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JP2002019268A - インクジェット記録媒体のインク吸収層形成用超微粒セラミック粉末凝集体分散水 - Google Patents

インクジェット記録媒体のインク吸収層形成用超微粒セラミック粉末凝集体分散水

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Publication number
JP2002019268A
JP2002019268A JP2000200794A JP2000200794A JP2002019268A JP 2002019268 A JP2002019268 A JP 2002019268A JP 2000200794 A JP2000200794 A JP 2000200794A JP 2000200794 A JP2000200794 A JP 2000200794A JP 2002019268 A JP2002019268 A JP 2002019268A
Authority
JP
Japan
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ceramic powder
particle size
ultrafine ceramic
ultrafine
recording medium
Prior art date
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Pending
Application number
JP2000200794A
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English (en)
Inventor
Masamichi Murota
正道 室田
Hirokuni Kino
博州 城野
Masahide Arai
将英 荒井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Evonik Operations GmbH
Nippon Aerosil Co Ltd
Original Assignee
Degussa GmbH
Degussa Huels AG
Nippon Aerosil Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Degussa GmbH, Degussa Huels AG, Nippon Aerosil Co Ltd filed Critical Degussa GmbH
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Priority to CA002413739A priority patent/CA2413739A1/en
Priority to AT01956491T priority patent/ATE278560T1/de
Priority to PCT/EP2001/007015 priority patent/WO2002002347A1/en
Priority to KR10-2003-7000009A priority patent/KR20030047983A/ko
Priority to EP01956491A priority patent/EP1299244B1/en
Priority to IL15375901A priority patent/IL153759A0/xx
Priority to DE60106258T priority patent/DE60106258T2/de
Priority to AU2001278461A priority patent/AU2001278461A1/en
Priority to TW090115123A priority patent/TW567145B/zh
Priority to US09/893,513 priority patent/US20020041952A1/en
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 精緻にして鮮明な画像の印刷を可能ならしめ
るインクジェット記録媒体のインク吸収層形成用超微粒
セラミック粉末凝集体分散水を提供する。 【解決手段】 超微粒セラミック粉末凝集体分散水が、
純水中に、塗布適性粘度である１０〜２００ｍＰａ・ｓ
の粘度でのレーザー回折粒度分布測定装置を用いた測定
で、０．０５〜０．３μｍの平均粒径を示し、かつこの
測定結果に基づいて作成した粒度分布曲線におけるピー
ク高さの半分の高さ位置のピーク幅（半価幅）が前記ピ
ーク高さの粒径に対する割合で０．７以下の高整粒性を
示す超微粒セラミック粉末凝集体が分散含有したものか
らなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、インクジェット
記録媒体の構成層であるインク吸収層の形成に用いるの
に適し、これによってインクジェット記録媒体への精緻
にして鮮明な画像の印刷を可能ならしめる超微粒セラミ
ック粉末凝集体分散水に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般に厚さが１００〜３００μｍ
の紙やポリエチレンフィルムなどの支持体の表面にイン
ク吸収層を３０〜２００μｍの厚さで塗布形成し、さら
にこの表面に必要に応じて水溶性樹脂などからなる保護
層を１〜１０μｍの厚さでスプレー形成してなるインク
ジェット記録媒体が知られている。
【０００３】また、上記インクジェット記録媒体の構成
層であるインク吸収層が、純水中に、いずれも超微粒の
酸化けい素（以下、ＳｉＯ2で示す）粉末凝集体や酸化
アルミニウム（以下、Ａｌ2Ｏ3で示す）粉末凝集体など
の超微粒セラミック粉末凝集体を塗布適性粘度である１
０〜２００ｍＰａ・ｓの粘度になるまで加えて超微粒セ
ラミック粉末凝集体分散水とし、これに例えばカチオン
性ポリマー、エタノール、ｎ−プロパノ−ル、酢酸エチ
ル、およびポリビニールアルコール、ホウ酸などを加え
て塗料とし、この塗料を上記支持体表面に塗布し、乾燥
することにより形成されることも知られている。
【０００４】さらに、上記の超微粒セラミック粉末凝集
体は、通常原料粉末としてＳｉＣｌ 4やＡｌＣｌ3などを
用い、例えば燃焼バーナーで、これに水素と酸素を加え
て気相合成することにより製造されたものが用いられる
が、この場合得られた超微粒セラミック粉末は、粒径が
きわめて微細で、その粒径が７〜４０ｎｍの平均粒径を
有する超微粒粉末であるために、粉末相互の凝集が避け
られず、上記の通り純水中にはボールミルなどで解砕し
た状態で加えても、通常１〜３０μｍの平均粒径を有す
る超微粒セラミック粉末凝集体で存在するものである。
【０００５】さらに、また上記のインクジェット記録媒
体への画像印刷は、インクジェットプリンタのドット
（ノズル）から噴出される微細なインク粒を、構成層で
あるインク吸収層に吸着させ、これが多色刷りであれば
色調の異なる複数の微細インク粒の多数回にわたる噴出
吸着により行われるものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年のインクジ
ェットプリンタの高性能化は著しく、これに伴ない、イ
ンクジェット装置から噴出される個々のインク粒の粒径
も２０μｍ以下にまで超微粒化することができるように
なっているが、上記の従来インクジェット記録媒体で
は、これを構成するインク吸収層に前記インク粒の局部
的流れ出しや浸み出しが発生し、この結果印刷画像はイ
ンク粒の超微粒化に対応した鮮明度および仕上がりには
至らないのが現状である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者は、上
述の観点から、インクジェット記録媒体を構成するイン
ク吸収層がインクジェットプリンタから噴出された超微
粒のインク粒を吸着位置に的確に保持することができる
ように、前記インク吸収層の形成に用いられる超微粒セ
ラミック粉末凝集体分散水に着目し、研究を行った結
果、 （ａ）上記従来超微粒セラミック粉末凝集体分散水にお
いては、これを構成する超微粒セラミック粉末凝集体
が、レーザー回折粒度分布測定装置を用いた測定で、１
〜３０μｍの平均粒径を示し、かつこの測定結果に基づ
いて作成した上記超微粒セラミック粉末凝集体の粒度分
布曲線は図２に例示されるパターンを示し、この場合前
記パターンにおけるピーク高さの半分の高さ位置のピー
ク幅（以下、半価幅と云う）が前記ピーク高さに対する
割合で１〜１．５を示し、このことは前記超微粒セラミ
ック粉末凝集体が相対的に粗く、かつその粒径が相互に
不揃い、すなわち整粒性に劣ることを示すものである。
したがってこのように粒径が相対的に粗く、不揃いの超
微粒セラミック粉末凝集体を用いて形成されたインク吸
収層では、微視的に粒径の粗い超微粒セラミック粉末凝
集体になればなるほど１個の超微粒セラミック粉末凝集
体に多数の前記超微粒インク粒が吸着することになり、
この場合前記超微粒インク粒の吸着位置での的確な保持
は困難で、前記インク粒が吸着位置から流れ出たり、浸
み出たりするのが避けられず、インク粒の吸着位置での
的確な保持は困難であること。
【０００８】（ｂ）上記従来超微粒セラミック粉末凝集
体分散水は、超微粒セラミック粉末凝集体を純水中に通
常のミキサーを用いて１〜５０％分散含有させた状態で
インク吸収層の形成に供していたが、この従来超微粒セ
ラミック粉末凝集体分散水を、さらに公知の超音波ホモ
ジナイザーで所定時間処理すると、前記超微粒セラミッ
ク粉末凝集体分散水を超高圧ジェット流とし、これを相
互に対向衝突させるジェットミル装置で所定時間処理す
るかすると、前記超微粒セラミック粉末凝集体分散水中
の超微粒セラミック粉末凝集体がきわめて高い解砕度で
急速に解砕されるようになり、前記処理時間を調整し
て、塗布適性粘度である１０〜２００ｍＰａ・ｓの粘度
でのレーザー回折粒度分布測定装置を用いた測定で、純
水中に分散する超微粒セラミック粉末凝集体の平均粒径
を０．０５〜０．３μｍとし、かつ測定結果に基づいて
作成した上記超微粒セラミック粉末凝集体の粒度分布曲
線、すなわち図１に例示される粒度分布曲線におけるピ
ーク高さの半分の高さ位置のピーク幅（半価幅）が前記
ピーク高さの粒径に対する割合で０．７以下を示す、よ
うにすると、この結果の超微粒セラミック粉末凝集体分
散水を用いて形成されたインク吸収層は、相対的に細粒
にして、かつ整粒性にすぐれた、すなわち全体的に寸法
の揃った超微粒セラミック粉末凝集体の集合体で構成さ
れるようになるので、噴出インク粒を吸着位置に確実
に、かつ浸み出しや流れ出しなどの発生なく、保持する
ことから、インクジェット記録媒体に印刷された画像は
精緻にして、鮮明度のきわめて高いものとなること。以
上（ａ）および（ｂ）に示される研究結果を得たのであ
る。
【０００９】この発明は、上記の研究結果に基づいてな
されたものであって、インクジェット記録媒体のインク
吸収層の形成に用いられる超微粒セラミック粉末凝集体
分散水が、塗布適性粘度である１０〜２００ｍＰａ・ｓ
の粘度でのレーザー回折粒度分布測定装置を用いた測定
で、純水中に分散する超微粒セラミック粉末凝集体が
０．０５〜０．３μｍの平均粒径を示し、かつ測定結果
に基づいて作成した上記超微粒セラミック粉末凝集体の
粒度分布曲線におけるピーク高さの半分の高さ位置のピ
ーク幅（半価幅）が前記ピーク高さの粒径に対する割合
で０．７以下の高整粒性を示すこと、に特徴を有するも
のである。
【００１０】なお、この発明の超微粒セラミック粉末凝
集体分散水における超微粒セラミック粉末凝集体の平均
粒径を０．０５〜０．３μｍとしたのは、その粒径が
０．０５μｍ未満になると、印刷画像上には粒径の相違
が効果の相違として現れないことから、その粒径の最小
径を０．０５μｍとしたものであり、一方、その粒径が
０．３μｍを越えて粗粒になると、超微粒セラミック粉
末凝集体１個に粒径が２０μｍ以下の超微粒にして、色
調の異なる複数のインク粒が重なり合った状態で吸着す
るようになることから、インクの浸み出しや流れ出し現
象が避けられなくなって鮮明な画像が得られなくなると
いう理由によるものである。
【００１１】また、上記超微粒セラミック粉末凝集体の
粒度分布曲線の半価幅をピーク高さの粒径に対する割合
で０．７以下としたのは、その半価幅の割合が０．７を
越えると、超微粒セラミック粉末凝集体には粒径相互に
大きな寸法差のあるものが多い割合で存在するようにな
り、したがってこれよりインク吸収層を形成した場合、
このうちの相対的に粒径の大きい超微粒セラミック粉末
凝集体には上記の通り多種類の色調のインクが重なり合
って吸着することになることから、インクの浸み出しや
流れ出し現象が避けられず、この結果印刷画像には色む
らが発生するようになるという理由に基づくものであ
る。
【００１２】なお、超微粒セラミック粉末凝集体分散水
の塗布適性粘度を１０〜２００ｍＰａ・ｓとしたのは、
その粘度が１０ｍＰａ・ｓ未満では、支持体からの流れ
落ちが発生し、一方その粘度が２００ｍＰａ・ｓを越え
ると、支持体表面への均一にして、平滑な塗布が困難に
なるという理由によるものである。
【００１３】
【発明の実施の態様】つぎに、この発明の超微粒セラミ
ック粉末凝集体分散水を実施例により具体的に説明す
る。それぞれ原料としてＳｉＣｌ4、ＡｌＣｌ3、および
ＴｉＣｌ4を用い、水素および酸素の燃焼バーナーで気
相加水分解して、表１に示される個数基準平均一次粒子
径（以下、平均粒径と云う）の超微粒ＳｉＯ2粉末、超
微粒Ａｌ2Ｏ3粉末、および超微粒ＴｉＯ2粉末を調製
し、これら超微粒セラミック粉末は凝集体の状態で存在
するので、それぞれ通常の乾式解砕機を用いて所定時間
解砕した後、純水中にビーズミルで攪拌しながら添加す
ることによりそれぞれ表１に示される粘度をもった従来
超微粒セラミック粉末凝集体分散水（以下、従来セラミ
ック分散水と云う）１〜１５を製造した。
【００１４】また、上記の従来セラミック分散水１〜１
５のそれぞれを、前記従来セラミック分散水をジェット
流とし、これを相互に対向させて衝突させるジェットミ
ル装置にて、ジェット流の衝突位置の半径：０．１ｍ
ｍ、ジェット流の速さ：６００ｍ／ｓｅｃ．、ジェット
流のノズル孔での流量：１５ｌ／ｍｉｎ．の条件で、所
定時間処理し、前記分散水中の超微粒セラミック粉末凝
集体をさらに解砕することにより本発明超微粒セラミッ
ク粉末凝集体分散水（以下、本発明セラミック分散水と
云う）１〜１５を製造した。
【００１５】つぎに、上記の本発明セラミック分散水１
〜１５および従来セラミック分散水１〜１５について、
２２℃で２時間保存した後の粘度をＥ型粘度計（東機産
業社製品）を用いて２．５ｒｐｍで測定した。また、レ
ーザー回折粒度分布測定装置を用いて、前記分散水中の
超微粒セラミック粉末凝集体の粒度分布を測定し、この
測定結果に基づいて平均粒径を算出すると共に、粒度分
布曲線を作成し、ピーク高さの半分の高さ位置の幅の前
記ピーク高さに対する割合（半価幅の割合）を算出し
た。これらの算出結果を表１に示した。
【００１６】さらに、上記の本発明セラミック分散水１
〜１５および従来セラミック分散水１〜１５のそれぞれ
に、１０００ｍｌ当たり、１０〜４０ｇのカチオン性ポ
リマー、５０〜１００ｍｌのエタノール、１５〜３０ｍ
ｌのｎ−プロバノ−ル、１０〜２０ｍｌの酢酸エチル、
２０〜６０ｇのポリビニールアルコール、および１〜１
０ｇのホウ酸を前記範囲内の所定量加えてインク吸収層
形成用塗料とし、これを厚さ：２００μｍの吸水性紙
（支持体）の記録側面に塗布した後、急冷し、さらに５
０℃の温風で３分間乾燥させてインク吸収層の厚さが８
０μｍのインクジェット記録媒体を作成した。この結果
得られたインクジェット記録媒体に多色刷りセイコーエ
プソン社製インクジェットプリンタＰＭ−３３００Ｃを
用いてイエロー、マゼンタおよびシアンのベタ印字を行
い、反射濃度をそれぞれ、青、緑、赤の単光色にて測定
した。その結果を表２に示した。また、２５０×１８０
ｍｍの寸法をもった多色刷り人物画を印刷し、画質を高
精度デジタルマイクロスコープを用いて観察（３０００
倍）した。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【表２】
【００１９】
【発明の効果】表１に示される結果から、本発明セラミ
ック分散水１〜１５は、いずれも従来セラミック分散水
１〜１５に比して、これを構成する超微粒セラミック粉
末凝集体の粒径が微細で、整粒性のすぐれたものである
ことが明らかであり、したがって本発明セラミック分散
水１〜１５を用いて形成されたインクジェット記録媒体
のインク吸収層は、従来セラミック分散水１〜１５を用
いて形成されたそれに比して、相対的に微細にして整粒
の超微粒セラミック粉末凝集体で構成されるようになる
ので、インクジェットプリンタから噴出された超微粒イ
ンク粒を吸着位置に正確に保持することから、これに印
刷された画像は濃度が高く一段と精緻にして、鮮明度の
すぐれたものになることが確認された。上述のように、
この発明の超微粒セラミック粉末凝集体分散水は、イン
クジェットプリンタの性能向上に十分満足に対応できる
インクジェット記録媒体の製造を可能とするものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明超微粒セラミック粉末凝集体分散水を構
成する超微粒セラミック粉末凝集体の粒度分布曲線を例
示する図である。
【図２】従来超微粒セラミック粉末凝集体分散水を構成
する超微粒セラミック粉末凝集体の粒度分布曲線を例示
する図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 室田 正道 三重県四日市市三田町３番地 日本アエロ ジル株式会社四日市工場内 (72)発明者 城野 博州 三重県四日市市三田町３番地 日本アエロ ジル株式会社四日市工場内 (72)発明者 荒井 将英 東京都新宿区西新宿２丁目３番１号 日本 アエロジル株式会社内 Ｆターム(参考） 2C056 EA04 FC06 2H086 BA33 BA41 BA45 4G072 AA28 BB05 HH08 JJ11 RR05 RR11 UU25 4G076 AA02 AB04 BA07 CA15 DA30

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 塗布適性粘度である１０〜２００ｍＰａ
    ・ｓの粘度でのレーザー回折粒度分布測定装置を用いた
    測定で、 純水中に分散する超微粒セラミック粉末凝集体が０．０
    ５〜０．３μｍの平均粒径を示し、 かつ測定結果に基づいて作成した上記超微粒セラミック
    粉末凝集体の粒度分布曲線におけるピーク高さの半分の
    高さ位置のピーク幅（半価幅）が前記ピーク高さの粒径
    に対する割合で０．７以下の高整粒性を示すこと、を特
    徴とするインクジェット記録媒体のインク吸収層形成用
    超微粒セラミック粉末凝集体分散水。
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