JP3868314B2 - インクジェット記録媒体及びその製造方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェット記録媒体に関し、特に銀塩写真並の光沢感を有する、高品位のインクジェット記録媒体及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来技術】
一般にインクジェット記録方式は、種々の機構によってインクの小滴を吐出し、記録用紙上に付着させることによってドットを形成し記録を行うものであるが、ドットインパクトタイプの記録方式に比べて騒音がなく、またフルカラー化が容易である上、高速印字が可能であるなどの利点がある。一方、インクジェット記録に使用されるインクは、通常直接染料や酸性染料などを用いた水性インクであるため、乾燥性が悪いという欠点がある。
【0003】
このようなインクジェット記録方式に用いられるインクジェット記録媒体に対して要求される特性としては、インク乾燥速度が速いこと、印字濃度が高いこと、インクの溢れや滲みがないこと、更に、インクを吸収することにより記録用紙が波打ちしないこと等が挙げられる。これらの特性を追求した高画質のインクジェット記録媒体を製造する方法は既に提案されている(特開昭62−95285号、同63−264391号、特開平2−274587号、同5−59694号各公報等)。
【0004】
これらの製造方法は、何れも合成シリカを主成分とする顔料、及び結着剤とからなる記録層を、未乾燥の湿潤状態にあるうちに、加熱された鏡面仕上げ面に圧着して鏡面を写し取ると同時に乾燥させ、高光沢のキャストコート紙を得るものであるが、このようにして形成させた最表層の光沢感は低く、銀塩写真並の光沢感を実現するということは出来なかった。
【0005】
一方、基紙の少なくとも一方の面に白色顔料等を添加したポリオレフィン被覆層を有する樹脂被覆紙(いわゆるレジンコートペーパー)上に、ポリビニルアルコール、ゼラチン等の親水性バインダー及び無機微粒子を含有する記録層を設けた銀塩写真調のインクジェット記録媒体が提案されている(特開平10−119423号公報、特開平11−20306号公報等)。しかしながら、これらのインクジェット記録媒体の場合には、透気性のない樹脂被覆紙を支持体として用いるため、記録層を塗布した後の乾燥に時間がかかり、生産性が極めて低いという欠点があった。
【0006】
本発明者らは、上記の欠点を解決する為に鋭意検討した結果、ポリビニルアルコールを含有する記録層を塗工し、未だ湿潤状態にある該記録層の表面を、ほう酸塩を含有する液で処理し、該記録層が湿潤状態にあるうちにその表面を加熱された鏡面仕上げ面に圧接し乾燥することにより、記録層の強度が強く、表面の光沢が極めて良好なインクジェット記録媒体を得ることができることを見出した。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この様にして得られたインクジェット記録媒体は、クリアファイル等のプラスティックシートに挟んで長期間保存した場合に、白色部が黄変するという欠点のあることが判明した。そこで、本発明者らは上記の欠点を解決する為にさらに検討を進めた結果、ほう酸塩を含有する処理液中に水溶性マグネシウム塩を同時に配合することにより、ファイル保存時に黄変することのないインクジェット記録媒体を得ることが出来ることを見出し、本発明に到達した。
従って、本発明の第1の目的は、銀塩写真並の光沢感を有するとともに、記録層の強度が強く、ファイル保存時に黄変することのないインクジェット記録媒体を提供することにある。
本発明の第2の目的は、銀塩写真並の光沢感を有するとともに、記録層の強度が強く、ファイル保存時に黄変することのないインクジェット記録媒体を製造する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】
本発明の上記の目的は、透気性を有する支持体上に、アルミナとポリビニルアルコールを含有する記録層を設け、湿潤状態にある記録層上に前記ポリビニルアルコールを凝固させる作用を持つ処理液を塗布し、前記記録層が湿潤状態にある内に加熱した鏡面仕上げ面に該記録層を圧着し乾燥することにより、該記録層表面に光沢を付与してなるインクジェット記録媒体であって、前記処理液中にほう酸塩と水溶性マグネシウム塩が含有されていることを特徴とするインクジェット記録媒体及びその製造方法によって達成された。
上記処理液中のほう酸塩と水溶性マグネシウム塩の濃度は、それぞれ無水物換算で0.4〜6重量%及び0.5〜6重量%であることが好ましく、また、上記水溶性マグネシウム塩は、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム及び硝酸マグネシウムの中から選ばれた少なくとも1種の塩であることが好ましい。また、上記処理液中に更にほう酸を含有させることにより記録層の光沢感をさらに向上させることが出来るので好ましい。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明で使用される透気性の支持体は公知のものの中から適宜選択して使用することができるが、好ましくは紙(塗工紙、未塗工紙等)を用いる。該紙の原料パルプとしては、化学パルプ(針葉樹の晒または未晒クラフトパルプ、広葉樹の晒または未晒クラフトパルプ等)、機械パルプ(グランドパルプ、サーモメカニカルパルプ、ケミサーモメカニカルパルプ等)、脱墨パルプ等を単独または任意の割合で混合して使用することが可能である。尚、前記紙のpHは、酸性、中性、アルカリ性のいずれでも良い。また、紙中に填料を含有させることによって紙の不透明度を向上させることができるので、填料を含有させることが好ましい。このような填料は水和珪酸、ホワイトカーボン、タルク、カオリン、クレー、炭酸カルシウム、酸化チタン、合成樹脂填料等の公知の填料の中から適宜選択して使用することができる。
【0010】
本発明のインクジェット記録媒体の記録層に含有されるアルミナとは、水酸化アルミニウムを焼成すること等によって得られるアルミニウムの酸化物である。アルミナの結晶形態は数多く知られており、例えばα−アルミナ、β−アルミナ、γ−アルミナ等を挙げることができる。本発明においては、画像部の擦過性を向上させるという点で特にγ−アルミナが好ましく用いられる。
アルミナの粒子径やBET比表面積は必要に応じて適宜選択することが出来るが、平均粒子径1.0〜4.0μmのアルミナを用いることが好ましい。より好ましいアルミナの平均粒子径は1.5〜3.3μmである。なお、アルミナの平均粒子径は、レーザー回折法や散乱法により測定することができる。
さらに、本発明の効果を損なわない程度に、他の顔料、例えばシリカ、カオリン、タルク、炭酸カルシウム、二酸化チタン、クレー、酸化亜鉛等を含有させても良い。
【0011】
本発明における記録層には、結着剤としてポリビニルアルコールが含有される。ポリビニルアルコールを用いることにより、記録層の透明度が向上し、銀塩写真に近い光沢感が得られるだけでなく、印字濃度が向上し、鮮やかな記録画像を得ることができる。印字濃度の向上は、染料インクを用いた場合に顕著である。また、ポリビニルアルコール以外の結着剤として、本発明の効果を損なわない程度に、酸化澱粉、エステル化澱粉等の澱粉類、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等のセルロース誘導体、ポリビニルピロリドン、カゼイン、ゼラチン、大豆タンパク、スチレン−アクリル樹脂及びその誘導体、スチレン−ブタジエンラテックス、アクリルエマルジョン、酢酸ビニルエマルジョン、塩化ビニルエマルジョン、ウレタンエマルジョン、尿素エマルジョン、アルキッドエマルジョン及びこれらの誘導体等を配合しても良い。
【0012】
記録層中の結着剤の配合量は、顔料100重量部に対して5〜30重量部であることが好ましく、特に20重量部以下であることが好ましいが、必要な記録層強度が得られる限り、特に限定されるものではない。結着剤の配合量が少ないと記録層の強度が低下しやすく、多いとインク吸収性が低下しやすい。
また、ポリビニルアルコールの配合量が少ないと白紙光沢が出にくい傾向があるため、記録層における結着剤中のポリビニルアルコールは30重量%以上、特に50重量%以上であることが好ましい。
【0013】
本発明においては、前記支持体上に上記の記録層を塗布した後、該記録層中のポリビニルアルコールを凝固させることのできる処理液(以下凝固液ともいう)で処理する。この場合のポリビニルアルコールを凝固させる作用を持つ処理液として、本発明においては、少なくともほう酸塩及び水溶性マグネシウム塩を含有する処理液を用いるが、特に、ほう酸を更に含有させることが好ましい。尚、水溶性マグネシウム塩は、後記する如くインクジェット記録媒体のファイル保存性を改善するものであり、ポリビニルアルコールを凝固させることを目的とするものではない。
【0014】
本発明で用いるほう酸塩としては、ほう砂、オルトほう酸塩、二ほう酸塩、メタほう酸塩、五ほう酸塩、及び八ほう酸塩等を挙げることができる。なお、ほう酸塩は特にこれらに限定されるものではないが、コスト、入手性等の観点からは、ほう砂を用いることが好ましい。処理液中のほう酸塩の濃度は必要に応じて適宜調整することができるが、無水物換算で0.5〜4.5重量%の範囲であることが好ましく、1〜3.5重量%の範囲であることが特に好ましい。ほう酸塩の濃度が高いと記録層の強度は強くなるが、光沢ムラが発生しやすくなるので白紙光沢が低下する傾向にある。また、ほう酸塩の濃度が低いと記録層の強度が弱くなる傾向がある。
【0015】
処理液中にほう酸塩と共にほう酸を混合して用いると、ポリビニルアルコールの凝固状態を調整することが容易になり、良好な光沢感を有するインクジェット記録媒体を得ることが容易となるので好ましい。また、ほう酸塩とほう酸の濃度は、無水物換算後の合計で1〜8重量%の範囲であることが好ましい。
処理液中には、ほう酸塩とほう酸を、配合比(ほう酸塩/ほう酸)が無水物換算での重量比で1/4〜2/1となるように用いることが特に好ましい。ほう酸塩とほう酸の配合比が1/4未満では、ほう酸の割合が多くなりすぎて、記録層中のポリビニルアルコールの凝固が不十分となり、処理液付与ロールに軟凝固の記録層が付着して、良好な湿潤状態の記録層を得ることが出来ないことがある。一方、ほう酸塩とほう酸の配合比が2/1を越えると、記録層中の凝固したポリビニルアルコールが硬くなりすぎ、加熱された鏡面ドラムにプレスロールを介して湿潤状態の記録層を圧接させて乾燥した場合に、充分にドラム表面の光沢面を写し取ることが出来なくなり、良好な光沢面を得ることが難しくなることがある。
【0016】
本発明においては、上記処理液中に水溶性マグネシウム塩を含有させる。水溶性マグネシウム塩としては種々のものを使用することができるが、特にファイル保存性の改善効果が大きい、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、及び硝酸マグネシウムが好ましい。また、インクジェット記録適性とファイル保存性のバランスの観点から、硝酸マグネシウムが最も好ましい。また、これらの水溶性マグネシウム塩は、必要に応じて2種類以上を適宜併用することも可能である。
処理液中の水溶性マグネシウム塩の濃度は、無水物換算で0.5〜6重量%であることが好ましく、1〜5重量%であることがより好ましい。濃度が低いとファイル保存性の改善効果が小さく、濃度が高いと記録層の強度が低下することに加え、白紙光沢が低下する傾向にある。
【0017】
本発明における記録層および凝固液には、必要に応じて剥離剤を添加することが出来る。添加する剥離剤の融点は90〜150℃であることが好ましく、特に95〜120℃であることが好ましい。上記の範囲において剥離剤の、融点が加熱した鏡面仕上げ面の表面温度とほぼ同じ温度となるため、剥離剤としての能力が最大限に発揮される。
【0018】
本発明で使用する記録層用塗工液及び凝固液には、必要に応じて顔料分散剤、保水剤、増粘剤、消泡剤、防腐剤、着色剤、耐水化剤、湿潤剤、蛍光染料、紫外線吸収剤、カチオン性高分子電解質等を適宜添加することができる。
【0019】
本発明においては、塗布直後の湿潤状態にある記録層中のポリビニルアルコールを凝固させる作用を持つ処理液(凝固液)を塗布した後、湿潤状態にある記録層を加熱された鏡面に圧着し、光沢を付与する(例えば凝固キャストコート法)ことが好ましい。処理液を塗布する際の記録層が乾燥状態である(例えばリウェットキャストコート法)と、鏡面仕上げ面の表面を写し取ることが難しく、表面の微小な凹凸が多くなるので銀塩写真並の光沢感を得にくい。
【0020】
支持体上に記録層を設ける方法は、ブレードコーター、エアナイフコーター、ロールコーター、ブラッシュコーター、キスコーター、スクイズコーター、カーテンコーター、ダイコーター、バーコーター、グラビアコーター、コンマコーター等の公知の塗工機を用いる方法の中から適宜選択して使用することができる。また、凝固液を塗布する方法は、湿潤状態の記録層に塗布することのできる、例えばロール方式、スプレー方式、カーテン方式等の公知のいずれの方法を用いることもできる。
【0021】
記録層の塗工量は、原紙の表面を覆い、かつ十分なインク吸収性が得られる範囲で任意に調整することができるが、印字濃度及びインク吸収性を両立させる観点から、片面当たり、固形分換算で5〜30g/mであることが好ましく、特に、生産性を加味すると10〜25g/mであることが好ましい。30g/mを超えると、鏡面仕上げ面からの剥離性が低下し記録層が鏡面仕上げ面に付着するなどの問題を生じる。塗工量を多く必要とする場合には、支持体と記録層との間にアンダーコート層を設けても良い。
【0022】
【発明の効果】
本発明のインクジェット記録媒体は、銀塩写真並の光沢感を有すると共に、記録層強度が強く、ファイル保存時に黄変することのない、優れたインク吸収性及び高い印字濃度の印字物を得ることが可能であり、高品位のインクジェット記録を実現することが出来る。
【0023】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって更に詳述するが、本発明はこれによって限定されるものではない。又、特に断らない限り、以下に記載する「部」及び「%」は、それぞれ「重量部」及び「重量%」を示す。
【0024】
実施例1.
叩解度285mlの広葉樹晒クラフトパルプ(L−BKP)100部からなるパルプに、タルク10部、硫酸アルミニウム1.0部、合成サイズ剤0.1部、及び歩留向上剤0.02部を添加したパルプスラリーから、支持体を抄紙機で抄紙した。この支持体の両面に、ゲートロール装置によって片面当りの乾燥塗工量が1.5g/mとなるようにデンプンを塗工すると同時に、一方の面に、ブレード方式で下記の塗工液Aをアンダーコート層として、乾燥塗工量が7g/mとなるように塗工して、坪量190g/mのインクジェット記録媒体用原紙を得た。
【0025】
塗工液A:合成シリカ(ファインシールX−37:株式会社トクヤマ社製の商品名)100部にSBラテックス(LX438C:住友化学工業株式会社製の商品名)5部、ポリビニルアルコール(PVA117:株式会社クラレ製の商品名)20部、及びサイズ剤(ポリマロン360:荒川化学工業株式会社製の商品名)5部を配合して、濃度20%の塗工液を調製した。
【0026】
得られた原紙のアンダーコート層上に、下記の塗工液Bを、乾燥塗工量が20g/mとなるようにロールコーターを用いて塗工し、塗工された記録層が湿潤状態にあるうちに下記の凝固液Cを用いて凝固させた後、プレスロールを介して105℃に加熱した鏡面ドラム表面に圧着して鏡面を写し取り、210g/mのインクジェット記録媒体を得た。このときの記録層の乾燥時間は20秒であった。
【0027】
塗工液B:顔料として、高純度γ−アルミナ(UA5605:昭和電工株式会社製の商品名)50部と高純度γ−アルミナ(AKP−G015:住友化学工業株式会社製の商品名)50部、結着剤としてポリビニルアルコール(PVA224:株式会社クラレ製の商品名)13部、及び消泡剤0.2部を配合して、濃度28%の塗工液を調製した。
【0028】
凝固液C:ほう砂を無水物分で1.7%とほう酸を5%、硝酸マグネシウム6水和物を無水物分で3%、及び剥離剤(FL−48C:東邦化学工業社製の商品名)0.2%を配合して、濃度9.9%の凝固液を調製した。
【0029】
実施例2.
凝固液Cの硝酸マグネシウム6水和物の配合濃度を無水物分で1%としたこと以外は、実施例1と全く同様にしてインクジェット記録媒体を得た。
【0030】
実施例3.
凝固液Cの硝酸マグネシウム6水和物の配合濃度を無水物分で6%としたこと以外は、実施例1と全く同様にしてインクジェット記録媒体を得た。
【0031】
実施例4.
凝固液Cの硝酸マグネシウム6水和物の配合濃度を無水物分で9%としたこと以外は、実施例1と全く同様にしてインクジェット記録媒体を得た。
【0032】
実施例5.
凝固液Cの硝酸マグネシウム6水和物の代わりに、硫酸マグネシウム7水和物を無水物分で3%配合したこと以外は、実施例1と全く同様にしてインクジェット記録媒体を得た。
【0033】
実施例6.
凝固液Cの硝酸マグネシウム6水和物の代わりに、塩化マグネシウム6水和物を無水物分で3%配合したこと以外は、実施例1と全く同様にしてインクジェット記録媒体を得た。
【0034】
実施例7.
凝固液Cの硝酸マグネシウム6水和物の代わりに、チオ硫酸マグネシウム6水和物を無水物分で3%配合したこと以外は、実施例1と全く同様にしてインクジェット記録媒体を得た。
【0035】
実施例8.
凝固液Cの硝酸マグネシウム6水和物の代わりに、酢酸マグネシウム4水和物を無水物分で3%配合したこと以外は、実施例1と全く同様にしてインクジェット記録媒体を得た。
【0036】
実施例9.
凝固液Cで使用したほう砂の配合濃度を無水物分で0.4%としたこと以外は、実施例1と全く同様にしてインクジェット記録媒体を得た。
【0037】
実施例10.
凝固液Cで使用したほう砂の配合濃度を無水物分で4%としたこと以外は、実施例1と全く同様にしてインクジェット記録媒体を得た。
【0038】
比較例1.
凝固液Cの硝酸マグネシウム6水和物の代わりに、硝酸カルシウム4水和物を無水物分で3%配合したこと以外は、実施例1と全く同様にしてインクジェット記録媒体を得た。
【0039】
比較例2.
凝固液Cの硝酸マグネシウム6水和物の代わりに、硫酸カルシウム2水和物を無水物分で3%配合したこと以外は、実施例1と全く同様にしてインクジェット記録媒体を得た。
【0040】
比較例3.
凝固液Cの硝酸マグネシウム6水和物の代わりに、塩化バリウム2水和物を無水物分で3%配合したこと以外は、実施例1と全く同様にしてインクジェット記録媒体を得た。
【0041】
比較例4.
凝固液Cの硝酸マグネシウム6水和物の配合濃度を0%としたこと以外は、実施例1と全く同様にしてインクジェット記録媒体を得た。
【0042】
比較例5.
硝酸マグネシウム6水和物を凝固液Cに配合する代わりに、塗工液Bに無水物分で3%配合したところ、塗工液Bの増粘が著しく、記録層を均一に塗工することが出来ず、インクジェット記録媒体を製造することが出来なかった。
【0043】
比較例6.
凝固液Cのほう砂の配合濃度を0%としたこと以外は、実施例1と全く同様にしてインクジェット記録媒体を得た。
【0044】
実施例1〜10及び記録層を設けることの出来なかった比較例5を除く比較例1〜6で得られたインクジェット記録媒体について、インクジェット記録試験、光沢感の評価、記録層強度の評価及びファイル保存性の評価を以下の方法で行った。結果は表1にまとめた通りである。各評価項目とも△以上であれば問題なく使用できる。
【0045】
(1)インクジェット記録試験
インクジェットプリンター(PM−800C:セイコーエプソン株式会社の製品名)を用いて所定のベタ及び画像パターンを記録し、下記の基準によって評価した。
a、印字濃度
ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各ベタパターンの濃度を、マクベス濃度計(RD915,Macbeth社製)で測定し、測定値の合計を印字濃度とした。
b、インク吸収性(ブリーディング)
レッド(マゼンタとイエローの混色)とグリーン(シアンとイエローの混色)のベタ画像が隣接するパターンを印字し、その境界部における滲み(ブリード)を下記の基準によって目視で評価した。レッドとグリーンの境界部の滲み(ブリード)は黒色となるので、より厳密な評価ができる。
◎:境界部で滲みが全く認められない
○:境界部で滲みがほとんど認められない
△:境界部で滲みが多少認められる
×:境界部で滲みが著しく認められる
【0046】
(2)白紙光沢
JIS Z8741の方法に準じて測定した、白紙部分の20度鏡面光沢度を白紙光沢とした。白紙光沢が15%以上であれば、銀塩写真の光沢感を有している。
【0047】
(3)記録層強度
記録層にボールペンで文字を書いた時の筆記性を目視で評価した。
◎:記録層がボールペンにより削り取られることは全くなく、筆記性はきわめて良好である
○:記録層がボールペンにより削り取られることは殆どなく、筆記性は良好である
△:記録層がボールペンにより削られることがあるが、文字の判読には問題はない
×:記録層がボールペンにより著しく削られてしまい、文字の判読が困難である
【0048】
(4)ファイル保存性
クリアファイル(CL−A420:三菱鉛筆株式会社の製品名)にサンプルを3cm出して挟み、70℃で1週間加熱した後、処理前を基準とした処理後の色差(ΔE*)を測定した。色差ΔE*が3.0以下であれば、ファイル保存性は特に問題はないと評価した。
【0049】
【表1】
Figure 0003868314
【0050】
表1から明らかなように、実施例1〜10で得られた本発明のインクジェット記録媒体は、印字適性、白紙光沢、記録層強度、及びファイル保存性ともにバランスがとれており良好であることが実証された。これに対し、水溶性金属塩として、マグネシウム塩以外のものを配合した比較例1〜3、及び水溶性マグネシウム塩を配合しなかった比較例4では、ファイル保存による白紙の黄変が著しく、インクジェット記録媒体として満足できる品質ではなかった。また、凝固液Cにほう酸塩を配合しなかった比較例6の場合には、印字適性、白紙光沢、及びファイル保存性は比較的良好であったが、記録層強度が著しく劣り、インクジェット記録媒体として満足できる品質とはならないことが確認された。

Claims (6)

  1. 透気性を有する支持体上に、アルミナとポリビニルアルコールを含有する記録層を設け、湿潤状態にある記録層上に前記ポリビニルアルコールを凝固させる作用を持つ処理液を塗布し、前記記録層が湿潤状態にある内に加熱した鏡面仕上げ面に該記録層を圧着し乾燥することにより、該記録層表面に光沢を付与してなるインクジェット記録媒体であって、前記処理液中にほう酸塩と水溶性マグネシウム塩が含有されていることを特徴とするインクジェット記録媒体。
  2. 前記ほう酸塩と水溶性マグネシウム塩の濃度が、それぞれ無水物換算で0.4〜6重量%及び0.5〜6重量%であることを特徴とする、請求項1に記載されたインクジェット記録媒体。
  3. 前記処理液中の水溶性マグネシウム塩が、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、硝酸マグネシウムから選ばれた少なくとも1種の塩である、請求項1または2に記載されたインクジェット記録媒体。
  4. 前記処理液中にほう酸が含有されている、請求項1〜3の何れかに記載されたインクジェット記録媒体。
  5. 透気性を有する支持体上に、アルミナとポリビニルアルコールを含有する記録層を設け、湿潤状態にある記録層上に、ほう酸塩と水溶性マグネシウム塩が含有された処理液を塗布し、前記記録層が湿潤状態にある内に加熱した鏡面仕上げ面に該記録層を圧着し乾燥することにより、該記録層表面に光沢を付与することを特徴とする、インクジェット記録媒体の製造方法。
  6. 前記処理液中に、更にほう酸が含有されている、請求項5に記載されたインクジェット記録媒体の製造方法。
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