JPH09123593A

JPH09123593A - 顔料インク用インクジェット記録媒体及び記録方法

Info

Publication number: JPH09123593A
Application number: JP8229121A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Suzuki; 信一鈴木; Masaaki Saito; 正章斉藤; Sumihito Terayama; 純人寺山; Hitoshi Kijimuta; 等雉子牟田
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1995-09-01
Filing date: 1996-08-29
Publication date: 1997-05-13

Abstract

(57)【要約】【課題】顔料インクの吸収性が良好で、インク中の顔料
を均一に定着して優れた発色性を示し、かつ、色濃度の
高いインクジェット記録物が得られる記録媒体及び記録
方法の提供。【解決手段】基材上に、厚さ１〜２００μｍのアルミナ
水和物の多孔質層と、その上に厚さ０．０１〜５０μｍ
の水溶性樹脂層とを設けた記録媒体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は顔料インクを用いた
インクジェット記録方式に適した記録媒体及び記録方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子スチールカメラ又はコンピュ
ータの普及とともに、それらの画像を紙面などに記録す
るためのハードコピー技術が急速に発達した。これらハ
ードコピーの究極の目標は銀塩写真であり、特に、色再
現性、色濃度、解像度、光沢、耐候性などをいかに銀塩
写真に近づけるかが、開発の課題となっている。ハード
コピーの記録方式には、銀塩写真によって画像を表示し
たディスプレイを直接撮影するもののほか、昇華型熱転
写方式、インクジェット方式、静電転写方式など多種多
様である。

【０００３】インクジェット方式によるプリンタは、フ
ルカラー化が容易なことや印字騒音が低いことなどか
ら、近年急速に普及しつつある。この方式ではノズルか
ら被記録材に向けてインク液滴を高速で射出するもので
あり、インク中に多量の溶媒を含む。このため、インク
ジェットプリンタ用の記録媒体は、速やかにインクを吸
収し、しかも優れた発色性を有することが要求される。
インクジェット記録方式ではこれまで染料を溶媒に溶解
したタイプのインクを用いることが多かったが、顔料を
水などの溶媒に分散させたタイプのインク（顔料イン
ク）を用いるものも知られている。顔料インクを用いた
インクジェット記録物は退色、変色性が小さく特に耐久
性に優れることを特徴とする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、顔料インク
の吸収性が良好で、インク中の顔料を均一に定着して優
れた発色性を示し、かつ、色濃度の高いインクジェット
記録物が得られる記録媒体及び記録方法を得ることを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、基材上に、厚
さ１〜２００μｍのアルミナ水和物の多孔質層と、その
上に厚さ０．０１〜５０μｍの水溶性樹脂層とを設けた
顔料インク用インクジェット記録媒体である。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明で使用される基材として
は、特に限定されず種々のものを使用できる。例えば、
プラスチック類、具体的には、ポリエチレンテレフタレ
ートなどのポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹
脂、ＰＴＦＥなどのフッ素系樹脂など、さらに各種の紙
類、布、ガラス、金属などが使用できる。これらの基材
には、アルミナ水和物の多孔質層の接着強度を向上させ
るなどの目的で、コロナ放電処理や各種アンダーコート
をも行いうる。基材の形態も限定されないが、通常は厚
さが０．０１〜１ｍｍのシート又はフィルムが使用され
る。

【０００７】基材として透明プラスチックフィルムを使
用した場合には、ＯＨＰ（オーバーヘッドプロジェク
タ）用シートなどにも使用できる透明な記録物が得られ
る。基材として、白色顔料を含んだ不透明プラスチック
フィルムや、紙などを使用した場合には、銀塩写真に匹
敵する記録物が得られる。

【０００８】本発明において、アルミナ水和物の多孔質
層は顔料インク中の媒体成分である水の吸収層として機
能する。アルミナ水和物としては、良好な吸収機能を有
することから擬ベーマイトが好ましい。ここで、擬ベー
マイトは、Ａｌ₂ Ｏ₃ ・ｎＨ₂ Ｏ（ｎ＝１〜１．５）の
組成式で表されるアルミナ水和物の凝集体である。

【０００９】アルミナ水和物の多孔質層中には、バイン
ダが含まれているのが好ましい。バインダとしては、で
んぷん又はその変性物、ポリビニルアルコール又はその
変性物、ＳＢＲラテックス、ＮＢＲラテックス、カルボ
キシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、
ポリビニルピロリドン等の有機物を使用できる。

【００１０】バインダの使用量は、アルミナ水和物の５
〜５０重量％とすることが好ましい。バインダの使用量
が５重量％未満の場合にはアルミナ水和物の多孔質層の
強度が不充分になるおそれがあり、５０重量％超の場合
にはインクの吸収性が不充分になるおそれがあるので、
それぞれ好ましくない。

【００１１】アルミナ水和物の多孔質層は、細孔半径が
１〜３０ｎｍである細孔を、細孔容積として０．３〜
２．０ｃｃ／ｇを有する場合は、充分な吸収を有し、か
つアルミナ水和物の多孔質層も透明であるので好まし
い。このとき基材が透明であれば、高い透明性を有する
記録媒体が得られる。基材が不透明である場合にも、基
材の質感を損なわない高品質で色濃度の高い画像を得る
ことのできる記録媒体が得られる。アルミナ水和物の多
孔質層は、細孔半径が３〜１０ｎｍである細孔を、細孔
容積として０．３〜１．０ｃｃ／ｇを有する場合はさら
に好ましい。細孔半径の測定は窒素脱吸着法による。

【００１２】アルミナ水和物の多孔質層上に設けられる
水溶性樹脂層は、インク中の溶媒を吸収して膨潤する材
料からなることが必要である。このため、記録時に一度
膨潤した後に乾燥することにより、インクの定着性が向
上するものと考えられる。また、記録媒体の最表面は、
水溶性樹脂層であるためインクの乾燥速度が適度な範囲
で制御され、乾燥後のインク表面が平滑になるため、画
質が向上するものと思われる。

【００１３】本発明において、水溶性樹脂層には水溶性
高分子物質が好ましく用いられる。水溶性高分子物質と
しては、凝集又はゲル化を起こすことが少なく均一に膜
化する物性を有することが好ましい。

【００１４】水溶性高分子物質としては、例えば、でん
ぷん、酸化でんぷん、又はグラフト化、エーテル化若し
くはエステル化した変性でんぷん、メチルセルロース、
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、又はグラフト化等の変性セ
ルロース、アガロース、ゼラチン、カゼイン若しくは大
豆タンパク質等のタンパク質、完全又は部分ケン化のポ
リビニルアルコール、又はカルボキシル化若しくはオレ
フィン化した変性ポリビニルアルコール、ポリビニルピ
ロリドン、ポリビニルアセタール、ポリアルギン酸ナト
リウム、親水性ウレタン樹脂、ポリアクリル酸、ポリア
クリルアミド、ポリビニルメチルエーテル、ポリエチレ
ンイミン等の重合物、又はアクリル酸−ビニルアルコー
ル共重合体、又はこれらの混合物が使用できる。

【００１５】本発明で使用される水溶性高分子物質とし
ては、１重量％水溶液の粘度が２５℃で０．０１〜１０
０００ｃＰのものが好ましい。１００００ｃＰ超の場合
には均一に膜化することが困難になるので好ましくな
い。より好ましい範囲は０．１〜１０００ｃＰである。

【００１６】水溶性樹脂としては、水に近い溶解度パラ
メータ（ＳＰ値）を有することが好ましい。本発明で用
いられる水溶性樹脂のＳＰ値は、２５℃で８〜２３ｃａ
ｌ／ｃｍ³ であることが好ましい。

【００１７】上記の水溶性樹脂層は、均一に膜化した無
孔質膜でもよく、多孔質膜でもよい。水溶性樹脂は、無
孔質膜の場合には水溶液で塗工されるが、多孔質膜の場
合にはエマルジョンの状態で塗工でき、インクの速乾性
も良好である。水溶性樹脂層が多孔質層の場合、該多孔
質層は、細孔半径が１〜３０ｎｍである細孔を、細孔容
積として０．３〜２．０ｃｃ／ｇを有するのが適切であ
る。

【００１８】水溶性樹脂層が多孔質層である場合には、
インクの速乾性を向上させるためにシリカ又はアルミナ
の粒子を含有していてもよい。シリカ又はアルミナは、
それぞれシリカゾル、アルミナゾルの形で水溶性樹脂層
の形成時に混合される。この場合、水溶性樹脂層中のシ
リカやアルミナは水溶性樹脂に対して５〜５０重量％が
好ましい。より好ましい範囲は１０〜３０重量％であ
る。

【００１９】さらに、シート状の記録媒体に自動搬送性
を付与するために水溶性樹脂層中に、その厚みよりも大
きな平均粒径を有する大粒径粒子を混合してもよい。こ
の場合、これら粒子が水溶性樹脂層より一部突出し、そ
の表面に凹凸を付与する。

【００２０】この大粒径粒子としては、形状はどのよう
なものでも使用でき、不定形の粒子も使用できるが、球
状であれば滑り性が向上するので特に好ましい。さら
に、平均粒径が０．０２〜１００μｍのものが好まし
い。０．０２μｍ未満の場合は表面凸凹の高低差が不充
分で滑り性が発揮できないので好ましくない。１００μ
ｍ超の場合には、印字品質に悪影響を及ぼすおそれがあ
るので好ましくない。より好ましい範囲は０．０５〜３
０μｍである。

【００２１】大粒径粒子の材質は特に限定されず、例え
ばシリカ又は種々の樹脂を使用できる。樹脂としては例
えば、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート（ＰＭ
ＭＡ）などが使用できる。

【００２２】大粒径粒子の含有量は、水溶性樹脂に対し
て０．００１〜５重量％が好ましい。大粒径粒子の含有
量が水溶性樹脂に対して０．００１重量％未満の場合に
は充分な滑り性が得られないため好ましくない。大粒径
粒子の含有量が水溶性樹脂に対して５重量％超の場合に
は記録物の画質を低下させるおそれがあるので好ましく
ない。より好ましい範囲は０．０１〜２重量％である。

【００２３】基材上に、アルミナ水和物の多孔質層を形
成する方法としては、アルミナ水和物にバインダと溶媒
（好ましくは水）を加えてゾル状塗工液にし、これを基
材に塗布した後、乾燥する方法が好ましい。アルミナ水
和物の原料としてアルミナゾルを用いる場合には、透明
性の良好なアルミナ水和物の多孔質層が形成できるので
好ましい。塗布方法は、例えば、ダイコータ、ロールコ
ータ、エアナイフコータ、ブレードコータ、ロッドコー
タ、バーコータ又はコンマコータなどを用いるのが好ま
しい。塗工液の溶媒としては、水系、非水系のいずれも
採用できる。

【００２４】アルミナ水和物の多孔質層の厚さは、プリ
ンタなどの仕様によって適宣選択され、１〜２００μｍ
を採用する。アルミナ水和物層の厚さが１μｍ未満の場
合には、インクを充分吸収しないおそれがあり、２００
μｍ超の場合には、アルミナ水和物の多孔質層の透明性
が損なわれたり、強度が低下するおそれがある。アルミ
ナ水和物の多孔質層の厚さは５〜１００μｍが特に好ま
しい。

【００２５】アルミナ水和物の多孔質層の上に水溶性樹
脂層を形成する方法としては、水溶性高分子物質、さら
には必要に応じてシリカゾル又はアルミナゾルを水に溶
解又はラテックス状に分散し、これをアルミナ水和物の
多孔質層の上に塗布した後、乾燥する方法が好ましい。
塗布方法は、アルミナ水和物の多孔質層形成の場合と同
様、ダイコータ、ロールコータ、エアナイフコータ、ブ
レードコータ、ロッドコータ、バーコータ又はコンマコ
ータなどを採用できる。

【００２６】水溶性樹脂層の厚さは、プリンタなどの仕
様によって適宣選択され、好ましくはアルミナ水和物の
多孔質層よりも小さくされるが、０．０１〜５０μｍを
採用する。水溶性樹脂層の厚さが０．０１μｍ未満の場
合には、インクの定着性が充分に向上しないおそれがあ
る。５０μｍ超の場合には、インクの吸収性が悪くなる
おそれがある。水溶性樹脂層の厚さは０．０２〜１０μ
ｍが特に好ましい。

【００２７】本発明の記録媒体に対して顔料インクを使
用してインクジェット記録する場合、使用される顔料イ
ンクは特に限定されず、顔料を水に分散させたものが使
用される。顔料インク中の顔料はインク全体に対して
０．５〜２０重量％、特には２〜１２重量％含有される
のが好ましい。インク中の水の含有量は通常１０〜９３
重量％、好ましくは２５〜８７重量％である。顔料イン
クには必要に応じてｐＨ調整剤、防腐剤などが添加され
る。

【００２８】顔料インクの顔料は、黒インクに使用され
るカーボンブラックとしてはファーネス法、チャネル法
で製造されたカーボンブラックで、１次粒径が１５〜４
０ｎｍ、ＢＥＴ法による比表面積が５０〜３００ｍ² ／
ｇ、揮発分が０．５〜１２％、ｐＨ値が２〜９であるも
のが好ましい。

【００２９】黒インク、イエローインク、マゼンタイン
ク、シアンインクとして使用される顔料は、それぞれ表
１のものなどが挙げられる。

【００３０】

【表１】

【００３１】また、上記したインクの種類は４色用いら
れているが、このほかに色を表現するために顔料を単独
又は併用して使用することもできる。

【００３２】

【実施例】

「例１」アルミニウムアルコキシドの加水分解・解膠法
で合成した固形分１８重量％のアルミナゾル１００ｇ、
ポリビニルアルコール６．２重量％水溶液３２ｇを混合
して塗工液とした。この塗工液をポリエチレンテレフタ
レートフィルム（厚さ１００μｍ、白色）上に、乾燥後
の厚さが２．６μｍになるようにバーコータを用いて塗
工し、乾燥して擬ベーマイト層を形成した。

【００３３】さらに、ポリビニルピロリドン（五協産業
株式会社製、ＰＶＰＫ１５、分子量１００００、粘度
（１重量％水溶液の２５℃の粘度をいう、以下同じ）３
ｃＰ）の１０重量％水溶液を使用し、上記擬ベーマイト
層（細孔半径１〜３０ｎｍの細孔の占める細孔容積は
０．８ｃｃ／ｇ）上に８０℃で塗工、乾燥して、１４０
℃で熱処理することにより表面に厚さ０．２μｍのポリ
ビニルピロリドン層を有するシート状記録媒体を得た。

【００３４】「例２」例１の擬ベーマイト層上に、水溶
性でんぷん（粘度５ｃＰ）とシリカゾル（触媒化成工業
株式会社製、商品名ＳＩ−４５Ｐ）を固形分重量比が５
対１となるよう調整した塗工液を用い、熱処理後の厚さ
が０．２μｍとなるように塗工、乾燥した他は例１と同
様にしてシート状記録媒体を得た。

【００３５】「例３」例１の擬ベーマイト層上に、ポリ
ビニルピロリドン（五協産業株式会社製、ＰＶＰＫ３
０、分子量４００００、粘度３ｃＰ）からなる塗工液
に、平均粒径１０μｍの球状粒子ポリスチレン（積水フ
ァインケミカル株式会社製、商品名ミクロパールＳＰ−
２００）を樹脂固形分に対して０．５重量％混合した塗
工液を用い、熱処理後の厚さが０．５μｍになるように
塗工、乾燥した他は例１と同様にしてシート状記録媒体
を得た。

【００３６】「例４」例１の擬ベーマイト層上に、ポリ
ビニルピロリドン（五協産業株式会社製、ＰＶＰＫ９
０、分子量１２０００００、粘度５ｃＰ）とアルミニウ
ムアルコキシドの加水分解・解膠法で合成したアルミナ
ゾルを固形分重量比が４対１となるよう調整した塗工液
を用い、熱処理後の厚さが０．５μｍになるように塗
工、乾燥した他は例１と同様にしてシート状記録媒体を
得た。

【００３７】「例５」例１の擬ベーマイト層上に、アク
リル酸とビニルアルコールとの共重合体（住友化学工業
株式会社製、ＳＰ−５１０、粘度１５００ｃＰ）を用
い、熱処理後の厚さが０．２μｍになるように塗工、乾
燥した他は例１と同様にしてシート状記録媒体を得た。

【００３８】「例６」例１の擬ベーマイト層上に、アク
リル酸とビニルアルコールとの共重合体（住友化学工業
株式会社製、ＳＰ−５２０、粘度２５００ｃＰ）からな
る塗工液に平均粒径４２０μｍの球状粒子ＰＭＭＡ粒子
（積水ファインケミカル株式会社製、商品名ＭＢＸ２
０）を樹脂固形分に対して０．５重量％混合した塗工液
を用い、熱処理後の厚さが０．２μｍになるように塗
工、乾燥した他は例１と同様にしてシート状記録媒体を
得た。

【００３９】「例７（比較例）」例１においてポリビニ
ルピロリドンの層を設けない以外は、すべて同様にして
シート状記録媒体を得た。

【００４０】［印字評価］例１〜例７のてシート状記録
媒体について、インクジェットプリンタ（ヒューレット
パッカード社製、ＤｅｓｋＷｒｉｔｅｒ６６０Ｃ）の黒
インク（５１６２９Ａ）を用いて印字評価を行った。

【００４１】インク定着性：黒インクを単色でフルベタ
印字した後、室温で５分間乾燥後その部分を指でこすっ
て、とれない場合を○、とれる場合を×とした。

【００４２】ビーディング：黒インクを単色でフルベタ
印字した後、目視で評価した。ビーディングが発生して
いなければ○、発生していれば×とした。

【００４３】シート搬送性：Ａ４サイズのシート状記録
媒体を３枚重ねてインクジェットプリンタの給紙カセッ
トに入れ連続印刷を行った。１枚ずつ確実に全シート自
動連続給紙できれば◎、やや送りが悪いが連続給紙でき
れば○、重なったままプリンタに給紙されシートの送り
が悪ければ×とした。

【００４４】

【表２】

【００４５】例１〜例６のシート状記録媒体では、イン
ク定着性は良好であり、鮮明な画像が得られ、印字品質
は良好であった。例７では顔料インクの定着性は悪く指
でこすると顔料が剥離した。

【００４６】

【発明の効果】本発明の記録媒体は、顔料インクについ
て高い吸収性と定着性を有し、優れた発色性及び高い色
濃度を有する。特に、インクジェットプリンタの記録媒
体としては好適である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者雉子牟田等神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地旭硝子株式会社中央研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材上に、厚さ１〜２００μｍのアルミナ
水和物の多孔質層と、その上に厚さ０．０１〜５０μｍ
の水溶性樹脂層とを設けたことを特徴とする顔料インク
用インクジェット記録媒体。
【請求項２】アルミナ水和物の多孔質層は、細孔半径が
１〜３０ｎｍである細孔を、細孔容積として０．３〜
２．０ｃｃ／ｇを有する請求項１の記録媒体。
【請求項３】水溶性樹脂層は、１重量％水溶液の２５℃
の粘度が０．０１〜１００００ｃＰである水溶性高分子
物質からなる請求項１又は２の記録媒体。
【請求項４】水溶性樹脂層は、水溶性樹脂に対して５〜
５０重量％のシリカ又はアルミナの粒子を含有する請求
項１、２又は３の記録媒体。
【請求項５】水溶性樹脂層は、平均粒径が０．０２〜１
００μｍでありかつ水溶性樹脂層の厚さよりも大きい大
粒径粒子を、水溶性樹脂に対して０．００１〜５重量％
含有する請求項１、２、３又は４の記録媒体。
【請求項６】請求項１、２、３、４又は５の記録媒体の
水溶性樹脂層に対して、水で分散させた顔料インクをイ
ンクジェットすることを特徴とするインクジェット記録
方法。
【請求項７】顔料インク中に含有される顔料の量がイン
ク全体に対して０．５〜２０重量％である請求項６のイ
ンクジェット記録方法。