説明

記録媒体及びその製造方法、並びにインクジェット記録方法

【課題】画像記録に伴うカールの発生を抑制できるインクジェット記録媒体の製造方法を提供する。
【解決手段】原紙上に、バインダーを含む第1の層用塗布液を塗布して塗布膜を形成し、形成された塗布膜を、恒率乾燥時の膜面温度が前記バインダーの最低造膜温度以上となる条件で乾燥させて第1の層を形成する第1の層形成工程と、形成された前記第1の層上に、顔料とバインダーとを含む第2の層を形成する第2の層形成工程と、を有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、記録媒体及びその製造方法、並びにこれを用いたインクジェット記録方法に関する。
【背景技術】
【0002】
インクジェット装置は、構造が簡易であり、インクジェット装置を用いて行なわれるインクジェット記録によって高画質な画像記録が可能である。インクジェット記録に用いられるインクは、インクジェットヘッドから吐出できるように、数mPa・sから30mPa・s程度の粘度に調整され、20mN/mから40mN/m程度の表面張力となるように設計されている。
【0003】
インクの粘度が前記範囲内となるように、通常はインク中に質量で50%から90%のインク溶媒が含まれる。インク溶媒としては、水、有機溶媒、オイル、光重合性モノマー等が用いられるが、特に環境適性の観点から水が多用される。また、インク溶媒の乾燥により、インクジェットヘッドの吐出ノズルが目詰まりを引き起こさないように、インク溶媒としてグリセリン等の高沸点溶媒が一般に用いられている。
【0004】
一方で、インク描画された記録媒体に多量のインク溶媒が存在すると、多量のインク溶媒による画像滲みや色間の混色が発生しやすい。そのため、インク溶媒を吸収する20〜30μm程度の溶媒吸収層(インク受容層)を表面に有するインクジェット専用紙200(図4参照)が記録媒体として用いられ、画像滲みや色間の混色が発生するのを抑制している。
【0005】
また、インク溶媒として水を用いた水性インクの場合、記録時に水が原紙に浸透することにより、カールなどの紙変形が発生するが、図4に示すように、記録媒体が原紙21の上に溶媒吸収層22を有すると、水が原紙に浸透するのが抑制され、紙変形を抑制することができる。
【0006】
特に画像濃度や画像面積率の高いグラフィカルな画像を形成しようとする場合は、記録媒体上の単位面積あたりのインク量が多くなり、溶媒吸収層がインク溶媒の原紙への浸透を抑えきれなくなる。そのため、ポリオレフィン等を用いた樹脂層で被覆された耐水紙(例えばラミネート紙)が一般に使用されている(例えば、特許文献1〜2参照)。
【0007】
ところが、インクジェット技術は、オフィスプリンター、ホームプリンター等の分野での適用のみならず、近年では、商業印刷分野での応用がなされつつある。この商業印刷分野では、完全にインク溶媒の原紙への浸透をシャットアウトする写真のような表面を有するものではなく、汎用の印刷紙のような印刷の風合いが要求されている。しかし、記録媒体を構成している溶媒吸収層が20〜30μmと厚くなると、記録媒体の表面光沢、質感、こわさ(コシ)等が制限されてしまうため、商業印刷分野でのインクジェット技術の適用は、記録媒体に対する表面光沢、質感、こわさ(コシ)等の制限が許容されるポスター、帳票印刷等に留まっている。
【0008】
また、記録媒体は、溶媒吸収層、耐水層を有することによりコスト高となっており、それも上記制限の一因となっている。
【特許文献1】特開2005−238829号公報
【特許文献2】特開2005−96285号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、上記の特許文献に記載の印画方法や記録媒体ではいずれも、例えば多量のインク溶媒が付与された場合等において、画像記録に伴いカールが発生する傾向がある。
本発明は、上記に鑑みなされたものであり、画像記録に伴うカールの発生を抑制できるインクジェット記録媒体及びその製造方法、並びに、画像記録に伴うカールの発生を抑制でき、オフセット印刷に近い高品質な画像の形成を安価に且つ高速で行なえるインクジェット記録方法を提供することを目的とし、該目的を達成することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
前記課題を達成するための具体的手段は以下の通りである。
<1> 原紙上に、バインダーを含む第1の層用塗布液を塗布して塗布膜を形成し、形成された塗布膜を、恒率乾燥時の膜面温度が前記バインダーの最低造膜温度以上となる条件で乾燥させて第1の層を形成する第1の層形成工程と、形成された前記第1の層上に、顔料とバインダーとを含む第2の層を形成する第2の層形成工程と、を有する記録媒体の製造方法である。
<2> 前記第1の層用塗布液に含まれるバインダーが、ウレタン系ラテックスである<1>に記載の記録媒体の製造方法である。
<3> 前記第1の層用塗布液が、更に、増粘剤を含有する<1>又は<2>に記載の記録媒体の製造方法である。
【0011】
<4> 前記増粘剤が、セルロース誘導体である<3>に記載の記録媒体の製造方法である。
<5> 前記第1の層用塗布液の塗布が、カーテン塗布である<1>〜<4>のいずれか1つに記載の記録媒体の製造方法である。
<6> 前記第1の層形成工程における前記塗布膜の乾燥は、該塗布膜に、前記第1の層用塗布液に含まれるバインダーの最低造膜温度よりも60℃以上高い乾燥風を吹き付けることにより行う<1>〜<5>のいずれか1つに記載の記録媒体の製造方法である。
<7> 前記第1の層形成工程は、表面におけるJIS P8140に準拠した吸水度試験による接触時間120秒のコッブ吸水度が2.0g/m以下である第1の層を形成する<1>〜<6>のいずれか1つに記載の記録媒体の製造方法である。
【0012】
<8> <1>〜<7>のいずれか1つに記載の記録媒体の製造方法により製造された記録媒体である。
<9> 前記第1の層の表面におけるJIS P8140に準拠した吸水度試験による接触時間120秒間のコッブ吸水度が2.0g/m以下である<8>に記載の記録媒体である。
<10> 前記第2の層の表面におけるジエチレングリコールの吸収容量が2mL/m以上8mL/m以下である<8>又は<9>に記載の記録媒体である。
【0013】
<11> <8>〜<10>のいずれか1つに記載の記録媒体にインクを付与し、所定の画像データに応じてインク描画するインク描画工程と、インク描画された前記記録媒体におけるインク溶媒を乾燥除去する乾燥除去工程と、を有するインクジェット記録方法である。
<12> <8>〜<10>のいずれか1つに記載の記録媒体に、酸性物質を含む処理液を供給する処理液供給工程と、処理液が供給された前記記録媒体にインクを付与し、所定の画像データに応じてインク描画するインク描画工程と、インク描画された前記記録媒体におけるインク溶媒を乾燥除去する乾燥除去工程と、を有するインクジェット記録方法である。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、画像記録に伴うカールの発生を抑制できるインクジェット記録媒体及びその製造方法、並びに、画像記録に伴うカールの発生を抑制でき、オフセット印刷に近い高品質な画像の形成を安価に且つ高速で行なえるインクジェット記録方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
≪記録媒体の製造方法≫
本発明の記録媒体の製造方法は、原紙上に、バインダーを含む第1の層用塗布液を塗布して塗布膜を形成し、形成された塗布膜を、恒率乾燥時の膜面温度が前記バインダーの最低造膜温度以上となる条件で乾燥させて第1の層を形成する第1の層形成工程と、形成された前記第1の層上に、顔料とバインダーとを含む第2の層を形成する第2の層形成工程と、を有して構成される。
記録媒体の製造方法を上記構成とすることにより、画像記録に伴うカールの発生が抑制された記録媒体を形成することができる。
【0016】
<第1の層形成工程>
第1の層形成工程では、原紙上に、バインダーを含む第1の層用塗布液を塗布して塗布膜を形成し、形成された塗布膜を、恒率乾燥時の膜面温度が前記バインダーの最低造膜温度以上となる条件で乾燥させて第1の層を形成する。
上記のようにして形成された第1の層により、原紙へのインク溶媒の浸透が抑制される。具体的には、上記のようにして第1の層を形成することにより、第1の層のコッブ吸水度を低減させることができる。例えば、第1の層形成工程は、表面におけるJIS P8140に準拠した吸水度試験による接触時間120秒のコッブ吸水度が2.0g/m以下である第1の層を形成することが好ましい。
第1の層のコッブ吸水度のより好ましい範囲については、後述の記録媒体の項で詳しく説明する。
【0017】
(原紙)
本発明において、原紙としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができる。
【0018】
原紙の原料として使用できるパルプとしては、原紙の表面平滑性、剛性及び寸法安定性(カール性)を同時にバランス良く、かつ高いレベルにまで向上させる点から、広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)が望ましい。また、針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)や広葉樹サルファイトパルプ(LBSP)等を使用することもできる。
【0019】
パルプの叩解には、ビータやリファイナー等を使用できる。パルプを叩解した後に得られるパルプスラリー(以下、「パルプ紙料」ということがある。)には、必要に応じて各種添加材、例えば、填料、乾燥紙力増強剤、サイズ剤、湿潤紙力増強剤、定着剤、pH調整剤、その他の薬剤等が添加される。
【0020】
填料としては、例えば、炭酸カルシウム、クレー、カオリン、白土、タルク、酸化チタン、珪藻土、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等が挙げられる。
乾燥紙力増強剤としては、例えば、カチオン化澱粉、カチオン化ポリアクリルアミド、アニオン化ポリアクリルアミド、両性ポリアクリルアミド、カルボキシ変性ポリビニルアルコール等が挙げられる。
サイズ剤としては、例えば、脂肪酸塩、ロジン、マレイン化ロジン等のロジン誘導体、パラフィンワックス、アルキルケテンダイマー、アルケニル無水琥珀酸(ASA)、エポキシ化脂肪酸アミド等が挙げられる。
湿潤紙力増強剤としては、例えば、ポリアミンポリアミドエピクロロヒドリン、メラミン樹脂、尿素樹脂、エポキシ化ポリアミド樹脂等が挙げられる。
定着剤としては、例えば、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム等の多価金属塩、カチオン化澱粉等のカチオン性ポリマー等が挙げられる。
pH調整剤としては、例えば、苛性ソーダ、炭酸ソーダ等が挙げられる。
その他の薬剤としては、例えば、消泡剤、染料、スライムコントロール剤、蛍光増白剤等が挙げられる。
【0021】
また、パルプ紙料には、必要に応じて、柔軟化剤等を添加することもできる。柔軟化剤については、例えば、新・紙加工便覧(紙薬タイム社編)554〜555頁(1980年発行)に記載がある。
【0022】
表面サイズ処理に使用される処理液には、例えば、水溶性高分子、サイズ剤、耐水性物質、顔料、pH調整剤、染料、蛍光増白剤等が含まれていてもよい。
水溶性高分子としては、例えば、カチオン化澱粉、ポリビニルアルコール、カルボキシ変性ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、セルロースサルフェート、ゼラチン、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム、スチレン−無水マレイン酸共重合体ナトリウム塩、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム等が挙げられる。
サイズ剤としては、例えば、石油樹脂エマルジョン、スチレン−無水マレイン酸共重合体アルキルエステルのアンモニウム塩、ロジン、高級脂肪酸塩、アルキルケテンダイマー(AKD)、エポキシ化脂肪酸アミド等が挙げられる。
耐水性物質としては、例えば、スチレン−ブタジエン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリエチレン、塩化ビニリデン共重合体等のラテックス・エマルジョン類、ポリアミドポリアミンエピクロルヒドリン等が挙げられる。
顔料としては、例えば、炭酸カルシウム、クレー、カオリン、タルク、硫酸バリウム、酸化チタン等が挙げられる。
pH調整剤としては、例えば、塩酸、苛性ソーダ、炭酸ソーダ等が挙げられる。
【0023】
原紙の材料の例としては、上記した天然パルプ紙の他に、合成パルプ紙、天然パルプと合成パルプの混抄紙、更には各種の抄き合わせ紙を挙げることができる。
【0024】
原紙の厚みとしては、30〜500μmが好ましく、より好ましくは50〜300μmであり、さらに好ましくは70〜200μmである。
【0025】
(バインダー)
前記第1の層(第1の層用塗布液)は、バインダーを少なくとも1種含有する。
ここで、バインダーは、分散のみならず、塗膜強度を向上させる目的で用いられる。
バインダーとしては、例えば、ポリビニルアルコール(アセトアセチル変性、カルボキシ変性、イタコン酸変性、マレイン酸変性、シリカ変性及びアミノ基変性等の変性ポリビニルアルコールを含む)、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、デンプン類(変性デンプンを含む)、ゼラチン、アラビヤゴム、カゼイン、スチレン−無水マレイン酸共重合体加水分解物、ポリアクリルアミド、酢酸ビニル−ポリアクリル酸共重合体のケン化物等が挙げられる。また、スチレン・ブタジエン共重合物、酢酸ビニル共重合物、アクリロニトリル・ブタジエン共重合物、アクリル酸メチル・ブタジエン共重合物、ポリ塩化ビニリデン等の合成高分子のラテックス系のバインダーが挙げられる。
【0026】
前記ポリビニルアルコールには、ポリ酢酸ビニルの低級アルコール溶液をケン化して得られるポリビニルアルコール及びその誘導体が、さらに酢酸ビニルと共重合しうる単量体と酢酸ビニルとの共重合体のケン化物が含まれる。ここで、酢酸ビニルと共重合しうる単量体としては、(無水)マレイン酸、フマール酸、クロトン酸、イタコン酸、(メタ)アクリル酸等の不飽和カルボン酸及びそのエステル、エチレン、プロピレン等のα−オレフィン、(メタ)アリルスルホン酸、エチレンスルホン酸、スルホン酸マレート等のオレフィンスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸ソーダ、エチレンスルホン酸ソーダ、スルホン酸ソーダ(メタ)アクリレート、スルホン酸ソーダ(モノアルキルマレート)、ジスルホン酸ソーダアルキルマレート等のオレフィンスルホン酸アルカリ塩、N−メチロールアクリルアミド、アクリルアミドアルキルスルホン酸アルカリ塩等のアミド基含有単量体、さらには、N−ビニルピロリドン誘導体等が挙げられる。
【0027】
ポリビニルアルコールのうち、アセトアセチル変性ポリビニルアルコールは、一般には、前記ポリビニルアルコール系樹脂の溶液、分散液あるいは粉末に、液状又はガス状のジケテンを添加反応させて製造することができる。アセトアセチル変性ポリビニルアルコールのアセチル化度は、目的とする品質に応じて適宜選定することができるが、0.1モル%〜20モル%が好ましく、より好ましくは0.5モル%〜10モル%である。
【0028】
前記ポリビニルアルコールの重合度としては特に制限はなく、例えば、300〜5000の重合度のものを用いることができる。中でも、塗膜強度の観点から、1500〜5000であることが好ましい。
【0029】
また、本発明においては、2種以上のポリビニルアルコールを併用してもよい。併用するポリビニルアルコールとしては、けん化度が異なるものであっても、重合度が異なるものであってもよい。本発明においては、少なくとも重合度が異なる2種以上のポリビニルアルコールを併用することが好ましく、重合度が1500未満のポリビニルアルコールと重合度が1500以上のポリビニルアルコールとを併用することがより好ましい。
【0030】
バインダーとしては更に、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル等のα−オレフィンの単独重合体又はこれらの混合物等のポリオレフィン類;ポリアミドやポリイミド類;ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル類;等の汎用の熱可塑性重合体をはじめ、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸フェニル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類;スチレン、クロルスチレン、ビニルスチレン等のスチレン類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル類;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル類;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類;等からなる単独重合体、あるいはこれらの構成単位を含む任意の共重合体など、公知の熱可塑性樹脂やそのラテックスの中から適宜選択することができる。
【0031】
特に、第1の層(第1の層用塗布液)に含まれるバインダーとしては、水遮断性の点で、熱可塑性樹脂が好ましく、ラテックスがより好ましい。
前記ラテックスとしては、アクリル系ラテックス、アクリルシリコーン系ラテックス、アクリルエポキシ系ラテックス、アクリルスチレン系ラテックス、ウレタン系ラテックス(例えば、アクリルウレタン系ラテックス、ポリエステル系ウレタンラテックス、等)スチレン−ブタジエン系ラテックス、アクリロニトリル−ブタジエン系ラテックス、及び酢酸ビニル系ラテックス等の熱可塑性樹脂のラテックスが挙げられる。
特には、インク溶媒浸透性とコックリング抑制の効果が高く経済性と製造適性を兼ね備える点で、ウレタン系ラテックス、アクリルシリコーン系ラテックスが好ましく、ウレタン系ラテックスがより好ましい。
【0032】
前記ラテックスの分子量としては、数平均分子量で3,000〜100,0000が好ましく、特に5,000〜100,000程度のものがより好ましい。該分子量は、3,000以上であると第1の層の力学強度を確保でき、100,0000以下であると分散安定性や粘度等の製造適性面で有利である。
【0033】
具体的には、アクリル系ラテックスとしては、市販品も使用でき、例えば、以下のような水分散性ラテックスが利用できる。すなわち、アクリル系樹脂の例として、ダイセル化学工業(株)製の「セビアンA4635、46583、4601」など、日本ゼオン(株)製の「Nipol Lx811、814、821、820、857」等が挙げられる。特に、特開平10−264511号、特開2000−43409号、特開2000−343811号、特開2002−120452号の各公報に記載のアクリルシリコンラテックスのアクリルエマルジョン(市販品としては、例えば、ダイセル化学工業(株)製のアクアブリッドシリーズ UM7760、UM7611、UM4901、アクアブリッド903、同ASi−86、ASi−89、同ASi−91、ASi−753、同4635、同4901、同MSi−04S、同AU−124、同AU−131、同AEA−61、同AEC−69、同AEC−162など)等も好適に使用することができる。
また、ウレタン系ラテックス(例えば、ポリエステル系ウレタンラテックス)としては、例えば、市販品として、大日本インキ化学工業(株)製のHYDRAN APシリーズ(例えば、HYDRAN AP−20、同AP−30、同AP−30F、同AP−40(F)、同AP−50LM、同APX−101H、同APX−110、同APX−501など)等が挙げられる。
なお、上記の熱可塑性樹脂は、上記から少なくとも1種を選択して用いるのが好ましく、1種単独で用いるのみならず、2種以上を併用してもよい。
【0034】
前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度(Tg)としては、5〜70℃が好ましく、特に15〜50℃が好ましい。前記Tgが特に前記範囲内であると、第1の層用塗布液のカワバリ等の問題が防止される等、製造上の取扱いが容易であり、またTgが高すぎてカレンダー温度をかなり高く設定しないと所望の光沢が得られない、金属ロール表面への接着が発生し易く逆に面状が悪化する等の支障を来すこともなく、容易に高光沢性、高平面性を得ることができる。
【0035】
また、熱可塑性樹脂(好ましくはラテックスの樹脂微粒子)の最低造膜温度としては、20〜60℃が好ましく、25〜50℃がより好ましい。造膜しようとしたときの造膜可能な最低造膜温度領域が特に前記範囲内であると、第1の層用塗布液のカワバリ等の問題が防止される等、製造上の取扱いが容易であり、また第2の層を形成したときの染み込みが抑えられ、形成される第2の層の塗布面状が良好になり、インク溶媒を速やかに透過するのに充分な微孔性を有する層に構成することができる。液(例えば塗布液)を付与しただけの層は必ずしも良好な光沢性を具えるものではないが、後にソフトカレンダー処理を施すことで微孔性を保有した高光沢性の層が得られる。
【0036】
バインダー(好ましくは熱可塑性樹脂)の第1の層中における含有量としては、該第1の層の全固形分に対して、15〜95質量%が好ましく、30〜90質量%がより好ましい。該含有量が特に前記範囲内であると、カレンダー処理を施したときに光沢性、平面性が良好であり、インク溶媒の浸透性が得られ、経時滲みの発生をより効果的に防止することができる。
【0037】
また、第1の層(第1の層用塗布液)には、必要に応じて、これらのバインダーの種類に応じて、適当なバインダーの架橋剤を添加してもよい。
【0038】
(増粘剤)
第1の層(第1の層用塗布液)は、塗布液の粘度を上げ、第1の層の塗布面状をより向上させる観点より、増粘剤の少なくとも1種を含有することが好ましい。
増粘剤としては、セルロース誘導体(例えば、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロ−ス、メチルセルロ−ス、ヒドロキシエチルメチルセルロ−ス等(又はこれらの塩))、ポリビニルピロリドン、ゼラチン等のポリマーが挙げられる。
中でも、カルボキシメチルセルロース又はその塩が特に好ましい
セルロース誘導体の市販品としては、例えば、セロゲンEP(第一工業製薬(株))、CMCダイセル(ダイセル化学工業(株))、サンローズ(日本製紙ケミカル(株))、等が挙げられる。
【0039】
前記第1の層(第1の層用塗布液)が増粘剤を含む場合、該増粘剤の含有量としては、粘度及びコッブ吸水度の観点より、第1の層用塗布液の全固形分に対し、0.1〜5質量%が好ましく、0.2〜3質量%がより好ましい。
【0040】
(白色顔料)
第1の層(第1の層用塗布液)は、白色顔料を含有してもよい。
白色顔料としては、例えば、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、リトポン、アルミナ白、酸化亜鉛、シリカ三酸化アンチモン、燐酸チタン、水酸化アルミニウム、カオリン、焼成カオリン、非晶質シリカ、クレー、タルク、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、等が挙げられる。
【0041】
中でも、水遮断性の点で、カオリンが特に好ましい。カオリンとしては、例えば、白石カルシウム(株)製のカオブライト90、カオグロス、カオホワイト等を挙げることができる。
【0042】
また、白色度、分散性及び安定性の点では、酸化チタンも好ましい。
酸化チタンは、ルチル系、アナターゼ型のいずれでもよく、これらを単独もしくは混合して使用することができる。また、硫酸法で製造されたものや塩素法で製造されたもののいずれでもよい。前記酸化チタンとしては、含水アルミナ処理、含水二酸化ケイ素系処理、又は酸化亜鉛処理等の無機物質による表面被覆処理したもの、トリメチロールメタン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、2,4−ジヒドロキシ−2−メチルペンタン等の有機物質による表面被覆処理したもの、あるいはポリジメチルシロキサン等のシロキサン処理したもの等から適宜選択できる。
【0043】
本発明においては、第1の層が白色顔料を含むことにより、第1の層を形成した後にカレンダー処理するときには、カレンダーへの貼りつきを防止することもできる。
【0044】
白色顔料の粒子サイズとしては、0.2〜3.0μmが好ましい。粒子サイズが前記範囲内であると、白色度、光沢度が良好になる。
【0045】
白色顔料の屈折率としては、1.5以上であるのが好ましい。屈折率が該範囲にある白色顔料を含むと、高画質画像を形成することができる。
【0046】
また、白色顔料のBET法による比表面積としては100m/g未満であるのが好ましい。この範囲の比表面積を持つ白色顔料を含むと、第2の層を塗布形成する際の塗布液の染み込みが抑えられ、第2の層のインク吸収性を高めることができる。
【0047】
前記BET法とは、気相吸着法による粉体の表面積測定法の1つであり、吸着等温線から1gの試料の持つ総表面積、すなわち比表面積を求める方法である。通常吸着気体として窒素ガスが用いられ、吸着量を被吸着気体の圧又は容積の変化から測定する方法が一般的である。多分子吸着の等温線を表す著名なものとして、Brunauer Emmett, Tellerの式(BET式)があり、これに基づき吸着量を求め、吸着分子1個が表面で占める面積を掛けて表面積が得られる。
【0048】
白色顔料は、1種単独で用いるほか、2種以上を混合して用いることができる。
白色顔料の第1の層中における含有量としては、白色顔料の種類や熱可塑性樹脂の種類、層厚等によって異なるが、前記バインダーの質量(固形分)に対して、通常は5〜200質量%程度が望ましい。
【0049】
(硬膜剤)
本発明の第1の層は、前記バインダーを硬膜する硬膜剤を含んでもよい。硬膜剤としては、アルデヒド系化合物、2,3−ジヒドロキシ−1,4−ジオキサン及びその誘導体、及びハメットの置換基定数σが正である置換基に隣接するビニル基を単一分子内に二つ以上有する化合物から選択することができる。
第1の層に硬膜剤を含有することにより、第1の層用塗布液を増粘させることなく、記録媒体の耐水性を向上させることができる。これより、第1の層用塗布液の塗布安定性が向上し、作製された記録媒体の耐水性も向上する。
【0050】
ハメットの置換基定数σが正である置換基としては、CF基(σ値:0.54)、CN基(σ値:0.66)、COCH基(σ値:0.50)、COOH基(σ値:0.45)、COOR(Rはアルキル基を表す。)基(σ値:0.45)、NO
基(σ値:0.78)、OCOCH基(σ値:0.31)、SH基(σ値:0.
15)、SOCH基(σ値:0.49)、SOCH基(σ値:0.72)、SONH基(σ値:0.57)、SCOCH基(σ値:0.44)、F基(σ値:0.06)、Cl基(σ値:0.23)、Br基(σ値:0.23)、I基(σ値:0.18)、IO基(σ値:0.76)、N(CH基(σ値:0.82)
、S(CH基(σ値:0.90)等が挙げられる。
【0051】
ハメットの置換基定数σが正である置換基に隣接するビニル基を単一分子内に二つ以上有する化合物としては、2−エチレンスルホニル−N−[2−(2−エチレンスルホニル−アセチルアミノ)−エチル]アセトアミド、ビス−2−ビニルスルホニルエチルエーテル、ビスアクリロイルイミド、N−N’−ジアクリロイルウレア、1,1−ビスビニルスルホンエタン、エチレン−ビス−アクリルアミドの他、下記構造式で表されるジアクリレート及びジメタクリレート化合物が挙げられ、この中でも2−エチレンスルホニル−N−[2−(2−エチレンスルホニル−アセチルアミノ)−エチル]アセトアミドが特に好ましい。
【0052】
【化1】



【0053】
硬膜剤の第1の層中における含有量は、前記バインダーの固形分に対して、0.1質量%以上30質量%以下が好ましく、0.5質量%以上10質量%以下がより好ましい。硬膜剤の含有量が前記範囲内であると、第1の層用塗布液が増粘せず、記録媒体の耐水性を向上させることができる。
【0054】
(層状無機化合物)
第1の層は、さらに層状無機化合物を含有してもよい。層状無機化合物としては、膨潤性無機層状化合物が好ましく、例えば、ベントナイト、ヘクトライト、サポナイト、ビーデライト、ノントロナイト、スチブンサイト、バイデライト、モンモリナイト等の膨潤性粘度鉱物類、膨潤性合成雲母、膨潤性合成スメクタイト等が挙げられる。膨潤性無機層状化合物は、1〜1.5nmの厚さの単位結晶格子層からなる積層構造を有し、格子内金属原子置換が他の粘土鉱物よりも著しく大きいため、格子層は正荷電不足を生じ、それを補償するために層間にNa、Ca2+、Mg2+等の陽イオンを吸着している。これらの層間に介在している陽イオンは交換性陽イオンと呼ばれ、いろいろな陽イオンと交換する。特に層間の陽イオンがLi、Na等の場合、イオン半径が小さいため、層状結晶格子間の結合が弱く、水により大きく膨潤する。その状態でシェアーをかけると容易に劈開し、水中で安定したゾルを形成する。ベントナイト及び膨潤性合成雲母は、この傾向が強い点で好ましい。特には、水膨潤性合成雲母が好ましい。
【0055】
水膨潤性合成雲母としては、NaテトラシックマイカNaMg2.5(Si10)FNa、Liテニオライト(NaLi)Mg(Si10)FNa、又はLiヘクトライト(NaLi)/3Mg/3Li1/3Si10)F等が挙げられる。
水膨潤性合成雲母のサイズは、好ましくは、厚さが1〜50nm、面サイズが1〜20μmである。拡散制御のためには、厚さは薄ければ薄いほどよく、平面サイズは塗布面の平滑性及び透明性を悪化しない範囲で大きいほどよい。したがって、アスペクト比は100以上が好ましく、より好ましくは200以上、特に好ましくは500以上である。
【0056】
前記水膨潤性合成雲母を用いる場合、第1の層中のバインダーの質量(固形分)xと水膨潤性合成雲母の質量yとの質量比率x/yは、1以上30以下の範囲が好ましく、5以上15以下の範囲がより好ましい。該質量比率が前記範囲内であると、酸素透過抑制、ブリスター発生の抑制に効果が大きい。
【0057】
なお、第1の層(第1の層用塗布液)には、酸化防止剤、帯電防止剤、各種界面活性剤(カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、ベタイン系界面活性剤)等の公知の添加剤を添加することもできる。
【0058】
(塗布方法)
本発明において、前記第1の層用塗布液を塗布する方式には特に限定はなく、例えば、ブレード塗布、スライドビード方式、カーテン方式、エクストルージョン方式、エアナイフ方式、ロールコーティング方式、ケッドバーコーティング方式等が挙げられる。
中でも、塗布量の制御及び塗布面状の観点からは、カーテン方式(本発明において「カーテン塗布」ともいう)が好ましい。
特に、第1の層用塗布液が増粘剤を含有する場合において、該塗布液をカーテン塗布にて塗布することにより、より少ない塗布量で、より良好な塗布面状を得ることができる。
前記カーテン塗布においては、当該技術分野で通常用いられる塗布装置を特に制限無く用いることができる。
【0059】
(乾燥方法)
本発明においては、前記第1の層用塗布液を塗布して得られた塗布膜を、恒率乾燥時の膜面温度が前記バインダーの最低造膜温度以上となる条件で乾燥させる。
乾燥のより好ましい条件としては、恒率乾燥時の膜面温度が、前記バインダーの最低造膜温度よりも2℃以上(特に好ましくは5℃以上)高い条件が挙げられる。
【0060】
ここで、恒率乾燥とは、塗布形成された塗布膜中の溶剤(分散媒体)の含有量が時間に比例して減少する乾燥の形態である。
一般に、インク受容層用塗布液の塗布直後から一定時間が経過するまでは恒率乾燥を示し、その後、減率乾燥を示す。恒率乾燥を示す時間については、例えば、化学工学便覧(頁707〜712、丸善(株)発行、昭和55年10月25日)に記載されている。
本発明においては、形成された塗布膜の膜面温度の時間的変化を測定し、塗布直後から膜面温度が一定の値を示している期間を、「恒率乾燥時」とみなすことができる。
従って、本発明において「恒率乾燥時の膜面温度」は、塗布直後から一定の膜面温度を保っている塗布膜の該膜面温度を、非接触式放射温度計により測定して得られた値を指す。
【0061】
恒率乾燥時の膜面温度を上記の温度とする具体的な方法については特に限定はないが、前記第1の層用塗布液に含まれるバインダーの最低造膜温度よりも60℃以上(好ましくは70℃以上)高い乾燥風を吹き付ける方法が好ましい。
更には、塗布膜を、乾燥風を供給した空気と同じ温湿度条件下に配置し、乾燥させることが特に好ましい。
【0062】
本発明において、第1の層用塗布液の固形分塗布量には特に限定はないが、コッブ吸水度及び塗布面状の観点より、2〜20g/mが好ましく、4〜15g/mがより好ましい。
【0063】
形成される第1の層の厚みとしては、1〜30μmの範囲が好ましく、5〜20μmの範囲がより好ましい。第1の層の厚みが前記範囲内であると、後にカレンダー処理を施したときの表面の光沢性が向上し、少量の白色顔料での白色性が得られると同時に、折り曲げ適性などの取扱い性をコート紙やアート紙と同等にすることができる。
【0064】
本発明における第1の層用塗布液は、インク溶媒の浸透を抑え、良好な表面性状を得る点で、例えば、バインダーとして熱可塑性樹脂(好ましくはウレタン系ラテックス)を、白色顔料としてカオリンを用い、熱可塑性樹脂の質量(固形分)xとカオリンの質量yとの質量比率x/yを1以上30以下とすること等が好ましい。
【0065】
<第2の層形成工程>
本発明における第2の層形成工程は、形成された前記第1の層上に、顔料とバインダーとを含む第2の層を形成する工程である。
形成される第2の層においては、カール等の紙変形の発生抑制と画像形成時の色間混色・にじみ抑制の観点から、該層の表面におけるジエチレングリコールの吸収容量が2mL/m以上8mL/m以下であることが好ましく、2mL/m以上4mL/m以下であることがより好ましい。
ジエチレングリコール(以下、「DEG」ともいう)の吸収容量の詳細については、後述の記録媒体の項で詳しく説明する。
【0066】
本発明における第2の層は、例えば、熱可塑性樹脂を更に含む層や、白色顔料の固形質量100部当たり、固形質量10〜60部の熱可塑性樹脂を更に含む層、層表面のpHが4以下である層などが好ましい。
【0067】
(顔料)
第2の層は、顔料の少なくとも1種を含有する。
第2の層に顔料を含有することにより、インク(特にインク中の顔料)を第2の層内に留めることができる。
また、前記顔料としては白色顔料が好ましく、これにより、地肌白色度も高められる。
【0068】
白色顔料としては、特に制限はないが、例えば、炭酸カルシウム、カオリン、焼成カオリン、非晶質シリカ、二酸化チタン、三水酸化アルミニウム、酸化亜鉛、硫酸バリウム、サチン白、タルクなど、一般に印刷用コート紙の白色顔料として利用されるものの中から選択できる。
【0069】
中でも、光沢性の点で、カオリンが特に好ましい。カオリンとしては、例えば、白石カルシウム(株)製のカオブライト90、カオグロス、カオホワイト等を挙げることができる。
【0070】
本発明の記録媒体を後述の本発明の第1又は第2のインクジェット記録方法に適用して画像形成する場合、すなわち、第2の層の層表面のpHを酸性側(好ましくは4以下)に調整したり、あるいは後述の酸性物質を含む処理液を用いたインク描画を行なうときには、インク描画した際の画像の滲みや混色を回避する観点から、炭酸カルシウムの含有量は、第2の層中の全顔料の5質量%以下が好ましく、1質量%以下がより好ましく、炭酸カルシウムを含有しない場合がより好ましい。
【0071】
白色顔料の第2の層中における含有量としては、第2の層の全固形分に対して、70〜96質量%が好ましく、80〜94質量%がより好ましい。
第2の層中に含まれる白色顔料の粒子サイズの好ましい範囲は、前記第1の層中に含まれ得る白色顔料の粒子サイズの好ましい範囲と同様である。
【0072】
(バインダー)
第2の層は、バインダーの少なくとも1種を含有する。
第2の層のバインダーとしては、特に制限はなく、例えば、既述の第1の層用塗布液で挙げられたものと同様のバインダーを用いることができる。ここで、第1の層中のバインダーと第2の層中のバインダーとは、同一種であってもよいし、異なる種であってもよい。
【0073】
第2の層のバインダーとしては、色間混色・にじみ抑制の観点や、塗膜強度の観点から、熱可塑性樹脂及びポリビニルアルコールから選択される少なくとも1種を用いることが好ましく、熱可塑性樹脂と、重合度が異なる2種のポリビニルアルコールと、を併用することがより好ましい。
第2の層のバインダーの最も好ましい形態は、前記熱可塑性樹脂としてスチレン−ブタジエン系ラテックスを用い、ポリビニルアルコールとして、重合度1500未満のポリビニルアルコール及び重合度1500以上のポリビニルアルコールを用いる形態である。
【0074】
第2の層に含まれるバインダーの質量aと顔料の質量bとの比率b/aは、2/1〜30/1が好ましく、3/1〜25/1がより好ましく、5/1〜20/1が特に好ましい。前記比率b/aが2/1〜30/1であれば、酸素透過及びブリスター発生が抑制されるとともに、良好な表面性状が得られ、インクの剥離を効果的に抑制することができる。
【0075】
(他の成分)
第2の層は上記成分以外にも、硬膜剤、各種界面活性剤(カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、ベタイン系界面活性剤)、酸性化合物(例えば、クエン酸、シュウ酸、酒石酸、マロン酸、メタンスルホン酸、リン酸、コハク酸、フタル酸、ポリリン酸、ポリアクリル酸、ポリスルホン酸、ポリホスホン酸、等)その他の成分を含有してもよい。
【0076】
(形成方法)
第2の層の形成方法は、特に制限はなく、例えば、塗布法、インクジェット法、浸漬法など任意の公知の方法により行なえるが、造膜後の膜面が平滑で高い光沢性が得られる点で、第2の層用塗布液を用いた塗布法によるのが好ましい。
塗布法には、公知の塗布方法が適用可能であり、公知の塗布方法として、例えば、ブレード塗布方式(ベント方式、ベベル方式)、スライドビード方式、カーテン方式、エクストルージョン方式、エアナイフ方式、ロールコーティング方式、ケッドバーコーティング方式等が挙げられる。中でも、高速塗工が可能で、例えば層状無機化合物などの平板状顔料を用いるときにはその配向を促す等により光沢性が得られる点で、ブレード塗布方式がより好ましい。また、ブレード塗布方式は、スクレイプする瞬間に比較的大きなせん断応力が発生するため、瞬間的なニップ圧による加圧浸透によって大量の水分が紙支持体中へ移動しやすいが、溶媒の浸透をブロッキングする第1の層を備えた本発明の記録媒体には特に効果的である。
【0077】
本発明において、第2の層用塗布液の固形分塗布量には特に限定はないが、DEG吸収容量及び塗布面状の観点より、4〜30g/mが好ましく、6〜20g/mがより好ましい。
【0078】
本発明の記録媒体の製造方法は上記の工程以外に、特に制限なく他の工程を設けてもよい。他の工程としては、目的に応じて適宜選択することができる。
【0079】
≪記録媒体≫
本発明の記録媒体は、前述の本発明の記録媒体の製造方法により製造されたものである。
即ち、本発明の記録媒体は、原紙と、バインダーを含む第1の層と、顔料とバインダーとを含む第2の層とを有して構成される。
ここで、第1の層は、塗布膜を、恒率乾燥時の膜面温度が前記バインダーの最低造膜温度以上となる条件で乾燥させて得られた層であるため、吸水性(コッブ吸水度)が低減されている。
従って、本発明の記録媒体は、画像記録に伴うカールの発生が抑制される。
【0080】
本発明の記録媒体は、原紙と、該原紙側から順に設けられた第1の層及び第2の層とを有してなり、必要に応じて、更に適宜選択された他の層を設けて構成することができる。 本発明の記録媒体は、例えば、図1に示す記録媒体100のように、原紙としての上質紙11と、上質紙11の上に形成された第1の層としての溶媒ブロッキング層12と、溶媒ブロッキング層12の上に形成された第2の層としてのコート層13とを設けて構成される。また、記録媒体は、シート紙及びロール紙のいずれであってもよい。
【0081】
一般に、溶媒ブロッキング層が設けられた紙としては、例えば、ポリエチレン樹脂を主成分とした被膜層を原紙表面に設けた紙が公知となっている。しかしながら、この公知の紙では、水の浸透防止効果はほぼ完全なものが得られるが、紙としての風合いについては必ずしも満足できるものではない。
これに対し、本発明の記録媒体の製造方法により製造された記録媒体は、バインダーを含む第1の層用塗布液を塗布して得られた塗布膜を、恒率乾燥時の膜面温度が前記バインダーの最低造膜温度以上となる条件で乾燥させることにより得られた第1の層を備えるため、ポリエチレン樹脂を主成分とした被膜層を原紙表面に設けた公知の紙に比べて、紙としての風合いも良好である。
【0082】
本発明において、画像記録に伴うカールの発生をより効果的に抑制する観点からは、前記第1の層は、表面におけるJIS P8140に準拠した吸水度試験による接触時間120秒間のコッブ吸水度が2.0g/m以下であることが好ましく、1.0g/m以下であることがより好ましい。また、コッブ吸水度の下限値は0.2g/mが好ましい。
【0083】
前記コッブ吸水度は、JIS P8140に準拠した吸水度試験により測定されるものであり、支持体(原紙)の片面、具体的には第1の層が設けられた支持体(原紙)の第1の層の表面から一定時間水が接触した場合に吸収される水の量を測定したものである。本発明においては、接触時間は120秒間である。
【0084】
(第2の層塗布品の第1の層のコッブ吸水度予測方法例)
第1の層のコッブ吸水度が低いと、第2の層塗布形成時、第2の層用塗布液は、第1の層にしみ込みにくくなる。従って、第1の層と第2の層との界面が比較的わかりやすくなる。
また、第2の層は一般的にマジックインキ(登録商標、寺西化学工業(株)販売)が染み込みやすく容易に染色するが、第1の層が例えば、スチレン−ブタジエン系やウレタン系ラテックス(例えば、アクリル−ウレタン系のラテックス)が主成分である場合や、コッブ吸水度が2g/m以下の場合には、マジックインキ(登録商標)が染み込みにくいため染色されにくい。このような現象を利用して、マジックインキ(登録商標、極太)で第2の層を染色させた後、剃刃等で第2の層のみを削り取ることが可能である。
この方法で第2の層を削り取ったあとの第1の層のコッブ吸水度を予測することが可能である。但し、サンプルの表面性などにより、均一に切削できないため、削りすぎによる第1の層の破壊によりコッブ吸水度が高くなる場合があることや、第2の層が残るため、コッブ吸水度の測定値が高くなる場合があるため、本発明においては、1サンプルにつき、最低5回の測定を行い、最大値及び最小値を除く3回の平均値を第2の層切削後の、第1の層表面におけるコッブ吸水度とする。
【0085】
第2の層切削後の第1の層の表面におけるコッブ吸水度は、第2の層を設ける前の第1の層の表面におけるコッブ吸水度より、0.5〜3g/m程度高くなる場合がある。従って、第2の層切削後の第1の層の表面におけるコッブ吸水度が5g/m以下であれば、第2の層を設ける前の第1の層の表面におけるコッブ吸水度が2g/m以下である可能性がある。
【0086】
さらに、上記マジックインキ(登録商標)の染色挙動から、第1の層の表面におけるコッブ吸水度が2g/m以下であれば、ウラ面へのマジックインキ(登録商標)の裏移りがほとんどないか、斑点状に裏移りする箇所が認められる程度となる。従ってこのような挙動が現れれば、第1の層の表面におけるコッブ吸水度が2g/m以下であることが推測される。
【0087】
また、本発明においては、紙変形の発生抑制と画像形成時の色間混色・にじみ抑制の観点から、前記第2の層の表面におけるジエチレングリコールの吸収容量が2mL/m以上8mL/m以下であることが好ましく、2mL/m以上4mL/m以下であることがより好ましい。
【0088】
本発明において、前記第2の層の表面におけるジエチレングリコールの吸収容量は、以下のようにして測定される。
即ち、本発明の記録媒体を10cm四方となるようにカットして得た試験片の第2の層上に、ジエチレングリコール1mLを滴下し、30秒後に過剰分をふき取り、滴下前後の質量差からジエチレングリコール吸収容量(mL/m)を求める。
【0089】
第1の層に含まれるバインダー、及び必要に応じ用いられる他の成分については、既述の本発明の記録媒体の製造方法で説明したとおりであり、好ましい範囲も同様である。
第2の層に含まれる顔料及びバインダー、及び必要に応じ用いられる他の成分については、既述の本発明の記録媒体の製造方法で説明したとおりであり、好ましい範囲も同様である。
また、原紙についても本発明の記録媒体の製造方法の説明中で述べたとおりである。
【0090】
≪インクジェット記録方法≫
本発明のインクジェット記録方法は、既述の本発明の記録媒体にインクを付与し、所定の画像データに応じてインク描画するインク描画工程と、インク描画された前記記録媒体におけるインク溶媒を乾燥除去する乾燥除去工程とを設けて構成することができる。
例えば、既述の本発明の記録媒体のうち、第2の層(第1の層上のコート層)に予め凝集剤(処理液)を含ませて層表面のpHを下げた記録媒体に対して、インク描画等を行なうインクジェット記録方式(図2参照;以下、「第1の態様に係るインクジェット記録方法」という。)と、既述の本発明の記録媒体に対して、酸性物質を含む処理液を供給した(プレコート)後にインク描画等を行なうインクジェット記録方式(図3参照;以下、「第2の態様に係るインクジェット記録方法」という。)とがある。
【0091】
本発明の第1の態様に係るインクジェット記録方法は、第2の層の層表面がpH4以下に調整された本発明の記録媒体にインクを付与し、所定の画像データに応じてインク描画するインク描画工程と、インク描画された記録媒体におけるインク溶媒を乾燥除去する乾燥除去工程と、を設けて構成されたものである。
また、本発明の第2の態様に係るインクジェット記録方法は、既述の本発明の記録媒体に、酸性物質を含む処理液を供給する処理液供給工程と、処理液が供給された前記記録媒体にインクを付与し、所定の画像データに応じてインク描画するインク描画工程と、インク描画された記録媒体におけるインク溶媒を乾燥除去する乾燥除去工程と、を設けて構成されたものである。
上記の第1及び第2の態様に係るインクジェット記録方法はいずれも、必要に応じて、さらに適宜選択された他の工程を有してもよい。
【0092】
<インク描画工程>
第1の態様のインク描画工程は、既述の本発明の記録媒体のうち、第2の層の層表面がpH4以下に調整された本発明の記録媒体を用い、この記録媒体の第2の層にインクを付与することにより、所定の画像データに応じてインク描画する。インク(例えば顔料インク)が第2の層に付与されると、インクは着滴時のpH変化でインク(例えばインク中の顔料)が凝集し、これによりインクの滲み、色間混色が防止される。
【0093】
第2の態様のインク描画工程では、第1の態様のように第2の層の層表面pHを4以下に調整せずにあるいは調整しつつ、下記の処理液供給工程で処理液が供給された記録媒体にインクを付与することにより、所定の画像データに応じてインク描画する。第2の態様では、インクを付与する前にあるいはインクの付与と同時に第2の層に供給された処理液によって第2の層の少なくとも一部が酸性状態(好ましくはpH4以下)となっており、ここに付与されたインク(例えば顔料インク)は、着滴時にpH変化を来してインク(例えばインク中の顔料)が凝集し、これによりインクの滲み、色間混色が防止される。
【0094】
インク描画工程は、所定の画像データに応じてインクを付与して描画する以外には特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、インクジェット方式によりインクを吐出することによってインク描画することができる。インクジェット記録方式には、特に制限はなく、例えば、静電誘引力を利用してインクを吐出する電荷制御方式、ピエゾ素子の振動圧力を利用するドロップオンデマンド方式(圧力パルス方式)、電気信号を音響ビームに変えインクに照射して放射圧を利用してインクを吐出する音響型インクジェット方式、インクを加熱して気泡を形成し、発生した圧力を利用するサーマル型インクジェット方式、等のいずれであってもよい。なお、前記インクジェット記録方式には、フォトインクと称する濃度の低いインクを小さい体積で多数射出する方式、実質的に同じ色相で濃度の異なる複数のインクを用いて画質を改良する方式や無色透明のインクを用いる方式、が含まれる。
上記のうち、ピエゾ素子を用いたドロップオンデマンド方式(圧力パルス方式)が好適である。
【0095】
<処理液供給工程>
第2の態様に係るインクジェット記録方法では、前記インク描画工程の前に処理液供給工程を設け、予め記録媒体の第2の層に酸性物質を含む処理液を供給する。処理液供給工程は、下記の酸性物質を含む処理液を供給する以外は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。また、この処理液供給工程は、必要に応じて、第1の態様に係るインクジェット記録方法に設けてもよい。
【0096】
(処理液)
酸性物質を含む処理液は、酸性物質を含んで酸性側の液性を有するように調整された液体であればよく、酸性物質を水系媒体と混合した水系の処理液が好ましい。本発明における処理液のpHとしては、インクの滲み、色間混色が防止の点で、4以下であるのが好ましい。
【0097】
処理液を酸性に構成するための酸性物質としては、例えば、リン酸基、ホスホン酸基、ホスフィン酸基、硫酸基、スルホン酸基、スルフィン酸基又はカルボン酸基あるいはその塩に由来の基を有する化合物を使用することができ、リン酸基、カルボン酸基を有する化合物がより好ましく、カルボン酸基を有する化合物が更に好ましい。
例えば、リン酸基を有する化合物としては、リン酸、ポリリン酸、若しくはこれらの化合物の誘導体、又はこれらの塩があり、カルボン酸基を有する化合物としては、フラン、ピロール、ピロリン、ピロリドン、ピロン、ピロール、チオフェン、インドール、ピリジン、キノリン構造を有し、更に官能基としてカルボキシル基を有する化合物等、例えば、ピロリドンカルボン酸、ピロンカルボン酸、ピロールカルボン酸、フランカルボン酸、ピリジンカルボン酸、クマリン酸、チオフェンカルボン酸、ニコチン酸、若しくはこれらの化合物の誘導体、又はこれらの塩等が、処理液に添加される。
【0098】
また、上記の酸性物質としては、ピロリドンカルボン酸、ピロンカルボン酸、フランカルボン酸、クマリン酸、若しくはこれらの化合物誘導体、又はこれらの塩であることが好ましい。なお、酸性物質は、1種類で使用されてもよく、2種類以上併用されてもよい。
【0099】
前記処理液は、本発明の効果を損なわない範囲で、その他の添加剤を含有してもよい。
その他の添加剤としては、例えば、乾燥防止剤(湿潤剤)、褪色防止剤、乳化安定剤、浸透促進剤、紫外線吸収剤、防腐剤、防黴剤、pH調整剤、表面張力調整剤、消泡剤、粘度調整剤、分散剤、分散安定剤、防錆剤、キレート剤等の公知の添加剤が挙げられる。
【0100】
処理液の供給は、記録媒体の記録面の全体に供給してもよいし、記録面の少なくとも一部、例えば所定の画像データに応じて供給してもよい。また、処理液の供給方法には、特に制限はなく、塗布法やインクジェット法、浸漬法などが挙げられ、例えばインクジェット法により処理液を吐出して供給してもよい。
【0101】
また、第2の態様に係るインクジェット記録方法では、後述する水系2液凝集インクを用いて描画してもよい。
【0102】
<乾燥除去工程>
乾燥除去工程は、インク描画された前記記録媒体におけるインク溶媒を乾燥除去する。記録媒体に付与されたインクのインク溶媒を乾燥除去する以外には特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
乾燥除去工程は、本発明の記録媒体においては第2層としてのコート層が緩浸透性であるので、インク溶媒(特に水)が記録媒体の表面付近に存在する状態で実施される。乾燥除去は、例えば、所定の温度の乾燥風をあてる方法、加熱及び/又は加圧されたロール対を通す方法、等により行なえる。
【0103】
<その他の工程>
本発明のインクジェット記録方法は、上記工程以外に、他の工程を設けてもよい。他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、加熱定着工程などが挙げられる。
【0104】
本発明のインクジェット記録方法には、前記乾燥除去工程の後に、例えばインクジェット記録方法で用いられるインク中に含まれるラテックス粒子を溶融定着する加熱定着工程を設けることができる。この加熱定着工程により、インクの記録媒体への定着性を高めることができる。加熱定着工程としては、上記のような溶融定着の他には特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【0105】
<第1のインクジェット記録方法の態様例>
前記第1のインクジェット記録方法は、例えば、下記の条件でインク描画、乾燥(水乾燥、送風乾燥)、加熱定着が行なえる。
−インク描画−
ヘッド:1,200dpi/20inch幅フルラインヘッド
吐出液滴量:0,2.0,3.5,4.0pLの4値記録
駆動周波数:30kHz(記録媒体搬送速度635mm/sec)
−乾燥(水乾燥、送風乾燥)−
風速:8〜15m/s
温度:40〜80℃
送風領域:640mm(乾燥時間1秒間)
−加熱定着−
シリコンゴムローラ(硬度50°、ニップ幅5mm)
ローラ温度:70〜90℃
圧力:0.5〜2.0MPa
【0106】
<第2のインクジェット記録方法の態様例>
第2のインクジェット記録方法は、例えば、下記の条件でプレコート、インク描画、乾燥(水乾燥、送風乾燥)、加熱定着が行なえる。
−プレコートモジュール用処理液用ヘッド−
ヘッド:600dpi/20ichi幅フルラインヘッド
吐出液滴量:0、4.0pLの2値記録
駆動周波数:15kHz(記録媒体搬送速度635mm/sec)
描画パターン:インク描画工程において、少なくとも1色以上の色インクを描画を行なう位置に予め処理液を付与するパターンを適用
−プレコートモジュール用水乾燥(送風乾燥)−
風速:8〜15m/s
温度:40〜80℃
送風領域:450mm(乾燥時間0.7秒)
−インク描画−
ヘッド:1200dpi/20inch幅フルラインヘッド
吐出液滴量:0、2.0、3.5、4.0pLの4値記録
駆動周波数:30kHz(記録媒体搬送速度635mm/sec)
−乾燥(水乾燥、送風乾燥)−
風速:8〜15m/s
温度:40〜80℃
送風領域:640mm(乾燥時間1秒間)
−加熱定着−
シリコンゴムローラ(硬度50°、ニップ幅5mm)
ローラ温度:70〜90℃
圧力:0.5〜2.0MPa
【0107】
(水系2液凝集インク)
前記第2の態様に係るインクジェット記録方法では、処理液と、該処理液と反応して凝集するインクとからなる水系2液凝集インクを用いてもよい。
水系2液凝集インクの処理液としては、既述の処理液と同様のものを使用できる。処理液の詳細については、既述の通りである。
【0108】
(インク)
水系2液凝集インクを構成するインクは、単色の画像形成のみならず、フルカラーの画像形成に用いることができる。フルカラー画像を形成するために、マゼンタ色調インク、シアン色調インク、及びイエロー色調インクを用いることができ、また、色調を整えるために、更にブラック色調インクを用いてもよい。また、イエロー、マゼンタ、シアン色調インク以外のレッド、グリーン、ブルー、白色インクやいわゆる印刷分野における特色インク(例えば無色)等を用いることができる。また、前記インクとしては、例えば、ラテックス粒子と、有機顔料と、分散剤と、水溶性有機溶媒とを含み、更に必要に応じて、その他の添加剤を含むものが挙げられる。
【0109】
−ラテックス粒子−
ラテックス粒子としては、水系の媒質中に分散された、例えば、ノニオン性モノマー、アニオン性モノマー、カチオン性モノマーからなる化合物の重合物等の粒子が挙げられる。
【0110】
前記ノニオン性モノマーとは、解離性の官能基を持たないモノマー化合物のことをいう。モノマー化合物とは広義には、化合物単独、あるいは別の化合物と重合する化合物のことを示す。モノマー化合物として、好ましくは不飽和2重結合を有するモノマー化合物である。
【0111】
前記アニオン性モノマーとは、マイナスの電荷を持ちうるアニオン性基を含んでいるモノマー化合物のことをいう。アニオン性基は、マイナスの電荷を有するものであればいずれでもよいが、リン酸基、ホスホン酸基、ホスフィン酸基、硫酸基、スルホン酸基、スルフィン酸基又はカルボン酸基であることが好ましく、リン酸基、カルボン酸基であることがより好ましく、カルボン酸基であることがさらに好ましい。
【0112】
前記カチオン性モノマーとは、プラスの電荷を持ちうるカチオン性基を含んでいるモノマーのことをいう。カチオン性基は、プラスの荷電を有するものであればいずれでもよいが、有機のカチオン性置換基であることが好ましく、窒素又はリンのカチオン性基であることがより好ましい。また、ピリジニウムカチオン又はアンモニウムカチオンであることがさらに好ましい。
【0113】
−有機顔料−
オレンジ又はイエロー用の有機顔料としては、例えば、C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー151、C.I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー185等が挙げられる。
【0114】
マゼンタ又はレッド用の有機顔料としては、例えば、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド139、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド222、C.I.ピグメントバイオレット19等が挙げられる。
【0115】
グリーン又はシアン用の有機顔料としては、例えば、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントグリーン7、米国特許4311775記載のシロキサン架橋アルミニウムフタロシアニン等が挙げられる。
【0116】
ブラック用の有機顔料としては、例えば、C.I.ピグメントブラック1、C.I.ピグメントブラック6、C.I.ピグメントブラック7等が挙げられる。
【0117】
また、有機顔料の平均粒径は、透明性・色再現性の観点からは小さいほどよいが、耐光性の観点からは大きい方が好ましい。これらを両立する平均粒子径としては、10〜200nmが好ましく、10〜150nmがより好ましく、10〜100nmがさらに好ましい。また、有機顔料の粒径分布に関しては、特に制限は無く、広い粒径分布を持つもの、又は単分散の粒径分布を持つもの、いずれでもよい。また、単分散の粒径分布を持つ有機顔料を、2種以上混合して使用してもよい。
【0118】
また、有機顔料の添加量は、インクに対して、1〜25質量%であることが好ましく、2〜20質量%がより好ましく、5〜20質量%がさらに好ましく、5〜15質量%が特に好ましい。
【0119】
−分散剤−
前記有機顔料の分散剤としては、ポリマー分散剤でも低分子の界面活性剤型分散剤でもよい。また、ポリマー分散剤としては水溶性の分散剤でも非水溶性の分散剤のいずれでもよい。
【0120】
前記低分子界面活性剤型分散剤は、インクを低粘度に保ちつつ、有機顔料を水溶媒に安定に分散させる目的で、添加されるものである。低分子分散剤は、分子量2,000以下の低分子分散剤である。また、低分子分散剤の分子量は、100〜2,000が好ましく、200〜2,000がより好ましい。
【0121】
前記低分子分散剤は、親水性基と疎水性基とを含む構造を有している。また、親水性基と疎水性基は、それぞれ独立に1分子に1以上含まれていればよく、また、複数種類の親水性基、疎水性基を有していてもよい。また、親水性基と疎水性基を連結するための連結基も適宜有することができる。
【0122】
前記親水性基は、アニオン性、カチオン性、ノニオン性、あるいはこれらを組み合わせたベタイン型等である。
アニオン性基は、マイナスの電荷を有するものであればいずれでもよく、リン酸基、ホスホン酸基、ホスフィン酸基、硫酸基、スルホン酸基、スルフィン酸基又はカルボン酸基であることが好ましく、リン酸基、カルボン酸基であることがより好ましく、カルボン酸基であることがさらに好ましい。
カチオン性基は、プラスの荷電を有するものであればいずれでもよく、有機のカチオン性置換基であることが好ましく、窒素又はリンのカチオン性基であることがより好ましい。また、ピリジニウムカチオン又はアンモニウムカチオンであることがさらに好ましい。
ノニオン性基は、ポリエチレンオキシドやポリグリセリン、糖ユニットの一部等が挙げられる。
【0123】
前記親水性基は、アニオン性基であることが好ましい。アニオン性基は、リン酸基、ホスホン酸基、ホスフィン酸基、硫酸基、スルホン酸基、スルフィン酸基又はカルボン酸基であることが好ましく、リン酸基、カルボン酸基であることがより好ましく、カルボン酸基であることが更に好ましい。
【0124】
また、低分子分散剤がアニオン性の親水性基を有する場合、酸性の処理液と接触させて凝集反応を促進させる観点から、pKaが3以上であることが好ましい。本発明における低分子分散剤のpKaはテトラヒドロフラン−水(3:2=V/V)溶液に低分子分散剤1mmol/L溶解した液を酸あるいはアルカリ水溶液で滴定し、滴定曲線より実験的に求めた値のことである。低分子分散剤のpKaが3以上であれば、理論上、pH3程度の処理液と接したときに、アニオン性基の50%以上が非解離状態になる。したがって、低分子分散剤の水溶性が著しく低下し、凝集反応が起こる。すなわち、凝集反応性が向上する。この観点からも、低分子分散剤が、アニオン性基としてカルボン酸基を有していることが好ましい。
【0125】
前記疎水性基は、炭化水素系、フッ化炭素系、シリコーン系等の構造を有するが、特に、炭化水素系であることが好ましい。また、これらの疎水性基は、直鎖状構造又は分岐状構造のいずれであってもよい。また疎水性基は、1本鎖状構造、又はこれ以上の鎖状構造でもよく、2本鎖状以上の構造である場合は、複数種類の疎水性基を有していてもよい。
また、疎水性基は、炭素数2〜24の炭化水素基が好ましく、炭素数4〜24の炭化水素基がより好ましく、炭素数6〜20の炭化水素基がさらに好ましい。
【0126】
ポリマー分散剤のうち水溶性分散剤としては、親水性高分子化合物を用いることができる。例えば、天然の親水性高分子化合物では、アラビアガム、トラガンガム、グーアガム、カラヤガム、ローカストビーンガム、アラビノガラクトン、ペクチン、クインスシードデンプン等の植物性高分子、アルギン酸、カラギーナン、寒天等の海藻系高分子、ゼラチン、カゼイン、アルブミン、コラーゲン等の動物系高分子、キサンテンガム、デキストラン等の微生物系高分子等が挙げられる。
【0127】
天然物を原料に修飾した親水性高分子化合物では、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース等の繊維素系高分子、デンプングリコール酸ナトリウム、デンプンリン酸エステルナトリウム等のデンプン系高分子、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸プロピレングリコールエステル等の海藻系高分子等が挙げられる。
【0128】
また、合成系の水溶性高分子化合物としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチルエーテル等のビニル系高分子、非架橋ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸又はそのアルカリ金属塩、水溶性スチレンアクリル樹脂等のアクリル系樹脂、水溶性スチレンマレイン酸樹脂、水溶性ビニルナフタレンアクリル樹脂、水溶性ビニルナフタレンマレイン酸樹脂、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、β−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のアルカリ金属塩、四級アンモニウムやアミノ基等のカチオン性官能基の塩を側鎖に有する高分子化合物、セラック等の天然高分子化合物等が挙げられる。
【0129】
これらの中でも、アクリル酸、メタクリル酸、スチレンアクリル酸のホモポリマーや他の親水基を有するモノマーの共重合体からなるようなカルボキシル基を導入したものが高分子分散剤として特に好ましい。
【0130】
ポリマー分散剤のうち非水溶性分散剤としては、疎水性部と親水性部の両方を有するポリマーを用いることができ、例えば、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、(メタ)アクリル酸エステル−(メタ)アクリル酸共重合体、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート−(メタ)アクリル酸共重合体、酢酸ビニル−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体等が挙げられる。
【0131】
分散剤の重量平均分子量は、3,000〜100,000が好ましく、より好ましくは5,000〜50,000、更に好ましくは5,000〜40,000、特に好ましくは10,000〜40,000である。
【0132】
有機顔料と分散剤との混合質量比としては、1:0.06〜1:3の範囲が好ましく、1:0.125〜1:2の範囲がより好ましく、更に好ましくは1:0.125〜1:1.5である。
【0133】
−水溶性有機溶媒−
水溶性有機溶媒は、乾燥防止や湿潤促進等の目的で用いられる。
乾燥防止剤としての水溶性有機溶媒は、インクジェット記録方式におけるノズルのインク噴射口において好適に用いられ、インクジェット用インクが乾燥することによる目詰まりを防止する。
【0134】
乾燥防止剤としては、水より蒸気圧の低い水溶性有機溶媒が好ましい。このような乾燥防止剤の具体的な例としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、チオジグリコール、ジチオジグリコール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,2,6−ヘキサントリオール、アセチレングリコール誘導体、グリセリン、トリメチロールプロパン等に代表される多価アルコール類、エチレングリコールモノメチル(又はエチル)エーテル、ジエチレングリコールモノメチル(又はエチル)エーテル、トリエチレングリコールモノエチル(又はブチル)エーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、N−エチルモルホリン等の複素環類、スルホラン、ジメチルスルホキシド、3−スルホレン等の含硫黄化合物、ジアセトンアルコール、ジエタノールアミン等の多官能化合物、尿素誘導体が挙げられる。このうち、乾燥防止剤は、グリセリン、ジエチレングリコール等の多価アルコールが好ましい。また、上記の乾燥防止剤は単独で用いても、2種以上併用しても良い。これらの乾燥防止剤は、インク中に、10〜50質量%含有されることが好ましい。
【0135】
また、浸透促進剤としての水溶性有機溶媒は、インクを記録媒体(印刷用紙)により良く浸透させる目的で好適に用いられる。このような浸透促進剤の具体的な例としては、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、ジ(トリ)エチレングリコールモノブチルエーテル、1,2−ヘキサンジオール等のアルコール類やラウリル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウムやノニオン性界面活性剤等を好適に用いることができる。これらの浸透促進剤は、インク組成物中に、5〜30質量%含有されることで、充分な効果を発揮する。また、浸透促進剤は、印字の滲み、紙抜け(プリントスルー)を起こさない添加量の範囲内で、使用されることが好ましい。
【0136】
また、水溶性有機溶媒は、上記以外にも、粘度の調整にも用いられる。粘度の調整に用いることができる水溶性有機溶媒の具体的な例としては、アルコール(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、sec−ブタノール、t−ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール)、多価アルコール類(例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサンジオール、ペンタンジオール、グリセリン、ヘキサントリオール、チオジグリコール)、グリコール誘導体(例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングルコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル)、アミン(例えば、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、モルホリン、N−エチルモルホリン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ポリエチレンイミン、テトラメチルプロピレンジアミン)及びその他の極性溶媒(例えば、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、スルホラン、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−ピロリドン、2−オキサゾリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、アセトニトリル、アセトン)が含まれる。なお、水溶性有機溶媒は、単独で用いてもよく、二種類以上を併用してもよい。
【0137】
−その他の添加剤−
前記その他の添加剤としては、例えば、乾燥防止剤(湿潤剤)、褪色防止剤、乳化安定剤、浸透促進剤、紫外線吸収剤、防腐剤、防黴剤、pH調整剤、表面張力調整剤、消泡剤、粘度調整剤、分散剤、分散安定剤、防錆剤、キレート剤等の公知の添加剤が挙げられる。これらの各種添加剤は、水溶性インクの場合は、インクに直接添加する。油溶性染料を分散物の形で用いる場合は、染料分散物の調製後、分散物に添加するのが一般的であるが、調製時に油相又は水相に添加してもよい。
【0138】
紫外線吸収剤は、画像の保存性を向上させる目的で使用される。紫外線吸収剤としては、特開昭58−185677号公報、同61−190537号公報、特開平2−782号公報、同5−197075号公報、同9−34057号公報等に記載されたベンゾトリアゾール系化合物、特開昭46−2784号公報、特開平5−194483号公報、米国特許第3214463号等に記載されたベンゾフェノン系化合物、特公昭48−30492号公報、同56−21141号公報、特開平10−88106号公報等に記載された桂皮酸系化合物、特開平4−298503号公報、同8−53427号公報、同8−239368号公報、同10−182621号公報、特表平8−501291号公報等に記載されたトリアジン系化合物、リサーチディスクロージャーNo.24239号に記載された化合物やスチルベン系、ベンズオキサゾール系化合物に代表される紫外線を吸収して蛍光を発する化合物、いわゆる蛍光増白剤も用いることができる。
【0139】
褪色防止剤は、画像の保存性を向上させる目的で使用される。褪色防止剤としては、各種の有機系及び金属錯体系の褪色防止剤を使用することができる。有機の褪色防止剤としてはハイドロキノン類、アルコキシフェノール類、ジアルコキシフェノール類、フェノール類、アニリン類、アミン類、インダン類、クロマン類、アルコキシアニリン類、ヘテロ環類等があり、金属錯体としてはニッケル錯体、亜鉛錯体等がある。より具体的にはリサーチディスクロージャーNo.17643の第VIIのIないしJ項、同No.15162、同No.18716の650頁左欄、同No.36544の527頁、同No.307105の872頁、同No.15162に引用された特許に記載された化合物や特開昭62−215272号公報の127頁〜137頁に記載された代表的化合物の一般式及び化合物例に含まれる化合物を用いることができる。
【0140】
防黴剤としては、デヒドロ酢酸ナトリウム、安息香酸ナトリウム、ナトリウムピリジンチオン−1−オキシド、p−ヒドロキシ安息香酸エチルエステル、1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オン及びその塩等が挙げられる。これらはインク中に0.02〜1.00重量%使用するのが好ましい。
【0141】
pH調整剤としては、中和剤(有機塩基、無機アルカリ)を用いることができる。pH調整剤はインクジェット用インクの保存安定性を向上させる目的で、該インクジェット用インクがpH6〜10となるように添加するのが好ましく、pH7〜10となるように添加するのがより好ましい。
【0142】
表面張力調整剤としては、ノニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、ベタイン界面活性剤等が挙げられる。
【0143】
また、表面張力調整剤の添加量は、インクジェットで良好に打滴するために、インクの表面張力を20〜60mN/mに調整する添加量が好ましく、20〜45mN/mに調整する添加量がより好ましく、25〜40mN/mに調整する添加量がさらに好ましい。
【0144】
界面活性剤の具体的な例としては、炭化水素系では脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルリン酸エステル塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩等のアニオン系界面活性剤や、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、グリセリン脂肪酸エステル、オキシエチレンオキシプロピレンブロックコポリマー等のノニオン系界面活性剤が好ましい。また、アセチレン系ポリオキシエチレンオキシド界面活性剤であるSURFYNOLS(AirProducts&ChemicaLs社)も好ましく用いられる。また、N,N−ジメチル−N−アルキルアミンオキシドのようなアミンオキシド型の両性界面活性剤等も好ましい。
【0145】
更に、特開昭59−157636号の第(37)〜(38)頁、リサーチ・ディスクロージャーNo.308119(1989年)記載の界面活性剤として挙げたものも用いることができる。
【0146】
また、特開2003−322926号、特開2004−325707号、特開2004−309806号の各公報に記載されているようなフッ素(フッ化アルキル系)系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤等を用いることにより、耐擦性を良化することもできる。
【0147】
また、これら表面張力調整剤は、消泡剤としても使用することができ、フッ素系化合物、シリコーン系化合物、及びEDTAに代表されるキレート剤等、も使用することができる。
【実施例】
【0148】
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」及び「%」は質量基準であり、「重合度」は「平均重合度」を表す。また、「塗布量」は「固形分塗布量」を表す。
【0149】
(実施例1)
<インクジェット記録媒体の作製>
(第1の層用塗布液の調製)
水50部と、カオリン(商品名:カオブライト90、白石カルシウム(株)製)100部と、40%ポリアクリル酸ナトリウム(商品名:アロンT−50、東亞合成製)1.3部と、を混合し、ノンバブリングニーダー(商品名:NBK−2、日本精機製作所(株)製)を用いて分散し、カオリン分散液を得た。
得られたカオリン分散液に、更に、22.5%ポリエステル系ウレタンラテックス水分散液(ガラス転移温度49℃、最低造膜温度29℃;商品名:ハイドランAP−40F、大日本インキ化学工業(株)製)2200部、10%Aerosol MA80(アメリカンサイアナミド(株)製)水溶液60部、及び2%ラピゾールA−90(日油(株)製)水溶液100部を添加し、更に、1%セロゲンEP水溶液(第一工業製薬(株)、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩の水溶液)800部を加え、十分に攪拌混合した後、得られた混合液の液温度を15〜25℃に保って18%の第1の層(下塗り層)用塗布液を得た。
【0150】
(第2の層用塗布液の調製)
水100部と、カオリン(商品名:カオブライト90、白石カルシウム(株)製)75部と、焼成カオリン(商品名:カオカル、白石カルシウム(株)製)25部と、40%ポリアクリル酸ナトリウム(商品名:アロンT−50、東亞合成(株)製)2.5部と、を混合し、分散してカオリン分散液を調製した。
得られたカオリン分散液を、7.5%PVA105((株)クラレ製)水溶液40部に添加した。さらに、5%PVA145((株)クラレ製)水溶液100部と、48%SBR(商品名:SN307、日本エイアンドエル社、スチレン−ブタジエン系ラテックス)15部、10%Aerosol MA80(アメリカンサイアナミド(株)製、アニオン系界面活性剤)水溶液10部と、2%ラピゾールA−90(日油(株)製、アニオン系界面活性剤)水溶液10部を添加して、最終的な固形分濃度が31%の第2の層用塗布液を調製した。
【0151】
(第1の層の形成)
坪量81.4g/mの上質紙(商品名:しらおい、日本製紙製)に、得られた第1の層(下塗り層)用塗布液を、カーテンコーターを用いて、塗布量が8.0g/mとなるようにオモテ面(画像を形成する面)に塗布し、乾燥風温度120℃で20秒間乾燥して、下塗り層として、第1の層を形成した。
恒率乾燥時の膜面温度42℃、Cobb(120)=0.7g/mとなり、目標性能を得ることができた。
なお、乾燥風の空気は10℃40%RH環境下から供給した。また、上記乾燥は、塗布液が塗布された上質紙を10℃40%RH環境下に配置して行った。
引き続き、オモテ面側と同様にしてウラ面側に第1の層を形成した。
【0152】
〜ソフトカレンダー処理〜
前記第1の層が形成された上質紙の両面に、金属ロールと樹脂ロールとが対をなすロール対を備えたソフトカレンダーを用いて、金属ロールの表面温度50℃、ニップ圧50kg/cmの条件でソフトカレンダー処理を行った。
【0153】
(第2の層形成)
前記第1の層が形成された上質紙の両面に、前記調製された第2の層用塗布液を、カーテンコーターを用いて、片面当たりの塗布量が20g/mとなるように片面ずつ塗布し、温度70℃、風速10m/secで1分間乾燥して、第2の層を形成した。さらに、形成された第2の層に対して、前記第1の層と同様にソフトカレンダー処理を行った。形成された第2の層の厚みは、20.2μmであった。
以上のようにして、本発明のインクジェット記録媒体を作製した。
【0154】
<インクの調製>
(1)シアン顔料インクCの調製
−顔料分散物の調製−
大日精化社製のシアニンブルーA−22(PB15:3)10g、下記の低分子量分散剤10.0g、グリセリン4.0g、及びイオン交換水26gを攪拌、混合して分散液を調製した。次いで、超音波照射装置(SONICS社製 Vibra−cell VC−750、テーパーマイクロチップ:φ5mm、Ampitude:30%)を用いて、前記分散液に、超音波を間欠照射(照射0.5秒、休止1.0秒)で2時間照射し、顔料を更に分散させ、20%顔料分散液とした。
【0155】
【化2】



【0156】
上記の顔料分散液とは別に、以下に示す化合物を秤量し、攪拌、混合して、混合液Iを調製した。
・グリセリン ・・・5.0g
・ジエチレングリコール ・・・10.0g
・オルフィンE1010(日信化学工業社製)・・・1.0g
・イオン交換水 ・・・11.0g
【0157】
この混合液Iを、攪拌した44%SBR分散液(ポリマー微粒子:アクリル酸3%、Tg(ガラス転移温度)30℃)23.0gにゆっくりと滴下して攪拌、混合し、混合液IIを調製した。
次に、この混合液IIを上記の20%顔料分散液にゆっくりと滴下しながら攪拌、混合して、シアン色の顔料インクC(シアンインク)100gを調製した。東亜DKK(株)製のpHメーターWM−50EGを用いて、上記のようにして調製された顔料インクCのpHを測定したところ、pH値は8.5であった。
【0158】
(2)マゼンタ顔料インクMの調製
顔料インクCの調製において、顔料インクCの調製に用いた顔料に代えて、チバ・スペシャリティーケミカルズ社のCromophtal Jet Magenta DMQ(PR−122)を用いたこと以外は、顔料インクCの調製と同様の方法でマゼンタ色の顔料インクM(マゼンダインク)を調製した。東亜DKK(株)製のpHメーターWM−50EGにて、上記のようにして調製された顔料インクMのpHを測定したところ、pH値は8.5であった。
【0159】
(3)イエロー顔料インクYの調製
顔料インクCの調製において、顔料インクCの調製に用いた顔料に代えて、チバ・スペシャリティーケミカルズ社のIrgalite Yellow GS(PY74)を用いたこと以外は、顔料インクCの調製と同様の方法でイエロー色の顔料インクY(イエローインク)を調製した。東亜DKK(株)製のpHメーターWM−50EGにて、上記のようにして調製された顔料インクYのpHを測定したところ、pH値は8.5であった。
【0160】
(4)黒顔料インクKの調製
顔料インクCの調製において、顔料インクCの調製に使用した顔料分散液に代えて、CABOT社製の分散体CAB−O−JETTM_200(カーボンブラック)を用いたこと以外は、顔料インクCの調製と同様の方法でブラック色の顔料インクK(ブラックインク)を調製した。東亜DKK(株)製のpHメーターWM−50EGにて、上記のようにして調製された顔料インクKのpHを測定したところ、pH値は8.5であった。
【0161】
<処理液の調製>
処理液は、以下の成分を混合して調製した。
・リン酸 ・・・10g
・グリセリン ・・・20g
・ジエチレングリコール ・・・10g
・オルフィンE1010(日信化学工業製) ・・・1g
・イオン交換水 ・・・59g
東亜DKK(株)製のpHメーターWM−50EGにて、このように調製された処理液のpHを測定したところ、pH値は1.0であった。
【0162】
<画像形成、並びに打滴方式及び条件>
上記シアン顔料インクC、マゼンタ顔料インクM、イエロー顔料インクY、黒顔料インクKを使用し、図3に示す装置を用いて下記の条件にて、4色シングルパス画像形成を実施した。このとき、グレースケール及び文字画像を形成した。
【0163】
〜プレコートモジュール用処理液用ヘッド〜
ヘッド :600dpi/20inch幅ピエゾフルラインヘッド
吐出液滴量:0、4.0pLの2値記録
駆動周波数:15kHz(記録媒体搬送速度635mm/sec)
描画パターン:インク描画工程において、少なくとも1色以上の色インクを、描画を行なう位置に予め処理液を付与するパターンを適用
【0164】
〜プレコートモジュール用水乾燥(送風乾燥)〜
風速:15m/s
温度:記録媒体の表面温度が60℃となるように記録媒体記録面背面から接触型平面
ヒーターで加熱
送風領域:450mm(乾燥時間0.7秒)
【0165】
〜インク描画〜
ヘッド:1,200dpi/20inch幅ピエゾフルラインヘッドを4色分配置
吐出液滴量:0、2.0、3.5、4.0pLの4値記録
駆動周波数:30kHz(記録媒体搬送速度635mm/sec)
【0166】
〜乾燥(水乾燥、送風乾燥)〜
風速:15m/s
温度:60℃
送風領域:640mm(乾燥時間1秒間)
【0167】
〜加熱定着〜
シリコンゴムローラ(硬度50°、ニップ幅5mm)
ローラ温度:90℃
圧力:0.8MPa
【0168】
<評価>
得られたインクジェット記録媒体について、下記の評価1.〜5.を行なった。評価結果は下記表1に示す。なお、紙変形の評価に関し、カールおよびカックルは、いずれもインクジェット記録媒体に与えられた水分に起因する現象であることから、本実施例では、カールについてのみ評価した。
【0169】
−1.コッブ吸水度試験−
JIS P8140に準拠した吸水度試験にしたがって、第1の層が形成された上質紙の第1の層表面にてコッブ吸水度(20℃の水に120秒間接触させたときの水の浸透量g/m)を測定した。
【0170】
−2.第2の層のジエチレングリコール吸収容量試験−
得られたインクジェット記録媒体を、10cm四方となるようにカットして得た試験片の第2の層上に、ジエチレングリコール1mLを滴下し、30秒後に過剰分をふき取り、滴下前後の質量差からジエチレングリコール吸収容量(mL/m)を求めた。
【0171】
−3.カール試験−
インクジェット記録媒体を裁断して50mm×5mmサイズの試験片を作成し、MD、CDそれぞれの方向に対してこの試験片に水が10g/mとなるよう塗布し、JAPAN TAPPI 紙パルプ試験方法 No.15−2:2000(紙−カール試験方法−第2部)に規定されるカール曲率測定法に準拠して、23℃、50%RHの環境条件で8時間放置した後のカール度を下記の基準にしたがって評価した。
<評価基準>
A:カール度10未満であった。
B:カール度10以上20未満であった。
C:カール度20以上30未満であった。
D:カール度30以上であった。
【0172】
−4.打滴評価−
上記で形成したグレースケール及び文字画像を目視で観察し、下記の評価基準にしたがって評価した。評価結果は、下記表1に示す。
<評価基準>
A:画像滲み、色間混色が見られず、4pt以下の“鷹”文字を解像できた。
B:画像滲み、色間混色が見られず、5pt“鷹“文字まで解像できた。
C:画像滲み、色間混色が多く見られ、実用性が低かった。
D:画像滲み、色間混色がひどくあり、実用性が極めて低かった。
【0173】
−5.テープ剥離試験−
記録媒体上にシアンのベタ画像を印画し、加熱定着を行った。定着3時間後に、印画部に12mm幅のメンディングテープ(3M社製)を貼り付けた後、このテープをはがした際の印画部の剥がれ具合を下記基準に従い、目視評価を行った。評価結果は、下記表1に示す。
A:印画部の剥がれは観察されなかった。
B:印画部の剥がれは観察されたが、紙上の画像への影響はほとんどなかった。
C:印画部の剥がれは観察され、紙上の画像は一部残っている程度であった。
D:印画部の剥がれが激しく、紙上の画像はほとんど残っていなかった。
【0174】
【表1】

【0175】
表1に示すように、原紙上に、バインダーを含む第1の層用塗布液を塗布して塗布膜を形成し、形成された塗布膜を、恒率乾燥時の膜面温度が前記バインダーの最低造膜温度以上となる条件で乾燥させて第1の層を形成する第1の層形成工程と、形成された前記第1の層上に、顔料とバインダーとを含む第2の層を形成する第2の層形成工程と、を有する製造方法により作製された実施例1及び実施例2の記録媒体は、カールの発生が抑制されていた。更に、これらの記録媒体に記録された画像は、滲み、色間混色が見られず、テープ剥離性も良好であった。
【図面の簡単な説明】
【0176】
【図1】本発明の記録媒体の構成例を示す概略構成図である。
【図2】本発明の記録媒体を用いた第1の態様に係るインクジェット記録方法の一例を説明するための説明図である。
【図3】本発明の記録媒体を用いた第2の態様に係るインクジェット記録方法の一例を説明するための説明図である。
【図4】従来の記録媒体の構成を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【0177】
11…上質紙
12…溶媒ブロッキング層(第1の層)
13…コート層(第2の層)
21…原紙
22…溶媒吸収層
100…記録媒体

【特許請求の範囲】
【請求項1】
原紙上に、バインダーを含む第1の層用塗布液を塗布して塗布膜を形成し、形成された塗布膜を、恒率乾燥時の膜面温度が前記バインダーの最低造膜温度以上となる条件で乾燥させて第1の層を形成する第1の層形成工程と、
形成された前記第1の層上に、顔料とバインダーとを含む第2の層を形成する第2の層形成工程と、
を有する記録媒体の製造方法。
【請求項2】
前記第1の層用塗布液に含まれるバインダーが、ウレタン系ラテックスである請求項1に記載の記録媒体の製造方法。
【請求項3】
前記第1の層用塗布液が、更に、増粘剤を含有する請求項1又は請求項2に記載の記録媒体の製造方法。
【請求項4】
前記増粘剤が、セルロース誘導体である請求項3に記載の記録媒体の製造方法。
【請求項5】
前記第1の層用塗布液の塗布が、カーテン塗布である請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の記録媒体の製造方法。
【請求項6】
前記第1の層形成工程における前記塗布膜の乾燥は、該塗布膜に、前記第1の層用塗布液に含まれるバインダーの最低造膜温度よりも60℃以上高い乾燥風を吹き付けることにより行う請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の記録媒体の製造方法。
【請求項7】
前記第1の層形成工程は、表面におけるJIS P8140に準拠した吸水度試験による接触時間120秒のコッブ吸水度が2.0g/m以下である第1の層を形成する請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の記録媒体の製造方法。
【請求項8】
請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の記録媒体の製造方法により製造された記録媒体。
【請求項9】
前記第1の層の表面におけるJIS P8140に準拠した吸水度試験による接触時間120秒間のコッブ吸水度が2.0g/m以下である請求項8に記載の記録媒体。
【請求項10】
前記第2の層の表面におけるジエチレングリコールの吸収容量が2mL/m以上8mL/m以下である請求項8又は請求項9に記載の記録媒体。
【請求項11】
請求項8〜請求項10のいずれか1項に記載の記録媒体にインクを付与し、所定の画像データに応じてインク描画するインク描画工程と、
インク描画された前記記録媒体におけるインク溶媒を乾燥除去する乾燥除去工程と、
を有するインクジェット記録方法。
【請求項12】
請求項8〜請求項10のいずれか1項に記載の記録媒体に、酸性物質を含む処理液を供給する処理液供給工程と、
処理液が供給された前記記録媒体にインクを付与し、所定の画像データに応じてインク描画するインク描画工程と、
インク描画された前記記録媒体におけるインク溶媒を乾燥除去する乾燥除去工程と、
を有するインクジェット記録方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2010−30199(P2010−30199A)
【公開日】平成22年2月12日(2010.2.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−196090(P2008−196090)
【出願日】平成20年7月30日(2008.7.30)
【出願人】(306037311)富士フイルム株式会社 (25,513)
【Fターム(参考)】