JP5420209B2 - 昇華型捺染転写紙 - Google Patents

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本発明は、昇華型捺染転写紙に関し、具体的には、転写紙に昇華捺染インクを用いた印刷を行い、この転写紙上の印刷された画像をポリエステル等の布帛に転写して昇華転写捺染する際に使用する昇華型捺染転写紙に関する。
転写捺染法には、ワックスや樹脂等の熱軟化性固着剤と顔料からなるインクを用いた溶融転写捺染法、ポリ塩化ビニル等の粉末及び可塑剤及び顔料からなるプラスチゾルインキを用いたラバープリント転写捺染法、熱昇華性染料を用いた昇華捺染転写法がある。
溶融転写捺染法では捺染物の風合いや伸縮性が不十分であり、ラバープリント転写捺染法による捺染物は通気性や感触が良くない。昇華捺染転写法は、捺染物の風合いを損なわず、他の転写法では出せないシャープな図柄がプリントできることから、現在主に行われている捺染転写法である。従来、熱転写捺染シートはその形成に際してスクリーン版、グラビア版などの印刷版とそれに応じた印刷機が必要であったが、個性の多様化により、小ロットに対応した例えばインクジェット印字用の転写捺染シートの報告がなされ、小ロットに対応した昇華転写が広まり、需要が伸びてきている。
昇華捺染転写法とはポリエステル生地等の被転写物と昇華型捺染転写紙とを重ね合わせたものを180〜220℃に加熱されたドライヤーに密着させて、昇華型捺染転写紙に印刷された印刷インクを熱にて昇華させ、被転写物に転写捺染を行うものである。
前記インクジェット印字用の昇華型捺染転写紙としては、基材上に、シリカ等の顔料や、ポリビニルアルコール等の結着剤等を含有するインク受容層を設けてなるものが知られている(特許文献1〜4を参照)。
特開2002−292995号公報 特開2003−276309号公報 特開2004−255715号公報 特開2004−255717号公報
ところが、従来の昇華型捺染転写紙においては、特にインクジェット印刷する際には、昇華捺染インクの吸収乾燥性が不十分で、往々にして印字面で望ましくない汚れが発生することがあった。一方、被転写物に転写捺染する際においては、昇華捺染インクが昇華型捺染転写紙の昇華捺染インク受容層とは異なる裏面側に裏抜けを生じたり、被転写物である布帛等を通過(裏抜け)し、転写用プレス機等に昇華捺染インクが付着してしまう問題があった。しかしながら、この昇華捺染インク乾燥性と昇華捺染インク裏抜け防止性は相反する性質であり、これを両立させた、すなわち印刷時には昇華捺染インクを速やかに吸収乾燥させ、かつ転写時には裏抜けをさせない昇華型捺染転写紙を製造することは困難であった。さらに、昇華型捺染転写紙における画像の再現性や、被転写物への転写効率(転写画像の解像性や、転写画像濃度レベルと、その均一性等)についても十分なレベルのものとする必要があった。
また、現在従来の昇華型捺染転写紙は転写時の温度として170〜210℃の適用範囲で使用されているが、これを超える温度条件で使用すると、塗工層が劣化し布帛に塗工層が張り付き、断紙が発生するため、転写時の作業性が著しく低下するという問題があった。しかしながら、転写を高温条件で実施すると、被転写物への転写効率が向上し、これにより片側からの転写で布両面にインク転写が可能になるという利点がある。このため、昇華型捺染転写紙に、昇華捺染インクを印字した後の転写時における耐熱性が求められるようになっている。
本発明は、上記現状に鑑み、昇華捺染インクを用いた昇華型捺染転写紙への印刷時の優れた昇華捺染インク乾燥性と画像再現性、裏抜け防止性及び耐熱性を有するとともに、転写による被転写物の画像再現性や転写効率の点でも良好な特性を有する昇華型捺染転写紙を提供することを課題とするものである。
本発明は、基材上に昇華捺染インク受容層を有する昇華型捺染転写紙であって、前記昇華捺染インク受容層は、水溶性樹脂と微細粒子を含有し、前記微細粒子は合成非晶質シリカであり、前記水溶性樹脂として、ポリビニルアルコールを前記微細粒子100重量部に対し、1〜200重量部、及び、カルボキシメチルセルロースを前記微細粒子100重量部に対し、20〜399重量部の割合で含有し、JIS P 8140に準拠した前記昇華型捺染インク受容層の吸水度が15g/m以上であり、前記昇華捺染インク受容層の表面には凹凸が形成されていることを特徴とする昇華型捺染転写紙である。
好ましくは、前記昇華捺染インク受容層が前記合成非晶質シリカを20〜80質量%含有し、前記合成非晶質シリカが、凝集体の平均粒子径が異なる2種類以上の合成非晶質シリカ凝集体である
また、好ましくは、昇華捺染インク受容層の表面に形成された凹凸が、前記微細粒子の凝集塊にて形成され、その凸部の幅が、30μm以下である。
さらに好ましくは、JIS P 8147に準拠した前記昇華捺染インク受容層同士の静摩擦係数が0.20〜1.05の範囲である。
また、JIS P 8117に準拠した透気度が80〜30,500秒である事で、更に好適な昇華型捺染転写紙を得ることができる。
本発明の昇華型捺染転写紙は、印刷時には昇華捺染インクの吸収乾燥性と画像再現性に優れているとともに、昇華捺染のための加温転写時に昇華捺染インクが昇華型捺染転写紙の裏側に裏抜けするのを防止し、その際の加熱温度として170℃〜300℃までの温度範囲を適用することができ、耐熱性においても優れている。さらには、転写による被転写物の画像再現性や、転写効率の点においても優れた特性を有する。
特に、インクジェットプリンターにて昇華捺染インクを用いた印刷が施される、インクジェット記録用に適した昇華型捺染転写紙が得られる。
本発明の実施に用いられる基材としては、昇華捺染インク受容層が設けられる基材であればその素材は限定されない。即ち、木材パルプを主成分とする紙や、無機微粒子を含有する熱可塑性樹脂からなる多孔性樹脂フィルム、更には不織布、布帛、樹脂被覆紙、合成紙等が挙げられる。本発明の効果が顕著に現れる基材としては、昇華型捺染転写紙の裏面への加熱により、昇華捺染インクが昇華しやすい多孔質な素材であり、具体的には、木材パルプを主成分とする紙や、不織布、布帛である。
基材として、木材パルプを主成分とする紙を使用することが好ましく、ヤンキードライヤーを用いて乾燥工程を行うことで片面を艶面とした片艶紙を使用することが特に好ましい。片艶紙は従来の紙と異なり、寸法安定性に優れ、フィルムと異なりリサイクルが可能であり、昇華捺染インクの吸収乾燥性に優れる特徴を有する。
本発明の昇華型捺染転写紙における基材は、昇華捺染インク受容層が設けられる支持体であれば、その素材は限定されないが、本発明者が最も好適として見出した片艶紙を基材として以下に説明する。
片艶紙は、ヤンキードライヤーを用いて乾燥工程を行うことでヤンキードライヤー面を艶面とした紙である。片艶紙は、湿紙をヤンキードライヤーに貼り付けて乾燥させるため、多筒式ドライヤーを用いる湿紙の乾燥方式に比べ、寸法安定性に優れているので、優れた画像再現性を達成することができる。これに用いる片艶紙は、米坪が60〜150g/mであることが好ましく、90〜110g/mがより好ましい。片艶紙の米坪が60g/m未満であると、引張強度と引裂強度の低下により紙切れが起きやすくなる。片艶紙の米坪が150g/mを超えると被転写物への昇華捺染インクの加熱転写時に熱伝達が悪くなり、転写効率が低下する傾向がある。
また、片艶紙の艶面のJIS P 8119記載のベック平滑度が40〜200秒であることが好ましく、60〜100秒がより好ましい。艶面のベック平滑度が40秒未満であると印刷時の昇華捺染インクの吸収乾燥性は高くなるももの、画像再現性が低下し、被転写物への昇華捺染インクの転写時の画像再現性と転写効率が低下する傾向がある。また、200秒を超えると水溶性樹脂と微細粒子からなるインク受容層の形成にムラが発生し、画像再現性が低下する傾向がある。
本発明に係る片艶紙はいわゆる製紙分野で使用される原料より構成される。使用するパルプとしては特に限定されないが、例えば、針葉樹未晒クラフトパルプ(NUKP)や針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)、広葉樹未晒クラフトパルプ(LUKP)や広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)等の化学パルプ;サーモメカニカルパルプ(TMP)、ケミサーモメカニカルパルプ(CTMP)、リファイナーメカニカルパルプ(RMP)、リファイナーグランドパルプ(RGP)、ケミグランドパルプ(CGP)、サーモグランドパルプ(TGP)、砕木パルプ(GP)、ストーングランドパルプ(SGP)、加圧ストーングランドパルプ(PGW)等の機械パルプ;デインキングパルプ(DIP)、ウェストパルプ(WP)等の化学パルプや機械パルプを含む古紙パルプ等が挙げられ、これらの中から1種又は2種以上を選択して用いることができる。これらのうち、針葉樹晒クラフトパルプ、広葉樹晒クラフトパルプを、紙質強度と基材表面の平坦性、昇華捺染インクの昇華型捺染転写紙における品質確認において適宜組合せて用いることが好ましい。
前記基材は、好適にはJIS P 8117に準拠した昇華型捺染転写紙の透気度が80〜30,500秒に、好適には1,350〜30,000秒、より好適には、1,500〜29,000秒に調整可能な範囲で、酸化チタン、クレー、タルク、炭酸カルシウム等の填料を含有するものであってもよい。
透気度が、80秒未満では、転写効率や昇華捺染インクの裏抜け防止性が低下する問題が生じ、30,500秒を超えると、熱伝達が低下し昇華捺染インクの転写効率が低下すると共に、画像再現性が悪くなる。
また、酸化澱粉、アセチル化澱粉、エステル化澱粉、エーテル化澱粉等の各種澱粉や、紙力増強剤、内添サイズ剤、外添サイズ剤、歩留向上剤等の添加薬品を含有することもできる。
片艶紙の艶面は表面の平坦性が高いので、ここに昇華捺染インク受容層を設けることによって均質性の高い昇華捺染インク受容層を得ることが可能になり、画像再現性や作業性に優れているとともに、昇華捺染のための加温転写時に被転写物の画像再現性や、転写効率の点においても優れた特性を有することができ、本発明における昇華型捺染転写紙に特に優れた基材として好適に用いられる。
当該基材上に設ける昇華捺染インク受容層は、微細粒子と、バインダーとして水溶性樹脂とを含有するものである。また、後述するが、昇華捺染インク受容層の表面は微細粒子の凝集塊による凹凸にて被覆された性状を呈しており、この性状が、印刷時には昇華捺染インクの吸収乾燥性と紙における画像再現性や作業性を良好にするとともに、昇華捺染のための加温転写時に昇華捺染インクが昇華型捺染転写紙の裏側に裏抜けするのを防止する特性においても優れ、さらには、転写による被転写物の画像再現性や、転写効率の点においても優れた特性を醸し出すものである。
本発明では、微細粒子として、合成非晶質シリカを用いる。このような合成非晶質シリカとは、ケイ酸のゲル化によりSiOの三次元構造を形成させた、細孔容積の多い多孔性で不定形の微粒子であり、10〜2000オングストローム程度の細孔径を有する。該合成非晶質シリカを用いることによって、本発明の昇華型捺染転写紙の昇華捺染インクの吸収乾燥性を向上させると共に、昇華捺染インクの被転写物への転写効率も向上し、被転写物上の画像を一層鮮明にすることができる。微細粒子として、コロイダルシリカなど、合成非晶質シリカ以外の微細粒子のみを用いると、本発明の効果を達成することができない。
このような合成非晶質シリカとしては、市販のものを好適に用いることができ、例えば、ミズカシルP−526、ミズカシルP−801、ミズカシルNP−8、ミズカシルP−802、ミズカシルP−802Y、ミズカシルC−212、ミズカシルP−73、ミズカシルP−78A、ミズカシルP−78F、ミズカシルP−87、ミズカシルP−705、ミズカシルP−707、ミズカシルP−707D、ミズカシルP−709、ミズカシルC−402、ミズカシルC−484(以上、水澤化学工業(株)製)、トクシールU、トクシールUR、トクシールGU、トクシールAL−1、トクシールGU−N、トクシールN、トクシールNR、トクシールPR、ソーレックス、ファインシールE−50、ファインシールT−32、ファインシールX−30、ファインシールX−37、ファインシールX−37B、ファインシールX−45、ファインシールX−60、ファインシールX−70、ファインシールRX−70、ファインシールA、ファインシールB(以上、(株)トクヤマ製)、シペルナート、カープレックスFPS−101、カープレックスCS−7、カープレックス22S、カープレックス80、カープレックス80D、カープレックスXR、カープレックス67(以上、DSL.ジャパン(株)製)、サイロイド63、サイロイド65、サイロイド66、サイロイド77、サイロイド74、サイロイド79、サイロイド404、サイロイド620、サイロイド800、サイロイド150、サイロイド244、サイロイド266(以上、富士シリシア化学(株)製)、ニップジェルAY−200、ニップジェルAY−6A2、ニップジェルAZ−200、ニップジェルAZ−6A0、ニップジェルBY−200、ニップジェルBY−200、ニップジェルCX−200、ニップジェルCY−200、ニップシールE−150J、ニップシールE−220A、ニップシールE−200A(以上、東ソー・シリカ(株)製)などが挙げられる。
本発明で用いられる合成非晶質シリカは微細な粒子の凝集体であることが好ましく、凝集体の平均粒子径が1.7μm〜13μm、好適には2.3μm〜12.7μmの範囲内にあることが好ましい。合成非晶質シリカとして平均粒子径が1.7μm〜13.0μmの凝集体を使用することにより、高品質な色再現性、画像再現性を得ることができる。微細な粒子の凝集体の平均粒子径が1.7μm未満であると昇華捺染インクの吸収乾燥性が低下する傾向があり、また、微細な粒子の凝集体の平均粒子径が13.0μmを超えると転写したプリント物の発色濃度が低くなる場合がある。
本発明では、合成非晶質シリカを1種類のみの単独での凝集体を用いることができるが、好適には、凝集体の平均粒子径が異なる2種類以上の合成非晶質シリカ凝集体を組み合わせて使用することが好ましい。特に、凝集体の平均粒子径が1.7〜5.0μmの合成非晶質シリカ凝集体と、凝集体の平均粒子径が5μmを超える合成非晶質シリカ凝集体とを併用し、組合せた微細粒子の混合体を用いることが好ましい。このように平均粒子径が数μmの範囲で異なる合成非晶質シリカ凝集体を併用することによって、凝集体と凝集体の間隙を異なる平均粒子径の凝集体が補完する凝集塊が形成され、昇華捺染インクを用いた昇華型捺染転写紙への印刷時の優れた昇華捺染インク乾燥性と画像再現性、裏抜け防止性及び耐熱性を有するとともに、転写による被転写物の画像再現性や転写効率の点でも良好な特性を得ることができる。
更に好適には、理由が明確ではないが、2種類以上の合成非晶質シリカ凝集体を組み合わせて使用することで、後述の凹凸の形成が容易になり、優れた昇華捺染インク乾燥性など本発明の効果を達成することができる。
このような合成非晶質シリカ凝集体としては、市販のものを用いることができ、例えば、凝集体の平均粒子径が1.7〜5.0μmの合成非晶質シリカ凝集体の市販品としてはニップジェルAY−200等が挙げられ、凝集体の平均粒子径が5.0μmを超える合成非晶質シリカ凝集体の市販品としてはニップジェルAY−6A2等が挙げられる。
本発明でいう平均粒子径は、少量のサンプルをメタノール溶液に添加し、超音波分散器で3分間分散した溶液をコールターカウンター法粒度分布測定器(COULTER ELECTRONICS INS製TA−II型)にて、50μmのアパチャーを用いて測定を行った。
好適な平均粒子径が異なる合成非晶質シリカ凝集体の組合せにおいて、凝集体の平均粒子径が1.7〜5.0μmの合成非晶質シリカ凝集体と、凝集体の平均粒子径が5.0μmを超える合成非晶質シリカ凝集体の配合比としては、特に限定されないが、好適には、固形分の重量比で10:90〜50:50程度であることが好ましい。固形分の重量比で10:90〜50:50程度とすることで、粒子径の大きいシリカ凝集体の間隙を、粒子径の小さいシリカ凝集体が埋めるため、得られる凝集塊の多孔性が増し、昇華捺染インク受容層表面の凹凸の形成において、均等な凝集塊の凹凸による被覆が得られるため、優れた昇華捺染インクの吸収乾燥性、昇華型捺染転写紙における画像の再現性、被転写物における画像の再現性と、高い昇華捺染インクの転写効率を得ることができる。
本発明の効果を奏する限りにおいて、合成非晶質シリカとともに、合成非晶質シリカ以外の微細粒子を配合することが可能である。他の微細粒子としては、例えば、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、カオリン、タルク、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、炭酸亜鉛、サチンホワイト、珪酸アルミニウム、ケイソウ土、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、コロイダルシリカ、アルミナ、コロイダルアルミナ、アルミナ水和物(擬ベーマイト等)、水酸化アルミニウム、リトポン、ゼオライト、加水ハロイサイト、水酸化マグネシウム等の無機顔料、スチレン系プラスチックピグメント、アクリル系プラスチックピグメント、ポリエチレン、マイクロカプセル、尿素樹脂、メラミン樹脂等の有機顔料等が挙げられる。
前記昇華捺染インク受容層中の微細粒子の含有量は20〜80質量%が好ましく、23〜65質量%がより好ましい。含有量が20質量%未満だと昇華捺染インク受容量が少なくなり転写効率が低下する傾向がある。また80質量%を超えると、昇華捺染インク受容量は多くなるが、転写時の昇華効率が低下する傾向があり、汚損の問題が生じる場合がある。なお、昇華捺染インク受容層中の水溶性樹脂が熱可塑性を示すため、昇華捺染インク受容層中の微細粒子の含有率を高くすることにより、昇華捺染転写紙の耐熱性が向上する。
本発明において水溶性樹脂は主としてバインダーとして用いられ、例えば、澱粉、酸化澱粉、カチオン化澱粉、エーテル化澱粉、リン酸エステル化澱粉等の澱粉誘導体、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、セルロースサルフェート等のセルロース誘導体、各種鹸化度のポリビニルアルコール又はそのシラノール変性物、カルボキシル化物、カチオン化物等の各種誘導体、カゼイン、ゼラチン、変性ゼラチン、大豆蛋白等の水溶性天然高分子、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸ナトリウム、スチレン−無水マレイン酸共重合体ナトリウム塩、ポリスチレンスルフォン酸ナトリウム等の水溶性合成高分子が挙げられ、これらの水溶性高分子を単独で若しくは併用して用いることができる。
本発明者らが見出した最も好適な水溶性樹脂としては、ポリビニルアルコールとカルボキシメチルセルロースが挙げられ、最も好適には、両者を併用することが好ましい。
ポリビニルアルコールとしては特に限定されず、各種ケン化度のポリビニルアルコールを使用することができるが、ケン化度としては、87〜89mol%程度が好ましい。重合度としては特に限定されないが、例えば、重合度が約1000以下のものが、カルボキシメチルセルロースとの相溶性や昇華型捺染インクをインク受容層に留め置くに特に好ましい。このようなポリビニルアルコールの市販品としては、ポバールPVA−210、ポバールPVA−205((株)クラレ製)等が挙げられる。
水溶性樹脂として、ケン化度が87〜89mol%程度で、重合度が約1000以下のポリビニルアルコールをインク受容層に用いることで、インク受容層塗料の調整において用いる合成非晶質シリカの分散性、特に2種類以上の合成非晶質シリカ凝集体を組み合わせて使用する際における凹凸の形成能が向上し、昇華捺染インクを用いた昇華型捺染転写紙への印刷時の優れた昇華捺染インク乾燥性と画像再現性、裏抜け防止性及び耐熱性を有するとともに、転写による被転写物の画像再現性や転写効率の点でも良好な特性を得ることができる。
ポリビニルアルコールの配合量としては、固形分で、少なくとも合成非晶質シリカを含む微細粒子100重量部に対して1〜200重量部程度が好ましく、2〜100重量部程度がより好ましい。この範囲によって、優れた昇華捺染インクの乾燥性と、高度の昇華捺染インク裏抜け防止性を両立することができる。
微細粒子100重量部に対してポリビニルアルコールの配合量が1重量部未満では、ポリビニルアルコールによるバインダー効果が十分に発揮されず、インク受容層の剥離や傷が入りやすくなり、画像再現性を低下させる問題が生じる。
微細粒子100重量部に対してポリビニルアルコールの配合量が200重量部を超えると、ポリビニルアルコールによる被膜形成のため、昇華捺染インク乾燥性の低下が問題となる。
好適に用いられる水溶性樹脂としてのカルボキシメチルセルロースとしては、特に限定されず、エーテル化度で0.5〜1.0の範囲のものが好ましい。
水溶性樹脂として、エーテル化度で0.5〜1.0のカルボキシメチルセルロースは、好適に組合わせて使用されるポリビニルアルコール、特にケン化度が87〜89mol%程度で、重合度が約1000以下のポリビニルアルコールとの相溶性が良好であると共に、合成非晶質シリカの分散性、特に2種類以上の合成非晶質シリカ凝集体を組み合わせて使用する際における凹凸の形成能を阻害させることなく、昇華捺染インクを用いた昇華型捺染転写紙への印刷時の優れた昇華捺染インク乾燥性と画像再現性、裏抜け防止性及び耐熱性を有するとともに、転写による被転写物の画像再現性や転写効率の点でも良好な特性を得ることができる。
市販品としては、セロゲン7A(以上、第一工業製薬(株)製)等を使用することができる。カルボキシメチルセルロースの配合量としては、固形分で、少なくとも合成非晶質シリカを含む微細粒子100重量部に対して20〜399重量部程度が好ましく、90〜350重量部程度がより好ましい。カルボキシメチルセルロースの配合量が20重量部未満では、昇華捺染インクの被転写物への転写効率が低下するとともに、昇華型捺染転写紙における昇華捺染インクの裏抜けの問題が生じる場合がある。カルボキシメチルセルロースの配合量が399重量部を超えると、昇華捺染インクの吸収乾燥性が低下し、保管時に昇華捺染インクが裏移りなど汚損の問題が生じやすくなる。
好適には、ポリビニルアルコールとカルボキシメチルセルロースを前記範囲にて併用した水溶性樹脂を用いることによって、優れた昇華捺染インクの乾燥性と、高度の昇華捺染インク裏抜け防止性を両立することができる。
本発明の昇華型捺染転写紙の大きな特徴は、従来品とは異なり、昇華捺染インク受容層が特異な凹凸の表面構造を呈している点である。従来品では図2に示すように、昇華捺染インク受容層は顔料とバインダーがほぼ一定の厚みで基材表面を被覆するものであったが、本発明では、昇華捺染インク受容層の表面には図1に示すように凹凸が形成されている。この凹凸は、微細粒子による凝集塊であることが好ましいが、特に、粒子径の異なる2種類の合成非晶質シリカ凝集体が凝集することによって得られる凝集塊により形成された凹凸であることがより好ましい。最も好ましくは、凝集塊により、好ましくは幅が10μm以上の凸部が多数形成され、このような凹凸を表面に有する昇華捺染インク受容層が基材の表面を被覆することによって本発明の昇華型捺染転写紙が形成されている。
この凹凸が存在するために基材表面の比表面積が増大するので、昇華捺染インクを昇華捺染インク受容層で瞬時に吸収、保持(乾燥)することが可能になり昇華捺染インクの吸収乾燥性が向上する。更に、滲みが少なく、画像再現性に優れ、基材に昇華捺染インクが含浸し難いため、寸法安定性と耐コックリング性にも優れたものとなる。これとともに、昇華型捺染転写紙として比較的透気度が低いため当該熱が用紙の厚み方向に伝達しやすくなり、熱の損失が少なくなる。そのため、凝集塊に保持された昇華捺染インクへの熱伝達速度が高くなり、かつ伝達熱量も多くなることから、転写効率が飛躍的に向上するものと考えられる。
ここで、本発明で云う凹凸とは、微細粒子の凝集塊による昇華捺染インク受容層表面の起伏のことを云い、その形成は昇華捺染インク受容層を形成する塗工液の攪拌段階で水溶性樹脂に微細粒子を添加し、混合分散処理する事により得られるものである。混合分散時の物理的剪断力が強すぎると、微細粒子の均質な分散が生じ凹凸を形成し難くなるため、好適には分散処理を適宜調整し、塗工液中に微細粒子の凝集塊を形成させ、昇華捺染インク受容層形成時に凹凸を形成させる。凹凸を形成するメカニズムは明確ではないが、水溶性樹脂が基材に含浸することで、水溶性樹脂中に分散された微細粒子の凝集塊が表出し、基材表面上に昇華捺染インク受容層を形成すると共に、凝集塊による凹凸を形成する。
凝集塊を形成する好適な条件としては、水溶性樹脂中に、予め水溶液に分散させた微細粒子を固形分濃度2〜25質量%になるように含有させ、分散時間を30分以内、好適には20分以内とする事で、30μm以下、好適には20μm以下の凝集塊を形成できる。更に好適には固形分濃度を3〜12質量%とすることが、凝集塊に均一な物理的剪断力を加え易く、均質な凝集塊が得られ、均質な昇華捺染インク受容層の凹凸を形成させることができるので好ましい。前記条件をはずれると、微細又は過大な凝集塊の生成が生じ、均質な昇華捺染インク受容層の凹凸を形成し難くなる。
吸水度に関しては、JIS P 8140に準拠した前記昇華型捺染インク受容層の吸水度が15g/m以上であり、更に好適には20〜90g/mが好ましい。吸水度が15g/m未満であるとインク受容量が少なく、良好な吸収乾燥性や転写効率を達成することができない。また、吸水度に関係して、従来品はインク受容能力が10g/m程度であったが、微細粒子が合成非晶質シリカで且つ昇華型捺染インク受容層が微細粒子を20〜80質量%含有する系では、50g/m程度までインクを受容することが可能になる。転写効率を考えると20〜30g/mのインク受容能を有することが好ましい。
凹凸の存在は後述のように分析走査型電子顕微鏡(日本電子データム(株)製JSM−6390A型)を用いて確認することができる。本発明者らの知見によると、凹凸を形成する凝集塊の凸部の幅が大きくなりすぎると、昇華捺染インクの裏抜け防止性が低下する傾向があるので、30μm程度以下が好ましく、20μm程度以下がより好ましい。なお、この幅は無作為に選択した凝集塊60個の、個々の長短の幅からの平均値を実測し、最小値5個、最大値5個を除く50個の実測平均値を測定した。
また、当該昇華捺染インク受容層の表面粗さをレーザー顕微鏡(キーエンス(株)製カラーレーザー顕微鏡 高解像度タイプVK−9700型)で測定すると、二乗平均粗さで3μm以上を満足することが好ましい。好ましくは4μm以上である。上限は21μm以下、あるいは20μm以下程度が好ましい。表面粗さが3μm未満と低すぎると昇華捺染インクの乾燥性が十分でなく、21μmを超える過大な粗さの場合は、昇華型捺染転写紙における画像再現性が低下すると共に、被転写物における画像再現性、転写効率が低下するほか本発明の効果を達成するのに不都合である。なお、従来品における二乗平均粗さは3μm未満である。
本発明の昇華型捺染転写紙では昇華捺染インク受容層の表面に凹凸が形成されているものであるが、昇華捺染インク受容層同士の静摩擦係数としてJIS P 8147に準拠して0.20〜1.05、好適には0.30〜0.99、更に好適には、0.35〜0.95とすることが好ましい。静摩擦係数が0.20未満と低すぎると昇華捺染インクの乾燥性が十分でなく、逆に、1.05を超えるほど高すぎると昇華捺染インクの転写効率や裏抜け防止性が低下する傾向がある。なお、従来品における静摩擦係数は0.20未満である。
昇華捺染インク受容層を、主成分として水溶性樹脂と微細粒子にて構成し、昇華捺染インク受容層同士の静摩擦係数としてJIS P 8147に準拠して0.20〜1.05になるように、昇華捺染インク受容層の表面に凹凸を形成することで、更に、本発明の昇華型捺染転写紙は、印刷時には昇華捺染インクの吸収乾燥性と紙における画像再現性や作業性に優れているとともに、昇華捺染のための加温転写時に昇華捺染インクが昇華型捺染転写紙の裏側に裏抜けするのを防止する特性においても優れている。さらには、転写による被転写物の画像再現性や、転写効率の点においても優れた特性を得ることができる。
本発明の昇華型捺染転写紙は、主として凹凸を形成する微細粒子による凝集塊に保持された昇華捺染インクに転写時の熱が迅速に伝達することによって、昇華捺染インクの転写効率を向上させるものであるが、基材中の空気は熱の伝達を阻害するものと考えられ、当該昇華型捺染転写紙の透気度は低く調整したほうが好ましい。
具体的には、JIS P 8117に準拠した透気度として、30,500秒以下が好ましく、30,000秒以下、更には25,000秒以下がより好ましい。しかし逆に低すぎると転写効率や昇華捺染インクの裏抜け防止性が低下するので、80秒以上が好ましく、1,350秒以上、より好適には1,500秒以上がより好ましく、7,000秒以上がさらに好ましい。
基材として透気度の高い基材を用いることが好ましいが、昇華型捺染転写紙としての透気度が昇華捺染インクへの加熱時の熱を伝える上で調整が必要であり、透気度をJIS P 8117に準拠した透気度として、30,500秒以下とし、熱による寸法安定性や昇華捺染インクへの熱伝達を考慮して基材として紙を選択し、好適には片艶紙を選択し、昇華捺染インク受容層における昇華捺染インクの保持と昇華が適切に成される微細粒子を用い、好適には緻密な多孔性を形成する少なくとも粒子径の異なる2種類の凝集体を併用して形成される凝集塊を用い、更には、昇華捺染インク受容層を前記凝集塊から成る凹凸で被覆することで、印刷時には昇華捺染インクの吸収乾燥性と紙における画像再現性や作業性に優れているとともに、昇華捺染のための加温転写時に昇華捺染インクが昇華型捺染転写紙の裏側に裏抜けするのを防止する特性においても優れ、更には、転写による被転写物の画像再現性や、転写効率の点においても優れた昇華型捺染転写紙を得ることができる。
インク受容層の塗工量としては、3〜25g/m、より好適には6〜15g/mが好ましく、3g/m未満では十分な昇華型インクの吸収容量が確保できず、転写画像の解像性が悪化し、ベタ画像部にムラが発生する傾向がある。インク受容層の塗工量が25g/mを超えると、相対的に表面強度が低下し、粉落ち等が発生して作業性を低下させる原因になる。
昇華捺染インク受容層の塗工にあたってその手法は特に限定されないが、本発明の効果を効率よく達成するには、水溶性樹脂の好適な例としてポリビニルアルコールとカルボキシメチルセルロースの組合せを選択し説明すると、まず、濃度が30重量%の合成非晶質シリカ粒子(特に粒子径の異なる2種類の合成非晶質シリカ)分散液とポリビニルアルコールとを予め混合しておき、次にカルボキシメチルセルロースを加えた後、5%濃度に調整した塗工液を、塗工量が乾燥重量で3〜25g/cmとなるように基材上に塗工する方法が好ましい。塗布方法としては特に限定されないが、例えば、エアーナイフコーター、ロールコーター、バーコーター、コンマコーター、ブレードコーター等の公知の塗工機を用いて塗工することができる。その後、凹凸の調整又は静摩擦係数の調整のために、マシンカレンダーやソフトカレンダー等を用いて平坦化処理することも出来る。またカール等の補正を目的にバックコート層を設けることも可能である。
以下に、インクジェット記録方法を用いて昇華捺染インクにて昇華捺染型記録用紙に記録を行った場合の実施例を掲げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、実施例で示す「部」及び「%」は、特に明示しない限り重量部、及び重量%を示す。なお、配合において示す部数は、固形分の部数である。
<基材の作成>
フリーネス530ml(C.S.F.)の広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)とフリーネス580ml(C.S.F.)の針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)を当重量配合し、助剤として、カチオン化デンプンを0.8重量%、内添サイズ剤を1.1重量%、アニオン変性ポリアクリルアマイドを0.3重量%添加して紙料を調製し、ヤンキードライヤーを備えた抄紙機で抄紙し、米坪100g/mの片艶紙を製造した。
実施例1
微細粒子として、凝集体の平均粒径が2.3μmの合成非晶質シリカ凝集体であるシリカA(東ソー・シリカ社製、型番:ニップジェルAY−200)を30重量部、凝集体の平均粒径が6.3μmの合成非晶質シリカ凝集体であるシリカB(東ソー・シリカ社製、型番:ニップジェルAY−6A2)を70重量部、前記微細粒子100重量部に対して、水溶性樹脂としてポリビニルアルコール PVA−A(クラレ社製、商品名:PVA−210、ケン化度87〜89mol%、重合度1,000)を50重量部、カルボキシメチルセルロース CMC−A(第一工業製薬社製、商品名:セロゲン7A、エーテル化度0.70〜0.80)を200重量部使用し、固形分濃度5%の昇華捺染インク受容層塗料を調製した。調製においては、微細粒子の凝集塊が15μmになるよう、分散調製し、前記基材の艶面に乾燥塗工量が6g/mになるよう塗工し、昇華型捺染転写紙を得た。製造した昇華型捺染転写紙を、後述する評価基準により評価した。
実施例2〜17、比較例1〜10は、実施例1の条件を基本に、表1に示すとおり、基材、微細粒子、水溶性樹脂、塗工量を変更して昇華型捺染転写紙を製造し、実施例1と同様に評価した。
実施例2は、シリカAの代わりに、凝集体の平均粒子径が1.7μmの合成非晶質シリカ凝集体であるシリカC(東ソー・シリカ社製、型番:ニップジェルAZ−204)を、CMC−Aの代わりに、CMC−B(第一工業製薬社製、商品名:セロゲンF−SL、エーテル化度0.80〜0.95)を使用し、前記基材の艶面に乾燥塗工量が15g/mになるよう塗工し、昇華型捺染転写紙を得た。
実施例3は、シリカAの代わりに、凝集体の平均粒子径が4.3μmの合成非晶質シリカ凝集体であるシリカD(DSL.ジャパン(株)製、型番:カープレックスBS−312AJ)を、CMC−Aの代わりに、CMC−C(第一工業製薬社製、商品名:セロゲンF−8A、エーテル化度0.74〜0.80)を使用し、前記基材の艶面に乾燥塗工量が3g/mになるよう塗工し、昇華型捺染転写紙を得た。
実施例4及び5は、シリカA及びシリカBの配合量を表1のように変更し、PVA−Aの代わりに、PVA−B(クラレ社製、商品名:PVA−205、ケン化度87〜89mol%、重合度500)、PVA−C(クラレ社製、商品名:PVA−203、ケン化度87〜89mol%、重合度300)をそれぞれ使用した。
実施例6はシリカA及びシリカBの配合量を表1のように変更し、PVA−Aの代わりに、PVA−D(クラレ社製、商品名:PVA−110、ケン化度98〜99mol%、重合度1,000)を使用した。
実施例7〜8は、シリカBの代わりに、凝集体の平均粒子径が10.1μmの合成非晶質シリカ凝集体であるシリカF(DSL.ジャパン(株)製、型番:カープレックスBS−304N)、凝集体の平均粒子径が12.7μmの合成非晶質シリカ凝集体であるシリカG(DSL.ジャパン(株)製、型番:カープレックスBS−303)をそれぞれ使用するとともに、PVA−AとCMC−Aの配合量を表1のように変更した。
実施例9〜14は、原紙坪量、平滑度を表1のように変更するとともに、下記記載のとおり条件を変更した。なお、実施例13、14、及び17は、参考例である。
実施例9〜10は、PVA−AとCMC−Aの配合量を表1のように変更した。
実施例11は、シリカCを100重量部使用し、CMC−Aの配合量を表1のように変更し、前記基材の艶面に乾燥塗工量が3g/mになるよう塗工し、昇華型捺染転写紙を得た。
実施例12は、シリカDを100重量部使用し、PVA−AとCMC−Aの配合量を表1のように変更するとともに、前記基材の艶面に乾燥塗工量が15g/mになるよう塗工し、昇華型捺染転写紙を得た。
参考例である実施例13は、水溶性樹脂としてCMC−Aのみを微細粒子100重量部に対して399重量部使用した。
参考例である実施例14は、水溶性樹脂としてPVA−Aのみを微細粒子100重量部に対して200重量部使用した。
実施例15は、基材に、坪量100g/mの上質紙を使用した。
実施例16は、基材に市販の多孔性PET樹脂フィルムを使用し、PVA−AとCMC−Aの配合量を表1のように変更し、前記基材の艶面に乾燥塗工量が2g/mになるよう塗工し、昇華型捺染転写紙を得た。
参考例である実施例17は、シリカBの代わりに平均粒径1.08μmの焼成クレー(エンゲルハード社製、型番:アンシレックス93)を使用し、水溶性樹脂としてCMC−Aのみを、微細粒子100重量部に対して90重量部使用した。
比較例1〜3は、微細粒子を用いず、表1記載の組成の水溶性樹脂のみの昇華捺染インク受容層塗料を用いた。
比較例4は、微細粒子として平均粒径約30nmの微細なコロイダルシリカ(日本アエロジル社製、AEROSIL50)であるシリカEのみを用い、水溶性樹脂としてPVA−Aのみを微細粒子100重量部に対して50重量部使用した。
比較例5は、シリカAの代わりにシリカEを使用し、PVA−AとCMC−Aの配合量を表1のように変更した。
比較例6は、水溶性樹脂の代わりに、水溶性エマルジョンであるアクリル酸エステル樹脂を微細粒子100重量部に対して100重量部用いた。
比較例7は、シリカAの代わりにシリカEを使用し、水溶性樹脂の代わりに、水溶性エマルジョンであるアクリル酸エステル樹脂を微細粒子100重量部に対して150重量部用いた。
比較例8は、微細粒子としてシリカAを100重量部のみ使用し、水溶性樹脂の代わりに、水溶性エマルジョンであるアクリル酸エステル樹脂を微細粒子100重量部に対して50重量部用いた。
比較例9は、微細粒子としてシリカBを100重量部のみ使用し、水溶性樹脂の代わりに、水溶性エマルジョンであるアクリル酸エステル樹脂を微細粒子100重量部に対して200重量部用いた。
比較例10は、微細粒子として市販の熱可塑性を有する平均粒径1.0μmの有機顔料(日本ゼオン社製、ローペイクHP−1055)を100重量部のみ使用し、水溶性樹脂としてPVA−E(クラレ社製、商品名:PVA−120、ケン化度98〜99mol%、重合度2,000)を2重量部、CMC−D(第一工業製薬社製、商品名:セロゲンHE−70F、エーテル化度1.20〜1.30)を80重量部使用した。
市販品としては、現在昇華型捺染転写紙として市販されている、基材が上質紙の巻取り品を購入し、試験に供した。
測定・評価方法
昇華捺染インクを用いたインクジェット記録評価には、ミマキ株式会社製、JV4型インクジェットプリンターを用いて、ISO300にて規定されているインクジェット記録評価用の画像を、ミマキ製の昇華型インク(SPC−370シリーズ)を用いて行った。
被転写物には、ポリエステル布素材を使用した。
(1)凹凸の有無及び凸部の幅:製造した各転写紙のインク受容層表面に対して、走査型電子顕微鏡(日本電子データム社製JSM−6390A型)を用い、凹凸の有無を観察し、凹凸がある場合については、任意の凝集塊60個の幅を実測し、個々の長短の幅からの平均値を実測し、最小値5個、最大値5個を除く50個の実測平均値を測定した。
(2)インク受容層の表面粗さ:インク受容層の表面粗さをレーザー顕微鏡(キーエンス社製カラーレーザー顕微鏡 VK−9700型)を用い、2乗平均粗さ(μm)として測定した。
(3)静摩擦係数:製造した各転写紙についてJIS P 8147に記載の「紙及び板紙の摩擦係数試験方法」に準拠し、転写紙のインク受容層面同士の静摩擦係数を測定した。おもりは寸法(幅60mm、長さ100mm)及び質量(1000g)を使用し、合計5回の平均値を静摩擦係数とした。
(4)吸水度:JIS P 8140に準拠して測定した。
(5)透気度:製造した各転写紙について、JIS P 8117に準拠して低圧法にて測定した。
(6)インク乾燥性:製造した各転写紙にインクジェットプリンタで黒ベタ印字した直後に印字面をテッシュペーパーにて擦り、拭取った際に紙面上のインクの伸びを目視で確認し、下記の基準にて5段階評価した。3段階以上の評価が実用レベルである。
5:乾燥が早い。テッシュペーパーによる擦り拭取りした紙面は、インクの伸びがない。
4:乾燥が早い。テッシュペーパーによる擦り拭取りした紙面は、インクの伸びが殆どない。
3:乾燥が若干遅いが、実用上問題ないレベル。テッシュペーパーによる擦り拭取りした紙面は、インクの伸びが少しある。
2:乾燥が遅く、テッシュペーパーによる擦り拭取りした紙面は、インクの伸びがある。
1:乾燥が遅く、装置汚れや印字部の汚れにつながり、使用不可。テッシュペーパーによる擦り拭取りした紙面は、インクの伸びが長い。
(7)画像再現性:目視にて、ISO300に規定されるデジタル画像の転写紙紙面への画像再現性を下記の基準にて5段階評価した。3段階以上の評価が実用レベルである。
5:原版と差異の無い画像再現性である。
4:画像再現性が良好。
3:画像再現性がやや劣るが使用可能。
2:画像再現性が劣り、使用不可能。
1:画像再現性が悪く、使用不可。
(8)寸法安定性:10×150mmの各転写紙について、自動式紙伸縮計(熊谷理機工業株式会社製)を用いて温度による伸びを測定した。測定は、20℃におけるサンプルの長さを基準にして60℃で30分保持後の伸びを測定し、20℃におけるサンプルの長さ(基準長さ)に対する伸びを%表示した。下記の基準にて5段階評価した。3段階以上の評価が実用レベルである。
5:換算値が30未満
4:換算値が30以上〜35未満
3:35以上〜40未満
2:40以上〜50未満
1:50以上
(9)インクの裏抜け(昇華性染料裏抜け防止性):製造した各転写紙に昇華性インクを印字し、熱源より熱を加えた際に、製造した転写紙のインク受容層面の反対面へのインクの裏抜けを目視で判定し、裏抜け防止性を下記の基準にて5段階評価した。3段階以上の評価が実用レベルである。
5:昇華性インクの裏抜けが全くない。
4:僅かに昇華性インクの裏抜けが殆どない。
3:僅かに昇華性インクの裏抜けがあるが実用上全く問題がない。
2:昇華性インクの裏抜けが認められ、熱源が少し汚れる。
1:昇華性染料の裏抜けが多く認められ、熱源装置を激しく汚す。
(10)耐熱性:製造した各転写紙に昇華性インクを印字し、温度条件を変えた熱源より熱を加えた際に、製造した転写紙のインク受容層面の劣化が始まる温度を測定した。210℃以上が実用レベルである。
(11)転写効率:(i)解像性の評価、(ii)ベタ画像部の評価(ベタ画像部の画像濃度と均一性)に分けて目視で判定して昇華捺染型インクジェット記録の転写効率を下記の基準にて5段階評価した。3段階以上の評価が実用レベルである。
(i)解像性
5:解像性良好。印字面にゆがみなどの現象が認められず、印字原稿に匹敵する印字調子の再現性がある。
4:解像性良好。印字面にゆがみなどの現象が認められないが、印字原稿に匹敵する印字調子の再現性が若干劣る。
3:解像性がやや劣るが、実用上全く問題が無い。印字面にゆがみなどの現象が認められず、印字原稿に匹敵する印字調子の再現性がやや劣るが被転写物の使用上問題が起こらない。
2:解像性がやや悪いが、条件によって使用可能。印字面にゆがみなどの現象が僅かに認められ、印字原稿に匹敵する印字調子の再現性がやや劣る。
1:解像性が悪く、使用不可。印字面にゆがみなどの現象が認められ、印字原稿に匹敵する印字調子の再現性がない。
(ii)ベタ画像部
5:画像濃度が高く、ベタ画像部にムラがない。
4:画像濃度が高く、ベタ画像部に若干ムラが認められる。
3:画像濃度やや高く、ベタ画像部にムラが認められるが実用上全く問題がない。
2:画像濃度がやや低く、ベタ画像部にムラが認められる。
1:画像濃度が低く、ベタ画像部に多くのムラが認められる。
以上により得られた結果を表2に示す。
インク受容層表面に凹凸が形成されている場合(本発明)を示す電顕写真 インク受容層表面に凹凸が形成されていない場合(従来品:市販品)を示す電顕写真

Claims (5)

  1. 基材上に昇華捺染インク受容層を有する昇華型捺染転写紙であって、
    前記昇華捺染インク受容層は、水溶性樹脂と微細粒子を含有し、前記微細粒子は合成非晶質シリカであり、
    前記水溶性樹脂として、ポリビニルアルコールを前記微細粒子100重量部に対し、1〜200重量部、及び、カルボキシメチルセルロースを前記微細粒子100重量部に対し、20〜399重量部の割合で含有し、
    JIS P 8140に準拠した前記昇華型捺染インク受容層の吸水度が15g/m以上であり、前記昇華捺染インク受容層の表面には凹凸が形成されていることを特徴とする昇華型捺染転写紙。
  2. 前記昇華捺染インク受容層が前記合成非晶質シリカを20〜80質量%含有し、前記合成非晶質シリカが、凝集体の平均粒子径が異なる2種類以上の合成非晶質シリカ凝集体であることを特徴とする請求項1記載の昇華型捺染転写紙。
  3. 前記昇華捺染インク受容層の表面に形成された凹凸が、前記微細粒子の凝集塊にて形成され、その凸部の幅が、30μm以下であることを特徴とする請求項1又は2記載の昇華型捺染転写紙。
  4. JIS P 8147に準拠した前記昇華捺染インク受容層同士の静摩擦係数が0.20〜1.05の範囲である請求項1〜3のいずれかに記載の昇華型捺染転写紙。
  5. JIS P 8117に準拠した透気度が80〜30,500秒である請求項1〜4のいずれかに記載の昇華型捺染転写紙。
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