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技術 インクジェット記録要素

出願人 イーストマンコダックカンパニー
発明者 ウェクスラー,アラン
出願日 2011年5月26日 (8年9ヶ月経過) 出願番号 2011-117992
公開日 2011年9月8日 (8年6ヶ月経過) 公開番号 2011-173430
状態 特許登録済
技術分野 インクジェット(インク供給、その他) インクジェット記録方法及びその記録媒体
主要キーワード プロペラ混合機 試験ターゲット 構造剛性 濃度ターゲット 可融性層 ポリ乳酸層 非散乱性 巻きワイヤ
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この項目の情報は公開日時点(2011年9月8日)のものです。
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課題

インクジェットインクを用いて印刷でき、融着させると高濃度画像をもたらすことのできるインクジェット記録要素を提供すること。

解決手段

支持体上に、順に、a)可融性高分子粒子バインダーを含む可融性多孔質インク受容層、およびb)可融性高分子粒子と皮膜形成性疎水性バインダーを含む可融性多孔質インク輸送層を有してなるインクジェット記録要素。本発明は、また、インク受容層および/または支持体がそれぞれ単独でまたは両方で、インクキャリヤ液がインク受容層を通過した後にインクキャリヤ液の実質的に全てを受容することができるインクジェット印刷方法に関する。

概要

背景

典型的なインクジェット記録方式または印刷方式では、ノズルから記録要素または記録媒体へ向けてインク液滴高速射出することでその媒体上に画像を生じさせる。インク液滴、すなわち記録液は、一般的に色素顔料などの記録剤と、多量の溶剤とを含んでなる。溶剤、すなわちキャリヤ液は、典型的には水、一価アルコール多価アルコールなどの有機物、またはこれらの混合物から構成される。

インクジェット記録要素は、典型的には、支持体の少なくとも片面上に少なくとも一つのインク受容層を有してなる。インク受容層は、典型的には、インク毛管作用で吸収する多孔質層であるか、またはインクを吸収すべく膨潤するポリマー層である。膨潤性親水性ポリマー層は、光を散乱しないために、最適な画像濃度および色域が得られるが、乾燥に時間がかかり望ましくない。多孔質インク受容層は、無機粒子または有機粒子バインダーで結合させたものが一般的である。インクジェット印刷中、インク液滴はコーティング中に毛管作用により迅速に吸収され、そして当該画像はプリンターから出てきた直後に指触乾燥状態となる。したがって、多孔質コーティングは、インクの急速「乾燥」を可能にし、耐汚染性(smear-resistant)の画像をもたらす。しかしながら、多孔質層は、多数の空気−粒子界面のために、光を散乱し、低濃度印刷画像をもたらす。

最上部の多孔質層と下方の膨潤性ポリマー層を有する2つの別個の層を含む要素が作られた。そのような構成は、上側の多孔質層における毛管作用によるインク吸収速度膨潤性層へのインク拡散による吸収よりも桁違いに速いために画質が不十分であるという欠点がある。吸収速度のこの差違は、インク液がそれらの層の間の界面に達する場合に最上部層における望ましくない側方拡散をもたらす。インクのこの望ましくない側方拡散は、当該技術分野で「ブリード」と呼ばれている現象である。

インクジェット記録要素への印刷により作製されたインクジェットプリントは、環境による劣化を受ける。かかるインクジェットプリントは、オゾンなどの大気中のガスや水分との接触による損傷を特に受けやすい。画像形成後の水との接触による損傷は、トップコートの光沢消失によるウォータースポット(water spots)や、望ましくない染料拡散による染料汚染の形で現れ、場合によっては画像記録層が全体的に溶解してしまうこともある。オゾンはインクジェット染料漂白し、濃度低下をもたらす。これらの欠点を克服するため、インクジェットプリントはラミネートされることが多い。しかしながら、ラミネートには別個のロール材料が必要であるため、費用がかかる。

ラミネーションを避け、なおかつ、最上部の可融性インク輸送層と下方のインク保持層を有するインクジェット受容体を設けることにより保護されたインクジェットプリントを提供する取り組みがなされた。

米国特許第4,785,313号および第4,832,984号明細書は、支持体上に多孔質の可融性インク輸送層および膨潤性高分子インク保持層を有してなり、インク保持層が非孔質であるインクジェット記録要素に関する。しかしながら、この要素には、画質が不十分であるという問題がある。

欧州特許出願公開第858,905号明細書は、熱可塑性粒子熱焼結することにより形成された多孔質で可融性のインク輸送最外層と、画像を形成するためにこの最外層に適用されたインクを吸収し保持する下方の多孔質層を有するインクジェット記録要素に関する。この下方の多孔質インク保持層は、主に耐熱性顔料から構成される。画像形成後、最外層を非孔質にする。この要素には、インク保持層が光散乱性のまま残るために融着後のプリントの濃度が低く、また、焼結された最外層の耐摩耗性が不十分であるという問題がある。

欧州特許出願公開第1,188,573号明細書は、シート状紙基材と、その上にコートされた少なくとも1層の顔料層と、その上にコートされた少なくとも1層のシール層を順に含んで成る記録材料に関する。顔料層とシール層の間に存在する任意の染料トラップ層も開示されている。この要素には、シール層中のバインダーが水溶性であり、封止されたプリントの耐水性を損なうという点で幾つかの問題がある。シール層は多孔質であるけれども、染料トラップ層は多孔質ではなく、ブリードおよび低い画質をもたらす。

概要

インクジェットインクを用いて印刷でき、融着させると高濃度画像をもたらすことのできるインクジェット記録要素を提供すること。支持体上に、順に、a)可融性高分子粒子とバインダーを含む可融性多孔質インク受容層、およびb)可融性高分子粒子と皮膜形成性疎水性バインダーを含む可融性多孔質インク輸送層を有してなるインクジェット記録要素。本発明は、また、インク受容層および/または支持体がそれぞれ単独でまたは両方で、インクキャリヤ液がインク受容層を通過した後にインクキャリヤ液の実質的に全てを受容することができるインクジェット印刷方法に関する。なし

目的

ラミネーションを避け、なおかつ、最上部の可融性インク輸送層と下方のインク保持層を有するインクジェット受容体を設けることにより保護されたインクジェットプリントを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

支持体上に、順に、a)可融性高分子粒子バインダーを含む可融性多孔質インク受容層、およびb)可融性高分子粒子と皮膜形成性疎水性バインダーを含む可融性多孔質インク輸送層を有してなり、前記インク受容層と前記支持体の間には、インクキャリヤ液が前記インク受容層を通過した後に相当な量のインクキャリヤ液を受容することができる多孔質のインクキャリヤ液受容層は存在しないことを特徴とするインクジェット記録要素

請求項2

前記インク受容層および/または前記支持体が、少なくとも10cc/m2 の前記インクキャリヤ液を受容することができる、請求項1に記載の要素。

請求項3

前記支持体が非孔質であり、前記インク受容層が単独で少なくとも10cc/m2 の前記インクキャリヤ液を受容することができる、請求項2に記載の要素。

請求項4

前記支持体が多孔質であり、かつ、少なくとも10cc/m2 の前記インクキャリヤ液を受容することができる、請求項2に記載の要素。

請求項5

前記支持体が多孔質であり、前記インク受容層および前記支持体の両方の組み合わせで少なくとも10cc/m2 の前記インクキャリヤ液を受容することができる、請求項2に記載の要素。

請求項6

前記可融性多孔質インク輸送層が、その下方にある前記可融性多孔質インク受容層よりも大きい平均細孔径を有する、請求項1に記載の要素。

請求項7

前記支持体が多孔質であり、かつ、ボイド化ポリエステルを含んでなる、請求項1に記載の要素。

請求項8

前記支持体が多孔質であり、かつ、連続細孔膜を含んで成る、請求項1に記載の要素。

請求項9

前記支持体が多孔質であり、かつ、ポリ乳酸を含んで成る、請求項1に記載の要素。

請求項10

前記可融性多孔質インク受容層の粒子が、前記可融性多孔質インク輸送層の粒子よりも小さく、前記支持体が多孔質であり、前記支持体が、前記可融性多孔質インク受容層の細孔径よりも小さい細孔径を有する請求項1に記載の要素。

請求項11

前記可融性多孔質インク受容層中の可融性高分子粒子が、縮合ポリマースチレン系ポリマービニル系ポリマーエチレン塩化ビニルコポリマーポリアクリレートポリ酢酸ビニルポリ塩化ビニリデン酢酸ビニル−塩化ビニルコポリマー、ポリエステルまたはポリウレタンを含む、請求項1に記載の要素。

請求項12

前記可融性多孔質インク受容層中の可融性高分子粒子がメタクリル酸エチルメタクリル酸メチルコポリマーを含む、請求項1に記載の要素。

請求項13

前記可融性多孔質インク受容層中のバインダーがアクリル系ポリマーまたはポリウレタンの水性分散体を含む、請求項1に記載の要素。

請求項14

前記可融性多孔質インク受容層中の可融性高分子粒子が陽イオン性である、請求項1に記載の要素。

請求項15

前記可融性多孔質インク受容層中に媒染剤を有する、請求項1に記載の要素。

請求項16

前記媒染剤が陽イオン性ラテックスを含む、請求項15に記載の要素。

請求項17

前記可融性多孔質インク輸送層中の可融性高分子粒子の粒径が約0.5μm〜約10μmである、請求項1に記載の要素。

請求項18

前記インク輸送層中の可融性高分子粒子と皮膜形成性の疎水性バインダーとの粒子対バインダー比が約95:5〜60:40である、請求項1に記載の要素。

請求項19

前記インク輸送層中の可融性高分子粒子が、縮合ポリマー、スチレン系ポリマー、ビニル系ポリマー、エチレン−塩化ビニルコポリマー、ポリアクリレート、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、酢酸ビニル−塩化ビニルコポリマー、ポリエステルまたはポリウレタンを含む、請求項1に記載の要素。

請求項20

前記インク輸送層中の可融性高分子粒子がセルロースアセテートエステルを含む、請求項1に記載の要素。

請求項21

前記インク輸送層中の皮膜形成性の疎水性バインダーがアクリル系ポリマーまたはポリウレタンの水性分散体を含む、請求項1に記載の要素。

請求項22

前記インク輸送層中の皮膜形成性の疎水性バインダーが陰イオン性または非イオン性である、請求項1に記載の要素。

請求項23

支持体上に、順に、a)可融性高分子粒子とバインダーを含む可融性多孔質インク受容層、およびb)可融性高分子粒子と皮膜形成性の疎水性バインダーを含む可融性多孔質インク輸送層を有してなり、前記インク受容層および前記支持体が、インクキャリヤ液が前記インク輸送層を通過した後に少なくとも10cc/m2 のインクキャリヤ液を受容することができる、インクジェット記録要素。

請求項24

前記インク受容層および前記支持体が、前記インクキャリヤ液が前記インク輸送層を通過した後に少なくとも14cc/m2 のインクキャリヤ液を受容することができる、請求項23に記載の要素。

請求項25

A)デジタルデータ信号応答するインクジェットプリンターを用意し、B)前記インクジェットプリンターに、支持体上に、順に、a)可融性高分子粒子とバインダーを含む可融性多孔質インク受容層、およびb)可融性高分子粒子と皮膜形成性の疎水性バインダーを含む可融性多孔質インク輸送層を有してなり、前記インク受容層と前記支持体の間には、インクキャリヤ液が前記多孔質インク受容層を通過した後に相当な量のインクキャリヤ液を受容することができる多孔質のインクキャリヤ液受容層は存在しないことを特徴とするインクジェット記録要素を装填し、C)前記インクジェットプリンターにインクジェットインク組成物を装填し、D)前記デジタルデータ信号に応じて前記インクジェットインク組成物を使用して前記インクジェット記録要素に対して印刷を行い、E)前記インク受容層およびインク輸送層の両方を融着させること、を含むインクジェット印刷方法

請求項26

前記インク受容層および/または支持体が、それぞれ単独でまたはそれら両方の組み合わせで、インクキャリヤ液が前記インク輸送層を通過した後に受容した前記インクキャリヤ液の実質的に全てを受容することができる、請求項25に記載のインクジェット印刷方法。

請求項27

前記インクジェット記録要素がインク受容層および支持体を含み、前記インク受容層および/または前記支持体がそれぞれ単独でまたはそれら両方の組み合わせで少なくとも10cc/m2 のインクキャリヤ液を受容することができる、請求項26に記載のインクジェット印刷方法。

技術分野

0001

本発明は多孔質インクジェット記録要素に関する。

背景技術

0002

典型的なインクジェット記録方式または印刷方式では、ノズルから記録要素または記録媒体へ向けてインク液滴高速射出することでその媒体上に画像を生じさせる。インク液滴、すなわち記録液は、一般的に色素顔料などの記録剤と、多量の溶剤とを含んでなる。溶剤、すなわちキャリヤ液は、典型的には水、一価アルコール多価アルコールなどの有機物、またはこれらの混合物から構成される。

0003

インクジェット記録要素は、典型的には、支持体の少なくとも片面上に少なくとも一つのインク受容層を有してなる。インク受容層は、典型的には、インク毛管作用で吸収する多孔質層であるか、またはインクを吸収すべく膨潤するポリマー層である。膨潤性親水性ポリマー層は、光を散乱しないために、最適な画像濃度および色域が得られるが、乾燥に時間がかかり望ましくない。多孔質インク受容層は、無機粒子または有機粒子バインダーで結合させたものが一般的である。インクジェット印刷中、インク液滴はコーティング中に毛管作用により迅速に吸収され、そして当該画像はプリンターから出てきた直後に指触乾燥状態となる。したがって、多孔質コーティングは、インクの急速「乾燥」を可能にし、耐汚染性(smear-resistant)の画像をもたらす。しかしながら、多孔質層は、多数の空気−粒子界面のために、光を散乱し、低濃度印刷画像をもたらす。

0004

最上部の多孔質層と下方の膨潤性ポリマー層を有する2つの別個の層を含む要素が作られた。そのような構成は、上側の多孔質層における毛管作用によるインク吸収速度膨潤性層へのインク拡散による吸収よりも桁違いに速いために画質が不十分であるという欠点がある。吸収速度のこの差違は、インク液がそれらの層の間の界面に達する場合に最上部層における望ましくない側方拡散をもたらす。インクのこの望ましくない側方拡散は、当該技術分野で「ブリード」と呼ばれている現象である。

0005

インクジェット記録要素への印刷により作製されたインクジェットプリントは、環境による劣化を受ける。かかるインクジェットプリントは、オゾンなどの大気中のガスや水分との接触による損傷を特に受けやすい。画像形成後の水との接触による損傷は、トップコートの光沢消失によるウォータースポット(water spots)や、望ましくない染料拡散による染料汚染の形で現れ、場合によっては画像記録層が全体的に溶解してしまうこともある。オゾンはインクジェット染料漂白し、濃度低下をもたらす。これらの欠点を克服するため、インクジェットプリントはラミネートされることが多い。しかしながら、ラミネートには別個のロール材料が必要であるため、費用がかかる。

0006

ラミネーションを避け、なおかつ、最上部の可融性インク輸送層と下方のインク保持層を有するインクジェット受容体を設けることにより保護されたインクジェットプリントを提供する取り組みがなされた。

0007

米国特許第4,785,313号および第4,832,984号明細書は、支持体上に多孔質の可融性インク輸送層および膨潤性高分子インク保持層を有してなり、インク保持層が非孔質であるインクジェット記録要素に関する。しかしながら、この要素には、画質が不十分であるという問題がある。

0008

欧州特許出願公開第858,905号明細書は、熱可塑性粒子熱焼結することにより形成された多孔質で可融性のインク輸送最外層と、画像を形成するためにこの最外層に適用されたインクを吸収し保持する下方の多孔質層を有するインクジェット記録要素に関する。この下方の多孔質インク保持層は、主に耐熱性顔料から構成される。画像形成後、最外層を非孔質にする。この要素には、インク保持層が光散乱性のまま残るために融着後のプリントの濃度が低く、また、焼結された最外層の耐摩耗性が不十分であるという問題がある。

0009

欧州特許出願公開第1,188,573号明細書は、シート状紙基材と、その上にコートされた少なくとも1層の顔料層と、その上にコートされた少なくとも1層のシール層を順に含んで成る記録材料に関する。顔料層とシール層の間に存在する任意の染料トラップ層も開示されている。この要素には、シール層中のバインダーが水溶性であり、封止されたプリントの耐水性を損なうという点で幾つかの問題がある。シール層は多孔質であるけれども、染料トラップ層は多孔質ではなく、ブリードおよび低い画質をもたらす。

先行技術

0010

米国特許第4,785,313号明細書
米国特許第4,832,984号明細書
欧州特許出願公開第858,905号明細書
欧州特許出願公開第1,188,573号明細書

発明が解決しようとする課題

0011

本発明の1つの目的は、インクジェットインクを用いて印刷でき、融着させると高濃度画像をもたらすことのできるインクジェット記録要素を提供することである。本発明の別の目的は、良好な機械保全性を有し、かつ、耐摩耗性である最上部の多孔質インク輸送層を提供することである。本発明のさらに別の目的は、熱融着性であることにより耐水性にすることができる最上部のインク輸送層を提供することである。本発明の別の目的は、インク輸送層のすぐ下に、上側の層よりもインク液に対する親和性が高く、インクジェット色材を保持し、その後、融着できる可融性多孔質インク受容層を有するインクジェット記録要素を提供することにある。本発明のさらに別の目的は、最上部の多孔質インク輸送層と下方の多孔質インク受容層を有し、最上部の多孔質インク輸送層と下方の多孔質インク受容層の両方が融着可能なもので、光散乱をなくして優れた画像濃度をもたらす要素を提供することにある。

課題を解決するための手段

0012

これらおよび他の目的は、支持体上に、順に、
a)可融性高分子粒子とバインダーを含む可融性多孔質インク受容層、および
b)可融性高分子粒子と皮膜形成性疎水性バインダーを含む可融性多孔質インク輸送層を有してなり、
インク受容層と支持体の間には、インクキャリヤ液が多孔質インク受容層を通過した後に相当な量のインクキャリヤ液を受容することができる多孔質のインクキャリヤ液受容層は存在しないことを特徴とするインクジェット記録要素を含む本発明によって達成される。

0013

本発明を用いて、良好な耐摩耗性を有し、そして、インクジェットインクにより印刷された場合には、その後に融着させると良好な耐水性および高い印刷濃度を有する多孔質インクジェット記録要素が得られる。

0014

本発明は、また、
A)デジタルデータ信号応答するインクジェットプリンターを用意し、
B)インクジェットプリンターに、上記インクジェット記録要素を装填し、
C)インクジェットプリンターにインクジェットインク組成物を装填し、
D)デジタルデータ信号に応じてインクジェットインク組成物を使用してインクジェット記録要素に対して印刷を行い、
E)インクジェット記録要素のインク受容層およびインク輸送層の両方を融着させること、
を含むインクジェット印刷方法に関する。

0015

ここで用いる「最上部」なる用語は、インク組成物が適用される受容体の側を意味する。

0016

可融性多孔質インク輸送層(最上部層)は、下方の層へのインクの通過が可能なものであるが、色材に対する保持性が実質的にないものである。下方の可融性多孔質インク受容層は、この最上部の可融性層平均細孔径よりも小さい平均細孔径を有する。この細孔径階層性は、下側の層のより小さな毛細管にインク液を追いやることができる、印刷領域における毛管圧力を決める。

0017

本発明のインク輸送層に用いられる可融性高分子粒子は、多孔質層を形成し、その平均粒径が下方の可融性インク受容層よりも大きければ、いかなる粒子径を有してもよい。本発明の好ましい実施態様では、可融性高分子粒子の粒子径は約0.2〜約10μmの範囲内とすることができる。概して、この細孔径の階層性に関する要件は、最上部の可融性層においてより大きな可融性高分子粒子を使用する場合に満たすことができる。

0018

高分子粒子の融着によって、当該層のもとの多孔質構造中に存在していた空気−粒子界面はなくなり、非散乱性の実質的に連続的な保護オーバーコートが画像上に形成される。可融性高分子粒子は、縮合ポリマースチレン系ポリマービニル系ポリマーエチレン塩化ビニルコポリマーポリアクリレートポリ酢酸ビニルポリ塩化ビニリデン、または酢酸ビニル塩化ビニルコポリマーから形成することができる。本発明の好ましい実施態様において、可融性高分子粒子はセルロースアセテートエステルポリエステルまたはポリウレタンから構成される。最も好ましいものはセルロースアセテートブチレートである。

0019

可融性高分子粒子の多孔質インク輸送層は、皮膜形成性の疎水性バインダーをさらに含む。本発明において有用な皮膜形成性の疎水性バインダーは、水に分散可能なものであれば、どのような皮膜形成性の疎水性ポリマーであってもよい。本発明の好ましい実施態様において、疎水性バインダーは、アクリル系ポリマーまたはポリウレタンの水性分散体である。

0020

色材に対して非保持性であるには、可融性粒子および疎水性バインダーを構成するポリマーは、非イオン性であるか、または色材と同じタイプの電荷を有するべきである。インクジェット色材は、通常、陰イオン性であるために、好ましい実施態様において、可融性高分子粒子と疎水性皮膜形成性バインダーの両方が非イオン性または陰イオン性である。従って、最も好ましい実施態様において、可融性粒子および皮膜形成性の疎水性バインダーを構成するポリマーはいずれも、イオン性官能基または陰イオン性官能基を持たない。

0021

インク輸送層において使用される粒子およびバインダーの粒子対バインダー比は約98:2〜60:40、好ましくは約95:5〜約80:20の範囲とすることができる。一般的に、上記範囲を上回る粒子対バインダー比を有する層は、通常は凝集強さが十分ではなくなり、上記範囲を下回る粒子対バインダー比を有する層は、通常は、良好な画質を得るには十分な多孔性を有するものでなくなる。

0022

インク輸送層は、通常、約1g/m2 〜約50g/m2 の量で存在する。好ましい実施態様において、インク輸送層は、約1g/m2 〜約10g/m2 の量で存在する。

0023

多孔質可融性インク受容層は、インク、すなわち流体と色材を最上部のインク輸送層から受容し、実質的にすべての色材を保持する。熱および/または圧力の印加による融着によって、当該層のもとの多孔質構造に存在していた空気−粒子界面は消失し、画像を含む非散乱性の実質的に連続的な層が形成される。最上部のインク輸送層と下方のインク受容層がともに融着可能なもので、非散乱性層になることは重要な特徴である。なぜなら、この特徴によって画像濃度が著しく向上するからである。

0024

本発明のインク受容層において使用される可融性高分子粒子は約0.1μm〜10μmである。本発明の好ましい実施態様において、インク受容層中の可融性高分子粒子の粒子径は、多孔質インク輸送層において使用される粒子よりも小さい。これによって、一般的に、望ましい上記の細孔径の階層性を満たす構造がもたらされる。

0025

インク受容層において使用される粒子は、可融性である、すなわち熱および/または圧力の印加により個別の粒子から実質的に連続的な層に変換できるいかなるポリマーから形成されたものであってもよい。本発明の好ましい実施態様において、可融性高分子粒子は、縮合ポリマー、スチレン系ポリマー、ビニル系ポリマー、エチレン−塩化ビニル系コポリマー、ポリアクリレート、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、および酢酸ビニル−塩化ビニルコポリマーを含む。さらに好ましい実施態様において、上記縮合ポリマーは、ポリエステルまたはポリウレタンであることができる。本発明の非常に好ましい実施態様において、可融性高分子粒子は、86重量部のメタクリル酸エチルと14重量部のメタクリル酸メチルのコポリマー(Tg=85℃)から構成される。

0026

インク受容層において使用されるバインダーは、可融性高分子粒子を結合する役割を果たすものであればいかなる皮膜形成性ポリマーであってもよい。本発明の好ましい実施態様において、バインダーは、アクリル系ポリマーまたはポリウレタンの水性分散体から誘導された疎水性の皮膜形成性バインダーである。

0027

必要に応じて、インク受容層に媒染剤を使用できる。媒染剤は、インクジェットインクに対して有効であればいかなる物質であってもよい。媒染剤は、多孔質の可融性インク受容層内にインクを定着させる。インクキャリヤ液をさらに吸収することができる後述する多孔質支持体が可融性の多孔質インク受容層の下にある場合には、媒染剤は特に望ましい。かかる媒染剤の例としては、米国特許第6,297,296号明細書およびそこで引用された文献に開示されているような陽イオン性ラテックス、米国特許第5,342,688号明細書およびそこで引用された文献に開示されているような陽イオン性ラテックス、および米国特許第5,916、673号明細書に開示されている多価イオンが挙げられる(これらの開示は本明細書に援用する)。これらの媒染剤の例としては、高分子第4級アンモニウム化合物、または塩基性ポリマー、例えば、ポリジメチルアミノエチルメタクリレートポリアルキレンポリアミン、およびそれらとジシアノジアミド縮合生成物アミンエピクロロヒドリン重縮合物が挙げられる。さらに、レシチン類およびリン脂質化合物も使用できる。かかる媒染剤の具体例として、以下のものがある:ビニルベンジルトリメチルアンモニウムクロライドエチレングリコールジメタクリレート;ポリ(ジアリルジメチルアンモニウムクロライド);ポリ(2−N,N,N−トリメチルアンモニウム)エチルメタクリレートメトサルフェート;ポリ(3−N,N,N−トリメチルアンモニウムプロピルメタクリレートクロライド;ビニルピロリジノンとビニル(N−メチルイミダゾリウムクロライド)のコポリマー;および(3−N,N,N−トリメチルアンモニウム)プロピルクロライドにより誘導体化されたヒドロキシエチルセルロースが挙げられる。好ましい実施態様において、陽イオン性媒染剤は第4級アンモニウム化合物である。

0028

媒染剤と適合しうるものであるためには、バインダーおよび可融性粒子を構成するポリマーの両方が、電荷を持たないものであるか、または媒染剤と同じ電荷を有するべきである。ポリマー粒子またはバインダーが媒染剤と反対の電荷を有する場合には、コロイド不安定性および望ましくない凝集が生じるであろう。

0029

本発明の一つの好ましい実施態様において、インク受容層中の可融性粒子は約95〜約60重量部におよぶことができ、バインダーは約40〜約5重量部におよぶことができ、媒染剤は約2〜約40重量部におよぶことができる。可融性粒子が80重量部で、バインダーが10重量部で、媒染剤が10重量部であることが好ましい。

0030

インク受容層は、約1g/m2 〜約80g/m2 の量で存在する。好ましい実施態様において、インク受容層は約20g/m2 〜約40g/m2 の量で存在する。インク受容層の厚さは、下方の支持体が、多孔質であるかどうかと、液体キャリヤを吸収することができるかどうかまたは液体キャリヤの吸収度に寄与することができるかどうかに依存する。(i)インク受容層単独、または(ii)支持体単独(多孔質である場合)、あるいは(iii)インク受容層と支持体(多孔質である場合)の組み合わせの各場合における全吸収能力は、好ましくは少なくとも約10cc/m2 であることが好ましいが、望ましい吸収能力は、適用される流体の量に関係し、この量は、使用されるプリンターおよびインク組成物に応じて変わるであろう。少なくとも10.0cc/m2 の全吸収能力とは、1m2 当たり少なくとも10.0ccのインクを吸収することができるような能力を意味する。インク受容層の場合、吸収能力は、水銀圧入ポロシメトリ法により求められるボイド体積と考えられる。ボイド化支持体の場合に、吸収能力は、1または複数の層の厚さに基づいて計算される値である。ボイド化層の場合には、望ましい厚さは、vをボイド化厚さ(voided thickness)から未ボイド化厚さ(unvoided thickness)を引いた差とボイド化厚さとの比として求められるボイド体積分率として式t(cm)=10.0cm3 /(v×104 cm2 )を用いて求めることができる。押出された単層の場合には、実際の厚さは容易に求められる。同時押出層の場合には、断面の顕微鏡撮影により実際の厚さを求めることができる。ボイド化厚さは、ボイド化が起こらなかったとして予想される厚さとして定義され、例えば、縦方向延伸倍率および横方向の延伸倍率で割ったキャスト厚として定義される。

0031

インクジェット記録要素に機械的耐久性を付与するため、バインダーに作用する架橋剤を少量でインク受容層またはインク輸送層に添加してもよい。このような添加剤により当該層の凝集強さが向上する。カルボジイミド類多官能性アジリジン類、アルデヒド類イソシアネート類エポキシド類多価金属カチオンビニルスルホン類、ピリジニウムピリジリウムジカチオンエーテルメトキシアルキルメラミン類トリアジン類ジオキサン誘導体クロムみょうばん硫酸ジルコニウムなどの架橋剤を使用できる。架橋剤は、アルデヒドアセタールまたはケタール、例えば、2,3−ジヒドロキシ−1,4−ジオキサンであることが好ましい。

0032

本発明のインクジェット記録要素において使用される支持体は、不透明、半透明、または透明であることができる。典型的には、支持体は、構造剛性を提供するように自己支持性(self-standing)の材料である。好ましい実施態様において、インク受容層およびインク輸送層などのインクジェット記録要素のその他の層は、この支持体の上にコートされる。支持体は、それ自体、多孔質であっても非孔質であってもよい。例えば、普通紙、連続細孔(open-pore)ポリオレフィン、連続細孔ポリエステル、または連続細孔膜などの多孔質支持体を使用できる。

0033

本発明の一実施態様において、米国特許第6,379,780号(Laneyら)明細書および米国特許第6,489,008号明細書(これら両方の開示を本明細書に援用する)に開示されているような多孔質ポリエステル支持体を使用できる。このポリエステル支持体は、ベースポリエステル層とインク液体キャリヤ透過性上側ポリエステル層を含み、この上側ポリエステル層は、少なくとも約14cc/m2 の全吸収能力を有する連続ポリエステル相を含むが、この吸収能力は、本発明における使用に応じて望ましい値に調節することができる。

0034

別の実施態様において、連続細孔膜を支持体において使用できる。連続細孔膜は、既知転相法により形成できる。連続細孔膜を含む多孔質層の例は、どちらもLandry-Coltrainらにより2000年7月27日に出願された米国特許出願第09/626,752号および第09/626,883号明細書に記載されている(これらは本明細書に援用する)。

0035

さらに別の実施態様において、多孔質支持体はポリ乳酸、例えば同一出願人による同時係属出願米国特許出願第 号(代理人整理番号86688)(その内容は本明細書に援用する)に開示されたものを含むことができる。この実施態様において、ミクロボイド乳酸含有層は、望ましい吸収性または他の特性をもたらすように調節されたボイド化度、厚さおよび滑らかさを有することができる。ポリ乳酸含有層は、都合よいことに、媒体に剛性を付与し、他の相に物理的保全性を付与することができる。ミクロボイド化ポリ乳酸層の厚さは、当該記録要素に必要な剛性に応じて30〜400μmであることができる。典型的には、キャリヤ液保持層として使用することが望ましい場合には、10cc/m2 の全吸収度を達成するには少なくとも約28.0μmの厚さが必要である。

0036

多孔質支持体が使用される場合に、支持体がインク受容層の細孔径よりも小さい細孔径を有することが都合よいことがある。例えば、透過性ミクロボイド化または他の多孔質支持体は、相互に連絡した構造または連続気泡構造ボイドを含み、毛管作用を生じさせることにより液体キャリヤの吸収を促進することができる。正確な細孔径の階層性を維持することによって、支持体の細孔容積を利用して、容積に関連するブリードをなくすことが可能になる。容積に関連するブリードは、インクを収容するのに利用できるボイド容積が不十分である場合に生じ、色材の望ましくない側方への拡散をもたらす。

0037

孔質支持体は、例えば、樹脂被覆紙、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリ(エチレンナフタレート)およびポリ(エステルジアセテート)などのポリエステル樹脂ポリカーボネート樹脂、ポリ(テトラフルオロエチレン)などのフッ素樹脂をはじめとする各種プラスチック類金属箔、各種ガラス材料等であることができる。本発明において使用される支持体の厚さは約12〜約500μm、好ましくは約75〜約300μmであることができる。

0038

必要に応じて、インク受容層または中間層(ベース層とも呼ばれることがある)であることができる最初に被覆される層の支持体に対する接着性を向上させるために、当該支持体にベース層またはインク受容層を適用する前に、支持体の表面を必要に応じてコロナ放電処理してもよい。本発明は、多孔質インクキャリヤ液受容層が存在しないという点で、本願と同一出願人による同時係属米国出願第10/260,663号(その内容は本明細書に援用する)と異なる。そのようなインクキャリヤ液受容層は不必要である。なぜなら、その機能は、多孔質の可融性インク受容層もしくは多孔質支持体またはそれらの両方の組み合わせにより果たされるからである。本発明の好ましい実施態様において、この受容体に適用された場合には、インクキャリヤ液の少なくとも約75質量%が、乾燥するまで、可融性多孔質インク受容層によりまたは多孔質支持体と可溶性の多孔質インク受容層との組み合わせにより保持される。

0039

画像記録要素は、他の画像記録物品または画像記録装置の駆動もしくは搬送機構と接することになる場合もあるため、界面活性剤滑剤艶消し粒子等の添加剤を、目的とする特性を損なわない程度に、当該要素に添加することができる。

0040

インク受容層などの上記の層およびインク輸送層は、当該技術分野で一般的に用いられている支持体材料上に常用のコーティング手段により被覆することができる。コーティング法としては、巻きワイヤロッドコーティング、スロットコーティング、スライドホッパーコーティング、グラビアカーテンコーティング等が挙げられるが、これらに限定はされない。これらの方法の中には、3つの層全てを同時にコーティングできるものがあり、それらは製造の経済性の観点から好ましい。

0041

本発明の要素上に印刷した後、可融性の多孔質インク輸送層を熱および/または圧力により融着させることによって、当該表面上に実質的に連続的なオーバーコート層を形成させる。さらに、それと同時にインク受容層も融着させる。融着によって、これらの層は非光散乱性になる。融着は、意図する目的に有効であればいかなる方式で達成してもよい。融着ベルトを用いる融着方法についての説明は、米国特許第5,258,256号明細書に見つけることができ、融着ロールを用いる融着方法についての説明は米国特許第4,913,991号明細書に見つけることができる。これらの開示は、本明細書に援用する。

0042

好ましい実施態様において、融着は、要素の表面に融着ロールまたは融着ベルトなどの熱融着要素を接触させることにより達成される。たとえば、融着は、当該要素を、約60℃〜約160℃の温度に加熱された一対の加熱ローラの間に、約0.4〜約0.7MPaの圧力を使用し、約0.005m/秒〜約0.5m/秒の搬送速度で通すことにより達成できる。

0043

本発明の記録要素に画像形成するために用いられるインクジェットインクは、当該技術分野ではよく知られている。インクジェット印刷に使用されるインク組成物は、典型的には、溶剤またはキャリヤ液、染料または顔料などの色材、保湿剤有機溶剤、界面活性剤、増粘剤防腐剤などを含んでなる液状組成物である。溶剤またはキャリヤ液は、水だけであってもよいし、水に多価アルコールなどの他の水混和性溶剤を混合したものであってもよい。多価アルコールなどの有機物質が主要なキャリヤまたは溶剤液であるインクを使用してもよい。水と多価アルコールとの混合溶剤が特に有用である。このような組成物に用いられる染料は、典型的には水溶性の直接染料または酸性染料である。このような液状組成物については、例えば、米国特許第4,381,946号、第4,239,543号および第4,781,758号明細書(これらの開示は本明細書に援用する)をはじめとする従来技術に広く記載されている。

0044

以下の実施例により本発明をさらに説明する。
可融性インク受容層用の可融性高分子粒子の合成
12リットルMorton(登録商標反応フラスコに4kgの脱イオン水を装填した。このフラスコ内容物窒素雰囲気下で150rpmで攪拌しながら80℃に加熱した。1974gの脱イオン水と26.4gの2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオナミジン二塩酸塩から開始剤溶液添加フラスコを構成した。モノマー相添加フラスコは、2182gのメタクリル酸エチルおよび364gのメタクリル酸メチルを加えることにより調製した。次に、各添加フラスコからの反応フラスコへの装填は毎分5gで開始した。上記の添加フラスコは、必要に応じて、補充した。様々な時間でサンプルを採取し、望ましいラテックス粒子径に達したら、モノマー相の供給を停止した。酸化還元開始剤溶液の装填は、残留モノマーを反応させるために、モノマー相の添加終了時から30分後まで延長した。反応フラスコ内容物を80℃で1時間攪拌し、次に20℃に冷却し、200μmポリクロス(polycloth)材料を通して濾過した。限外濾過によりラテックス濃縮して、陽イオン性に帯電し、界面活性剤を含まず、Tgが85℃である、0.45μm(Horiba(登録商標)LA-920粒径分析器を用いて求めた場合)のポリ(メタクリル酸エチル−co−メタクリル酸メチル)粒子の固形分50.7%の分散液を得た。

0045

多孔質の可融性インク受容層の作製
上記の調製したポリ(メタクリル酸エチル−co−メタクリル酸メチル)可融性高分子粒子の固形分50.7%の分散液397gと72gの皮膜形成性の疎水性バインダーWitcobond(登録商標)W320(Uniroyal Chemical Co.)(Tg=−12℃の1.9μmポリウレタン粒子の35質量%水性分散液)とOlin(登録商標)10G界面活性剤の10%溶液18.2gと必要量の水と組み合わせることにより固形分38%のコーティング溶液を調製した。このコーティング溶液を、コロナ処理された紙支持体Domtar(登録商標)80lb Quantum(Domtar, Inc.から入手可能)上に31g/m2 の固形分レイダウンでホッパーコートし、強制通風乾燥して、89質量部の可融性高分子粒子と11重量部の皮膜形成性の疎水性バインダーを含む多孔質の可融性インク受容層を得た。水銀圧入ポロシメトリ法により求めたこの層のボイド容積は14cc/m2 であった。

0046

対照の多孔質インク受容層(非可融性耐熱性粒子)の作製
陽イオン性コロイドアルミナCatapal 200(登録商標)(CONDEA Vista Co.)非可融性粒子の34.5%分散液231gと、ポリビニルアルコールGH-17(登録商標)(日本合成, The Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd Co.)の16.5%溶液49gと、1.8gのジヒドロキシジオキサン架橋剤と、2.7gのOlin 10G界面活性剤と、必要量の脱イオン水を組み合わせることにより固形分30%のコーティング溶液を調製した。このコーティング溶液を、コロナ処理された紙支持体Domtar(登録商標)80lb Quantum(Domtar, Inc.から入手可能)上に31g/m2 の固形分レイダウンでホッパーコートし、強制通風乾燥して、91質量部の非可融性の耐熱性粒子と9質量部の架橋ポリビニルアルコールバインダーを含む多孔質の非可融性の耐熱性インク受容層を得た。水銀圧入ポロシメトリ法により求めたこの層のボイド容積は25cc/m2 であった。

0047

インク輸送層用の可融性高分子粒子の合成
92.25gのセルロースアセテートブチレート(Eastman Chemical Company CAB-551-0.2)を153.75gの65℃の酢酸エチルに攪拌しながら溶解させて酢酸エチル溶液を調製した。Calfax(登録商標)DB-45(Pilot Chemical Company)の10%溶液24gと330gの水を組み合わせ、65℃に加熱することにより水溶液を調製した。この水相組成物を上記の有機相組成物にプロペラ混合機により激しく混合しながら加え、次に、Silverson(登録商標)回転子固定子混合機により5000rpmで2分間均質化することにより粗エマルジョンに変換した。この粗エマルジョンをMicrofluidics Model 110F Microfluidizer(登録商標)に31MPaで1回通して丸底フラスコに集めた。酢酸エチルを除去するために真空下65℃で上記均質化された混合物を回転蒸留して、Horiba(登録商標)LA-920粒径分析器を用いて求めた場合に水中に分散した1.2μmのセルロースアセテートブチレート粒子の固形分47%の分散液を得た。

0048

多孔質の可融性インク輸送層の作製
先に調製したセルロースアセテートブチレート粒子の固形分47%分散液426gと、64gのバインダーWitcobond(登録商標)W320(Tg=−12℃の1.9μmポリウレタン粒子の35質量%水性分散体)と、20.3gのOlin(登録商標)10Gの10%界面活性剤と、11gのFSNの10%界面活性剤と、必要な量の希釈のための水を加えることにより固形分30%のコーティング溶液を調製した。このコーティング溶液を、上記の作製した多孔質の可融性インク受容層上に8.6g/m2 でホッパーコートして本発明の要素を得た。同じコーティング溶液を先に作製した非可融性のインク受容層上に8.6g/m2 でホッパーコートして対照要素を得た。この層のボイド容積は、水銀圧入ポロシメトリ法により求めた場合に6cc/m2 であった。

0049

細孔径分布およびボイド容積
上記のインク輸送層およびインク受容層のそれぞれについて水銀圧入ポロシメトリ法により細孔径分布およびボイド容積を求めた。測定値は、ポリエステル支持体上で上記の組成物および被覆量で各被覆されたものについて得た。

0050

印刷
Hewlett−Packard Photosmart(登録商標)プリンターを使用し、ベストモードで、光沢写真紙設定およびプリントカートリッジC3844AおよびC3845Aを使用して、上記の本発明の要素および対照要素に濃度試験ターゲットを印刷した。濃度ターゲットは、主な減法色、すなわちC,M,Y,Kのそれぞれのベタの色の矩形を有していた。

0051

融着
印刷された要素および対照を150℃および63.5cm/分のゾルゲル被覆ポリイミドベルトに対して4.2kg/cm2 の加熱ニップで融着させた。

0052

試験
融着させたプリントの濃度をSpectrolina(登録商標)濃度計を用いて求めた。2.0を超える光学濃度は、許容可能であるとみなした。以下の結果を得た。

0053

0054

上記結果から、可融性インク輸送層と可融性インク保持層の両方を有する融着させた本発明の要素が、可融性インク輸送層のみを有する融着させた対照要素よりも優れた濃度を与えたことが判る。

実施例

0055

本発明を例示のための特定の好ましい実施態様を参照して詳しく説明したが、当然のことながら、本発明の精神および範囲から離れることなく様々な変更および改良を当業者はなすことができる。

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