JPS58134783A - インクジェット用被記録材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は記録液による文字や図等の記録に用いる被記録
材〔以下、記録用紙とも略称する〕に関する。

従来、記録液、つまりインクによる記録は、例えば、ペ
ン、万年修やフェルトペン等の鎖記具を用いて広く行な
われている。又、最近では所−、インクジェット記録方
式も出現し、ここに於ても、記録液が利用されている。

因に、このインクジェット記録方式は、種々のインク吐
出方式（例えば、静電吸引方式、圧電素子を用いてイン
クに機械的振動又は変位を与える方式、インクを加熱し
て発泡させ、そのときの圧力を利用する方式、等が知ら
れている。）により、インク小滴（ｄｒｏｐｇｔ）を形
成し、それ等の一部若しくは全部を紙等の被記録材に付
着させて配碌を行うものである。

この様に、液状のインクを用いて記録するときには、一
般に１インクが配録用紙面に於て滲んで印字がぼけ九プ
しないことが必要であり、又、インクが記録後、可及的
速かに乾燥して不意に用紙面を汚染しないこと、且つ、
用紙に定着し九インタ中の色素が色おちしないことが望
ましい。

そして、とりわけ、前記インクジェット紀鎌方弐に於て
は、 ■　記録液（インク）の記録用紙への吸収が速かである
こと、 ■　特に、多色又はフルカラー記録を行うとき、インク
・ドツトの重複があった場合でも、後に付着し九インク
が前に付着し九ドツトを乱し九勺、流出させないこと、 ■　インク滴が記録用紙面で拡散し、インクドツトの径
が配録用紙上で必要以上に大きくならないこと、 ■　インクドツトの形が真円に近く、又、その周辺が滑
らかであること、 ■　インクドツトの濃度が鳥く、ドツト周辺部がボケな
いこと、 ■　記録用紙の色が白く、インクドツトとのコントラス
トが大きいこと、 ■　インクの色が記録用紙の如何により変化しないこと
、 ■　インクドツト周辺へのインクドロップＯ飛散が少な
いこと、 ■　記録用紙の寸法変動（例えば、しわ、のび）が記録
前後で少ないこと一等々の諸要求を満−二 足させる必要がある。しかし、従来、これ等の要求を満
足させるには、用いる記録用紙の特性に負う処が大であ
ることは理解されているが、現１１には、普通紙、加工
紙に於て、畝上の諸要求に応える穫変の配録用紙は未だ
見当らない状況にある。例えば、特開昭５２−７４３４
０号に述べられているインクジェット記録用加工紙は、
インクの吸収は速かであるが、インクドツトの径が大き
くなシやすく、ドツトの周辺がボケやすいし、又、記録
後の用紙の寸法変化が大きいという欠点を有している。

そこで、本発明の主目的は、畝上の技術分野に於て従来
技術が解決し得なかった課題を満足させることにある。

とりわけ、本発明では、筆記具、或はインクジェット記
録方式による液状インクを用いた記録に於ける畝上の諸
要求をほとんど全て満足させる高性能の被記脅材（記録
用紙）を提供することを目的としている。

而して、斯かる目的を達成する本発明の被記録材は、基
体に１．親水性構造部分と疎水性構造１″１ 部分とを共に有する重合体を含む塗料を以、て被覆層を
設け、この被覆層が不定形の亀裂により微細に区画され
た多数の皮膜を集合して成っていることを特徴とするも
のである。

以下、図示例及び実施例によって本発明の詳細な説明す
る。

先ず、第１図の模式図を用いて、本発明の構成に就いて
概説する。

図に於て、ｌは吸液性のある基体であり、例えば、紙、
布等の多孔質材料から成る。２は被覆層であり、この層
に於てインクを受領する。

この被覆層２は、基本的に、成績性の樹脂塗料を以て練
成されるが、前記塗料中には、主要成分として、親水性
構造部分と疎水性構造部分とを共に有する重合体が含有
される。斯かる重合体は、主に付加重合性ビニル基を有
するモノマー（単量体）の重合体であり、カルボン酸基
、スルホン酸基、硫酸エステル基等の親水性構造部分が
、所定量のアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イ
タコン酸、イタコン酸モノエステル、マレイン酸、マレ
イン酸モノエステル、フマール酸、フマール酸モノエス
テル、ビニルスルホン酸、スルホエチルメタクリレート
、スルホプロピルメタクリレート、スルホン化ビニルナ
フタレ７等のα、／−不飽和七ノマーを用いて重合体構
造中に導入される。

他方、疎水性構造部分を導入するモノマ一単位としては
、スチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタレン、ビニ
ルナフタレン誘導体、及びα、β−エチレン性不飽和カ
ルボン酸のＣ畠　　〜Ｃ１，の脂肪族アルコールエステ
ルが最も望ましいＯ 又、上記七ツマ一単位に加えて、例えば、アクリロニト
リル、塩化ビニリデン、畝上以外のα、β−エチレン性
不飽和カルボン酸エステル、酢酸ビニル、塩化ビニル、
アクリルア之ド、メタクリルアンド、ヒトミ４ジエチル
メタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、
グリシジルメタクリレート、Ｎ−メチロールアクリルア
建ド、Ｎ１−ブトキシメチルアクリルア２ド等を使用す
ることができる。

ところで、本発明に於ては、こ′の重合体を塗料の溶媒
中に可溶化するかコロイド状に分散させる目的で、重合
体の塩を形成することが必要である。上記重合体と塩を
形成する相手としては、アルカリ金属であるＮａ、に、
の他、モノ−、ジー或はトリー（エチルアミン）、モノ
、ジー虞はトリー（エチルアミン）等の脂肪族アミン、
モノ−、ジー或はトリ＝（エタノ−ルア之ン）、七ノー
、ジー或はトリー（グロバノールアンンχメチルエタノ
−ルア建ン、ジメチルエタノ−ルアきン等のアルコール
アンンや、モルホリン、Ｎ−メチルモルホリン等がある
。

そして、上記重合体に於ては、親水性構造部分となるモ
ノマ一単位の比率が轡に重要である。

つまり、カルボキシル基、スルホン酸基、或は硫酸エス
テル基等の親水性構造部分となるモノマ一単位の重量比
が略々、４０重量にを超えると、基体ｌに対する所謂、
サイジング効果が低下して、被覆層２に付着、、、！た
記録液（インク）１ の滲みの程度が大きくなり″過ぎる。逆に、仁の重量比
が２重量ｘ以下になると、被覆層２と基体１との結合力
が低下して剥離し易くなると言う不都合が見られる。そ
こで、上記重合体に於ける親水性構造部分の比率として
更に好ましい処は、重量比で約２５〜４０％と見られる
。

又、この重合体は、その分子量が低過ぎると、成膜性の
悪化をまねくので、一般ＫＦｉ、約渕以上の分子量の重
合体を使用することが望ましいＯ 斯かる重合体は、以下の如き方法に従って製造すること
ができる。例えば、必須モノマー成分を所定の割合で混
合し、溶液重合法、乳化重合法、懸濁重合法等の方法（
必要に応じ、重合調節剤を用いて）によ如所望の分子量
の重合体を合成する。これとは別に、酸無水物、エステ
ル、ニトリル基、水酸基などを含む重合体を最初に作り
、引続きこれらの基を加水分解、けん化−硫酸エステル
化ま九はスルホン化することにより事後的に重合体中に
カルボキシル基等を発生せしめる□方法も採用できる。

またアミン塩等にする時期はいかなる時でもよく、例え
ば、前記カルボン酸モノマーのアミン塩等を用いて重合
する方法、重合後あるいは上記加水分解部Ｏ後にアミン
等を加える方法等、何れの方法をも採用できる。

本発明に於ては、これ等の重合体を単独で、又は数種を
併用して塗料溶媒中に溶解又は分散させて被覆用塗料を
作る。

嶋、このとき、前記重合体の成膜能が乏しい場合には、
他の結着樹脂を併用することもできる。こα様な樹脂と
しては、水溶性或は、有機溶剤可溶性の樹脂の何れも使
用可能である。例えば、水溶性樹脂としては、ポリビニ
ルアルコール、デンプン、カゼイン、アラビアゴム、番
Ｂゼラチン、ポリアクリルアミド、カルボキシメチルセ
ルロース、ポリアクリル酸ソーダ、アルギン酸ソーダ、
等であり、有機溶剤可溶性樹脂としては、ポリビニルブ
チラール、ポリビニルクロライド、ポリ酢酸ビニル、ポ
リアタリロニトリル、ポリメチルメタクリレート、ポリ
ビニルホルマール、メラミン樹脂、ポリアミド樹脂、フ
ェノール樹脂、ボリクレタン樹脂、アルキッド樹脂、等
である。

又、前記塗料を調製する際の溶媒としては、水単独、或
いは水と水溶性有機溶剤との混合液が挙げられる＠ 水溶性有機溶剤としては、例えばメチルアルコール、エ
チルアルコール、ｎ−１０ビルアルプール　ｉｇｏ−７
’ロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、　　５ｅ
ｃ−ブチルアルコール、　ｔｅｒｔ−フチルアルコール
、ｉｇｏ−ブチルアルコール。

フルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコ
ール等のアルコール類；アセトン、メチルエチルケトン
、ジアセトンアルコール等のケトン又はケトアルコール
類；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類；
エチレンカーｌネート、プロピレンカーボネート轡のエ
ステル類：　Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムア之ド、Ｎ、Ｎ−
ジメチルアセトアンド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、
ジェタノールアミン等の含チツソ溶剤等を挙けることが
できる。

前記被覆層２を形成するＫＦｉ、前記基体ｌ上に、公知
の手法（例えば、ロールコーティング法、ロットバーコ
ーティング法、スプレーコーティング法）により、一般
に、Ｉｇ／−乃至１０ｇ／ｌＩ／ｆｉ度の量の前記−料
を塗工する。又、実用的には、２ｇ／−乃至５ｇ／−程
度塗工するのが嵐い。

そして、この様な塗布層が設けられた後、可及的速かに
、塗布層の乾燥が行なわれる。この様にして得られた被
覆層２には、その一部領域２１を約５０倍に拡大して描
い大部分拡大図２Ｌに示される様に、不定形の亀裂４（
・・・この亀裂４０大半は、基体ｌの表面に迄、達して
いる。）によって区画された微細な鱗片状皮膜３が多数
、互に密接して２次元配列している。そして、１個の鱗
片状皮膜３の大きさの程度は、特に限定されるものでは
ないが、略々・１０μｍＸ１０μｍ乃至数百μｍ×数＃
ｓｒｎが一般的なものであり、又、１ 亀裂４の幅も、本発明では勢に限定されないが、通常、
数μｍ程度とされる。因に、前記鱗片状皮膜３の個々の
大きさや形状、亀裂４０幅等は、前述の塗料の組成或は
成膜条件、％に塗工後の乾燥条件を調整乃至制御するこ
とにより　ｔｔ　ｙ畝上の範囲に於て任意に変化させる
ことができる。

以上に説明した被覆層２にインクが付着したときには、
インク中の色素（例えば、染料）が前記皮ｌ［３を構成
する前記重合体と化学的、或は物理的に結合を起こして
、前記皮膜３に選択的に吸着して捕捉される。

他方、インク中の溶媒は前記亀裂４を透過した後、基体
ｌ内に速かに吸収される。この様に、本発明では、イン
ク中の色素が、記録用紙のはソ最表域に捕捉されるので
、呈色性が極めて良好である。又、インク中の溶媒は・
、亀裂を介して速かに下層にあ・る基体側に移行するの
で、記録用紙の表面では、迅速に見掛上の乾燥状纏が得
られる。　　　°・ 更に、前記鱗片ｌ状皮膜３は、インク・ドツトが記録用
紙上で必要以上に大きくならない、ドツトの＃［が高く
、ドツト周辺がボケないということに対して特に有効で
あり、これは皮膜３の領域にインク中の色素が集中的に
吸着するためである。そして、この吸着能の良否は主と
して、前記重合体の化学的性質（例えば、イオン性）の
如何により決まるものである。

尚、本発明では、被覆層２に於ける鱗片状皮ｌＩ３の占
有面積が極端に減少すること、反対に亀裂４の占有面積
が極！ｆｌｉｉＫ増大することは、何れも望ましくない
。つまり、前者の場合には、色素の補゛捉率が低下して
、ドツトの呈色性や濃度を減少させる欠点がある。又、
後者の場合には、イン・りの基体への移行量が増大して
、いわゆるインクの裏抜は現象を生じたり、ドツト形状
が劣愚化する等の欠点が見られる。従って、これ等の態
様は、本発明に於て避けることが望ましい。

ここで、更に詳しい実施例に就いて説明し、併せて本発
明の効果を例証する。

尚、実施例に先立ち、本発明に係る主要成分である重合
体の合成例及び市販の重合体例を以下に例示する。（・
・・合成例中の部数は全て重量部数である。） ＊合成例 例１．　　攪拌器付きの四つロセパラブルフラスコに水
５０部、イソプロピルアルコール３０部、ドテシルベン
ゼンスルホン酸ナトリウム０．５部、過硫酸アンモニウ
ム０．５部を混合し６０℃に加温する。別にスチレン５
部、アクリル酸９部、ブチルアクリレート５部の混合液
を分液ロートに入れ６０分かけて徐々に滴下する。滴下
終了後温度を８０℃に上げ史に２時間攪拌して重合を行
なった。

得られた重合体の分子量は約５万であった。

例２０例１と同様のフラスコにメチルメタアクリレート
８部、スチレン５部、イタコン酸１５部、ベンゾイルパ
ーオキずイド１部、ラウリルメルカプタン１部、ジアセ
トンアルコール５０部、エチレンクリコール２０部を仕
込み窒素ガスを通じながら６時間重合し友。得られた重
合体の分子ｔは約３万であった。

以下例２と同様の方法で、下記の原料から重合体を得た
。

（分子量；約１万５千） （分子量；約２万） （分子量；約３万） （分子量：約８千） 市販品例　　　　・ ａ、ナフタリン・スルホン酸ナトリウムホルマリン縮合
物　１゜ ８０、Ｎａ　　　　８０．Ｎａ 商品名：デモールＮ 〔花王アトラス■〕 ｂ、ジイソブチレン−マレイン酸共重合体商品名；デモ
ールｇＰ 〔花王アトラス■〕 Ｃ３ポリアクリル酸ソーダ 商品名・；ノブコサントル ・　　　　　　〔サンノプコ■〕 ｄ、ポリアクリル酸アンモニウム 商品名；ノプコサントＲＦＡ 〔サンノプコ■〕 Ｃ，ポリメタクリル酸ナトリウム 商品名；ブライマール８５０ 〔ローム＆ハース■〕 ｆ、スチレ／−マレイン酸共重合体（モノエステルアン
モニウム塩） 商品名；８ＭＡレジン１４４０Ｈ 〔アルコケミカル■〕 ｇ、ＰＥＧ 商品名；マクロゴール１５０Ｇ 〔日本油脂■〕 ｈ、ＰＥＧ−ＰＰＧブロックポリマー 商品名；ユニループ４ＱＤＰ−５０Ｂ 〔日本油脂■〕 実施例１ 合成例１で得た重合体（ｉｏｏ重量部）と水（１５０重
量部）とを充分に攪拌、混合してスラリーを得た。

前記スラリーを５枚の基紙（秤量、６０ｇ／イ）の片面
に、夫々、乾燥固形分が約、４ｇ／−になる様に塗布し
た。

次に、これ等を下記の条件で乾燥させて記録用紙試料Ｉ
−Ｖを作成した。

＊乾燥条件 試料Ｉ・・・放置による自然乾燥 試料厘・・・オーブン（６０℃）中にて２時間試料ｌ・
・・９０℃の熱風にて３０分間賦試料・・・１１０℃の
熱風にて１分間試料■・・・１８０℃の熱風にて２秒間
そして、上記各試料の表面状態を電子顕微鏡写真（Ｘ２
ＱＯ）にして第２図〜第６図に示した。

この様にして得られた各試料に就いて、インクジェット
記録に於ける特性を比較検討した結果を下表−ＩＫまと
めて示した。尚、下表−１に於いて、ドツト濃度の測定
は、さくらマイクロデンシトメーターＰＤＭ−５（小西
六写真工業社＃）を使用し、巾３０μ、高さ３０μのス
リット巾、Ｘ軸方向の・鴫動速度１０μ／式、チャート
の送り速＃ｌｔｌ■／５ｌＩｃチャートに対する試料の
送 速シ速度比は１００倍にて測定した結果である。

ドツト径は、印字ドツトの直径を実体顕微鏡で測定した
。　　　　　　　パ□ 又、定着時間は、用いたインクジェットヘッドから一定
距離、離してゴムローラーを置き、紙送り速度を可変圧
してインクドツトが前記ゴムローラーに接触する迄の時
間を変化させる仁とができる様にした装置により、イン
クドツト発生時から前記ローラーにインク付着がなくな
る迄の時間を測定したものである。

又、ここで使用したインクジェット配置装蓋のインク吐
出口径（オリフィス径）は５０７１であり、使用したイ
ンクは下記の組成のものである。

インク物性； 粘［３，８ｃｐｓ（東京針！１１ｍ１Ｅ型回転粘度計に
′　て測定） 表面張″５２°４竺“°／“、（協１科字製吊板式”面
張力計にて測定） 表−１ （注１）　二同−箇所に願次、打込まれたインクドツト
数（注２）　；評価基準 ◎・・・非富に良 ○・・・良 Δ・・・お−むね良 ×・・・不良 実施例２ 合成例３で得た重合体（１００重量部）と水（１１０重
量部）とエタノール（５０重量部）を充分に攪拌、混合
してスラリーを作成した。

このスラリーを坪量６５ｇ／ＷＩの基紙表面に、乾燥固
形分が４ｇ／ｌ／になる様に塗布し、１８０℃の熱風に
て数秒間乾燥して記録紙を作った。

この塗布層表面の電子顕微鏡写真を撮った所、第６図と
はソ同等のものが得られた。

又、この紀帰紙に対して実施例１と同様のインクジェッ
ト記録を行った所、実施例１の試料Ｖの場合とはソ同様
の結果であった。

実施例３ 合成例６で得た重合体（８０重量部）とポリビニルアル
コール（２０重量部）と水（１５０重量部）とを充分に
攪拌、混合してスラリーを作成した後、実施例２と同様
に実施して、これとはソ同等の結果を得た。

実施例４．５ 実施例１で得た試料Ｖと同一の試料に対し、下表−２に
示すインクを用いて実施例１と同様にインクジェット記
録を行った所、結果は下表−２のとおりであった。

表−２ 尚、インク組成の欄に於ける０内の数値−一量部数を示
したものであり、その他の数値及び符、：号等は全て実
施例１に準じたものであ、る。

１！ｍ９１１６　　　　　　．１ 実施例１の試料Ｖと同一試料により、・シアン−マゼン
タ、イエロー、ブラックの各インクを用　□いてフルカ
ラー記録を行った所、定着時間、ドツト濃度、ドツト径
とも実施例１の場合とはソ同等のものが得られ、さらに
各色が極めて鮮明で、しかも色再現性の良好なフルカラ
ー写真が再現できた。

実施例７ 実施例２でｉた配置紙に、市販の万年嬢で印字した所、
にじみがなくイン、りの吸収が速くて、非常にきれいな
字が書轄九。： 畝上のとお゛す、□本尭明では、付着した記録液（イン
ク）が速かに−１−め内部に吸収され、仮に、異色の記
録液が短゛時間内に同一箇所に重複して付着した場合で
も、記録液の流れ出しや滲み出しの現象がなく、、４ン
クの呈色性が良好でしかも、インク・ドツトの広がシを
、−質の鮮明さを損わない１ｍ度に抑え、られるような
特に、多色゛　インフジエラ４ト記、―に好適な被記録
材を提供す□′・・け。

第０．！Ｊゆ、＊−ｅｑｏ構成概□説。アあり、第２図
乃至第６図は、何れも、記録用紙表面の電子顕ｗｋ縫写
真を示す図である。

図に於て、１は基体、２はＭ１覆層、３は鱗片状皮膜、
４は亀裂である。

４許出願人　　キャノン株式会社 ｊノ”、、Ｋｌが

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基体に、親水性構造部分と疎水性構造部分とを共に有す
   る重合体を含む塗料を以て被覆層を設け、この被覆層が
   不定形の亀裂により微細に区画され九多数の皮膜を集合
   して成っていることを特徴とする被記録材。