(57)【要約】  本発明は、媒体基材と、インク受容層を形成すべく媒体基材に適用されたコーティング組成物とから構成されるインクジェット印刷用の媒体シートに関する。インク受容層は、半金属又は金属酸化物の微粒子、少なくとも５ｗｔ％の水溶性コーティング調合添加物、及びバインダーを含み得る。媒体シートはまた、約８０マイクロジーメンス／センチメートル未満の洗浄伝導率を有し、ここで、当該洗浄伝導率は、１００ｃｍ２の媒体シートサンプルを脱イオン水中に撹拌しながら室温で４５秒間置いた後に該脱イオン水の５０ｍＬ浴の伝導率を測定することにより決定される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェット印刷用の媒体シートであって：
ａ）媒体基材；及び
ｂ）インク受容層を形成するべく前記媒体基材に適用されたコーティング組成物
を含んで成り、前記インク受容層が：
ｉ）半金属又は金属酸化物の微粒子；
ｉｉ）バインダー；及び
ｉｉｉ）前記金属又は半金属酸化物の微粒子と結合しているか、又は前記バインダーと結合している、少なくとも５ｗｔ％の水溶性コーティング調合添加物
を含み、前記媒体シートが、約８０マイクロジーメンス／センチメートル未満の洗浄伝導率を有し、該洗浄伝導率が、１００ｃｍ２の前記媒体シートのサンプルを脱イオン水中に撹拌しながら室温にて４５秒間置いた後に、５０ｍＬの脱イオン水浴の伝導率を測定することにより決定される、媒体シート。
【請求項２】
前記水溶性コーティング調合添加物が、イオン性媒染剤、イオン性多価イオン、酸性成分、架橋剤、有機塩、無機塩、及びそれらの組合せから成る群から選択された成分を含む、請求項１に記載の媒体シート。
【請求項３】
前記水溶性コーティング調合添加物が、アルミニウム塩、アルミニウムクロロ水和物、ホウ酸、又はホウ酸塩のうち１つを含む、請求項２に記載の媒体シート。
【請求項４】
前記水溶性コーティング調合添加物が三価又は四価の金属酸化物を含み、前記金属がアルミニウム、クロム、ガリウム、チタン、及びジルコニウムから成る群から選択される、請求項１に記載の媒体シート。
【請求項５】
前記洗浄伝導率が、前記インク受容層を適用する以前に未反応の水溶性コーティング調合添加物の少なくとも一部を前記コーティング組成物から除去するか、又は未反応の水溶性コーティング調合添加物の少なくとも一部を前記インク受容層から除去するかのいずれかによって得られる、請求項１に記載の媒体シート。
【請求項６】
前記金属又は半金属酸化物が、シリカ又はアルミナである、請求項１に記載の媒体シート。
【請求項７】
多孔質表面が約４〜約７．５のｐＨを有し、且つ前記インク受容層が約５〜約６のｐＨを有する、請求項１に記載の媒体シート。
【請求項８】
インクジェット印刷用の媒体シートを作製する方法であって：
ａ）金属又は半金属酸化物の微粒子、バインダー、及び少なくとも１つの水溶性コーティング調合添加物を含むコーティング組成物を調製することであって、前記水溶性コーティング調合添加物の少なくとも一部が、ｉ）未反応添加物の形であるか、又はｉｉ）望ましくない電解質を生ずる、前記調製すること；
ｂ）インク受容層を形成するべく前記コーティング組成物を媒体基材に適用すること；及び
ｃ）前記コーティング組成物を前記媒体に適用する前又は後のいずれかで、未反応の添加物又は望ましくない電解質の少なくとも一部を除去すること
を包含し、この場合、前記インク受容層が、未反応の添加物又は望ましくない電解質の除去後、少なくとも５ｗｔ％の前記水溶性コーティング調合組成物を含み、且つ前記インク受容層の前記水溶性コーティング調合添加物の少なくとも一部が、前記金属又は半金属酸化物の微粒子又は前記バインダーと結合しており、
前記媒体シートが、約８０マイクロジーメンス／センチメートル未満の洗浄伝導率を有し、前記洗浄伝導率が、１００ｃｍ２の媒体シートのサンプルを脱イオン水中に撹拌しながら室温にて４５秒間置いた後に、５０ｍＬの脱イオン水浴の伝導率を測定することにより決定される、方法。
【請求項９】
前記水溶性コーティング調合添加物が、イオン性媒染剤、イオン性多価イオン、酸性成分、架橋剤、有機塩、無機塩、及びそれらの組合せから成る群から選択された成分を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記未反応の添加物又は望ましくない電解質が、コーティング組成物を媒体基材に適用する前又は後のいずれかで除去される、請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００４年５月２６日付けの米国特許出願第１０／８５４，３５０号の部分継続出願である、２００５年４月１９日付けの米国特許出願第１１／１１０，１０６号の部分継続出願であり、参照することでその両方を本書に取り入れることとする。
本発明は、概して、インクジェット印刷に関する。より詳細には、本発明は、半金属又は金属酸化物をベースとする媒体コーティングを備えたインクジェット印刷媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットインクは、典型的に、インクビヒクルと着色剤を含み、後者は、染料又は顔料であり得る。写真画像の印刷に使用される染料系インクジェットインクは、ほとんど常に水溶性染料である。その結果、そのような染料系インクジェットインクは、通常、それ程耐水性ではなく、即ち、湿潤条件に曝される際、特に、多孔質インク受容層を有する媒体基材上に印刷される場合は、画像が色相シフトを起し易く且つエッジ尖鋭度が低下する。さらに、これらの水溶性染料系インクジェットインクから作り出された画像は、周囲の光及び／又は空気に曝される場合などは、時間が経つと退色する傾向がある。他方、顔料系インクは、耐湿性及び画像退色耐性が広範囲に改善された画像を生成することができる。しかしながら、顔料をベースとする画像は、光沢均一性という望ましい特質に関しては染料系インクジェットインクよりも劣っている。
【０００３】
印刷媒体の表面は、インクジェットにより生成される印刷画像の退色性、耐湿性、及び品質において重要な役割を果たす。従って、所与のインクに関して、空気退色性、耐湿性、及び画像品質の程度は、媒体表面の化学的性質に左右され得る。結果として、多くのインクジェットインクは、適切な媒体表面が使用されるときにより良好に機能するように作ることができる。例えば、顔料系インクは、媒体のコーティング組成物に極めて敏感である。多孔質媒体上に顔料系インクによって印刷された画像は、通常、曇りを呈したり、比較的低い光沢を呈したり、又は高いインク濃度において完全に光沢を失う（又は、艶消し（ｄｅｇｌｏｓｓ）とも称される）ことさえある。また、染料系インクジェットインクに関わる空気退色及び耐湿性という問題もある。印刷画像の取扱い性及び引掻き耐性という能力も、媒体が、インクジェットインク、特に顔料系インクジェットインクと適合しない際に劣る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、染料系及び顔料系の両インクに関して高い光沢及び高い光沢均一性を示す画像を実現することが、当分野において望まれている。この艶消し現象がなければ、光沢均一性を顕著に高めることができる。また、顔料系インクジェットインクにおける顔料着色剤の密な充填のため、印刷画像の引掻き耐性を顕著に改善することができる。さらに、染料系インクジェットインクに関する色域、ブラック濃度、及び耐湿性も顕著に改善させることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態によれば、染料系又は顔料系インクジェットインクと実質的に不利に相互作用しない印刷媒体が作製される。
【０００６】
これによれば、インクジェット印刷用の媒体シートは、媒体基材と、インク受容層を形成するべくその媒体基材に適用されたコーティング組成物とから構成することができる。当該インク受容層は、半金属又は金属酸化物の微粒子、バインダー、及びその微粒子又はバインダーと結合している少なくとも５ｗｔ％の水溶性コーティング調合添加物を含み得る。その水溶性コーティング調合添加物が存在する状態でも、当該媒体シートは、約８０マイクロジーメンス／センチメートル未満の洗浄伝導率（ｗａｓｈ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）を有し、これは、１００ｃｍ２の媒体シートサンプルを脱イオン水中に撹拌しながら室温で４５秒間置いた後に該脱イオン水の５０ｍＬ浴の伝導率を測定することにより決定される。
【０００７】
本発明の他の特徴並びに利点は、例示目的で本発明の諸特徴を説明する以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の特定の実施形態を開示、記述する前に、本発明が、ここに開示する特定のプロセス並びに材料に限定されないことを理解されたい。何故なら、それらは、ある程度変更し得るからである。また、ここで用いる用語は、特定の実施形態を専ら記述するだけの目的で用いるものであって、限定の意のないことを理解されたい。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲及びその等価物によってのみ限定される。
【０００９】
本発明を記述し且つ範囲請求するに当たって、以下の用語を用いることとする。
【００１０】
単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、別途明確に指示のない限り、複数の意味を包含する。従って、例えば、「染料」という場合、１つ又は複数の当該材料を意味する。
【００１１】
「画像耐久性」とは、一定時間にわたって長持ちする画像の能力に関連した、インクジェット印刷画像の特性を指す。画像耐久性という特性には、画像の退色耐性、耐水性、耐湿性、耐光性、スマッジ耐性、大気汚染物質誘導型退色耐性、引っ掻き及び擦れ耐性等が含まれる。
【００１２】
「媒体基材」又は「基材」は、紙、オーバーヘッド投影機用プラスチック、被覆紙、布地、アート紙（例えば、水彩紙）等をはじめとする、インクジェット印刷技術にて用いるためにコーティングされ得る任意の基材を含む。
【００１３】
「多孔質媒体コーティング」は、典型的に、高分子バインダーによって互いに結合された、シリカ又はアルミナ微粒子のような無機微粒子を含む。任意に、媒染剤及び／又はその他の添加物も存在し得る。当該添加物は、アルミニウムクロロ水和物のような多価塩、及び／又は酸性架橋剤のような酸性成分をはじめとする水溶性のコーティング調合添加物であり得る。ポリビニルアルコールのような高分子バインダーを架橋するのに用い得る酸性架橋剤の一例は、ホウ酸である。当該組成物は、種々の媒体基材用のコーティングとして用いることができ、当分野で周知の多数の方法のどれかによって適用することができる。加えて、当該組成物は、単層又は複層にて適用することができる。複層を適用する場合、これらの複層は、同一の又は類似の組成物、又は異なる組成物から成ることができる。
【００１４】
用語「水溶性コーティング調合添加物」とは、調製、コーティング、又は性能向上の目的でコーティング組成物に付加されるイオン性及び／又はその他の組成物を指す。これらの目的には有用であるが、得られるインク受容層に残留し得るような未反応の材料、即ち、過剰量の材料は、画像品質に関しては望ましくない。例えば、水溶性コーティング調合添加物は、印刷時にインクジェットインクの着色剤を合体（coalesce）又は凝結させる傾向があり、その上、画像の光沢を減ずる。水溶性コーティング調合添加物の例には、未反応の酸性架橋剤及びその他の塩、及び／又は多価若しくは高価塩のような塩が含まれる。インク受容層から過剰の又は未結合のこれらの材料を除去することによって、印刷画像の色域を改善することができ、そして特に、過剰の塩を除去することによって耐湿性を改善することができる。コーティング混合物の伝導率に何ら寄与しない、半金属又は金属酸化物の微粒子に共有結合するオルガノシラン反応剤は、本発明の実施形態による水溶性コーティング調合添加物であるとは考えられない。
【００１５】
「アルミニウムクロロ水和物」「ＡＣＨ」、「ポリアルミニウムクロリド」、「ＰＡＣ」、「ポリアルミニウムヒドロキシクロリド」などは、塩化アルミニウムを部分的に塩基と反応させた可溶性アルミニウム生成物の種を指す。Ａｌ量に対するＯＨの相対量によって、具体的生成物の塩基性度が決定され得る。ＡＣＨの化学構造は、多くの場合、Ａｌｎ（ＯＨ）ｍＣｌ（３ｎ−ｍ）の形で表され、ここで、ｎは１〜５０とし得、ｍは１〜１５０とし得る。塩基性度は、その方程式における項ｍ／（３ｎ）によって定義され得る。ＡＣＨは、水和アルミナＡｌＣｌ３を制御条件下においてアルミニウム粉末と反応させることにより調製することができる。精密な組成物は、用いるアルミニウム粉末の量と反応条件に依存する。典型的には、その反応は、４０％〜８３％の塩基性度を有する生成物を与えるように実施し得る。ＡＣＨは、溶液として供給することができるが、固体としても供給し得る。
【００１６】
ＡＣＨを表す他の方法もあり、それは当分野で既知である。典型的には、ＡＣＨは、単一混合物中に、多数の様々な分子サイズと形状を含む。ＡＣＨにおける例示的な安定イオン種は、式［Ａｌ１２（ＯＨ）２４ＡｌＯ４（Ｈ２Ｏ）１２］７＋を有し得る。その他の例としては、［Ａｌ６（ＯＨ）１５］３＋、［Ａｌ８（ＯＨ）２０］４＋、［Ａｌ１３（ＯＨ）３４］５＋、［Ａｌ２１（ＯＨ）６０］３＋等が挙げられる。ＡＣＨ又はＡＣＨ組成物に存在し得る成分を記述するのに用いられるその他の一般的な名称は、アルミニウムクロリドヒドロキシド（８Ｃｌ）；Ａ２９６；ＡＣＨ３２５；ＡＣＨ３３１；ＡＣＨ７−３２１；Ａｌｏｘｉｃｏｌｌ；Ａｌｏｘｉｃｏｌｌ  ＬＲ；アルミニウムヒドロキシクロリド；アルミノールＡＣＨ；アルミニウムクロル水和物；アルミニウムクロロヒドロキシド；アルミニウムクロリドヒドロキシドオキシド、塩基性；アルミニウムクロリドオキシド；アルミニウムクロロ水和物；アルミニウムクロロヒドロール；アルミニウムクロロヒドロキシド；アルミニウムヒドロキシドクロリド；アルミニウムヒドロキシクロリド；アルミニウムオキシクロリド；Ａｑｕａｒｈｏｎｅ；Ａｑｕａｒｈｏｎｅ  １８；Ａｓｔｒｉｎｇｅｎ；Ａｓｔｒｉｎｇｅｎ  １０；Ｂａｎｏｌｔａｎ  Ｗｈｉｔｅ；塩基性アルミニウムクロリド；塩基性アルミニウムクロリド、水和物；Ｂｅｒｕｋｏｔａｎ  ＡＣ−Ｐ；Ｃａｒｔａｆｉｘ  ＬＡ；Ｃａｗｏｏｄ  ５０２５：Ｃｈｌｏｒｈｙｄｒｏｌ；Ｃｈｌｏｒｈｙｄｒｏｌ  Ｍｉｃｒｏ−Ｄｒｙ；Ｃｈｌｏｒｈｙｄｒｏｌ  Ｍｉｃｒｏ−Ｄｒｙ  ＳＵＦ；Ｅ  ２００；Ｅ  ２００（凝固剤）；Ｅｋｏｆｌｏｃｋ  ９０；Ｅｋｏｆｌｏｃｋ  ９１；ＧｅｎＰａｃ  ４３７０；Ｇｉｌｕｆｌｏｃ  ８３；Ｈｅｓｓｉｄｒｅｘ  ＷＴ；ＨＰＢ  ５０２５；Ｈｙｄｒａｌ、Ｈｙｄｒｏｆｕｇａｌ；Ｈｙｐｅｒ  Ｉｏｎ  １０２６；Ｈｙｐｅｒｄｒｏｌ；Ｋｅｍｐａｃ  １０；Ｋｅｍｐａｃ  ２０；Ｋｅｍｗａｔｅｒ  ＰＡＸ  １４；Ｌｏｃｒｏｎ；Ｌｏｃｒｏｎ  Ｐ；Ｌｏｃｒｏｎ  Ｓ；Ｎａｌｃｏ  ８６７６；ＯＣＡＬ；Ｏｕｌｕｐａｃ  １８０；ＰＡＣ；ＰＡＣ（塩）；ＰＡＣ  １００Ｗ；ＰＡＣ  ２５０Ａ；ＰＡＣ  ２５０ＡＤ；ＰＡＣ  ３００Ｍ；ＰＡＣ  ７０；Ｐａｈｏ  ２Ｓ；ＰＡＬＣ；ＰＡＸ；ＰＡＸ  １１Ｓ；ＰＡＸ  １６；ＰＡＸ  １８；ＰＡＸ  １９；ＰＡＸ  ６０ｐ；ＰＡＸ−ＸＬ  １；ＰＡＸ−ＸＬ  １９；ＰＡＸ−ＸＬ  ６０Ｓ；ＰＡＸ−ＸＬ  ６１Ｓ；ＰＡＸ−ＸＬ  ６９；ＰＡＸ−ＸＬ  ９；Ｐｈａｃｓｉｚｅ；Ｐｈｏｓｐｈｏｎｏｒｍ；（１４）ポリ（アルミニウムヒドロキシ）クロリド；ポリアルミニウムクロリド；Ｐｒｏｄｅｆｌｏｃ  ＡＣ  １９０；Ｐｒｏｄｅｆｌｏｃ  ＡＬ；Ｐｒｏｄｅｆｌｏｃ  ＳＡＢ  １８；Ｐｒｏｄｅｆｌｏｃ  ＳＡＢ  １８／５；Ｐｒｏｄｅｆｌｏｃ  ＳＡＢ  １９；Ｐｕｒａｃｈｅｍ  ＷＴ；Ｒｅａｃｈ  １０１；Ｒｅａｃｈ  ３０１；Ｒｅａｃｈ  ５０１；Ｓｕｌｚｆｌｏｃ  ＪＧ；Ｓｕｌｚｆｌｏｃ  ＪＧ  １５；Ｓｕｌｚｆｌｏｃ  ＪＧ  １９；Ｓｕｌｚｆｌｏｃ  ＪＧ  ３０；ＴＡＩ−ＰＡＣ；Ｔａｉｐａｃ；Ｔａｋｉｂｉｎｅ；Ｔａｋｉｂｉｎｅ  ３０００；Ｔａｎｗｈｉｔｅ；ＴＲ  ５０；ＴＲ  ５０（無機化合物）；ＵＰＡＸ  ２０；Ｖｉｋｒａｍ  ＰＡＣ−ＡＣ  １００Ｓ；ＷＡＣ、ＷＡＣ  ２；Ｗｅｓｔｃｈｌｏｒ  ２００；Ｗｉｃｋｅｎｏｌ  ３０３；Ｗｉｃｋｅｎｏｌ  ＣＰＳ  ３２５  アルミニウムクロロ水和物  Ａｌ２ＣｌＨ５Ｏ５又はＡｌ２（ＯＨ）５Ｃｌ・２Ｈ２Ｏ又は［Ａｌ（ＯＨ）２Ｃｌ］ｘ又はＡｌ６（ＯＨ）１５Ｃｌ３；［Ａｌ２（ＯＨ）５Ｃｌ］ｘ  アルミニウムクロロヒドロキシド；アルミニウムヒドロキシクロリド；アルミニウムクロリド、塩基性；アルミニウムクロリドヒドロキシド；［Ａｌ２（ＯＨ）ｎＣｌ６−ｎ］ｍ；［Ａｌ（ＯＨ）３］ｎＡｌＣｌ３；又はＡｌｎ（ＯＨ）ｍＣｌ（３ｎ−ｍ）（ここで、大部分は、０＜ｍ＜３ｎ）を含む。一実施形態では、好ましい組成物は、式Ａｌ（ＯＨ）２Ｘ〜Ａｌ３（ＯＨ）８Ｘ（ここで、ＸはＣｌ又はＮＯ３）の塩化アルミニウム及び硝酸アルミニウムを含む。別の実施形態では、好ましい組成物は、シリカ粒子をアルミニウムクロロ水和物（Ａｌ２（ＯＨ）５Ｃｌ又はＡｌ２（ＯＨ）Ｃｌ５・ｎＨ２Ｏ）と接触させることにより調製することができる。上述のようにシリカ粒子をアルミニウム化合物と接触させることで、そのアルミニウム化合物をシリカ粒子の表面と関連した状態にするか又はそれに結合させることができると考えられる。これは、共有結合によるか、又はゼータ電位装置によって測定し得る、陽イオン性シリカを形成する静電相互作用によるかのいずれかであり得る。
【００１７】
「オルガノシラン反応剤」は、シラン基に共有結合している官能性成分又は活性部分を含む組成物を包含する。任意の一実施形態においては、シリカ又はアルミナのような金属又は半金属酸化物の微粒子を、上述のオルガノシラン反応剤によって表面修飾することができる。所望の機能をもたらし得る成分の例には、アニオン染料固着基（アミン、第四級アンモニウム塩等）、紫外線吸収体、金属キレート化剤、ヒンダードアミン光安定剤、還元剤、疎水基、イオン基、緩衝基、又は後続反応のための官能基が含まれる。オルガノシラン反応剤の官能性成分領域は、シラン基に直に結合しているか、又は１〜１０個の炭素原子若しくは他の既知のスペーサー基によるなどして、シラン基から適切に間隔をあけることができる。オルガノシラン反応剤のシラン基は、その反応剤に存在するヒドロキシ基、ハロ基、又はアルコキシ基を介して、多孔質媒体コーティング組成物の無機微粒子に結合し得る。あるいはまた、幾つかの例においては、オルガノシラン反応剤は、無機微粒子の表面に単に引き付けられ得る。コーティング混合物の伝導率に何ら寄与しない、半金属又は金属酸化物の微粒子に共有結合するオルガノシラン反応剤は、本発明の実施形態による水溶性コーティング調合添加物であるとは考えない。
【００１８】
用語「インク受容層」は、媒体基材上に適用され且つ印刷時にインクを受容するように構成される、一層又は複層を指す。従って、インク受容層は、必ずしも最外部層である必要はなく、他のコーティングの下にある層ともし得る。
【００１９】
用語「洗浄伝導率（ｗａｓｈ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）」は、洗浄流出液の、電流を伝え得る能力の尺度を意味する。この電流は、流出液中の水溶性塩又は電解質の直接的な尺度である。
【００２０】
数値又は範囲を表すときの用語「約」は、測定実施時に起こり得る実験誤差から生ずる値を包含する意がある。
【００２１】
本書におていは、比率、濃度、量、及びその他の数値データを範囲形式で提示する場合がある。そのような範囲形式は、単に便利且つ簡潔のために用いるものであって、範囲の限界として明記した数値を含むだけでなく、各数値及び副範囲が明記されているかのようにその範囲内に包含される個別の数値又は副範囲を全て包含するものと柔軟に解釈されるべきであることを理解されたい。例えば、約１ｗｔ％−約２０ｗｔ％という重量範囲は、１ｗｔ％〜約２０ｗｔ％という明記された濃度限界を含むだけではなくて、２ｗｔ％、３ｗｔ％、４ｗｔ％のような個別濃度及び５ｗｔ％〜１５ｗｔ％、１０ｗｔ％〜２０ｗｔ％、等のような副範囲を含むものと解釈されるべきである。
【００２２】
顔料系インクジェットインク又は染料系インクジェットインクのいずれかを用いて作り出された画像は、そのインクが適用される印刷媒体の影響を受け得る。詳細には、ラテックス微粒子及び／又はバインダーを含む顔料系インクは、印刷媒体のインク受容層にしばしば存在する望ましくない材料に極めて反応し易いことがある。例えば、酸、多価イオン、又はアルミニウムクロロ水和物のような、水溶性コーティング調合添加物は、ある種の媒体コーティングの製造に望まれる場合がある。しかしながら、インク受容層を形成すべくコーティング組成物を乾燥させた後、これらの過剰の材料は、インクジェットインクに好ましくない影響を及ぼす可能性がある。さらに、これらの及び他の類似の材料は、付加されるときに、不必要な電解質又は塩を生ずることがある。例えば、半金属又は金属の酸化物の微粒子、ポリビニルアルコール、ホウ酸ナトリウム、ＮａＯＨ、及びアルミニウムクロロ水和物を含む作製されたコーティング組成物は、不必要なＮａＣｌ塩を生ずる。これらの及び他のイオン組成物は、湿潤条件下において染料をにじませる可能性がある。幾つかのケースでは、そのような媒体表面と顔料の相互作用によって引掻き耐性が不十分となり得る。さらに、半金属又は金属の酸化物をベースとする媒体コーティング中のポリビニルアルコールバインダーの結合強度を高めるべく、架橋剤としてしばしば用いられる未反応ホウ酸も、顔料の凝固を生じ、結果として光沢の低減又は損失となり得る。あるいは、染料系インクジェットインクに関しても、未反応又は過剰の水溶性コーティング調合添加物は、色の彩度及びブラック濃度を減じ、同時に、画像の光沢を減ずる恐れがある。
【００２３】
これらの問題に鑑み、本発明は、特別なインクジェット媒体に関連しており、そこでは、生成した、過剰の、又は未反応の、イオン性及びその他の干渉性の水溶性成分の少なくとも一部は除去されており、染料及び／又は顔料のようなインクジェットインク成分との適合性が改善される。そのような媒体上に印刷された画像は、均一且つ高い光沢を示すと共に、顔料系インクジェットインクに対する引掻き耐性が改善される。生成した、過剰の、又は未反応の、これらのイオン性及び他の干渉性の水溶性成分が実質的に存在しないことは、簡単な洗浄伝導率試験を実施することによって証明し得る。
【００２４】
前述のように、インクジェット印刷用の媒体シートは、媒体基材と、インク受容層を形成するべくその媒体基材に適用されたコーティング組成物とを含み得る。当該インク受容層は、金属又は半金属酸化物の微粒子、バインダー、及びその微粒子又はバインダーと結合している少なくとも５ｗｔ％の水溶性コーティング調合添加物を含み得る。その水溶性コーティング調合添加物が存在する状態でも、当該媒体シートは約８０マイクロジーメンス／センチメートル未満の洗浄伝導率を有し、これは、１００ｃｍ２の媒体シートサンプルを脱イオン水中に撹拌しながら室温で４５秒間置いた後に該脱イオン水の５０ｍＬ浴の伝導率を測定することにより決定される。
【００２５】
他の実施形態では、インクジェット印刷用の媒体シートを作製する方法は、多数の処理ステップを包含し得る。１つのステップは、金属又は半金属酸化物の微粒子、バインダー、及び少なくとも１つの水溶性コーティング調合添加物を含むコーティング組成物を調製することを包含し、この場合、水溶性コーティング調合添加物の少なくとも一部は、ｉ）未反応の添加物の形であるか、又はｉｉ）望ましくない電解質を生ずる。その他のステップとしては、コーティング組成物を媒体基材に適用してインク受容層を形成するステップ、並びにコーティング組成物を適用する前か後のいずれかにおいてその未反応の添加物又は望ましくない電解質の少なくとも一部を取り除くステップが挙げられる。この実施形態では、インク受容層は、未反応の添加物又は望ましくない電解質を除去した後に、少なくとも５ｗｔ％の水溶性コーティング調合添加物を含み得る。さらに、インク受容層中の水溶性コーティング調合添加物の少なくとも一部は、金属又は半金属酸化物の微粒子、バインダーと結合し得る。重ねて、全体としての媒体シートは、約８０マイクロジーメンス／センチメートル未満の洗浄伝導率を有し、これは、１００ｃｍ２の媒体シートサンプルを脱イオン水中で撹拌しながら室温にて４５秒間置いた後に該脱イオン水の５０ｍＬ浴の伝導率を測定することにより決定される。
【００２６】
これらの両方の実施形態において、水溶性コーティング調合添加物がそのような比較的多量、即ち、インク受容層内に少なくとも５ｗｔ％という量にて存在する場合においても、洗浄伝導率は非常に低いのである。これは、水溶性コーティング調合添加物のほとんどが微粒子及び／又はバインダーに結合していると考えられること、並びに大部分の未反応添加物が除去されるという理由からである。換言すれば、望ましくない過剰／未結合の添加物の大部分をインク受容層から取り除き（適用前後のいずれかで）、インク受容層に比較的多量の微粒子−又はバインダー−結合添加物を残し得るという利点によって、明確な印刷結果をもたらすことができ、且つ過剰／未結合の添加物の存在に関わる不利益を最小限とし得る。少なくとも５ｗｔ％の水溶性コーティング調合添加物が存在するインク受容層において、過剰／未結合の添加物が最小限となっている状態は、本発明の実施形態による低い洗浄伝導率によって立証し得る。
【００２７】
染料系又は顔料系インクジェットインクと不利に相互作用せず、且つ前述の洗浄伝導率試験をパスする被覆媒体基材を作製するのに種々の方法を用いることができる。ここに記載する実施形態の幾つかにおいては、水溶性コーティング調合添加物は、典型的に、コーティング調製特性、コーティング適用特性、又は媒体性能特性の少なくとも１つを改善するべくコーティング組成物に含められる。しかしながら、未反応の添加物（群）又は望ましくない電解質若しくは塩を生ずる添加物（群）は、先に説明したように、印刷上の諸問題を引き起こし得る。コーティング組成物の適用以前に、又はコーティング組成物の適用後に、即ち、インク受容層を形成後に、添加物（群）／生成電解質を除去することを含む、未反応の添加物（群）又は生成した電解質若しくは塩を除去することについて少なくとも２つの基本的な方法がある。
【００２８】
コーティング組成物の適用前の過剰添加物（群）又は生成電解質の除去を伴う例示的な一実施形態では、改善された耐光性、引掻き耐性、及び画像品質を呈する媒体コーティングを作製することができる。そのようなコーティングは、一次構造の微粒子成分として、ヒュームドシリカのような多孔質顔料（約５０ｗｔ％〜７５ｗｔ％）と、その系にカチオン表面電荷をもたらすアルミニウムクロロ水和物のような多価塩（約５ｗｔ％〜８ｗｔ％）と、前記シリカ及びアルミニウムクロロ水和物を互いに結合させるべくポリビニルアルコールのようなバインダー（約１５ｗｔ％〜２０ｗｔ％）を含み得る。ポリビニルアルコールの結合力を高めるために、ホウ酸のような架橋剤（約０．５ｗｔ％〜５ｗｔ％）を付加し得る。コーティング混合物は、アルミニウムクロロ水和物の過剰量を、例えば、限外ろ過によって除去することによって精製することができる。限外ろ過は、約５０ｎｍの平均孔サイズを有する多孔膜を用いて実行し得る。１００ｐｓｉの背圧を組成物に印加して、望ましくない電解質及び／又は未反応の添加物を含む小物質を水と共に孔を通過させる。そのような材料が孔を通過する際、喪失した水を補給するのに脱イオン水を用いることができ、それによってコーティング組成物を精製することができる。次いで、より精製された状態のコーティング混合物を、非吸収性のベース、即ち、基材上に適用することができ、その後、乾燥させ得る。被覆重量は、２５ｇ／ｍ２〜３５ｇ／ｍ２に制御することができる。一実施形態では、より多くの球状コロイドシリカ（４０ｎｍ〜１００ｎｍ）を含む第２のコーティングをオーバーコートとして適用することによって、光沢性及び耐引掻き性の仕上げ加工を施すことができる。第２のコーティングがイオン性組成物又は酸を用いて調合されない場合は、精製又は除去処理は必要ではないが、当該処理を拒むものではない。
【００２９】
他の実施形態では、改善された耐光性、引掻き耐性、及び画像品質を呈する印刷媒体を製造するために、媒体基材にコーティング組成物を適用した後に、望ましくない添加物（群）又は生成した電解質の除去を実行することができる。そのようなコーティングは、一次構造の微粒子成分として、ヒュームドシリカのような多孔質顔料（約５０ｗｔ％〜７５ｗｔ％）と、その系にカチオン表面電荷をもたらすアルミニウムクロロ水和物のような多価塩（約５ｗｔ％〜８ｗｔ％）と、前記シリカ及びアルミニウムクロロ水和物を互いに結合させるべくポリビニルアルコールのようなバインダー（約１５ｗｔ％〜２０ｗｔ％）を含み得る。ポリビニルアルコールの結合力を高めるために、ホウ酸のような架橋剤（約０．５ｗｔ％〜５ｗｔ％）を付加することができる。コーティング混合物を非吸収性のベース又は基材上に適用することができ、その後に乾燥させ得る。被覆重量は、２５ｇ／ｍ２〜３５ｇ／ｍ２に制御することができる。一実施形態では、より多くの球状コロイドシリカ（４０ｎｍ〜１００ｎｍ）を含む第２のコーティングをオーバーコートとして適用することによって、光沢性及び耐引掻き性の仕上げ加工を施すことができる。その後、被覆紙を水浴又は水噴霧を通過させて、コーティング中の遊離酸及び遊離高価イオンを実質的に除去することができる。
【００３０】
他の例示的な実施形態では、改善された耐光性、引掻き耐性、及び画像品質を呈する媒体コーティングを作製することができる。そのようなコーティングは、一次構造の微粒子成分として、ヒュームドシリカのような多孔質顔料（約５０ｗｔ％〜７５ｗｔ％）と、その系にカチオン表面電荷をもたらすアルミニウムクロロ水和物のような多価塩（約５ｗｔ％〜８ｗｔ％）と、前記シリカ及びアルミニウムクロロ水和物を互いに結合させるべくポリビニルアルコールのようなバインダー（約１５ｗｔ％〜２０ｗｔ％）を含み得る。ポリビニルアルコールの結合力を高めるために、ホウ酸のような架橋剤（約０．５ｗｔ％〜５ｗｔ％）を付加することができる。コーティング混合物を非吸収性のベース又は基材上に適用することができ、その後に乾燥させ得る。被覆重量は、２５ｇ／ｍ２〜３５ｇ／ｍ２に制御し得る。その後、被覆紙を水浴又は水噴霧を通過させて、コーティング中の遊離酸及び遊離高価イオンを実質的に除去することができる。一実施形態において、より多くの球状コロイドシリカ（４０ｎｍ〜１００ｎｍ）を含む第２のコーティングをオーバーコートとして適用して、光沢性及び耐引掻き性の仕上げ加工を施すことができる。第２のコーティングがイオン性組成物又は酸を用いて調合されない場合は、洗浄処理は必要ではないが、当該処理を拒むものではない。
【００３１】
洗浄処理自体に関しては、この処理は、浴、噴霧処理によるか、又はその他の既知の洗浄技術によって実施することができる。典型的には、その水は、室温近辺とし得るが、約０℃〜９０℃の温度も使用可能である。一実施形態において、３０℃〜５０℃の温水を使うことができる。用いる水は、脱イオン水、硬水、軟水、又は添加物を含む水とし得る。例えば、当該水は、洗浄段階中のｐＨをｐＨ５〜７．５に調節するために緩衝剤（０．１〜１％固形物）を含有することができる。どのタイプの水（添加物の有無）が使われようと、洗浄処理は、媒体シートの最終ｐＨに寄与するべく採用し得る。一実施形態では、媒体シートのインク受容層のｐＨは、ｐＨ約４〜ｐＨ約７．５であり得る。別の実施形態では、インク受容層のｐＨは、ｐＨ約５〜ｐＨ約６であり得る。水に存在し得るその他の添加物としては、空気退色添加物等のような、印刷品質に寄与する添加物が挙げられる。含有させ得る空気退色添加物の例は、フリーラジカル捕捉剤、ヒンダードアミン、及び／又はチオジエチレングリコールのようなチオ化合物である。
【００３２】
本発明の様々な実施形態に用い得る半金属又は金属酸化物の微粒子に関して説明すると、使用のために選択し得る前記微粒子としては、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、ケイ酸アルミニウム、炭酸カルシウム、及び／又はその他の天然顔料が挙げられる。これらの組成物は、種々の状態及び種々の形状であり得、例えば、シリカは、達成が望まれる効果に応じて、ヒュームドシリカ、コロイドシリカ、沈殿シリカ、又は粉砕シリカゲルとし得る。例えば、３０ｎｍ〜１００ｎｍの球状シリカ微粒子を用いることで光沢のある外観をもたらすことができ、この場合、球状微粒子がより大きく少ないほど、より低い光沢の外観をもたらすことがある。他方、不規則な形状が多いほど、球状微粒子を密に充填した場合に存在し得るよりも多くの粒子間空隙が形成され得る。
【００３３】
半金属又は金属酸化物の微粒子は自己付着性ではないため、典型的に、微粒子を互いに結合させるために、その組成物にバインダーが付加される。典型的には、結合力と、インクが受容されるように微粒子表面の空隙及び粒子間空間を維持することとの間のバランスをもたらすような量にてバインダーは付加される。用い得る代表的なバインダーとしては、Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔによって供給されるＡｉｒｖｏｌ又はＣｌａｒｉａｎｔによって供給されるＭｏｗｉｏｌのような、完全に加水分解されたもの及び部分的に加水分解されたものの両方のポリビニルアルコール；Ｎｉｐｐｏｎ  ＧｏｈｓｅｉからＧＯＨＳＥＦＩＭＥＲ  Ｚシリーズとして市販されているアセトアセチル化ポリビニルアルコールのような、修飾ポリビニルアルコール；アミン修飾ポリビニルアルコール；シランカップリング剤で修飾されたポリビニルアルコールが挙げられる。用い得るその他のバインダーとしては、ポリエステル、ポリエステル−メラニン、スチレン−アクリル酸コポリマー、スチレン−アクリル酸−アクリル酸アルキルコポリマー、スチレン−マレイン酸コポリマー、スチレン−マレイン酸−アクリル酸アルキルコポリマー、スチレン−メタクリル酸コポリマー、スチレン−メタクリル酸−アクリル酸アルキルコポリマー、スチレン−マレイン酸半エステルコポリマー、ビニルナフタレン−アクリル酸コポリマー、ビニルナフタレン−マレイン酸コポリマー、及びそれらの塩が挙げられる。幾つかの実施形態では、バインダーとシリカとの間の相互作用が極めて強く、実質的に水不溶性の形成コーティングとなるため、ポリビニルアルコール及び／又は修飾ポリビニルアルコールを使用するのがより望ましい。バインダーの結合強度を改善するために、ホウ酸のような架橋剤をコーティング組成物に付加することができる。架橋剤を使用する際は、少なめのバインダーを使う必要がある。用い得る他の架橋剤としては、ホウ酸塩、チタニウム塩、バナジウム及びクロム塩、メラミンホルムアルデヒド、グリオキサール、チオ尿素ホルムアルデヒド、及びＣｕｒｅｓａｎが挙げられる。本発明の目的は、未反応の水溶性コーティング調合添加物を除去することであるが、これは、水溶性コーティング調合添加物のみを用いなければならないことを意味するものではない。何故なら、画像品質と干渉しない他の調合添加物も使用できるからである。
【００３４】
上記実施形態によれば、アルミニウムクロロ水和物又は他の多価塩もコーティング組成物を補助するために付加し得る。利益をもたらすべくコーティング組成物に付加し得るが、もし過剰量が存在する場合はインク受容層から除去されるべきであるような例示的な塩としては、アルミニウムクロロ水和物；アルミニウム、クロム、ガリウム、チタン、及びジルコニウムのような金属の三価若しくは四価の金属酸化物が挙げられる。例えば、アルミニウムクロロ水和物を用いる場合、それは、コーティング組成物中に、シリカ含量に比して２ｗｔ％〜２０ｗｔ％にて存在し得、より詳細な実施形態では、アルミニウムクロロ水和物は、５ｗｔ％〜１０ｗｔ％にて存在し得る。
【００３５】
あるいはまた、インク受容層は、さらに、ホウ酸のような、１つ又は複数の酸を含み得る。ホウ酸を付加することにより、バインダーの架橋反応が起こり、これによって、改善された結合強度がもたらされる。改善された結合強度は、インク受容層での割れ低減に帰着し得る。
【００３６】
実際上、アルミニウムクロリド水和物のような多価塩を付加することで、適用に先立ちコーティング混合物に安定性を付与することができ、且つ受容層の光沢が低下する傾向を軽減することができる。さらに、コーティング組成物の結合力を改善するのにホウ酸を付加することができ、これによって乾燥時に受容層がひび割れする傾向を軽減することができる。上述のように、アルミニウムクロロ水和物及びホウ酸は利益をもたらすとはいえ、それらはまた、インクジェットインクを十分機能させないというマイナスの影響も抱えている。例えば、顔料系インクは、媒体基材上にホウ酸及びアルミニウムクロロ水和物が存在する場合、比較的高いインクロードにおいてはそれらの光沢を喪失する傾向がある。従って、光沢の均一性も影響を受け得る。換言すれば、未反応の高価塩及び酸は、不利にインクを凝固させるよう機能し得る。染料系又は顔料系インクが凝固すると、色域が影響を受け、そして画像の引掻き耐性が低下することになる。洗浄処理を実施して過剰の酸及び過剰の高価塩を実質的に除去することにより、画像品質を大幅に改善することができる。
【００３７】
塩及び／又は酸基を付加し得ることに加えて、半金属又は金属酸化物の微粒子を有機基により修飾することもできる。詳細には、オルガノシラン反応剤を表面活性化シリカに付加することによって、その表面にさらに正に荷電した部分を付加したり、又はその表面若しくは近傍に別の所望の官能基、例えば、紫外線吸収体、金属キレート化剤、ヒンダードアミン光安定剤、還元剤、疎水基、イオン基、緩衝基、又は後続反応のための官能基を与えることができる。これらの反応剤は、主として有機物であるため、それらは、インクジェットインク受容特性に関して種々の性質をもたらし得る。しかしながら、これらの材料は、典型的に、半金属又は金属酸化物の微粒子の表面に共有結合されるため、それらは、遊離塩及び遊離酸と同類の印刷上の諸問題を生じない。
【００３８】
一実施形態においては、オルガノシラン反応剤は、アミン含有シランであり得る。より詳細な実施形態では、アミン含有シランは、第四アンモニウム塩を含み得る。アミン含有シランの例には、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−（トリエトキシシリルプロピル）−ジエチレントリアミン、ポリ（エチレンイミン）トリメトキシシラン、アミノエチルアミノプロピルトリメトキシシラン、アミノエチルアミノエチルアミノプロピルトリメトキシシラン、及び上記アミンカップリング剤の第四アンモニウム塩が含まれる。第四アンモニウム塩オルガノシラン反応剤の一例として、トリメトキシシリルプロピル−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアンモニウムクロリドが挙げられる。
【００３９】
あるいはまた、その他のオルガノシラン結合剤もシリカ表面の修飾にとって有用であり、それらとしては、ビス（２−ヒドロエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビス（トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルシルセスキオキサン、ビス−（トリメトキシシリルプロピル）アミン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−アミノエチル−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、３−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（トリメチロキシシリルプロピル）イソチオウロニウムクロリド、Ｎ−（トリエトキシシリルプロピル）−Ｏ−ポリエチレンオキシド、３−（トリエトキシルシリル）無水コハク酸プロピル、３−（２−イミダゾリン−１−イル）プロピルトリエトキシシラン、及び商品名ＳＩＬＱＵＥＳＴ（ＯＳＩ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）、ＳｉｖｅｎｔｏＳｉｌａｎｅ（Ｄｅｇｕｓｓａ）、Ｄｙｎａｓｙｌａｎ、及び／又はＣａｂ−Ｏ−Ｓｉｌ  Ｍ−５（Ｃａｂｏｔ  Ｃｏｒｐ．）を付して販売されている反応剤が挙げられる。
【００４０】
印刷システムに利益をもたらす、活性リガンド又は成分を含む反応剤のような、その他のオルガノシラン反応剤もまた使用することができる。そのような活性リガンド又は成分の例としては、紫外線吸収体、金属キレート化剤、ヒンダードアミン光安定剤、還元剤、疎水基、イオン基、緩衝基、又は後続反応のための官能基が挙げられる。これを示すべく、式１に、適宜使用し得るオルガノシラン反応剤の例を示す。
【００４１】
【化１】
2008538337.tif 000002
【００４２】
上記の式１において、Ｒ基の０〜２個は、Ｈ、−ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ３、又は−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３であり得；Ｒ基の１〜３個は、ハロ又はアルコキシであり得；そしてＲ基の１〜３個は、先述の活性又は官能性成分であり得る。ハロ基が存在する場合、式１はオルガノハロシラン反応剤であると言うことができる。アルコキシが存在する場合、式１はオルガノアルコキシシラン反応剤であると言うことができる。
【００４３】
半金属又は金属酸化物の表面に結合させ得る官能性成分の包括的なリストには、炭素数１〜２の直鎖又は分枝アルキル、シアノ、アミノ、ハロゲン置換アミノ、カルボキシ、ハロゲン置換カルボキシ、スルホン酸塩、ハロゲン置換スルホン酸塩、ハロゲン、エポキシ、フルフリル、メルカプト、ヒドロキシ、ピリジル、イミダゾリン誘導体で置換された低級アルキル、低級シクロアルキル、シクロアルキルの低級アルキル誘導体、低級シクロアルケニル、シクロアルケニルの低級アルキル誘導体、低級エポキシシクロアルキル、エポキシシクロアルキルの低級アルキル誘導体、フェニル、アルキル誘導フェニル、フェノキシ、ポリ（エチレンオキシド）、ポリ（プロピレンオキシド）、ポリエチレンオキシド及びポリ（プロピレンオキシド）のコポリマー、ビニル、ベンジルハロゲン化物、アルキル誘導フェノキシ、第四級アミン、モノエチレンイミン、又はポリエチレンイミンが包含される。
【００４４】
用い得る媒体基材は、当分野で既知の任意の基材とし得、従って、紙、オーバーヘッド投影機用プラスチック、被覆紙、布地、アート紙（例えば、水彩紙）、写真ベース等を含み得る。媒体基材に対する多孔質コーティング組成物の適用は、エアナイフコーティング、ブレードコーティング、ゲートロールコーティング、ドクターブレードコーティング、Ｍｅｙｅｒロッドコーティング、ローラコーティング、リバースローラコーティング、グラビアコーティング、ブラシコーティング、スプレーコーティング、又はカスケードコーティングのような、当分野で既知の任意の方法によって行い得る。
【００４５】
本発明の被覆媒体組成物上に印刷するのに用い得るインクジェットインク組成物は、典型的に、水、共溶媒、界面活性剤、緩衝剤、殺生物剤、金属イオン封鎖剤、粘度修正剤、湿潤剤、バインダー、及び／又はその他の既知の添加物から構成し得る水性調合物、即ち、液体ビヒクルにおいて調製される。インクジェットインクにカラーを付与するために染料及び／又は顔料のような着色剤も存在する。本発明の一態様では、液体ビヒクルは、インクジェットインク組成物の約７０ｗｔ％〜約９９．９ｗｔ％を構成する。別の態様では、液体ビヒクルは、着色剤以外に、高分子バインダー、ラテックス微粒子、及び／又はその他の固形物も保持し得る。
【００４６】
実施例
以下の実施例は、現在最もよく知られている本発明の実施例を説明するものである。しかしながら、以下は、本発明の原理の応用についての単なる模範例又は説明に過ぎないことを理解されたい。本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、種々の修正及び代替組成物、方法、並びにシステムが当業者によって案出されよう。添付の特許請求の範囲は、そのような修正並びに代替構成を網羅するものとする。これまで特定のものに関して本発明を説明してきたが、以下の実施例は、本発明の最も実用的であり且つ好ましい実施形態であると現在思われるものに関連してさらに詳述するものである。
【実施例１】
【００４７】
ＡＣＨで処理されたシリカの調製
約３７５ｍｌの水に、強く撹拌しながら１１ｍｌの２Ｎ  ＮａＯＨと２７．９グラムの５０％アルミニウムクロロ水和物（ＡＣＨ）を付加した。次いで、その分散物中に、８６．１グラムのヒュームドシリカ  Ｃａｂ−ｏ−ｓｉｌ  Ｍ−５を付加した。その生成物を約２４時間静置して、２０％の固形物を含むカチオン性シリカゾルを生成した。この実施形態では、アルミニウムクロロ水和物は、シリカ表面をアニオン性からカチオン性へと変換してシリカ顔料に反発力を与える分散剤として用いられており、それによって、ゾルが凝集するのが防止され且つ許容し得る安定性がもたらされた。
【実施例２】
【００４８】
ベースコーティング組成物の調製
第１容器において、実施例１で調製したＡＣＨで処理されたシリカをホウ酸と混合した。第２容器において、ポリビニルアルコール、チオジエチレングリコール及び界面活性剤Ｏｌｉｎ−１０Ｇを一緒に混合した。２つの容器の内容物を一緒に混ぜ合わせた。各成分の相対量を以下の表１に挙げており、ここで、残余は水である。
【００４９】
【表１】
2008538337.tif 000003
【実施例３】
【００５０】
その上にベースコーティング組成物がコーティングされた媒体基材の調製
実施例２のベースコーティング（組成物１）を、２枚の写真ベース紙の別々のシート上にコーティングした。各コーティングは２８ｇ／ｍ２にて適用した（サンプル１Ａ及び対照サンプル１Ｂと称する）。サンプルを乾燥させた後、サンプル１Ａを１００ｍｌの水浴に３分間浸し、再乾燥させた。以下の表２は、本実施例に従って調製後のサンプル１Ａの各構成成分の乾燥時のｇ／ｍ２を示す。
【００５１】
【表２】
2008538337.tif 000004
【００５２】
対照サンプル１Ｂも同様に調製したが、浸漬及び再乾燥しなかった、即ち、洗浄処理しなかった。
【実施例４】
【００５３】
トップコーティング組成物の調製
ホウ酸、グリセリン、及びＣａｒｔａｃｏａｔ  Ｋ３０３  Ｃを混ぜ合わせてトップコーティング組成物を調製した。各組成物の量を、以下の表３に挙げる。
【００５４】
【表３】
2008538337.tif 000005
【実施例５】
【００５５】
その上にベースコーティング組成物とトップコーティング組成物をコーティングされた媒体基材の調製
実施例２のベースコーティング（組成物１）と実施例４のトップコーティング（組成物２）を、カーテン又はカスケードコーティング法を用いて急速連続（quick succession）で適用した。実施例２のボトムコーティング層を２７ｇ／ｍ２にて適用し、そして実施例４のトップコーティング層は球面コロイドシリカを利用して０．２ｇ／ｍ２のコート重量にて適用した。被覆されたサンプルの２枚のシートをサンプル２Ａ及び対照サンプル２Ｂと標識した）。サンプル２Ａ及び２Ｂを共に乾燥させた。次いで、サンプル２Ａは水浴を通過させ、再乾燥させた。水浴中におけるサンプル２Ａの滞留時間は、水が連続的に撹拌された状態で、約３０〜５０秒となるよう調節した。以下の表４は、本実施例に従って調製したサンプル２Ａのトップコーティング層の各構成成分の乾燥時のｇ／ｍ２を示す。
【００５６】
【表４】
2008538337.tif 000006
【００５７】
対照サンプル２Ｂも同様に調製したが、浸漬及び再乾燥しなかった、即ち、トップコーティング適用後の洗浄処理をしなかった。
【実施例６】
【００５８】
代替的なトップコーティング組成物の調製
Ｏｌｉｎ  １０Ｇ、グリセリン、Ｃａｒｔａｃｏａｔ  Ｋ３０３  Ｃ、及びポリビニルアルコール（ＭＯ２５６６）を混ぜ合わせて、代替的なトップコーティング組成物を調製した。このトップコーティング組成物は、水溶性のコーティング調合添加物を何れも含んでいなかった。各組成物の量を、以下の表５に挙げる。
【００５９】
【表５】
2008538337.tif 000007
【実施例７】
【００６０】
その上にベースコーティング組成物と代替的なトップコーティング組成物がコーティングされた媒体基材の調製
水溶性電解質及び他のイオン性成分の少なくとも一部がそこから洗浄された媒体シートを実施例３（サンプル１Ａ）に従って調製した。次いでその被覆媒体をドクターローラに通過させて表面の水を除去した。実施例６のトップコーティング（組成物３）を、洗浄されたサンプル１Ａの媒体シートの最上面にコーティングした。トップコーティング組成物のコート重量を約０．２ｇ／ｍ２のコート重量にてサンプル１Ａに適用した。表５から明らかなように、トップコーティング組成物は、それがホウ酸と電解質を含まないようにして調合した。次いで、媒体シートを再乾燥させ、サンプル３Ａと標識した。以下の表６は、本実施例に従って調製後のサンプル３Ａのトップコーティング層の各構成成分の乾燥時ｇ／ｍ２を示す。
【００６１】
【表６】
2008538337.tif 000008
【００６２】
対照サンプル３Ｂは、対照サンプル１Ｂ（洗浄処理せずに写真ベースに適用されたベースコーティング組成物１）を用いて調製し、それは、実施例６のトップコーティング組成物（トップコーティング組成物３）で直にコーティングした。トップ層組成物のコート重量も０．２ｇ／ｍ２であった。
【実施例８】
【００６３】
印刷結果
サンプル１Ａ、２Ａ、及び３Ａをそれぞれ、対照サンプル１Ｂ、２Ｂ、及び３Ｂと比較して様々な試験を実施した。“Ａ”サンプルの各々は、本発明の実施形態に従って洗浄し、そして“Ｂ” 対照サンプルは、望ましい洗浄段階を省いた。各媒体シートについて、ａ）顔料の光沢均一性、ｂ）染料の色域、ｃ）湿潤ブリード、ｄ）媒体の脆さ、及びｅ）インク容量を比較する試験を実施した。
【００６４】
ａ）顔料の光沢均一性
各媒体サンプル（１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂ、３Ａ、及び３Ｂ）上に２つのタイプのカラーランプ（ｃｏｌｏｒ  ｒａｍｐ）を印刷した。詳細には、様々なタイプＩ（一次及びブラック）のカラーランプ（シアン、グレイ、ライトシアン、ライトマゼンタ、マゼンタ、イエロー、及びブラック）を、各媒体サンプルに対して２０ｎｇ／ピクセルから３２０ｎｇ／ピクセルまで濃度を１６段階に増やしながら、１つの濃度から次まで２０ｎｇ／ピクセルの濃度差にて、例えば、２０、４０、６０、．．．３００、３２０のようにして、印刷した。さらに、様々なタイプＩＩ（二次）のカラーランプ（ブルー、シアン、グリーン、マゼンタ、オレンジ、レッド、及びイエロー）は、１色だけ、あるいは２色一緒にして（タイプＩのカラーランプに関して説明したように）２０ｎｇ／ピクセル〜３２０ｎｇ／ピクセルまで１６段階にて印刷することにより得られ、次いで、ブラックインクをそこに徐々に混合して、さらに別の１６段階にわたってブラックへの遷移をそのカラーに起こさせた（合計でタイプＩについては１６段階、タイプＩＩについては３２段階）。各画素は、１インチの１／３００でサイジングされた。
【００６５】
光沢は、０〜１００の尺度に基づいて決定され、ここで、０は光沢無し、１００は最大の光沢である。各７色について、タイプＩのカラーランプの１６濃度、及びタイプＩＩのカラーランプの３２濃度の各々を、多数の種類の媒体について測定した。表７は、サンプル２Ａ及び２Ｂについての平均光沢の比較を表している。
【００６６】
【表７】
2008538337.tif 000009
【００６７】
表７で分かるように、タイプＩのカラーランプにおける一次カラー、及びタイプＩＩのカラーランプに見られるような二次カラーの両方について、２Ａの調合に関連したサンプルは、２Ｂの調合より著しく高い光沢を有する。表７において、より大きい数値は、それがより高い光沢を表すため、より望ましい性質を示す。示していないが、サンプル１Ａ及び１Ｂ並びにサンプル３Ａ及び３Ｂも同様の挙動を示した。
【００６８】
画像品質の他の特性は、光沢均一性、即ち、カラーランプの異なる各段階で又は異なるカラーランプにわたって光沢がどのように異なるかである。この場合、測定した光沢傾斜の標準偏差は、部分的に光沢均一性に反映される。従って、標準偏差を各インクについて決定し、そして代表的サンプルを以下の表８に示す。
【００６９】
【表８】
2008538337.tif 000010
【００７０】
図８で分かるように、サンプル１Ａ、２Ａ、及び３Ａは、それぞれ、対照サンプル１Ｂ、２Ｂ、及び３Ｂより優れている。この試験に関しては、低密度印刷から高密度印刷まで、光沢の差が低めの偏差に維持されるため、より低い数値が望ましい。
【００７１】
ｂ）染料の色域
染料の色域と光学濃度を測定するため、本発明の実施形態に従って染料系インクジェットインク（インク４）を調製した。詳細には、当該インクジェットインクを各媒体サンプル（１−３Ａ及び１−３Ｂ）上に印刷して、染料の色域と光学濃度を試験した。Ｌ＊ａ＊ｂ＊８ポイントの色域データを、次のように、表９に挙げる。
【００７２】
【表９】
2008538337.tif 000011
【００７３】
表９から分かるように、画像がサンプル１Ａ、２Ａ、及び３Ａの上に印刷されるときは、それぞれ、対照サンプル１Ｂ、２Ｂ、及び３Ｂに比較して、染料の色域が約１５％増加した。
【００７４】
ｃ）湿潤ブリード
ＨＰ  Ｄｅｓｋｊｅｔ  ９７０のインクセットとして市販されている染料系インクジェットインク（インク５）を種々の媒体サンプル（１Ａ、２Ａ、１Ｂ、２Ｂ、３Ａ及び３Ｂ）上に印刷して湿潤ブリードをテストした。各々に関して、１．０ｍｍのラインを印刷し、その印刷媒体サンプルを３０℃―８０％相対湿度の環境に４８時間入れた。湿度によるラインの拡張をミル単位で測定し、以下の表１０に挙げる。
【００７５】
【表１０】
2008538337.tif 000012
【００７６】
表１０から分かるように、湿潤ブリードは、インクジェットインクを本発明の実施形態に従って洗浄された媒体シート上に印刷する際は著しく少ない。
【００７７】
ｄ）媒体の脆さ
媒体基材上のコーティング材料の屈曲性を測定すると共に、コーティング材料が割れ始める点を測定するために、６個の媒体サンプル（１Ａ、２Ａ、１Ｂ、２Ｂ、３Ａ及び３Ｂ）を、それぞれ、円筒状のダウエル（合せ木片）の周りに巻きつけた。サンプル１Ａ、２Ａ、及び３Ａは、割れが始まる以前に５０ｍｍの半径を有する円筒状ダウエルの周りにそれぞれ巻きつけることができた。対照サンプル１Ｂ、２Ｂ、及び３Ｂは、約１５０ｍｍを上回る半径を有する円筒状ダウエルの周りに巻きつけた際に割れ始めた。
【００７８】
ｅ）インク容量
どれがより大きいインク容量を有するかを定めるために、サンプル１Ａ、２Ａ、及び３Ａの各々を、対照サンプル１Ｂ、２Ｂ、及び３Ｂと比較した。サンプル１Ａ、２Ａ、及び３Ａの各々は、コーティング１グラム当り０．９５ｃｍ３の有孔率を有した。対照サンプル１Ｂ、２Ｂ、及び３Ｂは、コーティング１グラム当り０．９１ｃｍ３の有孔率を有した。従って、洗浄されたサンプルは、本発明の実施形態に従って洗浄されなかったサンプルに比べて、大きいインク受容容量を有した。
【実施例９】
【００７９】
媒体基材上へのコーティングに先立つ、ＡＣＨ処理シリカの処理
実施例１記載の方法によりＡＣＨ処理シリカを調製する。固形物の最終ｗｔ％を約２０％に調節し、且つ当該シリカのｐＨを約３．０に調節する。シリカ分散物から電解質を除去するのに、Ｖｉｖａｆｌｏｗ  ２００（ドイツのＶｉｖａｓｃｉｅｎｃｅ製）タンジェンシャル（ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ）フロー（もしくはクロスフロー）の膜分離モジュールを使用する。次いで、約１リットルの２０％ＡＣＨ処理シリカを、２リットルのエーレンマイヤーフラスコに充填し、該フラスコを５０℃の恒温バスに液浸した。膜分離は、５０，０００ＭＷＣＯポリエーテルスルホン膜を用いて実施され、Ｃｏｌｅ−Ｐａｒｍｅｒの蠕動ポンプヘッドを受容するサイズ１５配管及び圧力ゲージが取付けられる。加熱されたシリカ分散物は膜を通してポンプ輸送され、背圧は２０ｐｓｉ〜３０ｐｓｉに制御される。一定容積の液体及び一定固形物を維持するために、脱イオン水を収容した容器を当該系に接続する。水／塩が膜を通過する際、サンプル容器中に作り出される真空が供給容器からの供給配管を通して脱イオン水を吸引する。廃棄水溶液の伝導率を連続して監視する。このプロセスは、廃棄溶液の伝導率が元の分散物の伝導率の２０％以内に低下するまで継続する。一般に、これは、元のサンプル容積の約５倍の交換容積を使って達成される。不純物の除去されたシリカ分散物を回収し、室温まで冷却する。あるいはまた、伝導率の低下は、コーティング溶液の元の伝導率が２０％へと減少するのに基づいて測定される。不純物の除去されたシリカ分散物の形成後、それをバインダー組成物と混ぜ合わせ、媒体基材上にコーティングすることができる。このプロセスに従って、コーティング組成物中の粒子の伝導率を約２５％〜７５％に低下させることができ、これは、これらのコーティングとインク又は染料との相互作用に関して重要である。
【実施例１０】
【００８０】
媒体サンプルの洗浄伝導率
洗浄伝導率に関しては、実施例８の媒体サンプル１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂ、３Ａ及び３Ｂ並びに実施例９の媒体サンプルについて１００平方センチメートル（１０ｃｍ  ｘ  １０ｃｍ）の面積を切り取り、各サンプルをガラストレー中の５０ｍｌの脱イオン水に液浸し、４５秒間撹拌し、そして水伝導率計を用いて媒体サンプル除去後の水の伝導率を測定することによってテストした。洗浄伝導率試験の結果は、以下の表１１に与える。
【００８１】
【表１１】
2008538337.tif 000013
【００８２】
上の表１１から分かるように、実施例８のサンプル１Ａ、２Ａ、及び３Ａ並びに実施例９の媒体サンプルは、全て、そのコーティングがたとえ水溶性コーティング調合添加物を用いて調合されたとしても、約８０マイクロジーメンス／センチメートルを下回る洗浄伝導率を有する。実施例８のサンプル１Ｂ、２Ｂ、及び３Ｂは全て、約２００マイクロジーメンス／センチメートルの洗浄伝導率を有する。
【００８３】
特定の好ましい実施形態を参照して本発明をこれまで説明してきたが、当業者には、本発明の趣旨から逸脱することなく、様々な修正、変更、省略、及び置換を成し得ることは明らかであろう。それ故、本発明は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるものとする。
【国際調査報告】
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