JP2017019243A - 感熱発色組成物ならびにそれを含む感熱記録体 - Google Patents

Abstract

【課題】感熱発色組成物に含まれる染料と顕色剤を特定の粒子径とすることにより、より高い透明性を有する感熱記録層を与える感熱発色組成物ならびにそれを含む感熱記録体を提供すること。【解決手段】本発明の感熱発色組成物は、染料と顕色剤とを含み、上記染料と上記顕色剤との混合物における、マイクロトラック・ベル社製マイクロトラックレーザー解析・散乱式粒度分析機ＭＴ３３００ＥＸ−IIで測定したメジアン径（Ｄ５０）が１．５μｍ未満であることを特徴とする。本発明の感熱記録体は、上記感熱発色組成物を含む感熱記録層を備えたことを特徴とする【選択図】図２

Description

本発明は、感熱発色組成物ならびにそれを含む感熱記録体に関し、更に詳しくは、より高い透明性を有する感熱記録層を与える感熱発色組成物ならびにそれを含む感熱記録体に関する。

感熱記録体は、サーマルヘッド等の加熱によって感熱発色組成物が化学反応により発色し、記録画像が得られるものであり、ファクシミリや自動券売機、科学計測機の記録用媒体としてだけではなく、小売店等のＰＯＳシステムの感熱記録ラベルなどとして広範な用途に使用されている（例えば特許文献１参照）。

特開２００２−３６２０２７号公報

基材上に、染料や顕色剤等を有する感熱発色組成物を含む感熱記録層を設けた感熱記録体においては、上記感熱記録層において、より高い透明性を有するものが求められている。
本発明は、このような実情に着目してなされたものであって、感熱発色組成物に含まれる染料と顕色剤を特定の粒子径とすることにより、より高い透明性を有する感熱記録層を与える感熱発色組成物ならびにそれを含む感熱記録体を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では次のように構成している。

本発明の感熱発色組成物は、染料と顕色剤とを含み、上記染料と上記顕色剤との混合物における、マイクロトラック・ベル社製マイクロトラックレーザー解析・散乱式粒度分析機ＭＴ３３００ＥＸ−IIで測定したメジアン径（Ｄ５０、５０％平均粒子径）が１．５μｍ未満である。

また、本発明の感熱記録体は、基材上に、上記感熱発色組成物を含む感熱記録層を備えている。
上記基材は、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリスチレンフィルム、及びポリカーボネートフィルムからなる群から選ばれた少なくとも１つのフィルムであることが好ましい。

本発明によれば、より高い透明性を有する感熱記録層を与える感熱発色組成物、ならびにそれを含む感熱記録体を提供できる。

図１は、本発明の一実施形態の感熱記録体の概略断面図である。 図２は、感熱記録体における、染料と顕色剤との混合物の粒子径と、ヘーズとの関係を示すグラフである。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

この実施形態の感熱記録体１は、シート状の基材２上に、加熱によって発色する感熱発色組成物を含む感熱記録層３、及び保護層４が積層された構造となっている。本発明の感熱記録体において、保護層４は、必須ではなく任意の層である。保護層４上には、さらに、オーバーコート層が形成されていてもよい。

基材２としては、透明の合成樹脂フィルム、例えば、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルムなどを用いることができる。基材は、二枚以上を積層して、複合基材として使用してもよい。これらのフィルムを使用することにより、より高い透明性を有する感熱記録体を製造できる。

かかるフィルムの厚さは特に限定されないが、例えば、１０μｍ〜１００μｍ程度が塗工性及び透明性に優れ、より好ましい。また、透明性が不要であれば、紙やパルプなどを基材に用いても良い。

感熱記録層３を形成する材料としては、染料と顕色剤とを含む感熱発色組成物を含む。染料は、加熱により発色する発色剤が好ましい。感熱発色組成物は、他に、充填剤、結着剤、及び滑剤などを含んでいてもよい。

上記染料としては、具体的には、発色剤であるロイコ染料として、例えば、２−アニリン−３メチル−６−（Ｎ−メチル−Ｐ−トルイジノ）フルオランなどを挙げることができる。上記染料の含有量は、感熱発色組成物中、１０〜２０質量％が好ましく、１５〜１８質量％がより好ましい。

上記顕色剤としては、例えば、３，３’−ジアリル−４，４’−ジヒドロキシジフェニルスルホンなどを挙げることができる。上記顕色剤の含有量は、感熱発色組成物中、２０〜４５質量％が好ましく、３０〜４０質量％がより好ましい。

本発明の感熱発色組成物では、上記染料と上記顕色剤との混合物における、マイクロトラック・ベル社製マイクロトラックレーザー解析・散乱式粒度分析機ＭＴ３３００ＥＸ−IIで測定したメジアン径（Ｄ５０）は、１．５μｍ未満であり、好ましくは０．２μｍ以上１．５μｍ未満である。

上記染料と上記顕色剤との混合物における上記メジアン径（Ｄ５０）が１．５μｍ未満であると、感熱発色組成物を含む感熱記録層の透明性をより向上させることができる。

また、上記染料と上記顕色剤との混合物を製造する場合に、分散機を用いてビーズと材料をすりあわすことにより媒質を微粒子化しているため、材料を細かくするためには、ビーズも小径のものを用いる必要があるところ、ビーズを小径としすぎると、材料を微粒子化した後のビーズと材料との分離が困難となりやすく、材料にビーズが混入することがある。従って、上記染料と上記顕色剤との混合物を精製度のより高い状態で得るため、上記染料と上記顕色剤との混合物における上記メジアン径（Ｄ５０）は、０．２μｍ以上とすることが望ましい。

なお、本明細書において、粒子径とは、マイクロトラックレーザー解析・散乱式粒度分析機ＭＴ３３００ＥＸ−IIで測定したメジアン径（Ｄ５０）をいう。

上記染料と上記顕色剤との混合物の含有量は、感熱発色組成物中、３０〜６５質量％が好ましく、４５〜６０質量％がより好ましい。また、上記染料と上記顕色剤との配合比は、質量比で、染料：顕色剤＝３５〜６０：１００が好ましく、染料：顕色剤＝４０〜５５：１００がより好ましい。

本発明の感熱発色組成物では、上記染料ならびに上記顕色剤の粒子径は、上記染料と上記顕色剤との混合物における粒子径が上記範囲内にあれば、それぞれ、何れの粒子径のものも使用できる。

感熱記録層３の透明性をより向上させるために、他の各材料においても、粒子径の細かいものを使用するのが好ましい。粒子径の細かい材料とすることによって、粒子の乱反射を抑制することができる。

上記の充填剤としては、例えば、カオリン、炭酸カルシウムなどを挙げることができ、それらの粒子径は、１．０μｍ以下であるのが好ましい。

上記の結着剤としては、例えば、スチレン−ブタジエン共重合体などを挙げることができる。

上記の滑剤としては、ポリエチレン、ステアリン酸亜鉛、パラフィンなどを挙げることができ、それらの粒子径は、０．５μｍ以下であるのが好ましい。

透明性を向上させるためには、パラフィンを含有させるのが特に有効であり、このパラフィンは、感熱記録層３の発色温度未満、好ましくは８０℃未満、より好ましくは、５０℃未満の低融点のパラフィンであるのが好ましい。

この低融点のパラフィンの粒子径は、上記のように０．５μｍ以下であるのが好ましい。このパラフィンの含有量は、乾燥重量で、例えば、０．１〜１．０ｇ／ｍ^２であるのが好ましい。

このように低融点のパラフィンを含有させることによって、感熱記録層形成用の塗液を、基材２上に塗布し、乾燥する際に、パラフィンが溶融し、感熱記録層３を構成する粒子の表面の凹凸等の隙間に入り込んで、隙間を埋めることになり、これによって、粒子表面の乱反射を抑制して透明性をより向上させることができる。

保護層４は、水や油に対するバリアー性を有する。保護層４は、主に、樹脂によって形成されている。この保護層４の樹脂としては、例えば、アクリル樹脂のエマルション、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）樹脂等の水溶性樹脂、ＳＢＲ樹脂などが挙げられる。

透明性を向上させるためには、上記樹脂は、水溶性部分を有する樹脂、例えば、親水性構造単位としてヒドロキシ基を有する樹脂であるポリビニルアルコール（ＰＶＡ）樹脂、あるいは、疎水性のコア粒子を、水溶性のシェルポリマーでコーティングしたコア−シェル構造の樹脂、例えば、コア−シェル型アクリル樹脂などが好ましい。

水溶性のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）やコア−シェル型のアクリル樹脂は、成膜性が良好であり、感熱記録層３上に、保護層形成用の塗液を塗布して乾燥する際に、水溶性部分を有する樹脂が、感熱記録層３へ染み込んで平滑な保護層４が形成されるので、感熱記録層３での乱反射が抑制されて透明性がより向上する。

コア−シェル型の樹脂は、従来公知であり、例えば、コア−シェル型アクリル樹脂として、バリアスター（三井化学社製）の名称で市販されているものなどを挙げることができる。

保護層４上に設けられていてもよいオーバーコート層は、サーマルヘッドに対する感熱記録体１のマッチング性を向上させて、感熱記録層３の発色が順調に行われるようにするものである。このオーバーコート層としては、結着剤中に充填剤、滑剤、架橋剤などを添加したものが用いられる。

結着剤である樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、などが挙げられる。

滑剤としては、例えば、ポリエチレン、ステアリン酸亜鉛などが挙げられる。

架橋剤としては、例えば、炭酸ジルコニウムなどが挙げられる。

充填剤としては、コロイダルシリカ、炭酸カルシウム、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）などが挙げられる。

これら充填剤の粒子径は、１．０μｍ以下であるのが好ましい。

透明性をより向上させるためには、充填剤として、粒子径の小さいコロイダルシリカが好ましい。

以上のような材料によって形成される感熱記録層３、及び保護層４の厚み、すなわち、基材２を除いたシート状の感熱記録体１の厚みは、特に限定されないが、１．０μｍ以上の厚みにおいて、当該感熱記録体１の不透明度が、１０％以下であることが好ましい。この不透明度は、紙の不透明度の測定規格であるＪＩＳＰ８１３８に基づくものである。

次に、実施例に基づいて、本発明について、更に詳細に説明する。なお、以下において、部は質量部を意味する。

基材としては、いずれも、厚さ４０μｍのＯＰＰ（２軸延伸ポリプロピレン）フィルムを使用した。

このＯＰＰフィルムのＪＩＳＰ８１３８に基づく不透明度は、２．０％であった。

不透明度は、東京電色製の反射率計「ＴＣ−６ＤＳ／Ａ型」を使用して測定した。

［感熱記録層についての検討］
このＯＰＰフィルム上に、加熱により発色する染料、顕色剤、充填剤、結着剤、及び滑剤を含む粉体を添加した配合Ｓ１〜Ｓ１８の感熱記録層形成用の感熱発色組成物の塗液を調製し、塗布量が、乾燥重量で４．０ｇ／ｍ^２となるように塗布・乾燥を行って感熱記録層を得た。

染料としては、２−アニリン−３メチル−６−（Ｎ−メチル−Ｐ−トルイジノ）フルオランを使用し、顕色剤としては、３，３’−ジアリル−４，４’−ジヒドロキシジフェニルスルホンを使用した。充填剤は、カオリンを使用した。また、結着剤（バインダ）は、ガラス転移温度Ｔｇが「−３℃」のＳＢＲを使用した。滑剤は、融点が１００℃のポリエチレン（ＰＥ）を使用した。

Ｓ１〜Ｓ１８の各配合では、染料１２部、顕色剤２５部、充填剤１０部、結着剤２０部、及び、滑剤３部の、いずれも共通の配合比とした。

Ｓ１〜Ｓ１８の各配合において、染料は表１に示す粒子径のＡ−１〜Ａ−７、顕色剤は表２に示す粒子径のＢ−１〜Ｂ−１１を使用し、染料と顕色剤との混合物の粒子径が表３に示すものとなるように調製した。Ａ−３とＡ−４、Ａ−５とＡ−６、Ｂ−１０とＢ−１１は、粒度分布が異なるものである。

充填剤、結着剤、及び滑剤の粒子径は、それぞれ、０．４μｍ、０．２μｍ、０．６μｍのものを使用した。

粒子径は、マイクロトラック・ベル社製マイクロトラックレーザー解析・散乱式粒度分析機ＭＴ３３００ＥＸ−IIでメジアン径（Ｄ５０）を測定した。

［保護層の形成］
コア−シェル型アクリル樹脂で構成された保護層形成用の塗料を、上記感熱記録層上に、塗布量が、乾燥重量で２．０ｇ／ｍ^２となるようにそれぞれ塗布した後、乾燥を行って、基材上に感熱記録層と保護層とを形成した感熱記録体をそれぞれ得た。

（ヘーズ）
感熱記録体のヘーズ（ＨＡＺＥ）を、ＪＩＳＫ７３６１−１，Ｋ７１３６，Ｋ７１０５およびＡＳＴＭ Ｄ１００３，ＩＳＯ１３４６８，ＩＳ１４７８２に準拠し、日本電色工業製Ｈａｚｅ ｍａｔｅｒＮＤＨ ７０００を使用して測定した。測定結果を表３に示す。また、染料と顕色剤との混合物の粒子径と、感熱記録体のヘーズとの関係を図２に示す。

表３及び図２に示すように、染料と顕色剤との混合物の粒子径を１．５μｍ未満とした感熱記録体では、ヘーズを低くできた。染料、顕色剤のそれぞれの粒子径に関わらず、混合物の粒子径を１．５μｍ未満とすると、感熱記録体のヘーズ値が急激に下がり、透明性に優れた感熱記録体が得られた。

１ 感熱記録体
２ 基材
３ 感熱記録層
４ 保護層

Claims (3)

1. 染料と顕色剤とを含み、
   前記染料と前記顕色剤との混合物における、マイクロトラック・ベル社製マイクロトラックレーザー解析・散乱式粒度分析機ＭＴ３３００ＥＸ−IIで測定したメジアン径（Ｄ５０）が１．５μｍ未満である
   ことを特徴とする感熱発色組成物。
2. 基材上に、請求項１に記載の感熱発色組成物を含む感熱記録層を備えた
   ことを特徴とする感熱記録体。
3. 前記基材は、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリスチレンフィルム、及びポリカーボネートフィルムからなる群から選ばれた少なくとも１つのフィルムである
   請求項２に記載の感熱記録体。