(57)【要約】【課題】  多孔性媒体及び膨潤性媒体が有する望ましい特性を呈する、改良された溶融性印刷媒体を提供することが望ましい。短い乾燥時間、並びにスミア、退色、水、及び湿度に対して高い耐性を示す溶融性印刷媒体を提供することが望ましい。【解決手段】  本発明の溶融性印刷媒体（２）は、写真ベース層（４）、ビヒクルシンク層（６）、及び着色剤受容層（８）を含んで成る。着色剤受容層（８）は、親水性シェル及び溶融性の疎水性コアからなるコア−シェルポリマー粒子（１０）を含む。十分な熱にさらされると、着色剤受容層（８）は、多孔質の親水性表面から、連続層へと転換され、その際、着色剤は親水性領域内にカプセル封止される。当該溶融性印刷媒体（２）の製造法並びに写真品質画像の生成法もまた開示する。【選択図】図１
2005047274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
写真ベース層と、
ビヒクルシンク層と、
着色剤をカプセル封止する相転換を呈するよう構成されており、且つ親水性シェル及び溶融性の疎水性コアからなるコア−シェルポリマー粒子を含む着色剤受容層と、
からなる、溶融性印刷媒体。
【請求項２】
写真品質の画像を印刷する方法であって、
写真ベース層と、ビヒクルシンク層と、多孔質の親水性表面を有し且つ親水性シェル及び溶融性の疎水性コアからなるコア−シェルポリマー粒子を含む着色剤受容層とを含んで成る溶融性印刷媒体を設けるステップと、
前記溶融性印刷媒体上にインクジェットインクを付着させて、所望の画像を印刷するステップと、
前記着色剤受容層を溶融して、連続的な疎水性膜にするステップと、
を包含する、方法。
【請求項３】
前記着色剤受容層を熱、圧力、又はその組合せにさらすと、前記多孔質の親水性表面が、疎水性表面を有する連続膜へと転換されるよう構成されている、請求項１及び２に記載の溶融性印刷媒体及び方法。
【請求項４】
前記着色剤受容層を前記溶融性の疎水性コアのガラス転移温度より高い温度にさらすと、前記多孔質の親水性表面が、前記疎水性表面を有する連続膜へと転換されるよう構成されている、請求項１〜３に記載の溶融性印刷媒体及び方法。
【請求項５】
前記着色剤が、前記相転換によって、前記着色剤受容層の親水性領域にカプセル封止される、請求項１〜４に記載の溶融性印刷媒体及び方法。
【請求項６】
前記親水性シェルが、ラテックスビニルポリマーを含み、前記溶融性の疎水性コアが、アクリル酸塩とメタクリル酸塩のコポリマー、スチレン−アクリル酸ポリマー、酢酸ビニル−アクリル酸、酢酸ビニル−エチレン、及びアクリロニトリルのコポリマーからなる群から選択される、請求項１〜５に記載の溶融性印刷媒体及び方法。
【請求項７】
前記親水性シェルが、前記着色剤受容層に媒染剤特性を付与する、請求項１〜６に記載の溶融性印刷媒体及び方法。
【請求項８】
前記着色剤受容層を溶融させて前記連続的な疎水性膜にするステップが、前記溶融性の疎水性コアを凝集剤と接触させるステップをさらに包含する、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記溶融性の疎水性コアを前記凝集剤と接触させるステップが、前記凝集剤を前記インクジェットインク中に取り込むステップを包含する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
溶融性印刷媒体を製造する方法であって、
写真ベース層の上に、ビヒクルシンク層を形成するステップと、
前記ビヒクルシンク層の上に、着色剤受容層を形成するステップと、
を包含し、前記着色剤受容層が、親水性シェル及び溶融性の疎水性コアからなるコア−シェルポリマー粒子を含み、且つ多孔質の親水性表面から疎水性表面を有する連続膜へと転換されるよう構成されている、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、インクジェット用印刷媒体に関し、より詳細には、溶融性のコア−シェル粒子を含有する着色剤受容層を備える溶融性印刷媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタは、多数の用途において、ピエゾ電気又は熱技術を利用してインクジェットインクを印刷媒体上に付着させることによって、文書及び／又は図表を印刷するために用いられている。インクジェットインクは、着色剤と、インクビヒクル（典型的に、水及び水溶性有機溶媒混合物を含む水性溶液）とを含有する。用語「着色剤」とは、本明細書において用いられるとき、染料、顔料、又は少なくとも１つの染料と少なくとも１つの顔料との混合物を意味する。インクビヒクルは、インクジェットインクの所望の性質を達成するために、任意に、緩衝剤、界面活性剤、湿潤剤、及び殺生物剤を含有する。
【０００３】
写真画質を達成するためには、インクジェット印刷に使用される印刷媒体は、急速乾燥性であり、且つスミア（擦り汚れ）、空気、光、及び湿気に耐性を示さなければならない。加えて、印刷媒体は、良好なカラー再現性及び高い画像解像度を実現できなければならない。写真画質を呈する印刷媒体は、一般に、基材又は写真ベース層の上に、多数のコーティングを含んでいる。当該コーティングは、無機粒子又は有機ポリマーのような、無機又は有機材料から形成される。
【０００４】
ディジタル印刷に使用される在来の印刷媒体は、典型的に２つのグループ、即ち、多孔質媒体と膨潤性媒体、に分類される。多孔質媒体は、一般的に、高分子バインダと結合している多孔質の無機粒子から形成されるインク受容層を備える。用語「多孔質」とは、本明細書で用いられるときは、著しい量の空隙、毛管、繋がっている穴、及び／又は亀裂を有する材料を意味する。多孔質媒体には、物理的多孔度が存在する。典型的に、高分子バインダは、重量で１パーセント（「ｗｔ％」）〜５０ｗｔ％の範囲、例えば１ｗｔ％〜１０ｗｔ％にて存在する。インクジェットインクは、インク受容層の細孔内に吸収され、着色剤は、インク受容層に取り込まれている媒染剤によるか又は無機酸化物の表面によって固定化される。多孔質媒体は、インクジェットインクがインク受容層の細孔に容易に吸収されるため、乾燥時間が短く、スミアに対して十分な耐性を呈する。しかしながら、多孔質媒体は、退色に対して十分な耐性を有していない。用語「退色」又は「退色性」とは、光退色、暗所退色、及び空気退色を意味する。加えて、多孔質媒体のいくつかは、水及び湿度に耐性があるが、多くの多孔質媒体は、この望ましい性質を示さない。
【０００５】
膨潤性媒体に関しては、インク受容層は、膨潤性の高分子マトリックスからなる連続層である。用語「連続（的な）」は、本明細書で用いるときは、物理的多孔度を有しない材料を意味する。インクジェットが膨潤性媒体に適用されると、インクジェットインクは、高分子マトリックスの膨潤によって吸収され、着色剤はその連続層中に固定化される。着色剤が外部環境から遮蔽されるため、膨潤性媒体は、光及び暗所／空気退色に対して、多孔質媒体よりも高い耐性を示す。しかしながら、膨潤性媒体は、一般に、スミア耐性が低く、また、多孔性媒体よりも乾燥時間が長い。
【０００６】
多孔性媒体及び膨潤性媒体の望ましくない諸性質を克服するために、溶融性又は密封可能な印刷媒体が開発されており、研究が続けられている。溶融性印刷媒体においては、印刷後に熱及び／又は圧力を適用して、水、湿度、スミア、及び退色に対する耐性が改善された印刷画像が生成される。
【０００７】
写真ベース層、無機粒子層、及び少なくとも１つの多孔質樹脂層、を有する記録用媒体が、既に開示されている。樹脂層は、熱可塑性樹脂から形成される異形の極小球を含んでいる。印刷時、インクジェットインクは、樹脂層を通過して無機粒子層内に至り、そこでインクジェットインクが吸収され、染料が記録用媒体に定着する。記録用媒体を加熱すると、極小球が相互に溶融結合して、樹脂層は膜に変換される。当該記録用媒体は、改善された耐水性及び耐候性を示すと主張されている。
【０００８】
加えて、一時的な基材（ｔｅｍｐｏｒａｒｙ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）及びインク吸収層を含んで成る記録用媒体も開示されている。インク吸収層は、所定の寸法及び形状を有する多孔質の熱可塑性ポリマー粒子を含んでいる。印刷後、記録用媒体を、熱可塑性ポリマー粒子の融点を上回る温度にまで加熱することで、インク吸収層が膜に変換される。
【０００９】
急速乾燥性の記録用媒体も既に開示されている。当該記録用媒体は、平坦な支持層の上に形成された微細孔層を有する。微細孔層には、該微細孔層内に毛管を形成する熱可塑性ポリマーが利用される。微細孔層が不透明なら、熱、圧力、及び／又は溶媒へさらすことによって、透明な層に変換させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
多孔性媒体及び膨潤性媒体が有する望ましい特性を呈する、改良された溶融性印刷媒体を提供することが望ましい。短い乾燥時間、並びにスミア、退色、水、及び湿度に対して高い耐性を示す溶融性印刷媒体を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、写真ベース層、ビヒクルシンク層、及び着色剤受容層を備える溶融性印刷媒体に関する。着色剤受容層は、親水性シェルと溶融性の疎水性コアとからなるコア−シェルポリマー粒子を含み、且つ当該着色剤受容層内に着色剤をカプセル封止する相転換を経るよう構成されている。熱及び／又は圧力にさらされると、着色剤受容層は、親水性相にとどめられている着色剤をカプセル封止する、疎水性表面を有する連続層へと転換され、相転換時にそれは内部に移動する。
【００１２】
本発明はまた、写真品質の画像を生成する方法にも関連する。当該方法は、写真ベース層、ビヒクルシンク層、及び着色剤受容層を含んで成る溶融性印刷媒体を設けるステップを包含する。着色剤受容層は、親水性シェル及び溶融性の疎水性コアから構成されるコア−シェルポリマー粒子を含んでいる。所望の画像は、溶融性印刷媒体上にインクジェットインクを付着させることで印刷される。その後、印刷媒体を熱及び／又は圧力にさらすことによって、着色剤受容層は、多孔質の親水性表面から連続的な疎水性膜へと転換される。相転換の後、インクジェットインク由来の着色剤は、着色剤受容層の親水性領域にカプセル封止され、これによって着色剤は、外部環境への露出から防御されるのである。着色剤受容層はまた、溶融性の疎水性コアを凝集剤と接触させることによって溶融される。
【００１３】
溶融性印刷媒体を製造する方法も本発明に包含される。当該方法は、写真ベース層の上にビヒクルシンク層を形成するステップ、及び前記ビヒクルシンク層の上に着色剤受容層を形成するステップを包含する。着色剤受容層は、熱、圧力、又は熱と圧力の組合せにさらされると、多孔質の親水性表面から疎水性表面を有する連続膜へと転換されるよう構成されている。着色剤受容層は、親水性シェル及び溶融性の疎水性コアからなるコア−シェルポリマー粒子を含んでいる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によって、インクの乾燥時間が短く、且つスミア、退色、水、及び湿度に対して高い耐性を示す、改良された溶融性印刷媒体を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
インクジェット印刷に使用される印刷媒体を開示する。当該印刷媒体は、溶融性であり、且つ写真ベース層、ビヒクルシンク層、及び相転換し得る着色剤受容層から構成される。着色剤受容層は、熱又は熱と圧力の組合せにさらされると、親水性表面相から疎水性表面相へと転換されるコア−シェルポリマー粒子を含んでいる。印刷画像に改善された光耐久性及び退色耐性を付与するために、相転換によって着色剤は着色剤受容層内にカプセル封止され、外部環境から遮蔽されるのである。当該印刷媒体はまた、乾燥時間が短く、従って、多孔性及び膨潤性両媒体のもつ最適な諸特性を達成することができる。
【００１６】
図１に図示するように、印刷媒体２は、写真ベース層４、該写真ベース層４上のビヒクルシンク層６、該ビヒクルシンク層６上の着色剤受容層８を含んで成る。印刷媒体２は、任意選択的に、トップコート層１２も含む。写真ベース層４は、透明、不透明、又は半透明の材料から形成することができ、それは、印刷媒体２がインクジェットプリンタ中を搬送される際、上層に機械的支持をもたらす。写真ベース層４は、ポリマー、紙、ガラス、セラミック、織布、又は不織布材料から製造された硬質又は可撓性の材料を含む。写真ベース層４に使用し得るポリマーとして、限定はしないが、ポリエステル、セルロースエステル、ポリウレタン、ポリエステルエーテル、ポリエーテルケトン、ビニルポリマー、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタラート、ポリスルホン、ポリブチレンテレフタラート、ポリプロピレン、メタクリレート、ジアリルフタラート、セロハン、アセテート、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロイド、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリカーボネート、及びそれらの混合物が挙げられる。例えば、限定はしないが、写真ベース層４として、高密度又は低密度のポリエチレン、ポリプロピレン、又はポリエステルによる共押出しによってコーティングされている紙を挙げることができる。写真ベース層４の厚さは、印刷媒体２の所望の最終的用途に応じて、約５μｍ〜約１０００μｍとすることができる。
【００１７】
ビヒクルシンク層６は、写真ベース層４上に形成され、印刷時に使用されるインクジェットインクのインクビヒクルを吸収し得るものである。ビヒクルシンク層６は、インクジェットインクが上層である着色剤受容層８を通って浸透するときにインクビヒクルの大部分を吸収することができる。ビヒクルシンク層６は、コーティングの欠陥を生じたり又は印刷媒体２の機械的強度を低下させたりすることなく、インクビヒクルを吸収できるのに十分な厚さとすることができる。ビヒクルシンク層６の厚さは、約１μｍ〜約２００μｍとすることができる。
【００１８】
インクビヒクルを吸収できるように、ビヒクルシンク層６は、高分子バインダに結合した多孔質の無機粒子から形成することができる。多孔質の無機粒子として、限定はしないが、シリカ、シリカ−マグネシア、ケイ酸、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、アルミナ、アルミナ水和物、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、カオリン、タルク、チタニア、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、炭酸亜鉛、擬似ベーマイト、ベントナイト、ヘクトライト、粘土、及びそれらの混合物を挙げることができる。多孔質の無機粒子は、ビヒクルシンク層６中に、ビヒクルシンク層６の全固体含量をベースとして約１５ｗｔ％〜約９９ｗｔ％存在することができる。一実施形態では、多孔質の無機粒子は、ビヒクルシンク層６中に約４０ｗｔ％〜約９９ｗｔ％存在する。他の実施形態では、ビヒクルシンク層６は、約８０ｗｔ％〜約９９ｗｔ％の多孔質無機粒子を含む。より好ましくは、ビヒクルシンク層６は、約９０ｗｔ％〜約９９ｗｔ％の多孔質無機粒子を含む。
【００１９】
ビヒクルシンク層６に使用される高分子バインダには、水溶性又は水分散性の高分子を用いることができ、限定はしないが、酢酸ビニルのホモ−又はコ−ポリマー、アクリレート（コ）ポリマー、スチレン／ブタジエンコポリマー、エチレン又は塩化ビニルコポリマー、ポリウレタン分散物、ポリビニルアルコール（「ＰＶＡ」）又はその誘導体、ポリビニルピロリドン、デンプン又はその誘導体、ゼラチン又はその誘導体、セルロース又はその誘導体（例えば、セルロースエーテル、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、又はヒドロキシプロピルメチルセルロース）、マレイン酸ポリマー又はそのコポリマー、アクリル酸エステルコポリマー、ポリアクリルアミド、カゼイン、及び水−又はアンモニア−溶解性ポリアクリレート又はポリメタクリレート及びそのコポリマーが挙げられる。加えて、これらの高分子バインダの混合物も用いることができる。好ましくは、ビヒクルシンク層６は、ＰＶＡに結合したシリカ又はアルミナ粒子から形成される。高分子バインダは、ビヒクルインク層６中に約１ｗｔ％〜約５０ｗｔ％存在することができる。好ましくは、高分子バインダは、約１ｗｔ％〜約１０ｗｔ％存在する。
【００２０】
ビヒクルシンク層６上に形成される着色剤受容層８は、インクジェットインクに使用されている着色剤を吸収することができる。着色剤受容層８は、印刷媒体２の上に画像が印刷される以前は、多孔質であり且つ溶融性の疎水性コアと親水性表面（シェル）を有する。しかし、印刷後のような、熱又は熱と圧力の組合せにさらされると、着色剤受容層８は連続状態となり、疎水性表面を有することになる。着色剤受容層８は、印刷前は多孔質であるが、実質的に、インクビヒクル非吸収性でもある。それ故、インクビヒクルは、着色剤受容層８を通過してビヒクルシンク層６に至るが、着色剤は着色剤受容層８に保持される。着色剤受容層８とビヒクルシンク層６は、両方とも、多孔質であるため、印刷媒体２に適用されたインクジェットインクは、これらの層内に容易に浸透し、それによって印刷媒体２の急速乾燥性が実現されるのである。
【００２１】
着色剤受容層８は、コア−シェルポリマー粒子１０から形成することができる。本明細書で用いるとき、用語「コア−シェルポリマー」とは、親水性シェルと溶融性の疎水性コアとからなるポリマーを意味する。親水性シェルには、限定はしないが、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリビニルハロゲン化物、又はアクリル酸の官能化された親水性誘導体をはじめとする、親水性ポリマーを用いることができる。例えば、親水性ポリマーには、ポリビニルピロリドン、ポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）、ポリビニルアルコール、アクリル酸ポリマー、親水性基（ヒドロキシ又はカルボキシ基）を有するコポリマー、セルロースポリマー、デンプン、ゼラチン、アルブミン、カゼイン、陽イオンデンプン、アラビアゴム及びアルギン酸ナトリウムのような天然樹脂、ポリアミド、ポリアクリルアミド、ポリエチレンイミン、ポリビニルピリジリウムハロゲン化物、メラミン樹脂、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアクリル酸ナトリウム、又はそれらの混合物を用いることができる。コア−シェルポリマー粒子１０は、当分野で周知のような、在来技術によって形成することができる。
【００２２】
親水性シェルはまた、着色剤を保持する能力を着色剤受容層８に付与するために、媒染剤の諸性質を有し得る。親水性シェルは、着色剤と媒染剤が互いに静電的に引き付けられるように、着色剤上の電荷とは逆の電荷を有する官能基を含むことができる。例えば、インクジェットインク中の着色剤が陰イオン染料なら、水溶性又は膨潤性の陽イオンポリマーを媒染剤として用いることができる。親水性シェルは、アミノ、第三アミノ、アミドアミノ、ピリジン、又はイミン基のような、陽イオン基を含み得る。親水性シェルに用いられる陽イオン基の例として、限定はしないが、ポリ第四アンモニウム塩、陽イオンポリアミン、ポリアミジン、陽イオンアクリル酸コポリマー、グアニジン−ホルムアルデヒドのポリマー、ポリジメチルジアリルアンモニウムクロリド、ジアセトンアクリルアミド−ジメチルジアリルアンモニウムクロリド、ポリエチレンイミン、及びエピクロロヒドリンとのポリエチレンイミン付加物が挙げられる。しかしながら、着色剤が、非イオン染料、陽イオン染料、又は顔料であるならば、その他の官能基も、媒染剤特性を付与し得ることを理解されたい。
【００２３】
溶融性の疎水性コアには、周囲温度より高いが、印刷媒体２又はインクジェットインク中のその他の成分が分解、酸化、もしくは脱色し得る温度よりも低い、ガラス転移温度（「Ｔｇ」）を有する疎水性ポリマーを用いることができる。例えば、溶融性の疎水性コアは、約３５℃〜約１８０℃のＴｇを有することができる。好ましくは、溶融性の疎水性コアは、約４５℃〜約１６０℃のＴｇを有する。より好ましくは、Ｔｇは、約６０℃〜約１３０℃である。また、溶融性の疎水性コアに使用される疎水性ポリマーは、インクジェットインク中の溶媒の少なくとも１つによって可塑化されることが望ましい。
【００２４】
溶融性の疎水性コアは、周囲温度より高いＴｇを有するため、コア−シェルポリマー粒子１０は、印刷前には、融合が起こらず、これによって、印刷前の印刷媒体２の多孔度は維持される。しかしながら、印刷後には、溶融性の疎水性コアのＴｇよりも高い温度に着色剤受容層８をさらすことによって、コア−シェルポリマー粒子１０は溶融され、連続膜となる。以下に詳細に検討するように、着色剤受容層８の溶融時のＴｇをさらに下げるため、インクジェットインク中に任意選択の凝集剤を含有させることができる。
【００２５】
溶融性の疎水性コアには、水不溶性の、溶融性の疎水性ポリマーを用いることができ、それらとして、限定はしないが、アクリル酸樹脂、スチレン樹脂、又は、例えば酢酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、プロピオン酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、及びエチルセルロースのようなセルロース誘導体、例えばポリ塩化ビニルのようなポリビニル樹脂、塩化ビニルと酢酸ビニルのコポリマー及びポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、エチレン−ビニルアルコールコポリマー、及び、例えばエチレン−アリルアルコールコポリマー、エチレン−アリルアセトンコポリマー、エチレン−アリルベンゼンコポリマー、エチレン−アリルエーテルコポリマーのようなエチレン−アリルコポリマー、エチレンアクリル酸コポリマー及びポリオキシ−メチレン；ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラート、ポリウレタン及びポリカーボネートをはじめとするポリエステルのような重縮合ポリマー、又はそれらの混合物が挙げられる。例えば、限定はしないが、溶融性の疎水性コアには、エチレンと酢酸ビニルのコポリマー、又はスチレン−ブタジエンコポリマーを用いることができる。
【００２６】
コア−シェルポリマー粒子１０は、着色剤を吸収し且つ着色剤受容層８の多孔性を維持するのに十分な量で存在することができる。コア−シェルポリマー粒子１０の着色剤吸収能力は、親水性シェルの媒染能とコア−シェルポリマー粒子１０の表面積に依存するであろう。着色剤受容層８の吸収容量はまた、インクジェットインク中の着色剤含量並びに溶融性印刷媒体の単位表面積当りに適用されるインクジェットインク量の影響を受け得る。
【００２７】
コア−シェルポリマー粒子１０は、親水性シェルと溶融性の疎水性コアとを互いに反応させるか又は吸収させることによるような、在来技術によって形成される。例えば、溶融性の疎水性コアと親水性シェルからなる粒子は、以下の方法で得ることができる。
１．分散した疎水性粒子表面上での親水性モノマーのグラフト重合、
２．親水性及び疎水性モノマーのブロック共重合、
３．親水性ポリマー溶液中への疎水性ポリマー粒子の分散、及びそれに続くその混合物への非溶媒の添加。非溶媒は、疎水性ポリマー粒子上への親水性ポリマーの沈殿及びその後のそれらの表面上での親水性層の形成を引き起こす。
【００２８】
着色剤受容層８に着色剤を定着させるために、親水性シェルは媒染剤特性を有し得る。例えば、図１及び図２に示すように、媒染剤１４を親水性シェルの表面へ融和させるか又はグラフトすることができる。媒染剤１４の電荷は、着色剤の電荷とは反対とすることができ、その結果、着色剤と媒染剤１４は、静電的に、互いに引き付けられることになる。インクジェットインクに使用される多くの着色剤は陰イオン染料であるため、媒染剤１４は、陽イオン性、即ち反対の電荷を有し得る。媒染剤１４には、ポリアミン、ポリエチレンイミン又はその誘導体、ポリアミドアミン、又は第四アミンポリマーのような、親水性の陽イオン化学種を用いることができる。例えば、媒染剤として、限定はしないが、ポリ第四アンモニウム塩、陽イオンポリアミン、ポリアミジン、陽イオンアクリル酸コポリマー、グアニジン−ホルムアルデヒドポリマー、ポリジメチルジアリルアンモニウムクロリド、ジアセトンアクリルアミド−ジメチルジアリルアンモニウムクロリド、ポリエチレンイミン、及びエピクロロヒドリンとのポリエチレンイミン付加物が挙げられる。あるいはまた、媒染剤１４は、着色剤受容層８内に取り込まれている添加剤であってもよい。例えば、媒染剤１４には、ビニル骨格をもつポリアミン、ポリエチレンイミン又はその誘導体、ポリアミドアミン、又は第四アミンポリマーを用いることができる。
【００２９】
一実施形態では、ラテックスビニルポリマーが親水性シェルとして用いられ、また、溶融性の疎水性コアには、アクリル酸塩とメタクリル酸塩のコポリマー、スチレン−アクリル酸系のポリマー、酢酸ビニル−アクリル酸、酢酸ビニル−エチレン、又はアクリロニトリルのコポリマーが含まれる。
【００３０】
着色剤受容層８はまた、コア−シェルポリマー粒子１０を層中に結合させるために、少量の高分子バインダを含むことができる。着色剤受容層８に使用する高分子バインダは、ビヒクルシンク層６用として上述した高分子バインダの１つとすることができる。例えば、高分子バインダには、ゼラチン、ポリビニルピロリドン、水溶性セルロース誘導体、ポリビニルアルコール又はその誘導体、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、又は水溶性アクリル酸コポリマーのような、水溶性又は水分散性ポリマーを用いることができる。好ましくは、着色剤受容層８の高分子バインダは、ポリビニルアルコール又はその水溶性もしくは水分散性の誘導体である。着色剤受容層８に存在する高分子バインダの量は、コア−シェルポリマー粒子１０間の細孔を塞ぐことなくコア−シェルポリマー粒子を互いに十分結合できる程度とすることができる。
【００３１】
着色剤受容層８は、インクジェットインクから着色剤を吸収し、その着色剤を相転換後に親水性領域１８にカプセル封止できるほど十分の厚さを有することができる。着色剤受容層８の厚さは、約１μｍ〜１００μｍ、好ましくは１０〜５０μｍとすることができる。
【００３２】
印刷媒体２は、任意に、高分子バインダと結合している多孔質の無機酸化物粒子から形成されるトップコート層１２を有する。例えば、トップコート層として、ＰＶＡに結合したシリカ又はアルミナを挙げることができる。
【００３３】
当分野で周知のように、多重層の印刷媒体２を製造するにあたり、各々の層のコーティング調合物は、各層を構成する成分を組合せることによって形成することができる。各層の所望の性質を得るために、コーティング調合物は、任意に、界面活性剤、ｐＨ調節剤、増粘剤、分散剤、及び／又は潤滑剤を含有し得る。コーティング調合物は、在来のコーティング技術を用いて、写真ベース層４又は下層に適用することができる。例えば、ロールコート機、エアーナイフコート機、ブレードコート機、バーコート機、グラビアコート機、ロッドコート機、カーテンコート機、ダイコート機、又はエアブラシを用いて、コーティング調合物をコーティングすることができる。各々の層は、当分野で周知のように、個々別々に形成することも、同時に形成することもできる。コーティング調合物は、印刷媒体２が製造されている間に着色剤受容層８の相転換が起こらないように、溶融性の疎水性コアのＴｇより低い温度で乾燥させることができる。
【００３４】
印刷媒体２が形成されると、文書、図表、又はそれらの組合せのような、所望の画像をインクジェットプリンタとインクジェットインクを用いて印刷することができる。図３Ａ及び図３Ｂに示すように、インクジェットインクの液滴１６は、印刷媒体２の着色剤受容層８上に付着する。図３Ａ〜３Ｃは、着色剤受容層８のみを示しているが、写真ベース層４、ビヒクルシンク層６、及び、任意に、トップコート層１２も存在することが理解されよう。インクジェットプリンタ及びインクジェットインクは、本発明の操作性にとって重要でなく、従って、本明細書では詳細に検討しない。むしろ、在来のインクジェット印刷又はインクジェットインクはいずれも用い得ることが理解されよう。ただし、以下により詳細に検討するように、当該インクジェットインクは、任意に、溶融性の疎水性コアのＴｇを低下させる凝集剤を含み得る。
【００３５】
インクジェットインクが印刷媒体２上に付着すると、インク液滴１６は、任意のトップコート層１２を通過して着色剤受容層８内へ浸透することができる。インクジェットインクの着色剤は、コア−シェルポリマー粒子１０に結合している媒染剤１４と錯体を形成することによって着色剤受容層８に定着する。しかしながら、前述のように、媒染剤１４は、着色剤受容層８に取り込まれている添加剤であってもよい。インクビヒクルは、着色剤受容層８を通過し、ビヒクルシンク層６によって吸収されるであろう。
【００３６】
印刷媒体２を十分な温度の熱にさらすことによって、着色剤受容層８の多孔質の親水性表面は、連続的な疎水性表面を有する層へと転換され得る。換言すれば、熱によって、コア−シェルポリマー粒子１０の溶融性の疎水性コアは溶融する。溶融性の疎水性コアが溶融すると、着色剤は、図３Ｃに示すように、溶融した疎水性コアの疎水性環境内の親水性領域１８にカプセル封止される。着色剤を含んでいない疎水性領域２０も形成されるであろう。着色剤は親水性領域１８内にカプセル封止されるため、それは外部環境から遮蔽される。それ故、得られる印刷画像では、退色、湿度、及び水に対する耐性が改善される。加えて、着色剤がカプセル封止されているので、着色剤の移動性が低下する。
【００３７】
印刷媒体２に十分な温度の熱を適用して相転換を起こさせるために、熱源を用いることができる。熱源として、限定はしないが、乾燥オーブン、赤外線（「ＩＲ」）オーブン、熱ランプ、ＩＲランプ、ホットプレス、ラミネータ、又はアイロンを挙げることができる。相転換を起こさせるのに必要となる温度は、着色剤受容層８に用いられる溶融性の疎水性コアのＴｇに応じて変化し得る。当該温度は、印刷媒体２の着色剤又は成分を分解、酸化、又は脱色させない範囲において、溶融性の疎水性コアを溶融させ得るように、溶融性の疎水性コアのＴｇより十分高くすることができる。溶融性の疎水性コアを溶融させるのに必要となる温度は、約４０℃〜１５０℃の範囲であり得る。例えば、溶融性の疎水性コアを溶融させるのに必要な温度は、約６０℃〜１３０℃の範囲にあってよい。しかしながら、この温度は、凝集剤がインクジェットインクに使用される場合は、それより低くすることができる。
【００３８】
相転換はまた、印刷媒体２に圧力を適用することでも起こすことができる。例えば、加圧ローラーを用いて、着色剤受容層８の多孔質の親水性表面を連続的な疎水性膜に転換させることができる。加えて、写真複写機又はラミネータ装置に使用されているような、加熱ローラーを用いて、熱と圧力の組合せを印刷媒体２に適用することもできる。
【００３９】
インクジェットインクに凝集剤を任意に用いて、着色剤受容層８の相転換が起こる温度を低下させ得ることも考え得る。凝集剤は、溶融性の疎水性コアの疎水性ポリマーを膨潤させ且つ可塑化する能力を備え得る。凝集剤には、インクジェットインクに可溶性もしくは分散性のものを用いることができる。それ故、凝集剤の性質は、溶融性の疎水性コアに使用される疎水性ポリマーに依存し得る。凝集剤には、炭素数７〜１２の直鎖又は少々分枝したグリコールエーテル又はエステルを用いることができる。例えば、当該凝集剤として、限定はしないが、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチラート、１−メチル−２−ピロリドン、ジエチレングリコール（「ＤＥＧ」）ジブチルエーテル、ＤＥＧモノプロピルエーテル、ＤＥＧエチルエーテル、１，２−ヘキサンジオール、２−ブトキシエタノール、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、又はジプロピレングリコールモノメチルエーテルをはじめとする、エーテル−又はエステル−アルコールを挙げることができる。２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチラートは、イーストマン ケミカル社（米国テネシー州キングスポート）から商品名ＴＥＸＡＮＯＬ（登録商標）を付して市販されている。ジエチレングリコールモノブチルエーテルは、Ｂｕｔｙｌ  Ｃａｒｂｉｔｏｌ（商標）Ｒ６Ｋ２８としてユニオンカーバイド社（米国コネチカット州ダンブリー）から市販されている。凝集剤は、疎水性連続膜を形成した後に印刷媒体２から拡散除去されるように、揮発性とすることもできる。
【００４０】
前述の疎水性ポリマーに加えて、より高いＴｇを有する疎水性ポリマーを溶融性の疎水性コアに用い得ることも考えられる。これらのより高いＴｇを有する疎水性ポリマーを用いた場合には、一般的に、着色剤受容層８を連続膜に転換させるのに際し、非実用的な温度が必要となり得る。このような場合には、溶融性の疎水性コアを凝集剤と接触させることにより、溶融性の疎水性コアのＴｇを低下させることができる。Ｔｇを低下させることによって、印刷媒体２を、相転換を起こす実用的温度に依然としてさらすことができるため、高めのＴｇを有する疎水性ポリマーを着色剤受容層８に用いることができる。例えば、凝集剤を用いることで、溶融性の疎水性コアのＴｇを約５０℃〜約１００℃まで低下させることができる。溶融性の疎水性コアを可塑化して連続膜を形成するためにも、凝集剤を用いることができる。
【００４１】
溶融性の疎水性コアを接触させるため、インクジェットインクに凝集剤を付加することができる。インクジェットインクを印刷媒体２に適用すると、凝集剤は、溶融性の疎水性コア中に吸収される。それ故、当該凝集剤には、インクジェットインクのその他の成分に可溶性であり、それらと相容性であるものを用いることができる。当該凝集剤は、インクジェットインクの所望の諸性質に影響を与えない範囲において、溶融性の疎水性コアのＴｇを十分低下させ得る量で、インクジェットインク中に存在することができる。好ましくは、当該凝集剤は、インクジェットインク中に１０ｗｔ％未満の量で存在する。より好ましくは、当該凝集剤は、インクジェットインク中に約１ｗｔ％〜約５ｗｔ％の量で存在する。
【実施例１】
【００４２】
コア−シェル高分子の形成
６５℃〜７０℃にて、微量の硫酸鉄（ＩＩ）を含有する水（５５部）を収容している撹拌型反応器に、水（１８部）、Ａｂｅｘ  ＪＫＢ界面活性剤（２部）、イタコン酸（０．３部）、スチレン（２９．７部）、アクリル酸エチル（１７．５部）、及びアクリロニトリル（２．５部）からなるプレエマルジョン（ｐｒｅ−ｅｍｕｌｓｉｏｎ）を、４時間かけて添加して、コア−シェルポリマーを調製した。同時に、過硫酸アンモニウム（０．２部）を含有する水（７部）、及びメタ重亜硫酸ナトリウム（０．１５部）を含有する水（５部）を、２経路で別々に供給添加した。全ての供給が完了してから、反応器を６５℃〜７０℃にて３０分間保持した。次いで、過硫酸アンモニウム（０．２部）を含有する水（７部）及びメタ重亜硫酸ナトリウム（０．１５部）を含有する水（５部）を、２経路で別々に供給しながら、水（３５部）、メタクリル酸メチル（２９部）、アクリル酸ブチル（１０部）、メタクリル酸（０．５部）、ジメチルアミノエチルメタクリレート（１０．５部）、Ｔｒｉｔｏｎ  Ｘ−４０５（４部）、Ｔｒｙｃｏｌ  ＮＰ−４（１部）、及びリン酸二アンモニウム（０．１５部）からなるエマルジョンを４時間かけて添加した。供給完了後、その反応混合物を６５℃〜７０℃にて４時間以上保持した。生成物は、４３％〜４５％の固形物を含む、乳白色のラテックスポリマー粒子であった。コア−シェルポリマーは、約４５℃のＴｇを有する疎水性コアと、約４０℃のＴｇを有する親水性シェルを含むものであった。
【実施例２】
【００４３】
ビヒクルシンク層コーティングの調合
ビヒクルシンク層のコーティング調合物は、約１５ｗｔ％〜約８５ｗｔ％の多孔質シリカ又はアルミナ粒子（直径約５ｎｍ〜約１５ｎｍ）と、水又は約１％〜約１０％のエタノールを含有する水のような分散性ビヒクルに溶解している約１ｗｔ％〜約１５ｗｔ％のポリビニルアルコール（平均重合度３５００、けん化度８８％）と、を組み合わせることによって形成した。当該ビヒクルシンク層のコーティング調合物を、写真ベース基材上にコーティングした。
【実施例３】
【００４４】
着色剤受容層コーティングの調合
着色剤受容層のコーティング調合物は、実施例１記載の約１５ｗｔ％〜約８５ｗｔ％の（ポリマー固形物の）ラテックスポリマーを、約１ｗｔ％〜約１５ｗｔ％のポリビニルアルコールと組み合わせて形成した。ラテックスポリマー粒子シェルのＴｇは、約４５℃〜約１６０℃であった。親水性シェルはまた、ポリ第四アンモニウム塩、陽イオンポリアミン、ポリアミジン、陽イオンアクリル酸コポリマー、グアニジン−ホルムアルデヒドのポリマー、ポリジメチルジアリルアンモニウムクロリド、ジアセトンアクリルアミド−ジメチルジアリルアンモニウムクロリド、ポリエチレンイミン、又はエピクロロヒドリンとのポリエチレンイミン付加物に由来する陽イオン官能基を媒染剤として含有している。当該着色剤受容層コーティング調合物を、ビヒクルシンク層上にコーティングした。
【実施例４】
【００４５】
トップコート層コーティングの調合
トップコート層のコーティング調合物は、約１５ｗｔ％〜約８５ｗｔ％の多孔質シリカ又はアルミナ粒子（直径約５ｎｍ〜約１５ｎｍ）と、水又は約１％〜約１０％のエタノールを含有する水のような分散性ビヒクルに溶解している約１ｗｔ％〜約１５ｗｔ％のポリビニルアルコール（平均重合度３５００、けん化度８８％）と、を組み合わせることによって形成した。当該トップコート層のコーティング調合物を、着色剤受容層上にコーティングした。
【００４６】
写真ベース基材上に、ビヒクルシンク層、着色剤受容層、及びトップコート層をコーティング後、それらの層を乾燥させて、本発明の溶融性印刷媒体を製造した。
【実施例５】
【００４７】
光耐久性及び退色耐性が改善された印刷画像の生成
在来のインクジェットインクを当該溶融性印刷媒体上に付着させて、所望の画像を印刷した。インクジェットインクは、トップコート層を通過して着色剤受容層内に浸透した。インクジェットインクの着色剤は、媒染剤と錯体を形成することにより着色剤受容層に固定化され、一方、インクビヒクルは、着色剤受容層を通過してビヒクルシンク層に吸収された。
【００４８】
着色剤受容層の相転換を達成するために、溶融性印刷媒体を約３５℃よりも高い温度にさらした。着色剤受容層の多孔質の親水性表面が熱によって転換され、連続的な疎水性表面を有する層となった。溶融性の疎水性コアが溶融すると、着色剤は、溶融された疎水性コアの疎水性環境内の親水性領域にカプセル封止された。着色剤がカプセル封止されるため、当該印刷画像は、写真永続性、光耐久性、退色耐性が改善され、また、短い乾燥時間を示した。
【００４９】
相転換は、溶融性印刷媒体に圧力を適用するか又は熱と圧力の組合せを適用することによっても達成できた。圧力ローラー又は加熱圧力ローラーを用いることで、着色剤受容層の多孔質の親水性表面を、連続的な疎水性膜へと転換することができた。
【実施例６】
【００５０】
光耐久性及び退色耐性が改善された印刷画像の生成
２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチラート又はジエチレングリコールモノブチルエーテルを凝集剤として含有する在来インクジェットインクを、実施例５記載の溶融性印刷媒体上に付着させることも実施した。着色剤受容層の相転換を達成するために、溶融性印刷媒体を約３５℃よりも高い温度又は熱と圧力の組合せにさらした。溶融性の疎水性コアが溶融すると、着色剤は、溶融した疎水性コアの疎水性環境における親水性領域にカプセル封止された。得られた印刷画像は、写真永続性、光耐久性、退色耐性、及が改善され、また、短い乾燥時間を示した。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の溶融性印刷媒体の概略図
【図２】本発明の着色剤受容層に用いられるコア−シェルポリマー粒子の拡大図
【図３Ａ】相転換前後における溶融性印刷媒体の着色剤受容層
【図３Ｂ】相転換前後における溶融性印刷媒体の着色剤受容層
【図３Ｃ】相転換前後における溶融性印刷媒体の着色剤受容層
【符号の説明】
【００５２】
２  印刷媒体
４  写真ベース層
６  ビヒクルシンク層
８  着色剤受容層
１０  コア−シェルポリマー粒子
１２  トップコート層
１４  媒染剤
１６  インク液滴
１８  親水性領域
２０  疎水性領域
【図１】
2005047274.tif 000003
【図２】
2005047274.tif 000004
【図３Ａ】
2005047274.tif 000005
【図３Ｂ】
2005047274.tif 000006
【図３Ｃ】
2005047274.tif 000007