JP5166839B2 - 感熱記録体 - Google Patents

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本発明は、印字濃度を損なうことなく、白色度、地肌カブリ性に優れた感熱記録体に関するものである。
感熱記録体は、一般に支持体に電子供与性の通常無色ないし淡色の染料前駆体、ならびに電子受容性の顕色剤及び増感剤とを主成分とする感熱記録層を設けた物であり、熱ヘッド、熱ペン、レーザー光などで加熱することにより、染料前駆体と顕色剤とが瞬時反応し記録画像が得られるものである。このような感熱記録体に記録するための記録機器は、比較的安価で、コンパクトで、その保守も容易なこと、騒音のないこと等の利点があるため、感熱記録体は計測記録計、ファクシミリ、プリンター、コンピューターの端末機、ラベル、乗車券の自動販売機等の記録媒体として広範囲の分野に利用されている。
特に近年は、ガス、水道、電気料金等の領収書、金融機関のATMの利用明細書、各種レシートなど、財務関係の記録用紙にも感熱記録体が用いられるようになっている。
このように感熱記録体の用途、需要が多種多様に拡大する中、高い熱応答性、ならびに画像部の保存安定性が要求されるようになってきている。
しかしながら、感熱記録体は、加熱により記録画像を得るものであり、高い印字濃度、すなわち熱応答性を実現した場合、高温、高湿度または両方の条件下に長時間曝された場合、記録画像が劣化したり、未発色部の変色、すなわち地肌カブリが大きくなってしまう欠点がある。この記録画像の劣化と地肌カブリにより、画像部と地肌のコントラストが失われることになる。従って、高い熱応答性、ならびに発色濃度を有しながら地肌カブリが少なく、かつ画像の保存安定性に優れた感熱記録体の開発が望まれている。
従来、地肌カブリが少なく、かつ画像の保存安定性に優れた感熱記録体としては、感熱層中に顕色剤にパラヒドロキシ安息香酸ベンジルと特定のヒンダードフェノールを用いる方法(例えば、特許文献1参照)、特定の染料前駆体を2種類併用し、さらに電子受容性の特定顕色剤を用いる方法(例えば、特許文献2参照)が開示されている。
最近では、高い熱応答性、ならびに印字濃度を有しながら地肌カブリが少なく、かつ画像の保存安定性に優れた感熱記録体を得る手段として、該感熱記録層中に、ウレアウレタン化合物を用い、さらに各種電子受容性の顕色剤、増感剤を併用することを特徴とする感熱記録体、例えば、ジフェニルスルホン誘導体(例えば、特許文献3参照)、ジフェニルスルホン酸誘導体(例えば、特許文献4参照)、スルホンアミド誘導体またはジフェニルスルホン誘導体(例えば、特許文献5参照)等が開示されている。
しかしながら、該公報に記載されている顕色剤にパラヒドロキシ安息香酸ベンジルと特定のヒンダードフェノールを用いる方法では、常温では地肌カブリがなく、画像の保存性は向上するが、高温・高湿条件下では画像の保存性は十分でなく、地肌部のカブリを生じる。また特定の染料前駆体を2種類併用し、さらに電子受容性の特定顕色剤を用いる方法では、画像の保存性は向上するが、高温・高湿条件下では地肌部のカブリを生じる。
更にウレアウレタン化合物は、電子受容性の顕色剤と併用して使用する場合、印字濃度及び記録部保存性の上昇は認められるが、白色度の低下、更に経時的な低下も著しく、ひいては地肌カブリも悪化しており、これらの改良が求められている。
特開昭59−2884号公報 特開平5−124357号公報 特開2001−1646号公報 特開2002−178645号公報 特開2002−178646号公報
本発明の発明者らは、かかる課題を解決するために鋭意検討し、本発明の感熱記録体により解決できることを見出した。
本発明の感熱記録体は、支持体上に電子供与性の通常無色ないし淡色の染料前駆体、ならびに電子受容性の顕色剤及び増感剤とを主成分とする感熱記録層を有する感熱記録体において、該感熱記録層が、染料前駆体として6′−(ジペンチルアミノ)−3′−メチル−2′−(フェニルアミノ)−スピロ[イソベンゾフラン−1(3H),9′−(9H)キサンテン]−3−オンと炭酸カルシウムを水溶性分散剤にて混合粉砕したものを含有する感熱記録層塗布液を塗布して得られるものであることを特徴とする感熱記録体である。
本発明の炭酸カルシウムの含有量が該染料前駆体100質量部に対して、2〜30質量部であることが好ましい。
また、本発明は、感熱記録体の感熱記録層上にオーバーコート層を1層以上設け、その反対面にバックコート層を1層設けたものであることが好ましい。
本発明の支持体上に電子供与性の通常無色ないし淡色の染料前駆体、ならびに電子受容性の顕色剤及び増感剤とを主成分とする感熱記録層を有する感熱記録体において、該感熱記録層が、染料前駆体と炭酸カルシウムを水溶性分散剤にて混合粉砕したものを用いることで、各種電子受容性化合物、増感剤を併用しても印字濃度を損なうことなく、白色度に優れ、地肌カブリの少ない感熱記録体である。
本発明に使用する染料前駆体と炭酸カルシウムを分散する水溶性高分子としては、各種ポリビニルアルコール誘導体、スチレン無水マレイン酸誘導体、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、エチルセルロース等のセルロース誘導体など水溶性高分子を分散剤として用いることができる。
本発明における炭酸カルシウムの添加量は、染料前駆体100質量部に対して、2〜30質量部の範囲で添加されるのが好ましい。2質量部未満では白色度、地肌カブリに効果は認められない場合があり、また30質量部を超える範囲では記録濃度の低下が認められる場合がある。
本発明の感熱記録体における染料前駆体としては、6′−(ジペンチルアミノ)−3′−メチル−2′−(フェニルアミノ)−スピロ[イソベンゾフラン−1(3H),9′−(9H)キサンテン]−3−オンを用いる。これ以外に、3−ジブチルアミノ−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−ジエチルアミノ−6−メチル−7−アニリノフルオラン、3−(N−エチル−N−エトキシプロピルアミノ)−6−メチル−7−アニリノフルオラン、3−(N−メチル−N−プロピルアミノ)−6−メチル−7−アニリノフルオラン、3−(N−メチル−N−シクロヘキシルアミノ)−6−メチル−7−アニリノフルオラン、3−(N−エチル−4′−トルイジノ)−6−メチル−7−アニリノフルオラン、3−ジエチルアミノ−7−(m−トリフルオロメチル)アニリノフルオラン等のフルオラン系のロイコ染料等が挙げられる。
本発明の感熱記録体における顕色剤としては代表的な物として、2,2′−ジアリル−4,4′−ジヒドロキシジフェニルスルホン、2,4′−ジヒドロキシジフェニルスルホン、4−ヒドロキシ−4′−イソプロピルオ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、2,2′−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンなどを挙げることができるが、本発明に係わる顕色剤はこれに限定されるものではなく、また、これらの顕色剤は必要に応じて単独、もしくは2種以上混合して使用することができる。
本発明における増感剤としては、本発明の効果を阻害しない限り、従来公知の増感剤を使用することが可能である。この場合、60〜180℃の融点を有するものが好ましく、特に80〜140℃の融点を持つものがより好ましい。具体的な例を挙げれば、次の通りである。
N−ヒドロキシメチルステアリン酸アミド、N−ステアリルステアリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、メチレンビス水添牛脂脂肪酸アミド、リシノール酸アミドなどの脂肪酸アミド類、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ポリエチレンワックス、カルナバワックスなどの合成および天然ワックス類、N−ステアリル尿素などの脂肪族尿素化合物、ビス(4−メトキシフェニル)エーテル、2,2′−ビス(4−メトキシフェノキシ)ジエチルエーテル、1,2−ビス(3−メチルフェノキシ)エタン、1,2−ジフェノキシエタン、1,2−ビス(フェノキシメチル)ベンゼン、ナフチルエーテル誘導体、アントリルエーテル誘導体、脂肪族エーテルなどのエーテル化合物、アジピン酸ジフェニル、シュウ酸ジベンジル、シュウ酸ビス(4−クロルベンジル)、シュウ酸ビス(4−メチルベンジル)、テレフタル酸ジメチル、テレフタル酸ジベンジル、ベンゼンスルホン酸フェニル、4−アセチルアセトフェノンなどのエステル化合物、3−ターフェニル、4−ベンジルビフェニル、4−アセチルビフェニル、4−アリルオキシビフェニルなどのビフェニル誘導体、ビス(4−アリルオキシフェニル)スルホン、アセト酢酸アニリド、4−メチルアセチルアニリド、脂肪酸アニリド類などの熱可融性化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、また必要に応じて単独、もしくは2種以上を混合して使用することができる。
更に、本発明に於いて、感熱記録層を支持体上に結合支持させる結着剤としては、ポリビニルアルコール、デンプン及びその誘導体、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、エチルセルロース等のセルロース誘導体、ポリビニルヒロリドン、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸ソーダ、アクリルアミド/アクリル酸エステル化合物、アクリルアミド/アクリル酸エステル/メタクリル酸三元共重合体、スチレン/無水マレイン酸共重合体アルカリ塩、イソブチレン/無水マレイン酸共重合体アルカリ塩、アルギン酸ソーダ、ゼラチン、カゼイン、アラビアゴムなどの水溶性高分子の他、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体、エチレン/酢酸ビニル共重合体、ポリブチルメタクリレートなどの水性エマルジョンのものを結着剤として用いることができる。
本発明の感熱記録体には、感熱記録層中に前述の染料前駆体及び顕色剤とともに、必要に応じ、この種の感熱記録体に慣用される補助添加成分、例えば填料、界面活性剤、滑剤等を併用することができる。この場合、填料としては、例えば、炭酸カルシウム、シリカ、アルミナ、炭酸マグネシウム、タルク、硫酸バリウム、酸化亜鉛、酸化チタン、表面処理された炭酸カルシウムやシリカ等の無機系微粉末のほか、尿素/ホルマリン樹脂、スチレン/メタクリル酸共重合体、ポリスチレン等の有機系の微粉末を挙げることができる。また滑剤としては、例えば高級脂肪酸又はそのエステル、アミドもしくは金属塩の他、各種ワックス類、芳香族カルボン酸とアミンとの縮合物、安息香酸フェニルエステル、高級直鎖グリコールその他の熱可融性有機化合物が挙げられる。例えば、ステアリン酸アルミニウムなどの微粉末を添加して、発色画像の鮮明性を向上せしめ、またアマニ油、桐油、ロウ、パラフィン、ポリエチレンワックス、塩化パラフィン、高級脂肪酸金属塩などの潤滑剤を添加してサーマルヘッドの走行性を一層改善することができる。
本発明におけるオーバーコート層を形成するには、ポリビニルアルコール、アセトアセチル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、スルホン酸変性ポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、カゼイン、アラビアゴム、酸化澱粉、エーテル化澱粉、エステル化澱粉、スチレン−ブタジエン共重合体エマルジョン、エチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジョン、メタクリレート−ブタジエン共重合体、スチレン−アクリル共重合体エマルジョン等の水溶性樹脂あるいは水性エマルジョンが用いられる。
更に、オーバーコート層中には必要に応じて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、アルギン酸塩、脂肪族金属等の界面活性剤(分散剤、湿潤剤として)、グリオキザール、メチロールメラミン、過硫酸カリ、過硫酸ソーダ、過硫酸アンモニウム、硝酸等の耐水化剤、ベンゾフェノン系及びトリアゾール系等の紫外線吸収剤、消泡剤、蛍光染料、着色染料等の各種助剤なども添加できる。
また、オーバーコート層中には筆記具適性、捺印定着性を付与するために、顔料を添加することもでき、このような顔料として軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、タルク、カオリン、珪酸、炭酸マグネシウム、クレー、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム等の無機顔料、スチレンマイクロボール、ナイロンパウダー、ポリエチレンパウダー、尿素・ホルムアルデヒド樹脂フィラー、生澱粉等の有機顔料が挙げられる。
支持体としては、紙が一般的であるが、樹脂フイルム、合成紙、不織布等を用いることも可能である。尚、支持体の裏面に保護層(バックコート層)を設けたり、更に支持体裏面に粘着加工や磁気記録層を施すなどの感熱記録体製造分野における各種の公知技術が付加し得るものである。
また、これら支持体と感熱記録層の間に、アンダーコート層を設けるも可能である。アンダーコート層及び感熱記録層の塗工に用いる装置としては、ブレードコーター、エアーナイフコーター、ロッドコーター、ロールコーター、カーテンコーター等のコーターヘッドを用いることができる。また、アンダーコート層を設ける場合の塗工量は特に限定するものではないが、3〜20g/m2、好ましくは5〜10g/m2が適当である。感熱記録層の支持体への塗工量は限定されるものではないが、通常3〜15g/m2、好ましくは4〜10g/m2が適当である。
更に、塗工したものの表面平滑性を改良するためにマシンカレンダー、スーパーカレンダー、グロスカレンダー、ブラッシングなどの装置を利用することができる。
以下に、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、本実施例中、「部」及び「%」は、特に明示しない限り固形分あるいは実質成分の部及び質量%を示す。
[A液の調製]
10%変性PVA溶液(日本合成化学工業(株)製、ゴーセランL3266) 150部
6′−(ジペンチルアミノ)−3′−メチル−2′−(フェニルアミノ)−スピロ[イソベンゾフラン−1(3H),9′−(9H)キサンテン]−3−オン 100部
炭酸カルシウム(奥多摩工業(株)製、タマパールTP123) 5部
水 145部
ダイノミル((株)シンマルエンタープライゼス製)を用いて体積平均1.0μmに粉砕し、A液を得た。
[B液の調製]
10%変性PVA溶液(日本合成化学工業(株)製、ゴーセランL3266) 165部
2,2′−ジアリル−4,4′−ジヒドロキシジフェニルスルホン 100部
1,2−ビス(3−メチルフェノキシ)エタン 105部
水 320部
ダイノミル((株)シンマルエンタープライゼス製)を用いて体積平均1.0μmに粉砕し、B液を得た。
実施例1
[アンダーコート層塗布液の調製]
水 107部
10%ヘキサメタリン酸ソーダ 8部
焼成カオリン(エンゲルハード社製、アンシレックス) 100部
25%酸化澱粉溶液 24部
48%スチレン−ブタジエンラテックス 25部
上記の組成物を固形分比率45%のアンダーコート層塗布液を調製した。
[アンダーコート層の形成]
得られたアンダーコート層塗布液を、50g/m2原紙にブレードコーターにて塗布量が8g/m2となるように塗布乾燥してアンダーコート層を形成した。
[感熱記録層の形成]
次に調製した[A液]、[B液]を用い、下記成分からなる感熱記録層塗布液1を調製し、上記のアンダーコート層上に乾燥重量が5g/m2となるようにエアナイフコーターで300m/分で塗布・乾燥した。その後、この塗布紙をカレンダー掛けして、ベック平滑度が400〜600秒になるように仕上げ、実施例1の感熱記録体を得た。
[感熱記録層塗布液1の調製]
10%ポリビニルアルコール水溶液 240部
10%含水非晶質シリカ分散液(DSL.ジャパン(株)製、カープレックスFPS−101M) 105部
50%水酸化アルミニウム分散液(昭和電工(株)製、ハイジライトH−42)
70部
A液 175部
B液 590部
50%ステアリン酸亜鉛分散液(新日本理化(株)製、MXZ50) 18部
実施例2
A液の調製で炭酸カルシウム添加量を、2部にした以外は実施例1と同様にして実施例2の感熱記録体を得た。
実施例3
A液の調製で炭酸カルシウム添加量を、1部にした以外は実施例1と同様にして実施例3の感熱記録体を得た。
実施例4
A液の調製で炭酸カルシウム添加量を、30部にした以外は実施例1と同様にして実施例4の感熱記録体を得た。
実施例5
A液の調製で炭酸カルシウム添加量を40部にした以外は、実施例1と同様にして実施例5の感熱記録体を得た。
実施例6
A液の6′−(ジペンチルアミノ)−3′−メチル−2′−(フェニルアミノ)−スピロ[イソベンゾフラン−1(3H),9′−(9H)キサンテン]−3−オンを3−ジブチルアミノ−6−メチル−7−アニリノフルオランにした以外は実施例1と同様にして実施例6の感熱記録体を得た。
実施例7
B液の2,2′−ジアリル−4、4′−ジヒドロキシジフェニルスルホンを、2,4′−ジヒドロキシジフェニルスルホンにした以外は実施例1と同様にして実施例7の感熱記録体を得た。
実施例8
B液の2,2′−ジアリル−4、4′−ジヒドロキシジフェニルスルホンを、4−ヒドロキシ−4′−イソプロピルオキシジフェニルスルホンにした以外は実施例1と同様にして実施例8の感熱記録体を得た。
実施例9
B液の調製を下記成分からなるC液に変更した。
[C液の調製]
10%変性PVA溶液(日本合成化学工業(株)製、ゴーセランL3266) 122部
2,4′−ジヒドロキシジフェニルスルホン 100部
2−ベンジルオキシナフタレン 100部
水 385部
ダイノミル((株)シンマルエンタープライゼス製)を用いて体積平均1.0μmに粉砕し、C液を得た。
実施例1と同様にしてアンダーコート層を形成し、該アンダーコート層上に下記内容の感熱記録層塗布液2を調製し、乾燥重量が5g/m2となるようにエアナイフコーターで300m/分で塗布・乾燥した。その後、この塗布紙をカレンダー掛けして、ベック平滑度が400〜600秒になるように仕上げ、実施例9の感熱記録体を得た。
[感熱記録層塗布液2の調製]
10%ポリビニルアルコール水溶液 240部
10%含水非晶質シリカ分散液(DSL.ジャパン(株)製、カープレックスFPS−1
01M) 105部
50%水酸化アルミニウム分散液(昭和電工(株)製、ハイジライトH−42)
70部
A液 175部
C液 590部
50%ステアリン酸亜鉛分散液(新日本理化(株)製、MXZ50) 18部
比較例1
A液の調製で炭酸カルシウムの添加量をゼロにした以外は、実施例1と同様にして比較例1の感熱記録体を得た。
比較例2
A液を下記成分からなるD液に変更した以外は、実施例1と同様にして比較例2の感熱記録体を得た。
[D液の調製]
10%変性PVA溶液(日本合成化学工業(株)製、ゴーセランL3266) 150部
6′−(ジペンチルアミノ)−3′−メチル−2′−(フェニルアミノ)−スピロ[イソ
ベンゾフラン−1(3H),9′−(9H)キサンテン]−3−オン 100部
含水非晶質シリカ(DSL.ジャパン(株)製、カープレックスFPS−101M)
30部
水 145部
ダイノミル((株)シンマルエンタープライゼス製)を用いて体積平均1.0μmに粉砕し、D液を得た。
比較例3
A液を下記成分からなるE液に変更した以外は、実施例1と同様にして比較例3の感熱記録体を得た。
[E液の調製]
10%変性PVA溶液(日本合成化学工業(株)製、ゴーセランL3266) 150部
6′−(ジペンチルアミノ)−3′−メチル−2′−(フェニルアミノ)−スピロ[イソ
ベンゾフラン−1(3H),9′−(9H)キサンテン]−3−オン 100部
水酸化アルミニウム分散液(昭和電工(株)製、ハイジライトH−42) 30部
水 145部
ダイノミル((株)シンマルエンタープライゼス製)を用いて体積平均1.0μmに粉砕し、E液を得た。
上記の感熱記録体について下記の項目の評価を行った。
[白色度およびその経時変化]
白色度はJIS−P8148に準じて測定した。測定は各種感熱記録体を作製直後、及び40℃、90%RH(相対湿度の%はある温度で大気中に含まれる水蒸気の量を、その温度の飽和水蒸気量で割ったものを示す)の条件で1週間放置後に行った。両方の条件で、一方でも80%未満があれば不可。白色度の%は完全拡散反射面(反射率が100%の理想的な完全拡散面)に対する反射量の比率を示す。
[印字濃度評価]
大倉電気(株)製テスト機でヘッド抵抗1335Ωのヘッド(京セラ(株)製ヘッド)を用い、10ms/Lineで0.37mJ/dotのエネルギーで印字し、その時の画像部の印字濃度を測定した。1.20以下は不可。
[地肌カブリ性評価]
サンプルを印字後、60℃、Dryの条件下で24時間放置後、地肌部の発色濃度を測定した。地肌の発色濃度は0.20未満であることが必要。
以上結果を表1に記載した。尚、印字濃度はマクベスRD918を用いて測定した。
Figure 0005166839
表1から明らかであるように、支持体上に電子供与性の通常無色ないし淡色の染料前駆体、ならびに電子受容性の顕色剤及び増感剤とを主成分とする感熱記録層を有する感熱記録体において、該感熱記録層が、染料前駆体と炭酸カルシウムを水溶性分散剤にて混合粉砕したものを含有する感熱記録層塗布液を塗布して得られる実施例1〜9の感熱記録体は、比較例1〜3と比較して印字濃度を損なうことなく、白色度に優れ、地肌カブリの少ない感熱記録体が得られた。炭酸カルシウムの含有量が染料前駆体に100部に対して、2〜30部において、更に印字濃度、白色度に優れ、地肌カブリの少ない感熱記録体が得られた。

Claims (3)

  1. 支持体上に電子供与性の通常無色ないし淡色の染料前駆体、ならびに電子受容性の顕色剤及び増感剤とを主成分とする感熱記録層を有する感熱記録体において、該感熱記録層が、染料前駆体として6′−(ジペンチルアミノ)−3′−メチル−2′−(フェニルアミノ)−スピロ[イソベンゾフラン−1(3H),9′−(9H)キサンテン]−3−オンと炭酸カルシウムを水溶性分散剤にて混合粉砕したものを含有する感熱記録層塗布液を塗布して得られるものであることを特徴とする感熱記録体。
  2. 炭酸カルシウムの含有量が該染料前駆体100質量部に対して、2〜30質量部であることを特徴とする請求項1記載の感熱記録体。
  3. 感熱記録体の感熱記録層側に、オーバーコート層を1層以上設け、反対面にバックコート層を1層設けた請求項1及び2のいずれか記載の感熱記録体。
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