JPH1052972A

JPH1052972A - 印画紙

Info

Publication number: JPH1052972A
Application number: JP21357396A
Authority: JP
Inventors: Kengo Ito; 謙吾伊東; Toshio Fukuda; 敏生福田; Hiroko Numayama; ひろ子沼山
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-08-13
Filing date: 1996-08-13
Publication date: 1998-02-24
Anticipated expiration: 2016-08-13
Also published as: JP3809671B2

Abstract

(57)【要約】【課題】画像をインクジェット記録方式で印画紙上に
形成するに際して、実用的なインク乾燥性を示しながら
も銀塩系写真像に匹敵する定着性を有し、しかも解像
性、色再現性に優れた高品位画像を得ることが可能な印
画紙を提供する。【解決手段】支持体とその上に形成された染料受容層
とからなる印画紙において、染料受容層が、染料をイオ
ン交換作用に基づくインターカレーション反応により定
着保持する層間化合物を含有し、吸水性及び接着性を備
えた樹脂からなる中間層が、上記支持体と染料受容層と
の間に設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水溶性染料を含有
するインク組成物を使用して定着性に優れた染料画像を
形成することができ、特にインクジェット記録に適した
印画紙に関する。

【０００２】

【従来の技術】パーソナルコンピュータ等で作製した画
像情報を印画紙上に定着させる方法として、インクジェ
ット記録方式によりインク組成物を使用して染料画像を
印画紙上に形成する方法が有望視されている。

【０００３】このようなインクジェット記録方式におい
ては、電界、熱、或いは圧力等を駆動源として溶液状の
インクをノズルより吐出させて、染料を印画紙の染料受
容層に移行せしめるものである。

【０００４】ここで、インクに使用される染料には、水
溶性の直接染料や酸性染料が主として用いられている。
印画紙の染料受容層には、染料との親和性に優れた水溶
性高分子、有機もしくは無機填料、その他補助的物質が
用いられ、染料浸透性や画像の滲みを制御するようにこ
れらが巧みに配合されている。

【０００５】ところで、この方式に用いられる染料は、
直接染料の染色理論に代表されるように、染料受容層へ
移行した後は染料受容層構成成分とのファンデルワール
ス力、水素結合などの相互作用により染料受容層に保持
されている。しかし、画像形成後にそれらの染料に対し
てより親和性の高い溶媒や樹脂などの他の物体が接触し
た場合には、染料受容層から他の物体への染料の流出や
移行が生じ、そのために画像のボケが発生し、いわゆる
銀塩系写真像のような完全な定着性を示さないという問
題点があった。

【０００６】従来のインクジェット記録方式により形成
された画像に高度な画像耐久性が求められる分野、例え
ば、証明用写真や屋外展示用印刷物等に使用できるよう
にするためには、染料画像の定着性の改善が強く要望さ
れている。また、セルロースを用いた紙製品ばかりでは
なく、ＯＨＰシートなどの非吸収性のプラスチックフィ
ルム等の支持体にもインクジェット記録が行えることも
強く要望されている。

【０００７】特開平７−６８９２５号公報においては、
このような問題を解決する手段として、イオン交換作用
に基づくインターカレーション反応により染料を染料受
容層に定着保持させることが提案されている。この染料
受容層は、イオン交換能を有する層間化合物を含有し、
イオン交換作用に基づくインターカレーション反応によ
り染料を強固に保持する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た印画紙において、インクの吐出液量が従来に比較して
多い場合（１ドット当たり４０ピコリットル以上）や、
インクの溶剤組成に対する染料受容層の膨潤能力が不足
する場合には、染料の浸透速度の低下が生じて画像の乾
燥性が極端に悪くなったり、画像を構成するドットが必
要以上に拡大したり、その重畳に不具合を生じて解像
性、色再現性が大幅に劣化するという問題があった。

【０００９】さらに、支持体に非吸水性のプラスチック
フィルムなどを用いた場合や、１ドット当たりに１００
マイクロリットルを越えるインクを付与した場合には、
浸透容量を越えた水溶性インクの溶媒が画像の滲みを引
き起こしたり、画像と手が接触するなどすることによっ
てインクの移行が生じたりするなどの問題点があった。

【００１０】本発明は、上述のような問題点を解決しよ
うとするものであり、画像をインクジェット記録方式で
印画紙上に形成するに際して、実用的なインク乾燥性を
示しながらも銀塩系写真像に匹敵する定着性を有し、し
かも解像性、色再現性に優れた高品位画像を得ることが
可能な印画紙を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述の目
的を達成せんものと鋭意検討を重ねた結果、染料受容層
と支持体との間に吸水性、接着性に優れた中間層を設け
ることにより、上述した問題が解決されることを見い出
すに至った。

【００１２】本発明に係る印画紙は、このような知見に
基づいて完成されたものであり、支持体とその上に形成
された染料受容層とからなる印画紙において、染料受容
層が、染料をイオン交換作用に基づくインターカレーシ
ョン反応により定着保持する層間化合物を含有し、吸水
性及び接着性を備えた樹脂からなる中間層が、上記支持
体と染料受容層との間に設けられたことを特徴とする。

【００１３】上記中間層は、主鎖の中にＢ−Ｏ結合を含
む水溶性ホウ素高分子化合物、もしくはこの水溶性ホウ
素高分子化合物と他の汎用吸水性樹脂との混合物からな
ることが好ましい。

【００１４】染料受容層と支持体との間に中間層が設け
られた印画紙は、中間層が、印画時において染料受容層
から浸透、拡散してくるインク成分中の染料以外の成分
を受容することにより、水系溶剤の吸収容量を増大する
ことができる。また、見かけの乾燥速度を上昇させるだ
けではなく、インク浸透速度を増大させるので、着弾面
でのインクの漏れに起因する解像性の劣化や画素レベル
での色再現不良を解消することができる。

【００１５】特に、主鎖の中に半極性結合からなるＢ−
Ｏ結合を含むホウ素高分子化合物は、その極性に起因し
て支持体として用いられるポリエステル等の極性部を有
するフィルムやパルプを構成するセルロース類に対する
接着性に優れ、一方で、水系インクに用いられる極性有
機溶剤に対する膨潤性にも優れる。

【００１６】このように、本発明に係る印画紙は、吸水
性及び接着性に優れた中間層を備えていることから、中
間層が印画時において染料受容層から浸透拡散してくる
染料以外のインク成分を受容し、インクの乾燥速度、浸
透速度を増大させる。したがって、本発明に係る印画紙
においては、解像性、色再現性に優れた高品位画像を提
供することが可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明に係る印画紙は、図１に示
すように、支持体１、中間層２、染料受容層３がこの順
に形成されている。この染料受容層３では、水溶性カチ
オン染料または水溶性アニオン染料が、イオン交換作用
に基づくインターカレーション反応によりカチオン交換
能またはアニオン交換能を有する層間化合物の親水性の
層間に定着保持される。

【００１８】支持体１と染料受容層３との両方に接する
中間層２は、吸水性及び接着性を備えた樹脂から構成さ
れ、印画時において染料受容層３から浸透、拡散してく
るインク成分中の染料以外の成分を受容する。これによ
り、中間層２を備えた印画紙は、水系溶剤の吸収容量を
増大することができ、見かけの乾燥速度を上昇させるだ
けではなく、インク浸透速度を増大させるので、着弾面
でのインクの漏れに起因する解像性の劣化や画素レベル
での色再現不良を解消することができる。

【００１９】このように、本発明が適用される印画紙
は、吸水性及び接着性に優れた中間層２を備えているこ
とから、銀塩系写真像に匹敵する定着性を有するととも
にインク乾燥性を有し、解像性、色再現性に優れた高品
位画像を得ることが可能となる。

【００２０】ところで、中間層２には、吸水性及び接着
性を備えた樹脂が用いられるが、特に、主鎖の中にＢ−
Ｏ結合を含むホウ素高分子化合物が好ましく、例えば、
化１式で示されるようなホウ素高分子化合物が好まし
い。

【００２１】

【化１】

【００２２】このようなホウ素高分子化合物は、その極
性に起因して支持体１として用いられるポリエステル等
の極性部を有するフィルムや、パルプを構成するセルロ
ース類に対する接着性に優れる。一方で、このホウ素高
分子化合物は、水系インクに用いられる極性有機溶剤に
対する膨潤性にも優れる。

【００２３】このように、中間層２に、吸水性及び接着
性に優れるホウ素高分子化合物を用いるとよい。中間層
２には、ホウ素高分子化合物を単独に用いてもよいし、
他の汎用吸水性樹脂と併用してもよい。このホウ素高分
子化合物の中間層２中の含有量は、２０重量部％以上が
好ましい。このホウ素高分子化合物の含有量が２０重量
部未満になると、添加効果が少なくなる。

【００２４】また、中間層２の厚みは、０．５〜３０μ
ｍであることが好ましい。中間層２の厚みが０．５μｍ
未満である場合には、吸水容量が小さくなって上述した
効果が少なくなる。３０μｍを越えると、上述した効果
にそれ以上の差異が無くなり、かえって剛性が大きくな
って成膜性が悪くなり経済性が悪くなる。

【００２５】中間層２には、染料受容層３を成膜する際
に染料受容層３側に溶出して定着性を阻害しない限り、
ガラス転移温点（Ｔｇ）を制御するために可塑剤を添加
してもよいし、それ以外の目的で例えば吸水性制御のた
めに補助的添加剤、耐光性改善のために紫外線吸収剤、
あるいは品質改善のために蛍光増白剤などの種々の添加
剤を含有させてもよい。

【００２６】なお、本発明において染料受容層３形成用
組成物に使用する層間化合物としては、交換性陽イオン
または交換性陰イオンを有する層状無機高分子を使用す
ることができる。

【００２７】交換性陽イオンを有する層状無機高分子と
しては、天然もしくは合成層状珪酸塩またはそれらの焼
成体を例示することができ、代表的には、３−八面体ス
メクタイト構造を有する以下の式（１）で示されるモン
モリロナイト群を使用することができる。

【００２８】（Ｘ，Ｙ）_2ー3Ｚ₄Ｏ₁₀（ＯＨ）₂・ｍＨ₂Ｏ・（Ｗ_1/3）・・・（１）（但し、式（１）中、ＸはＡｌ、Ｆｅ（ＩＩＩ）、Ｍｎ
（ＩＩＩ）、またはＣｏ（ＩＩＩ）であり、ＹはＭｇ、
Ｆｅ（ＩＩ）、Ｎｉ、ＺｎまたはＬｉであり、Ｚは、Ｓ
ｉまたはＡｌであり、ＷはＫ、Ｎａ、またはＣａであ
り、Ｈ₂Ｏは層間水であり、ｍは整数を表す。）

【００２９】交換性陰イオンを有する層状無機高分子と
しては、０：１型粘土鉱物の一種であり、ＡｌＯ₆八面
体シートからなる層状のハイドロタルサイト群鉱物を好
ましく例示することができる。このようなハイドロタル
サイト群鉱物の代表的なものとしては、式（２）で表さ
れるハイドロタルサイトを例示することができる。

【００３０】Ｍｇ₆Ａｌ₂（ＯＨ）₁₆・ＣＯ₃・４Ｈ₂Ｏ・・・（２）上述した層間化合物は、バインダー樹脂中に分散保持さ
れる。このようなバインダー樹脂としては、一般の熱可
塑性樹脂を使用することができるが、層間化合物が分散
し易く、しかも水溶性インク組成物の溶媒である水やア
ルコール等が浸透する親水性樹脂を使用することが好ま
しく、例えば、ポリビニルブチラール樹脂、ヒドロキシ
プロピルセルロース樹脂、ビニルピロリドン−酢酸ビニ
ル共重合体樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニ
ルアセタール樹脂等を使用できる。

【００３１】このような層間化合物やバインダー樹脂の
含有量は、染料受容層３の定着効果、柔軟性を考慮し
て、適宜選択されるものである。

【００３２】また、本発明において使用される支持体１
としては、紙、合成紙、プラスチックペーパー、金属
板、金属箔、アルミニウム等を蒸着したプラスチックフ
ィルム等から任意に選択できる。

【００３３】本発明において使用されるインク組成物
は、少なくとも水と、染料受容層３中の層間化合物にイ
オン交換作用に基づくインターカレーション反応により
定着保持されるような水溶性染料とを含有する。ここで
は、染料受容層３中の層間化合物が交換性陽イオンを有
する層状無機高分子である場合には、水溶性カチオン染
料（水溶性塩基性染料）を使用でき、染料受容層３中の
層間化合物が交換性陰イオンを有する層状無機高分子で
ある場合には、交換性水溶性アニオン染料（水溶性直接
染料または水溶性酸性染料）を使用できる。

【００３４】水溶性カチオン染料としては、アミン塩ま
たは第４級アンモニウム基を有するアゾ染料、トリフェ
ニルメタン染料、アゾン染料、オキサジン染料、チアジ
ン染料などが挙げられる。。

【００３５】水溶性アニオン染料としては、発色団とし
てモノアゾ基、ジズアゾ基、アントラキノン骨格、トリ
フェニルメタン骨格などを有し、さらに分子中に１〜３
個のスルホン酸基またはカルボキシル基等の陰イオン性
の水溶性基を有するもの等が挙げられる。

【００３６】ところで、上述した画像を実際に形成する
場合には、バブル駆動ジェットノズルやピエゾ素子駆動
ジェットノズル等を備えた通常のインクジェット記録装
置を用い、画像信号に応じて選択的にインク組成物を染
料受容層３上に吐出させればよい。

【００３７】

【実施例】以下、本発明を適用した印画紙に画像形成を
行って、インク乾燥性、定着性、解像性を調べた。

【００３８】実施例１先ず始めに、１００μｍ厚の中性紙の片面上に、水系ボ
ロン樹脂（商品名：ＭＣＢ３００、ボロンインターナシ
ョナル社製）をワイヤーバーを用いて、乾燥時塗布量が
３ｇ／ｍ²になるよう塗布成膜し、中間層２を形成し
た。

【００３９】次に、層間化合物として、合成ハイドロタ
ルサイト（商品名：ＫＷ２２００、協和化学工業（株）
製）にリンゴ酸を交換容量の５０％吸着させた粉体１０
０ｇを用意した。そして、ポリビニルブチラール（商品
名：ＢＬ−１、積水化学（株）製）を５重量％含むエタ
ノール水溶液１ｋｇに上記粉体を投入し、１週間ロール
ミルによる分散を行って懸濁液を得た。この懸濁液を先
の中性紙の中間層２上にドクターブレードを用いて塗
布、含浸させ、１１０℃の熱風にて１分間乾燥して染料
受容層３を形成し、印画紙（実施例１）を得た。

【００４０】一方、組成（１）で示されるインク溶液
と、インク溶液の組成から染料を除いた希釈液とを定量
混合し、与えられた濃度データに基づいて所定の濃度の
インク液滴を印画紙上に付着させるソニー製キャリアジ
ェット式インクジェットプリンタを用意した。そして、
この給紙トレイに上記印画紙を装着し、２液混合方式の
フルカラー印画を行った。なお、混合吐出液滴の径から
液量の多い部位の液適量は、６０ピコリットルと見積も
られた。

【００４１】（組成１）染料２重量部イエロー：Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー２３マゼンダ：Ｃ．Ｉ．アシッドマゼンダ５２シアン：Ｃ．Ｉ．アシッドシアン９ブラック：Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１５４イソプロピルアルコール２重量部ジエチレングリコール３重量部水３０重量部非イオン性界面活性剤０．０５重量部（商品名：ノイゲンＥＡ１２０、第１工業製薬（株）
製）

【００４２】実施例２〜実施例５先ず始めに、１１０μｍ厚の白色ポリエステルフィルム
の片面上に、水系ボロン樹脂（商品名：ＭＣＢ３００、
ボロンインターナショナル社製）とポリエステル系エマ
ルジョン（商品名：バイロナールＭＤ−１２００、東洋
紡社製）との重量比が４：１、２：３、１：４、１：５
である混合物をそれぞれワイヤーバーを用いて、乾燥時
塗布厚が１５μｍ（湿潤時塗布厚が５０μｍ）になるよ
う塗布成膜し、中間層２を形成した。

【００４３】次に、層間化合物として、合成ハイドロタ
ルサイト（商品名：ＫＷ２２００、協和化学工業（株）
製）にリンゴ酸を交換容量の４０％吸着させた粉体１０
０ｇを用意した。そして、ヒドロキシプロピルセルロー
ス（商品名：ＨＰＣ−Ｍ、日本曹達製）を１０重量％含
むエタノール水溶液１ｋｇに上記粉体を投入し、６０時
間ロールミルによる分散を行って懸濁液を得た。

【００４４】この懸濁液を先のポリエステルフィルムの
中間層２上にドクターブレードを用いて塗布、含浸さ
せ、１１０℃の熱風にて１分間乾燥して染料受容層３を
形成し、印画紙（実施例２〜実施例５）を得た。

【００４５】そして、実施例１と同様のソニー製キャリ
アジェット式インクジェットプリンタを用いて、それぞ
れ２液混合方式のフルカラー印画を行った。

【００４６】実施例６〜実施例９１１０μｍ厚の白色ポリエステルフィルムの片面上に、
水系ボロン樹脂（商品名：ＭＣＢ３００、ボロンインタ
ーナショナル社製）とポリエステル系エマルジョン（商
品名：バイロナールＭＤ−１２００、東洋紡社製）との
重量比が４：１の混合物をワイヤーバーを用いて、乾燥
時塗布厚が０．５、１．０、５．０、３０μｍになるよ
うそれぞれ塗布成膜し、中間層２を形成した。これ以外
は、実施例２と同様に印画紙（実施例６〜実施例９）を
得て、ソニー製キャリアジェット式インクジェットプリ
ンタを用いて、それぞれ２液混合方式のフルカラー印画
を行った。

【００４７】比較例１実施例１の印画紙の構成から中間層２を除いて作製した
以外は、同様にして印画紙（比較例１）を作製し、ソニ
ー製キャリアジェット式インクジェットプリンタを用い
て、２液混合方式のフルカラー印画を行った。

【００４８】比較例２実施例２の印画紙の構成から中間層２を除いて作製した
以外は、同様にして印画紙（比較例２）を作製し、ソニ
ー製キャリアジェット式インクジェットプリンタを用い
て、２液混合方式のフルカラー印画を行った。

【００４９】画像の評価実施例１〜実施例９においては、インクの乾燥性（浸透
性）もよく、低濃度部から高濃度部の全域にかけて真円
状のドット形状を有し、毛羽立ちや滲みのない解像性の
良い画像を得ることができた。それに対し、中間層２を
設けず直接ポリエステルフィルムに印画した比較例２に
おいては、全濃度領域においてインクの溢れによるドッ
トの凝集が認められ、指で触ると染料受容層３に吸収さ
れなかったインクが指に付着した。

【００５０】次に、画像の定着性を調べるために、実施
例１、比較例１で得られた印画直後の画像上に中性紙を
重ねて２０ｇ／ｃｍ²の圧力を加えて１０秒間押圧し
た。その結果、実施例１においては画像の移行が殆どみ
られなかったのに対し、比較例１においては最大で反射
濃度０．４に至る画像の移行が生じた。

【００５１】次に、実施例２〜実施例９、及び比較例２
で得られた画像を画像出力後から５分間放置し、記録さ
れた画像上に粘着テープを張り付けた。その結果、実施
例２〜実施例９においては、記録画像が支持体１に残存
したままであったのに対し、比較例２においては、記録
画像が支持体１から剥離して粘着テープに移った。

【００５２】次に、実施例１〜実施例９及び比較例１、
比較例２で得られた画像を水中に１分間浸漬した。その
結果、実施例１〜実施例９で得られた画像においてはイ
ンクの溶出が見られなかったのに対し、比較例１、比較
例２においては顕著なインクの溶出が見られた。

【００５３】以上の結果を実験条件と共にまとめて表１
に示す。表１中の画像評価は、それぞれの実験結果を総
合評価したものであり、◎印は、たいへん良好な記録画
像が得られたもの、○印は良好な記録画像が得られたも
の、△印は、○印に少し劣るもの、×印は滲みのある記
録画像が得られたものを示す。なお、支持体が中性紙で
ある場合には中性紙に含有されるインクの量が多いた
め、中間層の厚みの表示は塗布量（単位：ｇ／ｍ²）で
示している。

【００５４】

【表１】

【００５５】表１からわかるように、中間層２が設けら
れた実施例１〜実施例９の印画紙は、実用的な乾燥性を
有するとともに、定着性、解像性に優れ、高品位な記録
画像を形成することができる。但し、実施例２〜実施例
５の結果からわかるように、中間層２に占める水系ボロ
ン樹脂の含有量は、２０重量％以上であることが好まし
く、４０重量％以上がより好ましい。

【００５６】さらに、実施例６〜実施例９の結果からわ
かるように、中間層２の厚みは、乾燥厚にして０．５μ
ｍ以上が好ましく、５μｍ以上がより好ましい。３０μ
ｍ以上になると、中間層２による改善効果にそれ以上の
差異が認められず、印画紙自体の剛性が強くなって好ま
しくない。

【００５７】なお、印画紙（比較例１）に、市販のイン
クジェットプリンタ（商品名：１２００Ｃ、ヒュレット
パッカード社製）を用いて、組成（２）からなるインク
溶液によりフルカラー印画を行った。この場合には、画
像の品位にそれほど問題がないことから、中間層２の設
置による改善効果は、支持体１がポリエステルフィルム
のような非パルプ素材の場合において、より顕著に現れ
ることがわかる。

【００５８】以上の実施例からわかるように、本発明を
適用した印画紙においては、染料受容層３と支持体１と
の間に水系ボロン樹脂よりなる中間層２が設けることに
より、定着性、乾燥性、解像性に優れた高品位な記録画
像を得ることができる。

【００５９】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明に係る印画紙は、支持体と染料受容層との間に中間層
が設けられてなることから、中間層が印画時において染
料受容層から浸透拡散してくるインク成分中の染料以外
の成分を受容し、インクの乾燥速度、浸透速度を増大さ
せる。したがって、本発明に係る印画紙においては、イ
ンクジェット形式においても実用的なインク乾燥性を示
し、銀塩系写真像に匹敵する定着性を有するとともに、
解像性、色再現性に優れた高品位画像を形成することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した印画紙の構成を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１支持体、２中間層、３染料受容層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持体とその上に形成された染料受容層
とからなる印画紙において、染料受容層が、染料をイオン交換作用に基づくインター
カレーション反応により定着保持する層間化合物を含有
し、吸水性及び接着性を備えた樹脂からなる中間層が、上記
支持体と上記染料受容層との間に設けられたことを特徴
とする印画紙。
【請求項２】中間層が、主鎖の中にＢ−Ｏ結合を含む
水溶性ホウ素高分子化合物、もしくはこの水溶性ホウ素
高分子化合物と他の汎用吸水性樹脂との混合物からなる
ことを特徴とする請求項１記載の印画紙。
【請求項３】主鎖の中にＢ−Ｏ結合を含む水溶性ホウ
素高分子化合物が、中間層中に２０重量％以上の割合で
含有されていることを特徴とする請求項２記載の印画
紙。
【請求項４】中間層の厚みが０．５〜３０μｍである
ことを特徴とする請求項１記載の印画紙。