JP2011502825A - インクジェット記録要素 - Google Patents
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Abstract
Description
(a)アニオン性ヒュームドシリカの粒子と、ホウ素含有化合物を含む架橋剤により架橋された一次バインダーとして親水性ヒドロキシル含有ポリマーとを含む多孔質ベース層であって、当該多孔質ベース層の乾燥質量は10〜35g/m2であり、当該多孔質ベース層中の全固形分に対するバインダーの質量百分率は5.0%よりも高く、かつ、15.0%未満である多孔質ベース層;および
(b)前記ベース層の上方の、コロイドシリカの粒子および親水性バインダーを含み、1.0〜7.5g/m2の乾量を有する最上部の多孔質光沢層;
を有し、
コロイドシリカの粒子のメジアン一次粒子サイズが10nmから45nm未満であり、
アニオン性ヒュームドシリカの粒子およびアニオン性コロイドシリカの粒子が−15ミリボルト未満のゼータ電位を示す。
本明細書では用語「多孔質層」を、適用されたインクを、液体拡散というよりもむしろ実質的に毛管作用によって吸収することにより特徴付けられる層を定義するために用いる。多孔度は、粒子間の間隔により形成される細孔(pores)に基づくが、多孔度は粒子対バインダー比に左右されることがある。層の多孔度は、限界顔料体積濃度(CPVC)に基づいて推定することができる。支持体上に1つまたは2つ以上の多孔質層(好ましくは実質的に全ての層)を有するインクジェット記録要素を、たとえ支持体が多孔質ではなくても、「多孔質インクジェット記録要素」と呼ぶことができる。
(a)アニオン性ヒュームドシリカの粒子と、一次バインダーとして親水性のヒドロキシル含有ポリマーを含み、乾量が10〜35g/m2、好ましくは15〜25g/m2であり、親水性ヒドロキシル含有ポリマーがホウ素含有化合物を含む架橋剤により架橋されており、当該多孔質ベース層中の全固形分に対する全バインダーの質量百分率は5.0%よりも高く、かつ、15.0%未満、好ましくは12%未満、最も好ましくは10%未満である多孔質ベース層;および
(b)ベース層の上方の、アニオン性コロイドシリカの粒子および親水性バインダーを含み、1.0〜7.5g/m2の乾量を有する多孔質光沢層、ここで、アニオン性コロイドシリカの粒子のメジアン粒子サイズが10nmから45nm未満、好ましくは40nm未満、実施態様によっては都合のよい30nm未満、より好ましくは25nm未満である;
を含んで成るインクジェット記録要素に関する。
(a)支持体を用意する工程;
(b)支持体上に、
(i)ベース層用の第1のコーティング組成物、当該第1のコーティング組成物は、アニオン性ヒュームドシリカの粒子と、当該第1のコーティング組成物中に含まれない架橋性化合物により実質的に架橋されうる親水性バインダーを含む;および
(ii)光沢層用の第2のコーティング組成物、当該第2のコーティング組成物はアニオン性コロイドシリカの粒子とバインダーを含む;
の順序で、これらの組成物を同時にコーティングする工程;および
(c)工程(b)に先立って、支持体を、少なくともベース層中に拡散してベース層中の少なくとも親水性バインダーを実質的に架橋する架橋性化合物を含む下引き組成物で処理する工程;
を含み、ここで、ヒュームドシリカの粒子とコロイドシリカの粒子は、−15ミリボルト未満のゼータ電位を示し、第1および第2のコーティング組成物中の全固形分に対するバインダーの百分率が5質量%〜15.0質量%(15.0質量%を含まない)である。
両側にポリエチレン樹脂コーティングを有する紙を含む支持体を、全固形分0.6%で、ポリ(ビニルアルコール)(PVA,CELVOL 103)、スチレン−ブタジエンラテックス(DOW CP692NA)および四ホウ酸ナトリウムを1:1:2の比で含む水性組成物をコーティングすることによりその片側を処理し、乾燥させて0.32g/m2 の乾燥被覆量とした。
本発明は、コロイドシリカを含む最上部の光沢層を含む。比較のために、上記光沢層をコーティングする代わりに、インク受容性層の乾燥被覆量を対応する乾量分増加させたことを除いて、本発明の試料I−1におけるように比較用試料C−6を作製した。試料C−6およびI−1を例1におけるように評価した。結果を表2に示す。
本発明は、アニオン性ヒュームドシリカの粒子を含む多孔質ベース層を含む。トップコート被覆量を3.2g/m2に増加させ、下層中のヒュームドシリカを部分的にアニオン性コロイドシリカ(Grace Davison SYLOJET 4000A)に下記表3に記載する量で置き換えたことを除いて、本発明のコーティング試料I−1におけるように本発明の試料I−2、I−3およびI−3Aを作製した。試料を例1におけるように評価した。
光沢層のコーティング組成物を固形分15%に変え、レイダウンを変えたことを除き、例1におけるコーティング試料I−1についての手順に従って、一連のコーティングを作製した。コーティングの試料を例1におけるように評価した。試験結果を下記表4に示す。
光沢層のアニオン性コロイドシリカタイプのものの混合物を単一成分Grace Davison SYLOJET 4000Aに置き換え、光沢層中のゼラチンバインダーをポリ(ビニルアルコール)に置き換えたことを除き、例1におけるコーティング試料I−1についての手順に従って、一連のコーティングを調製した。光沢層におけるポリ(ビニルアルコール)レベルを4質量%〜10質量%の範囲に調節した。光沢層中の架橋剤のレベルをバインダーレベルの10質量%に調節した。ベース層は、6質量%の一定のバインダーレベルで作製した。
インク受容性層におけるバインダーレベルが7質量%であったことを除き、例5の手順に従って一連のコーティングを作製した。光沢層およびインク受容性層の被覆量を下記表6に示すように変えた。
光沢層のアニオン性コロイドシリカタイプの混合物を単一成分Grace Davison SYLOJET 4000Aに置き換え、光沢層の乾量を3.2g/m2 に設定したことを除き、例1におけるコーティング試料I−1についての手順に従って、一連のコーティングを調製した。インク受容性層のバインダーレベルを下記表7に示すように変えた。
ホウ砂含有処理層がポリビニルピロリドン(K−90,ISP Corp.)と四ホウ酸ナトリウムの1:1混合物を含んでいたことを除き、例2におけるコーティング試料I−4についての手順に従って、処理された支持体を作製した。インク受容性層用のカチオン性ヒュームドシリカの分散体を用いて一連のコーティングを作製した。市販の分散体WK7330(AEROSIL 130の分散体,Degussa)に由来するカチオン性シリカが82.6%、ポリ(ビニルアルコール)(KH−20)が12.5%、ジヒドロキシジオキサンが2.5%、ホウ酸が0.5%、および10G界面活性剤が1.9%となるように、水性カチオン性コーティング組成物A(全固形分17.9%)を調製した。
この例は、本発明の様々な例および比較例で使用したシリカ粒子のゼータ電位を実証する。ゼータ電位は、Malvern ZETASIZER NANO−ZSを使用して測定した。結果を下記表9に示す。
例5で使用したものに対応するベース層および光沢層用のアニオン性コーティング組成物を調製した。例8で使用したものに対応するベース層用および光沢層用のカチオン性コーティング組成物を調製した。溶融物を室温で攪拌しながら組み合わせて混和性を評価した。観察結果を表10に示す。
光沢層の乾量を3.2g/m2に増加させたことを除いて例1と同様にコーティングを作製した。逐次コーティング法により比較用のコーティングを作製した。すなわち、画像受容性層をコーティングし、乾燥させ、次に光沢層を最上部にコーティングし、乾燥させた。印刷光沢をKODAK EASYSHARE 5100プリンターを使用して評価した。シアン、マゼンタ、イエローおよび保護インクのパッチを印刷し、次に、各パッチの20度光沢を測定し、値を平均化した。結果を表11に示す。
例5の場合のようにベース層用および光沢層用のアニオン性コーティング組成物を調製し、例8におけるようにベース層用および光沢層用のカチオン性コーティング組成物を調製した。例1で述べたようなホウ砂含有下引き層上にベース層をそれぞれコーティングし、乾燥させた。乾燥したアニオン性ベース層に、その後、カチオン性光沢組成物をコーティングし、乾燥させ、一方、カチオン性ベース層には、その後、アニオン性光沢組成物をコーティングし、乾燥させた。比較のために、カチオン性のベース層および光沢層組成物と同様に、アニオン性のベース層組成物および光沢層組成物も同時にコーティングし、乾燥させた。例2におけるように試料を評価した。結果を表12に示す。
異なる表面積を有するアニオン性ヒュームドシリカ粒子に由来する別のアニオン性ヒュームドシリカ分散体を使用し、ベース層中のバインダーレベルを10%に増加させた最高表面積シリカ(試料I−34)を除き、試料I−27と同様に一連のコーティングを調製した。分散体(全てDegussaから入手)およびそれらの対応するシリカ粒子は、それぞれ、W7525(AEROSIL 90)、W7330N(AEROSIL 130)およびW7622(AEROSIL 300)であった。試料をクラック生成および未印刷光沢について評価した。結果を表13に示す。
インク受容体中のバインダーの相対質量を7.5%から7.0%に低下させ、そして一連の市販入手可能なアニオン性コロイドシリカ粒子を光沢層用のコーティング組成物で置き換えたことを除き、例1における試料I−1に対する手順に従って一連のコーティングを調製した。製造業者から提供された特性および粒子サイズを下記表14に示す。幾つかのアニオン性場合に、市販入手可能なコロイドシリカ分散体は1つ以上の粒子サイズを有する。
例14におけるようにベース層中のバインダーを7.5%から7.0%に減少させ、そしてコーティング組成物中のコロイドシリカを等質量の異なるメジアン粒子サイズを有するコロイドシリカ粒子タイプのものの混合物と置き換えたことを除き、例1の手順に従って一連のコーティングを調製した。試験した組み合わせを下記表16に示す。Epsonが推奨する染料系インクを使用してEPSON R320プリンターによって、コーティングの試料を印刷した。未印刷光沢および印刷された色濃度を測定した。結果を表15に示す。
この例は、ベース層および光沢層中のバインダーの架橋が、下引き層からの架橋剤の拡散により達成できることを示すものである。ベース層バインダーレベルが8%であり光沢層バインダーレベルも8%であったことを除き、ヒュームドシリカベース層および光沢層を例5におけるように作製した。総PVAレベルは1.6g/m2であった。例8におけるように下引き層を作製したが、様々な量の四ホウ酸ナトリウムが付着するように下引き層におけるホウ砂濃度を調節した。コーティング品質および光沢を評価した。
PVAの量、フルオロ界面活性剤ZONYL FS300の量および合計質量を変えたことを除き、例8の試料I−27におけるものと同様に一連のコーティングを調製した。KODAK EASYSHARE 5100プリンターを使用して印刷することによって、光沢を測定し、合体を評価した。
ベース層被覆量が23.7g/m2 であり、光沢層被覆量が3.2g/m2であり、インク受容性層中に使用したポリ(ビニルアルコール)タイプを加水分解度および分子量の点で変えたことを除き、例1の手順に従って一連のコーティングを調製した。分子量は、典型的には、20℃の4%水溶液の粘度により当該技術分野で評価され、その値は製造業者により提供される。クラック生成の程度を視覚的に評価し、未印刷光沢を測定した。結果を下記表18に示す。
Claims (20)
- インクジェット記録要素であって、支持体および下記のインク受容性層:
(a)アニオン性ヒュームドシリカの粒子と、ホウ素含有化合物を含む架橋剤により架橋された一次バインダーとして親水性ヒドロキシル含有ポリマーとを含む多孔質ベース層であって、当該多孔質ベース層の乾量は10〜35g/m2であり、当該多孔質ベース層中の全固形分に対する全バインダーの質量百分率は5.0%よりも高く、かつ、15.0%未満である多孔質ベース層;および
(b)前記多孔質ベース層の上方の、コロイドシリカの粒子および親水性バインダーを含み、1.0〜7.5g/m2 の乾量を有する最上部の多孔質光沢層;
を有し、
コロイドシリカの粒子のメジアン粒子サイズが10nmから45nm未満であり、
アニオン性ヒュームドシリカの粒子およびアニオン性コロイドシリカの粒子が−15ミリボルト未満のゼータ電位を示す、インクジェット記録要素。 - アニオン性ヒュームドシリカの粒子のメジアン一次粒子サイズが30nm未満である、請求項1に記載のインクジェット記録要素。
- 前記多孔質ベース層の乾量が、最上部の多孔質光沢層の乾量の少なくとも2倍、好ましくは3倍、より好ましくは少なくとも6倍、最も好ましくは少なくとも9倍である、請求項1に記載のインクジェット記録要素。
- 最上部の多孔質光沢層中のコロイドシリカの粒子が、別々に製造され、次いで混合された2つの異なる母集団のコロイドシリカの混合物から構成される、請求項1に記載のインクジェット記録要素。
- 多孔質ベース層中のアニオン性ヒュームドシリカが、多孔質ベース層中の全無機粒子の少なくとも70質量%を構成する、請求項1に記載のインクジェット記録要素。
- 前記多孔質ベース層が12質量%未満のバインダーを含む、請求項1に記載のインクジェット記録要素。
- 前記多孔質ベース層中のポリマーが変性または未変性ポリ(ビニルアルコール)またはそれらのコポリマーを含む、請求項1に記載のインクジェット記録要素。
- 前記多孔質ベース層中のポリマーがポリ(ビニルアルコール)を含む、請求項1に記載のインクジェット記録要素。
- 前記ポリ(ビニルアルコール)が少なくとも70%の加水分解度を有する、請求項8に記載のインクジェット記録要素。
- 前記多孔質ベース層がさらにフルオロ界面活性剤を含む、請求項1に記載のインクジェット記録要素。
- コロイドシリカの粒子のメジアン一次粒子サイズが30nm未満である、請求項1に記載のインクジェット記録要素。
- 最上部の多孔質光沢層が、当該最上部の多孔質光沢層中の全固形分に基づいて10質量%未満のバインダーを含む、請求項1に記載のインクジェット記録要素。
- 最上部の多孔質光沢層が、カチオン性ポリマーを含まないことにより特徴付けられる、請求項1に記載のインクジェット記録要素。
- 最上部の多孔質光沢層中のコロイドシリカの粒子が、当該最上部の多孔質光沢層中の全無機粒子の少なくとも70質量%を構成する、請求項1に記載のインクジェット記録要素。
- 前記支持体がセルロース紙を含む、請求項1に記載のインクジェット記録要素。
- 前記支持体が樹脂被覆紙を含む、請求項1に記載のインクジェット記録要素。
- 支持体および任意選択的な下引き層の上の、多孔質ベース層および最上部の多孔質光沢層から成る、請求項1に記載のインクジェット記録要素。
- (A)デジタルデータ信号に応答するインクジェットプリンターを用意する工程、
(B)前記インクジェットプリンターに請求項1に記載のインクジェット記録要素を装填する工程、
(C)前記インクジェットプリンターに顔料系インクジェット組成物を装填する工程;および
(D)前記デジタルデータ信号に応答して、インクジェットインク組成物を使用してインクジェット記録要素上に印刷する工程、
を含む、インクジェット印刷方法。 - 前記インクジェットインク組成物がアニオン性染料系インクを含む、請求項18に記載のインクジェット印刷方法。
- 請求項1に記載のインクジェット記録要素と、少なくとも3つの着色インク組成物を含むインクジェットインクセットとを含むパッケージされた製品。
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