| 【発明の名称】 |
インクジェット記録媒体用インク定着剤 |
| 【発明者】 |
【氏名】武田 啓太
【氏名】新池 仁志
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| 【要約】 |
【課題】耐水性及び耐光性ともに良好な記録画像を形成する記録媒体を得ることができるインクジェット記録媒体用インク定着剤を提供する。
【解決手段】ジアリルジメチルアンモニウムクロライドとアクリルアミドとの共重合体であって、構成モノマー中におけるジアリルジメチルアンモニウムクロライドの割合が１０〜８０ｍｏｌ％であり、かつ、極限粘度が０．０５〜０．５ｄｌ／ｇであるカチオン性ポリマーを含有してなるインクジェット記録媒体用インク定着剤であり、基材上に塗工層を設けたインクジェット記録媒体において該塗工層中に含有させる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】ジアリルジメチルアンモニウムクロライドとアクリルアミドとの共重合体であって、構成モノマー中におけるジアリルジメチルアンモニウムクロライドの割合が１０〜８０ｍｏｌ％であり、かつ、極限粘度が０．０５〜０．５ｄｌ／ｇであるカチオン性ポリマーを含有してなるインクジェット記録媒体用インク定着剤。
【請求項２】ジアリルジメチルアンモニウムクロライドとアクリルアミドとの共重合体であって、構成モノマー中におけるジアリルジメチルアンモニウムクロライドの割合が２０〜５０ｍｏｌ％であり、かつ、極限粘度が０．１〜０．３ｄｌ／ｇであるカチオン性ポリマーを含有してなるインクジェット記録媒体用インク定着剤。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記録媒体用インク定着剤に関し、詳細には、インクジェット記録に用いられる記録媒体の表面に付与されるインク定着剤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】インクジェット記録方式は、騒音が少なく高速印字が可能であり、かつ容易にフルカラー記録が行えることから、近年急速に普及してきている。特に、高画質が要求される印刷分野やデザイン分野において、その利用が注目されている。
【０００３】しかしながら、インクジェット記録方式では、ほとんどの場合、水溶性のインクを使用するため、水に濡れると染料が溶解し、画像を長期に保存・保持することができないという問題がある。この問題を解決するべく、ジシアンジアミド縮合物、ジメチルジアリルアンモニウムクロライド等のカチオン性ポリマーを記録媒体に含有させ、インクの耐水化を行うことが知られている。しかし、上記のようなカチオン性ポリマーを記録媒体に付与すると、インクの耐水性は向上するが、耐光性が低下してしまうという問題があった。
【０００４】かかる耐水性と耐光性を両立させるために、特開昭６４−９７７６号公報には、ジアリルジメチルアンモニウムクロライドとアクリルアミドとの共重合体からなるインク定着剤が提案されている。また、この共重合体を用いたインクジェット記録媒体は、特公平６−９２１９０号公報、特開平９−２９１４９３号公報にも開示されている。
【０００５】これら従来技術に開示されたジアリルジメチルアンモニウムクロライドとアクリルアミドとの共重合体は、耐水性と耐光性の両性能をある程度向上させるものであるが、必ずしも満足できるものではなく、特に耐光性において一部の色で満足した特性が得られないという問題がある。
【０００６】本発明は上記の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐水性及び耐光性ともに良好な記録画像を形成する記録媒体を得ることができるインクジェット記録媒体用インク定着剤を提供するところにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する本発明のインクジェット記録媒体用インク定着剤は、ジアリルジメチルアンモニウムクロライドとアクリルアミドとの共重合体であって、構成モノマー中におけるジアリルジメチルアンモニウムクロライドの割合が１０〜８０ｍｏｌ％であり、かつ、極限粘度が０．０５〜０．５ｄｌ／ｇであるカチオン性ポリマーを含有してなるものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【０００９】上記のように本発明では、ジアリルジメチルアンモニウムクロライドとアクリルアミドとを共重合してなるカチオン性ポリマーを用いている。これは、前者の単独重合体であるポリジアリルジメチルアンモニウムクロライドでは耐水性の効果はあるが、耐光性に悪影響を与えるためである。
【００１０】そのため、本発明では、アクリルアミドとの共重合体としており、更に、ジアリルジメチルアンモニウムクロライドとアクリルアミドとの組成比を、耐水性を維持するとともに耐光性に悪影響を与えない組成比としている。すなわち、該共重合体において、構成モノマー中におけるジアリルジメチルアンモニウムクロライドの割合は１０〜８０ｍｏｌ％の範囲内に設定され、アクリルアミドの割合は９０〜２０ｍｏｌ％の範囲内に設定される。好ましくは、ジアリルジメチルアンモニウムクロライドが２０〜５０ｍｏｌ％であり、アクリルアミドが８０〜５０ｍｏｌ％である。ジアリルジメチルアンモニウムクロライドの割合が１０ｍｏｌ％未満であると十分な耐水性が得られず、また、８０ｍｏｌ％を越えると耐光性を損なう。
【００１１】本発明では、非イオン性モノマーとしてアクリルアミドを用いているが、これは、その他のモノマーでは詳細な理由は不明であるがアクリルアミドと比較して性能が悪化するためである。
【００１２】本発明では、また、上記の共重合体であるカチオン性ポリマーの極限粘度を０．０５〜０．５ｄｌ／ｇの範囲内に設定している。これは、極限粘度が０．０５ｄｌ／ｇ未満であると、カチオン性ポリマーの分子量が小さすぎて耐水性が不足し、また、０．５ｄｌ／ｇを越えると、後記の実施例において示されているように一部の色で耐光性が悪化するためである。カチオン性ポリマーの極限粘度は、好ましくは０．１〜０．３ｄｌ／ｇの範囲内に設定される。
【００１３】本発明のポリマーは、通常、水などの極性溶媒中で重合開始剤の存在下、ジアリルジメチルアンモニウムクロライドとアクリルアミドを共重合させることによって得られる。重合開始剤としては、過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム等の過硫酸塩、2，2’−アゾビス−（2−アミジノプロパン）二塩酸塩、2，2’−アゾビス−（2−アミジノペンタン）二塩酸塩、2，2’−アゾビス−（2−アミジノ−3−メチルブタン）二塩酸塩、2，2’−アゾビス [2−（N−フェニルアミジノ）プロパン]二塩酸塩、2，2’−アゾビス [2−（N−メチルアミジノ）プロパン]二塩酸塩、2，2’−アゾビス [2−（N−ヒドロキシエチルアミジノ）プロパン]二塩酸塩、2，2’−アゾビス−（2，4−ジメチルバレロニトリル）、2，2’−アゾビス−（4−メトキシ−2，4−ジメチルバレロニトリル）、2，2’−アゾビス−ブチロニトリル、2，2’−アゾビス−（2−メチル−N−2−ヒドロキシプロピオン酸アミド）等のアゾ化合物等が挙げられる。
【００１４】分子量調整剤としては、十分な水溶性を有するラジカル連鎖移動剤、例えば３−メルカプトプロピオン酸、２−メルカプト酢酸などのメルカプタン類等を用いることができるが、好ましくは次亜リン酸またはその塩である。これらは遊離酸の他、ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩、アミン塩などの塩も使用できる。次亜リン酸またはその塩の使用量は得られるカチオン性ポリマーの極限粘度が０．０５〜０．５ｄｌ／ｇとなる量であり、使用量は遊離酸またはその塩によってそれぞれ異なる。
【００１５】重合反応は通常２０〜１００℃、好ましくは４０〜９０℃で２〜２０時間行われる。重合反応は酸素存在下でも可能であるが、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
【００１６】以上説明したカチオン性ポリマーを含有する本発明のインク定着剤は、インクジェット記録媒体の表面に塗布して使用することができる。詳細には、インク定着剤を水溶液の状態としてインクジェット記録媒体の基材表面にスプレーしたり、基材本体の抄紙工程中にサイズプレス、ロールコータなどによって表面に塗布あるいは含浸させたり、あるいはまた、基材上に塗工層を設けたインクジェット記録媒体において該塗工層中に含有させてもよい。
【００１７】好ましくは、上記塗工層中に含有させることであり、その場合、塗工液中に本発明のインク定着剤を添加し、これを塗工機を用いて基材上に塗布して塗工層を形成すればよい。塗工液に含まれる顔料としては、合成非晶質シリカ、コロイダルシリカ、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、カオリン、タルク、二酸化チタン、酸化亜鉛、珪酸アルミニウム、珪酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の無機顔料が挙げられる。特に好ましくは合成非晶質シリカである。また、バインダーには、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、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン等の水溶性高分子、スチレン−ブタジエン共重合体、メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体等の共役ジエン系共重合体ラテックス等が挙げられる。特に好ましくはポリビニルアルコールである。その他、塗工液中には、顔料分散剤、抑泡剤、浸透剤、染料、蛍光増白剤、キレート剤、防腐剤等の各種助剤も併用することができる。
【００１８】塗工液を基材に塗工する手段としては、ゲートロールコーター、ロールコーター、バーコーター、エアナイフコーター、ブレードコーター、カーテンコーターなどが挙げられる。塗工量は５〜３０ｇ／ｍ２（乾燥塗工量）が好ましく、特に好ましくは１０〜２０ｇ／ｍ２である。塗工量が５ｇ／ｍ２より少ないと高精度な画像が得られにくく、３０ｇ／ｍ２より多いと記録濃度が低下するおそれがある。
【００１９】本発明において記録媒体としては、代表的には紙が挙げられるが、その他として、布、フィルム、合成紙なども使用できる。
【００２０】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。
【００２１】（合成例１）６５重量％ジアリルジメチルアンモニウムクロライド水溶液１４９．１ｇ（０．６モル）、５０重量％アクリルアミド水溶液５６．８ｇ（０．４モル）、次亜リン酸２．４０ｇ、水２４５．５ｇを仕込み、窒素雰囲気下で７０℃まで昇温した。その後、開始剤として過硫酸アンモニウム１．２５ｇを添加し、同温度で１０時間重合させ、濃度３０重量％、粘度２４ｍＰａ・ｓ（２５℃）、極限粘度〔η〕（１規定ＮａＣｌ、３０℃で測定。以下同じ）が０．１ｄｌ／ｇのカチオン性ポリマーＡを得た。
【００２２】（合成例２）６５重量％ジアリルジメチルアンモニウムクロライド水溶液１２４．２ｇ（０．５モル）、５０重量％アクリルアミド水溶液７１．０ｇ（０．５モル)、次亜リン酸０．９３ｇ、水２１７．９ｇを仕込み、窒素雰囲気下で７０℃まで昇温した。その後、開始剤として過硫酸アンモニウム１．１６ｇを添加し、同温度で１０時間重合させ、濃度３０重量％、粘度５５ｍＰａ・ｓ（２５℃）、極限粘度〔η〕が０．１５ｄｌ／ｇのカチオン性ポリマーＢを得た。
【００２３】（合成例３）６５重量％ジアリルジメチルアンモニウムクロライド水溶液１９８．８ｇ（０．８モル）、５０重量％アクリルアミド水溶液２８．４ｇ（０．２モル)、次亜リン酸０．７２ｇ、水２８９．０ｇを仕込み、窒素雰囲気下で７０℃まで昇温した。その後、開始剤として過硫酸アンモニウム１．４３ｇを添加し、同温度で１０時間重合させ、濃度３０重量％、粘度９０ｍＰａ・ｓ（２５℃）、極限粘度〔η〕が０．２ｄｌ／ｇのカチオン性ポリマーＣを得た。
【００２４】（合成例４）６５重量％ジアリルジメチルアンモニウムクロライド水溶液７４．５ｇ（０．３モル）、５０重量％アクリルアミド水溶液９９．４ｇ（０．７モル）、次亜リン酸０．１５ｇ、水１６８．３ｇを仕込み、窒素雰囲気下で７０℃まで昇温した。その後、開始剤として過硫酸アンモニウム０．９８ｇを添加し、同温度で１０時間重合させ、濃度３０重量％、粘度１２００ｍＰａ・ｓ（２５℃）、極限粘度〔η〕が０．４ｄｌ／ｇのカチオン性ポリマーＤを得た。
【００２５】（合成例５）６５重量％ジアリルジメチルアンモニウムクロライド水溶液４９．７ｇ（０．２モル）、５０重量％アクリルアミド水溶液１１３．６ｇ（０．８モル)、次亜リン酸０．０９ｇ、水１４４．３ｇを仕込み、窒素雰囲気下で７０℃まで昇温した。その後、開始剤として過硫酸アンモニウム０．８９ｇを添加し、同温度で１０時間重合させ、濃度３０重量％、粘度３０００ｍＰａ・ｓ（２５℃）、極限粘度〔η〕が０．５ｄｌ／ｇのカチオン性ポリマーＥを得た。
【００２６】（合成例６）６５重量％ジアリルジメチルアンモニウムクロライド水溶液２２３．６ｇ（０．９モル）、５０重量％アクリルアミド水溶液１４．２ｇ（０．１モル)、次亜リン酸０．６１ｇ、水３１２．６ｇを仕込み、窒素雰囲気下で７０℃まで昇温した。その後、開始剤として過硫酸アンモニウム１．５２ｇを添加し、同温度で１０時間重合させ、濃度３０重量％、粘度３８０ｍＰａ・ｓ（２５℃）、極限粘度〔η〕が０．２５ｄｌ／ｇのカチオン性ポリマーＦを得た。
【００２７】（合成例７）６５重量％ジアリルジメチルアンモニウムクロライド水溶液１９．９ｇ（０．０８モル）、５０重量％アクリルアミド水溶液１３０．６ｇ（０．９２モル)、次亜リン酸０．６２ｇ、水１１６．９ｇを仕込み、窒素雰囲気下で７０℃まで昇温した。その後、開始剤として過硫酸アンモニウム０．７８ｇを添加し、同温度で１０時間重合させ、濃度３０重量％、粘度７０ｍＰａ・ｓ（２５℃）、極限粘度〔η〕が０．１５ｄｌ／ｇのカチオン性ポリマーＧを得た。
【００２８】（合成例８）６５重量％ジアリルジメチルアンモニウムクロライド水溶液１２４．２ｇ（０．５モル）、５０重量％アクリルアミド水溶液７１．０ｇ（０．５モル)、次亜リン酸４．６４ｇ、水２２６．５ｇを仕込み、窒素雰囲気下で７０℃まで昇温した。その後、開始剤として過硫酸アンモニウム１．１６ｇを添加し同温度で１０時間重合させ、濃度３０重量％、粘度１０ｍＰａ・ｓ（２５℃）、極限粘度〔η〕が０．０３ｄｌ／ｇのカチオン性ポリマーＨを得た。
【００２９】（合成例９）６５重量％ジアリルジメチルアンモニウムクロライド水溶液１７３．９ｇ（０．７モル）、５０重量％アクリルアミド水溶液４２．６ｇ（０．３モル)、次亜リン酸０．０７ｇ、水２６３．６ｇを仕込み、窒素雰囲気下で７０℃まで昇温した。その後、開始剤として過硫酸アンモニウム１．３４ｇを添加し、同温度で１０時間重合させ、濃度３０重量％、粘度５２００ｍＰａ・ｓ（２５℃）、極限粘度〔η〕が０．８ｄｌ／ｇのカチオン性ポリマーＩを得た。
【００３０】（合成例１０）６５重量％ジアリルジメチルアンモニウムクロライド水溶液９９．４ｇ（０．４モル）、５０重量％アクリルアミド水溶液８５．２ｇ（０．６モル)、次亜リン酸０．０３ｇ、水１９１．９ｇを仕込み、窒素雰囲気下で７０℃まで昇温した。その後、開始剤として過硫酸アンモニウム１．０７ｇを添加し、同温度で１０時間重合させ、濃度３０重量％、粘度８５００ｍＰａ・ｓ（２５℃）、極限粘度〔η〕が１．０ｄｌ／ｇのカチオン性ポリマーＪを得た。
【００３１】（実施例１）坪量５０ｇ／ｍ２、ステキヒトサイズ度２０秒の市販上質紙を基材とし、その表面に以下の組成を有する塗工液を塗布して塗工層を形成した。
【００３２】
微粒シリカ；ファインシールX-37B（トクヤマ製）１００重量部 ポリビニルアルコール；PVA-117（クラレ製） ３０重量部 カチオン性ポリマーＡ １０重量部塗工液は上記組成物に水を加えて固形分濃度が１５重量％となるよう調整した。この塗工液を乾燥塗工量が１０ｇ／ｍ２となるようワイヤーバーで塗工し乾燥させてインクジェット記録紙を作成した。
【００３３】（実施例２〜５及び比較例１〜５）実施例１におけるカチオン性ポリマーＡをそれぞれカチオン性ポリマーＢ〜Ｊに変更した以外は実施例１と同様にしてインクジェット記録紙を作成した。
【００３４】上記で得られたインクジェット記録紙の評価を以下に示すような方法にて行った。
【００３５】（インク乾燥性）市販のインクジェットプリンターＰＭ−７７０Ｃ（セイコーエプソン製）を用いて、シアン、マゼンダ、イエロー、ブラックのベタパターンを印字し、プリンターから排出された後、印字部にＰＰＣ用紙を重ね指でこすってもインクがＰＰＣ用紙へ転移しない時間を測定して以下の通り判定した。Ａ：１０秒以内Ｂ：３０秒以内Ｃ：６０秒以内Ｄ：６０秒以上経過しても転移する。
【００３６】（にじみ）インクジェット記録画像のレッドとグリーンのフルベタが接する境界に生じたにじみの程度により以下の通り判定した。Ａ：にじみが全く生じないＢ：にじみがわずかに生ずるが実用上問題ないＣ：にじみが生じ実用上問題ありＤ：にじみの生じが著しく、特性が不良。
【００３７】（印字ムラ）インクジェット記録画像のベタ部分に生じたインクのムラの程度により以下の通り判定した。Ａ：インクのムラを生じないＢ：インクのムラがわずかに生ずるが実用上問題ないＣ：インクのムラが生じ実用上問題ありＤ：インクのムラの生じが著しく、特性が不良。
【００３８】（耐水性）インクジェット記録画像のシアン、マゼンダ、イエロー、ブラックのベタパターンを印字し、印刷物を1分間水に浸漬した後、風乾させ印字部のにじみを目視にて以下の通り評価した。Ａ：にじみが全く生じないＢ：にじみがわずかに生ずるが実用上問題ないＣ：にじみが生じ実用上問題ありＤ：にじみの生じが著しく、特性が不良。
【００３９】（耐光性）インクジェット記録画像のシアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂ）のベタパターンを印字し、上記印字物の印字濃度を反射濃度計；ＴＣ−６ＤＳ／Ａ（東京電色製）により測定し、その後、印字物をキセノンフェードメーターにて５５℃、５０％の条件で５０時間照射する。照射後の印字物の印字濃度を再度測定し、照射前の値に対しての濃度保持率（％）として算出した。
【００４０】
【表１】
【００４１】表１に示すように、モノマー組成と極限粘度が本発明の範囲内に含まれる実施例１〜５のカチオン性ポリマーを用いた場合、耐水性と耐光性がともに高いレベルで得られ、またインク乾燥性、にじみ及び印字ムラについても良好な結果が得られた。これに対して、ジアリルジメチルアンモニウムクロライドの比率が高すぎる比較例１では耐光性が劣り、逆にその比率が低すぎる比較例２では耐水性が劣っていた。また、カチオン性ポリマーの極限粘度が小さすぎる比較例３では耐水性が低く、また極限粘度が０．５を越える比較例４，５では、耐水性は優れるものの、一部の色において耐光性が悪化していた。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明であると、耐水性及び耐光性ともに良好な記録画像を形成するインクジェット記録媒体を得ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３５０６
【氏名又は名称】第一工業製薬株式会社
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| 【出願日】 |
平成１４年５月１６日（２００２．５．１６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００５９２２５
【弁理士】
【氏名又は名称】蔦田 璋子 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００３−３２６８２７（Ｐ２００３−３２６８２７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年１１月１９日（２００３．１１．１９） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−１４２０８４（Ｐ２００２−１４２０８４） |
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