CN113330289B - 压力测定用材料及压力测定用材料的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种压力测定用材料及压力测定用材料的制造方法,所述压力测定用材料具有基材和压敏层,压敏层含有:高分子基质,其含有分子量1000以上的高分子化合物;微胶囊,其内含供电子性染料前体及溶剂;及电子接受性化合物。

Description

压力测定用材料及压力测定用材料的制造方法
技术领域
本发明涉及一种压力测定用材料及压力测定用材料的制造方法。
背景技术
压力测定用材料(即,用于压力的测定的材料)使用于液晶玻璃的贴合工序、对印刷基板的焊料印刷、辊之间的压力调整等的用途。作为用于压力的测定的材料的例子,例如有以由FUJIFILM Corporation提供的PRESCALE(商品名称;注册商标)代表的压力测定用膜。
对用于测定微小的压力的压力测定用材料进行了各种研究。
例如,在日本特开2009-019949号公报中,为了在微小的压力下获得能够视觉辨认或读取的浓度,提出一种压力测定用材料,其在0.05MPa下的加压前后的发色浓度差ΔD为0.02以上。
发明内容
发明要解决的技术课题
如上述日本特开2009-019949号公报所见,对用于测定微小的压力的压力测定用材料进行了各种研究。另一方面,在各种制造中的压缩工艺管理的用途等中,需要测定高压区域(优选为100MPa~10000MPa的区域)的压力的压力测定用材料。
但是,用已上市的压力测定用膜能够对应的可测定的压力范围的上限,即,通过加压获得发色的压力范围的上限实质上为300MPa左右,因此在以往的压力测定用材料中,尤其对于超过300MPa的压力测定,有时无法完全对应。
如此,对高压区域的压力测定有需求,根据以往的压力测定用材料也做到某种程度的对应,但实际情况是期望进一步改良。
本发明的一个实施方式的课题在于,提供一种在高压区域(优选为100MP a~10000MPa的区域)中可获得层次性优异的发色的压力测定用材料。
用于解决技术课题的手段
本发明包括以下方式。
<1>一种压力测定用材料,其具有基材和压敏层,上述压敏层含有:高分子基质,其含有分子量1000以上的高分子化合物;微胶囊,其内含供电子性染料前体及溶剂;及电子接受性化合物。
<2>根据<1>所述的压力测定用材料,其为片状。
<3>根据<1>或<2>所述的压力测定用材料,其中,与上述基材相反一侧的最表面的算术平均粗糙度Ra为10.0μm以下。
<4>根据<1>至<3>中任一项所述的压力测定用材料,其中,上述微胶囊和上述电子接受性化合物包含在上述高分子基质中。
<5>根据<4>所述的压力测定用材料,其中,与上述基材相反一侧的最表面的算术平均粗糙度Ra小于2.0μm。
<6>根据<4>或<5>所述的压力测定用材料,其中,上述电子接受性化合物含有水杨酸的金属盐。
<7>根据<4>至<6>中任一项所述的压力测定用材料,其空隙量为5mL /m2以下。
<8>根据<4>至<7>中任一项所述的压力测定用材料,其中,上述微胶囊的含量相对于上述压敏层为10体积%~80体积%。
<9>根据<3>所述的压力测定用材料,其中,上述压敏层具有:显色层,其具有上述电子接受性化合物和上述高分子基质;及发色层,其具有上述微胶囊,
所述压力测定用材料依次具有上述基材、上述显色层及上述发色层,且上述发色层的厚度为上述显色层的厚度的一半以下。
<10>根据<9>所述的压力测定用材料,其中,与上述基材相反一侧的最表面的算术平均粗糙度Ra为2.0μm~10.0μm。
<11>根据<9>或<10>所述的压力测定用材料,其中,上述电子接受性化合物含有酸性粘土或活性粘土。
<12>根据<11>所述的压力测定用材料,其中,上述压敏层具有除了上述电子接受性化合物以外的无机粒子。
<13>根据<9>至<12>中任一项所述的压力测定用材料,其空隙量为5 mL/m2~20mL/m2
<14>根据<1>至<13>中任一项所述的压力测定用材料,其中,从压力测定用材料的厚度中减去上述基材的厚度之后的层的厚度T与上述微胶囊的内径p的比率T/p为1.2以上。
<15>根据<14>所述的压力测定用材料,其中,从上述压力测定用材料的厚度中减去上述基材的厚度之后的层的厚度T与上述微胶囊的内径p的比率 T/p为1.2~5.0。
<16>根据<1>至<15>中任一项所述的压力测定用材料,其中,相对于上述压敏层的总质量,含有10质量%以上的上述分子量1000以上的高分子化合物。
<17>根据<1>至<16>中任一项所述的压力测定用材料,其中,上述基材为聚对苯二甲酸乙二醇酯基材或聚萘二甲酸乙二醇酯基材。
<18>根据<1>至<17>中任一项所述的压力测定用材料,其中,在上述基材与上述压敏层之间具有易粘接层。
<19>根据<1>至<18>中任一项所述的压力测定用材料,其中,上述微胶囊的壁材含有选自聚氨酯脲及聚氨酯中的至少一种。
<20>一种压力测定用材料的制造方法,其为<4>至<8>及<14>至< 19>中任一项所述的压力测定用材料的制造方法,其包括:将压敏层形成组合物配置于基材上的工序,
所述压敏层形成组合物含有:高分子基质,其含有分子量1000以上的高分子化合物;微胶囊,其内含供电子性染料前体及溶剂;及电子接受性化合物。
<21>一种压力测定用材料的制造方法,其为<9>至<19>中任一项所述的压力测定用材料的制造方法,其包括:
获得发色层形成组合物的工序,所述发色层形成组合物含有微胶囊和溶剂,所述微胶囊内含供电子性染料前体及溶剂;
获得显色层形成组合物的工序,所述显色层形成组合物含有电子接受性化合物和分子量1000以上的高分子化合物;
在基材上配置上述显色层形成组合物以形成显色层的工序;及
在上述显色层上配置上述发色层形成组合物以形成发色层的工序。
发明效果
根据本发明的一个实施方式,能够提供一种在高压区域(优选为100MPa~10000MPa的区域)中可获得层次性优异的发色的压力测定用材料。
附图说明
图1是表示实施例中的发色特性的评价中的压力与发色浓度的关系的曲线图。
图2是表示本发明的压力测定用材料的一例的概略剖视图。
图3是表示本发明的压力测定用材料的一例的概略剖视图。
具体实施方式
以下,对于本发明的压力测定用材料,包括其制造方法在内进行详细说明。本发明的压力测定用材料及其制造方法并不限定于以下实施方式,在本发明的目的的范围内,能够适当地加以变更来实施。
本发明中,用“~”表示的数值范围是指将“~”的前后所记载的数值作为下限值及上限值而包含的范围。
在本发明中阶段性地记载的数值范围中,在某个数值范围中记载的上限值或下限值可以替换为其他阶段性的记载的数值范围的上限值或下限值。并且,在本发明中记载的数值范围中,在某个数值范围中记载的上限值或下限值也可以替换为在实施例中所示的值。
在本发明中,在组合物中存在多个与各成分对应的物质的情况下,只要没有特别说明,组合物中的各成分的量是指组合物中存在的上述多个物质的总量。
在本发明中,两个以上的优选的方式的组合为更优选的方式。
在本发明中,将供电子性染料前体还称为“发色剂”,将使供电子性染料前体发色的电子接受性化合物还称为“显色剂”。
<压力测定用材料及其制造方法>
本发明的压力测定用材料具有基材和压敏层,压敏层含有:高分子基质 (以下,还简称为“高分子基质”。),其含有分子量1000以上的高分子化合物;微胶囊,其内含供电子性染料前体及溶剂;及电子接受性化合物。本发明的压力测定用材料除了基材及压敏层以外,根据需要还可以具有其他层(例如,白色层、保护层、易粘接层等)。
一直以来提出并广泛利用了压力测定用材料。但是,以往的压力测定用材料在关注即使施加微小的压力也可获得能够视觉辨认或读取的浓度。例如,日本特开2009-019949号公报中记载的压力测定用材料以小于0.1MPa的微小的压力下的测定作为对象。
但是,在与微小的压力下的测定对应的压力测定用材料中,即使是为了获得宽浓度级而有效的机构(例如,微胶囊的粒径、壁厚、构成材料等的控制),仪通过这种机构,在测定高压区域中的压力的情况下,有时难以设计成显现宽浓度级。
鉴于上述情况,本发明的压力测定用材料具有基材和压敏层,压敏层设为含有高分子基质、内含供电子性染料前体及溶剂的微胶囊、及电子接受性化合物的层。
由此,本发明的压力测定用材料在高压区域(优选为100MPa~10000MPa 的区域,更优选为300MPa~3000MPa的区域)中,可获得层次性优异的发色。
本发明的压力测定用材料发挥上述效果的理由尚不确定,但本发明人等推测如下:压敏层含有高分子基质、内含供电子性染料前体及溶剂的微胶囊、及电子接受性化合物,由此即使在施加高压的情况下,施加于微胶囊的压力也被缓和,能够进行发色的层次性优异的压力测定。但是,该推测并不限定地解释本发明的压力测定用材料的效果。
在本发明中,“发色的层次性”是指伴随施加于压力测定用材料的压力的增加而发色浓度上升的性质。
本发明的压力测定用材料在压敏层中,通过微胶囊所内含的供电子性染料前体与作为显色剂的电子接受性化合物接触而发色。该发色表示与施加于压力测定用材料的外力(从外部施加的压力,以下相同)的强度对应的浓度,即发色的层次性。例如,在对压力测定材料施加表面压力时,所施加的表面压力在整个表面上不均匀的情况下,发色为与压力对应的浓度,可获得具有浓度级的图像。
另外,本发明的压力测定用材料可以是能够在100MPa~10000MPa的区域中获得发色的层次性,即使在施加了小于100MPa的压力和/或超过10000MPa 的压力的情况下,也可获得发色的层次性的材料。
[基材]
本发明的压力测定用材料具有基材。
基材的形状也可以是片状、板状等任何形状。基材的形状优选为片状。即,本发明的压力测定用材料优选为具有片状的基材和压敏层的片状的压力测定用材料。在本发明中,“片状”是指具有两个主平面,厚度为1mm以下(优选为1μm~1mm),且具有挠性。在本发明中,片状包含薄膜状,两者用作同义的术语。“板状”是指具有两个主平面,厚度超过1mm(优选为超过1mm且 10mm以下)。
基材并无特别限定,作为具体的例子,可举出纸、合成纸、塑料基材、金属基材等,也可以是它们的复合基材。从处理容易性的观点出发,基材优选为塑料基材。
作为纸的具体例,能够举出优质纸、中质纸、草纸、中性纸、酸性纸、再生纸、涂布纸、机制涂布纸、铜版纸、铸涂纸、微涂纸、描图纸等。
作为形成塑料基材的塑料的具体例,可举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(PE T)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等聚酯、三乙酸纤维素等纤维素衍生物、聚丙烯、聚乙烯等聚烯烃、聚苯乙烯等。
作为合成纸的具体例,可举出将聚丙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯等双轴拉伸而形成多个微孔的合成纸(YUPO等)、使用聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚酰胺纤维等合成纤维而制作的合成纸、将它们层叠在另一合成纸的一部分、单面或双面而成的层叠体等。
基材还优选为含有金属的基材。作为该方式的基材,例如可举出金属基材、金属与塑料的复合基材等。
作为金属,并无特别限制,从相对于测定压力不容易变形的观点出发,优选为不锈钢(SUS)等金属。
作为塑料基材,能够形成为硬度及平面性高的基材,能够更良好地兼顾高压区域中的测定和发色浓度,因此优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯基材或聚萘二甲酸乙二醇酯基材。
从与加压对应的发色浓度的再现性的观点出发,优选为由压力施加引起的变形更小,不受测定对象物的影响,能够抑制成为使测定精度低降低的原因的压力分散的基材。作为这种基材,可优选举出聚萘二甲酸乙二醇酯基材或含有金属的基材。
由于能够提高发色部分和末发色部分的对比度而进一步提高视觉辨认性,因此基材的色相也优选为白色。作为白色的基材,优选为塑料基材,更优选为白色的聚对苯二甲酸乙二醇酯基材。作为白色的聚对苯二甲酸乙二醇酯基材,适用在聚对苯二甲酸乙二醇酯基材中含有公知的白色色料(例如,白色颜料等)的基材即可。
基材的厚度并无特别限制,但从处理容易性及能够以辊形态供给的理由而言,优选为10μm~500μm,更优选为10μm~200μm。
[压敏层]
本发明的压力测定材料在基材上具有压敏层。
压敏层是含有高分子基质、内含供电子性染料前体及溶剂的微胶囊、及电子接受性化合物的层。
(高分子基质)
在本发明中,术语高分子基质是压敏层的构成要件,用作表示含有分子量 1000以上的高分子化合物(以下,还称为特定高分子化合物)而形成的基质的术语。
特定高分子化合物在压敏层中优选作为粘合剂发挥作用。构成微胶囊的化合物(包括微胶囊的内含物、壁材及形成微胶囊时使用的分散剂。)及电子接受性化合物不包含在特定高分子化合物中。
通过在压敏层中含有特定高分子化合物,可以确认高分子基质是本发明的压力测定材料所涉及的压敏层的构成要件。
从进一步提高高压区域的层次性的观点出发,相对于压敏层的总质量,优选含有10质量%以上的特定高分子化合物,更优选含有20质量%以上。当特定高分子化合物的量为10质量%以上时,通过缓和施加于压力测定材料的外力 (压力),容易将微胶囊、电子接受性化合物等成分保持在压敏层中。
从发色浓度的观点出发,相对于压敏层的总质量,形成高分子基质的特定高分子化合物的含量优选为10质量%~70质量%,更优选为20质量%~50质量%。
作为特定高分子化合物,并无特别限制,能够根据对相对于测定压力不容易变形的压敏层所期望的性状适当选择。
特定高分子化合物可以单独使用一种,也可以同时使用两种以上。
作为特定高分子化合物,例如可举出聚乙烯醇、含有聚氨酯的聚氨酯系聚合物、氯乙烯系聚合物、乙酸乙烯酯系聚合物、丙烯酸系聚合物、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)或它们的共聚物。
在此,聚氨酯系聚合物、氯乙烯系聚合物、乙酸乙烯酯系聚合物及丙烯酸系聚合物分别是指含有具有聚氨酯键的结构单元、源自氯乙烯的结构单元、源自乙酸乙烯酯的结构单元及源自(甲基)丙烯酸的结构单元的聚合物。
特定高分子化合物也可以以分散物的形态包含在压敏层中。
从微胶囊制备中的适用性及水系涂布中的生产率的观点出发,适合于特定高分子化合物的方式之一为聚乙烯醇。
作为聚乙烯醇,并无特别限制,能够根据对压敏层所期望的性状而适当选择。
从保持微胶囊等,高压区域的层次性进一步提高的观点出发,作为聚乙烯醇的聚合度优选为100~10,000,更优选为100~3,000。
从保持微胶囊等,高压区域的层次性进一步提高的观点出发,特定高分子化合物的分子量为1000以上,优选为2,000以上,更优选为5,000以上,进一步优选为10,000以上。分子量的上限并无特别限制,例如可举出1,000,00 0。从制造容易性的观点出发,分子量优选为2,000~100,000,更优选为5,00 0~100,000,进一步优选为10,000~100,000。在此,特定高分子化合物的分子量表示通过凝胶渗透色谱(GPC)测定的数均分子量。
具体而言,上述分子量是通过使用了TSKgel GMHxL、TSKgel G4000HxL、T SKgelG2000HxL(均为Tosoh Corporation制造的商品名称)的柱的凝胶渗透色谱(GPC)分析装置,利用溶剂THF(四氢呋喃)、差示折射计检测,作为标准物质使用聚苯乙烯进行换算的分子量。
作为特定高分子化合物,也能够使用市售品。作为市售品,可举出KURARA Y CO.,LTD.制造的PVA-105(聚乙烯醇)、PVA-205(聚乙烯醇);DKS Co.L td.制造的SUPERFLEX 170(聚氨酯系聚合物)、SUPERFLEX 820(聚氨酯系聚合物)、SUPERFLEX 830HS(聚氨酯系聚合物)、SUPERFLEX 870(聚氨酯系聚合物);Nissin Chemical Industry CO.,Ltd.制造的ViniBran 287(氯乙烯·丙烯酸系聚合物)、ViniBran 900(氯乙烯·丙烯酸系聚合物)、ViniBran 2684(丙烯酸系聚合物)、ViniBran 2685(丙烯酸系聚合物)、ViniBran 2687(丙烯酸系聚合物)、ViniBran 715S(氯乙烯系聚合物);Sumika Che mtex Company制造的Sumikaflex752HQ(乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂乳液)、 Sum ikaflex 808HQ(乙烯-乙酸乙烯酯-氯乙烯共聚树脂乳液)、Sumikaflex 8 50HQ(乙烯-乙酸乙烯酯-氯乙烯共聚树脂乳液)、Sumikaflex 830(乙烯-乙酸乙烯酯-氯乙烯共聚树脂乳液);Zeon Corporation制造的Nipol LX433C (苯乙烯丁二烯橡胶)、Nipol LX2507H(苯乙烯丁二烯橡胶)、Nipol LX416(苯乙烯丁二烯橡胶)、Nipol LX814(丙烯酸系聚合物)、Nipol LX855EX1 (丙烯酸系聚合物);The Nippon Synthetic Chemical Industry Co.,Ltd. 制造的Movinyl 742A(丙烯酸系聚合物)、Movinyl 1711(丙烯酸系聚合物)、Movinyl6520(丙烯酸系聚合物)、Movinyl7980(丙烯酸系聚合物)、Movinyl 081F(乙酸乙烯酯-乙烯系共聚物)、Movinyl 082(乙酸乙烯酯-乙烯系共聚物);Nippon A&L Inc.制造的Smarttex SN-307R(苯乙烯丁二烯胶乳)等。
作为形成高分子基质的特定高分子化合物的指标优选的物性之一,可举出马氏硬度。
从兼顾高压区域(优选为100MPa~10000MPa,更优选为300MPa~3000MP a)中的压力测定和发色浓度的观点出发,本发明所涉及的高分子基质优选含有马氏硬度100N/mm2以上的高分子化合物。
通过高分子基质含有马氏硬度100N/mm2以上的高分子化合物,即使是在压敏层的高压区域中的压力测定,也抑制压敏层的变形,可获得高精度的发色的层次性,因此优选。
高分子化合物的马氏硬度优选为140N/mm2以上。
作为高分子化合物的马氏硬度的上限值,并无特别限制,能够设为300N/m m2以下。
马氏硬度能够通过使用按照ISO 14577-1(仪表化压入硬度)的纳米压痕法,作为将最大试验荷载除以压头的最大压入深度处的压头表面积而获得的值来求出。测定例如能够使用如FISCHER INSTRUMENTS K.K.制“HM2000”这样的微小硬度试验机。
将具体的测定方法示于后述实施例中。
(微胶囊)
压敏层含有内含供电子性染料前体及溶剂的微胶囊。
微胶囊通常具有芯部和用于内含构成芯部的芯材(内含的物质(还称为内含成分或内含物。))的胶囊壁。
微胶囊内含供电子性染料前体及溶剂作为芯材(内含成分)。由于供电子性染料前体内含在微胶囊中,因此供电子性染料前体能够稳定地存在,直到被加压而微胶囊破坏。
-微胶囊的壁材-
作为微胶囊的壁材,能够从以往作为压敏记录材料的含供电子性染料前体的微胶囊的壁材而使用的水不溶性或油不溶性的聚合物中无特别限定地使用。其中,作为壁材,优选为聚氨酯脲、聚氨酯、聚脲、三聚氰胺甲醛树脂及明胶,从获得良好的发色的观点出发,更优选为聚氨酯脲、聚氨酯、聚脲及三聚氰胺甲醛树脂,尤其优选为含有聚氨酯键的聚氨酯脲及聚氨酯。
微胶囊的胶囊壁优选实质上由树脂构成。实质上由树脂构成是指相对于胶囊壁总质量,树脂的含量为90质量%以上,优选为100质量%。即,微胶囊的胶囊壁优选由树脂构成。
另外,聚氨酯是具有多个聚氨酯键的聚合物,优选为由含有多元醇和聚异氰酸酯的原料形成的反应产物。
并且,聚脲是具有多个脲键的聚合物,优选为由含有多胺和聚异氰酸酯的原料形成的反应产物。另外,利用聚异氰酸酯的一部分与水反应而成为多胺,也能够不使用多胺而使用聚异氰酸酯来合成聚脲。
并且,聚氨酯脲是具有聚氨酯键及脲键的聚合物,优选为由含有多元醇、多胺及聚异氰酸酯的原料形成的反应产物。另外,在使多元醇与聚异氰酸酯反应时,聚异氰酸酯的一部分与水反应而成为多胺,结果有时获得聚氨酯脲。
并且,三聚氰胺-甲醛树脂优选为由三聚氰胺与甲醛的缩聚形成的反应产物。
另外,上述聚异氰酸酯是具有两个以上的异氰酸酯基的化合物,可举出芳香族聚异氰酸酯及脂肪族聚异氰酸酯。作为聚异氰酸酯,例如可以是三羟甲基丙烷等多元醇与2官能的聚异氰酸酯的加合物(加成物)。
并且,上述多元醇是具有两个以上的羟基的化合物,例如可举出低分子多元醇(例:脂肪族多元醇、芳香族多元醇。另外,“低分子多元醇”是指分子量为400以下的多元醇。)、聚乙烯醇、聚醚系多元醇、聚酯系多元醇、聚内酯系多元醇、蓖麻油系多元醇、聚烯烃系多元醇及含羟基的胺系化合物(例如,可举出氨基醇。作为氨基醇,例如可举出作为乙二胺等氨基化合物的环氧丙烷或环氧乙烷加成物的N,N,N’,N’-四(2-羟基丙基)乙二胺等。)。
并且,上述多胺是具有两个以上的氨基(伯氨基或仲氨基)的化合物,例如可举出二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、1,3-丙烯二胺及六亚甲基二胺等脂肪族多元胺;脂肪族多元胺的环氧化合物加成物;哌嗪等脂环式多元胺;3,9-双 -氨基丙基-2,4,8,10-四氧杂螺-(5,5)十一烷等杂环式二胺。
微胶囊的数均壁厚δ依赖于胶囊壁材的种类、胶囊直径等各种条件,但从高压区域(优选为100MPa~10000MPa,更优选为300MPa~3000MPa)中的发色性的观点出发,优选为0.02μm~3μm,更优选为0.05μm~2μm。
微胶囊的壁厚是指形成微胶囊的胶囊粒子的树脂膜(所谓的胶囊壁)的厚度(μm),数均壁厚是指通过扫描型电子显微镜(SEM)求出5个微胶囊各自的胶囊壁的厚度(μm)并进行平均而获得的平均值。具体而言,首先将微胶囊液涂布在任意的支撑体上,进行干燥而形成涂布膜。制作所获得的涂布膜的截面切片,使用SEM观察该截面,选择任意的5个微胶囊后,观察所选择的各个微胶囊的截面,求出胶囊壁的厚度,计算平均值。截面切片也能够由压力测定用材料制作。
-供电子性染料前体-
作为供电子性染料前体,只要具有提供电子,或接受酸等质子(氢离子; H+)而发色的性质,则并无特别限制,优选为无色。供电子性染料前体能够作为发色剂发挥作用。
尤其,作为供电子性染料前体,优选为具有内酯、内酰胺、磺内酯、螺哌喃、酯、酰胺等部分骨架,在与后述的电子接受性化合物接触的情况下,这些部分骨架开环或裂解的无色的化合物。
供电子性染料前体能够使用在压敏复写纸或热敏记录纸的用途中公知的物质。作为供电子性染料前体,例如可举出三苯基甲烷苯酞系化合物、荧烷(F1 uoran)系化合物、啡噻嗪系化合物、吲哚基苯酞系化合物、无色金黄氨系化合物、若丹明内酰胺系化合物、三苯基甲烷系化合物、二苯基甲烷类化合物、三嗪化合物、螺哌喃系化合物、芴系化合物等各种化合物。
关于上述化合物的详细内容,能够参考日本特开平5-257272号公报及国际公开第2009/8248号的[0029]~[0034]段的记载。
供电子性染料前体可以单独使用一种,也可以同时使用两种以上。
在本发明的一方式中,从视觉辨认性的观点出发,供电子性染料前体优选为摩尔吸光系数(ε)的高的物质。供电子性染料前体的摩尔吸光系数(ε) 优选为10000mol-1·cm-1·L以上,更优选为15000mol-1·cm-1·L以上,进一步优选为25000mol-1·cm-1·L以上。
摩尔吸光系数(ε)能够根据将供电子性无色染料溶解于95质量%乙酸水溶液中时的吸光度来计算。具体而言,在将浓度调节为吸光度成为1.0以下的供电子性无色染料的95质量%乙酸水溶液中,在将测定用单元的长度设为Ac m,将供电子性无色染料的浓度设为Bmol/L,将吸光度设为C的情况下,能够通过下述式计算。
摩尔吸光系数(ε)=C/(A×B)
从提高优选在100MPa~10000MPa(更优选为300MPa~3000MPa)的压力范围内的发色性的观点出发,供电子性染料前体的压敏层中的含量(例如,涂布量)以干燥后的质量计,优选为0.1g/m2~5g/m2,更优选为0.1g/m2~4g/m2,进一步优选为0.2g/m2~3g/m2
-溶剂-
微胶囊内含至少一种溶剂。溶剂能够作为溶解供电子性染料前体的油成分发挥作用。
作为溶剂,能够使用在压敏复写纸用途中公知的溶剂。
从稳定地溶解而不析出供电子性染料前体的观点出发,溶剂优选含有50 质量%~100质量%的沸点超过130℃的溶剂,更优选含有70质量%~100质量%,进一步优选含有90质量%~100质量%。另外,沸点的上限并无特别限制,例如可举出500℃,优选超过130℃且500℃以下。
作为溶剂,例如可举出二异丙基萘等烷基萘系化合物;1-苯基-1-二甲苯基乙烷等二芳基烷烃系化合物;异丙基联苯等烷基联苯系化合物;三芳基甲烷系化合物;烷基苯系化合物;苄基萘系化合物;二芳基亚烷基系化合物;芳基茚满系化合物等芳香族烃;邻苯二甲酸二丁酯等酯系化合物;异链烷烃等脂肪族烃;大豆油、玉米油、棉籽油、菜籽油、橄榄油、椰子油、蓖麻油、鱼油等天然动植物油;矿物油等天然物高沸点馏分;等。
溶剂可以单独使用一种或混合使用两种以上。
作为内含在微胶囊中的溶剂与供电子性染料前体的质量比(溶剂:前体),从发色性的观点出发,优选为98:2~30:70的范围,更优选为97:3~40: 60的范围,进一步优选为95:5~50:50的范围。
-其他成分-
除了上述供电子性染料前体、溶剂及辅助溶剂以外,根据需要,微胶囊还可以内含添加剂。作为添加剂,能够举出紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧化剂、石蜡、臭气抑制剂等。并且,也可以具有制造微胶囊时使用的沸点为13 0℃以下的溶剂(例如,甲基乙基酮等酮系化合物、乙酸乙酯等酯系化合物及异丙醇等醇系化合物等)。
作为微胶囊的压敏层中的含量(涂布时为涂布量),相对于压敏层的总固体成分质量,优选为10质量%~80质量%,更优选为10质量%~60质量%,更优选为10质量%~50质量%。
-微胶囊的制作方法-
微胶囊能够通过其本身公知的任意的方法,例如界面聚合法、内部聚合法、相分离法、外部聚合法、凝聚法等方法来制造。
关于使用聚氨酯脲、聚氨酯及聚脲作为胶囊璧材的微胶囊的制作例,能够参考日本特开2009-019949号公报的[0040]~[0044]段的记载。具体而言,可举出通过将用于形成微胶囊的壁材的化合物与微胶囊的芯材混合,使用于形成微胶囊的壁材的化合物反应而形成微胶囊的方法。在形成微胶囊时,优选使用聚乙烯醇等分散剂。
(电子接受性化合物)
压敏层含有至少一种电子接受性化合物。电子接受性化合物能够作为显色剂发挥作用。
作为电子接受性化合物,能够举出无机化合物及有机化合物。
作为无机化合物的具体例,可举出酸性粘土、活性粘土、硅镁土、沸石、膨润土、高岭土之类的粘土物质等。
作为有机化合物的具体例,可举出芳香族羧酸的金属盐(优选为水杨酸金属盐)、苯酚甲醛树脂、羧基化萜烯酚醛树脂的金属盐等。
其中,作为电子接受性化合物,优选为酸性粘土、活性粘土、沸石、高岭土、芳香族羧酸的金属盐、或羧基化萜烯酚醛树脂的金属盐,更优选为酸性粘土、活性粘土、高岭土、或芳香族羧酸的金属盐。
作为芳香族羧酸的金属盐中的芳香族羧酸的优选的具体例,可举出3,5-二叔丁基水杨酸、3,5-二叔辛基水杨酸、3,5-二叔壬基水杨酸、3,5-二-叔十二烷基水杨酸、3-甲基-5-叔十二烷基水杨酸、3-叔十二烷基水杨酸、5-叔十二烷基水杨酸、5-环己基水杨酸、3,5-双(α,α-二甲基苄基)水杨酸、3-甲基 -5-(α-甲基苄基)水杨酸、3-(α,α-二甲基苄基)-5-甲基水杨酸、3- (α,α-二甲基苄基)-6-甲基水杨酸、3-(α-甲基苄基)-5-(α,α-二甲基苄基)水杨酸、3-(α,d-二甲基苄基)-6-乙基水杨酸、3-苯基-5-(α,α-二甲基苄基)水杨酸。并且,也能够将羧基改性萜烯酚醛树脂、作为3,5- 双(α-甲基苄基)水杨酸与苄基氯的反应产物的水杨酸树脂等用作芳香族羧酸。作为芳香族羧酸的金属盐中的金属盐的具体例,能够举出锌盐、镍盐、铝盐、钙盐。
压敏层中的电子接受性化合物的含量(涂布时为涂布量)以干燥质量计,优选为0.1g/m2~30g/m2。电子接受性化合物为无机化合物时的含量更优选以干燥质量计为3g/m2~20g/m2,进一步优选为5g/m2~15g/m2。电子接受性化合物为有机化合物时的含量更优选以干燥质量计为0.1g/m2~15g/m2,进一步优选为 0.2g/m2~10g/m2
(吸油性粒子)
压敏层优选在微胶囊的外部含有至少一种吸油性粒子。
由于对本发明的压力测定用材料施加高的压力,因此存在内含在微胶囊中的溶剂(油成分)容易向压敏层的外部浸出的倾向。油成分的渗出成为油污的原因,因此不优选。与此相对,通过压敏层含有微胶囊的外部吸油性粒子,能够有效地抑制油成分向压敏层的外部渗出。
在本发明中,“吸油性粒子”是指在25℃下显示吸收亚麻籽油的吸油量为粒子自重的50质量%以上的粒子。
吸油量的测定方法按照JIS-K5101-13-1:2004进行。
作为粒子的形状,可举出球状、椭圆形状、棒状等,也可以是其他形状。
作为吸油性粒子的粒径,优选为0.5μm~20μm,更优选为1μm~10μ m,进一步优选为2μm~8μm。
吸油性粒子的粒径能够通过麦奇克(Microtrac)MT3300EXII(Nikkiso C o.,Ltd.制造)进行测定。
作为吸油性粒子,例如可举出多孔二氧化硅粒子、碳酸钙、高岭土、硅酸铝、硅酸钙、胶体二氧化硅、氧化铝、氢氧化铝等无机粒子、聚烯烃、丙烯酸、聚苯乙烯、聚酯等高分子粒子,优选为选自多孔二氧化硅粒子、碳酸钙及高岭土中的至少一种无机粒子。
作为吸油性粒子,在作为显色剂的电子接受性化合物中,也可以是具有吸油性的化合物。
作为吸油性粒子,可以使用市售品,例如可举出Shiraishi Group ALL RI GHTSRESERVED.制造的“Brilliant系列”等。
压敏层中的吸油性粒子的含量能够根据所期望的吸油性来适当设定。
(无机粒子)
压敏层优选在微胶囊的外部含有至少一种不是电子接受性化合物的无机粒子。
作为无机粒子,例如可举出多孔二氧化硅粒子、碳酸钙、高岭土、硅酸铝、硅酸钙、胶体二氧化硅、氧化铝、氢氧化铝等无机粒子,优选为二氧化硅。作为无机粒子,可以是上述吸油性粒子中的无机粒子。
作为无机粒子,可以使用市售品,例如可举出MIZUSAWA INDUSTRIAL CHEM ICALS,LTD.制造的“Mizukasil系列”等。
作为无机粒子的粒径,优选为1μm~30μm,更优选为5μm~20μm。
(其他成分)
作为压敏层可以含有的其他成分,例如可举出表面活性剂、荧光增白剂、消泡剂、渗透剂、紫外线吸收剂及防腐剂等。
(压敏层的厚度t)
压敏层的厚度t并无特别限制,能够根据目的等进行选择。
压敏层的厚度t优选为1μm~250μm,更优选为3μm~200μm,进一步优选为5μm~150μm,尤其优选为5μm~50μm。
另外,如后述的第2方式所述,在压敏层具有发色层和显色层的情况下,发色层的厚度和显色层的厚度的合计厚度成为压敏层的厚度。
压敏层的厚度t能够通过显微镜观察来测定。
具体而言,能够将作为测定对象的压力测定用材料垂直切断而制作截面切片,使用扫描型电子显微镜(SEM)观察该截面切片,根据该图像求出压敏层的厚度。作为扫描型电子显微镜,例如可举出台式显微镜“Miniscope TM3030 Plus”(Hitachi High-Technologies Corporation制造)。
另外,本发明中的压敏层的厚度是随机选择的10个位置的厚度的算术平均值。
作为压敏层中包含的所有粒子的粒径分布的变动系数(CV值;Coefficien t ofVariation;以下,还称为CV值。),优选为20%~150%。
当CV值在上述范围内时,压敏层内的粒子分布,尤其微胶囊的相对偏差小,因此发色性优异。
作为CV值,优选为20%~110%,更优选为25%~80%。
另外,CV值表示压敏层中包含的粒子的相对偏差,是通过下述求出的值。
CV值(%)=标准偏差/算术平均粒径×100
算术平均粒径及标准偏差是通过光学显微镜以150倍拍摄压敏层的表面,测量随机设定的2cm×2cm的范围内的所有微胶囊的大小而计算的值。
(压敏层的层结构)
本发明的压敏层的层结构可以是单层结构,也可以是多层结构。
压敏层的层结构的一方式能够设为微胶囊和电子接受性化合物包含在高分子基质中的方式。关于采用该方式的压敏层,以后述第1方式的压敏层为例进行详述。
本发明的压敏层的另一方式能够设为具备具有电子接受性化合物和高分子基质的显色层及具有微胶囊的发色层的方式。关于采用该方式的压敏层,以后述第2方式的压敏层为例进行详述。
<第1方式>
本发明的压敏层的第1方式是微胶囊和电子接受性化合物包含在高分子基质中的压敏层。
关于适用于第1方式所涉及的压敏层的各成分(特定高分子化合物、微胶囊、电子接受性化合物等)的详细内容与上述事项相同,优选的方式也相同。
在本发明中,某一成分“包含在高分子基质中”是指以该成分的至少一部分与特定高分子化合物接触的状态包含在压敏层中。含有状态可以是分散或溶解的任一种状态,在是固体的情况下,也可以是其一部分暴露于压敏层表面的状态。
具体而言,在微胶囊的情况下,本发明中的微胶囊包含在高分子基质中包含整个微胶囊存在于压敏层的内部的状态、及微胶囊的胶囊壁的部分暴露于压敏层表面的状态这两者。在此,整个微胶囊与特定高分子化合物接触的状态中均包括由内含物及壁材构成的微胶囊本身与特定高分子化合物直接接触的状态、及微胶囊经由分散剂与特定高分子化合物接触的状态。
适当参考图2对具有第1方式所涉及的压敏层的压力测定用材料的一例进行说明。
图2是表示具有第1方式所涉及的压敏层的压力测定用材料的一例的概略剖视图。另外,图2是用于说明第1方式的图,所图示的各构成要件不与实际的大小及比率对应。
在图2所示的压力测定用材料10中,压敏层14设置于基材12上。压敏层14具有微胶囊18和电子接受性化合物15。18a表示微胶囊的胶囊壁,18b 表示微胶囊的内含物(即,芯材)。16表示含有特定高分子化合物(未图示) 的高分子基质。
具有第1方式所涉及的压敏层的压力测定用材料是尤其优选能够在500MPa 以上的压力范围内使用的方式。
从500MPa以上的高压区域的层次性优异的观点出发,第1方式所涉及的压力测定用材料的算术平均粗糙度Ra优选小于2.0μm。换言之,是指微胶囊及电子接受性化合物的大部分优选不暴露于压敏层表面而位于高分子基质中。
在此,在本发明中,压力测定用材料的算术平均粗糙度Ra是指JIS B 068 1-6:2014中规定的算术平均粗糙度Ra。另外,作为测定装置,使用利用光干涉方式的扫描型白色干涉仪(详细而言,Zygo Corporation制造的NewView50 20:Stich模式;物镜×50倍;中间透镜×0.5倍)。
上述算术平均粗糙度Ra相当于与基材侧相反的一侧的表面的算术平均粗糙度Ra。第1方式所涉及的压力测定用材料的算术平均粗糙度Ra优选为0μm 以上且小于2.0μm,更优选为0μm~1.0 μm,进一步优选为0μm~0.5μm。
作为使算术平均粗糙度Ra小于2.0μm的方法,可举出增加压敏层中的特定高分子化合物的量等方法,相对于构成压敏层的总固体成分,特定高分子化合物优选为20质量%以上。
从500MPa以上的高压区域的层次性优异的观点出发,具有第1方式所涉及的压敏层的压力测定用材料优选空隙量为5mL/m2以下。当空隙量低时,在以 500MPa以上加压之前,微胶囊难以破裂,容易耐受。空隙量优选为0mL/m2~5m L/m2,更优选为0mL/m2~3mL/m2,进一步优选为0mL/m2~1mL/m2
在此,空隙量是通过下述式求出的值。
测定裁切为10cm×10cm的压力测定用材料的质量(m1)。接着,使二乙二醇从压力测定用材料的具有压敏层的一侧的表面浸透,擦掉残留在表面的二乙二醇后,测定质量(m2)。并且,若X=m2-m1,则可由下述式求出空隙量。另外,二乙二醇的密度为1.118。
空隙量(m1/m2)=100×X÷1.118
从降低空隙量的观点出发,第1方式的压敏层所含有的电子接受性化合物优选含有有机化合物,更优选作为主成分含有,更优选具有50质量%~100质量%。作为优选的电子接受性化合物,能够举出与上述化合物相同的化合物,优选含有芳香族羧酸的金属盐,其中,尤其优选含有水杨酸的金属盐。另外,在本说明书中,“作为主成分含有”是指电子接受性化合物中含量最高的成分。
从高压区域中的层次性更优异的观点出发,相对于压敏层,微胶囊的含量 (体积分率)优选为10体积%~80体积%,更优选为20体积%~60体积%,进一步优选为30体积%~60体积%。
微胶囊相对于压敏层的含量(体积分率)能够通过以下方法测定。参考图 2进行说明。
制作压力测定用材料10的截面切片,通过扫描型电子显微镜(SEM)以10 00倍观察该截面。从截面的SEM图像中,可区分观测微胶囊18的内部(内含物18b)和含有胶囊壁18a、特定高分子化合物(末图示)的高分子基质16及含有电子接受性化合物15的基质部。对于观察到的视野中存在的所有微胶囊1 8,通过图像分析将微胶囊18的内部(内含物18b)与含有胶囊壁18a、特定高分子化合物的高分子基质16及含有电子接受性化合物15的基质部分离,分别计算微胶囊内部的面积和上述基质部的面积,根据该比率求出微胶囊内部的含量A(面积%)。接着,在与上述截面切片正交且与基材正交的方向上,进一步制作一个截面切片,以相同的方式求出微胶囊内部的含量B(面积%)。计算微胶囊内部的含量A(面积%)和微胶囊内部的含量B(面积%)的平均值。在随机选择的两个位置实施该操作,将在两个位置获得的平均值的平均作为微胶囊的含量(体积%)。
-微胶囊的粒径d1-
在第1方式中,“微胶囊的粒径d1”是指体积标准的中值粒径。
微胶囊的体积标准的中值粒径是指在将压敏层所含有的整个微胶囊以体积累计成为50%的粒径作为阈值分为两个的情况下,在大径侧和小径侧的粒子的体积合计成为等量的直径(D50)。
微胶囊的体积标准的中值粒径是将微胶囊液涂布在支撑体上,通过光学显微镜以150倍拍摄干燥后形成的涂布膜的表面,测量在2cm×2cm的范围内的所有微胶囊的大小而计算的值。
从高压区域(优选为100MPa~10000MPa,更优选为300MPa~3000MPa)中的发色性的观点出发,微胶囊的粒径d1优选为1μm~50μm,更优选为5μm~ 30μm。
从兼顾测定压力的高度和发色浓度的观点出发,压敏层的厚度t与压敏层所含有的微胶囊的粒径d1的比率优选满足下述式1所示的关系。
1<t/d1<5……式1
当t/d1<5时,可获得更优异的发色性,当1<t/d1时,灰雾的抑制变得容易。
-微胶囊的内径p1-
从高压区域的层次性更优异的观点及高压区域中的发色性的观点出发,微胶囊的内径p1优选为0.5μm~50μm,更优选为1μm~30μm,进一步优选为2 μm~20μm。
在第1方式中,“微胶囊的内径p1”是通过以下方法求出的值。参考图2 进行说明。
制作压力测定用材料10的截面切片,通过扫描型电子显微镜(SEM)以10 00倍观察该截面。从截面的SEM图像中,可区分观测微胶囊18的内部(内含物18b)和含有胶囊壁18a、特定高分子化合物的高分子基质16及含有电子接受性化合物15的基质部。在观测到的视野中存在的微胶囊18中,从最大的微胶囊起依次测量10个微胶囊的长径(内径),对它们进行算术平均而求出平均值。在5个视野中实施该操作,求出在各位置获得的平均值的平均,将所获得的值作为微胶囊的平均内径。另外,长径是指观察微胶囊时最长的内径。
<第2方式>
本发明的压敏层的第2方式是压敏层,其具备具有电子接受性化合物和高分子基质的显色层及具有微胶囊的发色层,依次具有基材、显色层及发色层,且发色层的厚度为显色层的厚度的一半以下。
关于适用于第2方式所涉及的压敏层的各成分(特定高分子化合物、微胶囊、电子接受性化合物等)的详细内容与上述事项相同,优选的方式也相同。
使用附图对具有第2方式所涉及的压敏层的压力测定用材料的一例进行说明。
图3是表示具有第2方式所涉及的压敏层的压力测定用材料的一例的概略剖视图。另外,图3是用于说明第2方式的图,所图示的各构成要件不与实际的大小及比率对应。
在图3所示的压力测定用材料20中,压敏层24设置于基材22上。其由发色层24a和显色层24b形成。发色层24a具有微胶囊28,显色层24b具有含有电子接受性化合物25和特定高分子化合物的高分子基质26。28a表示微胶囊的胶囊壁,28b表示微胶囊的内含物(即,芯材)。发色层24a优选含有特定高分子化合物。
从100MPa以上的高压区域的层次性更优异的观点出发,发色层的厚度优选为显色层的厚度的一半以下,更优选为1/3以下。下限并无特别限制。在本发明的一方式中,发色层的厚度相对于显色层的厚度优选为0.001倍~0.5 倍,更优选为0.001倍~0.4倍,进一步优选为0.001倍~0.33倍。
发色层及显色层的厚度能够通过显微镜观察来测定。
具体而言,将作为测定对象的压力测定用材料垂直切断而制作截面切片。对于该截面切片,使用扫描型电子显微镜(SEM)观察800μm×600μm的视野。从该图像中,以50μm间隔测定10个位置的发色层及显色层的厚度,将通过求出其算术平均值而计算的值作为发色层及显色层的厚度。作为扫描型电子显微镜,例如可举出台式显微镜“MiniscopeTM3030Plus”(Hitachi High -Technologies Corporation制造)。
另外,如图3所示,在发色层中存在不存在微胶囊的位置的情况下,将发色层计为0μm。
第2方式是尤其优选能够在100MPa~500MPa的压力范围内使用的方式。从100MPa~500MPa的高压区域的层次性优异的观点出发,含有第2方式所涉及的压敏层的压力测定用材料的空隙量优选为5mL/m2~20mL/m2,更优选超过8 mL/m2且15mL/m2以下。空隙量是通过上述式求出的值。
从使空隙量在特定的范围内的观点出发,第2方式中的电子接受性化合物优选含有无机粒子,更优选作为主成分含有,更优选含有50质量%~100质量%。作为优选的电子接受性化合物,能够举出与上述化合物相同的化合物,优选含有酸性粘土或活性粘土。第2方式中的电子接受性化合物可以主要是无机粒子,也可以含有其他电子接受性化合物。
从100MPa~500MPa的高压区域的层次性优异的观点出发,第2方式中的压敏层优选含有除了电子接受性化合物以外的无机粒子。作为除了电子接受性化合物以外的无机粒子,能够举出与上述粒子相同的粒子,优选为二氧化硅。
从100MPa~500MPa的高压区域的层次性更优异的观点出发,第2方式中的压敏层(优选为显色层)优选含有作为电子接受性化合物的无机粒子,且具有不是电子接受性化合物的无机粒子。通过同时具有作为电子接受性化合物的无机粒子和不是电子接受性化合物的无机粒子,能够在将空隙量维持在特定的范围内的状态下,抑制从微胶囊流出的供电子性染料前体与电子接受性化合物接触的概率,因此能够作为适合于100MPa~500MPa的高压区域的层次性的材料。
从100MPa~500MPa的高压区域的层次性优异的观点出发,第2方式所涉及的压力测定用材料的算术平均粗糙度Ra优选为2.0μm~10.0μm。
上述算术平均粗糙度Ra相当于与基材侧相反的一侧的表面的算术平均粗糙度Ra。第2方式所涉及的压力测定用材料的算术平均粗糙度Ra优选为2.0 μm~8.0μm,更优选为2.0μm~5.0μm。
作为将算术平均粗糙度Ra调节为2.0μm~10.0 μm的方法,例如可举出下述(1)及(2)所示的方法以及将它们组合的方法。
(1)使发色层变薄的方法
由于微胶囊末配置于压敏层表面的整个表面上,因此能够在压敏层表面存在微胶囊和不存在微胶囊,是一种能够调节表面粗糙度的方法。
(2)增加显色层所具有的无机粒子的量的方法
是一种利用存在无机粒子的位置和不存在的位置的差来调节显色层的表面粗糙度的方法。
尤其,在无机粒子的量(作为电子接受性化合物的无机粒子和不是电子接受性化合物的无机粒子的合计量)比显色层所具有的特定高分子化合物的合计量多的情况下,在显色层的表面出现粒子,因此显色层的表面容易变得粗糙。此外,当较薄地配置微胶囊和特定高分子化合物时,微胶囊进入到变粗糙的显色层的凹部,其结果,压力测定用材料的算术平均粗糙度Ra容易成为2.0μ m~10.0μm。
在算术平均粗糙度Ra为2.0μm~10.0μm的上述状态的情况下,进入到显色层的凹部,存在即使在高压条件下也不会破裂的微胶囊,或产生在表面不存在微胶囊的区域,因此认为第2方式的压力测定用材料能够成为适合于100M Pa~500MPa的高压区域的方式。
并且,在第2方式中,优选微胶囊不存在于压敏层的与基材侧相反的一侧表面的整个表面上,微胶囊的比例优选为95面积%以下,更优选为90面积%以下。
作为上述微胶囊的比例的测定方法,首先,从发色层的任意位置的表面方向利用激光显微镜(KEYENCE VK-8510,视野大小:100μm×150μm)观察,测定在视野内观察的微胶囊的总数,并且通过图像分析计算在视野内观察的微胶囊的数量的面积,并除以视野面积而求出。
从微胶囊容易进入显色层的凹部,100MPa~500MPa的高压区域的层次性优异的观点出发,发色层形成组合物的总固体成分量优选比显色层形成组合物的总固体成分量少。优选为,发色层形成组合物的总固体成分量优选为显色层形成组合物的总固体成分量的0.001倍~0.45倍,更优选为0.005倍~0.25 倍。
-微胶囊的粒径d2-
在第2方式中,“微胶囊的粒径d2”是指平均粒径。
作为微胶囊的平均粒径的测定方法,用光学显微镜(OLYMPUS BX60,视野大小:320μm×450μm)对从存在微胶囊的发色层的表面拍摄的图像进行图像分析,从最大微胶囊起依次测量30个微胶囊的长径(粒径),对它们进行算术平均而求出平均值。在第1层的任意的5个位置(5个视野)实施该操作,求出在各位置获得的平均值的平均,将所获得的值作为上述微胶囊的平均粒径。另外,长径是指观察微胶囊时最长的直径。
从高压区域(优选为100MPa~10000MPa,更优选为300MPa~3000MPa)中的发色性的观点出发,微胶囊的粒径d2优选为1μm~50μm,更优选为5μm~ 30μm。
-微胶囊的内径p2-
从100MPa~500MPa的高压区域的层次性更优异的观点及高压区域中的发色性的观点出发,微胶囊的内径p2优选为1μm~50μm,更优选为2μm~20μ m,进一步优选为2μm~15μm。
在第2方式中,“微胶囊的内径p2”是通过以下方法求出的值。
首先,求出微胶囊的壁厚。微胶囊的壁厚是指形成微胶囊的胶囊粒子的胶囊壁的厚度(μm),数均壁厚是指通过扫描型电子显微镜(SEM)求出5个微胶囊各自的胶囊壁的厚度(μm)并进行平均而获得的平均值。更具体而言,制作存在于压力测定用材料中的微胶囊的截面切片,通过SEM以15000倍观察该截面,选择具有(微胶囊的平均粒径的值)×0.9~(微胶囊的平均粒径的值)×1.1的范围的长径的任意的5个微胶囊后,观察所选择的各个微胶囊的截面,求出胶囊壁的厚度,计算平均值。另外,长径是指观察微胶囊时最长的直径。而且,将平均粒径除以微胶囊的壁厚的2倍的值作为微胶囊的内径来计算。
<压敏层的形成>
压敏层的形成只要基于形成压敏层的工序,则并无特别限制,所述压敏层含有:高分子基质,其具有分子量1000以上的高分子化合物(特定高分子化合物);微胶囊,其内含供电子性染料前体及溶剂;及电子接受性化合物。
在第1方式中,能够通过制备压敏层形成组合物,赋予(例如,涂布)在基材上,使其干燥而形成压敏层。
即,具有第1方式的压敏层的压力测定用材料优选通过包括将压敏层形成组合物配置于基材上的工序的制造方法来获得,所述压敏层形成组合物含有:高分子基质,其含有特定高分子化合物;微胶囊,其内含供电子性染料前体及溶剂;及电子接受性化合物。
用于形成第1方式的压敏层的压敏层形成组合物例如能够通过制备微胶囊的分散液,将所获得的分散液、特定高分子化合物(形成高分子基质的高分子化合物)的溶液(或乳液)、电子接受性化合物及其他任意成分(例如,吸油性粒子等)进行混合而制备。
并且,在第2方式中,压敏层例如能够如下形成:制备由显色层形成组合物及发色层形成组合物组成的两种组合物作为压敏层形成组合物,在基材上赋予(例如,涂布)显色层形成组合物,在其上赋予(例如,涂布)发色层形成组合物,使其干燥。发色层形成组合物例如能够通过制备微胶囊的分散液,将所获得的分散液、特定高分子化合物的溶液(或乳液)及其他任意成分(例如,表面活性剂等)进行混合而制备。显色层形成组合物例如能够通过将电子接受性化合物、特定高分子化合物的溶液(或乳液)及其他任意成分(例如,无机粒子等)进行混合而制备。
即,具有第2方式的压敏层的压力测定用材料优选通过如下制造方法来获得,所述制造方法包括如下:获得含有内含供电子性染料前体及溶剂(优选为沸点130℃以上的溶剂)的微胶囊和溶剂(优选为沸点130℃以下的溶剂)的发色层形成组合物的工序;获得含有电子接受性化合物和分子量1000以上的高分子化合物(特定高分子化合物)的显色层形成组合物的工序;在基材上配置上述显色层形成组合物而形成显色层的工序;及在上述显色层配置上述发色层形成组合物而形成发色层的工序。
而且,发色层形成组合物优选含有分子量1000以上的高分子化合物(特定高分子化合物)。
显色层形成组合物中包含的特定高分子化合物及发色层形成组合物中优选含有的特定高分子化合物可以分别仅为一种,也可以组合两种以上。并且,显色层形成组合物中包含的特定高分子化合物及发色层形成组合物中优选含有的特定高分子化合物可以是相同的高分子化合物,也可以是不同的高分子化合物。
关于压敏层的形成中的压敏层形成组合物的具体的制备方法、涂布量、干燥条件等,根据压敏层形成组合物中含有的成分的种类、目标压力测定用材料的具体的方式等来适当确定即可。
在基材上涂布压敏层形成组合物而形成压敏层的情况下,能够通过公知的涂布法进行涂布。作为涂布法,例如可举出使用了气刀涂布机、棒涂布机(ro d coater)、棒涂布机(Bar coater)、帘涂机、凹版涂布机、挤压式涂布机、模涂布机、滑珠涂布机、刮刀涂布机等的涂布法。
[其他层]
本发明的压力测定用材料也可以在基材上具有除了压敏层以外的其他层。
作为其他层,可举出保护层、白色层、易粘接层等。
-保护层-
本发明的压力测定用材料也可以在压敏层的与具有基材的一侧相反的一侧还具有保护层。本发明的压力测定用材料能够具有保护层作为最外层,但并不限定于该方式。
由于对本发明的压力测定用材料施加高的压力,因此存在内含在微胶囊中的溶剂(油成分)容易向压敏层的外部浸出的倾向。油成分的渗出成为油污的原因,因此不优选。与此相对,通过压力测定用材料具有保护层,能够有效地抑制油成分向压敏层的外部渗出。
因此,保护层优选为油成分的透过性小的层。
能够将保护层形成用片或膜粘贴在压敏层上而设置保护层。
在通过粘贴保护层形成用片或膜而设置保护层的情况下,准备所期望的保护层形成用片或膜,通过公知的方法(例如,利用粘合剂的粘贴等)粘贴在压敏层上即可。
作为保护层的厚度,并无特别限制,能够根据目的等进行选择。
保护层的厚度优选为0.1μm~50μm,更优选为0.5μm~10μm。
-白色层-
本发明的压力测定用材料也可以在基材与压敏层之间还具有白色层。
通过具有白色层,能够提高发色部分与末发色部分的对比度来提高视觉辨认性。
白色层可以是使用白色层形成用组合物在基材与压敏层之间形成的涂布层,也可以是在设置于压敏层之前,将白色层形成用片或膜粘贴在基材上而设置的层。
白色层例如能够作为含有公知的白色色料(例如,白色颜料等)、树脂成分等的层而设置。
作为白色色料,具体而言,可举出二氧化钛、氧化锌、碳酸钙等白色颜料。
白色层是不含有上述微胶囊和/或电子接受性化合物的层。
在通过涂布白色层形成用组合物而设置白色层的情况下,例如制备白色层形成用组合物,赋予(例如,涂布)在基材上,使其干燥即可。作为此时的涂布方法,能够使用与上述压敏层相同的方法。
在通过粘贴白色层形成用片或膜而设置白色层的情况下,准备所期望的白色层形成用片或膜,通过公知的方法(例如,利用粘合剂的粘贴等)粘贴在基材上即可。
-易粘接层-
为了提高基材和压敏层的密合性,优选设置易粘接层。
在具有易粘接层的情况下,本发明的压力测定用材料优选至少依次具有基材、易粘接层及压敏层的方式。
在具有易粘接层和白色层的情况下,优选依次具有基材、易粘接层、白色层及压敏层。
易粘接层是不含有上述微胶囊和/或电子接受性化合物的层。
从提高基材与压敏层所具有的高分子基质的密合性的观点出发,易粘接层优选具有树脂。
作为树脂,可举出丙烯酸酯树脂、聚氨酯树脂、苯乙烯树脂、乙烯基树脂。
易粘接层也可以是含有聚氨酯聚合物、封端异氰酸酯等的层。
易粘接层能够通过将基材与具有易粘接性的薄片或薄膜的贴合、在基材上涂布易粘接层形成组合物等来形成。
作为易粘接层的厚度,并无特别限制,能够根据目的等进行选择。
易粘接层的厚度优选为0.005μm~1.0μm,更优选为0.005μm~0.5μ m,进一步优选为0.005μm~0.2μm,更进一步优选为0.01μm~0.1μm。
(压力测定用材料的厚度)
本发明的压力测定用材料的厚度并无特别限制,优选为10μm~800μm,更优选为10μm~500μm。
-厚度T-
从压力测定用材料的厚度减去基材的厚度的层的厚度T优选为1μm~250 μm,更优选为3μm~200μm,进一步优选为5μm~150μm。
厚度T能够用与上述压敏层的厚度t相同的方法来测定。
具体而言,能够在随机选择的10个位置,测定压力测定用材料的厚度和基材的厚度,根据压力测定用材料的厚度与基材的厚度之差,对计算出的值进行算术平均而求出。
(压力测定用材料的算术平均粗糙度Ra)
压力测定用材料的算术平均粗糙度Ra优选为10.0μm以下。
对于压敏层为第1方式及第2方式时的算术平均粗糙度Ra的优选的范围,分别如上所述。
上述算术平均粗糙度Ra相当于与基材侧相反的一侧的表面的算术平均粗糙度Ra。算术平均粗糙度Ra的测定方法如上所述。
(厚度T与微胶囊的内径p的比率)
压力测定用材料中的上述厚度T与微胶囊的内径p的比率T/p优选为1.2 以上,更优选为1.3以上。当T/p为1.2以上时,100MPa以上的高压区域的层次性更优异。更优选为1.2~5。
在具有第1方式的压敏层的情况下,厚度T与微胶囊的内径p1的比率T/p1优选为5以下,更优选为1.2~5,进一步优选为1.2~3。
在具有第2方式的压敏层的情况下,厚度T与微胶囊的内径p2的比率T/p2优选为5以下,更优选为1.2~5,进一步优选为1.3~5。
<与压力测定有关的事项>
使用本发明的压力测定用材料的压力测定能够通过在测定压力或压力分布的部位配置压力测定用材料,在该状态下,对压力测定用材料施加压力来进行。
作为压力,可以是点压、线压及表面压力中的任一种。
本发明的压力测定用材料在发色的情况下,从在1000MPa下施加压力而发色后的浓度减去在2000MPa下施加压力而发色后的浓度的浓度差(ΔD)优选为0.6以上。
当ΔD超过0.6时,本发明的压力测定用材料能够作为在施加压力而发色时能够视觉辨认或读取的浓度及浓度级的再现更优异的压力测定用材料。
具有上述第1方式的压敏层的压力测定用材料在发色的情况下,从在2000 MPa下施加压力而发色后的浓度减去在1000MPa下施加压力而发色后的浓度的浓度差(ΔD1)优选为0.1以上,更优选为0.4以上。
当ΔD1为0.1以上(优选为0.4以上)时,本方式的压力测定用材料能够作为在施加500MPa以上的压力而发色时能够视觉辨认或读取的浓度及浓度级的再现更优异的压力测定用材料。
具有上述第2方式的压敏层的压力测定用材料在发色的情况下,从在500M Pa下施加压力而发色后的浓度减去在100MPa下施加压力而发色后的浓度的浓度差(ΔD2)优选为0.1以上,更优选为0.4以上。
当ΔD2为0.1以上(优选为0.4以上)时,本方式的压力测定用材料能够作为在施加100MPa~500MPa的压力而发色时能够视觉辨认或读取的浓度及浓度级的再现更优异的压力测定用材料。
发色浓度是使用反射浓度计(例如,GretagMacbeth LLC制造的RD-19I) 测定的值。
进而,本发明的压力测定用材料优选在施加100MPa~10000MPa(更优选为 100MPa~3000MPa)的压力的情况下,显示发色浓度伴随压力的增加而上升的性质,即发色的层次性。
在本发明的压力测定用材料中,优选的发色的层次性是发色浓度伴随压力增加而直线上升(即,压力与发色浓度成比例)的性质。
本发明的压力测定用材料能够根据测定用途,将作为测定对象的压力范围设定为包括上述范围。例如,本发明的压力测定用材料的一方式可以是用于超过1000MPa的范围(例如,1000MPa~3000MPa,优选为1000MPa~2000MPa)的压力测定的方式。并且,在本发明的压力测定用材料的另一方式中,可以是用于超过1000MPa的压力范围(例如,100MPa~500MPa)的压力测定的方式。
本发明的压力测定用材料的用途包括各种领域中的下述使用例,但并不限定于此。另外,下述例示内容有时重复。
可举出汽车等车辆或航空器的制造(例如,各种构成部件、车身等的成型加工、或构成部件的组装加工中的压力分布的确认。)、建筑(例如,建材的组装加工中的压力分布的确认。)、电子产品的制造(例如,曲面加工(曲面显示器的贴合等)中的压力分布的确认。)、输送(例如,伴随输送而施加于货物的冲击力的确认。)、金属加工(例如,各种金属产品的制造中的模具接触的确认。)、树脂产品的成型加工(例如,树脂产品的成型加工中的模具接触的确认。)、医药品的成型加工(例如,片剂的压片中的压力分布的确认。)、家具(例如,家具表面(椅子、沙发的座面等)中的压力分布的确认。)、文具(例如,施加于书写工具等的握持力的确认。)、体育用品(例如,施加于由弹性材料构成的物品(球等)的冲击力的确认。)等。
实施例
以下,通过实施例对本发明更具体地进行说明。只要不超出本发明的主旨,则本发明并不限定于以下实施例。另外,只要没有特别说明,“%”及“份”是质量基准。
(实施例1)
<内含供电子性染料前体的微胶囊液(A)的制备>
将作为供电子性染料前体额下述化合物(A)10份溶解于直链烷基苯(Jx Energy公司,品级烯烃L,沸点130℃以上)53份中,获得了溶液A。
接着,将溶解于合成异链烷烃(Idemitsu Kosan Co.,Ltd.,IP SOLVENT 1620,沸点130℃以上)14份、乙酸乙酯1.2份中的N,N,N’,N’-四(2-羟基丙基)乙二胺(ADEKACORPORATION,ADEKA POLYETHER EDP-300)0.4份加入到搅拌中的溶液A中而获得了溶液B。
而且,将溶解于乙酸乙酯3份中的甲苯二异氰酸酯的三羟甲基丙烷加成物 (DICCorporation,Bernock D-750)18份加入到搅拌中的溶液B中而获得了溶液C。
并且,在将聚乙烯醇(PVA-205,KURARAY CO.,LTD.,数均分子量25,00 0,分散剂)8份溶解于水110份中的溶液中加入上述溶液C,进行了乳化分散。在乳化分散后的乳化液中加入水340份,一边搅拌一边加热至70℃,搅拌 1小时后冷却。
向冷却后的液中进一步加入水而调整浓度,获得了固体成分浓度25%的内含供电子性染料前体的微胶囊液(A)。
[化学式1]
Figure GDA0003164084590000301
所获得的微胶囊的体积基准的中值粒径(D50)为11μm。
体积基准的中值粒径通过麦奇克(Microtrac)MT3300EXII(Nikkiso Co., Ltd.制造)进行了测定。
<压力测定用片(A)的制作>
向上述中获得的微胶囊液(A)20份中混合作为显色剂的电子接受性化合物的3,5-双(α-甲基苄基)水杨酸锌40%分散液11份、作为形成高分子基质的特定高分子化合物的聚乙烯醇(PVA-105、KURARAY CO.,LTD.、数均分子量 22,000)20%水溶液20份,获得了压敏层形成组合物(A)。
将所获得的压敏层形成组合物(A)以干燥后的膜厚成为15μm的方式用棒涂布机将压敏层形成组合物(A)涂布在75μm厚的PET基材(A4300:Toyo bo Co.,Ltd.制造)上,在80℃下进行干燥而获得了在PET基材上具有压敏层的压力测定用片(A)(压力测定用材料)。
使用台式显微镜“Miniscope TM3030Plus”(Hitachi High-Technologie sCorporation制造),对任意的10个位置观察将压力测定用片(A)垂直切断的截面,测定压力测定用片(A)的厚度和PET基材的厚度,对计算出压力测定用片(A)的厚度与PET基材的厚度的差的值进行算术平均而求出压敏层的厚度(膜厚)。确认了压敏层的厚度(膜厚)为15μm。
压敏层的厚度t与微胶囊的粒径d的比率(t/d)为1.36。
使用FISCHER INSTRUMENTSK.K.制“微小硬度试验机HM2000”来测定了形成高分子基质的聚乙烯醇(PVA-105、KURARAY CO.,LTD.)的马氏硬度。在测定中,使用金刚石压头(Berkovich压头),在23℃50%RH的实验室环境中,首先施加10秒钟0mN~最大试验荷载的负荷,接着,以最大试验荷载的负荷保持5秒钟,最后进行10秒钟最大试验荷载~0mN的卸荷,作为最大试验荷载除以最大压入深度处的压头表面积的值,求出了马氏硬度(N/mm2)。
对于在玻璃基板上成膜的厚度5μm的高分子基质(PVA105)膜,以最大压入深度成为0.5μm的最大试验荷载进行测定的马氏硬度为165N/mm2
<发色评价A>
将上述中获得的实施例1的压力测定用片(A)裁切为9cm~11cm的4片样品。
通过下述表1的压力栏所示的任一压力对各样品进行加压,确认了样品因加压而发色。通过加压机(DSF-C1-A,AIDA ENGINEERING,LTD.制造)进行了加压。
用分光浓度计(X-Rite,Inc.制X-Rite504)测定了发色的样品的发色浓度。将测定结果示于表1的发色浓度栏。
并且,图1中用曲线图示出了压力与发色浓度的关系。
[表1]
Figure GDA0003164084590000311
如表1及图1所示,确认了实施例1的压力测定用片在超过1000MPa的高压区域中可获得层次性优异的发色。
(实施例2)
将压力测定用片(A)的制作中的PVA-105的一部分替换为多元醇聚亚烷基烷基醚表面活性剂(Noigen LP-90、DKS Co.Ltd.制造),除此以外,以与实施例1相同的方式制作了实施例2的压力测定用片(压力测定用材料)。
(实施例3~8)
将各材料的组成变更为如表2所示,除此以外,以与实施例2相同的方式制作了实施例3~8的压力测定片。
另外,如下制备了微胶囊液(B)。
<内含供电子性染料前体的微胶囊液(B)的制备>
在Hisol SAS-296(Nippon Oil Corporation制造的油成分(溶剂);1- 苯基-1-二甲苯基乙烷和1-苯基-1-乙基苯基乙烷的混合物)70份中溶解作为供电子性染料前体的3’,6’-双(二乙基氨基)-2-(4-硝基苯基)螺[异吲哚 -1,9’-呫呸]-3-酮(HODOGAYA CHEMICALCO.,LTD.制造,Pink-DCF)6份、 6’-(二乙基氨基)-1’,3’-二甲基荧烷(HODOGAYA CHEMICALCO.,LTD.制造,Orange-DCF)8份,获得了溶液A2。接着,将溶解于合成异链烷烃(Idem itsuKosan Co.,Ltd.,IP SOLVENT 1620)19份、甲基乙基酮2.5份中的N, N,N’,N’-四(2-羟基丙基)乙二胺(ADEKA CORPORATI0N、ADEKA POLYETHER EDP-300)0.7份加入到搅拌中的溶液A2中而获得了溶液B2。而且,将溶解于乙酸乙酯6份中的甲苯二异氰酸酯的三羟甲基丙烷加成物(DIC Corporatio n,Bernock D-750,含25%乙酸乙酯)77份加入到搅拌中的溶液B2中而获得了溶液C2。并且,在将聚乙烯醇(KL-318、KURARAY CO.,LTD.)10份溶解于水140份中的溶液中加入上述溶液C2,进行了乳化分散。在乳化分散后的乳化液中加入水200份,一边搅拌一边加热至70℃,搅拌1小时后冷却。加入水以调节浓度,制备出固体成分浓度20质量%的内含供电子性染料前体的微胶囊液 (B)。微胶囊的中值粒径为8μm。
(比较例1)
按照日本特开2009-019949的实施例1,制作了由供电子性无色染料片及显色剂片构成的两片式压力测定用片。
[评价]
对于实施例1~8的各压力测定用片的压敏层进行了“空隙量的测定”。
而且,对于实施例2~8及比较例1的各压力测定用片进行了下述“浓度级评价A”及“发色评价B”的各评价。
[空隙量的测定]
将实施例1~8的压力测定用片(形成压敏层的PET膜)裁切为10cm×10c m,测定了质量(m1)。接着,将二乙二醇放在具有压敏层的一侧的表面上使其浸透,擦掉残留在表面的二乙二醇后,测定了质量(m2)。并且,计算X=m2-m 1,根据下述式求出了空隙量。另外,二乙二醇的密度为1.118。
空隙量(m1/m2)=100×X÷1.118
在实施例1~8中获得的各压力测定用片的空隙量均为1mL/m2以下。
[浓度级评价A(1000MPa~2000MPa)]
对于实施例1~8及比较例1的压力测定用片测定1000MPa下的发色浓度和2000MPa下的发色浓度,求出从2000MPa下的发色浓度减去1000MPa下的发色浓度的差ΔD1,按照下述评价基准进行了评价。
加压方法及测定装置与上述发色评价A相同。
另外,“A”及“B”是实际使用上能够允许的范围,“A”最优异。将结果示于表2中。
<评价基准>
“A”:ΔD1为0.4以上。
“B”:ΔD1为0.1以上且小于0.4。
“C”:ΔD1小于0.1。
[发色评价B]
对于实施例1~8及比较例1的各压力测定用片,基于上述浓度级评价A 中获得的1000MPa下的发色浓度的测定结果,按照下述评价基准进行了评价。将结果示于表2中。
<评价基准>
“A”:发色浓度为0.5以上。
“B”:发色浓度小于0.5。
Figure GDA0003164084590000341
表2中,T表示从压力测定用材料的厚度减去基材的厚度的层的厚度,T/p 1表示厚度T与微胶囊的内径p1的比率,T/d1表示厚度T与微胶囊的粒径d1(中值粒径)的比率,及Ra表示与基材相反的一侧的最表面(压敏层表面)的算术平均粗糙度,均是通过上述方法获得的值。
表2中,“-”表示不含有对应的成分,或未进行对应的项目的测定。
(实施例9)
-显色层形成组合物的制备-
在作为电子接受性化合物的活性粘土:Silton F-242(MIZUSAWA INDUSTR IALCHEMICALS,LTD.)100份、无定形二氧化硅(MIZUSAWA INDUSTRIAL CHEM ICALS,LTD.,Mizukasil P-78A、不是电子接受性化合物的无机粒子)100份中加入10质量%氢氧化钠水溶液10份及水750份、六偏磷酸钠(Nippon Chem ical Industrial CO.,LTD.)1份,用均质机分散。除此以外,将改性丙烯酸酸酯共聚物(Zeon Corporation,Nipol LX814,固体成分浓度47%,特定高分子化合物)140份及阴离子性烯烃系树脂(Arakawa ChemicalIndustries,L td.,polymeron 482,同体成分浓度25%,特定高分子化合物)28份、直链烷基苯磺酸胺盐(DKS Co.Ltd.,Neugen T)的15%水溶液5份、聚氧乙烯聚氧丙烯月基桂醚(DKS Co.Ltd.,Noigen LP-70)的1%水溶液35份、钠-双(3, 3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己基)-2-磺胺酸酯(FUJIFILM Corporation,W-AHE) 1%水溶液35份进行混合,制备出含有电子接受性化合物的显色层形成组合物。
-发色层形成组合物的制备-
向上述中获得的内含供电子性染料前体的微胶囊20%液(B)70份中进一步混合阴离子性烯烃系树脂(Arakawa Chemical Industries,Ltd.,polymero n 482,固体成分浓度25%,特定高分子化合物)0.8份、聚合物(Rohm and H aas Company,OROTAN 165A,固体成分浓度21%,特定高分子化合物)3.1 份、直链烷基苯磺酸胺盐(DKS Co.Ltd.,Neugen T)的15%水溶液0.5份、聚氧乙烯聚氧丙烯月基桂醚(DKS Co.Ltd.,Noigen LP-70)的1%水溶液5 份、钠-双(3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己基)-2-磺胺酸酯(FUJIFILM Corpora tion,W-AHE)1%水溶液5份,制备出发色层形成组合物。
-压力测定用材料的制作-
通过棒涂布机将由上述获得的显色层形成组合物以固体成分涂布量为20g/ m2涂布在厚度75μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜(A4300:Toyobo C o.,Ltd.制造)上,形成了显色层。接着,在所涂布的显色层上重叠地,通过棒涂布机以固体成分涂布量为3.5g/m2涂布发色层形成组合物,形成了发色剂层。
如此,制作了在作为基材的PET膜上具有依次层叠显色剂层和发色剂层这两层而成的压敏层得单片式压力测定用材料。
(实施例10~14)
将各材料的组成变更为如表3所示,除此以外,以与实施例9相同的方式制作了压力测定片。
(比较例2)
使用与上述比较例1中使用的两片式压力测定用片相同的压力测定用片。
[评价]
对于实施例9~14的各压力测定用片进行了“空隙量的测定”。
而且,对于实施例9~14及比较例2的各压力测定用片,进行了下述“浓度级评价B”及“发色评价C”的各评价。
[空隙量的测定]
以与上述实施例1~8的压力测定用片相同的方式测定了实施例9~14的各压力测定用片的空隙量。
在实施例9~14中获得的各压力测定用片的空隙量全部在5mL/m2~20mL/m2的范围内。
[浓度级评价B(100MPa~500MPa)]
对于实施例9~14及比较例2的压力测定用片,测定了100MPa下的发色浓度和500MPa下的发色浓度。求出从500MPa下的发色浓度减去100MPa下的发色浓度的差ΔD2,按照下述评价基准进行了评价。
加压方法及测定装置与上述发色评价A相同。
另外,“A”及“B”是实际使用上能够允许的范围,“A”最优异。将结果示于表3中。
<评价基准>
“A”:ΔD2为0.4以上。
“B”:ΔD2为0.1以上且小于0.4。
“C”:ΔD2小于0.1。
[发色评价C]
对于实施例9~14及比较例2的各压力测定用片,测定了300MPa下的发色浓度。加压方法及测定装置与上述发色评价A相同。
基于所获得的测定结果,按照下述评价基准进行了评价。将结果示于表3 中。
<评价基准>
“A”:发色浓度为0.5以上。
“B”:发色浓度小于0.5。
Figure GDA0003164084590000381
表3中,T表示从压力测定用材料的厚度减去基材的厚度的层的厚度,T/p 2表示厚度T与微胶囊的内径p2的比率,T/d2表示厚度T与微胶囊的粒径d2(平均粒径)的比率,及Ra表示与基材相反的一侧的最表面(压敏层表面)的算术平均粗糙度,均是通过上述方法获得的值。
表3中,“-”表示不含有对应的成分,或未进行对应的项目的测定。
符号说明
10、20-压力测定用材料,12、22-基材,14、24-压敏层,24a-发色层,2 4b-显色层,15、25-电子接受性化合物,16、26-高分子基质,18、28-微胶囊,18a、28a-胶囊壁,18b、28b-微胶囊内含物(芯材)。
于2019年1月17日申请的日本专利申请2019-006244号的公开的内容通过参考而整体引入本说明书中。
本说明书所记载的全部文献、专利申请以及技术标准,与具体且分别地记载将各个文献、专利申请以及技术标准通过参考而引入的情况相同程度地,通过参考而引入本说明书中。

Claims (20)

1.一种压力测定用材料,其具有基材和压敏层,
所述压敏层含有:高分子基质,其含有分子量1000以上的高分子化合物;微胶囊,其内含供电子性染料前体及溶剂;及电子接受性化合物,
所述微胶囊和所述电子接受性化合物包含在所述高分子基质中,
与所述基材相反一侧的最表面的算术平均粗糙度Ra小于1.0μm。
2.根据权利要求1所述的压力测定用材料,其为片状。
3.根据权利要求1所述的压力测定用材料,其中,
所述电子接受性化合物含有水杨酸的金属盐。
4.根据权利要求1所述的压力测定用材料,其空隙量为5mL/m2以下。
5.根据权利要求1所述的压力测定用材料,其中,
所述微胶囊的含量相对于所述压敏层为10体积%~80体积%。
6.根据权利要求1所述的压力测定用材料,其中,
从在2000MPa下施加压力而发色后的浓度减去在1000MPa下施加压力而发色后的浓度的浓度差ΔD1为0.1以上。
7.一种压力测定用材料,其具有基材和压敏层,
所述压敏层含有:高分子基质,其含有分子量1000以上的高分子化合物;微胶囊,其内含供电子性染料前体及溶剂;及电子接受性化合物,
所述压敏层具有:显色层,其具有所述电子接受性化合物和所述高分子基质;及发色层,其具有所述微胶囊,
所述压力测定用材料依次具有所述基材、所述显色层及所述发色层,且所述发色层的厚度为所述显色层的厚度的一半以下,
与所述基材相反一侧的最表面的算术平均粗糙度Ra为4.0μm~10.0μm。
8.根据权利要求7所述的压力测定用材料,其为片状。
9.根据权利要求7所述的压力测定用材料,其中,
所述电子接受性化合物含有酸性粘土或活性粘土。
10.根据权利要求9所述的压力测定用材料,其中,
所述压敏层具有除了所述电子接受性化合物以外的无机粒子。
11.根据权利要求7所述的压力测定用材料,其空隙量为5mL/m2~20mL/m2
12.根据权利要求7所述的压力测定用材料,其中,
从在500MPa下施加压力而发色后的浓度减去在100MPa下施加压力而发色后的浓度的浓度差ΔD2为0.1以上。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的压力测定用材料,其中,
从压力测定用材料的厚度中减去所述基材的厚度之后的层的厚度T与所述微胶囊的内径p的比率T/p为1.2以上。
14.根据权利要求13所述的压力测定用材料,其中,
从所述压力测定用材料的厚度中减去所述基材的厚度之后的层的厚度T与所述微胶囊的内径p的比率T/p为1.2~5.0。
15.根据权利要求1至12中任一项所述的压力测定用材料,其中,
相对于所述压敏层的总质量,含有10质量%以上的所述分子量1000以上的高分子化合物。
16.根据权利要求1至12中任一项所述的压力测定用材料,其中,
所述基材为聚对苯二甲酸乙二醇酯基材或聚萘二甲酸乙二醇酯基材。
17.根据权利要求1至12中任一项所述的压力测定用材料,其中,
在所述基材与所述压敏层之间具有易粘接层。
18.根据权利要求1至12中任一项所述的压力测定用材料,其中,
所述微胶囊的壁材含有选自聚氨酯脲及聚氨酯中的至少一种。
19.一种压力测定用材料的制造方法,其为权利要求1至6及权利要求13至18中任一项所述的压力测定用材料的制造方法,其包括:
将压敏层形成组合物配置于基材上的工序,
所述压敏层形成组合物含有:高分子基质,其含有分子量1000以上的高分子化合物;微胶囊,其内含供电子性染料前体及溶剂;及电子接受性化合物。
20.一种压力测定用材料的制造方法,其为权利要求7至18中任一项所述的压力测定用材料的制造方法,其包括:
获得发色层形成组合物的工序,所述发色层形成组合物含有微胶囊和溶剂,所述微胶囊内含供电子性染料前体及溶剂;
获得显色层形成组合物的工序,所述显色层形成组合物含有电子接受性化合物和分子量1000以上的高分子化合物;
在基材上配置所述显色层形成组合物以形成显色层的工序;及
在所述显色层上配置所述发色层形成组合物以形成发色层的工序。
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