuation of front page
(81) Designated countries 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 (KE, LS, MW, SD, S
Z, UG), EA (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, FI, GB, G
E, HU, IL, IS, JP, KE, KG, KP, KR
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MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, P
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