JPH03203967A - インクジェット記録媒体及びインクジェット記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はインクジェット記録に好適に用いられる記録媒
体に関する。

（従来の技術） 従来、インク受容層を有するインクジェット記録媒体と
しては、特開昭５６−１４８５８５号公報に記載されて
いる様に、インク吸収性を有する基紙上に多孔質無機顔
料を用いてインク受容層を設けたコート紙が用いられて
いる。コート層を形成する多孔質無機顔料として、例え
ば、特開昭５６−１８５６９０号公報に開示されている
シリカを発色性に優れた顔料として挙げることが出来る
。その他にも炭酸カルシウム、アルミナ等、多数例示可
能である。

（発明が解決しようとしている問題点）上記従来例では
、画像濃度の高い鮮明な画像を得る為に、例えば、特開
昭５６−１８５６９０号公報に開示されている比表面積
の高いシリカを用いると、記録染料の経時変色が起こり
、室内の壁に貼っておく等の通常の環境下に置いておく
だけで記録画像の劣化が生じる。逆に比表面積の小さい
炭酸カルシウム、カオリン、タルク等の顔料を用いると
上述した室内変色は抑制されるが、得られる画像濃度は
低く鮮明な画像にはならないという問題が生じる。

即ち、室内変色を抑制することと高い画像濃度を得るこ
ととは相反する問題であり、従来技術では解決し得ない
問題であった。

従って本発明の目的は、記録画像の保存性、特に室内変
色による劣化が少なく、且つ画像濃度の高い記録媒体、
とりわけインクジェット用に好適な記録媒体を提供する
ことである。

（問題点を解決する為の手段） 上記目的は以下の本発明によって達成される。

即ち、本発明は、支持体上に球状塩基性炭酸マグネシウ
ムを含有する層を設けたことを特徴とするインクジェッ
ト記録媒体である。

（作　　用） 本発明者等の知見によれば、記録画像の室内変色は一般
のＰＰＣ用紙等のノンコート紙には発生しないコート紙
特有の問題である。又、室内変色は紫外光、可視光の照
射による染料の褪色とは本質的に異なり、上記光の存在
が無くても発生する。

本発明者等の別の知見から、室内変色は染料と顔料及び
酸化性ガスの相互作用の存在下における染料の酸化分解
によるものと考えられる。従って用いる顔料の比表面積
が大きい程、酸化分解反応が促進されるものと考えれば
、顔料の比表面積が大きいコート紙程、室内変色の度合
が大きいことが説明される。

一方、画像濃度の点からみるとコート層の表層近くに染
料が吸着する活性表面が多い程、画像濃度は大きくなる
。

従って前記従来例では画像濃度も満足し、室内変色も起
きないというインクジェット用コート紙或いはコート層
を有するインクジェット用記録媒体は得られなかった。

本発明では、インク受容層の形成に球状塩基性炭酸マグ
ネシウムを用いることにより、小さい比表面積の顔料で
充分な画像濃度を与えることが判明した。この球状塩基
性炭酸マグネシウムの作用効果は十分明かになってはい
ないが、単位面積当りの染料吸着量が塩基性炭酸マグネ
シウムにおいては、例えば、シリカよりも大きく、且つ
塩基性炭酸マグネシウムが球状に凝集することによって
、通常の板状或いは柱状に凝集した塩基性炭酸マグネシ
ウムと比べ、コート層形成時のパツキン状態が密になっ
ており、同じインク浸透速度で比べた場合の染料捕捉が
コート層のより表面近くで行われる結果であると考えら
れる。即ち球状塩基性炭酸マグネシウムはコート層形成
時に活性表面が他の形状の塩基性炭酸マグネシウムより
も有効に使われていると考えられる。

（好ましい実施態様） 次に好ましい実施態様を挙げて本発明を更に詳しく説明
する。

本発明における球状塩基性炭酸マグネシウムとは、既に
特開昭６０−５４９１５号公報、同６１−６３５２６号
公報及び同６３−８９４１８号公報に開示されている形
態を有する塩基性炭酸マグネシウムのことであるが、製
造法についてはこれらに限定されるものではない。

本発明における球状とは、−次粒子の凝集粒子の形状の
ことであり、必ずしも真球状である必要はない。好まし
い球状はその長径なａ、短径をｂとした場合、０．７≦
ａ／ｂ≦１．０の範囲の形状を有するものであり、その
球状の例として第１図に電子顕微鏡写真を示す。

しかしながら、この様な球状塩基性炭酸マグネシウムを
製造する際、粒子径、比表面積、吸油量その他の顔料物
性を抑制する為に反応条件を変化させた場合、必ずしも
第１図示の様な形態のものが出来るとは限らず、例えば
、第２図示の様な球の一部が欠落したものや、第３図示
の様に花弁状に凝集したものが生じる場合もある。本発
明では第２図示の様な欠落部分が、球状をとると仮定し
た場合の体積の１／４以内であれば、それも球状に含め
る。

又、第３図示の様に凝集構造を形成する粒子が比較的大
きく、球状体の最も外側に突出している粒子を結ぶと凹
凸が激しくなる場合、最外周の線は円形成いは前記のｂ
　／　ａの許容範囲内の楕円形を当てはめた場合のす、
ａが最も大きくなる様にとる。これは第３図示の様な形
態のものに限らず、第１図示及び第２図示の様な形態の
ものにも適用される。

又、本発明においては以上説明した様な球状粒子が全体
の粒子の８５％以上あれば、球状塩基性炭酸マグネシウ
ムと呼ぶ。又、凝集粒子同士が癒着した様に見える場合
、少なくとも粒子の輪郭の半周が見分けられる場合、１
つの凝集粒子と数えることとする。

本発明において上述した球状塩基性炭酸マグネシウムを
用いた場合、記録媒体のインク浸透速度を１０　ｎｌ／
ｍｍ２−ｓｅｅ、以上６０　ｎｌ／ｍｍ２−ｓｅｅ、以
下に合わせ込むことによって更に効果的になる。

ここでインク浸透速度とは単位面積当りに所定量のイン
クをインクジェット方式により打ち込んだ後、何秒後に
定着しているかで評価する量であり、本発明においては
記録画像面に１００ｇ／ｃｒｔｒ程度の荷重が掛る様な
バーを設置しく第４図参照）、インク打ち込み後０．５
秒後に搬送された記録媒体がそのバーを通過する様に設
定した装置（第４図参照）を用いて、バー通過後の画像
がバーによってこすられて流れるか否かを目視によって
判定する。０．５秒後に画像がこすられて流される限界
の打ち込み量が２０　ｎｌ／ｍｒｒ？・ｓｅｅ、である
とすれば、この時のインク浸透速度は２０（ｎｌ／ｍｒ
ｒ？　・ｓｅｅ、　）÷０．５　（ｓｅｃ、）＝４０ｎ
ｌ／ｍイ・ｓｅｃ、で与えられる。

インク浸透速度を上述の１０　ｎｌ／ｍｍ２−ｓｅｃ、
以上６０　ｎｌ／ｍｍ２−ｓｅｃ、以下に設定した場合
に、特に本発明の効果が顕著になる理由としては、動的
染料吸着性に起因するものと考えられる。

本発明で使用する支持体としては、好ましくはインク吸
収性を有する基紙であるが、特にこれに限定されるもの
ではなく、例えば、ポリエステルの様な高分子フィルム
であってもよい、以下に好ましい実施形態である支持体
がインク吸収性を有する基紙である場合について説明す
る。

本発明のインクジェット記録媒体のインク受容層は、前
記した球状塩基性炭酸マグネシウム及びバインダー、そ
の他の添加剤によって構成される。

球状塩基性炭酸マグネシウムの平均粒子径としては、０
，５〜２０μｍ、好ましくは１〜１２μｍのものが望ま
しい８粒子径が細かすぎるとインク吸収性が低下し、逆
に大きすぎると扮落ちが発生し易く好ましくない。

ここに粒子径とは前述した長径ａの値であり、平均粒子
径とは電子顕微鏡によって得られる１００個以上の粒子
のａを測った場合の単純平均として与えられるものであ
る。又、球状塩基性炭酸マグネシウムの粒度分布として
は、２５μｍ以下の粒子の個数が全体の９５％以上ある
ことが好ましい。更に好ましくは１５μｍ以下の粒子数
が全体の９５％以上あること、最も好ましくは１０μｍ
以下の粒子の数が全体の９５％以上あることが望ましい
。

あまり大きな粒子径を有するものの数が多すぎると、粒
子の分散性が低下しスラリー作成時に大きな凝集物が出
来、塗工適性或いは印字適性に悪影響が出るので好まし
くない。

又、比表面積についてはＢＥＴ法によって得られる値で
、１０ｒｒｒ／ｇ以上１７０イ／ｇ以下のものを用いる
ことが特に好ましい。比表面積が小さすぎると画像濃度
が大きくならない。又、比表面積が大きすぎても耐室内
変色性が低下する。

本発明では本発明の目的達成を妨げない範囲において、
前記球状塩基性炭酸マグネシウムに加えて従来一般に使
用されている他の無機顔料や有機顔料を併用することも
出来る。

本発明で用いることの出来るバインダーとしては、例え
ば、従来公知のポリビニルアルコール、澱粉、酸化澱粉
、カチオン化澱粉、カゼイン、カルボキシメチルセルロ
ース、ゼラチン、ヒドロキシエチルセルロース、アクリ
ル系樹脂等の水溶性高分子及びＳＢＲラテックス、ポリ
酢酸ビニルエマルジョン等の水分散型高分子の１種又は
２種以上が混合して用いられる。

本発明において、顔料とバインダーとの好適な使用割合
は、重量比で顔料／バインダー（Ｐ／Ｂ）が１０／１〜
１／４の範囲内、より好適には６／１〜１／１の範囲内
であり、１／４よりバインダー量が多いとインク受容層
の持つインク吸収性が低下し、一方、１０／ｌより顔料
が多いとインク受容層の粉落ちが激しくなり、好ましく
ない。

更に本発明においては、インク受容層に必要に応じて染
料固着剤（耐水化剤）、蛍光増白剤、界面活性剤、消泡
剤、ｐＨ調整剤、防かび剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤
、分散剤、減粘剤等の添加剤を含有させてもよい。これ
らの添加剤については従来公知の化合物から目的に応じ
て任意に選択すればよい。

添加剤の一例として染料固着剤について説明すると、下
記の様な染料固着剤を併用することによって形成された
画像の耐水性を向上させることが出来る。

上記例は単なる例示であって、本発明はこれらに限定さ
れるものではない。又、染料固着剤はインクジェット記
録に使用される染料によっても耐水化効果が異なるので
記録に使用される染料との組合せについても十分考慮す
ることが望ましい。

本発明の記録媒体を調製するに当っては、前記の如き顔
料、バインダー、その他の添加剤を含む水系塗工液を、
公知の方法、例えば、ロールコータ−法、ブレードコー
ター法、エアナイフコーター法、ゲートロールコータ−
法、サイズプレス法等により基材表面に塗工する。その
後、例えば、熱風乾燥炉、熱ドラム等を用いて乾燥し本
発明の記録媒体が得られる。

更にインク受容層表面を平滑化する為、或いはインク受
容層の表面強度を上げる為にスーパーカレンダー処理を
施してもよい。

インク受容層の顔料塗工量としては顔料の総量として０
．２〜５０ｇ１ｒｄ、より好ましくはＯ１２〜２０　ｇ
／ｒｒｆの範囲内である。塗工量が少ない場合には基材
の一部が表面に露出していてもよい。又、塗工量が０．
２ｇ／ｒｒｒに満たない場合には、インク受容層を設け
なかった場合に比べて染料の発色性の点で効果がなく、
一方、５０　ｇ／ｒｒｌ’を越えて設けた場合にはコー
ト層の粉落が発生し好ましくない。塗工量を厚さで表し
た場合には顔料の塗工量は０．５〜１００μｍの厚みに
なる範囲が好適である。

次に上記の如くして得られる記録媒体のインク浸透速度
の制御法について説明する。支持体がプラスチックフィ
ルムの様にインク吸収性を有しないフィルムである場合
には、記録媒体のインク浸透速度（以下これをＶと記載
する）は言うまでもな（コート層の構成成分及びその比
によって決定される。

コート層のインク浸透速度を決定する要因としては、顔
料の吸油量、平均粒子径、粒度分布（Ｄａｖ）　、顔料
塗工量、顔料／バインダー比、バインダーの種類、添加
剤の種類、その添加量、更には支持体がインク吸収性を
有する基紙である場合には、基紙のインク浸透速度（サ
イズ度）、平滑度等が挙げられる。

一般的に言って記録媒体のインク浸透速度は、上記の要
因が複雑に絡み合って決まるものであり、個々の数値が
どの位の範囲に入っていればよいかの議論は困難である
。支持体がインク吸収性を有する基紙の場合、■は基紙
の影響を最も大きく受は易いので、基紙のサイズ度によ
り、最も適切なＶが得られる様な基紙を選択するのが最
も好ましい。■について微調整が必要である場合には、
以下の物性とＶとの関係に留意し、所望の■を得る様に
すればよい。

■を大きくする方向としては、顔料の吸油量を太き（す
る、粒度分布を広げる、塗工量を多くする、顔料／バイ
ンダー比を大きくする等が挙げられる。

以上説明した記録媒体にインクジェット記録を行う場合
のインクそれ自体は、公知のものが何等問題なく使用可
能である。又、記録剤としては直接染料、酸性染料、塩
基性染料、反応性染料、食用色素に代表される水溶性染
料が使用可能であり、通常のインクジェット記録用のも
のであれば特に制限なく使用することが出来る。

この様な水溶性染料は、従来のインク中において一般に
は約０．１〜２０重量％を占める割合で使用されており
、本発明においてもこの割合と同様でよい。

本発明に用いる水系インクに使用する溶媒は、水又は水
と水溶性有機溶剤との混合溶媒であり、特に好適なもの
は水と水溶性有機溶剤と混合溶媒であって、水溶性有機
溶剤としてインクの乾燥防止効果を有する多価アルコー
ルを含有するものである。

前記の記録媒体に上記のインクを付与して記録を行う為
の方法は、好ましくはインクジェット記録方法であり、
該方法は、インクをノズルより効果的に離脱させて、射
程体である記録媒体にインクを付与し得る方式であれば
いかなる方式でもよい。

特に、特開昭５４−５９９３６号公報に記載されている
方法で、熱エネルギーの作用を受けたインクが急激な体
積変化を生じ、この状態変化による作用力によって、イ
ンクをノズルから吐出させるインクジェット方式は有効
に使用することが出来る。

（実施例） 次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に詳細に説明
する。尚、文中、部又は％とあるのは特に断りのない限
り重量基準である。

実施例１〜６ 本発明による記録媒体を作成するに当って、下記の平均
粒子径、最大粒径、比表面積及び吸油量を有する球状塩
基性炭酸マグネシウム（Ａ、Ｂ）を合成した（第１表、
合成法は特開昭６０−５４９１５号公報に開示されたも
のと同じ方法により反応条件を変化させて行った）。

り１−」−−ｊ袈 サンプルＡの最大粒子径は１５μｍ、Ｂの最大粒子径は
１２．５μｍであった。

次にサンプルＡ及びＢと下記第２表に記載した支持体Ｉ
〜ｍを組合せて以下に述べる方法により本発明の記録媒
体を作成した。

尚、第２表中におけるブリストウ値とは、水にジエチレ
ングリコールを２０％含有させた混合溶媒に重量百分率
で２重量％の黒色染料ＦＢ−■を溶解させたインクの紙
−ヘッド接触時間が０．０８秒における浸透量を表す量
であり、ＪＴＡ’ＰＰＩ紙バルブ試験方法Ｎｏ、５１に
記載されている。

記録媒体は以下の方法により作成した。

先ず、球状塩基性炭酸マグネシウム１５部を水８５部と
混合し、市販のホモジナイザーにて１０、ＯＯＯｒｐｍ
で１５分間撹拌する。その後別に用意しておいたバイン
ダー溶液（ポリビニルアルコール１０％水溶液）と所望
の顔料／バインダー比（固形分換算）が得られる様に混
合し、５分間撹拌する。その後必要に応じて各種添加剤
を特定量加えた後、５分間撹拌を行う。

以上の様にして得られた塗工液をワイヤーバーコーター
によって塗布し、１１０℃にて５分間乾燥し、スーパー
カレンダーにより処理して本発明の記録媒体を得た。

いずれの記録媒体もバインダーとしては、クラレ■製の
ポリビニルルコールＰＶＡ１１７（鹸化度９８．５モル
％、重合度１，７００）とＰＶＡ−２１７（鹸化度８９
モル％、重合度１，７００）とを固形分比テＰＶＡ　１
１７／ＰＶＡ２１７＝８／２の割合で含まれているもの
を使用した。

以上の様にして得られた記録媒体に使用した球状塩基性
炭酸マグネシウムの種類、支持体の種類、顔料／バイン
ダー比、塗布量、添加剤の種類、顔料に対する添加割合
％及び得られた記録媒体のインク浸透速度を下記第３表
にまとまた。

本日東紡績■製ポリアリルアミン塩酸塩（ＰＡＡＨＣＩ
−３Ｌ、分子量１万、添加量２０重量％）実施例１〜６
の記録媒体に下記組成のインクを用いて１ｍｒｒｒ当り
単色当り８ｎｌ／ｍｍ２のインク量でインクジェット記
録を実施した。

ヱン之皿滅 染料　　　　　　　　　　　　　　　５部ジエチレング
リコール　　　　　　　２０部水　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　８０部來−−−料 Ｙ：Ｃ，１，ダイレクトイエロー８６ Ｍ：Ｃ，１，アシッドレッド３５ Ｃ：Ｃ，１，ダイレクトブルー１９９ ８ｋ　：　Ｃ，１，フードブラック２ 評価項目として（１）画像濃度及び（２）室内保存性の
２点を評価した。

画像濃度はブラックベタ印字部の反射濃度０Ｄ（Ｂｋ）
をマクベス反射濃度計ＲＤ−９１８を用いて評価し、室
内保存性については印字物をオフィス内で外気はよく流
通するが、太陽直射光は当らない環境を作り、そこに放
置し１ケ月後及び３ケ月後の色差（ΔＥ”）を村上色彩
研究所■装色差計ＣＡ−３５にて測定した。評価結果を
第４表に記載した。

１２．８μｍ、比表面積１５ｒｄ／ｇ、吸油量２２０ｃ
ｃ／１００ｇ）を用いた他は実施例６と同様にして記録
媒体７を作成した。

比較例２ 別の比較例として重質炭酸マグネシウム（神馬化学■製
、板状結晶、平均粒子径０．４７μｍ、比表面積２７ボ
／ｇ、吸油量７９ｃｃ／１００ｇ）を用いた他は実施例
６と同様にして記録媒体８を作成した。

上記記録媒体７及び８について前記実施例と同様に評価
したところ、室内変色は実施例６と同程度であったが、
画像濃度が低く鮮明な画像は得られなかった（第５表参
照）。

尚、目視によって変色が認られるのはΔＥ０が１０前後
のところであり、それ以下では目視による変色は殆ど感
じられない。

比較例１ 次に比較例としてＰ−タイプ炭酸マグネシウム（宇部化
学工業■製、柱状結晶、平均粒子径（発明の効果） 以上の様に、本発明によれば、画像濃度と耐室内変色性
が両立した配録画像を与えることが出来るインクジェッ
ト記録媒体が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は球状塩基性炭酸マグネシウムの粒子構
造を示す電子顕微鏡写真であり、第４図はインク浸透速
度測定装置の概要を説明する図である。 図面の浄書 第３図 第４図 インク滲透速度測定装置の概要 手続補正書 （方式） ％式％ 事件の表示 平成１年特許願第３４１８１、 発明の名称 インクジェット記録媒体 補正をする者 事件どの関係　　特許出願人 〒　１４６ 東京都大田区下丸子三丁目３０番２号 （１００）キャノン株式会社 山路敬三 住所 名称 代表者 ４、代理 住所 人 東京都千代田区神田佐久間町三丁目２７番地大洋ビル４
階４０３号　（〒　１０１）平成２年３月２９日（発送
臼 ６、補正の対象　　　図　面 平成２年４月２４日）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）支持体上に球状塩基性炭酸マグネシウムを含有す
   る層を設けたことを特徴とするインクジェット記録媒体
   。
2. （２）記録媒体へのインク浸透速度が１０ｎｌ／ｍｍ＾
   ２・ｓｅｃ．以上６０ｎｌ／ｍｍ＾２・ｓｅｃ．以下で
   ある請求項１に記載のインクジェット記録媒体。