JPH09202041A

JPH09202041A - インクジェット記録材料

Info

Publication number: JPH09202041A
Application number: JP8032964A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Umeda; 康梅田; Morio Matsuzaki; 盛雄松崎; Osamu Miyagawa; 修宮川; Masahide Takano; 正秀高野
Original assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd; Jujo Paper Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd; Jujo Paper Co Ltd
Priority date: 1996-01-26
Filing date: 1996-01-26
Publication date: 1997-08-05
Anticipated expiration: 2016-01-26
Also published as: JP3112645B2

Abstract

(57)【要約】【課題】耐水性に優れると共に、水性インクを用いて
迅速に且つ高画質で記録することのできる、インクジェ
ット記録材料の提供。【解決手段】基材上に少なくとも一層のインク受容層
が設けられてなるインクジェット記録材料において、前
記インク受容層がポリアルキレンオキシドとイソシアネ
ートとの反応物、及び、水不溶性セルロースを含有する
ことを特徴とするインクジェット記録材料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は水性インクを用いて
記録する記録媒体に関し、特に、プラスチックフィルム
を基材として用いた、フルカラーのインクジェット記録
に適した被記録体に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録方式は、水性インク
を、記録ヘッドから熱エネルギーや物理的振動エネルギ
ーによって微粒子として噴射し、被記録材表面上に画像
や文字を形成する方法である。これまでプリンターの主
流であったドットインパクトプリンターに比較すると、
高速記録が可能であること、記録時の騒音が少ないこ
と、装置が比較的簡易で低コストであること、フルカラ
ー化が容易であることなどの理由から、急速に普及して
いる。特に近年、視覚的にきれいで見やすいなどの理由
から、インクジェット記録方式による印刷もフルカラー
化へと移行している。また、プリンターの他、プロッ
タ、ファクシミリ、複写機などへの応用も盛んに行われ
ている。

【０００３】インクジェット記録材料としては、普通紙
や、インクジェット記録特性を待たせた専用紙の他に、
透明なプラスチックフィルムを基材としたＯＨＰフィル
ムがある。また、その透明なプラスチックフィルムを基
材に用いたインクジェット記録材料としては、ラベル、
ステッカー、電飾看板及び表色看板などのディスプレイ
材料などがあり、広範な用途に使用される。

【０００４】一般に、インクジェット記録材料に要求さ
れる画像品質としては、１）イエロー、マゼンダ、シア
ン、ブラックの４色のインクの吸収能力に優れ、吸収ム
ラ（濃度ムラ）やハジキの発生がなく、均一なフルカラ
ーの再現ができること、２）インク滲みにより各ドット
が広がることがなく、シャープで鮮明な記録画像が得ら
れること、３）インクの乾燥性に優れることなどがあ
る。

【０００５】更に、ＯＨＰフィルムにおいては、前述し
た要素に加え、画像の投影性に優れることが必須条件で
ある。また、ラベルやステッカーなど、直接手に触れら
れるために汗、脂がつく様な材料や、電飾看板及び表色
看板などの屋外使用のディスプレイ材料などの場合に
は、前述の要素に加え、更に耐水性が要求される。しか
しながら、記録材料の基材がプラスチックフィルムであ
る場合には、プラスチックフィルムが疎水性であるた
め、水性インクを用いるインクジェット記録方式ではイ
ンクの吸収性が劣り、インクの凝集現象（玉状のより）
や滲み現象が発生するので、良質な記録画像を得ること
ができなかった。

【０００６】そこで、インクジェット適性を付与するた
めに、プラスチック基材上に吸水性樹脂や水溶性樹脂等
からなるインク受容層を塗布することが一般的に行われ
ている（特開昭６０−２２０７５０号公報）。かかる吸
水性樹脂あるいは水溶性樹脂としては、例えば、ポリビ
ニルアルコール、ゼラチン、カルボキシルメチルセルロ
ース、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキシド、
ポリアクリル酸、アクリルアミド、アクリル酸ソーダ、
及び、ポリエチレンイミン等が用いられている。

【０００７】しかしながら、インク受容層に通常の吸水
性樹脂を使用した場合、インク吸収生は良いものの、
滲みやすい、インクムラが起きやすい、混色滲みが
発生するなどの欠点があり、また、水や汗などが付着す
ると、記録画像が流れたり、べたついたり、ブロッキン
グを起こすなど、耐水性不足に起因する種々の問題が発
生した。そこで、繊維素反応型樹脂を用いて耐水化する
方法（特公平５−８８６７８号公報、同６−４２７号公
報等）が提案されている。しかしながら、この方法の場
合には、繊維素反応型樹脂を少量添加しても大きな効果
が認められず、また添加量を増やすと画像品質やインク
吸収性が低下するという欠点があった。

【０００８】一方、繊維素反応型樹脂に代え、コロイダ
ルシリカやアルミナゾルなどの多孔質無機材料を用いる
ことも提案されている（特開昭５７−１４０９１号公
報、同６１−１９３８９号公報、特開平１−９５０９１
号公報、同６−２９７８３２号公報、特公平３−２４９
０６号公報）。しかしながら、この方法で耐水性は得ら
れるものの、得られた受像層が硬くて脆いので、プリン
ターによる印字中に、送りロール等によって引掻き傷が
発生しやすいという新たな欠点が生じた。また、ＯＨＰ
フィルムの場合には、多孔質無機材料をインク受容層に
用いているため、透光性が低下し、投影画像が曇った
り、着色したりするという欠点もあった。

【０００９】さらに、基材上に、エチレンオキサイド・
アルキレンオキサイド共重合体と軟化点７０℃以上のポ
リマーとの混合物からなるインク受容層を塗布すること
によって、インク滲みに伴う、画像ムラや混色滲みの発
生及び経時滲みの増大等を防止し、インク乾燥性を向上
させる方法（特開平７−９７５７号公報）が提案されて
いる。

【００１０】しかしながら、この方法を用いても、汗や
水に直接ふれることにより発生する、記録画像の流れ、
及びべとつきやブロッキングを防止するための耐水性を
付与することができなかった。従って、このように、プ
ラスチックフィルムを基材にした場合には、画像品質、
インク乾燥性、及び耐水性を全て満足させることは極め
て困難であった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者ら
は、上記の課題について鋭意検討した結果、プラスチッ
クフィルム上に設けるインク受容層の主成分として、ポ
リアルキレンオキシドとイソシアネートとの反応物に、
水不溶性セルロースを一定の比率で混合することによ
り、水性インクを用いて画像記録を行った際、濃度ムラ
や画像滲みの生じない均一画像を得られること、及びイ
ンク乾燥性に優れると共に耐水性に優れることを見い出
し、本発明に至った。従って、本発明の目的は、水性イ
ンクを用いて画像記録を行った際に、耐水性と良質な画
像品質の両性能を同時に実現することができる、インク
ジェット記録材料を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の上記の目的は、
基材上に少なくとも一層のインク受容層が設けられてな
るインクジェット記録材料において、前記インク受容層
がポリアルキレンオキシドとイソシアネートとの反応
物、及び、水不溶性セルロースを含有することを特徴と
するインクジェット記録材料によって達成された。

【００１３】本発明において用いられる基材としては、
プラスチックフィルムを始め、従来から基材として用い
られている公知の材料の中から適宜選択することができ
る。プラスチックフィルムとしては、例えば、ポリエス
テル、ポリプロピレン、ポリカーボネート、セルロース
アセテート、ポリイミドなどの合成樹脂フィルムが挙げ
られるが、これらの中でも、厚みが６〜３００μｍのポ
リエステルフィルムが、特性及び価格面の点から特に好
ましい。

【００１４】次に、本発明の記録材料におけるインク受
容層について詳述する。本発明のインク受容層に用いら
れるポリアルキレンオキシドとしては、ポリエチレンオ
キシド及びポリプロピレンオキシドのホモポリマーやコ
ポリマーなどが挙げられ、その平均分子量は、適宜選択
することができる。

【００１５】本発明において用いられるイソシアネート
としては、イソシアネート基が少なくとも１個含有され
ている公知のものの中から適宜選択することができる。
その具体例としては、プロピルイソシアネート、ヘキシ
ルイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、
ジフェニルメタンジイソシアネート、ジシクロヘキシル
メタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、
１−メチル−２，４，６−トリイソシアネート、及び、
ナフタリン−１，３，７−トリイソシアネートなどが挙
げられる。本発明においては、これらの中でも、イソシ
アネート基が２個以上含有されているものが好ましい。

【００１６】本発明において用いられる水不溶性セルロ
ースとしては、例えば、セルロースアセテート、セルロ
ースプロピオネート、セルロースアセテートブチレー
ト、セルロースアセテートイソブチレート、セルロース
アセテートプロピオネート、セルロースニトレート、ヒ
ドロキシプロピルメチルセルロースフタレート、及びこ
れらの誘導体などが挙げられる。これらは、単独で用い
ても、２種類以上を併用してもよい。

【００１７】本発明におけるポリアルキレンオキシドの
イソシアネート反応物と水不溶性セルロースとの混合比
率は９０／１０〜１０／９０であることが好ましい。ポ
リアルキレンオキシドのイソシアネート反応物が多すぎ
ると、耐水性の低下やインク乾燥性の悪化が見られる。
また、水不溶性セルロースが多すぎると、耐水性が向上
しすぎるために、インク吸収能力や、画像品質の低下が
見られる。

【００１８】インク受容層として、ポリアルキレンオキ
シドを単独で用いると、インク吸収性や画像品質は良好
となるものの、耐水性は得られず、インクにじみが起こ
る。また、ポリアルキレンオキシドとイソシアネートと
の反応物を単独で用いると、耐水性の改良効果は認めら
れるものの、インク吸収性や画像品質が低下する。

【００１９】本発明においてインクジェットの記録特性
をより向上させるため、無機及び／または有機顔料をイ
ンク受容層中に適宜添加することができる。無機顔料と
しては、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、硫
化亜鉛、カオリン、クレー、タルク、ケイソウ土、ゼオ
ライト、雲母、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、ケ
イ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、硫酸バリウム
などが挙げられる。有機顔料としては、例えば、微粒子
状のポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩
化ビニリデン、ポリカーボネートなどが挙げられる。こ
れらは、単独で用いても、２種類以上を併用してもよ
い。

【００２０】また、必要に応じて、耐水化剤、帯電防止
剤、紫外線吸収剤、着色のための染料及び顔料などを添
加し、使用することもできる。尚、基材が透明であり、
且つ透明性が要求される用途に使用される場合には、透
明性を失わない範囲で顔料を添加する必要がある。

【００２１】本発明のインク受容層の形成方法として
は、ポリアルキレンオキシドとイソシアネートとの反応
物に、水不溶性セルロースを混合した混合物を含む組成
物を塗工液とし、バーコート、エアナイフコート、カー
テンコート、グラビアコート、ロールコート、スプレー
コート等の公知の塗工方法を利用することができる。

【００２２】インク受容層は、塗工層厚さが０．１〜２
５μｍの範囲で設けられることが好ましい。塗工層厚さ
が０．１μｍを超える場合にはインク吸収性が不十分で
あり、また、塗工厚さが２５μｍを超えても、インク吸
収能力は２５μｍの場合より良くなることはないので不
経済である。

【００２３】本発明のインク受容層は、同一の塗工液を
多層塗工しても、塗工液の成分比を変えて多層塗工して
も良いが、塗工層の全体について、上記の要件を満足す
ることが必要である。また、インク受容層が基材に対し
て接着し難い場合には、インク受容層と基材との間に接
着剤層を設けることもできる。ここでいう接着剤として
は、例えばポリエステル、塩化ビニル、塩化ビニリデ
ン、エチレン／酢酸ビニル、及びスチレンとアクリル酸
又はその誘導体との共重合体等の公知のものの中から、
少なくとも１種を適宜選択することができる。

【００２４】本発明の塗工液を作製する際に用いる、イ
ンク受容層の素材を溶解させる溶剤としては、例えば、
トルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチル
セロソルブ、エチルセロソルブ、ジクロルエチレン、ト
リクロルエチレン、メチルエチルケトン、メチルイソブ
チルケトン、アセトン、メタノール、エタノール、イソ
プロパノール、シクロヘキサノン、ジメチルホルムアミ
ドなどが挙げられる。これらは、単独で用いても、２種
類以上を併用してもよい。

【００２５】本発明においては、インク吸収性を向上さ
せるため、インク受容層と基材あるいは接着層との間
に、吸水性樹脂或いは水溶性樹脂からなるインク吸収層
を設けることもできる。吸水性樹脂或いは水溶性樹脂と
しては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルア
セタール、ゼラチン、澱粉、カゼイン、アラビアゴム、
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、ポリビニルピロリドン、ポリ
エチレンオキシド、ポリアクリル酸又はその共重合体、
ポリメタクリル酸又はその共重合体、アクリルアミド、
アクリル酸ソーダ、ポリエチレンイミンなどが挙げら
れ、インクの定着剤としてカチオン性樹脂を用いること
もできる。これらは、単独で用いても、２種類以上を併
用してもよい。

【００２６】本発明の記録材料は、画像品質、インク乾
燥性及び耐水性の優れたインクジェット記録に適した記
録材料であり、インクジェットプリンターをはじめ、イ
ンクジェットプロッタ、水性ペンプロッタなどの記録材
料として用いることができる。特に、プラスチックフィ
ルム等の透明基材を用いた場合には、オーバーヘッドプ
ロジェクタ（ＯＰＨ）用記録材料、電飾パネル、ステッ
カー、ラベル、製図用フィルム、高光沢フィルム等に用
いることができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明のインクジェット記録材料
は、ポリアルキレンオキシドとイソシアネートとを反応
させた反応生成物及び水不溶性セルロースをトルエン等
の溶剤に溶かし、適宜、顔料その他の添加剤を加えて塗
工液を調製し、得られた塗工液を基材の少なくとも一方
の表面に塗工し、乾燥することによって得られる。この
場合には、同一成分の塗工液を２度以上塗工しても、組
成を変更して多層塗布しても良い。

【００２８】

【発明の効果】本発明のインクジェット記録材料は、イ
ンク受容層に、水に対する親和性が大きくかつ吸収性に
優れるポリアルキレンオキサイド樹脂を使用するので、
水性インクの吸収性が十分であるのみならず、ポリアル
キレンオキシド樹脂の水酸基を部分的にイソシアネート
で熱架橋させることによって、耐水性の向上、濃度ムラ
発生のないインク均一吸収性の向上及びハジキ防止をは
かることができる。また、ポリアルキレンオキサイド樹
脂とイソシアネートの架橋物に水不溶性セルロースを添
加しているので、更に耐水性が向上し、画像滲み防止や
ドットの大きさのコントロールができるため、良質な画
像品質と耐水性を兼ね備えることができ、これによって
迅速かつ安価なインクジェットプリンターの使用範囲を
広げることができる。

【００２９】

【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「％」は「重量
％」を意味する。

【００３０】インク受容層成分、及び、インク吸収層成
分の調製：インク受容層成分１．ポリエチレンオキシド（パオゲン
ＰＰ−１５：第一工業製薬株式会社製の商品名）７０
部、脂肪酸イソシアネート系プレポリマー（タケネート
Ｄ−１７７：武田薬品株式会社製の商品名）１部、ヒド
ロキシプロピルメチルセルロースフタレート（ＨＰ−５
０：信越化学株式会社製の商品名）３０部、トルエン５
０部、メチルエチルケトン１０部。

【００３１】インク受容層成分２．ポリエチレンオキシ
ド（アクアコーク：住友精化株式会社製の商品名）７０
部、インク受容層成分１で用いたものと同じ脂肪酸イソ
シアネート系プレポリマー１部、ヒドロキシプロピルメ
チルセルロースフタレート３０部、トルエン５０部、メ
チルエチルケトン１０部。

【００３２】インク受容層成分３．ポリエチレンオキシ
ドのイソシアネート架橋体（アクアプレンＬ−１７３：
明成化学株式会社製の商品名）７０部、ヒドロキシプロ
ピルメチルセルロースフタレート３０部、トルエン５０
部、メチルエチルケトン１０部。

【００３３】インク受容層成分４．ポリエチレンオキシ
ド（パオゲンＰＰ−１５：第一工業製薬株式会社製の商
品名）７０部、ヒドロキシプロピルメチルセルロースフ
タレート３０部、トルエン５０部、メチルエチルケトン
１０部。

【００３４】インク受容層成分５．脂肪酸イソシアネー
ト系プレポリマー（タケネートＤ−１７７：武田薬品株
式会社製の商品名）１部、ヒドロキシプロピルメチルセ
ルロースフタレート３０部、トルエン５０部、メチルエ
チルケトン１０部。

【００３５】インク受容層成分６．ポリエチレンオキシ
ド（パオゲンＰＰ−１５：第一工業製薬株式会社製の商
品名）７０部、インク受容層成分１で用いたものと同じ
脂肪酸イソシアネート系プレポリマー１部、トルエン５
０部、メチルエチルケトン１０部。

【００３６】インク吸収層成分１．ポリビニルアルコー
ル（ＰＶＡ１１７：クラレ株式会社製の商品名）５０
部、ポリビニルピロリドン（Ｋ−９０：ＩＳＰ株式会社
製の商品名）３０部、カチオン製ポリマー（サフトマー
ＳＴ−２１００：三菱化学株式会社製の商品名）２０
部、メタノール５０部、エチルセロソルブ１０部。

【００３７】実施例１．あらかじめ易接着処理された、
厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム
（コスモシャインＡ−１１００：東洋紡株式会社製の商
品名）を基材として用い、その上に、インク受容成分１
の塗工液を、乾燥後の塗工層の厚さが１０μｍになるよ
うに、バーコート方式を用いて塗工した後、１５０℃、
３分間乾燥させてインクジェット記録材料を得た。

【００３８】実施例２．インク受容成分１の代わりにイ
ンク受容成分２を用いた他は、実施例１と全く同様にし
てインクジェット記録材料を得た。

【００３９】実施例３．インク受容成分１の代わりにイ
ンク受容成分３を用いた他は、実施例１と全く同様にし
てインクジェット記録材料を得た。

【００４０】実施例４．あらかじめ易接着処理された、
厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム
（コスモシャインＡ−１１００：東洋紡株式会社製の商
品名）を基材として用い、その上に、インク吸収成分１
の塗工液を、乾燥後の塗工層の厚さが１０μｍになるよ
うに、バーコート方式を用いて塗工した後、１５０℃、
３分間乾燥させてインク吸収層とし、さらにその上に、
乾燥後の塗工層の厚さが３μｍになるように、バーコー
ト方式を用いてインク受容成分１の塗工液を塗工した
後、１５０℃、３分間乾燥させてインクジェット記録材
料を得た。

【００４１】実施例５．インク受容成分１の代わりにイ
ンク受容成分２を用いた他は、実施例４と全く同様にし
てインクジェット記録材料を得た。

【００４２】実施例６．インク受容成分１の代わりにイ
ンク受容成分３を用いた他は、実施例４と全く同様にし
てインクジェット記録材料を得た。

【００４３】比較例１．インク受容成分１の代わりにイ
ンク受容成分４を用いた他は、実施例１と全く同様にし
てインクジェット記録材料を得た。

【００４４】比較例２．インク受容成分１の代わりにイ
ンク受容成分５を用いた他は、実施例１と全く同様にし
てインクジェット記録材料を得た。

【００４５】比較例３．インク受容成分１の代わりにイ
ンク受容成分６を用いた他は、実施例１と全く同様にし
てインクジェット記録材料を得た。

【００４６】上記実施例及び比較例で製造された記録材
料に対して、下記の試験方法で測定し、評価した結果
は、表１に示した通りである。

【表１】

【００４７】表１から、本発明である実施例１〜６のい
ずれのインクジェット記録材料も、インク乾燥性及び耐
水性に優れていることが実証された。それに対し、イソ
シアネートを用いない比較例１及び水不溶性セルロース
を用いない比較例３では、インク乾燥性が劣り、また耐
水性がやや劣る。ポリエチレンオキシドを用いない比較
例２では、耐水性は良好であるものの、画像品質及びイ
ンク乾燥性が劣ることが確認された。

【００４８】１．画像品質は、インクジェットプリンタ
ー（ＢＪＣ−６６０Ｊ：キャノン株式会社製の商品）に
より記録した時の、にじみ、はじき、濃度ムラ、ドット
の大きさ及び形状を評価した。非常に良好 ◎ 良好 ○ やや劣る △ インクにじみ、はじき、濃度ムラが見られる ×

【００４９】２．インク乾燥性は、インクジェットプリ
ンターによってベタ印字したときに、インクが完全に乾
燥するまでに要した時間を評価した。５分未満 ◎ ５分以上１０分未満 ○ １０分以上３０分未満 △ ３０分以上 ×

【００５０】３．耐水性は水を浸した綿棒で受像層を擦
り、受像層が剥がれるまでの回数を測定して評価した。５０回以上 ◎ ２０〜４９回 ○ １０〜１９回 △ ９回以下 ×

フロントページの続き (72)発明者高野正秀埼玉県東松山市東平1551番地日本製紙株式会社画像工学センター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材上に少なくとも一層のインク受容層
が設けられてなるインクジェット記録材料において、前
記インク受容層が、ポリアルキレンオキシドとイソシア
ネートとの反応物、及び、水不溶性セルロースを含有す
ることを特徴とするインクジェット記録材料。
【請求項２】ポリアルキレンオキシドのイソシアネー
ト反応物と水不溶性セルロースとの混合比率が９０／１
０〜１０／９０である、請求項１に記載されたインクジ
ェット記録材料。
【請求項３】基材がプラスチックフィルムである、請
求項１又は２に記載されたインクジェット記録材料。