JP2003113596A

JP2003113596A - 親水性ポリマー水溶液の製造方法

Info

Publication number: JP2003113596A
Application number: JP2001305004A
Authority: JP
Inventors: Kaneo Mamiya; 周雄間宮; Kiyoshi Endo; 喜芳遠藤; Tomohiko Sakai; 智彦坂井; Masako Kikuchi; 雅子菊地
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2001-10-01
Filing date: 2001-10-01
Publication date: 2003-04-18

Abstract

(57)【要約】【課題】未溶解物が無く、記録シートにした際の塗膜
品質が優れ、また短時間で製造可能なインクジェット記
録シートの製造に適用される親水性ポリマー水溶液の製
造方法を提供すること。【解決手段】（１）少なくとも１種の親水性ポリマー
粉体と水を混合・分散した後に、５〜１２０分攪拌しな
がら、液面上に設けた遠心脱泡手段により消泡を行いつ
つ、膨潤を行う工程、（２）膨潤後、該混合液を送液手
段で送液しながら、水蒸気と直接混合、あるいは熱交換
器によりライン中で連続的に１００℃以上１５０℃以下
で溶解する工程、（３）溶解後、脱泡容器にて９０〜１
０５℃で浮上脱泡する工程を有することを特徴とするイ
ンクジェット記録シートの製造に適用される親水性ポリ
マー水溶液の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、支持体上に少なく
とも１層の顔料及び親水性ポリマーを含有するインク受
容層を有するインクジェット記録シート（以下、単に記
録シートともいう）の製造方法に関し、特に塗膜品質の
優れた記録シートを得るための親水性ポリマー水溶液の
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、インクジェット記録は急速に画質
が向上してきており、写真画質に迫りつつある。この様
な写真画質をインクジェット記録で達成するために、記
録用紙の面でも改善が進んでおり、高平滑性の支持体上
に微小な空隙層を設けた記録用紙はインク吸収性及び乾
燥性に優れていることからもっとも写真画質に近いもの
の一つになりつつある。

【０００３】記録シートとしてはインク吸収量が多く、
耐水性に優れ、シート上に異物、クラック（ひびわれ）
等の故障が無いことが要求されている。

【０００４】インク吸収量を上げるためには顔料に対す
る親水性ポリマーの量を減らすことが有効であるが、親
水性ポリマー量が減るに従いクラック（ひびわれ）等の
故障が増加する。これに対して従来様々な技術が開示さ
れているが、根本的な解決には至っていない。

【０００５】親水性ポリマーとしては少量で物理的強度
を上げるために、高重合度・高耐水性を有する親水性ポ
リマーの使用が多くなってきているが、溶解性が悪く多
大な製造時間を必要とする。又、未溶解物が発生しクラ
ックの原因となる。更に、高粘度であるため泡の除去が
できず、製造時間の増大、または製造ロスの発生を引き
起こす等の多くの問題がある。

【０００６】このような課題を解決する方法として特開
平２００１−７１６３３号等が開示されている。また親
水性ポリマーの分散・溶解方法に関して、特にインクジ
ェット記録シートに多く使用されるポリビニルアルコー
ルについては、特開平９−３０２０２３号、特開平５−
１８６６０２号、特開平５−２３９２２１号等に記載さ
れているが、いずれも最近の高重合度、高発泡性のポリ
ビニルアルコールを用いた記録シートを製造する場合に
適用することは難しい。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、支持体上に
少なくとも１層の顔料及び親水性ポリマーからなるイン
ク受容層を有するインクジェット記録シートの製造に適
用される親水性ポリマー水溶液の製造方法において、親
水性ポリマーの未溶解物が無く、記録シートにした際の
塗膜品質が優れ、また短時間で製造可能な親水性ポリマ
ー水溶液の製造方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題は以下の手段に
より解決された。

【０００９】１．支持体上に少なくとも親水性ポリマー
を含有するインク受容層を有するインクジェット記録シ
ートの製造に適用される親水性ポリマー水溶液の製造方
法において、（１）少なくとも１種の親水性ポリマー粉
体と水を混合・分散した後に、５〜１２０分攪拌しなが
ら、液面上に設けた遠心脱泡手段により消泡を行いつ
つ、膨潤を行う工程、（２）膨潤後、該親水性ポリマー
粉体と水との混合液を送液手段で送液しながら、水蒸気
と直接混合、あるいは熱交換器によりライン中で連続的
に１００℃以上１５０℃以下で溶解する工程、（３）溶
解後、脱泡容器にて９０〜１０５℃で浮上脱泡する工
程、を有することを特徴とする親水性ポリマー水溶液の
製造方法。

【００１０】２．前記溶解する工程における、混合液の
溶解時、溶解温度Ｔ［℃］とライン中の圧力Ｐ［Ｍｐ
ａ］が下記の条件を満たすことを特徴とする前記１に記
載の親水性ポリマー水溶液の製造方法。

【００１１】１００≦Ｔ≦１５０Ｐｔ≦Ｐ≦（Ｐｔ＋０．１５）Ｐｔ；温度Ｔ［℃］における水の蒸気圧［Ｍｐａ］３．溶解後の親水性ポリマー水溶液を、脱泡容器から一
定量で抜き出し、かつ脱泡容器の液レベルをモニターし
ながら、膨潤工程から溶解工程へ送る流量を調節するこ
とを特徴とする親水性ポリマー水溶液の製造方法。

【００１２】４．親水性ポリマーの少なくとも１種が重
合度２０００〜５０００、けん化度７５〜１００％のポ
リビニルアルコールまたは変性ポリビニルアルコールで
あることを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載
の親水性ポリマー水溶液の製造方法。

【００１３】以下、本発明について詳細に説明する。親
水性ポリマー粉体の分散・膨潤については図１、２に示
すような装置を用いることで達成できる。図１は、純水
タンク２及びポリマー粉体貯蔵容器１（複数示してい
る）から、定量供給手段３を用いて、直接、親水性ポリ
マー粉体及び純水を膨潤容器４に投入し、容器内で分散
・膨潤を行う形態である。

【００１４】純水及び親水性ポリマー粉体を直接、膨潤
容器４に投入し、容器内で分散・膨潤を行ってもよい
が、図２に示す装置を用いることがより迅速に溶解でき
る点でより好ましい。

【００１５】即ち、図２においては、親水性ポリマー粉
体及び純水は定量供給手段３を用いて、それぞれポリマ
ー粉体貯蔵容器１及び純水タンク２から分散機７に送ら
れ、ここで均一分散を行う。親水性ポリマーは同時に数
種類を用いることができ、ポリマー粉体同士を粉体混合
器６により混合後分散させてもよいし、別々に分散機に
送ってもよい。

【００１６】親水性ポリマー粉体と純水を連続的に混合
し、溶解あるいは混練を行うための装置は公知である
が、一般に高分子量あるいは高重合度の親水性ポリマー
は発泡性が高く、特願２００１−１０４３３３号に記載
された分散機を用いることが好ましい。

【００１７】分散時の温度は４０℃以下が好ましく、更
に好ましくは３０℃以下、より好ましくは２５℃以下が
好ましい。

【００１８】攪拌手段は公知のものを用いることができ
るが、通常膨潤中に溶液粘度が大きくなるため、低〜高
粘度に対応した攪拌手段が好ましい。

【００１９】膨潤は通常攪拌下において５〜１２０分、
より好ましくは５〜６０分、更に好ましくは５〜３０分
で行われる。膨潤時間が足りないと次の溶解工程で、よ
り高温化が必要となる。また送液する際、送液ライン中
に沈積等が起こり、安定製造が困難になる。一方膨潤時
間が長くなると生産性は低下する。このため親水性ポリ
マーの特性にあった最適な膨潤時間を選択する必要があ
る。

【００２０】従来分子量１５万以下のゼラチンや、重合
度２０００以下のポリビニルアルコール等は上記方法で
分散・膨潤ができたが、より高分子量、高重合度のポリ
マーに対しては以下の問題が生じた。すなわち図１、図
２に記載した方法では膨潤容器に大量の泡が発生し、高
粘度であるがため、上記記載の時間では消泡が仕切れな
い。

【００２１】また発泡を抑制するために攪拌手段５や分
散機７の回転数を下げると混合不良によるダマが発生
し、次の溶解工程の設備規模が増大してしまう。

【００２２】またライン中で連続的に溶解する場合にお
いても、気泡の含有率が高いと、製造速度を満足するた
めに、流量を上げなければならず、このため配管長が一
定の場合には、溶解時間不足により未溶解物が生じると
いう問題があった。

【００２３】また泡が存在したままでは溶解工程におけ
る流量安定性が劣化し、ポリマー濃度のバラツキが大き
くなるという問題があった。

【００２４】我々は鋭意検討の結果膨潤容器に液面設置
型の遠心脱泡装置を付加することにより、問題が解決で
きることを見いだした。

【００２５】脱泡装置は世の中でよく知られており、脱
泡手段としても超音波法、真空・減圧脱泡、遠心脱泡な
どが知られている。しかし、いずれの装置も設備規模が
大きくなり、特に減圧法では気泡が破泡するまで膨潤容
器は数倍〜数十倍の容量が必要であった。またライン中
でサイクロン方式により気泡を除去する脱泡装置もある
が、膨潤中のポリマーに対しては膨潤ゲルの沈降性や目
詰まりのため脱泡装置へ送液することが困難であった。
我々は図３に示した液面設置型の遠心脱泡装置８を使用
することで目的が達成できることを見いだした。すなわ
ち（１）液面より泡を吸い上げ、（２）回転体の遠心力
により破泡し、（３）再び液面に膨潤液を戻す機能を有
する脱泡装置を使用することで目的が達成できることを
見いだした。上記機能を持つ遠心脱泡装置としては、例
えば日石三菱（株）製バブシャット等をあげることがで
きるがこれに限定されるわけではない。

【００２６】これらの脱泡手段を用いることにより、分
子量１５万以下のゼラチンや、重合度２０００以下のポ
リビニルアルコール等、従来用いられていた親水性ポリ
マーに比べ、より高分子量、高重合度の親水性ポリマー
に対しても、膨潤が、通常攪拌下において５〜１２０
分、より好ましくは５〜６０分、更に好ましくは５〜３
０分という短時間で行われる。

【００２７】次に本発明の請求項２、３について説明す
る。膨潤工程を終えた親水性ポリマー分散液は連続的に
送液されながら、蒸気と直接混合、あるいは熱交換器に
よりライン中で連続的に１００℃以上１５０℃以下で溶
解し、その後、脱泡容器において９０〜１０５℃で浮上
脱泡される。このような溶解・脱泡方法はすでに公知で
あり、例えば特開平３−３３１３０号、特開平５−１８
６６０２号に記載がある。

【００２８】溶解工程の一例を図４に示す。膨潤工程を
終えた親水性ポリマー分散液は、膨潤容器４から送液手
段９により送液される（ライン中には質量流量計１０が
設けられている）。該ポリマー分散液は、更に、ライン
中に設けられた、蒸気量制御手段１２を介して蒸気が供
給される蒸気混合器１１において、急速に昇温され、溶
解温度を１００℃以上にするために保温管１４に圧力調
整弁１６を使って圧力をかけられる。保温管中で溶解し
た液は脱泡容器１７において９５〜１０５℃で一定時間
浮上脱泡され、その後送液手段２０により流量計２１を
通して所望の温度に冷却するため熱交換等による冷却器
２２に送られ、親水性ポリマー水溶液（溶解液）として
仕上がる。尚、保温管には液温度をモニターするための
温度モニター１３が備えられており、又、保温管の出口
と圧力調整弁間に保温管にかかるライン圧力をモニター
するためのライン圧力モニター１５が備えられている。
更に脱泡容器１７には液量モニター１８が、又、脱泡時
の蒸気の排出口１９が設けられている。

【００２９】高分子量、高重合度のポリマー膨潤・分散
液は、この様に、脱泡工程を設けるか、あるいは消泡剤
等を利用しない限り、製造過程で多量の泡を含有してい
る。このような液を溶解する場合、溶解温度に対してラ
イン圧力が低すぎると蒸気圧の関係から前記保温管１４
内の温度は低下してしまう。一方で、ライン圧力が高す
ぎると浮上脱泡容器において泡を完全に除去しきれず、
泡を含んだ溶解液となるために、これを用いた塗膜の品
質は劣化する。また場合によっては脱泡容器の蒸気排出
口から液が流出してしまうことがある。現時点でこの原
因の詳細は不明であるが、保温管出口での溶解液の流出
状態により脱泡負荷が変わってくるためと推定してい
る。我々は鋭意検討の結果、更に、１００≦Ｔ≦１５０Ｐｔ≦Ｐ≦（Ｐｔ＋０．１５）となるように溶解温度とライン圧力を設定することで脱
泡容器で完全に脱泡が完了できることを見いだした。

【００３０】ここでＴは蒸気混合器直後の温度（℃）、
Ｐｔは該温度（Ｔ℃）における水の蒸気圧［Ｍｐａ］、
Ｐは保温管のライン圧力［Ｍｐａ］である。

【００３１】溶解温度は１００〜１５０℃が好ましく、
さらに１１０〜１３０℃がより好ましい。また圧力はＰ
≦Ｐｔ＋０．１が好ましく、Ｐ≦Ｐｔ＋０．０５が更に
好ましい。また溶解時間すなわち蒸気混合器１１から保
温管１４出口までの時間は１０〜６０分が好ましく、さ
らに１５〜３０分がより好ましい。

【００３２】更に膨潤液（親水性ポリマー分散液）は泡
を含有しているため、膨潤液（親水性ポリマー分散液）
の流量監視は質量流量計で行うことが好ましい。製造速
度（溶解速度）は最終的には脱泡容器以降の送液手段２
０、及び流量計２１により決まるが、本発明では脱泡容
器１７での気泡の浮上時間を確保するために容器内の液
面を監視する液量モニター１８が送液手段９を制御する
ことで未溶解物の発生や濃度のバラツキなく溶解でき
る。流量制御方式は特に限定されないが、通常のフィー
ドバック制御では蒸気量が液の流量制御と比較して一般
に遅れが生じ、溶解温度の制御が難しく、濃度のバラツ
キにつながる。このためフィードバック制御ではなく、
図５に示すように設定値の±１０％以内の２値あるいは
設定値＋設定値±１０％以内の３値制御で少なくとも各
制御値への変化速度が１０分以上６０分以内となるよう
に徐々に流量を変化させる方式が好ましい。

【００３３】本発明の親水性ポリマー水溶液の製造方法
は、親水性ポリマーを含有するインク吸収層の製造に用
いることができ、特に、近年、インク受容層に無機顔料
微粒子と親水性ポリマーを含有する、いわゆる空隙型イ
ンクジェット記録シートがインク吸収量の点で主流にな
っているが、このようなインクジェット記録シートの製
造において用いられる親水性ポリマーの溶解方法には本
発明の製造方法は適用される。水溶液とはここでは、水
を主体とする溶液を示し、インクジェット記録シート等
を構成するために、親水性ポリマー以外にも少量の添加
剤を加えたりする際に持ち込まれる少量の他の有機溶剤
等、水以外の親水性、疎水性の溶剤が混合した系、即
ち、これら水以外の溶剤を１０％以内の量混入している
ものも除外しない。

【００３４】本発明で用いられる親水性ポリマーとして
は、例えば、ゼラチンまたはゼラチン誘導体、ポリビニ
ルピロリドン（平均分子量が約２０万以上が好まし
い）、プルラン、ポリビニルアルコールまたはその誘導
体（平均分子量が約２万以上が好ましい）、ポリアクリ
ルアミド、ポリエチレングリコール（平均分子量が１０
万以上が好ましい）、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、デキストラン、デキストリ
ン、ポリアクリル酸およびその塩、寒天、κ−カラギー
ナン、λ−カラギーナン、ι−カラギーナン、キサンテ
ンガム、ローカストビーンガム、アルギン酸、アラビア
ゴム、プルラン、特開平７−１９５８２６号および同７
−９７５７号に記載のポリアルキレンオキサイド系共重
合性ポリマー、水溶性ポリビニルブチラール、あるい
は、特開昭６２−２４５２６０号に記載のカルボキシル
基やスルホン酸基を有するビニルモノマーの単独または
これらのビニルモノマーを繰り返して有する共重合体等
のポリマーを挙げることができる。これらの親水性バイ
ンダーは単独で使用しても良く、２種以上を併用しても
良い。

【００３５】これらの中、本発明で好ましく用いられる
親水性ポリマーは、ポリビニルアルコールである。この
ポリビリルアルコールには、ポリ酢酸ビニルを加水分解
して得られる通常のポリビニルアルコールの他に、末端
をカチオン変性したポリビニルアルコールやアニオン性
基を有するアニオン変性ポリビニルアルコール等の変性
ポリビニルアルコールも含まれる。

【００３６】酢酸ビニルを加水分解して得られるポリビ
ニルアルコールは、平均重合度が１０００以上のものが
好ましく用いられ、２０００〜５０００のものが更に好
ましい。特に平均重合度が３０００〜５０００のものが
本発明の効果が大きい。けん化度は７０〜１００％のも
のが好ましく、８０〜９９．５％のものが特に好まし
い。

【００３７】カチオン変成ポリビニルアルコールとして
は、例えば特開昭６１−１０４８３号に記載されるよう
な、第１〜３級アミノ基や第４級アンモニウム基を、上
記ポリビニルアルコールの主鎖又は側鎖中に有するポリ
ビニルアルコールであり、カチオン性基を有するエチレ
ン性不飽和単量体と酢酸ビニルとの共重合体をけん化す
ることにより得られる。

【００３８】カチオン性基を有するエチレン性不飽和単
量体としては、例えばトリメチル−（２−アクリルアミ
ド−２，２−ジメチルエチル）アンモニウムクロライ
ド、トリメチル−（３−アクリルアミド−３，３−ジメ
チルプロピル）アンモニウムクロライド、Ｎ−ビニルイ
ミダゾール、Ｎ−ビニル−２−メチルイミダゾール、Ｎ
−（３−ジメチルアミノプロピル）メタクリルアミド、
ヒドロキシルエチル−トリメチルアンモニウムクロライ
ド、トリメチル−（メタクリルアミドプロピル）アンモ
ニウムクロライド、Ｎ−（１，１−ジメチル−３−ジメ
チルアミノプロピル）アクリルアミド等が挙げられる。

【００３９】カチオン変性ポリビニルアルコールのカチ
オン変性基含有単量体の比率は、酢酸ビニルに対して
０．１〜１０モル％、好ましくは０．２〜５モル％であ
る。

【００４０】アニオン変性ポリビニルアルコールは、例
えば特開平１−２０６０８８号に記載される様なアニオ
ン性基を有するポリビニルアルコール、特開昭６１−２
３７６８１号、同６３−３０７９７９号等に記載される
様なビニルアルコールと水溶性基を有するビニル化合物
との共重合体、及び特開平７−２８５２６５号に記載さ
れるような水溶性基を有する変性ポリビニルアルコール
が挙げられる。

【００４１】又、ノニオン変性ポリビニルアルコールと
しては、例えば特開平７−９７５８号に記載される様
な、ポリアルキレンオキサイド基をビニルアルコールの
一部に付加したポリビニルアルコール誘導体、特開平８
−２５７９５号に記載される、疎水性基を有するビニル
化合物とビニルアルコールとのブロック共重合体等が挙
げられる。

【００４２】又、ポリビニルアルコールは、重合度や変
性の種類違いなど２種類以上を併用することもできる。

【００４３】無機微粒子の例としては、例えば、炭酸カ
ルシウム、炭酸マグネシウム、カオリン、クレー、タル
ク、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化チタン、酸
化亜鉛、水酸化亜鉛、硫化亜鉛、炭酸亜鉛、ハイドロタ
ルサイト、珪酸アルミニウム、シリカ微粒子、アルミ
ナ、水酸化アルミニウム、ベーマイト水酸化アルミニウ
ムまたはその水和物、水酸化マグネシウム等の白色無機
顔料が挙げられる。

【００４４】上記微粒子の中で、低屈折率（１．３〜
１．８）で平均粒径（３〜３０ｎｍ）の小さな無機微粒
子が好ましく、例えばシリカ、コロイダルシリカ、珪酸
カルシウム、炭酸カルシウム、ベーマイト水酸化アルミ
ニウムまたはその水和物等の微粒子が挙げられるが、よ
り好ましくはシリカ微粒子である。

【００４５】上記において無機微粒子の平均粒径は、粒
子そのものあるいは空隙層の断面や表面を電子顕微鏡で
観察し、１００個の任意の粒子の粒径を求めてその単純
平均値（個数平均）として求められる。ここで個々の粒
径はその投影面積に等しい円を仮定したときのその直径
で表したものである。

【００４６】シリカ微粒子は製造法により乾式法と湿式
法に大別されるが、この乾式法は気相法と同義である。
気相法シリカ微粒子としては、ハロゲン化珪素の高温で
の気相法加水分解による方法（火炎加水分解法）および
ケイ砂とコークスを電気炉でアークにより加熱還元気化
しこれを空気酸化する方法（アーク法）が知られてい
る。また、湿式法シリカとしては珪酸塩の酸分解により
活性シリカを生成した後、適度に重合させて凝集・沈殿
させて得られる。

【００４７】本発明においてはシリカ微粉末の中でも、
特に気相法により合成された無水シリカ微粒子が特に空
隙率と強い皮膜強度が得られる点で好ましい。無機微粒
子が気相法シリカ微粒子である場合には１次粒子の平均
粒径が３〜３０ｎｍであることが好ましく、特に６〜２
０ｎｍが最も好ましい。気相法シリカ微粒子は塗布液中
で２次凝集してより大きな粒子を形成することができる
が、この場合、２次凝集前の粒子の平均粒径は０．０３
〜０．２μｍが好ましい。

【００４８】インクジェット記録シートは、前記の本発
明の方法により溶解調製した親水性ポリマー溶液を用い
て、親水性ポリマーと無機顔料微粒子及び必要に応じて
従来公知の各種添加剤等を含有させインク吸収層塗布液
を調製し、例えば、米国特許第２，７６１，４１９号、
同第２，７６１，７９１号公報に記載のホッパーを使用
するスライドビード塗布方法、エクストルージョンコー
ト法等を用いて支持体上に塗布することで製造される。

【００４９】記録シートに用いる支持体としては、従来
からインクジェット記録媒体に用いられている支持体、
例えば、普通紙、アート紙、コート紙およびキャストコ
ート紙などの紙支持体、プラスティック支持体、又、特
に両面をポリオレフィンで被覆した紙支持体、原紙支持
体の両面をポリエチレン等でラミネートした紙支持体を
用いることが、記録画像が写真画質に近く、かつ低コス
トで高品質の画像が得られるため好ましい。

【００５０】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明はこれにより限定されるものではない。

【００５１】実施例１図１乃至図４に示した装置を用いて親水性ポリマーを溶
解した。

【００５２】（１−１）図２に示した装置を用いて温度
２０℃の純水１８３.０Ｌを送液ポンプにより、又、オ
セインゼラチン（平均分子量１２万）２．３ｋｇを定量
供給手段を用いて６分間低速で分散機（フロージェット
ミキサー３００型（ピンミキサータイプ、粉研パウテッ
クス（株）製、以下ＦＪＭと称す））に送り込み連続的
に分散した。分散された液は直ちに膨潤容器に送り、３
０分間攪拌膨潤した。膨潤中の濃度は１１．５％であっ
た。この後、図４に示した溶解装置を用いて溶解温度１
２０℃で溶解した。溶解装置への送液流量ははじめ溶解
時間が１０分となるように設定し、冷却器の出側で溶解
性を確認し、未溶解物が無くなるよう徐々に設定値を下
げた。脱泡タンクの液量が一定となるように設定値の±
１０％の２値制御で行い、変化の時間は３０分となるよ
うに設定した。溶解時のライン圧力は０．２ＭＰａで行
い、その後脱泡容器で脱泡し、冷却器で５０℃まで冷却
して溶解液を取り出した。最終的に、溶解時間＝（蒸気混合器〜保温管出口の配管体積
（Ｌ））／（未溶解物がなくなった時の送液流量（Ｌ／
分））を溶解時間とした。この溶解時間で、溶解したときの冷
却器出側の液を経時で１０点ほどサンプリングし、屈折
計により濃度を求めた。また同時に目視により液中の気
泡の有無を確認した。

【００５３】（１−２）以下を変更する以外は（１−
１）と同様にオセインゼラチンを分散・膨潤・溶解し
た。即ち図３のように膨潤容器の液面からの底面の高さ
が１０ｃｍとなるように遠心脱泡装置（（株）日石三菱
製バブシャット）を設置し、膨潤開始から終了まで３０
分間遠心脱泡を行った。

【００５４】（１−３）図１に示した装置を用いて温度
２０℃の純水１８５.８Ｌを、膨潤容器に満たし部分け
ん化ポリビニルアルコール（クラレ（株）製ＰＶＡ−２
３５：平均重合度３５００、けん化度８８％）１８．４
ｋｇを６分間かけて分散機（特殊機化（株）製ＴＫホモ
ジェッター）に送り込み分散した。その後２０分間攪拌
し、膨潤した。膨潤中の濃度は９．２％であった。この
後図４に示した溶解装置を用いて溶解温度１２０℃で溶
解した。溶解装置への送液流量は、はじめ溶解時間が１
０分となるように設定し、冷却器の出側で溶解性を確認
し、未溶解物が無くなるよう徐々に設定値を下げた。最
終的に、溶解時間＝（蒸気混合器〜保温管出口の配管体積
（Ｌ））／（未溶解物がなくなった時の送液流量（Ｌ／
分））を溶解時間とした。この溶解時間で溶解したときの冷却
器の出側の液を経時で１０点ほどサンプリングし、屈折
計により濃度を求めた。また同時に目視により液中の気
泡の有無を確認した。

【００５５】（１−４）（１−２）で使用した遠心脱泡装置を使用する以外は
（１−３）と同様な方法で行った。（１−１）〜（１−
４）の結果を表１に示す。

【００５６】本発明の脱泡装置により、溶解時間が短
く、濃度偏差の少ない親水性ポリマー水溶液（溶解液）
が製造できることがわかった。

【００５７】

【表１】

【００５８】実施例２溶解温度とライン圧力を表２の（２−１）〜（２−８）
の様に変更する以外は実施例１の（１−４）と同じ装置
・条件でポリビニルアルコール（クラレ（株）製ＰＶＡ
−２３５）を分散・膨潤・溶解した。

【００５９】

【表２】

【００６０】結果を表３に示す。本発明により未溶解物
が無く、また残留気泡もない親水性ポリマー水溶液が製
造できることがわかった。

【００６１】

【表３】

【００６２】実施例３溶解時の流量を以下のように変更する以外は実施例２の
（２−７）と同じ条件でポリビニルアルコールを溶解し
た。

【００６３】（３−１）図４に示す送液手段９（ヘイシ
ン装備（株）モーノポンプ）の回転数を設定値になるよ
う固定して溶解した。

【００６４】脱泡容器１７の液量が設定値で一定になる
ように送液手段２０（ヘイシン装備（株）モーノポン
プ）を制御した。

【００６５】（３−２）図４に示す質量流量計１０を監
視し、設定値になるように送液手段９（ヘイシン装備
（株）モーノポンプ）の回転数を制御して溶解した。脱
泡容器１７の液量が設定値で一定になるように送液手段
２０（ヘイシン装備（株）モーノポンプ）を制御した。

【００６６】（３−３）脱泡容器１７の液量が一定にな
るように設定値の±１０％の２値を使用して、送液手段
９（ヘイシン装備（株）モーノポンプ）の回転数を制御
して溶解した。すなわち脱泡容器１７の液量が設定値よ
りも高い場合は送液手段９の設定値を−１０％にし、逆
に低い場合は＋１０％に制御する。それぞれの設定値へ
の移る時間（応答時間）は１０分になるよう設定した。

【００６７】（３−４）〜（３−６）（３−３）の応答時間を変更する以外は（３−３）と同
様な方法で溶解した。結果を表４に示す。

【００６８】

【表４】

【００６９】本発明の親水性ポリマー溶解時の流量制御
は濃度偏差が少ないことから（３−３）〜（３−５）の
方式が優れていることがわかる。

【００７０】実施例４（４−１）（無機微粒子分散物（Ｓ−１）の作製）Ａ液水４００Ｌホウ酸２．９ｋｇ硼砂３．２ｋｇ５％硝酸１．７Ｌエタノール８．０ＬＰ−９（１０％溶液）２２０Ｌ

【００７１】

【化１】

【００７２】を混合、溶解した。無機微粒子として１次
粒子の平均粒径が約７ｎｍの気相法シリカ（日本アエロ
ジル製：Ａ３００（以後Ａ３００と称す））１７０ｋｇ
を用意した。

【００７３】Ａ液を８．３ｋｇ／ｍｉｎ、Ａ３００を
２．２ｋｇ／ｍｉｎの割合で、粉研パウテックス（株）
製ＦＪＭに供給した。その後、ＲＬ１２５Ｖ（連続式湿
式メディア型粉砕機、アシザワ製、以後ＲＬと称す）を
用い、ＦＪＭからでてきた分散液を、モーノポンプを用
いＲＬに１３ｋｇ／ｍｉｎで供給した。ＦＪＭの条件は
周速３０ｍ／ｓｅｃ、ＲＬ条件は、ビーズ径０．３ｍｍ
ジルコニア、滞留時間３分、ロータ回転周速１３ｍ／ｓ
ｅｃで行った。Ａ液の温度は５℃、ＲＬから出てきた分
散液の温度は２５℃であった。得られた分散液に水を加
えシリカ質量濃度が１７％になるように調整し、温度を
３５℃にし、無機微粒子分散物（Ｓ−１）を得た。

【００７４】〔親水性ポリマー溶液（ＰＶＡ−１）の作
製〕ポリビニルアルコール（クラレ工業株式会社製：Ｐ
ＶＡ２３５）の２１ｋｇと２５℃の純水２８０Ｌを、ジ
ャケット付釜で攪拌機を用い混ぜ、３０分膨潤後、ジャ
ケット温度を８０℃にし５時間溶解した。その後攪拌を
止め、５０℃に冷却した。細かい浮遊物が若干観察され
た。更に２０時間静置して浮上脱泡をおこない、親水性
ポリマー溶液（ＰＶＡ−１）を得た。

【００７５】〔塗布液の調製及び記録シートの作製〕無
機微粒子分散物（Ｓ−１）を、１０Ｌ／ｍｉｎ、水溶性
ポリマー溶液（ＰＶＡ−１）を３Ｌ／ｍｉｎでスタチッ
クミキサーに連続的に供給し混合した。スタチックミキ
サーは、２４エレメントを用いた。混合後、釜に供給し
攪拌しながら１０００Ｌ溜めた。

【００７６】この塗布液を１３Ｌ／ｍｉｎでスライドホ
ッパー塗布機に供給し支持体上に２００μｍの厚さで連
続塗布し記録シートを得た。塗布は、問題なく行われ
た。

【００７７】支持体は両面をポリエチレンで被覆した紙
支持体（厚みが２２０μｍでインク吸収層面のポリエチ
レン中にはポリエチレンに対して１３質量％のアナター
ゼ型酸化チタンを含有）を用い、塗布直後に０℃に保た
れた冷却ゾーンで２０秒間冷却した後、２５℃の風（相
対湿度が１５％）で６０秒間、４５℃の風（相対湿度が
２５％）で６０秒間、５０℃の風（相対湿度が２５％）
で６０秒間順次乾燥し、２０〜２５℃、相対湿度が４０
〜６０％の雰囲気下で、２分間調湿した。

【００７８】（記録シートの評価）（吸水量の評価）インク吸収層の吸水量を以下の方法で
測定し、インク吸収性の評価を行った。まず記録用紙を
１５ｃｍ×１５ｃｍの大きさに切り、乾燥時の質量（こ
れを（ａ）とする）を測定する。その後に純水に３０秒
浸たし、表面の水をふいて浸水後の質量（これを（ｂ）
とする）を測定する。インク吸収層のない支持体のみの
質量（ｃ）を測定する。これらから以下のように吸水率
（（ｂ）−（ａ））／（（ａ）−（ｃ））を計算し、ｍ
²当たりの質量に換算した。ちなみに支持体はＲＣペー
パーであるため支持体自身の吸水量はゼロと仮定した。

【００７９】（ひび割れ）塗布面の０．３ｍ²当たりの
ひび割れ点数を目視でカウントした。ひび割れ点数は、
通常１０点以下であれば実用上問題ないと考えられる。

【００８０】（４−２）（４−１）の親水性ポリマー溶液の作製方法のみ変更
し、他は（４−１）と同様に記録シートを作製した。〔親水性ポリマー溶液（ＰＶＡ−２）の作製〕図３に示
した装置を用いて温度２５℃の純水１８３.０Ｌを送液
ポンプにより、及びポリビニルアルコール（クラレ工業
株式会社製：ＰＶＡ２３５）２８．２ｋｇを定量供給機
により１０分間定速で分散機（粉研パウテックス（株）
製ＦＪＭ）に送り込み連続的に分散した。分散された液
は直ちに膨潤容器に送り、３０分間攪拌膨潤した。膨潤
容器の液面からの底面の高さが１０ｃｍとなるように遠
心脱泡装置（（株）日石三菱製バブシャット）を設置
し、膨潤開始から終了まで３０分間遠心脱泡を行った。
膨潤中の濃度は８．０５％であった。この後図４に示し
た溶解装置を用いて溶解温度１２０℃で溶解した。流量
は溶解時間が１５分となるように設定し、かつ脱泡容器
の液量が一定となるように設定値の±１０％の２値制御
で行い、変化の時間は３０分となるように設定した。溶
解時のライン圧力は０．２ＭＰａで行い、その後脱泡容
器で脱泡し、冷却器で５０℃まで冷却した。冷却後の液
は約３００Ｌをジャケット付容器で攪拌しながら１次ス
トックした。

【００８１】吸水量および記録シートのひび割れを表５
に示す。本発明により、塗膜品質の優れたインクジェッ
ト記録シートを高生産性で製造できることが確認でき
た。

【００８２】

【表５】

【００８３】

【発明の効果】インクジェット記録シートとした際の塗
膜品質が優れ、また短時間で製造可能な親水性ポリマー
水溶液の製造方法が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ポリマー粉体の分散・膨潤装置の一例を示す
図。

【図２】ポリマー粉体の分散・膨潤装置の別の一例を示
す図。

【図３】液面設置型の遠心脱泡装置を使用した膨潤容器
の一例を示す図。

【図４】溶解工程の一例を示す図。

【図５】２値制御による送液流量制御の一例を示す図。

【符号の説明】

１ポリマー粉体貯蔵容器２純水タンク３定量供給手段４膨潤容器５攪拌手段６粉体混合器７分散機８遠心脱泡装置（液面設置型）９送液手段１０質量流量計１１蒸気混合器１２蒸気量制御手段１３温度モニター１４保温管１５ライン圧力モニター１６圧力調整弁１７脱泡容器１８液量モニター１９蒸気排出口２０送液手段２１流量計２２冷却器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０９Ｄ 129/04 Ｃ０８Ｌ 29:04 ４Ｌ０５５ // Ｃ０８Ｌ 29:04 Ｂ４１Ｊ 3/04 １０１Ｙ (72)発明者菊地雅子東京都日野市さくら町１番地コニカ株式会社内Ｆターム(参考） 2C056 FC06 2H086 BA02 BA35 4F070 AA01 AA02 AA26 AA36 AA52 AB01 AB13 CB02 CB11 4G035 AA19 4J038 CE021 GA06 GA08 HA216 HA266 HA446 MA08 MA10 MA14 PB11 4L055 AG18 AG64 AH02 AH37 AJ04 BE07 BE08 EA20 EA23 EA24 EA30 EA33 FA22 FA30 GA09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持体上に少なくとも親水性ポリマーを
含有するインク受容層を有するインクジェット記録シー
トの製造に適用される親水性ポリマー水溶液の製造方法
において、（１）少なくとも１種の親水性ポリマー粉体
と水を混合・分散した後に、５〜１２０分攪拌しなが
ら、液面上に設けた遠心脱泡手段により消泡を行いつ
つ、膨潤を行う工程、（２）膨潤後、該親水性ポリマー
粉体と水との混合液を送液手段で送液しながら、水蒸気
と直接混合、あるいは熱交換器によりライン中で連続的
に１００℃以上１５０℃以下で溶解する工程、（３）溶
解後、脱泡容器にて９０〜１０５℃で浮上脱泡する工
程、を有することを特徴とする親水性ポリマー水溶液の
製造方法。
【請求項２】前記溶解する工程における、混合液の溶
解時、溶解温度Ｔ［℃］とライン中の圧力Ｐ［Ｍｐａ］
が下記の条件を満たすことを特徴とする請求項１に記載
の親水性ポリマー水溶液の製造方法。１００≦Ｔ≦１５０Ｐｔ≦Ｐ≦（Ｐｔ＋０．１５）Ｐｔ；温度Ｔ［℃］における水の蒸気圧［Ｍｐａ］
【請求項３】溶解後の親水性ポリマー水溶液を、脱泡
容器から一定量で抜き出し、かつ脱泡容器の液レベルを
モニターしながら、膨潤工程から溶解工程へ送る流量を
調節することを特徴とする親水性ポリマー水溶液の製造
方法。
【請求項４】親水性ポリマーの少なくとも１種が重合
度２０００〜５０００、けん化度７５〜１００％のポリ
ビニルアルコールまたは変性ポリビニルアルコールであ
ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載
の親水性ポリマー水溶液の製造方法。