JP2005523183A - コロイド状シリカ含有コーティング用組成物およびこれから製造した光沢のあるインクジェット記録用シート - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、支持体とこれの上に位置する少なくとも1層の塗膜層を含んで成るインクジェット記録用シートを提供し、ここでは、前記塗膜にカチオン性コロイド状シリカの固体と結合剤の固体を少なくとも1:1の重量比で含有させかつ前記少なくとも1層の塗膜が60゜で少なくとも30の鏡面光沢(specular gloss)を示すようにする。上述したカチオン性シリカは多分散粒径分布(polydispersed particle size distribution)を示し、好適には約1から300ナノメートルの範囲の平均粒径を有する。このカチオン性シリカの調製は、多分散コロイド状シリカ(polydispersed colloidal silica)をシラノール基に反応性を示す官能基と正電荷を有する官能基を含有する有機化合物、例えばアミノシランなどと反応させることで実施可能である。前記塗膜にまたインクジェット記録用シートの調製で典型的に用いられる結合剤(binders)も含有させる。
(a)正味正電荷を有するカチオン性の多分散コロイド状シリカ、および
(b)結合剤
を含んで成り、ここでは、(a)のシリカ固体と(b)の結合剤固体を少なくとも1:1の重量比で存在させる。
(発明の詳細な説明)
用語「コロイド状シリカ」または「コロイド状シリカゾル」は、分散液またはゾルに由来する粒子を意味し、その粒子は比較的長時間に渡って分散液から沈降しない。そのような粒子の大きさは典型的に1ミクロン未満である。平均粒径が約1から約300ナノメートルの範囲のコロイド状シリカおよびこれの製造方法は本技術分野で良く知られている。米国特許第2,244,325号、2,574,902号、2,577,484号、2,577,485号、2,631,134号、2,750,345号、2,892,797号、3,012,972号および3,440,174号(これらの内容は引用することによって本明細書に組み入れられる)を参照のこと。本発明では、平均粒径が15から100ナノメートルの範囲のコロイド状シリカがより好適である。コロイド状シリカが示す表面積(BETで測定した時の)は9から約2700m2/gの範囲であり得る。
で表される。好適には、n=0、R1、R2およびR3は各々炭素原子数が1から3のアルコキシ基であり、そしてR5およびR5は水素である。このようなアミノシラン化合物には、前記式Iに従うアミノシラン化合物の高純度製品または混合物が含まれ得る。
式1. SiO2/アルカリ金属≧AW(−0.013*SSA+9)
に従う。
(説明的実施例)
以下に挙げそして/またはこの上に示したパラメーターは以下に示す如く測定したパラメーターである。
前記色の各々に関して色の均一性とにじみを評価した。この2つの評価を組み合わせた等級付けは下記の通りである:
優秀=あらゆる色が均一に見えて印刷領域の外側ににじみがない。
良好=色が完全には均一ではなくて前記色ブロックの中の少なくとも1つににじみが存在する。
劣悪=色が均一に見えなくて少なくとも1つの色にインク溜まりが存在し、またひどいにじみもある。
MartinwerksのMartoxin(商標)GL3(SSA=332m2/g)であるアルミナに解膠を製造業者の手順に従って受けさせた。Martoxin(商標)GL3粉末を脱イオン(DI)水に固体濃度が15%になるように添加して5分間撹拌した。次に、酢酸を用いてpHを4.5に調整した後のスラリーを更に10分間撹拌した。最後に酢酸を用いてpHを再び4.5に調整した。この上で調製したコロイド状アルミナスラリーをビーカーに21.015g(15重量%)入れた。これにAirvol(商標)523(15.5重量%の溶液)であるポリビニルアルコールを4.85g加えた。次に、この混合物に0.19gのAgefloc(商標)B50染料媒染剤(50重量%)を0.768gの脱イオン水で希釈して加えた。湿った状態の膜を100ミクロンの厚みで付着させる番号8のロッドが用いられているTesting Machine Inc.(TMI)のKコントロールコーター(control coater)を用いて、E.I.Du Pont de Nemours & Co.のMelinex(商標)534ポリエステルである不透明な白色フィルムを前記の結果として得た調合物で100ミクロンの湿った状態の膜として覆った。その得た塗膜が60度で示した光沢は93%であった。印刷性は劣悪であった。
ビーカーにW.R.Grace & Co.−Conn.のLudox(商標)CL−P[固体量が40%でSSAが140で平均粒径が22nmでNa%(重量)=0.250でSiO2/Na=160]であるカチオン性コロイド状シリカを10.01g入れて、10.31gの脱イオン水で希釈した。これにAirvol(商標)523(15.5重量%の溶液)であるポリビニルアルコールを5.81g加えた後、Agefloc(商標)B50(50重量%)を0.22g加えた。実施例1に記述したようにして、前記の結果として得た調合物でポリエステルフィルムを覆った。その得た塗膜が60度で示した光沢は4%であった。
329gのLudox(商標)HS−40(W.R.Grace)、即ち平均粒径=12nmで比表面積=220m2/gでSiO2含有量が40.0%のコロイド状シリカに脱イオン水を84g加えた。この混合物を40−50℃に加熱した後、撹拌を行いながら水素形態のAmberlite(商標)IR−120 Plusカチオン交換樹脂をpHが2.5に降下するまで少しづつ加えた。撹拌と温度を1時間保持したが、この間にpHを2.5−3.0の範囲に維持する目的で樹脂を少量加えた。脱イオンされたコロイド状シリカゾルを前記樹脂から分離する目的で、その混合物を粗い濾紙に通して濾過した。その脱イオンされたコロイド状シリカゾルを撹拌しながらこれに1%の水酸化アンモニウム溶液を前記ゾルのpHが7.2−7.5の範囲に到達するまで滴下して加えた。
W.R.Grace & Co.−Conn.のLudox TM(50%シリカ)であるコロイド状シリカを500g用いて、これを6Nの塩酸で酸性にしてpH=4にした。別の容器の中で31.2gのDI水を30gの1N HClと混合した。これに3−アミノプロピルトリエトキシシランを6.25g滴下して加えた。このシランを全部加えた後、1NのHClでpHをpH=4に調整した。次に、この溶液を前記酸性にしておいたコロイド状シリカに加えた後、DI水を加えることで最終的なシリカ固体%を45%に調整した。
次に、この上に示した実施例の各々で得たコロイド状シリカゾルを密封型プラスチック製ボトルに入れて25℃で貯蔵することで各々の貯蔵安定性を評価した。その結果は下記の通りである:
実施例1
Martoxin GL3:解膠を受けさせた後の最終的スラリー(固体が15%)は約4日間は流体のままである。その後、この分散液の粘度が高くなった。
実施例2
Ludox CL−P(固体が40%):1年間貯蔵した後でも変化がないことが示される。
実施例3
脱イオンされたHS−40/アルミニウムクロロヒドロールで処理(固体が30%):この材料は少なくとも7カ月に渡って粒子サイズ成長に対して安定である。80/18/2(顔料/PVOH/カチオン)の配合を用いて得た光沢値はこの材料の老化に依存していた。新鮮な材料が示した光沢値は93%であったが、14日後のサンプルが示した光沢は28%のみであった。
実施例4
本発明のシラン化多分散シリカ(固体を基準にしてシランが2.5%)(固体が40%):この材料は少なくとも6カ月間に渡って安定であった。塗膜の光沢値は6カ月後でも80%以上のままである。
実施例5
シラン化Ludox TM(固体を基準にしてシランが2.5%)(固体が45%):この材料は〜43日後にゲル化する。
Claims (14)
- 支持体とこれの上に位置する少なくとも1層の塗膜層を含んで成るインクジェット記録用シートであって、前記少なくとも1層の塗膜層が(a)60゜で少なくとも30の鏡面光沢を示し、(b)正味正電荷を有するカチオン性多分散コロイド状シリカおよび(c)結合剤を含んで成っていて、前記コロイド状シリカの固体と結合剤の固体が少なくとも1:1の重量比で存在するインクジェット記録用シート。
- 前記コロイド状シリカの固体と結合剤の固体の比率が約6:4から約4:1の範囲である請求項1記載のインクジェット記録用シート。
- 前記コロイド状シリカが約1から約300ナノメートルの範囲の平均粒径を有する請求項1記載のインクジェット記録用シート。
- 前記コロイド状シリカが15から100nmの範囲の中央粒径を示しかつ粒子の少なくとも80%が少なくとも30ナノメートルから約70ナノメートル以下の大きさの範囲内にあるような粒径分布を示す請求項1記載のインクジェット記録用シート。
- 少なくとも1種の官能基が第一級アミン、第二級アミン、第三級アミンおよび第四級アミンから成る群から選択される請求項1記載のインクジェット記録用シート。
- 前記官能基がアミノでありそして前記アミノがシリカにアルキル連鎖を通して結合している請求項1記載のインクジェット記録用シート。
- コーティング用組成物であって、
(a)正電荷を有するカチオン性の多分散コロイド状シリカ、および
(b)結合剤
を含んで成っていて(a)のシリカ固体と(b)の結合剤固体が少なくとも1:1の重量比で存在するコーティング用組成物。 - (a)のシリカ固体と(b)の結合剤固体が約6:4から約4:1の範囲で存在する請求項7記載のコーティング用組成物。
- 前記コロイド状シリカが約1から約300ナノメートルの平均粒径を有する請求項7記載のコーティング用組成物。
- 前記コロイド状シリカが15から100nmの範囲の中央粒径を示しかつ粒子の少なくとも80%が少なくとも30ナノメートルから約70ナノメートル以下の大きさの範囲内にあるような粒径分布を示す請求項7記載のコーティング用組成物。
- 少なくとも1種の官能基が第一級アミン、第二級アミン、第三級アミンおよび第四級アミンから成る群から選択される請求項7記載のコーティング用組成物。
- 前記官能基がアミノでありそして前記アミノがシリカにアルキル連鎖を通して結合している請求項7記載のコーティング用組成物。
- 少なくとも1種の官能基が第一級アミン、第二級アミン、第三級アミンおよび第四級アミンから成る群から選択される請求項10記載のコーティング用組成物。
- 前記官能基がアミノでありそして前記アミノがシリカにアルキル連鎖を通して結合している請求項7記載のコーティング用組成物。
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