(57)【要約】【課題】  従来技術の諸問題を回避し、インクジェット記録媒体上に印刷された画像の永続性及び品質を高めるプロセスを提供する。【解決手段】  本発明によれば、インクジェット記録媒体の製造法が提供される。まず、多数の細孔を有する多孔質のインク受容コーティング（１４）を基材（１２）表面に適用する。前記多孔質インク受容コーティング（１４）上に、Ｔｇが６０〜１００℃であり、且つ寸法が２５０ｎｍ未満の高分子粒子（１６）からなる陰イオン性のトップコートを適用する。次いで、該トップコート（１８）を加熱乾燥し、在来のインクジェットプリンタを用いて前記インクジェット記録媒体（１０）の前記トップコート（１８）上に画像を印刷する。その後、前記トップコート（１８）を、それが溶融するまで加熱装置により加熱する。これにより、前記媒体（１０）は、高い空気退色耐性、優れた画像品質及び高い光沢性といった利点をもたらす。【選択図】図１Ａ
2004181957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材（１２）上のインク受容コーティング（１４）に密封可能トップコート（１８）を適用してインクジェット記録媒体（１０）を製造する改善された工程であって、
（ａ）  多数の細孔を有する多孔質のインク受容コーティング（１４）を、前記基材（１２）表面に適用するステップ、
（ｂ）  Ｔｇが６０〜１００℃で、且つ寸法が２５０ｎｍ未満の高分子粒子（１６）を含有する陰イオン性の多孔質トップコート（１８）を、前記多孔質インク受容コーティング（１４）上に適用するステップ、
（ｃ）  前記トップコート（１８）を乾燥させるステップ、
（ｄ）  前記インクジェット記録媒体（１０）の前記トップコート（１８）上に画像（２０）を印刷するステップ、
（ｅ）  前記トップコート（１８）が溶融するまで前記トップコート（１８）を加熱するステップ、
からなる工程。
【請求項２】
前記高分子粒子の寸法が、５０〜２５０ｎｍである請求項１に記載の工程。
【請求項３】
前記インク受容コーティング（１４）が、少なくとも１つの顔料及び少なくとも１つの結合剤からなり、さらに、前記トップコート（１８）が、少なくとも１つの顔料及び少なくとも１つの結合剤からなる請求項１に記載の工程。
【請求項４】
前記インク受容コーティング（１４）が、シリカ、アルミナ、アルミナ水和物、チタニア、炭酸塩、ガラスビーズ、及び有機顔料（架橋ＳＢＲラテックス、微細化ポリエチレンワックス、微細化ポリプロピレンワックス、アクリルビーズ、及びメタクリルビーズから成る群から選択されている）から成る群から選択された少なくとも１つの顔料を含有している請求項３に記載の工程。
【請求項５】
前記インク受容コーティング（１４）が、ポリビニルアルコール及びその誘導体、ポリビニルピロリドン／ポリビニルアセテートコポリマー、セルロース誘導体、アクリル、及びポリウレタンから成る群から独立して選択された少なくとも１つの結合剤を含有している請求項３に記載の工程。
【請求項６】
前記トップコート（１８）が、ポリビニルアルコール及びその誘導体、ポリビニルピロリドン／ポリビニルアセテートコポリマー、セルロース誘導体、アクリル、及びポリウレタンから成る群から独立に選択された１つ以上の結合剤を含有している請求項３に記載の工程。
【請求項７】
前記トップコート（１８）の前記高分子粒子（１６）が、アクリルラテックス、スチレンアクリルラテックス、及びスチレン−ブタジエンから成る群から選択された少なくとも１つの顔料を含有している特徴とする請求項１に記載の工程。
【請求項８】
前記トップコート（１８）のＴｇが、７０〜８０℃である請求項１に記載の工程。
【請求項９】
前記トップコート（１８）の前記高分子粒子（１６）の寸法が、６０〜１２０ｎｍの範囲内にある請求項１に記載の工程。
【請求項１０】
非浸透性あるいは浸透性の前記基材（１２）、前記非浸透性／浸透性基材（１２）に適用される多孔質インク受容コーティング（１４）、及びＴｇが６０〜１００℃であり且つ寸法が５０〜２５０ｎｍである高分子粒子（１６）を含有する多孔質トップコート（１８）からなるインクジェット記録媒体（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、インクジェット印刷に関し、より詳細には、非吸収性基材に適用されたインク受容層の諸性質の改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日では、印刷速度が速く、且つ乾燥時間の短い高品質な画像を作り出すのに、無機の微小孔性インクジェット記録媒体が広く利用されている。しかしながら、一般に、該無機微小孔性媒体上に形成された画像を大気汚染物質にさらすと、物理的に媒体を変化させ、画像品質を変化又は劣化させる空気退色に帰着することがある。そのため、画像の永続性及び品質を向上させることが望ましい。
【０００３】
空気退色問題に対する従来の解決策には、プラスチックシートをラミネートすることや、熱によるオーバーコート変質を利用して印刷画像上のポリマーフィルムを変質させることがある。ラミネート加工では、印刷工程にもう１つの工程が追加され、また熱によるオーバーコート変質では、熱オーバーコート材料により被覆されている代わりのロール紙を使う必要がある。従って、これら両方のアプローチでは、複雑さとコストが付加されてしまう。
【０００４】
ガラス転移温度Ｔｇが高く（９５〜１１０℃）、粒径が約５００ｎｍ以上と大きいラテックスのような材料を印刷画像の表面上に溶融させることでも又、画像保護性（耐水性、光退色耐性）が付加される。しかしながら、このアプローチでは、前記材料を加熱し、溶融させるために、ラテックスのガラス転移温度（Ｔｇ）を超える高い温度と圧力が必要となる。
【０００５】
インクジェット基材上において溶融されるラテックスを利用する特定の従来技術が試みられてきた。しかしながら、インクジェットにラテックス含有コーティングが利用されてある期間が経過しているにもかかわらず、無機微小孔性インク受容層を用いた写真品質のインクジェット画像の画像永続性（特に、空気退色耐性）を改善するのにラテックスを利用することは、ほとんど進展していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、インクジェット記録媒体上に印刷された画像の永続性及び品質を高めるプロセス、即ち、従来技術の諸問題を回避し、且つ優れた空気退色耐性を有する媒体を提供するプロセスが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書に開示される実施態様によれば、基材上の多孔質インク受容コーティングに密封可能トップコートが適用された、画像の永続性及び品質を改善するインクジェット記録媒体の製造法が提供される。該製造法は、
（ａ）  多数の細孔を含む多孔質インク受容コーティングを、基材の表面に適用するステップ、
（ｂ）  前記多孔質インク受容コーティング上に、Ｔｇが６０〜１００℃の範囲内であり、且つ寸法が２５０ｎｍ未満の高分子粒子からなる陰イオン性多孔質トップコートを適用するステップ、
（ｃ）  前記トップコートを乾燥させるステップ、
（ｄ）  前記インクジェット記録媒体の前記トップコート上に画像を印刷するステップ、
（ｅ）  前記トップコートが透明になるまで前記トップコートを加熱するステップ、
からなる。
【０００８】
本発明に用いた高分子粒子は、小さいものであり、且つステップ（ｅ）における加熱によって密封される以前でさえ良好な画像品質をもたらすようなものである。本発明では、多孔質インク受容コーティング（無機の画像形成層）とトップコート（光学的に透明な密封可能層）とからなる、２層システムを採用する。
【発明の効果】
【０００９】
従って、ここで提供されるアプローチによって、印刷速度が速く、且つ乾燥時間が短いという利点を失うことなく、写真品質の無機微小孔性インク受容層の画像品質及び永続性を向上させる方法が提供される。さらに、当該アプローチでは、溶融処理以前に良質である画像が生成され、且つ高い画像品質と優れた空気退色耐性がもたらされる。
【００１０】
従来技術に対する利点として、Ｔｇが６０〜１００℃の範囲にあり、且つ寸法が２５０ｎｍ未満の粒子を含む多孔質トップコートを利用することが挙げられる。当該トップコートは、初期には、トップコート上への画像のインクジェット印刷及び即時乾燥を促進する非凝集状態にある。次いで、熱源を用いて画像が密封される。密封されたトップコート層は、大気汚染物質による画像の侵食を防ぎ、且つ空気退色に対する空気バリヤとして機能する。トップコートの粒径は、インクからの染料を十分に浸透させ、且つ密封後の画像品質及び光沢に十分寄与できる大きさであるように選択されている。該多孔質トップコート層中へのインクの流れは、その下にあるインク受容層の毛管作用によって促進される。さらなる空気退色耐性を賦与する添加物を取り入れて画像の永続性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、現在考えられる本発明を実施するための最良の形態を示している特定の実施態様について詳細に説明する。代替実施態様も又、適用できる範囲で簡単に記述する。
【００１２】
図１Ａは、本発明のインクジェット記録媒体１０の概略図を示す。多数の細孔を有する多孔質ベースコート（インク受容コーティング）１４を、非浸透性あるいは浸透性の基材の表面１２に適用する。ガラス転移温度（Ｔｇ）が６０〜１００℃の範囲にあり、且つ寸法が５０〜２５０ｎｍの範囲にある高分子粒子１６を含む陰イオン性の多孔質トップコート１８を、前記多孔質インク受容コーティング１４上に適用する。高分子粒子１６を透明に維持したいという要望から、上限が２５０ｎｍに制限される。該上限値において、コーティングが半透明になり始める。
【００１３】
トップコート１８を４０〜５０℃の範囲の温度で乾燥させる。インクジェット記録媒体１０のトップコート１８上に画像２０を印刷し、溶融トップコートに熱を適用する。
【００１４】
基材１２には、非浸透性あるいは浸透性の膜により被覆されている紙又はペーパーベース（例えば、写真ベース紙）が含まれる。インク受容コーティング１４は、１つ以上の顔料及び１つ以上の結合剤からなり、トップコート１８は、１つ以上の顔料及び１つ以上の結合剤からなる。
【００１５】
インク受容コーティング１４は、シリカ、アルミナ、アルミナ水和物、チタニア、炭酸塩、ガラスビーズから成る群から独立して選択された１つ以上の顔料と、架橋ＳＢＲラテックス、微細化ポリエチレンワックス、微細化ポリプロピレンワックス、アクリルビーズ、及びメタクリルビーズから成る群から選択された有機顔料とを包含する。
【００１６】
インク受容コーティング１４は、ポリビニルアルコール及びその誘導体、ポリビニルピロリドン／ポリビニルアセテートのコポリマー、セルロース誘導体、アクリル、及びポリウレタンから成る群から独立に選択された１つ以上の結合剤を含有する。
【００１７】
トップコート１８は、アクリルラテックス、スチレンアクリルラテックス、及びスチレン−ブタジエンから成る群から選択された１つ以上の顔料を含有する。
【００１８】
トップコート１８は、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、ポリビニルアセタール、ポリアクリル酸、セルロース、ポリビニルピロリドン、及びポリウレタンから成る群から独立に選択された１つ以上の結合剤を含有する。
【００１９】
トップコート１８のガラス転移温度は、少なくとも６０℃であって、且つ１００℃未満である。Ｔｇの好ましい範囲は７０〜８０℃であり、粒子の寸法は、好ましくは、高分子粒子１６の最良透明度をもたらす６０〜１２０ｎｍの範囲、最も好ましくは、１００〜１２０ｎｍの範囲にある。ラミネート機あるいはヒートガンのような加熱装置を用いて、８５〜９５℃の好ましい温度範囲で、且つ６０〜９０秒の間（この間にトップコートは溶融する）、インクジェット記録媒体１０のトップコート１８に熱を適用する。
【００２０】
代替実施態様においては、基材１２上のインク受容コーティングに密封可能トップコート１８を適用する。まず、１つ以上の顔料、１つ以上の結合剤、及び多数の細孔を含む微小孔性インク受容コーティング１４を基材１２の表面に適用する。次に、７０〜８０℃の好ましい範囲のＴｇ及び６０〜１００ｎｍの好ましい範囲の寸法を有する高分子粒子を含む多孔質トップコート１８を、前記微小孔性インク受容コーティング１４上に適用する。その後、トップコート１８を４０〜５０℃にて乾燥させる。インクジェット記録媒体１０のトップコート１８上に画像２０を印刷し、トップコート１８が透き通るかあるいは透明になるまで熱を適用する。
【００２１】
本明細書に開示した工程によって、インクジェット記録媒体の製造が可能となり、ここでは、密封可能なトップコートを多孔質インク受容コーティングに適用することで、画像の永続性及び印刷品質を向上させることができる。
【００２２】
本発明では、トップコート中の高分子粒子は、顔料の集合体である。本発明の高分子粒子の寸法は、上述のように、２５０ｎｍ未満、好ましくは５０〜２５０ｎｍの範囲である。従来の技術では、著しく大きい寸法を有する粒子及び／又は種々の工程及び基材が利用されてきた。
【００２３】
本明細書に開示される実施態様によれば、改善された空気退色耐性、良好な画像品質及び高い光沢性という利点がもたらされる。Ｔｇが６０〜１００℃の範囲にあり、且つ粒子の寸法が５０〜２５０ｎｍの多孔質トップコートを用いることによって、トップコートは、初期には、トップコート上への画像のインクジェット印刷及び即時乾燥が促進される非凝集状態にある。次いで、接触型ヒータ、赤外線型ヒータ、あるいはヒートガン（対流加熱）を用いて画像を密封する。密封されたトップコート層は、大気汚染物質による画像の侵食を防ぎ、且つ空気退色に対する空気バリヤとして機能する。トップコートの粒径は、インクからの染料を十分に浸透させ、且つ密封後の画像品質及び光沢に十分寄与できる大きさであるように選択される。さらなる添加物を取り入れて画像の永続性を改善することができる。
【００２４】
好ましくは、温度及び圧力を組合わせて利用するラミネート機を用いてトップコート１８を密封する。その圧力は、そのようなラミネート機の場合、通常、典型的に約０．１０〜０．１３ＭＰａ（約１５〜２０ｐｓｉ）である。
【実施例】
【００２５】
実施例１−密封可能トップコートの調製
フィルムをベースとした基材（マイラー）あるいは樹脂コーテッド紙基材（写真ベース紙）のいずれかの上にインクジェット記録媒体を調製した。インク受容コーティングは、高表面積の無機顔料（アルミナ−擬ベーマイト）を主として含む在来の微小孔性ベースコートと、結合剤（ポリビニルアルコール）とを使って調製した。
【００２６】
結合剤としてポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を用いている、Ｔｇが７０〜８０℃で、粒子寸法が６０〜２５０ｎｍであるアクリルラテックス（陰イオン性スチレン／アクリル）によるコーティング（０．５〜２ｇ／ｍ２）からなるトップコートを調製した。この場合、アクリルラテックスの濃度は８５〜９５重量部であり、残余部（１５〜５重量部）はＰＶＡであった。該トップコートによって、インク受容コーティング上を被覆した。該トップコートを、オーブンにて４０℃で乾燥させた。ヒューレット−パッカード社製のＤｅｓｋＪｅｔ  ９７０Ｃプリンタを用いて、インクジェット記録媒体の該トップコート上に画像を印刷した。インクジェット記録媒体から約１５〜１８ｃｍ（約６〜７インチ）の位置に配置したヒートガンを使って、約９５℃の温度で６０〜７５秒間継続して画像に対流熱を適用した。
【００２７】
以下の表１Ａは、４通りの異なったトップコート密封条件（実施例２及び４〜６）に関する結果を、密封をしないサンプル（実施例１、３、及び７）と比較して示す。トップコートの厚みは、平方メートル当りのグラム（ｇｓｍ）で示す。当該アクリルラテックスのトップコートは、平均粒径２２１ｎｍ及びガラス転移温度９５℃の第一組成物（２５ｗｔ％）と、平均粒径１０６ｎｍ、ガラス転移温度５０℃の第二組成物（７５ｗｔ％）との混合物から構成した。４実施例全てにおいてベースコート（インク受容層）は、微小孔性の無機アルミナから構成した。
【００２８】
実施例１及び３は密封せず、一方、実施例２では赤外（ＩＲ）熱源を用いて８５℃で密封し、実施例４〜７は、接触型ヒータを用いて９０℃で密封した。実施例７は、接触型ヒータで加熱された、トップコートが被覆されていない媒体である。また、表には、色階調、画像の鮮明度（Ｄｉｓｔｉｎｃｔｉｖｅｎｅｓｓ  ｏｆ  ｉｍａｇｅ（ＤＯＩ）、印刷表面からの反射光に基づく画像の鮮明さ）、２０°平均光沢度、Ｌ＊ａ＊ｂ＊（媒体の着色の程度）、ブラック光学濃度（キロ光学濃度（ＫＯＤ）単位）、湿りにじみ（３０℃、８０％相対湿度で４日後）、及び湿り色堅牢度（ｈｕｍｉｄ  ｃｏｌｏｒ  ｆａｓｔｎｅｓｓ（ＨＣＦ）、同一条件）も列挙する。
【００２９】
約９〜１２ｍ／ｍｉｎ（３００〜４００ｆｔ／ｍｉｎ）の速度で空気を流す方式の空気退色チャンバ内に印刷画像を３週間放置した際の、空気退色の実験結果を表１Ｂに示す。
【００３０】
【表１Ａ】
2004181957.tif 000003
【００３１】
【表１Ｂ】
2004181957.tif 000004
【００３２】
上記表から、以下の知見が得られた。色階調に関しては、その値が、最高級インクジェット膨潤性媒体の色階調（約４５００００）に近いことが望ましい。実施例１は、密封条件にさらされていない対照例であり、実施例７は、密封条件にさらされた対照例である。密封条件の効果を、密封材料自体の効果と区別するために、トップコートが施され、密封された媒体の諸性質を、密封条件を受けた対照例のそれらと比較する。即ち、密封材料（実施例２及び４〜６）の諸性質の全てを、実施例７と比較する。その結果、実施例５及び６が、対照例（実施例７）よりも優れていることが分かる。ＤＯＩに関しては、トップコートを施された媒体の３つが、対照例より優れていることが分かる。重ねて、２０°平均光沢度に関しても、トップコートを施された媒体の３つが、対照例よりも優れている。明度指数最小値（Ｌ＊ｍｉｎ．）に関しては、値が対照例に近いものでなければならない。実施例５及び６が、実施例４よりも優れていることがわかる。ブラック光学濃度は、全てのサンプルが許容できる値を示した。Ｌ＊ａ＊ｂ＊に関しては、自己密封性層は、トップコートに色を付与せず、それ故、Ｌ＊ａ＊ｂ＊は、トップコートを施さない印刷媒体と同等である。従って、色階調は、低下していない。湿りにじみ及び湿り色堅牢度に関しては、密封されている媒体と密封されていない対照例に大差はなかった。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本明細書において開示され且つ請求されたトップコーティング加工は、非吸収性基材上にインク受容コーティングをもたらすのに有用性を見出すものと期待される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１Ａ】画像印刷前のインクジェット記録媒体の一実施態様（概略図）
【図１Ｂ】画像印刷後のインクジェット記録媒体の一実施態様（概略図）
【図１Ｃ】トップコートの熱密封／熱及び圧力密封後のインクジェット記録媒体の一実施態様（概略図）
【符号の説明】
【００３５】
１０  インクジェット記録媒体
１２  基材
１４  多孔質インク受容コーティング
１６  高分子粒子
１８  トップコート
【図１Ａ】
2004181957.tif 000005
【図１Ｂ】
2004181957.tif 000006
【図１Ｃ】
2004181957.tif 000007