JP2689017B2 - 感熱記録材料 - Google Patents

感熱記録材料

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  • Heat Sensitive Colour Forming Recording (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は感熱記録材料に関する。さらに詳しく述べる
ならば、本発明は、走行特性の優れた感熱記録材料に関
する。
〔従来の技術〕
感熱記録方式は単に加熱するだけで発色画像が得ら
れ、また感熱記録装置は比較的簡単にコンパクトなもの
にすることができるなどの利点が高く評価され、電卓、
医療計測機器、ファクシミリ、自動券売機、CD/ATMなど
の各種情報記録方式として広範囲に利用されている。
このような感熱記録方式に使用する感熱記録材料は、
紙、合成紙、フィルムなどを支持体として用い、熱時発
色する感熱発色層をその支持体上に形成したものであ
る。
感熱発色層は、通常無色または淡色のロイコ染料など
の発色性物質と該発色性物質を熱時発色せしめる顕色性
物質、例えばホウ酸、シュウ酸、酒石酸などの酸性物質
またはナフトール、2,2−ビス(p−ヒドロキシフェニ
ル)プロパン、カテコール、レゾルシンなどのフェノー
ル性物質などを接着剤、さらには必要に応じて炭酸カル
シウム、クレーなどの顔料、ワックス類、消泡剤などの
添加剤と共に適当な溶媒を用いて塗液としたものを塗
布、乾燥して形成する。
最近では用途の多様化が進むとともに装置の小型化、
高性能化が進み、いろいろな走行系を有するファクシミ
リ、プリンター装置が市販されている。またそれぞれの
機種によりサーマルヘッドから感熱記録材料に印加する
印加エネルギーが異なっている。
感熱記録材料は、サーマルヘッドにより加熱されると
塗工層が熱収縮を起こすため、記録面側を内側にしたい
わゆるヒートカールを発生するという欠点がある。走行
系、印加エネルギーの異なる装置が各種市販されている
現状で、各種装置において、ヒートカールによるスタッ
ク不良、通紙不良の発生しない感熱記録材料が望まれて
いた。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明はこうした現状において、走行性に優れた感熱
記録材料を提供しようとするものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは、前記課題を解決するために、研究を続
けるなかで、ヒートカールの強さが、感熱記録材料の超
音波伝播速度のマシンの縦方向と横方向の比(MD/CD
比)と相関が強く、また、両端ではなく片側だけが大き
く持ち上がるようなヒートカールは超音波伝播速度の対
角線での比率が影響していることを突きとめ、本発明を
完成するに到った。
本発明は、セルロース系紙支持体上に少なくとも1種
の塩基性染料と、該塩基性染料と接触して呈色し得る顕
色剤とを含有する感熱発色層を設けた感熱記録材料にお
いて、該感熱記録材料の超音波伝播速度のマシンの縦方
向と横方向の比(MD/CD比)が1.45以下であり、かつA4
判サイズの2つの対角線での比率が0.95以上1.05以下で
あることを特徴とする感熱記録材料である。
通常の長網抄紙機で抄造された原紙は、その流れ方向
であるマシンの縦方向(MD、Machine Direction)に沿
う形でパルプ繊維が配向している。このためマシン横方
向(CD、Cross Direction)に較べ、超音波伝播速度はM
D方向の方が大きくなる。MD方向への繊維の配向が強け
れば強い程、サーマルヘッドで加熱された時にヒートカ
ールによる両端部の持ち上がりが大きくなり、結果とし
て走行不良をおこしてしまう。
超音波伝播速度のMD/CD比はこのパルプ繊維の配向の
程度をあらわしており、理想的には配向がない状態、す
なわち1とするのが望ましいが、抄造のメカニズムか
ら、極めて困難であり、一定の値より大きくならないよ
うに工夫するしか方法がない。
また超音波伝播速度は、MD方向をA4判の長い方にと
り、2つの対角線で測定するとその値が異なっている。
これはパルプ繊維が完全にはMD方向に配列しておらずや
や偏った角度に配向しているためである。
印字装置で感熱記録材料の連続走行試験を行なう際、
ヒートカールによる端部の上がり方を観察していると片
側が別の端部より大きく持ち上がっている現象が発生す
ることがわかるが、これは繊維配向の軸がMD方向よりや
やずれていることに起因している。従ってこの繊維配向
のずれを少なくすることもヒートカールによる走行不良
を防止するのに重要である。
走行性不良が発生するかどうかの試験は各種ファクシ
ミリ装置で、CCITT No.8チャートを用い連続コピー記
録を行なうことにより、判定したが、No.8チャートは下
半分がほぼ全面、黒部となっており、もっともヒートカ
ールが発生しやすい。
スタック状態を観察していると端部が持ちあがってス
タックされるために次に印字物の先端部が前の印字物で
おしとどめられる形になり、走行ができなくなってしま
うという現象が発生することがわかる。このことからも
両端部が持ち上がっている状態だけが問題ではなく片側
だけでも持ち上がりが大きいとスタック不良を発生する
ことがわかる。
超音波伝播速度は、感熱記録材料を温度20℃、相対湿
度65%の雰囲気中で24時間、調湿した後、超音波伝播速
度計(SST 250、野村商事製)を用いて、感熱記録材料
のマシンの縦方向と横方向及びマシンの縦方向を長い方
としてA4判サイズの2つの対角線方向の値を測定した。
この値からマシンの縦方向と横方向の比(MD/CD比)とA
4判サイズの2つの対角線での比率を計算で求めた。
前記の超音波伝播速度の比は使用するパルプを主体と
する原材料、抄造条件に大きく影響される。また抄紙機
によっても異なっているため、各々の抄紙機にあった操
業条件を経験的に積み重ね、条件決定を行なう必要があ
る。
より具体的には繊維長の長いN材よりL材の方が望ま
しく、全パルプ中のN材比率は50%以下とした方が制御
しやすい。また故紙を配合することはもちろん可能であ
るが、故紙はN材を中心としたグラウンドパルプ(GP)
の比率が比率的大きいためやはり50%以下にしておくこ
とが望ましい。
叩解度、填料配合比率、サイズ剤配向比率などの影響
は比較的小さい。材料選択においては、強度、表面平滑
性など他の品質も含め、総合的に判断することが必要で
ある。
抄造条件では、原料の流出速度とワイヤー速度の比
(いわゆるJ/W比)、ワイヤーシェーキ、各パートでの
ドロー調整等の影響があり、特にJ/W比を1.00に近付
け、ウェットパートでのドローを少し大きめにした方が
良いようである。
乾燥ゾーンではドローは小さめの方がMD/CD比は小さ
くできる。しかしながらこうした条件は絶対的なもので
はなく、前述したように操業条件は経験的に設定せざる
を得ない。
本発明において感熱記録材料の構成は、本発明の目的
を損なわないものであれば従来のいかなるものでもよ
い。
例えば、感熱発色層に含有させる塩基性染料として
は、3,3−ビス(p−ジメチルアミノフェニル)−6−
ジメチルアミノフタリドなどのトリアリルメタン系染
料、3−ジエチルアミノ−6−メチル−7−フェニルア
ミノフルオラン、3−ジブチルアミノ−6−メチル−7
−フェニルアミノフルオラン、3−(N−シクロヘキシ
ル−N−メチルアミノ)−6−メチル−7−フェニルア
ミノフルオラン、3−ジブチルアミノ−7−(o−クロ
ロフェニルアミノ)フルオラン、3−(N−エチル−N
−イソアミル)アミノ−6−メチル−7−フェニルアミ
ノフルオラン、などが挙げられる。
顕色剤は温度の上昇によって液化、ないし溶解する性
質を有し、かつ上記塩基性染料と接触して呈色させる性
質を有するものであればよい。
代表的な具体例としては4−tert−ブチルフェノー
ル、4−アセチルフェノール、4−tert−オクチルフェ
ノール、4,4′−sec−ブチリデンジフェノール、4−フ
ェニルフェノール、4,4′−ジヒドロキシ−ジフェニル
メタン、4,4′−イソプロピリデンジフェノール、ハイ
ドロキノン、4,4′−シクロヘキシリデンジフェノー
ル、4,4′−ジヒドロキシジフェニルサルファイド、4,
4′−チオビス(6−tert−ブチル−3−メチルフェノ
ール)、4,4′−ジヒドロキシジフェニルスルフォン、
4−ヒドロキシ−4′−イソプロポキシジフェニルスル
ホン、ビス−(3−アリル−4−ヒドロキシフェニル)
スルホン、4−ヒドロキシベンゾフェノン、4−ヒドロ
キシフタル酸ジメチル、4−ヒドロキシ安息香酸メチ
ル、4−ヒドロキシ安息香酸エチル、4−ヒドロキシ安
息香酸プロピル、4−ヒドロキシ安息香酸−sec−ブチ
ル、4−ヒドロキシ安息香酸フェニル、4−ヒドロキシ
安息香酸ベンジル、4−ヒドロキシ安息香酸トリル、4
−ヒドロキシ安息香酸クロロフェニル、4,4′−ジヒド
ロキシジフェニルエーテルなどのフェノール性化合物、
安息香酸、p−tert−ブチル安息香酸、トリクロル安息
香酸、テレフタル酸、サリチル酸、3−イソプロピルサ
リチル酸、3−tert−ブチルサリチル酸、3−ベンジル
サリチル酸、3−(α−メチルベンジル)サリチル酸、
3,5−ジ−tert−ブチルサリチル酸などの芳香族カルボ
ン酸、およびこれらフェノール性化合物、芳香族カルボ
ン酸と例えば亜鉛、マグネシウム、アルミニウム、カル
シウムなどの多価金属との塩などの有機酸性物質が挙げ
られる。
感熱発色層形成塗液を調製するにあたっては、水を分
散媒体として使用し、ボールミル、アトライター、サン
ドグラインダーなどの粉砕機により染料、呈色剤を分散
し塗液とする。かかる塗液中には、結合剤としてデンプ
ン類、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロー
ス、カルボキシメチルセルロース、ゼラチン、カゼイ
ン、アラビアゴム、ポリビニルアルコール、スチレン・
無水マレイン酸共重合体塩、スチレン・ブタジエン共重
合体エマルジョンなどを全固形分の2乃至40重量%、好
ましくは5〜25重量%使用する。塗液中には必要に応じ
て各種の助剤を添加することは差支えない。例えば、ジ
オクチルスルホコハク酸ナトリウム、ドデシルベンゼン
スルホン酸ナトリウム、ラウリルアルコール硫酸エステ
ル・ナトリウム塩、脂肪酸金属塩などの分散剤、その他
消泡剤、蛍光染料、着色染料などはいずれも添加でき
る。
感熱発色層をさらに白くしたりするために顔料を併用
してもよい。例えばクレー、タルク、重質炭酸カルシウ
ム、軽質炭酸カルシウム、シリカ、ケイ酸カルシウム、
ケイ酸アルミニウム、ケイソウ土、酸化アルミニウム、
二酸化チタン、酸化亜鉛などの無機顔料、尿素・ホルマ
リン、フェノール、エポキシ、メラミン、グアナミン・
ホルマリン樹脂よりなる有機顔料などを用いることがで
きる。
発色後の退色を防止するために保存性向上剤を添加す
ることも何ら差支えない。このような保存性向上剤とし
てフェノール系の化合物が有効であり、例えば1,1,3−
トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチル
フェニル)ブタン、1,1,3−トリス(2−メチル−4−
ヒドロキシ−5−シクロヘキシルフェニル)ブタン、1,
1−ビス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチ
ルフェニル)ブタン、4,4′−(1−フェニルエチリデ
ン)ビスフェノール、4,4′−〔1,4−フェニレンビス
(1−メチルエチリデン)〕ビスフェノール、4,4′−
〔1,3−フェニレンビス(1−メチルエチリデン)〕ビ
スフェノールなどを挙げることができる。
ワックス類としては、ステアリン酸などの高級脂肪
酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ベヘ
ニン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウムなどの高級脂肪
酸金属塩、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エ
ルカ酸アミド、ベヘニン酸アミドなどの高級脂肪酸アミ
ド、メチロール化脂肪酸アミド、ポリエチレンワック
ス、パラフィンワックス、カルナバロウ、マイクロクリ
スタリンワックスなどを挙げることができる。
感熱記録材料の感度を向上するための増感剤としては
例えばパラベンジルビスフェニル、ジベンジルテレフタ
レート、1−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸フェニル、シ
ュウ酸ジベンジル、アジピン酸ジ−o−クロルベンジ
ル、1,2−ジ(3−メチルフェノキシ)エタン、シュウ
酸ジ−p−クロルベンジル、シュウ酸ジ−p−メチルベ
ンジル、1,2−ビス(3,4−ジメチルフェニル)エタンな
どが使用できる。
本発明の感熱記録材料において、感熱発色層の形成方
法は特に限定されない。例えば塗液を塗布する方法とし
てはエアーナイフコーター、ブレードコーター、バーコ
ーター、ロッドブレードコーターなど適当な塗布装置を
用いることができる。
感熱発色層は、一般に乾燥重量で2〜12g/m2の範囲と
なるように形成する。
本発明において用いる支持体としては、例えば酸性紙
でも中性紙でもどちらでもかまわないし、片つや紙を用
いることもできる。感度を向上したり粕を防止するため
にアンダーコート層を設けた支持体を利用することもで
きる。保護層を設けることにより耐油性や印刷性を向上
させることもできる。バック層を利用して湿度カールを
抑制したり、導電性を付与することも走行性に効果があ
る。
〔実施例〕
次に本発明を実施例によってさらに具体的説明する。
感熱発色層の形成 塩基性染料分散液Aの調製 3−ジ−n−ブチルアミノ−6−メチル−7−フェニ
ルアミノフルオラン 40重量部 ポリビニルアルコール10%液 20重量部 水 40重量部 顕色剤分散液Bの調製 4,4′−イソプロピリデンジフェノール 40重量部 ポリビニルアルコール10%液 20重量部 水 40重量部 増感剤分散液Cの調製 シュウ酸ジ−P−メチルベンジル 40重量部 ポリビニルアルコール10%液 20重量部 水 40重量部 上記A〜C液の調製用組成物をサンドクラインダーで
平均粒径0.5μmまで別個に粉砕した。
顔料分散液Dの調製 軽質炭酸カルシウム(ブリリアント15,白石工業社
製) 40重量部 ヘキサメタリン酸ソーダ0.7%溶液 60重量部 この組成物をカウレス分散機で分散した。
さらに分散物E,F液として、20%ステアリン酸亜鉛分
散物、20%ステアリン酸アミド分散物を用意した。
また、結着剤として10%ポリビニルアルコール水溶液
を用いた。
これらの分散物および結着剤を用いて乾燥後の重量比
率がA:B:C:D:E:F:ポリビニルアルコール=10:20:20:20:
7:3:20となるように配合し、塗液を作成した。
支持体の作成 パルプ原料として広葉樹晒パルプ(LBKP)と針葉樹晒
パルプ(NBKP)を用い各々、カナダ標準フリーネス(C.
S.F.)が400ccと350ccになるように叩解した。さらに全
パルプ量に対し、サイズ剤としてロジンサイズ剤(SP
E、荒川化学社製)1%、硫酸バンド2%、カチオン化
澱粉(ケートF、王子コーンスターチ社製)0.5%、タ
クル5%を加え抄紙用スラリーとした。
このスラリーを用い、長網抄紙機で抄造し、サイズプ
レス及びマシンカレンダーを通して米坪50g/m2、密度0.
7g/cm3の紙を得た。
この紙を支持体として用い、フェルト面側に乾燥後塗
布量が7g/m2となるように感熱層塗液を塗布乾燥し、ス
ーパーカレンダー掛けでベック平滑度700秒となるよう
に仕上げた。
LBKP/NBKP配合比率、抄紙速度、J/W比、ウェットドロ
ー、シェーキ回転数などの抄造条件を変化させた以外は
上記条件は一定とし、表1に示す性質を有する感熱記録
材料を得た。
感熱記録材料の超音波伝播速度は、20℃、65%RHの条
件下に24時間サンプルを調湿後、超音波伝播速度計(SS
T 250、野村商事製)でマシンの縦、横方向、A4判サイ
ズの2つの対角線方向で測定した。その後MD/CD比、2
つの対角線での比率を計算により求めた。
感熱記録材料の連続走行試験は、20℃、65%RHの環境
条件下で日立製作所HF−27,HF−47,NTT社製D−4200,松
下電送社製UF−60の4機種を用い、CCITTNo.8チャート
の連続コピー記録を100m巻1巻行ない良否を判定した。
○はスタック不良の発生がなかったことを×はスタック
不良が発生したことを示す。
〔発明の効果〕 本発明により走行性の良好な感熱記録材料を提供する
ことができた。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】セルロース系紙支持体上に少なくとも1種
    の塩基性染料と、該塩基性染料と接触して呈色し得る顕
    色剤とを含有する感熱発色層を設けた感熱記録材料にお
    いて、該感熱記録材料の超音波伝播速度のマシンの縦方
    向と横方向の比(MD/CD比)が1.45以下であり、かつA4
    判サイズの2つの対角線での比率が0.95以上1.05以下で
    あることを特徴とする感熱記録材料。
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JP2743435B2 (ja) * 1989-02-20 1998-04-22 富士ゼロックス株式会社 転写用紙

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