説明

インクジェット記録媒体及びその製造方法

【課題】、摩擦係数が小さく、光沢跡の少ない、耐傷性に優れたインクジェット記録媒体及びその製造方法を提供する。
【解決手段】支持体上に、気相法シリカ又は擬ベーマイトアルミナ、及びポリビニルアルコールを含むインク受容層と、インク受容層上にコロイダルシリカを含む中間層と、中間層上にポリビニルアルコールを含み、平均粒子径が1μm未満の無機微粒子の含有量が20質量%以下である最上層とを有し、前記インク受容層、前記中間層、及び前記最上層の少なくとも1層が平均粒子径1μm以上の微粒子を含むインクジェット記録媒体。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、インクジェット記録媒体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
インクジェット記録方式に使用される記録媒体として、紙などの支持体上に非晶質シリカ等の顔料とポリビニルアルコール等の水溶性バインダーからなる多孔質のインク受容層を設けてなる記録媒体が知られている。
【0003】
例えば、シリカ等の含珪素顔料を水系バインダーと共に紙支持体に塗布して得られる記録媒体が提案されている。また、気相法による合成シリカ微粒子(以降、気相法シリカと称す)を用いた記録媒体が開示されている。さらに、アルミナやアルミナ水和物を用いた記録媒体が開示されている。
【0004】
上記したような気相法シリカ、アルミナあるいはアルミナ水和物は、一次粒子の平均粒径が数nm〜数十nmの超微粒子であり、表面の高い平滑性による高い光沢と高いインク吸収性が得られるという特長がある。しかしその反面、超微粒子であるが故にインク受容層表面に傷が発生しやすいという問題、及び高光沢であるがために傷が目立ちやすいという問題、表面の高い平滑性により受像層同士の摩擦係数が高い等(摩擦係数が高いと、最近のトレンドであるフォトブック用両面受像紙などでは製本が不便、製本後のページ捲りが不便)の問題がある。
【0005】
一方、インクジェット記録媒体の支持体としては、従来、紙が一般的に用いられており、紙自体にインク受容層としての役割を持たせていた。
近年、フォトライクの記録シートが要望される中、紙支持体を用いた記録シートは、光沢、質感、耐水性、印字後のコックリング(皺あるいは波打ち)等の問題があり、耐水性加工された紙支持体、例えば、紙の両面にポリエチレン等のポリオレフィン樹脂をラミネートした樹脂ラミネート紙(ポリオレフィン樹脂被覆紙)、プラスチックフィルム等が用いられるようになってきた。
しかしながら、これらの耐水性支持体は、紙支持体と違ってインク受容層を設けた表面の平滑性が高いために、裏面と重ねた場合に擦れによるインク受容層面に傷が発生しやすいという問題及び、プリント時に重送が起こりやすいという問題がある。また、耐水性支持体それ自体はインク吸収能力が無いためにインク受容層のインク吸収容量を大きくしなければならず、そのためには空隙率の高い無機微粒子層を厚く塗布する必要がある。空隙率を高くするためには無機微粒子に対する有機バインダーの比率を小さくしなければならず、有機バインダー量減によってインク受容層の皮膜が脆弱になり、益々傷が発生しやすくなる。この現象は特に平均粒子径が50nm以下の超微粒子である、気相法シリカ、アルミナ及びアルミナ水和物を用いたときに顕著になる。
【0006】
上記したような問題を解消する技術として例えば、コロイダルシリカ及び親水性バインダーを含有する保護層を設けることが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
さらに、耐傷性、ブロンジングを改良する目的でマット剤を用いた発明が開示されている(例えば、特許文献2)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2003−25711号公報
【特許文献2】特開2008−80600号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、特許文献1のようなコロイダルシリカのみの保護層では、耐傷性、摩擦係数低減に一定の効果はあるものの、受像層表面に摺り応力が掛かった場合などは光沢が発現してしまい(以下、この現象を「光沢跡」と呼ぶ。)、保護層の強度が不十分であるし、摩擦係数の高さの改良も不十分である。
また、特許文献2のようにマット剤を用いる場合でも、耐傷性、摩擦係数低減に一定の効果はあるものの、光沢跡の回避、摩擦係数の高さの回避共に不十分である。
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、摩擦係数が小さく、光沢跡の少ない、耐傷性に優れたインクジェット記録媒体及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
<1> 支持体上に、気相法シリカ又は擬ベーマイトアルミナ、及びポリビニルアルコールを含むインク受容層と、インク受容層上にコロイダルシリカを含む中間層と、中間層上にポリビニルアルコールを含み、平均粒子径が1μm未満の無機微粒子の含有量が20質量%以下である最上層とを有し、前記インク受容層、前記中間層、及び前記最上層の少なくとも1層が平均粒子径1μm以上の微粒子を含むインクジェット記録媒体。
<2> 前記最上層のポリビニルアルコールがシラノール変性ポリビニルアルコールである上記<1>に記載のインクジェット記録媒体。
<3> 前記最上層が前記平均粒子径1μm以上の微粒子を含む上記<1>又は<2>に記載のインクジェット記録媒体。
<4> 前記コロイダルシリカの含有量が1〜2g/mである上記<1>〜<3>のいずれか1項に記載のインクジェット記録媒体。
<5> 支持体上に、気相法シリカ又は擬ベーマイトアルミナ、及びポリビニルアルコールを含むインク受容層を設ける工程と、インク受容層上にコロイダルシリカを含む中間層を設ける工程と、中間層上にポリビニルアルコールを含み、平均粒子径が1μm未満の無機微粒子の含有量が20質量%以下である最上層を設ける工程と、を含み、前記工程の少なくとも1つは平均粒子径1μm以上の微粒子を用い、前記インク受容層、前記中間層、及び前記最上層の少なくとも1層に平均粒子径1μm以上の微粒子を含ませるインクジェット記録媒体の製造方法。
<6> 前記最上層のポリビニルアルコールがシラノール変性ポリビニルアルコールである上記<5>に記載のインクジェット記録媒体の製造方法。
<7> 前記最上層に前記平均粒子径1μm以上の微粒子を含む上記<5>又は<6>に記載のインクジェット記録媒体の製造方法。
<8> 前記中間層を設ける工程は、前記コロイダルシリカが1〜2g/mの範囲で設ける上記<5>〜<7>のいずれか1項に記載のインクジェット記録媒体の製造方法。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、摩擦係数が小さく、光沢跡の少ない、耐傷性に優れたインクジェット記録媒体及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0011】
<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、気相法シリカ又は擬ベーマイトアルミナ及びポリビニルアルコールを含むインク受容層と、インク受容層上にコロイダルシリカを含む中間層と、中間層上にポリビニルアルコールを含み、平均粒子径が1μm未満の無機微粒子の含有量が20質量%以下である最上層とを含み、前記インク受容層、前記中間層、及び前記最上層のいずれか1層が平均粒子径1μm以上の微粒子を含有して構成される。
従来コロイダルシリカと親水性バインダーを同時に含むことが耐傷性及び摩擦係数に悪影響する。インク受容層上の中間層にコロイダルシリカを含有させ、最上層にポリビニルアルコールを含有させると共に、支持体上のいずれか1層以上に1μm以上の微粒子を存在される構成とすることにより、耐傷性、摩擦係数、及び光沢跡を向上させることができる。
【0012】
本発明のインクジェット記録媒体は、支持体上にインク受容層、中間層、及び最上層を少なくとも有し、該各層のいずれか1層が平均粒子径1μm以上の微粒子(以下、単に「特定の微粒子」ともいう。)を含有する。
前記特定の微粒子は、支持体上に形成されるインク受容層、中間層、及び最上層の少なくとも1層に含有されることにより、摩擦係数及び光沢跡の低減、耐傷性が顕著に向上する。これらの中でも、摩擦係数の向上、光沢跡の低減の向上の観点から、中間層及び最上層の少なくとも1層に含有することが好ましく、更に、最上層に含有することがより好ましい。特定の微粒子を最上層に含有することにより、塗布故障、擦り傷、濃度を特性を維持したまま、摩擦係数の向上及び光沢跡の低減を図ることができる。
【0013】
(平均粒子径1μm以上の微粒子)
本発明における特定の微粒子は、平均粒子径1μm以上の微粒子であれば、特に限定されず用いることができ、その中でも、塗布故障及び摩擦係数の低減の観点から、好ましくは1〜60μmであり、より好ましくは2〜40μmであり、更に好ましくは3〜30μmである。
特定の微粒子の平均粒子径を1〜60μmとすることにより、光沢跡、耐傷性の効果を維持したまま、塗布故障及び摩擦係数の低減を図ることができる。
平均粒子径は、コールター法と呼ばれる電気抵抗法で測定された球相当粒子直径である。例えばコールター マルティサイザー3(ベックマンコールター社製)等を用いて測定することができる。
【0014】
特定の微粒子としては、水不溶性の有機又は無機の粒子が挙げられ、例えば、酸化チタン、シリカ粒子、ガラス粉、硫酸バリウム、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリアクリレート共重合体などの粒子を挙げることができる。
これらの中でも、摩擦係数の向上、光沢跡の低減、及び塗布故障の低減の観点から、ポリメチルメタクレート、ポリスチレン、ポリエチレン、シリカ粒子が好ましく、ポリメチルメタクレート、ポリスチレン、ポリエチレンがより好ましく、ポリメチルメタクレートが更に好ましい。
なお、微粒子として用いる粒子は、凝集体ではなく単一粒子として分散されるものが好ましい。
【0015】
特定の微粒子の塗布量としては、0.01〜2g/mが好ましく、0.03〜1g/mがより好ましく、0.05〜0.3g/mが特に好ましい。
特定の微粒子の含有量が0.01〜2g/mの範囲とすることにより、摩擦係数の低下の傾向となり好ましい。
【0016】
(インク受容層)
本発明におけるインク受容層は、気相法シリカ又は擬ベーマイトアルミナの少なくとも1種、及びポリビニルアルコールの少なくとも1種を含有して構成される。また、インク受容層は、これらの必須成分以外に、上記特定の微粒子を含有することができ、更に、必要に応じて、その他の成分を含んでもよい。
【0017】
−気相法シリカ又は擬ベーマイトアルミナ−
本発明におけるインク受容層は、気相法シリカ又は擬ベーマイトアルミナの少なくとも1種を含んで構成されるが、本発明の効果をより効果的に得る観点からは、インク受容層における気相法シリカ又は擬ベーマイトアルミナの含有量としては、インク受容層中の全固形分に対し、40〜90質量%が好ましく、50〜80質量%がより好ましい。
気相法シリカ及び擬ベーマイトアルミナは併用することが可能であるが、気相法シリカと擬ベーマイトアルミナとの含有比(質量基準)は、特に限定されない。
【0018】
本発明において、インク受容層は1層構成であっても複数層の構成であってもよい。
【0019】
本発明に用いられる気相法シリカは、一般的には、湿式法に対して乾式法とも呼ばれる、火炎加水分解法によって作られる。具体的には四塩化ケイ素を水素及び酸素と共に燃焼して作る方法が一般的に知られているが、四塩化ケイ素の代わりにメチルトリクロロシランやトリクロロシラン等のシラン類も、単独または四塩化ケイ素と混合した状態で使用することができる。気相法シリカは、日本アエロジル(株)からアエロジル、トクヤマ(株)からQSタイプとして市販されており入手することができる。
【0020】
気相法シリカの平均粒子径は、5〜50nmが好ましく、より高い光沢を得るためには、5〜20nmで、かつ、BET法による比表面積が90〜400m/gのものを用いるのが好ましい。本発明で云うBET法とは、気相吸着法による粉体の表面積測定法の一つであり、吸着等温線から1gの試料の持つ総表面積、即ち比表面積を求める方法である。通常吸着気体としては、窒素ガスが多く用いられ、吸着量を被吸着気体の圧、または容積の変化から測定する方法が最も多く用いられている。多分子吸着の等温線を表すのに最も著名なものは、Brunauer、Emmett、Tellerの式であってBET式と呼ばれ表面積決定に広く用いられている。BET式に基づいて吸着量を求め、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。
【0021】
本発明における擬ベーマイトアルミナは、Al・nHO(1<n<3)の構成式で表され、nが1より大きく3未満であるときのアルミナ水和物をさす。
前記擬ベーマイトアルミナとしては、結晶質でも非晶質でもよく、不定形や、球状、板状等の形態を有しているものを用いることができる。これらのうち1種のみを使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
特に、アスペクト比2以上の板状、又は棒状の擬ベーマイトアルミナが好ましい。
【0022】
前記擬ベーマイトアルミナを製造する方法には特に限定はないが、例えば、アルミニウムイソプロポキシド等のアルミニウムアルコキシドの加水分解、アルミニウム塩のアルカリによる中和、アルミン酸塩の加水分解等の公知の製造方法により製造できる。
前記擬ベーマイトアルミナの市販品は、例えば、日産化学工業(株)、触媒化成工業(株)、Sasol社、Martinswerk社などから入手可能である。
【0023】
本発明における擬ベーマイトアルミナの一次粒子の平均粒径としては特に限定はないが、100nm以下が好ましく、5〜50nmがより好ましく、8〜30nmが特に好ましい。
前記一次粒子の平均粒径は、分散された粒子の電子顕微鏡観察により一定面積内に存在する100個の粒子各々の投影面積に等しい円の直径を粒子の粒径として求めることができる。
【0024】
本発明における擬ベーマイトアルミナの二次粒子の平均粒径としては特に限定はないが、20〜250nmが好ましく、40〜150nmがより好ましい。
上記範囲によりインク吸収性と表面光沢がさらに向上する。
【0025】
本発明において擬ベーマイトアルミナは、擬ベーマイトアルミナ分散物として用いる形態が好適である。
擬ベーマイトアルミナの分散には、例えば、歯状ブレード型分散機、プロペラ羽根型分散機、高圧ホモジナイザー、超音波分散機およびビーズミル等公知の分散装置を用いることができる。
また、擬ベーマイトアルミナの分散の際には、分散助剤を用いることが好ましい。
前記分散助剤としては、乳酸、酢酸、蟻酸、硝酸、塩酸、臭化水素酸、塩化アルミニウム等の酸を用いることができるが、中でも、無機酸が低温粘度がより高くなり、好ましい。
前記分散助剤の添加量としては、擬ベーマイトアルミナに対して0.1〜5重量%であることが好ましい。
酸で分散された擬ベーマイトアルミナを用いることで、硬膜剤(架橋剤)としてほう酸またはほう酸塩を使用した場合においても、塗布液特性が良好となり、塗布性も良好となる。その結果、白紙部光沢性、インク吸収性が良好となるので好ましい。
【0026】
本発明に用いられる擬ベーマイトアルミナ分散液の固形分濃度はAl換算で10〜60質量%が好ましく、20〜45質量%がより好ましい。
【0027】
本発明における擬ベーマイトアルミナは表面がカチオン性を有していることが好ましい。これにより、インクに使用されている染料等の着色剤の定着効果が大きくなり、カチオン性ポリマー等の媒染剤の添加量を減らしたり抜くことが可能となる。
【0028】
(ポリビニルアルコール)
本発明におけるインク受容層は、皮膜としての特性を維持するためにバインダーとしてポリビニルアルコールの少なくとも1種を含有する。
ポリビニルアルコールの中でも、完全または部分ケン化のポリビニルアルコールまたはカチオン変性ポリビニルアルコールである。
【0029】
ポリビニルアルコールの中でも、印画濃度及びカールの観点でケン化度が80%〜99%以上が好ましく、82〜90%の範囲が更に好ましく、平均重合度は1000〜5000のものが好ましく、2500〜4000が更に好ましい。
【0030】
また、カチオン変性ポリビニルアルコールとしては、例えば特開昭61−10483号に記載されているような、第1〜3級アミノ基や第4級アンモニウム基をポリビニルアルコールの主鎖あるいは側鎖中に有するポリビニルアルコールである。
【0031】
また、本発明による効果をより効果的に得る観点からは、本発明のインク受容層におけるポリビニルアルコールの含有量としては、インク受容層中の全固形分に対し、5〜30質量%が好ましく、7〜20質量%がより好ましい。
【0032】
本発明のインク受容層は、上記ポリビニルアルコール以外に、バインダーとしてポリマーラテックスを用いてもよい。
ポリマーラテックスとしては、例えば、アクリル系ラテックスとしては、アルキル基、アリール基、アラルキル基、ヒドロキシアルキル基等のアクリル酸エステルもしくはメタクリル酸エステル類、アクリルニトリル、アクリルアミド、アクリル酸及びメタクリル酸等の単独重合体または共重合体、あるいは上記モノマーと、スチレンスルホン酸やビニルスルホン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、無水マレイン酸、ビニルイソシアネート、アリルイソシアネート、ビニルメチルエーテル、酢酸ビニル、スチレン、ジビニルベンゼン等との共重合体が挙げられる。オレフィン系ラテックスとしては、ビニルモノマーとジオレフィン類のコポリマーからなるポリマーが好ましく、ビニルモノマーとしてはスチレン、アクリルニトリル、メタクリルニトリル、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、酢酸ビニル等が好ましく用いられ、ジオレフィン類としてはブタジエン、イソプレン、クロロプレン等が挙げられる。
【0033】
本発明におけるインク受容層では、ポリビニルアルコールを気相法シリカ及び擬ベーマイトアルミナの総含有量に対して5〜30質量%の範囲で用いるのが好ましく、特に7〜20質量%の範囲で用いるのが好ましい。
【0034】
(無機微粒子と水溶性樹脂との含有比)
無機微粒子(;x)と水溶性樹脂(y)との含有比〔PB比(x/y)、水溶性樹脂1質量部に対する無機微粒子の質量〕は、インク受容層の膜構造にも大きな影響を与える。即ち、PB比が大きくなると、空隙率や細孔容積、表面積(単位質量当り)が大きくなる。ここで、本発明におけるインク受容層においては、無機微粒子は気相法シリカ又は擬ベーマイトアルミナを言い、水溶性樹脂はポリビニルアルコールを意味するものとする。
具体的には、上記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、気相法シリカでは、1.5/1〜10/1が好ましく、擬ベーマイトアルミナでは3.0〜20/1が好ましい。
【0035】
−カチオン性化合物−
本発明において、インク受容層は、カチオン性化合物を含有するのが好ましい。インク受容層にカチオン性化合物を含有することによって、インク受容層のひび割れの防止及び耐水性、湿熱にじみの向上が図られる。更に、このカチオン性化合物を含有するインク受容層の上にコロイダルシリカを含有する層を設けることによって、耐傷性が更に向上し、加えて2つの層の界面における凝集が防止され、その結果塗布ムラや光沢ムラが解消する。
【0036】
本発明に用いられるカチオン性化合物としては、カチオン性ポリマーあるいは水溶性の多価金属化合物が好ましく用いられる。これらのカチオン性化合物及び水溶性の多価金属化合物は、単独あるいは併用することができる。
【0037】
本発明に用いられるカチオン性ポリマーとしては、4級アンモニウム基、ホスホニウム基、あるいは1〜3級アミンの酸付加物を有する水溶性カチオン性ポリマーが挙げられる。例えば、ポリエチレンイミン、ポリジアルキルジアリルアミン、ポリアリルアミン、アルキルアミンエピクロルヒドリン重縮合物、特開昭59−20696号、同59−33176号、同59−33177号、同59−155088号、同60−11389号、同60−49990号、同60−83882号、同60−109894号、同62−198493号、同63−49478号、同63−115780号、同63−280681号、特開平1−40371号、同6−234268号、同7−125411号、同10−193776号公報等、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カチオン性アクリルエマルジョン(ダイセル化学工業(株)製の商品名「アクアブリッドシリーズ ASi−781、ASi−784、ASi−578、ASi−903」)等や、カチオン変性自己乳化性高分子(好ましくは、カチオン変性ポリウレタン:例えば、特開2006−15655号公報の段落番号[0021]〜[0049]に記載のカチオン変性自己乳化性高分子)も好ましいものとして挙げることができる。
【0038】
これらのカチオン性ポリマーの含有量は、気相法シリカ及び擬ベーマイトアルミナの総含有量に対して1〜10質量%の範囲が好ましい。
【0039】
上記水溶性の多価金属化合物における多価金属としては、カルシウム、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、チタン、クロム、マグネシウム、タングステン、モリブデンが挙げられ、これらの金属の水溶性塩として用いることができる。
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、酢酸バリウム、硫酸バリウム、リン酸バリウム、塩化マンガン、酢酸マンガン、ギ酸マンガン二水和物、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)二水和物、硫酸銅、塩化コバルト、チオシアン酸コバルト、硫酸コバルト、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、硫酸アルミニウム、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、塩化アルミニウム六水和物、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、臭化亜鉛、塩化亜鉛、硝酸亜鉛六水和物、硫酸亜鉛、酢酸ジルコニウム、硝酸ジルコニウム、塩基性炭酸ジルコニウム、水酸化ジルコニウム、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、硫酸ジルコニウム、フッ化ジルコニウム、塩化ジルコニウム、塩化ジルコニウム八水和物、オキシ塩化ジルコニウム、ヒドロキシ塩化ジルコニウム、塩化チタン、硫酸チタン、酢酸クロム、硫酸クロム、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、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水和物等が挙げられる。これらの中でも特に、アルミニウムあるいは周期表IVa族元素(ジルコニウム、チタン)の水溶性塩が好ましい。本発明において、水溶性とは常温常圧下で水に1質量%以上溶解することを意味する。
【0040】
上記以外の水溶性アルミニウム化合物として、塩基性ポリ水酸化アルミニウム化合物が好ましく用いられる。この化合物は、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。
【0041】
[Al(OH)Cl6−n ・・式1
[Al(OH)AlCl ・・式2
Al(OH)Cl(3n−m) 0<m<3n ・・式3
【0042】
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)理研グリーンよりピュラケムWTの名で、また他のメーカーからも同様の目的を持って市販されており、各種グレードの物が容易に入手できる。本発明ではこれらの市販品をそのままでも使用できる。これらの塩基性ポリ水酸化アルミニウム化合物は、特公平3−24907、同平3−42591号公報にも記載されている。
【0043】
本発明において、上記した水溶性の多価金属化合物のインク受容層中の含有量は、0.1g/m〜10g/m、好ましくは0.2g/m〜5g/mである。
【0044】
本発明において、インク受容層はカール防止用に高沸点有機溶剤を含有するのが好ましい。上記高沸点有機溶剤としては、水溶性のものが好ましく、該水溶性の高沸点有機溶剤としては、例えば、エチレングリコール、ポロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、グリセリン、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(DEGmBE)、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、グリセリンモノメチルエーテル、1,2,3−ブタントリオール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,4−ペンタントリオール、1,2,6−ヘキサントリオール、チオジグリコール、トリエタノールアミン、ポリエチレングリコール(重量平均分子量が400以下)等のアルコール類が挙げられる。好ましくは、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(DEGmBE)である。
【0045】
上記高沸点有機溶剤のインク受容層用塗布液中における含有量としては、0.05〜1質量%が好ましく、特に好ましくは0.1〜0.6質量%である。
また、無機顔料微粒子の分散性を高める目的で、各種無機塩類、pH調整剤として酸やアルカリ等を含んでいてもよい。
更に、表面の摩擦帯電や剥離帯電を抑制する目的で、電子導電性を持つ金属酸化物微粒子を、表面の摩擦特性を低減する目的で各種のマット剤を含んでいてもよい。
【0046】
本発明において、インク受容層には、有機バインダーとともに硬膜剤を含有するのが好ましい。硬膜剤の具体的な例としては、ホルムアルデヒド、グルタルアルデヒドの如きアルデヒド系化合物、ジアセチル、クロルペンタンジオンの如きケトン化合物、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、米国特許第3,288,775号記載の如き反応性のハロゲンを有する化合物、ジビニルスルホン、米国特許第3,635,718号記載の如き反応性のオレフィンを持つ化合物、米国特許第2,732,316号記載の如きN−メチロール化合物、米国特許第3,103,437号記載の如きイソシアナート類、米国特許第3,017,280号、同2,983,611号記載の如きアジリジン化合物類、米国特許第3,100,704号記載の如きカルボジイミド系化合物類、米国特許第3,091,537号記載の如きエポキシ化合物、ムコクロル酸の如きハロゲンカルボキシアルデヒド類、ジヒドロキシジオキサンの如きジオキサン誘導体、クロム明ばん、硫酸ジルコニウム、ほう酸及びほう酸塩の如き無機硬膜剤等があり、これらを1種または2種以上組み合わせて用いることができる。これらの中でも、特にほう酸あるいはほう酸塩が好ましい。硬膜剤の添加量はインク受容層を構成する有機バインダーに対して、0.1〜40質量%が好ましく、より好ましくは0.5〜30質量%である。
【0047】
インク受容層には、更に着色染料、着色顔料、インク染料の定着剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、顔料の分散剤、消泡剤、レベリング剤、防腐剤、蛍光増白剤、粘度安定剤、pH調節剤などの公知の各種添加剤を添加することもできる。また、インク受容層の塗布液のpHは、3.3〜6.0の範囲が好ましく、特に3.5〜5.5の範囲が好ましい。このインク受容層塗布液のpHと、コロイダルシリカを含有する層の塗布液のpH3.3〜6とを組み合わせることによって、更にインク吸収性、光沢性、及び均一な塗布面が得られる。
【0048】
本発明において、インク受容層の膜厚は5〜50μmが好ましく、20〜45μmがさらに好ましい。ここで、インク受容層が複数存在する場合にはインク受容層の膜厚とは複数のインク受容層の膜厚の合計をいう。
【0049】
(中間層)
本発明における中間層は、支持体から最も離れた最上層と、支持体上に設けられたインク受容層との間に、中間層の少なくとも1層を有する。
該中間層は、コロイダルシリカを少なくとも1種含有し、更に、上記平均粒子径1μm以上の微粒子を含有することができる。更に、該中間層は必要に応じて、その他の成分を含んでもよい。
【0050】
−コロイダルシリカ−
本発明に用いられるコロイダルシリカは、ケイ酸ナトリウムの酸などによる複分解やイオン交換樹脂層を通して得られるシリカゾルを加熱熟成して得られる二酸化珪素をコロイド状に水中に分散させたものであり、平均一次粒径が数nm〜100nm程度の湿式法合成シリカが挙げられる。コロイダルシリカとしては、日産化学工業(株)社からスノーテックスST−20、ST−30、ST−40、ST−C、ST−N、ST−20L、ST−O、ST−OL、ST−S、ST−XS、ST−XL、ST−YL、ST−ZL、ST−OZL、ST−AK等が、市販されている。
本発明におけるコロイダルシリカは、1種単独で用いても、2種以上を併用して用いてもよい。
【0051】
本発明に用いられるコロイダルシリカは、インク吸収性及び光沢の観点から平均粒子径が30nm〜100nmの範囲のものが好ましい。コロイダルシリカを2種を併用する場合は、平均粒子径が30nm以上〜60nm未満のコロイダルシリカと平均粒子径が60nm以上〜100nm以下のコロイダルシリカを組み合わせて用いるのがより好ましく、コロイダルシリカの合計量に対する平均粒子径が30nm以上〜60nm未満のコロイダルシリカの比は、60質量%以上が好ましい。
コロイダルシリカにおける平均粒子径は、動的光散乱法(大塚電子製 FPAR−1000など)で求められる平均粒子径を採用する。
【0052】
上記のコロイダルシリカの粒子形状としては、球状、鎖状(数珠状)等があるが、耐傷性及び光沢性の点で球状のコロイダルシリカが好ましい。
【0053】
中間層におけるコロイダルシリカの含有量としては、0.1〜8.0g/mが好ましく、0.4〜5.0g/mの範囲がより好ましい、1〜2g/mの範囲が特に好ましい。これによって、インク吸収性を低下させずに、光沢性及び耐傷性の一段の改良が図られる。
【0054】
−バインダー−
中間層にはバインダーを含有してもよい。バインダーはコロイダルシリカに対して20質量%以下で用いるのが好ましく、下限は0.5質量%程度が好ましい。より好ましくは、3〜15質量%の範囲でバインダーを用いる。バインダーをこの範囲で含有させることによってインク吸収性を低下させずに耐傷性を更に向上させる。
【0055】
上記バインダーとしては、インク受容層に用いられる前述したバインダーとしてのポリビニルアルコールを挙げることができる。これらの中でも特に好ましい有機バインダーは完全または部分ケン化のポリビニルアルコールまたはカチオン変性ポリビニルアルコールである。ポリビニルアルコールの中でも特に好ましいのは、ケン化度が80%以上の部分または完全ケン化したものである。平均重合度500〜5000のポリビニルアルコールが好ましい。
【0056】
また、カチオン変性ポリビニルアルコールとしては、例えば特開昭61−10483号に記載されているような、第1〜3級アミノ基や第4級アンモニウム基をポリビニルアルコールの主鎖あるいは側鎖中に有するポリビニルアルコールである。
【0057】
中間層には、バインダーとともに硬膜剤を用いることができる。硬膜剤としては、前述したインク受容層に用いられる硬膜剤を挙げることができる。これらの硬膜剤の中でも特に、ほう酸あるいはほう酸塩が好ましく用いられる。中間層には、他に界面活性剤、着色染料、着色顔料、紫外線吸収剤、酸化防止剤、顔料の分散剤、消泡剤、レベリング剤、防腐剤、蛍光増白剤、粘度安定剤、pH調節剤等を含有することができる。
【0058】
本発明において、中間層の膜厚は、インク吸収性と耐傷性の観点から、0.01〜5μmが好ましく、0.1〜3μmがさらに好ましく、0.4〜2.0μmが特に好ましい。
【0059】
(最上層)
本発明における最上層は、ポリビニルアルコールの少なくとも1種を含み、かつ、平均粒子径1μm未満の無機微粒子の含有量が20質量%以下であることを特徴とする。
本発明における最上層は、光沢跡、摩擦係数の点で、更に、前述の平均粒子径が1μm以上の微粒子を含む構成であることが好ましい。
【0060】
−ポリビニルアルコール−
本発明における最上層で用いられるポリビニルアルコールは、特に限定されるものでなく用いることができるが、中でも好ましくは、完全または部分ケン化のポリビニルアルコール、又はシラノール変性ポリビニルアルコールである。部分ケン化のポリビニルアルコールとしてはケン化度が80%以上の部分ケン化したものが好ましい。また、平均重合度としては、500〜2500のポリビニルアルコールが好ましい。
上記の中でも、耐傷性、光沢跡の観点から、ケン化度98.0〜99.0%のシラノール変性ポリビニルアルコールが好ましい。
【0061】
−平均粒子径1μm未満の無機微粒子−
本発明における1μm未満の無機微粒子の含有量は、20質量%以下である必要があるが、インク受容層と効果との観点から、実質的に含まないことを意味し、5質量%以下であることが好ましく、特に1μm未満の無機微粒子を含まないことが最も好ましい。
無機微粒子の平均粒子径測定としては、透過型電子顕微鏡で倍率100万倍程度まで拡大し、粒子を10〜100個観察し各粒子の粒子径を平均して求めた値を採用する。
上記無機微粒子としては、例えば、微粒子シリカ、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、ベーマイトアルミナ、擬ベーマイトアルミナ等を挙げることができる。
【0062】
本発明において、最上層の膜厚は、インク吸収性と耐傷性の観点から、0.005〜0.6μmが好ましく、0.01〜0.3μmがさらに好ましい。
ここで、最上層の膜厚とは、平均粒子径1μm未満の無機微粒子及び平均粒子径1μm以上の微粒子等を含まずポリビニルアルコールだけから構成されるときは、ポリビニルアルコールにより形成された膜厚(Aμm)をいう。また、ポリビニルアルコール以外に平均粒子径1μm未満の無機微粒子及び平均粒子径1μm以上の微粒子のいずれか1種以上をさらに含むときは、最上層の中間層側からポリビニルアルコールによって形成される最上層の表面までの厚みを言うものとする。即ち、前記粒子の少なくともいずれか一方を含むとき、ポリビニルアルコールのみから形成される膜厚Aμmに対して、粒子がポリビニルアルコール内に埋まった部分の体積分(厚みBμmに相当と仮定した場合。)が上記膜厚に加算した厚み(A+B)μmを本発明における最上層の膜厚とする。
【0063】
≪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、支持体上に、気相法シリカ又は擬ベーマイトアルミナ及びポリビニルアルコールを含むインク受容層を設ける工程と、インク受容層上にコロイダルシリカを含む中間層を設ける工程と、中間層上にポリビニルアルコールを含み、平均粒子径が1μm未満の無機微粒子の含有量が20質量%以下である最上層を設ける工程とを含み、前記インク受容層、前記中間層、及び前記最上層のいずれか1層が平均粒子径1μm以上の微粒子を含むことを特徴とするものである。
【0064】
本発明のインクジェット記録媒体の製造方法において用いられる、インクジェット記録媒体を構成する気相法シリカ等の構成成分については、インクジェット記録媒体の項において記載したものと同様であり、好ましい例・含有量(添加量)とも同義である。
【0065】
本発明のインクジェット記録媒体の製造方法はインク受容層と中間層と最上層とを形成する工程を少なくとも有する。インク受容層は支持体上に気相法シリカ又は擬ベーマイトアルミナ及びポリビニルアルコールを含むインク受容層の塗布液を塗布、乾燥することにより形成することができる。また、中間層は上記インク受容層上にコロイダルシリカを含有する中間層の塗布液を塗布、乾燥することにより形成することができる。また、同様に最上層は、ポリビニルアルコールを含み、平均粒子径が1μm未満の無機微粒子の含有量が20質量%以下である最上層の塗布液を塗布、乾燥することにより形成することができる。
【0066】
インクジェット記録媒体の製造方法においては、インク受容層と中間層と最上層の塗布は、例えば1層ずつ塗布する逐次塗布方法(例えば、ブレードコーター、エアーナイフコーター、ロールコーター、バーコーター、グラビアコーター、リバースコーター等)、あるいは多層同時重層塗布方法(例えば、スライドビードコーターやスライドカーテンコーター等)のいずれの方法であってもよいが、多層同時重層塗布方法が好ましく用いられる。
または、例えば、特開2005−14593号公報段落番号[0016]〜[0037]に記載されている「Wet−On−Wet法」(以下、「WOW法」ともいう。)であってもよい。
【0067】
多層同時重層塗布は、スライドビードコーターやスライドカーテンコーターのようなコーターを用いて、インク受容層、中間層及び最上層の複数の塗布液を積層状態で支持体に塗布する。
【0068】
中間層の好ましい構成は前述した通りであるが、該層の塗布液におけるコロイダルシリカの濃度は、3〜25質量%程度が適当であり、より好ましくは5〜15質量%である。前記コロイダルシリカの塗布量が0.1〜3g/mであることが好ましく、0.4〜2g/mであることがより好ましく、1〜2g/mであることが特に好ましい。
中間層塗布液の湿分塗布量は、1〜50g/m程度が好ましく、10〜20g/mが好ましい。
【0069】
インク受容層の構成についても前述したとおりであるが、インク受容層の塗布液における気相法シリカ又は擬ベーマイトアルミナの濃度は、5〜20質量%程度が好ましい。インク受容層は、複数層の場合でも、いずれの層も上記範囲の濃度であることが好ましい。インク受容層塗布液の湿分塗布量は、単一層の場合でも複数層の場合でも、合計で100〜300g/m程度が適当である。インク受容層の塗布液のpHは、3.3〜6の範囲が好ましく、特に3.5〜5.5の範囲が好ましい。この範囲のpHに調整することによって、インク吸収性が向上し、更に中間層との界面での凝集がより抑制される。
【0070】
前記インク受容層、前記中間層、及び前記最上層のいずれか1層に含有され平均粒子径1μm以上の微粒子の塗布量は、0.01〜2g/mが好ましく、0.03〜1g/mがより好ましい。
【0071】
本発明で使用される支持体としては、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ジアセテート樹脂、トリアセテート樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリイミド樹脂、セロハン、セルロイド等のプラスチック樹脂フィルム、及び紙と樹脂フィルムを貼り合わせたもの、紙の少なくとも片面にポリオレフィン樹脂等の疎水性樹脂をラミネートしたポリオレフィン樹脂被覆紙等の耐水性支持体が好ましい。これらの耐水性支持体の厚みは50〜300μm、好ましくは80〜260μmのものが用いられる。
【0072】
本発明に好ましく用いられるポリオレフィン樹脂被覆紙支持体(以降、ポリオレフィン樹脂被覆紙と称す)について詳細に説明する。
本発明に用いられるポリオレフィン樹脂被覆紙は、その含水率は特に限定しないが、カール性より好ましくは5.0〜9.0%の範囲であり、より好ましくは6.0〜9.0%の範囲である。ポリオレフィン樹脂被覆紙の含水率は、任意の水分測定法を用いて測定することができる。例えば、赤外線水分計、絶乾重量法、誘電率法、カールフィッシャー法等を用いることができる。
【0073】
ポリオレフィン樹脂被覆紙を構成する基紙は、特に制限はなく、一般に用いられている紙が使用できるが、より好ましくは例えば写真用支持体に用いられているような平滑な原紙が好ましい。平滑性の良好な小さいRaを有する支持体の製造方法としては以下の技術が挙げられる。
【0074】
長波長領域(カットオフ値 1mm以上)のRaを小さく方法は、パルプの配合技術(熱を掛けて柔らかくなりやすい配合パルプを使用する等)、及び、抄造条件(キャレンダー圧力、温度の最適化、ジェットワイヤー比の最適化等)の組み合わせが挙げられる。使用されるパルプの制限は特にはないが、目的に応じて、例えば、針葉樹パルプ、広葉樹パルプ、ポリエチレン、ポリプロピレン等のプラスチック材料性の合成パルプ、または天然パルプと合成パルプの混合物でも良い。
原紙の平面性、及び寸法安定性を十分なレベルまで向上させるためには、広葉樹パルプが好ましく、針葉樹パルプでも良い。広葉樹パルプの中では、例えば、広葉樹クラフトパルプ(LBKP)、広葉樹サルファイトパルプ(LBSP)等が挙げられるが、これらの中でも広葉樹クラフトパルプが好ましい。
前記、広葉樹パルプの含有量としては、特に制限はないが、50%以上が好ましく、60%以上がより好ましく、75%以上が更に好ましい。
また、原紙を機械的に平滑にする方法として、特開2005−54279 (0024)〜(0034)に示してあるプレスドライ処理、カレンダー処理を行う方法がありこれらの方法で平滑化処理をすることが好ましい。
また、特開2004−216667の(0023)に定義されているジェットワイヤー比を最適化することでも平滑性は大きく向上するが、最適な範囲は、0.95〜1.05付近であり、目的に応じて、この範囲で抄紙をすることが好ましい。
短波長領域(カットオフ値 0.5mm以下)のRaを小さくする方法は、ポリオレフィン樹脂層の厚さを30g/m以上にすることが効果が大きい。好ましくは35g/m以上であることが好ましい。
【0075】
基紙を構成するパルプとしては天然パルプ、再生パルプ、合成パルプ等を1種もしくは2種以上混合して用いられる。この基紙には一般に製紙で用いられているサイズ剤、紙力増強剤、填料、帯電防止剤、蛍光増白剤、染料等の添加剤が配合される。
【0076】
さらに、表面サイズ剤、表面紙力剤、蛍光増白剤、帯電防止剤、染料、アンカー剤等が表面塗布されていてもよい。
【0077】
また、基紙の厚みに関しては特に制限はないが、紙を抄造中または抄造後カレンダー等にて圧力を印加して圧縮するなどした表面平滑性の良いものが好ましく、その坪量は30〜250g/mが好ましい。
【0078】
基紙を被覆するポリオレフィン樹脂としては、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリペンテンなどのオレフィンのホモポリマーまたはエチレン−プロピレン共重合体などのオレフィンの2つ以上からなる共重合体及びこれらの混合物であり、各種の密度、溶融粘度指数(メルトインデックス)のものを単独にあるいはそれらを混合して使用できる。
【0079】
また、ポリオレフィン樹脂被覆紙の樹脂中には、酸化チタン、酸化亜鉛、タルク、炭酸カルシウムなどの白色顔料、ステアリン酸アミド、アラキジン酸アミドなどの脂肪酸アミド、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸マグネシウムなどの脂肪酸金属塩、イルガノックス1010、イルガノックス1076などの酸化防止剤、コバルトブルー、群青、セシリアンブルー、フタロシアニンブルーなどのブルーの顔料や染料、コバルトバイオレット、ファストバイオレット、マンガン紫などのマゼンタの顔料や染料、蛍光増白剤、紫外線吸収剤などの各種の添加剤を適宜組み合わせて加えるのが好ましい。
【0080】
ポリオレフィン樹脂被覆紙の主な製造方法としては、走行する基紙上にポリオレフィン樹脂を加熱溶融した状態で流延する、いわゆる押出コーティング法により製造され、その少なくとも片面が樹脂により被覆される。また、樹脂を基紙に被覆する前に、基紙にコロナ放電処理、火炎処理などの活性化処理を施すことが好ましい。インク吸収性からは基紙のインク受容層を設ける面(基紙の表面)に樹脂を被覆しないほうが好ましく、反対面(基紙の裏面)にはカール防止の点からは樹脂層を設けたほうが好ましい。裏面は通常無光沢面であり、裏面あるいは必要に応じて表裏両面にもコロナ放電処理、火炎処理などの活性処理を施すことができる。また、樹脂被覆層の厚みとしては特に制限はないが、一般に片面5〜50μmの厚みに片面または表裏両面に樹脂コーティングされる。片面だけを樹脂被覆する場合には、得られるインクジェット記録媒体のカール性からはポリオレフィン樹脂被覆層の厚みは5〜25μm程度が好ましい。
【0081】
本発明のポリオレフィン樹脂被覆紙の表のインク受容層が塗設される面は、基紙面のままでもよいが、光沢、平滑性からはポリオレフィン樹脂を押出機で加熱溶融し、基紙とクーリングロールとの間にフィルム状に押出し、圧着、冷却して製造される。この際、クーリングロールはポリオレフィン樹脂コーティング層の表面形状の形成に使用され、樹脂層の表面はクーリングロール表面の形状により鏡面、微粗面、またはパターン化された絹目状やマット状等に型付け加工することができる。
【0082】
本発明のポリオレフィン樹脂被覆紙の裏のインク受容層の塗設される面は、表面を樹脂被覆する場合には基紙面のままでも良いが、カール性や印字画像の向上からは主としてポリオレフィン樹脂を押出機で加熱溶融し、基紙とクーリングロールとの間にフィルム状に押出し、圧着、冷却して製造される。この際プリンターでの搬送性、印字画像からはクーリングロールはJIS−B−0601に規定されるRaが0.8〜5μmになるようにクーリングロール表面の形状により微粗面、またはパターン化された、例えば絹目状やマット状等に型付け加工することが好ましい。また、受像紙の走行性の観点から、ポリマーラテックスやシリカ、アルミナ等の無機微粒子が裏面に塗布されていることが好ましい。
【0083】
基紙の裏面や表面にポリオレフィン樹脂被覆層を設ける方法は、加熱溶融樹脂を押し出して塗設する以外に電子線硬化樹脂を塗設後、電子線を照射する方法や、ポリオレフィン樹脂エマルジョンの塗液を塗設後乾燥し、表面平滑化処理を施す方法等が有る。いずれも凹凸を有する熱ロール等での型付けを行うことで本発明に適応可能なポリオレフィン樹脂被覆紙が得られる。
【0084】
本発明に用いられるポリオレフィン樹脂被覆紙の表面には下引き層を設けても良い。この下引き層は、インク受容層が塗設される前に、予め耐水性支持体の表面に塗布乾燥されたものである。この下引き層は、皮膜形成可能な水溶性ポリマーやポリマーラテックス等を主体に含有する。好ましくは、ゼラチン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、水溶性セルロース等の水溶性ポリマーであり、特に好ましくはゼラチンである。これらの水溶性ポリマーの付着量は、10〜500mg/mが好ましく、20〜300mg/mがより好ましい。更に、下引き層には、他に界面活性剤や硬膜剤を含有するのが好ましい。また、樹脂被覆紙に下引き層を塗布する前には、コロナ放電することが好ましい。
【実施例】
【0085】
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。
【0086】
(実施例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。
【0087】
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157g/mで抄造し、厚さ157μmの原紙(基紙)を得た。
【0088】
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/cm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/cm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。
【0089】
<インク受容層の塗布液の調製>
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、液液対向衝突型分散機(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)〜(11)の成分を30℃で加え、インク受容層の塗布液を調製した。
シリカ微粒子と水溶性樹脂との質量比(PB比=(1):(6))は、4.9:1であり、インク受容層の塗布液のpHは、3.5で酸性を示した。
【0090】
〜インク受容層の塗布液の組成〜
(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、7nm)
(2)イオン交換水 40.18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」(50%水溶液) 0.48部
(酢酸ジルコニル、第一稀元素化学工業(株)製)
(5)59%AP−7 4.5部
(工業用エタノール、日本アルコール販売(株)製)
(6)ホウ酸(5%水溶液) 6.56部
(7)ハイマックスSC−507 0.05部
(ポリアルキレンポリアミン、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、70%溶液)
(8)PVA235 7%溶解液 25.93部
(9)ブチセノール20P 0.27部
(ジエチレングリコールモノブチルエーテル 協和発酵ケミカル(株)製)
(10)スーパーフレックス650−5 1.76部
(カチオン性ポリウレタンラテックス、第一工業製薬(株)製)
(11)エマルゲン109P 10%水溶液 0.59部
(ポリオキシエチレンラウリルエーテル HLB=13.6 花王(株)製)
【0091】
<中間層塗布液の調製>
コロイダルシリカとカチオン性ポリマーをディゾルバーで混合した。その後、PVA水溶液、エマルゲン109P水溶液をスリーワンモーターで撹拌し、中間層塗布液とした。
【0092】
〜中間層塗布液の組成〜
・コロイダルシリカ 10部
(日産化学工業(株)社製、スノーテックスOL、固形分20%、平均一次粒径40〜50nm)
・カチオン性ポリマー;ポリフィックス601 0.06部
(昭和高分子社性、特殊変性ポリアミン)
・ポリビニルアルコール(7%水溶液) 2.86部
((株)クラレ製、PVA117、ケン化度98%、平均重合度1700)
・エマルゲン109P 10%水溶液 0.03部
(ポリオキシエチレンラウリルエーテル HLB13.6;(株)花王製)
・イオン交換水 7.05部
【0093】
<最上層塗布液の調製>
下記成分をスリーワンモーターで混合して最上層塗布液とした。
【0094】
〜最上層塗布液の組成〜
・ポリビニルアルコール7%水溶液 0.76部
((株)クラレ製、R1130、シラノール変性ポリビニルアルコール)
・1μm以上の微粒子 0.33部
(架橋PMMA粒子、製品名 ケミスノーMX−10、綜研化学社製、平均粒子径10μm)
・界面活性剤 エマルゲン109P 10%水溶液 0.6部
(ポリオキシエチレンラウリルエーテル HLB13.6;(株)花王製)
・イオン交換水 98.31部
【0095】
<インクジェット記録媒体の作成>
上記で得られた水非浸透性支持体の一方の面にコロナ放電処理を行った後、該一方の面に、上記で得られたインク受容層の塗布液、中間層の塗布液を、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同時重層塗布して塗布層を形成した。
具体的には、インク受容層形成用塗布液を132.0g/mで、下記インライン液を9.1g/mの速度(塗布量)でインライン混合した後、中間層形成用塗布液12g/mと同時重層方式で支持体に塗布した。
【0096】
〜 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) 2.0部
(2)イオン交換水 8.0部
【0097】
上記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22.4%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、最上層塗布液をエクストルージョンダイコーターで上記塗布層上にその30g/mを付着させ、更に72℃下で10分間乾燥させ(乾燥工程)、水非浸透性支持体の一方の面にインク受容層を形成した。
以上により、支持体上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。
【0098】
この記録媒体について、塗布故障、摩擦係数、光沢跡、擦り傷及び濃度(黒色)について以下の方法でそれぞれ評価した。その結果を表1に示す。
【0099】
[平均粒子径の測定]
−平均粒子径1μm以上の微粒子−
平均粒子径は球相当粒子直径であり、コールター マルティサイザー3(ベックマンコールター社製)を用いて、コールター法と呼ばれる電気抵抗法で測定された。
【0100】
−平均粒子径1μm未満の無機微粒子−
無機微粒子の平均粒子径測定としては、透過型電子顕微鏡で倍率100万倍程度まで拡大し、粒子を10〜100個観察し各粒子の粒子径を平均して求めた。
【0101】
−コロイダルシリカ−
平均粒子径は、動的光散乱法(大塚電子製 FPAR−1000など)を用いて測定された。
【0102】
[評価]
(塗布故障)
上記で得られたインクジェット記録シートの面積10mのサンプルを準備し、蛍光灯下でサンプル表面の目視観察を行い、小さなひび割れの個数を数え、個数により下記評価基準に従って評価した。
〜評価基準〜
○ : ひび割れは1個以下である
△ : ひび割れは1個を超え3個以下である(実用上の許容範囲内)
× : ひび割れは3個より多い
【0103】
(摩擦係数)
上記で得られたインクジェット記録シートをエプソンPM-A820を用いて23℃/50RH%の環境下で黒ベタ印画を行い24時間放置し、黒ベタ面同士の動摩擦係数を23℃/50RH%の環境下で電動式高速スタンド(SHIMPO(株)製)を用いて、重り200g、接触面積40cm、速度100mm/minの条件で測定した。
動摩擦係数(動摩擦力(g)(ゲージ値)/200)
〜評価基準〜
◎: 摩擦係数0.4未満
○: 摩擦係数0.4以上0.6未満
△: 摩擦係数0.6以上0.8未満
×: 摩擦係数0.8以上
【0104】
2)光沢跡
エプソンPM−A820を用いて23℃/50RH%の環境下で黒ベタ印画を行い、ゼロックス用紙(製品名:C2)を貼り付けた30gの重り(接触部3cm*3cm)を黒ベタ面に30回こすり付けて、光沢の出具合を目視で観察して、下記の基準に従って評価した。
〜評価基準〜
◎ : 全く光沢が出ていない。
○ : 光沢が僅かにでている。
△ : 光沢が出ている。
× : 非常に光沢が出ている。
【0105】
4)擦り傷
エプソンPM−A820を用いて23℃/50RH%の環境下で黒ベタ印画を行い、直径1mmのプラスチック棒で50gの加重を掛けながら黒ベタ面に1回こすり付けて、擦り傷の有無を目視で観察して、下記の評価基準で評価した。
〜評価基準〜
○: 擦り傷が出ていない。
△: 擦り傷が僅かにでている。
×: 擦り傷が出ている。
【0106】
5)黒濃度
エプソンPM−A820を用いて23℃/50RH%の環境下で黒ベタ印画を行い、印画後同条件で1日放置後、X−rite538で濃度測定した。
【0107】
(実施例2〜4)
実施例1において、最上層中の平均粒子径1μm以上の微粒子(架橋PMMA粒子、ケミスノーMX−10、総研化学社製、平均粒子径10μm)を、表1に記載の平均粒子径1μm以上の微粒子に変更した以外は、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、同様に評価し、結果を表1に示す。
【0108】
(実施例5〜7)
実施例1において、中間層のコロイダルシリカの固形分塗布量1.2g/mを、表1に記載の塗布量に変更した以外は、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、同様に評価し、結果を表1に示す。
【0109】
(実施例8)
実施例1において、最上層中のポリビニルアルコールを、表1に記載のポリビニルアルコールに変更した以外は、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、同様に評価し、結果を表1に示す。
【0110】
(実施例9〜11)
実施例1において、最上層中の1μm以上の微粒子を、表1に記載の微粒子に変更した以外は、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、同様に評価し、結果を表1に示す。
【0111】
(実施例12〜13)
実施例1において、1μm以上の微粒子を最上層に含有せず、表1に記載のように中間層、または、インク受容層に含有した以外は、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、同様に評価し、結果を表1に示す。
【0112】
(実施例14)
実施例1において、下記に示した1μm未満の無機微粒子(アエロジル300SF75)の分散液を用いて調製された最上層塗布液に、固形分総塗布量に対してアエロジル300SF75を3%含有させる以外は実施例1と同様にしてインクジェット記録媒体を作製し、同様に評価し、結果を表1に示す。
1μm未満の無機微粒子分散液は、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」とを混合し、液液対向衝突型分散機(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。
【0113】
〜1μm未満の無機微粒子分散液の組成〜
(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、7nm)
(2)イオン交換水 35.97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)
【0114】
<最上層塗布液>
・ポリビニルアルコール(7%水溶液) 2.85部
((株)クラレ製、R1130、シラノール変性ポリビニルアルコール)
・1μm以上の微粒子 1.25部
(架橋PMMA粒子、ケミスノーMX−10、綜研化学社製、粒子径10μm)
・1μ未満の無機微粒子分散液 0.24部
(気相法シリカ、アエロジル300SF75、日本アエロジル(株)製 平均一次粒子径
7nm)
・界面活性剤 エマルゲン109P 10%水溶液 0.6部
(ポリオキシエチレンラウリルエーテル HLB13.6;(株)花王製)
・イオン交換水 95.06部
【0115】
(実施例15)
実施例14において、1μm未満の無機微粒子(アエロジル300SF75)の分散液を0.24部(固形分総塗布量に対して1μm未満の無機微粒子3%)用いる代わりに、1.37部(固形分総塗布量に対して1μm未満の無機微粒子15%)用いてイオン交換水で塗布液量を調整した以外は、実施例14と同様にしてインクジェット記録媒体を作製し、同様に評価し、結果を表1に示す。
【0116】
(実施例16)
実施例1において、下記に示した1μm未満の無機微粒子(カタロイドAP−5)の分散液を用いて調製された最上層塗布液に、固形分総塗布量に対して無機微粒子(カタロイドAP−5)を3%含有させる以外は実施例1と同様にしてインクジェット記録媒体を作製し、同様に評価し、結果を表1に示す。
1μm未満の無機微粒子分散液は、下記組成に示した、(1)擬ベーマイト微粒子と、(2)イオン交換水とを混合し、液液対向衝突型分散機(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。
【0117】
〜1μm未満の微粒子分散液組成〜
(1)擬ベーマイト微粒子(無機微粒子) 20.2部
(カタロイドAP−5 触媒化成(株)製、8nm 固形分96.9%)
(2)イオン交換水 41.0部
【0118】
<最上層塗布液>
(固形分総塗布量に対して1μm未満の無機微粒子3%含有)
・ポリビニルアルコール7%水溶液 2.85部
((株)クラレ製、R1130、シラノール変性ポリビニルアルコール)
・1μm以上の微粒子 1.25部
(架橋PMMA粒子、製品名 ケミスノーMX−10、綜研化学社製、粒子径10μm)
・1μm未満の微粒子分散液 0.15部
(擬ベーマイト、カタロイドAP−5、触媒化成工業(株)製 平均一次粒子径8nm)
・界面活性剤 エマルゲン109P 10%水溶液 0.6部
(ポリオキシエチレンラウリルエーテル HLB13.6;(株)花王製)
・イオン交換水 95.15部
【0119】
(実施例17)
実施例16において、1μm未満の無機微粒子(カタロイドAP−5)の分散液を0.15部(固形分総塗布量に対して1μm未満の無機微粒子3%)用いる代わりに、0.83部(固形分総塗布量に対して1μm未満の無機微粒子15%)用いてイオン交換水で塗布液量を調整した以外は、実施例14と同様にしてインクジェット記録媒体を作製し、同様に評価し、結果を表1に示す。
【0120】
(比較例1)
実施例1において、最上層でPVAを用いない以外は、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、同様に評価し、結果を表1に示す。
【0121】
(比較例2)
実施例1において、中間層でコロイダルシリカを用いない以外は、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、同様に評価し、結果を表1に示す。
【0122】
(比較例3)
実施例1において、最上層で1μm以上の微粒子を用いない以外は、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、同様に評価し、結果を表1に示す。
【0123】
(比較例4)
実施例1において、最上層で用いる1μm以上の微粒子の代わりに、0.8μmの微粒子(架橋PMMA粒子、製品名ケミスノーMP0.8、綜研化学社製、平均粒子径0.8μm)を用いた以外は、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、同様に評価し、結果を表1に示す。
【0124】
(比較例5)
実施例1において、下記に示した1μm未満の無機微粒子(アエロジル300SF75)の分散液を用いて、固形分総塗布量に対してアエロジル300SF75を25%含有させる以外は実施例1と同様にしてインクジェット記録媒体を作製し、同様に評価し、結果を表1に示す。
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」とを混合し、液液対向衝突型分散機(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。
【0125】
〜1μ未満の微粒子分散液組成〜
(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、7nm)
(2)イオン交換水 35.97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)
【0126】
<最上層塗布液>
・ポリビニルアルコール7%水溶液 2.85部
((株)クラレ製、R1130、シラノール変性ポリビニルアルコール)
・1μm以上の微粒子 1.25部
(架橋PMMA粒子、製品名 ケミスノーMX−10、綜研化学社製、平均粒子径
10μm)
・1μm未満の微粒子分散液 2.56部
(気相法シリカ、アエロジル300SF75、日本アエロジル社製 平均一次粒
子径7 nm)
・界面活性剤 エマルゲン109P 10%水溶液 0.6部
(ポリオキシエチレンラウリルエーテル HLB13.6;(株)花王製)
・イオン交換水 92.74部
【0127】
【表1】

【0128】
実施例、比較例で用いられた成分・略称の詳細について以下に示す。
<平均粒子径1μm以上の微粒子>
・ケミスノーMX−5(架橋PMMA粒子、総研化学社製、平均粒子径5μm)
・ケミスノーMX−20(架橋PMMA粒子、総研化学社製、平均粒子径20μm)
・ケミスノーMX−30(架橋PMMA粒子、総研化学社製、平均粒子径30μm)
・テクポリマーSBX−12(PSt、(株)積水化成品工業製)
・フロービーズHE3040(PE、住友精化(株)製)
・ファインシールX−12(シリカ、(株)トクヤマ)
【0129】
表1から明らかな通り、本発明の構成を有する実施例は全ての評価項目において良好であった。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
支持体上に、気相法シリカ又は擬ベーマイトアルミナ、及びポリビニルアルコールを含むインク受容層と、インク受容層上にコロイダルシリカを含む中間層と、中間層上にポリビニルアルコールを含み、平均粒子径が1μm未満の無機微粒子の含有量が20質量%以下である最上層とを有し、前記インク受容層、前記中間層、及び前記最上層の少なくとも1層が平均粒子径1μm以上の微粒子を含むインクジェット記録媒体。
【請求項2】
前記最上層のポリビニルアルコールがシラノール変性ポリビニルアルコールである請求項1に記載のインクジェット記録媒体。
【請求項3】
前記最上層が前記平均粒子径1μm以上の微粒子を含む請求項1又は請求項2に記載のインクジェット記録媒体。
【請求項4】
前記コロイダルシリカの含有量が1〜2g/mである請求項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。
【請求項5】
支持体上に、気相法シリカ又は擬ベーマイトアルミナ、及びポリビニルアルコールを含むインク受容層を設ける工程と、インク受容層上にコロイダルシリカを含む中間層を設ける工程と、中間層上にポリビニルアルコールを含み、平均粒子径が1μm未満の無機微粒子の含有量が20質量%以下である最上層を設ける工程と、を含み、前記工程の少なくとも1つは平均粒子径1μm以上の微粒子を用い、前記インク受容層、前記中間層、及び前記最上層の少なくとも1層に平均粒子径1μm以上の微粒子を含ませるインクジェット記録媒体の製造方法。
【請求項6】
前記最上層のポリビニルアルコールがシラノール変性ポリビニルアルコールである請求項5に記載のインクジェット記録媒体の製造方法。
【請求項7】
前記最上層に前記平均粒子径1μm以上の微粒子を含む請求項5又は請求項6に記載のインクジェット記録媒体の製造方法。
【請求項8】
前記中間層を設ける工程は、前記コロイダルシリカを1〜2g/mの範囲で設ける請求項5〜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の製造方法。

【公開番号】特開2011−98489(P2011−98489A)
【公開日】平成23年5月19日(2011.5.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−254012(P2009−254012)
【出願日】平成21年11月5日(2009.11.5)
【出願人】(306037311)富士フイルム株式会社 (25,513)
【Fターム(参考)】