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JP2011011520A - インクジェット記録媒体及びインクジェット記録方法 - Google Patents

インクジェット記録媒体及びインクジェット記録方法 Download PDF

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JP2011011520A
JP2011011520A JP2009159846A JP2009159846A JP2011011520A JP 2011011520 A JP2011011520 A JP 2011011520A JP 2009159846 A JP2009159846 A JP 2009159846A JP 2009159846 A JP2009159846 A JP 2009159846A JP 2011011520 A JP2011011520 A JP 2011011520A
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ink
porous silica
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layer
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JP2009159846A
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Hiroshi Kawakami
浩 川上
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Fujifilm Corp
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Abstract

【課題】インク滲みの発生が抑制されたインクジェット記録媒体を提供する。
【解決手段】気相法シリカと、平均細孔径が0.8nm〜20nmである六方構造の細孔を有し、体積平均粒子径が50nm〜20μmであるシリカ多孔体とを含み、前記気相法シリカ及び前記シリカ多孔体の合計量に対する前記シリカ多孔体の質量比率が50質量%未満であるインク受容層を支持体上に有している。
【選択図】なし

Description

本発明は、インクをインクジェット法で吐出して記録するのに好適なインクジェット記録媒体及びインクジェット記録方法に関する。
カラー画像を記録する画像記録方法としては、近年、様々な方法が提案されているが、いずれにおいても画像の品質、風合い、記録後のカールなど、記録物の品位に対する要求は高い。
例えばインクジェット法を利用した記録方法としては、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を用いた方法が実用化されている。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耐水性の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になってきている。
インクジェット記録方法は、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、インク溶媒の支持体への浸透を完全に遮断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、質感、高速記録性を有するインクジェット記録媒体が要求されている。
例えば、画像を高速に又は一度に多数枚を印画したり、あるいは両面に画像を記録する等の商業用プリントなどの用途に対する要求がある。このような用途では、インクを打滴して画像記録するにあたり、画像をより高速に記録できるだけでなく、記録材料としての品質上、記録画像の光沢性や画像の精細さ等の品質が安定していることが求められる。ところが、高品質化ないし高性能化が進む状況では、両面記録、あるいは多数枚処理や高速処理等などを行なう場合において、湿度環境や記録後の乾燥状態が画像品質に与える影響を無視できない傾向にある。
上記に関連して、例えば、メソ孔領域に高規則性の細孔を有し、溶媒中にサブミクロンオーダーに分散する多孔質シリカが開示されている(例えば、特許文献1参照)。また、水分を吸着する材料として、六方構造の細孔を有する多孔質シリカが知られている(例えば、特許文献2参照)。
特開2008−137859号公報 国際公開第05/075068号パンフレット
しかしながら、従来のインクジェット記録媒体では、画像記録時のインク滲みの防止効果が必ずしも充分でなく、また、上記のような多孔質シリカを単に含有して形成した層では、層中の孔サイズが小さくなりすぎて、滲み防止効果は低い。そのため、上記従来の技術では、有機溶剤や染料等の色材に起因する画像の滲みを低減し、より高画質化するには限界があった。
本発明は、上記に鑑みなされたものであり、(好ましくは高光沢を有しながら)インク滲みの発生が抑制されたインクジェット記録媒体、及び(好ましくは高光沢で)インク滲みの少ない精細な画像を記録することができるインクジェット記録方法を提供することを目的とし、該目的を達成することを課題とする。
本発明は、気相法シリカを主成分としつつ、これに細孔径が数nmのシリカ多孔体を溶剤吸収に必要な量にて混在させて構成した組成は、インクが着滴した際に画像をなす色素成分(染料等)を表層近傍に留めて、記録性能に悪影響を与える溶剤成分は速やかに吸収させることで、染料の多くを滲みなく固定化させ易くなるとの知見を得、かかる知見に基づいて達成されたものである。
前記課題を達成するための具体的手段は以下の通りである。
<1> 気相法シリカと、平均細孔径が0.8nm〜20nmである六方構造の細孔を有し、体積平均粒子径が50nm〜20μmであるシリカ多孔体とを含み、前記気相法シリカ及び前記シリカ多孔体の合計量に対する前記シリカ多孔体の質量比率が50質量%未満であるインク受容層を支持体上に有するインクジェット記録媒体である。
<2> 前記シリカ多孔体は、比表面積が400m/g〜2000m/gであって、細孔容積が0.1cm/g〜3.0cm/gであることを特徴とする前記<1>に記載のインクジェット記録媒体である。
<3> 前記シリカ多孔体は、CuKα線によるX線回折スペクトルにおいて、2.0nmより大きいd値に対応する回折角度を示す第1のピークを1以上有し、1.0nmより小さいd値に対応する回折角度を示す第2のピークのピーク強度が、前記第1のピークのうち最大強度を示すピークのピーク強度に対して200%以下の相対強度であるか、又は前記第2のピークを有しないことを特徴とする前記<1>又は前記<2>に記載のインクジェット記録媒体である。
<4> 前記シリカ多孔体は、一次粒子の平均粒子径が30nm〜200nmであることを特徴とする前記<1>〜前記<3>のいずれか1つに記載のインクジェット記録媒体である。
<5> 前記シリカ多孔体は、体積平均粒子径が50nm〜500nmであることを特徴とする前記<1>〜前記<4>のいずれか1つに記載のインクジェット記録媒体である。
<6> 前記シリカ多孔体は、CuKα線によるX線回折スペクトルにおいて、ピーク強度がd100:d110:d200=100:5.0〜20.0:5.0〜15.0の比率で表され、かつ体積平均粒子径が50nm〜500nmであることを特徴とする前記<1>及び前記<4>〜前記<5>のいずれか1つに記載のインクジェット記録媒体である。
<7> 前記支持体は、原紙の両側が樹脂層で被覆された樹脂被覆紙であることを特徴とする前記<1>〜前記<6>のいずれか1つに記載のインクジェット記録媒体である。
<8> 前記インク受容層は、更に、媒染剤を含むことを特徴とする前記<1>〜前記<7>のいずれか1つに記載のインクジェット記録媒体である。
<9> 前記インク受容層は、前記支持体側から順次、前記シリカ多孔体を含む層と、前記気相法シリカを含む層とを含む2層以上からなる層構造を有することを特徴とする前記<1>〜前記<8>のいずれか1つに記載のインクジェット記録媒体である。
<10> 前記<1>〜前記<9>のいずれか1つに記載のインクジェット記録媒体に、染料を含有する染料系インクをインクジェット法で付与することにより画像を記録するインクジェット記録方法である。
<11> 前記染料系インクとして、少なくとも、下記一般式(M)で表されるマゼンタ染料を含むマゼンタインクを付与することを特徴とする前記<10>に記載のインクジェット記録方法である。
下記一般式(M)において、Rはメチル基、エチル基、イソプロピル基、又はターシャリーブチル基を表し、XはLi、Na、又はKを表す。
Figure 2011011520
本発明によれば、(好ましくは高光沢を有しながら)インク滲みの発生が抑制された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、(好ましくは高光沢で)インク滲みの少ない精細な画像を記録することができるインクジェット記録方法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及びこれを用いたインクジェット記録方法について詳細に説明する。
<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、支持体上に1層又は2層以上のインク受容層を有しており、このインク受容層として、気相法シリカと、平均細孔径が0.8nm〜20nmである六方構造の細孔を有し、体積平均粒子径が50nm〜20μmであるシリカ多孔体とを含み、気相法シリカ及びシリカ多孔体の合計量に対するシリカ多孔体の質量比率を50質量%未満とした層(以下、「本発明におけるインク受容層」ということがある。)を設けて構成されたものである。
−インク受容層−
本発明におけるインク受容層は、少なくとも、気相法シリカと、平均細孔径が0.8nm〜20nmである六方構造の細孔を有し、体積平均粒子径が50nm〜20μmであるシリカ多孔体とを含み、好ましくは水溶性樹脂、媒染剤(水溶性金属化合物、含窒素有機カチオンポリマー等)を含み、更には必要に応じて、架橋剤などの他の成分を用いて構成することができる。
本発明におけるインク受容層の層構成としては、支持体側から順次、シリカ多孔体(及び必要に応じて気相法シリカ及び/又は水溶性樹脂)を含む層と、気相法シリカを含む層(好ましくはシリカ多孔体の層全質量に対する比率が20質量%以下ないしシリカ多孔体を含まない)とを設けてなる2層もしくは3層以上の層構造を有するものも好ましい。シリカ多孔体を下層側に含めることで、特に画像滲み等の記録性能に悪影響を与えやすい溶剤を下層側に浸透、吸収しやすくし、染料等の色素は上層側に保持することにより、高濃度で滲みを抑えた精細な画像を得ることができる。
(シリカ多孔体)
本発明におけるインク受容層は、シリカ多孔体の少なくとも一種を下記気相法シリカとともに含有する。なお、シリカ多孔体とは、細孔が六方構造の多孔質構造を持つケイ素酸化物を主成分とする物質をいう。
シリカ多孔体の細孔は、六方構造を形成している。すなわち、前記シリカ多孔体においては、X線回折パターンがヘキサゴナル型(好ましくは、2d−ヘキサゴナル型)を示すか、透過型電子顕微鏡で細孔の形状を直接観察した際に、六方構造が観察できるものである。
なお、X線回折パターンは、例えば、全自動X線回折装置(RINT ULTIMA II、(株)リガク製)を用い、CuKα線を線源として常法により測定される。また、透過型電子顕微鏡としては、例えば、JEM−200CX(日本電子(株)製)を用いられる。
前記シリカ多孔体の細孔の平均細孔径は、0.8nm〜20nmである。平均細孔径は、0.8nm未満であると、製造適性が悪いほか、インク受容層中の孔サイズが小さくなり過ぎ、インク中の溶媒吸着性が低下してインク滲みが発生しやすくなる。また、平均細孔径が20nmを超えると、表面粗れが目立って光沢性が低下する。中でも、平均細孔径は、インク溶媒吸着性の観点から、0.8nm〜10nmの範囲が好ましく、1nm〜10nmの範囲がより好ましく、1.5nm〜5nmの範囲が特に好ましい。
また、細孔径分布については特に制限はないが、インク溶媒吸着性の観点から、細孔径分布が狭い分布を示すことが好ましく、細孔の60%以上が細孔径分布曲線における最大分布を示す細孔径の±40%の範囲内に包含される細孔径を有していることがより好ましい。
前記シリカ多孔体の比表面積については、特に制限はないが、インク溶媒吸着性の観点から、400m/g〜2000m/gであることが好ましく、600m/g〜2000m/gであることがより好ましく、800m/g〜2000m/gであることがより好ましく、900m/g〜2000m/gであることがさらに好ましい。
前記シリカ多孔体の細孔容積については、特に制限はないが、インク溶媒吸着性の観点から、0.1cm/g〜3.0cm/gであることが好ましく、0.2cm/g〜3.0cm/gであることがより好ましく、0.5cm/g〜3.0cm/gであることがさらに好ましい。
本発明におけるシリカ多孔体の平均細孔径、比表面積及び細孔容積は通常用いられる方法で得ることができる。例えば、平均細孔径、比表面積及び細孔容積は、窒素吸着等温線から算出することができる。具体的には、平均細孔径は、BJH法、BET法、t法、DFT法などにより算出することができるが、本発明においてはBJH法で算出した平均細孔径である。また比表面積は、BET法、t法、α法などにより算出することができるが、本発明においてはBET法で算出した比表面積である。さらに細孔容積は、BJH法、BET法、t法などにより算出することができるが、本発明においてはBJH法で算出した細孔容積である。
前記シリカ多孔体の体積平均粒子径は、50nm〜20μmの範囲とする。体積平均粒子径は、50nm未満であると、上記のような平均細孔径の粒子が得られにくく、インク中の溶媒吸着性が低下してインク滲みが発生しやすくなり、20μmを超えると、表面粗れが目立ち光沢性が低下する。中でも、体積平均粒子径は、インク滲みを防止して精細な画質の記録を可能にする観点から、50nm〜10μmの範囲が好ましく、50nm〜3μmの範囲がより好ましく、更には50nm〜500nmの範囲が好ましい。
なお、ここでの「体積平均粒子径」は、シリカ多孔体の二次粒子の体積平均粒子径であり、レーザー法又は動的光散乱法により通常用いられる方法で測定される。具体的には、サンプル100mgを10mlのイオン交換に添加して、超音波発生装置(UD−200、(株)トミー精工製)にて20KHz、200W、4.4watt/cmで分散させる。得られた分散液の粒度分布をレーザー回折散乱式粒度分布測定装置により測定し、測定される体積基準の平均径として平均粒子径が測定される。
また、前記シリカ多孔体の一次粒子の平均粒子径は、インク滲みを防止して画質を向上させる観点から、30nm〜500nmであることが好ましく、30nm〜200nmであることがより好ましく、30nm〜100nmであることがより好ましく、特に好ましくは30nm〜50nmである。
なお、一次粒子の平均粒子径は、透過型電子顕微鏡を用いて、100個の一次粒子の粒子径を測定し、その算術平均を算出することで測定される。
本発明におけるシリカ多孔体は、CuKα線によるX線回折スペクトルにおいて、2.0nmよりも大きいd値に対応する回折角度を示す第1のピークが1以上有し、1.0nmより小さいd値に対応する回折角度を示す第2のピークのピーク強度が、前記第1のピークのうち最大強度を示すピークのピーク強度に対して200%以下の相対強度であるか、又は第2のピークを有しないことが好ましい。このような規則性の高い構造を有していることにより、インク溶媒の吸着・保持性がより良好になる。
前記第1のピークは、2.0nm〜20.0nmのd値に対応する回折角度を示すことが好ましく、2.0nm〜5.0nmのd値に対応する回折角度を示すことがより好ましく、3.0nm〜5.0nmのd値に対応する回折角度を示すことがさらに好ましい。
また、前記第2のピークが存在する場合、そのピーク強度は、第1のピークが示す最大強度の100%以下であることが好ましく、50%以下であることがより好ましく、30%以下であることがより好ましく、10%以下であることがさらに好ましい。
なお、X線回折スペクトル及びd値は、全自動X線回折装置(RINT ULTIMA II、(株)リガク製)を用いて、常法により測定される。
さらに、シリカ多孔体は、後述するクロロフィル吸着試験において、クロロフィルの吸着量がシリカ多孔体100mgあたり、5mg以上であることが好ましく、5mg〜100mgであることがより好ましく、10mg〜100mgであることがより好ましく、15mg〜100mgであることがより好ましく、20mg〜100mgであることがさらに好ましい。クロロフィル吸着量が前記範囲であることで、インク溶媒の吸着性がより向上する。
本発明におけるクロロフィル吸着試験は、以下の手順で行なう。シリカ多孔体1gを0.1質量%水酸化ナトリウムのエタノール溶液100mlに加えて、室温で5分間攪拌する。シリカ多孔体を取り出し、エタノールで洗浄後、乾燥してアルカリ処理シリカ多孔体を得る。得られたアルカリ処理シリカ多孔体100mgを、クロロフィルaのベンゼン溶液2ml(クロロフィル濃度:20mM)に添加し、25℃で30分間振とうする。7000rpmで20分間、遠心分離を行い、上清を得る。上清中のクロロフィルaの濃度を分光光度計(U−20000、日立ハイテクノロジーズ製)を用いて測定し、その測定値からシリカ多孔体に吸着したクロロフィルaの吸着量を算出する。
さらに、本発明におけるシリカ多孔体は、X線回折パターンにおいて、ピーク強度がd100:d110:d200=100:5.0〜20.0:5.0〜15.0の比率で表され、かつ体積平均粒子径が50nm〜500nm(好ましくは50nm〜300nm)であるものが好ましい。ここで、d100、d110、d200は、X線回折パターンの六方構造のそれぞれ(100)面、(110)面、(200)面の間隔を示す。細孔の規則性が低下するに伴ない、d110、d200のピーク強度は低くなる。特にd200値は、ピーク自体が不明瞭となって確認が難しくなる場合があるが、d200のピークが明瞭にピークとして現れて前記比率を満たしていると、細孔の規則性が極めて高いといえる。すなわち、規則性の高い細孔を有することで、画像記録する際のインク滲みの発生をより効果的に防止できる。なお、ここでの体積平均粒子径についても既述の通りである。
細孔の規則性は、X線回折パターンを求めることで確認される。具体的には、試料を80〜120℃で1時間以上加熱した後、デシケーター中で冷却し、冷却した試料をX線回折測定用のプレートに採る。この試料を均一平面になるようならし、全自動X線回折装置(RINT ULTIMA II、(株)リガク製)によりX線回折パターンを測定して確認される。このとき、細孔内に水分が多く残存すると、d値のピーク強度が実際より低く出るおそれがあるため、X線回折パターンの測定は、試料を予め充分に乾燥させることが好ましい。
前記d100、d110、d200のピーク強度の比率は、インク滲みの発生をより効果的に防止する観点から、前記体積平均粒子径の範囲において、d100のピーク強度を100としたときにd100:d110:d200=100:8.0〜20.0:7.0〜15.0である場合がより好ましい。
シリカ多孔体には、合成時あるいは合成後に金属種を添加したものも包括される。シリカ多孔体は、熱水やスチーム、アルカリ金属塩水溶液に曝されると、経時的にシリカの細孔壁が溶解し、細孔の比表面積や細孔規則性が損なわれることが知られているが、金属種を添加することにより、熱水やスチーム、アルカリ金属塩水溶液に曝された際の構造劣化を低減し、耐久性を高めることが可能である。特に、前記d100、d110、d200のピーク強度の比率と体積平均粒子径を有するシリカ多孔体の場合に有効である。
前記金属種としては、Al,Zr,Ti,Fe,Ga,Sn,V,Cr及びRuの群から選ばれる1種又は2種以上を含有できる。金属種を含有する化合物を用いてもよく、この場合は水中でイオン化する化合物、例えば、Alではアルミン酸ナトリウムや硝酸アルミニウム等、Zrでは塩酸ジルコニウムや硝酸ジルコニル等が好適である。金属種の添加時期は、合成時のいずれの工程でもよく、あるいは合成後にシリカ多孔体を金属種の水溶液に浸漬、乾燥させて添加させてもよい。シリカ多孔体を含むインク受容層中における前記金属種の含有量は、シリカ多孔体の細孔規則性の観点から、4質量%以下が好ましい。
本発明におけるシリカ多孔体の製造方法については、上記特徴を有するシリカ多孔体が得られる限り、特に制限はない。例えば、無機原料を有機原料と混合し、反応させることにより、有機物を鋳型としてその周りに無機物の骨格が形成された有機物と無機物の複合体を形成させた後、得られた複合体から、有機物を除去する方法が挙げられる。また、例えば、(1)pH1〜3のカチオン界面活性剤溶液にアルコキシシランを分散させる工程と、(2)アルカリ源を添加してpH8.5〜9.5に調整することによりシリカと界面活性剤との複合体がゲルを形成する工程と、得られた複合体よりカチオン界面活性剤を除去する工程とを設けて製造することができる。
具体的には、例えば、WO05/075068号、特開2008−137859号公報の段落[0015]〜[0025]等に記載の製造方法を好ましく用いることができる。
本発明における無機原料としては、ケイ素を含有する化合物であれば特に制限はない。ケイ素を含有する化合物としては、例えば、層状ケイ酸塩、非層状ケイ酸塩などのケイ酸塩を含む化合物及びケイ酸塩以外のケイ素を含有する化合物を挙げることができる。
層状ケイ酸塩としては、カネマイト(NaHSi・xHO)、ジケイ酸ナトリウム結晶(NaSi)、マカタイト(NaHSi)、アイラアイト(NaHSi17・xHO)、マガディアイト(NaHSi1429・xHO)、ケニアアイト(NaHSi2041・xHO)などが挙げられる。また、非層状ケイ酸塩としては、水ガラス(ケイ酸ソーダ)、ガラス、無定形ケイ酸ナトリウム、テトラメトキシシラン(TMOS)やテトラエトキシシラン(TEOS)等のテトラアルコキシシラン、テトラメチルアンモニウム(TMA)シリケート、テトラエチルオルトシリケート等のシリコンアルコキシドなどが挙げられる。さらに、ケイ酸塩以外のケイ素を含有する化合物としては、シリカ、シリカ酸化物、シリカ−金属複合酸化物などが挙げられる。これらは単独で用いても2種以上を混合して用いてもよい。
また前記有機原料としては、界面活性剤を挙げることができる。前記界面活性剤は、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性界面活性剤、及びノニオン性界面活性剤のいずれであってもよい。また界面活性剤は単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。
前記カチオン性界面活性剤としては、第1級アミン塩、第2級アミン塩、第3級アミン塩、及び第4級アンモニウム塩等を挙げることができる。これらの中でも第4級アンモニウム塩が好ましい。本発明におけるシリカ多孔体の製造において、製造条件が酸性域の場合には、第1級〜第3級アミン塩及び第4級アンモニウム塩を好ましく用いることができる。また製造条件が塩基性域の場合には、第4級アンモニウム塩を好ましく用いることができる。
前記第4級アンモニウム塩としては、炭素数8〜22のアルキルトリメチルアンモニウム塩を挙げることができる。具体的には例えば、オクチルトリメチルアンモニウムクロリド、オクチルトリメチルアンモニウムブロミド、オクチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、デシルトリメチルアンモニウムクロリド、デシルトリメチルアンモニウムブロミド、デシルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ドデシルトリメチルアンモニウムクロリド、ドデシルトリメチルアンモニウムブロミド、ドデシルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラデシルトリメチルアンモニウムクロリド、テトラデシルトリメチルアンモニウムブロミド、テトラデシルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロリド、オクタデシルトリメチルアンモニウムブロミド、オクタデシルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ベヘニルトリメチルアンモニウムクロリド、ベヘニルトリメチルアンモニウムブロミド、ベヘニルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロリド、ベンジルトリメチルアンモニウムブロミド、ベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシドなどを挙げることができる。
なお、これらの第4級アンモニウム塩は単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。
アニオン性界面活性剤としては、カルボン酸塩、硫酸エステル塩、スルホン酸塩、及びリン酸エステル塩などが挙げられる。より具体的には、セッケン、高級アルコール硫酸エステル塩、高級アルキルエーテル硫酸エステル塩、硫酸化油、硫酸化脂肪酸エステル、硫酸化オレフィン、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、パラフィンスルホン酸塩、及び高級アルコールリン酸エステル塩などが挙げられる。これらのアニオン性界面活性剤は単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。
両性界面活性剤としては、ラウリルアミノプロピオン酸ナトリウム、ステアリルジメチルベタイン、ラウリルジヒドロキシエチルベタインなどが挙げられる。これらの両性界面活性剤は単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。
ノニオン性界面活性剤としては、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2級アルコールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステロールエーテル、ポリオキシエチレンラノリン酸誘導体、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリプロピレングリコール、及びポリエチレングリコールのエーテル誘導体、ポリオキシエチレンアルキルアミンなどの含窒素型のものなどが挙げられる。これらのノニオン性界面活性剤は単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。
無機原料としてシリカ(SiO)などの酸化ケイ素を使用する場合、カネマイトなどの層状シリケートをまず形成し、この層間に有機原料からなる鋳型を挿入し、鋳型が存在しない層間をシリケート分子等で繋いで、鋳型の周囲にシリカ壁を形成し、その後、鋳型を除去することで細孔を形成することができる。
また無機原料として水ガラスなどを使用する場合、有機原料からなる鋳型の周囲にシリケートモノマーを集合させ、これを重合してシリカを形成し、その後、鋳型を除去して細孔を形成することができる。
有機原料として界面活性剤を使用し、界面活性剤を鋳型として細孔を形成する場合、鋳型としてミセルを利用することができる。これにより例えば、界面活性剤のアルキル鎖長を適宜選択することにより、鋳型の径を変化させることができ、形成する細孔の径を制御することができる。さらに界面活性剤に加えて、疎水性化合物(例えば、トリメチルベンゼン、トリプロピルベンゼン等)を併用することでミセルを膨張させることができ、より大きな径の細孔を形成することができる。このような方法により、所望の径を有する細孔が形成されたシリカ多孔体を製造することができる。
シリカ多孔体の製造方法において、無機原料と有機原料とを混合する場合、溶媒を用いてもよい。溶媒としては特に制限はないが、例えば、水や、アルコール類等の水溶性有機溶剤等を挙げることができる。
無機原料と有機原料との混合方法には特に制限はない。例えば、無機原料に重量比で2倍以上の水(好ましくは、イオン交換水)を添加し、40〜80℃で1時間以上攪拌した後に、有機原料を添加して混合する方法が好ましい。
無機原料と有機原料の混合比には特に制限はなく、用いる原料に応じて適宜選択することができる。例えば、無機原料:有機原料の比(質量比)は0.1:1〜5:1であることが好ましく、0.1:1〜3:1であることがより好ましい。
無機原料と有機原料の反応条件には、特に制限はなく、用いる原料に応じて適宜選択することができる。例えば、pH11以上で1時間以上攪拌した後、pHを8.0〜9.0としてさらに1時間以上反応させることで無機物と有機物との複合体を形成することが好ましい。
また、無機物と有機物との複合体から有機物を除去する方法としては、例えば、複合体を濾取し、水などで洗浄し、乾燥後に、400〜600℃で焼成する方法、有機溶剤を用いて有機物を抽出する方法等を挙げることができる。本発明においては、400〜600℃で焼成する方法であることが好ましい。
本発明におけるシリカ多孔体は、加工安定性の観点から、さらに金属架橋されていることが好ましい。架橋に用いる金属としては、特に制限はないが、例えば、Mn、Co、Ni、Fe、Mg、Al、Cr、Ca、Ge、及びTiなどが挙げられる。中でも加工安定性の観点から、Alが好ましい。金属架橋は、例えば、金属塩を水などに溶解した後、シリカ多孔体と混合することで架橋反応を行い、さらに必要に応じて乾燥することで行なうことができる。
以上のようにして得られるシリカ多孔体は、例えば、下記一般式(1)で表される。
AlSi 一般式(1)
式中、MはAl以外の金属元素であり、xは0以上1以下である。yは0以上1以下であり、zは0より大きく1以下である。
Mは、シリカ多孔体の金属架橋に用いられたAl以外の金属元素であり、例えば、Mn、Co、Ni、Fe、Mg、Cr、Ca、Ge、及びTiなどが挙げられる。またMは2種以上の金属元素であってもよく、その場合、xはその2種以上の金属元素の合計値を意味する。
本発明においては、インク受容層中における前記シリカ多孔体の、下記気相法シリカ及びシリカ多孔体の合計量に対する質量比率を50質量%未満とする。インク受容層中のシリカ多孔体の質量比率が50質量%を超えると、面質が粗れ、画質が悪化する。
インク滲みをより効果的に防止する観点からは、気相法シリカ及びシリカ多孔体の合計量に対するシリカ多孔体の質量比率は、40質量%未満が好ましく、5〜30質量%の範囲内がより効果的である。
(気相法シリカ)
本発明におけるインク受容層は、無機粒子全体中の主成分として気相法シリカを、前記シリカ多孔体とともに含有する。すなわち、主成分である気相法シリカのインク受容層中における含有量は、気相法シリカ及び前記シリカ多孔体の合計量に対して50質量%以上である。
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。そのうち気相法は、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。なお、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。
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。
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。
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。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、気相法シリカには、インク滲みの発生防止効果を損なわない範囲であれば、前記シリカ多孔体のほか、例えば、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の無機微粒子をさらに併用してもよい。
気相法シリカのインク受容層中における含有量としては、インク受容層の全質量に対して、30〜80質量%が好ましい。
−水溶性樹脂−
本発明におけるインク受容層は、水溶性樹脂の少なくとも1種を含有することが好ましい。
水溶性樹脂としては、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、水溶性樹脂としては、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。
ポリビニルアルコール系樹脂の例としては、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水溶性樹脂の例としては、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。
これら水溶性樹脂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。
水溶性樹脂の含有量としては、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、上記水溶性樹脂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。
なお、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水溶性樹脂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、該水溶性樹脂としては、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、前記その他の水溶性樹脂を併用してもよい。該他の水溶性樹脂と上記ポリビニルアルコール系樹脂とを併用する場合、全水溶性樹脂中、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。
インク受容層は、例えば、気相法シリカ及び/又はシリカ多孔体(x)と水溶性樹脂(y)との質量比〔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更に向上させることが可能である。
本発明においては、インク受容層のPB比(x:y)は、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、かつPB比が小さ過ぎることによって該空隙が樹脂により塞がれ易くなり、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。PB比は、インク受容層の上側半分のx/y比が下側半分のx/y比以上(上側半分と下側半分とでPB比が等しいか、又は下側半分の方がバインダーリッチ)であることが好ましく、上側半分と下側半分の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、インク受容層は充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、インク受容層には充分な膜強度を有していることが必要である。これらの点から、前記PB比(x:y)は6:1以下がより好ましく、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。
−媒染剤−
本発明におけるインク受容層は、媒染剤を含有することができる。媒染剤としては、含窒素有機カチオンポリマー、水溶性金属化合物を用いることができる。
<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、記録された画像の滲みをより抑制する観点とシリカを分散する観点から、含窒素有機カチオンポリマーの少なくとも1種を含有することが好ましい。
含窒素有機カチオンポリマーは、特に制限はないが、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。含窒素有機カチオンポリマーとしては、第1級〜第3級アミノ基及びその塩、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及びメタクリル酸エステルの重合体又は共重合体、アクリル酸及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級アミノ基及びその塩、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−ブチル等が挙げられる。
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、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、フマル酸等の酸類、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、エチレンジアミン、フェニレンジアミン、トリレンジアミン等のアミン類、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。
前記含窒素有機カチオンポリマーの中でも、滲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、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)製の「ネオフィックスIJ−150」等が挙げられる。
また、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」が挙げられる。
<水溶性金属化合物>
本発明におけるインク受容層は、水溶性金属化合物の少なくとも1種を含有することが好ましい。
前記水溶性金属化合物としては、例えば、カルシウム、マグネシウム、バリウム、マンガン、銅、コバルト、ニッケル、アルミニウム、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。例えば、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。この中では、塩化マグネシウム六水和物が好ましい。
なお、水溶性金属化合物の「水溶性」は、20℃の水に1質量%以上が溶解することをいう。
前記水溶性金属化合物の中でも、3価以上の金属化合物が好ましく、アルミニウム化合物又は周期律表4A族金属(例えばジルコニウム、チタン)を含む化合物が好ましく、アルミニウム化合物はより好ましい。特に好ましくは、水溶性アルミニウム化合物である。
前記水溶性アルミニウム化合物としては、例えば、塩化アルミニウム又はその水和物(例:塩化アルミニウム六水和物)、硫酸アルミニウム又はその水和物、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、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。塩基性ポリ水酸化アルミニウム化合物とは、主成分が下記式1、式2又は式3で表され、例えば、[Al(OH)153+、[Al(OH)204+、[Al13(OH)345+、[Al21(OH)603+、等の、塩基性で高分子の多核縮合イオンを安定に含む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)
これらは、多木化学(株)よりポリ塩化アルミニウム(PAC)の名称で水処理剤として、浅田化学(株)よりポリ水酸化アルミニウム(Paho)の名称で、また、(株)理研グリーンよりHAP−25の名称で、大明化学(株)よりアルファイン83の名称で、さらに他のメーカーからも同様の目的で上市されており、各種グレードの物が容易に入手できる。
前記周期表4A族金属を含む化合物としては、チタン又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金属化合物としては、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金属化合物としては、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。
水溶性金属化合物(好ましくは水溶性アルミニウム化合物)のインク受容層中における含有量としては、画像濃度、耐水性の点で、気相法シリカ及びシリカ多孔体の合計量に対して、0.1〜10質量%が好ましく、0.5〜8質量%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、硫黄系化合物を含有することができる。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1種又は2種以上を好適に用いることができる。硫黄系化合物の中でも、チオエーテル系化合物又はスルホキシド系化合物が好ましい。
硫黄系化合物の具体例については、特開2008−246989号公報の段落番号[0024]〜[0088]に記載の化合物を例示することができる。
例えばチオエーテル系化合物を含有する場合、これによって画像部の保存性(空気中のオゾンや窒素酸化物等の微量ガスによる褪色)がより改良される。チオエーテル系化合物としては、下記一般式(A)で表される化合物が好ましく用いられる。
−(S−R−S−R ・・・ 一般式(A)
前記一般式(A)において、R及びRはそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、芳香族基を表し、RとRは同一でも異なってもよく、結合して環を形成してもよい。また、RとRの少なくとも一方は、アミノ基、アミド基、アンモニウム基、ヒドロキシ基、スルホ基、カルボキシ基、アミノカルボニル基またはアミノスルホニル基等の親水基で置換されたアルキル基又は芳香族基である。Rは、酸素原子を有するアルキレン基を表す。mは0〜10の正数を表し、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ニル基であってもよい。
前記チオエーテル系化合物の例としては、3−チア−1,5−ヘプタンジオール、4−チア−1,7−ペンタンジオール、3,6−ジチア−1,8−オクタンジオール、3,6,9−トリチア−1,11−ウンデカンジオール、3,9−ジチア−6−オキサ−1,11−ウンデカンジオール、メチレンビス(チオグリコール酸)、ビス[2−(2−ヒドロキシエチルチオ)エチル]スルホン等が挙げられる。
硫黄系化合物のインク受容層中における含有量は、インク受容層の全固形分に対して、0.5〜50質量%の範囲が好ましく、より好ましくは1〜40質量%の範囲である。
−架橋剤−
本発明におけるインク受容層は、前記水溶性樹脂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、架橋剤と水溶性樹脂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。
前記水溶性樹脂、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。
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。
水溶性樹脂の架橋剤として、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;米国特許第3017280号明細書、同第2983611号に記載のアジリジン系化合物;米国特許第3100704号明細書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。
架橋剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
架橋剤の含有量は、水溶性樹脂に対して、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、前記含窒素有機カチオンポリマー及び水溶性多価金属塩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号公報の段落番号[0088]〜[0117]に記載の成分や、特開2006−321176号公報の段落番号[0138]〜[0155]に記載の成分等を適宜選択して用いることができる。
−支持体−
本発明における支持体としては、プラスチック等の透明材料よりなる透明支持体、紙等の不透明材料からなる不透明支持体のいずれをも使用できる。インク受容層の透明性を生かす上では、透明支持体又は高光沢性の不透明支持体を用いることが好ましい。また、CD−ROM、DVD−ROM等の読み出し専用光ディスク、CD−R、DVD−R等の追記型光ディスク、更には書き換え型光ディスクを支持体として用いレーベル面側にインク受容層を付与することもできる。
上記透明支持体に使用可能な材料としては、透明性で、OHPやバックライトディスプレイで使用される時の輻射熱に耐え得る性質を有する材料が好ましい。該材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル類;ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリアミド等を挙げることができる。中でも、ポリエステル類が好ましく、特にポリエチレンテレフタレートが好ましい。
上記透明支持体の厚みとしては、特に制限はないが、取り扱い易い点で、50〜200μmが好ましい。
高光沢性の不透明支持体としては、インク受容層の設けられる側の表面が40%以上の光沢度を有するものが好ましい。上記光沢度は、JIS P−8142(紙及び板紙の75度鏡面光沢度試験方法)に記載の方法に従って求められる値である。具体的には、例えば、アート紙、コート紙、キャストコート紙、銀塩写真用支持体等に使用されるバライタ紙等の高光沢性の紙支持体;ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル類、ニトロセルロース,セルロースアセテート,セルロースアセテートブチレート等のセルロースエステル類、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリアミド等のプラスチックフィルムに白色顔料等を含有させて不透明にした(表面カレンダー処理が施されていてもよい。)高光沢性のフィルム;或いは、上記各種紙支持体、上記透明支持体もしくは白色顔料等を含有する高光沢性のフィルムの表面に、白色顔料を含有もしくは含有しないポリオレフィンの被覆層が設けられた支持体(例:原紙の両側がポリオレフィンの樹脂層で被覆された樹脂被覆紙)等が挙げられる。
白色顔料含有発泡ポリエステルフィルム(例えば、ポリオレフィン微粒子を含有させ、延伸により空隙を形成した発泡PET)も好適に挙げることができる。更に銀塩写真用印画紙に用いられるレジンコート紙も好適である。
上記不透明支持体の厚みについても特に制限はないが、取り扱い性の点で、50〜300μmが好ましい。
また、上記支持体の表面には、濡れ特性及び接着性を改善するために、コロナ放電処理、グロー放電処理、火炎処理、紫外線照射処理等を施したものを使用してもよい。
次に、レジコート紙などに用いられる原紙について詳述する。
原紙としては、木材パルプを主原料とし、必要に応じて木材パルプに加えてポリプロピレンなどの合成パルプ、あるいはナイロンやポリエステルなどの合成繊維を用いて抄紙される。上記木材パルプとしては、LBKP、LBSP、NBKP、NBSP、LDP、NDP、LUKP、NUKPのいずれも用いることができるが、短繊維分の多いLBKP、NBSP、LBSP、NDP、LDPをより多く用いることが好ましい。
但し、LBSP及び/又はLDPの比率としては、10質量%以上、70質量%以下が好ましい。
パルプは、不純物の少ない化学パルプ(硫酸塩パルプや亜硫酸パルプ)が好ましく用いられ、漂白処理をおこなって白色度を向上させたパルプも有用である。
原紙中には、高級脂肪酸、アルキルケテンダイマー等のサイズ剤、炭酸カルシウム、タルク、酸化チタンなどの白色顔料、スターチ、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール等の紙力増強剤、蛍光増白剤、ポリエチレングリコール類等の水分保持剤、分散剤、4級アンモニウム等の柔軟化剤などを適宜添加することができる。
抄紙に使用するパルプの濾水度は、CSFの規定で200〜500mlが好ましく、また、叩解後の繊維長が、JIS P−8207に規定される24メッシュ残分質量%と42メッシュ残分の質量%との和が30〜70%が好ましい。なお、4メッシュ残分の質量%は20質量%以下であることが好ましい。
原紙の坪量は、30〜250gが好ましく、特に50〜200gが好ましい。原紙の厚さとしては、40〜250μmが好ましい。原紙は、抄紙段階又は抄紙後にカレンダー処理して高平滑性を与えることもできる。原紙密度は0.7〜1.2g/m(JIS P−8118)が一般的である。
原紙の剛度は、JIS P−8143に規定される条件で20〜200gが好ましい。
原紙表面には表面サイズ剤を塗布してもよく、表面サイズ剤としては、上記原紙中添加できるサイズと同様のサイズ剤を使用できる。
原紙のpHは、JIS P−8113で規定された熱水抽出法により測定された場合、5〜9であることが好ましい。
原紙の表面及び裏面を被覆するポリオレフィンの被覆層としては、例えばポリエチレンが挙げられる。ポリエチレンは、主として低密度のポリエチレン(LDPE)及び/又は高密度のポリエチレン(HDPE)であるが、他のLLDPEやポリプロピレン等も一部使用することができる。
特に、インク受容層を形成する側のポリエチレン層は、写真用印画紙で広く行なわれているように、ルチル又はアナターゼ型の酸化チタン、蛍光増白剤、群青をポリエチレン中に添加し、不透明度、白色度及び色相を改良したものが好ましい。ここで、酸化チタン含有量としては、ポリエチレンに対して、概ね3〜20質量%が好ましく、4〜13質量%がより好ましい。ポリエチレン層の厚みは特に限定はないが、表裏面層とも10〜50μmが好適である。さらにポリエチレン層上にインク受容層との密着性を付与するために下塗り層を設けることもできる。該下塗り層としては、水性ポリエステル、ゼラチン、PVAが好ましい。また、該下塗り層の厚みとしては、0.01〜5μmが好ましい。
ポリエチレン被覆紙は、光沢紙として用いることも、また、ポリエチレンを原紙表面上に溶融押し出してコーティングする際に、いわゆる型付け処理をおこなって通常の写真印画紙で得られるようなマット面や絹目面を形成したものも使用できる。
支持体にはバックコート層を設けることもでき、このバックコート層に添加可能な成分としては、白色顔料や水性バインダー、その他の成分(例:消泡剤、抑泡剤、染料、蛍光増白剤、防腐剤、耐水化剤等)が挙げられる。
−その他−
本発明におけるインクジェット記録媒体は、インク受容層に加えて、さらにインク溶媒吸収層、中間層、保護層等を有していてもよい。また、支持体上には、前記インク受容層と支持体との間の接着性を高め、電気抵抗値を適切に調整する等の目的で、下塗層を設けてもよい。
〜インク受容層の形成〜
インク受容層は、下記の第1、第2の形態により好適に形成することができる。
インク受容層を形成する第1の形態は、基材上に、少なくとも気相法シリカ及びシリカ多孔体を含有する第1液を基材に塗布して塗布層を形成する工程と、前記塗布層に、(1)前記第1液を塗布すると同時、又は(2)前記第1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第2液を付与し、前記塗布層の架橋硬化を行なう工程とを設け、前記塗布層が架橋硬化されたインク受容層を形成する形態である。
また、インク受容層を形成する第2の形態は、基材上に、気相法シリカ及びシリカ多孔体を含有する第1液を基材に塗布して塗布層を形成する工程と、形成された塗布層を、前記塗布時の第1液の温度に対して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する工程とを設けてインク受容層を形成する形態である。
<塗布層形成工程>
前記第1の形態及び前記第2の形態は、基材上に気相法シリカ及びシリカ多孔体を含有する第1液を塗布して塗布層を形成する工程(以下、「塗布層形成工程」ともいう)を有する。2層構成のインク受容層を形成する場合、塗布層形成工程は前記第1液として、支持体上に、シリカ多孔体並びに必要に応じて気相法シリカ及び/又は水溶性樹脂を含有する第1の塗布液と、気相法シリカを含有する第2の塗布液(好ましくは、シリカ多孔体の塗布液全質量に対する比率が20質量%以下ないしシリカ多孔体を含まない。)と、を支持体側から順に重層塗布して塗布層を形成してもよい。
第1液の塗布は、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なうことができる。第1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1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1液には、水溶性樹脂、架橋剤、媒染剤、分散剤、界面活性剤等、その他の成分を含有することができる。また、第1液の塗布においては、既述の水溶性多価金属塩(好ましくは、塩基性ポリ塩化アルミニウム化合物)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。
前記第1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1液のpHが5.0以下であると、例えば、第1液中における架橋剤(特にホウ素化合物)による水溶性樹脂の架橋反応をより充分に抑制することができる。
気相法シリカを含有する第1液は、例えば以下のようにして調製できる。即ち、
気相法シリカ微粒子とシリカ多孔体と分散剤とを水中に添加して(例えば、水中の気相法シリカ及びシリカ多孔体は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(例えば硼酸)、及びポリビニルアルコール(PVA)水溶液(例えば、上記気相法シリカの1/3程度の質量のPVAとなるように)を加え、更に水溶性多価金属塩(例えば、塩基性ポリ水酸化アルミニウム化合物)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基材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、気相法シリカと分散剤とからなる水分散物の調製は、気相法シリカ及びシリカ多孔体の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、分散剤水溶液を気相法シリカ及びシリカ多孔体の水分散液に添加してよいし、同時に混合してもよい。また、気相法シリカやシリカ多孔体は、水分散液としてではなく、粉体のままの状態で、上記のように分散剤水溶液に添加してもよい。
上記の気相法シリカとシリカ多孔体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行なう点から、撹拌型分散機、コロイドミル分散機又は高圧分散機が好ましい。
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、前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号公報の段落番号0138〜0148に記載の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。分散剤の気相法シリカに対する添加量は、0.1質量%〜30質量%が好ましく、1質量%〜10質量%が更に好ましい。
<架橋硬化工程>
前記第1の形態では、前記塗布層形成工程で形成された塗布層に対して、
(1)第1液を塗布すると同時、又は
(2)第1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第2液を付与し、前記塗布層の架橋硬化を行なう工程(以下、「架橋硬化工程」ともいう。)を有する。
前記「(1)第1液を塗布すると同時」に第2液を付与する方法としては、第1液及び第2液を基材側から順に同時重層塗布する形態が好適である。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なうことができる。
前記「(2)第1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」に第2液を付与する方法は、例えば特開2005−14593号公報の段落番号0016〜0037に記載の、いわゆるWet−On−Wet法(WOW法)が好ましい。本発明においては、第1液を基材に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)該塗布層上に第2液を塗布する方法、(ii)該塗布層上に第2液をスプレー等により噴霧する方法、又は(iii)前記塗布層が形成された基材を第2液中に浸漬する方法、等により行なえる。
前記(i)において、第2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。
前記「塗布層が減率乾燥を示すようになる前」とは、通常、インク受容層形成用の塗布液(第1液)の塗布直後から数分間の過程をさし、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。
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。この乾燥時間は塗布量により異なるが、通常は上記範囲が適当である。
次に、架橋硬化工程における前記第2液について説明する。
第2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、例えば、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)等に記載の無機酸及び有機酸で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)の第2液中の含有量としては、第2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。
第2液は、金属化合物の少なくとも1種を含有する態様が好ましい。
第2液に含有す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可能であり、既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、第2液には、二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)の第2液中の含有量としては、第2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、金属化合物は二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、第2液には、金属化合物として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、第2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。
前記第2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。
第2液は、アルカリ溶液として用いることで塗布層の硬膜を促進でき、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1液に含まれることがある水溶性樹脂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。
前記第2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%)及び塩基性化合物(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、第2液の調製に用いる溶媒には、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。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。
一方、第2液は、シリカ粒子などの無機粒子の含有量が少ないことが好ましく、無機粒子の含有量が第2液の全固形分に対して50質量%以下であることが好ましく、特には無機粒子を含まないことが望ましい。
<冷却・乾燥工程>
前記第2の形態では、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1液の温度に対して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する工程(以下、「乾燥工程」ともいう。)とを有する。
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基材を、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。
また、乾燥工程での乾燥は、例えば、乾燥風をあてることにより行なうことができる。このときの乾燥風の温度としては、30〜80℃が好ましい。
<インクジェット記録方法>
本発明のインクジェット記録方法は、既述の本発明のインクジェット記録媒体に、少なくとも、後述の一般式(M)で表されるマゼンタ染料を含むマゼンタインクをインクジェット法で付与することにより画像を記録する。本発明のインクジェット記録方法は、更に、マゼンタインク以外のインク、例えば、イエロー(Y)、シアン(C)、ブラック(K)、レッド(R)、グリーン(G)、ブルー(B)等の他の色相のインクを適宜組み合わせて使用してもよい。
インクジェット法による画像記録は、エネルギーを供与することでインクを吐出し、着色画像を記録するものである。好ましいインクジェット法として、特開2003−306623号公報の段落番号0093〜0105に記載の方法が適用できる。
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。
マゼンタインクは、下記一般式(M)で表されるマゼンタ染料を含有する。マゼンタインクは、一般には水や水と該水に相溶性の有機溶剤との混合溶媒等の水性媒体を含み、必要に応じて、更に公知の添加剤(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)などを用いて調製することができる。
[マゼンタ染料]
下記一般式(M)で表されるマゼンタ染料は、比較的分子量が大きく、上記のようにシリカ多孔体を含有するインク受容層に記録した場合、溶剤と染料とを離隔し易く、インク滲みの発生防止効果に優れる。また、このマゼンタ染料は、耐オゾン性及び耐光性に優れる。
一般式(M):
Figure 2011011520
前記一般式(M)中、Rはメチル基、エチル基、イソプロピル基、又はターシャリーブチル基を表し、XはLi、Na、又はKを表す。Rはすべて同一でもよく異なっていてもよい。Xはすべて同一でもよく異なっていてもよい。
例として以下の化合物が挙げられるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
Figure 2011011520
Figure 2011011520
Figure 2011011520
マゼンタインクには、前記一般式(M)で表される染料以外に、例えばカプラー成分としてフェノール類、ナフトール類、アニリン類などを有するアリールもしくはヘテリルアゾ染料;例えばカプラー成分としてピラゾロン類、ピラゾロトリアゾール類などを有するアゾメチン染料;例えばアリーリデン染料、スチリル染料、メロシアニン染料、シアニン染料、オキソノール染料などのメチン染料;ジフェニルメタン染料、トリフェニルメタン染料、キサンテン染料などのカルボニウム染料;例えばナフトキノン、アントラキノン、アントラピリドンなどのキノン染料;例えばジオキサジン染料の縮合多環染料を適宜併用することができる。具体的には、複素環アゾ染料が好適であり、国際特許公開2002/83795号明細書(35〜55頁)、同2002/83662号明細書(27〜42頁)、特開2004-149560号公報(段落番号「0046」〜「0059」)、同2004-149561号公報(段落番号「0047」〜「0060」)、同2007-70573号公報(段落番号「0073」〜「0082」)に記載されたものが挙げられる。
また、顔料を併用してもよい。顔料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機顔料、無機顔料のいずれであってもよい。
有機顔料としては、例えば、アゾ顔料、多環式顔料、染料キレート、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、などが挙げられる。これらの中でも、アゾ顔料、多環式顔料などがより好ましい。また、無機顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化鉄、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、バリウムイエロー、カドミウムレッド、クロムイエロー、カーボンブラック、などが挙げられる。これらの中でも、カーボンブラックが特に好ましい。なお、前記カーボンブラックとしては、例えば、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法などの公知の方法によって製造されたものが挙げられる。
また、マゼンタインクと共にシアンインク、イエローインク、ブラックインク(及び必要に応じて更にR、G、B等の他の色相のインク)を用いる場合、シアン染料、イエロー染料、及びブラック染料としては、下記染料が好適である。また、各インクには、一般には水や水と該水に相溶性の有機溶剤との混合溶媒等の水性媒体を含み、下記以外の染料や前記顔料を併用してもよく、また、必要に応じて、更に前記公知の添加剤を用いて調製することができる。
[シアン染料]
シアン染料としては、例えばカプラー成分としてフェノール類、ナフトール類、アニリン類などを有するアリールもしくはヘテリルアゾ染料;例えばカプラー成分としてフェノール類、ナフトール類、ピロロトリアゾールのようなヘテロ環類などを有するアゾメチン染料;シアニン染料、オキソノール染料、メロシアニン染料などのようなポリメチン染料;ジフェニルメタン染料、トリフェニルメタン染料、キサンテン染料などのようなカルボニウム染料;フタロシアニン染料;アントラキノン染料;インジゴ・チオインジゴ染料を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。具体的には、会合性のフタロシアニン染料が好ましく、国際特許公開2002/60994号明細書、同2003/811号明細書、同2003/62324号明細書、特開2003-213167号公報、同2004-75986号公報、同2004-323605号公報、同2004-315758号公報、同2004-315807号公報、同2005-179469号公報、同2007-70573号公報(段落番号「0083」〜「0090」)に記載されたものが挙げられる。
中でも、シアン染料は、比較的分子量が大きく、上記のようにシリカ多孔体を含有するインク受容層に記録した場合、溶剤と染料とを離隔し易く、インク滲みの発生防止効果に優れる点で、下記構造式のものが好ましい。このシアン染料は、耐オゾン性及び耐光性に優れる。
Figure 2011011520

X=SO(CHSOLi(全てのXの3/4)
SO(CHSONHCHCH(CH)OH(全てのXの1/4)
Figure 2011011520

X=SO(CHSOLi(全てのXの2/4)
SO(CHSONHCHCH(CH)OH(全てのXの2/4)
[イエロー染料]
イエロー染料としては、国際特許公開第2005/075573号明細書、特開2004-83903号公報(段落番号「0024」〜「0062」)、同2003-277661号公報(段落番号「0021」〜「0050」)、同2003-277262号公報(段落番号「0042」〜「0047」)、同2003-128953号公報(段落番号「0025」〜「0076」)、同2003-41160号公報(段落番号「0028」〜「0064」)、米国特許出願公開第2003/0213405号明細書(段落番号「0108」)に記載されたもの、及びC.I.ダイレクトイエロー8, 9, 11, 12, 27, 28, 29, 33, 35, 39, 41, 44, 50, 53, 59, 68, 86, 87, 93, 95, 96, 98, 100, 106, 108, 109, 110, 130, 132, 142, 144, 161, 163、C.I.アシッドイエロー17, 19, 23, 25, 39, 40, 42, 44, 49, 50, 61, 64, 76, 79, 110, 127, 135, 143, 151, 159, 169, 174, 190, 195, 196, 197, 199, 218, 219, 222, 227、C.I.リアクティブイエロー2, 3, 13, 14, 15, 17, 18, 23, 24, 25, 26, 27, 29, 35, 37, 41, 42、C.I.ベーシックイエロー1, 2, 4, 11, 13, 14, 15, 19, 21, 23, 24, 25, 28, 29, 32, 36, 39, 40等が挙げられる。また、特開2007-191650号公報の段落番号「0013」〜「0112」、「0114」〜「0121」に記載のイエロー染料が好適である。
中でも、イエロー染料は、比較的分子量が大きく、上記のようにシリカ多孔体を含有するインク受容層に記録した場合、溶剤と染料とを離隔し易く、インク滲みの発生防止効果に優れる点で、下記一般式(Y)で表されるものが好ましい。このイエロー染料は、耐オゾン性及び耐光性に優れる。
一般式(Y):
Figure 2011011520
前記一般式(Y)中、Rはメチル基、エチル基、イソプロピル基、又はターシャリーブチル基を表し、XはK、Na、又はLiを表す。Rはすべて同一でもよく異なっていてもよい。Xはすべて同一でもよく異なっていてもよい。
例として以下の化合物が挙げられるが、本発明はこれに限定されるものではない。
Figure 2011011520
[ブラック染料]
ブラック染料としては、ジスアゾ、トリスアゾ、テトラアゾ染料が挙げられる。これらのブラック染料は、カーボンブラックの分散体等の顔料と併用してもよい。ブラック染料の好ましい例は、特開2005-307177号公報、同2006-282795号公報(段落番号「0068」〜「0087」)に詳しく記載されている。
中でも、ブラック染料は、比較的分子量が大きく、上記のようにシリカ多孔体を含有するインク受容層に記録した場合、溶剤と染料とを離隔し易く、インク滲みの発生防止効果に優れる点で、下記構造式のものが好ましい。このブラック染料は、耐オゾン性及び耐光性に優れる。
Figure 2011011520
Figure 2011011520
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」及び「%」は質量基準である。
≪シリカ多孔体の準備≫
以下に示すようにして、シリカ多孔体A1〜C1を調製した。
(シリカ多孔体A1)
粉末ケイ酸ソーダ(SiO/NaO=2.00、日本化学工業社製)50gを、ベヘニルトリメチルアンモニウムクロリドの0.1M水溶液1000mLに分散させ、70℃で3時間攪拌した。その後、70℃で加熱・攪拌しながら、2M塩酸を添加してpHを8.5に調整し、さらに70℃で3時間加熱、攪拌した。固形生成物を濾取し、イオン交換水1000mLに分散し攪拌した。この濾取・分散攪拌を5回繰り返した後、40℃で24時間乾燥した。乾燥された固形生成物を窒素ガス中450℃で3時間加熱した後、空気中550℃で6時間焼成し、シリカ多孔体A1を得た。
得られたシリカ多孔体A1には、X線回折により六方構造の細孔が形成されていることが確認された。また、BJH法により求めた平均細孔径は4.0nm、BJH法により求めた細孔容積は1.15cm/g、体積平均粒子径は3.1μm、BET法により求めた比表面積は1041m/gであった。
また、細孔の60%以上が細孔径分布曲線における最大のピークを示す細孔の±40%の範囲内であった。またX線回折によりd値4.9nmに対応する回折角度に強いピークが1本観察され、このピークのピーク強度の50%より大きい相対強度で1.0nmより小さいd値に対応する回折角度にピークは観察されなかった。またシリカ多孔体A1は200nm〜500nmの一次粒子の凝集体を形成しており、クロロフィル吸着量は、シリカ多孔体100mgあたり23.1mgであった。
(シリカ多孔体B1)
ベヘニルトリメチルアンモニウムクロリド10.5gをイオン交換水500mLに溶解し70℃に昇温した。また気相法シリカ(300CF−5、日本アエロジル社製)4.1gと水酸化ナトリウム25.4gをイオン交換水500mLに分散し70℃に昇温した。その後、両方の液体組成物を混合して70℃で3時間攪拌した。その後、70℃で加熱・攪拌しながら、2M塩酸を添加してpHを8.5に調整し、さらに70℃で3時間加熱、攪拌した。固形生成物を濾取し、イオン交換水1000mLに分散し攪拌した。この濾取・分散攪拌を5回繰り返した後、40℃で24時間乾燥した。乾燥された固形生成物を窒素ガス中450℃で3時間加熱した後、空気中570℃で6時間焼成し、シリカ多孔体B1を得た。
得られたシリカ多孔体B1には、X線回折により六方構造の細孔が形成されていることが確認された。また、BJH法により求めた平均細孔径は4.5nm、BJH法により求めた細孔容積は1.14cm/g、体積平均粒子径は510nm、BET法により求めた比表面積は1052m/gであった。
また、細孔の60%以上が細孔径分布曲線における最大のピークを示す細孔の±40%の範囲内であった。またX線回折によりd値5.0nmに対応する回折角度に強いピークが1本観察され、このピークのピーク強度の50%より大きい相対強度で1.0nmより小さいd値に対応する回折角度にピークは観察されなかった。またシリカ多孔体B1は50nm程度の一次粒子の凝集体を形成しており、クロロフィル吸着量は、シリカ多孔体100mgあたり27.8mgであった。
(シリカ多孔体C1)
粉末ケイ酸ソーダ(SiO/NaO=2.00、日本化学工業社製)50gを、セチルトリメチルアンモニウムクロリドの0.1M水溶液1000mLに分散させ、70℃で3時間攪拌した。その後、70℃で加熱・攪拌しながら、2M塩酸を添加してpHを8.5に調整し、さらに70℃で3時間加熱、攪拌した。固形生成物を濾取し、イオン交換水1000mLに分散し攪拌した。この濾取・分散攪拌を5回繰り返した後、40℃で24時間乾燥した。乾燥された固形生成物を窒素ガス中450℃で3時間加熱した後、空気中550℃で6時間焼成し、シリカ多孔体C1を得た。
得られたシリカ多孔体C1には、X線回折により六方構造の細孔が形成されていることが確認された。また、BJH法により求めた平均細孔径は2.7nm、BJH法により求めた細孔容積は0.94cm/g、体積平均粒子径は2.9μm、BET法により求めた比表面積は941m/gであった。
また、細孔の60%以上が細孔径分布曲線における最大のピークを示す細孔の±40%の範囲内であった。またX線回折によりd値3.7nmに対応する回折角度に強いピークが1本観察され、このピークのピーク強度の50%より大きい相対強度で1.0nmより小さいd値に対応する回折角度にピークは観察されなかった。またシリカ多孔体C1は200nm〜500nmの一次粒子の凝集体を形成しており、クロロフィル吸着量は、シリカ多孔体100mgあたり20.8mgであった。
次に、以下に示すようにして、シリカ多孔体A2〜B2を調製した。
(シリカ多孔体A2)
ミリスチルトリメチルアンモニウムクロリド(炭素数14のアルキルトリメチルアンモニウム塩)2.1gを0.5M塩酸40gに溶解し、25℃で攪拌した。これに、テトラエトキシシラン(TEOS)を4.3g添加し、pH2.0、25℃で3時間攪拌した。その後、3.5gの25%アンモニア溶液を添加し、pH9.0、25℃で1時間攪拌した。この撹拌物をトレーに移し、70℃で24時間乾燥させ、得られた固形物を580℃で10時間焼成し、シリカ多孔質A2を1.0g得た。
(シリカ多孔体B2)
オクタデシルトリメチルアンモニウムクロリド(炭素数18のアルキルトリメチルアンモニウム塩)2.1gを0.5M塩酸40gに溶解し、25℃で攪拌した。これに、テトラメトキシシラン(TMOS)を4.3g添加し、pH2.0、25℃で3時間攪拌した。その後、3.5gの25%アンモニア溶液を添加し、pH9.0、25℃で0.5時間攪拌した。この撹拌物を濾紙(アドバンテック製のNo.5C)を用いて吸引濾過し、固形分を70℃で時間乾燥させ、得られた固形物を580℃で10時間焼成し、シリカ多孔体B2を1.4g得た。
上記で得たシリカ多孔体A2、B2を80℃で1時間乾燥させた後、全自動X線回折装置(RINT ULTIMA II、(株)リガク製)を用い、CuKα線を線源として常法によりX線回折スペクトルを測定し、d100のピーク強度を100としたときのd110、d200のピーク強度比率を算出した。また、ガス吸着量測定装置(BELSORP18 Plus、日本ベル(株)製)を用い、180℃で2時間の真空吸引処理後、窒素吸着測定を行ない、平均細孔径及び比表面積を算出した。平均細孔径は、BJH法により算出し、比表面積はBET法により算出した。粒度分布は、シリカ多孔体100mgを10mlのイオン交換水に添加して、超音波発生装置(UD−200、(株)トミー精工製)にて20KHz、200W、4.4watt/cmで分散させた後、得られた分散液をレーザー回折散乱式粒度分布測定装置(COULTER LS230、べックマン・コールター(株)製)により測定した。測定された体積基準の平均径として、体積平均粒子径を求めた。
100、d110、d200の比率、平均細孔径、比表面積、及び体積平均粒子径は、下記表2に示す。
Figure 2011011520
前記表2に示すように、シリカ多孔体A2,B2は、d100、d110、d200のピークが観測され、d100、d110、d200の比率(d100:d110:d200)は100:5.0〜20.0:5.0〜15.0の範囲を示し、50〜500nmの範囲の平均粒子径を有していた。
(実施例1)
≪インクジェット記録媒体の作製≫
(支持体の作製)
LBKP100部からなる木材パルプをダブル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まで叩解し、エポキシ化ベヘン酸アミド0.5部、アニオンポリアクリルアミド1.0部、ポリアミドポリアミンエピクロルヒドリン0.1部、カチオンポリアクリルアミド0.5部を、いずれもパルプに対する絶乾質量比で添加し、長網抄紙機により秤量し170g/mの原紙を抄造した。次いで、原紙の表面サイズを調整するため、ポリビニルアルコール4%水溶液に蛍光増白剤(住友化学工業(株)製の「Whitex BB」)を0.04%添加し、これを絶乾重量換算で0.5g/mとなるように上記原紙に含浸させ、乾燥した後、更にキャレンダー処理を施して密度1.05に調整した基紙を得た。
得られた基紙のワイヤー面(裏面)側にコロナ放電処理を行なった後、溶融押出機を用いて高密度ポリエチレンを厚さ19μmとなるようにコーティングし、マット面からなる樹脂層を形成した(以下、この樹脂層面を「ウラ面」と称する。)。このウラ側の樹脂層に更にコロナ放電処理を施した後、帯電防止剤として酸化アルミニウム(日産化学工業(株)製の「アルミナゾル100」)と二酸化ケイ素(日産化学工業(株)製の「スノーテックスO」)を質量比1:2で水に分散した分散液を、乾燥重量が0.2g/mとなるように塗布した。
更に、樹脂層の設けられていない側のフェルト面(表面)側にコロナ放電処理を施した後、アナターゼ型二酸化チタン10%、微量の群青、及び蛍光増白剤0.01%(対ポリエチレン)を含有する、MFR(メルトフローレート)3.8の低密度ポリエチレンを、溶融押出機を用いて、厚み29μmとなるように溶融押し出しし、高光沢の熱可塑性樹脂層を基紙の表面側に形成し(以下、この高光沢面を「オモテ面」と称する。)、支持体とした。
(上層用塗布液の調製)
下記組成中の(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)ポリビニルアルコール溶解液を30℃で加え、上層用塗布液を調製した。このとき、シリカ微粒子と水溶性樹脂との質量比(PB比=(1):(5))は4.0:1であり、上層用塗布液のpHは3.4で酸性を示した。
<上層用塗布液の組成>
(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 ・・・54.4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(第一稀元素化学工業(株)製、酢酸ジルコニル)・・・0.48部
(5)ポリビニルアルコール(水溶性樹脂)溶解液 ・・・31.2部
〜溶解液の組成〜
・PVA−235 ・・・2.2部
(鹸化度88%、重合度3500、(株)クラレ製)
・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 ・・・0.7部
(ブチセノール20P、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
(下層用塗布液の調製)
下記組成中の(1)気相法シリカ微粒子と(2)シリカ多孔体A1と(3)イオン交換水と(4)シャロールDC−902Pと(5)ZA−30と(6)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、この分散液を45℃に加熱し20時間保持した。その後、分散液に(7)ホウ酸と(8)ポリビニルアルコール溶解液と(9)スーパーフレックス650とを30℃で加え、下層用塗布液を調製した。このとき、シリカ微粒子と水溶性樹脂との質量比(PB比=(1):(8))は3.2:1であった。また、塗布液のpHは3.8で酸性を示した。
<下層用塗布液の組成>
(1)気相法シリカ微粒子(無機微粒子) ・・・7.1部
(AEROSIL300SF75、日本アエロジル(株)製)
(2)前記シリカ多孔体A1 ・・・1.8部
(3)イオン交換水 ・・・48.5部
(4)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)
(5)ZA−30 ・・・0.48部
(第一稀元素化学工業(株)製、酢酸ジルコニル)
(6)30%メチオニンスルホキシド(硫黄系化合物) ・・・1.76部
(7)ホウ酸(架橋剤) ・・・0.4部
(8)ポリビニルアルコール(水溶性樹脂)溶解液 ・・・31.2部
〜溶解液の組成〜
・PVA−235 ・・・2.2部
(鹸化度88%、重合度3500、(株)クラレ製)
・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 ・・・0.7部
(ブチセノール20P、協和発酵ケミカル(株)製)
・エマルゲン109P(界面活性剤、花王(株)製) ・・・0.1部
(9)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、第一工業製薬(株)製)
(インク受容層の形成)
上記の支持体のオモテ面にコロナ放電処理を行なった後、該オモテ面に以下のようにして下層用塗布液と上層用塗布液とを、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、塗布層を形成した。具体的には、同時重層塗布する際、下層用塗布液を105.1g/mの速度で、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に塗布し、上層用塗布液を106g/mの速度で、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に、下層の上に重ねて塗布した。このとき、上層用塗布液/下層用塗布液/支持体の層構成になっている。
<インライン液の組成>
・アルファイン83(大明化学工業(株)製)・・・2.0部
・イオン交換水 ・・・7.8部
・ハイマックスSC−507 ・・・0.2部
(ジメチルアミン・エピクロロヒドリン重縮合物、ハイモ(株)製)
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。この間、塗布層は恒率乾燥を示した。その直後、下記組成の塩基性溶液に3秒間浸漬して塗布層上にその13g/mを付着させ、更に72℃下で10分間乾燥させて、支持体上にインク受容層を形成した。このとき、シリカ多孔体A1及び気相法シリカの合計量に対するシリカ多孔体A1の質量比は10質量%であった。
<塩基性溶液の組成>
(1)ホウ酸 ・・・1.3部
(2)炭酸アンモニウム(1級:関東化学(株)製) ・・・5.0部
(3)ジルコゾールAC−7 ・・・2.5部
(炭酸ジルコニル・アンモニウム、第一稀元素化学工業(株)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
(エマルゲン109P(10%水溶液)、HLB値13.6、花王(株)製)
以上により支持体上に乾燥膜厚が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。
≪インクセットAの調製≫
下記の成分に脱イオン水を加え1リットルとした後、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。
<ライトマゼンタ用インク液の組成>
・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 10.5g/L
(界面活性剤 エアープロダクスジャパン製)
・PROXEL XL−2(殺菌剤:ICIジャパン製) 3.5g/L
さらに染料種、添加剤を表1に示すように変えることにより、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、インクセットAを作製した。
Figure 2011011520
Figure 2011011520
Figure 2011011520
Figure 2011011520
Figure 2011011520
Figure 2011011520
≪評価≫
以上で得られたインクジェット記録媒体とインクセットAとを用いてインクジェット記録を行ない、以下の評価を行なった。評価結果は下記表3に示す。
−1.耐オゾン性−
純正インクセットに代えて前記インクセットAを装填したインクジェットプリンターEP−801A(セイコーエプソン(株)製)を用いて、得られたインクジェット記録媒体のインク受容層にイエロー、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。そして、保管前のイエロー、シアン、マゼンタの各ベタ画像の光学濃度に対する保管後のイエロー、シアン、マゼンタの各ベタ画像の光学濃度の残存率をそれぞれ求め、下記評価基準にしたがって評価した。
<評価基準>
A:単色の残存率が75%以上であり、かつ各色の残存率差が15%未満だった。
B:単色の残存率が70%以上75%未満、もしくは各色の残存率差が15%以上20%未満であった。
C:単色の残存率が60%以上70%未満、もしくは各色の残存率差が20%以上25%未満であった。
D:単色の残存率が60%未満、もしくは各色の残存率差が25%以上30%未満であった。
−2.光沢−
光沢度は、デジタル変角光沢度計(UGV-50DP、スガ試験機(株)製)を用いて60°の鏡面光沢として測定し、下記評価基準にしたがって評価した。
<評価基準>
A:45以上
B:35以上45未満
C:30以上35未満
D:30未満
−3.滲み−
純正インクセットに代えて前記インクセットAを装填したインクジェットプリンターEP−801A(セイコーエプソン(株)製)を用い、23℃、50%RHの環境条件下で、得られたインクジェット記録媒体のインク受容層にマゼンタとブラックとが隣り合う格子状のパターン(格子の一辺の長さ0.28mm)を3cm四方の範囲に印画した。その直後、インクジェット記録媒体を23℃、90%RHの環境条件下に移し、14日間放置した。14日経過後、23度、50%RHの環境条件下で充分に乾燥させた後に目視で滲みの程度を評価し、下記の評価基準にしたがってランク付けした。
<評価基準>
A:滲みは観察されなかった。
B:やや滲みが観察されたが、実用上は支障のない程度であった。
C:滲みが大きく、実用上支障を来す程度であった。
(実施例2)
−インク受容層用塗布液の調製−
実施例1と同様にして上層用塗布液と下層用塗布液を調製し、得られた上層用塗布液と下層用塗布液とを同質量混合し、インク受容層用塗布液とした。このとき、シリカ多孔体A1及び気相法シリカの合計量に対するシリカ多孔体A1の質量比は10質量%であり、シリカ微粒子と水溶性樹脂との質量比(PB比=(1):(8))は3.6:1であった。また、塗布液のpHは3.6で酸性を示した。
−インク受容層の形成−
実施例1と同様の支持体を用意し、この支持体のオモテ面にコロナ放電処理を行なった後、該オモテ面にこのインク受容層用塗布液を、以下のようにしてエクストルージョンダイコーターにて、塗布液温度を38℃として塗布し、塗布層を形成した。具体的には、塗布液を105.1g/mの速度で、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、支持体上に塗布した。
〜インライン液の組成〜
・アルファイン83(大明化学工業(株)製)・・・2.0部
・イオン交換水 ・・・7.8部
・ハイマックスSC−507 ・・・0.2部
(ジメチルアミン・エピクロロヒドリン重縮合物、ハイモ(株)製)
次に、塗布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、この間は恒率乾燥を示した。その直後、下記組成の塩基性溶液に3秒間浸漬して塗布層上にその13g/mを付着させ、更に72℃下で10分間乾燥させ、支持体上に単層のインク受容層を形成した。
<塩基性溶液の組成>
(1)ホウ酸 ・・・1.3部
(2)炭酸アンモニウム(1級:関東化学(株)製) ・・・5.0部
(3)ジルコゾールAC−7 ・・・2.5部
(炭酸ジルコニル・アンモニウム、第一稀元素化学工業(株)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
(エマルゲン109P(10%水溶液)、HLB値13.6、花王(株)製)
以上のようにして、支持体上に乾燥膜厚が35μmのインク受容層が設けられたインクジェット記録媒体を作製した。これを用い、インクジェット記録及び評価を行なうとともに評価した。評価結果は下記表3に示す。
(実施例3)
実施例2において、塗布液中の気相法シリカの量を7.1部から5.3部に、シリカ多孔体A1の量を1.8部から3.6部に変更(シリカ多孔体A1及び気相法シリカの合計量に対するシリカ多孔体A1の質量比を10%から20%に変更)したこと以外は、実施例2と同様にして、インクジェット記録媒体を作製し、これを用いてインクジェット記録及び評価を行なった。評価結果は下記表3に示す。
(実施例4〜7)
実施例2において、塗布液組成中のシリカ多孔体A1を前記シリカ多孔体B1、C1、A2、又はB2に変更したこと以外は、実施例2と同様にして、インクジェット記録媒体を作製し、これを用いてインクジェット記録及び評価を行なった。評価結果は下記表3に示す。
(実施例8)
実施例2において、塗布液組成中のZA−30(酢酸ジルコニル)を加えなかったこと以外は、実施例2と同様にして、インクジェット記録媒体を作製し、これを用いてインクジェット記録及び評価を行なった。評価結果は下記表3に示す。
(実施例9)
実施例2において、インクセットAを構成するライトマゼンタ用インク液及びマゼンタ用インク液の各組成中の化合物M−1(マゼンタ染料)を、下記構造のマセンタ染料に代えたインクセットBを用いたこと以外は、実施例2と同様にして、インクジェット記録媒体を作製し、これを用いてインクジェット記録及び評価を行なった。評価結果は下記表3に示す。
Figure 2011011520
(比較例1)
実施例2において、インク受容層用塗布液の調製の際、シリカ多孔体A1を用いず、気相法シリカ微粒子の量を7.1部から8.9部に変更したこと以外は、実施例2と同様にして、インクジェット記録媒体を作製し、これを用いてインクジェット記録及び評価を行なった。評価結果は下記表3に示す。
(比較例2)
実施例1において、下層用塗布液の調製の際、シリカ多孔体A1を用いず、気相法シリカ微粒子の量を7.1部から5.3部に変更したこと以外は、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、これを用いてインクジェット記録及び評価を行なった。評価結果は下記表3に示す。
(比較例3)
実施例2において、上層用塗布液調製の際、気相法シリカ微粒子の代わりにシリカ多孔体A1を用い、下層用塗布液の調製の際、気相法シリカ微粒子を用いず、シリカ多孔体A1の量を1.8部から8.9部に変更したこと以外は、実施例2と同様にして、インクジェット記録媒体を作製し、これを用いてインクジェット記録及び評価を行なった。評価結果は下記表3に示す。
(比較例4)
実施例2において、上層用塗布液調製の際、気相法シリカ微粒子の代わりにシリカ多孔体A1を用いたこと以外は、実施例2と同様にして、インクジェット記録媒体を作製し、これを用いてインクジェット記録及び評価を行なった。評価結果は下記表3に示す。
Figure 2011011520

前記表3に示すように、実施例では、インク滲みの発生防止効果が顕著であり、精細な画像を記録することができた。また、耐オゾン性にも優れており、光沢も良好であった。これに対し、比較例では、インク滲みが抑えられず、光沢や耐オゾン性の低下がみられた。

Claims (11)

  1. 気相法シリカと、平均細孔径が0.8nm〜20nmである六方構造の細孔を有し、体積平均粒子径が50nm〜20μmであるシリカ多孔体とを含み、前記気相法シリカ及び前記シリカ多孔体の合計量に対する前記シリカ多孔体の質量比率が50質量%未満であるインク受容層を支持体上に有するインクジェット記録媒体。
  2. 前記シリカ多孔体は、比表面積が400m/g〜2000m/gであって、細孔容積が0.1cm/g〜3.0cm/gであ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. 前記シリカ多孔体は、CuKα線によるX線回折スペクトルにおいて、2.0nmより大きいd値に対応する回折角度を示す第1のピークを1以上有し、1.0nmより小さいd値に対応する回折角度を示す第2のピークのピーク強度が、前記第1のピークのうち最大強度を示すピークのピーク強度に対して200%以下の相対強度であるか、又は前記第2のピークを有しないことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のインクジェット記録媒体。
  4. 前記シリカ多孔体は、一次粒子の平均粒子径が30nm〜200nm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。
  5. 前記シリカ多孔体は、体積平均粒子径が50nm〜500nmであることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のインクジェット記録媒体。
  6. 前記シリカ多孔体は、CuKα線によるX線回折スペクトルにおいて、ピーク強度がd100:d110:d200=100:5.0〜20.0:5.0〜15.0の比率で表され、かつ体積平均粒子径が50nm〜500nmであることを特徴とする請求項1及び請求項4〜請求項5のいずれか1項に記載のインクジェット記録媒体。
  7. 前記支持体は、原紙の両側が樹脂層で被覆された樹脂被覆紙であることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のインクジェット記録媒体。
  8. 前記インク受容層は、更に、媒染剤を含むことを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のインクジェット記録媒体。
  9. 前記インク受容層は、前記支持体側から順次、前記シリカ多孔体を含む層と、前記気相法シリカを含む層とを含む2層以上からなる層構造を有することを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載のインクジェット記録媒体。
  10. 請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載のインクジェット記録媒体に、染料を含有する染料系インクをインクジェット法で付与することにより画像を記録するインクジェット記録方法。
  11. 前記染料系インクとして、少なくとも、下記一般式(M)で表されるマゼンタ染料を含むマゼンタインクを付与することを特徴とする請求項10に記載のインクジェット記録方法。
    Figure 2011011520

    〔式中、Rはメチル基、エチル基、イソプロピル基、又はターシャリーブチル基を表し、XはLi、Na、又はKを表す。〕
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