インクジェット記録要素
支持体を有し、当該支持体上に（ａ）ヒュームドシリカの粒子と親水性バインダーとを含む多孔質ベース層、および（ｂ）前記ベース層の上方に、コロイドシリカの粒子および親水性バインダーを含む多孔質光沢層を有し、ヒュームドおよびコロイドシリカの粒子がアニオン性であるインクジェット記録要素が開示される。かかるインクジェット記録要素上への印刷方法およびインクジェット記録要素の好ましい製造方法も開示される。当該インクジェット記録要素は、幾つかの実施態様において、画質の改善（合体の低減）、およびより高い染料インク光学濃度という利点を潜在的に有することができる。
【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要素および当該記録要素への印刷方法に関する。より詳しくは、本発明は、限られたバインダー含有量でアニオン性ヒュームドシリカを含む下側ベース層と、上側光沢層とを含んで成る多孔質記録要素に関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的なインクジェット記録または印刷システムでは、ノズルから記録要素または媒体へ向けてインク液滴を高速で射出することでその媒体上に画像を生じさせる。インク液滴、または記録液は、一般的に色素や顔料などの記録剤と、多量の溶剤とを含む。溶剤またはキャリア液は、典型的には、水、一価アルコール、多価アルコールなどの有機物質、またはこれらの混合物から構成される。
【０００３】
インクジェット記録要素は、典型的には、支持体を含み、支持体の少なくとも片面上に少なくとも一つのインク受容性層を有する。インク受容性層（ＩＲＬ）には一般的に２つの種類がある。第１のタイプのＩＲＬは、分子拡散によりインクを膨潤または吸収するために高い容量を有するポリマーの非多孔質コーティングを含む。それぞれアニオンまたはカチオン染料のための染料定着剤または媒染剤として機能するようにカチオン性またはアニオン性物質が典型的にはコーティングに添加される。このコーティングは、光学的に透明で非常に滑らかであり、高光沢「写真グレード」の受容体をもたらす。しかしながら、このタイプのＩＲＬによる場合には、インクは通常ＩＲＬ中にゆっくり吸収され、プリントは瞬間的に指触乾燥しない。
【０００４】
第２のタイプのＩＲＬは、無機、ポリマーまたは有機−無機複合材料粒子と、ポリマーバインダーと、染料定着剤または媒染剤などの添加剤とを含む多孔質コーティングを含む。これらの粒子は、様々な化学組成、大きさ、形状、および粒子内／粒子間多孔度を有するものであることができる。この場合、印刷液は、ＩＲＬの開放細孔に実質的に吸収され、瞬間的に指触乾燥状態になるプリントが得られる。
【０００５】
多孔質層中の有機および／または無機粒子は、粒子間の間隔により細孔（ｐｏｒｅｓ）を形成する。粒子をまとめるためにバインダーが使用される。しかしながら、高い細孔容積を保つために、バインダーの量が制限されることが望ましい。多すぎるバインダーは粒子またはビーズ間の細孔を埋め始め、インク吸収を抑制するおそれがある。一方、少なすぎるバインダーは、コーティングの保全性（ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）を低下させるおそれがあり、コーティングの保全性の低下はクラックの生成をもたらす。
【０００６】
インクジェット印刷の質および濃度が増加するに伴って、インクジェット記録要素（「受容体（ｒｅｃｅｉｖｅｒ）」とも呼ばれる）に適用されるインクの量は増加する。この理由から、パドリング（ｐｕｄｄｌｉｎｇ）または合体（ｃｏａｌｅｓｃｅｎｃｅ）および混色滲み（ｉｎｔｅｒ−ｃｏｌｏｒ ｂｌｅｅｄ）を防止するために媒体に十分なボイド容量を付与することが重要である。同時に、ユーザーに利便性を提供するために印刷速度がますます高まっている。そのため、増加した量のインクを収容するために十分な容量だけではなく、媒体は、単位面積・単位時間当たりのインク容積の点でますます多量のインク流束（ｉｎｋ ｆｌｕｘ）を処理することができなければならない。
【０００７】
多孔質インクジェット記録要素は通常少なくとも２つの層：適用されたインクジェットインク中の液体のために主サンプ（ｍａｉｎ ｓｕｍｐ）としての、しばしばベース層と呼ばれる下側層と、しばしば光沢層、ときによって画像受容性層と呼ばれる任意選択的な上側層とを、この順序で支持体上に含む。これらの層は、さらに分割されていても、さらなる層が支持体と最上部の光沢層との間にコートされていてもよい。これらの層は、樹脂被覆または非樹脂被覆支持体上にコートされていてもよい。これらの層は、ロールコーティング、計量コーティング（スロットまたは押出コーティング、スライドまたはカスケードコーティング、あるいはカーテンコーティング）またはエアナイフコーティングなどの公知のコーティング法を使用して１または２以上のパスでコートされてもよい。非樹脂被覆紙上にコーティングする場合、滑らかな光沢表面を提供するために、キャストコーティングまたはフィルム転写コーティングなどの特殊なコーティング法を使用できる。光沢をある程度高めるために、圧力および任意選択的に熱を用いるカレンダリングを使用してもよい。
【０００８】
近年、より高速印刷がインクジェットプリンターに要求されている。複数のインク液滴を非常に接近させて短時間で付着させる場合に問題が生じる。受容体の多孔度（ｐｏｒｏｓｉｔｙ）が適切でないと、液滴が合体（ｃｏａｌｅｓｃｅ）して、画質をひどく損なってしまう。コートされた層におけるバインダーの量は、インク記録要素の性能に重要である。多すぎるバインダーが存在する場合には、受容体の多孔度が減少して合体をもたらし、少なすぎるバインダーが存在する場合には、許容できないクラックの生成が観察される。
【０００９】
Ｂｉらへの欧州特許第１，４６４，５１１号明細書には、樹脂被覆支持体上の２層インクジェット受容体が開示されている。最下層は、シリカ粒子をカチオン形態に変換するために塩化アルミニウム水和物により処理されたヒュームドシリカの分散体を含む。カチオン形態は処理後の＋２７ミリボルトを超えるゼータ電位により示される。カチオン性シリカ粒子分散体をホウ酸およびポリ（ビニルアルコール）と混合して最下層用のコーティング組成物を形成する。最上層用のコーティング組成物は、カチオン性コロイドシリカとグリセロールと少量のコーティング助剤の分散体から構成された。最上層および最下層は、１回のパスで同時にカスケードコーティングされたものである。すなわち同時コーティングが文脈の中に開示されている。最下層のコーティング量は２８〜３０ｇ／ｍ2であり、最上層のコーティング量は０．２ｇ／ｍ2であった。しかしながら、このタイプのインクジェット受容体には、高インクレベルが印刷された場合に画質が合体により損なわれるという問題がある。
【００１０】
上記欧州特許第１，４６４，５１１（Ａ２）号明細書の比較例４では、カチオン性ヒュームドシリカベース層とアニオン性コロイドシリカ上層を含む比較のためのインクジェット記録要素が作製され、試験された。
【００１１】
Ｍｉｙａｃｈｉらの米国特許出願公開第２００３／０２２４１２９号明細書には、上記欧州特許第１，４６４，５１１号に類似するインクジェット記録要素が開示されている。このインクジェット記録要素では、ヒュームドシリカであることができるコロイドシリカを主として含む層が、カチオン化無機粒子を含むベース層上に存在する。
【００１２】
Ｓｃｈａｒｆｅらへの米国特許第７，０１５，２７０号には、ヒュームドシリカおよびカチオン性ポリマーを含むインクジェット記録要素が開示されており、このインクジェット記録要素を製造するために使用される分散体は正のゼータ電位を有する。
【００１３】
層中への架橋剤の拡散によって、インク受容性層中のバインダーのための架橋剤を提供することが知られている。例えば、Ｒｉｏｕらは米国特許第４，８７７，６８６号において、インクジェット印刷用の記録シートおよびその製造方法を述べている。コーティング組成物は、無機粒子などの充填剤と、ポリ（ビニルアルコール）などのポリヒドロキシポリマーバインダーを含む。コーティングプロセスにおいて、ＰＶＡはホウ砂によりゲル化または凝固される。このゲル化剤は、コーティングに先立ってベース材料上に付着されてもよい。代わりに、ゲル化剤をコーティング組成物中に導入することができるが、一時的に失活させなくてはならない。例えば、ホウ酸がコーティング組成物中に使用されてもよく、高ｐＨベース層との接触により活性化される。この導入架橋剤プロセス（ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｒ ｐｒｏｃｅｓｓ）の欠点は、ホウ酸がＰＶＡを完全にはゲル化しないが、粘度の増加が予測され、粘度の増加はコーティング事象を通してコーティング品質に悪影響を及ぼし得るということである。Ｒｉｏｕらの開示は、より規則的な形状のドットを提供することに主に関する。写真品質に求められる高プリント濃度および光沢はＲｉｏｕらにより取り組まれていない。
【００１４】
Ｋｕｒｏｙａｍａらの欧州特許第４９３，１００号明細書には、ホウ酸またはボレートが塗布された基材と、このホウ砂コーティング上に形成されたインクジェット記録層であって、合成シリカおよびポリ（ビニルアルコール）を含むインクジェット記録層とを含むインクジェット記録紙が開示されている。シリカは、湿式法シリカ、シリカゲル、または乾式法により得られた超微細シリカであることができる。典型的なシリカ材料は、高い表面積を有するが数ミクロン以上の大きな二次粒子サイズを有するシリカゲルである。これらの材料は、写真品質プリントに期待される高い光沢を提供しない。耐水性を高めるためにカチオン性電解質を添加することができ、このことは、カチオン性化学種と混和し得る組成物を示唆している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００３／０２２４１２９号明細書
【特許文献２】米国特許第７，０１５，２７０号明細書
【特許文献３】欧州特許第０４９３１００号明細書
【特許文献４】欧州特許第１４６４５１１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の目的は、インク受容性層の過度のクラック生成（ｃｒａｃｋｉｎｇ）を防止しつつ、カラープリント濃度が改善され、合体（ｃｏａｌｅｓｃｅｎｃｅ）が低減され、光沢が改善されたインクジェット受容体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は上記の課題のうちの１つまたは２つ以上を解消することを目的とする。簡単に要約すると、本発明の一側面によれば、インクジェット記録要素は、支持体および下記のインク受容性層：
（ａ）アニオン性ヒュームドシリカの粒子と、ホウ素含有化合物を含む架橋剤により架橋された一次バインダーとして親水性ヒドロキシル含有ポリマーとを含む多孔質ベース層であって、当該多孔質ベース層の乾燥質量は１０〜３５ｇ／ｍ2であり、当該多孔質ベース層中の全固形分に対するバインダーの質量百分率は５．０％よりも高く、かつ、１５．０％未満である多孔質ベース層；および
（ｂ）前記ベース層の上方の、コロイドシリカの粒子および親水性バインダーを含み、１．０〜７．５ｇ／ｍ2の乾量を有する最上部の多孔質光沢層；
を有し、
コロイドシリカの粒子のメジアン一次粒子サイズが１０ｎｍから４５ｎｍ未満であり、
アニオン性ヒュームドシリカの粒子およびアニオン性コロイドシリカの粒子が−１５ミリボルト未満のゼータ電位を示す。
【００１８】
換言すれば、ベース層中のヒュームドシリカおよび光沢層中のコロイドシリカは両方ともアニオン性の粒子である。好ましい実施態様において、光沢層中のコロイドシリカは親水性ポリマーバインダーを含み、架橋性化合物により架橋されている。別の好ましい実施態様において、コロイドシリカ光沢層は少なくとも１．５ｇ／ｍ2の乾燥量を有し、最上層中のコロイドシリカのメジアン粒子サイズは４０ｎｍ未満である。
【００１９】
本発明は、インクジェット記録要素において、画質の改善（合体の低減）と染料インク光学濃度が高いという利点を有する。かかる要素を製造するための本発明の方法は、前駆体分散体を取り扱いやすいということと、要素の１つまたは２つ以上の層において高い多孔度を有する要素の場合に改善された光沢および低減されたクラック生成を含む得られるインクジェット記録要素の特性が改善されるという利点を有する。インクジェット記録要素中のインク受容性層のためのアニオン性組成物が、対応するカチオン性配合物よりも良好な染料濃度を提供する傾向があるということは、特にカチオン性材料がインク受容性層用のアニオン性組成物よりも典型的に使用されるアニオン性染料をより容易に媒染することが予測されるため、非常に予想外である。また、驚くべきことに、実施例に示されているように、アニオン性ヒュームドシリカを含むアニオン性組成物が対応するカチオン性ヒュームドシリカよりも少ないバインダーを必要とする傾向がある。
【００２０】
本明細書において本発明を説明する際に以下の定義が一般的に適用される。
本明細書では用語「多孔質層」を、適用されたインクを、液体拡散というよりもむしろ実質的に毛管作用によって吸収することにより特徴付けられる層を定義するために用いる。多孔度は、粒子間の間隔により形成される細孔（ｐｏｒｅｓ）に基づくが、多孔度は粒子対バインダー比に左右されることがある。層の多孔度は、限界顔料体積濃度（ＣＰＶＣ）に基づいて推定することができる。支持体上に１つまたは２つ以上の多孔質層（好ましくは実質的に全ての層）を有するインクジェット記録要素を、たとえ支持体が多孔質ではなくても、「多孔質インクジェット記録要素」と呼ぶことができる。
【００２１】
特に断らない限り、本明細書で言及する粒子サイズは、数加重メジアン粒子サイズ（ｎｕｍｂｅｒ ｗｅｉｇｈｔｅｄ ｍｅｄｉａｎ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ）である。特に、コロイドシリカの場合に、メジアン粒子サイズは、当業者であれば分かるであろう高分解能ＴＥＭ（透過型電子分光分析）画像を使用して電子分光分析法により求められた数加重メジアン（ｎｕｍｂｅｒ ｗｅｉｇｈｔｅｄ ｍｅｄｉａｎ）である。ここでは、各粒子の直径は、各粒子の等価投影面積と同じ面積を有する塩の直径である。コロイドシリカの場合に、ヒュームドシリカと比べて、コロイドシリカ粒子は、平均してその一次粒子サイズの２倍まで凝集することがあるが、一次粒子サイズの測定に過度に影響を及ぼさない。
【００２２】
２つの母集団の粒子の混合物の場合には、その混合物のメジアン粒子サイズは、たんに、その混合物のメジアン粒子サイズである。典型的には、ある混合物における２つのメジアン粒子サイズが等質量の場合には、その混合物のメジアン粒子サイズは小さい方のメジアン粒子サイズを有する成分のメジアン粒子サイズに比較的より近い。
【００２３】
通常用いられている方法は、粒子を球体として扱い、それに応じて結果が算出されるために、ヒュームド金属酸化物粒子の二次サイズを求めることは困難である。（分散体中のヒュームドシリカの一次粒子サイズは、コロイドシリカと同様にＴＥＭにより測定できる。）ヒュームドシリカ粒子は球体でないが、一次粒子の凝集体から成る。ヒュームドシリカの場合に、メジアン二次粒子サイズは、水中に分散された希釈粒子の光散乱測定により求められ、ＮＡＮＯＴＲＡＣ（Ｍｉｃｒｏｔａｃ Ｉｎｃ．）、ＭＡＬＶＥＲＮもしくはＣＩＬＡＳの計器、または、本質的に同等の手段を使用して、レーザー回折または光子相関分光分析（ＰＣＳ）技術を用いて測定される。特に断らない限り、粒子サイズは二次粒子サイズを指す。商業的製造業者により販売されている様々な製品中の無機粒子のメジアン粒子サイズは、通常、それらの製品に関する文献中に示される。しかしながら、製品間の正確な比較を行うために、ある特定の測定技術を検討しなくてはならないであろう。１つの試験法の使用によって、異なる試験法間での潜在的な変動がなくなる。
【００２４】
インクジェット媒体における各層に関して、本明細書で使用される「上方（ｏｖｅｒ）」、「上（ａｂｏｖｅ）」、「上側（ｕｐｐｅｒ）」、「下方（ｕｎｄｅｒ）」、「下（ｂｅｌｏｗ）」、「下側（ｌｏｗｅｒ）」等の用語は、支持体上の各層の順序を指すが、必ずしも当該各層が直接接していること、または中間層がないことを指していない。
【００２５】
本発明に関して、用語「画像受容性層」は、顔料捕捉層、染料捕捉層、または染料および顔料捕捉層として用いられ、印刷画像が層に実質的に残る層を定義することを意図している。染料系インクの場合、画像を１つ以上の隣接する画像受容性層に任意選択的に残すことができる。
【００２６】
本発明に関して、用語「光沢層」は、ベース層のみと比べてさらなる光沢を付与するインクジェット記録要素中の最上部の被覆層を定義することを意図している。それが画像受容性層である。
【００２７】
本発明に関して、用語「ベース層」（時により、「サンプ層（ｓｕｍｐ ｌａｙｅｒ）」または「インクキャリア液受容性層」とも言う）は、本明細書ではインクキャリア液のかなりの量を吸収する少なくとも１層のインク保持層の下方にある層を指すために用いる。使用の際、インク用のキャリア液のかなりの量、好ましくは、ほとんどは、乾燥されるまでベース層中に受容され、ベース層中にとどまる。ベース層は、画像受容性層の上にはなく、それ自体が画像含有層（顔料捕捉層または染料捕捉層）ではないが、染料の場合には、比較的少量のインク着色剤が画像受容性層を離れてベース層（たいてい上側部分）に入ることがある。好ましくは、ベース層は、下引き層を除いて支持体に最も近いインク保持層である。ベース層は、１または複数の画像受容性層の下方にある最も厚い層である。
【００２８】
用語「下引き層」は、ベース層と支持体との間にある、５ｇ／ｍ2未満、好ましくは１ｇ／ｍ2未満の乾量を有する任意の層を指す。下引き層は、多孔質であっても非多孔質であってもよく、接着性を向上させるため、あるいは、拡散のために架橋剤を提供することなどの他の機能を達成するために使用できる。
【００２９】
用語「インク受容性層」または「インク保持層」は、適用されたインク組成物を受容する、支持体の上方のいずれかおよび全ての層を包含し、これらの層は、後で乾燥によって除去されるとしても、インクジェット記録要素に画像を形成するために使用される、インクキャリア液および着色剤を含む１種または２種以上のインク組成物の任意の部分を吸収または捕捉する。インク受容性層は、従って、画像が染料および／または顔料によって形成される画像受容性層、ベース層、下引き層、または例えばインクジェット記録要素のベース層と最上層との間の任意の追加の層を含むことができる。典型的には、支持体の上方の全ての層はインク受容性である。インク受容性層がその上にコートされる支持体は、インクキャリア液を吸収してもよい。これに対し、インク受容性層は支持体上にコートされ、インクジェット記録要素の製造中にインク受容性層の全てがコートされる固体材料である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
上記のように、本発明は、支持体上に、当該支持体の最も近くにある多孔質ベース層と、多孔質の上側光沢層とを含む多孔質のインクジェット記録要素に関する。支持体の最も近くにある多孔質ベース層および多孔質の上側光沢層は、任意選択的に、サブ層（ｓｕｂ−ｌａｙｅｒｓ）、好ましくは直接隣接するサブ層に分割されていてもよく、その場合に、独立に、サブ層は個別的および集団として、厚さの要件を除いて、層についての特許請求の範囲に記載された要件を満たす。本明細書に記載の層は、好ましくは単層としてコーティングされる。
【００３１】
一実施態様において、インクジェット記録要素は、下引き層などの厚さ１マイクロメートル未満の層が存在し得るということを除いて、支持体上の１つの多孔質ベース層および１つの上側光沢層から構成される。
【００３２】
好ましい一実施態様において、未印刷インクジェット記録要素の６０度光沢は少なくとも１５ガードナー光沢単位、好ましくは少なくとも２０ガードナー光沢単位である。
【００３３】
好ましい一実施態様において、本発明は、順に、
（ａ）アニオン性ヒュームドシリカの粒子と、一次バインダーとして親水性のヒドロキシル含有ポリマーを含み、乾量が１０〜３５ｇ／ｍ2、好ましくは１５〜２５ｇ／ｍ2であり、親水性ヒドロキシル含有ポリマーがホウ素含有化合物を含む架橋剤により架橋されており、当該多孔質ベース層中の全固形分に対する全バインダーの質量百分率は５．０％よりも高く、かつ、１５．０％未満、好ましくは１２％未満、最も好ましくは１０％未満である多孔質ベース層；および
（ｂ）ベース層の上方の、アニオン性コロイドシリカの粒子および親水性バインダーを含み、１．０〜７．５ｇ／ｍ2の乾量を有する多孔質光沢層、ここで、アニオン性コロイドシリカの粒子のメジアン粒子サイズが１０ｎｍから４５ｎｍ未満、好ましくは４０ｎｍ未満、実施態様によっては都合のよい３０ｎｍ未満、より好ましくは２５ｎｍ未満である；
を含んで成るインクジェット記録要素に関する。
【００３４】
ヒュームドシリカおよびコロイドシリカの両方の粒子は−１５ミリボルト未満のゼータ電位を示す。
【００３５】
ゼータ電位は、粒子の表面電荷の測定値であり、例えば、粒子の表面に付着する任意の物質によりシフトし得る。ゼータ電位は、分散体中の粒子のずり面上の電位を意味すると理解されている。粒子が表面上に酸基または塩基性基を有する分散体において、ｐＨ値を設定することにより電荷を変化させることができる。ゼータ電位に関連して重要な値は、電荷のゼロ点と見なすことができる粒子の等電点（ＩＥＰ）である。ＩＥＰは、ゼータ電位がゼロであるｐＨ値を与える。二酸化ケイ素のＩＥＰはｐＨ３．８未満である。ｐＨ値とＩＥＰの間の差が大きいほど、分散体がより安定である。同じ材料の粒子は同じ表面電荷符号を有するので、互いに反発する。しかしながら、ゼータ電位が小さすぎる場合には、反発力は粒子のファンデルワールス引力を相殺することはできず、フロキュレーション、場合によっては粒子の沈殿をもたらす。
【００３６】
ゼータ電位は、当該技術分野で知られている任意の方法により決定でき、好ましくは、例えば分散体のコロイド振動電流（ＣＶＩ）を求めることにより、またはその電気泳動移動度を求めることにより決定できる。本発明の組成物のゼータ電位は、Ｍａｌｖｅｒｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ＺＥＴＡＳＩＺＥＲ ＮＡＮＯ−ＺＳにより測定した。分散体を適切なｐＨの水で希釈し、良好な分散体となるように振とうした。
【００３７】
光沢層中のコロイドシリカ粒子を、表面積ＢＥＴ表面測定によりさらに評価することができる。コロイドシリカ粒子の場合の好ましい表面積は５０ｇ／ｍ2を超える。様々なコロイドシリカ製品の中で比較的表面積が大きいものは、より直径の小さい粒子と関連付けられる傾向がある。本明細書で用いる場合、ＢＥＴ表面積測定は、Ｓ．Ｂｒｕｎａｕｅｒ，Ｐ．Ｈ．ＥｍｍｅｔおよびＴｅｌｌｅｒのＪ．Ａｍ．Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，ｖｏｌ．６０，第３０９頁（１９３８）の窒素吸着法に基づく。
【００３８】
上記のとおり、インク受容性層中のバインダーの量が制限されていることが望ましい。なぜなら、インクジェット媒体にインクを適用したときに、液体キャリア（典型的には水性）はバインダーを膨潤させて細孔を閉じる傾向があり、滲みまたは他の問題を引き起こすことがあるからである。従って、好ましくは、ベース層は、望ましい多孔度を保つために、ベース層におけるバインダーの最大量未満のバインダーを含み、好ましくはクラック生成および他の望ましくない特性を防止するまたは無くすのに十分な最低限の量よりも多いバインダーを含む。
【００３９】
ホウ素含有化合物により架橋可能ないかなる好適な親水性ヒドロキシル含有ポリマーも、インクジェット記録要素のベース層（任意選択的に光沢層）における一次バインダーとして使用できる。
【００４０】
少なくともベース層において使用される架橋可能な親水性ヒドロキシル含有ポリマーは、例えば、ポリ（ビニルアルコール）、部分加水分解ポリ（酢酸ビニル／ビニルアルコール）、または、ヒドロキシエチルメタクリレートを含むコポリマー、ヒドロキシエチルアクリレートを含むコポリマー、ヒドロキシプロピルメタクリレートを含むコポリマー、ヒドロキシエチルセルロースなどのヒドロキシセルロースエーテルなどであることができる。好ましい一実施態様において、ヒドロキシル基を含む架橋可能なポリマーは、部分加水分解ポリ（酢酸ビニル／ビニルアルコール）または変性もしくは未変性ＰＶＡ、またはヒドロキシ基を含む単量体反復単位を主に（５０モル％超）含む、より好ましくはかかる単量体反復単位を少なくとも７０モル％含むＰＶＡのコポリマーなどの、ポリ（ビニルアルコール）である。
【００４１】
一般的に、一次バインダーとして、「ＰＶＡ」とも本明細書では呼ぶポリ（ビニルアルコール）を使用した場合に特に良好な結果が得られる。上記のように、用語「ポリ（ビニルアルコール）」は、変性および未変性ポリ（ビニルアルコール）、例えばアセトアセチル化、スルホン化、カルボキシル化学ＰＶＡなどを包含する。ＰＶＡのコポリマー、例えばエチレンオキシドを有するものも一次バインダーとして好ましい。
【００４２】
本発明において好ましく使用されるポリ（ビニルアルコール）としては、ポリ酢酸ビニルを加水分解することにより調製される通常のポリ（ビニルアルコール）、および、アニオン性基または非カチオン性基を有するポリ（ビニルアルコール）などの変性ポリ（ビニルアルコール）も挙げられる。
【００４３】
一実施態様において、酢酸ビニルを加水分解することにより調製されるポリ（ビニルアルコール）の平均重合度は好ましくは少なくとも３００であるが、より好ましくは１０００〜１０，０００であり、あるいは、好ましい粘度は、２０℃で、４質量％の濃度で水中において少なくとも３０ｃＰであり、より好ましくは少なくとも４０ｃＰである。ポリ（ビニルアルコール）の鹸化率は好ましくは７０％〜１００％であるが、より好ましくは７５％〜９５％である。
【００４４】
より少ない量の補助的な非親水性（疎水性）バインダーを各種組成物中に含めてもよい。好ましいポリマーは水溶性であるが、様々な理由からラテックスポリマーを含めてもよい。（本明細書において使用する場合に、用語「一次（ｐｒｉｍａｒｙ）」とは全バインダーの５０質量％を超えることを意味する。）
【００４５】
好ましい一実施態様において、上記の補助的なポリマーバインダーが一次バインダーと異なる場合には、当該補助的なポリマーバインダーは混和性、好ましくは水溶性の親水性ポリマー、例えばポリ（ビニルピロリドン）、ゼラチン、セルロースエーテル、ポリ（オキサゾリン）、ポリ（ビニルアセトアミド）、ポリ（アクリル酸）、ポリ（アクリルアミド）、ポリ（アルキレンオキシド）、スルホン化またはリン酸化ポリエステルおよびポリスチレン、カゼイン、ゼイン、アルブミン、キチン、キトサン、デキストラン、ペクチン、コラーゲン誘導体、コロジオン、寒天、アロールート、グアー、カラギーナン、トラガカント、キサンタン、ラムサン、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）、ポリ（２−メチル−２−オキサゾリン）、ポリ（アルキレンオキシド）、ポリ（ビニルピロリドン）、ポリ（酢酸ビニル）、ポリウレタン、酢酸ビニル−エチレンコポリマー、エチレン−塩化ビニルコポリマー、酢酸ビニル−塩化ビニル−エチレンターポリマー、アクリル類、それらのポリマー、コポリマーもしくは誘導体など、あるいはこれらの組み合わせであることができる。
【００４６】
好ましい疎水性材料としては、例えば、ポリ（スチレン−ｃｏ−ブタジエン）、ポリウレタンラテックス、ポリエステルラテックス、ポリ（ｎ−ブチルアクリレート）、ポリ（ｎ−ブチルメタクリレート）、ポリ（２−エチルヘキシルアクリレート）、ｎ−ブチルアクリレートとエチルアクリレートのコポリマー、酢酸ビニルとｎ−ブチルアクリレートのコポリマーなどが挙げられる。親水性バインダーとラテックスバインダーとの混合物、例えばポリ（ビニルアルコール）とポリ（スチレン−ｃｏ−ブタジエン）ラテックスの混合物が有用であることがある。
【００４７】
ホウ素含有架橋剤に関し、最も好ましくは、ボレートまたはボレート誘導体などのホウ素含有化合物を下引き層中に含め、ベース層中に拡散させて、少なくともベース層中の架橋可能なバインダーを架橋させる。
【００４８】
インクジェット記録要素の下引き層において使用されるボレートまたはボレート誘導体は、例えば、ホウ砂、四ホウ酸ナトリウムなどであることができ、ホウ酸のように酸性のホウ素含有化合物でないことが好ましい。
【００４９】
一実施態様において、架橋性化合物は四ホウ酸ナトリウム十水和物（ホウ砂）、ホウ酸ナトリウム、およびホウ酸の誘導体などのホウ酸塩、ホウ酸無水物などであり、ベース層中のバインダーとしてのポリ（ビニルアルコール）、すなわち「ＰＶＡ」と組み合わせて使用される。この組み合わせは、特に有利であることが見出された。ＰＶＡとホウ砂は相互作用して溶液中に高粘度のまたはゲル化した混合物を形成し、これは乾燥によって架橋コーティングを形成する。一実施態様によると、ホウ砂をウェブ上に予めコートし、次に、ＰＶＡを含む水性コーティング組成物を適用する。このコーティング組成物に由来する水がホウ砂を溶解し、これによりホウ砂がコーティング中に拡散して、組成物が迅速に増粘することが可能となる。
【００５０】
ホウ素含有化合物、例えば、ボレートまたはボレート誘導体は、ベース層のバインダーの質量の１２質量％以下の量で下引き層において使用することが好ましい。かかる乾燥した下引き層の上へのベース層のコーティングの際に、下引き層中のボレートまたはボレート誘導体のほとんどがベース層中に拡散してベース層中のバインダーのほとんどを架橋させる。なぜなら、かかる拡散は典型的には速いからである。
【００５１】
ベース層にさらなる機械的耐久性を与えるために、上記バインダーに作用するホウ素を含有しない架橋剤を少量で、少なくともベース層用のコーティング組成物に添加することができる。かかる添加剤は層の凝集強度をさらに高めることができる。カルボジイミド類、多官能アジリジン類、アルデヒド類、イソシアネート類、エポキシド類、ビニルスルホン類、ピリジニウム、ピリジリウムジカチオンエーテル、メトキシアルキルメラミン類、トリアジン類、ジオキサン誘導体、クロムアルム、硫酸ジルコニウムなどの架橋剤を使用することができる。従って、ホウ素を含有しない架橋剤をホウ素含有架橋剤と併用することができる。
【００５２】
上記のとおり、ベース層の乾量は少なくとも１０ｇ／ｍ2であり、より好ましくは１５〜２５ｇ／ｍ2、最も好ましくは１７ｇ／ｍ2〜２４ｇ／ｍ2である。ベース層の乾量がより低いと、観察される合体のいかなる増加も、ベース層組成物を調節してベース層の吸収容量を増加させることまたは受容体の濡れ性を改善することによって相殺できる。例えば、ベース層へのフルオロ界面活性剤の添加によって、低いベース層被覆量で合体を低減できる。また、中間層の形態で吸収容量を付加することによって合体を低減できる。ベース層の組成物への他の可能な調節としては、粒子の表面積を変えることおよび／または他の粒状材料の添加が挙げられる。
【００５３】
ベース層は、その他の多孔質インク保持層の下方、少なくとも光沢層の下方に位置し、インクジェット記録要素に適用された液体キャリアのかなりの量を吸収するが、染料または顔料を、たとえ吸収したとしても、上方の１または複数の層よりもかなり少ない量で吸収する。
【００５４】
本発明のインクジェット記録要素の一実施態様において、ベース層の厚さは上側光沢層の厚さの少なくとも２倍、好ましくは３倍、より好ましくは少なくとも６倍、最も好ましくは少なくとも９倍である。
【００５５】
ベース層中の無機粒子は、別々に調製され、次いで混合された２つの異なる母集団のヒュームドシリカの混合物を含むことができる。
【００５６】
好ましくは、ベース層中のアニオン性ヒュームドシリカ（またはケイ素含有混合酸化物ヒュームド粒子）は、ベース層中の無機粒子の全質量の少なくとも７０％、より好ましくは少なくとも９０％を構成する。
【００５７】
ベース層は、ヒュームドシリカに加えて、少量の１種または２種以上の他の非カチオン性無機粒子をさらに含むことができ、もしあるとすれば、例えば、コロイドシリカ、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛など、および／またはこれらの混合物を含むことができる。他の有用な非カチオン性無機粒子の例としては、クレイおよび炭酸カルシウムなどが挙げられる。好ましくは、いかなる任意選択的な非凝集コロイド粒子も、粒子サイズを除き、多孔質光沢層について先に述べたようなアニオン性コロイド（非凝集）シリカを含む。
【００５８】
上記無機粒子に加えて、ベース層は、独立に、非カチオン性有機粒子、例えばポリ（メチルメタクリレート）、ポリスチレン、ポリ（ブチルアクリレート）などを含んでよい。好ましくは、ベース層中の実質的に全ての粒子が３００ｎｍ以下のメジアン一次および二次粒子サイズを有する。
【００５９】
好ましくは、ベース層中の１種または２種以上の他の非カチオン性無機材料は、酸化ケイ素含有材料の粒子を構成し、金属またはケイ素原子の少なくとも７０％、好ましくは少なくとも８０％はケイ素であり、酸素または他の非金属もしくは金属原子と組み合わされている。
【００６０】
好ましい実施態様において、ベース層は、５〜１５．０質量％のバインダーを含む。ベース層は、親水性および疎水性バインダーの両方を含むことができる。最も好ましくは、ベース層中のバインダーはポリ（ビニルアルコール）である。さらに、ベース層が、ポリ（ビニルアルコール）を架橋する架橋剤をさらに含むことが好ましい。
【００６１】
一実施態様において、ベース層は、コーティング組成物の全質量の０．１〜５％、好ましくは０．８〜２％の量でフルオロ界面活性剤をさらに含む。好ましいフルオロ界面活性剤は、米国特許出願公開第２００７／００１３９４７号明細書に開示されているような、非イオン性の、線状の、パーフルオロ化されたポリエトキシル化アルコールである。実施態様によっては、かかるフルオロ界面活性剤は、光沢および合体を改善することができる。
【００６２】
ベース層上の多孔質層は、適用されたインクの液体成分が当該ベース層中に認め得るほどに浸透するための通路を提供することができる相互に連通しているボイドを含む。これによって、ベース層は乾燥時間に寄与することが可能となる。非多孔質層または独立気泡を含む層は、下層が乾燥時間に寄与することを可能にしない。
【００６３】
インクジェット記録要素は好ましくは、ベース層中に、５０ｎｍ以下、好ましくは５〜４０ｎｍの平均一次粒子サイズを有するヒュームドシリカを含むが、ヒュームドシリカは、凝集して、好ましくは３００ｎｍ以下、より好ましくは１５０〜２５０ｎｍ以下のメジアン二次粒子サイズをとる。
【００６４】
ベース層は、本発明におけるアニオン性シリカ粒子の表面電荷またはゼータ電位に影響を及ぼすカチオン性材料、例えばカチオン性ポリマー、ヒドロキシル含有多価金属塩、例えば塩化アルミニウム水和物またはシランカップリング剤が存在しないことにより特徴づけられる。「存在しない」とは、ここでは、アニオン性シリカ粒子のゼータ電位を、−１５ミリボルトよりも正側のゼータ電位に大きく変化させるのに十分なカチオン性基が存在する限界未満として定義される。用語「カチオン性ポリマー」は、例えば、少なくとも１つの第４級アンモニウム基、ホスホニウム基、第１級、第２級または第３級アミン基の酸付加物を有するポリマー、ポリエチレンイミン、ポリジアリルアミンまたはポリアリルアミン、ポリビニルアミン、ジシアンジアミド縮合物、ジシアンジアミド−ポリアミン共縮合物またはポリアミド−ホルムアルデヒド縮合物などを包含する。
【００６５】
好ましくは、本発明において、ヒュームドシリカは、コロイドシリカと同様、粒子中の金属またはケイ素原子の少なくとも７０％、好ましくは少なくとも９０％がケイ素であり、酸素または他の非金属の非ケイ素原子と組み合わされていることにより特徴付けられる。例えば、得られる表面がアニオン性である限り、様々なドーパント、不純物、出発物質の組成の変化、表面剤および他の変性剤をその調製中に限られた量で酸化ケイ素に導入することができる。ゼータ電位の要件が満たされる限り、ヒュームドシリカは混合金属酸化物を含むことができる。例えば、Ｓｃｈａｒｆｅらへの米国特許第７，０１５，２７０号明細書およびＢａｔｚ−Ｓｏｈｎらへの米国特許第６，８０８，７６９号明細書を参照されたい。酸化ケイ素混合酸化物粒子は、例えば、チタン、アルミニウム、セリウム、ランタンまたはジルコニウム原子を含むことができる。混合酸化物は、混合酸素−金属間／酸素−非金属結合の形成を伴って原子レベルで酸化物粒子の均質な混合物を包含する。
【００６６】
酸化ケイ素粒子は、湿式法により製造された粒子と乾式法（気相法）により製造された粒子に大きく分けることができる。後者のタイプの粒子は、ヒュームドまたは熱分解法粒子とも呼ばれている。気相法では、火炎加水分解法およびアーク法が商業的に使用されている。用語「火炎加水分解」は、燃料ガス（好ましくは水素）と酸素との反応により生成した火炎の気相中での金属またはヒュームドシリカ金属化合物の加水分解を意味すると理解されている。高分散の非多孔質一次粒子がまず形成され、一次粒子は反応が続くにつれて合体してアグリゲート（ａｇｇｒｅｇａｔｅｓ）を形成し、それらのアグリゲートはさらに集合してアグロメレート（ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｅｓ）を形成し得る。好ましい一実施態様において、これらの一次粒子のＢＥＴ表面積は５〜６００ｍ2／ｇである。ヒュームドシリカは気相法で製造されるのに対して、コロイドシリカはそうではなく、乾式法により製造されたヒュームドシリカと、比較的より多孔質であるシリカゲルなどの湿式法により製造された他のシリカとを区別することができる。
【００６７】
ヒュームド粒子は、本明細書において「コロイドシリカ」と呼ぶ非ヒュームドまたは湿式法粒子と異なる特性を示す。ヒュームドシリカの場合には、これは、表面上のシラノール基の密度の差によるであろう。ヒュームド粒子は、高ボイド比を有する３次元構造を形成するのに好適である。
【００６８】
ヒュームドまたは熱分解法粒子は、より小さな一次粒子のアグリゲートである。一次粒子は多孔質でないけれども、アグリゲートはかなりのボイド容積を含み、そのため、迅速な液体吸収が可能である。これらのボイド含有アグリゲートは、アグリゲート粒子を密に充填して、コーティングの粒子間ボイド容積を最小化する場合でも、コーティングがかなりの液体吸収能力を保持することを可能にする。例えば、本発明において選択的な任意使用のためのヒュームドシリカは、Ｂａｔｚ−Ｓｏｈｎらへの米国特許第６，８０８，７６９号明細書、Ｍｏｒｒｉｓらへの米国特許第６，９６４，９９２号明細書、およびＲｅｇａｎへの米国特許第５，４７２，４９３号明細書に記載されている。ヒュームドシリカの例は、下記実施例に示されており、例えばＣａｂｏｔ Ｃｏｒｐ．から商標群ＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬシリカまたはＤｅｇｕｓｓａから商標群ＡＥＲＯＳＩＬシリカで商業的に入手可能である。
【００６９】
ヒュームドシリカは、比較的より低い表面積を有するものほど、それらのバインダー必要量が少ないので好ましいが、表面積が低すぎるヒュームドシリカは光沢を低下させる。一実施態様において、１５０〜３５０ｍ2／ｇの範囲が好ましく、１７０〜２７０ｍ2／ｇの範囲がより好ましい。
【００７０】
ベース層の上方は上側光沢層で被覆される。当該光沢層中のボイドは、インクが当該ベース層中に認め得るほどに浸透するための通路を提供する。これによって、ベース層は乾燥時間に寄与することが可能となる。従って、光沢を生じるインク受容性層中のボイドは開いており（相互に連通しており）、好ましくは（しかし必須ではない）、最適な中間層の吸収のためのベース層中のボイドと同様なまたは僅かに大きいボイドサイズを有する。
【００７１】
一実施態様において、上側光沢層は、当該層中の全固形分を基準として１０質量％未満のバインダーを含む。上側光沢層中のバインダーは、ベース層におけるのと同じバインダーから選択できる。この場合も、ポリ（ビニルアルコール）が好ましいバインダーである。
【００７２】
光沢層は、本発明におけるシリカ粒子の表面電荷またはゼータ電位に影響を及ぼすカチオン性材料、例えばカチオン性ポリマー、ヒドロキシル含有多価金属塩、例えば塩化アルミニウム水和物またはシランカップリング剤が存在しないことにより特徴づけられる。「存在しない」とは、ここでは、アニオン性シリカ粒子のゼータ電位を、−１５ミリボルトよりも正側のゼータ電位に大きく変化させるのに十分なカチオン性基が存在する限界未満として定義される。
【００７３】
好ましくは、光沢層中のコロイドシリカは、光沢層中の無機粒子の少なくとも８０％、より好ましくは９０％を構成する。
【００７４】
用語「コロイドシリカ」は、分散してコロイドとなる二酸化ケイ素を含む粒子を意味する。かかるコロイド粒子は、特徴として、実質的に球形の一次粒子である。数および凝集が比較的限られたより大きな粒子である一次粒子のアグリゲートは、個々の材料およびその単分散性または多分散性に応じて、少量で存在することができるが、より大きな粒子ほど数加重メジアン粒子サイズに及ぼす影響は比較的少ない。これらのコロイドシリカの例は下記実施例に記載されており、Ｎｉｓｓａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ、Ｄｅｇｕｓａ、Ｇｒａｃｅ Ｄａｖｉｓｏｎ（例えばＳＹＬＯＪＥＴおよびＬＵＤＯＸの商標群で）、Ｎａｌｃｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．などの多くの製造業者から商業的に入手できる。典型的には、コロイドシリカは、もともと、その粒子表面に存在するシラノール基に由来するプロトンの損失によるアニオン電荷を有する。かかる粒子は、典型的には、長期間にわたって粒子が分散体から沈殿しない分散体またはゾルから生じる。最も商業的に入手可能なコロイドシリカゾルは、コロイドシリカを製造するために使用されたケイ酸ナトリウムに少なくとも部分的に由来する水酸化ナトリウムを含む。
【００７５】
前記コロイド粒子の平均金属組成は、ケイ素が少なくとも７０％、より好ましくは少なくとも９０％である。この計算には、ベース層中のヒュームドシリカについて先に記載したように、ケイ素を一金属元素と見なした。
【００７６】
光沢層は、少量の１種または２種以上の他の非カチオン性無機粒子、もし存在するなら、ヒュームドシリカ、酸化チタンおよび／またはそれらの混合物をさらに含んでよい。いかなる任意選択のアグリゲート粒子も、多孔質ベース層について先に記載（粒子サイズ以外の事項）したようなアニオン性ヒュームドシリカを含むことが好ましい。酸化亜鉛、酸化錫などのアニオン性コロイド粒子も好適である。
【００７７】
上記の無機粒子に加えて、光沢層は独立に非カチオン性有機粒子またはビーズ、例えばベース層について先に記載したものなどを含んでよい。艶消しビーズとして使用される粒子を除いて、ベース層中の実質的に全ての粒子が４５ｎｍ以下の平均一次粒子サイズを有することが好ましい。
【００７８】
光沢層中の１種または２種以上の非カチオン性無機粒子が酸化ケイ素含有材料の粒子を含み、金属またはケイ素原子の少なくとも８０％がケイ素であり、酸素または他の非金属または金属原子と組み合わされていることが好ましい。
【００７９】
本発明におけるインク受容性層に、記録要素としての個々の使用に応じて従来の添加剤を含めてもよい。インクジェット記録要素のインク受容性層中に任意選択的に含めることのできるかかる添加剤としては、架橋剤、レオロジー調節剤、界面活性剤、紫外線吸収剤、殺生物剤、滑剤、染料、蛍光増白剤、および他の従来公知の添加剤が挙げられる。インクジェット記録要素が他の画像記録製品または画像記録装置の駆動または搬送機構と接触するということを考慮して添加され、艶消し粒子などのような添加剤が関心のある特性を低下させない程度にインクジェット記録要素に添加される。また、添加剤は、アニオン性シリカと適合するものであるべきである。
【００８０】
インクジェット記録要素は、顔料系インクまたは染料系インクの一方、または両方に適合するように特別に作ることができる。顔料系インクの場合、上側光沢層は、顔料捕捉層として機能することができる。染料系インクの場合には、ここの実施態様、層の厚さ、粒子組成物、バインダーなどに応じて、上側光沢層および下側ベース層の両方、またはそれらの上側部分が画像を含む。
【００８１】
用語「顔料捕捉層」は、本明細書では、使用の際に、画像を印刷するために使用されるインクジェットインク組成物中の顔料着色剤の好ましくは少なくとも７５質量％、より好ましくは実質的に全てが顔料捕捉層中に保持されることを意味するために用いる。
【００８２】
インク保持層のための支持体は、普通紙または樹脂被覆紙から選択することができる。好ましくは、樹脂被覆紙は、両面のポリオレフィンコーティング、より好ましくはポリエチレンを含む。本発明において使用される支持体の厚さは１２〜５００μｍ、好ましくは７５〜３００μｍであることができる。
【００８３】
必要に応じて、支持体に対するベース層の密着性を高めるために、ベース層を支持体に適用するのに先立って、支持体または下引き層の表面をコロナ放電処理してもよい。
【００８４】
本発明のインクジェット記録要素は、当該技術分野で知られている従来の製造技術により製造できる。特に好ましい方法において、下引き層を１つのステーションにおいて単層でコーティングし、そしてベース層および光沢層を含むさらなるコーティング層の全てを１つのステーションで同時にコーティングする。一実施態様において、インクジェット記録要素全体をシングルコーティングパス（ｓｉｎｇｌｅ ｃｏａｔｉｎｇ ｐａｓｓ）でコーティングする。
【００８５】
用語「シングルコーティングパス」または「１回のコーティングパス」は、１または２つ以上の層を、任意選択的に１つまたは２つ以上のステーションでコーティングすることを含むコーティング作業を意味する。このコーティング作業は、インクジェット記録要素をロールに巻く前に行われる。インクジェット記録材料をロールに巻く前および巻いた後であるがインクジェット記録材料を２回目のロールに巻く前に再びさらなるコーティング工程が行われるコーティング作業は２パスコーティング作業と呼ぶ。
【００８６】
用語「後計量法（ｐｏｓｔ−ｍｅｔｅｒｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ）」は、本明細書では、コーティングされた過剰の材料を除去することによって、コーティング組成物をコーティング後に計量する方法と定義する。
【００８７】
「直接計量法（ｄｉｒｅｃｔ ｍｅｔｅｒｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ）」とも呼ぶ用語「前計量法（ｐｒｅ−ｍｅｔｅｒｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ）」は、本明細書では、コーティング前に、例えばポンプにより、コーティング前にコーティング組成物を計量する方法と定義する。
【００８８】
前計量法は、例えば、カーテンコーティング、押出ホッパーコーティング、スライドホッパーコーティングなどから選択できる。
【００８９】
好ましい一実施態様において、２つのインク受容性層が、好ましくはカーテンコーティングによって、同時にコートされる。
【００９０】
好ましい一実施態様において、インクジェット記録要素の製造方法は以下の工程：
（ａ）支持体を用意する工程；
（ｂ）支持体上に、
（ｉ）ベース層用の第１のコーティング組成物、当該第１のコーティング組成物は、アニオン性ヒュームドシリカの粒子と、当該第１のコーティング組成物中に含まれない架橋性化合物により実質的に架橋されうる親水性バインダーを含む；および
（ｉｉ）光沢層用の第２のコーティング組成物、当該第２のコーティング組成物はアニオン性コロイドシリカの粒子とバインダーを含む；
の順序で、これらの組成物を同時にコーティングする工程；および
（ｃ）工程（ｂ）に先立って、支持体を、少なくともベース層中に拡散してベース層中の少なくとも親水性バインダーを実質的に架橋する架橋性化合物を含む下引き組成物で処理する工程；
を含み、ここで、ヒュームドシリカの粒子とコロイドシリカの粒子は、−１５ミリボルト未満のゼータ電位を示し、第１および第２のコーティング組成物中の全固形分に対するバインダーの百分率が５質量％〜１５．０質量％（１５．０質量％を含まない）である。
【００９１】
下引き組成物は任意選択的に、バインダーを含んでいても、あるいは、水などの液体キャリアをたんに含んでいてもよい。
【００９２】
好ましくは、架橋性化合物はホウ素を含み、例えば架橋性化合物はホウ砂またはボレートを含むことができる。
【００９３】
当該方法の好ましい一実施態様において、ベース層中の親水性バインダーはポリ（ビニルアルコール）またはその誘導体もしくはコポリマーを含む。
【００９４】
光沢層中のバインダーは、第２の組成物中に含まれない架橋性化合物により実質的に架橋されることができ、架橋性化合物も光沢層中に拡散して光沢層中のバインダーを実質的に架橋することができる。
【００９５】
そのため、一実施態様において、支持体は、工程（ｂ）に先立って、少なくともベース層中に拡散してベース層中の少なくとも親水性バインダーを実質的に架橋する架橋性化合物を含む下引き組成物により処理される。この場合に、架橋性化合物は、ベース層の厚さなどの様々な因子に依存して、上側光沢層中にある程度移行しうる。
【００９６】
ベース層と上側光沢層などとの間に、さらなる中間層を、上記の従来の前計量コーティング手段によりコーティングすることができる。好ましくは、ベース層および光沢層は、インク受容性要素中の１．０ｇ／ｍ2 を超える乾量を有する２つの層である。
【００９７】
本発明の記録要素に画像形成するために使用されるインクジェットインクは当該技術分野においてよく知られている。インクジェット印刷において使用されるインク組成物は、典型的には、溶剤またはキャリア液体、染料または顔料、保湿剤、有機溶剤、洗剤、増粘剤、防腐剤などを含む液体の組成物である。溶剤またはキャリア液体は、単に水であるか、または多価アルコール類などの他の水混和性溶剤と混合された水であることができる。多価アルコール類などの有機材料が支配的なキャリアまたは溶剤液体であるインクも使用できる。特に有用なものは、水と多価アルコール類の混合溶剤である。染料が、かかる組成物に使用される場合には、それらは、典型的には、水溶性の直接染料または酸性タイプの染料である。かかる液体組成物は、例えば、米国特許第４，３８１，９４６号明細書、第４，２３９，５４３号および第４，７８１，７５８号明細書を含む先行技術において広範に記載されている。
【００９８】
典型的には、インクジェット印刷において使用される着色剤は、アニオン性の性質を有する。染料系印刷システムでは、染料分子はアニオン性部分を含む。顔料系印刷システムでは、分散された顔料はアニオン性部分で官能化されている。着色剤は、最大限の画像濃度を提供するように、インクジェット受容体の表面付近に固定されるべきである。顔料系印刷システムでは、インクジェット受容体は、表面付近のインク顔料粒子の有効な捕捉をもたらすように、トップ層において最適な細孔サイズを有するように作られる。従来技術で知られている染料系印刷システムは受容体のトップ層または複数の層中に定着剤または媒染剤を必要とする。多価金属イオンおよび不溶性カチオン性ポリマーラテックス粒子は、アニオン性染料のための有効な媒染剤を提供する。顔料系印刷システムおよび染料系印刷システムは両方とも広く利用可能である。ユーザーの簡便さの観点で、従来技術で知られている汎用の多孔質インクジェット受容体が最も上側の１または複数の層中に染料定着剤を含む。
【００９９】
本明細書に開示する記録要素は主にインクジェットプリンターに有用であると言及したが、それらはペンプロッターアセンブリ用の記録媒体としても使用できる。ペンプロッターは、インク溜めと接触した状態にある毛細管の束からなるペンを使用して記録媒体の表面に直接書き込むことにより機能する。
【０１００】
本発明の別の側面は、（ａ）デジタルデータ信号に応答するインクジェットプリンターを用意する工程、（ｂ）前記インクジェットプリンターに上記インクジェット記録要素を装填する工程、（ｃ）前記インクジェットプリンターに顔料系インクジェット組成物を装填する工程；および（ｄ）前記デジタルデータ信号に応答して、インクジェットインク組成物を使用してインクジェット記録要素上に印刷する工程を含む、インクジェット印刷方法に関する。
【０１０１】
本発明のさらに別の側面は、少なくとも３つの着色インク組成物、例えばシアン、イエローおよびマゼンタを含むインクジェットインクセットとの組み合わせで本発明のインクジェットジェット受容体を含むパッケージされた製品セットに関する。かかる製品は、インク組成物とインクジェット受容体が画像印刷中に望ましく適合するように、写真品質画像を印刷する際に使用に供されるように消費者に商業的に入手可能であるように作ることができる。本発明のインクジェット記録要素は、その裏側に、インクジェットプリンターによる検出が可能なインディシアが存在することによりさらに特徴付けられる。かかるインディシアは、画像を印刷するときに使用される個々のインクジェット受容体に対して推奨されるプリンター設定とすることにより望ましい結果がさらに改善されるように光学的検出器などの手段により検出できる。このシステムによって、ユーザーはより簡便により高いプリント品質を達成することが可能となる。
【０１０２】
好ましい実施態様において、インクジェットインク組成物は、画質を損なわずに少なくとも５．０×１０-4ｍＬ／ｃｍ2／秒の速度でインクジェット記録要素上に適用される。このインク流束は、１インチあたり１２００×１２００ピクセルのアドレス可能な解像度で、４２秒間に１ピクセルあたり１０．３５ピコリットル（ｐＬ）という平均インク量で写真を印刷することに相当し、複数の被覆パスによる所定のピクセルの印刷は４秒未満で完了する。
【０１０３】
以下の例により本発明をさらに説明する。
【実施例】
【０１０４】
例１
両側にポリエチレン樹脂コーティングを有する紙を含む支持体を、全固形分０．６％で、ポリ（ビニルアルコール）（ＰＶＡ，ＣＥＬＶＯＬ １０３）、スチレン−ブタジエンラテックス（ＤＯＷ ＣＰ６９２ＮＡ）および四ホウ酸ナトリウムを１：１：２の比で含む水性組成物をコーティングすることによりその片側を処理し、乾燥させて０．３２ｇ／ｍ2 の乾燥被覆量とした。
【０１０５】
アニオン性ヒュームドシリカ（ＡＥＲＯＳＩＬ ２００）の分散体（ＤＥＧＵＳＳＡ Ｗ７５２０）と７．５％のＰＶＡ（日本合成ＫＨ２０）と０．７５％の１，４−ジオキサン−２，３−ジオール（ＤＨＤ）と１％のフルオロ界面活性剤（ＺＯＮＹＬ ＦＳ３００）を含むベース層用の第１の水性コーティング組成物（固形分１７．９％）と、アニオン性コロイドシリカ（Ｇｒａｃｅ Ｄａｖｉｓｏｎ ＳＹＬＯＪＥＴ ４０００ＡとＬＵＤＯＸ ＴＭ−５０の１：１混合物）と８％のスクシニル化ゼラチン（ＧＥＬＩＴＡ ＩＭＡＧＥＬ ＭＳ）と架橋剤（０．８％の１，４−ジオキサン−２，３−ジオール（ＤＨＤ））とコーティング助剤（１％のＺＯＮＹＬ ＦＳ３００）を含む光沢層用の第２の水性コーティング組成物（固形分１０％）とを下引き層上に同時にコーティングし、それぞれ２１．５ｇ／ｍ2および２．２ｇ／ｍ2の乾量の層を得、乾燥させて本発明の試料Ｉ−１を形成した。
【０１０６】
比較用試料Ｃ１〜Ｃ５は、上記と同様に処理された支持体を使用した。ベース層用のカチオン性ヒュームドシリカ（カチオン性に変性されたＡＥＲＯＳＩＬ １３０）を含む分散体（ＤＥＧＵＳＳＡ ＷＫ７３３０）とＰＶＡ（日本合成ＫＨ２０）と２．５％の１，４−ジオキサン−２，３−ジオール（ＤＨＤ）と０．５％のホウ酸と１．８５％のコーティング助剤（１０Ｇ，ＤＩＸＩＥ ＣＨＥＭＩＣＡＬ）を含む第１の水性コーティング組成物（固形分１７．９％）と、カチオン性コロイドシリカ（Ｇｒａｃｅ Ｄａｖｉｓｏｎ ＳＹＬＯＪＥＴ ４０００Ｃ）と３．５％のポリビニルアルコール（日本合成ＧＨ２３）と１％の１，４−ジオキサン−２，３−ジオール（ＤＨＤ）と１％のＺＯＮＹＬ ＦＳ３００を含む光沢層用の第２の水性コーティング組成物（固形分１０％）と下引き層上に同時にコーティングし、それぞれ２１．５ｇ／ｍ2および２．２ｇ／ｍ2の乾量の層を得た。ヒュームドシリカ含有層について、ＰＶＡレベルを変え、釣り合いをとるようにヒュームドシリカレベルを調節した。比較用試料Ｃ１〜Ｃ５で使用したＰＶＡの量を下記表１に示す。
【０１０７】
被覆された試料のクラック生成を視覚的に評価した。未印刷試料の光沢を２０度および６０度で測定した。印刷速度およびインクレイダウンが最大化されるように選択したドライバー設定（ＫＯＤＡＫ ＵＬＴＲＡ ＰＲＥＭＩＵＭ ＳＴＵＤＩＯ光沢紙選択）でＫＯＤＡＫ ＥＡＳＹＳＨＡＲＥ ５１００インクジェットプリンターを使用して試料を印刷した。合体、またはべた色パッチでの局所的な濃度の不均一性を視覚的に評価し、１（視覚的になし）から５（選択したプリンターモードが非常に高いインク流束から「（ｆｌｏｏｄｉｎｇ）」までであるがフラディングを含まない非常に高いインク流束をもたらす条件下で観察される著しい合体）までのスケールで等級付けした。４以下の等級は印刷用途によっては許容可能であるとみなすことができる。インクがあふれ、しかも合体した試料は５よりも高い等級をつけた。また、ＥＰＳＯＮ Ｒ３２０染料系プリンターを用いて試料を印刷し、べた色パッチの濃度を測定した。シアン、マゼンタおよびイエローの濃度の平均値を比較し、さらに、レッド、グリーンおよびブルーパッチ並びに純粋なブラックのパッチの平均値を比較した。結果を下記表１に示す。
【０１０８】
【表１】
【０１０９】
表１中の結果により実証されているように、本発明者は、インク受容性層中にアニオン性ヒュームドシリカを含み、そして光沢層中にアニオン性コロイドシリカを含む本発明の記録要素を、インク受容性層のバインダー含有量を低くして、クラックを生成させずにコーティングできることを見出した。その結果、顔料系インクを用いて、合体の低減がもたらされる。驚くべきことに、染料系インクの色濃度も改善された。当該技術分野で、インクジェット受容体についての標準的に行われていることは、アルミナまたはカチオン性に変性されたシリカなどのカチオン性粒子を使用することである。最大の色濃度を得るために標準的なアニオン性インク着色剤を受容体の表面付近に固定するために、任意選択的に、カチオン性粒子と混和性のカチオン性媒染剤を含めることが行われる。本発明において、受容体中にはカチオン性の粒子または添加剤は実質的に使用されないが、標準的なアニオン性着色剤を含むインクを用いて印刷する場合に優れた結果が得られる。
【０１１０】
例２
本発明は、コロイドシリカを含む最上部の光沢層を含む。比較のために、上記光沢層をコーティングする代わりに、インク受容性層の乾燥被覆量を対応する乾量分増加させたことを除いて、本発明の試料Ｉ−１におけるように比較用試料Ｃ−６を作製した。試料Ｃ−６およびＩ−１を例１におけるように評価した。結果を表２に示す。
【０１１１】
【表２】
【０１１２】
表２に示した結果は、光沢層をインク受容性層の上部に設けた場合に劇的に光沢が改善されることを実証している。さらに、染料系インクにより印刷した場合に、全ての色の濃度が実質的に改善された。
【０１１３】
例３
本発明は、アニオン性ヒュームドシリカの粒子を含む多孔質ベース層を含む。トップコート被覆量を３．２ｇ／ｍ2に増加させ、下層中のヒュームドシリカを部分的にアニオン性コロイドシリカ（Ｇｒａｃｅ Ｄａｖｉｓｏｎ ＳＹＬＯＪＥＴ ４０００Ａ）に下記表３に記載する量で置き換えたことを除いて、本発明のコーティング試料Ｉ−１におけるように本発明の試料Ｉ−２、Ｉ−３およびＩ−３Ａを作製した。試料を例１におけるように評価した。
【０１１４】
【表３】
【０１１５】
表３の結果は、他の混和性アニオン性無機粒子を添加した場合でも顔料系インクの許容できない合体を生じずに、アニオン性ヒュームドシリカを含むベース層が、染料系インクにより優れた印刷色濃度をもたらすことを実証している。
【０１１６】
例４
光沢層のコーティング組成物を固形分１５％に変え、レイダウンを変えたことを除き、例１におけるコーティング試料Ｉ−１についての手順に従って、一連のコーティングを作製した。コーティングの試料を例１におけるように評価した。試験結果を下記表４に示す。
【０１１７】
【表４】
【０１１８】
表４に実証されているように、より少ない光沢層質量では、印刷された色濃度が低下することがある。合体のわずかな増加が、５ｇ／ｍ2を超える光沢層乾量の場合に見られる。
【０１１９】
例５
光沢層のアニオン性コロイドシリカタイプのものの混合物を単一成分Ｇｒａｃｅ Ｄａｖｉｓｏｎ ＳＹＬＯＪＥＴ ４０００Ａに置き換え、光沢層中のゼラチンバインダーをポリ（ビニルアルコール）に置き換えたことを除き、例１におけるコーティング試料Ｉ−１についての手順に従って、一連のコーティングを調製した。光沢層におけるポリ（ビニルアルコール）レベルを４質量％〜１０質量％の範囲に調節した。光沢層中の架橋剤のレベルをバインダーレベルの１０質量％に調節した。ベース層は、６質量％の一定のバインダーレベルで作製した。
【０１２０】
印刷された暗い領域が高い光沢を示してブロンズ色が現れた場合にブロンジングが生じた。染料系インクを用いてＥＰＳＯＮ Ｒ２６０プリンターにより印刷されたブラック領域を観察することによりブロンジングの視覚的評価を行った。
【０１２１】
【表５】
【０１２２】
表５中のデータは、光沢層における１０％以下のバインダーの割合が優れた印刷染料濃度をもたらすことを実証している。ブロンジングする傾向のあるインクの場合、光沢層ではより低いバインダー割合が好ましい。
【０１２３】
例６
インク受容性層におけるバインダーレベルが7質量％であったことを除き、例５の手順に従って一連のコーティングを作製した。光沢層およびインク受容性層の被覆量を下記表６に示すように変えた。
【０１２４】
【表６】
【０１２５】
表６中の結果から、本発明の幾つかに実施態様についての好ましい範囲を示しており、少なくとも１７ｇ／ｍ2のインク受容性層が、より少ない乾量の層と比べて合体を低減することを実証している。低いベース層乾量で観察された合体の増大は、吸収能力または濡れを増大させるようにベース層組成物を調節することによってさらに相殺することができる。例えば、下記例１３に示されているように、ベース層中のフルオロ界面活性剤の量を増加させると、低ベース層被覆量で合体を低減することができる。組み合わされたベース層と光沢層の全乾量は２５ｇ／ｍ2 を超えて増加し、受容体は製造中にクラックをより生成しやすくなる。光沢コート被覆量はクラック生成に対して比較的大きな効果があるのに対し、インク受容性層の乾量は画質に比較的大きな影響を及ぼす。
【０１２６】
例７
光沢層のアニオン性コロイドシリカタイプの混合物を単一成分Ｇｒａｃｅ Ｄａｖｉｓｏｎ ＳＹＬＯＪＥＴ ４０００Ａに置き換え、光沢層の乾量を３．２ｇ／ｍ2 に設定したことを除き、例１におけるコーティング試料Ｉ−１についての手順に従って、一連のコーティングを調製した。インク受容性層のバインダーレベルを下記表７に示すように変えた。
【０１２７】
【表７】
【０１２８】
表７に示した結果から、２４ｇ／ｍ2 を超えるベース層乾量はクラック生成の増大をもたらすことがあるのに対し、相対乾燥バインダー含有量の増大は合体を増加させる傾向がある。
【０１２９】
例８
ホウ砂含有処理層がポリビニルピロリドン（Ｋ−９０，ＩＳＰ Ｃｏｒｐ．）と四ホウ酸ナトリウムの１：１混合物を含んでいたことを除き、例２におけるコーティング試料Ｉ−４についての手順に従って、処理された支持体を作製した。インク受容性層用のカチオン性ヒュームドシリカの分散体を用いて一連のコーティングを作製した。市販の分散体ＷＫ７３３０（ＡＥＲＯＳＩＬ １３０の分散体，Ｄｅｇｕｓｓａ）に由来するカチオン性シリカが８２．６％、ポリ（ビニルアルコール）（ＫＨ−２０）が１２．５％、ジヒドロキシジオキサンが２．５％、ホウ酸が０．５％、および１０Ｇ界面活性剤が１．９％となるように、水性カチオン性コーティング組成物Ａ（全固形分１７．９％）を調製した。
【０１３０】
ＷＫ７３３０の代わりにＷＫ７５２５（Ｄｅｇｕｓｓａ製のＡＥＲＯＳＩＬ ２００のカチオン分散体）を使用したことを除いて組成物Ａと同じ処方に従ってカチオン性コーティング組成物Ｂを調製し、そして、ポリ（ビニルアルコール）バインダーレベルを１５％に増加させ、それに応じてシリカのレベルを低下させたことを除いて組成物Ｂと同じ処方に従ってカチオン性コーティング組成物Ｃを調製した。光沢層用の水性カチオン性コーティング組成物は、固形分１０％とし、カチオン性コロイドシリカシリカ（Ｇｒａｃｅ Ｄａｖｉｓｏｎから入手可能なＳＹＬＯＪＥＴ ４０００Ｃ分散体に由来）を８３．８％、カチオン性ヒュームドシリカ（ＷＫ７３３０，Ｄｅｇｕｓｓａ）を１０％、ポリ（ビニルアルコール）（ＫＨ２０）を４％、ジヒドロキシジオキサンを１．１％、およびＺＯＮＹＬ ＦＳ３００界面活性剤を１．１％含んでいた。
【０１３１】
インク受容性層について２１．５ｇ／ｍ2 の乾燥コーティング量および光沢層について２．２ｇ／ｍ2 の乾燥コーティング量となるように、インク受容性層用のカチオン性コーティング組成物と光沢層用のカチオン性コーティング組成物とを一緒に同時にコーティングすることによって、一連のコーティング試料Ｃ−１３〜Ｃ−１５を作製した。さらに、光沢層中のバインダーをポリ（ビニルアルコール）に変え、そして、カチオン性の比較例で使用したのと同じホウ砂処理層に層をコーティングしてコーティング試料Ｉ−２７を得たことを除き、例１と同じ組成のアニオン性コーティングを作製した。試料を例１におけるように評価した。結果を表８に示す。
【０１３２】
【表８】
【０１３３】
表８に示した結果から、アニオン性シリカを含む層の場合よりもカチオン性シリカを含むインク受容性層の場合に、アニオン性シリカを使用する処方と比べてバインダー含有量を高くすることに加えて、より大きな粒子サイズが好ましいことが判る。合体およびクラック生成の程度は、本発明で使用されるアニオン性層について見られるものに近づくことができるが、染料濃度はそれほど高くない。
【０１３４】
例９
この例は、本発明の様々な例および比較例で使用したシリカ粒子のゼータ電位を実証する。ゼータ電位は、Ｍａｌｖｅｒｎ ＺＥＴＡＳＩＺＥＲ ＮＡＮＯ−ＺＳを使用して測定した。結果を下記表９に示す。
【０１３５】
【表９】
【０１３６】
表９中の結果から判るように、本発明で使用したアニオン性シリカ分散体は、−１５ミリボルトよりも負側のゼータ電位を有する。カチオン性シリカ分散体は＋１５ミリボルトを超えるゼータ電位を有する。
【０１３７】
例１０
例５で使用したものに対応するベース層および光沢層用のアニオン性コーティング組成物を調製した。例８で使用したものに対応するベース層用および光沢層用のカチオン性コーティング組成物を調製した。溶融物を室温で攪拌しながら組み合わせて混和性を評価した。観察結果を表１０に示す。
【０１３８】
【表１０】
【０１３９】
これらの観察結果は、うまく同時コーティングを行うには、コーティング組成物中の粒子は同じ電荷を有するべきであることを示唆している。
【０１４０】
例１１
光沢層の乾量を３．２ｇ／ｍ2に増加させたことを除いて例１と同様にコーティングを作製した。逐次コーティング法により比較用のコーティングを作製した。すなわち、画像受容性層をコーティングし、乾燥させ、次に光沢層を最上部にコーティングし、乾燥させた。印刷光沢をＫＯＤＡＫ ＥＡＳＹＳＨＡＲＥ ５１００プリンターを使用して評価した。シアン、マゼンタ、イエローおよび保護インクのパッチを印刷し、次に、各パッチの２０度光沢を測定し、値を平均化した。結果を表１１に示す。
【０１４１】
【表１１】
【０１４２】
表１１に示したアニオン性シリカコーティング組成物の場合の同時および逐次コーティング法の結果は、未印刷および印刷光沢が、好ましい同時コーティング法の場合に優れており、合体が減少することを実証している。特定の理論に束縛されるわけではないが、本発明者は、同時コーティング法は受容体の光沢層とベース層の界面におけるミクロ構造を十分に変えて、顔料系インクを用いた場合の印刷光沢を著しく改善し、合体を減少させると推測する。
【０１４３】
例１２
例５の場合のようにベース層用および光沢層用のアニオン性コーティング組成物を調製し、例８におけるようにベース層用および光沢層用のカチオン性コーティング組成物を調製した。例１で述べたようなホウ砂含有下引き層上にベース層をそれぞれコーティングし、乾燥させた。乾燥したアニオン性ベース層に、その後、カチオン性光沢組成物をコーティングし、乾燥させ、一方、カチオン性ベース層には、その後、アニオン性光沢組成物をコーティングし、乾燥させた。比較のために、カチオン性のベース層および光沢層組成物と同様に、アニオン性のベース層組成物および光沢層組成物も同時にコーティングし、乾燥させた。例２におけるように試料を評価した。結果を表１２に示す。
【０１４４】
【表１２】
【０１４５】
表１２に示した結果は、本発明で使用したアニオン性の構造体Ｉ−３０が、カチオン性に変性されたシリカを含む構造体Ｃ−１６〜Ｃ−１８と比べて、非常に良好な光沢で最も少ない量の合体をもたらしたことを実証している。
【０１４６】
例１３
異なる表面積を有するアニオン性ヒュームドシリカ粒子に由来する別のアニオン性ヒュームドシリカ分散体を使用し、ベース層中のバインダーレベルを１０％に増加させた最高表面積シリカ（試料Ｉ−３４）を除き、試料Ｉ−２７と同様に一連のコーティングを調製した。分散体（全てＤｅｇｕｓｓａから入手）およびそれらの対応するシリカ粒子は、それぞれ、Ｗ７５２５（ＡＥＲＯＳＩＬ ９０）、Ｗ７３３０Ｎ（ＡＥＲＯＳＩＬ １３０）およびＷ７６２２（ＡＥＲＯＳＩＬ ３００）であった。試料をクラック生成および未印刷光沢について評価した。結果を表１３に示す。
【０１４７】
【表１３】
【０１４８】
表１３に示した結果は、インク受容性層において有用なアニオン性ヒュームドシリカの好ましい比表面積は、光沢のある受容体の場合に、１５０ｍ2／ｇ〜３５０ｍ2／ｇであることを実証している。試料Ｉ−３４の不十分なクラック生成挙動および低光沢は、バインダーレベルを増加させることにより解消することができたが、粘度の上昇は、コーティング組成物の固形分を減少させることを必要とし、そのため、コーティングを遅くし、より生産性の低い乾燥速度が必要となるので、この選択肢は製造上の観点からあまり魅力的でない。
【０１４９】
例１４
インク受容体中のバインダーの相対質量を７．５％から７．０％に低下させ、そして一連の市販入手可能なアニオン性コロイドシリカ粒子を光沢層用のコーティング組成物で置き換えたことを除き、例１における試料Ｉ−１に対する手順に従って一連のコーティングを調製した。製造業者から提供された特性および粒子サイズを下記表１４に示す。幾つかのアニオン性場合に、市販入手可能なコロイドシリカ分散体は１つ以上の粒子サイズを有する。
【０１５０】
【表１４】
【０１５１】
表１４に示した結果は、３７ｎｍよりも小さいメジアン粒子サイズのコロイドシリカ粒子が未印刷光沢の改善と印刷色濃度の改善をもたらすことを実証している。３７ｎｍ未満の異なるメジアン粒子サイズのコロイドシリカ分散体の組み合わせが非常に好ましい。なぜなら、かかる組み合わせは許容可能な光沢と染料濃度性能とのバランスのよい良好な多孔度（より低い合体）をもたらすことができるからである。
【０１５２】
例１５
例１４におけるようにベース層中のバインダーを７．５％から７．０％に減少させ、そしてコーティング組成物中のコロイドシリカを等質量の異なるメジアン粒子サイズを有するコロイドシリカ粒子タイプのものの混合物と置き換えたことを除き、例１の手順に従って一連のコーティングを調製した。試験した組み合わせを下記表１６に示す。Ｅｐｓｏｎが推奨する染料系インクを使用してＥＰＳＯＮ Ｒ３２０プリンターによって、コーティングの試料を印刷した。未印刷光沢および印刷された色濃度を測定した。結果を表１５に示す。
【０１５３】
【表１５】
【０１５４】
表１５に示した結果は、試料Ｉ−２８からＩ−３０におけるようにメジアン粒子サイズが３７ｎｍ未満である場合も、光沢層中のアニオン性コロイドシリカ粒子の混合物が優れた未印刷光沢および印刷された色濃度をもたらすのに対し、メジアン粒子サイズが３７ｎｍである試料Ｃ−２２の場合に未印刷光沢およびカラープリント濃度が低下したことを実証している。
【０１５５】
例１６
この例は、ベース層および光沢層中のバインダーの架橋が、下引き層からの架橋剤の拡散により達成できることを示すものである。ベース層バインダーレベルが８％であり光沢層バインダーレベルも８％であったことを除き、ヒュームドシリカベース層および光沢層を例５におけるように作製した。総ＰＶＡレベルは１．６ｇ／ｍ2であった。例８におけるように下引き層を作製したが、様々な量の四ホウ酸ナトリウムが付着するように下引き層におけるホウ砂濃度を調節した。コーティング品質および光沢を評価した。
【０１５６】
【表１６】
【０１５７】
表１６に示した結果は、バインダーの０．１４〜０．２７ｇ／ｍ2の好ましいボレートレベルが未印刷光沢の改善とクラック生成の低減をもたらすことを実証している。好ましいボレートレベルは、それに応じて、バインダーの６質量％〜２０質量％である。
【０１５８】
例１７
ＰＶＡの量、フルオロ界面活性剤ＺＯＮＹＬ ＦＳ３００の量および合計質量を変えたことを除き、例８の試料Ｉ−２７におけるものと同様に一連のコーティングを調製した。ＫＯＤＡＫ ＥＡＳＹＳＨＡＲＥ ５１００プリンターを使用して印刷することによって、光沢を測定し、合体を評価した。
【０１５９】
【表１７】
【０１６０】
このデータは、バインダーレベルとフルオロ界面活性剤レベルと光沢と合体の間の複雑な関係を示している。バインダーレベルが増大するにつれて、フルオロ界面活性剤の存在下で光沢が減少するが、フルオロ界面活性剤なしでは光沢はわずかに減少する。フルオロ界面活性剤は常に合体を改善するが、あるバインダーレベルで、用途によっては、フルオロ界面活性剤なしでも、合体および光沢が十分なことがある。
【０１６１】
例１８
ベース層被覆量が２３．７ｇ／ｍ2 であり、光沢層被覆量が３．２ｇ／ｍ2であり、インク受容性層中に使用したポリ（ビニルアルコール）タイプを加水分解度および分子量の点で変えたことを除き、例１の手順に従って一連のコーティングを調製した。分子量は、典型的には、２０℃の４％水溶液の粘度により当該技術分野で評価され、その値は製造業者により提供される。クラック生成の程度を視覚的に評価し、未印刷光沢を測定した。結果を下記表１８に示す。
【０１６２】
【表１８】
【０１６３】
表１８に示した結果は、好ましいポリ（ビニルアルコール）バインダーは２０℃の４％水溶液中で３０ｃＰ以上の粘度をもたらすのに十分に高い分子量を有し、しかも、ベース層の厚さを制限することまたはバインダーの量を増加させることなどのコーティング組成物中に他の変化を生じずに、好ましい耐クラック性、光沢およびアニオン性ヒュームドシリカの分散体との混和性をもたらすために約９０以下の加水分解度を有することを実証している。
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェット記録要素および当該記録要素への印刷方法に関する。より詳しくは、本発明は、限られたバインダー含有量でアニオン性ヒュームドシリカを含む下側ベース層と、上側光沢層とを含んで成る多孔質記録要素に関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的なインクジェット記録または印刷システムでは、ノズルから記録要素または媒体へ向けてインク液滴を高速で射出することでその媒体上に画像を生じさせる。インク液滴、または記録液は、一般的に色素や顔料などの記録剤と、多量の溶剤とを含む。溶剤またはキャリア液は、典型的には、水、一価アルコール、多価アルコールなどの有機物質、またはこれらの混合物から構成される。
【０００３】
インクジェット記録要素は、典型的には、支持体を含み、支持体の少なくとも片面上に少なくとも一つのインク受容性層を有する。インク受容性層（ＩＲＬ）には一般的に２つの種類がある。第１のタイプのＩＲＬは、分子拡散によりインクを膨潤または吸収するために高い容量を有するポリマーの非多孔質コーティングを含む。それぞれアニオンまたはカチオン染料のための染料定着剤または媒染剤として機能するようにカチオン性またはアニオン性物質が典型的にはコーティングに添加される。このコーティングは、光学的に透明で非常に滑らかであり、高光沢「写真グレード」の受容体をもたらす。しかしながら、このタイプのＩＲＬによる場合には、インクは通常ＩＲＬ中にゆっくり吸収され、プリントは瞬間的に指触乾燥しない。
【０００４】
第２のタイプのＩＲＬは、無機、ポリマーまたは有機−無機複合材料粒子と、ポリマーバインダーと、染料定着剤または媒染剤などの添加剤とを含む多孔質コーティングを含む。これらの粒子は、様々な化学組成、大きさ、形状、および粒子内／粒子間多孔度を有するものであることができる。この場合、印刷液は、ＩＲＬの開放細孔に実質的に吸収され、瞬間的に指触乾燥状態になるプリントが得られる。
【０００５】
多孔質層中の有機および／または無機粒子は、粒子間の間隔により細孔（ｐｏｒｅｓ）を形成する。粒子をまとめるためにバインダーが使用される。しかしながら、高い細孔容積を保つために、バインダーの量が制限されることが望ましい。多すぎるバインダーは粒子またはビーズ間の細孔を埋め始め、インク吸収を抑制するおそれがある。一方、少なすぎるバインダーは、コーティングの保全性（ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）を低下させるおそれがあり、コーティングの保全性の低下はクラックの生成をもたらす。
【０００６】
インクジェット印刷の質および濃度が増加するに伴って、インクジェット記録要素（「受容体（ｒｅｃｅｉｖｅｒ）」とも呼ばれる）に適用されるインクの量は増加する。この理由から、パドリング（ｐｕｄｄｌｉｎｇ）または合体（ｃｏａｌｅｓｃｅｎｃｅ）および混色滲み（ｉｎｔｅｒ−ｃｏｌｏｒ ｂｌｅｅｄ）を防止するために媒体に十分なボイド容量を付与することが重要である。同時に、ユーザーに利便性を提供するために印刷速度がますます高まっている。そのため、増加した量のインクを収容するために十分な容量だけではなく、媒体は、単位面積・単位時間当たりのインク容積の点でますます多量のインク流束（ｉｎｋ ｆｌｕｘ）を処理することができなければならない。
【０００７】
多孔質インクジェット記録要素は通常少なくとも２つの層：適用されたインクジェットインク中の液体のために主サンプ（ｍａｉｎ ｓｕｍｐ）としての、しばしばベース層と呼ばれる下側層と、しばしば光沢層、ときによって画像受容性層と呼ばれる任意選択的な上側層とを、この順序で支持体上に含む。これらの層は、さらに分割されていても、さらなる層が支持体と最上部の光沢層との間にコートされていてもよい。これらの層は、樹脂被覆または非樹脂被覆支持体上にコートされていてもよい。これらの層は、ロールコーティング、計量コーティング（スロットまたは押出コーティング、スライドまたはカスケードコーティング、あるいはカーテンコーティング）またはエアナイフコーティングなどの公知のコーティング法を使用して１または２以上のパスでコートされてもよい。非樹脂被覆紙上にコーティングする場合、滑らかな光沢表面を提供するために、キャストコーティングまたはフィルム転写コーティングなどの特殊なコーティング法を使用できる。光沢をある程度高めるために、圧力および任意選択的に熱を用いるカレンダリングを使用してもよい。
【０００８】
近年、より高速印刷がインクジェットプリンターに要求されている。複数のインク液滴を非常に接近させて短時間で付着させる場合に問題が生じる。受容体の多孔度（ｐｏｒｏｓｉｔｙ）が適切でないと、液滴が合体（ｃｏａｌｅｓｃｅ）して、画質をひどく損なってしまう。コートされた層におけるバインダーの量は、インク記録要素の性能に重要である。多すぎるバインダーが存在する場合には、受容体の多孔度が減少して合体をもたらし、少なすぎるバインダーが存在する場合には、許容できないクラックの生成が観察される。
【０００９】
Ｂｉらへの欧州特許第１，４６４，５１１号明細書には、樹脂被覆支持体上の２層インクジェット受容体が開示されている。最下層は、シリカ粒子をカチオン形態に変換するために塩化アルミニウム水和物により処理されたヒュームドシリカの分散体を含む。カチオン形態は処理後の＋２７ミリボルトを超えるゼータ電位により示される。カチオン性シリカ粒子分散体をホウ酸およびポリ（ビニルアルコール）と混合して最下層用のコーティング組成物を形成する。最上層用のコーティング組成物は、カチオン性コロイドシリカとグリセロールと少量のコーティング助剤の分散体から構成された。最上層および最下層は、１回のパスで同時にカスケードコーティングされたものである。すなわち同時コーティングが文脈の中に開示されている。最下層のコーティング量は２８〜３０ｇ／ｍ2であり、最上層のコーティング量は０．２ｇ／ｍ2であった。しかしながら、このタイプのインクジェット受容体には、高インクレベルが印刷された場合に画質が合体により損なわれるという問題がある。
【００１０】
上記欧州特許第１，４６４，５１１（Ａ２）号明細書の比較例４では、カチオン性ヒュームドシリカベース層とアニオン性コロイドシリカ上層を含む比較のためのインクジェット記録要素が作製され、試験された。
【００１１】
Ｍｉｙａｃｈｉらの米国特許出願公開第２００３／０２２４１２９号明細書には、上記欧州特許第１，４６４，５１１号に類似するインクジェット記録要素が開示されている。このインクジェット記録要素では、ヒュームドシリカであることができるコロイドシリカを主として含む層が、カチオン化無機粒子を含むベース層上に存在する。
【００１２】
Ｓｃｈａｒｆｅらへの米国特許第７，０１５，２７０号には、ヒュームドシリカおよびカチオン性ポリマーを含むインクジェット記録要素が開示されており、このインクジェット記録要素を製造するために使用される分散体は正のゼータ電位を有する。
【００１３】
層中への架橋剤の拡散によって、インク受容性層中のバインダーのための架橋剤を提供することが知られている。例えば、Ｒｉｏｕらは米国特許第４，８７７，６８６号において、インクジェット印刷用の記録シートおよびその製造方法を述べている。コーティング組成物は、無機粒子などの充填剤と、ポリ（ビニルアルコール）などのポリヒドロキシポリマーバインダーを含む。コーティングプロセスにおいて、ＰＶＡはホウ砂によりゲル化または凝固される。このゲル化剤は、コーティングに先立ってベース材料上に付着されてもよい。代わりに、ゲル化剤をコーティング組成物中に導入することができるが、一時的に失活させなくてはならない。例えば、ホウ酸がコーティング組成物中に使用されてもよく、高ｐＨベース層との接触により活性化される。この導入架橋剤プロセス（ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｒ ｐｒｏｃｅｓｓ）の欠点は、ホウ酸がＰＶＡを完全にはゲル化しないが、粘度の増加が予測され、粘度の増加はコーティング事象を通してコーティング品質に悪影響を及ぼし得るということである。Ｒｉｏｕらの開示は、より規則的な形状のドットを提供することに主に関する。写真品質に求められる高プリント濃度および光沢はＲｉｏｕらにより取り組まれていない。
【００１４】
Ｋｕｒｏｙａｍａらの欧州特許第４９３，１００号明細書には、ホウ酸またはボレートが塗布された基材と、このホウ砂コーティング上に形成されたインクジェット記録層であって、合成シリカおよびポリ（ビニルアルコール）を含むインクジェット記録層とを含むインクジェット記録紙が開示されている。シリカは、湿式法シリカ、シリカゲル、または乾式法により得られた超微細シリカであることができる。典型的なシリカ材料は、高い表面積を有するが数ミクロン以上の大きな二次粒子サイズを有するシリカゲルである。これらの材料は、写真品質プリントに期待される高い光沢を提供しない。耐水性を高めるためにカチオン性電解質を添加することができ、このことは、カチオン性化学種と混和し得る組成物を示唆している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００３／０２２４１２９号明細書
【特許文献２】米国特許第７，０１５，２７０号明細書
【特許文献３】欧州特許第０４９３１００号明細書
【特許文献４】欧州特許第１４６４５１１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の目的は、インク受容性層の過度のクラック生成（ｃｒａｃｋｉｎｇ）を防止しつつ、カラープリント濃度が改善され、合体（ｃｏａｌｅｓｃｅｎｃｅ）が低減され、光沢が改善されたインクジェット受容体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は上記の課題のうちの１つまたは２つ以上を解消することを目的とする。簡単に要約すると、本発明の一側面によれば、インクジェット記録要素は、支持体および下記のインク受容性層：
（ａ）アニオン性ヒュームドシリカの粒子と、ホウ素含有化合物を含む架橋剤により架橋された一次バインダーとして親水性ヒドロキシル含有ポリマーとを含む多孔質ベース層であって、当該多孔質ベース層の乾燥質量は１０〜３５ｇ／ｍ2であり、当該多孔質ベース層中の全固形分に対するバインダーの質量百分率は５．０％よりも高く、かつ、１５．０％未満である多孔質ベース層；および
（ｂ）前記ベース層の上方の、コロイドシリカの粒子および親水性バインダーを含み、１．０〜７．５ｇ／ｍ2の乾量を有する最上部の多孔質光沢層；
を有し、
コロイドシリカの粒子のメジアン一次粒子サイズが１０ｎｍから４５ｎｍ未満であり、
アニオン性ヒュームドシリカの粒子およびアニオン性コロイドシリカの粒子が−１５ミリボルト未満のゼータ電位を示す。
【００１８】
換言すれば、ベース層中のヒュームドシリカおよび光沢層中のコロイドシリカは両方ともアニオン性の粒子である。好ましい実施態様において、光沢層中のコロイドシリカは親水性ポリマーバインダーを含み、架橋性化合物により架橋されている。別の好ましい実施態様において、コロイドシリカ光沢層は少なくとも１．５ｇ／ｍ2の乾燥量を有し、最上層中のコロイドシリカのメジアン粒子サイズは４０ｎｍ未満である。
【００１９】
本発明は、インクジェット記録要素において、画質の改善（合体の低減）と染料インク光学濃度が高いという利点を有する。かかる要素を製造するための本発明の方法は、前駆体分散体を取り扱いやすいということと、要素の１つまたは２つ以上の層において高い多孔度を有する要素の場合に改善された光沢および低減されたクラック生成を含む得られるインクジェット記録要素の特性が改善されるという利点を有する。インクジェット記録要素中のインク受容性層のためのアニオン性組成物が、対応するカチオン性配合物よりも良好な染料濃度を提供する傾向があるということは、特にカチオン性材料がインク受容性層用のアニオン性組成物よりも典型的に使用されるアニオン性染料をより容易に媒染することが予測されるため、非常に予想外である。また、驚くべきことに、実施例に示されているように、アニオン性ヒュームドシリカを含むアニオン性組成物が対応するカチオン性ヒュームドシリカよりも少ないバインダーを必要とする傾向がある。
【００２０】
本明細書において本発明を説明する際に以下の定義が一般的に適用される。
本明細書では用語「多孔質層」を、適用されたインクを、液体拡散というよりもむしろ実質的に毛管作用によって吸収することにより特徴付けられる層を定義するために用いる。多孔度は、粒子間の間隔により形成される細孔（ｐｏｒｅｓ）に基づくが、多孔度は粒子対バインダー比に左右されることがある。層の多孔度は、限界顔料体積濃度（ＣＰＶＣ）に基づいて推定することができる。支持体上に１つまたは２つ以上の多孔質層（好ましくは実質的に全ての層）を有するインクジェット記録要素を、たとえ支持体が多孔質ではなくても、「多孔質インクジェット記録要素」と呼ぶことができる。
【００２１】
特に断らない限り、本明細書で言及する粒子サイズは、数加重メジアン粒子サイズ（ｎｕｍｂｅｒ ｗｅｉｇｈｔｅｄ ｍｅｄｉａｎ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ）である。特に、コロイドシリカの場合に、メジアン粒子サイズは、当業者であれば分かるであろう高分解能ＴＥＭ（透過型電子分光分析）画像を使用して電子分光分析法により求められた数加重メジアン（ｎｕｍｂｅｒ ｗｅｉｇｈｔｅｄ ｍｅｄｉａｎ）である。ここでは、各粒子の直径は、各粒子の等価投影面積と同じ面積を有する塩の直径である。コロイドシリカの場合に、ヒュームドシリカと比べて、コロイドシリカ粒子は、平均してその一次粒子サイズの２倍まで凝集することがあるが、一次粒子サイズの測定に過度に影響を及ぼさない。
【００２２】
２つの母集団の粒子の混合物の場合には、その混合物のメジアン粒子サイズは、たんに、その混合物のメジアン粒子サイズである。典型的には、ある混合物における２つのメジアン粒子サイズが等質量の場合には、その混合物のメジアン粒子サイズは小さい方のメジアン粒子サイズを有する成分のメジアン粒子サイズに比較的より近い。
【００２３】
通常用いられている方法は、粒子を球体として扱い、それに応じて結果が算出されるために、ヒュームド金属酸化物粒子の二次サイズを求めることは困難である。（分散体中のヒュームドシリカの一次粒子サイズは、コロイドシリカと同様にＴＥＭにより測定できる。）ヒュームドシリカ粒子は球体でないが、一次粒子の凝集体から成る。ヒュームドシリカの場合に、メジアン二次粒子サイズは、水中に分散された希釈粒子の光散乱測定により求められ、ＮＡＮＯＴＲＡＣ（Ｍｉｃｒｏｔａｃ Ｉｎｃ．）、ＭＡＬＶＥＲＮもしくはＣＩＬＡＳの計器、または、本質的に同等の手段を使用して、レーザー回折または光子相関分光分析（ＰＣＳ）技術を用いて測定される。特に断らない限り、粒子サイズは二次粒子サイズを指す。商業的製造業者により販売されている様々な製品中の無機粒子のメジアン粒子サイズは、通常、それらの製品に関する文献中に示される。しかしながら、製品間の正確な比較を行うために、ある特定の測定技術を検討しなくてはならないであろう。１つの試験法の使用によって、異なる試験法間での潜在的な変動がなくなる。
【００２４】
インクジェット媒体における各層に関して、本明細書で使用される「上方（ｏｖｅｒ）」、「上（ａｂｏｖｅ）」、「上側（ｕｐｐｅｒ）」、「下方（ｕｎｄｅｒ）」、「下（ｂｅｌｏｗ）」、「下側（ｌｏｗｅｒ）」等の用語は、支持体上の各層の順序を指すが、必ずしも当該各層が直接接していること、または中間層がないことを指していない。
【００２５】
本発明に関して、用語「画像受容性層」は、顔料捕捉層、染料捕捉層、または染料および顔料捕捉層として用いられ、印刷画像が層に実質的に残る層を定義することを意図している。染料系インクの場合、画像を１つ以上の隣接する画像受容性層に任意選択的に残すことができる。
【００２６】
本発明に関して、用語「光沢層」は、ベース層のみと比べてさらなる光沢を付与するインクジェット記録要素中の最上部の被覆層を定義することを意図している。それが画像受容性層である。
【００２７】
本発明に関して、用語「ベース層」（時により、「サンプ層（ｓｕｍｐ ｌａｙｅｒ）」または「インクキャリア液受容性層」とも言う）は、本明細書ではインクキャリア液のかなりの量を吸収する少なくとも１層のインク保持層の下方にある層を指すために用いる。使用の際、インク用のキャリア液のかなりの量、好ましくは、ほとんどは、乾燥されるまでベース層中に受容され、ベース層中にとどまる。ベース層は、画像受容性層の上にはなく、それ自体が画像含有層（顔料捕捉層または染料捕捉層）ではないが、染料の場合には、比較的少量のインク着色剤が画像受容性層を離れてベース層（たいてい上側部分）に入ることがある。好ましくは、ベース層は、下引き層を除いて支持体に最も近いインク保持層である。ベース層は、１または複数の画像受容性層の下方にある最も厚い層である。
【００２８】
用語「下引き層」は、ベース層と支持体との間にある、５ｇ／ｍ2未満、好ましくは１ｇ／ｍ2未満の乾量を有する任意の層を指す。下引き層は、多孔質であっても非多孔質であってもよく、接着性を向上させるため、あるいは、拡散のために架橋剤を提供することなどの他の機能を達成するために使用できる。
【００２９】
用語「インク受容性層」または「インク保持層」は、適用されたインク組成物を受容する、支持体の上方のいずれかおよび全ての層を包含し、これらの層は、後で乾燥によって除去されるとしても、インクジェット記録要素に画像を形成するために使用される、インクキャリア液および着色剤を含む１種または２種以上のインク組成物の任意の部分を吸収または捕捉する。インク受容性層は、従って、画像が染料および／または顔料によって形成される画像受容性層、ベース層、下引き層、または例えばインクジェット記録要素のベース層と最上層との間の任意の追加の層を含むことができる。典型的には、支持体の上方の全ての層はインク受容性である。インク受容性層がその上にコートされる支持体は、インクキャリア液を吸収してもよい。これに対し、インク受容性層は支持体上にコートされ、インクジェット記録要素の製造中にインク受容性層の全てがコートされる固体材料である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
上記のように、本発明は、支持体上に、当該支持体の最も近くにある多孔質ベース層と、多孔質の上側光沢層とを含む多孔質のインクジェット記録要素に関する。支持体の最も近くにある多孔質ベース層および多孔質の上側光沢層は、任意選択的に、サブ層（ｓｕｂ−ｌａｙｅｒｓ）、好ましくは直接隣接するサブ層に分割されていてもよく、その場合に、独立に、サブ層は個別的および集団として、厚さの要件を除いて、層についての特許請求の範囲に記載された要件を満たす。本明細書に記載の層は、好ましくは単層としてコーティングされる。
【００３１】
一実施態様において、インクジェット記録要素は、下引き層などの厚さ１マイクロメートル未満の層が存在し得るということを除いて、支持体上の１つの多孔質ベース層および１つの上側光沢層から構成される。
【００３２】
好ましい一実施態様において、未印刷インクジェット記録要素の６０度光沢は少なくとも１５ガードナー光沢単位、好ましくは少なくとも２０ガードナー光沢単位である。
【００３３】
好ましい一実施態様において、本発明は、順に、
（ａ）アニオン性ヒュームドシリカの粒子と、一次バインダーとして親水性のヒドロキシル含有ポリマーを含み、乾量が１０〜３５ｇ／ｍ2、好ましくは１５〜２５ｇ／ｍ2であり、親水性ヒドロキシル含有ポリマーがホウ素含有化合物を含む架橋剤により架橋されており、当該多孔質ベース層中の全固形分に対する全バインダーの質量百分率は５．０％よりも高く、かつ、１５．０％未満、好ましくは１２％未満、最も好ましくは１０％未満である多孔質ベース層；および
（ｂ）ベース層の上方の、アニオン性コロイドシリカの粒子および親水性バインダーを含み、１．０〜７．５ｇ／ｍ2の乾量を有する多孔質光沢層、ここで、アニオン性コロイドシリカの粒子のメジアン粒子サイズが１０ｎｍから４５ｎｍ未満、好ましくは４０ｎｍ未満、実施態様によっては都合のよい３０ｎｍ未満、より好ましくは２５ｎｍ未満である；
を含んで成るインクジェット記録要素に関する。
【００３４】
ヒュームドシリカおよびコロイドシリカの両方の粒子は−１５ミリボルト未満のゼータ電位を示す。
【００３５】
ゼータ電位は、粒子の表面電荷の測定値であり、例えば、粒子の表面に付着する任意の物質によりシフトし得る。ゼータ電位は、分散体中の粒子のずり面上の電位を意味すると理解されている。粒子が表面上に酸基または塩基性基を有する分散体において、ｐＨ値を設定することにより電荷を変化させることができる。ゼータ電位に関連して重要な値は、電荷のゼロ点と見なすことができる粒子の等電点（ＩＥＰ）である。ＩＥＰは、ゼータ電位がゼロであるｐＨ値を与える。二酸化ケイ素のＩＥＰはｐＨ３．８未満である。ｐＨ値とＩＥＰの間の差が大きいほど、分散体がより安定である。同じ材料の粒子は同じ表面電荷符号を有するので、互いに反発する。しかしながら、ゼータ電位が小さすぎる場合には、反発力は粒子のファンデルワールス引力を相殺することはできず、フロキュレーション、場合によっては粒子の沈殿をもたらす。
【００３６】
ゼータ電位は、当該技術分野で知られている任意の方法により決定でき、好ましくは、例えば分散体のコロイド振動電流（ＣＶＩ）を求めることにより、またはその電気泳動移動度を求めることにより決定できる。本発明の組成物のゼータ電位は、Ｍａｌｖｅｒｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ＺＥＴＡＳＩＺＥＲ ＮＡＮＯ−ＺＳにより測定した。分散体を適切なｐＨの水で希釈し、良好な分散体となるように振とうした。
【００３７】
光沢層中のコロイドシリカ粒子を、表面積ＢＥＴ表面測定によりさらに評価することができる。コロイドシリカ粒子の場合の好ましい表面積は５０ｇ／ｍ2を超える。様々なコロイドシリカ製品の中で比較的表面積が大きいものは、より直径の小さい粒子と関連付けられる傾向がある。本明細書で用いる場合、ＢＥＴ表面積測定は、Ｓ．Ｂｒｕｎａｕｅｒ，Ｐ．Ｈ．ＥｍｍｅｔおよびＴｅｌｌｅｒのＪ．Ａｍ．Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，ｖｏｌ．６０，第３０９頁（１９３８）の窒素吸着法に基づく。
【００３８】
上記のとおり、インク受容性層中のバインダーの量が制限されていることが望ましい。なぜなら、インクジェット媒体にインクを適用したときに、液体キャリア（典型的には水性）はバインダーを膨潤させて細孔を閉じる傾向があり、滲みまたは他の問題を引き起こすことがあるからである。従って、好ましくは、ベース層は、望ましい多孔度を保つために、ベース層におけるバインダーの最大量未満のバインダーを含み、好ましくはクラック生成および他の望ましくない特性を防止するまたは無くすのに十分な最低限の量よりも多いバインダーを含む。
【００３９】
ホウ素含有化合物により架橋可能ないかなる好適な親水性ヒドロキシル含有ポリマーも、インクジェット記録要素のベース層（任意選択的に光沢層）における一次バインダーとして使用できる。
【００４０】
少なくともベース層において使用される架橋可能な親水性ヒドロキシル含有ポリマーは、例えば、ポリ（ビニルアルコール）、部分加水分解ポリ（酢酸ビニル／ビニルアルコール）、または、ヒドロキシエチルメタクリレートを含むコポリマー、ヒドロキシエチルアクリレートを含むコポリマー、ヒドロキシプロピルメタクリレートを含むコポリマー、ヒドロキシエチルセルロースなどのヒドロキシセルロースエーテルなどであることができる。好ましい一実施態様において、ヒドロキシル基を含む架橋可能なポリマーは、部分加水分解ポリ（酢酸ビニル／ビニルアルコール）または変性もしくは未変性ＰＶＡ、またはヒドロキシ基を含む単量体反復単位を主に（５０モル％超）含む、より好ましくはかかる単量体反復単位を少なくとも７０モル％含むＰＶＡのコポリマーなどの、ポリ（ビニルアルコール）である。
【００４１】
一般的に、一次バインダーとして、「ＰＶＡ」とも本明細書では呼ぶポリ（ビニルアルコール）を使用した場合に特に良好な結果が得られる。上記のように、用語「ポリ（ビニルアルコール）」は、変性および未変性ポリ（ビニルアルコール）、例えばアセトアセチル化、スルホン化、カルボキシル化学ＰＶＡなどを包含する。ＰＶＡのコポリマー、例えばエチレンオキシドを有するものも一次バインダーとして好ましい。
【００４２】
本発明において好ましく使用されるポリ（ビニルアルコール）としては、ポリ酢酸ビニルを加水分解することにより調製される通常のポリ（ビニルアルコール）、および、アニオン性基または非カチオン性基を有するポリ（ビニルアルコール）などの変性ポリ（ビニルアルコール）も挙げられる。
【００４３】
一実施態様において、酢酸ビニルを加水分解することにより調製されるポリ（ビニルアルコール）の平均重合度は好ましくは少なくとも３００であるが、より好ましくは１０００〜１０，０００であり、あるいは、好ましい粘度は、２０℃で、４質量％の濃度で水中において少なくとも３０ｃＰであり、より好ましくは少なくとも４０ｃＰである。ポリ（ビニルアルコール）の鹸化率は好ましくは７０％〜１００％であるが、より好ましくは７５％〜９５％である。
【００４４】
より少ない量の補助的な非親水性（疎水性）バインダーを各種組成物中に含めてもよい。好ましいポリマーは水溶性であるが、様々な理由からラテックスポリマーを含めてもよい。（本明細書において使用する場合に、用語「一次（ｐｒｉｍａｒｙ）」とは全バインダーの５０質量％を超えることを意味する。）
【００４５】
好ましい一実施態様において、上記の補助的なポリマーバインダーが一次バインダーと異なる場合には、当該補助的なポリマーバインダーは混和性、好ましくは水溶性の親水性ポリマー、例えばポリ（ビニルピロリドン）、ゼラチン、セルロースエーテル、ポリ（オキサゾリン）、ポリ（ビニルアセトアミド）、ポリ（アクリル酸）、ポリ（アクリルアミド）、ポリ（アルキレンオキシド）、スルホン化またはリン酸化ポリエステルおよびポリスチレン、カゼイン、ゼイン、アルブミン、キチン、キトサン、デキストラン、ペクチン、コラーゲン誘導体、コロジオン、寒天、アロールート、グアー、カラギーナン、トラガカント、キサンタン、ラムサン、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）、ポリ（２−メチル−２−オキサゾリン）、ポリ（アルキレンオキシド）、ポリ（ビニルピロリドン）、ポリ（酢酸ビニル）、ポリウレタン、酢酸ビニル−エチレンコポリマー、エチレン−塩化ビニルコポリマー、酢酸ビニル−塩化ビニル−エチレンターポリマー、アクリル類、それらのポリマー、コポリマーもしくは誘導体など、あるいはこれらの組み合わせであることができる。
【００４６】
好ましい疎水性材料としては、例えば、ポリ（スチレン−ｃｏ−ブタジエン）、ポリウレタンラテックス、ポリエステルラテックス、ポリ（ｎ−ブチルアクリレート）、ポリ（ｎ−ブチルメタクリレート）、ポリ（２−エチルヘキシルアクリレート）、ｎ−ブチルアクリレートとエチルアクリレートのコポリマー、酢酸ビニルとｎ−ブチルアクリレートのコポリマーなどが挙げられる。親水性バインダーとラテックスバインダーとの混合物、例えばポリ（ビニルアルコール）とポリ（スチレン−ｃｏ−ブタジエン）ラテックスの混合物が有用であることがある。
【００４７】
ホウ素含有架橋剤に関し、最も好ましくは、ボレートまたはボレート誘導体などのホウ素含有化合物を下引き層中に含め、ベース層中に拡散させて、少なくともベース層中の架橋可能なバインダーを架橋させる。
【００４８】
インクジェット記録要素の下引き層において使用されるボレートまたはボレート誘導体は、例えば、ホウ砂、四ホウ酸ナトリウムなどであることができ、ホウ酸のように酸性のホウ素含有化合物でないことが好ましい。
【００４９】
一実施態様において、架橋性化合物は四ホウ酸ナトリウム十水和物（ホウ砂）、ホウ酸ナトリウム、およびホウ酸の誘導体などのホウ酸塩、ホウ酸無水物などであり、ベース層中のバインダーとしてのポリ（ビニルアルコール）、すなわち「ＰＶＡ」と組み合わせて使用される。この組み合わせは、特に有利であることが見出された。ＰＶＡとホウ砂は相互作用して溶液中に高粘度のまたはゲル化した混合物を形成し、これは乾燥によって架橋コーティングを形成する。一実施態様によると、ホウ砂をウェブ上に予めコートし、次に、ＰＶＡを含む水性コーティング組成物を適用する。このコーティング組成物に由来する水がホウ砂を溶解し、これによりホウ砂がコーティング中に拡散して、組成物が迅速に増粘することが可能となる。
【００５０】
ホウ素含有化合物、例えば、ボレートまたはボレート誘導体は、ベース層のバインダーの質量の１２質量％以下の量で下引き層において使用することが好ましい。かかる乾燥した下引き層の上へのベース層のコーティングの際に、下引き層中のボレートまたはボレート誘導体のほとんどがベース層中に拡散してベース層中のバインダーのほとんどを架橋させる。なぜなら、かかる拡散は典型的には速いからである。
【００５１】
ベース層にさらなる機械的耐久性を与えるために、上記バインダーに作用するホウ素を含有しない架橋剤を少量で、少なくともベース層用のコーティング組成物に添加することができる。かかる添加剤は層の凝集強度をさらに高めることができる。カルボジイミド類、多官能アジリジン類、アルデヒド類、イソシアネート類、エポキシド類、ビニルスルホン類、ピリジニウム、ピリジリウムジカチオンエーテル、メトキシアルキルメラミン類、トリアジン類、ジオキサン誘導体、クロムアルム、硫酸ジルコニウムなどの架橋剤を使用することができる。従って、ホウ素を含有しない架橋剤をホウ素含有架橋剤と併用することができる。
【００５２】
上記のとおり、ベース層の乾量は少なくとも１０ｇ／ｍ2であり、より好ましくは１５〜２５ｇ／ｍ2、最も好ましくは１７ｇ／ｍ2〜２４ｇ／ｍ2である。ベース層の乾量がより低いと、観察される合体のいかなる増加も、ベース層組成物を調節してベース層の吸収容量を増加させることまたは受容体の濡れ性を改善することによって相殺できる。例えば、ベース層へのフルオロ界面活性剤の添加によって、低いベース層被覆量で合体を低減できる。また、中間層の形態で吸収容量を付加することによって合体を低減できる。ベース層の組成物への他の可能な調節としては、粒子の表面積を変えることおよび／または他の粒状材料の添加が挙げられる。
【００５３】
ベース層は、その他の多孔質インク保持層の下方、少なくとも光沢層の下方に位置し、インクジェット記録要素に適用された液体キャリアのかなりの量を吸収するが、染料または顔料を、たとえ吸収したとしても、上方の１または複数の層よりもかなり少ない量で吸収する。
【００５４】
本発明のインクジェット記録要素の一実施態様において、ベース層の厚さは上側光沢層の厚さの少なくとも２倍、好ましくは３倍、より好ましくは少なくとも６倍、最も好ましくは少なくとも９倍である。
【００５５】
ベース層中の無機粒子は、別々に調製され、次いで混合された２つの異なる母集団のヒュームドシリカの混合物を含むことができる。
【００５６】
好ましくは、ベース層中のアニオン性ヒュームドシリカ（またはケイ素含有混合酸化物ヒュームド粒子）は、ベース層中の無機粒子の全質量の少なくとも７０％、より好ましくは少なくとも９０％を構成する。
【００５７】
ベース層は、ヒュームドシリカに加えて、少量の１種または２種以上の他の非カチオン性無機粒子をさらに含むことができ、もしあるとすれば、例えば、コロイドシリカ、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛など、および／またはこれらの混合物を含むことができる。他の有用な非カチオン性無機粒子の例としては、クレイおよび炭酸カルシウムなどが挙げられる。好ましくは、いかなる任意選択的な非凝集コロイド粒子も、粒子サイズを除き、多孔質光沢層について先に述べたようなアニオン性コロイド（非凝集）シリカを含む。
【００５８】
上記無機粒子に加えて、ベース層は、独立に、非カチオン性有機粒子、例えばポリ（メチルメタクリレート）、ポリスチレン、ポリ（ブチルアクリレート）などを含んでよい。好ましくは、ベース層中の実質的に全ての粒子が３００ｎｍ以下のメジアン一次および二次粒子サイズを有する。
【００５９】
好ましくは、ベース層中の１種または２種以上の他の非カチオン性無機材料は、酸化ケイ素含有材料の粒子を構成し、金属またはケイ素原子の少なくとも７０％、好ましくは少なくとも８０％はケイ素であり、酸素または他の非金属もしくは金属原子と組み合わされている。
【００６０】
好ましい実施態様において、ベース層は、５〜１５．０質量％のバインダーを含む。ベース層は、親水性および疎水性バインダーの両方を含むことができる。最も好ましくは、ベース層中のバインダーはポリ（ビニルアルコール）である。さらに、ベース層が、ポリ（ビニルアルコール）を架橋する架橋剤をさらに含むことが好ましい。
【００６１】
一実施態様において、ベース層は、コーティング組成物の全質量の０．１〜５％、好ましくは０．８〜２％の量でフルオロ界面活性剤をさらに含む。好ましいフルオロ界面活性剤は、米国特許出願公開第２００７／００１３９４７号明細書に開示されているような、非イオン性の、線状の、パーフルオロ化されたポリエトキシル化アルコールである。実施態様によっては、かかるフルオロ界面活性剤は、光沢および合体を改善することができる。
【００６２】
ベース層上の多孔質層は、適用されたインクの液体成分が当該ベース層中に認め得るほどに浸透するための通路を提供することができる相互に連通しているボイドを含む。これによって、ベース層は乾燥時間に寄与することが可能となる。非多孔質層または独立気泡を含む層は、下層が乾燥時間に寄与することを可能にしない。
【００６３】
インクジェット記録要素は好ましくは、ベース層中に、５０ｎｍ以下、好ましくは５〜４０ｎｍの平均一次粒子サイズを有するヒュームドシリカを含むが、ヒュームドシリカは、凝集して、好ましくは３００ｎｍ以下、より好ましくは１５０〜２５０ｎｍ以下のメジアン二次粒子サイズをとる。
【００６４】
ベース層は、本発明におけるアニオン性シリカ粒子の表面電荷またはゼータ電位に影響を及ぼすカチオン性材料、例えばカチオン性ポリマー、ヒドロキシル含有多価金属塩、例えば塩化アルミニウム水和物またはシランカップリング剤が存在しないことにより特徴づけられる。「存在しない」とは、ここでは、アニオン性シリカ粒子のゼータ電位を、−１５ミリボルトよりも正側のゼータ電位に大きく変化させるのに十分なカチオン性基が存在する限界未満として定義される。用語「カチオン性ポリマー」は、例えば、少なくとも１つの第４級アンモニウム基、ホスホニウム基、第１級、第２級または第３級アミン基の酸付加物を有するポリマー、ポリエチレンイミン、ポリジアリルアミンまたはポリアリルアミン、ポリビニルアミン、ジシアンジアミド縮合物、ジシアンジアミド−ポリアミン共縮合物またはポリアミド−ホルムアルデヒド縮合物などを包含する。
【００６５】
好ましくは、本発明において、ヒュームドシリカは、コロイドシリカと同様、粒子中の金属またはケイ素原子の少なくとも７０％、好ましくは少なくとも９０％がケイ素であり、酸素または他の非金属の非ケイ素原子と組み合わされていることにより特徴付けられる。例えば、得られる表面がアニオン性である限り、様々なドーパント、不純物、出発物質の組成の変化、表面剤および他の変性剤をその調製中に限られた量で酸化ケイ素に導入することができる。ゼータ電位の要件が満たされる限り、ヒュームドシリカは混合金属酸化物を含むことができる。例えば、Ｓｃｈａｒｆｅらへの米国特許第７，０１５，２７０号明細書およびＢａｔｚ−Ｓｏｈｎらへの米国特許第６，８０８，７６９号明細書を参照されたい。酸化ケイ素混合酸化物粒子は、例えば、チタン、アルミニウム、セリウム、ランタンまたはジルコニウム原子を含むことができる。混合酸化物は、混合酸素−金属間／酸素−非金属結合の形成を伴って原子レベルで酸化物粒子の均質な混合物を包含する。
【００６６】
酸化ケイ素粒子は、湿式法により製造された粒子と乾式法（気相法）により製造された粒子に大きく分けることができる。後者のタイプの粒子は、ヒュームドまたは熱分解法粒子とも呼ばれている。気相法では、火炎加水分解法およびアーク法が商業的に使用されている。用語「火炎加水分解」は、燃料ガス（好ましくは水素）と酸素との反応により生成した火炎の気相中での金属またはヒュームドシリカ金属化合物の加水分解を意味すると理解されている。高分散の非多孔質一次粒子がまず形成され、一次粒子は反応が続くにつれて合体してアグリゲート（ａｇｇｒｅｇａｔｅｓ）を形成し、それらのアグリゲートはさらに集合してアグロメレート（ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｅｓ）を形成し得る。好ましい一実施態様において、これらの一次粒子のＢＥＴ表面積は５〜６００ｍ2／ｇである。ヒュームドシリカは気相法で製造されるのに対して、コロイドシリカはそうではなく、乾式法により製造されたヒュームドシリカと、比較的より多孔質であるシリカゲルなどの湿式法により製造された他のシリカとを区別することができる。
【００６７】
ヒュームド粒子は、本明細書において「コロイドシリカ」と呼ぶ非ヒュームドまたは湿式法粒子と異なる特性を示す。ヒュームドシリカの場合には、これは、表面上のシラノール基の密度の差によるであろう。ヒュームド粒子は、高ボイド比を有する３次元構造を形成するのに好適である。
【００６８】
ヒュームドまたは熱分解法粒子は、より小さな一次粒子のアグリゲートである。一次粒子は多孔質でないけれども、アグリゲートはかなりのボイド容積を含み、そのため、迅速な液体吸収が可能である。これらのボイド含有アグリゲートは、アグリゲート粒子を密に充填して、コーティングの粒子間ボイド容積を最小化する場合でも、コーティングがかなりの液体吸収能力を保持することを可能にする。例えば、本発明において選択的な任意使用のためのヒュームドシリカは、Ｂａｔｚ−Ｓｏｈｎらへの米国特許第６，８０８，７６９号明細書、Ｍｏｒｒｉｓらへの米国特許第６，９６４，９９２号明細書、およびＲｅｇａｎへの米国特許第５，４７２，４９３号明細書に記載されている。ヒュームドシリカの例は、下記実施例に示されており、例えばＣａｂｏｔ Ｃｏｒｐ．から商標群ＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬシリカまたはＤｅｇｕｓｓａから商標群ＡＥＲＯＳＩＬシリカで商業的に入手可能である。
【００６９】
ヒュームドシリカは、比較的より低い表面積を有するものほど、それらのバインダー必要量が少ないので好ましいが、表面積が低すぎるヒュームドシリカは光沢を低下させる。一実施態様において、１５０〜３５０ｍ2／ｇの範囲が好ましく、１７０〜２７０ｍ2／ｇの範囲がより好ましい。
【００７０】
ベース層の上方は上側光沢層で被覆される。当該光沢層中のボイドは、インクが当該ベース層中に認め得るほどに浸透するための通路を提供する。これによって、ベース層は乾燥時間に寄与することが可能となる。従って、光沢を生じるインク受容性層中のボイドは開いており（相互に連通しており）、好ましくは（しかし必須ではない）、最適な中間層の吸収のためのベース層中のボイドと同様なまたは僅かに大きいボイドサイズを有する。
【００７１】
一実施態様において、上側光沢層は、当該層中の全固形分を基準として１０質量％未満のバインダーを含む。上側光沢層中のバインダーは、ベース層におけるのと同じバインダーから選択できる。この場合も、ポリ（ビニルアルコール）が好ましいバインダーである。
【００７２】
光沢層は、本発明におけるシリカ粒子の表面電荷またはゼータ電位に影響を及ぼすカチオン性材料、例えばカチオン性ポリマー、ヒドロキシル含有多価金属塩、例えば塩化アルミニウム水和物またはシランカップリング剤が存在しないことにより特徴づけられる。「存在しない」とは、ここでは、アニオン性シリカ粒子のゼータ電位を、−１５ミリボルトよりも正側のゼータ電位に大きく変化させるのに十分なカチオン性基が存在する限界未満として定義される。
【００７３】
好ましくは、光沢層中のコロイドシリカは、光沢層中の無機粒子の少なくとも８０％、より好ましくは９０％を構成する。
【００７４】
用語「コロイドシリカ」は、分散してコロイドとなる二酸化ケイ素を含む粒子を意味する。かかるコロイド粒子は、特徴として、実質的に球形の一次粒子である。数および凝集が比較的限られたより大きな粒子である一次粒子のアグリゲートは、個々の材料およびその単分散性または多分散性に応じて、少量で存在することができるが、より大きな粒子ほど数加重メジアン粒子サイズに及ぼす影響は比較的少ない。これらのコロイドシリカの例は下記実施例に記載されており、Ｎｉｓｓａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ、Ｄｅｇｕｓａ、Ｇｒａｃｅ Ｄａｖｉｓｏｎ（例えばＳＹＬＯＪＥＴおよびＬＵＤＯＸの商標群で）、Ｎａｌｃｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．などの多くの製造業者から商業的に入手できる。典型的には、コロイドシリカは、もともと、その粒子表面に存在するシラノール基に由来するプロトンの損失によるアニオン電荷を有する。かかる粒子は、典型的には、長期間にわたって粒子が分散体から沈殿しない分散体またはゾルから生じる。最も商業的に入手可能なコロイドシリカゾルは、コロイドシリカを製造するために使用されたケイ酸ナトリウムに少なくとも部分的に由来する水酸化ナトリウムを含む。
【００７５】
前記コロイド粒子の平均金属組成は、ケイ素が少なくとも７０％、より好ましくは少なくとも９０％である。この計算には、ベース層中のヒュームドシリカについて先に記載したように、ケイ素を一金属元素と見なした。
【００７６】
光沢層は、少量の１種または２種以上の他の非カチオン性無機粒子、もし存在するなら、ヒュームドシリカ、酸化チタンおよび／またはそれらの混合物をさらに含んでよい。いかなる任意選択のアグリゲート粒子も、多孔質ベース層について先に記載（粒子サイズ以外の事項）したようなアニオン性ヒュームドシリカを含むことが好ましい。酸化亜鉛、酸化錫などのアニオン性コロイド粒子も好適である。
【００７７】
上記の無機粒子に加えて、光沢層は独立に非カチオン性有機粒子またはビーズ、例えばベース層について先に記載したものなどを含んでよい。艶消しビーズとして使用される粒子を除いて、ベース層中の実質的に全ての粒子が４５ｎｍ以下の平均一次粒子サイズを有することが好ましい。
【００７８】
光沢層中の１種または２種以上の非カチオン性無機粒子が酸化ケイ素含有材料の粒子を含み、金属またはケイ素原子の少なくとも８０％がケイ素であり、酸素または他の非金属または金属原子と組み合わされていることが好ましい。
【００７９】
本発明におけるインク受容性層に、記録要素としての個々の使用に応じて従来の添加剤を含めてもよい。インクジェット記録要素のインク受容性層中に任意選択的に含めることのできるかかる添加剤としては、架橋剤、レオロジー調節剤、界面活性剤、紫外線吸収剤、殺生物剤、滑剤、染料、蛍光増白剤、および他の従来公知の添加剤が挙げられる。インクジェット記録要素が他の画像記録製品または画像記録装置の駆動または搬送機構と接触するということを考慮して添加され、艶消し粒子などのような添加剤が関心のある特性を低下させない程度にインクジェット記録要素に添加される。また、添加剤は、アニオン性シリカと適合するものであるべきである。
【００８０】
インクジェット記録要素は、顔料系インクまたは染料系インクの一方、または両方に適合するように特別に作ることができる。顔料系インクの場合、上側光沢層は、顔料捕捉層として機能することができる。染料系インクの場合には、ここの実施態様、層の厚さ、粒子組成物、バインダーなどに応じて、上側光沢層および下側ベース層の両方、またはそれらの上側部分が画像を含む。
【００８１】
用語「顔料捕捉層」は、本明細書では、使用の際に、画像を印刷するために使用されるインクジェットインク組成物中の顔料着色剤の好ましくは少なくとも７５質量％、より好ましくは実質的に全てが顔料捕捉層中に保持されることを意味するために用いる。
【００８２】
インク保持層のための支持体は、普通紙または樹脂被覆紙から選択することができる。好ましくは、樹脂被覆紙は、両面のポリオレフィンコーティング、より好ましくはポリエチレンを含む。本発明において使用される支持体の厚さは１２〜５００μｍ、好ましくは７５〜３００μｍであることができる。
【００８３】
必要に応じて、支持体に対するベース層の密着性を高めるために、ベース層を支持体に適用するのに先立って、支持体または下引き層の表面をコロナ放電処理してもよい。
【００８４】
本発明のインクジェット記録要素は、当該技術分野で知られている従来の製造技術により製造できる。特に好ましい方法において、下引き層を１つのステーションにおいて単層でコーティングし、そしてベース層および光沢層を含むさらなるコーティング層の全てを１つのステーションで同時にコーティングする。一実施態様において、インクジェット記録要素全体をシングルコーティングパス（ｓｉｎｇｌｅ ｃｏａｔｉｎｇ ｐａｓｓ）でコーティングする。
【００８５】
用語「シングルコーティングパス」または「１回のコーティングパス」は、１または２つ以上の層を、任意選択的に１つまたは２つ以上のステーションでコーティングすることを含むコーティング作業を意味する。このコーティング作業は、インクジェット記録要素をロールに巻く前に行われる。インクジェット記録材料をロールに巻く前および巻いた後であるがインクジェット記録材料を２回目のロールに巻く前に再びさらなるコーティング工程が行われるコーティング作業は２パスコーティング作業と呼ぶ。
【００８６】
用語「後計量法（ｐｏｓｔ−ｍｅｔｅｒｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ）」は、本明細書では、コーティングされた過剰の材料を除去することによって、コーティング組成物をコーティング後に計量する方法と定義する。
【００８７】
「直接計量法（ｄｉｒｅｃｔ ｍｅｔｅｒｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ）」とも呼ぶ用語「前計量法（ｐｒｅ−ｍｅｔｅｒｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ）」は、本明細書では、コーティング前に、例えばポンプにより、コーティング前にコーティング組成物を計量する方法と定義する。
【００８８】
前計量法は、例えば、カーテンコーティング、押出ホッパーコーティング、スライドホッパーコーティングなどから選択できる。
【００８９】
好ましい一実施態様において、２つのインク受容性層が、好ましくはカーテンコーティングによって、同時にコートされる。
【００９０】
好ましい一実施態様において、インクジェット記録要素の製造方法は以下の工程：
（ａ）支持体を用意する工程；
（ｂ）支持体上に、
（ｉ）ベース層用の第１のコーティング組成物、当該第１のコーティング組成物は、アニオン性ヒュームドシリカの粒子と、当該第１のコーティング組成物中に含まれない架橋性化合物により実質的に架橋されうる親水性バインダーを含む；および
（ｉｉ）光沢層用の第２のコーティング組成物、当該第２のコーティング組成物はアニオン性コロイドシリカの粒子とバインダーを含む；
の順序で、これらの組成物を同時にコーティングする工程；および
（ｃ）工程（ｂ）に先立って、支持体を、少なくともベース層中に拡散してベース層中の少なくとも親水性バインダーを実質的に架橋する架橋性化合物を含む下引き組成物で処理する工程；
を含み、ここで、ヒュームドシリカの粒子とコロイドシリカの粒子は、−１５ミリボルト未満のゼータ電位を示し、第１および第２のコーティング組成物中の全固形分に対するバインダーの百分率が５質量％〜１５．０質量％（１５．０質量％を含まない）である。
【００９１】
下引き組成物は任意選択的に、バインダーを含んでいても、あるいは、水などの液体キャリアをたんに含んでいてもよい。
【００９２】
好ましくは、架橋性化合物はホウ素を含み、例えば架橋性化合物はホウ砂またはボレートを含むことができる。
【００９３】
当該方法の好ましい一実施態様において、ベース層中の親水性バインダーはポリ（ビニルアルコール）またはその誘導体もしくはコポリマーを含む。
【００９４】
光沢層中のバインダーは、第２の組成物中に含まれない架橋性化合物により実質的に架橋されることができ、架橋性化合物も光沢層中に拡散して光沢層中のバインダーを実質的に架橋することができる。
【００９５】
そのため、一実施態様において、支持体は、工程（ｂ）に先立って、少なくともベース層中に拡散してベース層中の少なくとも親水性バインダーを実質的に架橋する架橋性化合物を含む下引き組成物により処理される。この場合に、架橋性化合物は、ベース層の厚さなどの様々な因子に依存して、上側光沢層中にある程度移行しうる。
【００９６】
ベース層と上側光沢層などとの間に、さらなる中間層を、上記の従来の前計量コーティング手段によりコーティングすることができる。好ましくは、ベース層および光沢層は、インク受容性要素中の１．０ｇ／ｍ2 を超える乾量を有する２つの層である。
【００９７】
本発明の記録要素に画像形成するために使用されるインクジェットインクは当該技術分野においてよく知られている。インクジェット印刷において使用されるインク組成物は、典型的には、溶剤またはキャリア液体、染料または顔料、保湿剤、有機溶剤、洗剤、増粘剤、防腐剤などを含む液体の組成物である。溶剤またはキャリア液体は、単に水であるか、または多価アルコール類などの他の水混和性溶剤と混合された水であることができる。多価アルコール類などの有機材料が支配的なキャリアまたは溶剤液体であるインクも使用できる。特に有用なものは、水と多価アルコール類の混合溶剤である。染料が、かかる組成物に使用される場合には、それらは、典型的には、水溶性の直接染料または酸性タイプの染料である。かかる液体組成物は、例えば、米国特許第４，３８１，９４６号明細書、第４，２３９，５４３号および第４，７８１，７５８号明細書を含む先行技術において広範に記載されている。
【００９８】
典型的には、インクジェット印刷において使用される着色剤は、アニオン性の性質を有する。染料系印刷システムでは、染料分子はアニオン性部分を含む。顔料系印刷システムでは、分散された顔料はアニオン性部分で官能化されている。着色剤は、最大限の画像濃度を提供するように、インクジェット受容体の表面付近に固定されるべきである。顔料系印刷システムでは、インクジェット受容体は、表面付近のインク顔料粒子の有効な捕捉をもたらすように、トップ層において最適な細孔サイズを有するように作られる。従来技術で知られている染料系印刷システムは受容体のトップ層または複数の層中に定着剤または媒染剤を必要とする。多価金属イオンおよび不溶性カチオン性ポリマーラテックス粒子は、アニオン性染料のための有効な媒染剤を提供する。顔料系印刷システムおよび染料系印刷システムは両方とも広く利用可能である。ユーザーの簡便さの観点で、従来技術で知られている汎用の多孔質インクジェット受容体が最も上側の１または複数の層中に染料定着剤を含む。
【００９９】
本明細書に開示する記録要素は主にインクジェットプリンターに有用であると言及したが、それらはペンプロッターアセンブリ用の記録媒体としても使用できる。ペンプロッターは、インク溜めと接触した状態にある毛細管の束からなるペンを使用して記録媒体の表面に直接書き込むことにより機能する。
【０１００】
本発明の別の側面は、（ａ）デジタルデータ信号に応答するインクジェットプリンターを用意する工程、（ｂ）前記インクジェットプリンターに上記インクジェット記録要素を装填する工程、（ｃ）前記インクジェットプリンターに顔料系インクジェット組成物を装填する工程；および（ｄ）前記デジタルデータ信号に応答して、インクジェットインク組成物を使用してインクジェット記録要素上に印刷する工程を含む、インクジェット印刷方法に関する。
【０１０１】
本発明のさらに別の側面は、少なくとも３つの着色インク組成物、例えばシアン、イエローおよびマゼンタを含むインクジェットインクセットとの組み合わせで本発明のインクジェットジェット受容体を含むパッケージされた製品セットに関する。かかる製品は、インク組成物とインクジェット受容体が画像印刷中に望ましく適合するように、写真品質画像を印刷する際に使用に供されるように消費者に商業的に入手可能であるように作ることができる。本発明のインクジェット記録要素は、その裏側に、インクジェットプリンターによる検出が可能なインディシアが存在することによりさらに特徴付けられる。かかるインディシアは、画像を印刷するときに使用される個々のインクジェット受容体に対して推奨されるプリンター設定とすることにより望ましい結果がさらに改善されるように光学的検出器などの手段により検出できる。このシステムによって、ユーザーはより簡便により高いプリント品質を達成することが可能となる。
【０１０２】
好ましい実施態様において、インクジェットインク組成物は、画質を損なわずに少なくとも５．０×１０-4ｍＬ／ｃｍ2／秒の速度でインクジェット記録要素上に適用される。このインク流束は、１インチあたり１２００×１２００ピクセルのアドレス可能な解像度で、４２秒間に１ピクセルあたり１０．３５ピコリットル（ｐＬ）という平均インク量で写真を印刷することに相当し、複数の被覆パスによる所定のピクセルの印刷は４秒未満で完了する。
【０１０３】
以下の例により本発明をさらに説明する。
【実施例】
【０１０４】
例１
両側にポリエチレン樹脂コーティングを有する紙を含む支持体を、全固形分０．６％で、ポリ（ビニルアルコール）（ＰＶＡ，ＣＥＬＶＯＬ １０３）、スチレン−ブタジエンラテックス（ＤＯＷ ＣＰ６９２ＮＡ）および四ホウ酸ナトリウムを１：１：２の比で含む水性組成物をコーティングすることによりその片側を処理し、乾燥させて０．３２ｇ／ｍ2 の乾燥被覆量とした。
【０１０５】
アニオン性ヒュームドシリカ（ＡＥＲＯＳＩＬ ２００）の分散体（ＤＥＧＵＳＳＡ Ｗ７５２０）と７．５％のＰＶＡ（日本合成ＫＨ２０）と０．７５％の１，４−ジオキサン−２，３−ジオール（ＤＨＤ）と１％のフルオロ界面活性剤（ＺＯＮＹＬ ＦＳ３００）を含むベース層用の第１の水性コーティング組成物（固形分１７．９％）と、アニオン性コロイドシリカ（Ｇｒａｃｅ Ｄａｖｉｓｏｎ ＳＹＬＯＪＥＴ ４０００ＡとＬＵＤＯＸ ＴＭ−５０の１：１混合物）と８％のスクシニル化ゼラチン（ＧＥＬＩＴＡ ＩＭＡＧＥＬ ＭＳ）と架橋剤（０．８％の１，４−ジオキサン−２，３−ジオール（ＤＨＤ））とコーティング助剤（１％のＺＯＮＹＬ ＦＳ３００）を含む光沢層用の第２の水性コーティング組成物（固形分１０％）とを下引き層上に同時にコーティングし、それぞれ２１．５ｇ／ｍ2および２．２ｇ／ｍ2の乾量の層を得、乾燥させて本発明の試料Ｉ−１を形成した。
【０１０６】
比較用試料Ｃ１〜Ｃ５は、上記と同様に処理された支持体を使用した。ベース層用のカチオン性ヒュームドシリカ（カチオン性に変性されたＡＥＲＯＳＩＬ １３０）を含む分散体（ＤＥＧＵＳＳＡ ＷＫ７３３０）とＰＶＡ（日本合成ＫＨ２０）と２．５％の１，４−ジオキサン−２，３−ジオール（ＤＨＤ）と０．５％のホウ酸と１．８５％のコーティング助剤（１０Ｇ，ＤＩＸＩＥ ＣＨＥＭＩＣＡＬ）を含む第１の水性コーティング組成物（固形分１７．９％）と、カチオン性コロイドシリカ（Ｇｒａｃｅ Ｄａｖｉｓｏｎ ＳＹＬＯＪＥＴ ４０００Ｃ）と３．５％のポリビニルアルコール（日本合成ＧＨ２３）と１％の１，４−ジオキサン−２，３−ジオール（ＤＨＤ）と１％のＺＯＮＹＬ ＦＳ３００を含む光沢層用の第２の水性コーティング組成物（固形分１０％）と下引き層上に同時にコーティングし、それぞれ２１．５ｇ／ｍ2および２．２ｇ／ｍ2の乾量の層を得た。ヒュームドシリカ含有層について、ＰＶＡレベルを変え、釣り合いをとるようにヒュームドシリカレベルを調節した。比較用試料Ｃ１〜Ｃ５で使用したＰＶＡの量を下記表１に示す。
【０１０７】
被覆された試料のクラック生成を視覚的に評価した。未印刷試料の光沢を２０度および６０度で測定した。印刷速度およびインクレイダウンが最大化されるように選択したドライバー設定（ＫＯＤＡＫ ＵＬＴＲＡ ＰＲＥＭＩＵＭ ＳＴＵＤＩＯ光沢紙選択）でＫＯＤＡＫ ＥＡＳＹＳＨＡＲＥ ５１００インクジェットプリンターを使用して試料を印刷した。合体、またはべた色パッチでの局所的な濃度の不均一性を視覚的に評価し、１（視覚的になし）から５（選択したプリンターモードが非常に高いインク流束から「（ｆｌｏｏｄｉｎｇ）」までであるがフラディングを含まない非常に高いインク流束をもたらす条件下で観察される著しい合体）までのスケールで等級付けした。４以下の等級は印刷用途によっては許容可能であるとみなすことができる。インクがあふれ、しかも合体した試料は５よりも高い等級をつけた。また、ＥＰＳＯＮ Ｒ３２０染料系プリンターを用いて試料を印刷し、べた色パッチの濃度を測定した。シアン、マゼンタおよびイエローの濃度の平均値を比較し、さらに、レッド、グリーンおよびブルーパッチ並びに純粋なブラックのパッチの平均値を比較した。結果を下記表１に示す。
【０１０８】
【表１】
【０１０９】
表１中の結果により実証されているように、本発明者は、インク受容性層中にアニオン性ヒュームドシリカを含み、そして光沢層中にアニオン性コロイドシリカを含む本発明の記録要素を、インク受容性層のバインダー含有量を低くして、クラックを生成させずにコーティングできることを見出した。その結果、顔料系インクを用いて、合体の低減がもたらされる。驚くべきことに、染料系インクの色濃度も改善された。当該技術分野で、インクジェット受容体についての標準的に行われていることは、アルミナまたはカチオン性に変性されたシリカなどのカチオン性粒子を使用することである。最大の色濃度を得るために標準的なアニオン性インク着色剤を受容体の表面付近に固定するために、任意選択的に、カチオン性粒子と混和性のカチオン性媒染剤を含めることが行われる。本発明において、受容体中にはカチオン性の粒子または添加剤は実質的に使用されないが、標準的なアニオン性着色剤を含むインクを用いて印刷する場合に優れた結果が得られる。
【０１１０】
例２
本発明は、コロイドシリカを含む最上部の光沢層を含む。比較のために、上記光沢層をコーティングする代わりに、インク受容性層の乾燥被覆量を対応する乾量分増加させたことを除いて、本発明の試料Ｉ−１におけるように比較用試料Ｃ−６を作製した。試料Ｃ−６およびＩ−１を例１におけるように評価した。結果を表２に示す。
【０１１１】
【表２】
【０１１２】
表２に示した結果は、光沢層をインク受容性層の上部に設けた場合に劇的に光沢が改善されることを実証している。さらに、染料系インクにより印刷した場合に、全ての色の濃度が実質的に改善された。
【０１１３】
例３
本発明は、アニオン性ヒュームドシリカの粒子を含む多孔質ベース層を含む。トップコート被覆量を３．２ｇ／ｍ2に増加させ、下層中のヒュームドシリカを部分的にアニオン性コロイドシリカ（Ｇｒａｃｅ Ｄａｖｉｓｏｎ ＳＹＬＯＪＥＴ ４０００Ａ）に下記表３に記載する量で置き換えたことを除いて、本発明のコーティング試料Ｉ−１におけるように本発明の試料Ｉ−２、Ｉ−３およびＩ−３Ａを作製した。試料を例１におけるように評価した。
【０１１４】
【表３】
【０１１５】
表３の結果は、他の混和性アニオン性無機粒子を添加した場合でも顔料系インクの許容できない合体を生じずに、アニオン性ヒュームドシリカを含むベース層が、染料系インクにより優れた印刷色濃度をもたらすことを実証している。
【０１１６】
例４
光沢層のコーティング組成物を固形分１５％に変え、レイダウンを変えたことを除き、例１におけるコーティング試料Ｉ−１についての手順に従って、一連のコーティングを作製した。コーティングの試料を例１におけるように評価した。試験結果を下記表４に示す。
【０１１７】
【表４】
【０１１８】
表４に実証されているように、より少ない光沢層質量では、印刷された色濃度が低下することがある。合体のわずかな増加が、５ｇ／ｍ2を超える光沢層乾量の場合に見られる。
【０１１９】
例５
光沢層のアニオン性コロイドシリカタイプのものの混合物を単一成分Ｇｒａｃｅ Ｄａｖｉｓｏｎ ＳＹＬＯＪＥＴ ４０００Ａに置き換え、光沢層中のゼラチンバインダーをポリ（ビニルアルコール）に置き換えたことを除き、例１におけるコーティング試料Ｉ−１についての手順に従って、一連のコーティングを調製した。光沢層におけるポリ（ビニルアルコール）レベルを４質量％〜１０質量％の範囲に調節した。光沢層中の架橋剤のレベルをバインダーレベルの１０質量％に調節した。ベース層は、６質量％の一定のバインダーレベルで作製した。
【０１２０】
印刷された暗い領域が高い光沢を示してブロンズ色が現れた場合にブロンジングが生じた。染料系インクを用いてＥＰＳＯＮ Ｒ２６０プリンターにより印刷されたブラック領域を観察することによりブロンジングの視覚的評価を行った。
【０１２１】
【表５】
【０１２２】
表５中のデータは、光沢層における１０％以下のバインダーの割合が優れた印刷染料濃度をもたらすことを実証している。ブロンジングする傾向のあるインクの場合、光沢層ではより低いバインダー割合が好ましい。
【０１２３】
例６
インク受容性層におけるバインダーレベルが7質量％であったことを除き、例５の手順に従って一連のコーティングを作製した。光沢層およびインク受容性層の被覆量を下記表６に示すように変えた。
【０１２４】
【表６】
【０１２５】
表６中の結果から、本発明の幾つかに実施態様についての好ましい範囲を示しており、少なくとも１７ｇ／ｍ2のインク受容性層が、より少ない乾量の層と比べて合体を低減することを実証している。低いベース層乾量で観察された合体の増大は、吸収能力または濡れを増大させるようにベース層組成物を調節することによってさらに相殺することができる。例えば、下記例１３に示されているように、ベース層中のフルオロ界面活性剤の量を増加させると、低ベース層被覆量で合体を低減することができる。組み合わされたベース層と光沢層の全乾量は２５ｇ／ｍ2 を超えて増加し、受容体は製造中にクラックをより生成しやすくなる。光沢コート被覆量はクラック生成に対して比較的大きな効果があるのに対し、インク受容性層の乾量は画質に比較的大きな影響を及ぼす。
【０１２６】
例７
光沢層のアニオン性コロイドシリカタイプの混合物を単一成分Ｇｒａｃｅ Ｄａｖｉｓｏｎ ＳＹＬＯＪＥＴ ４０００Ａに置き換え、光沢層の乾量を３．２ｇ／ｍ2 に設定したことを除き、例１におけるコーティング試料Ｉ−１についての手順に従って、一連のコーティングを調製した。インク受容性層のバインダーレベルを下記表７に示すように変えた。
【０１２７】
【表７】
【０１２８】
表７に示した結果から、２４ｇ／ｍ2 を超えるベース層乾量はクラック生成の増大をもたらすことがあるのに対し、相対乾燥バインダー含有量の増大は合体を増加させる傾向がある。
【０１２９】
例８
ホウ砂含有処理層がポリビニルピロリドン（Ｋ−９０，ＩＳＰ Ｃｏｒｐ．）と四ホウ酸ナトリウムの１：１混合物を含んでいたことを除き、例２におけるコーティング試料Ｉ−４についての手順に従って、処理された支持体を作製した。インク受容性層用のカチオン性ヒュームドシリカの分散体を用いて一連のコーティングを作製した。市販の分散体ＷＫ７３３０（ＡＥＲＯＳＩＬ １３０の分散体，Ｄｅｇｕｓｓａ）に由来するカチオン性シリカが８２．６％、ポリ（ビニルアルコール）（ＫＨ−２０）が１２．５％、ジヒドロキシジオキサンが２．５％、ホウ酸が０．５％、および１０Ｇ界面活性剤が１．９％となるように、水性カチオン性コーティング組成物Ａ（全固形分１７．９％）を調製した。
【０１３０】
ＷＫ７３３０の代わりにＷＫ７５２５（Ｄｅｇｕｓｓａ製のＡＥＲＯＳＩＬ ２００のカチオン分散体）を使用したことを除いて組成物Ａと同じ処方に従ってカチオン性コーティング組成物Ｂを調製し、そして、ポリ（ビニルアルコール）バインダーレベルを１５％に増加させ、それに応じてシリカのレベルを低下させたことを除いて組成物Ｂと同じ処方に従ってカチオン性コーティング組成物Ｃを調製した。光沢層用の水性カチオン性コーティング組成物は、固形分１０％とし、カチオン性コロイドシリカシリカ（Ｇｒａｃｅ Ｄａｖｉｓｏｎから入手可能なＳＹＬＯＪＥＴ ４０００Ｃ分散体に由来）を８３．８％、カチオン性ヒュームドシリカ（ＷＫ７３３０，Ｄｅｇｕｓｓａ）を１０％、ポリ（ビニルアルコール）（ＫＨ２０）を４％、ジヒドロキシジオキサンを１．１％、およびＺＯＮＹＬ ＦＳ３００界面活性剤を１．１％含んでいた。
【０１３１】
インク受容性層について２１．５ｇ／ｍ2 の乾燥コーティング量および光沢層について２．２ｇ／ｍ2 の乾燥コーティング量となるように、インク受容性層用のカチオン性コーティング組成物と光沢層用のカチオン性コーティング組成物とを一緒に同時にコーティングすることによって、一連のコーティング試料Ｃ−１３〜Ｃ−１５を作製した。さらに、光沢層中のバインダーをポリ（ビニルアルコール）に変え、そして、カチオン性の比較例で使用したのと同じホウ砂処理層に層をコーティングしてコーティング試料Ｉ−２７を得たことを除き、例１と同じ組成のアニオン性コーティングを作製した。試料を例１におけるように評価した。結果を表８に示す。
【０１３２】
【表８】
【０１３３】
表８に示した結果から、アニオン性シリカを含む層の場合よりもカチオン性シリカを含むインク受容性層の場合に、アニオン性シリカを使用する処方と比べてバインダー含有量を高くすることに加えて、より大きな粒子サイズが好ましいことが判る。合体およびクラック生成の程度は、本発明で使用されるアニオン性層について見られるものに近づくことができるが、染料濃度はそれほど高くない。
【０１３４】
例９
この例は、本発明の様々な例および比較例で使用したシリカ粒子のゼータ電位を実証する。ゼータ電位は、Ｍａｌｖｅｒｎ ＺＥＴＡＳＩＺＥＲ ＮＡＮＯ−ＺＳを使用して測定した。結果を下記表９に示す。
【０１３５】
【表９】
【０１３６】
表９中の結果から判るように、本発明で使用したアニオン性シリカ分散体は、−１５ミリボルトよりも負側のゼータ電位を有する。カチオン性シリカ分散体は＋１５ミリボルトを超えるゼータ電位を有する。
【０１３７】
例１０
例５で使用したものに対応するベース層および光沢層用のアニオン性コーティング組成物を調製した。例８で使用したものに対応するベース層用および光沢層用のカチオン性コーティング組成物を調製した。溶融物を室温で攪拌しながら組み合わせて混和性を評価した。観察結果を表１０に示す。
【０１３８】
【表１０】
【０１３９】
これらの観察結果は、うまく同時コーティングを行うには、コーティング組成物中の粒子は同じ電荷を有するべきであることを示唆している。
【０１４０】
例１１
光沢層の乾量を３．２ｇ／ｍ2に増加させたことを除いて例１と同様にコーティングを作製した。逐次コーティング法により比較用のコーティングを作製した。すなわち、画像受容性層をコーティングし、乾燥させ、次に光沢層を最上部にコーティングし、乾燥させた。印刷光沢をＫＯＤＡＫ ＥＡＳＹＳＨＡＲＥ ５１００プリンターを使用して評価した。シアン、マゼンタ、イエローおよび保護インクのパッチを印刷し、次に、各パッチの２０度光沢を測定し、値を平均化した。結果を表１１に示す。
【０１４１】
【表１１】
【０１４２】
表１１に示したアニオン性シリカコーティング組成物の場合の同時および逐次コーティング法の結果は、未印刷および印刷光沢が、好ましい同時コーティング法の場合に優れており、合体が減少することを実証している。特定の理論に束縛されるわけではないが、本発明者は、同時コーティング法は受容体の光沢層とベース層の界面におけるミクロ構造を十分に変えて、顔料系インクを用いた場合の印刷光沢を著しく改善し、合体を減少させると推測する。
【０１４３】
例１２
例５の場合のようにベース層用および光沢層用のアニオン性コーティング組成物を調製し、例８におけるようにベース層用および光沢層用のカチオン性コーティング組成物を調製した。例１で述べたようなホウ砂含有下引き層上にベース層をそれぞれコーティングし、乾燥させた。乾燥したアニオン性ベース層に、その後、カチオン性光沢組成物をコーティングし、乾燥させ、一方、カチオン性ベース層には、その後、アニオン性光沢組成物をコーティングし、乾燥させた。比較のために、カチオン性のベース層および光沢層組成物と同様に、アニオン性のベース層組成物および光沢層組成物も同時にコーティングし、乾燥させた。例２におけるように試料を評価した。結果を表１２に示す。
【０１４４】
【表１２】
【０１４５】
表１２に示した結果は、本発明で使用したアニオン性の構造体Ｉ−３０が、カチオン性に変性されたシリカを含む構造体Ｃ−１６〜Ｃ−１８と比べて、非常に良好な光沢で最も少ない量の合体をもたらしたことを実証している。
【０１４６】
例１３
異なる表面積を有するアニオン性ヒュームドシリカ粒子に由来する別のアニオン性ヒュームドシリカ分散体を使用し、ベース層中のバインダーレベルを１０％に増加させた最高表面積シリカ（試料Ｉ−３４）を除き、試料Ｉ−２７と同様に一連のコーティングを調製した。分散体（全てＤｅｇｕｓｓａから入手）およびそれらの対応するシリカ粒子は、それぞれ、Ｗ７５２５（ＡＥＲＯＳＩＬ ９０）、Ｗ７３３０Ｎ（ＡＥＲＯＳＩＬ １３０）およびＷ７６２２（ＡＥＲＯＳＩＬ ３００）であった。試料をクラック生成および未印刷光沢について評価した。結果を表１３に示す。
【０１４７】
【表１３】
【０１４８】
表１３に示した結果は、インク受容性層において有用なアニオン性ヒュームドシリカの好ましい比表面積は、光沢のある受容体の場合に、１５０ｍ2／ｇ〜３５０ｍ2／ｇであることを実証している。試料Ｉ−３４の不十分なクラック生成挙動および低光沢は、バインダーレベルを増加させることにより解消することができたが、粘度の上昇は、コーティング組成物の固形分を減少させることを必要とし、そのため、コーティングを遅くし、より生産性の低い乾燥速度が必要となるので、この選択肢は製造上の観点からあまり魅力的でない。
【０１４９】
例１４
インク受容体中のバインダーの相対質量を７．５％から７．０％に低下させ、そして一連の市販入手可能なアニオン性コロイドシリカ粒子を光沢層用のコーティング組成物で置き換えたことを除き、例１における試料Ｉ−１に対する手順に従って一連のコーティングを調製した。製造業者から提供された特性および粒子サイズを下記表１４に示す。幾つかのアニオン性場合に、市販入手可能なコロイドシリカ分散体は１つ以上の粒子サイズを有する。
【０１５０】
【表１４】
【０１５１】
表１４に示した結果は、３７ｎｍよりも小さいメジアン粒子サイズのコロイドシリカ粒子が未印刷光沢の改善と印刷色濃度の改善をもたらすことを実証している。３７ｎｍ未満の異なるメジアン粒子サイズのコロイドシリカ分散体の組み合わせが非常に好ましい。なぜなら、かかる組み合わせは許容可能な光沢と染料濃度性能とのバランスのよい良好な多孔度（より低い合体）をもたらすことができるからである。
【０１５２】
例１５
例１４におけるようにベース層中のバインダーを７．５％から７．０％に減少させ、そしてコーティング組成物中のコロイドシリカを等質量の異なるメジアン粒子サイズを有するコロイドシリカ粒子タイプのものの混合物と置き換えたことを除き、例１の手順に従って一連のコーティングを調製した。試験した組み合わせを下記表１６に示す。Ｅｐｓｏｎが推奨する染料系インクを使用してＥＰＳＯＮ Ｒ３２０プリンターによって、コーティングの試料を印刷した。未印刷光沢および印刷された色濃度を測定した。結果を表１５に示す。
【０１５３】
【表１５】
【０１５４】
表１５に示した結果は、試料Ｉ−２８からＩ−３０におけるようにメジアン粒子サイズが３７ｎｍ未満である場合も、光沢層中のアニオン性コロイドシリカ粒子の混合物が優れた未印刷光沢および印刷された色濃度をもたらすのに対し、メジアン粒子サイズが３７ｎｍである試料Ｃ−２２の場合に未印刷光沢およびカラープリント濃度が低下したことを実証している。
【０１５５】
例１６
この例は、ベース層および光沢層中のバインダーの架橋が、下引き層からの架橋剤の拡散により達成できることを示すものである。ベース層バインダーレベルが８％であり光沢層バインダーレベルも８％であったことを除き、ヒュームドシリカベース層および光沢層を例５におけるように作製した。総ＰＶＡレベルは１．６ｇ／ｍ2であった。例８におけるように下引き層を作製したが、様々な量の四ホウ酸ナトリウムが付着するように下引き層におけるホウ砂濃度を調節した。コーティング品質および光沢を評価した。
【０１５６】
【表１６】
【０１５７】
表１６に示した結果は、バインダーの０．１４〜０．２７ｇ／ｍ2の好ましいボレートレベルが未印刷光沢の改善とクラック生成の低減をもたらすことを実証している。好ましいボレートレベルは、それに応じて、バインダーの６質量％〜２０質量％である。
【０１５８】
例１７
ＰＶＡの量、フルオロ界面活性剤ＺＯＮＹＬ ＦＳ３００の量および合計質量を変えたことを除き、例８の試料Ｉ−２７におけるものと同様に一連のコーティングを調製した。ＫＯＤＡＫ ＥＡＳＹＳＨＡＲＥ ５１００プリンターを使用して印刷することによって、光沢を測定し、合体を評価した。
【０１５９】
【表１７】
【０１６０】
このデータは、バインダーレベルとフルオロ界面活性剤レベルと光沢と合体の間の複雑な関係を示している。バインダーレベルが増大するにつれて、フルオロ界面活性剤の存在下で光沢が減少するが、フルオロ界面活性剤なしでは光沢はわずかに減少する。フルオロ界面活性剤は常に合体を改善するが、あるバインダーレベルで、用途によっては、フルオロ界面活性剤なしでも、合体および光沢が十分なことがある。
【０１６１】
例１８
ベース層被覆量が２３．７ｇ／ｍ2 であり、光沢層被覆量が３．２ｇ／ｍ2であり、インク受容性層中に使用したポリ（ビニルアルコール）タイプを加水分解度および分子量の点で変えたことを除き、例１の手順に従って一連のコーティングを調製した。分子量は、典型的には、２０℃の４％水溶液の粘度により当該技術分野で評価され、その値は製造業者により提供される。クラック生成の程度を視覚的に評価し、未印刷光沢を測定した。結果を下記表１８に示す。
【０１６２】
【表１８】
【０１６３】
表１８に示した結果は、好ましいポリ（ビニルアルコール）バインダーは２０℃の４％水溶液中で３０ｃＰ以上の粘度をもたらすのに十分に高い分子量を有し、しかも、ベース層の厚さを制限することまたはバインダーの量を増加させることなどのコーティング組成物中に他の変化を生じずに、好ましい耐クラック性、光沢およびアニオン性ヒュームドシリカの分散体との混和性をもたらすために約９０以下の加水分解度を有することを実証している。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェット記録要素であって、支持体および下記のインク受容性層：
（ａ）アニオン性ヒュームドシリカの粒子と、ホウ素含有化合物を含む架橋剤により架橋された一次バインダーとして親水性ヒドロキシル含有ポリマーとを含む多孔質ベース層であって、当該多孔質ベース層の乾量は１０〜３５ｇ／ｍ2であり、当該多孔質ベース層中の全固形分に対する全バインダーの質量百分率は５．０％よりも高く、かつ、１５．０％未満である多孔質ベース層；および
（ｂ）前記多孔質ベース層の上方の、コロイドシリカの粒子および親水性バインダーを含み、１．０〜７．５ｇ／ｍ2 の乾量を有する最上部の多孔質光沢層；
を有し、
コロイドシリカの粒子のメジアン粒子サイズが１０ｎｍから４５ｎｍ未満であり、
アニオン性ヒュームドシリカの粒子およびアニオン性コロイドシリカの粒子が−１５ミリボルト未満のゼータ電位を示す、インクジェット記録要素。
【請求項２】
アニオン性ヒュームドシリカの粒子のメジアン一次粒子サイズが３０ｎｍ未満である、請求項１に記載のインクジェット記録要素。
【請求項３】
前記多孔質ベース層の乾量が、最上部の多孔質光沢層の乾量の少なくとも２倍、好ましくは３倍、より好ましくは少なくとも６倍、最も好ましくは少なくとも９倍である、請求項１に記載のインクジェット記録要素。
【請求項４】
最上部の多孔質光沢層中のコロイドシリカの粒子が、別々に製造され、次いで混合された２つの異なる母集団のコロイドシリカの混合物から構成される、請求項１に記載のインクジェット記録要素。
【請求項５】
多孔質ベース層中のアニオン性ヒュームドシリカが、多孔質ベース層中の全無機粒子の少なくとも７０質量％を構成する、請求項１に記載のインクジェット記録要素。
【請求項６】
前記多孔質ベース層が１２質量％未満のバインダーを含む、請求項１に記載のインクジェット記録要素。
【請求項７】
前記多孔質ベース層中のポリマーが変性または未変性ポリ（ビニルアルコール）またはそれらのコポリマーを含む、請求項１に記載のインクジェット記録要素。
【請求項８】
前記多孔質ベース層中のポリマーがポリ（ビニルアルコール）を含む、請求項１に記載のインクジェット記録要素。
【請求項９】
前記ポリ（ビニルアルコール）が少なくとも７０％の加水分解度を有する、請求項８に記載のインクジェット記録要素。
【請求項１０】
前記多孔質ベース層がさらにフルオロ界面活性剤を含む、請求項１に記載のインクジェット記録要素。
【請求項１１】
コロイドシリカの粒子のメジアン一次粒子サイズが３０ｎｍ未満である、請求項１に記載のインクジェット記録要素。
【請求項１２】
最上部の多孔質光沢層が、当該最上部の多孔質光沢層中の全固形分に基づいて１０質量％未満のバインダーを含む、請求項１に記載のインクジェット記録要素。
【請求項１３】
最上部の多孔質光沢層が、カチオン性ポリマーを含まないことにより特徴付けられる、請求項１に記載のインクジェット記録要素。
【請求項１４】
最上部の多孔質光沢層中のコロイドシリカの粒子が、当該最上部の多孔質光沢層中の全無機粒子の少なくとも７０質量％を構成する、請求項１に記載のインクジェット記録要素。
【請求項１５】
前記支持体がセルロース紙を含む、請求項１に記載のインクジェット記録要素。
【請求項１６】
前記支持体が樹脂被覆紙を含む、請求項１に記載のインクジェット記録要素。
【請求項１７】
支持体および任意選択的な下引き層の上の、多孔質ベース層および最上部の多孔質光沢層から成る、請求項１に記載のインクジェット記録要素。
【請求項１８】
（Ａ）デジタルデータ信号に応答するインクジェットプリンターを用意する工程、
（Ｂ）前記インクジェットプリンターに請求項１に記載のインクジェット記録要素を装填する工程、
（Ｃ）前記インクジェットプリンターに顔料系インクジェット組成物を装填する工程；および
（Ｄ）前記デジタルデータ信号に応答して、インクジェットインク組成物を使用してインクジェット記録要素上に印刷する工程、
を含む、インクジェット印刷方法。
【請求項１９】
前記インクジェットインク組成物がアニオン性染料系インクを含む、請求項１８に記載のインクジェット印刷方法。
【請求項２０】
請求項１に記載のインクジェット記録要素と、少なくとも３つの着色インク組成物を含むインクジェットインクセットとを含むパッケージされた製品。
【請求項１】
インクジェット記録要素であって、支持体および下記のインク受容性層：
（ａ）アニオン性ヒュームドシリカの粒子と、ホウ素含有化合物を含む架橋剤により架橋された一次バインダーとして親水性ヒドロキシル含有ポリマーとを含む多孔質ベース層であって、当該多孔質ベース層の乾量は１０〜３５ｇ／ｍ2であり、当該多孔質ベース層中の全固形分に対する全バインダーの質量百分率は５．０％よりも高く、かつ、１５．０％未満である多孔質ベース層；および
（ｂ）前記多孔質ベース層の上方の、コロイドシリカの粒子および親水性バインダーを含み、１．０〜７．５ｇ／ｍ2 の乾量を有する最上部の多孔質光沢層；
を有し、
コロイドシリカの粒子のメジアン粒子サイズが１０ｎｍから４５ｎｍ未満であり、
アニオン性ヒュームドシリカの粒子およびアニオン性コロイドシリカの粒子が−１５ミリボルト未満のゼータ電位を示す、インクジェット記録要素。
【請求項２】
アニオン性ヒュームドシリカの粒子のメジアン一次粒子サイズが３０ｎｍ未満である、請求項１に記載のインクジェット記録要素。
【請求項３】
前記多孔質ベース層の乾量が、最上部の多孔質光沢層の乾量の少なくとも２倍、好ましくは３倍、より好ましくは少なくとも６倍、最も好ましくは少なくとも９倍である、請求項１に記載のインクジェット記録要素。
【請求項４】
最上部の多孔質光沢層中のコロイドシリカの粒子が、別々に製造され、次いで混合された２つの異なる母集団のコロイドシリカの混合物から構成される、請求項１に記載のインクジェット記録要素。
【請求項５】
多孔質ベース層中のアニオン性ヒュームドシリカが、多孔質ベース層中の全無機粒子の少なくとも７０質量％を構成する、請求項１に記載のインクジェット記録要素。
【請求項６】
前記多孔質ベース層が１２質量％未満のバインダーを含む、請求項１に記載のインクジェット記録要素。
【請求項７】
前記多孔質ベース層中のポリマーが変性または未変性ポリ（ビニルアルコール）またはそれらのコポリマーを含む、請求項１に記載のインクジェット記録要素。
【請求項８】
前記多孔質ベース層中のポリマーがポリ（ビニルアルコール）を含む、請求項１に記載のインクジェット記録要素。
【請求項９】
前記ポリ（ビニルアルコール）が少なくとも７０％の加水分解度を有する、請求項８に記載のインクジェット記録要素。
【請求項１０】
前記多孔質ベース層がさらにフルオロ界面活性剤を含む、請求項１に記載のインクジェット記録要素。
【請求項１１】
コロイドシリカの粒子のメジアン一次粒子サイズが３０ｎｍ未満である、請求項１に記載のインクジェット記録要素。
【請求項１２】
最上部の多孔質光沢層が、当該最上部の多孔質光沢層中の全固形分に基づいて１０質量％未満のバインダーを含む、請求項１に記載のインクジェット記録要素。
【請求項１３】
最上部の多孔質光沢層が、カチオン性ポリマーを含まないことにより特徴付けられる、請求項１に記載のインクジェット記録要素。
【請求項１４】
最上部の多孔質光沢層中のコロイドシリカの粒子が、当該最上部の多孔質光沢層中の全無機粒子の少なくとも７０質量％を構成する、請求項１に記載のインクジェット記録要素。
【請求項１５】
前記支持体がセルロース紙を含む、請求項１に記載のインクジェット記録要素。
【請求項１６】
前記支持体が樹脂被覆紙を含む、請求項１に記載のインクジェット記録要素。
【請求項１７】
支持体および任意選択的な下引き層の上の、多孔質ベース層および最上部の多孔質光沢層から成る、請求項１に記載のインクジェット記録要素。
【請求項１８】
（Ａ）デジタルデータ信号に応答するインクジェットプリンターを用意する工程、
（Ｂ）前記インクジェットプリンターに請求項１に記載のインクジェット記録要素を装填する工程、
（Ｃ）前記インクジェットプリンターに顔料系インクジェット組成物を装填する工程；および
（Ｄ）前記デジタルデータ信号に応答して、インクジェットインク組成物を使用してインクジェット記録要素上に印刷する工程、
を含む、インクジェット印刷方法。
【請求項１９】
前記インクジェットインク組成物がアニオン性染料系インクを含む、請求項１８に記載のインクジェット印刷方法。
【請求項２０】
請求項１に記載のインクジェット記録要素と、少なくとも３つの着色インク組成物を含むインクジェットインクセットとを含むパッケージされた製品。
【公表番号】特表２０１１−５０２８２５（Ｐ２０１１−５０２８２５Ａ）
【公表日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５３３０８７（Ｐ２０１０−５３３０８７）
【出願日】平成２０年１１月４日（２００８．１１．４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０１２４６６
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０６１４００
【国際公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【出願人】（５９００００８４６）イーストマン コダック カンパニー (1,594)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月４日（２００８．１１．４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０１２４６６
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０６１４００
【国際公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【出願人】（５９００００８４６）イーストマン コダック カンパニー (1,594)
【Ｆターム（参考）】
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