专利名称：喷墨用记录材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及喷墨用记录材料，特别是涉及高光泽、油墨吸收性高、高打印浓度、显色性优良、表面强度优良的喷墨用记录材料。
例如，如特开昭55-51583号、特开昭56-157号、特开昭57-107879号、特开昭57-107880号、特开昭59-230787号、特开昭62-160277号、特开昭62-184879号、特开昭62-183382号以及特开昭64-11877号公报等中公开的那样，提出了在纸支撑体上同时涂覆二氧化硅等含硅颜料和亲水性粘结剂得到的记录材料。
另外，在特公平3-56552号、特开平2-188287号、特开平8-132728号、特开平10-81064号、特开平10-119423号、特开平10-175365号、特开平10-203006号、特开平10-217601号、特开平11-20300号、特开平11-20306号、特开平11-34481号公报中公开了使用通过气相法得到的合成二氧化硅微粒(下面称作气相法二氧化硅)的记录材料。但是，很难同时兼有油墨吸收性和光泽性。
另外，在特开昭62-174183号、特开平2-276670号、特开平5-32037号、特开平6-199034号公报等中公开了使用氧化铝或氧化铝水合物的记录材料。但是，光泽性良好，而油墨吸收性不充分。
另外，在特开平10-86509号公报中，公开了使用一次粒子为3～40nm、2次凝聚粒子的平均粒径为10～200nm的非晶质二氧化硅或氧化铝硅酸盐，且油墨接受层的混浊度(haze)为4～65％的喷墨记录体。
但是，如果单独使用平均一次粒径3～40nm的非晶质二氧化硅或氧化铝硅酸盐改良油墨吸收性，则打印浓度或显色性降低，因此不能同时满足二者。
另外，在上层设置光泽表现层的方案在特开平3-215080号、特开平7-89220号、特开平7-117335号、特开2000-37944号公报等中进行了公开。
在特开平6-55829号公报中公开了于底层设置二氧化硅多孔质层，在表层具有氧化铝或氧化铝水合物含有层的记录片材，另外，在特开平7-89216号公报中提出了在底层设置吸水性颜料含有层，在最表层设置拟一水软铝石的记录材料。但是，这些在底层中使用的颜料平均粒径大，达到数μm以上，不能得到充分的光泽性。另外，如果要得到充分的光泽性，就必须使表层的氧化铝或氧化铝水合物的涂覆量增加，结果，油墨吸收性降低。这样，不能充分满足光泽性和油墨吸收性两者。
以往，作为用于喷墨记录用油墨的着色剂，专门使用水性染料，但水性染料存在耐光性和耐水性差的缺点，因此近年来，开始使用耐光性、耐水性优良的颜料油墨。但是，颜料油墨必须在水中分散不溶的颜料粒子，稳定保存。另外，对于颜料油墨打印后的油墨干燥性和耐擦过性，与水性染料相比，存在易于降低的问题。而且，与水性染料相比，颜料油墨一般油墨吸收性差。
另一方面，如上述气相法二氧化硅、氧化铝或氧化铝水合物那样，使用超微细粒子得到的具有空隙结构的喷墨用记录材料的表面平滑性高，能够得到高光泽性，但另一方面，存在下述缺点，即表面强度比较弱，与制造或加工时的滚筒等接触引起擦伤，或者多张重叠给纸进行打印时，在表面易于产生损伤。
采用下述技术方案基本能够实现本发明的上述目的，即一种喷墨用记录材料，其特征在于，在支撑体上涂覆设置含有无机微粒和亲水性粘结剂的至少2层油墨接受层得到的喷墨用记录材料中，支撑体附近的油墨接受层(A)含有气相法二氧化硅，远离支撑体的油墨接受层(B)含有氧化铝或氧化铝水合物。
作为本发明中使用的支撑体，可以使用聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、二乙酸酯树脂、三乙酸酯树脂、玻璃纸、丙烯酸树脂、聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯等塑料树脂薄膜，用聚烯烃树脂覆盖纸两面得到的树脂覆盖纸等耐水性支撑体，或者优质纸、铜板纸、涂料纸、铸涂覆盖纸等吸水性支撑体。优选使用耐水性支撑体。这些支撑体的厚度优选使用约50～250μm。
本发明的油墨接受层A中含有气相法二氧化硅。合成二氧化硅存在采用湿式法得到的二氧化硅和采用气相法得到的二氧化硅。通常所说的二氧化硅微粒多指湿式法二氧化硅。作为湿式法二氧化硅，有①硅酸钠经酸等的复分解反应或通过离子交换树脂层得到的二氧化硅溶胶，或者②加热熟化该二氧化硅溶胶得到的胶态二氧化硅，③将二氧化硅溶胶凝胶化，通过改变其生成条件形成数μm至10μm位的一次粒子进行了硅氧烷结合得到的三维二次粒子的二氧化硅凝胶，以及④加热生成二氧化硅溶胶、硅酸钠、铝酸钠等得到的以硅酸为主体的合成硅酸化合物等。
本发明中使用的气相法二氧化硅也称作干式法，一般通过火焰水解法进行制作。具体地说，一般已知将四氯化硅和氢气及氧气一起燃烧制备的方法，也可以单独或以与四氯化硅混合的状态使用甲基三氯硅烷或三氯硅烷等硅烷类代替四氯化硅。气相法二氧化硅市售有日本Aerozir(株)的Aerozir、Tokuyama(株)的QS型，从而能够得到。一般地，气相法二氧化硅凝聚成为具有适度空隙的二次粒子，用超声波、高压匀浆器、对向撞击型喷射粉碎机等粉碎、分散成50～300nm的二次粒子，其油墨吸收性和光泽性良好，因而优选。
本发明的油墨接受层B中含有的氧化铝和氧化铝水合物为氧化铝或其含水物，可以是结晶质，也可以是非晶质，可以使用具有不定形、球状或板状等形态的物质。可以使用两者中的任意一种，也可以同时使用。特别优选长宽比为2以上，平均一次粒径为5～30nm的平板状氧化铝水合物。氧化铝水合物一次粒子的长宽比通过平均粒径相对于平均厚度的比获得。
本发明中，在使油墨接受层B中含有长宽比为2以上的平板状氧化铝水合物的体系中，优选在油墨接受层B中组合使用平均粒径为3μm以下的纺锤状或球状的微粒。上述纺锤状或球状的微粒的优选平均粒径为1μm以下，下限为0.1μm。此时，油墨接受层B的厚度优选达到1μm以上。由此，能够得到表面耐损伤性良好且具有高光泽性的喷墨用记录材料。特别是通过使之含有平均粒径3μm以下的纺锤状或球状微粒，占平板状氧化铝水合物的0.5～15重量％，优选1～10重量％，能够抑制光泽的降低，耐损伤性、搬运性良好。通过使纺锤状或球状粒子的平均粒径相对于平板状氧化铝水合物的平均厚度的比为1/1以上，更优选为2/1～80/1，纺锤状或球状的微粒能够有效地由平板状的氧化铝水合物突出成凸状，维持光泽性，同时改良耐损伤性。
作为本发明的氧化铝，优选作为氧化铝的γ型晶体的γ-氧化铝，其中，优选δ类晶体。γ-氧化铝可以将一次粒子减小至10nm的程度，但通常优选使用将数千至数万nm的二次粒子晶体用超声波、高压匀浆器或对向撞击型喷射粉碎机等粉碎成50～300nm的物质。
本发明的氧化铝水合物用结构式Al2O3·nH2O(n＝1～3)表示。n为1时，表示一水软铝石结构的氧化铝水合物，n大于1小于3时，表示拟一水软铝石结构的氧化铝水合物。能够通过异丙醇铝等醇化铝的水解、用碱中和铝盐、铝酸盐的水解等公知的制备方法得到。
所谓本发明的气相法二氧化硅、氧化铝和氧化铝水合物的一次粒子的平均粒径，能够通过用电子显微镜观察分散的粒子，将与存在于一定面积内的100个粒子的各投影面积相等的圆的直径作为粒子的粒径求出。本发明中使用的气相法二氧化硅的一次粒子的平均粒径为5～50nm，优选5～30nm。本发明的氧化铝和氧化铝水合物的一次粒子的平均粒径为10～50nm，优选10～30nm。
另外，本发明的气相法二氧化硅、氧化铝和氧化铝水合物的二次粒子的平均粒径可以通过激光衍射/散射式粒度分布测定装置测定稀薄分散液。
本发明中使用的上述氧化铝和氧化铝水合物可以以用乳酸、甲酸、硝酸等公知分散剂分散得到的分散液的形态进行使用。
本发明中，在油墨接受层B中使用的氧化铝或氧化铝水合物的二次粒子的平均粒径的范围优选为140～250nm，更优选为150～200nm。如果小于140nm，则油墨吸收性有降低的倾向，如果大于250nm，则表面光泽有降低的倾向。
本发明中，油墨接受层A中使用的气相法二氧化硅的总量范围优选为8～30g/m2，更优选为10～28g/m2。上述范围在油墨吸收性和油墨接受层强度的方面理想。
本发明中，油墨接受层B中使用的氧化铝或铝水合物的总量范围为0.5～18g/m2，优选为1～14g/m2。上述范围在光泽和油墨吸收性方面理想。
本发明中，油墨接受层A的气相二氧化硅和油墨接受层B的氧化铝或氧化铝水合物的重量合计为12～35g/m2，优选为15～30g/m2。通过控制在该范围内，能够得到充分的油墨吸收性，而且在油墨接受层强度方面也理想。
本发明中，通过在接近支撑体的底层油墨接受层A中使用气相二氧化硅，在表层的油墨接受层B中使用氧化铝或氧化铝水合物，能够得到具有良好的光泽性，在表层打印的油墨迅速吸收至底层，不会渗漏或成球的优良的打印图像。特别是即使使用颜料油墨时，油墨吸收性也良好，能够得到高打印浓度和显色性。
如果底层气相法二氧化硅的一次粒子的平均粒径大于50nm，则光泽易于降低，另外底层的油墨吸收过快，因此油墨中的着色剂或粘结剂难于固定在表层，从而打印部易于损伤，打印部的光泽降低，打印浓度低，色彩发暗。反之，如果底层气相法二氧化硅的一次粒子的平均粒径过小，则油墨易于滞留在表层，结果易于发生渗漏或成球。因此，气相法二氧化硅的优选平均一次粒径为5～50nm，更优选5～30nm。
而且，通过在表层的油墨接受层B中使用易于带正电的氧化铝或氧化铝水合物，油墨中的酸性染料、直接染料或颜料的固定性变得良好，能够得到高打印浓度和显色性。如果上层的氧化铝或氧化铝水合物的一次粒子的平均粒径大于50nm，则表面的光泽降低，另外，油墨接受层的透明性差，着色剂沉淀，因而打印浓度难于显出。反之，如果小，则油墨吸收性易于降低，特别是颜料油墨，易于成为问题。因此，氧化铝或氧化铝水合物的优选平均一次粒径为8～50nm，更优选10～30nm。氧化铝或氧化铝水合物相对于气相法二氧化硅的平均一次粒径的比优选为1/1～5/1。这样，光泽性、油墨吸收性优良。特别是使用颜料油墨时的油墨固定性提高，打印图像变得良好。
通过本发明表层和底层的组合，光泽性和油墨吸收性变得良好的理由还不明确，推测为下述理由。即认为油墨接受层以单层使用比较微小的氧化铝或氧化铝水合物时，光泽性良好，但由于得到的空孔微细，因而油墨吸收性易于降低。本发明中，通过在表层使用氧化铝和氧化铝水合物，光泽性良好，它们的形状大体接近于纤维状或板状，在底层使用的气相法二氧化硅的形状接近于球形，因此两者的形状有很大的差别。而且，表面的离子性也不同，在表层和底层的界面适度发生层间的混乱，表层、底层的毛细管易于连接，因此通过底层的毛细管力，油墨从表层的浸透能够迅速进行。特别是如果氧化铝或氧化铝水合物相对于气相法二氧化硅的平均一次粒径的比为1/1～5/1，则光泽性和油墨吸收性更优良。
本发明的油墨接受层A和B中，为了维持作为被膜的特性，含有粘结剂。作为该粘结剂，可以使用公知的各种粘结剂，优选使用透明性高且能够得到油墨的更高浸透性的亲水性粘结剂。使用亲水性粘结剂时，亲水性粘结剂在油墨初期浸透时不会膨润堵塞空隙是很重要的。从这一观点出发，优选使用在室温附近膨润性比较低的亲水性粘结剂。特别优选的亲水性粘结剂是完全或部分皂化的聚乙烯醇或阳离子改性聚乙烯醇。
聚乙烯醇中，特别优选的是皂化度为80％以上的部分或全部皂化了的物质。优选平均聚合度500～5000的聚乙烯醇。
另外，作为阳离子改性聚乙烯醇，例如特开昭61-10483号中记载的在聚乙烯醇的主链或支链中具有伯～叔氨基或季铵基的聚乙烯醇。
另外，也可以合并使用其它亲水性粘结剂，但优选相对于聚乙烯醇为20重量％以下。
在本发明的油墨接受层A中，也可以含有气相法二氧化硅以外的无机微粒，占气相法二氧化硅的30重量％以下。另外，在油墨接受层B中，也能够以氧化铝和氧化铝水合物的30重量％以下含有其它无机微粒。
本发明中，在油墨接受层的各层中，无机微粒(气相法二氧化硅、氧化铝或氧化铝水合物)与亲水性粘结剂的重量比优选在60∶40～92∶8的范围内，更优选为70∶30～90∶10。特别是相对于颜料油墨，从油墨吸收性的角度出发，无机微粒的比例优选为70％以上。
本发明中，在油墨接受层B中优选含有平均粒径为3～10μm的微粒。作为这些微粒，可以使用无机或有机微粒，但优选有机树脂微粒。另外，有机树脂微粒的平均粒径相对于油墨接受层B厚度的比优选为2/3～3/1的关系。通过在油墨接受层B中含有上述微粒，能够改善用颜料油墨打印时的光泽不均。也就是说，能够改善未打印部和打印部之间的光泽差或者打印浓度不同引起的打印部之间的光泽差。另外，还具有提高用颜料油墨的打印部的耐擦过性的效果。
上述微粒的含量相对于油墨接受层B的氧化铝或氧化铝水合物100重量份为0.1～6重量份，优选为1～5重量份。另外，本发明中，油墨接受层B的厚度以及平板状氧化铝水合物的厚度能够通过用电子扫描显微镜进行截面观察而进行测定。
作为上述有机树脂微粒，可以单独或混合使用例如聚乙烯、聚丙烯、聚异丁烯、氧化聚乙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物等烯烃均聚物或共聚物或者它们的衍生物、聚氯乙烯、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、氯乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、聚偏二氯乙烯、苯乙烯丁二烯橡胶、NBR橡胶等。另外，其中，(甲基)丙烯酸或(甲基)丙烯酸酯表示丙烯酸和/或甲基丙烯酸、或者丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯。
本发明中，涂覆油墨接受层后，通过将膜面温度冷却至20℃以下，优选15℃以下，能够防止发生干燥时的风引起的风纹，制造效率提高，油墨吸收性也变得优良，因此优选。
本发明的喷墨用记录材料优选层压的油墨接受层的JIS-K-7105中规定的混浊度值为40％以下，更优选为30％以下。如果高于40％，则打印浓度降低，显色性也降低。
为了改良耐水性等，本发明的各层油墨接受层优选含有阳离子性化合物。作为阳离子性化合物，例如阳离子性聚合物、水溶性金属化合物。另外，阳离子性聚合物在与气相法二氧化硅组合使用时，存在使透明性降低的趋势，但水溶性金属化合物相反使透明性提高。推断这是因为水溶性金属化合物抑制了气相法二氧化硅构成的油墨接受层中产生的微细的龟裂，因而透明性提高。
作为本发明中使用的阳离子性化合物，例如阳离子性聚合物或水溶性金属化合物。作为阳离子性聚合物，优选使用聚环乙亚胺、聚二烯丙胺、聚烯丙胺、聚烷基胺、特开昭59-20696号、特开昭59-33176号、特开昭59-33177号、特开昭59-155088号、特开昭60-11389号、特开昭60-49990号、特开昭60-83882号、特开昭60-109894号、特开昭62-198493号、特开昭63-49478号、特开昭63-115780号、特开昭63-280681号、特开平1-40371号、特开平6-234268号、特开平7-125411号、特开平10-193776号公报等中记载的具有伯～叔氨基、季铵盐基的聚合物。这些阳离子聚合物的分子量(重量平均分子量Mw)优选5000～10万。
这些阳离子性聚合物的用量相对于上述无机微粒为1～10重量％，优选2～7重量％。
作为本发明中使用的水溶性金属化合物，例如水溶性的多价金属盐。如选自钙、钡、锰、铜、钴、镍、铝、铁、锌、锆、钛、铬、镁、钨、钼的金属的水溶性盐。具体例如乙酸钙、氯化钙、甲酸钙、硫酸钙、乙酸钡、硫酸钡、磷酸钡、氯化锰、乙酸锰、甲酸锰二水合物、硫酸锰铵六水合物、氯化铜、氯化铜铵(II)二水合物、硫酸铜、氯化钴、硫氰酸钴、硫酸钴、硫酸镍六水合物、氯化镍六水合物、乙酸镍四水合物、硫酸镍铵六水合物、酰胺硫酸镍四水合物、硫酸铝、亚硫酸铝、硫代硫酸铝、聚氯化铝、硝酸铝九水合物、氯化铝六水合物、溴化亚铁、氯化亚铁、氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铁、溴化锌、氯化锌、硝酸锌六水合物、硫酸锌、氯化钛、硫酸钛、乙酸锆、氯化锆、氯化氧化锆八水合物、氢氧化氯化锆、硝酸锆、碱性碳酸锆、氢氧化锆、乳酸锆、碳酸锆铵、碳酸锆钾、硫酸锆、氟化锆、乙酸铬、硫酸铬、硫酸镁、氯化镁六水合物、枸橼酸镁九水合物、磷钨酸钠、枸橼酸钠钨、磷酸十二钨n水合物、硅酸十二钨26水合物、氯化钼、磷酸十二钼n水合物等。其中，优选透明性、耐水性改良效果高的锆类化合物。
另外，作为阳离子性化合物，例如无机类的含铝阳离子聚合物的碱性聚氢氧化铝化合物。所谓碱性聚氢氧化铝化合物是指主成分用下述通式1、2或3表示，例如〔Al6(OH)15〕3+、〔Al8(OH)20〕4+、〔Al13(OH)34〕5+、〔Al21(OH)60〕3+等的碱性且稳定地含有高分子多核缩合离子的水溶性聚氢氧化铝。
〔Al2(OH)nCl6-n〕m式1〔Al(OH)3〕nAlCl3式2Aln(OH)mCl(3n-m)0＜m＜3n 式3这些物质有多木化学(株)以聚氯化铝(PAC)的名称作为水处理剂市售，浅田化学(株)以聚氢氧化铝(Paho)的名称市售，以及(株)理研Green以Pyurakemu WT的名称市售，另外其它制造商也以同样的目的市售，从而能够容易得到各种等级的物质。
本发明中，上述水溶性金属化合物在油墨接受层中的含量为0.1g/m2～10g/m2，优选0.2g/m2～5g/m2。
上述阳离子性化合物可以同时使用2种以上。例如，可以同时使用阳离子性聚合物与水溶性金属化合物。
为了改良被膜的脆弱性，本发明中的各层油墨接受层优选含有各种油滴，作为这种油滴，能够含有室温下相对于水的溶解性为0.01重量％以下的疏水性高沸点有机溶剂(例如液体石蜡、邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲苯酯、硅油等)或聚合物粒子(例如使苯乙烯、丙烯酸丁酯、二乙烯基苯、甲基丙烯酸丁酯、羟乙基甲基丙烯酸酯等聚合性单体一种以上聚合的粒子)。这种油滴优选相对于亲水性粘结剂在10～50重量％的范围内使用。
本发明中，在各层油墨接受层中优选含有亲水性粘结剂的交联剂(硬膜剂)。作为硬膜剂的具体例子，如甲醛、戊二醛的醛类化合物，如丁二酮、氯代戊二酮的酮类化合物，二(2-氯乙基脲)-2-羟基-4，6-二氯-1，3，5-三嗪，如美国专利第3,288,775号记载的具有反应性卤素的化合物，二乙烯基砜，如美国专利第3,635,718号记载的具有反应性烯烃的化合物，如美国专利第2,732,316号记载的N-羟甲基化合物，如美国专利第3,103,437号记载的异氰酸酯类，如美国专利第3,017,280号、美国专利第2,983,611号记载的环乙亚胺化合物类，如美国专利第3,100,704号记载的碳二亚胺系化合物类，如美国专利第3,091,537号记载的环氧化合物，如粘氯酸的卤代羧基醛类，如二羟基二氧六环的二氧六环衍生物，如铬明矾、硫酸锆、硼酸以及硼酸盐的无机硬膜剂等，可以使用它们中的1种，或者2种以上组合使用。
在上述硬膜剂中，优选硼酸或硼酸盐。本发明中使用的硼酸例如原硼酸、偏硼酸、连二硼酸等，作为硼酸盐，例如它们的钠盐、钾盐、铵盐等。硼酸或硼酸盐的含量在油墨接受层A中，相对于聚乙烯醇优选为0.5～80重量％，在油墨接受层B中，相对于聚乙烯醇优选为0.5～50重量％。
本发明中，也可以在各层油墨接受层中除表面活性剂、硬膜剂以外，进一步添加着色染料、着色颜料、油墨染料的固定剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、颜料的分散剂、消泡剂、拉平剂、防腐剂、荧光增白剂、粘度稳定剂、pH调节剂等公知的各种添加剂。
本发明中，除油墨接受层A、B以外也可以设置层，但此时必须是不损伤油墨吸收性的层。本发明中，优选在油墨接受层B上进一步设置含有胶态二氧化硅的层C。该含有胶质二氧化硅的层C具有作为油墨接受层B保护层的作用。通过在比较易于产生擦伤的由氧化铝或氧化铝水合物构成的油墨接受层B的表面设置胶态二氧化硅层C，能够保护油墨接受层B的表面，结果，能够防止产生损伤。
胶态二氧化硅是将硅酸钠经酸等的复分解或通过离子交换树脂层得到的二氧化硅溶胶加热熟化得到二氧化硅，将该二氧化硅在水中分散成胶状得到的物质。本发明中使用的胶态二氧化硅的平均一次粒径为5～100nm。胶态二氧化硅由日产化学工业社市售各种粒径的物质，从而能够得到。例如ST-20L、ST-OL、ST-XL、ST-YL、ST-ZL、ST-OZL等。
优选在胶态二氧化硅层C中组合含有平均一次粒径低于60nm的胶态二氧化硅(C-1)和平均一次粒径为60nm以上的胶态二氧化硅(C-2)。作为低于60nm的胶态二氧化硅，优选20nm以上60nm以下的物质，特别优选30nm以上60nm以下的物质。作为60nm以上的胶态二氧化硅，优选60～100nm的胶态二氧化硅。这样，能够维持高油墨吸收性，同时能够保护油墨接受层B的表面。上述2种胶态二氧化硅的平均一次粒径的差优选为10nm以上，特别优选为20～60nm。
对于上述2种胶态二氧化硅含量的比例，存在优选范围。即，胶态二氧化硅(C-1)∶(C-2)＝95∶5～50∶50。胶态二氧化硅层C合计的胶态二氧化硅的含量优选为0.3～5g/m2的范围。
在上述胶态二氧化硅层C中，优选相对于胶态二氧化硅在1～20重量％的范围含有有机粘结剂。作为有机粘结剂，可以使用各种亲水性粘结剂或聚合物胶乳等。优选的有机粘结剂有聚乙烯醇、羧甲基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮等亲水性粘结剂。作为聚合物胶乳，例如，作为丙烯酸系胶乳，有烷基、芳基、芳烷基、羟烷基等的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯类、丙烯腈、丙烯酰胺、丙烯酸和甲基丙烯酸等的均聚物或共聚物，或者上述单体与苯乙烯磺酸、乙烯基磺酸、衣康酸、马来酸、富马酸、马来酸酐、异氰酸乙烯酯、异氰酸烯丙酯、乙烯基甲基醚、醋酸乙烯酯、苯乙烯、二乙烯基苯等的共聚物。作为烯烃系胶乳，优选由乙烯基单体与二烯烃类的共聚物构成的聚合物，作为乙烯基单体，优选使用苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯等，作为二烯烃类，例如丁二烯、异戊二烯、氯戊二烯等。
通过在胶态二氧化硅层C中使用有机粘结剂的交联剂(硬膜剂)，可以防止干燥时产生的表面欠缺，以及提高耐损伤性，因此优选。作为硬膜剂，特别优选硼酸或硼酸盐。硬膜剂的添加量相对于有机粘结剂，优选为0.1～40质量％，更优选0.5～30质量％。另外，可以在胶态二氧化硅层C中添加紫外线吸收剂、受阻胺类、受阻酚类等公知的耐光性改良剂。此外，也可以添加用于提高涂覆性的表面活性剂、粘度调节剂、消泡剂、着色剂等。
本发明中，构成油墨接受层的各层的涂覆方法可以采用公知的涂覆方法。例如滑珠方式、幕方式、挤压方式、气刀方式、滚筒涂层方式、棒涂层方式等。
本发明中，优选滑珠方式等能够同时复层涂覆多层的方式。通过同时复层涂覆油墨接受层A和B构成的至少2层，能够有效地得到各层所要求的特性，因此优选。也就是说，认为这是由于通过在润湿状态下层压各层，从而各层中含有的成分难于浸透到底层，因此干燥后各层的成分构成保持良好。
在塑料树脂薄膜或树脂覆盖纸等耐水性支撑体上涂覆油墨接受层的涂覆液时，优选在涂覆之前，进行冕光放电处理、火焰处理、紫外线照射处理、等离子体处理等。
本发明在使用支撑体，特别是作为耐水性支撑体的塑料树脂薄膜或树脂覆盖纸时，优选在设置油墨接受层的面上设置以天然高分子化合物或合成树脂为主体的底涂层。通过在该底涂层上涂覆本发明的油墨接受层，然后冷却，在比较低的温度下进行干燥，从而能够进一步提高油墨接受层的透明性。
在支撑体上设置的底涂层以明胶、酪蛋白等天然高分子化合物或合成树脂为主体。作为所述合成树脂，例如丙烯酸树脂、聚酯树脂、偏二氯乙烯、氯乙烯树脂、醋酸乙烯酯树脂、聚苯乙烯、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂等。
上述底涂层以0.01～5μm的膜厚(干燥膜厚)设置在支撑体上。优选0.05～5μm的范围。
为了使本发明的支撑体具有笔记性、防止带电性、搬运性、防止卷边性等，可以涂覆设置各种背涂层。在背涂层中可以适当组合含有无机带电防止剂、有机带电防止剂、亲水性粘结剂、胶乳、颜料、固化剂、表面活性剂等。
实施例1<聚烯烃树脂覆盖纸支撑体的制备>
将阔叶树漂白硫酸盐纸浆(LBKP)和针叶树漂白亚硫酸盐浆粕(NBSP)的1∶1混合物用Canadian·Standard·Freeness打浆至300ml，配制纸浆浆液。向其中添加相对于纸浆为0.5重量％的烷基烯酮二聚物作为填料，添加相对于纸浆为1.0重量％的聚丙烯酰胺、相对于纸浆为2.0重量％的阳离子化淀粉、相对于纸浆为0.5重量％的聚酰胺表氯醇树脂作为强度剂，用水稀释，制成1％浆液。用长网抄纸机将该浆液抄浆至纸的重量为170g/m2，进行干燥调湿，制成聚烯烃树脂覆盖纸的原纸。相对于密度0.918g/cm3的低密度聚乙烯100重量％的树脂，在320℃下熔融均匀分散了10重量％的锐钛矿型钛的聚乙烯树脂组合物，以200m/分钟在抄浆原纸上进行挤压涂覆，使厚度达到35μm，使用进行了微粗面加工的冷却滚筒进行挤压覆盖。同样在320℃下熔融密度0.962g/cm3的高密度聚乙烯树脂70重量份和密度0.918的低密度聚乙烯树脂30重量份的混合树脂组合物，在另一面挤压涂覆成厚度30μm，使用进行了微粗面加工的冷却滚筒进行挤压覆盖。
对上述聚烯烃树脂覆盖纸表面进行高频冕光放电处理，然后涂覆干燥下述组成的底涂层，使明胶达到50mg/m2，制成支撑体。<底涂层>石灰处理明胶 100份磺基琥珀酸-2-乙基己基酯盐2份铬明矾 10份用滑珠涂覆装置在上述支撑体上同时涂覆下述2种组成的油墨接受层A、B涂覆液，进行干燥。用高压匀浆器将无机微粒分散成9重量％的固态成分浓度后，调制接近下述所示的支撑体的底层用油墨接受层A、表层用油墨接受层B的涂覆液。涂覆、干燥这些涂覆液，使油墨接受层A的气相法二氧化硅按固态形式为16g/m2，油墨接受层B的拟一水软铝石为6g/m2。<油墨接受层A的涂覆液>气相法二氧化硅(平均一次粒径为7nm) 100份二甲基二丙烯基氯化铵均聚物4份硼酸 4份聚乙烯醇(皂化度88％，平均聚合度3500) 20份表面活性剂0.3份乙酸锆2份<油墨接受层B的涂覆液>拟一水软铝石 100份(平均一次粒径为15nm，长宽比为5的平板状)硼酸 4份聚乙烯醇(皂化度88％，平均聚合度3500) 20份表面活性剂0.3份乙酸锆2份涂覆后的干燥条件如下所示。
5℃下冷却30秒后，在45℃、10％RH(相对湿度)的条件下干燥至全部固态成分浓度为90重量％，接着，在35℃、10％RH的条件下进行干燥。
对如上所述制成的喷墨记录片材进行下述评价。其结果如表1所示。<油墨吸收性>
通过市售的喷墨打印机(ENCAD社制，NOVAJET)，采用GO油墨，分别打印青色、洋红、黄色单色100％和3色300％，刚打印完后，在打印部分重叠PPC用纸，轻轻压接，用肉眼观察复制到PPC用纸上的油墨量的程度。按照下述标准综合评价。○完全没有复制。△稍有复制。×大量复制，不可在实际中使用。<打印浓度>
通过Machbeth反射浓度计测定全黑部的打印浓度，用测定5次的平均值表示。<光泽性>
用斜光观察记录材料打印前的光泽感，按照下述标准进行评价。○有彩色照片般的高光泽感。△有铜板纸、涂料纸般的光泽感。×有优质纸般发暗的光泽感。
表1无机微粒重量油墨吸收性打印浓度光泽性底层\表层实施例116\6○2.22○实施例210\6△2.23○实施例37\15△2.25○实施例421.5\0.5○2.08△实施例516\6○2.07△实施例616\6○2.10○实施例716\6○2.12△比较例10\22○1.85△比较例20\22× 2.20○比较例316\6△1.75×比较例40\22△1.90△比较例516\6× 1.83△注无机微粒重量的单位是g/m2，底层表示油墨接受层A，表层表示油墨接受层B。
结果，实施例1～3是改变油墨吸收层A的气相法二氧化硅和油墨吸收层B的拟一水软铝石的涂覆重量的情况，将气相法二氧化硅减少至10g/m2的实施例2的油墨吸收性比实施例1降低，但可以实际使用。使气相法二氧化硅和拟一水软铝石的涂覆量分别为7g/m2和15g/m2的实施例3的油墨吸收性有一些降低，但可以实际使用，光泽性比实施例1优良。在实施例1中使气相法二氧化硅和拟一水软铝石的涂覆量分别为21.5g/m2和0.5g/m2的实施例4的油墨吸收性非常良好，光泽性、打印浓度有一些降低，但为可以实际使用的水平。在实施例1中使用油墨吸收层A的气相法二氧化硅的平均一次粒径为30nm的粗的物质的实施例5与实施例1相比，打印浓度和光泽性有一些降低，但可以实际使用。在实施例1中将油墨接受层B的拟一水软铝石替代为γ-氧化铝的实施例6的打印浓度稍稍降低，但良好。实施例7是将实施例1中油墨接受层B的拟一水软铝石的平均一次粒径替代为40nm的情况，光泽性有一些降低，但可以实际使用。
实施例1中只有油墨接受层A的单层且涂覆气相法二氧化硅22g/m2的比较例1的光泽性降低，打印浓度大幅降低。实施例1中只有油墨接受层B的单层且涂覆拟一水软铝石22g/m2的比较例2的油墨吸收性大幅降低，不可实际使用。实施例1中使用平均粒径2.5μm的湿式合成二氧化硅替代油墨接受层A中使用的气相法二氧化硅的比较例3的油墨吸收性降低，打印浓度、光泽性大幅降低，不可实际使用。混合实施例1的油墨接受层A和B的涂覆液，作为单层进行涂覆的比较例4的油墨吸收性、光泽性降低，打印浓度大幅降低，为不可实际使用的水平。在实施例1中交换表层和底层的涂覆液，在表层使用气相法二氧化硅的比较例5的光泽性降低，油墨吸收性和打印浓度大幅降低，不可实际使用。
对如上所述制成的喷墨记录片材，除下述耐损伤性以外与实施例1同样进行评价。<耐损伤性>
将打印前的记录材料2张重叠，并使表面向上，底面放置直径为2cm的圆形且50g的重物，缓慢牵拉上面的记录材料，然后观察下面的记录材料表面损伤的情况。
试验结果，对于耐损伤性，样品(8-1)比样品(8-2)优良。油墨吸收性和光泽性二者都为○。打印浓度样品(8-1)为2.16，样品(8-2)为2.22，二者均为高水平。
对如上所述制成的2种喷墨记录片材，通过下述试验方法评价打印部的光泽差、油墨吸收性、打印浓度和耐擦过性。<打印部的光泽差>
采用市售的颜料油墨用喷墨打印机(Seiko Epson社制，MC-2000)，通过分别设定100％和50％的青色、洋红、黄色，进行全打印，用肉眼观察判断50％全打印部和100％全打印部的光泽差。<油墨吸收性>
采用市售的颜料油墨用喷墨打印机(Seiko Epson社制，MC-7000)，打印红、绿、蓝、黑的叠色图案，用肉眼观察刚打印后的油墨的吸收情况。<打印浓度>
采用市售的颜料油墨用喷墨打印机(Seiko Epson社制，MC-2000)，打印100％全黑部，通过Machbeth反射浓度计进行测定，用测定5次的平均值表示。<耐擦过性>
采用市售的颜料油墨用喷墨打印机(Seiko Epson社制，MC-2000)，打印60％全黑部，在23℃、50％RH的条件下干燥一夜后，固定在水平平台上，使打印面与制成的聚烯烃树脂覆盖纸支撑体接触，在负有20g/cm2载重的状态下使之水平滑动，通过肉眼观察打印面发生损伤的情况。
试验结果，对于打印部的光泽差和耐擦过性，样品(9-1)比样品(9-2)优良。对于油墨吸收性，二者均没有颜料油墨溢出，为良好。打印浓度二者均达到2.2，为良好。
对如上所述制成的喷墨记录片材，通过下述方法评价耐损伤性、光泽性、油墨吸收性和打印浓度。<耐损伤性>
将未打印的喷墨用记录材料2张重叠，使表面向上，在其上放置100g砝码的状态下，抽出下侧的记录材料后，用肉眼观察油墨接受层面发生损伤的状况。<光泽性>
用斜光观察记录材料打印前的光泽感。<油墨吸收性>
使用Seiko Epson社制的喷墨打印机MJ-5100C(使用水性染料油墨)进行全黑打印，刚打印完后，在打印部分重叠PPC用纸，轻轻压接，用肉眼观察在PPC用纸上复制的油墨量的程度。<打印浓度>通过Machbeth反射浓度计测定全黑部的打印浓度。
试验结果，对于耐损伤性，样品(10-1)和(10-2)比(10-3)优良。对于油墨吸收性，样品(10-2)和(10-3)优良，(10-1)与它们相比虽然稍差，但依然是高水平。光泽性和打印浓度三者均为相同水平。
工业实用性由以上结果可知，本发明的喷墨记录材料的油墨吸收性、光泽性以及耐损伤性优良。而且，本发明的喷墨记录材料即使用颜料油墨进行打印，油墨吸收性也高，为高打印浓度，且没有光泽不均。
权利要求
1.一种喷墨用记录材料，其特征在于，在支撑体上涂覆设置含有无机微粒和亲水性粘结剂的至少2层油墨接受层得到的喷墨用记录材料中，支撑体附近的油墨接受层(A)含有气相法二氧化硅，远离支撑体的油墨接受层(B)含有氧化铝或氧化铝水合物。
2.如权利要求1所述的喷墨用记录材料，上述氧化铝或氧化铝水合物的平均一次粒径相对于上述气相法二氧化硅的平均一次粒径的比为1/1～5/1。
3.如权利要求1所述的喷墨用记录材料，上述油墨接受层A涂覆设置有气相法二氧化硅10～28g/m2，上述油墨接受层B涂覆设置有氧化铝或氧化铝水合物1～14g/m2，气相法二氧化硅、氧化铝和氧化铝水合物合计涂覆设置为15～30g/m2。
4.如权利要求1所述的喷墨用记录材料，上述氧化铝水合物为拟一水软铝石。
5.如权利要求1所述的喷墨用记录材料，上述氧化铝为γ-氧化铝。
6.如权利要求1所述的喷墨用记录材料，上述氧化铝水合物的一次粒子为平板状。
7.如权利要求6所述的喷墨用记录材料，上述氧化铝水合物的一次粒子是长宽比为2以上的平板状。
8.如权利要求1所述的喷墨用记录材料，上述油墨接受层B含有长宽比为2以上的平板状氧化铝水合物，而且含有平均粒径为3μm以下的纺锤状或球状微粒。
9.如权利要求8所述的喷墨用记录材料，上述油墨接受层B的平均厚度为1μm以上，纺锤状或球状微粒的平均粒径为1μm以下。
10.如权利要求8所述的喷墨用记录材料，纺锤状或球状微粒的平均粒径相对于上述平板状氧化铝水合物的一次粒子平均厚度的比为2/1～80/1。
11.如权利要求1所述的喷墨用记录材料，在上述油墨接受层B上具有含有胶态二氧化硅的层(C)。
12.如权利要求11所述的喷墨用记录材料，上述含有胶态二氧化硅的层(C)组合含有平均一次粒径小于60nm的胶态二氧化硅和平均一次粒径为60nm以上的胶态二氧化硅。
13.如权利要求1所述的喷墨用记录材料，上述油墨接受层B含有平均粒径为3～10μm的微粒。
14.如权利要求13所述的喷墨用记录材料，上述微粒为有机树脂微粒。
15.如权利要求13所述的喷墨用记录材料，上述微粒的平均粒径相对于上述油墨接受层B厚度的比为2/3～3/1。
16.如权利要求1所述的喷墨用记录材料，上述支撑体为耐水性支撑体。
17.如权利要求1所述的喷墨用记录材料，上述至少2层油墨接受层同时进行涂覆设置。
全文摘要
根据本发明，提供一种喷墨用记录材料，其特征在于，在支撑体上涂覆设置含有无机微粒和亲水性粘结剂的至少2层油墨接受层得到的喷墨用记录材料中，支撑体附近的油墨接受层(A)含有气相法二氧化硅，远离支撑体的油墨接受层(B)含有氧化铝或氧化铝水合物。
文档编号B41M5/50GK1394170SQ01803271
公开日2003年1月29日 申请日期2001年9月28日 优先权日2000年10月24日
发明者木山秀人, 德永幸雄, 中谷华枝, 宫地宣昌 申请人:三菱制纸株式会社