(57)【要約】【課題】インクジェット記録媒体用塗料をカーテン方式で塗工する際に塗料中の泡に由来する塗工欠陥を防止する。【解決手段】主として顔料１００部に対して結着剤が５〜７０部配合されており、かつ、塗料の溶存酸素量が２ｍｇ／ｌ以下であることを特徴とするインクジェット記録媒体用塗料を用いてカーテン塗工方式を用いて原紙上に塗工する。結着剤のうちポリビニルアルコールが３０重量％以上であり、顔料がシリカであることが好ましい。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
主として顔料１００部に対して結着剤が５〜７０部配合されているインクジェット記録媒体用塗料において、該塗料の溶存酸素量が２ｍｇ／ｌ以下であることを特徴とするインクジェット記録媒体用塗料。
【請求項２】
結着剤のうちポリビニルアルコールが３０重量％以上である請求項１に記載されたインクジェット記録媒体用塗料。
【請求項３】
顔料がシリカである請求項１または２に記載されたインクジェット記録媒体用塗料。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載されたインクジェット記録媒体用塗料を、カーテン塗工方式を用いて基紙上に塗工することを特徴とするインクジェット記録媒体の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載されたインクジェット記録媒体用塗料を、カーテン塗工方式を用いて基紙上に塗工したことを特徴とするインクジェット記録媒体。
【発明の所属する技術分野】
本発明はインクジェット記録媒体に関し、特にカーテン塗工方式で塗工するインクジェット記録媒体用の塗料、及びこれを用いたインクジェット記録媒体とその製造方法に関する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【従来の技術】
インクジェット記録方式はフルカラー化が容易なことや印字騒音が少ないことなどから近年急速に普及してきた。この方式はノズルから記録媒体に向けてインク液滴を高速で吐き出させるものであり、インク中に多量の溶媒を含む。従って、記録媒体としては速やかにインクを吸収する必要がある。また。最近のコンピュータやデジタルカメラの普及により、銀塩写真に近い画像が求められるようになってきている。そこで、インクジェット記録媒体には高い発色性、解像度及び色再現性が必要となっている。特にフルカラー記録の分野では、発色性の点で優れる染料を溶媒に溶解した、いわゆる染料インクを使用したプリンターが主流である。近年、プリンターの高速化や多色インクの採用などにより、インクジェット記録体にはより高いインク吸収性が求められており、そのため支持体上にインク受理層を設けたインクジェット専用紙が各社より上市されている。
【０００２】
インクジェット記録層を設けるための塗料は、主として顔料と結着剤とから構成されており、顔料にはシリカやアルミナなどが、結着剤には塗膜の透明性やインクとの親和性、親水性の点からポリビニルアルコールが最も良く用いられている。
【０００３】
インクジェット記録媒体の製造において、支持体上にインク受理層を設ける方法としては、エアナイフ塗布、ブレード塗布、ゲートロール塗布などが知られている。ところが、エアナイフ塗布では、いわゆる風紋パターンと呼ばれる特有のパターンが生じるため、ベタの発色ムラが生じやすいといった欠点が、ブレード塗布では支持体の厚さが不均一であることに由来する塗布量ムラが生じやすいといった欠点が、またロール塗布ではいわゆるスプリットパターンと呼ばれるロールから支持体に塗工液が転写されるときに生じる塗布量ムラが生じやすいといった欠点がある。
【０００４】
上記のような塗布方式に由来する欠点を解消する方法の一つにカーテン塗布が考えられる。カーテン塗布は、カーテン塗工ヘッド中のクリアランスから塗料を自由落下あるいは加圧下に落下させるもので、塗料が支持体に塗布された後に掻き落されることがないため、塗料の掻き落しに由来する印字ムラが起こらない。
【０００５】
しかしながら、カーテン塗工方式は塗料が原紙上に塗工された後に塗料が掻き落されることがないため、塗料中に泡が混入していた場合、泡を含む部分がクレーター状になりやすいという欠点がある。
【０００６】
また、塗料のカーテン塗工適性の点からも、ポリビニルアルコールを顔料の結着剤に用いる場合が多く、顔料の結着剤にポリビニルアルコールを用いた場合は、塗料の粘度が高くなる傾向があるため、塗料中の泡に由来する塗工欠陥（クレーター）はより一層生じやすくなる。
【０００７】
インクジェット記録媒体用の塗料をカーテン塗工方式で塗布することに関しては、二つの塗液膜を隔離する中間塗液膜を設けた特開２００１−２９３９５６号公報、下塗り層の上にドゥエル時間５秒以内に最上層をカーテン塗工した特開平８−１０８６１５号公報、特開２００１−１３８６３２号公報、特開２００１−１３８６３１号公報、インク受理層の塗液粘度と表面張力を規定した特開平６−１８３１３２号公報などが開示されている。また、カーテン塗料を脱泡処理することについては、ノーカーボン感圧複写紙の脱泡処理が特開平５−９２６５６号公報、特開平５−１５８３１号公報などに開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２９３９５６号公報
【特許文献２】特開平８−１０８６１５号公報
【特許文献３】特開２００１−１３８６３２号公報
【特許文献４】特開２００１−１３８６３１号公報
【特許文献５】特開平６−１８３１３２号公報
【特許文献６】特開平５−９２６５６号公報
【特許文献７】特開平５−１５８３１号公報
【０００９】
【本発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、インクジェット記録媒体用塗料をカーテン方式で塗工する際に塗料中の泡に由来する塗工欠陥を防止することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは鋭意検討した結果、インクジェット記録媒体用塗料中の溶存酸素量を２ｍｇ／ｌ以下にすることにより、塗料中の泡による塗工欠陥が防止されることを見出し、本発明に到達した。
即ち本発明は１）主として顔料１００部に対して結着剤が５〜７０部配合されているインクジェット記録媒体用塗料において、該塗料の溶存酸素量が２ｍｇ／ｌ以下であることを特徴とするインクジェット記録媒体用塗料である。
又、本発明は２）結着剤のうちポリビニルアルコールが３０重量％以上である１）に記載されたインクジェット記録媒体用塗料である。
又、本発明は顔料がシリカである請求項１または２に記載されたインクジェット記録媒体用塗料である。
また、本発明は請求項１〜３のいずれかに記載されたインクジェット記録媒体用塗料を、カーテン塗工方式を用いて基紙上に塗工することを特徴とするインクジェット記録媒体の製造方法である。
又、本発明は請求項１〜３のいずれかに記載されたインクジェット記録媒体用塗料を、カーテン塗工方式を用いて基紙上に塗工したことを特徴とするインクジェット記録媒体である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明を具体的に説明する。
本発明に用いられるインクジェット塗料は、少なくとも顔料と結着剤とを含有する。記録層は単独あるいは複数の層により形成しても良い。顔料は従来公知の顔料の中から適宜選択することができる。具体例としては、シリカ、アルミナ、水酸化アルミニウム、カオリン、タルク、炭酸カルシウム、二酸化チタン、クレー、酸化亜鉛などが挙げられ、これらを単独で又は複数混合して用いても良い。
【００１２】
結着剤としては、皮膜を形成することのできる高分子化合物であれば何れのものでも使用することができる。具体的にはポリビニルアルコール、カルボン酸変性ポリビニルアルコール、シリル変性ポリビニルアルコール、アセトアルデヒド基変性ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール樹脂、酸化澱粉、エステル化澱粉等の澱粉類、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースなどのセルロース誘導体、ポリビニルピロリドン、カゼイン、ゼラチン、大豆タンパク、スチレン−アクリル樹脂及びその誘導体、スチレン−ブタジエンラテックス、アクリルエマルジョン、酢酸ビニルエマルジョン、塩化ビニルエマルジョン、ウレタンエマルジョン、尿素エマルジョン、アルキッドエマルジョン及びこれらの誘導体などを単独で使用しても複数を併用しても良い。
【００１３】
これらの中でもポリビニルアルコールを用いることが好ましく、特に重合度が１０００〜２４００のポリビニルアルコールを用いることが好ましい。重合度が１０００より小さいポリビニルアルコールを用いた場合は、必要な記録層強度が得られにくく、重合度が２４００より大きいポリビニルアルコールを用いた場合は、ポリビニルアルコール溶解時の濃度が低くなるために塗料濃度が下がるといった問題が生じやすい。
【００１４】
結着剤の配合量は、必要な記録層強度が得られる限り特に限定されるものではないが、顔料１００重量部に対して５〜７０重量部であることが好ましい。結着剤の配合量が少ないと記録層の強度が低下しやすく、多いとインク吸収性が低下しやすい。また、結着剤中のポリビニルアルコールの配合量が少ないと、カーテン膜が形成されにくいため、記録層の結着剤成分中のポリビニルアルコールは、３０重量％以上であることが好ましく、特に５０重量％以上配合することが望ましい。
【００１５】
また、本発明のインクジェット記録塗料には、更に顔料分散剤、増粘剤、消泡剤、抑泡剤、離型剤、発泡剤、着色染料、着色顔料、蛍光染料、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、耐水化剤、界面活性剤、湿潤紙力増強剤、サイズ剤等を発明の効果を損なわない範囲で適宜添加することができる。
【００１６】
インクジェット塗料の溶存酸素量を本発明の範囲内とするための手段としては、塗料を脱泡することで塗料内に溶存している空気を除く方法が有効である。塗料の脱泡方法には、従来公知の静置法、減圧法、静置減圧法や、減圧タンク内に高速回転する円盤を設けてその円盤から脱泡すべき液体の液滴を射出し、タンクの壁面に衝突させて泡を破壊する方式のもの（分散板式脱泡法）や、減圧されたチャンバー内で液体を薄膜に引き延ばして泡の湧出を促進させるとともに、泡が内包する気体の圧力で泡を破壊する方法（真空薄膜法）のものなどがある。また当発明者らは、特願２００１−３０００７３号に示されるような、減圧タンク内で液体中の泡を膨張、浮上させた後に浮上した泡に向けて圧力空気を噴射して泡を破壊することを特徴とする脱泡方法を提案しており、これらを単独、または複数を組み合わせて塗料の脱泡を行うことが出来る。
【００１７】
結着剤にポリビニルアルコールを用いたインクジェット記録用塗料では、塗料の粘性が比較的高く、また塗料の泡立ちも生じやすい。従来公知の方法では、塗料の脱気が不充分であったり、塗料の脱気処理後に塗料表面が泡だらけになったりしやすい。そのため、特願２００１−３０００７３号で提案した、減圧タンク内で液体中の泡を膨張、浮上させた後に浮上した泡に向けて圧力空気を噴射して泡を破壊する方法が好ましい。
【００１８】
塗料の溶存酸素量は、市販の溶存酸素計で容易に測定することが出来る。塗料の溶存酸素量は２ｍｇ／ｌ以下であることが好ましく、１．５ｍｇ／ｌ以下であることが更に好ましい。塗料の溶存酸素量が２ｍｇ／ｌより大きいと、塗料の脱泡が不充分なためカーテン塗工において塗料中の泡に由来するクレーターなどの欠陥が生じやすい。
【００１９】
塗料粘度は、５０〜１５００ｍＰａ・ｓの範囲にあることが好ましく、５０〜１０００ｍＰａ・ｓの範囲であることが更に好ましい。塗料粘度が１５００ｍＰａ・ｓより大きいと、塗料の脱泡処理が不充分になりやすい。また塗料粘度が５０ｍＰａ・ｓより小さい場合は、塗料のカーテン膜適性に問題が生じやすい。
塗料濃度は、１０〜４０％の範囲にあることが好ましく、１５〜３０％の範囲にあることが更に好ましい。塗料濃度が１０％より小さい場合は乾燥負荷が大きくなり、また塗料濃度が４０％より高い場合は、塗料の流動性やカーテン膜適性の点で問題が生じやすい。
【００２０】
【作用】
塗料中に溶解している気体は空気であり、空気は窒素と酸素がほぼ４：１の割合で混合している。水に対する窒素と酸素の溶解度を比較すると、２５℃で窒素の溶解度は１．４１×１０２であるのに対し、酸素のそれは２．８３×１０２とほぼ２倍の値になっている（化学便覧ＩＩ−１５８ページ）。そのため、酸素の方が脱気処理を施しても除かれにくいと考えられる。従って溶存酸素量を２ｍｇ／ｌ以下まで減少させた場合、窒素なども含めた空気の溶存量もカーテン塗工の際にカーテン膜が割れない程度まで充分に減少していると考えられる。
【００２１】
【実施例】
本発明を以下の実施例で更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。また実施例において示す「部」及び「％」は特に明示しない限り重量部及び重量％を示す。
塗料の溶存酸素量は、Ｙｅｌｌｏｗ  ｓｐｒｉｎｇｓ  ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ    Ｃｏ．  Ｉｎｃ．製溶存酸素計モデル５２を用い、プローブは５９０５タイプを使用して測定した。塗工欠陥は、Ａ４サイズの塗工紙２００枚を検品してクレーターの有無などを調べた。
【００２２】
（実施例１）
＜基紙＞
広葉樹晒クラフトパルプ１００部にタルク１７部、カチオン化デンプン０．４部、内添サイズ剤０．２部、硫酸バンド１．０部を添加してなるスラリーから長網抄紙機を用いて抄紙し、多筒式ドライヤーで乾燥した後、サイズプレスにてデンプン５％溶液を乾燥塗工量が両面で３．５ｇ／ｍ２になるように塗布し、乾燥後マシンカレンダー処理して坪量８６ｇ／ｍ２の原紙を作成した。
＜インク受理層＞
合成非晶質シリカ（ファインシールＸ３７Ｂ、トクヤマ製）１００部、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ−１１７、クラレ製）４０部、ポリ塩化ジアリルジメチルアンモニウムクロリド（ＰＡＳ−Ｈ−１０Ｌ、日東紡績製）８部、消泡剤（ＳＮ−デフォーマ４８０、サンノプコ製）０．５部を配合した塗料濃度１８％、Ｂ型粘度５００ｍＰａｓのインクジェット塗料を、１ｋＰａまで減圧した後に１５分攪拌して脱泡処理を行った。脱泡終了時の塗料の溶存酸素量は０．８ｍｇ／ｌであった。これをカーテン塗工方式で原紙上に１０ｇ／ｍ２塗工してインクジェット記録媒体を得た。
【００２３】
（実施例２）
実施例１の塗料を、１０分脱泡処理した後に実施例１と同様に塗工し、インクジェット記録媒体を得た。塗料の溶存酸素量は、１．７ｍｇ／ｌであった。
【００２４】
（比較例１）
実施例１の塗料を、脱泡処理しないで実施例１と同様に塗工し、インクジェット記録媒体を得た。脱泡処理しない塗料の溶存酸素量は９ｍｇ／ｌであった。
【００２５】
（比較例２）
実施例１の塗料を、３分脱泡処理した後に実施例１と同様に塗工し、インクジェット記録媒体を得た。塗料の溶存酸素量は、４．２ｍｇ／ｌであった。
【００２６】
（比較例３）
実施例２の塗料を、５分脱泡処理した後に実施例２と同様に塗工し、インクジェット記録媒体を得た。塗料の溶存酸素量は２．５ｍｇ／ｌであった。
【００２７】
実施例１〜２及び比較例１〜３で得られたインクジェット記録媒体をＡ４サイズで２００枚検品し、クレーターの数を調べることにより、塗工欠陥の発生程度を評価した。結果を表１に示す。評価は○が問題ないレベル、△が品質上の限界と考えられるレベル、×が品質上許容できないレベルであることを示す。クレーターの数は少ないほど良く、Ａ４サイズ２００枚中に２個以上のクレーターが存在することは、操業あるいは品質上好ましくない。
【００２８】
【表１】
2005022214.tif 000002
【００２９】
表１からも明らかなように、本発明である実施例１、２においては、溶存酸素量が少ない塗料をカーテン塗工しているため、泡に由来する塗工欠陥がほとんど生じていない。これに対し、脱泡処理を行っていない比較例１、また脱泡処理が不充分である比較例２，３の塗料をカーテン塗工に用いた場合は、塗料中の泡に由来する塗工欠陥が生じているため、品質・操業の両面で問題が生じる。
【００３０】
【発明の効果】
以上より、カーテン塗工用のインクジェット塗料の溶存酸素量を２ｍｇ／ｌ以下とした本発明は、カーテン塗工方式にてインクジェット塗料を支持体に塗工する際に、塗料中の泡に由来する塗工欠陥を防止することができるため、非常に有用なものである。