(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で表される組成を有し、
ｘＭ2Ｏ・ｙ(ＮＨ4)2Ｏ・Ａl2Ｏ3・ｚＨ2Ｏ          （１）
２×１０-4≦x≦２５×１０-4
０.１×１０-4≦y≦２０×１０-4
０.６≦z≦２.５
（式中、Ｍはアルカリ金属、ｘはアルカリ金属をＭ2Ｏで表したときのＡl2Ｏ3１モルに対するモル数、ｙはアンモニアを(ＮＨ4)2Ｏで表したときのＡl2Ｏ3１モルに対するモル数、ｚはＡl2Ｏ3１モルに対する水和水(Ｈ2Ｏ)のモル数を示す）  平均粒子径が０.０２〜０.２μｍの範囲にあり、
全細孔容積が０.５〜１.５ｍｌ／ｇの範囲にあり、かつ
細孔径が１５〜３０ｎｍの範囲にある細孔の細孔容積が０.３〜１.０ｍｌ／ｇの範囲にあることを特徴とするアルミナ水和物粒子。
【請求項２】
調製時の液温が10〜50℃の範囲となるように、アルミン酸アルカリ金属塩水溶液にアルミニウム塩水溶液を加えて中和するか、アルミン酸アルカリ金属塩水溶液を酸性化合物で中和するか、あるいはアルミニウム塩水溶液をアルカリ金属水酸化物、またはアルカリ金属水酸化物およびアンモニア水で中和することによって、ｐHが9〜１２の範囲にあるアルミナヒドロゲルを調製し、
アルミナヒドロゲルを濾過し、ついで、アルミナ水和物粒子中のアルカリ金属が、酸化物換算で２×10-4〜20×10-4モル／モルAl2O3の範囲になるように、アンモニア水で洗浄し、
アルミナヒドロゲルのｐＨを９〜１２の範囲に調整し、かつ温度を８０〜１０５℃の範囲にして、アルミナヒドロゲルを熟成して、アルミナヒドロゲルスラリーのイオン電導度を１０〜1000μS/cmになるまでアンモニア除去を行い、
アルミナヒドロゲルに酸を添加することによって解膠してアルミナヒドロゾルを調製したのち、
該アルミナヒドロゾルを150〜400℃の温度で乾燥する、請求項１に記載のアルミナ水和物粒子の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載のアルミナ水和物粒子を水に分散してなるアルミナ水和物粒子分散ゾル。
【請求項４】
Ａl2Ｏ3濃度２０重量％のときの粘度が５０〜２０００CPの範囲にあることを特徴とする請求項３に記載のアルミナ水和物粒子分散ゾル。
【請求項５】
Ａl2Ｏ3濃度２０重量％のときの吸光度（ＡＢＳ）が２．０以下であることを特徴とする請求項３または４に記載のアルミナ水和物粒子ゾル。
【請求項６】
請求項１に記載のアルミナ水和物粒子と
バインダーとが、
水および／または有機溶媒に分散していることを特徴とするインク受容層形成用塗布液。
【請求項７】
基材シート上に請求項６に記載のインク受容層形成用塗布液からインク受容層が形成されてなるインク受容層記録用シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
本発明は、アルミナ水和物粒子および該粒子分散ゾルならびに該粒子を用いたインク受容層形成用塗布液に関する。さらに詳しくは、アルカリ金属酸化物およびアンモニア成分が極少量存在したアルミナ水和物粒子であって、水分散体にしたときに粘度が低く、透明性が高いアルミナ水和物粒子、および該粒子が分散したゾルならびに該粒子を含むインク受容層形成用塗布液および該塗布液を用いて得られたインク受容層付基材に関する。
【背景技術】
従来から、シリカ、アルミナ、アルミナ水和物などの金属酸化物微粒子、金属水酸化物微粒子あるいはこれらを溶媒に分散させたゾルは種々の用途に用いられている。具体的には、触媒、触媒担体、膜形成材、樹脂中のフィラー、種々バインダー、滑り性向上剤、潤滑剤、増粘剤、化粧料配合剤などの用途が挙げられる。
昨今、このアルミナ、アルミナ水和物粒子を、印刷記録媒体用の受容層形成用に使用することに対して期待が高まっている。たとえば、特公平３−２４９０６号公報には、カチオン性水和アルミニウム酸化物を含む受容層を有する記録媒体が水溶性染料インクでの印刷に好適であることが記載されている。
また、特公平４−１１５９８４号公報（特許文献１）には、擬ベーマイトアルミナからなる層の上に多孔性シリカからなる層を設けた記録用シートは、透明性が高くインクの吸収性が高いことが記載されている。
さらにまた、特開平６−５５８２９号公報（特許文献２）には、平均粒子径が２〜５０μｍ、平均細孔直径が８〜５０ｎｍ、細孔容積が０．８〜２．５ｃｃ／ｇの多孔性シリカ粒子からなる層を有し、その上層に、アルミナゾルを乾燥して得られる擬ベーマイト多孔質層を有する記録用シートは、インクの吸収性が高く、色素の安定性が良好であることが記載されている。
これとは別に、本願発明者らは特願平１０−２０６２８４号において酸化物粒子表面に、特に金属カチオンがＡl3+であるカチオン性水和金属化合物を担持した正のゼータ電位を持つ酸化物粒子を含むインク受容層形成用塗布液を用いて形成したインク受容層付記録用シートであって、滲みがなく、鮮明に印刷することが可能であり、かつ耐水性、耐候性、退色性などに優れたものを提案している。
【特許文献１】
特公平４−１１５９８４号公報
【特許文献２】
特開平６−５５８２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の細孔径の小さいあるいは細孔容積の小さいアルミナ粒子を用いた場合は、色素の安定性に優れるものの、インクの吸収速度が遅く吸収容量も小さいために滲みが生じたり、不鮮明になることがあった。
また、アルミナ、アルミナ水和物粒子の平均細孔径は、通常、約５〜１５ｎｍの範囲にあり、これ以上の細孔径の大きなものが得られにくく、仮に得られたとしても細孔容積が減少していたり、さらには２次処理や特別な方法を必要とするなど、経済的に不効率であるという問題もあった。
さらにまた、従来のアルミナまたはアルミナ水和物粒子分散ゾルは粘度が高くなったり、粒子が凝集しやすいために、Ａl2Ｏ3濃度が約８重量％以上の高濃度のゾルを調製しにくく、このため低濃度ゾルを輸送することになるため輸送費用がかさんだり、上記したような用途に使用するに際して低濃度ゾルしか調製できないために、たとえば、被膜形成時に低濃度であるために被膜を厚くすることができず、また膜厚を厚くするためには塗布液の塗布乾燥を繰り返すことが必要となるなど、多くの問題を有していた。
しかも、従来のアルミナまたはアルミナ水和物粒子を用いて高濃度のゾルを調製したとしても、透明性が低下したり粘度が高くなりすぎたりするなどの問題があった。
特に、多孔質のアルミナでは透明性が高く、粘度が低いゾルを得ることは困難であった。
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、細孔容積が大きくかつ特定の細孔径の範囲にあるアルミナ水和物粒子、および高濃度であっても粘度が低く、透明性が高いアルミナ水和物粒子分散ゾルを提供することを目的としている。
また、本発明は前記アルミナ水和物粒子を用いたインク受容層形成用塗布液および該塗布液を使用したインク受容層付基材を提供することを目的としている。
本発明に係るアルミナ水和物粒子は、下記一般式（１）で表される組成を有し、
ｘＭ2Ｏ・ｙ(ＮＨ4)2Ｏ・Ａl2Ｏ3・ｚＨ2Ｏ          （１）
２×１０-4≦ｘ≦２５×１０-4
０.１×１０-4≦ｙ≦２０×１０-4
０.６≦ｚ≦２.５
（式中、Ｍはアルカリ金属、ｘはアルカリ金属をＭ2Ｏで表したときのＡl2Ｏ3１モルに対するモル数、ｙはアンモニアを(ＮＨ4)2Ｏで表したときのＡl2Ｏ3１モルに対するモル数、ｚはＡl2Ｏ3１モルに対する水和水(Ｈ2Ｏ)のモル数を示す）  平均粒子径が０.０２〜０.２μｍの範囲にあり、
全細孔容積が０.５〜１.５ｍｌ／ｇの範囲にあり、かつ
細孔径が１５〜３０ｎｍの範囲にある細孔の細孔容積が０.３〜１.０ｍｌ／ｇの範囲にあることを特徴としている。
前記本発明に係るアルミナ水和物の製造方法は、
調製時の液温が10〜50℃の範囲となるように、アルミン酸アルカリ金属塩水溶液にアルミニウム塩水溶液を加えて中和するか、アルミン酸アルカリ金属塩水溶液を酸性化合物で中和するか、あるいはアルミニウム塩水溶液をアルカリ金属水酸化物、またはアルカリ金属水酸化物およびアンモニア水で中和することによって、ｐHが9〜１２の範囲にあるアルミナヒドロゲルを調製し、
アルミナヒドロゲルを濾過し、ついで、アルミナ水和物粒子中のアルカリ金属が、酸化物換算で２×10-4〜20×10-4モル／モルAl2O3の範囲になるように、アンモニア水で洗浄し、
アルミナヒドロゲルのｐＨを９〜１２の範囲に調整し、かつ温度を８０〜１０５℃の範囲にして、アルミナヒドロゲルを熟成して、アルミナヒドロゲルスラリーのイオン電導度を１０〜1000μS/cmになるまでアンモニア除去を行い、
アルミナヒドロゲルに酸を添加することによって解膠してアルミナヒドロゾルを調製したのち、
該アルミナヒドロゾルを150〜400℃の温度で乾燥することを特徴としている。
本発明に係るアルミナ水和物粒子分散ゾルは、前記記載アルミナ水和物粒子が水に分散したものである。このアルミナ水和物粒子分散ゾルは、Ａl2Ｏ3濃度２０重量％にしたと
きの粘度が５０〜２０００CPの範囲にあることが好ましい。また、このアルミナ水和物粒子分散ゾルはＡl2Ｏ3濃度２０重量％のときの吸光度（ＡＢＳ）が０.６以下であることが好ましい。
本発明に係るインク受容層形成用塗布液は、前記記載のアルミナ水和物粒子と  バインダーとが、
水および／または有機溶媒に分散していることを特徴としている。
本発明に係るインク受容層付基材は、基材シート上に前記インク受容層形成用塗布液からインク受容層が形成されてなる。
【発明の効果】
本発明のアルミナ水和物粉末は、特定の量でアルカリ金属酸化物およびアンモニアを含んでいる。このため、アルミナ水和物の表面活性が低く、このアルミナ水和物の表面活性による染料などの有機物の変質が抑制されている。このため、このアルミナ水和物粒子を用いて形成したインク受容層付記録シートは印刷を施したときに変色したりすることがない。このようなアルミナ水和物粉末は、高濃度に分散させても、ゾルの安定性が低下したり、粘度が高くなることがなく、このため厚膜の被膜を形成することができる。
このようなアルミナ水和物粉末は、細孔径が大きく、しかも細孔容積も増大しているので、インク受容層形成用に使用すると、色素の安定性に優れるとともに、インクの吸収速度が早く、吸収容量も大きく、しかも滲みが生じることもない。
【発明を実施するための最良の形態】
以下、本発明に係るアルミナ水和物粒子、アルミナ水和物粒子分散ゾルおよびインク受容層形成用塗布液について具体的に説明する。
［アルミナ水和物］
本発明に係るアルミナ水和物は、下記一般式（１）で表されることを特徴とするものであり、特定の比でアルカリ金属およびアンモニアを含むものである。
ｘＭ2Ｏ・ｙ(ＮＨ4)2Ｏ・Ａl2Ｏ3・ｚＨ2Ｏ          （１）
（式中、Ｍはアルカリ金属、ｘはＡl2Ｏ3１モルに対するアルカリ金属をＭ2Ｏで表したときのモル数、ｙはＡl2Ｏ3１モルに対するアンモニアを(ＮＨ4)2Ｏで表したときのモル数、ｚはＡl2Ｏ3１モルに対する水和水をＨ2Ｏで表したときのモル数を示す）
アルミナ水和物粒子中のアルカリ金属をＭ2Ｏで表したときのモル数ｘは、Ａl2Ｏ3１モルに対して２×１０-4〜２５×１０-4モル、好ましくは３×１０-4〜２０×１０-4モルの量の範囲にあることが望ましい。アルカリ金属酸化物Ｍ2Ｏの量が２×１０-4モル未満では、アルミナ水和物粒子を用いて形成したインク受容層付記録シートに印刷を施したときに、変色することがある。これは、アルカリ金属酸化物の量が２×１０-4モル未満では、アルミナ水和物の表面活性が高くなるため染料などの有機物が変質するためと推測される。また、アルカリ金属酸化物の量が２５×１０-4モルを越えるとアルミナ水和物粒子が分散したゾルの安定性が低下したり、粘度が高くなることがあるので、高濃度のゾルを得ることが困難となることがある。
また、アルミナ水和物粒子中のアンモニアを(ＮＨ4)2Ｏで表したときのモル数ｙは、Ａl2Ｏ3１モルに対して０.１×１０-4〜２０×１０-4モルの範囲である。  (ＮＨ4)2Ｏの量が０.１×１０-4モル未満では、アルミナ水和物粒子を用いて形成したインク受容層付記録シートに印刷した場合、印刷色が変色することがある。また、(ＮＨ4)2Ｏの量が２０×１０-4モルを越えるとアルミナ水和物粒子が分散したゾルの安定性が低下したり粘度が高くなることがあり高濃度のゾルを得ることが困難になることがある。
さらに、Ａl2Ｏ3１モルに対する水和水（Ｈ2Ｏ）のモル数ｚは０.６〜２.５モルの範囲にある。
水和水の量が０.６モル未満では、粒子の分散性が低下することがあり、また粒子の電荷量が小さくなりインクの吸着性が低下する傾向にあり、２.５モルを越えると粒子の細孔容積が小さくなりインクの吸収性が低下する傾向にある。
ここで、水和水とはアルミナ水和物粒子を１００℃で２時間乾燥した後であっても残存している水分をいい、このような水和水は、１００℃で２時間乾燥した試料をＮ2気流中で６００℃まで昇温したとき発生するガス中の水分をカールフィッシャー法によって定量される。
このようなアルミナ水和物粒子は、平均粒子径が０.０２〜０.２μｍ、好ましくは０．０３〜０．１５μｍの範囲にあることが望ましい。
アルミナ水和物粒子の平均粒子径が０.０２μｍ未満ではアルミナ水和物粒子分散ゾルの粘度が高くなり、これを用いて調製するインク受容層形成用塗布液も粘度が高くなり、塗工性が低下することがある。また、アルミナ水和物粒子の平均粒子径が０.２μｍを越えると、分散ゾルにおいては透明性が低下することがあり、このため得られるインク受容層の透明性、印刷画像の鮮明さが低下することがある。
なお、アルミナ水和物粒子の平均粒子径は、粒度分布測定装置（堀場製作所（株）製：CAPA-700）によって測定した。
このようなアルミナ水和物粒子の全細孔容積は、０.５〜１.５ｍｌ／ｇ、好ましくは０．６〜１．４ｍｌ／ｇの範囲にあることが望ましい。全細孔容積が０.５ｍｌ／ｇ未満では、アルミナ水和物粒子を使用して得られるインク受容層のインク吸収量が小さくなり鮮明な印刷ができない場合があり、１.５ｍｌ／ｇを越えるとインクの滲みが起きやすくなることがある。
またこのアルミナ水和物粒子における細孔径が１５〜３０ｎｍの範囲にある細孔の細孔容積は、０.２５〜１.０ｍｌ／ｇ、好ましくは０．３〜０．８ｍｌ／ｇの範囲にあることが望ましい。細孔径が１５〜３０ｎｍの範囲の細孔容積が０.２５ｍｌ／ｇ未満の場合は、アルミナ水和物粒子を使用して得られるインク受容層のインク吸収量が小さくなるとともにインク吸収速度が遅くなるために滲みが生じたり鮮明な印刷ができない場合があり、１.０ｍｌ／ｇを越えると耐水性が低下する傾向にある。
なお、アルミナ水和物粒子の全細孔容積は、水銀圧入式ポロシメーター（アムコ社製：２０００型）により細孔径が６００Å以上の細孔容積を求め、Ｎ2吸着法により細孔径が６００Å以下の細孔容積を求め、この２つの細孔容積の合計値を全細孔容積とした。また、細孔径が１５〜３０ｎｍの範囲にある細孔の細孔容積は、前記全細孔容積測定の際に得られる細孔径が１５〜３０ｎｍの範囲の細孔容積から求めた。
このようなアルミナ水和物粒子は、たとえば以下の製造方法によって製造される。
まず、アルミン酸アルカリ金属塩水溶液またはアルミニウム塩水溶液を中和することによってアルミナヒドロゲルを調製する。
アルミン酸アルカリ金属塩水溶液としては、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウムなどの水溶性塩水溶液が挙げられ、とくにアルミン酸ナトリウム水溶液が好適に使用される。
また、アルミニウム塩水溶液としては、硫酸アルミニウム水溶液、塩化アルミニウム水溶液などが挙げられ、硫酸アルミニウム水溶液が好適である。
より具体的には、アルミン酸アルカリ金属塩水溶液とアルミニウム塩水溶液とを、必要に応じてアルカリ金属の水酸化物および／またはアンモニア水等のアルカリまたは鉱酸、有機酸等の酸の存在下で中和すれば、アルミナヒドロゲルを調製することができる。また、アルミン酸アルカリ金属塩水溶液を鉱酸・有機酸などの酸性化合物で中和することによってもアルミナヒドロゲルを調製することができ、さらにアルミニウム塩水溶液をアルカリ金属の水酸化物および／またはアンモニア水によって中和することによってもアルミナヒドロゲルを調製することができる。
アルカリ金属の水酸化物水溶液としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ストロンチウムなどの水溶液が挙げられ、このうち、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム水溶液が好適である。またアンモニア成分として、分解によってアンモニアを発生する尿素を用いることもできる。
鉱酸としては、硫酸、塩酸、硝酸などが挙げられ、有機酸としては酢酸、蓚酸、クエン酸などが挙げられる。
このとき、必要に応じて結晶成長抑制剤を添加してもよい。結晶成長抑制剤としては、グルコン酸、アスパラギン酸、アジピン酸などのカルボン酸、グルコン酸塩、アスパラギン酸塩、アジピン酸塩などのカルボン酸塩が好ましく用いられる。
このような各水溶液の濃度としては、アルミナヒドロゲルが生成しうる量であれば、特に制限されるものではないが、生成するＡl2Ｏ3としての濃度が１〜５重量％の範囲となるようにすることが望ましい。
調製したアルミナヒドロゲルのｐＨは約９〜１２であることが望ましい。
また調製時のアルミナヒドロゲルの液温は１０〜５０℃の範囲あることが望ましい。
こうして調製したアルミナヒドロゲルは、濾過したのち、水および／またはアンモニア水を用いて洗浄して塩を除去する。このとき、アルミナ水和物粒子中のアルカリ金属が、酸化物換算で２×１０-4〜２０×１０-4モル／モルＡl2Ｏ3の範囲となるように洗浄する。
洗浄したアルミナヒドロゲルは、Ａl2Ｏ3としての濃度が約１〜７重量％の範囲となるように水分を調整し、必要に応じてアンモニア水を加えてｐＨを９〜１２の範囲に調整し、次いで温度を５０〜１０５℃、好ましくは８０〜１０５℃の範囲にして、１０〜１００時間加熱してアルミナヒドロゲルを熟成する。
なお、含まれているアンモニアは熟成中または熟成後にできるだけ飛散させて除去することが好ましい。このため必要に応じて、熟成を終了した後に減圧にするなどしてアンモニアを除去してもよい。アンモニア除去は、アルミナヒドロゲルスラリーのイオン電導度が１０〜１０００μＳ／cmになるまで行うことが好ましい。このような範囲のイオン電導度にしておけば、最終的に得られる粒子中のアンモニアを(ＮＨ4)2Ｏで表したときに０．１×１０-4〜２０×１０-4モル／モルＡl2Ｏ3 以下にすることができる。
次いで、洗浄したアルミナヒドロゲルを酸添加によって解膠することによってアルミナヒドロゾルを得ることができる。このとき使用される酸としては、前記したような塩酸、硝酸などの鉱酸、酢酸などの有機酸が挙げられる。
酸の添加量としては、解膠できる量であればできるだけ少ない量が好ましく、概ねＡl2Ｏ3１モルに対して酸０.２モル以下であることが望ましい。
解膠して得られたアルミナヒドロゾルは、熱風中で乾燥して本発明に係るアルミナ水和物粒子が製造される。また、得られたアルミナ水和物粒子を水に分散させることによって本発明のアルミナ水和物粒子分散ゾルを得ることができる。
このときの乾燥方法は、得られるアルミナ水和物粒子の分散性を損なわない方法であれば特に制限はないが、特にスプレードライなどの噴霧乾燥法は分散性を損なうことが少ないので好ましい。
噴霧乾燥する際は、噴霧乾燥域に供給する熱風温度は１５０〜４００℃の範囲が好ましく、乾燥域からの排気ガスの温度は６０〜１５０℃の範囲にあることが好ましい。
噴霧乾燥域に供給する熱風温度が１５０℃未満では、前記したアルミナ水和物粒子中のアンモニアを（ＮＨ4）2Ｏで表したときの量を、２０×１０-4モル／モルＡl2Ｏ3 以下にすることができず、本願発明の高濃度で低粘度かつ高透明性のアルミナ水和物粒子、アルミナ水和物粒子ゾルが得られないことがある。また、４００℃を越えるとアンモニアを（ＮＨ4）2Ｏで表したときの量が０．１×１０-4モル／モルＡl2Ｏ3 以下となすることができるが、溶媒（水）への分散性が低下し、安定で均一なゾルあるいは塗膜形成用の塗工液を得ることが困難となる。また、印刷色の変色の原因となることがある。
［アルミナ水和物粒子分散ゾル］
本発明に係るアルミナ水和物粒子分散ゾルは、以上のようなアルミナ水和物粒子が水に分散したものである。
このようなアルミナ水和物粒子分散ゾルは、Ａl2Ｏ3としての濃度が２０重量％にしたときの粘度が５０〜２０００CP、好ましくは１００〜５００CPの範囲にあることが望ましい。
粘度が５０CP未満では、インク受容層形成用塗布液などの塗工液の粘度も低くなるため厚膜の塗膜を１度の塗布で形成することが困難となることがある。また、２０００CPを超えると塗工液の粘度が高くなりすぎることがあり、このため塗工液のハンドリングが困難となったり、粘度を下げるために塗工液を希釈すると却って厚膜の塗膜を１度の塗布で形成することが困難となることがある。
また、Ａl2Ｏ3としての濃度を２０重量％に調製したときのゾルの吸光度（ＡＢＳ）は、２.０以下、好ましくは１．５以下であることが望ましい。吸光度が２.０を越えると、アルミナ水和物粒子を使用して得られる被膜の透明性が不十分となることがある。
なお、粘度は、粘度測定装置（TOKIMEC, INC(社)製：BM型）を用いて測定し、吸光度は、分光光度計（日立製作所(株)製：U-2000型）を用いて波長５５０nmの吸光度を測定した。
本発明に係るアルミナ水和物粒子分散ゾルは、上記した特定の組成を有するアルミナ水和物粒子が分散しているので、Ａl2Ｏ3としての濃度を４０重量％程度まで高めることができる。なお、Ａl2Ｏ3としての濃度が４０重量％を越えると、塗工液の粘度が高くなり、塗工液のハンドリングができない場合があり、均一な膜厚の塗膜を形成することが困難となる場合がある。
［インク受容層形成用塗布液］
本発明のインク受容層形成用塗布液は、以上のようなアルミナ水和物粒子とバインダーとが、水および／または有機溶媒に分散していることを特徴としている。
バインダー
本発明のインク受容層形成用塗布液に用いられるバインダーとしては、主として親水性ポリマーが使用され、具体的には、ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンなどである。さらにこれらは、変性して使用することもできる。また、疎水性ポリマーをバインダーとして使用することもできる。
これらバインダーの使用量は、バインダーの種類によっても異なるが、アルミナ水和物粒子に対して５〜６０重量％、好ましくは１０〜４０重量％の範囲にあることが好ましい。
バインダー量が５重量％未満では、インク受容層と基材シートとの接着力が不足してインク受容層が剥離しやすく、またインク受容層の強度が不十分であり、６０重量％を越える場合はインクの受容量が低下したり、耐水性が低下することがある。
また本発明に係るインク受容層形成用塗布液には、インク受容層と基材シートとの接着性を向上させたり、インク受容層の強度、耐候性を向上させたり、またインク受容層の細孔構造を調節することを目的として、上記酸化物粒子およびバインダーの他に、酸化防止剤、セルロース類などの有機ポリマー、バイオ繊維、無機ポリマー、無機微粒子などを含んでいてもよい。
本発明のインク受容層形成用塗布液に用いられる溶媒としては水および／または有機溶媒が用いられる。有機溶媒としては、イソプロピルアルコール、エタノール、ブタノールなどが挙げられる。
このようなインク受容層形成用塗布液は、上前記アルミナ水和物粒子を水に分散させ、これに上記した各成分を混合することによって調製することができる。
このとき、塗布液中のアルミナ水和物粒子の濃度は、塗布方法によって適宜選択されるが、好ましくは２〜４０重量％、特に好ましくは５〜３０重量％の範囲にあることが望ましい。
なお、濃度が２重量％未満では、塗膜形成用の塗工液濃度を高くすることができないため厚膜の塗膜を得ることができず、また濃度が４０重量％を越えると塗工液の粘度が高くなり、塗工液のハンドリングができない場合や乾燥ムラを生じることがあり、均一な塗膜を形成することが困難となる場合がある。
［インク受容層形成方法およびインク受容層］
基材シート上にインク受容層を形成する方法としては公知の方法が採用でき、基材の種類によって好ましい方法を採用すればよい。
具体的には、前記したインク受容層形成用塗布液を、スプレー法、ロールコーター法、ブレードコーター法、バーコーター法、カーテンコーター法などで、基材シート上に塗布した後、乾燥することによって形成することができる。
また、基材はあらかじめプライマー処理して用いてもよい。
本発明に用いられる基材シートとしては、特に限定されないが、ＰＥＴ、塩ビなどの樹脂製フィルムシート、各種紙、鋼板、布などが用いられる。
このようにして形成されたインク受容層は、全細孔容積が０.５〜１.５ｍｌ／ｇ、特に０．７〜１．３ｍｌ／ｇの範囲にあることが好ましい。
インク受容層の全細孔容積が０.５ｍｌ／ｇ未満であると、インクの吸収容量が小さいための滲みが生じ、鮮明で高精度の画像が得られないことがある。またインク受容層の全細孔容積が１.５ｍｌ／ｇより大きいと、染料の定着性が低下したり、インク受容層の強度が低くなることがある。
基材シート上に形成されるインク受容層の厚さは、シートの厚さ、印刷物の用途、印刷用インクの種類などによって、任意に選定することができるが、通常５〜１００μｍの範囲にあることが望ましい。インク受容層の厚さが５μｍ未満では、インクの吸収容量が不足して、滲みが生じたり、また、インクの使用量を減じた場合は色彩が低下することがある。インク受容層の厚さが１００μｍより大きいものは、一回の塗工で得ることが困難であり、複数回の塗工を行うことは経済性の点で問題となる他、塗工して乾燥する際にひび割れが生じたり剥離することがある。
実施例
以下、本発明を実施例によってさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。
実施例１
アルミナ水和物粒子の調製
アルミン酸ソーダ水溶液（Ａl2Ｏ3としての濃度３重量％）１２.７Ｋｇを攪拌しながら、これに濃度２６重量％のグルコン酸ソーダ水溶液７.３ｇを添加し、次いで硫酸アルミニウム水溶液（Ａl2Ｏ3としての濃度１.５重量％）２５Ｋｇを１２分間で添加してアルミナヒドロゲルを調製した。このときの温度は３０℃で、ｐＨは１０.２であった。
その後、攪拌を停止し、３０℃で９０分間熟成を行った。
次いで、フィルターにて、生成したアルミナヒドロゲルを濾過し、濃度１.５％のアンモニア水によって洗浄した。このときのアルミナ中のアルカリおよび硫酸根の残存量は、Ｎa2Ｏとして０.０２２重量％、ＳＯ4として０.０６２重量％（いずれも乾燥したアルミナ粉末基準）であった。
洗浄したアルミナヒドロゲルに水を加えてＡl2Ｏ3として５.０重量％に調整し、これに濃度１５％のアンモニア水を加えてｐＨを１１.２に調整し、ゆっくり攪拌しながら９５℃で８０時間熟成を行った。なお、熟成中は濃度１５％のアンモニア水を加えながらｐＨを１１.２に維持した。
次いで、温度を１００〜１０５℃に維持しながら、蒸発する水蒸気およびアンモニアガスを排気しながらアルミナヒドロゲルスラリーの伝導度が１００μＳ／ｃｍになるまで約２０時間アンモニア除去操作を行った。
アンモニア除去操作後、温度を９５℃に下げた後、Ａl2Ｏ3 の重量に対して５.５重量％の酢酸を添加し、３時間攪拌した後３５℃に冷却し、純水を加えてＡl2Ｏ3としての濃度５.０重量％のアルミナヒドロゾルを調製した。
次に、噴霧乾燥器により、噴霧乾燥域に供給する熱風の温度が２５０℃、乾燥域からの排出ガスの温度が１００±１０℃の範囲に調整しながら、前記アルミナヒドロゾルを供給して噴霧乾燥し、アルミナ水和物粒子（Ａ）からなる粉末を得た。
得られたアルミナ水和物粒子（Ａ）についてアルカリ金属含有量、アンモニア含有量、平均粒子径および全細孔容積を分析した。
結果を表１に示す。
水分散ゾルの調製
また、アルミナ水和物粒子（Ａ）を水に分散させて、Ａl2Ｏ3濃度２０重量％の水分散ゾルを調製し、粘度を測定した。さらにまた、アルミナ水和物粒子（Ａ）を、Ａl2Ｏ3として濃度２０重量％となるように分散させた水分散体を調製し、吸光度を測定した。
結果を合わせて表１に示す。
インク受容層形成用塗布液の調製
上記で得られたアルミナ水和物粒子（Ａ）を固形分濃度１５重量％となるように水に分散し、この分散液１００重量部と、濃度１０重量％のポリビニルアルコール水溶液３７．５重量部を混合して塗布液を調製した。
記録用シートの調製
次いで、この塗布液をバーコーターによりＰＥＴフィルム上に塗布し、乾燥後、１４０℃で加熱処理して記録用シートを得た。インク受容層の厚さは３０μｍであった。
得られた記録用シートについて、下記のように印刷を施し、評価した。
結果を表１に示す。
印刷
得られた記録用シートに、純正の染料インクを用いてインクジェットプリンター（GRAPHTEC社製：Masterjet）により２ｃｍ四方のべた塗りのパターンＷを印刷した。色はマゼンタ、ブラック、シアンおよびイエローを使用し、出力の変更により濃度を変えて印刷し、以下の評価を行った。
［濃度］
濃度はカラー反射計（日本電色工業製：KRD-2200）により測定した。なお、濃度は１．２以上あれば特に問題なく使用できる。
［滲み］
各印刷ドットの形状を顕微鏡で観察し、以下の基準で評価した。
完全に円形であり滲みのないもの        ：◎
円形であるが僅かに滲みの認められるもの：○
円形であるが明らかに滲みのあるもの    ：△
［乾燥速度］
顕微鏡観察により、色の異なる２ドットが重なったものについて色の混合状態を観察し、以下の基準で評価した。
色の混合の認められないもの      ：◎
色の混合の僅かに認められるもの  ：○
色の混合の明らかに認められるもの：△
［耐水性］
印刷片を水に浸漬して顔料および染料の溶出を観察し、以下の基準で評価した。
滲みの認められないもの              ：◎
滲みの僅かに認められるもの          ：○
滲みの明らかに認められるもの        ：△
顔料または染料の溶出の認められるもの：×
実施例２
実施例１の洗浄工程で、濃度１.５％のアンモニア水のかわりに濃度０.５％のアンモニア水を使用した洗浄した以外は実施例１と同様にしてアルミナ水和物粒子（Ｂ）を調製した。
なお、上記アンモニアによる洗浄後のアルミナ水和物粒子（Ｂ）中のアルカリおよび硫酸根の残存量は、Ａl2Ｏ3に対してＮa2Ｏとして０.１２重量％（乾燥基準）、ＳＯ4として０.２８重量％（乾燥基準）であった。
また、アンモニア除去工程後のアルミナヒドロゲルスラリーの伝導度は２５０μＳ／ｃｍであった。
得られたアルミナ水和物粒子（Ｂ）についてアルカリ金属含有量、アンモニア含有量、平均粒子径および全細孔容積を分析した。
結果を表１に示す。
水分散ゾルの調製
また、アルミナ水和物粒子（Ｂ）を水に分散させて、Ａl2Ｏ3濃度２０重量％の水分散ゾルを調製し、粘度を測定した。さらにまた、アルミナ水和物粒子（Ｂ）を、Ａl2Ｏ3として濃度２０重量％となるように分散させた水分散体を調製し、吸光度を測定した。
結果を表１に示す。
インク受容層形成用塗布液の調製
上記で得られたアルミナ水和物粒子（Ｂ）を固形分濃度１５重量％となるように水に分散し、この分散液１００重量部と、濃度１０重量％のポリビニルアルコール水溶液３７．５重量部を混合して塗布液を調製した
記録用シートの調製
次いで、この塗布液をバーコーターによりＰＥＴフィルム上に塗布し、乾燥後、１４０℃で加熱処理して記録用シートを得た。インク受容層の厚さは３０μｍであった。
得られた記録用シートについて、実施例１と同様に印刷を施し、評価した。
結果を表１に示す。
実施例３
実施例１のアンモニア除去工程で、アルミナヒドロゲルスラリーの伝導度が５０μＳ／ｃｍになるまで約８０時間アンモニア除去操作を行った以外は実施例１と同様にしてアルミナ水和物粒子（Ｃ）からなる粉末を得た。
得られたアルミナ水和物粒子（Ｃ）についてアルカリ金属含有量、アンモニア含有量、平均粒子径および全細孔容積を分析した。
結果を表１に示す。
水分散ゾルの調製
また、アルミナ水和物粒子（Ｃ）を水に分散させて、Ａl2Ｏ3濃度２０重量％の水分散ゾルを調製し、粘度を測定した。さらにまた、アルミナ水和物粒子（Ｃ）を、Ａl2Ｏ3として濃度２０重量％となるように分散させた水分散体を調製し、吸光度を測定した。
結果を表１に示す。
インク受容層形成用塗布液の調製
上記で得たアルミナ水和物粒子（Ｃ）を固形分濃度１５重量％となるように水に分散し、この分散液１００重量部と、濃度１０重量％のポリビニルアルコール水溶液３７．５重量部を混合して塗布液を調製した。
記録用シートの調製
次いで、この塗布液をバーコーターによりＰＥＴフィルム上に塗布し、乾燥後、１４０℃で加熱処理して記録用シートを得た。インク受容層の厚さは３０μｍであった。
得られた記録用シートについて、実施例１と同様に印刷を施し、評価した。
結果を表１に示す。
実施例４
実施例１の熟成工程で、９５℃で８０時間熟成のかわりに１００℃で８０時間熟成を行った以外は実施例１と同様にしてアルミナ水和物粒子（Ｄ）からなる粉末を得た。
得られたアルミナ水和物粒子（Ｄ）についてアルカリ金属含有量、アンモニア含有量、平均粒子径および全細孔容積を分析した。
結果を表１に示す。
水分散ゾルの調製
また、アルミナ水和物粒子（Ｄ）を水に分散させて、Ａl2Ｏ3濃度２０重量％の水分散ゾルを調製し、粘度を測定した。さらにまた、アルミナ水和物粒子（Ｄ）を、Ａl2Ｏ3として濃度２０重量％となるように分散させた水分散体を調製し、吸光度を測定した。
結果を表１に示す。
インク受容層形成用塗布液の調製
上記で得たアルミナ水和物粒子（Ｄ）を固形分濃度１５重量％となるように水に分散し、この分散液１００重量部と、濃度１０重量％のポリビニルアルコール水溶液３７．５重量部を混合して塗布液を調製した。
記録用シートの調製
次いで、この塗布液をバーコーターによりＰＥＴフィルム上に塗布し、乾燥後、１４０℃で加熱処理して記録用シートを得た。インク受容層の厚さは３０μｍであった。
得られた記録用シートについて、実施例１と同様に印刷を施し、評価した。
結果を表１に示す。
比較例１
アルミナ水和物粒子
実施例１の噴霧乾燥域に供給する熱風の温度を４５０℃、乾燥域からの排出ガスの温度が１８０±１０℃の範囲に調整した以外は実施例１と同様にしてアルミナ水和物粒子（Ｅ）からなる粉末を得た。
得られたアルミナ水和物粒子（Ｅ）についてアルカリ金属含有量、アンモニア含有量、平均粒子径および全細孔容積を分析した。
結果を表１に示す。
また、アルミナ水和物粒子（Ｅ）を水に分散させて、Ａl2Ｏ3濃度２０重量％の水分散体を調製し、粘度を測定した。さらにまた、アルミナ水和物粒子（Ｃ）を、Ａl2Ｏ3として濃度２０重量％となるように分散させた水分散体を調製し、吸光度を測定した。
結果を表１に示す。
インク受容層形成用塗布液の調製
上記アルミナ水和物粒子（Ｅ）を固形分濃度１５重量％となるように水に分散させた分散液１００重量部と、濃度１０重量％のポリビニルアルコール水溶液３７．５重量部を混合して塗布液を調製した。
記録用シートの調製
次いで、この塗布液をバーコーターによりＰＥＴフィルム上に塗布し、乾燥後、１４０℃で加熱処理して記録用シートを得た。受容層の厚さは同様に３０μｍであった。得られた記録用シートについて、実施例１と同様に印刷を施し、評価した。
結果を表１に示す。
比較例３
アルミナ水和物粒子の調製
アルミン酸ソーダ水溶液（Ａl2Ｏ3としての濃度３重量％、）１２.７Ｋｇを攪拌しながら、これに濃度２６重量％のグルコン酸ソーダ水溶液７.３ｇを添加し、次いで硫酸アルミニウム水溶液（Ａl2Ｏ3としての濃度１.５重量％）２５Ｋｇを１２分間で添加してアルミナヒドロゲルを調製した。このときの温度は３０℃で、ｐＨは１０.２であった。次いで、攪拌を停止し、３０℃で９０分間熟成を行った。
次いで、フィルターにて濾過した後、濃度１.５％のアンモニア水によって充分に洗浄した。このとき、アルミナヒドロゲル中のアルカリおよび硫酸根の残存量はＡl2Ｏ3に対して、Ｎa2Ｏとして０.０２２重量％（乾燥基準）、ＳＯ4として０.１２重量％（乾燥基準）であった。次いで洗浄したアルミナヒドロゲルに水を加えてＡl2Ｏ3としての濃度を５.０重量％に調整し、これに濃度１５％のアンモニア水を加えてｐＨを１１.２に調整し、ゆっくり攪拌しながら６０℃で１０時間熟成を行った。
熟成中は濃度１５％のアンモニア水を加えながらｐＨを１１.２に維持した。
次に、温度９５℃で、Ａl2Ｏ3 の重量に対して１５.５重量％の酢酸を添加し、３時間攪拌した後３５℃に冷却し、純水を加えてＡl2Ｏ3としての濃度５.０重量％のアルミナヒドロゾルを調製した。
次に、噴霧乾燥器により、噴霧乾燥域に供給する熱風の温度が２５０℃、乾燥域からの排出ガスの温度が１００±１０℃の範囲に調整しながら、前記アルミナヒドロゾルを供給して噴霧乾燥し、アルミナ水和物粒子（Ｇ）からなる粉末を得た。
得られたアルミナ水和物粒子（Ｇ）についてアルカリ金属含有量、アンモニア含有量、平均粒子径および全細孔容積を分析した。
結果を表１に示す。
水分散ゾルの調製
また、アルミナ水和物粒子（Ｇ）を水に分散させて、Ａl2Ｏ3濃度２０重量％の水分散ゾルを調製し、粘度を測定した。さらにまた、アルミナ水和物粒子（Ｇ）を、Ａl2Ｏ3として濃度５重量％となるように分散させた水分散体を調製し、吸光度を測定した。
結果を表１に示す。
インク受容層形成用塗布液の調製
上記アルミナ水和物粒子（Ｇ）を固形分濃度１５重量％となるように水に分散させた分散液１００重量部と、濃度１０重量％のポリビニルアルコール水溶液３７．５重量部を混合して塗布液を調製した。
記録用シートの調製
次いで、この塗布液をバーコーターによりＰＥＴフィルム上に塗布し、乾燥後、１４０℃で加熱処理して記録用シートを得た。受容層の厚さは同様に３０μｍであった。得られた記録用シートについて、実施例１と同様に印刷を施し、評価した。結果を表１に示す。
【表１】
0004137446.tif 000002