JP2621098B2

JP2621098B2 - インクジェット記録媒体及びインクジェット記録方法

Info

Publication number: JP2621098B2
Application number: JP2150572A
Authority: JP
Inventors: 智美中津川; 豊倉林; 守坂木; 博佐藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-06-09
Filing date: 1990-06-09
Publication date: 1997-06-18
Anticipated expiration: 2012-06-18
Also published as: JPH0443069A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はインクジェット記録に好適に用いられる記録
媒体及びインクジェット記録方法に関する。

（従来の技術及びその問題点）従来、インクジェット記録媒体としては、特別の処理
が施されていない普通紙やインク受容層を設けたコート
紙が使用されている。

上記普通紙の場合、水性インクにより記録を実施する
と、殆どの場合に形成される画像に滲みやフェザリング
が発生し、高濃度及び高解像度の画像が形成されないと
云う問題がある。

この様な問題を解決する為に、紙を支持体としてその
表面に水性インクを吸収するインク受容層を設けたイン
クジェット記録媒体が種々提案されている。例えば、特
開昭56−148585号公報には、インク吸収性を有する基紙
上に多孔質無機顔料を用いてインク受容層を設けたコー
ト紙が記載されている。又、特開昭61−135785号公報に
は、ハイドロタルサイト類化合物を含有するインクジェ
ット記録媒体が記載され、又、特開昭61−57380号公報
には多孔質無機顔料と難溶性マグネシウムを含有するイ
ンク受容層を設けたインクジェット記録媒体が記載され
ている。

上記従来例では、画像形成時にインクのフェザリング
や文字太りが発生せず、解像度の良好な画像が形成され
るという利点があるが、高濃度の画像が得難く、高濃度
の画像を得る為に、例えば、特開昭56−185690号公報に
開示されている比表面積の高いシリカやアルミナを用い
ると、記録染料の経時変色が起こり、室内の壁に貼って
おく等の通常の環境下に置いておくだけで記録画像の劣
化が生じるという問題がある。

又、比表面積の小さい炭酸カルシウム、カオリンや特
開昭61−135785号公報に記載のハイドロタルサイト化合
物等の顔料を用いてインク受容層を形成すると、上述し
た室内変色は抑制されるが、得られる画像濃度は低く且
つフェザリングや文字太りが発生し、鮮明な画像にはな
らないという問題が生じる。

更にインク受容層中に上記の顔料を単独或は併用する
と、それらの顔料の平均粒径が７μｍより大きなものを
用いると、印字に白モヤが発生し易いという問題があ
る。この白モヤとはインク受容層が薄い、即ち微量コー
ト紙特有の現象であり、コート層が薄い結果、支持体で
ある紙の表面に露出した繊維を覆い切れず、露出した繊
維の部分の染料吸着性が劣り、この露出繊維の部分の濃
度が低下することによって生じる問題であるとされてい
た。勿論この様な問題はインク受容層を厚く形成し、紙
の繊維を全て被覆することによって解決されるが、この
様な厚いインク受容層を有する記録媒体は、紙としての
感覚が低下するばかりでなく、コスト、重量等の点等か
らしても好ましくない。

又、インク受容層中に染料吸着性に優れたカチオン性
高分子を添加することによって、文字太り等の問題は解
決されるが、記録画像の保存性等が劣化するという問題
がある。

即ち、従来のコート紙の場合においては、インク受容
層を薄く形成した場合、インクジェット記録媒体に一般
的に要求されるフェザリングや文字太りがなく、高い画
像濃度を得ること及びコート紙として白モヤの問題や室
内変色の問題を同時に解決することは困難であった。

従って本発明の目的は、上記従来技術の問題点、即ち
フェザリング、文字太り、白モヤ、室内変色等が同時に
解決され、高濃度画像の形成が可能なインクジェット記
録媒体及びインクジェット記録方法を提供することであ
る。

（問題点を解決する為の手段）上記目的は以下の本発明によって達成される。即ち、
本発明は、塩基性炭酸マグネシウム及びマグネシウムの
燐酸素酸塩を含有することを特徴とするインクジェット
記録媒体、及び支持体上に塩基性炭酸マグネシウム及び
マグネシウムの燐酸素酸塩を含有する層を設けたことを
特徴とするインクジェット記録媒体、及び該記録媒体を
使用するインクジェット記録方法である。

（作用）本発明においては、記録媒体が塩基性炭酸マグネシウ
ム及びマグネシウムの燐酸素酸塩を含有することによっ
て、フェザリング、文字太り、白モヤ、室内変色等の問
題が解決され、高濃度且つ高品位画像の形成が可能なイ
ンクジェット記録媒体を提供することが出来る。

即ち、記録媒体が塩基性炭酸マグネシウムのみを含有
する場合には、優れた室内変色防止性及び画像濃度が得
られ、且つ白モヤや文字太りの問題も発生しない等の機
能を全て同時に満足し得る様なインクジェット記録媒体
は得られない。

これに対して塩基性炭酸マグネシウムとマグネシウム
の燐酸素酸塩を併用することによって、その機構は明ら
かではないが、上記性能を全て満足し得るインクジェッ
ト記録媒体が提供される。

（好ましい実施態様）次に好ましい実施態様を挙げて本発明を更に詳しく説
明する。

本発明において使用するマグネシウムの燐酸素酸塩
は、それ自体公知の化合物であり、特に好ましいのは燐
酸マグネシウムである。これらの燐酸マグネシウムとし
ては無水塩、４水塩、８水塩及び22水塩等があるが、い
ずれも本発明で使用することが出来、それらの粒径は特
に限定されないが、平均粒径が７μｍ以内が好ましく、
90％粒径で12μｍ以内であることが更に好ましい。粒径
が上記範囲を越えると、支持体である紙の被覆性が劣
り、被覆されない繊維が発生することから、白モヤ防止
及び文字太り防止の点で好ましくない。

上記マグネシウムの燐酸素酸塩と併用する塩基性炭酸
マグネシウムについても特に限定されるものではない
が、とりわけ、既に特開昭60−54915号公報、同61−635
26号公報及び同63−89418号公報に開示されている形態
を有する球状塩基性炭酸マグネシウムであることが本発
明の効果上好ましいが、製造法についてはこれらに限定
されるものではない。

本発明における球状とは、一次粒子の凝集粒子の形状
のことであり、必ずしも真球状である必要はない。好ま
しい球状はその長径をａ、短径をｂとした場合、0.7≦a
/b≦1.0の範囲の形状を有するものである。

しかしながら、この様な球状塩基性炭酸マグネシウム
を製造する際、粒子径、比表面積、吸油量その他の顔料
物性を抑制する為に反応条件を変化させた場合、必ずし
も十分な球形のものが出来るとは限らず、例えば、球の
一部が欠落したものや、花弁状に凝集したものが生じる
場合もある。本発明では欠落部分があっても、球状をと
ると仮定した場合の体積の1/4以内であれば、それも球
状に含める。

塩基性炭酸マグネシウムの平均粒子径としては、0.5
〜20μｍ、好ましくは１〜12μｍのものが望ましい。粒
子径が細かすぎるとインク吸収性が低下し、逆に大きす
ぎると粉落ちが発生し易く好ましくない。

あまり大きな粒子径を有するものの数が多すぎると、
粒子の分散性が低下しスラリー作成時に大きな凝集物が
出来、塗工適性或いは印字適性に悪影響が出るので好ま
しくない。

本発明で使用する支持体としては、好ましくはインク
吸収性を有する基紙であるが、特にこれに限定されるも
のではなく、例えば、ポリエステルの様な高分子フイル
ムであってもよい。以下に好ましい実施形態である支持
体がインク吸収性を有する基紙である場合について説明
する。

本発明のインクジェット記録媒体のインク受容層は、
前記したマグネシウム燐酸素酸塩、塩基性炭酸マグネシ
ウム及びバインダー、その他の添加剤によって構成され
る。

塩基性炭酸マグネシウムとマグネシウムの燐酸素酸塩
との使用割合は、重量比で前者／後者＝1/5〜9/1の範囲
が好適であり、塩基性炭酸マグネシウムの使用割合が上
記範囲を越えると、形成される画像の室内変色防止性は
良好であるものの、画像濃度、フェザリング、滲み、白
モヤ等の問題の解決が不十分であり、一方、塩基性炭酸
マグネシウムの使用割合が上記範囲未満であると、フェ
ザリング、滲み、白モヤ等の問題は発生しないが、画像
濃度及び室内変色防止効果が不十分であり、上記の使用
割合の範囲において、画像濃度、室内変色、フェザリン
グ、滲み、白モヤ等の問題が一挙に解決される。

尚、本発明においては、上記２種の顔料に加えて従来
一般に使用されている他の無機顔料や有機顔料を本発明
の目的を妨げない範囲において併用することも出来る。

本発明で用いることの出来るバインダーとしては、例
えば、従来公知のポリビニルアルコール、澱粉、酸化澱
粉、カチオン化澱粉、カゼイン、カルボキシメチルセル
ロース、ゼラチン、ヒドロキシエチルセルロース、アク
リル系樹脂等の水溶性高分子及びSBRラテックス、ポリ
酢酸ビニルエマルジョン等の水分散型高分子の１種又は
２種以上が混合して用いられる。

本発明において、顔料とバインダーとの好適な使用割
合は、重量比で顔料／バインダー（P/B）が10/1〜1/4の
範囲内、より好適には6/1〜1/1の範囲内であり、1/4よ
りバインダー量が多いとインク受容層の持つインク吸収
性が低下し、一方、10/1より顔料が多いとインク受容層
の粉落ちが激しくなり、好ましくない。

更に本発明においては、インク受容層に必要に応じて
染料固着剤（耐水化剤）、蛍光増白剤、界面活性剤、消
泡剤、pH調整剤、防かび剤、紫外線吸収剤、酸化防止
剤、分散剤、減粘剤等の添加剤を含有させてもよい。こ
れらの添加剤については従来公知の化合物から目的に応
じて任意に選択すればよい。

本発明の記録媒体を調製するに当っては、前記の如き
顔料、バインダー、その他の添加剤を含む水系塗工液
を、公知の方法、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、サイズプレス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
し本発明の記録媒体が得られる。

更にインク受容層表面を平滑化する為、或いはインク
受容層の表面強度を上げる為にスーパーカレンダー処理
を施してもよい。

インク受容層の塗工量としては0.2〜50g/m²、より好
ましくは0.2〜20g/m²の範囲内である。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。又、
塗工量が0.2g/m²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染料の発色性の点で効果がな
く、一方、50g/m²を越えて設けた場合にはコート層の粉
落が発生し好ましくない。塗工量を厚さで表した場合に
はインク受容層の塗工量は0.5〜100μｍの厚みになる範
囲が好適である。

以上本発明の記録媒体を好ましい実施態様で説明した
が、本発明の記録媒体はインク受容層が支持体表面に形
成されている外に、前記組み合わせの顔料が支持体であ
る紙の内部に内包されているものであってもよい。

以上説明した記録媒体にインクジェット記録を行う場
合のインクそれ自体は、公知のものが何等問題なく使用
可能である。又、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
ものであれば特に制限なく使用することが出来る。

この様な水溶性染料は、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。

本発明に用いる水系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。前記の記録媒体に上記のイ
ンクを付与して記録を行う為の方法は、好ましくはイン
クジェット記録方法であり、該方法は、インクをノズル
より効果的に離脱させて、射程体である記録媒体にイン
クを付与し得る方式であればいかなる方式でもよい。

特に、特開昭54−59936号公報に記載されている方法
で、熱エネルギーの作用を受けたインクが急激な体積変
化を生じ、この状態変化による作用力によって、インク
をノズルから吐出させるインクジェット方式は有効に使
用することが出来る。

（実施例）次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に詳細に説
明する。尚、文中、部又は％とあるのは特に断りのない
限り重量基準である。

実施例１〜５本発明による記録媒体を作成するに当って使用したマ
グネシウムの燐酸素塩酸の平均粒子径を下記第１表に示
した。又、塩基性炭酸マグネシウムとしては下記の第１
表の平均粒子径、BET比表面積を有する球状塩基性炭酸
マグネシウムＡ及びＢを合成して使用した（合成法は特
開昭60−54915号公報に開示されたものと同じ方法によ
り反応条件を変化させて行った）。

記録媒体は以下の方法により作成した。

先ず、球状塩基性炭酸マグネシウム15部を水85部と混
合し、市販のホモジナイザーにて10,000rpmで15分間撹
拌する。

同様に燐酸マグネシウム10部を水90部に混合し撹拌す
る。

その後別に用意しておいたバインダー水溶液（ポリビ
ニルアルコール10％水溶液）と所望の顔料／バインダー
比（固形分換算）が得られる様に混合し、５分間撹拌す
る。その後必要に応じて各種添加剤を特定量加えた後、
５分間撹拌を行う。

以上の様にして得られた塗工液をワイヤーバーコータ
ーによって、坪量65g/m²基準に換算したサイズ度が３秒
である基紙に固形分で5g/m²の割合で塗布し、110℃にて
５分間乾燥し、スーパーカレンダーにより処理して本発
明の記録媒体を得た。

いずれの記録媒体もバインダーとしては、クラレ
（株）製のポリビニルアルコールPVA117（鹸化度98.5モ
ル％、20℃における濃度４％粘度35cps）とPVA−217
（鹸化度89モル％、20℃における濃度４％粘度30cps）
とを固形分比でPVA117/PVA217＝4/1の割合で含まれてい
るものを使用した。

又、染料固着剤として、日東紡績（株）製のPAS−Ａ
−120S（ポリアミンスルホン酸塩、分子量10⁵）を顔料
に対して重量百分率で10％添加した。以上において顔料
／バインダー比は2/1とした。

以上で作成した記録媒体１〜５の顔料構成を下記第２
表にまとめた。

上記実施例１〜５の記録媒体に下記組成のインクを用
いて1mm²当り単色当り8nl/mm²のインク量でインクジェ
ット記録を実施した。

インク組成染料５部ジエチレングリコール 20部水 80部染料 Y:C.I.ダイレクトイエロー86 M:C.I.アシッドレッド35 C:C.I.ダイレクトブルー199 Bk:C.I.フードブラック２評価項目として（１）画像濃度、（２）室内保存性、
（３）白モヤ及び（４）文字太りの４点を評価した。

画像濃度は、ブラックベタ印字部の反射濃度OD（Bk）
をマクベス反射濃度計RD−918を用いて評価した。

室内保存性については、印字物をオフィス内で外気は
よく流通するが、太陽直射光は当らない環境を作り、そ
こに放置し１ケ月後及び３ケ月後の色差（ΔＥ^＊）を村
上色彩研究所（株）製色差計CA−35にて測定した。

白モヤ及び文字太りについては官能評価を行い、○
（良好）、△（やや劣る）及び×（劣る）の３段階で評
価を行った。それらの評価結果を第３表に記載した。

比較例１顔料として宇部化学工業（株）製Ｐ−Type（塩基性炭
酸マグネシウム4MgCO₃・Mg（OH）_２・4H₂O、平均粒径1
2.8μｍ、BET比表面積35m²/g）のみを使用した以外は、
実施例１〜５と同様の記録媒体を作成し、実施例１〜５
と同様の評価を行ったところ、第４表に示す様に室内変
色防止性には優れていたが、画像濃度が低く、白モヤ、
文字太りも不満足であった。

比較例２マグネシウムの燐酸素酸塩の代わりに富田製薬（株）
製の合成ヒドロタルサイト（塩基性マグネシウム・アル
ミニウム・ハイドロオキシ・カーボネート・ハイドレー
トMg_4.5Al₂（OH）₁₃CO₃・3.5H₂O、平均粒径2.98μｍ）
を使用した以外は、実施例３〜５と同様の記録媒体を作
成し、実施例１〜５と同様の評価を行ったところ、第４
表に示す様に室内変色と白モヤ、文字太りとはやや良好
であったが画像濃度が不満足であった。

（発明の効果）以上の様に、本発明によれば、室内変色と白モヤ、文
字太り等の問題点が同時に解決された高濃度記録画像を
与えることが出来るインクジェット記録媒体及びインク
ジェット記録方法が提供される。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】塩基性炭酸マグネシウム及びマグネシウム
の燐酸素酸塩を含有することを特徴とするインクジェッ
ト記録媒体。
【請求項２】支持体上に塩基性炭酸マグネシウム及びマ
グネシウムの燐酸素酸塩を含有する層を設けたことを特
徴とするインクジェット記録媒体。
【請求項３】塩基性炭酸マグネシウムが球状塩基性炭酸
マグネシウムである請求項１又は２に記載のインクジェ
ット記録媒体。
【請求項４】マグネシウムの燐酸素酸塩の平均粒径が７
μｍ以下である請求項１又は２に記載のインクジェット
記録媒体。
【請求項５】マグネシウムの燐酸素酸塩が燐酸マグネシ
ウムである請求項１又は２に記載のインクジェット記録
媒体。
【請求項６】塩基性炭酸マグネシウムとマグネシウムの
燐酸素酸塩との重量比が前者／後者＝1/5〜9/1の範囲内
である請求項１又は２に記載のインクジェット記録媒
体。
【請求項７】塩基性炭酸マグネシウム及びマグネシウム
の燐酸素酸塩の塗工量が、固形分基準で0.2〜50g/m²の
範囲である請求項２に記載のインクジェット記録媒体。
【請求項８】水性インクの液滴を記録媒体に付与して行
うインクジェット記録方法において、上記記録媒体が、
支持体上に塩基性炭酸マグネシウム及びマグネシウムの
燐酸素酸塩を含有する層を設けたものであることを特徴
とするインクジェット記録方法。