JP3608522B2

JP3608522B2 - 感熱記録シート

Info

Publication number: JP3608522B2
Application number: JP2001094613A
Authority: JP
Inventors: 純平夏井; 直美澄川; 義英木村
Original assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd
Priority date: 2001-03-29
Filing date: 2001-03-29
Publication date: 2005-01-12
Anticipated expiration: 2021-03-29
Also published as: JP2002293023A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は軽量で発色感度に優れる感熱記録シートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に無色又は淡色の染料前駆体と染料前駆体と熱時反応して発色させる顕色剤とを主成分とする感熱発色層を有する感熱記録シートは、特公昭４５―１４０３９号公報にて開示され、広く実用化されている。この感熱記録シートに記録を行うには、サーマルヘッドを内蔵したサーマルプリンター等が用いられ、情報産業の発展に伴い、ファクシミリやコンピューター分野、各種計測器、ラベル用等に広く使用されている。そして、これらの記録装置の多様化、高性能化が進められるに伴い、感熱記録シートに対する要求品質もより高度なものになっており、発色感度については微小な熱エネルギーでも高濃度で鮮明な発色画像が得られることが要求されている。
【０００３】
これらの要求を満たすためには、熱を効率の良く利用することが重要課題の一つであり、特開昭５４−１８４８７５号公報には、支持体中にカチオン性柔軟化剤を含有することにより、熱ヘッドと支持体との熱伝導率を高めることが記載されている。また、特開平１０−２１９５８８号公報には、支持体として特定範囲の結合強化ファクターを有する微細繊維と、特定範囲の湿潤カールファクターを有するカールドファイバーとを含有する低密度シートを用いることが記載されている。しかし、これらの低密度化された紙を感熱記録シートの支持体に用いた場合、必ずしも十分な発色性が得られないことがある。
【０００４】
一方、低密度化された紙は、環境保護気運の高まりとも相俟って近年注目されており、森林資源から製造される製紙用パルプの省資源化を図ったり、流通時の取り扱い性向上の面から、紙の軽量化が強く求められている。ここで、紙の軽量化とは、紙の厚さや強度は維持した上で密度を小さくする、すなわち低密度（嵩高）な紙にすることである。
【０００５】
紙の低密度化（嵩高化）の方法としては、紙の主原料である製紙用パルプや、パルプに次いで多く含有される填料の検討が挙げられる。製紙用パルプとしては、一般に木材パルプが用いられており、化学薬品により繊維中の補強材料であるリグニンを抽出した化学パルプよりも、薬品は使用せずリファイナーやグラインダーで木材をすり潰すことにより製造される機械パルプの方が繊維は剛直で、低密度化には有利である。また、通常、製紙用パルプは叩解処理によって繊維を柔軟にしフィブリル化するが、叩解処理は嵩高化とは相反する処理であり、できるだけ行わないことが嵩高化のためには望ましい。
【０００６】
機械パルプの中でも、グランドパルプ（ＧＰ）は低密度化への寄与が大きい。しかし、上質紙の場合、ＧＰやサーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）の使用は規格上問題が多く、また経時による退色など紙質や品質上でも欠点がみられるため、化学パルプが好ましく用いられる。また、紙の密度はパルプ化樹種により大きく影響を受け、木材繊維自体が粗大な方が低密度化は可能である。例えば、広葉樹で比較的低密度化が可能な樹種としてはガムウッド、メープル、バーチ等が挙げられる。しかし、環境保護気運の高まりの中では、特にこれらの樹種のみを特定して集荷することは難しい。
【０００７】
填料としては、中空の合成有機物のカプセルを含有することが特開平５−３３９８９８号公報に記載されている。また、抄造時のドライヤー部での熱によって膨張することにより、嵩高化する合成有機発泡性填料も知られている。しかし、これらの填料を用いる方法は乾燥条件の設定が難しく、また表面強度が弱い、印刷光沢も低いなどの問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、支持体を構成するパルプや填料の種類にかかわらず軽量化され、かつ発色感度に優れた感熱記録シートを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の課題は、支持体上に感熱発色層を設けた感熱記録シートにおいて、該支持体が低密度化薬品を含有し、かつ、支持体と感熱発色層との間に下塗層を設けることにより達成された。
【００１０】
本発明は、低密度化された支持体（以下、低密度化原紙または単に原紙ということがある）の場合、感熱発色層塗料を塗布するとその空隙のためか原紙中に塗料がしみ込みやすく、また、平滑性付与を目的としてカレンダー処理を行うと嵩高性が失われやすいことなどに着眼し、上記の構成とすることにより、軽量さを維持しつつ発色感度の高い感熱記録シートが得られることを見出しなされたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の感熱記録シートで用いられる支持体は、原料パルプとして、化学パルプ（針葉樹の晒または未晒クラフトパルプ、広葉樹の晒または未晒クラフトパルプ等）、機械パルプ（グランドパルプ、サーモメカニカルパルプ、ケミサーモメカニカルパルプ等）、脱墨パルプ等を単独または任意の割合で混合して使用することが可能であり、必要に応じて硫酸バンド、サイズ剤、紙力増強剤、歩留まり向上剤、着色剤、消泡剤等の各種製紙用薬品を添加し、従来公知の製法に従って製造される。
【００１２】
本発明で用いられる低密度化薬品は、原紙を抄紙する際にパルプスラリーに配合される。必要以上多量に配合してもコストアップになるばかりか、原紙の物性バランスを著しく損なう可能性が高く、また、あまりに少量で有れば、所望の効果を得ることができない。配合量は低密度化薬品の性質、パルプおよび同時配合される諸薬品の性質、配合する目的に応じて実験により適宜決定することができるが、概ね絶乾パルプ当たり重量比で０．２〜３．０％、好ましくは０．４〜１．５％である。
【００１３】
本発明で使用する低密度化薬品は、以下の試験により選定することができる。目的の用紙を構成するパルプ組成物に、試験しようとする有機化合物を前記パルプ組成物の絶乾パルプ１００重量部に対し０．３重量部配合したパルプスラリーを用いて、実験用配向性試験器（熊谷理機社製）で、回転速度９００ｒｐｍにて抄紙し、ＪＩＳ８２０９の方法に従ってプレスし、送風乾燥機により５０℃、１時間乾燥処理して試験用紙を得る。この様にして得られた試験用紙の密度が、有機化合物を配合していない用紙の密度より低下した場合、その有機化合物は本発明の低密度化薬品として使用可能であるが、密度の低下量が５〜１５％程度となる有機化合物を低密度化薬品として好ましく使用する。
【００１４】
本発明の低密度化薬品として、具体的には、油脂系非イオン性界面活性剤、糖アルコール系非イオン界面活性剤、糖系非イオン界面活性剤、多価アルコール型非イオン界面活性剤など界面活性剤として市販あるいは分類されているもの、高級アルコール、高級アルコールあるいは高級脂肪酸のエチレンオキサイドまたはプロピオンオキサイド付加物などを例示することができる。より好ましくは多価アルコール型非イオン界面活性剤である。また、低密度薬品は、嵩高填料である無定型シリケート等と組み合わせて使用することができる。
【００１５】
本発明の感熱記録シートは、上記の低密度化薬品を含有する原紙上に感熱発色層を設けることによって得られる。感熱発色層の形成は従来公知の製造法に従えばよく、通常有機顕色剤、塩基性無色染料、バインダー、顔料およびその他必要な添加剤を含有する感熱発色層塗液を調整し、これを支持体上に塗布乾燥することにより形成される。
【００１６】
本発明で用いられる有機顕色剤としては、特に制限されるものではないが、例えば、特開平３−２０７６８８号、特開平５−２４３６６号公報等に記載のビスフェノールＡ類、４−ヒドロキシ安息香酸エステル類、４−ヒドロキシフタル酸ジエステル類、フタル酸モノエステル類、ビス−（ヒドロキシフェニル）スルフィド類、４−ヒドロキシフェニルアリールスルホン類、４−ヒドロキシフェニルアリールスルホナート類、１，３−ジ［２−（ヒドロキシフェニル）−２−プロピル］−ベンゼン類、４−ヒドロキシベンゾイルオキシ安息香酸エステル、ビスフェノールスルホン類、特開平８−５９６０３号記載のアミノベンゼンスルホンアミド誘導体が例示される。
【００１７】
本発明に用いられる塩基性染料としては、特に制限されるものではなく、トリフェニルメタン系、フルオラン系、アザフタリド系、フルオレン系等従来公知のものが使用可能である。これらの塩基性染料は単独又は２種以上混合することもできる。
【００１８】
感熱発色層中のバインダーとしては、重合度が２００〜１９００の完全ケン化ポリビニルアルコール、部分ケン化ポリビニルアルコール、カルボキシ変性ポリビニルアルコール、アマイド変性ポリビニルアルコール、スルホン酸変性ポリビニルアルコール、ブチラール変性ポリビニルアルコールなどの変性ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、アセチルセルロースなどのセルロース誘導体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸エステル、ポリビニルブチラール、ポリスチロール及びそれらの共重合体、ポリアミド樹脂、シリコン樹脂、石油樹脂、テルペン樹脂、ケトン樹脂、クマロン樹脂を例示することができる。これらの高分子物質は水、アルコール、ケトン、エステル、炭化水素等の溶剤に溶かして使用するほか、水または他の媒体中乳化またはペースト状に分散した状態で使用し、要求品質に応じて併用することもできる。
【００１９】
感熱発色層中の填料としては、シリカ、炭酸カルシウム、カオリン、焼成カオリン、ケイソウ土、タルク、酸化チタン、酸化亜鉛、水酸化アルミニウム、ポリスチレン樹脂、尿素−ホルマリン樹脂、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体や、中空プラスチックピグメントなどの無機または有機充填剤などが挙げられる。
【００２０】
このほかに感熱発色層には、増感剤、画像安定剤、脂肪酸金属塩などの離型剤、ワックス類などの滑剤、ベンゾフェノン系やトリアゾール系の紫外線吸収剤、グリオキザールなどの耐水化剤、分散剤、消泡剤、酸化防止剤、蛍光染料などを添加することができる。
【００２１】
本発明に使用する有機顕色剤及び塩基性染料の量、その他の各種成分の種類及び量は要求される性能および記録適性に従って決定され、特に限定されるものではないが、通常、塩基性染料の１部に対して、有機顕色剤１〜８部、充填剤１〜２０部を使用し、バインダーは全固形分中１０〜２５％が適当である。
【００２２】
これらの顕色剤、染料及び必要に応じて添加する材料はボールミル、アトライター、サンドグラインダーなどの粉砕機あるいは適当な乳化装置によって数ミクロン以下の粒子径になるまで微粒化し、バインダー及び目的に応じて各種の添加材料を加えて塗液とする。塗布法としては、手塗り、サイズプレスコーター法、ロールコーター法、エアナイフコーター法、ブレードコーター法、フローコーター法、コンマダイレクト法、グラビアダイレクト法、グラビアリバース法、リバース・ロールコーター法等が挙げられる。また、噴霧、吹き付け又は浸漬後、乾燥してもよい。
【００２３】
本発明の感熱記録シートにおいては、支持体と感熱発色層との間に下塗層を設ける。下塗層は通常バインダーと充填剤とを含有し、バインダー、充填剤としては感熱発色層の構成成分として例示された材料を要求品質に応じて適宜使用することができる。下塗層塗液の調製方法については特に限定されるものではなく、一般に水を分散媒体とし、バインダーおよび充填剤の他に、必要に応じて各種添加剤を加え調製される。下塗層の形成方法についても特に限定されず、感熱発色層と同様にして下塗層塗液を感熱発色層上に塗布・乾燥するなどの方法で形成される。
【００２４】
さらに、本発明の感熱記録シートは、保存性を高める目的で高分子物質等のオーバーコート層を感熱発色層上に設けることもできる。
【００２５】
【実施例】
以下、実施例および比較例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、「部」および「％」はそれぞれ「重量部」および「重量％」を示す。
［原紙の製造］
パルプ原料として広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ、ろ水度ＣＳＦ３２０ｍｌ）を使用し、低密度化薬品として多価アルコール型非イオン界面活性剤（ＫＢ１１０、花王（株）社製）を対パルプ当たり０．８重量％、填料（紙中灰分２５％）として炭酸カルシウムを紙重量当たり１７重量％および無定形シリケート（含水ケイ酸アルミニウムソーダ、嵩比重０．２５ｇ／ｍｌ）を８重量％、中性サイズ剤としてアルキルケテンダイマーを紙重量当たり０．２重量％となるように調整した紙料を、テスト抄紙機により抄速５０ｍ／分で抄紙して紙厚１３０μｍ（坪量７８ｇ／ｍ^２）の低密度化原紙を得た。次に、水溶性高分子として塗工用澱粉１００重量部、サイズ剤１重量部からなる濃度７．５％の表面処理水溶液を、前記原紙に２ロールサイズプレス機により塗布量４ｇ／ｍ^２となるように塗布し、感熱記録シートの原紙とした。
【００２６】
［実施例１］
上記で製造した原紙上に、下記組成の下塗層、感熱発色層を順次設けた。
・下塗層
焼成カオリン１００部
スチレン・ブタジエン共重合体ラテックス（固形分４８％）１１部
１０％ポリビニルアルコール水溶液１０部
水１５０部
上記塗液を原紙の片面に塗布量８．０ｇ／ｍ^２になるように塗布乾燥して、下塗層を形成した。

上記の組成物をサンドグラインダーで平均粒子径１ミクロンまで磨砕した。

上記の組成物をサンドグラインダーで平均粒子径１ミクロンまで磨砕した。
Ｃ液（増感剤分散液）
パラベンジルビフェニル６．０部
１０％ポリビニルアルコール水溶液１８．８部
水１１．２部
上記の組成物をサンドグラインダーで平均粒子径１ミクロンまで磨砕した。次いで下記の割合で分散液を混合して塗液とした。
Ａ液３６．０部
Ｂ液９．２部
Ｃ液３６．０部
カオリンクレー（５０％分散液）１２．０部
上記各塗液を下塗層上に塗布量６．０ｇ／ｍ^２になるように塗布乾燥して感熱発色層を形成し感熱記録シートを得た。
【００２７】
［比較例１］
下塗層を設けない以外は実施例１と同様にして感熱記録シートを得た。
【００２８】
［発色感度テスト］
大倉電機社製のＴＨ−ＰＭＤを使用し、作成した感熱記録体に印加エネルギー０．３０ｍＪ／ｄｏｔ、０．３９ｍＪ／ｄｏｔで印字を行い、マクベス濃度計（アンバーフィルター使用）で測定した。
【００２９】
【表１】

【００３０】
【発明の効果】
本発明の感熱記録シートは、軽量であるとともに発色感度が高く極めて実用性に優れたものである。

Claims

支持体上に感熱発色層を設けた感熱記録シートにおいて、該支持体が非イオン界面活性剤からなる低密度化薬品を含有し、かつ、支持体と感熱発色層との間に下塗り層を設けることを特徴とする感熱記録シート。
低密度化剤が、多価アルコール型非イオン界面活性剤である請求項１記載の感熱記録体。