JPS62206100A - 被記録材 - Google Patents

被記録材

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JPS62206100A
JPS62206100A JP5014186A JP5014186A JPS62206100A JP S62206100 A JPS62206100 A JP S62206100A JP 5014186 A JP5014186 A JP 5014186A JP 5014186 A JP5014186 A JP 5014186A JP S62206100 A JPS62206100 A JP S62206100A
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啓志 原
隆重 吉村
分部 春樹
高野 晃義
元洋 大川
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Mishima Paper Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、各穐のプリンター特にインクジェット及び感
熱転写記録法に好適に用いうる被記録材に関する。さら
に詳しくはインクの吸収性に優れた普通紙(非塗工紙)
タイプのインクジェット記録用紙、または熱溶融型ワッ
クスインクの転移性に優れた普通紙タイプの感熱転写記
録用紙であって、記録された画像や文字の濃度が高く、
かつ鮮明性に優れた被記録材に関する。
インクジェット記録法は、例えは圧電素子を用いた方式
に代表されるようなインク吐出方式を用いて、インクの
小滴を発生、飛翔させて、紙などの被記録材に付着させ
画像、文字などの記録を行うものであるが、ドツトイン
パクトタイプのプリンターに比べて騒音の発生が極めて
少なりこと、多色化が可能であること、印字また社画像
形成速度が速いことなどの理由で、パソコン用プリンタ
ーを始めとして、種々の用途に急速に普及し、注目され
ている。このインクジェット記録方式で使用される被記
録材としては、従来から通常の上質紙(普通紙)を基紙
として、インク吸収能を高めるべく、これらの表層に多
孔質のインク吸収層を設けた塗工紙タイプの被記録材が
用いられてきた。
インクジェット記録用の被記録材としては、インクドツ
ト濃度が高く、インクの吸収が速くてインクドツトが重
なった場合においてもインクが流れ出したシ滲んだシし
ないこと、インクドツトの横方向への拡散が必要以上に
大きくなく、かつ周辺が清らかでほやけないこと、ドツ
ト形状が真円に近いこと等が要求される。更に好ましく
は上記特性を失わすに記録画像の耐水性、耐光性を有す
ることが要求される。また、従来のインクジェット用被
記録材の多くは、表面に多孔性のインク吸収層を設け、
その多孔性空隙中にインクを吸収させ定着させる方式を
とっていたので、いわゆる普通紙様の光沢、風合いを鳴
せず加工紙のイメージが強く、市場では好まれない傾向
にあった。
一方、感熱転写記録方法は、例えは熱溶融型感熱転写プ
リンターではサーマルヘッドから供給される熱によシ、
熱溶融性インクが溶融し被記録材に転写することによシ
、像を形成させるものであ夛、このため被記録材の表面
平滑性は高い程、印字品質が高くなシ、高平滑な被記録
材が主として用いられてきた。しかし感熱転写被記録材
としてはインクジェット被記録材と同様に非塗工タイプ
で、かつ表面の平滑性が低い普通紙タイプのものの要求
が近年強く逢っている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
これらの要請に対して、例え#−i′特開昭52−53
012号に開示された如く、低サイズ度の原紙に表面加
工用の塗料を含浸させたものや、特開昭53−4911
3号に開示された如く、尿素−ホルマリン樹脂粉末を内
添したシートに水溶性高分子を含浸させたインクジェッ
ト記録用紙などは、普通紙タイプといわれているが、ド
ツトの周辺の形状が清らかでなく、かつドツト濃度も低
いという欠点を有する。即ち上記の先行技術においては
、外観は普通紙であっても紙層中の空隙構造は塗料、水
溶性高分子などの含浸によって閉塞がす\み、いわゆる
普通紙の空隙構造を有するものとはい−難い。
本発明者は普通紙タイプの被記録材の開発を目的として
、紙の空隙構造を詳細KN査した結果、細孔の直径とそ
の分布の態様がプリンターの印字効果と密接な関係のあ
ることが判明した。そして好ましい空隙構造を特定する
とともに、この空隙構造の形成に寄与する内添填料、サ
イズ度の関係およびインクの滲透特性を明らかにして本
発明に到達した。
〔発明の目的〕
本発明の目的はインク吸収性および印字濃度、形状など
の画像の鮮明性に優れた各釉グ17 yター用被記録材
でろって普通紙タイプのもの、特に普通紙タイプのイン
クジェット記1録用および感熱転写記録用被記録材を提
供することである。また要望によプ上記インク吸収性お
よび鮮明性を損わすに記録画像の耐水性、耐光性が付与
された普通紙タイツの被記録材をも提供することである
〔問題点を解決しようとする手段〕
一般にパルプのみからなる紙の空隙構造は比較的大きな
繊維−繊維間空隙が大部分を占め、これらと繊維交叉部
が形成する比較的小さな空隙とのくシ返しから成シ、そ
の細孔半径に対する細孔量分布は対数正規分布として近
似できることが知られている。本発明者は第1K各穐の
紙について後述する「水銀圧入法」によシ当該紙の細孔
量分布を測定し、それらとプリンターによる印字効果を
比較検討し、被記録材として好適な空隙構造を特定した
。第2に各種プリンターにおけるインクの被記録材への
転移が動的であることから、後述する「液体の紙屑への
動的浸透性測定装置」を試作し、これを用いて水の浸透
速度を測定し、被記録材として好適な動的浸透速度範囲
を特定した。本発明においては所定の空隙構造を有する
被記録材が好適に用いられるが、所定の空隙構造を有し
、かつ所定の動的浸透速度を有する被記録材がさらに優
れている。
本発明によれは抄紙用填料をパルプ紙料に混合してなる
坪量40〜85 g/m’の非塗工紙であって、J 、
 TAPPI No、48に規定された水銀圧入法で測
定した累積細孔量中に直径0.295〜5.90 μm
 の累積細孔量が少なくともQ、 49 ml/g存在
し、かつ直径0.295〜2.2.2 μm の累積細
孔量が0.25rr14/g以上である被記録材が提供
される。
このような細孔は紙層中に実質上均一に混在しているか
、この空隙構造はたとえはインクジェット記録用紙とし
ては、インクを吸収し鮮明な印字をうるのに十分に大き
く、かつ均一に連続した毛細管構造を形成している。ま
た感熱転写記録用紙としては、この空隙構造力;感熱転
写リボン上の熱溶融インクの蓄熱を高め、均一な転写が
行われるように作用する。被記録材の空隙構造は、後述
するようにJ 、 TAPPI、No、48 K示され
る水銀圧入法によシ測定して得ることができる。前記の
空隙要件を満たす被記録材は、たとえはLBKP(広葉
樹さらしクラフトパルプ)またはNBKP(針葉樹さら
しクラフトパルプ)を主とするパルプを450〜70’
C3F((カナティアンスタンダートフリーネス)(2
8〜70°シ璽ツバ一リーグラー叩解度(’5R))に
叩解した紙料に、たとえは沈降性炭酸カルシウムを所定
量内添した混合紙料を用い、ウェットプレス条件、乾燥
条件等を調整して坪量40〜B s g/m”で抄紙す
ることによシ得ることができる。内添填料としては各種
の無機、有機填料を用いることかできるが、インクジェ
ット記録用紙に対しては水およびグリコール類などの多
価アルコール卿に対して高い親和性を有する無機填料、
たとえば前記沈降性炭酸カルシウムがインクに対する親
和性が高いので好適である。沈降性炭醗カルシウムとし
ては製紙内添用として通常用いられるカルサイト形、ア
ラブナイト形の#ミか二次粒子の形状が複雑で比表面積
の大きいアルバカ−5970(ALBACARo597
0、7 フイf−社製) かサラに好適である◎有機填
料としては尿素樹脂系のものが好ましい。上試無機填料
および尿素樹脂糸填料は熱転写記録用紙その他の被記録
材に対しても好適に用いることができる。内添填料は特
許請求の範囲第1JJに明示した直径0.295〜2.
22μmという微細孔の形成に主として寄与する。被記
録材中の填料割合は用いるパルスの種類、叩解度その他
湿圧などの抄紙条件により異るが、通常は被記録材中に
5〜20g量%留まるように配合する。
被記録材のサイズ度はステキヒト法で0〜1.0秒であ
ることが必要である。このように低いサイズ度を条件と
するのハエ。0秒以上ではインクの吸収性が極端に低下
し、その結果ドラ)11度の低下、ドツト形状の不定形
化などを生じるためである。
従りて本発明では、たとえばペン書き時のインクのにじ
み防止が要求される場合でも、内添外添を含めてサイズ
剤と称されるもの、例えば石油樹脂糸サイズ剤、アルキ
ルケテンダイマー系サイズ剤、無水コハク酸系サイズ剤
、ロジン系サイズ剤などを上記ステキヒト法で1.0秒
を限度として用いる。
但し、インクジェット法などで記録された文字、画像の
耐水性、耐光性を昼めるためにカチオン性のエポキシ樹
刀旨、ポリアリルアミン、ポリアミンスルフォン、染料
定着剤、ポリアミドエピクロルヒドリン、ポリアミン、
アルキルアミン、ポリアリルアミン塩酸塩、アルカリ金
属の塩化物などを基紙に対して0.1 g/d〜3v譬
を内添もしくはサイズプレス等で含浸塗布することは本
発明の効果に何ら影譬しないので本発明の好ましい態様
の1つである。これにより80%以上の耐水性、70%
以上の耐光性が得られる。こ\にいう耐水性、耐光性は
次の方法で測定される。
耐水性:被記録側をプリンターで印字後24時間放置す
る。この試料を50 rnt/秒の流水中に5分間浸漬
した後と9出し、120℃のシリンタードライヤーで乾
燥する。この耐水試駆前後の印字濃度をマクベス濃度計
で測定し次式忙よシ残留した印字濃度を百分率で求める
耐光性:被記録材をプリンターで印字後30分放置する
。この試料を耐光性試験器(A&津製作ハr製フェード
テスターCF−208型)で30時間照射する。この耐
光性試験前後の印字濃度をマクベス濃度計で測定し、次
式によシ残留した印字濃度を百分率で求める。
本発明の特許請求の範囲第2項に示した「水の動的浸透
速度とはグリストウ(Bristow )の考案した装
fil(スベンスク・ペーパーステドウニング(5ve
nsk Papper Stidning )  19
67年No 、 19、P623〜629)を用いる方
法で、この方法によると、従来のステキヒトサイズ度測
定法などに比べて、液体の吸収性、転移性について動的
に、かつ微少時間内の挙動を測定することができる。測
定原理としては、1rrIrrI の間隔を有するスラ
イスヘッドに0.04m1  の水を入れ、該スライス
ヘッドを回転するドラム上に貼シ付けた紙に接触させて
、水の転移面極を測定するものである。本発明では後述
するようにスライスヘッドの接触時間をドラムの回転速
度を変化させて測定した。得られた接触時間と転移ft
(睨汐)の関係から浸透速度を算出すると80〜150
 mL///I;ηのものが良好な結果を得た。無サイ
ズ紙が好ましくサイズ度がステキヒト法で1.0秒以上
になると浸透速度か80IμΔd/yηT以下となり好
ましくなかった。なお150戦1wイクi以上になると
浸透速度が速すぎるためインクドツトがホさくなシ同様
に好ましくなかった。
(実験例1) 水銀圧入法によp以下の手順で紙の空隙構造を測定した
l)試料の&顎 供試試料は第1&に示す如く実抄紙機で抄造された本発
明品1種類と参考例21撃を用いた。参考例は塗エタイ
ズの被記録相の基紙となシうるものである。
it) 試料のv8製 これらの各試料を20℃、65%RHの恒温恒湿室内に
24時間放fit−湿後、各々20mmX100第  
1  表 面大きさに切断し、化学天秤で秤量後、3〜4鵬の間隔
で交互に折シ曲け、試料を階段状にして、測定装置付属
の測定用石英セル内に挿入セットシ、高真空グリスを用
いてセルを封入する。この試料をセットしたセルを島津
表作所・マイクロメリティックス社展水銀圧入ポロシメ
ーター905−1型に装着して、空隙構造の測定を行り
た。
ti)  測定法 測定は水銀の試料内にある細孔に対する圧入圧力を1 
pSia〜10000psia (ホ7 トスpxフイ
ンチ) = 0.0703 Kg/Qd 〜703. 
I Kg/Q−の範囲とし、低圧側から順次加圧してゆ
き、各圧力で試料内の細孔に圧入される水鍋量を装置に
付凱されているカウント計から読みとった。この測定に
よシ水銀の圧入圧力に対する圧入量の間係が得られる。
得られた圧入圧力と圧入量は各々次式に従い、細孔直径
と試料!li量轟シの細孔濡に換算し直した。
yljち、圧入圧力PはKelvin  の式で次の様
に表わされる。
ここで分母のrは細孔の半径であシ、rは水銀の表面張
力、θは水銀の紙との接触角でおる。
そこでrを474 dyne/cm 、θ=130’を
代入することによシ圧入圧力は細孔半径あるいは細孔半
径の2倍である細孔直径(D)に変換することができる
一方、水銀の圧入蓋は、測定#に秤量した試料重量で除
すことによシ試料重量描りの細孔量に変換される。よっ
てIIJ述の水銀の圧入圧力と圧入蓋の関係または変換
した細孔直径と細孔蓋の関係が細孔量の累積曲線となる
(第1図)。この曲線即ち細孔直径と細孔量との関係か
ら空@L構造を表わす次の指標を算出する。
■ 細孔童分布二上記pA&曲線を細孔直径について微
分したもので各細孔直径における細孔の分布を表わす(
兎2、第3図)。1 ■ 細孔量二例えは直径0.295〜5.90μmの細
孔量は、細孔蓋の累槓曲線上では全体の圧入1から5.
90μm以上の圧入蓋および0.295μm以下の圧入
蓋を減じた値である。
以上のようにして各試料について測定しテータ処理を行
った後、得られた結果を第1図〜第3図および第1表下
欄に示した。第1図の1は本発明、2は参考例の市販上
質紙で坪量が同一水準(65〜67 g/m’ )のも
のである。坪量55.5gの市販上質紙は坪1Jk67
.2 g//F1′の市販上質紙と同一の傾向を示すの
で図面は省略した。本発明品(1)と参考例(2)の上
質紙を第1図について比較すると本発明品は上質紙に比
べて水銀圧入量が大きい。しかも、細孔量の累積曲線を
微分して得られる細孔量分布曲線(第2図、第3図)で
も明らかなように、本発明品では直径01295〜5.
90戸の細孔量、特に0.295〜2.22μm とい
う小さい細孔量が大きいととが本発明品を特徴付けてい
る。
この量は第1表に示したように上質紙とは大差がある。
よって本発明では直径0.295〜5.90μmの累&
細孔it(合計細孔t)が少なくとも0.40rrL4
/g 存在すること、かつ直径0.295〜2.22μ
mの細孔量が0.25 ml/g 以上、好ましくは0
、30 ml/g 以上存在することか必要である。な
お、水銀圧入圧力範囲1〜10000psin  にお
ける細孔直径は各試料とも177〜0.0177/a 
であるか、その累積細孔量は表1に示すとおシ本発明品
の方が大きいことが示されている。なお、参考例同志の
比較でも累積細孔量に大きな差があり、このことは通常
の抄紙技術では合目的的にコントロールされる因子では
ないことを推定しうるものである。
〔実施例2〕 水の動的滲透速度の測定は次の手順で行った。
i)試料の適択 試料は本発明品1種類、市販のインクジェット記録用紙
(いずれも塗工品)を2釉卿、および参考として市販の
上質紙、インテア紙、コート紙についても也1j足した
。本発明品は実験例1と同様にして製造され本発明の空
隙債件を満たすものである。試料の主なる物性を第2表
に示した。
第  2  表 i)  測定方法 測定装置としては、前記13riatowの考案した装
置(動的滲透性測定装置)を試作して用いた。装置の概
要はドラム(径約600 nm )  の表面に測定す
る試料を貼シ付け、その上にスライスヘッドを軽く垂直
に接触させる。
スライスは1mm幅の開孔部を有する。スライスヘッド
の中に水を入れると試料への水吸収が始でる。この時の
紙の速度(ドラム回転速度〕Vと間孔部の幅りとから接
触時間は’/vとなシ、この間に水がVの量だけ紙に移
ったとすると、次式が得られる。
r:水の表面張力 η:水の粘度 に:係数 即ち、紙に移った水の量は、紙の凹みに入った水Rと、
tなる時間に紙層に吸収された1K−rt71  の和
となる。そこでドラムの回転速度をいろいろに変えて、
その時に転移した水の面積を測定し、接触時間との関係
を求めると、次式で表わされるような曲線が得られる。
V* = K@ 十KA (t−tv)T■、:  液
体の転移量(mA汐) K1:  粘さ指数 に1:  吸収係数 tW:  濡れ時間 そこで、このにムの値を各試料について測定することに
よ勺、烏速状態における動的な吸液特性を把握すること
が可能となる。
本装置を用いて、前記各試料について測定を行った。部
ちドラムの周速を接触時間として0.004(4ミリ秒
)、0.006.0.01,0.02.0.03.0.
05.0.08.0.1.0.2.0.5.1 (1o
o。
ミリ秒)、(倒れも秒)の11水準とし、転移させる液
体’to、02%メチレンブルー水溶液(20℃)0.
04rrLt 一定としてマイクロシリンジで測シ取っ
た後、スライスに供給して順次測定した。
メチレンブルーで薄く染色されている部分の面積を計測
し、接触時間(吸収時間)と転移量の関係を求めた。次
いで最小2乗法を用いてKA(暉々V4正)(吸収係数
)を求めた。なお本発明ではに、を動的滲透速度と称す
る。#i来を第4図および第2表下欄に示した。
第4図より本発明品は比較例1の塗工インクジェット記
録用紙と同程度の吸水性を示し、これはに、の値にも示
されている。またに、の値から本発明品については水に
対する動的滲透速度t−80u4以上とすることができ
る。なお表示されてはいないが150 W乙イτπ以上
では吸水速度が速すぎるためインクドツト径が小さくな
シ画像の鮮明1度が劣るものであった。なお、参考とし
て測定した一般紙は上質紙、インテア紙、コート紙のい
ずれも転移量および動的滲透速度が極めて小さいことが
判る。本発明ではこの実験にもとづいて動的滲透速度の
好適な範囲を80〜150験佃に特定したものである。
前記した実験例1および実験例2に示すとおυ、本発明
のような空隙構造と動的浸透速度を有する普通紙タイプ
の被記録材は少なくともOA機器用紙中には存在せず、
またこのような特性は上記印刷用紙などとも大きく異っ
ていることが判る。なお本発明にいう塗工紙とは、本発
明と同一の目的をもって多孔質のインク吸収層を紙面に
設けたものを−う。
〔実施例1〕 ′実験例1、第1表に示した本発明の被記録側は、外観
がボンド紙様の普通紙でるり、その紙質は上記第1表に
示した物性のFtかペック平滑度80秒/ 10 mA
、 白色度87%、不透明度86.4%であった。これ
をシャープ(株)製インクジェットカラーイメージプリ
ンターl0−0700でテストパターンを印字したとこ
ろ、ドツト径200μmでインクの吸収速度、インクの
吸収能力にすぐれ形状は真円に近いものであった。
〔実施例2〕 実験例1、第1表に示した本発明の被記録材を原紙とし
て、熊谷理機工業製テストサイスブレッサーを用い、カ
チオン性のポリアミドエピクロルヒドリン樹脂(テイッ
クハーキエレス社製、カイメン0557H7を0.8%
固形分濃度で塗工含浸し、乾燥し、付着量0.2 g/
?の本発明被記録材を得た。
このものは実施例1と同様に外観はボンド紙様の普通紙
で、平滑度50秒/ 10 mt 、  白色度86%
、不透明度86.1%、ステキヒトサイズ& 0.5秒
以下であった。また耐水性は92%、耐光性は80Xと
高かった。上記系液に塗工含浸したにも拘らず空隙構造
、水の動的浸透速度には殆ど影響かなかった。実施例1
と同様にして印字したところインク吸収速度、インク吸
収能力は良好でありドツト径は198μmで真円に近か
った。
〔実施例3・〕 実験例2に用いた本発明の被記録材を三菱電機製熱転写
カン−プリンターM4234型を用いてテストパターン
印字を行った結果、印字濃度はマクベス濃度計(RD5
17型)で濃度1.10と高かった。また印字のドツト
形状は正規の矩形に近く極めて良好であった。
〔実施例4〕 実験例IK用いた填料の沈降性炭酸カルシウムのかわり
に尿累桐脂糸填料ニーバール■1(三井東圧化学製)を
対パルプ30%(固形分重量%)添加して長網抄紙機を
用いて坪量55 geの本発明被記録狗を抄造した。抄
造にあたっては所定の空隙構造が得られるように温圧工
程、乾燥工程t−9℃節した。このもの\外観はボンド
紙様の普通紙であり、ベック平滑度90抄/ 10 m
l、 白色度92.1%、不透8A度84.5%であっ
た。これを実施例1と同じインクジェットプリンターで
印字したところ、ドツト径210 μm でインクの吸
収速度、インクの吸収能力にすぐれ、形状は真円に近く
、ドツト濃度も高かった。
〔発明の効果〕
本発明は各叛フリンターの印字効果を、従来品のように
基紙上に特に設けた塗工場の空隙構造によって得るもの
ではなく、普通紙自体に機能させたものである。その手
段として普通紙の累積細孔fi−を大きくし、特に細か
な細孔を多くして均一な毛細管本造を発達させ7’C\
め、インクの吸収性が良く、インクドツトの滲みや不必
要な拡が夕の少ない鮮明な画像が得られる効果を有する
。インクドツトの横断面を顕微鏡で観察したところイン
ク滲透部分についても殆ど拡がシが飴められなかった。
本発明の膵記録材は適切な原料、填料の適訳、調整、叩
解条件、プレス条件、乾燥条件等を調整することにより
1通常の長網抄紙機で、塗工紙としてではなく普通紙と
して製造され、提供できること、各極プリンターに対し
て汎用できる点なども本発明の効果である。
【図面の簡単な説明】
第1図は細孔量の累積曲線で水銀の圧入圧力と圧入量(
細孔量)との関係をあられす。1は本発明、2は上質紙
(普通紙)である。第2図は本発明の細孔量分布曲線で
細孔の直径と細孔量頻度との関係をあられす。第3図は
上質紙の細孔量分布曲線で細孔の直径と細孔量頻度との
関係をあられす。第4図は水の吸収時間とその転移量と
の関係をあられす。 lは本発明、2は市販のインクジェット記録用紙(A2
)、3はインテア紙、4は市販のインクジェット記録用
紙(A3)、5は上質紙である。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)抄紙用填料をパルプ紙料に混合してなる坪量40
    〜85g/m^2の非塗工紙であって、J.TAPPI
    No.48に規定された水銀圧入法で測定した累積細孔
    量中に、直径0.295〜5.90μmの累積細孔量が
    少なくとも0.40ml/g存在し、かつ直径0.29
    5〜2.22μmの累積細孔量が0.25ml/g以上
    であることを特徴とする被記録材。
  2. (2)紙層に対する水の動的浸透速度が80〜150m
    l/m^2/√secである特許請求の範囲第1項に記
    載の被記録材。
  3. (3)内添填料が水および多価アルコールに対して親和
    性を有する無機填料、または尿素樹脂系填料である特許
    請求の範囲第1項に記載の被記録材。
  4. (4)紙のサイズ度がステキヒト法で0〜1.0秒であ
    る特許請求の範囲第1項に記載の被記録材。
  5. (5)被記録材がインクジェット記録用紙である特許請
    求の範囲第1項に記載の被記録材。
  6. (6)被記録材が感熱転写記録用紙である特許請求の範
    囲第1項に記載の被記録材。
JP5014186A 1986-03-07 1986-03-07 被記録材 Pending JPS62206100A (ja)

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