JP5025017B2 - 感熱記録体 - Google Patents
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Description
このため、無機顔料や多孔質澱粉粒子を含有した保護層を感熱記録層上に設けた感熱記録材料(特許文献1、2)、でんぷん粒子を含有した保護層を感熱記録層上に設けた感熱記録材料(特許文献3)などが用いられている。
また、保護層に澱粉粒子(特に、小麦澱粉)を含有した感熱記録材料(特許文献3)は、捺印性、印刷適性に改善は見られるものの、澱粉粒子の影響で発色感度及び長期保管後の発色感度(再印字性)の低下、耐水ブロッキング性の低下や擦過性などの新たな問題が生じる。
そこで、本発明は、発色感度が優れるとともに、再印字性、捺印性、擦過性、印刷適性、耐水ブロッキング性に優れた感熱記録体を提供することを目的とする。
即ち、本発明は、支持体上に無色ないし淡色の電子供与性ロイコ染料と電子受容性顕色剤とを含有する感熱記録層を設け、さらに該感熱記録層上に保護層を設けた感熱記録体であって、該感熱記録層が、電子受容性顕色剤として、下記一般式(化1):
本発明の感熱記録体は支持体上に感熱記録層及び保護層を有し、この保護層は感熱記録層上に接して設けられる。本発明の感熱記録体は、感熱記録層及び保護層以外に、通常感熱記録体に設けられている任意の塗工層を設けてよい。特に、本発明の感熱記録体は、支持体上に、塗工層として、順に、アンダー層、感熱記録層、保護層を積層してなることが好ましい。
澱粉は植物から取り出した状態では粒子形状であり、その粒径や形状は澱粉が由来する植物によって異なる(図1〜4を参照)。
本発明で使用される米澱粉粒子は平均粒子径が2〜7μmであり、またその形状は多角形状である。米澱粉粒子は、トウモロコシ由来の澱粉粒子(トウモロコシ澱粉)、小麦由来の澱粉(小麦澱粉、形状:凸レンズ型)、馬鈴薯由来の澱粉(馬鈴薯澱粉)、甘藷由来の澱粉(甘藷澱粉、形状:釣鐘型)、タピオカ由来の澱粉(タピオカ澱粉、形状:半球型)などに比べて、平均粒子径が小さく、またその形状も独特であるという特徴を持つ(図1〜4参照)。
米澱粉粒子の糊化温度は63〜65℃である。米澱粉粒子は水と共存した状態で、この温度以下では粒子形状を保つが、この温度以上に加熱されると、粒子形状ではなくなり、水に溶解しゲル状になる。
感熱記録紙で、塗工層の膜強度を増すために、澱粉をバインダーとして用いる場合があるが、この場合には澱粉を糊化して用いる。このようにして澱粉を用いた場合には、本発明の目的である塗工層の発色性や捺印性を得ることはできない。
従って、米澱粉粒子を含有する塗料を調整する際には、米澱粉粒子の糊化温度以下、好ましくは60℃以下、より好ましくは50℃以下、更に好ましくは40℃以下で調整する必要がある。
また、本発明に於ては、澱粉を植物(米)から取り出したままの粒子の形状で用い、場合によっては酸化、エーテル化、エステル化などの処理を行なってもよい。また、本発明で用いる米澱粉は、酵素処理により多孔質にした多孔質澱粉粒子(特許文献2など)とは形状や性質が異なる。
平均粒子径: 2〜7μm (レーザー回折法による)
かさ密度: 0.3〜0.7g/cm3 (JIS Z8901による)
吸水量: 50〜100重量% (JIS K7209による)
屈折率: 1.62〜1.65 (熱水に溶解して膜化乾燥後、アッベ屈折率計にて測定)
乾燥後のアミロペクチン含有率: 80%以上 (温水抽出法による)
なお、保護層以外の塗工層がこの米澱粉粒子を含有してもよい。
本発明の保護層は、米澱粉粒子以外に、適宜、後述のバインダー、紫外線吸収剤、分散剤、消泡剤、酸化防止剤、蛍光染料等を含有することができる。
このアルキル基又はアルケニル基は、炭素数が1〜6のアルキル基又はアルケニル基であり、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、n−ヘキシル基、イソへキシル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、ビニル基、アリル基、イソプロペニル基、1−プロペニル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、1,3−ブタンジエニル基、2−メチル−2−プロペニル基等が挙げられる。
また、ハロゲン原子としては塩素、臭素、フッ素又はヨウ素、好ましくは塩素又は臭素を表す。
mは、それぞれ同じであっても異なってもよく、好ましくは同一であり、0〜4、好ましくは0を表す。
OH基及び−OR2O−基は、SO2基に対して、パラ位にあることが好ましい。
nは1〜11である。この化合物はnが1〜11の混合物であることが好ましい。
R2としては、エーテル結合を有してもよい炭素数1〜12、好ましくは3〜7の飽和若しくは不飽和の、好ましくは飽和の、直鎖若しくは分枝の、好ましくは直鎖の炭化水素基であってもよい。このような炭化水素としては、ポリアルキレンオキシド鎖やアルキレン基、好ましくはポリアルキレンオキシド鎖が好ましい。R2がポリアルキレンオキシド鎖の場合、−OR2O−としては、−O−(CoH2oO)1〜3−(式中、o=2〜4、好ましくは2〜3、より好ましくは2)が挙げられる。アルキレン基としては、−CpH2p−(式中、p=1〜12、好ましくは3〜7)が挙げられる。
R2としては、これらの中で、上記のエーテル結合を有してもよい炭素数1〜12の飽和若しくは不飽和の直鎖若しくは分枝の炭化水素基が好ましい。
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〔別名クリスタルバイオレットラクトン〕、3,3−ビス(p−ジメチルアミノフェニル)フタリド〔別名マラカイトグリーンラクトン〕
<フルオラン系ロイコ染料>
3−ジエチルアミノ−6−メチルフルオラン、3−ジエチルアミノ−6−メチル−7−アニリノフルオラン、3−ジエチルアミノ−6−メチル−7−(o,p−ジメチルアニリノ)フルオラン、3−ジブチルアミノ−6−メチル−フルオラン、3−ジブチルアミノ−6−メチル−7−アニリノフルオラン、3−ジブチルアミノ−6−メチル−7−(o,p−ジメチルアニリノ)フルオラン、3−ジブチルアミノ−7−(o−クロロアニリノ)フルオラン、3−ジブチルアミノ−7−(o−フルオロアニリノ)フルオラン、3−n−ジペンチルアミノ−6−メチル−7−アニリノフルオラン、3−(N−エチル−N−イソアミルアミノ)−6−メチル−7−アニリノフルオラン、3−(N−エチル−N−イソアミルアミノ)−6−クロロ−7−アニリノフルオラン、3−シクロヘキシルアミノ−6−クロロフルオラン
<ジビニル系ロイコ染料>
3,3−ビス−〔2−(p−ジメチルアミノフェニル)−2−(p−メトキシフェニル)エテニル〕−4,5,6,7−テトラブロモフタリド、3,3−ビス−〔2−(p−ジメチルアミノフェニル)−2−(p−メトキシフェニル)エテニル〕−4,5,6,7−テトラクロロフタリド、3,3−ビス−〔1,1−ビス(4−ピロリジノフェニル)エチレン−2−イル〕−4,5,6,7−テトラブロモフタリド、3,3−ビス−〔1−(4−メトキシフェニル)−1−(4−ピロリジノフェニル)エチレン−2−イル〕−4,5,6,7−テトラクロロフタリド
3−(4−ジエチルアミノ−2−エトキシフェニル)−3−(1−エチル−2−メチルインドール−3−イル)−4−アザフタリド、3−(4−ジエチルアミノ−2−エトキシフェニル)−3−(1−オクチル−2−メチルインドール−3−イル)−4−アザフタリド、3−(4−シクロヘキシルエチルアミノ−2−メトキシフェニル)−3−(1−エチル−2−メチルインドール−3−イル)−4−アザフタリド、3,3−ビス(1−エチル−2−メチルインドール−3−イル)フタリド、3,6−ビス(ジエチルアミノ)フルオラン−γ−(3´−ニトロ)アニリノラクタム、3,6−ビス(ジエチルアミノ)フルオラン−γ−(4´−ニトロ)アニリノラクタム、1,1−ビス−〔2´,2´,2'',2''−テトラキス−(p−ジメチルアミノフェニル)−エテニル〕−2,2−ジニトリルエタン、1,1−ビス−〔2´,2´,2'',2''−テトラキス−(p−ジメチルアミノフェニル)−エテニル〕−2−β−ナフトイルエタン、1,1−ビス−〔2´,2´,2'',2''−テトラキス−(p−ジメチルアミノフェニル)−エテニル〕−2,2−ジアセチルエタン、ビス−〔2,2,2´,2´−テトラキス−(p−ジメチルアミノフェニル)−エテニル〕−メチルマロン酸ジメチルエステル
本発明で使用する架橋剤としては、グリオキザール、メチロールメラミン、メラミンホルムアルデヒド樹脂、メラミン尿素樹脂、ポリアミンエピクロロヒドリン樹脂、ポリアミドエピクロロヒドリン樹脂、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ソーダ、塩化第二鉄、塩化マグネシウム、ホウ砂、ホウ酸、ミョウバン、塩化アンモニウムなどを例示することができる。
本発明で使用する滑剤としては、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の脂肪酸金属塩、ワックス類、シリコーン樹脂類などが挙げられる。
このほかにベンゾフェノン系やトリアゾール系の紫外線吸収剤、分散剤、消泡剤、酸化防止剤、蛍光染料等を使用することができる。
顕色剤全量に対する一般式(化1)で表わされるジフェニルスルホン架橋型化合物の割合は、30重量%以上、好ましくは30〜70重量%である。
また、保護層には、耐水性付与のため上記バインダーを含有させることが好ましく、バインダーの含量は米澱粉粒子に対し固形分で20〜100重量%程度である。
染料、顕色剤並びに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。この塗料に用いる溶媒としては水あるいはアルコール等を用いることができ、その固形分は20〜40%程度である。また、塗布する手段は特に限定されるものではなく、周知慣用技術に従って塗布することができ、例えばエアーナイフコーター、ロッドブレードコーター、ベントブレードコーター、ベベルブレードコーター、ロールコーター、カーテンコーターなど各種コーターを備えたオフマシン塗工機やオンマシン塗工機が適宜選択され使用される。感熱記録層の塗布量は特に限定されず、通常乾燥重量で2〜12g/m2の範囲である。また、感熱記録層上に設ける保護層の塗布量は特に限定されず、通常1〜5g/m2の範囲である。
[アンダー層塗液]
焼成カオリン(エンゲルハード社製、アンシレックス、平均粒径3μm)30%分散液
100.0部
スチレン・ブタジエン共重合体ラテックス(固形分48%) 40.0部
完全鹸化ポリビニルアルコール(PVA117)10%水溶液 30.0部
水 160.0部
A液(第一顕色剤分散液)
ジヒドロキシジフェニルスルホン架橋型化合物(日本曹達社製、商品名:D−90*)
6.0部
ポリビニルアルコール 10%水溶液 18.8部
水 11.2部
* D−90は下式で表される。
4−ヒドロキシ−4'−イソプロポキシジフェニルスルホン(日本曹達社製、商品名:D−8)
6.0部
ポリビニルアルコール 10%水溶液 18.8部
水 11.2部
C液(染料分散液)
3−ジブチルアミノ−6−メチル−7−アニリノフルオラン(山田化学社製、ODB−2)
2.0部
ポリビニルアルコール 10%水溶液 4.6部
水 2.6部
D液(増感剤分散液)
シュウ酸ジベンジル 6.0部
ポリビニルアルコール 10%水溶液 18.8部
水 11.2部
[感熱記録層塗液]
A液(第一顕色剤分散液) 18.0部
B液(第二顕色剤分散液) 18.0部
C液(染料分散液) 13.8部
D液(増感剤分散液) 36.0部
カルボキシル変性ポリビニルアルコール(クラレ社製、PVA−KL318)10%溶液
3.0部
[保護層塗液]
米澱粉粒子(バンコクスターチ社製、BKK−401)30%分散液 18.0部
カルボキシル変性ポリビニルアルコール(PVA−KL318)10%水溶液
30.0部
ステアリン酸亜鉛(ハイドリンZ−7−30、40%分散液) 2.0部
ポリアミドエピクロロヒドリン樹脂(WS4030、40%溶液) 2.0部
変性ポリアミド樹脂(スミレーズレジンSPI106N、20%溶液) 0.5部
アンダー層塗液を支持体(60g/m2の基紙)の片面に塗布した後、乾燥を行ない、塗布量10.0g/m2のアンダー塗工紙を得た。
次いで、感熱記録層塗液を前記下塗層塗工紙の下塗層上に塗布量5.0g/m2となるように塗布した後乾燥し、感熱記録層塗工紙を得た。
次いで、保護層塗液を前記感熱記録層塗工紙の感熱記録層上に塗布量3.0g/m2となるように塗布した後乾燥し、感熱記録紙を得た。
[実施例2]
実施例1の保護層塗液中の米澱粉粒子(BKK−401)30%分散液を、島田化学工業株式会社製米澱粉粒子ミクロパール(R)(平均粒径4.9μm、澱粉粒子の透過型顕微鏡写真を図1に示す。)30%分散液に変更した以外は実施例1と同様にして感熱記録体を作製した。
[実施例3]
実施例1の保護層塗液の米澱粉粒子30%分散液の配合量を6部とした以外は実施例1と同様にして感熱記録体を作製した。
[実施例4]
実施例1の保護層塗液の米澱粉粒子30%分散液の配合量を36部とした以外は実施例1と同様にして感熱記録体を作製した。
[実施例5]
実施例1の感熱記録層塗液のA液の配合部数を36部、B液を無配合にした以外は実施例1と同様にして感熱記録体を作製した。
実施例5の感熱記録層塗液のジヒドロキシジフェニルスルホン架橋型化合物に代えて4,4'−イソプロピリデンジフェノール(三菱化学社製、ビスフェノールA)を使用した以外は実施例1と同様にして感熱記録体を作製した。
[比較例2]
実施例1の保護層塗液中の米澱粉粒子(BKK−401)30%分散液を、トウモロコシ澱粉(王子コーンスターチ社製、平均粒径13μm、澱粉粒子の透過型顕微鏡写真を図2に示す。)30%分散液に代えた以外は実施例1と同様にして感熱記録体を作製した。
[比較例3]
実施例1の保護層塗液中の米澱粉粒子(BKK−401)30%分散液を、小麦粉澱粉(長田産業社製、平均粒径15μm、澱粉粒子の透過型顕微鏡写真を図3に示す。)30%分散液に代えた以外は実施例1と同様にして感熱記録体を作製した。
[比較例4]
実施例1の保護層塗液から米澱粉粒子の分散液を除いた以外は実施例1と同様にして感熱記録体を作製した。
<発色感度>
作製した感熱記録体について、感熱記録紙印字試験機(大倉電気社製 TH−PMD、京セラ社製サーマルヘッドを装着)を用い、印加エネルギー0.27mJ/dotで印字した。記録部の記録濃度は、マクベス濃度計(RD−914)で測定し評価した。
<再印字性>
作製した感熱記録体を50℃、90%RHの環境下に7日間放置した後、23℃、50%RH環境下に3時間放置した。この感熱記録体を感熱記録紙印字試験機(大倉電気社製 TH−PMD、京セラ社製サーマルヘッドを装着)を用い、印加エネルギー0.27mJ/dotで印字した。記録部の記録濃度は、マクベス濃度計(RD−914)で測定し評価した。
また、当初の発色感度に比べて、7日間放置後の発色感度(即ち、再印字性)が劣化しないことが望ましく、即ち、[再印字性]/[発色感度]の比が0.9以上であることが望ましい。
<捺印性>
作製した感熱記録体白紙部に、シャチハタ(登録商標)印で捺印し5秒後にティシューペーパーで拭き取り目視評価した。
○:若干かすれるが、文字ははっきり残る
△:かすれるが文字は読める
×:かすれて文字を読み取れない
<擦過性>
塗工表面を1000g/cm2加重を加えたスチールウールで擦り線発色を目視評価した。
○:ほとんど発色しない
△:薄く発色する
×:濃く発色する
Fograタイプ印刷適性試験機(三井電気精機製、NST−430)を用い、下記の条件で試験を行い目視にて評価した。
湿水ユニット圧 20kgf/cm2
印刷圧力 50kgf/cm2
湿し水(10%イソプロピルアルコール) 15μl
印刷速度 100〜180m/分
使用インキ UVフォーム FLASH DRY FD フォームTF 耐C71淡緑 NC M(タックインデックス:8.5、東洋インキ製造(株)製)
○:インクの抜けがほとんどない
△:インクの抜けが僅かに見られる
×:インクの抜けが多く見られる
<耐水ブロッキング性評価>
白紙サンプル塗工面に水道水10μlを滴下し、その上に塗工面が接触するように白紙サンプルを重ね、10g/cm2の加重をかけて室温で24時間放置後剥離したときの塗工層の剥がれを評価した。
○:塗工層の剥がれが全くない
△:塗工層が僅かに剥がれる
×:塗工層が大部分剥がれる
Claims (4)
- 支持体上に無色ないし淡色の電子供与性ロイコ染料と電子受容性顕色剤とを含有する感熱記録層を設け、さらに該感熱記録層上に保護層を設けた感熱記録体であって、該感熱記録層が、電子受容性顕色剤として、下記一般式(化1):
- 前記感熱記録層が、顕色剤として前記ジフェニルスルホン架橋型化合物及びその他の顕色剤を含有し、顕色剤全量に対する該ジフェニルスルホン架橋型化合物の割合が30〜70重量%である請求項1に記載の感熱記録体。
- 前記米澱粉粒子の平均粒子径が2〜7μmである請求項1又は2に記載の感熱記録体。
- 前記保護層中の米澱粉粒子の含有量が、保護層の全固形分に対して、50重量%より多い請求項1〜3のいずれか一項に記載の感熱記録体。
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