CN100586739C - 具有油墨接受层的记录介质及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可以得到油墨吸收性、发色性优良的,可以规定或控制油墨接受层的粘合剂的记录介质,以及生产性良好的记录介质的制造方法。在本发明的记录介质的制造方法中,具有:至少对基材进行表面处理的工序;用至少含有颜料、聚乙烯醇、选自硼酸及硼酸盐的1种以上的涂布液,形成油墨接受层的工序;该表面处理工序具有:把含有选自硼酸及硼酸盐的1种以上的涂布液进行涂布及干燥、固化的第1表面处理工序;和在该第1表面处理工序后再把含有选自硼酸及硼酸盐的1种以上的涂布液进行涂布的第2表面处理工序。在通过该第2表面处理工序涂布的涂布液把基材保持湿润状态期间,涂布所述油墨接受层的涂布液。
Description
技术领域
本发明涉及批量生产成品率提高的,呈现稳定特性的记录介质制造方法及采用该方法制造的具有新型结构的记录介质,特别是涉及适于喷墨记录的记录介质制造方法。更具体地说,本发明涉及具有良好的批量生产特性的、可以稳定制造的、具有优良的油墨吸收性、发色性,并可以防止油墨接受层发生裂纹,生产性良好的记录介质制造方法以及用该方法制造的记录介质。
背景技术
近几年来,喷墨记录方式伴随着记录的高速化、高精细化等记录特性的提高,油墨的小液滴化及改良也获得迅速进展,图像的高质量化更加增加,如同称作影印的高质量喷墨印刷为代表的那样,可得到即使与银盐照相比较也不逊色的图像,把采用数码相机等摄影得到的全色彩色图像,通过喷墨打印进行印刷的用户也在增加。另外,对用于记录这些图像信息的记录介质来说,也要求其能得到更近似银盐照相的图像光泽感。作为其对策,已知在采用氧化铝水合物及聚乙烯醇作为粘合剂的具有油墨接受层的记录介质中,通过采用流延法,可以得到具有高光泽感的记录介质。特别是在达到喷墨用光泽的特开2001-138628号公报(文献1)中,作为改善流延法的技术,公开了再膨润的发明。
在这里,用氧化铝水合物及聚乙烯醇作为粘合剂形成的接受层,是早先公知的,但含氧化铝水合物及聚乙烯醇的涂布液发生经时增粘变化,在管理方面是重要的。作为认识其一部分的公报,有特开平7-76161号公报(文献2)。在该文献2中,以上述涂布液干燥时发生的细小裂纹为课题,提出含有氧化铝水合物、聚乙烯醇及一定量硼酸或硼酸盐的氧化铝溶胶涂布液以及涂布了该涂布液的树脂膜(但在该公报中,仅着眼于直接涂布在树脂膜上的涂布液,仅公开了用其涂布的油墨接受层达到23g/m2这一点)。
另一方面,特开平11-291621号公报(文献3)引用文献2,指出采用上述文献2中公开的涂布液难以稳定的进行涂布(还有,文献2、3是同一申请人的申请)。该文献3公开了通过否定涂布液改良的技术思想,对以纸为中心的原纸进行上浆处理、加以干燥而构成涂布前的基材纸。该发明具体的是预先制造,把0.5~1.5g/m2的硼酸类及纸表面处理剂(表面纸力剂或表面上浆剂),通过上浆挤压进行干燥处理而构成原纸。文献3中的实施例提出,在该原纸制成后,制造不含由一水软铝石及聚乙烯醇构成的交联剂的涂布液,把配成的涂布液在上述原纸上涂布。另外,所谓公知的上浆挤压,一般是为了提高原纸的耐水性、表面平滑性、印刷适应性等,把上浆剂少量涂布或浸渍在原纸表面上,然后用转筒干燥机进行干燥。
无论如何,在上述文献2、3中,均认识到现有的涂布液增粘的问题,但发现文献2以涂布液的构成作为解决手段,而文献3反而仅以原纸作为解决手段。
文献1特开2001-138628号公报
文献2特开平7-76161号公报
文献3特开平11-291621号公报
发明内容
在这里,本发明者等针对现有的技术水平,对涂料液中所含的颜料和其粘合剂以及溶解该粘合剂的各种溶剂进行本质的技术解析,从各种观点对油墨接受层的形成机理进行探讨。结果是,本发明者得到的第1个发现是,“在涂布液中,呈现作为颜料分散剂作用的粘合剂在涂布液干燥时,在位于颜料的周围开始凝聚,使该颜料粘接的机理”,使在涂布液内尽可能保持涂布液内的混合状态是重要的。另外,第2个发现是,即使记录介质本身由于该粘合剂存在状况的不均匀,则极度吸收油墨而形成浓度低的部分,或反过来,使油墨的吸收性降低,因油墨的溢出而引起图像质量的下降,所以,粘合剂在油墨接受层中的均匀分布是重要的。
由此,作为得到这些发现的技术观点,可以举出:作为主要的第1课题“在涂布涂布液的被涂布面(被涂布部件)上,防止粘合剂从其溶剂及涂布液内大量移动,在该被涂布面和涂布液的界面附近,粘合剂确实地发生交联”;作为下阶段的第2课题是“利用仅粘合剂不形成交联状态,造成颜料的凝聚或增粘,形成合理的细孔分布的该颜料特性”;以及,第3课题是提供“用于形成上述被涂布面的理想的形态”,或第4课题是“通过采用实现各课题的制造方法形成的记录介质及记录介质结构上的特征来提高记录特性”。更具体地说,本发明的技术课题是,“水(作为对氧化铝的粉尘对策,优选的是纯水)中可溶的聚乙烯醇,在用于形成油墨接受层的涂布液中,主要具有对水作为溶解物的功能,在涂布的涂布层中与水一起不发生渗透扩散,从该溶解物急剧地达到向粘合剂的功能变化”。
另一方面,为了制造光影印记录必要的、高速且大量迅速吸收油墨的、充分的油墨吸收性的记录介质,油墨接受层的干燥涂布量一般增多。然而,本发明者发现,为了单纯的大量吸收油墨,当油墨接受层达到30g/m2(干燥后的厚度)时,在记录介质上产生许多表面裂纹。因此,作为本发明的第5课题认为,为了制造油墨接受层达到30g/m2(干燥后的厚度)的记录介质,本发明针对上述各课题,提供一种针对油墨接受层厚度增大的制造技术及适于光影印记录的记录介质。
另外,本发明的第6课题是,在以涂布液中含有凝胶化剂(交联剂)作为前提的情况,当其含量达到仅发生完全交联的量时,涂布液的粘度上升及发生凝胶化而难以涂布,所以,其含量自然而然地有了上限。同时,由于无充分的量而使交联度变小,所以,难以得到所希望特性的油墨接受层。
本发明的主要目的是提供一种记录介质,其解决了上述主要的第1课题等中的至少1个,其具有的优良特征是,通过具有颜料(例如,氧化铝水合物)的油墨接受层内及其周边的粘合剂的形成机理的研究,采用划时代的油墨接受层制造技术及其制造方法得到的或最终的记录介质。特别是,本发明提供一种可以实质上控制作为粘合剂兼分散剂的粘合剂,得到具有优良的油墨吸收性、发色性的记录介质,且生产性良好的记录介质制造方法。
本发明着眼于油墨接受层的油墨记录面侧及其内部结构、以及与含有形成了油墨接受层的被涂布面的层区域的相关性,代表性的是利用液-液接触界面的反应速度或反应状态,防止处于上述涂布液内的粘合剂在被涂布面侧的损失,达到有效除去上述涂布液内的溶剂等,解决了上述课题的至少1个。还有,在本发明中,采用具有某种厚度的层区域的说法,既可以是不完全形成层,也可以是具有厚度的某个区域。
本发明的第1发明涉及一种记录介质,该介质是在油墨记录面侧具有油墨接受层,该油墨接受层至少含有保持1种油墨色料的颜料、该颜料的粘合剂,其特征在于,所述油墨接受层具有:上述粘合剂通过第1交联剂进行交联,和上述颜料相对均匀化的第1层区域;上述粘合剂通过第2交联剂进行交联,形成的比第1层区域交联度大的第2层区域;上述第1层区域比第2层区域更位于上述油墨记录面侧。笫1发明涉及一种解决上述第1课题而得到的解决了第4课题的新型记录介质,通过采用可以防止上述粘合剂损失且交联度大的交联粘合剂,在第2层区域内因颜料凝聚产生的细孔也可以稳定形成,所以,在油墨接受层中适当吸收记录油墨,同时油墨在油墨接受层中不向周边扩散,从而形成鲜明的图像。
在这里,上述交联度可作为上述第1、2交联剂具有的共同元素(例如,硼元素“B”)的,分别在上述第1、2层区域中含有的共同元素的相对量差、数量比(例如,2倍以上)的判断。另外,作为其具体的材料及制造方法,可以举出形成上述记录介质的方法,该方法把作为上述颜料的氧化铝水合物和作为上述粘合剂的聚乙烯醇和作为上述第1交联剂的原硼酸溶解混合成的涂布液,在含有用于形成上述笫2层区域的上述第2交联剂的四硼酸盐的润滑表面上涂布,形成上述记录介质。另外,作为实用例可以举出,在该涂布液中,上述原硼酸的单位面积含量比上述润滑表面中含有的四硼酸钠的单位面积含量少。
本发明的第2发明涉及记录介质,该介质是在油墨记录面侧含有油墨接受层,该油墨接受层至少含有保持1种油墨色料的、同时根据pH显示粘度变化的颜料、该颜料的粘合剂,其特征在于,上述油墨接受层具有:用把上述颜料保持在低粘度的pH的第1交联剂使上述粘合剂进行交联的第1层区域;用把上述颜料保持高粘度的pH的第2交联剂使上述粘合剂进行交联的第2层区域;上述第1层区域比第2层区域更位于上述油墨记录面侧。本发明的第2发明涉及一种通过解决上述第2、4课题,按照构成油墨接受层的上述颜料和上述第1、2交联剂的关系,使pH变化,通过颜料的高粘度化和用交联剂进行交联,与粘合剂形成合理的第2层,所以,通过形成优良的细孔分布和不损失的进行交联的粘合剂,在油墨接受层中适当吸收记录油墨,同时油墨接受层中的油墨及色料不向周边扩散,从而形成更鲜明的图像。该本发明的第2发明,还通过作为上述本发明第1发明部分构成的“上述第2层区域比通过上述第2交联剂的上述第1层区域交联度大”,向油墨接受层供给油墨也可以抑制整个层的膨润,从而抑制图像变化。通过采用“上述颜料是在相对低的pH值的低粘度变成相对高的pH值的高粘度的颜料,而上述第2层区域是溶解混合上述颜料和上述粘合剂和上述第1交联剂所形成的pH值低的涂布液涂布在含有上述第2交联剂的pH值高的湿润表面而形成的”,作为这些制造方法,可以确实地制造上述记录介质。
本发明的第3发明涉及的记录介质,该介质是在油墨记录面侧含有油墨接受层,该油墨接受层至少含有保持1种油墨色料的、同时在相对低的pH值的低粘度变成相对高的pH值的高粘度的颜料、和该颜料的粘合剂,其特征在于,上述油墨接受层具有:用把上述颜料保持在低粘度的pH值的第1交联剂使上述粘合剂进行交联的第1层区域;把上述颜料保持高粘度的pH的第2交联剂使上述粘合剂进行交联的第2层区域;上述第1层区域比第2层区域更位于上述油墨记录面侧的同时pH值小。本发明的第3发明类似于上述第2发明,但利用颜料特性,采用上述交联剂进行粘合剂交联和同时促进颜料的凝聚也可以达到用交联粘合剂的集结,由于具有颜料形成均匀的细孔分布的油墨接受层,所以,在厚度方向油墨吸收显示稳定的渗透分布,更加达到适当吸收所记录的油墨以及油墨接受层中的油墨及色料不向周边扩散的极鲜明的图像。特别是,为了利用液-液接触界面的反应速度或反应状态,防止处于上述涂布液内的粘合剂在被涂布面侧的损失,达到有效除去上述涂布液内的溶剂,优选的是“把作为用于形成至少第1层区域的上述颜料的氧化铝水合物和作为上述粘合剂的聚乙烯醇和作为上述第1交联剂的硼酸混合溶解所构成的涂布液,在用于形成上述第2层区域的作为第2交联剂的四硼酸盐的湿润表面上涂布,形成上述油墨接受层”。另外,由于具有不同的交联度,所以上述涂布液中所含的上述硼酸的单位面积含量比上述润滑表面中含有的四硼酸钠的单位面积含量少,或者,上述颜料为氧化铝水合物、上述粘合剂为聚乙烯醇、上述第1、2交联剂含有同样的硼元素“B”、上述第2层区域中所含的硼元素“B”量是上述第1层区域中所含的硼元素“B”量的2倍以上是更优选的。
本发明的第4发明涉及记录介质的制造方法,该方法是具有含有颜料和该颜料的粘合剂的油墨接受层的记录介质的制造方法,其特征在于,其中包括:把具有上述颜料和上述粘合剂及使上述粘合剂交联的第1交联剂的涂布液,在含有使上述粘合剂交联的第2交联剂的湿润表面上涂布的工序;通过该涂布液内的由第1交联剂引发的交联反应,促进在该涂布液和该湿润表面接触界面上的由第2交联剂引发的交联反应。本发明的第4发明是解决上述主要的第1课题的制造方法,该方法利用液-液接触界面的反应速度或反应状态,防止上述涂布液中粘合剂在被涂布面侧的损失,同时制造稳定性能的记录介质。结果是,油墨接受层中的上述粘合剂通过上述第1交联剂进行交联,与上述颜料形成相对均匀的第1层区域;以及,上述粘合剂通过第2交联剂进行交联,形成比第1层区域交联度大的第2层区域。更优选的是,除该构成外,通过采用“上述颜料是根据pH发生粘度变化的颜料,上述第1交联剂是赋予上述颜料保持低粘度pH值的交联剂,上述第2交联剂是赋予上述颜料保持高粘度pH值的交联剂,在上述接触界面上使pH产生变化,从而产生颜料的凝聚和上述粘合剂的交联的记录介质制造方法”,由于也可同时控制颜料的凝聚,故也可以解决上述第2课题。
本发明的第5发明涉及记录介质制造方法,该介质具有油墨接受层,该油墨接受层含有在相对低的pH值下显示低粘度而在相对高的pH值下显示高粘度的颜料和该颜料粘合剂,其特征在于,该方法含有把上述颜料和上述粘合剂及使上述粘合剂交联的第1交联剂,同时呈现上述低粘度的低pH值的涂布液,在含有使上述粘合剂交联的第2交联剂,同时呈现上述高粘度的高pH值的湿润表面上涂布的工序。本发明的第5发明是解决上述第1、2课题的发明,通过构成油墨接受层的上述颜料和上述第1、2交联剂的关系,利用液-液接触界面的反应速度或反应状态,防止上述涂布液中粘合剂在被涂布面侧的损失,同时使界面的pH变化,通过颜料的高粘度化同时用交联剂进行交联,与粘合剂层形成合理的上述第2层,所以,适当吸收油墨接受层中的记录油墨同时油墨接受层中的油墨及色料不向周边扩散的稳定特性,以及细孔分布均匀的该第5发明的理想的制造条件,可以举出“上述湿润表面,是在构成上述记录介质基材的含有上述第2交联剂的上述处理液涂布后进行干燥固化构成的处理表面上,涂布含上述第2交联剂的液体的液面”;“上述第2交联剂比使上述粘合剂交联的第1交联剂的交联反应优良”;“上述涂布液中含有的上述第1交联剂的单位面积含量比上述湿润表面中含有的上述第2交联剂的单位面积含量少”或者,“上述颜料为氧化铝水合物、上述粘合剂为聚乙烯醇、上述第1、2交联剂含有同样的硼元素“B”、上述第2层区域中所含的硼元素“B”量是上述第1层区域中所含的硼元素“B”量的2倍以上”。
本发明的第6发明涉及记录介质的制造方法,该方法是具有油墨接受层的记录介质的制造方法,其特征在于,该方法包括:把含有选自硼酸及硼酸盐的1种以上交联剂的第1涂布液进行涂布及干燥,加以固化的第1表面处理工序;在该第1表面处理工序形成的固化面上,用含有选自硼酸及硼酸盐的1种以上的第2涂布液进行涂布的第2表面处理工序;和在保持该第2涂布液湿润状态期间,用至少含有选自颜料、聚乙烯醇及硼酸或硼酸盐的1种以上的交联剂的第3涂布液进行涂布的工序。本发明的第6发明的特征是实现上述第1课题的具体发明,从作用及功能方面考虑,也包括解决上述第2课题的发明在内,所以,是解决上述第3课题的发明。这里以利用液-液接触界面的反应速度或反应状态为前提,为了更稳定地形成第3涂布液和第2涂布液的接接触界面,采用上述第1涂布液的固化面,形成与第2涂布液一样的液面。
该第6发明其他的优选条件,除上述第1~第5发明及其相关的发明外,还可以举出“上述颜料含有氧化铝水合物,上述油墨接受层在30g/m2以上”以及“在涂布上述第3涂布液的工序后,具有把得到的油墨接受层(或上述各油墨接受层)进行流延的工序”。
在上述本发明中,用于溶解上述涂布液的粘合剂的溶剂(PVA时为水(作为对氧化铝的粉尘对策,优选的是纯水))等液体成分,在进行上述交联反应等时,从涂布液中排除是优选的,所以,上述记录介质,作为用于支撑上述油墨接受层的基材,优选上述涂布液的液体成分可以渗透的多孔体(纸、纸浆、多孔体层等)。此外,为了提高对油墨接受层基材的粘合性及强度(固定效果),上述湿润表面不是均匀面而对上述涂布液来说具有凹部,在该凹部内产生上述粘合剂交联也是优选的。本发明的其他特征可从下列说明进行理解。
附图说明
图1是本发明的记录介质的制造方法中不含流延工序的制造流程图。
图2是本发明的记录介质的制造方法中含流延工序的制造流程图。
图3是用本发明的记录介质的制造方法制造的记录介质的构成说明图。
具体实施方式
下面举出优选的实施方案,更详细地说明本发明。作为本发明的记录介质的优选制造工序,大致区分为示于图1、图2的2种形态。图1包括由2个工序构成的表面处理工序和油墨接受层形成工序。图2是还含有用于赋予表面光泽性的流延工序的记录介质制造方法。
对本发明中的记录介质制造方法的优选方案加以说明。本发明的制造方法,主要通过颜料的适当凝聚作用和粘合剂的粘合作用,在液-液界面生成涂布液的状态,同时确实在液-液界面得到并且可以防止油墨接受层内的粘合剂损失,故特性稳定、生产性良好。本发明的记录介质,其特征在于,为了确保油墨接受层内粘合剂,结果得到具有新构成,上述油墨接受层具有:上述粘合剂和上述颜料相对均匀的第1层区域,和上述粘合剂用第2交联剂进行交联,形成比第1层区域交联度大的第2层区域;上述第1层区域比第2层区域更位于油墨记录面侧。
本发明,作为油墨接受层的形成及最终构成,由于构成油墨接受层的粘合剂的存在对颜料的位置适当,故由涂布剂赋予的颜料、用粘合剂产生均匀化的细孔分布。同时,可以防止粘合剂从涂布液损失的实质上阻挡层区城,在液-液界面中由高速、高几率的反应状态形成,故交联度本身也可加大。特别优选的是,为了有效除去上述涂布液中的溶剂,用于溶解上述涂布液粘合剂的溶剂(PVA时为水(对氧化铝的粉尘对策,优选的是纯水))等液体成分,在进行上述交联反应等时,从涂布液中排除是优选的,所以,上述记录介质,作为用于支撑上述油墨接受层的基材,优选上述涂布液的液体成分可以渗透的多孔体(纸、纸浆、多孔体层等)。
本发明在涂布液中,呈现作为颜料的分散剂作用的粘合剂,在涂布后位于开始凝聚的颜料周围,产生使该颜料粘接的作用并尽可能保持涂布前的颜料和粘合剂的混合比例,所以,代表性地利用上述液-液界面。因此,通过原来产生的粘合剂不均匀,可以解决因极度吸收油墨而部分浓度下降及因油墨吸收不足引起的图像质量降低,在油墨接受层混合存在的问题。按照本发明,在涂布了涂布液的被涂布面上(被涂布部件),可以防止粘合剂与其溶剂一起从涂布液内大量移动,可在该被涂布面和涂布液的界面附近,粘合剂确实地进行交联。另外,利用颜料的增粘特性及凝聚特性(下述氧化铝水合物情况的pH依赖性),不仅形成粘合剂的交联状态,而且形成因颜料的凝聚或增粘造成的合理的细孔分布,通过分阶段地进行的下列表面处理,可使上述被涂布面成为均匀的稳定的表面。更具体地说,本发明涉及,在水(作为氧化铝的粉尘对策,优选的是纯水)中可溶的聚乙烯醇,在用于形成油墨接受层的涂布液中,主要是作为对水的溶解物的功能,在涂布的涂布层中,不与水一起渗透,促使从该溶解物急剧地向粘合剂的功能变化。然而,按照本发明,可以迅速吸收光印刷记录必须的高速且大量的油墨,即使油墨接受层达到30g/m2以上(干燥后的厚度)也可十分稳定地进行制造,作为粘合剂兼分散剂的粘合剂可以实质上加以控制,得到油墨吸收性、发色性优良的记录介质,另外,提供一种生产性良好的记录介质制造方法。
采用本发明的这种优选制造方法,分阶段对基材进行第1、2表面处理。第1表面处理工序中使用的涂布液,例如,换算成硼砂固体成分优选的是达到0.05g/m2以上2.0g/m2以下的干燥涂布量。另外,在达不到上述范围时,涂布液的粘性过低,液体流动大,或超过上述范围时,在流延工序,容易产生点状表面(流延面)缺陷,有时得不到均匀良好的光泽面。在第1表面处理工序中,把含有选自硼酸及硼酸盐的1种以上材料的涂布液,例如,硼砂的5%水溶液在底涂层上涂布后,进行干燥、固化。该涂布液中还可根据需要含有用于脱泡的醇等溶剂。由于第1表面处理工序的干燥涂布量少是优选的,所以,涂布及干燥速度相当快,例如,可以用50~200m进行高速处理。
在上述第1表面处理工序后采用第2表面处理工序,在用第1表面处理工序进行过表面处理的基材上,再与第1表面处理的情况同样涂布含有选自硼酸及硼酸盐的1种以上材料的涂布液。在该第2表面处理,与第1表面处理的情况不同,涂布后的涂布液不进行干燥固化。即,基材表面形成某种程度的湿润状态(涂布液状态或增粘状态也可),在保持在该状态期间,涂布用于形成其次的油墨接受层的涂布液。这里可以通过上述本发明的液-液界面确保反应状态。即,在该界面上,油墨接受层涂布液的凝胶化速度或交联速度加快。反之,当不能通过液-液界面进行反应时,粘合剂通过上述基材及上述第1表面处理扩散至固化表面的细孔,本来的颜料作为粘合剂的必须量或位置发生变化成为问题。
上述阶段的表面处理作用有下列优点。由于在基材上进行的第1表面处理工序中,使涂布液干燥,所以,在基材上或底涂层中(层中的上部),硼酸及硼酸盐(下面称硼酸盐等)作为固体存在。然而,当在该状态进行其次的第2表面处理及形成油墨接受层时,第2表面处理工序涂布的硼酸及硼酸盐水溶液(下面称硼酸盐处理液等),主要可以确保硼酸盐处理液等的液态表面。因此,还可以确保在其后的工序中的油墨接受层用涂布液与在第2表面处理工序中涂布的硼酸盐处理液等以液体-液体状态进行接触混合。
反之,当油墨接受层用涂布液和硼酸盐等固体接触时,硼酸盐等固体用一定时间溶解在油墨接受层用涂布液中,在该时间内,形成粘合剂从该液体中向基材的渗透量不足的部分。同时,溶解了硼酸盐等的部分的涂布液,与周围相比,变成相当高的浓度,所以,部分凝胶化或交联急剧进行,涂布液的粘度部分上升,既涉及内部也涉及外部,形成“涂布斑驳”的状态,所以,不必要的颜料的巨大凝聚状态(因粘合剂不足)和粘合剂的粘接状态混合存在,作为油墨接受层产生极大的不均匀。
在采用由这2个工序构成的表面处理时,存在硼酸盐等固体的基材,通过硼酸盐处理液等作用下可形成更稳定的湿润状态。在该状态的底涂层上通过液-液接触,在界面可以得到急速的交联反应,通过形成油墨接受层的涂布液中的水等溶剂形成的多孔体间的细孔,与粘合剂边分离边除去,因此,可以通过理想的颜料凝聚和粘合剂的存在,形成适当粘接的均匀状态。结果是可以抑制制造时因粘合剂的不足所产生的裂纹,并且可形成干燥涂布量多的厚油墨接受层。
作为上述第2表面处理工序中使用的硼酸及硼酸盐,可以使用形成先前的油墨接受层时及第1表面处理工序中使用的同样的硼酸及硼酸盐,特别是从上述油墨接受层形成阶段的凝胶化速度或交联速度、使用中产生的油墨接受层用涂布液的粘度变化,以及对形成的油墨接受层的裂纹抑制效果等考虑,采用硼砂是优选的。在第2表面处理工序中,在第1表面处理完成后的基材上达到涂布液恰好不溢出程度的涂布量是优选的。因为第1表面处理完成后的基材吸收性有所不同,当第2表面处理的涂布液溢出量多时,在油墨接受层用涂布液涂布时,油墨接受层用涂布液,存在因第2表面处理所用涂布液的溢出而发生浮动之虑,由于油墨接受层对基材的粘接性下降,所以,进行调整是优选的。
另外,采用第2表面处理工序时,调整选自硼酸及硼酸盐的1种以上固体物浓度,使换算成硼砂的固体成分达到0.05~2.0g/m2的干燥涂布量是优选的。在第2表面处理工序中,采用含有选自硼酸及硼酸盐的1种以上的涂布液,例如硼砂的5%水溶液,将其在第1表面处理完成的底涂层上涂布。在上述涂布液中还可以根据需要含有用于脱泡的醇等溶剂。
另外,第1及第2表面处理工序中涂布的涂布液的干燥涂布量,可从第1及第2表面处理的关系加以适当决定。例如,当第1表面处理工序中的涂布量少时,可通过增加第2表面处理工序中的涂布量来补充,但从涂布量控制容易及其后进行的第2表面处理工序中的涂布量的关系考虑,第1表面处理工序中的干燥涂布量达到0.1~1.0g/m2、当从涂布速度及第1表面处理工序中的涂布量的关系考虑,在第2表面处理工序中的干燥涂布量达到0.3~1.5g/m2是优选的。上述湿润表面不是均匀面,对上述涂布液来说有凹部,通过在该凹部内使上述粘合剂发生交联,可以确保油墨接受层对基材的粘合性及固定效果。这就是凹部内具有交联的粘合剂的构成,作为形成的记录介质是有效的构成。在配制上述油墨接受层用涂布液时,优选的是采用混合装置,把选自硼酸及硼酸盐的1种以上材料与氧化铝水合物分散液进行混合,把得到的混合液和作为粘合剂的聚乙烯醇水溶液在涂布前混合,制成涂布液。由于按照该方法,可以降低制造工序中产生的涂布液粘度的经时上升及凝胶化,故可谋求生产效率的提高。上述使用的氧化铝水合物分散液中颜料的固体成分浓度,优选10~30质量%。当超过上述范围时,颜料分散液的粘度升高,油墨接受层的粘度也升高,故涂布性有时产生问题。
在下述底涂层及上述油墨接受层中,作为其他添加剂,可根据需要适当含有颜料分散剂、增粘剂、流动性改良剂、消泡剂、抑泡剂、脱模剂、浸透剂、着色颜料、着色染料、荧光增白剂、紫外线吸收剂、抗氧剂、防腐剂、防霉剂、耐水化剂、染料固定剂等。
记录介质的油墨接受层的形成,本发明者们推测起因于下列现象。首先,通过基材的表面处理中所用的硼酸及硼酸盐和油墨接受层用涂布液中的聚乙烯醇的作用,即通过凝胶化及/或交联反应,(1)可以抑制聚乙烯醇向底涂层的渗透,原因是可以使油墨接受层内的粘合剂较均匀地分布,另外,在油墨接受层形成时的干燥阶段,(2)由于产生凝胶化及/或交联反应而粘度上升,故降低了涂布液的移动等。还有,可以推测,特别是在油墨接受层形成材料中采用氧化铝水合物时,通过氧化铝水合物和硼酸及硼酸盐的交联反应,生成所谓无机聚合物,硼酸及硼酸盐、氧化铝水合物及聚乙烯醇的相互作用,具有油墨接受层裂纹的抑制作用。
作为本发明中使用的基材,只要能进行下述的表面处理即可而未作特别限定,但若在记录介质表面进行流延工序、形成光泽面时,由于水和溶剂成分从基材背面蒸发,所以,纤维状基体即纸基材是优选的。纸基材还包括用淀粉、聚乙烯醇等进行上浆挤压,在原纸上实施处理或在原纸上设置涂层的铜版纸、涂塑纸、流延纸等涂布纸。
在记录介质表面进行流延工序、形成光泽面时,纸基材上设置把纸基材(原纸)的纤维素纸浆纤维或纹理匀度完全覆盖的厚涂层,作为油墨接受层的底涂层设置是优选的。在不覆盖的情况,在油墨接受层涂布时,容易产生起因于该纤维或纹理匀度的涂布斑驳(条纹状缺陷),由于油墨接受层中或油墨接受层表面附近及表面存在纤维素纸浆纤维,所以,即使对记录介质表面实施流延处理,也难以得到良好的且均匀的流延面,即难以得到照相用的高光泽面。用于覆盖纸基材的纤维素纸浆,优选涂层的干燥涂布量10g/m2以上,更优选15g/m2以上。当干燥涂布量低于10g/m2时,难以完全覆盖基材的纤维素纸浆纤维及纹理匀度,有时影响光泽性。
底涂层可采用含有现在公知的颜料和粘合剂的涂布液形成,但具有油墨接受性者是优选的。底涂层可在基材的至少1个面上设置1层以上。当考虑记录介质的环境卷曲稳定性时,底涂层设置在基材的正背两面是优选的。本发明所用的基材还包括设置上述底涂层的纸基材。当考虑流延工序中从基材背面的水及溶剂成分的蒸发,以及在下述第1及第2表面处理工序中在基材上进行涂布的涂布液的涂布性(润湿性),以及基材上形成的油墨接受层用形成材料的涂布性等时,基材的透气度(JIS P8117)达到1500~5000秒者是优选的。当透气度不满足上述范围时,基材的致密性降低,所以,在下述的第1及第2表面处理工序的交联剂(涂布液中的硼酸及硼酸盐)渗透高,有时全部交联剂不能有效地发挥作用。或者,必须有更多的涂布量。另外,在第2表面处理工序达到恰好不溢流的涂布状态是优选的,但涂布量的调整困难,在CD/MD方向全部区域难以经时稳定的涂布。
另一方面,当基材的透气度超过上述范围时,在下述的第1及第2表面处理工序涂布的涂布液渗透性低,当油墨接受层用涂布液在其上涂布时,由于油墨接受层用涂布液从第2表面处理中所用的涂布液溢流而出现浮动,故在形成的油墨接受层中有时产生稍许裂纹。另外,在流延时,水及溶剂成分从基材背面蒸发变难,有时得不到良好的光泽面。由于同样的理由,基材的施胶度达到100~400秒、贝克(ベツク)平滑度达到100~500秒是合适的。另外,为了得到与银盐照相同样的质感、高级感的某种记录介质,基材的基重达到160~230g/m2、格利(ガ一レ一)刚度(J.Tappi No.40纵向网目)达到7~15mN是优选的。
对本发明中使用的油墨接受层的形成材料进行说明。油墨接受层可通过涂布含颜料及粘合剂的涂布液形成。作为颜料,从染料的固定性、透明性、印字浓度、发色性及光泽性考虑,含有氧化铝水合物作为主成分者是优选的,但也可以使用下述颜料。例如,作为无机颜料,可以举出轻质碳酸钙、重质碳酸钙、碳酸镁、高岭土、硅酸铝、硅藻土、硅酸钙、硅酸镁、合成非晶体二氧化硅、胶体二氧化硅、氧化铝、氢氧化镁等,作为有机颜料,可以举出苯乙烯类塑料颜料、丙烯酸类塑料颜料、聚乙烯粒子、微胶囊粒子、尿素树脂粒子、蜜胺树脂粒子等。
作为氧化铝水合物,例如,采用以下列通式(1)表示的化合物是优选的:
Al2O3-n(OH)2n·mH2O
(上式中,n表示1、2或3的任何一个数,m表示0~10,优选0~5范围的某个值,但m、n不能同时为0。mH2O,多数情况表示不涉及结晶晶格形成的可以脱离的水相,m可以是整数或不是整数的值。另外,当加热这种材料时,m可以达到0值)。
氧化铝水合物,一般采用美国专利第4242271号说明书、美国专利第4202870号说明书中记载的烷氧基铝水解或铝酸钠水解的方法、或特公昭57-447605号公报等中记载的往铝酸钠等水溶液中添加硫酸铝、氯化铝等水溶液进行中和的方法等公知的方法进行制造。作为本发明中优选的氧化铝水合物,可以举出X线衍射法分析、具有一水软铝石结构或非晶体的氧化铝水合物,特别是可以举出特开平7-232473号公报、特开平8-132731号公报、特开平9-66664号公报、特开平9-76628号公报等中记载的氧化铝水合物。
为了赋予记录介质表面以光泽性,在采用铆接法(リウエツト法)使油墨接受层处于湿润状态进行流延工序时,采用定向倾向小的平板状氧化铝水合物是优选的。平板状氧化铝水合物,由于吸水性好故再湿液易于渗透,膨润油墨接受层,易引起氧化铝水合物粒子的再定向。因此,可以得到高光泽性。另外,由于再湿液的有效渗透,故流延时的生产效率也变高。
在本发明中,油墨接受层形成用涂布液中使用的粘合剂,采用聚乙烯醇。作为聚乙烯醇的含量,相对于氧化铝水合物达到5~20质量%是优选的。作为本发明油墨接受层形成时使用的粘合剂,可以并用上述聚乙烯醇,也可以采用公知的粘合剂。
在上述形成的油墨接受层的形成材料中,可以含有选自硼酸及硼酸盐的1种以上化合物,从油墨接受层的形成考虑是极有效的。作为此时使用的硼酸,不仅原硼酸(H3BO3),而且可以举出偏硼酸及次硼酸等。作为硼酸盐,上述硼酸的水溶性盐是优选的,具体的可以举出,例如硼酸的钠盐(Na2B4O7·10H2O、NaBO2·4H2O等)以及钾盐(K2B4O7·5H2O、KBO2等)等碱金属盐;硼酸的铵盐(NH4B4O9·3H2O、NH4BO2等);硼酸的镁盐及钙盐等碱土类金属盐。
从涂布液的经时稳定性及裂纹发生的抑制效果方面考虑,采用原硼酸是优选的。还有,作为其用量,相对于油墨接受层中的聚乙烯醇,硼酸的固体成分在1.0~15.0质量%的范围内使用是优选的。即使在该范围内,也必须根据制造条件等选择不发生裂纹的情况。还有,当超过上述范围时,由于涂布液的经时稳定性下降,是不优选的。即,在生产制造时,由于涂布液长时间使用,当硼酸含量多时,其间涂布液粘度上升或产生凝胶化物,故必须频繁进行涂布液的更换及涂布头的清扫等,生产性显著下降。另外,当超出上述范围时,由于下述第1及第2表面处理同样的理由,在流延工序,容易产生点状表面(流延面)的缺陷,有时得不到均匀的良好光泽面。
上述形成的油墨接受层,从达到高吸收性、高固定性等目的及效果方面考虑,其细孔物性满足下列条件者是优选的。首先,油墨接受层的细孔容积达到0.1~1.0cm3/g的范围是优选的。即,当细孔容积不在上述范围时,则得不到充分的油墨吸收性,变成油墨吸收性差的油墨接受层,根据情况,有发生油墨溢出、渗入图像之虑。另一方面,当超出上述范围时,油墨接受层有易发生裂纹及落粉的倾向。还有,油墨接受层的BET比表面积,达到20~450m2/g是优选的。当不在上述范围时,得不到充分的光泽性,或由于光雾的增加(由于透明性降低),图像有产生泛白之虑。另外,在这种情况下,还有油墨中的染料吸收性发生下降之虑,是不理想的。另一方面,当超出上述范围时,油墨接受层易产生裂纹,是不理想的。还有,细孔容积、BET比表面积的值,可用氮气吸附脱离法求出。
另外,形成油墨接受层时,采用本发明的制造方法,油墨接受层的厚度与原来的相比,自由度增加,即可以达到原来以上的厚度。从高油墨吸收性考虑,其干燥涂布量达到30~50g/m2是优选的。当不在上述范围时,特别是在青色、品红、黄色3色油墨中,除黑色油墨外,还添加多种淡色油墨后用于印刷时,得不到充分的油墨吸收性,即发生油墨溢出、渗色或油墨染料扩散至基材、印字浓度下降等,是不理想的。另一方面,当超出上述范围时,有裂纹的发生不能抑制之虑。另外,当大于30g/m2时,即使在高温高湿环境下,也可以得到呈现油墨吸收性的油墨接受层,是优选的,当干燥涂布量在50g/m2以下时,油墨接受层的涂布斑驳难以生成,可以制造稳定厚度的油墨接受层。
本发明的第1、第2表面处理工序中使用的涂布液中所含的硼酸、硼酸盐,可以采用作为上述油墨接受层材料中使用的同样的材料。特别是从裂纹发生的抑制效果考虑,含有四硼酸钠(硼砂)者是优选的。
上述说明的油墨接受层、表面处理工序中的各涂布液的涂布,为了得到上述适当涂布量,可适当选择采用,例如各种刮刀涂布机、辊涂布机、气刀涂布机、棒式涂布机、棒式刮刀涂布机、帘式涂布机、凹印涂布机、挤压涂布式涂布机;滑动戽斗式涂布机、上浆挤压机等各种涂布装置,用纸上涂布、纸外涂布进行涂布。在涂布时,为了调节涂布液的粘度等,既可以加热涂布液,也可以加热涂布头。
涂布后的干燥,例如,可以适当选择采用直线隧道干燥机、拱型干燥机、空气循环干燥机、正弦曲线式空气流干燥机等热风干燥机;红外线、加热干燥机、利用微波等的干燥机等。
在按上法形成油墨接受层后,可用流延法在油墨接受层表面形成光泽面。对其制造方法进行说明。
所谓流延法,系把处于湿润状态或具有塑性的状态的油墨接受层,压粘在加热过的镜面状滚筒(流延滚筒)的面上,在压接的状态下进行干燥,将该镜面复制到油墨接受层表面上的方法,作为代表性的方法,有直接法、铆接法(间接法)、凝固法等3种方法。
这些流延法,任何一种均可以采用,如上所述,在本发明中,记录介质的油墨接受层采用氧化铝水合物是优选的,在这种情况下,特别是采用铆接流延法,可以得到高光泽性,是更优选的。
在本发明的这种记录介质的制造方法中,还在基材背面(形成油墨接受层侧的相反面)增加形成内面层的工序,制造具有内面层的记录介质也可。形成的内面层,在印字前及印字后,对降低生成的卷曲是有效的。
从发生卷曲的抑制效果考虑,在吸湿时,基材表面侧的底涂层及/或油墨接受层发生同样的收缩者是优选的,采用这些层和同***的颜料及粘合剂者是优选的。特别是,采用与作为厚层的油墨接受层的形成材料同***的颜料或粘合剂是更优选的。内面层的形成,也可在第1表面处理前、后,油墨接受层形成后,或流延工序后的任何一种情况进行。
另外,在制造本发明的记录介质时,可根据需要,也可在上述内面层和基材之间设置上述底涂层等另一层。此时,在背面侧形成光泽面也可,可以得到正背两面具有光泽面的记录介质。还有,只要对内面层,或内面层及/或另一层赋予印字性能则也可以两面印字。
另外,设置内面层时,为了抑制油墨接受层同样的裂纹,在基材的背面侧进行上述第1表面处理/第2表面处理/内面层形成,即第1表面处理后进行第2表面处理,在保持基材湿润状态期间进行内面层用涂布液的涂布,干燥也可。但是,视情况(即,根据内面层的裂纹情况),有时也可仅进行第1、第2表面处理的任何一种。上述制造的记录介质的构成,作为优选的1例,可用图3的断面模式图表示。即,由原纸1;含颜料、粘合剂等的底涂层2,底涂层3;含硼砂的涂布液涂布、干燥的表面处理4;含硼砂的涂布液涂布、干燥的表面处理5;通过该表面处理,在底涂层/原纸保持湿润状态期间进行涂布、干燥而形成的油墨接受层6(含氧化铝水合物、聚乙烯醇、硼酸等);含颜料、粘合剂等的内面层7而构成。
该记录介质及上述图1、图2中,上述油墨接受层具有:上述粘合剂用第1交联剂进行交联,形成和上述颜料相对均匀的第1层区域;上述粘合剂用第2交联剂进行交联,形成比第1层区域交联度大的第2层区域;上述第1层区域比上述第2层区域更位于上述油墨记录面侧。这是新型的记录介质,由于可以防止上述粘合剂的损失并且通过采用交联度大的交联粘合剂的凝聚颜料,细孔也可以稳定的在第2层区域内形成,所以,当适当吸收油墨接受层中的记录油墨时,油墨在油墨接受层中不向周边扩散,可形成鲜明的图像。
该第2层区域内的交联度,由于粘合剂的交联得到实质上加强,所以,粘合剂在界面的分散状态均匀,不形成极度集中或极度不足的部分,防止粘合剂本体的无用通过,特别是界面具有凹凸时,可以期待粘合剂的固定效果。上述交联度可以作为上述第1、2交联剂具有的共同元素(例如,硼元素“B”)的,分别在上述第1、2层区域中含有的共同元素的相对量差、数量比(例如,2倍以上)的判断。另外,作为其具体的材料及制造方法,可以举出形成上述记录介质的材料及制造方法,把作为上述颜料的氧化铝水合物和作为上述粘合剂的聚乙烯醇和作为上述第1交联剂的原硼酸溶解混合成的涂布液,在含有用于形成上述第2层区域的上述第2交联剂的四硼酸盐的润滑表面上涂布,形成上述记录介质。另外,在该涂布液中,上述原硼酸的每单位面积含量,作为实用例可以举出比上述湿润表面中含有的四硼酸钠的每单位面积含量少的例子。
在这里,含有保持至少1种油墨的色料、同时根据pH显示粘度变化的颜料、该颜料的粘合剂的油墨接受层,在油墨记录面侧具有记录介质,其特征在于,上述油墨接受层具有:采用把上述颜料保持在低粘度的pH的第1交联剂使上述粘合剂进行交联的第1层区域;把上述颜料保持在高粘度的pH的第2交联剂使上述粘合剂进行交联的第2层区域;上述第1层区域比第2层区域更位于上述油墨记录面侧。这是由于通过构成油墨接受层的上述颜料和上述第1、2交联剂的关系,使pH变化,通过颜料的高粘度化和用交联剂进行交联,与粘合剂形成合理的上述第2层,通过形成优良的细孔分布和不损失的进行交联的粘合剂,适当吸收油墨接受层中的记录油墨,同时油墨在油墨接受层中不向周边扩散,从而形成更鲜明的图像。上述第2层区域,比采用上述第2交联剂的上述第1层区域交联度大,即使向油墨接受层供给油墨也可以抑制整个层的膨润,从而抑制图像变化。作为这些制造方法,通过采用“上述颜料是在相对低的pH值的低粘度变成相对高的pH值的高粘度的颜料,上述第2层区域是溶解混合上述颜料和上述粘合剂和上述第1交联剂所形成的pH值低的涂布液涂布在含有上述第2交联剂的pH值高的湿润表面而形成的”,借此可以确实地制造上述记录介质。
以上述第1层区域比第2层区域更位于上述油墨接受层侧,同时pH值大为特征的记录介质,类似于上述第2发明,但可以利用颜料特性,促进通过上述交联剂的粘合剂交联及颜料的凝聚,同时用交联的粘合剂达到集结,由于具有通过颜料使细孔大小均匀的油墨接受层,故显示油墨接受在厚度方向产生稳定的渗透分布,另外,适当吸收记录油墨,同时在油墨接受层中油墨及色料不向周边扩散,可形成极鲜明的图像。特别是,利用上述液-液接触界面的反应速度或反应状态,可以防止上述涂布液中的粘合剂在被涂布面侧的损失,达到上述涂布液中的某些溶剂的有效去除,所以,“上述油墨接受层是,把作为上述颜料的氧化铝水合物和作为上述粘合剂的聚乙烯醇和作为上述第1交联剂的硼酸溶解混合成的涂布液,在含有用于形成上述第2层区域的上述第2交联剂的四硼酸盐的润滑表面上涂布形成”是优选的。另外,由于具有不同的交联度,上述涂布液中所含的上述原硼酸的每单位面积含量比上述润滑表面中含有的上述四硼酸钠的单位面积含量少,或者,更优选的是上述颜料为氧化铝水合物,上述粘合剂为聚乙烯醇,上述第1、2交联剂含有共同元素硼元素“B”,上述第2层区域中含有的硼元素“B”量为上述第1层区域含有的硼元素“B”量的2倍以上。
在图1、2制造方法中,具有把含有上述颜料和上述粘合剂及使上述粘合剂交联的第1交联剂的涂布液,在含有使上述粘合剂交联的第2交联剂的湿润表面上进行涂布的工序,用该涂布液内的该第1交联剂的交联反应促进该涂布液和该湿润表面的接触界面的第2交联剂的交联反应。这是由于利用上述液-液接触界面的反应速度或反应状态,防止上述涂布液内的粘合剂在被涂布面侧的损失,制造具有稳定性能的记录介质。结果是在油墨接受层中,可以形成:上述粘合剂用上述第1交联剂进行交联,形成与上述颜料相对均匀的第1层区域;上述粘合剂用第2交联剂进行交联,达到比第1层区域交联度大的第2层区域。更优选的是,除上述构成外,通过“上述颜料是根据pH显示粘度变化的颜料,上述第1交联剂是赋予上述颜料保持低粘度pH的交联剂,上述第2交联剂是赋予上述颜料保持高粘度pH的交联剂,使上述接触界面发生pH变化,产生颜料凝聚及上述粘合剂交联的记录介质的制造方法”,也可同时控制颜料凝聚。在这里,“上述第2交联剂,比使上述粘合剂交联的第1交联剂的交联反应优良”,“上述涂布液中所含的上述第1交联剂的每单位面积含量,比上述湿润表面中所含的上述第2交联剂的每单位面积含量少”,或“上述颜料为氧化铝水合物,上述粘合剂为聚乙烯醇,上述第1、2交联剂含有共同元素硼元素“B”,上述第2层区域中含有的硼元素“B”量为上述第1层区域含有的硼元素“B”量的2倍以上”。
在上述本发明中,用于溶解上述涂布液的溶剂(PVA时是水(优选的对氧化铝粉尘对策为纯水))等液体成分,在上述交联反应时可从涂布液中排除,故是优选的,上述记录介质,作为用于支撑上述油墨接受层的基材,也可是具有可以渗透上述涂布液液体成分的多孔体(纸、纸浆、多孔体层等)。此外,为了提高对油墨接受层基材的粘合性及强度(固定效果),对上述涂布液来说,上述湿润表面优选具有凹部的不均匀面,上述粘合剂在凹部内发生交联。
实施例
下面举出实施例及比较例更详细地说明本发明,但本发明不受这些实施例的限定。
首先,说明本发明中使用的各种物性值测定方法及评价方法。
<施胶度>
把记录介质裁成A4尺寸,分别取5张于气温23℃及湿度50%条件下放置2小时以上,然后,按照JIS P 8132进行每张施胶度测定,作为5张平均值求出。
<透气度>
于上述施胶度测定时同样的状态放置后,按照JIS P 8177进行每张测定,作为5张平均值求出。
<贝克平滑度>
于上述施胶度测定时同样的状态放置后,按照JIS P 8119进行每张测定,作为5张平均值求出。
<格利刚度>
于上述施胶度测定时同样的状态放置后,按照J.Tappi No.40进行每张纵向测定,作为5张平均值求出。
<BET比表面积、细孔容积>
把氧化铝水合物进行充分加热脱气后,采用氮气吸附脱离法的装置(カンタクロ一ム公司制造,オ一トソ一ブ1)进行测定。
BET比表面积的计算,采用Brunauer等的方法(参照J.Am.Chem.Soc.,60卷,309,1938年)。
细孔容积的计算,采用Ba r re t t等的方法(参照J.Am.Chem.Soc.,73卷,373,1951年)。
<裂纹的发生>
把记录介质裁成A4尺寸,目视观察5张,进行4个等级评价。其评价标准如下所示:
4:完全未发现裂纹的发生,良好。
3:观察到少量裂纹发生
2:观察到裂纹发生,比评价标准3中多
1:观察到大量裂纹发生
<图像浓度>
采用BJF900(佳能公司制造),印刷黑色的3cm四方的100%印字部,用麦克贝斯反射浓度计(商品名:RD-918,Kollmorgen Corporation公司制造)测定印字部。
<光泽度>
按照JIS Z 8741,用光泽度计(商品名:VG2000,日本电色工业(公司)制造),测定20度的镜面光泽度。
<油墨吸收性>
采用BJF900(佳能公司制造),把单色的黄色、品红、蓝、黑等3cm四方的各100%的印字部;作为2次色的红(黄100%和品红100%的2次色)、蓝(品红100%和蓝100%的2次色)、绿(黄100%和蓝100%的2次色),分别印刷3cm四方的各100%印字部。然后,肉眼观察印字部并通过指触进行4等级评价。其评价标准如下所示:
4:印字后不久,2次色图像完全不附着在指上
3:印字后不久,2次色图像极少量的油墨溢出但在短时间被吸收,并且印字后,全部单色图像的油墨不附着在指上
2:印字后不久,2次色图像少量的油墨溢出但比评价3的吸收时间长,并且印字后,全部单色图像的油墨不附着在指上
1:印字后不久,任何单色图像的油墨均附着在指上
<表面性>
肉眼观察5张油墨接受层表面,进行3个等级评价。其评价标准如下所示:
3:质感均匀、良好
2:因肉眼观察角度而出现斑驳,或观察到细小的点状缺陷
1:肉眼观察出现斑驳,比评价2的明显,或观察到比评价2明显多的细小的点状缺陷
实施例1
首先,制作下列基材。向滤水度450ml CSF(Canadian StandaradFreeness)的阔叶树漂白牛皮纸浆(LBKP)80质量份、滤水度480ml CSF的针叶树漂白牛皮纸浆(NBKP)20质量份构成的纸浆料中,添加阳离子化淀粉0.60质量份、重质碳酸钙10质量份、轻质碳酸钙15质量份、烷基酮二聚体0.10质量份、阳离子性聚丙烯酰胺0.03质量份,配制成纸料后,用长网抄纸机抄制,进行3段湿压,用多筒式干燥机进行干燥。然后,用上浆挤压装置浸渍、干燥,使氧化淀粉水溶液固体成分达到1.0g/m2后进行压延机加工,得到基重155g/m2后、施胶度100秒、透气度50秒、贝克平滑度30秒、格利刚度11.0mN的基材。
其次,在上述得到的基材上按下法形成底涂层。首先,配制下列组合物作为用于形成底涂层的涂布液:在高岭土(ウルトラホワイト90,Enge lhard公司制造)/氧化锌/氢氧化铝以重量比65/10/25构成的上浆100质量份和市售的聚丙烯酸类分散剂0.1质量份构成的固体成分浓度70%浆液中,添加市售的聚苯乙烯-丁二烯类胶乳7质量份,得到固体成分达到60%的组合物。然后,把该组合物用刮刀涂布机在基材的两面涂布,进行干燥。然后,进行压延机加工(线压150kgf/cm2),得到基重185g/m2、施胶度300秒、透气度3000秒、贝克平滑度200秒、格利刚度11.5mN的带底涂层基材。带底涂层基材的白度,对裁断成A4大小的5张样品分别进行测定,作为平均值求出。结果是L*:95、a*:0、b*:-2(作为J I S Z 8729的色相求出)。
对上面得到的底涂层,进行由下列第1及第2的两个工序构成的表面处理。首先,在第1表面处理工序中,加热至30℃,用5%的硼砂水溶液作为涂布液,把该涂布液用帘式涂布机,以每分60m在底涂层上涂布,使干燥涂布量达到0.4g/m2。然后于60℃把涂布液干燥、固化。
其次,在第2表面处理工序中,与上述第1表面处理工序同样,用加热至30℃的5%的硼砂水溶液,用气刀涂布机,以每分30m进行涂布,使该涂布液达到湿涂布量10g/m2(干燥时的涂布量为0.5g/m2)。肉眼观察的结果是,该涂布量用上述第2表面处理工序在底涂层上附着的涂布液未发生溢出,处于正好浸渍的状态。
其次,形成的油墨接受层,在上述第2表面处理工序涂布后,即涂布液全部浸渍在底涂层,立即直接在底涂层上形成油墨接受层。形成此时的油墨接受层所用的涂布液及涂布方法等如下所述。
把作为氧化铝水合物A的Disperal HP13(サソ一ル公司制造)分散在水中(作为对氧化铝的粉尘对策,优选纯水),使固体成分达到5质量%。然后,往其中加盐酸,把pH值调整至4,搅拌一会儿。然后,边搅拌该分散液边升温至95℃,在该温度保持4小时。然后,直接用保持在该温度的苛性钠调节pH值至10,搅拌10小时后,把分散液的温度降至室温,调节pH值至7~8。再进行脱盐处理,接着,添加醋酸进行解胶处理,得到胶体溶胶。干燥该胶体溶胶,得到的氧化铝水合物B用X线分析,测定的结果显示一水软铝石的结构(拟一水软铝石)。还有,此时的BET比表面积为143g/m2、细孔容积为0.8cm3/g,电子显微镜观察为平板状。
另一方面,把聚乙烯醇PVA 117(クラレ公司制造)溶在水中(作为对氧化铝的粉尘对策,优选纯水),得到使固体成分达到9质量%的水溶液。然后,把上述配制的氧化铝水合物B胶体溶胶浓缩,制成22.5质量%的分散液,往氧化铝水合物B胶体溶胶添加3%硼酸水溶液,使换算成硼酸固体成分达到0.50质量%。然后,把得到的含硼酸的氧化铝水合物分散液和先前配制的聚乙烯醇水溶液,用静态混合机进行混合,使氧化铝水合物固体成分和聚乙烯醇固体成分之比达到100∶8,然后不久,将其作为油墨接受层用涂布液,用模头涂布机以每分30m进行涂布,使干燥涂布量达到35g/m2。并且于170℃干燥,形成油墨接受层。
其次,所谓在基材上设置油墨接受层,是在另一侧面的底涂层上按下法形成内面层。把作为氧化铝水合物的Di s pera 1HP13/2(サソ一ル公司制造)分散在水中(作为对氧化铝的粉尘对策,优选纯水),使固体成分达到18质量%。然后,进行离心分离处理。把该分散液和用于油墨接受层形成形成的同样的聚乙烯醇水溶液,用静态混合机进行混合后使氧化铝水合物和聚乙烯醇固体成分之比达到100∶9,立即再用模头涂布机以每分钟35m进行涂布,使干燥涂布量达到23g/m2。然后于170℃干燥,形成内面层,得到本实施例的记录介质。
在这里含在第1层区域的硼元素“B”的量为2.61×10-3摩尔/m2,第2层区域为9.94×10-3摩尔/m2,故第2层区域所含的硼元素“B”的量为第1层区域的硼元素“B”的量的3.8倍。还有,第1层区域所含的硼元素“B”的量,从下式计算:
(油墨接受层干燥涂布量:35)×(硼酸量:22.5×0.5%)/{(硼酸量:22.5×0.5%)+(PVA量:22.5×8/100)+(氧化铝水合物量:22.5)}=0.16g/m2
0.16/(硼酸1摩尔分子量:61.8)=2.61×10-3摩尔/m2,另外,第2层区域所含的硼元素“B”的量,从下式计算:
{(第2表面处理的干燥涂布量:0.5)/(硼砂1摩尔分子量:201.2)}×(硼砂每1摩尔的B的摩尔数:4)=9.94×10-3摩尔/m2
在这里,硼砂1摩尔分子量,由于是硼砂对底涂层的浸渍状态,即不是干燥状态,所以,硼砂作为Na2B4O7进行计算。
实施例2
对实施例1的油墨接受层表面,用下列铆接流延法形成光泽面。首先,把作为再湿液的水在原基板上均匀附着,使油墨接受层湿润,直接将该湿润状态,以每分30m,压粘在具有加热至100℃的镜面的流延滚筒上进行干燥,得到本实施例的记录介质。油墨接受层表面的光泽度为32%。
实施例3
除了用下列形成的含有二氧化硅的油墨接受层代替实施例1中形成的含氧化铝水合物的油墨接受层以外,与实施例1同样操作,得到本实施例的记录介质。油墨接受层用的涂布液中所用的组合物,是由平均粒径80nm的阳离子性胶体二氧化硅(商品名:スノ一テツクスAK-ZL,日产化学工业公司制造)100质量份、市售的非离子性丙烯酸乳化液3质量份、实施例1中使用的同样的聚乙烯醇7质量份构成。把该组合物调整使固体成分浓度达到25%,用辊筒涂布机进行涂布,使干燥涂布量达到30g/m2,然后,进行干燥。其他工序与实施例1同样进行,得到本实施例的记录介质。
实施例4
除了把实施例1中使用的氧水铝水合物变成下列氧水铝水合物C以外,与实施例1同样操作,得到本实施例的记录介质。
氧水铝水合物C:首先,按照美国专利说明书第4242271号中记载的方法制造十二烷氧基铝。然后,按照美国专利说明书第4202870号中记载的方法使上述十二烷氧基铝水解,制造氧化铝浆液。然后,向该氧化铝浆液加水使氧化铝水合物固体成分达到7.9%。该氧化铝浆液的pH值为9.5。添加3.9%硝酸溶液,调整pH值,用高压釜加温进行熟化,得到下列物性。把该胶体溶胶于75℃进行喷雾干燥,得到氧化铝水合物C。该氧化铝水合物C用X衍射分析,测定的结果是非晶体。另外,此时的BET比表面积是195g/m2、细孔容积是0.75cm3/g,电子显微镜观察是平板状。
实施例5
除了不进行实施例1的第1表面处理工序以外,与实施例1同样操作,得到记录介质。
比较例1
除了不进行实施例1的第2表面处理工序以外,与实施例1同样操作,得到记录介质。
比较例2
除了不进行实施例1的第1、2表面处理工序以外,与实施例1同样操作,得到记录介质。
比较例3
在实施例1的第2表面处理工序中,把含硼砂的涂布液于60℃进行干燥固化以外,与实施例1同样操作,得到记录介质。
关于上述实施例1~5、比较例1~3得到的各记录介质,用上述方法及基准进行评价。结果汇总于表1。
表1
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 比较例1 | 比较例2 | 比较例3 | |
裂纹 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 1 | 2 |
表面性 | 3 | 3 | 3 | 3 | 2 | 1 | 1 | 1 |
油墨吸收性 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 3 | 2 | 3 |
图像浓度 | 2.01 | 2.05 | 1.9 | 2.07 | 2.05 | 2.05 | 2.11 | 2.01 |
由上述实施例可知,作为交联特性,硼砂盐比原硼酸优良,其量与干燥后的量也有差异,作为颜料的氧化铝水合物,是在pH7附近显示急剧的粘度变化,在酸性侧呈低粘度,在碱性侧呈高粘度特性的颜料。还有,上述硼砂盐水溶液呈碱性,上述原硼酸水溶液呈酸性。此外,用于形成该油墨接受层的涂布液为酸性,可溶解氧化铝水合物,在上述液-液界面的反应,由于在pH7附近发生变化,故上述PVA的交联反应确实进行,同时发生氧化铝水合物的增粘化和凝聚,作为溶剂的水(作为对氧化铝的粉尘对策,优选为纯水),与作为粘合剂的PVA分离,浸渍入基材。另外,在上述形成的油墨接受层的断面中,当进行pH测定时,本发明涉及的第1层区域(例如表面)是pH6.2~pH6.4,而上述第2层区域在pH6.8附近。如上所述,在这些实施例中,可以实施本发明的各个发明,发挥上述效果。
本发明即使在喷墨记录方式中,采用起泡喷射方式的记录头,在记录装置中,作为采用喷墨记录形成图像的记录介质,借此可更进一步提高本发明的效果。关于其代表性的结构及原理,例如,采用美国专利第4723129号说明书、美国专利第4740796号说明书中公开的基本原理是优选的。其方式,所谓按需型、连续型的任何一种均适用,特别是在按需型的情况,在保持油墨的片或对应于液路配置的电热变换体,通过施加对应于记录信息的超过核沸腾的温度急剧上升的至少一种驱动信号,在电热变换体上发生热能,使记录头的热作用面发生膜沸腾,结果是该驱动信号一对一对应,在油墨内形成气泡,所以是有效的。通过该气泡的成长、收缩,通过从喷口喷出油墨,至少形成一滴。当该驱动信号为脉冲型时,由于进行即时适当的气泡的成长收缩,故可达到应答性特别优良的油墨喷出,故是更优选的。作为该脉冲形状的驱动信号,美国专利第4463359号说明书、美国专利第4345262号说明书中记载的是优选的。还有,当采用上述热作用面的温度上升率涉及的发明的美国专利第4313124号说明书中记载的条件时,可进行更优良的记录。
如上所述,本发明提供一种涂布液中的粘合剂位于凝聚开始的颜料周围,在涂布液中,使该颜料粘接的机理,尽量保持涂布液中的混合状态的是重要的第1发现,以及即使在记录介质中,由于该粘合剂的存在状况的不均匀,形成油墨的极度吸收、浓度下降的部分,反之,由于使油墨的吸收性下降、油墨溢流引起图像质量的下降,故粘合剂在油墨接受层中的分布均匀化是重要的的第2个发现,对上述新型的各课题,通过上述各发明而解决,所以,可以得到油墨的吸收性、发色性优良的,保持油墨接受层的所希望的特性的记录介质,并且提供一种生产性良好的记录介质制造方法。
Claims (22)
1.记录介质,该记录介质是在油墨记录面侧具有油墨接受层,该油墨接受层至少含有用于保持油墨色料的颜料和该颜料的粘合剂,其特征在于,所述油墨接受层是在该油墨接受层内具有:
通过第1交联剂把所述粘合剂加以交联,形成所述粘合剂相对所述颜料均匀分布的第1层区域,和
通过第2交联剂把所述粘合剂加以交联,形成比第1层区域交联度大的第2层区域;
所述第1层区域比所述第2层区域更位于所述油墨记录面侧。
2.按照权利要求1中所述的记录介质,其中,所述颜料是氧化铝水合物,所述粘合剂是聚乙烯醇,所述第1、第2交联剂含有的同一种元素为硼元素“B”,所述第2层区域中所含的硼元素“B”的量是所述第1层区域中所含的硼元素“B”的量2倍以上,其中,硼元素“B”的量的单位是摩尔/m2。
3.按照权利要求1中所述的记录介质,其特征在于,所述油墨接受层是把作为至少用于形成第1层区域的所述颜料的氧化铝水合物、作为所述粘合剂的聚乙烯醇、作为所述第1交联剂的原硼酸溶解混合形成的涂布液,在含有用于形成所述第2层区域的作为第2交联剂的四硼酸盐的湿润表面上涂布而形成的。
4.按照权利要求1~3中任何一项所述的记录介质,其中,所述油墨接受层在30g/m2以上。
5.记录介质,该介质是在油墨记录面侧具有油墨接受层,该油墨接受层至少含有用于保持油墨色料的、同时根据pH显示粘度变化的颜料和该颜料的粘合剂,其特征在于,所述油墨接受层具有第1层区域和第2层区域,其中第1层区域是通过第1交联剂使所述粘合剂加以交联的,且第1层区域的pH把所述颜料保持在低粘度,第2层区域是通过第2交联剂使所述粘合剂加以交联的,且第2层区域的pH把所述颜料保持在高粘度;所述第1层区域比所述第2层区域更位于所述油墨记录面侧。
6.按照权利要求5中所述的记录介质,其特征在于,通过用所述第2交联剂的所述第2层区域比第1层区域交联度大。
7.按照权利要求6中所述的记录介质,其中,所述颜料是在相对低的pH的低粘度变至相对高的pH的高粘度的颜料,所述第1层区域是把所述颜料和所述粘合剂和所述第1交联剂溶解混合成的pH低的涂布液,在含有所述第2交联剂的pH高的湿润表面上涂布而形成的。
8.记录介质,该介质是油墨记录面侧具有油墨接受层,该层含有用于至少保持油墨色料的在相对低的pH的低粘度变至相对高的pH的高粘度的颜料和该颜料的粘合剂的记录介质;其特征在于,所述油墨接受层具有第1层区域和第2层区域,其中第1层区域是通过第1交联剂使所述粘合剂加以交联的,且第1层区域的pH把所述颜料保持在低粘度,第2层区域是通过第2交联剂使所述粘合剂加以交联的,且第2层区域的pH把所述颜料保持在高粘度;所述第1层区域比所述第2层区域更位于所述油墨记录面侧,同时pH小。
9.按照权利要求8中所述的记录介质,其特征在于,是把作为至少用于形成第1层区域的所述颜料的氧化铝水合物、作为所述粘合剂的聚乙烯醇、作为所述第1交联剂的原硼酸溶解混合形成的涂布液,在含有用于形成所述第2层区域的作为第2交联剂的四硼酸盐的湿润表面上涂布而形成的。
10.按照权利要求9中所述的记录介质,其特征在于,所述颜料是氧化铝水合物,所述粘合剂是聚乙烯醇,所述第1、第2交联剂含有的同一种元素为硼元素“B”,所述第2层区域中所含的硼元素“B”的量是所述第1层区域中所含的硼元素“B”的量2倍以上,其中,硼元素“B”的量的单位是摩尔/m2。
11.按照权利要求9~10中任何一项所述的记录介质,其中,所述油墨接受层在30g/m2以上。
12.按照权利要求9所述的记录介质,其中,所述记录介质,作为用于支撑所述油墨接受层的基材是具有可以渗透所述涂布液的液体成分的多孔体的基材。
13.记录介质的制造方法,该记录介质具有油墨接受层,该油墨接受层含有颜料和该颜料的粘合剂,其特征在于,该方法具有:把具有所述颜料、所述粘合剂及使粘合剂交联的第1交联剂的涂布液,在含有使所述粘合剂交联的第2交联剂的湿润表面上涂布的工序,用该涂布液内的由第1交联剂引发的交联反应促进在该涂布液和该湿润表面的接触界面上的由第2交联剂引发的交联反应,其中,所述颜料是根据pH显示粘度变化的颜料,所述第1交联剂是赋予所述颜料保持低粘度的pH值的交联剂,所述第2交联剂是赋予所述颜料保持高粘度pH值的交联剂,在所述接触界面上使pH发生变化,产生颜料的凝聚和所述粘合剂的交联。
14.记录介质的制造方法,该记录介质具有油墨接受层,该油墨接受层含有在相对低pH值下显示低粘度、在相对高pH值下显示高粘度的颜料和该颜料的粘合剂,其特征在于,该方法具有:把具有所述颜料、所述粘合剂及使粘合剂交联的第1交联剂的同时呈所述低粘度的低pH值的涂布液,在含有使所述粘合剂交联的第2交联剂、同时呈所述高粘度的高pH值的湿润表面上进行涂布的工序。
15.按照权利要求13或14所述的记录介质的制造方法,其特征在于,所述湿润表面是构成所述记录介质的基材的含有所述第2交联剂的预处理液涂布后、干燥固化所形成的处理表面上,用含有所述第2交联剂的液体涂布的液面。
16.按照权利要求13或14所述的记录介质的制造方法,其特征在于,所述第2交联剂比使所述粘合剂交联的第1交联剂的交联反应优良。
17.按照权利要求13或14所述的记录介质的制造方法,其中,所述颜料是氧化铝水合物,所述粘合剂是聚乙烯醇,所述第1、第2交联剂含有的同一种元素为硼元素“B”,所述第2层区域中所含的硼元素“B”的量是所述第1层区域中所含的硼元素“B”的量2倍以上,其中,硼元素“B”的量的单位是摩尔/m2。
18.记录介质的制造方法,该记录介质具有油墨接受层,其特征在于,该方法具有:
把含有选自硼酸及硼酸盐的1种以上交联剂的第1涂布液进行涂布、干燥、固化的第1表面处理工序;
在该第1表面处理工序形成的固化面上,把含有选自硼酸及硼酸盐的1种以上的第2涂布液进行涂布的第2表面处理工序;和
在该第2涂布液保持湿润状态期间,用至少含有颜料、聚乙烯醇及选自硼酸及硼酸盐的1种以上的交联剂的第3涂布液进行涂布的工序。
19.按照权利要求18中所述的记录介质的制造方法,其中,所述颜料含氧化铝水合物,所述油墨接受层在30g/m2以上。
20.按照权利要求18或19中所述的记录介质的制造方法,其特征在于,所述制造方法具有:在涂布所述第3涂布液的工序后,把得到的油墨接受层进行流延的工序。
21.按照权利要求13、14、18或19中所述的记录介质的制造方法,其特征在于,所述记录介质,作为用于支撑所述油墨接受层的基材是具有可以渗透所述涂布液的液体成分的多孔体的基材。
22.按照权利要求13、14、18或19中所述的记录介质的制造方法,其特征在于,所述湿润表面不是均匀面,对所述涂布液来说具有凹部,在该凹部内使所述粘合剂交联。
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