JP2002362015A - インクジェット用記録媒体およびその製造方法 - Google Patents
インクジェット用記録媒体およびその製造方法Info
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Abstract
ア印刷の印刷用紙に類似し、且つ、その画像は前記印刷
の印刷物に類似し、更に高画質化や高速化に対応できる
インク吸収性能のインクジェット用記録媒体とその製造
方法を提供する。 【解決手段】支持体上に、無機微粒子を主体とし多孔質
の中間層と、熱可塑性有機微粒子の分散液を塗布したイ
ンク受容層が設けてあり、インク受容層の熱可塑性有機
微粒子の平均粒子径が30〜150nmであり、熱可塑
性有機微粒子の粒子表面のTgが50〜100℃であ
り、特に中間層に平均粒子径が30〜150nmで粒子
表面のTgが50〜100℃の熱可塑性有機微粒子の分
散液を塗布してあることを特徴とする。
Description
術を用いた印画に好適に用いられるインクジェット記録
媒体とその製造方法に関する。特に、高画質の画像や文
字などを高速で記録する場合、インクの受容性が良好で
適度な光沢感をもち発色のよい高画質の画像が得られる
インクジェット用記録媒体に関する。
プリンタが普及している。なかでもインクジェットプリ
ンタは、静粛性、コスト、画像品質が優れ、特にフルカ
ラー画像を高品位で再現でき、他方式にはない優れた性
能を有し、さらなる普及が期待できる。特に近年では、
インク滴の制御と濃淡インクの開発、およびインク受容
層の性能向上に伴い、銀塩写真並の画像を得られるまで
に技術が進歩している。上記インクジェット記録方式に
おいては、インクとして水性インクを使用し、記録紙と
して支持体上にインク受容層の形成された記録紙を用い
るのが一般的である。
るなら、多孔質シリカをポリビニルアルコールに分散さ
せた受容層にカチオン成分を添加したものを記録媒体と
して設けることにより、物理的な作用によりインクをシ
リカ細孔に吸収させ、かつカチオン成分を添加すること
によりにより染料を化学的に定着させる方法、もしくは
アルミナゾルを用いて、物理的にインクを吸収させなが
らアルミナにより染料を化学的に定着させる方法、もし
くは、カチオン性樹脂を用いて、膨潤によりインクを物
理的に吸収させながらカチオン部により染料を化学的に
定着させる方法等がある。
りインクを吸収させる方法は受容部の光沢は高いものの
インクの吸収速度が遅いため高速の印画やインク量の多
い印画では良好な画像が得られない。またシリカやアル
ミナを用いる方法はインクジェットインクの印画性は良
好なものの、フィラーの配合比が大きいため受容部の光
沢は低く、印画部の光沢も低くなりやすい。
は、膨潤した樹脂が印画部の光沢を低下させるとの観点
から、配合されるフィラー(顔料)の40%以上をBET
表面積200〜600m2/gの多孔質シリカとし、さ
らにカゼインとウレタン樹脂の配合率を規定し、この材
料を塗工、乾燥させる際にキャストコートを行うこと
で、印字部の光沢が低下しないというインクジェット用
記録媒体が示されている。さらに、特開平11−288
405号公報では、塗工層の最外層に1次粒子の平均粒
子径が3〜40nmで、2次粒子の平均粒子径が10〜
300nmであるシリカ微粒子を含有し、最外層を設け
た後、鏡面ロールを有する熱カレンダーにより加熱、加
圧して仕上げてなるインクジェット用記録媒体の記載が
ある。しかしながら、このような記録媒体においては、
銀塩写真をターゲットとして、特に画質および光沢感向
上を目的として開発されたものが多い。その為、印画物
のみならず記録媒体そのものも銀塩写真の印画紙に類似
した風合いを持ち、オフセット印刷やグラビア印刷に用
いられる印刷用紙とは風合いが異なる。さらに印画物に
関しても、写真のような高い光沢感は得られるものの、
通常のオフセット印刷物或いはグラビア印刷物のような
質感とは異なるものである。また、これらの銀塩写真を
ターゲットとして、特に画質および光沢感向上を目的と
して開発されたものの多くが近年のシアン、マゼンタ、
イエロー、ブラックの他に淡シアン、淡マゼンタ等のイ
ンクを用いた高画質プリンタにおいては単位面積あたり
に印画されるインク量は増加、更に印画の高速化による
単位時間あたりに印画されるインク量の増加により受容
層のインクの吸収速度、吸収容量が対応しきれず、良好
な画質の印画ができものが多い。
では、銀塩写真に類似した記録媒体の風合いや印画物を
得るには好適であるが、オフセット印刷やグラビア印刷
の印刷物の表現を行うには、記録媒体そのものの風合い
や光沢も印刷用紙とは異なり、満足するべきものではな
かった。
題点に鑑みてなされたものであって、インクジェット用
記録媒体そのものが、見た目にオフセット印刷やグラビ
ア印刷の印刷用紙に類似した風合いを持ち、且つ、得ら
れた画像は見た目にオフセット印刷やグラビア印刷によ
る印刷物に類似した質感を持つインクジェット記録媒
体、更には近年のインクジェットプリンタの高画質化お
よび高速化に対応できるインク吸収性能を持つインクジ
ェット記録媒体とその製造方法を提供するものである。
成するためになされたものであり、支持体上に、少なく
とも無機微粒子を主体とした多孔質をなす中間層と、該
中間層上に、熱可塑性有機微粒子の分散液を塗布するこ
とによりインク受容層が設けたインクジェット用記録媒
体であって、前記インク受容層を形成する熱可塑性有機
微粒子の平均粒子径が30〜150nmの範囲であり、
且つ、熱可塑性有機微粒子の少なくとも粒子表面のガラ
ス転移点が50100℃であることを特徴とするインク
ジェット用記録媒体である(前記請求項1)。
を主体とし多孔質をなす中間層は従来の一般的なインク
ジェット用記録媒体の如く、インク吸収性は良好で印画
性は良好なものの、フィラーの配合比が大きいため受容
部の光沢は低く、印画部の光沢も低くなりやすい。この
中間層に平均粒子径が30〜150nmの範囲で、少な
くとも粒子表面のTgが50〜100℃であるある熱可
塑性有機微粒子の分散液を塗布することでインク受容層
を設けることにより、表面平滑性が高く、しかも、速や
かにインクを吸収し下層に浸透させる空隙を有した皮膜
を形成することができる。これは熱可塑性有機微粒子が
中間層の無機微粒子に比べ、一般的に球状で粒子径の揃
った粒子であり、粒子が最密充填し空隙を有しながら皮
膜を形成する。このことにより銀塩写真のようなギラギ
ラした高光沢ではなく印刷用紙に近似した適度な光沢を
有したインク受容層を得ることができる。また、この熱
可塑性有機微粒子が単一の層として支持体上に設けられ
るのではなく、無機微粒子を主体とした多孔質をなす中
間層上に設けられることでより多くのインクを吸収する
ことができ高画質、高速のインクジェットプリンタにも
対応したインク吸収性を有するインクジェット用記録媒
体を得ることができる。無機微粒子と主体とする多孔質
をなす中間層は、熱可塑性有機微粒子の分散体を塗布し
て熱可塑性有機微粒子からなる受容層を上に形成させる
ため、熱可塑性有機微粒子の分散体を塗布したときに熱
可塑性有機微粒子を吸収し中間層内部の孔を埋めず多孔
質を維持させなければならない。
も無機微粒子と樹脂とが用いてあり、無機微粒子の平均
粒子径が1μm〜10μmであり、該無機微粒子と樹脂
の重量比が10:1〜10:5の範囲であることを特徴
とする請求項1に記載のインクジェット記録媒体を提供
する(前記請求項2)。インクジェットでの印画時には
熱可塑性有機微粒子からなる受容層に吸収されたインク
ジェットのインクの溶媒を更に中間層内部へ吸収させな
ければならない。このため無機微粒子の平均粒子径が1
〜10μmであり、該無機微粒子と樹脂の重量比が1
0:1〜10:5の範囲である中間層を用いることで、
熱可塑性有機微粒子の内部への吸収がなくインクジェッ
トのインクの溶媒を充分に吸収できる多孔質を有する中
間層が得られる。
機微粒子の分散液を中間層上に塗工により設ける際に、
乾燥温度を、熱可塑性有機微粒子のガラス転移点以上で
あり、且つ、軟化点未満の温度とすることを特徴とする
請求項1又は2のいずれかに記載のインクジェット用記
録媒体の製造方法を提供する(前記請求項3)。中間層
上に熱可塑性有機微粒子の分散液を塗布する場合には熱
可塑性有機微粒子を融着させ皮膜を形成させる必要があ
るため、乾燥温度を熱可塑性有機微粒子のTg以上にす
る必要があり、且つ、乾燥温度を高くしすぎると熱可塑
性有機微粒子が軟化し粒子形状が崩れ粒子間の孔が埋ま
り無くなってしまうため、乾燥温度は熱可塑性有機微粒
子の軟化点未満にしなければならない。
記録媒体について詳細に説明する。本発明によるインク
ジェット用記録媒体は支持体上に、少なくとも無機微粒
子を主体とし多孔質をなす中間層と、その上に、熱可塑
性有機微粒子の分散液を塗布することによりインク受容
層が設けたインクジェット用記録媒体であって、インク
受容層を形成する熱可塑性有機微粒子の平均粒子径が3
0〜150nmの範囲であり、熱可塑性有機微粒子の少
なくとも粒子表面のTgが50〜100℃であることを
特徴とするインクジェット用記録媒体である。
滑性がなくなり光沢がでないばかりでなく受容層が白濁
して透明性がなくなりインクジェットのインクが吸収さ
れた場合に充分な発色濃度が得られなくなる。このため
平均粒子径30〜150nmが好ましい。30nmより
小さい熱可塑性有機微粒子は光沢や透明性はでやすくな
るのだが、分散液中の分散が不安定となり凝集体ができ
やすいばかりでなく、中間層の孔の内部に吸収されやす
く、また受容層を形成しても熱可塑性有機微粒子間にで
きる孔が小さくなりインクジェットのインクを吸収する
速度が遅くなってしまう。
の乾燥による加熱で熱可塑性有機微粒子間で空隙を保ち
ながら融着させ皮膜を形成させる必要がある。熱可塑性
有機微粒子の分散体を塗布し乾燥させる温度は分散体の
溶媒や支持体の種類にもよるが通常100℃前後であ
る。あまりTgの低い熱可塑性有機微粒子を使うと乾燥
時に空隙が塞がりインクジェットインクの吸収性が無く
なるし、例え空隙が残ったとしてもインクジェット用記
録媒体の製造時や保存時のブロッキング等が発生しやす
くなる。またTgが高すぎると熱可塑性有機微粒子間で
融着が起きずに皮膜を形成しないため受容層は脆く粉落
ちし層を形成することができなくなる。以上のようなこ
とを考え合わせ熱可塑性有機微粒子が受容層形成時の乾
燥による加熱で熱可塑性有機微粒子間で空隙を保ちなが
ら融着させ皮膜を形成させるのためには受容層を形成す
る熱可塑性有機微粒子はTgが50〜100℃のものが
好ましく用いられる。
層は、インクジェットインクの印画時には熱可塑性有機
微粒子からなる受容層に吸収されたインクジェットのイ
ンクの溶媒を更に中間層内部へ吸収させなければならな
いため充分な多孔質構造を形成していなければならな
い。これは熱可塑性有機微粒子の分散体を塗布して熱可
塑性有機微粒子からなる受容層を上に形成させるため、
熱可塑性有機微粒子の分散体を塗布したときに熱可塑性
有機微粒子を吸収し中間層内部の孔を埋めず多孔質を維
持させなければならないということである。このため無
機微粒子の平均粒子径が1〜10μmであり、該無機微
粒子と樹脂の重量比が10:1〜10:5の範囲である
中間層を用いることで熱可塑性有機微粒子の内部への吸
収がなくインクジェットのインクの溶媒を充分に吸収で
きる多孔質を有する中間層が得られる。無機微粒子が1
0μmより大きな平均粒子径の場合には中間層の孔も大
きくなり中間層の平滑性が悪化したり、熱可塑性有機微
粒子の分散液を塗布しても、熱可塑性有機微粒子が中間
層の孔に吸収され光沢がでなかったり、中間層の孔を塞
ぐために充分なインクジェットインクの溶媒の吸収がで
きなくなる。また平均粒子径が1μmより小さくなると
中間層自体の孔も小さくなり充分なインクジェットイン
クの溶媒の吸収ができなくなる。また無機微粒子と樹脂
の重量比が10:5より樹脂比が大きくなると中間層に
充分なインクジェットインクの溶媒を吸収できるだけの
孔がなくなり、10:1より樹脂比率が小さくなると中
間層が脆くなり最終のインクジェット用記録媒体の耐性
がなくなるばかりでなく、熱可塑性有機微粒子の分散体
を塗布する場合に中間層が削れ落ちたり脱落したりとい
った支障が発生する。
塗工により設ける際の乾燥温度は熱可塑性有機微粒子を
融着させ皮膜を形成させるために熱可塑性有機微粒子の
Tg以上の温度とする。Tgより低い温度で乾燥すると
熱可塑性有機微粒子間で融着しないために皮膜が形成さ
れず脱落、粉落ちしてしまう。しかしながら温度をかけ
すぎると熱可塑性有機微粒子が軟化、溶融し変形して熱
可塑性有機微粒子間の孔を塞ぐため軟化点未満の温度と
する。
可能な任意の材質の支持体が適用可能である。例として
は、合成紙、上質紙、アート紙、コート紙、キャストコ
ート紙、あるいは板紙、等の各種の紙類や、またポリエ
チレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポ
リ塩化ビニル、ポリカーボネート、セロハン、あるいは
ポリエチレン等の樹脂を用いた樹脂類、前記の紙類とフ
ィルム類とが積層などにより組合わされもの、その他に
も、ガラス、木材等が適宜使用される。中でもコート紙
等の印刷用紙を用いた場合、記録媒体の風合いがより印
刷用紙の風合いと類似するために好ましい。また、支持
体の表面には、インク受像層の接着性向上を目的に、コ
ロナ放電処理やポリウレタン樹脂等によるアンカー層等
の公知の易接着処理をしても良い。
主体とし樹脂を結着剤とした多孔性の中間層であり、無
機微粒子として一般的に使用される無機微粒子であり、
特に平均粒子径が1〜10μmのものが使用できる。種
類としては特に限定はないが、たとえばゲル法や沈殿法
で作成された多孔質シリカ、乾式法で作成されたフュー
ムドシリカ、カオリン、クレー、炭酸カルシウム、酸化
チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化アルミニウ
ム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、ハイド
ロタルサイト等があげられる。なかでも平均粒子系が1
〜10μmの多孔質シリカを用いると、物理的吸収が得
られ、乾燥性が向上する為にたいへん好ましく、また、
これらの多孔質シリカは安価であることから、製造コス
ト的にもたへん望ましい
着、保持させ多孔質の皮膜を形成させるためのものであ
り、例えばポリビニルアルコールやポリビニルピロリド
ン、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレングリコー
ル、ポリエチレンイミン、ポリプロピレンオキサイド、
スルホン化ポリエチレン、ポリビニルピリジン、ポリア
クリル酸塩、ポリアクリル酸アミド、ポリメタクリル酸
塩、ポリメタクリル酸アミド、ポリウレタン、ポリN−
ビニルアセトアミド等の親溶媒性、好ましくは親水性ポ
リマー及びこれらの誘導体または架橋重合体、澱粉、ゼ
ラチン、セルロース等の多糖類に水溶性または加水分解
により水溶性になる重合性モノマー、例えばアクリル
酸、アクリル酸塩、アクリル酸エステル、アクリル酸ア
ミド、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、メタクリ
ル酸アミド、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、
マレイン酸、スルホン化スチレン、ポリビニルピリジン
等のオリゴマーをグラフト重合させ、必要に応じて加水
分解し、得られた親水性ポリマー及びそれらの誘導体ま
たは架橋重合体などが挙げられる。
て染料固着剤、蛍光増白剤、界面活性剤、消泡剤、PH
調整剤、防黴剤、紫外線吸集剤、酸化防止剤、分散剤等
の添加剤を含有させても良い。これらの添加剤は従来公
知の化合物から目的に応じて任意に選択すれば良い。
当っては、従来の公知の塗液の作製方法を使用し無機微
粒子と樹脂を10:1〜10:5の範囲で配合し更に必
要に応じて添加剤を添加して分散機等を用いて、溶解や
分散混合して塗液を作製し、また、塗工に際しても従来
の公知の方法、例えば、ロールコーター法、ブレードコ
ーター法、エアナイフコーター法、ゲートロールコータ
ー法、あるいはサイズプレスコーター法等により基材表
面に塗工する。その後に、例えば、熱風乾燥炉、熱ドラ
ム等を用いて乾燥し支持体上に中間層を設けることがで
きる。
画時のインクジェットのインクの溶媒が充分に吸収でき
るだけの空隙を有するだけの厚みが必要である。塗布厚
が少ないと印画されたインクジェットインクの溶媒が吸
収しきれず画像の滲みやムラが発生したり、受容層表面
の乾燥が不充分となって画像の流れや張り付き等が発生
する。また、あまり厚くしすぎると中間層のひび割れや
脱落が発生したり、製造上の塗工や乾燥性、コストの問
題等発生する。この為中間層の厚みは中間層の無機微粒
子や樹脂の配合や印画するインクジェットのインク量に
よって適宜設定することが好ましいが、一般に好ましく
は乾燥重量で5〜30g/m2である。
微粒子は平均粒子径が30〜150nmの範囲で、少な
くとも粒子表面のTgが50〜100℃である従来の公
知の熱可塑性有機微粒子が用いられる。特に公知の合成
樹脂エマルジョンが使用することができ、例えばアクリ
ル、アクリルースチレン、スチレンーブタジエン、酢酸
ビニル、エチレンー酢酸ビニル、ポリエステル、ウレタ
ン、エポキシ等の各系の樹脂エマルジョンやこれらの変
性樹脂や合成樹脂のエマルジョン或いは混合物等が用い
られる。これらの熱可塑性有機微粒子は均一な粒子でな
く、中空や多層構成の熱可塑性有機微粒子でもよい。
応じて染料固着剤、蛍光増白剤、界面活性剤、消泡剤、
PH調整剤、防黴剤、紫外線吸集剤、酸化防止剤、分散
剤等の添加剤を含有させても良い。これらの添加剤は従
来公知の化合物から目的に応じて任意に選択すれば良
い。
当っては、支持体上に中間層を形成させるのと同様に従
来の公知の塗工方法、例えば、ロールコーター法、ブレ
ードコーター法、エアナイフコーター法、ゲートロール
コーター法、あるいはサイズプレスコーター法等により
中間層表面に塗工する。その後に、例えば、熱風乾燥
炉、熱ドラム等を用いて乾燥し支持体上に中間層を設け
ることができる。
布厚が少ないと中間層の凹凸が覆いきれず平滑な層がで
きないため光沢が低くなってしまい、また、あまり厚く
しすぎると受容層のひび割れや脱落が発生したり、製造
上の塗工や乾燥性、コストの問題等発生する。したがっ
て好ましくは乾燥重量で1〜10g/m2である。
したものを支持体にワイヤーバーにて塗布し、100℃
で5分乾燥して乾燥重量20g/m2の中間層を形成さ
せた。 ・受容層 アクリルエマルジョンA、平均粒子径80nm、Tg6
0℃、軟化点120℃分散媒 水、固形分35% 以上のような受容層をワイヤーバーにて中間層上に塗布
し100℃で5分乾燥して乾燥重量5g/m2の受容層
を形成させ、インクジェット用記録媒体を作成した。こ
うして得られたインクジェット用記録媒体に対し表面光
沢度(60°)を測定するとともに受容層の膜強度をセ
ロハンテープ剥離試験により確認した。更に、キヤノン
製インクジェットプリンター(製品名;BJF850)
を用いて、評価画像を画像を形成させ、画像の評価を行
なった。尚、印画濃度の測定は黒ベタ印画部分の光学反
射濃度をマクベスRD918により測定した。以下同様
に組成と構成を変えて同様に作製したインクジェット用
記録媒体の実施例と比較例の一覧および表面光沢度、印
画結果を表1に示す。
ェット記録媒体は印刷用紙と同様の光沢度をもち、あた
かもオフセット印刷等による印刷物のような質感を持つ
ものであり、また高速で高画質のインクジェットプリン
タにおいても画像の滲み等のない高画質の印画が可能と
なった。
ジェットプリンタにおいても画像に滲み等のない高画質
の画像が得られ更に、その画像があたかも、いわゆるオ
フセット印刷あるいはグラビア印刷による印刷物のよう
な光沢と質感を呈するインクジェット記録媒体とその製
造方法を提供することが出来た。
式的に縦断面図で示す説明図。
Claims (3)
- 【請求項1】支持体上に、少なくとも無機微粒子を主体
とした多孔質をなす中間層と、該中間層上に、熱可塑性
有機微粒子の分散液を塗布することによりインク受容層
が設けたインクジェット用記録媒体であって、 前記インク受容層を形成する熱可塑性有機微粒子の平均
粒子径が30〜150nmの範囲であり、且つ、熱可塑
性有機微粒子の少なくとも粒子表面のガラス転移点が5
0〜100℃であることを特徴とするインクジェット用
記録媒体。 - 【請求項2】前記中間層が、少なくとも無機微粒子と樹
脂とが用いてあり、無機微粒子の平均粒子径が1μm〜
10μmであり、該無機微粒子と樹脂の重量比が10:
1〜10:5の範囲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。 - 【請求項3】前記受容層の熱可塑性有機微粒子の分散液
を中間層上に塗工により設ける際に、乾燥温度を、熱可
塑性有機微粒子のガラス転移点以上であり、且つ、軟化
点未満の温度とすることを特徴とする請求項1又は2の
いずれかに記載のインクジェット用記録媒体の製造方
法。
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