JPH1095952A - コーティング組成物及びその製造法、用途 - Google Patents

コーティング組成物及びその製造法、用途

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JPH1095952A
JPH1095952A JP8253640A JP25364096A JPH1095952A JP H1095952 A JPH1095952 A JP H1095952A JP 8253640 A JP8253640 A JP 8253640A JP 25364096 A JP25364096 A JP 25364096A JP H1095952 A JPH1095952 A JP H1095952A
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polyester resin
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 透明性が良好で、かつ疎水性基材に対しても
水性インキによる印刷、特にインクジェット記録方式に
よる印刷を可能にするとともに、被印刷体に対する接着
性が良好でブロッキングがなく、鮮明で滲みのない高画
像が得られるコーティング組成物を提供する。またその
組成物の製法、及びインクジェット記録用紙等への応用
を提供する。 【解決手段】 平均分子量4000〜30000の水溶
性もしくは水分散性ポリエステル樹脂とケン化度が75
〜100%、重合度が500〜5000のポリビニルア
ルコールの混合された水溶液もしくは水分散液中で親水
性のラジカル重合性ビニルモノマー100〜60重量%
と他の共重合可能なビニルモノマー0〜40重量%をグ
ラフト重合する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コーティング組成物、
その製造法及び用途に関する。更に詳しくは、本発明は
プラスチックフィルム、合成紙等の基材に塗工すること
により、これらの基材面に印刷性や親水性を付与するこ
とができるコーティング組成物、及びその製造法を提供
するものである。
【0002】また上記コーティング組成物は、インクジ
ェット記録シートへの印刷性を向上させることができ、
また基材面に親水性を付与してPVAやゼラチン等の親
水性物質の接着性を向上させるアンカーコート剤として
の用途に好適である。
【0003】
【従来の技術】インクジェット記録方式は高速記録が可
能であること、印刷基材に非接触であるため衝撃音が少
いこと、印刷基材には普通紙を初め種々のものが使用可
能であること、カラー記録が可能であることなどの利点
から近年大いに活用されている。しかし、印字記録され
た画像はコントラストが高く、滲みのない鮮明画像であ
ることが要求され、この要求を満たすため種々のインキ
が提案されているし、また塗工紙についても改良がなさ
れているが、満足できるものは得られていない。
【0004】一方、最近では印刷物の美粧性の要望が益
々高くなり、印刷基材として紙以外のプラスチックフィ
ルムや合成紙が多く使用されるようになっているが、こ
れらは印刷表面が非浸透性であるため、通常のインクジ
ェット記録用インキである水性インキが浸透せず、印刷
が不可能であるという問題点を有する。
【0005】この問題を解決する方法としては被印刷体
表面に水性インキの受容層を塗工する方法が挙げられ
る。この塗工剤としてはポリビニルアルコール、ゼラチ
ン、メチルセルロース等の水溶性樹脂が挙げられる。こ
れらの水溶性樹脂は、水性インキの吸収性は良好である
が、疎水性のポリエステルフィルム等プラスチックフィ
ルムへの接着性が劣るため、あらかじめプラスチックフ
ィルムの表面に接着性向上のためのコート剤を塗工した
後、これらの水溶性樹脂を塗工する方法がとられてい
る。しかし、この方法では2回コートしなければ被印刷
体が得られず、工程が煩雑になるという欠点がある。
【0006】また一方、プラスチックフィルムや合成紙
に接着性の良い樹脂をバインダーとしてシリカ、炭酸カ
ルシウム、カオリンクレー、タルク、雲母等の無機フィ
ラーやポリアクリル酸メチル、ポリアクリロニトリル系
の有機フィラーを配合した塗工剤が検討されているが、
これらは皮膜が不透明となるため、透明性が要求される
用途、例えばOHPフィルム用などの用途には不適当で
ある。
【0007】従って、1回のコーティングのみで水性イ
ンキの接着性が良好になるコーティング剤の開発が強く
望まれている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、以上
の問題点を解決し、一つは、透明性が良好で、かつ水性
インキによる印刷、特にインクジェット記録方式による
印刷を可能ならしめるコーティング組成物を得ることに
ある。そして該コーティング組成物をプラスチックフィ
ルムや合成紙等の被印刷体に塗工することにより、被印
刷体に対する接着性が良好でブロッキングがなく、被印
刷体の透明性を損なわず、かつ鮮明で滲みのない高画像
が得られるコーティング組成物を提供することにある。
さらにもう一つはポリビニルアルコール等の親水性物質
をプラスチックフィルムに塗工する時のアンカーコート
剤として有用なコーティング組成物を得ることにある。
【0009】
【問題を解決するための手段】本発明者らは上記問題を
解決するべく鋭意検討した結果、水溶性ポリエステル樹
脂の水分散液中で親水性のラジカル重合性ビニルモノマ
ーをグラフト重合することにより、プラスチックへの接
着性、耐水性が良好で、かつ水性インキの吸収性および
親水性物質との親和力のある組成物が得られることを見
出した。
【0010】更に本発明者らは、重合時にポリビニルア
ルコールを混合しておくことにより、さらにインキの吸
収性を高めることができ、印字後短時間でフィルムを重
ね合わせた場合でもブロッキングや色移りのないインキ
受容層が得られることを見出した。
【0011】即ち、本発明は、(A)平均分子量400
0〜30000の水溶性もしくは水分散性ポリエステル
樹脂と(B)ケン化度が75〜100%、重合度が50
0〜5000のポリビニルアルコールの混合された水溶
液もしくは水分散液中において、(C)親水性のラジカ
ル重合性ビニルモノマー100〜60重量%と他の共重
合可能なビニルモノマー0〜40重量%をグラフト重合
して得られるコーティング組成物及びその製造法、更に
この組成物のインクジェット記録用紙、アンカーコート
剤への用途を開示するものである。
【0012】以下本発明について詳細に説明する。本発
明において使用される水溶性もしくは水分散性ポリエス
テル樹脂(以下、総称して「水溶性ポリエステル」と略
称する)としては平均分子量が4000〜30000の
ポリエステル樹脂が使用される。本発明の水溶性ポリエ
ステルは公知の製造技術によりジカルボン酸とジオール
とをエステル化(エステル交換)、重縮合させることに
よって製造されるが、その製造方法についてはなんら限
定されるものではない。
【0013】ジカルボン酸成分としては、テレフタル
酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタリンジカルボン酸
のような芳香族ジカルボン酸またはそのエステルを主体
とすることが好ましい。これは、芳香族ジカルボン酸の
芳香核が、疎水性のプラスチックと親和性が大きいため
に密着性が向上する利点があるからである。特にテレフ
タル酸を用いた水溶性ポリエステルはポリエチレンテレ
フタレート系ポリエステルの成型物に対して密着性が大
きく、好ましい水溶性ポリエステルである。
【0014】本発明に使用される水溶性ポリエステルを
構成するジカルボン酸成分としては、上記のような芳香
族ジカルボン酸、またはそのエステルを使用することが
好ましいが、これら以外にアジピン酸、コハク酸、セバ
チン酸、ドデカン二酸のような脂肪族ジカルボン酸、ヒ
ドロキシ安息香酸のようなヒドロキシカルボン酸または
これらのエステルを、ジカルボン酸成分としてもしくは
その一部として使用することもできる。エステルを使用
する場合には、メチルエステル、エチルエステル等の低
級アルキルエステルが使用される。これらのエステルは
モノエステルでもジエステルでも差支えない。
【0015】一方、ジオール成分としては、エチレング
リコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオ
ール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコ
ール、シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノール類
が使用される。
【0016】更に本発明においては水溶性を付与するた
めに、親水性基を有する成分が共重合される。これらの
具体例としては、5−ナトリウムスルホイソフタル酸等
のジカルボン酸成分や、ジエチレングリコール、トリエ
チレングリコール、ポリエチレングリコール等のジオー
ル成分が例示できる。その使用量は5−ナトリウムスル
ホイソフタル酸では、ジカルボン酸成分中に2〜15モ
ル%が好ましく、ジオール成分ではジオール成分中0〜
100モル%である。
【0017】本発明の水溶性ポリエステルは、既に述べ
たとおり分子量が4000〜30000であるが、この
際分子量が4000以下では耐水性、耐ブロッキング
性、密着性等の樹脂物性が低下するし、30000以上
では水への均一な溶解もしくは分散が難しく、時間の経
過とともにゲル化する傾向がある。ことに分子量が50
00〜25000のものが好ましい。
【0018】本発明の水溶性ポリエステルは、好ましく
は50〜90℃の加温下、水もしくは水と水溶性有機溶
剤の混合物に溶解もしくは分散させる。水溶性有機溶剤
としては、低級アルコール類、多価アルコール類及びそ
のアルキルエーテルまたはアルキルエステル類などが挙
げられ、具体的には、メタノール、エタノール、ノルマ
ルプロパノール、イソプロパノール等の低級アルコール
類、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエ
チレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリ
ン等の多価アルコール、エチレングリコールモノメチル
エーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プ
ロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレング
リコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールア
セテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、
ジプロピレングリコールモノメチルエーテル等が使用で
きる。
【0019】本発明において使用されるポリビニルアル
コールは、一般にポリ酢酸ビニルを酸ケン化法またはア
ルカリケン化法によりケン化することにより得られるも
ので、ケン化度が75〜100%のものが適している。
また重合度は500〜5000のものが好ましく、重合
度、ケン化度の異なったものを混合して用いてもよい。
【0020】本発明において使用される親水性のラジカ
ル重合性ビニルモノマーとしては、親水基として下記化
学式で表わされるものを有するモノマーが使用される。
【化2】
【0021】具体的に本発明において使用される親水性
のラジカル重合性ビニルモノマーとしては、アクリル酸
ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシエチル、ア
クリル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル酸ヒドロキシ
プロピル等のヒドロキシアクリル酸エステル、エチレン
グリコールアクリレート、エチレグリコールメタクリリ
レート、ポリエチレングリコールアクリレート、ポリエ
チレングリコールメタクリレート等のグリコールエステ
ル、アクリルアミド、メククリルアミド、メチロールア
クリルアミド、メトキシメチロールアクリルアミド等の
アクリルアミド系化合物、アクリル酸グリシジル、メタ
クリル酸グリシジル等のグリシジルアクリレート系化合
物、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール、ビニルピロ
リドン等の含窒素ビニル系化合物、アクリル酸、メタク
リル酸、無水マレイン酸、イタコン酸、クロトン酸等の
不飽和酸及びその塩、アクリル酸アミノアルキル、メタ
クリル酸アミノアルキルエステル及びその4級アンモニ
ウム塩等のカチオン系モノマー等が例示できる。
【0022】以上の親水性ラジカル重合性モノマーは単
独で用いてもよいし、数種組み合わせて用いてもよい。
更にこれらの親水性モノマーに他の共重合可能なビニル
モノマーを併用することもできる。
【0023】共重合可能な他のビニルモノマーとしては
酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル、
塩化ビニル、臭化ビニル等のハロゲン化ビニル、アクリ
ル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メ
タクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸
ブチル等の不飽和カルボン酸エステル、ジメチルビニル
メトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメト
キシシラン等のビニルシラン、エチレン、プロピレン、
スチレン、ブタジエン等のオレフィンやジオレフィン化
合物等が挙げられる。
【0024】本発明のコーティング組成物は上記水溶性
ポリエステルとポリビニルアルコールに親水性のラジカ
ル重合性ビニルモノマー100〜60重量%と他の共重
合可能なビニルモノマー0〜40重量%をグラフト重合
して得られる。親水性ビニルモノマーが60重量%以下
になると水性インキの吸収性が悪くなる。
【0025】本発明のコーティング組成物を得るための
重合方法としては、従来公知の方法を用いることができ
る。例えば上記水溶性ポリエステルとポリビニルアルコ
ールの水分散液中に重合開始剤と必要に応じて少量の乳
化分散剤を添加し、70〜80℃に保ちながらラジカル
重合性ビニルモノマーを攪拌しながら徐々に添加し、そ
の後2〜5時間熟成して重合を完結し、本発明のコーテ
ィング組成物を得る方法が挙げられる。ラジカル重合性
ビニルモノマーは水溶性ポリエステル及びポリビニルア
ルコールにグラフト重合しているため、本発明のコーテ
ィング組成物は水性インキの吸収性に優れるとともに、
ポリエステル樹脂の特徴である密着性、耐水性、透明
性、強靱性等の性質を合わせ持っている。
【0026】重合開始剤としては一般的なラジカル重合
開始剤、例えば過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、
過酸化水素等の水溶性過酸化物、又は過酸化ベンゾイル
やt−ブチルハイドロパーオキサイド等の油溶性過酸化
物、あるいはアゾジイソブチロニトリル等のアゾ化合物
が使用できる。
【0027】水溶性ポリエステルとポリビニルアルコー
ルとラジカル重合性ビニルモノマーの割合は、固形分比
にして水溶性ポリエステル100重量部に対してポリビ
ニルアルコールが10〜500重量部、好ましくは20
〜300重量部であり、ラジカル重合性ビニルモノマー
が10〜500重量部、好ましくは20〜300重量部
である。ポリビニルアルコールが10重量部以下では画
像の鮮明性、インキ吸収性が不十分になるし、500重
量部以上ではポリエステルフィルム等プラスチックフィ
ルムへの密着性及び耐水性が不良となる。またラジカル
重合性ビニルモノマーが10重量部以下ではインキ吸収
性が不良となるし、500重量部以上になると耐水性が
不良となるばかりかプラスチックフィルム等の基材への
密着性も不良となる。
【0028】以上のようにして得られる本発明のコーテ
ィング組成物には、必要に応じてエポキシ樹脂、アミノ
樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂等の樹脂成分、
イソシアネート系化合物、シランカップリング剤等の架
橋剤、シリカ、タルク、カオリンクレー等の無機顔料や
有機顔料、造膜助剤、増粘剤、レベリング剤、ブロッキ
ング防止剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、抗酸化剤等従
来公知の添加剤を添加することができる。
【0029】本発明のコーティング組成物は、次に述べ
る基材に塗工し乾燥される。基材としては、プラスチッ
クフィルム、合成紙、各種印刷用紙が使用できる。プラ
スチックフィルムとしてはポリエステル、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ナイロン、ポリスチレン、セロフ
ァン、トリアセテート等が、また合成紙としてはポリプ
ロピレン系、ポリエチレン系、ポリスチレン系、ポリエ
ステル系のものが挙げられるが、特に本発明のコーティ
ング組成物はポリエステルフィルムに対する接着性が優
れていることが特徴である。なお、本発明のコーティン
グ組成物を上記以外の通常の印刷用紙に塗工することは
なんら差し支えない。
【0030】本発明のコーティング組成物は、通常、水
もしくは水を主体とする溶液もしくは分散液として使用
され、その濃度は10〜50重量%が好適である。通常
のロールコーター、グラビアコーター、バーコーター、
ナイフコーター等により被印刷物の片面もしくは両面に
塗工、乾燥される。塗布量としては通常、インクジェッ
ト記録の受容層の場合は乾燥後の膜厚で1〜15μ、親
水性物質のアンカーコート剤の場合は0.1〜5μの範
囲で使用される。
【0031】以上のようにして得られる塗工物はブロッ
キングがなく、コーティング層と基材の接着性が良好
で、基材の透明性を損なわない。そして水性インキ、特
にインクジェット記録方式による印刷により印字記録さ
れた画像は鮮明で滲みがなく又印字後の保存安定性が良
好であるため、本用途のコーティング組成物として有用
である。
【0032】以下実施例により本発明をさらに詳しく説
明する。 水溶性ポリエステルの製造 下記、表1に記したカルボン酸成分、グリコール成分を
用いて、酢酸亜鉛と三酸化アンチモンを触媒として反応
容器中で170〜220℃で3時間エステル交換を行な
った後、260℃まで昇温しつつ反応系内を徐々に減圧
して、1時間に5mmHgとし、更に減圧下(0.2m
mHg)で所定粘度が得られるまで重縮合を行なった。
なお、樹脂Cは樹脂Aと同じ組成で反応を進め、樹脂の
粘度が上がる前に反応系から取り出して低分子量のポリ
エステルを得たものである。
【0033】
【表1】 上記表1のポリエステル樹脂A、B、Cそれぞれ160
重量部を水240重量部に65〜85℃で攪拌しつつ均
一に溶解し、固形分濃度40重量%の水溶液を得た。
【0034】インクジェット記録用コート剤の製造 [実施例1、2及び比較例1〜5]冷却管付き反応容器
に、下記表2の組成にてポリエステル樹脂水溶液、ポリ
ビニルアルコール水溶液、水を仕込み、20分間窒素ガ
スを吹き込んで十分脱酸素を行なった。次に開始剤を添
加して70〜80℃に昇温し1時間をかけてラジカル重
合性ビニルモノマーを滴下し、さらに同温度にて3時間
熟成し、コーティング液を得た。
【0035】
【表2】
【0036】[比較例6]比較例2にて得られたコーテ
ィング剤100重量部に対して、10%ゴーセノールG
H−17水溶液を25重量部配合した。
【0037】得られたコーティング液を、膜厚100μ
の二軸延伸ポリエステル(PET)フィルムに乾燥後の
塗膜厚さが5μになるよう塗布し、100℃で5分間乾
燥して加工フィルムを得た。このようにして得られた加
工フィルムについて下記の試験を行なった。
【0038】1)PETフィルムへの密着性 碁盤目テープ法(JIS K 5400 8.5.2)
に準じ、加工面の上からセロハンテープを貼り付け、1
80゜方向に速やかに引き剥がした後の樹脂残存率を測
った。 〇:残存率100% △:残存率99〜80% ×:残存率79%以下 2)耐ブロッキング性 加工面と未加工面を重ね合わせて1kg/cm2の荷重
を掛け、40℃、RH90%の条件下に24時間放置
後、剥離時の状況から耐ブロッキング性を評価した。 〇:全く抵抗がなく剥離する △:やや抵抗がある ×:かなり抵抗がある 3)透明性 塗工面の曇りを目視にて判定した 〇:完全に透明 △:僅かに曇りのあるもの ×:完全に不透明なもの 4)画像の鮮明性 キャノン社製のカラーインクジェットプリンターBJC
−210を用いて加工面に印字を行い、画像滲み、色
調、濃度を目視により判断した。 〇:滲みがなく鮮明 ×:滲みがある 5)インキの浸透性 印字後の画像に一定条件で濾紙を押し付けインキが濾紙
に転写しなくなるまでの時間を測定した。 〇:30秒以内で浸透する ×:30秒以内に浸透し
ない 6)耐水性 塗工面にピペットにて水滴を1滴落とし、30秒後ティ
ッシュペーパーにてふき取り皮膜の残存具合を判定し
た。 〇:皮膜が残存 ×:皮膜が溶解
【0039】結果は表3の通りである。すなわち実施例
1、2においてはインクジェット印刷用のPETフィル
ムとして要求されるべき性能をすべて満たしていた。そ
れに対して本発明のコーティング組成物の条件から外れ
る比較例1〜6においては何らかの欠点があった。
【0040】
【表3】
【0041】ポリビニルアルコールのアンカーコート剤
[実施例3及び比較例7] [実施例3]アンカーコート剤として実施例2のコーテ
ィング液を膜厚100μの二軸延伸ポリエステルフィル
ムに乾燥後の塗布厚さが0.5μになるよう塗布し、1
00℃で1分間乾燥した。次にこの上に5%PVA水溶
液(ゴーセノールGM−14日本合成化学工業社製)を
乾燥後の塗布厚さが2.5μになる様に塗布し、80℃
で2分間乾燥した。碁盤目テープ法(JIS K 54
00 8.5.2)により塗膜の密着性試験を行ったと
ころ良好な密着性を示した。
【0042】[比較例7]アンカーコート剤として比較
例4のコーティング液を用いる以外は実施例3と同様に
してアンカーコート剤及びPVA水溶液のコーティング
を行い、碁盤目試験法により塗膜の密着性試験をしたと
ころ密着不良であった。
【0043】
【効果】以上説明したように、本発明のコーティング組
成物は疎水性被印刷物に対しても密着性が良好であり、
かつ水溶性インキに対しても印刷性が良好であり、かつ
基材の透明性を損なわない。
【0044】従って、本発明のコーティング組成物を用
いてアンダーコーティングすることによって疎水性基材
に対しても水性インキで鮮明で滲みがなく、安定した印
刷を施すことができる。
【0045】そのためインクジェット記録シートやアン
ダーコーティング剤として極めて好適な組成物である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C09D 151/06 C09D 151/06 // C08F 291/00 C08F 291/00 C08G 63/181 C08G 63/181 63/688 63/688

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)平均分子量4000〜30000
    の水溶性もしくは水分散性ポリエステル樹脂と(B)ケ
    ン化度が75〜100%、重合度が500〜5000の
    ポリビニルアルコールの混合された水溶液もしくは水分
    散液中において、(C)親水性のラジカル重合性ビニル
    モノマー100〜60重量%と他の共重合可能なビニル
    モノマー0〜40重量%をグラフト共重合して得られる
    コーティング組成物。
  2. 【請求項2】 平均分子量5000〜25000の水溶
    性もしくは水分散性ポリエステル樹脂を用いる請求項1
    記載のコーティング組成物。
  3. 【請求項3】 水溶性もしくは水分散性ポリエステル樹
    脂のジカルボン酸成分が芳香族ジカルボン酸を主体とす
    るものである請求項1もしくは2記載のコーティング組
    成物。
  4. 【請求項4】 水溶性もしくは水分散性ポリエステル樹
    脂の親水性基を有する成分として5−ナトリウムスルホ
    イソフタル酸をジカルボン酸成分中に2〜15モル%含
    有する請求項1ないし3記載のコーティング組成物。
  5. 【請求項5】 親水性のラジカル重合性ビニルモノマー
    の親水性基として下記(a)〜(f)の化学式で表わさ
    れるものを使用する請求項1ないし4記載のコーティン
    グ組成物。 【化1】
  6. 【請求項6】 請求項1に記載された(A)のポリエス
    テル樹脂、(B)のポリビニルアルコール及び(C)の
    ラジカル重合性ビニルモノマーの固形分比が、(A)1
    00重量部に対して(B)10〜500重量部、(C)
    10〜500重量部である請求項1ないし5記載のコー
    ティング組成物。
  7. 【請求項7】 請求項1に記載された(A)のポリエス
    テル樹脂、(B)のポリビニルアルコール及び(C)の
    ラジカル重合性ビニルモノマーの固形分比が、(A)1
    00重量部に対して(B)20〜300重量部、(C)
    20〜300重量部である請求項1ないし6記載のコー
    ティング組成物。
  8. 【請求項8】 (A)平均分子量4000〜30000
    の水溶性もしくは水分散性ポリエステル樹脂と(B)ケ
    ン化度が75〜100%、重合度が500〜5000の
    ポリビニルアルコールを含有する水溶液もしくは水分散
    液を作成し、次いでこの液中で(C)親水性ラジカル重
    合性ビニルモノマー100〜60重量%と他の共重合可
    能なビニルモノマー0〜40重量%をグラフト共重合さ
    せることを特徴とするコーティング組成物の製造法。
  9. 【請求項9】 請求項1ないし7記載のコーティング組
    成物を主体とする疎水性基体を親水性とするアンダーコ
    ーティング剤。
  10. 【請求項10】 請求項1ないし7記載のコーティング
    組成物を主体とするインクジェット用基体の表面処理
    剤。
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