JPH04147885A - インクジェット記録媒体 - 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】

本発明は水性インクを用いて記録を行う被記録媒体に関
するものであり、特に紙、フィルムを支持体とする水性
インクをもちいたカラー画像記録に適した記録媒体に関
するものである。 ｒ従来の技術およびその問題点】 インクジェット記録方式は、インクの微小液滴を種々の
作動原理により飛翔させて記録媒体に付着させ、文字、
画像等の記録を行うものであるが記録パターンの融通性
が大きく、多色化が容易であることから漢字を含め各種
図形及びカラー画像等のハードコピー装置として種々の
用途において急速に普及してきている。また支持体とし
て透光性を有するフィルムを使用したオーバーヘッドプ
ロジェクタ−用インクジェット記録媒体は、写真スライ
ドとともに多くの会議、講演、説明会および商品の宣伝
等に利用されていて、こうしたオーバーヘッドプロジェ
クタ−用の記録媒体をインクジェット記録方式で作るこ
とは有利な点が多い。 従来、インクジェット用被記録材としては、通常の印刷
や筆記に使われる上質紙やコーテツド紙を使うべく装置
やインク組成の面から努力がなされてきた。しかし装置
の高速化や高精細化あるいはフルカラー化などのインク
ジェット記録装置の性能の向上や用途の拡大に伴い、記
録媒体に対してより高度な特性が要求されるようになっ
てきた。 即ち、被記録材としては、インクドツトの濃度が高く、
色調が明るく鮮やかであること、インクの吸収が早くて
インクドツトが重なった場合においてもインクが流れだ
したりにじんだりしないこと、インクドツトの横方向へ
の拡散が必要以上に大きくなく、かつ周辺がなめらかで
ぼやけないこと等が要求されている。 これらの諸要求を解決するために、従来からいくつかの
提案がなされてきた。例えば、特開昭５３−４９１１３
号には、尿素−ホルマリン樹脂粉末を内添したシートに
水溶性高分子を含浸させたインクジェット記録用紙が開
示されているが、こうしたタイプのインクジェット記録
用紙はドツトの周辺がぼやけ易く、ドツト濃度も低いと
いう欠点があった。 また、特開昭５５−５８３０号には、支持体表面にイン
ク吸収性の塗層を設けたインクジェット記録装置が開示
され、また特開昭５５−５１５８３号では被覆層中の顔
料として非晶質シリカ粉末を使う例が、さらに特開昭５
９−１７４３８１号、同６０−４４３８９号、同６０−
１３２７８５号、同６０−１７１１４３号等には透明性
のインク受理層を設けたインクジェット記録用シートが
開示されている。これらのコーテツド紙タイプのインク
ジェット記録媒体は、ドツト径やドツトの形状、印字濃
度の点では一般紙タイブのインクジェット用紙に比べ改
良はされているものの、インク吸収速度の点で未だ不十
分であり、とくに高速多色カラー記録等の際に複数の水
性インクによるドツトが重なった場合にインクのにじみ
が発生したり、インクの乾燥性が充分でないため記録装
置のガイドローラーにインクが転写し、記録画像を汚染
する等の問題を生ずることがあった。一方、透明支持体
を使用したオーバーヘッドプロジェクタ−用のインクジ
ェット被記録材に関しては、インク吸収性の無機顔料等
の使用は、透明性を妨げることから多量に使用すること
は出来ず、インク吸収性はもっばら透明支持体上に形成
された樹脂の性質に委ねられることになる。従来こうし
た用途に使用される樹脂としては、例えば、特開昭５７
−３８１８５号には、ポリビニルピロリドンあるいはポ
リビニルピロリドン−酢酸ビニル共重合体が、特開昭６
０−２３４８７９号にはポリビニルアルコールとオレフ
ィンまたはスチレンと無水マレイン酸との共重合体、特
開昭６１−７４８７９号にはエチレンオキサイド重合物
とイソシアネート化合物との架橋層を設けること、特開
昭６１−１８１６７９号にはカルボキシメチルセルロー
スとポリエチレンオキサイドとのブレンド物を使用する
こと、特開昭６１−１３２３７７号にはポリビニルアル
コールにメタクリルアミドをグラフト重合したものの使
用が開示されている。 このような親水性樹脂を使用したインクジェット用記録
媒体ではオーバーヘッドプロジェクタ−用として透明性
を損なわない範囲で樹脂単独で透明性支持体上に層形成
した場合、インク吸収速度が充分でなく、インクドツト
のにじみや、乾燥性あるいは記録画像の耐水性、表面の
べたつき等の数多くの問題を有しているのが現状であっ
た。 このように紙またはフィルム等の透明性支持体の両方に
適用可能であるような、インク吸収性に優れ、かつイン
クドツトのにじみを防止し、さらにインクの乾燥性に優
れ透光性に優れたインクジェット用記録素材としては未
だ満足すべきものが存在しないのが現状であった。

【問題を解決するための手段】

本発明は紙もしくはフィルム等の透明性支持体の両方に
適用可能な、透明性にすぐれたインク吸収能力の高い樹
脂組成物を使用することで本発明に係わる種々の問題点
を解決したものである。即ち、本発明は、紙、フィルム
等の支持体上に少なくとも一層のインク受理層を有し、
インク受理層に水溶性染料を含有する水性インクを用い
て記録画像を形成するインクジェット記録用媒体におい
て、インク受理層が、全モノマーに対して化合物（１）
から選ばれるモノマー１０重量部以上と、化合物（ＩＩ
）から選ばれるモノマー０．　１−５０重量部を少なく
とも共重合させて得られる共重合体を含有することを特
徴とするインクジェット記録媒体である。 （化合物Ｉ） ｐ−スチレンスルホン酸アルカリ金属塩、（メタ）アク
リルアミド、 （メタ）アクリル酸及びそれらの金属塩もしくは有機ア
ミンによる中和塩、 ２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸及
びそのアルカリ金属塩もしくは有機アミンによる中和塩 （化合物■） 一般式 ％式％ （Ｒ’およびＲ２は水素原子またはメチル基、Ｒ３は水
素原子または炭素数１〜８のアルキル基を表わす。） 化合物（Ｉ）の役割としては、形成される樹脂組成物に
良好な親水性を付与し、水性インクの吸収を高める上で
必須成分である。化合物（Ｉｆ）の役割は、樹脂組成物
に適度の架橋点を与えることで、高い吸水能力を与え、
水性インクの吸収速度およびインクドツトの広がりを制
御する上で必須な成分である。 本発明に用いられる共重合体組成中での化合物（Ｉ）お
よび（Ｉｆ）の成分割合は、少なくとも化合物（Ｉ）が
１０重量部以上、化合物（ＩＩ）が０゜１−５０重量部
である。化合物（Ｉ）の割合が１０重量部以上である場
合には水性インクに対する充分な親水性が得られず、イ
ンクの吸収性の点で劣る結果となる。また化合物（Ｉ）
の割合が上記範囲外であればインク吸収速度が不充分で
画像ににじみを生じるなど不都合が生じる。 化合物（Ｉ）および（Ｉｆ）から選ばれる任意の七ツマ
−の組合せにより合成される共重合体は熱硬化性を有し
、通常の水系媒体による均一系溶液重合では溶液の形で
の合成が困難である。即ち、化合物（ＩＩ）を比較的多
量に含む系では、重合反応と平行して架橋反応が進行す
るため、重合が完了する以前に系全体がゲル状となり、
固化することがよくある。このようなゲル状物質を乾燥
し、粉砕することで粉末状の樹脂を分散した状態で使用
することも考えられるが、紙またはフィルム上に塗布し
てインク吸収層として使用を試みた場合、インク吸収速
度の点で問題ないものの、粒径の比較的大きな粉体を分
散して使用したことから、塗布膜厚が均一でなく、イン
クの吸収むらやにじみの発生等の好ましからざる欠点が
生じた。したがって本発明者らはさらに鋭意検討を重ね
た結果、より好ましい樹脂として、共重合体組成として
は上記ポリマーと同一であるが、重合の際に使用する媒
体として水と水混和性の有機溶剤の混合溶剤を使用する
ことで生成ポリマーを微粒子もしくは分散体の形で系か
ら析出した状態で合成することにより、系全体がゲル化
することから防止することが有効であることを見いだし
た。即ち、このようにして得られたポリマーは重合時に
は分散状態にあるが、重合終了後に有機溶剤を除去する
かあるいは水を添加して希釈することで均一に溶解した
共重合体溶液にすることが出来る。 上記のように生成ポリマーを分散状態もしくは微粒子状
に形成するためには、モノマーの状態では媒体に可溶性
であるが、ポリマーを形成すると媒体に不溶性となるよ
うな媒体を選択することが重要であり、このような媒体
としては、例えば水にメタノール、エタノール、イソプ
ロパツール等のアルコールを添加した系や、水／ジオキ
サン、水／アセトンその他のように水に混和する・よう
な有機溶剤を添加した混合溶媒を使用して重合を行うこ
とが特に好ましい。このような有機溶剤と水との混合比
は、少なくとも重合開始以前のモノマー混合物を実質的
に溶解し、重合時に生成するポリマーを少なくとも部分
的に不溶化するように選択すべきであり、必要最小量の
使用が好ましい。 さらに使用する有機溶剤の取扱いの容易さからいえば、
アルコール等の使用が最も好ましい。 さらに、上記のような系で重合を行う際に媒体に可溶性
を有する樹脂を重合開始前にあらかじめ系に添加してお
くことで、生成するポリマーを微粒子状に安定に析出さ
せることが可能である。このような効果のある樹脂とし
ては、例えばポリビニルアルコール、ポリビニルピロリ
ドンのような樹脂があげられるが、これ以外にもすくな
くとも使用する媒体に可溶性を有するような樹脂であれ
ば特に制限はない。このような系内にあらかじめ存在さ
せるべき樹脂の割合は、重合に使用する全モノマーに対
し、１００重量部以下であることが望ましく、これ以上
の使用では、本発明に係わる効果が消失することがある
。 このような樹脂をあらかじめ系内に添加して重合を行う
場合には、生成ポリマーは安定な微粒子状の分散体とし
て得られることが多く、このままの状態で塗液として支
持体上に塗布することも可能であるが、系内から使用し
た有機溶剤を溜去するか水により希釈することで均一に
溶解もしくは安定に分散した透明な塗液を得ることも可
能である。 本発明にかかわる樹脂組成物としては、基本的には化合
物（１）および（Ｕ）から選ばれる２種以上のモノマー
で構成され得るが、化合物（Ｉ）および（ｎ）からそれ
ぞれ２種以上の七ツマ−を選択して多元共重合体を形成
することも可能である。あるいはまた、化合物（Ｉ）お
よび（ＩＩ）以外のモノマーとして第３成分のモノマー
を種々の目的で導入することも可能である。こうした第
３成分のモノマーとしては、（メタ）アクリル酸メチル
等の各種アルキル基をエステル残基に有するもの、Ｎ、
Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレートおよび
Ｎ、Ｎ−ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレートあ
るいはそれらの４級塩、スチレンおよびその誘導体、酢
酸ビニル、マレイン酸、クロトン酸、（メタ）アクリロ
ニトリル、その他をあげることが出来る。 こうした第３成分の七ツマ−は必要に応じて使用するこ
とが可能であるが、その全モノマーに対する割合は好ま
しくは４０重量部以下であり、これを越えて使用した際
には、本発明の効果を消失することがある。 また、重合終了後に各種水溶性ポリマーを、皮膜性向上
その他の目的で、前記共重合体を含む塗液に添加するこ
とも可能である。このような水溶性樹脂としては、ポリ
ビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ゼラチンお
よびこの誘導体、ヒドロキシエチルセルロース、メチル
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のナトリウム塩やアンモニウ°ム塩
、ポリアクリル酸ナトリウム、デンプン等の各種水溶性
ポリマーが使用可能であるが、その使用にあたっては本
発明で得られる共重合体樹脂組成物の全量に対し１００
重量部以下の範囲で使用することが好ましい。 また、インクジェット記録後の画像保存性を向上させる
目的で、紫外線吸収剤、酸化防止剤、耐水化剤その他を
添加することも可能である。 本発明のインクジェット記録媒体の作成方法としては、
紙を支持体とする場合には本発明に係わる共重合体樹脂
組成物を単独あるいはインク吸収性無機顔料その他とと
もに塗工液とし、通常の塗工装置を用いて紙上に塗布、
乾燥して形成することが出来る。またフィルム等の透光
性支持体を使用する際には、本発明で得られる樹脂組成
物を単独もしくは透光性を損なわない範囲で水溶性ポリ
マーその他の添加物とともに塗液とし、通常の塗布方式
により塗布、乾燥して製造することが可能である。 このようにして形成されるインク受理層の乾燥膜厚とし
ては３−１２ミクロンの範囲が望ましく、さらに支持体
のカール性を改善するためにインク受理層の反対側の面
に同様な樹脂層もしくは水溶性ポリマーからなる層を形
成してもよい。 ｒ発明の効果】 本発明で得られる共重合体組成物を含む層を支持体上に
インク受理層として形成させることで、こうした樹脂組
成物が均一に塗布可能であり、かつ樹脂組成中に親水性
に富む部分と吸水性に大きく寄与する架橋した成分を同
時に含むことから、インク吸収速度にきわめて優れ、イ
ンク乾燥性に優れ、かつインクドツトのにじみも発生し
ない透光性皮膜を与える。このようなことから、支持体
として紙あるいはフィルムの両方に適用可能であり、水
性インクを使用したインクジェット記録材料としてきわ
めてすぐれている。

【実施例】

以下、実施例、合成例をもとに本発明をさらに詳しく説
明するが、効果はもとよりこれらの例に限定されるもの
ではない。 （合成例１） 撹拌機、温度計、窒素導入管および還流冷却管を備えた
５００ｍ１４ツロフラスコにｐ−スチレンスルホン酸ナ
トリウム８０ｇ１Ｎ−ヒドロキシメチルアクリルアミド
２０ｇを仕込み、蒸留水１２０ｇおよびエタノール１６
０ｇを加え、７５℃で溶解した。窒素雰囲気下でＡＩＢ
Ｎｌ、５ｇを添加し、この温度で３時間加熱撹拌を行っ
た。生成物は白色の分散体であり、水中に投入して固形
分１７％の均一なポリマー溶液を得た。分子量は約３０
万であり、水溶液中での粘度は約８０ｃｐＳであった。 （合成例２） 合成例１と同様に、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ２０
３、クラレ（株）製）１０ｇ、ｐ−スチレンスルホン酸
カリウム７０ｇ、Ｎ−エトキシメチルメタクリルアミド
３０ｇを蒸留水１３０ｇ。 イソプロパツール１５０ｇに溶解し、７５℃にて同様に
重合を行い白色のエマルジョンを得た。これに水を添加
し、固形分１７％の均一な溶液を得た。 （合成例３） 合成例１と同様に、ポリビニルピロリドン７ｇ１アクリ
ルアミド７５ｇ、Ｎ−ヒドロキシメチルメタクリルアミ
ド２０ｇおよびクロロメチルスチレン５ｇをとり、これ
らに蒸留水１５０　ｇ、イソプロパツール１６０ｇを加
え、７５℃にて同様に重合を行い白色エマルジョンを得
た。その後、イソプロパツールを減圧溜去し、さらに蒸
留水を加えることで固形分１７％の均一に溶解した水溶
液を得た。 （合成例４） 合成例１と同様に、メタアクリル酸ナトリウム塩２５ｇ
、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸
カリウム３５ｇ５Ｎ−ブトキシメチルアクリルアミド１
５ｇ５Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレート塩
酸塩５ｇおよびポリビニルアルコール３５ｇをとり、蒸
留水１５０ｇおよびジオキサン１００ｇを加えて、同様
に重合した。重合終了後、減圧蒸留によりジオキサンを
溜去し、さらに水を加えて固形分１７％の均一な水溶液
を得た。 実施例１ ステキヒトサイズ度０秒の上級紙（坪量６０ｇ／ホ）を
原紙として、合成例１−４で得られた租脂溶液をそれぞ
れ１００部と合成非晶質シリカ（ファインシールＸ−３
７Ｂ、徳山曹達社製）５０部とともに混合した液を塗工
液として、エアーナイフコーターにて固形分が１０ｇ／
ｒＩ！となるよう塗布、乾燥した。スーパーカレンダー
仕上げを施した後に４種のそれぞれの試料をインクジェ
ット記録材として、シャープ社製インクジェットプリン
ターＩ　Ｏ−７３５により画像を記録したところ、イン
クの広がりやむらがなく、高解像度でインク吸収性、乾
燥性に全く問題のない良好なカラー画像が得られた。 実施例２ 水性下引処理を施したポリエチレンフィルム上に合成例
１−４で得られた樹脂溶液をそれぞれ単独で、乾燥膜厚
５ミクロンになるように塗布、乾燥した。実施例１と同
様にそれぞれの４種の試料をシャープ社製インクジェッ
トプリンターｌ０−７３５を使用してカラー画像記録を
行ったところ、全ての試料について透明性が良好で、イ
ンク吸収速度、インク乾燥性が充分早く、画像のにじみ
のない高解像度で色濃度の高い良好なカラー画像記録が
得られた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、支持体上に少なくとも一層のインク受理層を有し、
   水溶性染料を含有する水性インクを用いてインク受理層
   に記録画像を形成するインクジェット記録用媒体におい
   て、インク受理層が、全モノマーに対して化合物（ I
   ）から選ばれるモノマー１０重量部以上と化合物（II）
   から選ばれるモノマー０．１−５０重量部を少なくとも
   共重合させて得られる共重合体を含有することを特徴と
   するインクジェット記録媒体。 （化合物 I ） ｐ−スチレンスルホン酸およびそのアルカリ金属塩、 （メタ）アクリルアミド、 （メタ）アクリル酸およびそれらの金属塩もしくは有機
   アミンによる中和塩、 ２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸お
   よびそのアルカリ金属塩もしくは有機アミンによる中和
   塩 （化合物II） 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （Ｒ＾１およびＲ＾２は水素原子またはメチル基、Ｒ＾
   ３は水素原子または炭素数１〜８のアルキル基を表わす
   。） ２、共重合体が、水と水混和性有機溶剤の混合溶媒中で
   共重合させ、微粒子状に析出させた共重合体である請求
   項１記載のインクジェット記録媒体。 ３、共重合体が、ポリビニルアルコールまたはポリビニ
   ルピロリドンの存在下で共重合させた共重合体である請
   求項１、２または３記載のインクジェット記録媒体。 ４、ポリビニルアルコールまたはポリビニルピロリドン
   が全モノマーに対し１００重量％以下で用いられた請求
   項１記載のインクジェット記録媒体。