JP2001519733A - 膜でコーティングした紙を製造する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、インクジェット印刷に使用するために適切な印刷媒体を製造する方法である。この方法はポリマードープ溶液の調製を含む。ポリマードープ溶液は基板上に計り取られる。多孔性コーティング層は、相転移技術を用いてポリマードープ溶液から基板上に形成される。多孔性コーティング層上に位置するインク溶液の少なくとも１つの成分は、多孔性コーティング層に吸収され、インク溶液を多孔性コーティング層上で乾燥させる。

Description

【発明の詳細な説明】 膜でコーティングした紙を製造する方法 発明の背景 本発明は、膜でコーティングした基板を製造する方法である。さらに詳細には 、本発明は、カラーインクジェットプリンターで使用するのに適した、膜でコー ティングした紙を製造する方法である。 近年、インクジェット印刷で高解像度のカラー画像の製造を可能にする印刷技 術が進歩してきている。これらの進歩は、デジタルフォーマットでのカラー画像 を記録し、コンピューターへの画像を移動し、画像を製作し、次いでインクジェ ットプリンターで画像の印刷をするユーザーのために実現されている。現在のデ ジタル画像化システムは、ほとんど写真と同じ質のカラー画像を製造することを 可能にする。 インクジェットプリンターにより製造されたカラー画像の質の改良は、インク ジェットプリンターの部品の開発（例えば、プリンティングヘッド、ならびにイ ンクジェットプリンターで使用するインク成分の進歩）の結果である。カラーイ ンクジェット印刷のこれらの開発の結果として、インクプリンターにより提供さ れるカラー画像の解像度および外観を限定する新規の因子が明らかになった。こ の限定因子は画像が印刷される媒体である。 インクジェット印刷にコーティングしていない紙を使用すると、紙の繊維にイ ンクを「実行（run）」させるので適した解像度未満になる。さらに、コーティ ングしていない紙は、典型的に光沢がなく、そして従って写真の質の出力を与え ない。 インクジェットプリンターで使用される紙の性能を改良する試みにおいて、プ ラスチック層を紙の表面に押し出した。押し出したプラスチック層は増強された 光沢、滑らかさ、および一般的な外観を与え得、そして代表的にインクの実行を 妨げるのを助ける物質でコーティングされる。 押し出しプラスチック紙コーティングの欠点は、それらが代表的にほとんどま たは全く、多孔度（porosity）または液体吸収性を有さないことである。その結 果として、これらの紙の表面は、インクの溶媒（しばしば水である）のエバポレ ーションのため、インク乾燥機構が主である延長された期間に接触すると濡れた ままである。それは温度および湿度に依存して画像が完全に乾燥するまで10分間 以上かかり得る。この長い乾燥時間のため、各印刷したシートをプリンタートレ イから取り出さなければならず、そして汚れまたは次の印刷シートの後ろ側に印 刷した画像の繰り越しを防止するように乾燥するよう設計しなければならない。 また、この紙表面上での濡れたインクの延長時間は、さらにインクを画像の質が 低下するように実行させるようである。 インクジェットプリンターに使用する紙の性能を改良する別の試みは、支持媒 体上に多孔性コーティングを位置することを含む。多孔性コーティングはインク の吸収を増強し、従ってインクの乾燥時間を減少させる。例えば、Hersheyらの 米国特許第4,154,899号は、高固体含有量を有するコーティングを記載しており 、これは、主に１つ以上の色素、１つ以上の接着剤、そして少量の添加剤（例え ば消泡剤）から形成される。 それはまた、多孔性コーティングに多孔性を与えるための無機粒子の使用を開 示している。例えば、Miyamotoらの米国特許第4,460,637号は、上層および下層 でのコーティングの形成を記載している。上層は、0.2マイクロメートルと10マ イクロメートルとの間の孔の半径の分布を有する。下層は、0.05マイクロメート ル未満の孔の半径分布を有する。Miyamotoらのコーティングは高分子結合剤と顆 粒状の色素を混合し、次いで基板にコーティングをキャストすることによって調 製される。 Otoumaらの米国特許第4,780,356号は、無機質/結合剤の組み合わせで紙にコー ティングすることによってつくられた多孔性膜コーティングインク吸収紙を開示 し、ここで無機質粒子はそれ自身多孔性であり得る。Otoumaらは、無機質粒子そ れ自身ならびに無機質粒子間のいくつかの空間の孔チャンネルからの多孔性領域 を示している。 Misudaらの米国特許第5,104,730号は、高分子結合剤の多孔性粒子から製造さ れる多孔性コーティングの上部のシリカ層の形成を記載している。Misudaらの米 国特許5,264,275号は、下層がより小さい孔サイズを有し、そして上層がより大 きな孔サイズを有する、２層コーティングの形成を議論している。 Suzuhiらの米国特許第5,463,178号は、擬ベーマイトから多孔性コーティング を形成し、次いでシリカゲルの耐引っかき性の最上層を適用することを開示して いる。Misudaらの米国特許第5,472,773号は、滑らかなプラスチックシート上に 液体を含む擬ベーマイトから多孔性層をまずキャストすることによる、高い光沢 のある多孔性コーティング紙の製造を開示している。次いで紙の裏張り（backin g）は、多孔性層に適用される。最後に、プラスチックシートがコーティングし た紙であることを示すために多孔性層から分離される。 その他は、インクジェット記録媒体のためのインク吸収コーティングが無機フ ィラー粒子がないコーティングを使用して調製され得ることを見出している。し かし、粒子は多孔性コーティングを生産するためのこれらの方法においてはなお を調製し、次いで非溶媒を添加し、微視的な小さいポリマー粒子を作製すること を開示している。微視的な小さいポリマー粒子を含有するこのポリマー溶液を支 持媒体にキャストし、次いで熱処理して溶媒をエバポレートさせる。 Senooらの米国特許第4,877,688号で開示されるように、インクジェットプリン ターで使用する媒体の性能を改良するためのさらに別の機構は、低多孔度インク 吸収コーティングを媒体に適用することに関する。Senooらの開示において、コ ーティングは、プラスチック基板上にポリマーエマルジョンを重ねる（lay）こ とによって製造される。Hasegawaらの米国特許第4,954,395号は、非多孔性ポリ エステルフィルムと多孔性コーティングとの間にインク受容層を挟むことを開示 しており、ここで多孔性コーティングはポリマー微粒子を含有するコーティング 混合物から形成されている。 発明の要旨 本発明は印刷媒体を製造する方法に関する。この方法はポリマードープ溶液を 調製する工程を含む。次いで、ポリマードープ溶液は、基板に計り取る（meter ）。次に、ポリマードープ溶液を相転移（phase inversion）技術を用いて基板 上に凝固させ、多孔性コーティング層を形成する。多孔性コーティング層上に位 置するインク溶液の少なくとも１成分が、多孔性コーティング層に吸収され、イ ンク溶液を多孔性コーティング表面上で乾燥させる。 好ましい実施態様の詳細な説明 本発明は、膜でコーティングした基板および膜でコーティングした基板の製造 方法を含む。膜でコーティングした基板は、インクジェットプリンターと組み合 わせに使用される場合、有利な性能特性を提供する。本明細書で使用される、用 語「有利な性能特性」とは、膜でコーティングした基板がほぼ写真の質の画像を 提供することを意味し、ここで解像度は膜でコーティングした基板の表面に実行 するインク溶液のインクまたは溶媒成分により質を落とされず、そしてインク溶 液の少なくとも１つの成分は、コーティングした基板中に吸収され、乾燥した表 面を提供する。 さらに、画像を、従来のインクジェットプリンターを使用して膜でコーティン グした基板上に印刷する場合、膜の多孔性構造が、画像を形成するために使用さ れるインク溶液の少なくとも１つの成分を約10秒未満で乾燥させる。約10秒未満 でインク溶液は乾燥するので、操作者は、隣接した画像間の接触により画像がこ すれるか（smearing）または汚れる（smudging）ことを防ぐように、手動でプリ ンターから印刷された各画像を取り除く必要がない。 本発明の有利な性能特性は、多孔性層の構造に由来すると考えられる。多孔性 コーティング層の構造は、好ましくは相転移技術を使用して作製される。本発明 の多孔性コーティング層の作製に使用される相転移技術は、非複合性逆浸透膜の 製造、ナノフィルトレーション（nanofiltration）膜、限外濾過、および微量濾 過膜に使用される相転移技術と同様である。 相転移キャスティングプロセスは、好ましくは基板上にポリマードープ溶液の コーティングを必要とする。次いで、コーティングした基板を、水のような非溶 媒でクエンチし、微多孔性構造を作製する。分析の際、微多孔性構造は不規則的 で相互接続している孔チャネルからなることが見出される。 多孔度を与えるために粒子の添加が必要な先行技術の多孔性コーティングと異 なり、本発明の多孔性コーティング層は、粒子の添加を必要としない。さらに、 代表的に、多孔性コーティング層の欠点を減らすために、ポリマードープ溶液の 濾過によりいかなる粒子も除去することが望ましい。 多孔性コーティングに所望の程度の多孔度を与えるために、ポリマードープ溶 液中に粒子を組み入れる必要はないが、多孔性コーティングに選択される物理的 特性を与えるために粒子をポリマードープ溶液に添加することが可能である。例 えば、ポリマードープ溶液に色素粒子を組み入れることは、多孔性コーティング 層を通る光の透過量を減らすために使用され得る。 約10秒未満のインク溶液乾燥時間で多孔性層コーティング基板を得る１つの重 要な基準は、多孔性層の孔サイズである。約0.05マイクロメートル未満の孔サイ ズを有する多孔性コーティングは、非多孔性コーティングよりインク溶液乾燥時 間が優れていることが示されるが、一般的に、0.05マイクロメートルより大きな 平均孔サイズを有する多孔性コーティング層の製造が、10秒未満のインク乾燥時 間を提供するのに必要である。好ましくは、多孔性コーティング層の孔サイズは 、約0.1マイクロメートルと10マイクロメートルとの間である。 約１秒未満のインク溶液乾燥時間で多孔性層コーティング基板を得る別の重要 な基準は、多孔性層における水透過率である。多孔性層の水透過率は、多孔性コ ーティング層の表面上部が乾燥するまで液体を吸収する多孔性層の能力に関係す るので、重要である。 水透過率の１つの共通の測定は、「Ａ」値として参照される。「Ａ」値は次の 式を使用して計算される： 透過率を測定する１つの適切な装置は、ミネソタ州、MinnetonkaのOsmonics，In c.から入手できるSepa ST test cellである。 本発明の多孔性コーティング層は、好ましくは、約30ml/m²・sec・atmより大 きな水透過率を有する。さらにより好ましくは、多孔性層は、約120ml/m²・sec ・atmと700ml/m²・sec・atmとの間の水透過率を有する。 好ましくは、多孔性コーティング層の製造に使用されるポリマードープ溶液は 、以下の４つの一般的なカテゴリーから選択される成分を含む：ポリマー、溶媒 、非溶媒、および他の添加物。ポリマードープ溶液に処方する種々のポリマーの 使 用が可能である。適切なポリマーは、セルロース、酢酸セルロース、硝酸セルロ ース、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアミド、ポリイミド、ナイロ ン、ポリアクリレート、ポリエステル、ポリビニリデンフルオライド、ポリカー ボネート、ポリウレタン、およびポリアクリロニトリルである。好ましくは、ポ リマードープ溶液中のポリマー濃度は、約３重量％と25重量％との間である。 好ましくは、ポリマードープ溶液中の溶媒の濃度は約35重量％と75重量％との 間である。溶媒はポリマーを完全に溶解する溶媒の能力に基づいて選択される。 それ自身または他の溶媒との組み合わせにより特定の溶媒を使用することが可能 である。セルロースジアセテートとともに使用する好ましい溶媒はアセトンであ る。本発明で使用する他の適切な溶媒を以下に挙げる：他の液体脂肪酸（例えば 、酢酸およびプロピオン酸）、ならびにハロゲン化脂肪酸（例えば、トリクロロ 酢酸、トリクロロプロピオン酸、クロロ酢酸、およびジクロロ酢酸）；フェノー ル類（例えば、フェノール、クレゾール、およびそれらのハロゲン化誘導体）； アルコール溶解塩の飽和水溶液またはアルコール溶液（例えば、塩化カルシウム 、塩化マグネシウム、および塩化リチウム）；ハロゲン化アルコール、ベンジル アルコール、および多価アルコールを含むヒドロキシル溶媒（例えば、エチレン グリコール、プロピレングリコール、およびグリセロール）；N-メチルピロリジ ノン、N,N-ジメチルアセトアミド、塩化メチレン、クロロホルム、テトラヒドロ フラン、および極性非プロトン性溶媒（例えば、エチレンカーボネート、ジエチ ルスクシネート、ジメチルスルホキシドおよびジメチルホルムアミド）。 多孔性コーティングは、水分の損失に感受性であり得、キャピラリー孔構造の 崩壊およびその結果のインク吸収性の損失を引き起こし得るので、水の除去後コ ーティング中に残るポリマードープ溶液中に乾燥剤を組み入れることが望まれる 。あるいは、乾燥剤は、さらなるコーティング工程の使用によって組み入れられ 得る。適切な乾燥剤は、親水性物質（例えば、界面活性剤、有機塩および無機塩 、ポリエチレングリコール、グリセリン、単量体のグリコール、および水溶性ポ リマー）を含む。セルロースジアセテートおよびアセトン溶液に使用する適切な 乾燥剤は、プロピレングリコールである。好ましくは、ポリマードープ溶液中の 乾燥剤の濃度は約50重量％までである。 さらにインクの保持を増強するために、特定の色、光沢、乳白度（opacity） を提供するために、ポリマードープ溶液に直接他の試剤を添加することもまた望 まれ得る。特定のポリマードープ溶液処方物中において、ポリマードープ溶液に 消泡剤（anti-foaming agent）または脱泡剤（defoaming agent）を添加するこ とが望まれ得る。 好ましい非溶媒は、ポリマードープ溶液中のポリマーの凝集を引き起こし得る ものである。適切な非溶媒を以下に挙げる：アルコール、例えば、メタノール、 エタノール、イソプロパノール、プロパノール、ブタノール、t-ブタノール、ペ ンタノール、フェノール、およびそれらの誘導体；ラクトン類（例えば、γ-ブ チロラクトン）；ピロリジノン類（例えば、n-メチルピロリジリノン）；グリセ リン；グリコール類（例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、お よびポリエチレングリコール）；トリエチルホスフェート；アミド類（例えば、 ホルムアミドおよびジメチルホルムアミド）；ジメチルスルホキシド；水；エー テル類（例えば、ジエチルエーテルおよびテトラヒドロフラン）；ニトリル類（ 例えば、アセトニトリルおよびブチロニトリル）：ジオキサン；有機酸（例えば 、酢酸、クエン酸、およびギ酸）；無機塩（例えば、塩化カルシウム、塩化マグ ネシウム、塩化亜鉛、塩化リチウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、およ び硫酸ナトリウム。ポリマードープ溶液に使用される溶媒の揮発性に依存して、 空気または加湿した空気はまた、非溶媒として使用され得る。 多孔性コーティングは、多孔性コーティングの特性が、基板（その上に多孔性 コーティングが形成される）から必ずしも誘導されないので、種々の基板上で形 成され得る。基板の選択は、第１にコーティングされた媒体が使用されるべき用 途に基づく。適切な基板の例は、紙、高湿に強い紙、織布、および不織布であり 、それらのようなものは共通してポリエステルおよびポリプロピレンから作られ る。本発明での使用に好ましい１つの基板は、マサチューセッツ州、HolyokeのP erma fiber Corporationによって販売される高湿に強い紙である。 基板の厚さは、基板上に位置する多孔性コーティングの性能に関係がないと考 えられる。ほとんどの印刷用途において、基板は0.05インチと0.001インチとの 間の厚さを有する。 特定の環境において、基板への多孔性コーティングの接着を増強するために基 板の表面を処理する（例えば、基板の表面を粗くすることによって）ことが所望 され得る。１つの適切な表面処理技術はコロナ処理である。 好ましくは、ドープキャスト溶液は、はじめに、エアミキサー（air mixer） を使用して約70から90％の溶媒中にポリマーおよび任意の固体添加物を溶解する ことによって調製される。一旦、ポリマーが完全に溶解し、残りの溶媒と他の添 加物が撹拌条件下でゆっくり添加される。 ここでポリマードープ溶液は相対的に低い揮発性を有し、ポリマードープ溶液 は部分減圧下で脱気される。ポリマードープ溶液の揮発性がより高い場合、４か ら40時間にわたって（または溶液の粘度が3,000センチポアズより大きい場合は より長く）自然に脱気させる。 ドープ溶液の純度に依存して、ポリマードープ溶液の濾過が所望され得る。脱 気および濾過の終了後、ポリマードープ溶液はドープアプリケーターを用いて、 基板上に計り取られる。適切なドープアプリケーターはナイフオーバーロール（ knife over roll）またはスロットダイ押し出しアセンブリを含む。 多孔性コーティングの厚さは必ずしも制御因子ではなく、そして多孔性コーテ ィングの最適な厚さは、基板（その上に多孔性コーティングが形成される）、お よびコーティングされた基板が使用されるべき用途に関する。例えば、ほとんど または全くインクを吸収性を有さない基板上において、多孔性コーティングは、 好ましくは、高い吸収性基板上に形成される多孔性コーティングより薄い。さら に、多孔性コーティングの厚さは、基板に透過される光の量を制御するために変 化され得る。ほとんどの基板および用途に関して、多孔性コーティングは0.020 インチより小さな厚さを有する。好ましくは、多孔性コーティングの厚さは約0. 0005インチと0.010インチとの間である。 次に、コーティングした基板は、好ましくは、水で満たしたクエンチタンクに 通して、相転移を経てドープ溶液を固体化する。ポリマードープ溶液の処方に使 用される溶液がかなりの揮発性を有する場合、クエンチ流体の補助なしに基板上 にポリマー組成物を相転移できる。クエンチ流体を使用せず相転移させるのに好 ましい溶媒はアセトンである。 コーティングした基板がクエンチタンクを出た後、そのコーティングした基板 は、好ましくは、相転移プロセス間に吸収した水を除去するために乾燥される。 種々の技術を、コーティングした基板を乾燥させるために使用し得る（例えば、 エアナイフ、スキージブレード（squeegee blade）、真空ローラー、およびスポ ンジ）。好ましくは、乾燥は、コーティングした基板に物理的に接触し、コーテ ィングに傷をつけること（scratching）ことを防ぐ工程を包含しないプロセスに よって行われる。また、コーティングした基板を乾燥するのを補助するために、 減圧、急速な空気流、赤外線加熱、対流加熱、またはそれらの組み合わせを使用 し得る。 上記の多孔性コーティング層を形成するための代わりの方法として、当業者は 、相転移（例えば、ソルゲル相転移）させる他の技術は、また本明細書に記載の 所望の特性を有する膜コーティング基板を生成することを理解する。 当業者は、本発明から外れることなく、多孔性コーティング層と組み合わせて さらなるコーティング層を使用し得ることを理解する。例えば、基板の両側に多 孔性コーティング層を形成し得る。また、基板と多孔性コーティング層との間に 受容層を配置することによって、多孔性コーティング層の基板に対する接着を増 強し得る。基板と多孔性コーティング層との間への受容層の配置はまた、多孔性 コーティング層中のインクの保持を増強し得る。受容層はまた、インクの接着お よび乾燥特性を増強するために多孔性コーティング層の上部に配置され得る。あ るいは、多孔性コーティング層の上部に層を適用することによって多孔性膜でコ ーティングした基板の光沢またはインク接着を増強し得る。 実施例 本発明に従って調製した膜コーティング基板の性能を例示するために、以下の 膜コーティング基板を調製した。膜コーティング基板の性能を、インク吸収性、 孔サイズ、および水透過率を含むいくつかの基準に基づいて評価した。 インク吸収性を、マーカーからまたは水性染料からのインクを使用して評価し た。マーカーのインク吸収性を評価した場合、多孔質コーティングの上に線を描 くために、多孔質コーティング上でマーカーを動かした。水性染料のインク吸収 性を評価する場合、１滴の水性染料を多孔質コーティングの上に置いた。 インク吸収性を、インク乾燥時間が１秒未満の場合優秀であるとして、インク 乾燥時間が約１秒と５秒との間の場合非常に良好であるとして、インク乾燥時間 が約５秒と10秒との間の場合良好であるとして、そしてインク乾燥時間が10秒よ り長い場合貧弱であるとして、分類した。インクがコーティングされたペーパー サンプルによって吸収されない場合、吸収性を吸収無しとして分類した。 孔サイズをバブルポイント装置を使用して計算した。膜コーティング基板の水 透過率を、多孔質膜の「A」値を計算することによって評価した。 前述の客観的評価に加えて、膜コーティング基板の光沢および仕上げもまた評 価した。これらの試験は、膜コーティング基板の光沢および仕上げの、優秀、良 好または貧弱のいずれかとしての主観的な分類を含んだ。優秀な光沢は、光沢を 付けた写真と同じような外見を有し、一方貧弱な光沢はコーティングしていない ペーパーのシートと同じように光沢の無い外見を有した。優秀な仕上げは裸眼に とって均一な外見を有し、一方貧弱な仕上げは可視的な不規則性を有した。 実施例１ それぞれ約9.6、44.4、および46.0重量パーセントの濃度を有する二酢酸セル ロース、アセトン、およびプロピレングリコールの混合液を使用して、ポリマー ドープ溶液を調製した。ポリマードープ溶液を２段階プロセスを使用して調製し た。第一段階において二酢酸セルロースを約80重量パーセントのアセトンに溶解 した。 一旦二酢酸セルロースを完全に溶解したら、残りのアセトンおよびプロピレン グリコールをポリマードープ溶液中にゆっくり混合した。次いでポリマードープ 溶液を脱気した。次に、ポリマーコーティング溶液を、バッグフィルターを通し て濾過して、任意の粒子性不純物を除去した。ポリマードープ溶液は約1050セン チポアズの粘度を示した。 ポリマードープ溶液を、約７ミルの間隔を有するナイフオーバーロールコーテ ィング装置を使用して、連続的なペーパーウェブ上に計り取った。次いでコーテ ィングペーパーウェブを、約50°Fの温度で維持された、水を満たしたクエンチ タンクに通した。この水により、ポリマードープ溶液が相転移し、それによって ペーパーウェブ上に固体多孔質コーティングが形成された。クエンチタンクを抜 け出る際に、エアナイフを用いてコーティングペーパーウェブから過剰の水を除 去した。次いで硬化したコーティングペーパーウェブを赤外線加熱を使用して乾 燥した。 硬化したコーティングペーパーウェブからのサンプルを性能特性について検査 した。プロピレングリコールは、多孔質コーティングから完全には洗浄されてい ないことがわかった。ポリマーコーティング溶液中のプロピレングリコールの使 用は、本実施例中のコーティングによって示される大きな孔サイズの維持を助け ると思われる。なぜなら、プロピレングリコールは、赤外線乾燥の間、孔の崩壊 を防ぐための乾燥剤として働くからである。 バブルポイント試験を使用して分析する場合、サンプル上のポリマーコーティ ングは、約0.61ミクロンの孔サイズを示した。ポリマーコーティングの水透過率 は約190ml/m²・秒・気圧であった。インクの吸収性は優秀であり、サンプルの外 見は良好であり、そしてサンプルの光沢は中程度であった。 実施例２ 以下の成分（二酢酸セルロース（約11.0重量パーセント）、アセトン（約44.4 重量パーセント）、およびプロピレングリコール（約44.6重量パーセント））を 有するポリマードープ溶液を使用して、実施例１に記述したプロセスを繰り返し た。ポリマードープ溶液は約1806センチポアズの粘度を示した。 ポリマーコーティング溶液を、約７ミルの間隔を有するナイフオーバーロール コーティング装置を使用して、ポリエステル基板上にキャストした。次いで、コ ーティングされたポリエステル基板を、水を満たしたクエンチタンクに通して、 相転移によりポリエステル基板上のコーティング溶液を固化させた。 次に、コーティングされたポリエステル基板のサンプルを性能特性について検 査した。実施例１と同様に、プロピレングリコールは、多孔質コーティングから 完全には洗浄されなかったことがわかった。 バブルポイント試験を使用して分析する場合、サンプル上のポリマーコーティ ングは、約0.48ミクロンの孔サイズを示した。ポリマーコーティングの水透過率 は約174ml/m²・秒・気圧であった。このサンプルのインクの吸収性は優秀であっ た。 実施例３ 以下の成分（二酢酸セルロース（約9.6重量パーセント）、二酸化チタン（約5 .0重量パーセント）、アセトン（約43.2重量パーセント）、プロピレングリコー ル（約42.0重量パーセント）、および非イオン性界面活性剤（約0.2重量パーセ ント））を有するポリマーコーティング溶液を使用して、実施例１に記述したプ ロセスを繰り返した。ポリマーコーティング溶液は約1140センチポアズの粘度を 示した。 次いでポリマーコーティング溶液を、約７ミルの間隔を有するナイフオーバー ロールコーティング装置を使用して、ポリエチレン基板上で計測した。次いで、 コーティングされたポリエチレン基板を、水を満たしたクエンチタンクを通して 、相転移によりコーティング溶液をポリエチレン基板上で固化させた。 次に、コーティングされたポリエチレン基板のサンプルを性能特性について検 査した。前述の実施例と同様に、プロピレングリコールは多孔質コーティングか ら完全には洗浄されなかったことがわかった。 バブルポイント試験を使用して分析する場合、サンプル上のポリマーコーティ ングは、約1.81ミクロンの孔サイズを示した。本実施例で使用した二酸化チタン は約25重量パーセントの水を含んでいた。このように、5.0重量パーセントの二 酸化チタンの使用は、事実上約3.75重量パーセントの二酸化チタンおよび約1.25 重量パーセントの水の添加を示す。なぜなら、水は二酢酸セルロース／アセトン 処方物にとって強力な非溶媒であり、この水の添加がおそらく、これらのサンプ ルによって示される大きな孔サイズの達成において、わずかに役割を果たしたた めである。 ポリマーコーティング溶液中の二酸化チタンの使用が、より不透明なコーティ ングを生成した。しかしながら、二酸化チタンが、多孔質コーティング中の孔サ イズに過度に影響するようには見えなかった。 ポリマーコーティングの水透過率は、約165ml/m²・秒・気圧であった。このサ ンプルのインクの吸収性は優秀であった。 実施例４ 実施例３中に記載したプロセスおよび組成物を、ポリマーコーティング溶液を スロット乾燥押出コーティングヘッド（slot dry extrusion coating head）を 使用してペーパーウェブ上にキャストすることを除いて、本実施例中で繰り返し た。このサンプルの相転移を引き起こすために使用したクエンチタンクは、空気 のみで満たした。このように、アセトンのエバポレーションが相転移の主な原因 であった。このサンプルのインク吸収性は、非常に良好であった。多孔質コーテ ィングの外見は、実施例３の多孔質コーティングの外見に比べて劣っていた。 比較例１ ペーパーウェブを、0.008から0.012ミクロンの間の孔サイズにほぼ匹敵する、 約20,000および約30,000ダルトンの間の平均分子量カットオフを生成するために 設計された、ポリスルホン組成物を用いてコーティングした。ポリスルホンコー ティングを、本発明のコーティングの厚さとほぼ同様の厚さで適用した。 ポリスルホンコーティングペーパーウェブは優秀な光沢および仕上げを有する が、ポリスルホンコーティングペーパーウェは10秒より長いインク乾燥時間を示 した。ポリスルホンコーティングは、約45ml/m²・秒・気圧の水透過率を示した 。 比較例２ 比較例１からのポリスルホン組成物を、ポリエチレン基板上にコーティングし た。比較例１の結果と同様に、ポリスルホンコーティングポリエチレン基板は優 秀な光沢および仕上げを有し、かつ10秒より長いインク乾燥時間を示した。ポリ スルホンコーティングは約45ml/m²・秒・気圧の水透過率を示した。 比較例３ 比較例１のプロセスを、約0.020および約0.028ミクロンの間の孔サイズにほぼ 匹敵する、約50,000および約70,000ダルトンの間の平均分子量カットオフを生成 するために設計された、ポリスルホン組成物を使用して繰り返した。 このポリスルホン組成物は、優秀な光沢および仕上げ特性を有するポリスルホ ンコーティングペーパーウェブもまた生成した。しかしながら、このポリスルホ ンコーティングペーパーウェブは、10秒より長いインク乾燥時間を示した。ポリ スルホンコーティングは、約80ml/m²・秒・気圧の水透過率を示した。 比較例４ 比較例３のポリスルホン組成物を、ポリエチレン基板上にコーティングした。 比較例３での結果と同様に、ポリスルホンコーティングポリエチレン基板は優秀 な光沢および仕上げ特性を有し、かつ10秒より長いインク乾燥時間を示した。ポ リスルホンコーティングは、約80ml/m²・秒・気圧の水透過率を示した。 比較例５ 三酢酸セルロース組成物を、比較例１に記載のプロセスを使用してペーパーウ ェブ上にコーティングした。本比較例で使用する三酢酸セルロースは、約0.002 および約0.006ミクロンの間の孔サイズにほぼ匹敵する、約10,000ダルトンの平 均分子量カットオフを得るために設計した。 三酢酸セルロースコーティングペーパーウエブは、優秀な仕上げおよび非常に 良好な光沢を示した。しかしながら、三酢酸セルロースコーティングペーパーウ ェブのインク乾燥時間は10秒より長かった。 比較例６ 二酢酸セルロース組成物を、比較例１に記載のプロセスを使用してペーパーウ ェブ上にコーティングした。本比較例で使用する二酢酸セルロースは、約0.024 および約0.032ミクロンの間の孔サイズにほぼ匹敵する、約60,000および約80,00 0ダルトンの間の平均分子量カットオフを得るために設計した。二酢酸セルロー ス組成物をペーパーウェブ上にキャストした後に、コーティングペーパーウェブ を赤外線加熱を用いて乾燥した。この二酢酸セルロースコーティングは、65ml/m² ・秒・気圧の水透過率を示した。 二酢酸セルロースコーティングペーパーウェブは、良い仕上げおよびまずまず の光沢を示した。二酢酸セルロースコーティングペーパーウェブのインク乾燥時 間は７秒と15秒の間であった。 驚くべきことに、前述の実施例および比較例に例示したように、本発明に従っ て生成した膜コーティング基板は、短いインク乾燥時間ならびに所望の仕上げお よび光沢特性を有することを見出した。これらの特性を示す膜は、約0.1と10マ イクロメートルの間の平均孔サイズ、および約120ml/m²・秒・気圧より大きい水 透過率を好ましく有した。 比較例中前述の膜コーティング基板とは異なり、本発明に従って生成した膜コ ーティング基板上に置いたインクは、１秒未満で乾燥した。さらに、本発明に従 って生成した膜コーティング基板は、所望の外見および光沢特性を有し、その結 果、膜コーティング基板が写真品質画像に近い色の生成が可能であった。 本発明は好ましい実施態様を参照して記述されたが、当業者らは、本発明の精 神および範囲から逸脱することなく、形式および詳細において改変が成され得る ことを認識する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，Ｍ Ｗ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，Ｅ Ｓ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．インクジェット印刷での使用に適切な印刷媒体を製造する方法であって、 該方法は以下の工程： ポリマードープ溶液を調製する工程； 基板上に該ポリマードープ溶液を計り取る工程；および 相転移技術を用いて、ポリマードープ溶液から該基板上で多孔性コーティング 層を形成する工程、を包含し、ここで、該多孔性コーティング層上に位置するイ ンク溶液の少なくとも１つの成分が、該多孔性コーティング層に吸収され、該多 孔性コーティング層上で該インク溶液を乾燥させる、方法。 ２．前記インク溶液が約10秒未満で乾燥する、請求項１に記載の方法。 ３．前記インク溶液が約１秒未満で乾燥する、請求項１に記載の方法。 ４．前記ポリマードープ溶液が、ナイフオーバーロールアセンブリまたはスロ ットダイ押出アセンブリで前記基板上に計り取られる、請求項１に記載の方法。 ５．前記ポリマードープ溶液が、コーティングした前記基板がクエンチ流体を 通ることによって固形化される、請求項１に記載の方法。 ６．前記クエンチ流体が、水、空気、または加湿した空気である、請求項５に 記載の方法。 ７．前記印刷媒体を乾燥する工程をさらに包含する、請求項１に記載の方法。 ８．前記乾燥工程が、エアナイフ、スキージーブレード、真空ローラー、スポ ンジ、減圧、急速な空気流、赤外線加熱、対流加熱、またはそれらの組み合わせ を使用して達成される、請求項７に記載の方法。 ９．前記多孔性コーティングを乾燥させる前に、該多孔性コーティング上に乾 燥剤を置く工程をさらに包含する、請求項７に記載の方法。 １０．前記乾燥剤が、界面活性剤、有機塩、無機塩、ポリエチレングリコール 、グリセリン、単量体のグリコール、水溶性ポリマー、またはそれらの組み合わ せである、請求項９に記載の方法。 １１．前記ポリマードープ溶液が、ポリマー、溶媒、および非溶媒を一緒に混 合することによって調製される、請求項１に記載の方法。 １２．前記ポリマーが、セルロース、酢酸セルロース、硝酸セルロース、ポリ スルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアミド、ポリイミド、ナイロン、ポリア クリレート、ポリエステル、ポリビニリデンフルオライド、ポリカーボネート、 ポリウレタン、ポリアクリロニトリル、またはそれらの組み合わせである、請求 項１１に記載の方法。 １３．前記ポリマーは前記ポリマードープ溶液に約３重量％と25重量％との間 の濃度で添加される、請求項１２に記載の方法。 １４．前記溶媒が、アセトン、ジメチルホルムアミド、N-メチルピロリドン、 N,N-ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、メチルエチルケトン、テト ラヒドロフラン、ジクロロメタン、ホルムアミド、またはアセトニトリルである 、請求項１１に記載の印刷媒体。 １５．前記溶媒は前記ポリマードープ溶液に約35重量％と75重量％との間の濃 度で添加される、請求項１４に記載の方法。 １６．前記ポリマードープ溶液がさらに約50重量％までの濃度で該ポリマード ープ溶液に添加される乾燥剤を含有する、請求項１１に記載の方法。 １７．前記乾燥剤が、界面活性剤、有機塩、無機塩、ポリエチレングリコール 、グリセリン、単量体のグリコール、水溶性ポリマー、またはそれらの組み合わ せである、請求項１６に記載の方法。 １８．前記多孔性コーティング層が約0.0005インチと0.010インチとの間の厚 さを有する、請求項１に記載の方法。 １９．前記基板が約0.05インチと0.001インチとの間の厚さを有する、請求項 １に記載の方法。 ２０．前記多孔性コーティング層と隣接する受容層を付与する工程をさらに包 含する、請求項１に記載の方法。 ２１．インクジェット印刷での使用に適切な膜でコーティングした基板を製造 する方法であって、該方法は以下の工程： ポリマードープ溶液を調製する工程； 基板上に該ポリマードープ溶液を計り取る工程；および 該基板上に多孔性コーティング層を形成する工程、を包含し、ここで、該多孔 性コーティング層は、約0.01マイクロメートルより大きい平均孔サイズを有し、 ここで該多孔性コーティング層上に位置するインク溶液の少なくとも１つの成分 が、該多孔性コーティング層に吸収され、該インク溶液を約10秒未満で該多孔性 コーティング層上で乾燥させる、方法。 ２２．前記多孔性コーティング層の平均孔サイズが約0.1マイクロメートルと1 0マイクロメートルとの間である、請求項２１に記載の方法。 ２３．前記多孔性コーティング層が30ml/m²・sec・atmより大きな水透過率を 有する、請求項２１に記載の方法。 ２４．前記多孔性コーティング層が約120ml/m²・sec・atmと700ml/m²・sec・a tmとの間の水透過率を有する、請求項２１に記載の方法。 ２５．インクジェット印刷での使用に適切な膜でコーティングした基板を製造 する方法であって、該方法は以下の工程： ポリマードープ溶液を調製する工程； 該ポリマードープ溶液を基板上に計り取る工程；および 多孔性コーティング層を該基板上に形成する工程、を包含し、ここで、該多孔 性コーティング層が30ml/m²・sec・atmより大きい水透過率を有し、ここで該多 孔性コーティング層上に位置するインク溶液の少なくとも１つの成分が、該多孔 性コーティング層に吸収され、該インク溶液を約10秒未満で該多孔性コーティン グ層上で乾燥させる、方法。 ２６．前記多孔性コーティング層が約120ml/m²・sec・atmと700ml/m²・sec・a tmとの間の水透過率を有する、請求項２５に記載の方法。 ２７．前記多孔性コーティング層の平均孔サイズが約0.05マイクロメートルよ り大きい、請求項２５に記載の方法。 ２８．前記多孔性コーティング層の平均孔サイズが約0.1マイクロメートルと1 0マイクロメートルとの間である、請求項２５に記載の方法。 ２９．インクジェットプリンターで使用する印刷媒体であって、該印刷媒体は 以下： 基板；および 相転移技術を用いて該基板上に形成された多孔性コーティング層、を含み、こ こで該多孔性コーティング層上に位置するインク溶液の少なくとも１つの成分は 多孔性コーティング層に吸収され、該多孔性コーティング層上の該インク溶液を 乾燥する、印刷媒体。 ３０．前記インク溶液を約10秒未満で乾燥させる、請求項２９に記載の印刷媒 体。 ３１．前記インク溶液を約１秒未満で乾燥させる、請求項２９に記載の印刷媒 体。 ３２．前記多孔性コーティング層は、ポリマー、溶媒、および非溶媒を含むポ リマードープ溶液から製造される、請求項２９に記載の印刷媒体。 ３３．前記ポリマーが、セルロース、酢酸セルロース、硝酸セルロース、ポリ スルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアミド、ポリイミド、ナイロン、ポリア クリレート、ポリエステル、ポリビニリデンフルオライド、ポリカーボネート、 ポリウレタン、ポリアクリロニトリル、またはそれらの組み合わせである、請求 項３２に記載の印刷媒体。 ３４．前記ポリマードープ溶液中の前記ポリマーの濃度が約３重量％と25重量 ％との間である、請求項３３に記載の印刷媒体。 ３５．前記溶媒が、アセトン、ジメチルホルムアミド、N-メチルピロリドン、 N,N-ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、メチルエチルケトン、テト ラヒドロフラン、ジクロロメタン、ホルムアミド、またはアセトニトリルである 、請求項３２に記載の印刷媒体。 ３６．前記ポリマードープ溶液中の前記溶媒の濃度が約35重量％と75重量％と の間である、請求項３５に記載の印刷媒体。 ３７．前記ポリマードープ溶液が、約50重量％までの濃度でポリマードープ溶 液に添加される乾燥剤をさらに含む、請求項３２に記載の印刷媒体。 ３８．前記乾燥剤が、界面活性剤、有機塩、無機塩、ポリエチレングリコール 、グリセリン、単量体のグリコール、水溶性ポリマー、またはそれらの組み合わ せである、請求項３７に記載の印刷媒体。 ３９．前記多孔性コーティング層が約0.0005インチと0.010インチとの間の厚 さを有する、請求項２９に記載の印刷媒体。 ４０．前記基板が、紙、織布、または不織布である、請求項２９に記載の印刷 媒体。 ４１．前記基板が約0.05インチと0.001インチとの間の厚さを有する、請求項 ２９に記載の印刷媒体。 ４２．前記多孔性コーティング層と隣接して形成される受容層をさらに含む、 請求項２９に記載の印刷媒体。 ４３．インクジェットプリンターで使用するための膜でコーティングした基板 であって、該膜でコーティングした基板は以下： 基板；および 該基板上に形成された多孔性コーティング層、を含み、ここで該多孔性コーテ ィング層は約0.01マイクロメートルより大きい平均孔サイズを有し、そしてここ で該多孔性コーティング層上に位置するインク溶液の少なくとも１つの成分は該 多孔性コーティング層に吸収され、該インク溶媒を約10秒未満で該多孔性コーテ ィング層上で乾燥する、膜でコーティングした基板。 ４４．前記多孔性コーティング層の前記平均孔サイズが約0.1マイクロメート ルと10マイクロメートルとの間である、請求項４３に記載の膜でコーティングし た基板。 ４５．前記多孔性コーティング層は30ml/m²・sec・atmより大きな水透過率を 有する、請求項４３に記載の膜でコーティングした基板。 ４６．前記多孔性コーティング層は約120ml/m²・sec・atmと700ml/m²・sec・a tmとの間の水透過率を有する、請求項１４５に記載の膜でコーティングした基板 。 ４７．インクジェットプリンターでの使用のための印刷媒体であって、膜でコ ーティングした基板は以下； 基板；および 該基板上に製造された多孔性コーティング層を含み、ここで、多孔性コーティ ング層は30ml/m²・sec・atmより大きい水透過率を有し、ここで該多孔性コーテ ィング層上に位置するインク溶液の少なくとも１つの成分は該多孔性コーティン グ層に吸収され、該インク溶液を約10秒未満で該多孔性コーティング層上で乾燥 する、印刷媒体。 ４８．前記多孔性コーティング層が約120ml/m²・sec・atmと700ml/m²・sec・a tmとの間の水透過率を有する、請求項４７に記載の印刷媒体。 ４９．前記多孔性コーティング層の平均孔サイズが約0.05マイクロメートルよ り大きい、請求項４７に記載の印刷媒体。 ５０．前記多孔性コーティング層の平均孔サイズが約0.1マイクロメートルと1 0マイクロメートルとの間である、請求項４７に記載の印刷媒体。