JP2001026179A - インクジェット記録用添加物およびその製造方法およびそれを塗布した媒体 - Google Patents
インクジェット記録用添加物およびその製造方法およびそれを塗布した媒体Info
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- ATPXCTIBSLOQMO-UHFFFAOYSA-N CC(C)(C)[N](C)(C=C)[IH](CI)=O Chemical compound CC(C)(C)[N](C)(C=C)[IH](CI)=O ATPXCTIBSLOQMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Abstract
媒体を提供する。 【解決手段】 その20%水溶液粘度が50〜1000mPa・s
(= cps)を示す、下記一般式(1)で示される、ベンジル
基を有する、(a)(メタ)アクリル酸アルキル第4級アン
モニウム塩をあるいは(b)(メタ)アクリルアミドアルキ
ル第4級アンモニウム塩を骨格とする重合物を有効成分
とし、インクジェット記録した場合に発色性、耐水性、
耐光性に優れるなどの特性を有するインクジェット記録
用添加物。 一般式(1) 【化1】 (式中、Rは水素またはメチル基、R1及びR2は、同一
または異なって、水素あるいはアルキル基、R3は水酸
基1個を有しうる低級アルキレン基を示す。X-は陰イ
オンを表す。YはOまたはNHを表す。)
Description
録方式に用いる被記録材用添加物、更に詳しくは高解像
度で発色性、耐水性、耐候性、耐光性に優れた記録画像
を形成する被記録材用添加物およびそれを水溶性高分子
と共に塗工した記録媒体に関する。
は、(1)パルプを主成分とした一般の紙を低サイズ度と
なるように抄紙したもの、(2)特開昭56-148 58
5号公報に記載されるように、一般の上質紙等のインク
吸水性の低い基紙上に、多孔質の無機顔料を用いてイン
ク吸収層を設けたもの等が知られている。
るいは高速化に伴い、インクジェット用記録媒体に対し
ても、より高度の特性が要求され、インクジェット記録
方式において高品位かつ高解像度のカラー画像を得るた
めに、記録媒体は次のような諸物性を満たすことが必要
であるとされている。 (1) インクの発色性に優れ、光学濃度、彩度の高い画
像が得られること、(2) インクが滲みすぎず、シャー
プな画像が得られること、(3) 付着したインク滴を速
やかに吸収できること、(4) 記録画像の保存性に優れ
ること(耐水性、耐光性等に優れること)。
のインクを急速に且つ定着させることが必要となるた
め、顔料を含んだコート層を厚くしなければならない。
その結果として筆記性に乏しい、紙粉が発生しやすい、
製造上の負担が大きい、コスト高となる等の問題が生じ
ており、これらの問題を解決したインクジェット用記録
媒体はいまだ見出されていない。一方、一般式(1)で示
される、ベンジル基を有する、(メタ)アクリル酸アルキ
ル第4級アンモニウム塩あるいは(メタ)アクリルアミド
アルキル第4級アンモニウム塩を骨格とする重合物を内
添あるいは塗工した記録媒体が知られているが、耐水性
などの記録画像の保存性には優れるが、文字品位が劣
り、フェザリングが発生するといった問題がある(特開
平8-108618号公報参照)。
れも満足し、同時に以下の要求性能をも満たす特殊なコ
ーティングを施さない普通紙の風合いを持ったインクジ
ェット用記録媒体を作成するための添加物を提供するこ
とを課題とする。 (1) 記録装置との適合性に優れること(紙粉やカールを
発生しないこと)、(2) 被記録材としての一般性能(文
字品位、強度、印刷適正、筆記性など)をもっているこ
と、(3) 他の記録方式にも使用できること(PPC、ド
ット記録等)。
の結果、耐水性と印字品位の両立には添加する水溶液重
合物の分子構造だけでなく分子量の依存性が非常に強い
ことをつきとめ、その20%水溶液粘度が 50〜1000mPa
・s (= cps)を有する、下記一般式(1)で示される、(a)
ベンジル基を有する(メタ)アクリル酸アルキル第4級ア
ンモニウム塩をあるいは(b)ベンジル基を有する(メタ)
アクリルアミドアルキル第4級アンモニウム塩を骨格と
する重合物が、上記記録媒体を製造するために重合物単
独または水溶性高分子と併用して塗工するのに適してい
ることを見出した。
R2は、同一または異なって、水素あるいはアルキル
基、R3は水酸基1個を有しうる低級アルキレン基を示
す。X-は陰イオンを表す。YはOまたはNHを表す。) 本発明で使用する第4級アンモニウム塩型ポリマー
(a)、(b)が記録画像の耐水性と共に発色性に優れた効果
を発揮する理由は明らかでないが、概ね次のように考え
られる。
ト記録に用いられる染料との結合は主としてイオン結合
であり、ポリマーの化学構造や大きさによってとりうる
コンフォメーション、ポリマーのカチオン性の強さ、カ
チオン基の分布状態、あるいはポリマーの分子量等の要
因がポリマーと染料との結合の仕方に作用し、その結果
記録画像の耐水性や発色性に影響を与えていると考えら
れる。カチオン性ポリマーと染料とが頑固に結合するに
は、使用状態に於いて解離する強さを有するカチオン基
が分子中多数存在し、かつそのカチオン基に染料が接近
できる構造を有していることが必要である。
とが結合してコンプレックスを形成すると、そこに水の
分子が近寄りがたい構造を形成することが必要である。
また、ポリマーのコンフォメーションによって染料がポ
リマーに取り囲まれたり、ポリマーが三次元網目構造を
取る場合は、その網目構造中に染料が取り込まれること
によっても耐水性が得られる。本発明の第4アンモニウ
ム塩型ポリマーは、カチオン基が高密度で存在し、且つ
耐水性を与えるベンジル基が存在することによって、ま
たポリマーの 20%水溶液粘度(20±5℃)が 50〜1000
mPa・s (= cps)という分子量の範囲では、ポリマーが
染料を頑固に捕捉再溶解させないので、画像の耐水性が
よく発色性に優れるものと考えられる。
0%とすることは不可能であるので、20.0〜20.5%の範
囲となるよう調整する。また、本発明の重合物の重量平
均分子量は5万〜50万程度である。
示すベンジル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルの第
4級アンモニウム塩あるいはベンジル基を有する(メタ)
アクリルアミドアルキルの第4級アンモニウム塩の重合
体あるいは共重合体であり、共重合体である場合は、上
記第4級アンモニウム塩を50モル%以上含有すること
が好ましく、80モル%含有することが更に好ましい。
これは、水溶性重合体における上記第4級アンモニウム
塩の割合が50モル%より低いと、記録画像の濃度や耐
水性が低下するためであり、望ましくは第4級アンモニ
ウム塩の割合が80モル%以上であるならば記録画像の
濃度や耐水性を向上し得る。
性重合体は、下記式(2)に示す第3級アミノ基を有する
モノマーとベンジル化剤とを反応して得られる第4級ア
ンモニウム塩モノマーを単独もしくは他の共重合しうる
モノマーと重合するか、あるいは下記式(2)に示す第3
級アミノ基を有するモノマーを単独もしくは他の共重し
うるモノマーと重合した後、ベンジル化剤で4級化する
か、あるいは下記式(3)に示す第4級アンモニウム塩モ
ノマーを直接重合あるいは共重合させることにより得ら
れる。
いはレドックス系重合剤を使用する水溶液重合法や、有
機溶媒中に単量体水溶液を乳化あるいは分散させて行な
う逆相乳化重合法や、逆相懸濁重合法や、単量体は溶解
するが重合体あるいは共重合体は溶解しない有機溶媒中
で重合を行なう沈殿重合法、あるいは有機溶媒中で第3
級アミノ基を有するモノマーを重合あるいは共重合させ
た後ベンジル化剤で4級化する等、それ自体は通常の方
法であるといえる。
応に際し、反応開始後30分間60℃〜70℃で反応さ
せることを特徴とするものであり、このような温度管理
を行なうことにより、目的を達成し得るものである。な
お、30分間とは、それほど厳密な数値ではないが、少
なくとも30分間を要することを意味する。
-108 618公報においても、本発明と同様の原料を
使用し、一見、同様の重合反応を行なうかのような記載
があるが、該公報においては、上記した温度管理につい
て全く開示されていない。そして、該方法においては本
発明のような温度管理は全くなされておらず、事実、該
方法の実施例においても、反応開始後70℃まで加熱す
る旨記載されるだけである。
温度を上げた後、すぐに次の操作を行なっているため、
反応系が60℃〜70℃という温度範囲にある時間は、
せいぜい10〜20分程度にすぎないのである。そし
て、該方法で得られる重合物は、その 20%水溶液粘度
が 1500mPa・s (= cps) 程度のものであって、本発明
の重合物とは全く異なるのである。
水素あるいはアルキル基、R3は水酸基1個を有し得る
低級アルキレン基を示す。YはO又はNHを示す。) 一般式(3)
と同意義である。X-は陰イオンを表す。) 上記一般式(2)および(3)中、R1及びR2のアルキル基
としては、メチル、エチル等の低級のものから炭素数1
8のオクタデシル程度の高級のものまで広範囲のものが
挙げられる。R3は水酸基1個を有し得る低級アルキレ
ン基としては、メチレン、エチレン、プロピレン等のC
1〜C4のアルキレンやCH2CH(OH)CH2等が挙げら
れる。さらに一般式(3)に於けるX-の陰イオンとして
は、ハロゲンイオン(特に塩素イオン、臭素イオン、ヨ
ウ素イオン)、スルホン酸イオン等が挙げられる。
するモノマーとしては、N、N-ジメチルアミノエチル
(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノエチル(メ
タ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノプロピル(メ
タ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノ-2-ヒドロキ
シプロピル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノ
プロピル(メタ)アクリルアミドなどが挙げられる。ベン
ジル化剤としては塩化ベンジル、臭化ベンジル、ベンジ
ルスルホン酸などが挙げられる。
塩モノマーとしては、(メタ)アクロイルオキシエチルジ
メチルベンジルアンモニウムクロライド、(メタ)アクロ
イルオキシエチルジエチルベンジルアンモニウムクロラ
イド、2-ヒドロキシ-3-(メタ)アクロイルオキシプロ
ピルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、(メタ)
アクリルアミドプロピルジメチルベンジルアンモニウム
クロライド、2-ヒドロキシ-3-(メタ)アクリルアミド
プロピルジメチルベンジルアンモニウムクロライドなど
が挙げられる。
その変性化された第4級アンモニウム塩モノマーあるい
は第4級アンモニウム塩モノマー以外の単量体として
は、例えばエチレン、ブタジエン、スチレン、アルファ
メチルスチレン、酢酸ビニル、(メタ)アクリル酸エステ
ル、(メタ)アクリル酸アルキルアミン、(メタ)アクリル
アミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N,N-
ジメチル(メタ)アクリルアミド、メチレンビスアクリル
アミド、(メタ)アクリルニトリル、(メタ)アクリルアミ
ドアルキルアミン、ビニルピリジン、2-ヒドロキシエ
チル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メ
タ)アクリレート等が挙げられ、これらの一種又はそれ
以上を共重合体の水溶性を損なわない範囲で共重合する
ことができる。なお、重合反応終了時、目的重合物の 2
0%水溶液を直接得て、そのまま生成物の粘度を測定し
得るように、原料化合物と水との量を予め調整して反応
を行なうようにしてもよい。
合いを持ったインクジェット用記録媒体に本発明の水溶
性重合物を用いる場合は、コート紙に使用した場合に比
べ印字品位がその水溶性重合物の特性に大きく依存する
ため、その 20%の水溶液粘度(20±5℃)が 50mPa
・s (= cps)以上 1000mPa・s (= cps)以下であること
が好ましい。
s (= cps)未満の場合には、アニオン基を有する水溶性
染料を吸着した重合物の自由度が大きく、その結果耐水
性を低下させるので好ましくない。また、20%水溶液粘
度(20±5℃)が 1000mPa・s (= cps)を超える場合
は、塗工層のバリヤー性が高くなりすぎ、インク吸収性
が悪化してインクがはじかれてしまい、印字品位が著し
く低下する。さらに、ポリマーの粘度や塗工液の粘度が
高くなりすぎ、現在の一般的な塗工設備を考慮すれば、
現実的でない。
はインクジェット記録に適するものであればどのような
ものでもよく、代表的には紙が挙げられるが、その他に
布や、例えばオーバーヘッドプロジェクションに使用さ
れるポリエチレンフタレート樹脂フィルムのような各種
樹脂フィルムなどにも使用し得る。
対して塗布量又は含浸量として固形分で 0.05〜2.5g/m
2、好ましくは 0.1〜1.5g/m2で十分な画像耐水効果を
発現し得る。なお、その際、澱粉、変性澱粉、ポリアク
リルアミド、ポリビニルアルコールなどの水溶性高分子
を併用してもよく、併用することがより好ましい。
性、印字品位に優れた画像が得られる。これは、インク
中の色材が媒体のカチオンポリマーとイオン的相互作用
により会合を起こして瞬間的に溶液相から分離を起こす
が、カチオンポリマーが水溶性樹脂中に固定されている
ため色材とカチオンポリマーの会合体は水溶性樹脂中に
固定されて、記録紙の繊維間の隙間に入り込みにくくな
り、その結果として固液分離した液体部分のみが記録紙
中にしみこむことになり印字品位と定着性の両立が達成
されるためと思われる。塗布方法としては従来公知の方
法をそのまま用いることが可能である。即ち、サイズプ
レス、ゲートロールコーター、エアナイフコーター、ブ
レードコーター、スプレー等が利用できる。
(以下、単に公報という)には本発明の一般式(1)の化合
物と類似した構造の(メタ)アクリル酸アルキル4級アン
モニウム塩、或いは(メタ)アクリルアミドアルキル4級
アンモニウム塩を骨格とした重合物(比較例の化合物
G、参照)を、支持体に塗工又は含浸したインクジェッ
ト記録用シートが記載されている。
Gを用いた例について、公報第8頁左上欄には「本発明
と類似した構造であるが・・・大きな疎水基を有してい
る比較例3および4が悪い。」とある。また、同8頁左
下欄において「本発明外の化合物(G)と明記されてお
り、「ベンジル基を有するメタアクリル系第4級アンモ
ニウム塩型カチオン性モノマー重合物」が公報記載の発
明には含まれないものであることは明白である。即ち、
公報記載の発明では化合物Gとシリカを併用し、いわゆ
るインクジェット専用紙としての性能を評価している。
の顔料を併用することなく、筆記特性や電子写真印刷適
性を重視した普通紙ライクのインクジェット用紙として
使用したときに、上記発明に於いては弊害をなすもので
あった「大きな疎水基」が有効に作用し、特に耐水性に
対して効果をもたらすのである。
が対象とする用紙と異なっており、そのため薬剤に要求
される親水性と疎水性のバランスは公報に示される化合
物のそれとは異なってくる。事実、公報の実施例に示さ
れる化合物よりも本発明の「ベンジル基を有するメタア
クリル系第4級アンモニウム塩型カチオン性モノマーの
重合物」が普通紙ライクのインクジェット用紙に有用で
ある。この事実は公報の記載から類推されるものではな
く、本発明により明らかにされた成果である。
く説明する。
ルベンジルアンモニウムクロライドの 60%水溶液 50.6
gをイオン交換水 90gに溶かし、窒素を吹き込みなが
ら60℃まで加熱し、重合開始剤として2,2'-アゾビ
ス(2-アミジノプロパン)ヒドロクロライド 0.5%水溶
液 15gを加える。重合開始から30分間70℃以上と
ならないように温度管理する。その後80℃で3時間反
応して、重合生成物(A)146g(固形分 20.3%、粘度;55
mPa・s (= cps))を得た。
と重合生成物(A)を固形重量比で2/1となるように混
合し、濃度が6%となるよう調整した塗工液を、坪量 6
4g/m2、厚さ80μm、ステキヒトサイズ度10秒の中
性紙(1)にサイズプレスを用いて乾燥固形分 1.5g/m2
となるように塗工し、本発明の記録媒体を作製した。
は、BJC-455J(キヤノン製)にて印刷し評価し
た。評価項目として、各色のベタ印刷部について以下の
項目について行なった。 (1)画像濃度 :マクベス反射濃度計RD920にて
測定した。 (2)耐水性 :印刷後の資料にイオン交換水を落と
し自然乾燥させた後、文字あるいは画像の滲みを目視に
て評価を行なった。 (3)フェザリング:文字あるいは線部のヒゲの発生状態
を目視にて評価を行なった。
ミノプロピルアクリルアミドを塩化ベンジルで4級化し
たアクリルアミドプロピルジメチルベンジルアンモニウ
ムクロライドを用いた他は、実施例1と同じ条件で反応
させ、重合生成物(B)48g(固形分 20.1%、粘度;250m
Pa・s (= cps))を得た。
工方法と同じ条件で塗工し、記録媒体を得た。
シエチルジメチルベンジルアンモニウムクロライドの 6
0%水溶液 40.5gとメタクロイルオキシエチルジメチル
アンモニウム 10.1gを用い、重合開始剤として2,2'-
アゾビス(2-アミジノプロパン)ヒドロクロライド 0.5
%水溶液3gを用いた以外は、実施例1と同じ条件で反
応させ、重合生成物(C)44g(固形分 20.2%、粘度;800
mPa・s (= cps))を得た。
工方法と同じ条件で塗工し、記録媒体を得た。
チルベンジルアンモニウムクロライドの 60%水溶液 5
0.6gをイオン交換水 90gに溶かし、窒素を吹き込みな
がら70℃まで加熱し(所要時間15分)、2,2'-アゾ
ビス(2-アミジノプロパン)ヒドロクロライド2%水溶
液5gを加え、80℃で3時間反応して、生成物(D)143
g(固形分20.3%、粘度;30mPa・s (= cps))を得た。
同じ条件で塗工し、記録媒体を得た。
チルベンジルアンモニウムクロライドの 60%水溶液 5
0.6gをイオン交換水 90gに溶かし、窒素を吹き込みな
がら60℃まで加熱し、2,2'-アゾビス(2-アミジノ
プロパン)ヒドロクロライド 0.1%水溶液5gを加え、7
0℃で6時間反応して、生成物(E)143g(固形分 20.1
%、粘度;2000mPa・s (= cps))を得た。
同じ条件で塗工し、記録媒体を得た。
シエチルジメチルアンモニウムを用いた他は、実施例1
と同じ条件で重合し、生成物(F)146g(固形分 20.4
%、粘度;90mPa・s (= cps))を得た。
同じ条件で塗工し、記録媒体を得た。
シエチルトリメチルアンモニウムクロライドを用いた他
は、実施例1と同じ条件で重合し、生成物(G)145g(固
形分 20.4%、粘度;200mPa・s (= cps))を得た。
同じ条件で塗工し、記録媒体を得た。
例1〜3と比較例1〜4との比較から明らかなように、
インクジェット記録した場合、耐水性、フェザリングに
優れるなどの特性を有する。
Claims (3)
- 【請求項1】 その20%水溶液粘度が50〜1000
mPa・sである、下記一般式(1)で示される、(a)ベン
ジル基を有する(メタ)アクリル酸アルキル第4級アンモ
ニウム塩をあるいは(b)ベンジル基を有する(メタ)アク
リルアミドアルキル第4級アンモニウム塩をモノマーに
有する重合物を有効成分とするインクジェット記録用添
加物。 一般式(1) 【化1】 (式中、Rは水素またはメチル基、R1及びR2は、同一
または異なって、水素あるいはアルキル基、R3は水酸
基1個を有しうる低級アルキレン基を示す。X-は陰イ
オンを表す。YはOまたはNHを表す。) - 【請求項2】 請求項1のインクジェット記録用添加物
を水溶性高分子と併用して塗工してなるインクジェット
用記録媒体。 - 【請求項3】 一般式(2)で示される第3級アミノ基を
有するモノマーとベンジル化剤とを反応させて得られる
第4級アンモニウム塩モノマーを、単独もしくは他の共
重合しうるモノマーと、反応開始後30分間60℃〜7
0℃を保持するように温度管理して重合するか、 一般式(2)で示される第3級アミノ基を有するモノマー
を、単独もしくは他の共重合しうるモノマーと、反応開
始後30分間60℃〜70℃を保持するように温度管理
して重合した後、ベンジル化剤で4級化するか、 あるいは一般式(3)で示される第4級アンモニウム塩モ
ノマーを、単独もしくは他の共重合しうるモノマーと、
反応開始後30分間60℃〜70℃を保持するように温
度管理して重合することを特徴とする、請求項1記載
の、その20%水溶液粘度が50〜1000mPa・s
(20±5℃)である、一般式(1)を骨格とする重合物の
製造法。 一般式(2) 【化2】 式中、Rは水素またはメチル基、R1およびR2は、同一
または異なって、水素またはアルキル基、R3は水酸基
一個を有し得る低級アルキレン基を示す。YはOまたは
NHを示す。) 一般式(3) 【化3】 式中、Rは水素またはメチル基、R1およびR2は、同一
または異なって、水素またはアルキル基、R3は水酸基
一個を有し得る低級アルキレン基を示す。YはOまたは
NHを表す。)
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JP2000138483A JP2001026179A (ja) | 1999-05-11 | 2000-05-11 | インクジェット記録用添加物およびその製造方法およびそれを塗布した媒体 |
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EP1422071A1 (en) | 2002-11-19 | 2004-05-26 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Ink jet recording sheet |
-
2000
- 2000-05-11 JP JP2000138483A patent/JP2001026179A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP1422071A1 (en) | 2002-11-19 | 2004-05-26 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Ink jet recording sheet |
US7754297B2 (en) | 2002-11-19 | 2010-07-13 | Fujifilm Corporation | Ink jet recording sheet |
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