JP7479861B2 - 記録媒体の製造方法 - Google Patents
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Description
以下に、好ましい実施の形態を挙げて、さらに本発明を詳細に説明する。本発明の記録媒体は、基材と、この基材に設けられたインク受容層とを有するインクジェット用の記録媒体である。インク受容層は、湿式シリカ、バインダ、下記一般式(1)で表される紫外線吸収剤、及び界面活性剤を含有する。また、インク受容層中、湿式シリカ100質量部に対する、紫外線吸収剤の含有量は、10質量部以上20質量部以下である。そして、界面活性剤が、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルである。以下、本発明の記録媒体を構成する各成分などについて説明する。
基材としては、紙基材などの基材のみから構成される透気性基材や、基紙と樹脂層を有するもの、すなわち、基紙が樹脂で被覆されているものなどを挙げることができる。なかでも、基材のみから構成される透気性基材を用いることが好ましい。すなわち、紙基材やコットン基材のみを基材として用いることが、顔料インクの浸透性の観点から好ましい。透気性を有する基材を用いると、顔料インク中の溶剤成分が浸透しやすく、特定のインク受容層と組み合わせることで画像の発色性をより向上させることができる。
記録媒体は、上記の基材に設けられたインク受容層を有する。インク受容層は単層であってもよく、2層以上の複層であってもよい。2層以上のインク受容層(基材側から、第1のインク受容層、第2のインク受容層、…、第nのインク受容層)を有することが、画像の発色性と耐光性を両立する上でより好ましい。インク受容層全体の厚さは、インク受容層の耐光性の点から、40μm以下であることが好ましく、36μm以下であることがさらに好ましく、30μm以下であることが特に好ましい。また、インク受容層全体の厚さは、顔料インクで記録される画像の発色性の観点から、12μm以上であることが好ましく、15μm以上であることがさらに好ましく、18μm以上であることが特に好ましい。
インク受容層は湿式シリカを含有する。2層以上のインク受容層を有する場合、2層以上のインク受容層(第1のインク受容層、第2のインク受容層、…)は、それぞれ湿式シリカを含有する。湿式シリカは、乾燥質量で、SiO2:93%以上、Al2O3:約5%以下、Na2O:約5%以下を含む粒子であり、いわゆるホワイトカーボン、シリカゲル、多孔性湿式シリカなどがある。
3.0nm≦(rA-rB)≦6.0nm ・・・(I)
VA>VB ・・・(II)
インク受容層には、本発明の効果を阻害しない範囲で、湿式シリカ以外の無機顔料(その他の無機顔料)をさらに含有させることができる。その他の無機顔料としては、アルミナ水和物、気相法シリカなどを挙げることができる。
Al2O3-n(OH)2n・mH2O ・・・(X)
インク受容層は、湿式シリカを結着してインク受容層を形成しうる材料であるバインダを含有する。バインダとしては、酸化澱粉、エーテル化澱粉、リン酸エステル化澱粉などの澱粉誘導体;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などのセルロース誘導体;カゼイン、ゼラチン、大豆蛋白、ポリビニルアルコール、及びそれらの誘導体;ポリビニルピロリドン、無水マレイン酸樹脂、スチレン-ブタジエン共重合体、メチルメタクリレート-ブタジエン共重合体などの共役重合体ラテックス;アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルの重合体などのアクリル系重合体ラテックス;エチレン-酢酸ビニル共重合体などのビニル系重合体ラテックス;上記の重合体のカルボキシ基などの官能基を変性した官能基変性重合体ラテックス;カチオン基を用いて上記の重合体をカチオン化したもの;カチオン性界面活性剤を用いて上記の重合体の表面をカチオン化したもの;カチオン性ポリビニルアルコール下で上記の重合体を構成するモノマーを重合し、重合体の表面にポリビニルアルコールを分布させたもの;カチオン性コロイド粒子の懸濁分散液中で上記の重合体を構成するモノマーを重合し、重合体の表面にカチオン性コロイド粒子を分布させたもの;メラミン樹脂、尿素樹脂などの熱硬化合成樹脂などの水性バインダ;ポリメチルメタクリレートなどのアクリル酸エステルやメタクリル酸エステルの重合体及び共重合体;ポリウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール、アルキッド樹脂などの合成樹脂;などを挙げることができる。
インク受容層には、カチオン性ポリマーを含有させることが好ましい。カチオン性ポリマーは、湿式シリカの分散液中で湿式シリカの分散剤として機能しうる成分である。また、カチオン性ポリマーを含有させると、バインダ(特に、ポリビニルアルコール)との相乗効果により、インク受容層の塗膜強度を高めることができる。さらに、第1のインク受容層にカチオン性ポリマーを含有させると、インク受容層と基材との密着性が向上し、インク受容層の塗膜強度を高めることができる。
インク受容層は、下記一般式(1)で表される紫外線吸収剤を含有する。一般的な紫外線吸収剤には、ヒドロキシベンゾトリアゾール系、ヒドロキシトリアジン系、ベンゾフェノール系などの種類がある。また、ヒンダードアミン、ヒンダードフェノールなどのラジカル捕捉剤も紫外線吸収剤と呼ばれることがある。これに対して、本実施形態の記録媒体を構成するインク受容層に含有させる紫外線吸収剤は、下記一般式(1)で表される、ヒドロキシベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤のなかでも限られた構造を有する化合物である。
インク受容層は、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルを界面活性剤として含有する。ポリオキシアルキレンアルキルエーテルは、下記一般式(Y)で表される化合物である。下記一般式(Y)中、Rはアルキレン基を表し、mはアルキル基の鎖長を表し、nは酸化アルキレンの付加モル数を表す。また、Rは異なるアルキレン基を複数有していてもよい。例えば、R-Oはエチレンオキサイドユニットとプロピレンオキサイドユニットの両方を有する場合も含む。界面活性剤であるポリオキシアルキレンアルキルエーテルを所定の紫外線吸収剤とともにインク受容層に含有させることで、画像の耐光性を高めることができる。
H2m+1Cm-O-(R-O)n-H ・・・(Y)
HLB値=(親水基の分子量/界面活性剤全体の分子量)×20 ・・・(Z)
インク受容層には、上述の各種成分以外のその他の添加剤を含有させてもよい。その他の添加剤としては、多価金属塩、pH調整剤、増粘剤、流動性改良剤、消泡剤、抑泡剤、界面活性剤、離型剤、浸透剤、着色顔料、着色染料、蛍光増白剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防黴剤、耐水化剤、染料定着剤、硬化剤、耐候材料などを挙げることができる。
基材のインク受容層が設けられる面と反対側の面に、ハンドリング性、搬送適性、多数枚積載での連続印字時の耐搬送擦過性を向上すべく、バックコート層を設けることが好ましい。バックコート層は、白色顔料やバインダなどを含有することが好ましい。バックコート層の厚さは、乾燥塗工量が0.2g/m2以上2g/m2以下となる厚さであることが好ましい。
本実施形態の記録媒体は、顔料インクを具備するプロフェッショナル仕様のインクジェット記録装置で好適に用いられるインクジェット用の記録媒体である。プロカメラマンなどがファインアートの分野で利用する顔料インクを具備するインクジェット記録装置で記録される画像に対しては、極めて高い発色性が要求される。このため、単位面積当たりのインクの最大打ち込み量は、25g/m2以上40g/m2以下と非常に多い。このようにインクの打ち込み量が多い場合であっても、本実施形態の記録媒体を用いれば、発色性及び耐光性に優れた画像を記録することができる。
記録媒体は、例えば、以下の各工程を有する製造方法により製造することができる。すなわち、記録媒体の製造方法は、インク受容層形成用の塗工液を調製する工程(塗工液調製工程)と、塗工液を基材の少なくとも一方の面に塗工した後、塗工した塗工液を乾燥する工程(インク受容層形成工程)とを有する。以下、記録媒体の製造方法について説明する。
塗工液調製工程では、湿式シリカ、バインダ、一般式(1)で表される紫外線吸収剤、及び界面活性剤を含有する塗工液を調製する。無機粒子である湿式シリカは、分散剤によって液媒体中に分散された、いわゆる分散液の状態で塗工液に用いられることが好ましい。液媒体中に無機粒子を分散させる際には、ホモミキサー、アジテーター、ボールミル、超音波分散機などを使用することができる。
インク受容層形成工程では、調製した塗工液を基材の少なくとも一方の面に塗工した後、塗工した塗工液を乾燥する。これにより、インク受容層が形成され、目的とする記録媒体を得ることができる。
コットンリンターパルプをダブルディスクリファイナーで叩解し、カナダ標準濾水度330mLのパルプを得た。得られたパルプ100部、カチオン化澱粉0.6部、重質炭酸カルシウム10部、軽質炭酸カルシウム15部、アルキルケテンダイマー0.2部、及びカチオン性ポリアクリルアミド0.05部を混合した。固形分の含有量が3.0%となるように水を加えて、紙料を得た。長網抄紙機を使用して得られた紙料を抄造した後、3段のウエットプレスを行い、多筒式ドライヤーを使用して乾燥した。次いで、サイズプレス装置を使用して、乾燥後の固形分が1.0g/m2となるように酸化澱粉水溶液を含浸させた後に乾燥した。次いで、マシンカレンダー仕上げを実施して基材を得た。得られた基材の物性を以下に示す。なお、JIS B 0601:2001で規定される基材表面の算術平均粗さRa(カットオフ値0.8mm)は、1.5μmであった。
・坪量:320g/m2
・コッブサイズ度:15g/m2(Cob60)
・透気度:50秒
・ベック平滑度:0.5秒
・ガーレー剛度:15.0mN
・厚さ:400μm
・紙密度:0.85
(紫外線吸収剤)
表1に示す種類の紫外線吸収剤1~13を用意した。
表2に示す種類の界面活性剤を用意した。
(実施例1)
[紫外線吸収剤の乳化物の調製]
紫外線吸収剤1 100部、界面活性剤1 50部、及び水100部を混合して混合物を得た。乳化機(商品名「クレアミックス」、エム・テクニック製)を使用し、得られた混合物を15,000rpmで1時間撹拌して、紫外線吸収剤の乳化物を得た。レーザー回折式の粒子径分布測定装置(商品名「SALD-2300」、島津製作所製)を使用して測定した乳化物中の粒子の平均粒子径は、1.5μmであった。
純水に、湿式シリカ(商品名「GasilHP39」、PQ Cooperation製、平均粒子径10μm)100部、カチオン性ポリマー5部を添加した。カチオン性ポリマーとしては、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド(商品名「CatioFastBP」、BASF製、重量平均分子量80,000)を用いた。さらに水を加えた後、ミキサーを使用して30分間撹拌し、分散液を得た。レーザー回折式の粒子径分布測定装置(商品名「SALD-2300」、島津製作所製)を使用して測定した分散液中の湿式シリカの平均粒子径は、10.0μmであった。得られた分散液に、バインダと紫外線吸収剤の乳化物を、湿式シリカ100部に対して、バインダが40部、紫外線吸収剤1が15部、及び界面活性剤1が7.5部となるようにそれぞれ添加した。バインダとしては、ポリビニルアルコール(商品名「PVA235」、クラレ製、重合度3,500、ケン化度98モル%)を用いた。ミキサーを使用して30分間撹拌し、第1の塗工液を得た。
エアナイフを用いて第1の塗工液を基材の表面側に塗工した後、形成された塗工層を乾燥してインク受容層を形成し、記録媒体を得た。第1の塗工液の塗工量は、14g/m2とした。形成したインク受容層の厚さは、28μmであった。JIS B 0601:2001で規定されるインク受容層の最表面の算術平均粗さRa(カットオフ値0.8mm)は、1.5μmであった。
表3-1及び3-2に示す種類及び量の各成分を用いて第1の塗工液を調製したこと以外は、前述の実施例1と同様にして第1のインク受容層を形成して記録媒体を製造した。
表4の「第1のインク受容層」に示す種類及び量の各成分を用いて第1の塗工液を調製したこと以外は、前述の実施例1と同様にして第1のインク受容層を形成した。さらに、表4の「第2のインク受容層」に示す種類及び量の各成分を用いて第2の塗工液を調製したこと以外は、前述の実施例1と同様にして、第1のインク受容層の表面上に第2のインク受容層を形成して記録媒体を製造した。JIS B 0601:2001で規定される、インク受容層の最表面の算術平均粗さRa(カットオフ値0.8mm)は、1.5μmであった。
インクジェット記録装置として、商品名「ImagePROGRAF Pro-1000」(キヤノン製)を用意した。また、ブラック(Bk)、シアン(C)、マゼンタ(M)、及びイエロー(Y)の4色の顔料インクを用意した。このインクジェット記録装置では、解像度1,200dpi×1,200dpiで1/1,200インチ×1/1,200インチの単位領域に約4ngのインクを1滴付与する条件で記録された画像を、記録デューティが100%であると定義する。上記のインクジェット記録装置を使用し、ファインアートスムース、色補正無しの印字モードで記録媒体に各色の画像を記録した。以下に示す各項目の評価基準において、「AA」、「A」、「B」、及び「C」を好ましいレベルとし、「D」を許容できないレベルとした。
上記のインクジェット記録装置を使用し、ブラック(Bk)、シアン(C)、マゼンタ(M)、及びイエロー(Y)の4色のベタ画像を各記録媒体に記録した。蛍光分光濃度計(商品名「FD-7」、コニカミノルタジャパン製)を使用して記録した各色画像のO.D.値を測定し、以下に示す評価基準にしたがって画像の発色性を評価した結果を表5に示す。なお、各色画像のO.D.値のうち、最も高いランクのO.D値を評価ランクとして採用した。
AA:Bk1.65以上、C1.40以上、M1.30以上、Y1.45以上
A:Bk1.63以上、C1.38以上、M1.28以上、Y1.43以上
B:Bk1.61以上、C1.36以上、M1.26以上、Y1.41以上
C:Bk1.59以上、C1.34以上、M1.24以上、Y1.39以上
D:Bk1.59未満、C1.34未満、M1.24未満、Y1.39未満
上記のインクジェット記録装置を使用し、ブラック(Bk)、シアン(C)、マゼンタ(M)、及びイエロー(Y)の4色のベタ画像を各記録媒体に記録した。耐候性試験機(商品名「スーパーキセノンウエザーメーターSX75」、スガ試験機製)を使用し、照度180W/m2、ブラックパネル温度60度、層内湿度50%の条件で耐光性試験を実施した。各色画像のO.D.値(初期値)が「0.6」、「1.0」、及び「最大値」である3箇所について、試験後のO.D.値が初期値の70%にまで低下した時点(日数)を寿命と判断し、以下に示す評価基準にしたがって画像の耐光性を評価した。結果を表5に示す。
AA:150日以上(150年相当以上)
A:125日以上150日未満(125年相当以上)
B:100日以上125日未満(100年相当以上)
C:80日以上100日未満(80年相当以上)
D:80日未満(80年相当未満)
Claims (13)
- 基材と、前記基材に設けられたインク受容層と、を有し、
前記インク受容層が、湿式シリカ、バインダ、下記式(1-1)~(1-9)のいずれかで表される紫外線吸収剤、前記紫外線吸収剤を乳化させるための界面活性剤、及びカチオン性ポリマーを含有し、
前記インク受容層中、前記湿式シリカ100質量部に対する、前記紫外線吸収剤の含有量が、10質量部以上20質量部以下であり、
前記界面活性剤が、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルであるインクジェット用の記録媒体の製造方法であって、
前記湿式シリカ、前記バインダ、前記カチオン性ポリマー、及び、前記界面活性剤によって乳化された前記紫外線吸収剤の乳化物を含むインク受容層形成用の塗工液を調製する塗工液調製工程と、
前記塗工液を前記基材の少なくとも一方の面に塗工し、その後、塗工された前記塗工液を乾燥するインク受容層形成工程と、
を有することを特徴とする記録媒体の製造方法。
- 前記塗工液調製工程において、
前記湿式シリカ及び前記カチオン性ポリマーを含有する分散液と、前記界面活性剤によって前記紫外線吸収剤を水中に乳化させた前記乳化物と、を混合して、前記塗工液を調製する請求項1に記載の記録媒体の製造方法。 - 前記インク受容層中、前記湿式シリカ100質量部に対する、前記紫外線吸収剤の含有量が、12質量部以上20質量部以下である請求項1又は2に記載の記録媒体の製造方法。
- 前記インク受容層中、前記湿式シリカ100質量部に対する、前記紫外線吸収剤の含有量が、16質量部以上20質量部以下である請求項1乃至3のいずれか1項に記載の記録媒体の製造方法。
- 前記インク受容層中、前記界面活性剤の含有量(質量部)が、前記紫外線吸収剤の含有量(質量部)に対する質量比率で、0.2倍以上1.0倍以下である請求項1乃至4のいずれか1項に記載の記録媒体の製造方法。
- 前記インク受容層中、前記界面活性剤の含有量(質量部)が、前記紫外線吸収剤の含有量(質量部)に対する質量比率で、0.2倍以上0.6倍以下である請求項1乃至5のいずれか1項に記載の記録媒体の製造方法。
- 前記界面活性剤のHLB値が、8.0以上13.0以下である請求項1乃至6のいずれか1項に記載の記録媒体の製造方法。
- 前記ポリオキシアルキレンアルキルエーテルが、ポリオキシエチレンアルキルエーテルである請求項1乃至7のいずれか1項に記載の記録媒体の製造方法。
- 前記紫外線吸収剤の融点が、140℃以下である請求項1乃至8のいずれか1項に記載の記録媒体の製造方法。
- 前記紫外線吸収剤の融点が、120℃以下である請求項1乃至9のいずれか1項に記載の記録媒体の製造方法。
- 前記紫外線吸収剤の分子量が、350以上500以下である請求項1乃至10のいずれか1項に記載の記録媒体の製造方法。
- 前記紫外線吸収剤の分子量が、358以上500以下である請求項1乃至11のいずれか1項に記載の記録媒体の製造方法。
- 前記インク受容層中、前記湿式シリカに対する、前記カチオン性ポリマーの含有量が、5質量%以上30質量%以下である請求項1乃至12のいずれか1項に記載の記録媒体の製造方法。
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