JP4567018B2 - インクジェット記録媒体 - Google Patents

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Description

本発明は、インクジェット記録媒体に関するものであり、更に詳しくは染料インクと顔料インクのどちらを用いても、インクジェット記録媒体上に記録された印字画像が鮮明であり、適度な光沢を持たせたインクジェット記録媒体に関するものである。
インクジェット記録方式は、インクの微小液滴を種々の作動原理によって飛翔させて紙などの記録媒体に付着させ、画像・文字などの記録を行なうものであるが、高速、低騒音、多色化が容易、記録パターンの融通性が大きい、現像及び定着が不要などの特徴があり、漢字を含め各種図形及びカラー画像などの記録装置として、種々の用途において急速に普及している。さらに、多色インクジェット方式によって形成される画像は、製版方式による多色印刷やカラー写真方式による印画に比較して遜色のない記録を得ることが可能であり、作製部数が少なくて済む用途では写真技術によるものよりも安価であることからフルカラー画像記録分野にまで広く応用されつつある。
インクジェット技術の進歩に従い、プリンターが高速印字可能となり、色再現性や階調性を高めるために、インクの種類や打込み量が多くなる傾向がある。
このインクジェット記録方式で使用される記録媒体としては、印字濃度が高く、色調が明るく鮮やかであること、インクの吸収が早く、コックリング(波うち)やボコツキが生じないことなどが要求される。
これらの課題を解決するために、現在までいくつかの提案がなされてきた。例えば、低サイズの原紙に表面加工用の塗料を湿潤させてなるインクジェット記録用紙が開示されている(例えば、特許文献1を参照。)。また、支持体表面にインク吸収性の塗層を設けたインクジェット記録用紙が開示され(例えば、特許文献2を参照。)、更に、被覆層中の顔料として非膠質シリカ粉末を使った例(例えば、特許文献3又は4を参照。)が、また更に、インク吸収速度の異なる二層構造を使った塗抹紙の例も開示されている(例えば、特許文献5を参照。)。
一般に、インクジェット記録媒体は、多孔性顔料を適用したインク吸収特性を有するインク受理層を設けて、画質を決定する色彩性や鮮鋭性のコントロールを行い、色再現性や画像再現性の向上を図っている。インク吸収性のあるインク受理層は、インクを吸収し保持するために、インク受理層中に空隙を多く有する必要がある。しかし、空隙の多いインク受理層は、インク受理層への入射光が散乱されてしまい、透過がさまたげられるため、不透明になり、空隙に浸透したインクに光が到達しにくくなるため画像が白っぽくなり、色再現性及び色濃度が低下する。また、空隙の多いインク受理層は、多孔質な表面となることから、高い光沢を望むことも難しい。
高い光沢を有するインクジェット記録媒体としては、例えば、透明な支持体上に多孔質なインク受理層を形成し、インク受理層に形成した画像を支持体側から観察する方法が提案されている(例えば、特許文献6を参照。)。また、透明な支持体上に多孔性アルミナ水和物からなる染料吸着層、多孔性微粉末シリカからなる溶剤吸収層を順次積層し、染料吸着層に形成した画像を支持体側から観察する方法も提案されている(例えば、特許文献7を参照。)。
次に、コックリングやボコツキが大きくなると、インクを吐出する記録ヘッドと記録用紙が接触する場合があり、用紙が汚れたり、更には記録ヘッドが目詰まり、破損したりするなどという問題がある。コックリングやボコツキがあると、記録物の外観や品位を損ねるため、好ましくない。
これらの問題についても解決するために、従来いくつかの提案がなされてきた。例えば、澱粉粒子層を有する支持体上にインク受理層を設ける方法も提案されている(例えば、特許文献8を参照。)。また、木材パルプ原紙に特定の電離放射線硬化性化合物を含浸させた後、電離放射線を照射して硬化させる方法も提案されている(例えば、特許文献9を参照。)。また、インク受理層面の原紙を介した反対面に非水系樹脂を主体成分とするサポート層を設ける方法も提案されている(例えば、特許文献10を参照。)。さらには、紙基材と記録層の間にポリエチレンなどのフィルム層を設ける方法も提案されている(例えば、特許文献11を参照。)。
特開昭52−53012号公報 特開昭55−5830号公報 特開昭55−51583号公報 特開昭56−157号公報 特開昭55−11829号公報 特開昭61−197285号公報 特開平3−215081号公報 特開平8−258396号公報 特開平8−169174号公報 特開平11−301101号公報 特開2000−71605号公報
しかし、高い光沢を有するインクジェット記録媒体を得ることを目的とする特許文献6又は7に記載の方法では、画像を印字する際に、鏡像となるように画像処理する必要があり、更に、使用する支持体が透明性を有するものに限定されてしまう。
また、コックリングやボコツキの問題を解決することを目的とする特許文献8に記載の方法では、コックリングやボコツキをあまり抑えることもできない上に、原紙のインク吸収性を阻害するため、インクの滲みや溢れ出しも発生しやすくなる。さらに、特許文献9〜11のいずれかに記載の方法では、コックリングやボコツキは良くなるものの、基材がインクを吸収できなくなるため、インクの滲みや溢れ出しも発生しやすくなる。
一般に、ポリエチレンなどを樹脂被覆した紙、いわゆる、RC(レジンコート)紙を基材として用いた場合、樹脂で被覆してあるため、離解しにくく、回収古紙としての再利用が困難となる問題がある。また、印刷校正用として用いる場合、樹脂被覆紙をベースにしたインクジェット用紙は、木材パルプ主体の紙基材である印刷本紙と、表面の質感や風合いが異なるため、あまり好まれていないという問題もある。
このように、インクジェット記録媒体において、印刷本紙と質感や風合いが近く、印刷校正用に適しており、印字濃度が高く、色調が明るく鮮やかであること、インクの吸収が早く、コックリング(波うち)やボコツキが良好であることは、未だ解決されていないのが現状である。
そこで本発明の目的は、インクジェット記録装置における印字について、印刷本紙と質感や風合いが近く、印刷校正用に適しており、インク吸収性に優れ、高い画像鮮明性と適度な光沢を有し、かつ、コックリング及び/又はボコツキが良好であるフルカラー記録用インクジェット記録媒体を得ることにある。
本発明者等は、インクジェット記録媒体について、鋭意検討を重ねた結果、本発明のインクジェット記録媒体を発明するに至った。すなわち、本発明に係るインクジェット記録媒体は、填料が添加されたパルプスラリーを抄紙して得た支持体に少なくとも1層以上のインク受理層を設けてなるインクジェット記録媒体において、前記支持体は、パルプとして広葉樹晒クラフトパルプだけを含み、前記支持体に含まれる広葉樹晒クラフトパルプは、JIS P 8121:1995「パルプのろ水度試験方法」に規定するカナダ標準ろ水度が500〜580mlであり、前記支持体は、JIS P 8251:2003「紙,板紙及びパルプ−灰分試験方法−525℃燃焼法」に規定する灰分が、10〜35%であり、前記インク受理層の表面のJIS P 8142:2005「紙及び板紙の75度鏡面光沢度試験法」に規定する75度鏡面光沢度が20〜70%であり、かつ、JIS P 8113:2006「紙及び板紙‐引張特性の試験方法」に規定する縦方向の比引張強さが25.0〜55.0N・m/gであり、かつ、JIS P8116:2000「紙‐引裂強さ試験方法‐エルメンドルフ形引裂試験機法」に規定する縦方向の比引裂強さが3.00〜6.00mN・m/gであることを特徴とする。支持体がパルプとして広葉樹晒クラフトパルプだけを含むことでコックリング及び/又はボコツキがより発生しにくくなる。支持体に含まれる広葉樹晒クラフトパルプのJIS P 8121:1995「パルプのろ水度試験方法」に規定するカナダ標準ろ水度が500〜580mlであることで、製造工程における加工適性が良好で、かつ、コックリング及び/又はボコツキが発生しにくい。灰分が、10〜35%であることで、紙自体の強度と加工適性を有しつつ、コックリング及び/又はボコツキが発生しにくい。
本発明に係るインクジェット記録媒体では、前記支持体の坪量が60〜210g/m であることが好ましい。
本発明に係るインクジェット記録媒体では、前記インク受容層の表面に無機微粒子を主体とする光沢発現層を有し、かつ、該光沢発現層と反対側の支持体面にバック層を有し、前記インク受理層の絶乾塗工量が10〜50g/m 、前記光沢発現層の絶乾塗工量が5〜25g/m 及び前記バック層の絶乾塗工量が5〜30g/m であることが好ましい。
本発明に係るインクジェット記録媒体では、前記支持体は、絶乾パルプ100質量%に対し、カチオン化でん粉を0.6〜1.2質量%含有することが好ましい。
本発明に係るインクジェット記録媒体では、前記填料が、軽質炭酸カルシウムであることが好ましい。
本発明に係るインクジェット記録媒体は、インクジェット記録装置における印字について、印刷本紙と質感や風合いが近く、印刷校正用に適しており、インク吸収性に優れ、高い画像鮮明性と適度な光沢を有し、かつ、コックリング及び/又はボコツキが良好であり、フルカラー記録に対応している。
本発明について実施形態を次に示して説明するが、実施形態は本発明の構成の例であり、本発明はこの実施の形態に制限されるものではない。
本実施形態に係るインクジェット記録媒体は、支持体に少なくとも1層以上のインク受理層を設けてなるインクジェット記録媒体である。ここで、前記インク受理層の表面のJIS P 8142:2005「紙及び板紙の75度鏡面光沢度試験法」に規定する75度鏡面光沢度が20〜70%であることが好ましく、更に好ましくは30〜60%である。光沢度が20%より低いと、視覚的な光沢感として不足しており、光沢度が70%より高いと、ギラツキ感が強くなり好ましくない。さらに、JIS P 8113:2006「紙及び板紙‐引張特性の試験方法」に規定する縦方向の比引張強さが25.0〜55.0N・m/gであることが好ましく、更に好ましくは30.0〜50.0N・m/gである。縦方向の比引張強さが25.0N・m/gより低いと、紙自体の強度が弱く、製造過程における加工適性に劣ったり、実用に耐えなかったりする問題がある。縦方向の比引張強さが55.0N・m/gより大きいと、コックリング及び/又はボコツキが劣るという問題がある。
次に、本実施形態に係るインクジェット記録媒体では、JIS P8116:2000「紙‐引裂強さ試験方法‐エルメンドルフ形引裂試験機法」に規定する縦方向の比引裂強さが3.00〜6.00mN・m/gであることが好ましく、更に好ましくは3.50〜5.50mN・m/gである。縦方向の比引裂強さが3.00mN・m/gより低いと、紙自体の強度が弱く、製造過程における加工適性に劣ったり、実用に耐えなかったりする問題がある。一方、縦方向の比引裂強さが6.00N・m/gより大きいと、コックリング及び/又はボコツキが劣るという問題がある。
本実施形態に係るインクジェット記録媒体の支持体に使用されるパルプとしては、LBKP(広葉樹晒クラフトパルプ)だけを使用する。
支持体原紙は、前記パルプを配合して、炭酸カルシウム、タルク、クレー含水ケイ酸塩などの無機填料、カチオン化澱粉、両性澱粉、ポリアクリルアマイドなどの紙力増強剤を添加する。また、必要に応じて、サイズ剤、硫酸バンド、歩留向上剤、低密度化剤、着色剤、蛍光染料又はその他の製紙用薬品を添加し、長網抄紙機、円網抄紙機、ツインワイヤー抄紙機、ギャップフォーマー抄紙機など従来既知の抄紙機で、酸性紙又は中性紙として抄造される。
支持体原紙上には、必要に応じて、更にクリヤーサイズ塗布層が設けられるが、この塗布層は、澱粉、酸化澱粉、エステル化澱粉、エーテル化澱粉、カチオン化澱粉、酵素変性澱粉などの変性澱粉、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロースなどのセルロース誘導体、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアマイドなどを含む水溶液の状態で塗布される。また、クリヤーサイズ塗布液には、染料、消泡剤、滑剤、アルキルケテンダイマー、アルケニル無水コハク酸、中性ロジンなどのサイズ剤などの助剤を必要に応じて適宜配合することができる。クリヤーサイズ塗布液は、従来公知の2本ロールサイズプレス、ゲートロールコーター、メタリングサイザーなどの各種塗布装置でオンマシン又はオフマシンで塗布される。
パルプとして広葉樹晒クラフトパルプだけを用いることが好ましく、NBKPの使用比率としては、0%である。NBKPの使用比率が0%であるとコックリングやボコツキが良くなり好ましい。NBKPの使用比率が0%より高くなると、コックリング及び/又はボコツキが劣る問題がある。
LBKPのJIS P 8121:1995「パルプのろ水度試験方法」に規定するカナダ標準ろ水度(以下、「フリーネス」という)は、500〜580mlが好ましく、更に好ましくは500〜550mlである。LBKPのフリーネスが580mlより高いと、加工適性が劣り実用に耐えないという問題がある。一方、LBKPのフリーネスが500mlより低いと、コックリング及び/又はボコツキが劣るという問題がある。NBKPのフリーネスは、配合比率が少ないため、特に制限はされないが、500〜650mlの範囲が一般的である。
支持体の坪量としては、60〜210g/mであることが好ましく、更に好ましくは80〜150g/mである。坪量が60g/m未満の場合には、インクジェット記録に使用される水性インクの溶媒分によって印刷物がコックリングを起こしやすくなり、一方、坪量が210g/mを超える場合には、印刷用紙と比較し、厚みが出てしまい質感が異なることになる。
JIS P 8117:1998「紙及び板紙‐透気度試験方法‐ガーレー試験機法」で規定する支持体の透気度は0〜30秒であることが好ましい。透気度が30秒を超えると、ボコツキが悪くなる。
JIS P 8122:2004「紙及び板紙−サイズ度試験方法−ステキヒト法」で規定する支持体のステキヒト法によるサイズ度は20〜500秒であることが好ましい。ステキヒト法によるサイズ度が20秒より低いと、コックリング及び/又はボコツキが悪くなる。一方、500秒を超えると、インク吸収性が劣ってくる。これは、ステキヒト法によるサイズ度がある程度効いている中でも、透気度が低いため、塗工層及びインクが均等に浸透しやすいためであると考えられる。
支持体は、JIS P 8251:2003「紙,板紙及びパルプ-灰分試験方法−525℃燃焼法」に規定する灰分が、10〜35%であることが好ましく、15〜30%であることがさらに好ましい。灰分が10%より低いと、コックリングやボコツキが劣り、一方、35%を超えると、紙自体の強度が弱くなり、加工適性や実用に耐えないなどの問題がある。
さらに、JAPAN TAPPI紙パルプ試験方法 No.27「紙及び板紙−水中伸度試験方法」に規定する支持体の縦方向の水中伸度は、0.1〜1.0%が好ましい。縦方向の水中伸度が0.1%より低いと、ボコツキが悪くなる。一方、縦方向の水中伸度が1.0%を超えると、寸法安定性が劣り、実用上の問題がある。
前記の支持体を用いることで、コックリング及び/又はボコツキが良好となる。この理由は、定かではないが、繊維の絡み合いを適度に少なくすることで、均等に繊維自体の伸びを制御できるようになると考えられる。
このような支持体の原紙にそのままインク受容層などの塗工層を設けても良いし、平滑化をコントロールする目的で、マシンカレンダー、TGカレンダー、ソフトカレンダーなどのカレンダー装置を使用しても良い。
本実施形態に係るインクジェット記録媒体では、少なくとも1層以上のインク受理層を設けてなるが、2層以上のインク受理層を設けることが好ましい。インク受理層の上には、更に無機微粒子を主体とする光沢発現層を設けることが、より好ましい。
光沢発現層における無機微粒子としては、コロイダルシリカ、アルミナゾル、アルミナドープシリカが好ましい。さらに好ましくは、有機カチオン処理されたコロイダルシリカが好ましい。有機カチオン処理されたコロイダルシリカは、ヒュームドシリカの分散体であってもよい。有機カチオン処理されたコロイダルシリカとは、一般的にはシリカに第1〜3級アミン基、4級アンモニウム塩基などの有機カチオン性基を有する有機カチオン性化合物などを反応させて得たもので、少なくともシリカ表面がカチオン性に荷電したものである。
有機カチオン性基を有し、コロイダルシリカの有機カチオン処理に用いられるものを具体的に例示してみると、ポリエチレンイミン、ポリビニルピリジン、ポリアミンスルホン、ポリジアルキルアミノエチルメタクリレート、ポリジアルキルアミノエチルアクリレート、ポリジアルキルアミノエチルメタクリルアミド、ポリジアルキルアミノエチルアクリルアミド、ポリエポキシアミン、ポリアミドアミン、ジシアンジアミドーホルマリン縮合物、ジシアンジアミドポリアルキル‐ポリアルキレンポリアミン縮合物、ポリビニルアミン、ポリアリルアミンなどの化合物又はこれらの塩酸塩、更にポリジメチルジアリルアンモニウムクロライド又はそのアクリルアミドなどの共重合物、ポリジアリルメチルアミン塩酸塩、ポリメタクリル酸エステルメチルクロライド4級塩などを挙げることができる。
光沢発現層に有機カチオン処理されたコロイダルシリカを含有させると、なぜ染料インクと顔料インクの両方で高い発色性と画像鮮明性を示すかについて定かではない。しかし、インクジェット用のインクは染料と顔料共にアニオン性を有しており、該インク中のアニオン性色材と光沢発現層中の有機カチオン処理されたコロイダルシリカのカチオン性表面との間のイオン性吸引力によって、色材が光沢発現層又はインク受理層上部に多く集まっていることが1つの要因であると推測される。
無機微粒子の平均粒子径は、5〜500nmが好ましく、更に好ましくは20〜400nmである。平均粒子径が5nmより小さいと、光沢度は高いものの、インク吸収性が劣り、平均粒子径が500nmより大きいと、インク吸収性は良いものの、光沢度が出にくいという問題が生じやすい。粒子径の測定には、光散乱法やレーザー回折法、光相関分光法(PCS)がある。なお、本実施例ではPCS法によって測定している。該無機微粒子の一次粒子径は、特に限定するものではないが、1〜50nmが好ましい。使用される無機微粒子は、主として二次粒子又は三次粒子の凝集体であるが、一次粒子も含まれてよい。
無機微粒子を主体とする光沢発現層の絶乾塗工量としては、5〜25g/mが好ましく、更に好ましくは7〜18g/mである。光沢発現層の絶乾塗工量が5g/mより少ないと、十分な光沢度が得ることができない問題がある。絶乾塗工量が25g/mより多いと、良好な光沢度が得られるものの、光沢発現層のひび割れが生じやすくなり、画像鮮明性に問題が生じ、必要以上の絶乾塗工量ではコストの問題も生ずる。
光沢発現層に適用されるコロイダルシリカとしては、有機カチオン処理されたコロイダルシリカを挙げているが、その他に、コロイダルシリカ、ベーマイト、擬ベーマイトなどのアルミナゾル、コロイダルアルミナなど、水中に懸濁分散してコロイド状になっているコロイド粒子を併用することができる。
また、光沢発現層において、コロイダルシリカは、単独では塗膜強度を得ることができないためにバインダーとの併用も必要となる。しかし、バインダーが多すぎる場合には、バインダー成分が主成分となり、インク吸収性が悪化してしまうために、コロイダルシリカ100質量部に対してバインダーを2〜30質量部とすることが好ましい。
光沢発現層のバインダーとしては、例えば、ポリビニルアルコール、カゼイン、大豆蛋白、合成タンパク質類、でんぷん、カルボキシメチルセルロースやメチルセルロースなどのセルロース誘導体、ウレタン、ポリビニルピロリドン、アクリル、酢酸ビニル、エチレン酢酸ビニル、スチレン−アクリル共重合体、スチレン、ラテックスなどの一般に塗被紙に使用できるバインダーであれば特に限定するものではない。なかでも、ポリビニルアルコールが好ましい。
さらに、光沢発現層には、添加剤として、染料定着剤、顔料分散剤、増粘剤、流動性改良剤、消泡剤、抑泡剤、浸透剤、着色染料、着色顔料、蛍光増白剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防バイ剤、耐水化剤、湿潤紙力増強剤、乾燥紙力増強剤などを適宜配合することもできる。
インク受理層の顔料には、インクの吸収性が良く、印字鮮明性も高い合成非晶質シリカが望ましい。しかし、十分なインク吸収性を保てるのであれば、他の顔料を併用してもかまわない。その顔料としては、例えばカオリン、クレー、焼成クレー、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウムなど、一般塗工紙分野で公知公用の各種顔料が挙げられる。
インク受理層における塗膜強度を得るために、バインダーとの併用が必要となる。バインダーが多すぎる場合には、バインダー成分が主成分となり、インク吸収性が悪化してしまうために、合成非晶質シリカ100質量部に対してバインダーを10〜100質量部とすることが好ましく、更に好ましくは20〜70質量部である。
インク受理層に用いるバインダーとしては、例えば、ポリビニルアルコール、カゼイン、大豆蛋白、合成タンパク質類、でんぷん、カルボキシメチルセルロースやメチルセルロースなどのセルロース誘導体、ウレタン、ポリビニルピロリドン、アクリル、酢酸ビニル、エチレン酢酸ビニル、スチレン−アクリル共重合体、スチレン、ラテックスなどの一般に塗工紙に使用できるバインダーであれば特に限定するものではない。なかでも、ポリビニルアルコールが好ましい。
インク受理層には、水溶性バインダーを含むことが好ましい。水溶性バインダーがあると、光沢発現層とインク受理層との界面に接着性が発現し、該界面における接着性の確保が向上する。この接着性の発現の理由は、定かではないが、インク受理層の塗被組成物では、分散媒として、水が使用されていることから、光沢発現層を塗設したときに、該分散媒がインク受理層に浸透し、インク受理層中に水溶性バインダーを再溶解させて、光沢発現層と接着し、該界面での強度を確保するものと考えられる。
インク受理層は、光沢発現層に隣接して支持体との間に塗設されるものであり、インク中の溶媒成分を吸収する塗層である。インク受理層によって該溶媒成分が光沢発現層から除去され、インク溢れの問題を回避することができる。
さらに、インク受理層には、添加剤として、染料定着剤、顔料分散剤、増粘剤、流動性改良剤、消泡剤、抑泡剤、浸透剤、着色染料、着色顔料、蛍光増白剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防バイ剤、耐水化剤、湿潤紙力増強剤、乾燥紙力増強剤などを適宜配合することもできる。
インク受理層に用いられる合成非晶質シリカの平均粒子径は、3〜20μmが好ましく、更に好ましくは6〜17μmである。平均粒子径が3μmより小さいと、インク吸収性が劣り、20μmより大きいと、表面が粗くなり、ザラツキ感があり、光沢度も劣り、画像鮮明性上も好ましくない場合がある。なお、顔料の平均粒子径は光散乱法又はレーザー回折法で測定されるが、ここでは顔料粒子を水に分散させた懸濁液状態においてレーザー回折法で測定している。
インク受理層で用いる合成非晶質シリカは、インク吸収性及び光沢度の観点から、光沢発現層の下に2層からなるインク受理層を形成し、該インク受理層の下層より上層に平均粒子径を小さくなるように積層することが好ましい。インク受理層の下層から上層に合成非晶質シリカの平均粒子径を大きくすると、インク吸収性は良いものの、光沢発現層の形成が粗くなり、充分な光沢度を得ることができない場合が多い。インク受理層の下層と上層において、合成非晶質シリカを同じ平均粒子径にすると、合成非晶質シリカの平均粒子径の大きさが限定されてしまい、インク吸収性及び光沢度を両立しにくい場合が多い。例えば、比較的小さい平均粒子径の同じ合成非晶質シリカだけを用いて、インク受理層を下層と上層に設けると、光沢度は良いものの、インク吸収性が劣るという問題が生じやすい。また、比較的大きい平均粒子径の同じ合成非晶質シリカだけを用いて、インク受理層を下層と上層に設けると、インク吸収性は良いものの、光沢度が劣るという問題も生じやすい。
インク受理層の下層における合成非晶質シリカの平均粒子径は、11〜20μmが好ましく、更に好ましくは13〜17μmである。平均粒子径が11μmより小さいと、インク吸収性が劣り、20μmより大きいと、表面が粗くなり、ザラツキ感があり、画像鮮明性上も好ましくない場合がある。インク受容層の上層における合成非晶質シリカの平均粒子径は、3〜11μmが好ましく、更に好ましくは6〜10μmである。平均粒子径が3μmより小さいと、インク吸収性が劣り、11μmより大きいと、光沢度が劣る場合がある。つまり、光沢発現層の下に2層からなるインク受理層を形成した場合、インク受理層の下層における合成非晶質シリカの平均粒子径は、11〜20μmであり、インク受理層の最上層における合成非晶質シリカの平均粒子径は、3〜11μmであるように、該インク受理層の下層と上層に合成非晶質シリカを適宜組み合せることによって、インク吸収性を向上させるとともに、光沢発現層の光沢性を向上させることができる。なお、顔料の平均粒子径は光散乱法又はレーザー回折法で測定されるが、ここでは顔料粒子を水に分散させた懸濁液状態においてレーザー回折法で測定している。
本実施形態のインクジェット記録媒体では、最上層に無機微粒子を主体とする光沢発現層を設け、かつ、光沢発現層の下に2層からなるインク受理層を形成し、該インク受理層の下層と上層に合成非晶質シリカの平均粒子径を適宜組み合わせて積層することによって、光沢性の向上とインク吸収性の確保という相反する特性をバランス良くさせることができるので特に好ましい。このように、インク受理層の下層と上層において、インク吸収性の確保又は向上を計りながら、インク受理層の上層において、その表面の平滑性を保ち、光沢発現層の光沢性向上を補完する作用がある。
インク受理層の絶乾塗工量は、10〜50g/mが好ましく、更に好ましくは16〜40g/mである。インク受理層の絶乾塗工量が10g/mより少ないと、インクの吸収性が劣る場合がある。インク受理層の絶乾塗工量が50g/mより多いと、インク吸収性の効果が飽和する場合があり、更に必要以上の絶乾塗工量ではコストの問題がある。
インク受理層下層の絶乾塗工量は、5〜25g/mが好ましく、更に好ましくは8〜20g/mである。インク受理層の絶乾塗工量が5g/mより少ないと、インクの吸収性が劣る場合がある。インク受理層の絶乾塗工量が25g/mより多いと、インク吸収性の効果が飽和する場合があり、必要以上の絶乾塗工量ではコストの問題がある。
インク受理層上層の絶乾塗工量は、5〜25g/mが好ましく、更に好ましくは8〜20g/mである。インク受理層の絶乾塗工量が5g/mより少ないと、インクの吸収性が劣る場合がある。インク受理層の絶乾塗工量が25g/mより多いと、インク吸収性の効果が飽和する場合があり、光沢発現層などと同様に必要以上の絶乾塗工量ではコストの問題がある。
光沢発現層と反対側の支持体面にバック層を設けても良い。バック層は一般塗工紙に用いられる顔料を含むことができる。さらに好ましくは、タルクを含むことが好ましい。タルクは、滑石とも言われるように、滑りやすい特性を有する。一般にタルクは、滑石を微粉砕したもので、平均粒子径1〜15μmが好ましく、更に好ましくは、2〜12μmである。平均粒子径が1μmより小さいと、バインダー量を多く必要であり、塗工層の粉落ちの問題が生じやすい。平均粒子径が15μmより大きいと、塗工面の平滑性が低く、触感が劣りやすい。なお、顔料の平均粒子径は、光散乱法又はレーザー回折法で測定されるが、ここでは顔料粒子を水に分散させた懸濁液状態でレーザー回折法を用いて測定している。
バック層にカオリン、クレー、タルクなどを適宜配合することで、静摩擦係数及び動摩擦係数を調整可能である。JIS P 8147:1994「紙及び板紙の摩擦係数試験方法」に規定する静摩擦係数が0.3〜0.7であることが好ましく、更に好ましくは、静摩擦係数が0.5〜0.8であるか、又は動摩擦係数が0.4〜0.6である。静摩擦係数が0.4より低いか、又は動摩擦係数が0.3より低いと、用紙が滑りすぎて紙揃えが悪く扱いにくいという問題が生じやすい。静摩擦係数が0.9より高いか、又は動摩擦係数0.6より高いと、用紙の重送があり、搬送性が劣るという問題が生じやすい。
バック層の顔料には、すべり性が良いタルクが望ましい。しかし、適度な摩擦係数を保てるのであれば、他の顔料を併用してもかまわない。その顔料としては、例えばカオリン、クレー、焼成クレー、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウムなど、一般塗工紙分野で公知公用の各種顔料が挙げられる。
バック層の絶乾塗工量が5〜30g/mであることが好ましく、更に好ましくは、10〜20g/mである。バック層の絶乾塗工量が5g/mより低いと、印字画像の裏抜けが劣るという問題が生じやすい。30g/mより大きいと、印字画像の裏抜けは良好であるが、塗工層の強度が劣るという問題が生じやすい。
バック層のバインダーとして、例えば、ポリビニルアルコール、カゼイン、大豆蛋白、合成タンパク質類、でんぷん、カルボキシメチルセルロースやメチルセルロースなどのセルロース誘導体、ポリビニルピロリドン、スチレン−アクリル共重合体、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、アクリル酸エステル、メタアクリル酸エステルの重合体又は共重合体などのアクリル系共重合体ラテックス類、酢酸ビニル、エチレン酢酸ビニル共重合体などのビニル系ラテックス類の一般に塗工紙に使用できるバインダーを使用してもよい。印字画像の裏抜けの観点から、スチレン−アクリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体などのラテックス類が好ましい。
バック層には、添加剤として、染料定着剤、顔料分散剤、増粘剤、流動性改良剤、消泡剤、抑泡剤、浸透剤、着色染料、着色顔料、蛍光増白剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防バイ剤、耐水化剤、湿潤紙力増強剤、乾燥紙力増強剤、硬化剤などを適宜配合することもできる。
本実施形態のインクジェット記録媒体は、インク受理層上に光沢発現層を塗工し、乾燥した時点で、既に光沢を有するが、更にカレンダー処理によって高い光沢を付与することが可能である。カレンダー処理についてはマシンカレンダー、TGカレンダー、スーパーカレンダー、ソフトカレンダーなどのカレンダー装置を用いて仕上げることが可能である。
光沢性を向上させるために、無機微粒子を主体とする光沢発現層の形成は、キャスト処理によって行ってもよい。キャスト処理とは、光沢発現層を膨潤状態で加熱された鏡面ロールに圧着して鏡面仕上げにする加工方法である。本発明でのキャスト処理には、直接法、ゲル化法、リウェット法などが挙げられる。
また、光沢性を向上させるために、本発明の無機微粒子を主体とする光沢発現層の形成は、光沢発現層を膨潤状態で、平滑なフィルムを密着させ剥離除去して鏡面仕上げする製造方法によって行ってもよい。
本実施形態に係る光沢発現層、インク受理層、バック層などを塗工する方法は、各種ブレードコータ、ロールコータ、エアーナイフコータ、バーコータ、ロッドブレードコータ、カーテンコータなどの各種装置のマシンで用いることができる。
以下に実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。また、実施例及び比較例において示す「部」及び「%」は、特に明示しない限り絶乾質量部及び絶乾質量%を示す。
また、実施例及び比較例で得られたインクジェット記録媒体は、すべてスーパーカレンダー(線圧:100Kg/cm)によって処理した後、評価した。
〔支持体の形成〕
フリーネス500mlとしたLBKPからなるパルプスラリー中の絶乾パルプ100%に対し、軽質炭酸カルシウム(タマパールTP−121:奥多摩工業社製)を17%灰分となるように配合し、カチオン化でん粉(ケート308:日本NSC社製)1.0%、中性ロジンサイズ剤(NT−85:荒川化学社製)0.3%、カチオン性歩留向上剤(パーコール292:チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)100ppm、両性ベントナイト(ハイドロコールWE:チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)700ppmの配合で抄紙し、酸化澱粉(SK−20:日本コーンスターチ社製)をゲートロールコーターで絶乾塗工量1.0g/mとなるように塗工し、坪量100g/mの原紙を支持体として抄造した。灰分は、JIS P 8251:2003「紙,板紙及びパルプ-灰分試験方法−525℃燃焼法」に準じて測定した。
(実施例1)
[インク受理層の下層を形成]
インク受理層の下層は、支持体の表面に塗工した。インク受理層の下層の塗工組成物は、平均粒子径12μmの合成非晶質シリカ(ミズカシルP−78D:水澤化学工業社製)100部、ポリビニルアルコール(PVA―117:クラレ社製)35部を用い、固形分濃度15%として、これらを調液した。この液を絶乾塗工量10g/mとなるように塗工した。
[インク受理層の上層を形成 ]
インク受理層の上層は、インク受理層の下層の表面に塗工した。インク受理層の上層の塗工組成物は、平均粒子径6μmの合成非晶質シリカ(ミズカシルP−78A:水澤化学工業社製)100部、ポリビニルアルコール(PVA―117:クラレ社製)35部を用い、固形分濃度15%として、これらを調液した。この液を絶乾塗工量15g/mとなるように塗工した。
[光沢発現層を形成]
無機微粒子である有機カチオン処理されたコロイダルヒュームドシリカ(Cab−O−Sperse PG022:キャボット・スペシャリティ・ケミカルズ・インク社製)100部、ポリビニルアルコール(PVA−117:クラレ社製)5部、カチオン性染料定着剤(スミレッズレジン1001:住友化学社製)5部を用い、固形分濃度15%としてこれらを調液し、絶乾塗工量8g/mとなるように塗工した。光沢発現層の塗被面がチルドロールに接するように、線圧100kg/cmの条件でカレンダー処理を行った。
〔バック層の形成〕
平均粒子径7.7μmのタルク(LMS−100:イメリス ミネラルズ・ジャパン社製)100部、ポリビニルアルコール(PVA−117:クラレ社製)20部、ラテックス(L−1537:旭化成工業社製)10部と水を混合し、固形分濃度35%の塗工液を得た。該バック層の塗工液を絶乾塗工量12g/mとなるように、インク受理層と反対側の支持体裏面に塗工して、バック層を形成した。以上のようにして、実施例1のインクジェット記録媒体を得た。
(実施例2)
実施例1において、支持体のカチオン化でん粉(ケート308:日本NSC社製)を0.6%とした以外は実施例1と同様にして実施例2のインクジェット記録媒体を得た。
(実施例3)
実施例1において、支持体のカチオン化でん粉(ケート308:日本NSC社製)を1.2%とした以外は実施例1と同様にして実施例3のインクジェット記録媒体を得た。
(実施例4)
実施例1において、支持体の軽質炭酸カルシウム(タマパールTP−121:奥多摩工業社製)を14%灰分とした以外は実施例1と同様にして実施例4のインクジェット記録媒体を得た。
(実施例5)
実施例1において、支持体の軽質炭酸カルシウム(タマパールTP−121:奥多摩工業社製)を25%灰分とした以外は実施例1と同様にして実施例5のインクジェット記録媒体を得た。
参考例6)
実施例1において、支持体のLBKPだけを、NBKPとLBKPの配合比率が10:90とした以外は実施例1と同様にして参考例6のインクジェット記録媒体を得た。このとき、NBKPのフリーネスは、500mlとした。
参考例7)
実施例1において、支持体のLBKPのフリーネスを450mlとした以外は実施例1と同様にして参考例7のインクジェット記録媒体を得た。
(実施例8)
実施例1において、支持体のLBKPのフリーネスを550mlとした以外は実施例1と同様にして実施例8のインクジェット記録媒体を得た。
(比較例1)
実施例1において、支持体のカチオン化でん粉(ケート308:日本NSC社製)を0%とした以外は実施例1と同様にして比較例1のインクジェット記録媒体を得た。
(比較例2)
実施例1において、支持体のカチオン化でん粉(ケート308:日本NSC社製)を2.0%とした以外は実施例1と同様にして比較例2のインクジェット記録媒体を得た。
(比較例3)
実施例1において、支持体の軽質炭酸カルシウム(タマパールTP−121:奥多摩工業社製)を5%灰分とした以外は実施例1と同様にして比較例3のインクジェット記録媒体を得た。
(比較例4)
実施例1において、支持体の軽質炭酸カルシウム(タマパールTP−121:奥多摩工業社製)を38%灰分とした以外は実施例1と同様にして比較例4のインクジェット記録媒体を得た。
(比較例5)
実施例1において、支持体のLBKPだけを、NBKPとLBKPの配合比率が30:70とした以外は実施例1と同様にして比較例5のインクジェット記録媒体を得た。このとき、NBKPのフリーネスは、500mlとした。
(比較例6)
実施例1において、支持体のLBKPのフリーネスを300mlとした以外は実施例1と同様にして比較例6のインクジェット記録媒体を得た。
(比較例7)
実施例1において、支持体のLBKPのフリーネスを600mlとした以外は実施例1と同様にして比較例7のインクジェット記録媒体を得た。
[評価方法]
実施例1〜5、参考例6、参考例7、実施例8、比較例1〜7で得られたインクジェット記録媒体について、光沢度、比引張強さ、比引裂強さ、表面強度、摩擦係数、加工適性、印字画像の鮮明性、インク吸収性、滲み、印字濃度、インクの裏抜け、ボコツキ、コックリングを次に示す方法で評価した。印字画像の鮮明性とインク吸収性及び印字濃度、インクの裏抜け、コックリングに関しては、染料インクのインクジェットプリンターであるエプソン社製のPM−G800機と顔料インクのインクジェットプリンターであるエプソン社製PX−5500機で記録を行い、評価した。得られた結果を表1及び表2に示した。
「光沢度」
インクジェット記録媒体の白地部について、JIS P 8142:2005「紙及び板紙の75度鏡面光沢度試験方法」による白紙光沢度の方法に準じて、入射角75度の鏡面光沢度を、グロスメーター(村上カラーリサーチラボラトリー社製、GM−26D)で測定した。
「比引張強さ」
インクジェット記録媒体について、JIS P 8113:2006「紙及び板紙‐引張特性の試験方法」に準じて、縦方向の比引張強さをストログラフ(商品名:STROGRAPH−M1、東洋精機社製)で測定した。
「比引裂強さ」
インクジェット記録媒体について、JIS P 8116:2000「紙‐引裂強さ試験方法‐エルメンドルフ形引裂試験機法」に準じて、縦方向の比引裂強さを、エルメンドルフ形引裂試験機(商品名:エルメンドルフ引裂度試験機、熊谷理機工業製)で測定した。
「表面強度」
塗工面を指で擦り、粉落ちを評価した。
◎:塗工面の粉落ちがなく、指にも付着せず非常に良好である。
○:塗工面の粉落ちが少なく、指にもあまり付着せず良好である。
△:塗工面の粉落ちがややあり、指に少し付着していて、実用に耐えない。
×:塗工面の粉落ちが多くあり、指にも付着していて、実用に耐えない。
「静摩擦係数」、「動摩擦係数」
得られた記録媒体の記録面同士の静摩擦係数を、ストログラフ(商品名:STROGRAPH−R2、東洋精機社製)を用いて、JIS P 8147:1994「紙及び板紙の摩擦係数試験方法」(水平条件)に準じて測定した。
「加工適性」
加工適性について、塗工時における紙切れを評価した。
◎:塗工時における紙切れが全くなく、塗工における加工適性が非常に優れる。
○:塗工時における紙切れがほとんどなく、塗工における加工適性が優れる。
△:塗工時における紙切れが少し発生し、塗工における加工適性に問題があり、実用に耐えない。
×:塗工時における紙切れが頻繁に発生し、塗工における加工適性に非常に問題があり、実用に耐えない。
「印字画像の鮮明性」
印字画像の鮮明度について目視評価した。
◎:印字画像が非常に鮮明でコントラストがはっきりしている。
○:印字画像が鮮明でコントラストがあり、実用レベルにある。
△:印字画像が鮮明であるがコントラストがあまりはっきりしなく、やや白ボケ気味であり、実用に耐えない。
×:印字画像が鮮明でなく、白ボケ気味であり、実用に耐えない。
「インク吸収性」
インク吸収性の評価は、印字直後から1秒毎にプリントした印字面に上質紙を貼り合せ、インクが上質紙に転写するかを観察する。全く転写しなくなるまでの時間を測定する。測定された秒数を次のように4段階評価した。
◎:印字直後から2秒未満で全く転写しないもの。
○:2秒以上から3秒未満で全く転写しないものであり、実用レベルにある。
△:3秒以上から5秒未満で全く転写しないものであり、実用に耐えない。
×:5秒以上でも転写したものであり、実用に耐えない。
「印字濃度」
黒ベタ部の印字濃度を反射濃度計(グレタグマクベス社製、RD―918)にて測定した。
「滲み」
印字画像の滲みを目視評価した。
◎:混色印字部の滲みがほとんどなく、非常に明瞭に文字が読み取れる。
○:混色印字部の滲みが少なく、明瞭に文字が読み取れ、実用レベルにある。
△:混色印字部の滲みがややあり、少し文字が読み取りにくく、実用に耐えない。
×:混色印字部の滲みがあり、文字が読み取りにくく、実用に耐えない。
「印字画像の裏抜け」
印字した用紙裏面から、インクの裏抜け度合いを評価した。
◎:インクの裏抜けがなく、非常に印字画像の裏抜けが良好である。
○:インクの裏抜けが目立たず、印字画像の裏抜けが良好であり、実用レベルにある。
△:インクの裏抜けが二次色で生ずるなど、印字画像の裏抜けがやや悪く、実用に耐えない。
×:インクの裏抜けが全般に生じ、印字画像の裏抜けが非常に悪く、実用に耐えない。
「ボコツキ」
印字部と白紙部について、用紙のボコツキの度合いを評価した。
◎:印字部と白紙部についてボコツキが目立たず、用紙のボコツキが非常に良好である。
○:印字部と白紙部でボコツキがあまり目立たず、用紙のボコツキが良好であり、実用レベルにある。
△:印字部でボコツキが少し目立ち、用紙のボコツキがやや悪く、実用に耐えない。
×:白紙部でもボコツキが目立ち、用紙のボコツキが非常に悪く、実用に耐えない。
「コックリング」印字した用紙の波うち度合いを評価した。
◎:用紙の波うちがなく、非常にコックリングが良好である。
○:用紙の波うちが目立たず、コックリングが良好であり、実用レベルにある。
△:用紙の波うちが二次色で生ずるなど、コックリングがやや悪く、実用に耐えない。
×:用紙の波うちが全般に生じ、コックリングが非常に悪く、実用に耐えない。
Figure 0004567018
Figure 0004567018
表1と表2の結果から明らかなように、実施例1〜5、8によって得られたインクジェット記録媒体は、インク吸収性に優れ、高い画像鮮明性と適度な光沢を有し、コックリング及び/又はボコツキが良好であるフルカラー記録用インクジェット記録媒体である。
比較例1は、支持体が紙力増強剤としてカチオン化澱粉を含有していないので、比引張強さが弱く、また加工適性も劣った。比較例2は、支持体が紙力増強剤としてカチオン化澱粉を2%含有していて多いため、比引張強さが強すぎ、ボコツキが生じた。比較例3は、填料が5%と少ないため、比引張強さが強すぎ、ボコツキとコックリングが生じた。比較例4は、填料が38%と多いため、比引張強さと比引裂強さが弱く、また加工適性も劣る。比較例5は、NBKPの配合量が30%と多いため、比引張強さが強すぎ、ボコツキとコックリングが生じた。比較例6は、LBKBのフリーネスが300mlと低いため、比引張強さが強すぎ、ボコツキとコックリングが生じた。比較例7は、LBKBのフリーネスが600mlと高いため、比引張強さが弱く、また加工適性も劣った。

Claims (5)

  1. 填料が添加されたパルプスラリーを抄紙して得た支持体に少なくとも1層以上のインク受理層を設けてなるインクジェット記録媒体において、
    前記支持体は、パルプとして広葉樹晒クラフトパルプだけを含み、前記支持体に含まれる広葉樹晒クラフトパルプは、JIS P 8121:1995「パルプのろ水度試験方法」に規定するカナダ標準ろ水度が500〜580mlであり、前記支持体は、JIS P 8251:2003「紙,板紙及びパルプ−灰分試験方法−525℃燃焼法」に規定する灰分が、10〜35%であり、
    前記インク受理層の表面のJIS P 8142:2005「紙及び板紙の75度鏡面光沢度試験法」に規定する75度鏡面光沢度が20〜70%であり、かつ、JIS P 8113:2006「紙及び板紙‐引張特性の試験方法」に規定する縦方向の比引張強さが25.0〜55.0N・m/gであり、かつ、JIS P8116:2000「紙‐引裂強さ試験方法‐エルメンドルフ形引裂試験機法」に規定する縦方向の比引裂強さが3.00〜6.00mN・m/gであることを特徴とするインクジェット記録媒体。
  2. 前記支持体の坪量が60〜210g/mであることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録媒体。
  3. 前記インク受容層の表面に無機微粒子を主体とする光沢発現層を有し、かつ、該光沢発現層と反対側の支持体面にバック層を有し、前記インク受理層の絶乾塗工量が10〜50g/m、前記光沢発現層の絶乾塗工量が5〜25g/m及び前記バック層の絶乾塗工量が5〜30g/mであることを特徴とする請求項1又は2に記載のインクジェット記録媒体。
  4. 前記支持体は、絶乾パルプ100質量%に対し、カチオン化でん粉を0.6〜1.2質量%含有することを特徴とする請求項1、2又は3に記載のインクジェット記録媒体。
  5. 前記填料が、軽質炭酸カルシウムであることを特徴とする請求項1、2、3又は4に記載のインクジェット記録媒体。
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