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JP2010052368A - インクジェット記録媒体 - Google Patents

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JP2010052368A
JP2010052368A JP2008221769A JP2008221769A JP2010052368A JP 2010052368 A JP2010052368 A JP 2010052368A JP 2008221769 A JP2008221769 A JP 2008221769A JP 2008221769 A JP2008221769 A JP 2008221769A JP 2010052368 A JP2010052368 A JP 2010052368A
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Hiroshi Kawakami
浩 川上
Ryoichi Nakano
良一 中野
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Fujifilm Corp
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Abstract

【課題】画像記録に伴なうカールの発生を抑制し、耐オゾン性、取り扱い性に優れるインクジェット記録媒体を提供する。
【解決手段】原紙の両面に該原紙側から順に、親水性バインダーを含む第1の層と、無機微粒子とバインダーと水溶性多価金属化合物を含む第2の層と、が積層されており、前記第1の層の表面におけるJIS P8140に準拠した吸水度試験による接触時間120秒間のコッブ吸水度が2.0g/m以下であるインクジェット記録媒体。
【選択図】なし

Description

本発明は、両面記録を行なうインクジェット記録媒体に関する。
インクジェット記録方法は、インクを受容する記録層が多孔質構造に構成されたインクジェット記録媒体が提案され、実用化されている。その一例として、無機顔料粒子及び水溶性バインダーを含み、高い空隙率を有する記録層が支持体上に設けられたインクジェット記録媒体があり、多孔質構造を有するためにインクの速乾性に優れ、高い光沢を有する等、写真ライクな画像の記録が可能な材料として広く用いられるに至っている。
近年、このようなインクジェット記録用の記録材料においても、フォトブックなどの商業用のプリント等として両面に画像を記録する用途が求められつつある。両面にインクを打滴して画像記録する場合、高画質で高光沢な画像をより高速で記録できるだけでなく、記録材料としての品質上、記録中ないし記録後においてカール等の変形が生じにくいことが重要である。
特に画像濃度や画像面積率の高いグラフィカルな画像を形成しようとする場合は、記録媒体上の単位面積あたりのインク量が多くなり、溶媒吸収層がインク溶媒の原紙への浸透を抑えきれなくなる。そのため、ポリオレフィン等を用いた樹脂層で被覆された耐水紙(例えばラミネート紙)が一般に使用されている(例えば、特許文献1〜2参照。)。
一方、両面記録用の記録材料として、インクジェット記録層中の無機超微粒子の平均二次粒子径が300nm以下であり、且つ支持体の片面の熱可塑性有機高分子微粒子の平均粒子径が300nm以下であり、更に支持体の他面の熱可塑性有機高分子微粒子の平均粒子径が0.1μm以上10μm以下であるインクジェット記録材料が提案されている(例えば、特許文献3参照)。ここでは、平均二次粒子径が300nm以下であり、且つ熱可塑性有機高分子微粒子の平均粒子径が表裏で異なることで、表裏でインク付着量が大きく異なる場合でも印字後のカール特性が良好で、光沢性、耐オゾン性、画質、インク吸収性にも優れるとされている。
インクジェット技術は、オフィスプリンター、ホームプリンター等の分野での適用のみならず、近年では、商業印刷分野での応用がなされつつある。この商業印刷分野では、完全にインク溶媒の原紙への浸透をシャットアウトする写真のような表面を有するものではなく、汎用の印刷紙のような印刷の風合いが要求されている。しかし、記録媒体を構成している溶媒吸収層が20〜30μmと厚くなると、記録媒体の表面光沢、質感、こわさ(コシ)等が制限されてしまうため、商業印刷分野でのインクジェット技術の適用は、記録媒体に対する表面光沢、質感、こわさ(コシ)等の制限が許容されるポスター、帳票印刷等に留まっている。
記録媒体は、溶媒吸収層、耐水層を有することによりコスト高となっており、さらに、樹脂層で被覆されていることから古紙回収ができず、これらも上記制限の一因となっている。
特開2005−238829号公報 特開2005−96285号公報 特開2005−119217号公報
以上の通り、上記特許文献に記載の記録媒体ではカール等の紙変形を抑制し、濃度及び耐オゾン性において十分でないのが実情であった、また、樹脂層を有する記録媒体はリサイクル性がなかった。また、溶媒吸収層等を有することでその取り扱い性が落ちることも問題であった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、画像記録に伴なうカールの発生を抑制し、耐オゾン性、取り扱い性に優れるインクジェット記録媒体を提供することを課題とする。
<1>
原紙の両面に該原紙側から順に、親水性バインダーを含む第1の層と、無機微粒子とバインダーと水溶性多価金属化合物を含む第2の層と、が積層されており、前記第1の層の表面におけるJIS P8140に準拠した吸水度試験による接触時間120秒間のコッブ吸水度が2.0g/m以下であるインクジェット記録媒体。
<2>
前記水溶性多価金属化合物が水溶性アルミニウム化合物であり、前記第2の層が更に含窒素有機カチオンポリマーを含み、含窒素有機カチオンポリマーが前記第2の層を前記原紙に平行な平面で2等分したときの原紙から遠い側半分よりも原紙に近い側半分に多く含まれ、前記水溶性アルミニウム化合物が原紙に近い側半分よりも原紙から遠い側半分に多く含まれていることを特徴とする上記<1>に記載のインクジェット記録媒体。
<3>
前記第2の層の表面における接触時間30秒間のジエチレングリコールの吸収容量が12mL/m以上であることを特徴とする上記<1>または<2>に記載の記載のインクジェット記録媒体。
<4>
前記原紙の坪量が200g/m未満であることを特徴とする上記<1>〜<3>のいずれか1項に記載のインクジェット記録媒体。
本発明によれば、両面画像記録に伴なうカールの発生を抑制し、インク吸収性に優れ、高画像濃度を保つことができ、耐オゾン性にも優れ、更に、取り扱い性に優れるインクジェット記録媒体を提供することができる。
また、本発明によれば、リサイクル可能なインクジェット記録媒体を提供することができる。
以下、本発明のインクジェット記録媒体詳細に説明する。
<インクジェット記録媒体>
本発明のインクジェット記録媒体は、原紙の両面に該原紙側から順に、親水性バインダーを含む第1の層と、無機微粒子とバインダーと水溶性多価金属化合物を含む第2の層と、が積層されており、前記第1の層の表面におけるJIS P8140に準拠した吸水度試験による接触時間120秒間のコッブ吸水度が2.0g/m以下であるように構成される。更に、必要に応じて、適宜選択された他の層を設けて構成することができる。
本発明のインクジェット記録媒体は、上記構成とすることにより、両面画像記録に伴なうカールの発生を抑制し、インク吸収性に優れ、高画像濃度を保つことができ、耐オゾン性にも優れ、更に、取り扱い性に優れるリサイクル可能なインクジェット記録媒体となる。
更に、本発明のインクジェット記録媒体は薄紙系でありながら、コシ(紙腰)を持たせることができ、また適度な張りもあることから、2枚張り合わせて用いることなくフォトアルバムに好適に用いることができ、また、ページ捲りもし易いという利点もある。
(原紙)
原紙としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができる。
原紙の原料として使用できるパルプとしては、原紙の表面平滑性、剛性及び寸法安定性(カール性)を同時にバランス良く、かつ高いレベルにまで向上させる点から、広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)が望ましい。また、針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)や広葉樹サルファイトパルプ(LBSP)等を使用することもできる。
パルプの叩解には、ビータやリファイナー等を使用できる。パルプを叩解した後に得られるパルプスラリー(以下、「パルプ紙料」ということがある。)には、必要に応じて各種添加材、例えば、填料、乾燥紙力増強剤、サイズ剤、湿潤紙力増強剤、定着剤、pH調整剤、その他の薬剤等が添加される。
填料としては、例えば、炭酸カルシウム、クレー、カオリン、白土、タルク、酸化チタン、珪藻土、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等が挙げられる。
乾燥紙力増強剤としては、例えば、カチオン化澱粉、カチオン化ポリアクリルアミド、アニオン化ポリアクリルアミド、両性ポリアクリルアミド、カルボキシ変性ポリビニルアルコール等が挙げられる。
サイズ剤としては、例えば、脂肪酸塩、ロジン、マレイン化ロジン等のロジン誘導体、パラフィンワックス、アルキルケテンダイマー、アルケニル無水琥珀酸(ASA)、エポキシ化脂肪酸アミド等が挙げられる。
湿潤紙力増強剤としては、例えば、ポリアミンポリアミドエピクロロヒドリン、メラミン樹脂、尿素樹脂、エポキシ化ポリアミド樹脂等が挙げられる。
定着剤としては、例えば、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム等の多価金属塩、カチオン化澱粉等のカチオン性ポリマー等が挙げられる。
pH調整剤としては、例えば、苛性ソーダ、炭酸ソーダ等が挙げられる。
その他の薬剤としては、例えば、消泡剤、染料、スライムコントロール剤、蛍光増白剤等が挙げられる。
また、パルプ紙料には、必要に応じて、柔軟化剤等を添加することもできる。柔軟化剤については、例えば、新・紙加工便覧(紙薬タイム社編)554〜555頁(1980年発行)に記載がある。
表面サイズ処理に使用される処理液には、例えば、水溶性高分子、サイズ剤、耐水性物質、顔料、pH調整剤、染料、蛍光増白剤等が含まれていてもよい。
水溶性高分子としては、例えば、カチオン化澱粉、ポリビニルアルコール、カルボキシ変性ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、セルロースサルフェート、ゼラチン、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム、スチレン−無水マレイン酸共重合体ナトリウム塩、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム等が挙げられる。
サイズ剤としては、例えば、石油樹脂エマルジョン、スチレン−無水マレイン酸共重合体アルキルエステルのアンモニウム塩、ロジン、高級脂肪酸塩、アルキルケテンダイマー(AKD)、エポキシ化脂肪酸アミド等が挙げられる。
耐水性物質としては、例えば、スチレン−ブタジエン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリエチレン、塩化ビニリデン共重合体等のラテックス・エマルジョン類、ポリアミドポリアミンエピクロルヒドリン等が挙げられる。
顔料としては、例えば、炭酸カルシウム、クレー、カオリン、タルク、硫酸バリウム、酸化チタン等が挙げられる。
pH調整剤としては、例えば、塩酸、苛性ソーダ、炭酸ソーダ等が挙げられる。
原紙の材料の例としては、上記した天然パルプ紙の他に、合成パルプ紙、天然パルプと合成パルプの混抄紙、更には各種の抄き合わせ紙を挙げることができる。
原紙の坪量としては、特に限定されないが、200g/m未満であることが取り扱い性の点で好ましく、40〜150g/mがより好ましく、50〜120g/mが更に好ましく、60〜100g/mが特に好ましい。
原紙の坪量を40g/m以上とすることにより取り扱い性、紙腰が出てくる傾向となり、200g/m以下することにより「こわさ」が低減する傾向となり好ましい。
原紙としては、例えば、上質紙や塗工紙など、一般印刷用紙等を用いることができる。中でも、熱可塑性樹脂等で被覆されていない浸透性紙材が好ましい。具体的には、日本製紙製の「しらおい」等の上質紙、「オーロラコート」、「ユーライト」等のコート紙(A2、B2)、王子製紙製の「OKトップコート+」、及び三菱製紙社製の「特菱アート」等のアート紙(A1)などを挙げることができる。
(第1の層)
本発明の記録媒体の前記原紙の上には、第1の層を有する。以下、第1の層が形成された原紙は支持体ともいう。
第1の層を設けることにより、原紙へのインク溶媒の浸透が抑制される。例えば、溶媒ブロッキング層が設けられた紙として、ポリエチレン樹脂を主成分とした被膜層を原紙表面に設けたものが公知となっている。しかしながら、上述の溶剤ブロッキング層を設けて耐水性を与えた紙では、水の浸透防止効果はほぼ完全なものが得られるが、紙としての風合いについては必ずしも満足できるものではない。
第1の層は、少なくとも親水性バインダーを含み、第1の層が設けられた原紙の、第1の層の表面におけるJIS P8140に準拠した吸水度試験による接触時間120秒間のコッブ吸水度を2.0g/m以下とする。
本発明において、第1の層をこの範囲であれば特に制限はなく、第1の層としては、目的に応じて公知の添加剤の中から適宜選択して用いることができる。
第1の層は、例えば、親水性バインダー以外に、必要に応じて更に他の成分を用いて構成することができる。
本発明における第1の層は、インク溶媒の浸透を抑え、良好な表面性状を得る点で、例えば、親水性バインダーとして熱可塑性樹脂(好ましくはラテックス、より好ましくはポリエステル系ウレタンラテックス、アクリルシリコーン系ラテックス)を、白色顔料としてカオリンを用い、熱可塑性樹脂の質量(固形分)xとカオリンの質量yとの質量比率x/yを1以上30以下とした層、これに更に、エポキシ化合物、活性メチレン基を有する化合物、塩化シアヌル、ホルムアルデヒド、及びカルボジイミドから選択される架橋剤を用いた層などが好ましい。
−親水性バインダー−
第1の層は、親水性バインダー(以下、単に「バインダー」ともいう。)の少なくとも1種を含有する。バインダーは、分散のみならず、塗膜強度を向上させる目的で用いられる。尚、本発明において、「親水性バインダー」にはラテックスなどのバインダー粒子の水分散物も包含されるものである。
バインダーとしては、例えば、ポリビニルアルコール(アセトアセチル変性、カルボキシ変性、イタコン酸変性、マレイン酸変性、シリカ変性及びアミノ基変性等の変性ポリビニルアルコールを含む)、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、デンプン類(変性デンプンを含む)、ゼラチン等の水溶性樹脂;アラビヤゴム、カゼイン、スチレン−無水マレイン酸共重合体加水分解物、ポリアクリルアミド、酢酸ビニル−ポリアクリル酸共重合体のケン化物等が挙げられる。また、スチレン・ブタジエン共重合物、酢酸ビニル共重合物、アクリロニトリル・ブタジエン共重合物、アクリル酸メチル・ブタジエン共重合物、ポリ塩化ビニリデン等の合成高分子のラテックス系のバインダーが挙げられる。
本発明においては、製造適性の観点から、バインダーとして少なくとも1種の水溶性樹脂を含むことが好ましい。
前記ポリビニルアルコールには、ポリ酢酸ビニルの低級アルコール溶液をケン化して得られるポリビニルアルコール及びその誘導体が、さらに酢酸ビニルと共重合しうる単量体と酢酸ビニルとの共重合体のケン化物が含まれる。ここで、酢酸ビニルと共重合しうる単量体としては、(無水)マレイン酸、フマール酸、クロトン酸、イタコン酸、(メタ)アクリル酸等の不飽和カルボン酸及びそのエステル、エチレン、プロピレン等のα−オレフィン、(メタ)アリルスルホン酸、エチレンスルホン酸、スルホン酸マレート等のオレフィンスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸ソーダ、エチレンスルホン酸ソーダ、スルホン酸ソーダ(メタ)アクリレート、スルホン酸ソーダ(モノアルキルマレート)、ジスルホン酸ソーダアルキルマレート等のオレフィンスルホン酸アルカリ塩、N−メチロールアクリルアミド、アクリルアミドアルキルスルホン酸アルカリ塩等のアミド基含有単量体、さらには、N−ビニルピロリドン誘導体等が挙げられる。
ポリビニルアルコールのうち、アセトアセチル変性ポリビニルアルコールは、一般には、前記ポリビニルアルコール系樹脂の溶液、分散液あるいは粉末に、液状又はガス状のジケテンを添加反応させて製造することができる。アセトアセチル変性ポリビニルアルコールのアセチル化度は、目的とする品質に応じて適宜選定することができるが、0.1モル%〜20モル%が好ましく、より好ましくは0.5モル%〜10モル%である。
バインダーとしては更に、ポリアミドやポリイミド類;ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル類;等の汎用の熱可塑性重合体をはじめ、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸フェニル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類;スチレン、クロルスチレン、ビニルスチレン等のスチレン類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル類;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル類;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類;等からなる単独重合体、あるいはこれらの構成単位を含む任意の共重合体など、公知の熱可塑性樹脂やそのラテックスの中から適宜選択することができる。
本発明において、一般的にバインダーとされるポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル等のα−オレフィンの単独重合体又はこれらの混合物等のポリオレフィン類は本発明においてはバインダーには含まれない。
中でも、水遮断性の点で、熱可塑性樹脂の粒子が好ましい。熱可塑性樹脂としては、アクリル系、アクリルシリコーン系、アクリルエポキシ系、アクリルスチレン系、ウレタン系(アクリルウレタン系、ポリエステル系ウレタン)、スチレン−ブタジエン系ラテックス、アクリロニトリル−ブタジエン系、及び酢酸ビニル系等が好ましい。
親水性バインダーは、リサイクル性の観点においても、ラテックス等の水分散物を用いて含有されるのが好ましい。
水分散性ラテックスは、水に不溶ないし難溶な疎水性ポリマーが微細な粒子として水相の分散媒体中に分散したものである。この分散状態としては、ポリマーが分散媒体中に乳化されているもの、乳化重合されたもの、ミセル分散されたもの、あるいはポリマー分子中に部分的に親水的な構造を持ち分子鎖自身が分子状分散したもの等のいずれでもよい。このような水分散性ラテックスについては、奥田平・稲垣寛編集「合成樹脂エマルジョン」(高分子刊行会発行、1978)、杉村孝明・片岡靖男・鈴木聡一・笠原啓司編集「合成ラテックスの応用」(高分子刊行会発行、1993)、室井宗一著「合成ラテックスの化学」(高分子刊行会発行、1970)等に詳しく記載されている。
ラテックスとしては、アクリル系ラテックス、アクリルシリコーン系ラテックス、アクリルエポキシ系ラテックス、アクリルスチレン系ラテックス、アクリルウレタン系ラテックス、スチレン−ブタジエン系ラテックス、アクリロニトリル−ブタジエン系ラテックス、ポリエステル系ウレタンラテックス、及び酢酸ビニル系ラテックス等の熱可塑性樹脂のラテックスが挙げられる。
特には、塗膜強度の観点から、ウレタン系ラテックス(アクリルウレタン系ラテックス、ポリエステル系ウレタンラテックス)、アクリルシリコーン系ラテックスが好ましく、ウレタン系ラテックスがより好ましい。
前記ラテックスの分子量としては、数平均分子量で3,000〜1,000,000が好ましく、特に5,000〜100,000程度のものがより好ましい。該分子量は、3,000以上であると原紙及び第2の層との密着性、並びに第1の層の力学強度を確保でき、1,000,000以下であると分散安定性や粘度等の製造適性面で有利である。
具体的には、アクリル系ラテックスとしては、市販品も使用でき、例えば、以下のような水分散性ラテックスが利用できる。すなわち、アクリル系樹脂の例として、ダイセル化学工業(株)製の「セビアンA4635、46583、4601」など、日本ゼオン(株)製の「Nipol Lx811、814、821、820、857」等が挙げられる。特に、特開平10−264511号、特開2000−43409号、特開2000−343811号、特開2002−120452号の各公報に記載のアクリルシリコンラテックスのアクリルエマルジョン(市販品としては、例えば、ダイセル化学工業(株)製のアクアブリッドシリーズ UM7760、UM7611、UM4901、アクアブリッド903、同ASi−86、ASi−89、同ASi−91、ASi−753、同4635、同4901、同MSi−04S、同AU−124、同AU−131、同AEA−61、同AEC−69、同AEC−162など)等も好適に使用することができる。
また、ポリエステル系ウレタンラテックスとしては、例えば、市販品として、DIC(株)製のHYDRAN APシリーズ(例えば、HYDRAN AP−20、同AP−30、同AP−30F、同AP−40(F)、同AP−50LM、同APX−101H、同APX−110、同APX−501など)等が挙げられる。
なお、上記の熱可塑性樹脂は、上記から少なくとも1種を選択して用いるのが好ましく、1種単独で用いるのみならず、2種以上を併用してもよい。
前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度(Tg)としては、5〜70℃が好ましく、特に15〜50℃が好ましい。前記Tgが特に前記範囲内であると、第1の層形成用の造膜液(例えば塗布液)のカワバリ等の問題が防止される等、製造上の取扱いが容易であり、またTgが高すぎてカレンダー温度をかなり高く設定しないと所望の光沢が得られない、金属ロール表面への接着が発生し易く逆に面状が悪化する等の支障を来すこともなく、容易に高光沢性、高平面性を得ることができる。
また、熱可塑性樹脂(好ましくはラテックスの樹脂微粒子)の最低造膜温度としては、20〜60℃が好ましく、25〜50℃がより好ましい。造膜しようとしたときの造膜可能な最低造膜温度領域が特に前記範囲内であると、第1の層形成用の造膜液(例えば塗布液)のカワバリ等の問題が防止される等、製造上の取扱いが容易であり、また第2の層を形成したときの染み込みが抑えられ、形成される第2の層の塗布面状が良好になり、インク溶媒を速やかに透過するのに充分な微孔性を有する層に構成することができる。液(例えば塗布液)を付与しただけの層は必ずしも良好な光沢性を具えるものではないが、後にソフトカレンダー処理を施すことで微孔性を保有した高光沢性の層が得られる。
バインダー(好ましくは熱可塑性樹脂)の第1の層中における含有量としては、該第1の層の全固形分に対して、15〜95質量%が好ましく、30〜90質量%がより好ましい。該含有量が特に前記範囲内であると、カレンダー処理を施したときに光沢性、平面性が良好であり、インク溶媒の浸透性が得られ、経時滲みの発生をより効果的に防止することができる。
また、第1の層には、必要に応じて、これらのバインダーの種類に応じて、適当なバインダーの硬膜剤を添加してもよい。
〜コッブ吸水度〜
本発明においては、第1の層が設けられた原紙の第1の層の側からJIS P8140に準拠した吸水度試験により測定した接触時間120秒間のコッブ吸水度を2.0g/m以下とする。コッブ吸水度が2.0g/m以下であることにより、第1の層が設けられた原紙は緩浸透性を有し、インク等の液体が付与されたときの吸収を遅らせ、カールの発生の度合いを低減できる。
更には、コッブ吸水度は、1.0g/m以下であることがより好ましい。また、コッブ吸水度の下限値は0.2g/mが望ましい。
前記コッブ吸水度は、JIS P8140に準拠した吸水度試験により測定されるものであり、原紙の片面、具体的には第1の層が設けられた原紙の第1の層の表面から一定時間水が接触した場合に吸収される水の量を測定したものである。本発明においては、接触時間は120秒間(2分間)である。
<第2の層塗布品の第1の層Cobb吸水度予測方法例>
第1の層のコッブ吸水度が低いと、第2の層(吸収層)塗布時の第2の層形成用塗布液は第1の層にしみ込みにくくなる。従って、第1の層と第2の層との界面が比較的わかりやすくなる。
また、第2の層は一般的にマジックインキ(登録商標、寺西化学工業(株)販売)が染み込みやすく容易に染色するが、第1の層が例えば、スチレン−ブタジエン系やアクリル−ウレタン系のラテックスが主成分である場合や、コッブ吸水度が2g/m以下の場合には、マジックインキ(登録商標)が染み込みにくいため染色されにくい。このような現象を利用して、マジックインキ(登録商標、極太)で第2の層を染色させた後、剃刃等で第2の層のみを削り取ることが可能である。
この方法で第2の層を削り取ったあとの第1の層のコッブ吸水度を予測することが可能である。但し、サンプルの表面性などにより、均一に切削できないため、削りすぎによる第1の層の破壊によりコッブ吸水度が高くなる場合があることや、第2の層が残るため、コッブ吸水度の測定値が高くなる場合があるため、1サンプルにつき、最低5回の測定を行い、最大値と最小値を除く3回の平均値を第2の層切削後の、第1の層表面におけるコッブ吸水度とする。
第2の層切削後の第1の層の表面におけるコッブ吸水度は、第2の層を設ける前の第1の層の表面におけるコッブ吸水度より、0.5〜3g/m程度高くなる場合がある。従って、第2の層切削後の第1の層の表面におけるコッブ吸水度が5g/m以下であれば、第2の層を設ける前の第1の層の表面におけるコッブ吸水度が2g/m以下である可能性がある。
さらに、上記マジックインキ(登録商標)の染色挙動から、第1の層の表面におけるコッブ吸水度が2g/m以下であれば、ウラ面へのマジックインキ(登録商標)の裏移りがほとんどないか、斑点状に裏移りする箇所が認められる程度となる。従ってこのような挙動が現れれば、第1の層の表面におけるコッブ吸水度が2g/m以下であることが推測される。
第1の層には、上記成分以外に、白色顔料、硬膜剤、層状無機化合物などの他の成分を用いることができる。
−白色顔料−
第1の層は、白色顔料の少なくとも1種を含有することが好ましい。第1の層が白色顔料を含有することにより、第1の層上に塗布される第2の層の塗布が容易となる点から好ましい。
白色顔料としては、例えば、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、リトポン、アルミナ白、酸化亜鉛、シリカ三酸化アンチモン、燐酸チタン、水酸化アルミニウム、カオリン、クレー、タルク、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、等が挙げられる。
また、水遮断の点で、焼成カオリン以外のカオリンが特に好ましい。そのようなカオリンとしては、(株)イメリス ミネラルズ・ジャパンのアストラプラス、コンツアー1500、コンツアーエクストリーム、カピムDG、カピムNP、カピムCC、アストラシーン、アストラグロス、アストラコート、ベータブライト、アストラグレーズ、プレミアLX、プレミア、ケーシーエス、アストラプレート、XP03−8390等、白石カルシウム社のカオグロス90、カオブライト90、カオラックスHS、カオホワイトS、カオホワイト、カオホワイトC、カオファイン、カオグロス、カオブライト等、竹原化学工業(株)のユニオンクレーRC−1、NNカオリンクレー、SPMAクレー、カオリンクレー5M、ハードシル、STカオリンクレー、カタルポ、5号クレー等、J.M.Huber社のHuber35、Huber35B、Huber80、Huber80B、Huber90、Huber90B、HuberHG90、Huber TEK2001、Polygloss90、Polyplate P、Polyplate P01、Polyplate HMT、Lithosperse 7005CS、Zeolex 94HP、Zeolex 323、Zeolex 325等を挙げることができる。
また、第1の層が白色顔料を含むことにより、第1の層を形成した後にカレンダー処理するときには、カレンダーへの貼りつきを防止することもできる。
白色顔料の粒子サイズとしては、2.0μm以下の粒子が75%以上(体積基準)含まれることが好ましい。粒子サイズが前記範囲内であると、白色度、光沢度が良好になる。
また、白色顔料のBET法による比表面積としては100m/g未満であるのが好ましい。この範囲の比表面積を持つ白色顔料を含むと、第2の層を塗布形成する際の塗布液の染み込みが抑えられ、第2の層のインク吸収性を高めることができる。
前記BET法とは、気相吸着法による粉体の表面積測定法の1つであり、吸着等温線から1gの試料の持つ総表面積、すなわち比表面積を求める方法である。通常吸着気体として窒素ガスが用いられ、吸着量を被吸着気体の圧又は容積の変化から測定する方法が一般的である。多分子吸着の等温線を表す著名なものとして、Brunauer Emmett, Tellerの式(BET式)があり、これに基づき吸着量を求め、吸着分子1個が表面で占める面積を掛けて表面積が得られる。
白色顔料は、1種単独で用いるほか、2種以上を混合して用いることができる。
白色顔料の第1の層中における含有量としては、白色顔料の種類や熱可塑性樹脂の種類、層厚等によって異なるが、前記バインダーの質量(固形分)に対して、通常は5〜200質量%程度が望ましい。
−硬膜剤−
第1の層は、前記バインダーを硬膜する硬膜剤を含んでもよい。硬膜剤としては、アルデヒド系化合物、2,3−ジヒドロキシ−1,4−ジオキサン及びその誘導体、及びハメットの置換基定数σが正である置換基に隣接するビニル基を単一分子内に二つ以上有する化合物から選択することができる。
第1の層に硬膜剤を含有することにより、第1の層形成用の造膜液を増粘させることなく、記録媒体の耐水性を向上させることができる。これより、第1の層形成用の造膜液の塗布安定性が向上し、作製された記録媒体の耐水性も向上する。
ハメットの置換基定数σが正である置換基としては、CF基(σ値:0.54)、CN基(σ値:0.66)、COCH基(σ値:0.50)、COOH基(σ値:0.45)、COOR(Rはアルキル基を表す。)基(σ値:0.45)、NO
基(σ値:0.78)、OCOCH基(σ値:0.31)、SH基(σ値:0.
15)、SOCH基(σ値:0.49)、SOCH基(σ値:0.72)、SONH基(σ値:0.57)、SCOCH基(σ値:0.44)、F基(σ値:0.06)、Cl基(σ値:0.23)、Br基(σ値:0.23)、I基(σ値:0.18)、IO基(σ値:0.76)、N(CH基(σ値:0.82)、S(CH基(σ値:0.90)等が挙げられる。
ハメットの置換基定数σが正である置換基に隣接するビニル基を単一分子内に二つ以上有する化合物としては、2−エチレンスルホニル−N−[2−(2−エチレンスルホニル−アセチルアミノ)−エチル]アセトアミド、ビス−2−ビニルスルホニルエチルエーテル、ビスアクリロイルイミド、N−N’−ジアクリロイルウレア、1,1−ビスビニルスルホンエタン、エチレン−ビス−アクリルアミドの他、下記構造式で表されるジアクリレート及びジメタクリレート化合物が挙げられ、この中でも2−エチレンスルホニル−N−[2−(2−エチレンスルホニル−アセチルアミノ)−エチル]アセトアミドが特に好ましい。
Figure 2010052368
硬膜剤の第1の層中における含有量は、前記バインダーの固形分に対して、0.1質量%以上30質量%以下が好ましく、0.5質量%以上10質量%以下がより好ましい。硬膜剤の含有量が前記範囲内であると、第1の層形成用の造膜液が増粘せず、記録材料の耐水性を向上させることができる。
−層状無機化合物−
第1の層は、さらに層状無機化合物を含有してもよい。層状無機化合物としては、膨潤性無機層状化合物が好ましく、例えば、ベントナイト、ヘクトライト、サポナイト、ビーデライト、ノントロナイト、スチブンサイト、バイデライト、モンモリナイト等の膨潤性粘度鉱物類、膨潤性合成雲母、膨潤性合成スメクタイト等が挙げられる。膨潤性無機層状化合物は、1〜1.5nmの厚さの単位結晶格子層からなる積層構造を有し、格子内金属原子置換が他の粘土鉱物よりも著しく大きいため、格子層は正荷電不足を生じ、それを補償するために層間にNa、Ca2+、Mg2+等の陽イオンを吸着している。これらの層間に介在している陽イオンは交換性陽イオンと呼ばれ、いろいろな陽イオンと交換する。特に層間の陽イオンがLi、Na等の場合、イオン半径が小さいため、層状結晶格子間の結合が弱く、水により大きく膨潤する。その状態でシェアーをかけると容易に劈開し、水中で安定したゾルを形成する。ベントナイト及び膨潤性合成雲母は、この傾向が強い点で好ましい。特には、水膨潤性合成雲母が好ましい。
水膨潤性合成雲母としては、NaテトラシックマイカNaMg2.5(Si10)FNa、Liテニオライト(NaLi)Mg(Si10)FNa、又はLiヘクトライト(NaLi)/3Mg/3Li1/3Si10)F等が挙げられる。
水膨潤性合成雲母のサイズは、好ましくは、厚さが1〜50nm、面サイズが1〜20μmである。拡散制御のためには、厚さは薄ければ薄いほどよく、平面サイズは塗布面の平滑性及び透明性を悪化しない範囲で大きいほどよい。したがって、アスペクト比は100以上が好ましく、より好ましくは200以上、特に好ましくは500以上である。
前記水膨潤性合成雲母を用いる場合、第1の層中のバインダーの質量(固形分)xと水膨潤性合成雲母の質量yとの質量比率x/yは、1以上30以下の範囲が好ましく、5以上15以下の範囲がより好ましい。該質量比率が前記範囲内であると、酸素透過抑制、ブリスター発生の抑制に効果が大きい。
なお、第1の層には、酸化防止剤等の公知の添加剤を添加することもできる。
第1の層の厚みとしては、1〜30μmの範囲が好ましく、5〜20μmの範囲がより好ましい。第1の層の厚みが前記範囲内であると、後にカレンダー処理を施したときの表面の光沢性が向上し、少量の白色顔料での白色性が得られると同時に、折り曲げ適性などの取扱い性をコート紙やアート紙と同等にすることができる。
本発明において、第1の層は、前記第1の層形成用の造膜液を付与することにより形成することができる。
前記造膜剤の付与は、造膜可能な方法であれば特に制限はなく、例えば、塗布法、インクジェット法、浸漬法など任意の公知の方法により行なえるが、造膜後の膜面が平滑である点で、第1の層形成用造膜液を塗布液として用いた塗布法によるのが好ましい。
塗布法には、公知の塗布方法が適用可能であり、公知の塗布方法として、例えば、ブレード塗布方式、スライドビード方式、カーテン方式、エクストルージョン方式、エアナイフ方式、ロールコーティング方式、ケッドバーコーティング方式等が挙げられる。
本発明においては、塗布後、塗布形成された塗膜を、熱可塑性樹脂の最低造膜温度以上の温度領域で加熱処理することが好ましい。加熱処理は、塗布後の乾燥処理と兼ねて行なってもよいし、別々に行なうようにしてもよい。加熱処理は、例えば、前記最低造膜温度以上の温度のオーブン中に入れる、前記最低造膜温度以上の温度の乾燥風をあてる、等の方法により行なうことができる。
(第2の層:インク受容層)
第2の層(以下、「インク受容層」ともいう。)は、原紙の両面に形成された前記第1の層の上に、無機微粒子とバインダーと水溶性多価金属化合物を含む層として構成されることを特徴とする。
第2の層は、上記構成とすることにより、記録された画像の滲みを抑制しつつ、高い画像濃度を保ち、耐オゾン性を向上させることができる。
本発明のインクジェット記録媒体における前記第2の層が更に含窒素有機カチオンポリマーを含み、含窒素有機カチオンポリマーが第2の層を原紙に平行な平面で2等分したときの原紙から遠い側半分(以下、「上層」ともいう。)よりも原紙に近い側半分(以下、「下層」ともいう。)に多く含まれ、前記水溶性アルミニウム化合物が原紙に近い側半分よりも原紙から遠い側半分に多く含まれていることが好ましい態様である。このような態様とすることにより、本発明の効果、特に、高い耐オゾン性、高画像濃度を達成することができるものである。
本発明におけるインク受容層は2以上の層を積層することにより形成することができ、この場合には含窒素有機カチオンポリマーが上層よりも下層に多く含まれ、かつ、水溶性アルミニウム化合物が下層よりも上層に多く含まれるように積層される。
前記含窒素有機カチオンポリマーが上層よりも下層に多く含まれるように積層されることにより、記録された画像の濃度は向上し、また、耐オゾン性も向上する傾向となる。
また、水溶性アルミニウム化合物が下層よりも上層に多く含まれるように積層されることにより、ひび割れが発生する等して面状が悪化しないで、さらに耐オゾン性が向上する傾向となる。
本発明において、インク受容層中の含窒素有機カチオンポリマーの存在分布は、元素分析により確認することができる。具体的には、SEM−EDX法によるマッピング分析を行い、得られた画像を観察すればよい。この場合、インク受容層の主成分(例えばSi元素)のマッピング分析によりインク受容層全体の存在位置を確認し、続けてN元素のマッピング分析を行い、インク受容層の原紙から遠い層と原紙から近い層におけるN元素の量のどちらが多いかをマッピング画像により判定する。
またインク受容層中の水溶性アルミニウム化合物の存在分布も、同様にして確認することができる。
本発明においては、インク受容層中の含窒素有機カチオンポリマーの含有量比〔インク受容層の原紙から遠い層における含有量/インク受容層の原紙から近い層における含有量〕、即ち、〔上層の含有量/下層の含有量〕が、1.0未満であること好ましい。
本発明の効果をより効果的に得る観点からは、前記含有量比は0〜0.8が好ましく、0〜0.4がより好ましい。
含窒素有機カチオンポリマーを上記含有量比で含有するインク受容層は、例えば、後述の本発明のインクジェット記録媒体の製造方法において、含窒素有機カチオンポリマーの含有量比〔第3の塗布液(上層用塗布液)中における含有量/第2の塗布液(下層用塗布液)中における含有量〕を後述のとおりに構成することで形成することができる。
また、本発明の効果をより効果的に得る観点からは、インク受容層中の下層における含窒素有機カチオンポリマーの含有率としては、該下層の全固形分に対し、2〜25質量%が好ましく、4〜20質量%がより好ましく、6〜18質量%が特に好ましい。
一方、本発明の効果をより効果的に得る観点からは、インク受容層の上層における含窒素有機カチオンポリマーの含有率としては、該上層の全固形分に対し、1〜20質量%が好ましく、2〜15質量%がより好ましく、4〜12質量%が特に好ましい。
さらに、本発明の効果をより効果的に得る観点からは、前記下層と前記上層とを含むインク受容層全体における、含窒素有機カチオンポリマーの含有量としては、インク受容層全体の全固形分に対し、1〜15質量%が好ましく、1.5〜12質量%がより好ましく、2〜10質量%が特に好ましい。
なお、本発明において、インク受容層の全固形分とは、インク受容層を構成する組成物から水を除いた全成分をさす。
また、本発明の効果をより効果的に得る観点からは、上層における含窒素有機カチオンポリマー/無機微粒子の比率よりも、下層における含窒素有機カチオンポリマー/無機微粒子の比率が大きいことが好ましい。
本発明においては、インク受容層中の水溶性アルミニウム化合物の含有量比〔インク受容層の原紙に近い層における含有量/インク受容層の原紙から遠い層における含有量〕、即ち、〔下層における含有量/上層における含有量〕が、1.0未満であることが好ましい。
本発明の効果をより効果的に得る観点からは、前記含有量比は0〜0.8が好ましく、0〜0.4がより好ましい。
水溶性アルミニウム化合物を上記含有量比で含有するインク受容層は、例えば、後述の本発明のインクジェット記録媒体の製造方法において、水溶性アルミニウム化合物の含有量比〔第2の塗布液(下層用)中における含有量/第3の塗布液(上層用)中における含有量〕を後述のとおりに構成することで形成することができる。
また、本発明の効果をより効果的に得る観点からは、インク受容層中の上層における水溶性アルミニウム化合物の含有率としては、該上層の全固形分に対し、2〜25質量%が好ましく、4〜20質量%がより好ましく、6〜18質量%が特に好ましい。
一方、本発明の効果をより効果的に得る観点からは、インク受容層の上層における水溶性アルミニウム化合物の含有率としては、該上層の全固形分に対し、1〜20質量%が好ましく、2〜15質量%がより好ましく、4〜12質量%が特に好ましい。
さらに、本発明の効果をより効果的に得る観点からは、前記下層と前記上層とを含むインク受容層全体における、水溶性アルミニウム化合物の含有量としては、インク受容層全体の全固形分に対し、1〜15質量%が好ましく、1.5〜12質量%がより好ましく、2〜10質量%が特に好ましい。
また、インク受容層の光沢度向上の観点等からは、本発明におけるインク受容層は、2層以上からなり、原紙から最も離れた最上層がコロイダルシリカを含有する形態が好ましい。以下、コロイダルシリカを含有する最上層を「コロイダルシリカ層」ともいう。
上記インク受容層の層厚としては、液滴を全て吸収するだけの吸収容量を得る観点から、層中の空隙率との関連で決定することが好ましい。例えば、インク量が8nL/mmで、空隙率が60%の場合であれば、層厚が約15μm以上の膜が必要となる。この点を考慮すると、インク受容層の層厚としては、10〜50μmが好ましく、20〜40μmがより好ましい。
また、本発明における下層および上層の層厚は、それぞれ5〜25μmが好ましく、10〜20μmがより好ましい。
一方、インク受容層中に含まれることがある前記コロイダルシリカ層の層厚は、インク吸収性及び光沢の観点から、0.05〜5μmが好ましく、0.1〜3μmがより好ましい。
また、インク受容層の細孔径は、メジアン径で0.005〜0.030μmが好ましく、0.01〜0.025μmがより好ましい。
上記空隙率および細孔メジアン径は、水銀ポロシメーター((株)島津製作所製の商品名「ポアサイザー9320−PC2」)を用いて測定することができる。
また、インク受容層は、透明性に優れていることが好ましいが、その目安としては、インク受容層を透明フィルム支持体上に形成したときのヘイズ値が、30%以下であることが好ましく、20%以下であることがより好ましい。
上記ヘイズ値は、ヘイズメーター(HGM−2DP:スガ試験機(株))を用いて測定することができる。
以下、本発明におけるインク受容層を構成する第2の塗布液と第3の塗布液における必須成分である無機微粒子、バインダー、水溶性多価金属化合物、水溶性アルミニウム化合物について説明し、引き続き、含窒素有機カチオンポリマー、硫黄系化合物、マグネシウム塩、架橋剤、その他の成分について説明する。
(無機微粒子)
本発明におけるインク受容層は、必須成分として無機微粒子を少なくとも1種含有する。
該無機微粒子は、インク受容層を形成した際に多孔質構造を形成し、インクの吸収性能を向上させる役割を持つ。
特に、該無機微粒子のインク受容層における固形分含有量が50質量%以上、より好ましくは60質量%を超えていると、更に良好な多孔質構造を形成することが可能となり、十分なインク吸収性を備えたインクジェット記録媒体が得られるので好ましい。ここで、微粒子のインク受容層における固形分含有量とは、インク受容層を構成する組成物中の水以外の成分に基づき算出される含有量である。
本発明における無機微粒子としては、例えば、シリカ微粒子、コロイダルシリカ、二酸化チタン、硫酸バリウム、珪酸カルシウム、ゼオライト、カオリナイト、ハロイサイト、雲母、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸カルシウム、擬ベーマイト、酸化亜鉛、水酸化亜鉛、アルミナ、珪酸アルミニウム、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、酸化ジルコニウム、水酸化ジルコニウム、酸化セリウム、酸化ランタン、酸化イットリウム等が挙げられる。これらの中でも良好な多孔質構造を形成する観点より、シリカ微粒子、コロイダルシリカ、アルミナ微粒子又は擬ベーマイトが好ましい。微粒子は1次粒子のまま用いても、又は2次粒子を形成した状態で使用してもよい。これら微粒子の平均一次粒径は2μm以下が好ましく、200nm以下がより好ましい。
更に、平均一次粒径が30nm以下のシリカ微粒子、平均一次粒径が30nm以下のコロイダルシリカ、平均一次粒径が20nm以下のアルミナ微粒子、又は平均細孔半径が2〜15nmの擬ベーマイトがより好ましく、特にシリカ微粒子、アルミナ微粒子、擬ベーマイトが好ましい。
シリカ微粒子は、通常その製造法により湿式法粒子と乾式法(気相法)粒子とに大別される。上記湿式法では、ケイ酸塩の酸分解により活性シリカを生成し、これを適度に重合させ凝集沈降させて含水シリカを得る方法が主流である。一方、気相法は、ハロゲン化珪素の高温気相加水分解による方法(火炎加水分解法)、ケイ砂とコークスとを電気炉中でアークによって加熱還元気化し、これを空気で酸化する方法(アーク法)によって無水シリカを得る方法が主流であり、「気相法シリカ」とは該気相法によって合成されたシリカ(無水シリカ微粒子)を意味する。本発明に用いるシリカ微粒子としては、特に気相法シリカ微粒子が好ましい。
上記気相法シリカは、含水シリカと表面のシラノール基の密度、空孔の有無等に相違があり、異なった性質を示すが、空隙率が高い三次元構造を形成するのに適している。この理由は明らかではないが、含水シリカの場合には、微粒子表面におけるシラノール基の密度が5〜8個/nmで多く、シリカ微粒子が密に凝集(アグリゲート)し易く、一方、気相法シリカの場合には、微粒子表面におけるシラノール基の密度が2〜3個/nmであり少ないことから疎な軟凝集(フロキュレート)となり、その結果、空隙率が高い構造になるものと推定される。
上記気相法シリカは、比表面積が特に大きいので、インクの吸収性、保持の効率が高く、また、屈折率が低いので、適切な粒子径まで分散をおこなえば受容層に透明性を付与でき、高い色濃度と良好な発色性が得られるという特徴がある。受容層が透明であることは、OHP等透明性が必要とされる用途のみならず、フォト光沢紙等の記録用媒体に適用する場合でも、高い色濃度と良好な発色性光沢を得る観点で重要である。
上記気相法シリカの平均一次粒子径としては30nm以下が好ましく、20nm以下が更に好ましく、10nm以下が特に好ましく、3〜10nmが最も好ましい。上記気相法シリカは、シラノール基による水素結合によって粒子同士が付着しやすいため、平均一次粒子径が30nm以下の場合に空隙率の大きい構造を形成することができ、インク吸収特性を効果的に向上させることができる。
また、シリカ微粒子は、前述の他の微粒子と併用してもよい。該他の微粒子と上記気相法シリカとを併用する場合、全微粒子中の気相法シリカの含有量は、30質量%以上が好ましく、50質量%以上が更に好ましい。
本発明における無機微粒子としては、アルミナ微粒子、アルミナ水和物、これらの混合物又は複合物も好ましい。この内、アルミナ水和物は、インクを良く吸収し定着することなどから好ましく、特に、擬ベーマイト(Al・nHO)が好ましい。アルミナ水和物は、種々の形態のものを用いることができるが、容易に平滑な層が得られることからゾル状のベーマイトを原料として用いることが好ましい。
擬ベーマイトの細孔構造については、その平均細孔半径は1〜30nmが好ましく、2〜15nmがより好ましい。また、その細孔容積は0.3〜2.0ml/gが好ましく、0.5〜1.5ml/gがより好ましい。ここで、上記細孔半径及び細孔容積の測定は、窒素吸脱着法により測定されるもので、例えば、ガス吸脱着アナライザー(例えば、コールター社製の商品名「オムニソープ369」)により測定できる。
また、アルミナ微粒子の中では気相法アルミナ微粒子が、その比表面積が大きく好ましい。該気相法アルミナの平均一次粒子径としては30nm以下が好ましく、20nm以下が更に好ましい。
上述の微粒子をインクジェット記録媒体に用いる場合は、例えば、特開平10−81064号、同10−119423号、同10−157277号、同10−217601号、同11−348409号、特開2001−138621号、同2000−43401号、同2000−211235号、同2000−309157号、同2001−96897号、同2001−138627号、特開平11−91242号、同8−2087号、同8−2090号、同8−2091号、同8−2093号、同8−174992号、同11−192777号、特開2001−301314号等公報に開示された態様でも、好ましく用いることができる。
(バインダー)
本発明におけるインク受容層は、バインダー(以下、「水溶性樹脂」ともいう。)を少なくとも1種含有する。
上記バインダーとしては、例えば、親水性構造単位としてヒドロキシ基を有する樹脂であるポリビニルアルコール系樹脂〔ポリビニルアルコール(PVA)、アセトアセチル変性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、アニオン変性ポリビニルアルコール、シラノール変性ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール等〕、セルロース系樹脂〔メチルセルロース(MC)、エチルセルロース(EC)、ヒドロキシエチルセルロース(HEC)、カルボキシメチルセルロース(CMC)、ヒドロキシプロピルセルロース(HPC)、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等〕、キチン類、キトサン類、デンプン、エーテル結合を有する樹脂〔ポリエチレンオキサイド(PEO)、ポリプロピレンオキサイド(PPO)、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリビニルエーテル(PVE)等〕、カルバモイル基を有する樹脂〔ポリアクリルアミド(PAAM)、ポリビニルピロリドン(PVP)、ポリアクリル酸ヒドラジド等〕等が挙げられる。
また、解離性基としてカルボキシル基を有するポリアクリル酸塩、マレイン酸樹脂、アルギン酸塩、ゼラチン類等も挙げることができる。
上記の中でも、本発明に用いるバインダーとしては、ポリビニルアルコール系樹脂、セルロース系樹脂、エーテル結合を有する樹脂、カルバモイル基を有する樹脂、カルボキシル基を有する樹脂、及びゼラチン類から選ばれる少なくとも1種が好ましく、特に、ポリビニルアルコール(PVA)系樹脂が好ましい。
該ポリビニルアルコールの例としては、特公平4−52786号、特公平5−67432号、特公平7−29479号、特許第2537827号、特公平7−57553号、特許第2502998号、特許第3053231号、特開昭63−176173号、特許第2604367号、特開平7−276787号、特開平9−207425号、特開平11−58941号、特開2000−135858号、特開2001−205924号、特開2001−287444号、特開昭62−278080号、特開平9−39373号、特許第2750433号、特開2000−158801号、特開2001−213045号、特開2001−328345号、特開平8−324105号、特開平11−348417号、特開昭58−181687号、特開平10−259213号、特開2001−72711号、特開2002−103805号、特開2000−63427号、特開2002−308928号、特開2001−205919号、特開2002−264489号等に記載されたものなどが挙げられる。
また、ポリビニルアルコール系樹脂以外のバインダーの例としては、特開平11-165461号公報の[0011]〜[0012]に記載の化合物、特開2001−205919号、特開2002−264489号に記載の化合物なども挙げられる。
これらバインダーはそれぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用して用いてもよい。本発明においてバインダーの含有量としては、インク受容層の全固形分質量に対して、9〜40質量%が好ましく、12〜33質量%がより好ましい。
本発明におけるインク受容層を主として構成する、上記バインダーと上記無機微粒子とは、それぞれ単一素材であってもよいし、複数の素材の混合系を使用してもよい。
尚、透明性を保持する観点からは、無機微粒子特にシリカ微粒子に組み合わされるバインダーの種類が重要となる。前記気相法シリカを用いる場合には、該バインダーとしては、ポリビニルアルコール系樹脂が好ましく、その中でも、鹸化度70〜100%のポリビニルアルコール系樹脂がより好ましく、鹸化度80〜99.5%のポリビニルアルコール系樹脂が特に好ましい。
前記ポリビニルアルコール系樹脂は、その構造単位に水酸基を有するが、この水酸基と前記シリカ微粒子の表面シラノール基とが水素結合を形成するため、シリカ微粒子の二次粒子を網目鎖単位とした三次元網目構造を形成し易くなる。この三次元網目構造の形成によって、空隙率が高く十分な強度のある多孔質構造のインク受容層を形成されると考えられる。
インクジェット記録において、上述のようにして得られた多孔質のインク受容層は、毛細管現象によって急速にインクを吸収し、インク滲みの発生しない真円性の良好なドットを形成することができる。
また、ポリビニルアルコール系樹脂は、前記その他のバインダーを併用してもよい。該他のバインダーと上記ポリビニルアルコール系樹脂とを併用する場合、全バインダー中、ポリビニルアルコール系樹脂の含有量は、50質量%以上が好ましく、70質量%以上が更に好ましい。
〜 無機微粒子とバインダーとの含有比 〜
無機微粒子(x)とバインダー(y)との質量含有比〔PB比(x:y)〕を最適化することで、インク受容層の膜構造及び膜強度を、さらに向上させることが可能である。
インク受容層中における上記質量含有比〔PB比(x:y)〕としては、該PB比が大き過ぎることに起因する、膜強度の低下や乾燥時のひび割れを防止し、且つ該PB比が小さ過ぎることによって、該空隙が樹脂によって塞がれ易くなり、空隙率が減少することでインク吸収性が低下するのを防止する観点から、1.5:1〜10:1が好ましい。
特に、インク受容層の上層のx/y比が、下層のx/y比以上(上層と下層でPB比が等しいか、または下層の方がバインダーリッチ)であることが好ましく、上層と下層のPB比が等しいことが特に好ましい。
インクジェットプリンターの搬送系を通過する場合、記録用媒体に応力が加わることがあるので、インク受容層は十分な膜強度を有していることが必要である。またシート状に裁断加工する場合、インク受容層の割れや剥がれ等を防止する上でも、インク受容層には十分な膜強度を有していることが必要である。これらの場合を考慮すると、前記質量比(x:y)としては5:1以下がより好ましく、一方インクジェットプリンターで、高速インク吸収性を確保する観点からは、2:1以上であることがより好ましい。
例えば、平均一次粒子径が20nm以下の気相法シリカ微粒子とバインダーとを、質量比(x:y)2:1〜5:1で水溶液中に完全に分散した塗布液を支持体上に塗布し、該塗布層を乾燥した場合、シリカ微粒子の二次粒子を網目鎖とする三次元網目構造が形成され、その平均細孔径が30nm以下、空隙率が50〜80%、細孔比容積が0.5ml/g以上、比表面積が100m2/g以上の、透光性の多孔質膜を容易に形成することができる。
〜ジエチレングリコール(DEG)の吸収容量〜
前記ジエチレングリコール吸収容量は、下記測定方法により得られた値である。
即ち、記録媒体を10cm四方となるようにカットして得た試験片のインク受容層上に、ジエチレングリコール1mLを滴下し、30秒後に過剰分をふき取り、滴下前後の質量差からジエチレングリコール吸収容量(mL/m)を求める。
本発明においては、第2の層の表面におけるジエチレングリコール(DEG)の吸収容量を上記測定条件で12mL/m以上とすることが好ましい。
この吸収容量が12mL/m以上とすることにより、インク等の液体が付与されたときの付与面での液吸収が速くなり、インク溢れしにくくなる傾向で好ましい。
前記ジエチレングリコール(DEG)の吸収容量は、インクジェット記録媒体自体が薄くとも、インク吸収性が高く、画像滲みや色間混色防止等による高画質の品質ものが得られるとの観点から12mL/m以上〜35mL/m以下がより好ましく、15mL/m以上〜30mL/m以下が更に好ましい。
(水溶性多価金属化合物)
本発明におけるインク受容層は、水溶性多価金属化合物を少なくとも含有する。
水溶性多価金属化合物は、例えば、媒染剤として機能することで耐オゾン性が更に良好となる。
本発明における多価金属化合物としては、好ましくは水溶性アルミニウム化合物が好ましく、マグネシウム塩も好ましく、その他の水溶性多価金属も好適に用いることができる。
−水溶性アルミニウム化合物−
本発明におけるインク受容層は、水溶性アルミニウム化合物を少なくとも1種含有することが好ましい。
水溶性アルミニウム化合物としては、例えば無機塩としては塩化アルミニウムまたはその水和物、硫酸アルミニウムまたはその水和物、アンモニウムミョウバン、亜硫酸アルミニウム、チオ硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム九水和物、酢酸アルミニウム、乳酸アルミニウム、塩基性チオグリコール酸アルミニウム等が知られている。
さらに、無機系の含アルミニウムカチオンポリマーである塩基性ポリ水酸化アルミニウム化合物(以下、「塩基性ポリ塩化アルミニウム」「ポリ塩化アルミニウム」ともいう)が知られており、好ましく用いられる。
上記塩基性ポリ水酸化アルミニウム化合物とは、主成分が下記の一般式1、2又は3で示され、例えば[Al(OH)153+、[Al(OH)204+、[Al13(OH)345+、[Al21(OH)603+、等のような塩基性で高分子の多核縮合イオンを安定に含んでいる水溶性のポリ水酸化アルミニウムである。
[Al(OH)Cl6−n ・・式1
[Al(OH)AlCl ・・式2
Al(OH)Cl(3n−m) 0<m<3n ・・式3
これらのものは多木化学(株)よりポリ塩化アルミニウム(PAC)の名で水処理剤として、浅田化学(株)よりポリ水酸化アルミニウム(Paho)の名で、また、(株)理研グリーンよりHAP−25の名で、大明化学(株)よりアルファイン83の名でまた他のメーカーからも同様の目的を持って上市されており、各種グレードの物が容易に入手できる。
上記した水溶性アルミニウム化合物は、また、本発明の効果をより効果的に得る観点からは、無機微粒子に対して0.1〜10質量%の割合で添加するのが好ましく、0.5〜8質量%がより好ましい。
(マグネシウム塩)
本発明におけるインク受容層は、耐オゾン性をより向上させる観点からは、マグネシウム塩を少なくとも1種含有することが好ましい。
マグネシウム塩としては、酢酸マグネシウム、シュウ酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム六水和物、クエン酸マグネシウム九水和物が挙げられる。
中でも、塩化マグネシウム六水和物が好ましい。
前記マグネシウム塩の市販品としては、例えば、ナイカイ塩業株式会社製の「ホワイトにがりNS」、「塩化マグ(特号)NS」が挙げられる。
また、本発明の効果をより効果的に得る観点からは、インク受容層中における、前記マグネシウム塩の含有量としては、0.05〜5質量%が好ましく、0.1〜3質量%がより好ましく、0.2〜2質量%が特に好ましい。
本発明に用いられるその他の水溶性多価金属化合物としては、3価以上の金属化合物が好ましい。例えば、更に、カルシウム、バリウム、マンガン、銅、コバルト、ニッケル、鉄、亜鉛、ジルコニウム、クロム、タングステン、モリブデンから選ばれる金属の水溶性塩が挙げられる。
具体的には例えば、酢酸カルシウム、塩化カルシウム、ギ酸カルシウム、硫酸カルシウム、酪酸カルシウム、酢酸バリウム、硫酸バリウム、リン酸バリウム、シュウ酸バリウム、ナフトレゾルシンカルボン酸バリウム、酪酸バリウム、塩化マンガン、酢酸マンガン、ギ酸マンガンニ水和物、硫酸マンガンアンモニウム六水和物、塩化第二銅、塩化アンモニウム銅(II)ニ水和物、硫酸銅、酪酸銅(II)、シュウ酸銅、フタル酸銅、クエン酸銅、グルコン酸銅、ナフテン銅、塩化コバルト、チオシアン酸コバルト、硫酸コバルト、酢酸コバルト(II)、ナフテン酸コバルト、硫酸ニッケル六水和物、塩化ニッケル六水和物、酢酸ニッケル四水和物、硫酸ニッケルアンモニウム六水和物、アミド硫酸ニッケル四水和物、スルファミン酸ニッケル、2−エチルヘキサン酸ニッケル、臭化第一鉄、塩化第一鉄、塩化第二鉄、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、クエン酸鉄(III)、乳酸鉄(III)三水和物、三シュウ酸三アンモニウム鉄(III)三水和物、臭化亜鉛、塩化亜鉛、硝酸亜鉛六水和物、硫酸亜鉛、酢酸亜鉛、乳酸亜鉛、酢酸ジルコニウム、酢酸ジルコニル、四塩化ジルコニウム、塩化ジルコニウム、塩化酸化ジルコニウム八水和物、ヒドロキシ塩化ジルコニウム、酢酸クロム、硫酸クロム、りんタングステン酸ナトリウム、クエン酸ナトリウムタングステン、12タングストりん酸n水和物、12タングストけい酸26水和物、塩化モリブデン、12モリブドりん酸n水和物等、フェノールスルホン酸亜鉛、酢酸亜鉛アンモニウム、亜鉛アンモニウムカーボネート、が挙げられる。これらの水溶性多価金属塩は2種以上を併用してもよい。本発明において、水溶性多価金属化合物における水溶性とは、20℃の水に1重量%以上溶解することを意味する。
上記の水溶性多価金属化合物の中でも、周期律表4A族金属(例えばジルコニウム、チタン)からなる化合物が好ましい。
前記周期表4A族元素を含む水溶性化合物としては、チタンまたはジルコニウムを含む水溶性化合物がより好ましい。チタンを含む水溶性化合物としては、塩化チタン、硫酸チタン、四塩化チタン、テトライソプロピルチタネート、チタンアセチルアセトネート、乳酸チタン、が挙げられる。ジルコニウムを含む水溶性化合物としては、酢酸ジルコニウム、酢酸ジルコニル、塩化ジルコニウム、ヒドロキシ塩化ジルコニウム、硝酸ジルコニウム、硝酸ジルコニル、塩基性炭酸ジルコニウム、水酸化ジルコニウム、乳酸ジルコニウム、乳酸ジルコニル、炭酸ジルコニウム・アンモニウム、炭酸ジルコニウム・カリウム、炭酸ジルコニル・アンモニウム、炭酸ジルコニル・カリウム、硫酸ジルコニウム、フッ化ジルコニウム、硫酸ジルコニル、フッ化ジルコニル等が挙げられる。
本発明における水溶性多価金属塩は、無機微粒子に対して0.1〜10質量%の割合で添加するのが好ましく、0.5〜8質量%がより好ましい。
(含窒素有機カチオンポリマー)
本発明におけるインク受容層は、記録された画像のにじみを抑制する観点、シリカを分散する観点より、上述の通り、含窒素有機カチオンポリマーを少なくとも1種含有することが好ましい。
本発明における含窒素有機カチオンポリマーとしては、特に限定はないが、第1級〜第3級アミノ基、又は第4級アンモニウム塩基を有するポリマーが好適である。
前記含窒素有機カチオンポリマーとしては、第1級〜第3級アミノ基およびその塩、又は第4級アンモニウム塩基を有する単量体(含窒素有機カチオンモノマー)の単独重合体である含窒素有機カチオンポリマー、前記含窒素有機カチオンモノマーと他の単量体との共重合体又は縮重合体として得られる含窒素有機カチオンポリマー、スチレン−ブタジエン共重合体、メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体等の共役ジエン系共重合体;アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルの重合体又は共重合体、アクリル酸およびメタクリル酸の重合体または共重合体等のアクリル系重合体;スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体等のスチレン−アクリル系重合体;エチレン酢酸ビニル共重合体等のビニル系重合体;ウレタン結合を有するウレタン系ポリマー等に、カチオン基を含む化合物を用いてカチオン化修飾して得られる含窒素有機カチオンポリマー等を挙げることができる。
前記含窒素有機カチオンモノマーとしては、例えば、トリメチル−p−ビニルベンジルアンモニウムクロライド、トリメチル−m−ビニルベンジルアンモニウムクロライド、トリエチル−p−ビニルベンジルアンモニウムクロライド、トリエチル−m−ビニルベンジルアンモニウムクロライド、N,N−ジメチル−N−エチル−N−p−ビニルベンジルアンモニウムクロライド、N,N−ジエチル−N−メチル−N−p−ビニルベンジルアンモニウムクロライド、N,N−ジメチル−N−n−プロピル−N−p−ビニルベンジルアンモニウムクロライド、N,N−ジメチル−N−n−オクチル−N−p−ビニルベンジルアンモニウムクロライド、N,N−ジメチル−N−ベンジル−N−p−ビニルベンジルアンモニウムクロライド、N,N−ジエチル−N−ベンジル−N−p−ビニルベンジルアンモニウムクロライド、N,N−ジメチル−N−(4−メチル)ベンジル−N−p−ビニルベンジルアンモニウムクロライド、N,N−ジメチル−N−フェニル−N−p−ビニルベンジルアンモニウムクロライド;
トリメチル−p−ビニルベンジルアンモニウムブロマイド、トリメチル−m−ビニルベンジルアンモニウムブロマイド、トリメチル−p−ビニルベンジルアンモニウムスルホネート、トリメチル−m−ビニルベンジルアンモニウムスルホネート、トリメチル−p−ビニルベンジルアンモニウムアセテート、トリメチル−m−ビニルベンジルアンモニウムアセテート、N,N,N−トリエチル−N−2−(4−ビニルフェニル)エチルアンモニウムクロライド、N,N,N−トリエチル−N−2−(3−ビニルフェニル)エチルアンモニウムクロライド、N,N−ジエチル−N−メチル−N−2−(4−ビニルフェニル)エチルアンモニウムクロライド、N,N−ジエチル−N−メチル−N−2−(4−ビニルフェニル)エチルアンモニウムアセテート;
N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドのメチルクロライド、エチルクロライド、メチルブロマイド、エチルブロマイド、メチルアイオダイド若しくはエチルアイオダイドによる4級化物、又はそれらのアニオンを置換したスルホン酸塩、アルキルスルホン酸塩、酢酸塩若しくはアルキルカルボン酸塩等が挙げられる。
具体的な化合物としては、例えば、モノメチルジアリルアンモニウムクロライド、トリメチル−2−(メタクリロイルオキシ)エチルアンモニウムクロライド、トリエチル−2−(メタクリロイルオキシ)エチルアンモニウムクロライド、トリメチル−2−(アクリロイルオキシ)エチルアンモニウムクロライド、トリエチル−2−(アクリロイルオキシ)エチルアンモニウムクロライド、トリメチル−3−(メタクリロイルオキシ)プロピルアンモニウムクロライド、トリエチル−3−(メタクリロイルオキシ)プロピルアンモニウムクロライド、トリメチル−2−(メタクリロイルアミノ)エチルアンモニウムクロライド、トリエチル−2−(メタクリロイルアミノ)エチルアンモニウムクロライド、トリメチル−2−(アクリロイルアミノ)エチルアンモニウムクロライド、トリエチル−2−(アクリロイルアミノ)エチルアンモニウムクロライド、トリメチル−3−(メタクリロイルアミノ)プロピルアンモニウムクロライド、トリエチル−3−(メタクリロイルアミノ)プロピルアンモニウムクロライド、トリメチル−3−(アクリロイルアミノ)プロピルアンモニウムクロライド、トリエチル−3−(アクリロイルアミノ)プロピルアンモニウムクロライド;
N,N−ジメチル−N−エチル−2−(メタクリロイルオキシ)エチルアンモニウムクロライド、N,N−ジエチル−N−メチル−2−(メタクリロイルオキシ)エチルアンモニウムクロライド、N,N−ジメチル−N−エチル−3−(アクリロイルアミノ)プロピルアンモニウムクロライド、トリメチル−2−(メタクリロイルオキシ)エチルアンモニウムブロマイド、トリメチル−3−(アクリロイルアミノ)プロピルアンモニウムブロマイド、トリメチル−2−(メタクリロイルオキシ)エチルアンモニウムスルホネート、トリメチル−3−(アクリロイルアミノ)プロピルアンモニウムアセテート等を挙げることができる。その他、共重合可能なモノマーとして、N―ビニルイミダゾール、N―ビニル−2−メチルイミダゾール等も挙げられる。また、N−ビニルアセトアミド、N−ビニルホルムアミドなどの重合単位を用い、重合後に加水分解によってビニルアミン単位とすること、及びこれを塩にしたものも利用できる。
前記含窒素有機カチオンモノマーと共重合(又は縮重合)させることができる前記他の単量体としては、第1級〜第3級アミノ基およびその塩、又は第4級アンモニウム塩基等の塩基性あるいはカチオン性部分を含まず、インクジェット用インク中の染料と相互作用を示さない、あるいは相互作用が実質的に小さい単量体が挙げられる。例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステル;(メタ)アクリル酸シクロヘキシル等の(メタ)アクリル酸シクロアルキルエステル;(メタ)アクリル酸フェニル等の(メタ)アクリル酸アリールエステル;(メタ)アクリル酸ベンジル等のアラルキルエステル;スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン等の芳香族ビニル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バーサチック酸ビニル等のビニルエステル類;酢酸アリル等のアリルエステル類;塩化ビニリデン、塩化ビニル等のハロゲン含有単量体;(メタ)アクリロニトリル等のシアン化ビニル;エチレン、プロピレン等のオレフィン類、等が挙げられる。
前記(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、アルキル部位の炭素数が1〜18の(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましく、具体的には例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル等が挙げられる。これらの中でも、メチルアクリレート、エチルアクリレート、メチルメタアクリレート、エチルメタアクリレート、ヒドロキシエチルメタアクリレートが好ましい。前記他の単量体も、1種単独で又は2種以上を組合せて使用できる
また、ウレタン系ポリマーを構成するモノマーとしては、2以上のイソシアネート基を有する多価イソシアネート化合物(例えば、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、m−フェニレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、オクタメチレンジイソシアネート、1,4−シクロへキシレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアネートメチル)−シクロヘキサン、1,5−ジイソシアネート−2−メチルペンタン、水素添加キシリレンジイソシアネート、水素添加4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート等)と、イソシアネート基と反応してウレタン結合を形成し得る化合物(例えば、グリセリン、1,6−ヘキサンジオール、トリエタノールアミン、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ビスフェノールA、ハイドロキノン等のポリオール化合物;コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、無水マレイン酸、フマル酸、1,3−シクロペンタンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、2,5−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ナフタレン酸、ビフェニルカルボン酸、ソルビトール、蔗糖、アコニット酸、トリメリット酸、ヘミメリット酸、燐酸、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリイソプロパノールアミン、ピロガロール、ジヒドロキシ安息香酸、ヒドロキシフタル酸、1,2,3−プロパントリチオール、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、フェニレンジアミン、トリレンジアミン、ジフェニルジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノシクロヘキシルメタン、ピペラジン、イソホロンジアミン等の如きジアミン類;及びヒドラジン等)が挙げられる。
さらに、カチオン性基を有さない共重合体又は縮合体に、カチオン性基を導入する化合物としては、アルキルハライド、メチル硫酸等が挙げられる。
上述した含窒素有機カチオンポリマーの中でも、にじみ抑制の観点からは、カチオン性ポリウレタン、特開2004−167784号公報等に記載のカチオン性ポリアクリレートが好ましく、カチオン性ポリウレタンがより好ましい。
カチオン性ポリウレタンの市販品としては、例えば、第一工業製薬(株)製の「スーパーフレックス650」「F−8564D」「F−8570D」、日華化学(株)製、「ネオフィックスIJ−150」などを挙げることができる。
また、無機微粒子分散の観点からは、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド、ポリメタクリロイルオキシエチル−β−ヒドロキシエチルジメチルアンモニウムクロライド誘導体が好ましく、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライドがより好ましい。
市販品としては、例えば、第一工業製薬(株)製の「シャロールDC902P」を挙げることができる。
また、これらの含窒素有機カチオンポリマーは、水溶性ポリマー、水分散性ラテックス粒子、水性エマルションのいずれの形態でも使用できる。
前記水性エマルションとしては、共役ジエン系共重合体エマルション;アクリル系重合体エマルジョン;スチレン−アクリル系重合体エマルション;ビニル系重合体エマルション;ウレタン系エマルション等にカチオン基を有する化合物を用いてカチオン化したもの、カチオン性界面活性剤にてエマルション表面をカチオン化したもの、カチオン性ポリビニルアルコール下で重合しエマルション表面に該ポリビニルアルコールを分布させたもの等が挙げられる。これらのカチオン性エマルションの中でも主成分がウレタン系エマルションであるカチオン性ポリウレタンエマルションが好ましい。
本発明において、インク受容層形成用塗布液に含まれる含窒素有機カチオンポリマーは、にじみ抑制の観点から、カチオン性ポリウレタンが好ましく、カチオン性ポリウレタンエマルションがより好ましい。
(硫黄系化合物)
本発明におけるインク受容層は、耐オゾン性をより向上させる観点から、硫黄系化合物を少なくとも1種含有することが好ましい。
前記硫黄系化合物としては、チオエーテル系化合物、チオウレア系化合物、ジスルフィド系化合物、スルフィン酸系化合物、チオシアン酸系化合物、硫黄含有複素環式化合物、及びスルホキシド系化合物から選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、更にチオエーテル系化合物、スルホキシド系化合物がより好ましい。
〜 チオエーテル系化合物 〜
チオエーテル系化合物は、水溶性の化合物でも油溶性の化合物でもよい。また、低分子でも高分子でもよく、分子中に、チオエーテル基を1個以上含むものであればよい。
チオエーテル系化合物は炭素原子数が2以上のものが好ましく、4以上のものが更に好ましい。
チオエーテル系化合物は、硫黄原子、炭素原子、水素原子の他に、更に孤立電子対を含む原子(例えば、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、リン原子)を含むことが好ましい。
チオエーテル系化合物としては、例えば、次の一般式(1)で表されるものが挙げられる。
−(S−R−S−R 一般式(1)
一般式(1)において、R及びRはそれぞれ独立に、水素原子、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアリール基またはそれらを含む基を表し、RとRは同一でも異なっていてもよく、結合して環を形成してもよい。ただしRとRの少なくとも一方は、ヒドロキシ基、スルホ基、カルボキシ基、(ポリ)エチレンオキシ基等の親水性基あるいはアミノ基、アミド基、アンモニウム基、含窒素ヘテロ環基、アミノカルボニル基、アミノスルホニル基等の塩基性窒素原子を有する基で置換されたアルキル基またはそれを含む基(たとえばこの置換アルキル基はさらにカルバモイル基、カルボニル基、カルボニルオキシ基等の2価の連結基を介してチオエーテルの硫黄原子に結合していてもよい)である。Rは置換されていてもよいアルキレン基を表し、場合によっては酸素原子を有するアルキレン基を表す。mは0〜10の整数を表し、mが1以上の場合Rに結合する少なくとも1つの硫黄原子はスルホキシド基、スルホニル基であってもよい。また、R及びRはそれぞれポリマーの残基であってもよい。
一般式(1)の特に好ましい化合物は、R及びRの少なくとも一方がヒドロキシ基、カルボキシ基、アミノ基、アンモニウム基で置換されたアルキル基を有する化合物である。またアミノ基置換アルキル基のアミノ基としては、アミノ基、モノアルキル(好ましくは炭素数1〜5のアルキル基)置換アミノ基、ジアルキル(好ましくは炭素数1〜5のアルキル基)置換アミノ基を含み、更に含窒素ヘテロ環基であることができる。以下に一般式(1)の化合物の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
Figure 2010052368
〜 スルホキシド系化合物 〜
スルホキシド系化合物は、水溶性の化合物でも油溶性の化合物でもよい。また、低分子でも高分子でもよく、分子中にスルホキシド基を1個以上含むものであればよい。
スルホキシド系化合物は、炭素原子数が2以上のものが好ましく、4以上のものが更に好ましい。
スルホキシド系化合物は、スルホキシド基、炭素原子、水素原子の他に、更に、孤立電子対を含む原子(例えば、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、リン原子)を含むことが好ましい。
具体的化合物を以下に示す。
Figure 2010052368
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更に、本発明で用いられる硫黄含有化合物としては、特願2008−141063号に記載の化合物、スルホン系化合物、スルホンアミド系化合物、チオエステル系化合物、チオアミド系化合物、スルホン酸系化合物、チオスルホン酸系化合物、チオスルフィン酸系化合物、スルファミン系化合物、チオカルバミン酸系化合物、亜硫酸系化合物等が挙げられる。
このとき、インク受容層中に硫黄系化合物を含有させる形態には特に限定はないが、記録された画像の濃度をより高く保つ観点からは、硫黄系化合物は、インク受容層中の上層よりも下層に多く含まれるように含有させる形態が好ましい。
すなわち、インク受容層中の硫黄系化合物の含有量比〔上層における含有量/下層における含有量〕が、1.0未満であることが好ましく、0〜0.6がより好ましく、0(すなわち、原紙から遠い層に硫黄系化合物が含まれない形態)が特に好ましい。
さらに好ましくは、硫黄系化合物の含有量比〔上層における含有量/下層における含有量〕が0〜0.6であって、含窒素有機カチオンポリマーの含有量比〔上層における含有量/下層における含有量〕が0〜0.8である。
さらに本発明においては、インク受容層中の硫黄系化合物がチオエーテル系化合物またはスルホキシド系化合物であって、含窒素有機カチオンポリマーがカチオン性ウレタン及び4級アンモニウム塩基を有するカチオンポリマーから選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
より好ましくは、インク受容層中の硫黄系化合物がチオエーテル系化合物またはスルホキシド系化合物であって、硫黄系化合物の含有量比〔上層における含有量/下層における含有量〕が0〜0.6であって、含窒素有機カチオンポリマーがカチオン性ウレタン及び4級アンモニウム塩基を有するカチオンポリマーから選ばれる少なくとも1種であって、含窒素有機カチオンポリマーの含有量比〔上層における含有量/下層における含有量〕が0〜0.8である。
本発明において、インク受容層の硫黄系化合物の存在分布は、元素分析により確認することができる。具体的には、SEM−EDX法によるマッピング分析を行い、得られた画像を観察すればよい。この場合、インク受容層の主成分(例えばSi元素)のマッピング分析によりインク受容層全体の存在位置を確認し、続けてS元素のマッピング分析を行い、インク受容層中の下層と上層におけるS元素の量のどちらが多いかをマッピング画像により判定する。
また、耐オゾン性をより向上させる観点及び画像の濃度をより高く保つ観点からは、インク受容層中の下層における硫黄系化合物の含有量としては、該下層の全固形分に対し、1〜20質量%が好ましく、3〜15質量%がより好ましく、4〜10質量%が特に好ましい。
一方、記録された画像の濃度をより高く保つ観点からは、インク受容層中の上層における硫黄系化合物の含有量としては、該上層の全固形分に対し、0〜5質量%が好ましく、0〜3質量%がより好ましく、0質量%(すなわち、上層に硫黄系化合物が含まれない形態)が特に好ましい。
さらに、耐オゾン性をより向上させる観点及び画像の濃度をより高く保つ観点からは、前記上層と前記下層とを合わせたインク受容層全体における、硫黄系化合物の含有量としては、インク受容層全体の全固形分に対し、0.5〜5質量%が好ましく、1〜4質量%がより好ましく、1.5〜3質量%が特に好ましい。
(架橋剤)
本発明におけるインク受容層は、前記バインダーを架橋する観点から、架橋剤を少なくとも1種含有することが好ましい。
本発明におけるインク受容層は、特に前記無機微粒子と前記バインダーとを併用し、さらに該架橋剤とバインダーとの架橋反応によって硬化された多孔質層である態様が好ましい。
上記のバインダー、特にポリビニルアルコールの架橋には、ホウ素化合物が好ましい。 該ホウ素化合物としては、例えば、硼砂、硼酸、硼酸塩(例えば、オルト硼酸塩、InBO、ScBO、YBO、LaBO、Mg(BO)、Co(BO)、二硼酸塩(例えば、Mg、Co)、メタ硼酸塩(例えば、LiBO、Ca(BO)、NaBO、KBO)、四硼酸塩(例えば、Na・10HO)、五硼酸塩(例えば、KB・4HO、Ca11・7HO、CsB)等を挙げることができる。中でも、速やかに架橋反応を起こすことができる点で、硼砂、硼酸、硼酸塩が好ましく、特に硼酸が好ましい。
上記バインダーの架橋剤として、ホウ素化合物以外の下記化合物を使用することもできる。
例えば、ホルムアルデヒド、グリオキザール、グルタールアルデヒド等のアルデヒド系化合物;ジアセチル、シクロペンタンジオン等のケトン系化合物;ビス(2−クロロエチル尿素)−2−ヒドロキシ−4,6−ジクロロ−1,3,5−トリアジン、2,4−ジクロロ−6−S−トリアジン・ナトリウム塩等の活性ハロゲン化合物;ジビニルスルホン酸、1,3−ビニルスルホニル−2−プロパノール、N,N'−エチレンビス(ビニルスルホニルアセタミド)、1,3,5−トリアクリロイル−ヘキサヒドロ−S−トリアジン等の活性ビニル化合物;ジメチロ−ル尿素、メチロールジメチルヒダントイン等のN−メチロール化合物;メラミン樹脂(例えば、メチロールメラミン、アルキル化メチロールメラミン);エポキシ樹脂;
1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート等のイソシアネート系化合物;米国特許明細書第3017280号、同第2983611号に記載のアジリジン系化合物;米国特許明細書第3100704号に記載のカルボキシイミド系化合物;グリセロールトリグリシジルエーテル等のエポキシ系化合物;1,6−ヘキサメチレン−N,N'−ビスエチレン尿素等のエチレンイミノ系化合物;ムコクロル酸、ムコフェノキシクロル酸等のハロゲン化カルボキシアルデヒド系化合物;2,3−ジヒドロキシジオキサン等のジオキサン系化合物;乳酸チタン、硫酸アルミ、クロム明ばん、カリ明ばん、酢酸ジルコニル、酢酸クロム等の金属含有化合物、テトラエチレンペンタミン等のポリアミン化合物、アジピン酸ジヒドラジド等のヒドラジド化合物、オキサゾリン基を2個以上含有する低分子又はポリマー等を用いることができる。
上記の架橋剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組合わせて用いてもよい。
架橋剤の使用量は、バインダーに対して、1〜50質量%が好ましく、5〜40質量%がより好ましい。
(その他の成分)
本発明におけるインク受容層は、上記含窒素有機カチオンポリマー、マグネシウム塩、及び水溶性多価金属化合物以外の他の媒染剤や、各種界面活性剤等、その他の成分を含有してもよい。
その他の成分としては、特開2005−14593号公報中の段落番号0088〜0117に記載されている成分や、特開2006−321176号公報中の段落番号0138〜0155に記載されている成分等を、適宜選択して用いることができる。
(その他の層)
本発明のインクジェット記録媒体は、インク受容層に加えて、更に中間層、保護層等を適宜設けることができる。
本発明のインクジェット記録媒体の構成層(例えば、インク受容層あるいはバックコート層など)には、ポリマー微粒子分散物を添加してもよい。このポリマー微粒子分散物は、寸度安定化、カール防止、接着防止、膜のひび割れ防止等のような膜物性改良の目的で使用される。ポリマー微粒子分散物については、特開昭62−245258号、特開平10−228076号の各公報に記載がある。尚、ガラス転移温度が低い(40℃以下の)ポリマー微粒子分散物を、前記媒染剤を含む層に添加すると、層のひび割れやカールを防止することができる。また、ガラス転移温度が高いポリマー微粒子分散物をバック層に添加しても、カールを防止することができる。
また、前記インク受容層が設けられる側の支持体の表面に、ホウ酸又はホウ素化合物を塗工し、その上にインク受容層を形成することにより、インク受容層の光沢度や表面平滑性を確保し、かつ高温高湿環境下における印画後の画像の経時ニジミを抑制することもできる。
<インクジェット記録媒体の製造方法>
本発明のインクジェット記録媒体の製造方法は、特に、限定されるものではないが、親水性バインダーを含む第1の造膜液を原紙の両面に付与、乾燥して第1の層を形成する第1の層形成工程と、無機微粒子とバインダーと水溶性多価金属化合物を含む第2の層形成用塗布液を前記第1の層が形成された原紙の両面に付与する第2の層形成工程とを含むことが好ましい。
前記製造方法により、前記本発明の効果を有するインクジェット記録媒体を製造することができる。
また、本発明のインクジェット記録媒体の製造方法は、親水性バインダーを含む第1の造膜液を原紙の両面に付与、乾燥して第1の層を形成する第1の層形成工程と、前記第1の層(両面)上に前記第1の層側から順に、無機微粒子と含窒素有機カチオンポリマーとを含む第2の塗布液(下層用)と、無機微粒子と水溶性多価金属化合物(例えば、水溶性アルミニウム化合物)とを含む第3の塗布液(上層用)と、を塗布液温度35℃以上45℃以下で重層塗布して、前記含窒素有機カチオンポリマーが、前記インク受容層を前記原紙に平行な平面で2等分したときの原紙から遠い側半分(上層)よりも原紙に近い側半分(下層)に多く含まれ、前記水溶性アルミニウム化合物が原紙よりも遠い側半分(上層)に多く含まれるように、第2の層(インク受容層)を形成する第2の層形成工程と、を含むことが好ましい態様である。
また、本発明のインクジェット記録媒体の製造方法(第2の態様)は、親水性バインダーを含む第1の塗布液を原紙の両面に塗布して塗布層を形成する第1の層形成工程と、前記第1の層(両面)上に前記第1の層側から順に、無機微粒子と含窒素有機カチオンポリマーとを含む第2の塗布液と、無機微粒子と水溶性多価金属化合物(例えば、水溶性アルミニウム化合物)とを含む第3の塗布液と、を塗布液温度35℃以上45℃以下で重層塗布して、塗布層を形成する工程と、前記塗布層に、(1)少なくとも前記第2の塗布液と前記第3の塗布液とを塗布すると同時、(2)少なくとも前記第2の塗布液と前記第3の塗布液とを塗布して形成された塗布層の乾燥途中であって該塗布層が減率乾燥を示す前の、いずれかのときに、塩基性化合物を含む液を付与し、前記塗布層の架橋硬化を行なう工程と、を有し、前記塗布層が架橋されてなり、前記含窒素有機カチオンポリマーが、前記インク受容層を前記原紙に平行な平面で2等分したときの原紙から遠い側半分(上層)よりも原紙に近い側半分(下層)に多く含まれ、前記水溶性アルミニウム化合物が原紙よりも遠い側半分(上層)に多く含まれるように、第2の層(インク受容層)を形成する第2の層形成工程を有する態様が好ましい。
また、本発明のインクジェット記録媒体の製造方法(第3の態様)は、親水性バインダーを含む第1の造膜液を原紙の両面に付与、乾燥して塗布層を形成する第1の層形成工程と、前記第1の層(両面)上に前記第1の層側から順に、無機微粒子と含窒素有機カチオンポリマーとを含む第2の塗布液と、無機微粒子と水溶性アルミニウム化合物とを含む第3の塗布液と、を塗布液温度35℃以上45℃以下で重層塗布して、塗布層を形成する工程と、前記形成された塗布層を、前記塗布時の第2の塗布液の温度及び前記塗布時の第3の塗布液の温度のいずれか低い方に対し5℃以上低下するように冷却する工程と、冷却された塗布層を乾燥して第2の層を形成する工程と、を有し、前記含窒素有機カチオンポリマーが、前記インク受容層を前記原紙に平行な平面で2等分したときの原紙から遠い側半分(上層)よりも原紙に近い側半分(下層)に多く含まれ、前記水溶性アルミニウム化合物が原紙よりも遠い側半分(上層)に多く含まれるように、第2の層(インク受容層)を形成する第2の層形成工程を有する態様も好ましい。
本発明のインクジェット記録媒体の製造方法を、上記態様のように構成することで、前記含窒素有機カチオンポリマーが、前記インク受容層を前記原紙に平行な平面で2等分したときの原紙から遠い側半分(上層)よりも原紙に近い側半分(下層)に多く含まれ、前記水溶性アルミニウム化合物が原紙よりも遠い側半分(上層)に多く含まれるように、インク受容層を形成することができる。この結果、記録された画像のにじみ(経時にじみ)を抑制しつつ、黄色変化することもなく、高い画像濃度を保つことができ、耐オゾン性にも優れ、さらに面状が良好で、リサイクル可能なインクジェット記録媒体を製造することができる。
<第1の層(バインダー層)形成工程>
−第1の形成工程−
第1の好適な形成工程では、原紙の両面に、親水性バインダーを含む造膜液(第1の層形成用造膜液、)を付与、乾燥することにより第1の層を形成する。
原紙の詳細については、既述の第1の層において述べた通りであり、好ましい態様も同様である。
また、熱可塑性樹脂及びその粒子については、既述の第1の層で使用可能な熱可塑性樹脂及びそのラテックスと同様のものを挙げることができ、特に制限はない。熱可塑性樹脂粒子は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
熱可塑性樹脂粒子としては、平均粒径が10〜200nmのものが好ましい。ここで、熱可塑性樹脂粒子の平均粒径は、動的光散乱法(装置名:大塚電子(株)製、ELS−800)により測定される値である。
また、熱可塑性樹脂粒子を構成する熱可塑性樹脂は、最低造膜温度(MFT)が5℃〜60℃であることが好ましい。
熱可塑性樹脂の塗布量としては、1〜30g/m2であることが好ましい。
熱可塑性樹脂粒子としては、コックリングの抑制や経時滲みの改善及び製造適性等の観点より、水分散性ラテックスの分散粒子を含むものが好ましい。
前記水分散性ラテックスとしては、具体的には、ポリエステル系ウレタンラテックス、アクリル系ラテックス、アクリルシリコーン系ラテックス、アクリルエポキシ系ラテックス、アクリルスチレン系ラテックス、アクリルウレタン系ラテックス、スチレン−ブタジエン系ラテックス、アクリロニトリル−ブタジエン系ラテックス、及び酢酸ビニル系ラテックスより選択される少なくとも1種が好適に挙げられる。
前記水分散性ラテックスの分子量としては、数平均分子量で3,000〜1,000,000が好ましく、特に5,000〜100,000程度のものがより好ましい。該分子量は、3,000以上であると第1の層の力学強度を確保でき、1,000,000以下であると分散安定性や粘度等の製造適性面で有利である。
前記水分散性ラテックスの中でも、第1の層においては、インク溶媒浸透性とコックリング抑制の効果が高く経済性と製造適性を兼備できる観点より、ポリエステル系ウレタンラテックス及びアクリルシリコーン系ラテックスより選択される1種もしくは2種以上が最も好ましい。
第1の層形成用造膜液の付与は、造膜可能な方法であれば特に制限はなく、例えば、塗布法、インクジェット法、浸漬法など任意の公知の方法により行なえるが、造膜後の膜面が平滑である点で、第1の層形成用造膜液を塗布液として用いた塗布法によるのが好ましい。
塗布法には、公知の塗布方法が適用可能であり、公知の塗布方法として、例えば、ブレード塗布方式、スライドビード方式、カーテン方式、エクストルージョン方式、エアナイフ方式、ロールコーティング方式、ケッドバーコーティング方式等が挙げられる。
付与後、付与形成された付与層を乾燥する。乾燥は、一般的に用いることができる方法を採用することができる。付与層は、中でも、前記親水性バインダーとして熱可塑性樹脂粒子(更に好ましくはラテックス)を用いて、該熱可塑性樹脂粒子の最低造膜温度以上の温度領域で加熱処理して造膜することが好ましい。
加熱処理は、付与後の乾燥処理と兼ねて行なってもよいし、別々に行なうようにしてもよい。加熱処理は、例えば、前記最低造膜温度以上の温度のオーブン中に入れる、前記最低造膜温度以上の温度の乾燥風をあてる、等の方法により行なうことができる。なお、加熱処理において、圧力を印加してもよい。
<第2の層形成工程>
前記第2の層の好適な形成工程は、前記第1の層が形成された原紙の両面に、無機微粒子と含窒素有機カチオンポリマーを少なくとも含有する第2の塗布液(下層用)と、無機微粒子と水溶性アルミニウム化合物とを少なくとも含有する第3の塗布液(上層用)とを、
第1の層側から順に、塗布液温度35℃以上45℃以下で重層塗布して塗布層を形成する工程である(以下この工程を、「塗布層形成工程」ということがある)。
塗布層形成工程においては、支持体上に、少なくとも前記第2の塗布液と前記第3の塗布液との複数の塗布液をこの順に塗布することが好ましく、さらに、必要に応じて、前記第2の塗布液上に、その他の塗布液を塗布してもよい。また、前記各塗布液の間には、バリアー層塗布液(中間層塗布液)を介在させてもよい。
第2の塗布液及び第3の塗布液(さらに必要に応じてその他の塗布液)を塗布する形態としては、特に限定はなく、各液を公知の方法により同時に重層塗布して塗布層を形成してもよいし、各液を公知の方法により1液ずつ塗布(逐次塗布)して塗布層を形成してもよい。本発明においてはこれらはいずれも同時又は逐次の重層塗布というものとする。
前記同時重層塗布は、例えば、エクストルージョンダイコーター、カーテンフローコーター等、公知の塗布装置を用いて行うことができる。
また、前記逐次塗布は、例えば、エクストルージョンダイコーター、エアードクターコーター、ブレッドコーター、ロッドコーター、ナイフコーター、スクイズコーター、リバースロールコーター、バーコーター等の公知の塗布装置を用いて行うことができる。
ここで、各塗布液の好ましい塗布量について説明する。
第2の塗布液の湿分塗布量としては、50〜200ml/mが好ましく、75〜150ml/mがより好ましい。また、第2の塗布液の固形分塗布量としては、5〜25g/mが好ましく、10〜18g/mがより好ましい。
第3の塗布液の湿分塗布量としては、50〜200ml/mが好ましく、75〜150ml/mがより好ましい。また、第3の塗布液の固形分塗布量としては、5〜25g/mが好ましく、10〜18g/mがより好ましい。
その他の塗布液として、例えば、コロイダルシリカを含有する塗布液を用いる場合、該塗布の湿分塗布量としては、10〜150ml/mが好ましく、20〜100ml/mがより好ましい。また、該塗布液の固形分塗布量としては、0.01〜10g/mが好ましく、0.05〜5g/mがより好ましい。
以下、第2の塗布液、第3の塗布液、及び必要に応じて用いられるその他の塗布液について説明する。
(第2の塗布液)
前記第2の塗布液は、無機微粒子の少なくとも1種と含窒素有機カチオンポリマーの少なくとも1種とを含有することが好ましい。
第2の塗布液が無機微粒子の詳細についてはインク受容層中の無機微粒子として説明したとおりである。また、第2の塗布液中の無機微粒子の含有率としては特に制限はないが、第2の塗布液の全固形分に対して50〜90質量%であることが好ましく、60〜80質量%であることがより好ましい。
なお、本発明において、第2の塗布液中の全固形分とは、第2の塗布液から水を除いた全成分をさす。他の液についても同様である。
本発明における第2の塗布液が含有する含窒素有機カチオンポリマーとしては、にじみ発生抑制の観点から、カチオン性ポリウレタン、4級アンモニウム塩基を有するカチオンポリマーから選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、カチオン性ポリウレタンであることがより好ましい。
また前記含窒素有機カチオンポリマーは、水性エマルションの形態で第2の塗布液に含まれることが好ましく、カチオン性ポリウレタンの水性エマルションの形態で第1の塗布液に含まれることがより好ましい。
また本発明における第2の塗布液は、無機微粒子の分散性の観点から、カチオン性ポリウレタン以外の含窒素有機カチオンポリマーを更に含有することが好ましく、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド、ポリメタクリロイルオキシエチル−β−ヒドロキシエチルジメチルアンモニウムクロライド誘導体から選ばれる少なくとも1種を更に含有することがより好ましく、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライドを更に含有することがさらに好ましい。
また、本発明の効果をより効果的に得る観点から、第2の塗布液中における含窒素有機カチオンポリマーの含有量としては、該第2の塗布液の全固形分に対し、1〜20質量%が好ましく、2〜15質量%がより好ましく、4〜12質量%が特に好ましい。
前記第2の塗布液は、耐オゾン性をより向上させる観点から、更に、硫黄系化合物を含むことが好ましい。
この場合、本発明の効果をより効果的に得る観点からは、第2の塗布液中における硫黄系化合物の含有量としては、該第2の塗布液の全固形分に対し、1〜20質量%が好ましく、3〜15質量%がより好ましく、4〜10質量%が特に好ましい。
また、第2の塗布液は、上記成分に加えて更に、その他のバインダー、架橋剤、水溶性多価金属化合物、媒染剤、分散剤、界面活性剤等、その他の成分を含有してもよい。
また、第2の塗布液の塗布においては、前述の水溶性多価金属化合物(好ましくは、塩基性ポリ塩化アルミニウム)を含む液をインライン混合した後に塗布することも好ましい。
硫黄系化合物、バインダー、架橋剤、媒染剤、水溶性多価金属塩等の各成分の詳細については、前述の<第2の層:インク受容層>の項で説明したとおりであり、好ましい形態も同様である。分散剤については後述する。
前記第2の塗布液は、酸性であることが好ましく、pHとしては5.0以下であることが好ましく、4.5以下であることがより好ましく、4.0以下であることが更に好ましい。第2の塗布液のpHは、前記含窒素有機カチオン性ポリマーの種類や添加量を適宜選定することで調整することができる。また、有機又は無機の酸を添加して調整してもよい。第2の塗布液のpHが5.0以下であると、例えば、第2の塗布液中における架橋剤(特にホウ素化合物)によるバインダーの架橋反応をより充分に抑制することができる。
〜 第2の塗布液の調製方法 〜
本発明において、少なくとも無機微粒子と含窒素有機カチオンポリマーとを含有する第2の塗布液は、例えば、以下のようにして調製できる。
即ち、無機微粒子(好ましくは、気相法シリカ微粒子)と分散剤とを水中に添加して(例えば、水中の無機微粒子は10〜20質量%)、高速回転湿式コロイドミル(例えば、エム・テクニック(株)製の「クレアミックス」)を用いて、例えば10000rpm(好ましくは5000〜20000rpm)の高速回転の条件で例えば20分間(好ましくは10〜30分間)かけて分散させた後、架橋剤(例えば、ほう酸)、ポリビニルアルコール(PVA)水溶液(例えば、上記無機微粒子の1/3程度の質量のPVAとなるように)、及び、含窒素有機カチオンポリマーを加え、更に、前記水溶性多価金属塩(例えば、塩基性ポリ水酸化アルミニウム)を加えて、上記と同じ回転条件で分散を行なうことにより調製することができる。
なお、水溶性多価金属塩は、塗布直前にインライン混合により加えてもよい。
また、上記の分散には、液液衝突型分散機(例えば、スギノマシン社製アルティマイザー)を用いることもできる。
得られた塗布液は均一なゾル状態であり、これを下記塗布方法で支持体上に塗布し乾燥させることにより、三次元網目構造を有する多孔質性のインク受容層を形成することができる。
また、上記無機微粒子(好ましくは、気相法シリカ)と分散剤とからなる水分散物の調製は、無機微粒子水分散液をあらかじめ調製し、該水分散液を分散剤水溶液に添加してもよいし、分散剤水溶液を無機微粒子水分散液に添加してよいし、同時に混合してもよい。また、無機微粒子水分散液ではなく、粉体の無機微粒子を用いて上記のように分散剤水溶液に添加してもよい。
上記の無機微粒子と分散剤とを混合した後、該混合液を、分散機を用いて細粒化することで、平均粒子径50〜300nmの水分散液を得ることができる。該水分散液を得るために用いる分散機としては、高速回転分散機、媒体撹拌型分散機(ボールミル、サンドミルなど)、超音波分散機、コロイドミル分散機、高圧分散機等従来公知の各種の分散機を使用することができるが、形成されるダマ状微粒子の分散を効率的におこなうという点から、撹拌型分散機、コロイドミル分散機または高圧分散機が好ましい。
また、各工程における溶媒として水、有機溶媒、又はこれらの混合溶媒を用いることができる。この塗布に用いることができる有機溶媒としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、i−プロパノール、メトキシプロパノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、酢酸エチル、トルエン等が挙げられる。
また、上記分散剤としてはカオチン性のポリマーを用いることができる。カオチン性のポリマーとしては、特開2006−321176号公報の段落[0138]〜[0148]に記載されている媒染剤の例などが挙げられる。また、分散剤としてシランカップリング剤を用いることも好ましい。
上記分散剤の微粒子に対する添加量は、0.1%〜30%が好ましく、1%〜10%が更に好ましい。
(第3の塗布液)
本発明における第3の塗布液は、無機微粒子の少なくとも1種と水溶性アルミニウム化合物の少なくとも1種とを含むことが好ましい。
第3の塗布液が無機微粒子の詳細についてはインク受容層中の無機微粒子として説明したとおりである。また、第3の塗布液中の無機微粒子の含有率としては特に制限はないが、第3の塗布液の全固形分に対して50〜85質量%であることが好ましく、55〜70質量%であることがより好ましい。
本発明における第3の塗布液が含有する水溶性アルミニウム化合物については、インク受容層中の水溶性アルミニウム化合物として説明したとおりである。また、第3の塗布液中の水溶性アルミニウム化合物の含有率としては特に制限はないが、耐オゾン性の観点から、前記無機微粒子に対して0.1〜10質量%であることが好ましく、0.5〜8質量%であることがより好ましい。
本発明における第3の塗布液は、本発明の効果を損なわない範囲で含窒素有機カチオンポリマーを含むことができる。
例えば、形成されたインク受容層中の含窒素有機カチオンポリマーが、該インク受容層中の原紙から遠い層よりも原紙に近い層に多く含まれるように形成する観点からは、第3の塗布液中の含窒素有機カチオンポリマーの含有量を、第2の塗布液中の含窒素有機カチオンポリマーの含有量より少なくすることが好ましい。
すなわち、含窒素有機カチオンポリマーの含有量比〔第3の塗布液中における含有量/第2の塗布液中における含有量〕が、1.0未満であることが必要である。
さらに本発明における第3の塗布液が含窒素有機カチオンポリマーとして、カチオン性ポリウレタン、4級アンモニウム塩基を有するカチオンポリマーから選ばれる少なくとも1種(以下、「特定含窒素有機カチオンポリマー」ということがある)を含む場合、本発明による効果をより効果的に得る観点からは、前記含有量比は0〜0.7が好ましく、0〜0.4がより好ましく、0(すなわち、第3の塗布液が特定含窒素有機カチオンポリマーを含まない形態)が特に好ましい。
また、本発明の効果をより効果的に得る観点から、第3の塗布液中の特定含窒素有機カチオンポリマーの含有量としては、該第3の塗布液の全固形分に対し、0〜8質量%が好ましく、0〜4質量%がより好ましく、0質量%(すなわち、第3の塗布液が特定含窒素有機カチオンポリマーを含まない形態)が特に好ましい。
また、第3の塗布液は硫黄系化合物を含んでもよいが、記録された画像の濃度をより高く保つ観点からは、第3の塗布液中の硫黄系化合物の含有量を、第2の塗布液中の硫黄系化合物の含有量より少なくすることが好ましい。
すなわち、硫黄系化合物の含有量比〔第3の塗布液中における含有量/第2の塗布液中における含有量〕が、1.0未満であることが好ましい。
この場合、硫黄系化合物の含有量比〔第3の塗布液中における含有量/第2の塗布液中における含有量〕は、0〜0.6が好ましく、0〜0.3がより好ましく、0(すなわち、第3の塗布液が硫黄系化合物を含まない形態)が特に好ましい。
また、本発明の効果をより効果的に得る観点からは、第3の塗布液中の硫黄系化合物の含有量としては、該第3の塗布液の全固形分に対し、0〜5質量%が好ましく、0〜3質量%がより好ましく、0質量%(すなわち、第3の塗布液が硫黄系化合物を含まない形態)が特に好ましい。
また、第3の塗布液は、上記成分以外のバインダー、分散剤、架橋剤、水溶性多価金属化合物、媒染剤、界面活性剤等、その他の成分を含有してもよい。
また、第3の塗布液の塗布においては、前述の水溶性多価金属化合物(好ましくは、塩基性ポリ塩化アルミニウム)を含む液をインライン混合した後に塗布することも好ましい。
硫黄系化合物、バインダー、媒染剤、界面活性剤、水溶性多価金属化合物等の各成分の詳細については、前述の<第2の層:インク受容層>の項で説明したとおりであり、好ましい形態も同様である。また分散剤については、前述の第1の塗布液の説明で述べたとおりであり、好ましい範囲も同様である。
さらに第3の塗布液は、前述の第2の塗布液と同様の方法により調製できる。
前記第3の塗布液は、第2の塗布液と同様に、酸性であることが好ましく、pHとしては5.0以下であることが好ましく、4.5以下であることがより好ましく、4.0以下であることが更に好ましい。このpHは、前記カチオン性樹脂の種類や添加量を適宜選定することで調整することができる。また、有機又は無機の酸を添加して調整してもよい。第3の塗布液のpHが5.0以下であると、例えば、第3の塗布液中における架橋剤(特にホウ素化合物)によるバインダーの架橋反応をより充分に抑制することができる。
(その他の塗布液)
以下、必要に応じて用いられることがあるその他の塗布液について説明する。
コロイダルシリカを含有するその他の塗布液を、前記第3の塗布液の上に更に塗布することで、前述のインク受容層中の最上層としてコロイダルシリカ層を形成することができる。これにより、形成されたインク受容層の光沢度をより向上させることができる。
その他の塗布液は、例えば、コロイダルシリカをイオン交換水に添加し、混合、撹拌することにより調製できる。
<硬化工程>
前記第2の形態は、前記塗布層形成工程で形成された塗布層に、
(1)少なくとも前記第2の塗布液及び前記第3の塗布液を塗布すると同時、
(2)少なくとも前記第2の塗布液及び前記第3の塗布液を塗布して形成された塗布層の乾燥途中であって該塗布層が減率乾燥を示す前、
のいずれかのときに、塩基性化合物を含む液を付与し、前記塗布層の架橋硬化を行なう工程を有することが好ましい(以下、この工程を、「硬化工程」ということがある)。
前記「(1)少なくとも前記第2の塗布液及び前記第3の塗布液を塗布すると同時」に「塩基性化合物を含む液」を付与する方法としては、前記第2の塗布液、前記第3の塗布液、(必要に応じ前記その他の塗布液)、及び「塩基性化合物を含む液」を、支持体側からこの順となるように、同時塗布(重層塗布)する形態が好適である。
または、第2の塗布液を塗布した後、塗布された第2の塗布液上に、第3の塗布液と「塩基性化合物を含む液」とを同時塗布(以下、「同時重層塗布」ともいう)してもよい。
前記同時塗布(同時重層塗布)は、例えば、エクストルージョンダイコーター、カーテンフローコーター等の公知の塗布装置を用いて行うことができる。
前記「(2)少なくとも前記第2の塗布液及び前記第3の塗布液を塗布して形成された塗布層の乾燥途中であって該塗布層が減率乾燥を示す前」に「塩基性化合物を含む液」を付与する方法は、「Wet−On−Wet法」や「WOW法」とよばれている方法である。「Wet−On−Wet法」の詳細については、例えば、特開2005−14593号公報段落番号[0016]〜[0037]に記載されている。
本発明においては、前記第2の塗布液、及び前記第3の塗布液(更に、必要に応じてその他の塗布液)を、支持体側からこの順となるように、同時塗布(同時重層塗布)又は1層ずつ塗布して塗布層を形成した後、形成された塗布層の乾燥途中であって該塗布層が減率乾燥を示す前に、(i)該塗布層上に更に「塩基性化合物を含む液」を塗布する方法、(ii)スプレー等により「塩基性化合物を含む液」を噴霧する方法、(iii)前記塗布層が形成された支持体を「塩基性化合物を含む液」中に浸漬する方法、が挙げられる。
前記(i)において、「塩基性化合物を含む液」を塗布する塗布方法としては、例えば、カーテンフローコーター、エクストルージョンダイコーター、エアードクターコーター、ブレッドコーター、ロッドコーター、ナイフコーター、スクイズコーター、リバースロールコーター、バーコーター等の公知の塗布方法を利用することができる。しかし、エクストリュージョンダイコーター、カーテンフローコーター、バーコーター等のように、既に形成されている塗布層にコーターが直接接触しない方法を利用することが好ましい。
架橋硬化工程における「塗布層が減率乾燥を示すようになる前」とは、通常、インク受容層用塗布液(本発明においては、前記第2の塗布液、及び前記第3の塗布液(更に、必要に応じその他の塗布液))の塗布直後から数分間の過程を指し、この間においては、塗布された塗布層中の溶剤(分散媒体)の含有量が時間に比例して減少する「恒率乾燥」の現象を示す。この「恒率乾燥」を示す時間については、例えば、化学工学便覧(頁707〜712、丸善(株)発行、昭和55年10月25日)に記載されている。
上記「塗布層が減率乾燥を示すようになるまで乾燥」されるための条件としては、一般に40〜180℃で0.5〜10分間(好ましくは、0.5〜5分間)行なわれる。この乾燥時間は、当然塗布量により異なるが、通常は上記範囲が適当である。
(塩基性化合物を含む液)
ここで、架橋硬化工程における前記「塩基性化合物を含む液」について説明する。
〜塩基性化合物〜
本発明における「塩基性化合物を含む液」は、塩基性化合物を少なくとも1種含有する。
塩基性化合物としては、弱酸のアンモニウム塩、弱酸のアルカリ金属塩(例えば、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウムなど)、弱酸のアルカリ土類金属塩(例えば、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、酢酸マグネシウム、酢酸バリウムなど)、ヒドロキシアンモニウム、1〜3級アミン(例えば、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリへキシルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミンなど)、1〜3級アニリン(例えば、ジエチルアニリン、ジブチルアニリン、エチルアニリン、アニリンなど)、置換基を有してもよいピリジン(例えば、2−アミノピリジン、3−アミノピリジン、4−アミノピリジン、4−(2−ヒドロキシエチル)−アミノピリジンなど)、等が挙げられる。
また、上記の塩基性化合物以外に、該塩基性化合物と共に他の塩基性物質及び/又はその塩を併用することもできる。他の塩基性物質としては、例えば、アンモニアや、エチルアミン、ポリアリルアミン等の第一アミン類、ジメチルアミン等の第二アミン類、N−エチル−N−メチルブチルアミン等の第三アミン類、アルカリ金属やアルカリ土類金属の水酸化物、等が挙げられる。
上記のうち特に、弱酸のアンモニウム塩が好ましい。弱酸とは、化学便覧基礎編II(丸善株式会社)等に記載の無機酸および有機酸でpKaが2以上の酸である。前記弱酸のアンモニウム塩としては、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、硼酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、カルバミン酸アンモニウム等が挙げられる。但し、これらに限定されるものではない。中でも、好ましくは炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、カルバミン酸アンモニウムであり、乾燥後において層中に残存せずインク滲みを低減できる点で効果的である。
なお、塩基性化合物は、2種以上を併用することができる。
前記塩基性化合物(特に弱酸のアンモニウム塩)の「塩基性化合物を含む液」中の含有量としては、「塩基性化合物を含む液」の全質量(溶媒を含む)に対し、0.5〜10質量%が好ましく、より好ましくは1〜5質量%である。塩基性化合物(特に弱酸のアンモニウム塩)の含有量を特に上記範囲とすると、充分な硬化度が得られ、またアンモニア濃度が高くなりすぎて作業環境を損なうこともない。
〜金属化合物〜
本発明における「塩基性化合物を含む液」は、金属化合物を少なくとも1種含有することが好ましい。
「塩基性化合物を含む液」に含有される金属化合物としては、塩基性下で安定なものを制限なく使用でき、前述の水溶性多価金属塩や、金属錯体化合物、無機オリゴマー、又は無機ポリマーのいずれであってもよい。例えば、ジルコニウム化合物や、特開2005−14593号公報中の段落番号[0100]〜[0101]に無機媒染剤として列挙した化合物が好適である。上記の金属錯体化合物としては、日本化学会編「化学総説 No.32(1981年)」に記載の金属錯体、「コーディネーション・ケミストリー・レビュー(Coordinantion Chemistry Review)」、第84巻、85〜277頁(1988年)及び特開平2−182701号公報に記載の、ルテニウム等の遷移金属を含有する遷移金属錯体が使用可能である。
上記の中でも、ジルコニウム化合物や亜鉛化合物が好ましく、特にジルコニウム化合物が好ましい。ジルコニウム化合物としては、例えば、炭酸ジルコニウム・アンモニウム、硝酸ジルコニウム・アンモニウム、炭酸ジルコニウム・カリウム、クエン酸ジルコニウム・アンモニウム、ステアリン酸ジルコニル、オクチル酸ジルコニル、硝酸ジルコニル、オキシ塩化ジルコニウム、ヒドロキシ塩化ジルコニウム、等が挙げられ、特に炭酸ジルコニウム・アンモニウムが好ましい。また、「塩基性化合物を含む液」には、2種以上の金属化合物(好ましくはジルコニウム化合物を含む。)を併用してもよい。
前記金属化合物(特にジルコニウム化合物)の「塩基性化合物を含む液」中の含有量としては、「塩基性化合物を含む液」の全質量(溶媒を含む)に対し、0.05〜5質量%が好ましく、より好ましくは0.1〜2質量%である。金属化合物(特にジルコニウム化合物)の含有量を特に上記範囲とすることにより、塗布層の硬膜を充分に行なえると共に、媒染能が低下して充分な印画濃度が得られなかったり、ビーディングが発生したりすることがなく、アンモニア等の塩基性化合物の濃度が高くなりすぎることによる作業環境の悪化を招くこともない。なお、金属化合物は2種以上併用することができ、後述する他の媒染剤成分のうち金属化合物以外のものを併用する場合には、総量が上記範囲内であって、本発明の効果を損なわない範囲で含有することができる。
また、画像濃度、耐オゾン性の観点からは、「塩基性化合物を含む液」には、金属化合物として前述のマグネシウム塩を含有することも好ましい。マグネシウム塩としては、塩化マグネシウムが特に好ましい。
この場合のマグネシウム塩の添加量としては、「塩基性化合物を含む液」の全質量に対し、0.1〜1質量%が好ましく、0.15〜0.5質量%がより好ましい。
前記「塩基性化合物を含む液」は、必要に応じて架橋剤、他の媒染剤成分を含有することができる。
「塩基性化合物を含む液」は、アルカリ溶液として用いることで硬膜を促進でき、pH7.1以上に調製されるのが好ましく、より好ましくはpH8.0以上であり、特に好ましくはpH9.0以上である。前記pHが7.1以上であると、第2の塗布液及び/又は第3の塗布液に含まれることがあるバインダーの架橋反応をより進めることができ、ブロンジングやインク受容層のひび割れをより効果的に抑制できる。
前記「塩基性化合物を含む液」は、例えば、イオン交換水に、金属化合物(例:ジルコニア化合物;例えば1〜5%)および塩基性化合物(例:炭酸アンモニウム;例えば1〜5%)と、必要に応じてパラトルエンスルホン酸(例えば0.5〜3%)とを添加し、十分に攪拌することで調製することができる。なお、各組成物の「%」はいずれも固形分質量%を意味する。
また、「塩基性化合物を含む液」の調製に用いる溶媒には、水、有機溶媒、またはこれらの混合溶媒を用いることができる。塗布に用いることができる有機溶媒としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、i−プロパノール、メトキシプロパノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、酢酸エチル、トルエン等が挙げられる。
<冷却工程及び乾燥工程>
前記第3の形態は、前記塗布層形成工程で形成された塗布層を、前記塗布時の第2の塗布液の温度及び前記塗布時の第3の塗布液の温度のいずれか低い方に対し5℃以上低下するように冷却する工程(以下、「冷却工程」ともいう)と、冷却された塗布層を乾燥してインク受容層を形成する工程(以下、「乾燥工程」ともいう)と、を有することが好ましい。
冷却工程において塗布層を冷却する方法としては、塗布層が形成された支持体を、0〜10℃に保たれた冷却ゾーンで、5〜30秒冷却させる方法が好適である。
冷却工程においては、0〜10℃低下するように冷却することが好ましく、0〜5℃以上低下するように冷却することがより好ましい。
ここで、塗布層の温度は、膜面の温度を測定することにより測定する。
<その他の工程等>
前記第2の形態及び前記第3の形態において、第1の層が形成された原紙上の両面にインク受容層を形成した後、該インク受容層は、例えば、スーパーカレンダ、グロスカレンダ等を用い、加熱加圧下にロールニップ間を通してカレンダー処理を施すことにより、表面平滑性、光沢度、透明性および塗膜強度を向上させることが可能である。しかしながら、該カレンダー処理は、空隙率を低下させる要因となることがあるため(即ち、インク吸収性が低下することがあるため)、空隙率の低下が少ない条件を設定しておこなう必要がある。
カレンダー処理をおこなう場合のロール温度としては、30〜150℃が好ましく、40〜100℃がより好ましい。
また、カレンダー処理時のロール間の線圧としては、50〜400kg/cmが好ましく、100〜200kg/cmがより好ましい。
≪インクジェット記録方法≫
本発明のインクジェット記録媒体の製造方法で製造されたインクジェット記録媒体は、下記一般式(M)または一般式(Bk)で表される水溶性染料を含有するインクの少なくとも1種を、インクジェット方式で付与する工程を含むインクジェット記録方法で記録する際に用いることで、耐オゾン性等の効果が顕著となり好ましい。
本発明のインクジェット記録媒体の製造方法で製造されるインクジェット記録媒体と特定構造の水性染料を含むインクとを組合せることにより、記録された画像のにじみ(経時にじみ)の抑制効果、高い画像濃度、耐オゾン性効果をより良好なレベルで実現することができる。本発明におけるインクジェット記録媒体のインク受容層は、支持体に近い層に含窒素有機カチオンポリマーを多く含有する。そのため例えば、一般式(M)または一般式(Bk)で表される水溶性染料がインク受容層の支持体に近い層まで浸透することで、より効果的に、にじみ発生抑制効果が奏されるものと考えられる。
尚、本発明において水溶性染料とは、20℃において水に1質量%以上溶解する染料を意味する。
Figure 2010052368
一般式(M)中、A31は5員複素環基を表す。
31およびB32は各々=CR31−、−CR32=を表すか、あるいはいずれか一方が窒素原子、他方が=CR31−または−CR32=を表す。R35、R36は各々独立に水素原子、脂肪族基、芳香族基、複素環基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、複素環オキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキルもしくはアリールスルホニル基、複素環スルホニル基、またはスルファモイル基を表わし、各基は更に置換基を有していても良い。
、R31、R32は各々独立して、水素原子、ハロゲン原子、脂肪族基、芳香族基、複素環基、シアノ基、カルボキシル基、カルバモイル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、複素環オキシカルボニル基、アシル基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、複素環オキシ基、シリルオキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、アミノ基(アリールアミノ基、複素環アミノ基を含む)、アシルアミノ基、ウレイド基、スルファモイルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、アルキルもしくはアリールスルホニルアミノ基、複素環スルホニルアミノ基、ニトロ基、アルキル及びアリールチオ基、アルキル及びアリールスルホニル基、複素環スルホニル基、アルキル及びアリールスルフィニル基、複素環スルフィニル基、スルファモイル基、スルホン酸基、または複素環チオ基を表し、各基は更に置換されていても良い。
31とR35、あるいはR35とR36が結合して5乃至6員環を形成しても良い。
なお、A31、R31、R32、R35、R36およびGの少なくとも1つは、スルホン酸基を有し、対イオンとしてLiまたは4級アンモニウムイオンを有する。
一般式(M)で表される水溶性染料の具体例としては、国際公開特許2002/83795号(35〜55頁)、同2002−83662号(27〜42頁)、特開2004−149560号(段落番号[0046]〜[0059])、同2004−149561号(段落番号[0047]〜[0060])に記載されたものの中で、水溶性基がスルホン酸基のみであり、対イオンがLiイオンまたは4級アンモニウムイオンのものが挙げられる。特に好ましい一般式(M)で表される水溶性染料の具体例を遊離の酸の構造で以下に示すが、塩として用いることが好ましい。
Figure 2010052368
本発明において一般式(M)で表される水溶性染料(複素環アゾ染料)のマゼンタインク中での含有量は、0.2〜20質量%が好ましく、0.5〜15質量%がより好ましい。
Figure 2010052368
一般式(Bk)中、A、AおよびAは、各々独立に、置換されていてもよい芳香族基または置換されていてもよい複素環基を表す。AおよびAは一価の基であり、Aは2価の基である。A、AおよびAの少なくとも1つは複素環基であることが好ましい。
本発明における一般式(Bk)で表される水溶性染料としては、特開2007−70573号公報の段落番号[0041]〜[0059]に記載された水溶性染料を挙げることができ、好適な範囲も同様である。
本発明において、一般式(Bk)で表される化合物のインク中での含有量は、0.2〜20質量%が好ましく、0.5〜15質量%がより好ましい。
尚、本発明における一般式(Bk)で表される水溶性染料を含有するインクは、水溶性短波染料を更に含有することが好ましい。
水溶性短波染料の具体例としては特開2007−70573号公報の段落番号[0061]〜[0072]に記載された水性染料を挙げることができ、好ましい態様についても同様である。
本発明におけるインクは、前記一般式(M)および一般式(Bk)で表される水溶性染料の少なくとも1種と水性媒体とを含むが、必要に応じてその他の添加剤を添加しうる。その他の添加剤としては、例えば、ホウ素化合物、乾燥防止剤(湿潤剤)、褪色防止剤、乳化安定剤、浸透促進剤、紫外線吸収剤、防腐剤、防黴剤、pH調整剤、表面張力調整剤、消泡剤、粘度調整剤、分散剤、分散安定剤、防錆剤、キレート剤等の公知の添加剤が挙げられる。
前記水性媒体は、水を主成分とし、所望により、水混和性有機溶剤を添加した混合物を用いることができる。前記水混和性有機溶剤の例には、アルコール(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、sec−ブタノール、t−ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール)、多価アルコール類(例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサンジオール、ペンタンジオール、グリセリン、ヘキサントリオール、チオジグリコール)、グリコール誘導体(例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングルコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル)、アミン(例えば、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、モルホリン、N−エチルモルホリン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ポリエチレンイミン、テトラメチルプロピレンジアミン)及びその他の極性溶媒(例えば、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、スルホラン、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−ピロリドン、2−オキサゾリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、アセトニトリル、アセトン)が含まれる。尚、前記水混和性有機溶剤は、2種類以上を併用してもよい。
前記乾燥防止剤はインクジェット記録方式に用いるノズルのインク噴射口においてインクが乾燥することによる目詰まりを防止する目的で好適に使用される。
前記乾燥防止剤としては、水より蒸気圧の低い水溶性有機溶剤が好ましい。具体的な例としてはエチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、チオジグリコール、ジチオジグリコール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,2,6−ヘキサントリオール、アセチレングリコール誘導体、グリセリン、トリメチロールプロパン等に代表される多価アルコール類、エチレングリコールモノメチル(又はエチル)エーテル、ジエチレングリコールモノメチル(又はエチル)エーテル、トリエチレングリコールモノエチル(又はブチル)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、2−ピロリドン、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、N−エチルモルホリン等の複素環類、スルホラン、ジメチルスルホキシド、3−スルホレン等の含硫黄化合物、ジアセトンアルコール、ジエタノールアミン等の多官能化合物、尿素誘導体が挙げられる。これらのうちグリセリン、ジエチレングリコール等の多価アルコールがより好ましい。また上記の乾燥防止剤は単独で用いても良いし2種以上併用しても良い。これらの乾燥防止剤はインク中に10〜50質量%含有することが好ましい。
前記浸透促進剤は、インクを紙により良く浸透させる目的で好適に使用される。前記浸透促進剤としてはエタノール、イソプロパノール、ブタノール、ジ(トリ)エチレングリコールモノブチルエーテル、1,2−ヘキサンジオール等のアルコール類やラウリル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウムやノニオン性界面活性剤等を用いることができる。これらはインク中に5〜30質量%含有すれば通常充分な効果があり、印字の滲み、紙抜け(プリントスルー)を起こさない添加量の範囲で使用するのが好ましい。
前記紫外線吸収剤は、画像の保存性を向上させる目的で使用される。前記紫外線吸収剤としては特開昭58−185677号公報、同61−190537号公報、特開平2−782号公報、同5−197075号公報、同9−34057号公報等に記載されたベンゾトリアゾール系化合物、特開昭46−2784号公報、特開平5−194483号公報、米国特許第3214463号等に記載されたベンゾフェノン系化合物、特公昭48−30492号公報、同56−21141号公報、特開平10−88106号公報等に記載された桂皮酸系化合物、特開平4−298503号公報、同8−53427号公報、同8−239368号公報、同10−182621号公報、特表平8−501291号公報等に記載されたトリアジン系化合物、リサーチディスクロージャーNo.24239号に記載された化合物やスチルベン系、ベンズオキサゾール系化合物に代表される紫外線を吸収して蛍光を発する化合物、いわゆる蛍光増白剤も用いることができる。
前記褪色防止剤は、画像の保存性を向上させる目的で使用される。前記褪色防止剤としては、各種の有機系及び金属錯体系の褪色防止剤を使用することができる。有機の褪色防止剤としてはハイドロキノン類、アルコキシフェノール類、ジアルコキシフェノール類、フェノール類、アニリン類、アミン類、インダン類、クロマン類、アルコキシアニリン類、チオエーテル類、チオウレア類(チオエーテル類とチオウレア類の例は特開2002−36717号公報、また、チオエーテル類の例は特開2002−86904号公報に記載)、ヘテロ環類などがあり、金属錯体としてはニッケル錯体、亜鉛錯体などがある。より具体的にはリサーチディスクロージャーNo.17643の第VIIのIないしJ項、同No.15162、同No.18716の650頁左欄、同No.36544の527頁、同No.307105の872頁、同No.15162に引用された特許に記載された化合物や特開昭62−215272号公報の127頁〜137頁に記載された代表的化合物の一般式及び化合物例に含まれる化合物を使用することができる。
前記防黴剤としてはデヒドロ酢酸ナトリウム、安息香酸ナトリウム、ナトリウムピリジンチオン−1−オキシド、p−ヒドロキシ安息香酸エチルエステル、1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オンおよびその塩等が挙げられる。これらはインク中に0.02〜1.00質量%使用するのが好ましい。
前記pH調整剤としては前記中和剤(有機塩基、無機アルカリ)を用いることができる。前記pH調整剤はインクの保存安定性を向上させる目的で、該インクがpH6〜10となるように添加するのが好ましく、pH7〜10となるように添加するのがより好ましい。
前記表面張力調整剤としてはノニオン、カチオンあるいはアニオン界面活性剤が挙げられる。尚、本発明に係るインクの表面張力は25〜70mN/mが好ましい。さらに25〜60mN/mが好ましい。また本発明に係るインクの粘度は30mPa・s以下が好ましい。更に20mPa・s以下に調整することがより好ましい。
界面活性剤の例としては、脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルリン酸エステル塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩等のアニオン系界面活性剤や、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、グリセリン脂肪酸エステル、オキシエチレンオキシプロピレンブロックコポリマー等のノニオン系界面活性剤が好ましい。また、アセチレン系ポリオキシエチレンオキシド界面活性剤であるSURFYNOLS(AirProducts&Chemicals社)も好ましく用いられる。また、N,N−ジメチル−N−アルキルアミンオキシドのようなアミンオキシド型やN,N−ジメチル−N−ラウリル−カルボメチルアンモニウムなどの4級アンモニウム塩含有ベタイン型の両性界面活性剤等も好ましい。更に、特開昭59−157、636号の第(37)〜(38)頁、リサーチ・ディスクロージャーNo.308119(1989年)記載の界面活性剤として挙げたものも使うことができる。
前記消泡剤としては、フッ素系、シリコーン系化合物やEDTAに代表されるキレート剤等も必要に応じて使用することができる。
本発明におけるインクの調製方法には特に制限はなく、例えば、特開平5−148436号、同5−295312号、同7−97541号、同7−82515号、同7−118584号、特開2004−331871号の各工法に詳細が記載されていて、本発明におけるインクの調製にも適用できる。
本発明におけるインクは、少なくとも、イエロー染料を含有するイエローインクとシアン染料を含有するシアンインクとを含むインクセットとして用いることができる。
前記イエロー染料としては特に制限はないが、例えば、特開2007−70573号公報の段落[0025]〜[0040]等に記載のイエロー染料を用いることができる。
またシアン染料としては特に制限はないが、例えば、特開2007−70753号公報の段落[0083]〜[0090]等に記載のシアン染料を用いることができる。
本発明のインクジェット記録媒体上に画像を記録するためのインクジェット方式については特に制限はなく、公知の方式、例えば静電誘引力を利用してインクを吐出させる電荷制御方式、ピエゾ素子の振動圧力を利用するドロップオンデマンド方式(圧力パルス方式)、電気信号を音響ビームに変えインクに照射して、放射圧を利用してインクを吐出させる音響インクジェット方式、及びインクを加熱して気泡を形成し、生じた圧力を利用するサーマルインクジェット方式等を用いることができる。また、前記インクジェット記録方式には、フォトインクと称する濃度の低いインクを小さい体積で多数射出する方式、実質的に同じ色相で濃度の異なる複数のインクを用いて画質を改良する方式や無色透明のインクを用いる方式が含まれる。
以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。尚、特に断りの無い限り、「部」及び「%」は質量基準である。
[実施例1]
水50部とカオリン(商品名:カオブライト90、白石カルシウム(株)製)100部と、40%ポリアクリル酸ナトリウム(商品名:アロンT−50、東亞合成(株)製)1.3部とを混合し、水中に分散し、さらに、22.5%ポリエステル系ウレタンラテックス水分散液(ガラス転移温度49℃、最低造膜温度29℃;商品名:ハイドランAP−40F、DIC(株)製)2200部、10%Aerosol MA80(アメリカンサイアナミド(株)製)水溶液60部と、2%ラピゾールA−90(日油(株)製)水溶液100部を添加して、1%セロゲンEP水溶液(第一工業製薬(株))800部を加え、十分に攪拌混合した後、得られた混合液の液温度を15〜25℃に保って18%の下塗り層用塗工液を得た。
(下塗り層の形成)
坪量81.4g/mの上質紙(商品名:しらおい、日本製紙製)の両面に、得られた下塗り層用塗工液を、カーテンコーターを用いて、片面当たりの塗工量が8.0g/mとなるように塗布し、乾燥風温度120℃で20秒間乾燥して、下塗り層を形成した。
<第2の層形成用塗布液の調製、第2の層形成>
インク受容層形成液1に下記媒染剤混合溶液をインライン混合して塗布液(第2の層の塗布液)を調製しながら(塗布液調製工程)、上記下塗り層が形成された上質紙の片面にスライドビードコーター塗布装置を用いて塗布した(塗布工程)。
ここで、前記塗布は、前記インク受容層形成液1の塗布量が105g/mとなるように、且つ、前記媒染剤混合溶液の塗布量が6.6g/mとなるように行った。熱風乾燥機にて80℃で(風速3〜8m/秒)で塗布層の固形分濃度が24%になるまで乾燥させた。
この塗布層は、この間は恒率乾燥速度を示した。その直後、上記組成の第2液に3秒間浸漬を上記塗布層上にその39g/mを付着させ(第2液を付与する工程)、更に72℃下で10分間乾燥させてインク受容層を得た(乾燥工程)。
その後、他方の側も上記と同様にし、支持体の両側にインク受容層を有するインクジェット記録媒体を得た。
<インク受容層形成液1の組成>
(1)気相法シリカ微粒子(AEROSIL300SF75 日本アエロジル(株)製、一次粒子の平均粒径7nm)(無機微粒子) ・・・8.9部
(2)イオン交換水 ・・・51.4部
(3)「シャロールDC−902P(第一工業製薬(株)製)」(51.5%水溶液)(分散剤、カチオンポリマー) ・・・0.78部
(4)「ZA−30(第一稀元素化学工業(株)製)」(水溶性多価金属塩)
・・・0.48部
(5)ホウ酸(架橋剤) ・・・0.33部
(6)ポリビニルアルコール(水溶性バインダー)溶解液 ・・・28.6部
(7)「スーパーフレックス650(25%水分散物、第一工業製薬(株)製)」 ・・・1.11部
(8)エタノール ・・・4.1部
−(6)ポリビニルアルコール溶解液の組成−
なお、前記(6)のポリビニルアルコール(水溶性バインダー)溶解液の組成は、以下に示す通りであった。
(a)「PVA235((株)クラレ製)」、鹸化度88%、重合度3,500
・・・2.0部
(b)イオン交換水 ・・・26.6部
<媒染剤混合溶液(インライン液)の組成>
(1)塩基性ポリ水酸化アルミニウム化合物(水溶性多価金属化合物)(アルファイン83、大明化学工業株式会社製、23%固形分) ・・・4.0部
(2)イオン交換水 ・・・4.6部
(3)ポリオキシエチレンラウリルエーテル(花王(株)製「エマルゲン109P」(10%水溶液)、HLB値13.6)(界面活性剤) ・・・0.7部
(4)ハイマックスSC−507(ハイモ株式会社)(カチオンポリマー、70%水溶液) ・・・0.7部
<第2液の組成>
(1)ホウ酸 ・・・0.65部
(2)炭酸アンモニウム(1級:関東化学(株)製) ・・・4.0部
(3)イオン交換水 ・・・89.4部
(4)ポリオキシエチレンラウリルエーテル(花王(株)製「エマルゲン109P」(10%水溶液)、HLB値13.6)(界面活性剤) ・・・6.0部
[実施例2]
実施例1において、インク受容層形成液1の組成を下記組成のインク受容層形成液2に変更し、インク受容層形成液の塗布量を150g/mとしたこと以外は実施例1と同様にして、インクジェット記録媒体を作製した。
<インク受容層形成液2の組成>
(1)気相法シリカ微粒子(AEROSIL300SF75 日本アエロジル(株)製、
一次粒子の平均粒径7nm)(無機微粒子) ・・・8.9部
(2)イオン交換水 ・・・51.4部
(3)「シャロールDC−902P(第一工業製薬(株)製)」(51.5%水溶液)(分散剤、カチオンポリマー) ・・・0.78部
(4)「ZA−30(第一稀元素化学工業(株)製)」(水溶性多価金属塩)
・・・0.48部
(5)ホウ酸(架橋剤) ・・・0.33部
(6)ポリビニルアルコール(水溶性バインダー)溶解液 ・・・48部
(7)「スーパーフレックス650(第一工業製薬(株)製、25%水分散物)」 ・・・1.11部
(8)エタノール ・・・20部
−ポリビニルアルコール溶解液の組成−
なお、前記(6)のポリビニルアルコール(水溶性バインダー)溶解液の組成は、以下に示す通りであった。
(a)(株)クラレ製の「PVA235」、鹸化度88%、重合度3500
・・・2.0部
(b)イオン交換水 ・・・26.6部
(実施例3)
<インクジェット記録媒体の作製>
<第1の塗布液(第1のバインダー層形成用塗布液)の調製>
カオリン(商品名:カオブライト90、白石カルシウム(株)製)100部、0.1N水酸化ナトリウム(和光純薬工業(株)製)3.8部、40%ポリアクリル酸ナトリウム(商品名:アロンT−50、東亞合成(株)製)1.2部、及び水48.8部を混合し、ノンバブリングニーダー(商品名:NBK−2、日本精機製作所(株)製)を用いて分散を行い、65%カオリン分散液を得た。次いで、22.5%ポリエステル系ウレタンラテックス水分散液(ガラス転移温度49℃、最低造膜温度29℃;商品名:ハイドランAP−40F、大日本インキ化学工業(株)製)100部に、水5部と、得られた65%カオリン分散液6.9部と、10%エマルゲン109P(花王(株)製)0.8部を加え、十分に攪拌混合した後、得られた混合液の液温度を15〜25℃に保って固形分濃度が24.0%の第1の層用塗工液を得た。
<第3の塗布液(第2の層の上層用塗布液)の調製>
下記組成に示した、(1)気相法シリカ微粒子と、(2)イオン交換水と、(3)「シャロールDC−902P」と、(4)「ZA−30」とを混合し、液液衝突型分散機(アルティマイザー、スギノマシン社製)を用いて分散させた後、得られた分散液を45℃に加熱し20時間保持した。その後、分散液に(5)ホウ酸と(6)ポリビニルアルコール溶解液を30℃で加え、第2の塗布液(上層用)を調製した。
シリカ微粒子とバインダーとの質量比(PB比=(1):(5))は、4.0:1であり、第2の塗布液(上層用)のpHは、3.4で酸性を示した。
〜第3の塗布液の組成〜
(1)気相法シリカ微粒子(無機微粒子) ・・・ 8.9部
(AEROSIL300SF75、日本アエロジル(株)製)
(2)イオン交換水 ・・・58.1部
(3)「シャロールDC−902P」(51.5%水溶液) ・・・0.78部
(分散剤、含窒素有機カチオンポリマー、第一工業製薬(株)製)
(4)「ZA−30」 ・・・ 0.48部
(第一稀元素化学工業(株)製、酢酸ジルコニル)
(5)ホウ酸(架橋剤) ・・・ 0.3部
(6)ポリビニルアルコール(バインダー)溶解液 ・・・ 31.2部
〜溶解液の組成〜
・PVA235(鹸化度88%、重合度3500、(株)クラレ製)
・・・ 2.2部
・イオン交換水 ・・・ 28.2部
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル(ブチセノール20P)・・・ 0.7部
(協和発酵ケミカル(株))
・エマルゲン109P(界面活性剤、花王(株)製) ・・・ 0.1部
(7)合成アルコールAP−7(日本アルコール) ・・・ 1.58部
<第2の塗布液(第2の層の下層用塗布液)の調製>
下記組成に示した、(1)気相法シリカ微粒子と、(2)イオン交換水と、(3)「シャロールDC−902P」と、(4)「ZA−30」と、(5)「30%メチオニンスルホキシド」と、を混合し、液液衝突型分散機(アルティマイザー、スギノマシン社製)を用いて、分散させた後、分散液を45℃に加熱し20時間保持した。その後、分散液に(6)ホウ酸と、(7)ポリビニルアルコール溶解液と、(8)「スーパーフレックス650」と、を30℃で加え、第1の塗布液(下層用)を調製した。
シリカ微粒子とバインダーとの質量比(PB比=(1):(7))は、4.0:1であり、第1の塗布液(下層用)のpHは、3.8で酸性を示した。
〜第2の塗布液の組成〜
(1)気相法シリカ微粒子(無機微粒子) ・・・ 8.9部
(AEROSIL300SF75、日本アエロジル(株)製)
(2)イオン交換水 ・・・53.3部
(3)「シャロールDC−902P」(51.5%水溶液) ・・・0.78部
(分散剤、含窒素有機カチオンポリマー、第一工業製薬(株)製)
(4)「ZA−30」 ・・・ 0.48部
(第一稀元素化学工業(株)製、酢酸ジルコニル)
(5)30%メチオニンスルホキシド(硫黄系化合物) ・・・ 1.76部
(6)ホウ酸(架橋剤) ・・・ 0.4部
(7)ポリビニルアルコール(バインダー)溶解液 ・・・ 31.7部
〜溶解液の組成〜
・PVA235(鹸化度88%、重合度3500、(株)クラレ製)
・・・ 2.2部
・イオン交換水 ・・・ 28.2部
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル(ブチセノール20P)・・・ 0.7部
(協和発酵ケミカル(株))
・エマルゲン109P(界面活性剤、花王(株)製) ・・・ 0.7部
(8)「スーパーフレックス650」 ・・・ 3.1部
(含窒素有機カチオンポリマーエマルション、25%水分散物、第一工業製薬(株)製)
(第1の層<バインダー層>形成)
坪量81.4g/mの上質紙(商品名:しらおい、日本製紙製)の両面に、得られた第1の層用塗工液を、エクストルージョンダイコーターを用いて、片面当たりの塗工量が8.0g/mとなるように調整しながら片面ずつ塗布し、温度85℃、風速15m/secで1分間乾燥して、第1の層を形成した。さらに、形成された第1の層に対して、下記に示すソフトカレンダー処理を行って、支持体を得た。形成された第1の層の厚みは、8.1μmであった。
〜ソフトカレンダー処理〜
第1の層が表面に形成された上質紙に対し、金属ロールと樹脂ロールとが対をなすロール対を備えたソフトカレンダーを用いて、金属ロールの表面温度50℃、ニップ圧50kg/cmの条件でソフトカレンダー処理を行った。
(第2の層<インク受容層>形成)
上記で得られた支持体に、前記調製された第2の塗布液(下層用)と第3の塗布液(上層用)とをエクストルージョンダイコーターにて、塗布液温度をそれぞれ38℃として、同時重層塗布して塗布層を形成した。
具体的には、上記同時重層塗布においては、第2の塗布液(下層用)を105.1g/mで、下記インライン液を3.3g/mの速度でインライン混合した後下層に塗布し、第3の塗布液(上層用)を106g/mで、下記インライン液を13.2g/mの速度でインライン混合した後上層に塗布した(層構成は、第3の塗布液(上層用)/第2の塗布液(下層用)/第1の塗布液/原紙である)。
〜 インライン液の組成 〜
(1)アルファイン83(大明化学工業株式会社製、23%固形分)
・・・ 2.0部
(2)イオン交換水 ・・・ 7.8部
(3)ハイマックスSC−507(ジメチルアミン・エピクロロヒドリン重縮合物、70%水溶液、ハイモ(株)製) ・・・ 0.2部
上記同時重層塗布により形成された塗布層を、熱風乾燥機にて80℃で(風速3〜8m/秒)で塗布層の固形分濃度が24%になるまで乾燥させた。この塗布層は、この間は恒率乾燥速度を示した。その直後、下記組成の塩基性化合物を含む液に3秒間浸漬して上記塗布層上にその13g/mを付着させ、更に72℃下で10分間乾燥させ(乾燥工程)、第1の層が形成された原紙(支持体)上にインク受容層を形成した。
〜 塩基性化合物を含む液の組成 〜
(1)ホウ酸 ・・・ 0.8部
(2)炭酸アンモニウム(1級:関東化学(株)製) ・・・ 5.0部
(3)塩化マグネシウム ・・・ 0.3部
(ホワイトにがりNS、ナイカイ塩業株式会社製)
(4)イオン交換水 ・・・ 85.2部
(5)ポリオキシエチレンラウリルエーテル(界面活性剤) ・・・ 6.0部
(花王(株)製「エマルゲン109P」(10%水溶液)、HLB値13.6)
その後、他方の側も上記と同様にし、支持体上の両側に乾燥膜厚が35μmのインク受容層が設けられた、本発明のインクジェット記録媒体を得た。
〔実施例4〕
実施例3におけるインク受容層の形成において、第3の塗布液(上層用)にインライン混合するインライン液を6.6g/mの速度に変更した以外は、実施例3と同様にして、インクジェット記録媒体を得た。
〔実施例5〕
実施例3における支持体の形成において、第1の塗布液のポリエステル系ウレタンラテックス水分散液を、35%アクリルシリコーン系ラテックス分散液(ガラス転移温度25℃、最低造膜温度20℃;商品名:アクアブリッドASi−91、ダイセル化学工業製)に変更した以外は、実施例3と同様にして、インクジェット記録媒体を得た。
[比較例1]
≪インクジェット記録媒体の作製≫
<水非浸透性支持体の作製>
アカシアからなるLBKP50部及びアスペンからなるLBKP50部をそれぞれディスクリファイナーによりカナディアンフリーネス300mlに叩解し、パルプスラリーを調製した。
次いで、前記で得られたパルプスラリーに、対パルプ当たり、カチオン性デンプン(日本NSC製 CAT0304L)1.3%、アニオン性ポリアクリルアミド(星光化学製 ポリアクロンST−13)0.15%、アルキルケテンダイマー(荒川化学製 サイズパインK)0.29%、エポキシ化ベヘン酸アミド0.29%、ポリアミドポリアミンエピクロルヒドリン(荒川化学製 アラフィックス100)0.32%を加えた後、消泡剤0.12%を加えた。
前記のようにして調製したパルプスラリーを長網抄紙機で抄紙し、ウェッブのフェルト面をドラムドライヤーシリンダーにドライヤーカンバスを介して押し当てて乾燥する工程において、ドライヤーカンバスの引張り力を1.6Kg/cmに設定して乾燥を行った後、サイズプレスにて原紙の両面にポリビニルアルコール((株)クラレ製 KL−118)を1g/m塗布して乾燥し、カレンダー処理を行った。なお、原紙の坪量は80g/mで抄造し、厚さ80μmの原紙(基紙)を得た。
得られた基紙の一方の面にコロナ放電処理を施し、該一方の面側に、10質量%の酸化チタンを有する密度0.93g/mのポリエチレンを、24g/mになるように溶融押出機を用いて320℃で押し出しコーティングした。
引き続き、他方の面にもコロナ放電処理を施し、該他方の面側に、10質量%の酸化チタンを有する密度0.93g/mのポリエチレンを、24g/mになるように溶融押出機を用いて320℃で押し出しコーティングした。
以上より、原紙の両面がポリエチレンで被覆されたポリエチレン樹脂被覆紙(水非浸透性支持体)を得た。
続いて、実施例1において、第1の層を設けた支持体の代わりに、オモテ面にコロナ処理を行った上記非吸収性支持体を用いた以外は同様に行なって、インクジェット記録媒体を作製した。
[比較例2]
比較例1において、インク受容層形成液1の代わりに、インク受容層形成液2を用いた以外は比較例1と同様にして、インクジェット記録媒体を作製した。
≪インクの調製≫
下記の成分に脱イオン水を加え1リッターとした後、30〜40℃で加熱しながら1時間撹拌した。その後KOH 10mol/LにてpH=9に調整し、平均孔径0.25μmのミクロフィルターを用いて減圧濾過してライトマゼンタ用インク液を調製した。
・下記構造式で示されるマゼンタ染料(化合物M−1) 7.5g/L
・ジエチレングリコール 50g/L
・尿素 10g/L
・グリセリン 200g/L
・トリエチレングリコールモノブチルエーテル 120g/L
・トリエタノールアミン 6.9g/L
・ベンゾトリアゾール 0.08g/L
・2−ピロリドン 20g/L
・サーフィノール465
(界面活性剤 エアープロダクスジャパン製) 10.5g/L
・PROXEL XL−2(殺菌剤:ICIジャパン製) 3.5g/L
さらに染料種、添加剤を変えることにより、マゼンタインク、ライトシアンインク、シアンインク、イエローインク、ブラックインクを調製し、表1に示す濃度のインクセット101を作製した。
Figure 2010052368
Figure 2010052368
Figure 2010052368
Figure 2010052368
Figure 2010052368
Figure 2010052368
≪評価≫
以上で得られたインクジェット記録媒体について、以下の評価を行った。評価結果を表2に示す。
1.コッブ吸水度
JIS P8140に準拠した吸水度試験にしたがって、第1の層が形成された上質紙の第1の層表面にてコッブ吸水度(20℃の水に2分間接触させたときの水の浸透量g/
2.カール試験
インクジェット記録媒体を裁断して50mm×5mmサイズの試験片を作成し、MD、CDそれぞれの方向に対してこの試験片に水が10g/mとなるよう塗布し、JAPAN TAPPI 紙パルプ試験方法 No.15−2:2000(紙−カール試験方法−第2部)に規定されるカール曲率測定法に準拠して、23℃、50%RHの環境条件で8時間放置した後のカール度を下記の基準にしたがって評価した。
<評価基準>
A:カール度10未満であった。
B:カール度10以上20未満であった。
C:カール度20以上30未満であった。
D:カール度30以上であった。
3.黒濃度の測定
上記インクセット101を装填したインクジェットプリンターPM−A820を用いて、黒ベタの印画を行ない、得られた黒部濃度を反射濃度計(Xrite938、Xrite社製)にて測定した。
4.耐オゾン性
純正インクセットに代えて、上記インクセット101を装填したインクジェットプリンター(エプソン(株)製の「PM−A820」)を用いて、各記録媒体上にイエロー、シアン、マゼンタのベタ画像をそれぞれ印画し、23℃、60%RH、オゾン濃度10ppmの雰囲気で80時間サンプルを保管した。保管前と保管後のイエロー濃度、シアン濃度、マゼンタ濃度の残存率を算出し、残存率が最も小さかった色の残存率について下記の判断基準に従って耐オゾン性を評価した。
〜判断基準〜
◎:75%以上
○:70%以上75%未満
△:60%以上70%未満
×:60%未満
5.含窒素有機カチオンポリマーの存在分布の確認
得られた記録媒体の断面をミクロトームにより切り出し、SEM−EDX(日立製作所製S−2150にEDX装置を組み合わせたもの)を用いてSi元素およびN元素のマッピング分析を行った。Si元素のマッピング画像よりインク受容層の存在位置を確認し、N元素マッピング画像と並べて観察して確認した。実施例、比較例のいずれのインクジェット記録媒体も設定の通りにインク受容層の上層、下層に含有することが確認できた。
6.水溶性アルミニウム化合物の存在分布の確認
得られた記録媒体の断面をミクロトームにより切り出し、SEM−EDX(日立製作所製S−2150にEDX装置を組み合わせたもの)を用いてSi元素およびAl元素のマッピング分析を行った。Si元素のマッピング画像よりインク受容層の存在位置を確認し、Al元素マッピング画像と並べて観察して確認した。実施例、比較例のいずれのインクジェット記録媒体も設定の通りにインク受容層の上層、下層に含有することが確認できた。
7.取り扱い性
上記各記録媒体を製本機(TB−1000:マックス株式会社)で20枚を綴じ、ページ捲りする際の取り扱い性を、下記の判定基準に従って相対評価した。
A:適切な「こわさ」であり、非常に取り扱いやすい。
B:「こわさ」が適度であり、実用上問題ない。
C:「こわさ」が高め、または低めであり、実用上問題である。
D:「こわさ」が高すぎる、または低すぎ、非常に、実用上大きな問題である。
Figure 2010052368
Figure 2010052368
表2、3から、本発明の構成を満たさない比較例は、「こわさ」が適度でなく、取り扱い性が劣っていた。一方、本発明の構成を満たす実施例は全ての評価項目において優れていることが判った。

Claims (4)

  1. 原紙の両面に該原紙側から順に、親水性バインダーを含む第1の層と、無機微粒子とバインダーと水溶性多価金属化合物を含む第2の層と、が積層されており、前記第1の層の表面におけるJIS P8140に準拠した吸水度試験による接触時間120秒間のコッブ吸水度が2.0g/m以下であるインクジェット記録媒体。
  2. 前記水溶性多価金属化合物が水溶性アルミニウム化合物であり、前記第2の層が更に含窒素有機カチオンポリマーを含み、含窒素有機カチオンポリマーが前記第2の層を前記原紙に平行な平面で2等分したときの原紙から遠い側半分よりも原紙に近い側半分に多く含まれ、前記水溶性アルミニウム化合物が原紙に近い側半分よりも原紙から遠い側半分に多く含まれていることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録媒体。
  3. 前記第2の層の表面における接触時間30秒間のジエチレングリコールの吸収容量が12mL/m以上であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の記載のインクジェット記録媒体。
  4. 前記原紙の坪量が200g/m未満であることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のインクジェット記録媒体。
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