JPH11235865A

JPH11235865A - インクジェット記録媒体

Info

Publication number: JPH11235865A
Application number: JP10039309A
Authority: JP
Inventors: Masako Wakabayashi; 昌子若林
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1998-02-20
Filing date: 1998-02-20
Publication date: 1999-08-31

Abstract

(57)【要約】【課題】高画質のフォトプリンタに対応するインクジェ
ット記録媒体を得る。【解決手段】インク吸収性の基材上に多孔質のインク受
容層を有する記録媒体であって、記録媒体のインク受容
層を有する面について、水を用いたブリストー法の測定
による液体吸収量が、液体との接触時間が０秒から０．
１秒の吸収量が５〜２５ｃｍ³ ／ｍ² 、かつ、０．１秒
から２．０秒までの吸収量が２０〜１００ｃｍ³ ／ｍ²
であるインクジェット記録媒体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録媒体、特にフォトインクジェットプリンタによる記録
に適したインクジェット記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、デジタルカメラやコンピュータな
どのＯＡ機器の普及に伴い、それらの画像を紙面等に記
録するためのハードコピー技術が急速に発達した。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、インクジ
ェット方式、昇華型熱転写方式、静電転写型方式など多
種多様の方式が知られている。

【０００３】インクジェット方式によるプリンタは、ノ
ズルから被記録材に向けて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。インクジェット方
式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、近年めざましい普及を遂げている。

【０００４】特にここ１、２年で、写真に近い印画が可
能であるフォトインクを用いたプリンタが発売され、そ
の画質のよさが認められ、急速に市場を増やしつつあ
る。この種のプリンタの最大の特徴は通常のインクと濃
度の薄いインクを使い分け、特に中間階調の色表現に際
し、多量の薄いインクを使用していることにある。すな
わち、通常のインクを使用した場合に比べて、インク量
が多くなる。このためフォトインクジェットプリンタ用
の記録媒体は、従来にも増して、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。

【０００５】通常のインクジェットプリンタの場合、普
通の紙では充分な解像度や吸収性が得られないため、こ
れまで知られているように、基材の上に無機の多孔質層
を形成した記録媒体を用いることが必要である。例え
ば、基材上に擬ベーマイトからなるインク受容層を設け
た記録媒体が知られている（特開平２−２７６６７０号
公報、特開平２−２７６６７１号公報等参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、フォトイン
クジェットプリンタを用いた場合、これまでのインクジ
ェットプリンタ用の記録媒体を用いるとインクの吸収性
が不足するため、ベタの印字部がインクが溢れて滲み出
したり、ビーディングといわれる吸収ムラが発生するこ
とがある。

【０００７】そこで、フォトインクジェットプリンタに
対応するためには、さらに多くの塗工層を設けるか、イ
ンク吸収性のよい基材を用いることが必要となってく
る。例えば、多孔質フィルムの上に擬ベーマイト層を設
けた記録媒体などが挙げられる（米国特許５６０５７５
０号明細書等参照）。しかし、塗工量を増やした場合に
は、結果として製造面などを考慮してもかなり高価にな
る問題が生じたり、上記のように吸収性のよい基材に従
来通り擬ベーマイト層を設けても、フォトインク対応と
しては不充分であった。本発明は、インク量の多いイン
クジェットフォトプリンタ用にも充分対応できる、イン
ク吸収性の優れた記録媒体を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、半径が５〜３
０ｎｍの細孔についての細孔容積が０．５〜２．０ｃｍ
³ ／ｇであり、かつ単位面積あたりの吸油量が６０〜４
００ｃｍ³ ／ｍ² であるインク吸収性の基材の少なくと
も一面に、平均細孔半径が８〜３０ｎｍ、細孔容積が
０．５〜２．０ｃｍ³ ／ｇ、かつ塗工量が５〜２０ｇ／
ｍ² の多孔質のインク受容層を有するインクジェット記
録媒体であって、記録媒体のインク受容層を有する面に
ついて、水を用いたブリストー法の測定による液体吸収
量が、液体との接触時間が０秒から０．１秒までの吸収
量が５〜２５ｃｍ³ ／ｍ² 、かつ、０．１秒から２．０
秒までの吸収量が２０〜１００ｃｍ³ ／ｍ² であるイン
クジェット記録媒体を提供する。

【０００９】本発明は、特定の細孔物性を有するインク
受容層と、そのインク受容層を形成する基材として、特
定の細孔物性を有する基材を組み合わせたものである。
基材には、インク受容層の平均細孔半径と同程度の半径
の細孔が、充分な容積で存在する必要がある。基材の細
孔のうち、細孔半径が３０ｎｍを超えるものは、インク
受容層に比べて毛細管力が小さいので、インクの吸収性
に対する寄与が小さい。一方、細孔半径が５〜３０ｎｍ
の範囲の細孔は、インク受容層と同等な毛細管力であ
り、インクは受容層から基材に速やかに吸収されるので
好ましい。基材は、細孔半径が５〜３０ｎｍの範囲の細
孔を、細孔容積として０．５〜２．０ｃｍ³ ／ｇ有する
ことが必要である。

【００１０】基材は、吸油量が６０〜４００ｃｍ³ ／ｍ
² であることが必要である。基材の吸油量が６０ｃｍ³
／ｍ² に満たない場合は、インクの吸収性が不足するの
で望ましくない。吸油量が４００ｃｍ³ ／ｍ² を超える
場合は、剛性、機械的強度、質感などが損なわれるおそ
れがあるので望ましくない。吸油量が９０〜２５０ｃｍ
³ ／ｍ² である場合はさらに好ましい。

【００１１】本発明において、インク受容層は平均細孔
半径が８〜３０ｎｍである。平均細孔半径が８ｎｍに満
たない場合は、インクの吸収性が不足するので不適当で
ある。平均細孔半径が３０ｎｍを超える場合は、インク
受容層の透明性が低下し、記録した場合の色濃度が不足
するので不適当である。インク受容層の平均細孔半径が
１０〜２０ｎｍである場合はさらに好ましい。

【００１２】インク受容層は、細孔容積が０．５〜２．
０ｃｍ³ ／ｍ² である。細孔容積が０．５ｃｍ³ ／ｇに
満たない場合は、インクの吸収性が不足するので不適当
である。細孔容積が２．０ｃｍ³ ／ｇを超える場合は、
耐水性、耐湿性などの耐久性が低下するので不適当であ
る。インク受容層の細孔容積が０．６〜１．５ｃｍ³／
ｇである場合はさらに好ましい。

【００１３】インク受容層は、塗工量が５〜２０ｇ／ｍ
² である。塗工量が５ｇ／ｍ² に満たない場合は、イン
クの定着能が不足し、色濃度が低下するので不適当であ
る。塗工量が２０ｇ／ｍ² を超える場合は、インク吸収
性にはそれ以上の顕著な効果がなく不必要に材料を消費
するのみならず、インク受容層の機械的強度が低下した
り、生産性が低下するおそれがあるので不適当である。
インク受容層の塗工量が５〜１５ｇ／ｍ² である場合は
さらに好ましい。

【００１４】本発明において、記録媒体のインク受容層
を有する面について、水を用いたブリストー法の測定に
よる液体吸収量が、液体との接触時間が０秒から０．１
秒までの吸収量が５〜２５ｃｍ³ ／ｍ² 、かつ、０．１
秒から２．０秒までの吸収量が２０〜１００ｃｍ³ ／ｍ
² であることが必要である。

【００１５】ブリストー法による吸収速度の測定では、
紙などの記録媒体に液体が接触した瞬間から、短時間の
吸収性が評価される。ブリストー法による吸収速度の測
定により、例えばインクジェットプリンタによる印字特
性を評価できる。

【００１６】基材上にインク受容層を設けた記録媒体に
ついて、ブリストー法による吸収速度の測定では、接触
から０．１秒までの間は、主として表面の凹凸によるイ
ンク吸収または表面のインク受容層へのインク吸収が生
じる。インク受容層が充分厚くて、充分な量のインクを
吸収できる場合は問題ないが、上述したようにインク受
容層だけでインクの全てを吸収するインク受容層を設け
ることは困難である。したがって、インク受容層が吸収
したインクがさらに基材に移行していくことが重要であ
る。インク受容層から基材にインクが移行しない場合
は、接触後０．１秒経過後はほとんどインク吸収しない
のに対し、インク受容層から基材にインクが移行する場
合は、接触後０．１秒経過後もインクを吸収する。

【００１７】本発明においては、液体が接触してから接
触後０．１秒までの間にも、充分な吸収があることが必
要である。液体が接触してから接触後０．１秒までの吸
収量は、５〜２５ｃｍ³ ／ｍ² であることが必要であ
る。液体が接触してから接触後０．１秒までの吸収量が
５ｃｍ³ ／ｍ² に満たない場合は、インクが接触した後
のインク吸収過程の初期のインク吸収性が不充分であ
り、インクが溢れるおそれがあるので不適当である。液
体が接触してから接触後０．１秒までの吸収量が２０ｃ
ｍ³ ／ｍ² を超える場合は、横方向のにじみが大きくな
るおそれがあるので不適当である。液体が接触してから
接触後０．１秒までの吸収量が５〜２０ｃｍ³ ／ｍ² で
ある場合はさらに好ましい。

【００１８】本発明においては、接触後０．１秒から
２．０秒の間にも、充分な吸収があることが必要であ
る。接触後０．１秒から２．０秒までのインク吸収量
は、２０〜１００ｃｍ³ ／ｍ² であることが必要であ
る。接触後０．１秒から２．０秒までのインク吸収量が
５ｃｍ³ ／ｍ² に満たない場合は、インク受容層から基
材へのインクの移行が不充分となり記録特性が不充分で
あるので不適当である。接触後０．１秒から２．０秒ま
でのインク吸収量の上限については特に制限はないが、
実際上の材料の上限は１００ｃｍ³ ／ｍ² である。接触
後０．１秒から２．０秒までのインク吸収量のより好ま
しい範囲は２５〜５０ｃｍ³ ／ｍ² である。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明で使用される基材は、紙、
合成紙、多孔性高分子フィルム、不織布などが使用され
る。例えば、無機微粒子と、パルプや高分子などとの複
合された基材が好ましく採用される。

【００２０】インク受容層は、無機微粒子がバインダー
で結合された構成であることが好ましい。インク受容層
の無機微粒子としてはアルミナ水和物が好ましく、特に
色素を良く吸収定着することからベーマイトが好まし
い。ここでベーマイトは、Ａｌ₂ Ｏ₃ ・ｎＨ₂ Ｏ（ｎ＝
１〜１．５）の組成式で表されるアルミナ水和物であ
る。

【００２１】多孔質インク受容層を製造する際に用いら
れるバインダーとしては、でんぷんまたはその変性物、
ポリビニルアルコールまたはその変性物、スチレンブタ
ジエンゴムラテックス、アクリル樹脂ラテックス、アク
リロニトリルブタジエンゴムラテックス、ポリビニルピ
ロリドン、カルボキシメチルセルロース等の有機物を採
用できる。バインダーの使用量は、無機微粒子の２〜５
０重量％、特には３〜２５重量％を採用することが好ま
しい。バインダーの使用量が２重量％未満の場合はイン
ク受容層の強度が不充分になるおそれがあり、５０重量
％を超える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。

【００２２】基材上に、インク受容層を形成する方法と
しては、無機微粒子にバインダーと溶媒を加えて好まし
くはゾル状塗工液にし、これを基材に塗布した後乾燥す
る方法が好ましい。無機微粒子の原料としてアルミナゾ
ルを用いる場合は、透明性の良好な擬ベーマイト質のイ
ンク受容層が形成できるので好ましい。塗布方法には、
例えば、ダイコーター、ロールコーター、エアナイフコ
ーター、グラビアコーター、ブレードコーター、ロッド
コーター、バーコーター、コンマコーターなど通常の塗
布方法を適宜採用できる。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。

【００２３】インク受容層として、ベーマイトとバイン
ダーからなる多孔質層を採用した場合、インク受容層の
上に球状粒子を含む層を有する場合は、ベーマイト多孔
質層単独の場合比べて、耐擦傷性が向上するので好まし
い。球状粒子層が、球状シリカ粒子を含むシリカゾルを
塗工して得られるシリカ層である場合は、特に好まし
い。

【００２４】球状粒子を含む層の厚さは０．１〜３μｍ
であることが好ましい。球状粒子を含む層の厚さが３μ
ｍ以下である場合、この層は実質的にインクの吸収性に
影響を与えず、インク受容層としては機能しない。イン
クが付与されたときには、球状粒子を含む層をインクは
通過し、インク吸収層であるベーマイト多孔質層に吸着
する。球状粒子を含む層の厚さが３μｍを超える場合
は、インクの吸収性が低下するおそれがあるので好まし
くない。球状粒子を含む層の厚さが０．１μｍ未満の場
合は、耐擦傷性改善の効果が不充分であるので好ましく
ない。球状粒子を含む層の厚さが１μｍ以下である場合
はさらに好ましい。

【００２５】シリカ球状粒子を含む層は、シリカゾルを
バインダー溶液中に分散させて好ましくはゾル状塗工液
にし、これを塗布した後、乾燥することによりインク受
容層表面に強固に付着させることができる。塗布方法と
しては、ディップ法や各種コーターを用いる方法など通
常の塗布方法を適宜採用できる。シリカゾルとしては、
平均粒子直径が５〜２００ｎｍ、好ましくは１０〜９０
ｎｍ、固形分濃度が１〜２０重量％のものを使用するの
が好ましい。

【００２６】シリカゾルに混合するバインダーとしては
ベーマイト多孔質層を形成するときに用いたものと同様
のバインダーが使用でき、特にケイ酸含有ポリビニルア
ルコールなどのケイ素含有ポリマーを使用するのが好ま
しい。バインダーの使用量は、シリカゾルの固形分（Ｓ
ｉ０₂ 換算）に対して１〜３０重量％が好ましい。

【００２７】本発明において、基材、インク受容層また
は球状粒子を含む層には、種々の添加剤が含まれていて
もよい。例えば、紫外線吸収剤、退色防止剤、にじみ防
止剤、黄変防止剤のような耐久性向上を目的としたも
の、消泡剤、減粘剤、ゲル化剤のような製造性向上を目
的としたもの、さらには蛍光増白剤のような付加価値の
付与を目的としたものなど、適宜必要に応じて添加でき
る。

【００２８】

【実施例】［例１］基材として、市販の合成紙（ピーピ
ージー・インダストリーズ・インコーポレイティッド
製、商品名：ＴＥＳＬＩＮｓｐ−７００）を用いた。
この基材について窒素吸脱着法で細孔分布を測定したと
ころ、細孔半径５〜３０ｎｍの範囲の細孔容積は０．６
５ｃｍ³ ／ｇであった。また、基材の吸油量をフタル酸
ジブチルを用いて測定したところ、９９ｃｍ³ ／ｍ² で
あった。

【００２９】一方、アルミナゾル１００重量部（固形分
換算）にポリビニルアルコールを５重量部（固形分換
算）と水を加えて、総固形分濃度１３．０重量％の塗工
液を調製した。この塗工液を上記の基材にバーコーター
を用いて塗布し、６０℃のオーブンにて数分間乾燥し
て、乾燥時の塗工量が１０ｇ／ｍ² のベーマイト質の多
孔質インク受容層を形成し、記録媒体を得た。

【００３０】この記録媒体について窒素吸脱着法で細孔
分布を測定して、基材単独の細孔分布測定結果との差か
らインク受容層部分の細孔特性を求めたところ、平均細
孔半径は１１ｎｍ、細孔容積は１．２ｃｍ³ ／ｇであっ
た。

【００３１】［例２］基材には、市販の合成紙（ピーピ
ージー・インダストリーズ・インコーポレイティッド
製、商品名：ＴＥＳＬＩＮｓｐ−１０００）を用い
た。例１と同様に窒素吸脱着法で細孔分布を測定したと
ころ、細孔半径５〜３０ｎｍの範囲の細孔容積は０．６
６ｃｍ³ ／ｇであった。また、基材の吸油量をフタル酸
ジブチルを用いて測定したところ、１４９ｃｍ³ ／ｍ²
であった。

【００３２】この基材に、例１と同様にして、乾燥時の
塗工量が１０ｇ／ｍ² のベーマイト質のインク受容層を
形成し、記録媒体を得た。例１と同様にしインク受容層
部分の細孔特性を求めたところ、平均細孔半径は１６ｎ
ｍ、細孔容積は１．４ｃｍ³／ｇであった。

【００３３】［例３］ベーマイト質のインク受容層の塗
工量が７ｇ／ｍ² である以外は、例１と同様な方法で同
様な記録媒体を得た。さらに、球状のシリカ粒子を含む
市販のシリカゾル（平均粒子直径４５ｎｍ）１００重量
部（固形分換算）に対してケイ酸含有ポリビニルアルコ
ールを１１重量部（固形分換算）と水を加えて、総固形
分濃度３．０重量％の塗工液を調製した。この塗工液
を、上記ベーマイト質の多孔質インク受容層の上に、バ
ーコーターを用いて塗布し、６０℃のオーブンにて数分
間乾燥して、乾燥時の厚さが０．９μｍのシリカゲル層
を形成した。

【００３４】［例４（比較例）］ベーマイト質のインク
受容層の塗工量が２ｇ／ｍ² である以外は、例１と同様
な方法で同様な記録媒体を形成した。

【００３５】［例５（比較例）］市販のフォーム紙（６
８ｇ／ｍ² ）を基材に用いる以外は、例１と同じ記録媒
体を形成した。基材について窒素吸脱着法で細孔分布を
測定した結果、細孔半径５〜３０ｎｍの範囲の細孔容積
は０．０７ｃｍ³ ／ｇであった。また、基材の吸油量を
フタル酸ジブチルを用いて測定したところ、６３ｃｍ³
／ｍ² であった。さらに得られた記録媒体と基材単独と
について窒素吸脱着法で細孔分布を測定してインク受容
層分の細孔特性を求めたところ、平均細孔半径は１１ｎ
ｍ、細孔容積は０．６１ｃｍ³ ／ｇであった。

【００３６】［吸収性評価］ブリストー法試験機（協和
精工株式会社製、商品名：ＫＭ３５０Ｄ動的走査吸液
計）を用いて、イオン交換水で２３℃６０％ＲＨ環境で
の吸収量を測定した。この吸収特性曲線より接触時間が
０秒から０．１秒までの吸収量、および０．１秒から
２．０秒までの吸収量を測定した。結果を表１に示す。

【００３７】［印字評価（目視評価）］例１〜５の記録
媒体について、インク受容層のある面に、フォトインク
ジェットプリンタ（セイコーエプソン株式会社製、商品
名：ＰＭ−７００Ｃ）により、カラー印刷を行って目視
による評価を行った。評価には、３ｃｍ×４ｃｍの濃い
ブルー（シアンとマゼンタの２００％混色）および濃い
グリーン（シアンとイエローの２００％混色）を隙間な
く隣接して印刷するパターンを使用した。結果を表１に
示す。

【００３８】［印字評価（色濃度）］例１〜５の記録媒
体について、インク受容層のある面に上記フォトインク
ジェットプリンタで、グリーンインクのべタの印刷した
記録画像について、色濃度計（ＧＲＥＴＡＧ社製、商品
名：ＳＰＭ１００−II）を使用して、色濃度を測定し
た。結果を表１に示す。

【００３９】

【表１】

【００４０】印字評価をした結果、例１〜４の記録媒体
は目視評価で良好な結果が得られたが、例５の記録媒体
はインク吸収性が不足し、インクが明らかに溢れ出して
いた。色濃度についていえば、例１〜３では充分な色濃
度の記録ができるのに対して、例４ではインク受容層の
塗工量が少ないために色濃度が低かった。例５について
は、インクが溢れ出したため色濃度の測定ができなかっ
た。

【００４１】さらに、比較のため例１の基材として用い
た合成紙を用いて同様な印字評価を行ったところ、目視
評価では不都合な点はなかったが、色濃度が０．７０と
いう低い値になった。また、比較のため例５の基材とし
て用いたフォーム紙を用いて同様な印字評価を行ったと
ころ、ブルーとグリーンの境界部に大きな滲み出しが見
られ、また、色濃度は１．２１であった。

【００４２】フォトインクプリンタを用いたカラー画像
の印字においても、定量的な比較はできないが、例１〜
３の記録媒体は、インクの吸収性が良好でかつ、色濃度
の画像を得ることができた。

【００４３】

【発明の効果】本発明のインクジェット記録媒体は、高
画質であるフォトインクジェットプリンタのようなイン
ク量の多いプリンタに対して用いても、インクを速やか
に吸収し、かつ定着性も良好である。このため、インク
の滲み出しがなくかつ画質は鮮明である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半径が５〜３０ｎｍの細孔についての細孔
容積が０．５〜２．０ｃｍ³ ／ｇであり、かつ単位面積
あたりの吸油量が６０〜４００ｃｍ³ ／ｍ² であるイン
ク吸収性の基材の少なくとも一面に、平均細孔半径が８
〜３０ｎｍ、細孔容積が０．５〜２．０ｃｍ³ ／ｇ、か
つ塗工量が５〜２０ｇ／ｍ² の多孔質のインク受容層を
有するインクジェット記録媒体であって、記録媒体のイ
ンク受容層を有する面について、水を用いたブリストー
法の測定による液体吸収量が、液体との接触時間が０秒
から０．１秒までの吸収量が５〜２５ｃｍ³ ／ｍ² 、か
つ、０．１秒から２．０秒までの吸収量が２０〜１００
ｃｍ³ ／ｍ² であるインクジェット記録媒体。
【請求項２】インク受容層が、アルミナ水和物粒子とバ
インダーとからなる多孔質層である請求項１記載のイン
クジェット記録媒体。
【請求項３】インク受容層上に、平均粒子直径が５〜２
００ｎｍであるシリカ球状粒子を含み、かつ、厚さが
０．１〜３μｍである多孔質層を有する請求項２記載の
インクジェット記録媒体。