JPH1016380A - インクジェット被記録媒体用処理剤及びインクジェット被記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクの吸収能力、耐ブロッキング性等の諸
特性をバランスよく具備するインクジェット被記録媒体
およびこれを得るために用いられるインクジェット被記
録媒体用処理剤を提供する。 【解決手段】 アニオン性および／またはノニオン性基
を有する変性ポリビニルアルコールを含有するインクジ
ェット被記録媒体用処理剤を基材の表面に塗布してイン
クジェット被記録媒体を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインクジェット記録
に好適に用いられるインクジェット被記録媒体、および
これを得るために用いられる処理剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録に用いられる被記録
媒体としては、従来、特公平３−２６６６５号に記載さ
れているような、基紙上に微粉シリカとポリビニルアル
コールのような水溶性バインダーを含む塗工層を設けた
記録紙や、特公平３−２５３５２号に記載されているよ
うに、キャストコート紙にけん化度５０〜９０モル％の
ポリビニルアルコールと架橋剤を含有する皮膜を形成し
た光沢紙、さらには特公平３−１３９９３号に記載され
ているような、ポリエステルフィルム上に水溶性ポリビ
ニルアルコールと水不溶性ポリビニルアルコール及び水
分散型ポリエステルとの混合物からなる親水性皮膜を設
けたオーバーヘッド用記録シート等が用いられてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
記録の高速化、多色化などインクジェット記録装置の性
能の向上に伴い、インクジェット用被記録媒体に対して
も、より高度で広範な特性が要求されるようになってき
ている。すなわち、 （１）インクの吸収能力が高いこと（吸収容量が大き
く、吸収時間が早い） （２）ドットの光学濃度が高く、ドット周辺がぼけない
こと （３）ドット形状が真円に近く、その周辺が滑らかであ
ること （４）温度、湿度の変化で特性の変化が小さく、カール
を起こさないこと （５）ブロッキングを起こさないこと （６）画像が長期保存に安定で変質しないこと などの特性を同時に満足させることが要求される。

【０００４】ところが、これらの諸特性を同時に満たす
ことは困難であり、従来の技術では、これらを同時に満
足させることに未だ成功していない。例えば、上記した
従来技術の被記録媒体は、いずれもドット形状と耐ブロ
ッキング性の点ではある程度の水準に達しているが、イ
ンクの吸収能力が不充分であるため、画像濃度の高い部
分すなわちインク打ち込み量の多い部分でインクのあふ
れ出しによる画像汚れや濃度ムラを起こす傾向がある。
特に、カラープリントの場合、異なった色の境界部の混
色による色汚れを起こすという問題がある。

【０００５】このように、記録の高速化、画像の高密度
化、カラー化が進むにつれて、インク定着不良による画
像品位の低下が深刻な問題となっている。

【０００６】一方、特公平３−２９５９６号に記載され
ているポリビニルピロリドンを主体に組成されたインク
受容層を有する記録シートは、常温常湿ではインクの吸
収能力が比較的良好であるが、高温高湿下ではインクの
乾きが極めて遅く、ブロッキングを起こしやすいという
欠点を有する。また、記録画の機械的強度が弱く、キズ
がつきやすいという問題もある。

【０００７】本発明の目的は、これらの問題を解決し
て、上記した諸特性をバランス良く同時に満足するイン
クジェット被記録媒体、およびこれを得るために用いら
れるインクジェット被記録媒体用処理剤を提供すること
である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１のインクジェッ
ト被記録媒体用処理剤は、アニオン性および／またはノ
ニオン性基を有する変性ポリビニルアルコール（以下、
ポリビニルアルコールをＰＶＡと略記する）を含有す
る。

【０００９】請求項２のものは、請求項１のものにおい
て、前記変性ＰＶＡがＰＶＡにビニル化合物をマイケル
付加して得られる、あるいはマイケル付加した後、部分
的あるいは完全に加水分解して得られる変性ＰＶＡであ
る。

【００１０】請求項３のものは、請求項１のものにおい
て、前記変性ＰＶＡがＰＶＡにアクリロニトリルもしく
はアクリルアミドをマイケル付加して得られる変性ＰＶ
Ａである。

【００１１】請求項４のものは、請求項１のものにおい
て、前記変性ＰＶＡがＰＶＡにアクリロニトリルもしく
はアクリルアミドをマイケル付加したのち部分的あるい
は完全に加水分解して得られる変性ＰＶＡである。

【００１２】請求項５のインクジェット被記録媒体は、
請求項１〜４のいずれか１項に記載のインクジェット被
記録媒体用処理剤を基材の表面に塗布してなる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明のインクジェット被記録媒
体用処理剤は、アニオン性および／またはノニオン性基
を有する変性ＰＶＡを含有する。

【００１４】本発明で用いられる変性ＰＶＡの重合度は
特に限定されないが、２００〜８，０００が好ましく、
３００〜４，０００がより好ましい。重合度が２００未
満であると、皮膜強度が弱く、本発明の目的に適さな
い。重合度が８，０００を超えると、塗工液の粘度が高
くなるなど、ハンドリング性が悪くなる。

【００１５】変性ＰＶＡのアニオン性および／またはノ
ニオン性基の変性率としては、２．０〜４０モル％が好
ましく、４．０〜３０モル％がより好ましい。２．０モ
ル％未満であると、十分なインク吸収性や解像性が得ら
れない。一方、４０モル％を超えるものは、製造が困難
であり、また製造コストも高くつく。

【００１６】アニオン性基の種類としては、カルボキシ
ル基、スルホン基、燐酸基等が挙げられるが、経済性、
製造のしやすさの点でカルボキシル基、スルホン基が望
ましい。

【００１７】本発明で用いられるカルボキシル基変性Ｐ
ＶＡとしては、例えば、酢酸ビニルとイタコン酸あるい
はマレイン酸などを共重合した後けん化して得られる、
いわゆる共重合変性ＰＶＡや、ＰＶＡに直接カルボキシ
ル基を導入する、いわゆる後変性ＰＶＡ等が挙げられ
る。後変性でＰＶＡにカルボキシル基を導入する方法と
しては、ＰＶＡを無水マレイン酸等で片エステル化する
方法、ＰＶＡにモノクロロ酢酸等を置換反応させる方
法、アクリル酸等をＰＶＡにマイケル付加反応させる方
法、同じくアクリロニトリル、アクリルアミド等をマイ
ケル付加反応させた後加水分解させる方法等がある。こ
のうち反応率が高く、かつ高変性率のものが得られると
いう点で、アクリロニトリルあるいはアクリルアミドを
マイケル付加させた後加水分解する方法が望ましい。

【００１８】一方、ＰＶＡにスルホン基を導入する方法
としては、例えば、酢酸ビニルとビニルスルホン酸、ス
チレンスルホン酸、アリルスルホン酸、メタアリルスル
ホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスル
ホン酸（以下、ＡＭＰＳと略記する）等を共重合した後
けん化する方法、ビニルスルホン酸もしくはその塩、Ａ
ＭＰＳもしくはその塩等をＰＶＡにマイケル付加させる
方法等がある。このうち、反応率が高く、高変性のもの
が得られるという点で、ＡＭＰＳもしくはその塩をＰＶ
Ａにマイケル付加させる方法が望ましい。

【００１９】次にノニオン変性の例について述べる。

【００２０】ノニオン性基の種類としてはニトリル基、
アミド基、エステル基等が挙げられる。

【００２１】ＰＶＡにアミド基を導入する方法として
は、例えば、アクリルアミドと酢酸ビニルを共重合した
後けん化する方法や、ＰＶＡにアクリルアミドをマイケ
ル付加反応させる方法等がある。高変性率のものが得ら
れるという点では、ＰＶＡにアクリルアミドをマイケル
付加反応させる方法が望ましい。

【００２２】その他に、ＰＶＡにアクリル酸メチル等の
アクリル酸エステルをマイケル付加反応させる方法、同
じくポリエチレングリコールのモノあるいはジアクリレ
ートをマイケル付加反応させる方法、ポリエチレングリ
コールのモノあるいはジグリシジルエーテルを置換反応
させる方法等がある。

【００２３】これらＰＶＡにアニオンおよび／またはノ
ニオン性基を導入するに際しては、２種以上の方法ある
いは薬剤を併用しても良い。また、１種類の薬剤でも２
種以上の変性を行うこともできる。

【００２４】１種類の薬剤で２種以上の変性を行う例と
しては、ＰＶＡにアクリルアミドをマイケル付加反応し
た後、アルカリにより一部加水分解する方法等が挙げら
れる。これによりアニオン性基（カルボキシル基）とノ
ニオン性基（アミド基）を同時に導入することができ
る。

【００２５】本発明のインクジェット被記録媒体は、上
記変性ＰＶＡを含有する処理剤を基材表面に被覆して基
材表面にインク受容層を有する被記録媒体とするもので
あるが、この処理剤には本発明の目的達成を妨げない範
囲において各種バインダー、フィラー、添加剤を併用す
ることができる。

【００２６】バインダーの例としては、従来公知のデン
プン、カチオン化デンプン、カゼイン、ゼラチン、アク
リル樹脂、無水マレイン酸樹脂、メラミン樹脂、尿素樹
脂、ＳＢＲラテックス、アルギン酸ソーダ、ポリビニル
ピロリドン等が挙げられるがこれらに限定されない。

【００２７】フィラーの例としては、シリカ、アルミ
ナ、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、塩基性
炭酸マグネシウム、タルク、クレイ、炭酸カルシウム、
酸化チタン、酸化亜鉛、及びポリエチレン、ポリスチレ
ン、ポリアクリレート等のプラスチックピグメント等が
挙げられるがこれらに限定されない。

【００２８】添加剤の例としては、各種界面活性剤、染
料固着剤（耐水化剤）、消泡剤、酸化防止剤、蛍光増白
剤、紫外線吸収剤、分散剤、粘度調整剤、ｐＨ調整剤、
防カビ剤、可塑剤が挙げられる。これらの添加剤は、目
的に応じて任意に選択すればよい。

【００２９】本発明の被記録媒体を構成する基材として
は、上質紙、中質紙、アート紙、ボンド紙、再生紙、バ
ライタ紙、キャストコート紙、ダンボール紙等の紙や、
ポリエチレンテレフタレート、ジアセテート、トリアセ
テート、セロハン、セルロイド、ポリカーボネート、ポ
リイミド、ポリビニルクロライド、ポリビニリデンクロ
ライド、ポリアクリレート等のプラスチックからなるフ
ィルムもしくは板、ガラス板、あるいは木綿、レーヨ
ン、アクリル、ナイロン、絹、ポリエステル等の布を使
用することができる。これらの基材は、被記録媒体の記
録目的、記録画像の用途、あるいはその上部に被覆され
る組成物との密着性等の諸条件に応じて適宜選択され
る。

【００３０】本発明の被記録媒体を作成するに当たって
は、まず上記処理剤を、必要に応じて他の添加剤と共
に、水あるいはアルコールその他の適当な有機溶媒に溶
解または分散し、塗工液を調整する。

【００３１】得られた塗工液は、例えば、ロールコータ
ー法、ブレードコーター法、エアナイフコーター法、ゲ
ートロールコーター法、バーコーター法、サイズプレス
法、スプレーコート法、グラビアコーター法、カーテン
コーター法等により基材表面に塗工する。その後、例え
ば熱風乾燥炉、熱ドラム等を用いて乾燥し、本発明の被
記録媒体を得る。さらに必要に応じて、インク受容層の
平滑化あるいは表面強度の向上のためにスーパーカレン
ダー処理等を施してもよい。

【００３２】インク受容層の塗工量は、総量として０．
２〜５０ｇ／ｍ^２が好ましく、より好ましくは０．２〜
２０ｇ／ｍ^２の範囲内である。塗工量が０．２ｇ／ｍ^２
に満たない場合には、インク受容層を設けなかった場合
に比べて塗料の発色性の点で効果がなく、一方、５０ｇ
／ｍ^２を超えて設けた場合にはコート層の粉落ちが発生
し、好ましくない。塗工量を厚さで表した場合の塗工量
は、０．５〜１００μｍの厚みになる範囲が好適であ
る。しかし塗工量が少ない場合には、基材の一部が表面
に露出していてもよい。

【００３３】本発明の被記録媒体にインクジェット記録
を行う場合のインクは、公知のものがいずれも使用可能
である。また、記録剤としては直接染料、酸性染料、塩
基性染料、反応性染料、食用色素に代表される水溶性染
料が使用可能であり、通常のインクジェット記録用のも
のを特に制限なく使用することができる。このような水
溶性染料は、従来のインク中において一般には約０．１
〜２０重量％を占める割合で使用されており、本発明に
おいてもこの割合と同様でよい。

【００３４】上記インクに使用する溶媒は、水又は水と
水溶性有機溶剤との混合溶媒であり、特に好適なものは
水と水溶性有機溶剤と混合溶媒であって、水溶性有機溶
剤としてインクの乾燥防止効果を有する多価アルコール
を含有するものである。

【００３５】

【実施例】以下、実施例により本発明のインクジェット
被記録媒体用処理剤およびこれを用いて得られるインク
ジェット被記録媒体を更に詳細に説明する。なお、文
中、部または％とあるものは、特に断りのない限り重量
基準である。

【００３６】製造例１ 酢酸ビニル７５部、メタノール５００部、イタコン酸
４．８５部、ＮａＯＨ１１０部、アゾビスイソブチロニ
トリル０．３部をセパラブルフラスコに仕込み、７０℃
で９時間重合した。この時の重合率は８１％であった。
未反応の酢酸ビニルを除去した後、理論量の１／１０の
ＮａＯＨを加え、４０℃で５時間けん化した。得られた
カルボキシ変性ＰＶＡの重合度は１，２００、けん化度
９６．３モル％であった。また、ＮＭＲで分析したとこ
ろ、カルボキシル変性率は３．３モル％であった。

【００３７】製造例２ ＰＶＡ（重合度１，７００、けん化度９９．１モル％）
４０部、無水マレイン酸１５部、炭酸水素ナトリウム４
部、トルエン３５０部をセパラブルフラスコに仕込み、
７０℃で５時間撹拌した。得られた生成物を濾過した
後、メタノール、アセトンで数回精製した。なお、この
もののコロイド当量値より求めたカルボキシル変性率は
７．３モル％であった。

【００３８】製造例３ ４リットル容の横形ブレンダーにＰＶＡ（重合度５０
０、けん化度８８．２モル％）４９０部、ＮａＯＨ２０
０部、５０％−モノクロロ酢酸水溶液４２０部、イソプ
ロピルアルコール２００部を加え、６０℃で８時間撹拌
した。得られた生成物をメタノールで精製した後乾燥
し、コロイド滴定で分析したところ、カルボキシル変性
率は１６．２モル％であった。

【００３９】製造例４ ４リットル容の横形ブレンダーにＰＶＡ（重合度２，５
００、けん化度９８．８モル％）４４０部、３０％−Ｎ
ａＯＨ水溶液２００部、及び５０％−アクリルアミド水
溶液４８４部を加え、６０℃で８時間撹拌した。次いで
５０％−ＮａＯＨ１００部を加え、９０℃で１時間加水
分解を行った。

【００４０】得られた粉末をＮＭＲで分析したところ、
カルボキシル変性率は２９．３モル％、アミド変性率は
０．０モル％であった。

【００４１】製造例５ ５０％−アクリルアミド水溶液４８４部の代わりに、ア
クリロニトリル２５０部を用いた以外は、全て製造例４
と同様の方法で変性を行った。

【００４２】得られた粉末をＮＭＲで分析したところ、
カルボキシル変性率は３７．６モル％、シアノ変性率は
０．０モル％であった。

【００４３】製造例６ ４リットル容の横形ブレンダーにＰＶＡ（重合度１，７
００、けん化度９８．５モル％）４４０部、５０％−Ｎ
ａＯＨ水溶液２８０部、及び５０％−ＡＭＰＳ水溶液８
２８部を加え、８０℃で７時間撹拌した。

【００４４】得られた粉末をＮＭＲで分析したところ、
スルホン基変性率は１４．３モル％であった。

【００４５】製造例７ ４リットル容の横形ブレンダーにＰＶＡ（重合度５，０
００、けん化度９８．２モル％）４４０部、３０％−Ｎ
ａＯＨ水溶液７０部、及び５０％−アクリルアミド水溶
液２８４部を加え、６０℃で４時間撹拌した。次いで５
０％−ＮａＯＨ１２５部を加え、７０℃で１時間加水分
解を行った。

【００４６】次いで、５０％−ＡＭＰＳナトリウム塩水
溶液４６０部を加え、８０℃で４時間撹拌した。

【００４７】得られた粉末をＮＭＲで分析したところ、
カルボキシル変性率は１２．３モル％、スルホン基変性
率は６．５モル％、アミド変性率は４．３モル％であっ
た。

【００４８】製造例８ ４リットル容の横形ブレンダーにＰＶＡ（重合度１，７
００、けん化度９８．８モル％）４４０部、３０％−Ｎ
ａＯＨ水溶液２００部、及び５０％−アクリルアミド水
溶液４８４部を加え、６０℃で８時間撹拌した。次いで
５０％−ＮａＯＨ５０部を加え、７０℃で１時間加水分
解を行った。

【００４９】得られた粉末をＮＭＲで分析したところ、
カルボキシル変性率は１６．３モル％、アミド変性率は
１０．５モル％であった。

【００５０】製造例９ ４リットル容の横形ブレンダーにＰＶＡ（重合度２，５
００、けん化度９８．８モル％）４４０部、３０％−Ｎ
ａＯＨ水溶液３０部、及び５０％−アクリルアミド水溶
液４８４部を加え、２５℃で７時間撹拌した。

【００５１】得られた粉末をＮＭＲで分析したところ、
アミド変性率は２６．５モル％、カルボキシル変性率は
０．０モル％であった。

【００５２】実施例１ 製造例１で得られたポリマー５部を水９５部、イソプロ
ピルアルコール５部中に撹拌混合しながら添加し溶解し
た。得られた塗工液をワイヤーバーを用いて、上質紙
（銀環、山陽国策パルプ製）に、乾燥後の塗布厚が４ミ
クロンになるように塗布した後、７０℃にて１０分間乾
燥しスーパーカレンダーで処理して本発明の被記録媒体
を得た。上記被記録媒体に、下記組成のインクを用い
て、熱エネルギーによりインクを発泡させてインクを吐
出させるインクジェット記録装置により下記条件でカラ
ー記録を行った。

【００５３】インク組成 染料 ３部 ジエチレングリコール １５部 水 ８２部
。

【００５４】染料 Ｔ：Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー＃８６ Ｍ：Ｃ．Ｉ．リアクティブレッド＃２３ Ｃ：Ｃ．Ｉ．アシッドブルー＃９ Ｂｋ：Ｃ．Ｉ．リアクティブブラック＃３１
。

【００５５】記録条件 吐出周波数 ：３ＫＨｚ 吐出液適の容量 ：３０ｐｌ 記録密度 ：４００ＤＰＩ 最大単色インク付与量：７．４ｍｌ／ｍｍ^２ 最大色重ね数 ：３色
。

【００５６】得られたカラープリントサンプルについて
以下の項目について評価を行った。

【００５７】評価項目 （１）インク吸収性 イエロー、シアン、マゼンタの３色のフルドットに記録
してから室温下（２０℃、６５％ＲＨ）に３０秒間放置
した後、記録画像に指触した時に、インクがインク受容
層内部に取り込まれて指に付着しなくなるか否かで判断
した。付着しない場合を○、付着する場合を×、その中
間を△とした。

【００５８】（２）耐ブロッキング性 イエロー、シアン、マゼンタの３色のフルドットに記録
してから記録面に温風（１００℃、風速１ｍ／秒）を１
０秒間あてた後、記録画像に４０ｇ／ｃｍ^２の圧力でク
リアポケット（ライオン製、ポリプロピレンフィルム）
を積層した時に、このフィルムが容易に剥離できるか否
かで判断した。容易に剥離できる場合を○、剥離にかな
りの力を要する場合を×、その中間を△とした。

【００５９】（３）画像濃度 上記のプリンターを用いてベタ印字した印画物のブラッ
ク（Ｂｋ）の画像濃度を、マクベス濃度計ＲＤ−９１８
を用いて評価した。

【００６０】（４）保存性 それぞれの記録媒体を３５℃、９０％ＲＨの環境下に７
日間保管した後に、２３℃、５５％ＲＨの環境下に１日
間保管し、その後に、２３℃、５５％ＲＨの環境下で上
記のプリンターを用いて評価した。

【００６１】保存前の記録媒体に比べ、インクの溢れ、
滲み出し、文字太りが発生し、画質が著しく劣っている
ものを×、変化の認められないものを○、その中間のも
のを△とし、インク吸収性の低下以外に画像濃度の低下
の発生しているものを××とした。

【００６２】（５）画像ムラ 上記のプリンターを用いてベタ印字した印字物におい
て、前記濃淡ムラが認められないものを○、印字物と眼
とを５０ｃｍ離した距離からの目視でも確認できるもの
を×、その中間のものを△とした。

【００６３】（６）解像性 記録画像をＯＨＰによりスクリーンに投影し、コントラ
ストの高い鮮明で見易い画像が得られるものを○、ブリ
ーディング等を起こして、異なる２色の境界が滲んだ
り、あるいはピッチ幅１ｍｍ、太さ０．３ｍｍの線が明
瞭に判別できないものを×、その中間を△とした。

【００６４】（７）耐カール性 印字したフィルムを住友スリーエム社製オーバーヘッド
プロジェクター（モデル４０００）に乗せ、３分後コー
ナー部の浮き上がりをＪＩＳ １級メタルスケールで測
定し、５ｍｍ以下を○、５〜１０ｍｍを△、１０ｍｍ以
上を×とした。

【００６５】（８）耐指紋性 印字したフィルムに右手親指を強く押しつけ、ＯＨＰに
て投影したとき、指紋がほとんど見えないものを○、う
っすらと見えるものを△、鮮明に見えるものを×とし
た。

【００６６】実施例２〜１０、比較例１〜３ 実施例１と同様の方法で、各種の被記録媒体を作成し、
カラー記録を行った。また比較例として、市販の記録紙
及びインクジェット用トランスペアレンシーフィルム等
について同様な評価を行った。被記録媒体の内容と評価
結果を以下に示す。

【００６７】

【表１】

【００６８】

【発明の効果】請求項５の本発明のインクジェット被記
録媒体は、インクの吸収能力、耐ブロッキング性、画像
濃度、長期保存性、画像の均一性、解像性、耐カール
性、耐指紋性等の諸特性をバランス良く具備し、インク
の種類を問わず、インクジェット記録の好適に用いられ
る。また、請求項１〜４のインクジェット被記録媒体用
処理剤によれば上記インクジェット被記録媒体が容易に
得られる。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アニオン性および／またはノニオン性基
   を有する変性ポリビニルアルコールを含有してなるイン
   クジェット被記録媒体用処理剤。
2. 【請求項２】 前記変性ポリビニルアルコールがポリビ
   ニルアルコールにビニル化合物をマイケル付加して得ら
   れる、あるいはマイケル付加した後、部分的あるいは完
   全に加水分解して得られる変性ポリビニルアルコールで
   あることを特徴とする、請求項１に記載のインクジェッ
   ト被記録媒体用処理剤。
3. 【請求項３】 前記変性ポリビニルアルコールがポリビ
   ニルアルコールにアクリロニトリルもしくはアクリルア
   ミドをマイケル付加して得られる変性ポリビニルアルコ
   ールであることを特徴とする、請求項１に記載のインク
   ジェット被記録媒体用処理剤。
4. 【請求項４】 前記変性ポリビニルアルコールがポリビ
   ニルアルコールにアクリロニトリルもしくはアクリルア
   ミドをマイケル付加した後、部分的あるいは完全に加水
   分解して得られる変性ポリビニルアルコールであること
   を特徴とする、請求項１に記載のインクジェット被記録
   媒体用処理剤。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項に記載のイ
   ンクジェット被記録媒体用処理剤を基材の表面に塗布し
   てなるインクジェット被記録媒体。