JP3614941B2 - 写真印画紙用支持体 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は写真印画紙支持体に関し、特に基体の両面に耐水性樹脂被覆層を設けてなる写真印画紙用支持体に関し、画像の鮮鋭性(解像力)、表面特性に優れた写真用支持体に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、写真印画紙用支持体として、その両面を樹脂で被覆したものが知られており、特に、乳剤塗布側の被覆層には、二酸化チタン、顔料、ブルーイング剤(青色顔料も含む)、蛍光増白剤などが含有される(米国特許第3501298号公報)。
【0003】
この場合に使用する二酸化チタンは、耐水性と共に光反射効率を高める作用を有するが、この二酸化チタンの含有量を増加させれば増加させる程、画像解像力が向上することが知られている。
【0004】
ところで、この耐水性樹脂層を形成するに際しては、二酸化チタンを含有する耐水性樹脂をスリットダイから短時間でフィルム状に溶融押し出ししているが、樹脂被覆中に20重量%以上の二酸化チタンを含有させ、従来の如く290〜350℃の吐出温度で溶融押し出しを行った場合には、耐水性樹脂層の割れ(以下、膜割れという)を生じたり、押出機ダイリップ部に筋(以下、ダイリップ筋という)が発生し易くなる。
【0005】
そして、このような膜割れが発生すると、製品の外観を著しく損なうのみならず、耐水性も失うため商品価値が無くなり、また、ダイリップ筋が発生すると、製造されたフィルム或いは積層物の表面に縦方向に連続的なスジが生ずるので、製品の外観を著しく損なうばかりでなく、延伸などの二次加工時においてもフィルムの透明度にムラが発生し、商品価値を著しく低下させる。
【0006】
そこで、こうした欠点を改善するために、吐出温度を290℃未満にした場合には紙基体と耐水性樹脂間の密着力が著しく低下し、また、溶融した耐水性樹脂の流動性も下がるため、押し出しラミネート時のクーリングロールの同伴エアーがクーリングロールとプレスロール間のニップ部2に浸入した時、その同伴エアーが行き場を失い溶融した耐水性樹脂を押すことによって、発生する凹状故障、これが発生すると平面性が悪くなる。さらに耐水性樹脂層にクレータが発生しやすい。従って、従来は、解像力を犠牲にしても、二酸化チタンの含有量を20重量%以下に抑制するという方法が採られていた。
【0007】
ところが、最近、二酸化チタン含有層に粘着付与剤樹脂を添加し、175〜290℃の吐出温度で溶融押し出しすることにより、二酸化チタンの含有量を増加させた高解像力印画紙用支持体が開発された(国際公開番号:WO92/17538)。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明者等は、上記の高解像力印画紙用支持体について詳細に検討したところ、この方法では、二酸化チタンの分散性が充分でないのみならず、押し出しラミネート後の冷却ロールからの剥離性が悪いために、製品の外観不良が発生し易いことが判明した。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、より確実に、高解像力印画紙用支持体を製造するために鋭意検討した結果、膜割れ及びダイリップ筋の発生は、樹脂組成物中の二酸化チタンに吸着あるいは結合している水分に左右されることがわかり、使用する二酸化チタンの粒子表面がシランカップリング剤として特定のシリコーンオリゴマーで被覆処理された二酸化チタン顔料を使用することにより、二酸化チタン顔料を容易にポリオレフィン樹脂層に20重量%以上含有させることができる上、325℃前後の溶融温度で押し出し成形した場合であっても、膜割れダイリップ筋等の発生がなく、かつ接着性が十分に維持されることを見出し、本発明に到達した。
【0010】
すなわち、本発明は、基体の両面に耐水性樹脂被覆層を設けてなる写真印画紙用支持体において、少なくとも乳剤を塗布する側の耐水性樹脂被覆層中に、二酸化チタン顔料を含有し、該二酸化チタン顔料の粒子表面がシランカップリング剤として後述するシリコーンオリゴマーで被覆処理された二酸化チタン顔料であることを特徴とする写真印画紙用支持体である。
【0011】
以下、本発明の写真印画紙用支持体及びその製造方法について詳細に説明する。本発明において基体表面を被覆する層は、単一の層でも2層、3層等の多層構造であっても良い。
【0012】
本発明において被覆層を形成する耐水性樹脂は、170〜345℃で溶融押出することのできる樹脂の中から適宜選択して用いることができるが、通常は、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂が用いられる。
【0013】
また、ポリエチレンは、高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、線状低密度ポリエチレン(L−LDPE)等の何れでも良いが、写真印画紙用支持体の剛性を重視する場合には、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン(HDPE)、綿状低密度ポリエチレン(L−LDPE)等を用いることが好ましい。
【0014】
これらの樹脂は、単独で用いても、2種以上を混合して使用しても良い。本発明においては、乳剤を塗布する側の耐水性樹脂被覆層の内の少なくとも1層には、画質を良好とする観点から、二酸化チタン等の無機顔料、ブルーイング剤、蛍光増白剤等を含有させることが好ましい。基体に接する最下層の耐水樹脂被覆層には、基紙との接着性を良好とする観点から、粘着性付与剤樹脂や接着性樹脂等を含有させることもできる。また、その他、用途に応じて、適宜、酸化防止剤、剥離剤、中空ポリマー等を含有させても良い。
【0015】
本発明で使用する二酸化チタンの形態は、アナターゼ型であってもルチル型であっても良いが、白色度を優先する場合にはアナターゼ型を使用することが好ましく、鮮鋭度を優先する場合にはルチル型を使用することが好ましい。また、白色度及び鮮鋭度の双方を考慮して、アナターゼ型とルチル型とをブレンドして用いても良いし、二酸化チタン含有層を2層として、一方の層にアナターゼ型二酸化チタンを添加し、他方の層にルチル型二酸化チタンを添加しても良い。
【0016】
二酸化チタンの平均粒子サイズは0.1〜0.4μmの範囲であることが好ましい。その平均粒子サイズが0.1μm未満となると、樹脂層中に均一に混合分散することが困難となり、逆に、0.4μmを超えると、十分な白色度が得られない上被覆表面に突起が生じ、画質に悪影響を及ぼす。
【0018】
本発明で使用する二酸化チタン顔料は、粒子表面がシランカップリング剤で被覆処理された二酸化チタン顔料であり、シランカップリング剤としては、下記の一般式に示すシリコーンオリゴマーが使用される。
【0019】
【化2】
【0020】
(上記一般式中、n=1〜5、R=CH3 又はC2 H5 )
【0021】
シランカップリング剤の処理量は、二酸化チタンに対し0.05〜2.5重量%であることが好ましい。より好ましくは0.5〜2.0重量%である。処理量が0.05重量%未満になるとシランカップリング剤による表面処理効果が得られず、又、処理量が2.5重量%を超えると二酸化チタンに対し、過剰な処理となりかえって二酸化チタンを溶融ポリオレフィン中に20重量%以上含有させることが困難となる。
【0022】
また、二酸化チタン表面には、二酸化チタン顔料の活性を抑制するため、該シランカップリング剤表面処理を実施する前に無機表面処理剤で表面処理することが好ましい。無機表面処理剤としては、Al2 O3 、SiO2 の少なくとも1つであることが好ましく、その無機表面処理剤の処理量は、二酸化チタンに対して0.01〜1.8重量%より好ましくは0.2〜1.0重量%(無水物の形で計算して)である。
【0023】
二酸化チタンの表面が無機表面処理されていないと、二酸化チタンの耐熱性が低く、320℃前後の押出ラミネートに使用した場合に、二酸化チタンが黄変してしまう可能性がある。また、二酸化チタンの活性が抑制されないため、二酸化チタン粒子が凝集し、押し出しラミネート出口近傍に異物の押し出しを防ぐために一般に設けられている20〜400メッシュ相当の金属製の濾網に引っかかり、押し出し機内の圧力上昇を引き起こす可能性もある。
【0024】
一方、二酸化チタンに対し無機表面処理剤の処理量が、1.8重量%以上となると無機表面処理剤の表面に水分が付着しやすくなり、押し出しラミネートに使用すると著しくダイリップ汚れの成長が早く、また、膜割れが生じやすくなるため押し出しラミネートする樹脂組成物中の二酸化チタンの含有率を20重量%以上に高めることが困難になる。
【0025】
二酸化チタンは、高級脂肪酸の金属塩、高級脂肪酸エチル、高級脂肪酸アミド、高級脂肪酸、ポリオレフィンワックス等を分散助剤として用い、2本ロール、3本ロール、ニーダー、バンバリーミキサー、連続混練等の混練機で耐水性樹脂中に練り込まれる。得られた二酸化チタン顔料含有耐水性樹脂は、ペレット形状に成形され二酸化チタン顔料のマスターバッチとして用いられる。特に分散助剤としては、ステアリン酸金属塩が好ましく、より好ましくはステアリン酸亜鉛である。
【0026】
ペレット中の二酸化チタン濃度は、30〜75重量%程度であることが好ましく、分散助剤は一般に0.5〜10重量%程度であることが好ましい。二酸化チタン濃度が30重量%未満となるとペレットのカサが大きくなり、逆に75重量%を超えると二酸化チタンの分散性が悪くなるとともにペレットにひび割れが生じやすくなる。また、二酸化チタンを含有したマスターバッチは使用前に50〜90℃、2時間以上のドライ乾燥あるいは真空乾燥をするのが好ましい。
【0027】
乳化剤の耐水性樹脂層は、ブルーイング剤とを含有させることもできる。このブルーイング剤としては、一般に知られる群青、コバルトブルー、酸化燐酸コバルト、キナクリドン系顔料等とそれらの混合物が挙げられる。ブルーイング剤の粒子径は特に制限されるものではないが、通常、0.3〜10μmの範囲であることが好ましい。
【0028】
本発明における多層耐水樹脂層におけるブルーイング剤は、最上層に用いた場合には0.2〜0.4重量%、下層側に用いた場合には0〜0.15重量%の範囲で含有させることが好ましい。
【0029】
ブルーイング剤は、2本ロール、3本ロール、ニーダー、バンバリーミキサー連続混練等の混練機で耐水樹脂中に練込まれる。得られたブルーイング剤含有耐水樹脂はペレット形状に形成され、ブルーイング剤のマスターバッチとして用いられる。
【0030】
ペレット中のブルーイング剤の濃度は、1〜30重量%程度であることが好ましい。ブルーイング剤のペレットを成形する際に、二酸化チタンを一緒に練り込むこともでき、またブルーイング剤の分散を助けるために、低分子量の耐水性樹脂、ポリオレフィンワックス、高級脂肪酸の金属塩、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸アミド、高級脂肪酸等の分散助剤を用いることができる。
【0031】
本発明に係る耐水性樹脂層中には、酸化防止剤を含有させることもできる。その含有量は、耐水性樹脂量に対して50〜1、000ppm程度であることが好ましい。こうして作製された二酸化チタン顔料及び/又はブルーイング剤を含有するマスターバッチは、耐水性樹脂を用いて適宜希釈し、押し出しラミネート用に供される。
【0032】
前記粘着付与剤樹脂は、ロジン誘導体樹脂、テルペン樹脂(例えば、高分子β−ピネン)、クマロン・インデン樹脂及び石油系炭化水素樹脂等の中から適宜選択される。これらは単独で用いても2種以上を混合していても良い。
【0033】
上記石油系炭化水素樹脂の具体例としては、脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、ジシクロペンタジエン系石油樹脂、共重合系石油樹脂、水添系石油樹脂及び脂環族系石油樹脂等が挙げられる。脂肪族系石油樹脂は、特に炭素原子数5のものが好ましく、芳香族系石油樹脂は、特に炭素原子数9のものが好ましい。
【0034】
このような粘着付与剤樹脂の配合量は前記耐水性樹脂に対し、0.5〜60重量%の範囲であり、好ましくは10〜35重量%の範囲である。粘着付与剤樹脂の配合量が0.5重量%未満となると、接着不良となり、60重量%を超えると製造時のネックインが発生しやすくなる。
【0035】
前記の耐水性樹脂と熱融着可能な接着性樹脂としては、例えば、アイオノマー、エチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)、エチレン−アクリル酸共重合体並びにこれらの金属塩等が挙げられる。この接着性樹脂の配合量は、上記耐水性樹脂に対して20〜500重量%の範囲であり、好ましくは50〜200重量%の範囲である。尚、粘着付与剤樹脂と接着性樹脂を併用しても良い。
【0036】
次に、本発明における単層あるいは多層耐水性樹脂層は、加熱溶融した上記二酸化チタン顔料及び/又はブルーイング剤を含有するペレットを溶融し、必要に応じて耐水性樹脂で希釈して溶融し、紙や合成紙等の走行する基体上に、通常ラミネート法、逐次ラミネート法、又は、フィートブロックタイプ、マルチマニホールドタイプ、マルチスロットタイプ等の単層あるいは多層押出ダイによるラミネート法のいずれかの方法により形成される。単層あるいは多層押出用ダイの形状は特に制限されるものではないが、一般にTダイ、コートハンガーダイ等が好ましく用いられる。
【0037】
樹脂を基体に被覆する前に、基体にコロナ放電処理、火炎処理、グロー放電処理、またはプラズマ処理などの活性化処理を施すことが好ましい。
【0038】
本発明の耐水性樹脂層が、例えば3層で構成される場合には、最上層の膜厚は0.5〜50μm、中間層の膜厚は5〜50μm、最下層の膜厚は0.5〜50μmであることが好ましい。
【0039】
乳剤塗布剤の耐水性樹脂層の最外層表面には、光沢面、又は特開昭55−26507号公報記載の微細面、マット面又は絹目面の型付けがされ、裏面は無光沢面の型付けをする。型付けした後の表面にコロナ放電処理、火炎処理などの活性化処理を施すことができ、再に活性化処理後に、特開昭61−846443号公報に記載のような下引き処理をすることもできる。
【0040】
本発明に用いられる基体としては、通常の天然パルプを主成分とする天然パルプ紙、天然パルプと合成繊維とから成る混抄紙、合成繊維を主成分とする合成繊維紙、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンなどの合成樹脂フィルムを擬紙化した、所謂合成紙の何れでもよいが、写真印画紙用の基体としては、天然パルプ紙(以下、単に原紙という)が特に好ましく用いられる。
【0041】
原紙に対する添加薬品としては、アルキルケテンダイマーの他、クレー、タルク、炭酸カルシウム、尿素樹脂微粒子等の充填剤、ロジン、高級脂肪酸塩、パラフィンワックス、アルケニルコハク酸等のサイズ剤、ポリアクリルアミド等の紙力増強剤、硫酸バンド等の定着剤などを添加したものが用いられる。その他、必要に応じて、染料、蛍光染料、スライムコントロール剤、消泡剤等が添加される。
【0042】
また、必要に応じて以下の柔軟化剤を添加することができる。
柔軟化剤に関しては、例えば新・紙加工便覧(紙薬タイム社編)554〜555頁(1980年発行)に記載があるが、特に分子量200以上のものが好ましい。この柔軟化剤は、炭素数10以上の疎水性基を有し、又、セルロースと自己定着するアミン塩又は第4級アンモニウム塩となっている。
【0043】
柔軟化剤の具体例としては、無水マレイン酸共重合体とポリアルキレンポリアミンとの反応生成物、高級脂肪酸とポリアルキレンポリアミンとの反応生成物、ウレタンアルコールとアルキル化剤との反応生成物、高級脂肪酸の4級アンモニウム塩等が挙げられるが、特に無水マレイン酸共重合体とポリアルキレンポリアミンとの反応生成物、ウレタンアルコールとアルキル化剤との反応生成物が好ましい。
【0044】
パルプ表面に、ゼラチン、スターチ、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコールの変性物等の皮膜形成性ポリマーにより、表面サイズ処理することもできる。この場合のポリビニルアルコールの変性物としては、カルボキシル基変性物、シラノール変性物及びアクリルアミドとの共重合体等が挙げられる。また皮膜形成ポリマーの塗布量は、0.1〜5.0g/m2 、好ましくは0.5〜2.0g/m2 に調整される。
【0045】
更に、上記皮膜形成性ポリマーには、必要に応じて帯電防止剤、蛍光増白剤、顔料、消泡剤などを添加することができる。
【0046】
原紙は、上述したパルプ及び必要に応じて添加した充填剤、サイズ剤、紙力補強剤、定着剤等の添加剤を含有したパルプスラリーを長網抄紙機等の抄紙機により抄紙し、乾燥し、巻き取って製造される。この乾燥の前後のいずれかにおいて、前記表面サイズ処理が行われ、又、乾燥後から巻取りの間にカレンダー処理が行われる。
【0047】
上記のカレンダー処理は、表面サイズ処理を乾燥後に行う場合には、表面サイズ処理の前後のいずれにおいても実施することができるが、各種処理を実行した最終の仕上げ工程でカレンダー処理を実施することが好ましい。カレンダー処理に使用する金属ロールや弾性ロールは、通常の紙の製造に用いられる公知のものが使用される。
【0048】
本発明の写真印画紙用支持体に用いられる原紙は、上述したカレンダー処理によって、最終的に、50〜250μmの膜厚に調整される。原紙の密度は、0.8〜1.3g/m3 、好ましくは1.0〜1.2g/m3 である。
【0049】
本発明における写真印画紙用支持体には、帯電防止、カール防止等のために各種のバックコート層を塗設することができる。また、バックコート層には特公昭52−18020号、特公昭57−9059号、特公昭57−53940号、特公昭58−56859号、特開昭59−214849号、特開昭58−184144号等の各公報に記載もしくは例示されている無機帯電防止剤、有機帯電防止剤、親水性バインダー、ラテックス、硬化剤、顔料、界面活性剤等を適宜組み合わせて含有させることができる。
【0050】
本発明における写真用支持体は、各種の写真構成層が塗設されてカラー写真印画紙、白黒写真印画紙、写植印画紙、反転写真材料、銀塩拡散転写法ネガ及びポジ、印刷材料等の各種の用途に用いることができる。例えば、塩化銀、臭化銀、塩臭化銀、沃臭化銀、塩沃臭化銀乳剤層を設けることができる。ハロゲン化銀写真乳剤層にカラーカプラーを含有せしめて、多層ハロゲン化銀カラー写真構成層を設けることもできる。物理現象核を含有せしめて銀塩拡散転写受像層を設けることもできる。
【0051】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって更に詳述するが本発明はこれによって限定されるものではない。
【0052】
実施例1
出力17kwのコロナ放電によって処理した巾3m平均重量169g/m2 の紙基体(図1の1)の裏面に表面マット粗さ10μmのクーリングロールを用い、下記表1に示した組成のポリエチレン樹脂を溶融吐出膜温度333℃、ラインスピード250m/分で多層押出しラミネートし、厚さ27μmのポリエチレン樹脂層(図1の2)を設けた。
【0053】
【表1】
【0054】
次に乳剤を塗布する側である紙基体(図1の1)の表面に表面マット粗さ0.7μmのクーリングロールを用い、下記表2で示した組成物をラインスピード250m/分で押し出しラミネートし、耐水性樹脂層(図1の3)を設け、その後表面には18kw、裏面には12kwのコロナ放電処理を施し、写真印画紙用支持体を作製した。
【0055】
【表2】
(なお、シランカップリング剤Aは一般式中、n=1、R=CH3 のシリコーンオリゴマーである。)
【0056】
実施例2
乳剤塗布する側の耐水性樹脂層(図2の3,4)を表3の組成に変えた以外は、実施例1と同様の方法で写真印画紙用支持体を作成した。
【0057】
【表3】
【0058】
実施例3
乳剤塗布する側の耐水性樹脂層(図3の3,4,5)を表4の組成に変えた以外は、実施例1と同様の方法で写真印画紙用支持体を作成した。
【0059】
【表4】
【0060】
実施例4
乳剤塗布する側の耐水性樹脂層(図3の3,4,5)を表5の組成に変えた以外は、実施例1と同様の方法で写真印画紙用支持体を作成した。
【0061】
【表5】
【0062】
実施例5
乳剤塗布する側の耐水性樹脂層を表6の組成に変えた以外は、実施例1と同様の方法で写真印画紙用支持体を作成した。
【0063】
【表6】
【0064】
比較例1
乳剤塗布する側の耐水性樹脂層を下記のTiO2 に変えた以外は、実施例1と同様の方法で写真印画紙用支持体を作成した。
【0065】
【0066】
比較例2
乳剤塗布する側の耐水性樹脂層3のTiO2 を下記のTiO2 に変えた以外は、実施例3と同様の方法で写真印画紙用支持体を作成した。
【0067】
アナターゼ型 TiO2
(表面処理量:Al2 O3 0.7重量%)
【0068】
比較例3
乳剤塗布する側の耐水性樹脂層3のTiO2 を下記のTiO2 に変えた以外は、実施例3と同様の方法で写真印画紙用支持体を作成した。
【0069】
【0070】
比較例4
乳剤塗布する側の耐水性樹脂層3のTiO2 を下記のTiO2 に変えた以外は、実施例5と同様の方法で写真印画紙用支持体を作成した。
【0071】
【0072】
比較例5
乳剤塗布する側の耐水性樹脂層3のTiO2 、樹脂温度を下記のTiO2 、樹脂温度に変えた以外は、実施例1と同様の方法で写真印画紙用支持体を作成した。
【0073】
【0074】
比較例6
乳剤塗布する側の耐水性樹脂層3のTiO2 を下記のTiO2 に変えた以外は、実施例3と同様の方法で写真印画紙用支持体を作成した。
【0075】
【0076】
比較例7
乳剤塗布する側の耐水性樹脂層を表7の組成に変えた以外は、実施例1と同様の方法で写真印画紙用支持体を作成した。
【0077】
【表7】
【0078】
上記のようにして得られた写真印画紙用支持体について、それぞれ耐水性樹脂層の膜割れ及びリップ汚れによる筋、耐水性樹脂層と基体との密着、耐水性樹脂層のクレータ、耐水性樹脂層を形成する際の樹脂上昇圧、写真印画紙用支持体における画質のシャープネスについて調べた。その結果を表8に示す。表8には示す特性の評価方法は次の通りである。
【0079】
◎ 製造適性あるいは商品価値が優れているレベル
○ 〃 が良好なレベル
△ 〃 がやや劣るレベル
× 〃 が全くないレベル
【0080】
【表8】
【0081】
表8から明らかなように本発明の写真印画紙用支持体においては、上記した特性においていずれも製造適性あるいは商品価値が優れているか又は良好な状態を示している。一方、従来の二酸化チタンを用いた場合、上記の特性中、少なくとも一つ以上の特性において、製造適性あるいは商品価値においてやや劣るかあるいは全くないレベルを示している。
【0082】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、、耐水性樹脂層を325℃前後の溶融温度で押出溶融法で成形しても樹脂圧の上昇がなく、製造適性に優れており、また、耐水性樹脂層における膜割れ、リップ汚れによる筋、クレータの発生がなく、かく耐水性樹脂と基体の密着がよく、耐水性樹脂層中の二酸化チタンを20重量%以上含有させることができるため、画像の鮮鋭性(シャープネス)に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1による写真印画紙用支持体の要部断面図である。
【図2】本発明の実施例2による写真印画紙用支持体の要部断面図である。
【図3】本発明の実施例3による写真印画紙用支持体の要部断面図である。
【符号の説明】
1 基体
2,3,4,5 耐水性樹脂層
Claims (5)
- 前記二酸化チタン顔料が、前記シリコーンオリゴマーによる処理の前に二酸化チタンを無機表面処理剤で処理されたものである請求項1に記載の写真印画紙用支持体。
- 前記二酸化チタンに対するシリコーンオリゴマーの表面処理量が0.01〜5重量部である請求項1に記載の写真印画紙用支持体。
- 前記無機表面処理剤が、Al2 O3 又はSi2 Oの少なくとも1つからなる請求項2に記載の写真印画紙用支持体。
- 二酸化チタンに対し、無機表面処理剤の処理量が無水物の形で計算して0.01〜1.8重量%で処理されたものである請求項2又は請求項4に記載の写真印画紙用支持体。
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