JP5619398B2 - 感熱記録用顕色剤組成物及び該感熱記録用顕色剤組成物を含有する感熱記録材料 - Google Patents
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[顕色剤組成物]
本発明の顕色剤組成物は、下記一般式(1)で表されるジフェニルスルホン架橋型化合物(a)を含有する感熱記録用顕色剤組成物であって、下記一般式(2)で表されるジフェニルスルホン架橋型化合物(b)の含有量が3質量%以下であることを特徴とする。
このような成分を含む本発明の顕色剤組成物は、ジヒドロキシジフェニルスルホンと、4,4'−ビス(ハロメチル)ビフェニルとの反応により得ることができる。
なお、ジフェニルスルホン架橋型化合物(b)は、ジヒドロキシジフェニルスルホンと4,4'−ビス(ハロメチル)ビフェニルとの等モル反応物のメチレンハライド基が加水分解することにより生成したものと考えられる。
本発明の顕色剤組成物におけるジフェニルスルホン架橋型化合物は、ジヒドロキシジフェニルスルホンと、4,4'−ビス(ハロメチル)ビフェニル(ハロメチルとしては、クロロメチル又はブロモメチルが好ましい)とを、溶媒及び塩基性物質の存在下、脱ハロゲン化水素反応させることにより製造することができる。反応温度としては50℃以上、溶媒の還流温度以下であることが好ましい。用いるジヒドロキシジフェニルスルホンとしては、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、2,2'−ジヒドロキシジフェニルスルホン、及び、これらの混合物を挙げることができる。これらの中で、4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンは、画像部の保存性に優れ、さらに、未発色部の耐熱性を有する顕色剤組成物を得ることができるので特に好適に用いることができる。
このような目的に用いる有機溶媒として、炭素数1〜4の分岐あるいは直鎖アルコール、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、t−ブタノールなどを挙げることができる。これらの有機溶媒は単独で用いることができ、2種以上を混合して用いることもできる。中でも、メタノール、エタノール、イソプロパノールはジフェニルスルホン架橋型化合物(b)を選択的に溶解するため好ましく用いることができる。
[感熱記録材料]
本発明の感熱記録材料は、ジフェニルスルホン架橋型化合物(b)の含有量が3質量%以下である本発明の感熱記録用顕色剤組成物と、無色又は淡色のロイコ染料からなる発色物質とを含有する感熱発色層を支持体上に設けてなるものである。
本発明において、感熱発色層に含有させる発色物質として用いる無色又は淡色のロイコ染料に特に制限はなく、例えば、フルオラン誘導体、キナゾリン誘導体、フタリド誘導体、トリフェニルメタン誘導体、フェノチアジン誘導体などを挙げることができる。これらのロイコ染料の中で、フルオラン誘導体は、発色性が良好なので特に好適に用いることができる。
これらのロイコ染料は1種用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いても良く、また感熱発色層に含有させる発色物質の量は、目的とする感熱記録材料の特性に応じて、適宜選択することができる。
本発明は、ジフェニルスルホン架橋型化合物(b)の含有量が3質量%以下のジフェニルスルホン架橋型化合物を顕色剤組成物として用いるものであるが、従来公知の顕色物質を併用して用いることもできる。本発明の顕色剤組成物と従来公知の顕色物質とを併用することにより、公知の顕色物質の発色性を損なうことなく、画像部の保存性と未発色部の保存性をより向上させることが可能となる。
本発明の感熱記録材料には、必要に応じて、感熱発色層に増感剤を含有させることができる。用いることができる増感剤に特に制限はないが、感熱記録材料に一般的に用いられている増感剤として、例えば、ステアリン酸アミド、パルミチン酸アミドなどの脂肪酸アミド類;1,2−ジフェノキシエタン、1,2−ビス(4−メチルフェノキシ)エタン、1,2−ビス(3−メチルフェノキシ)エタン、1,2−ビス(フェノキシメチル)ベンゼン、1,3−ビス(フェノキシメチル)ベンゼン、1,4−ビス(フェノキシメチル)ベンゼン、1,2−ビス(3−メチルフェノキシメチル)ベンゼン、1,3−ビス(3−メチルフェノキシメチル)ベンゼン、1,4−ビス(3−メチルフェノキシメチル)ベンゼン、1,2−ビス(4−メチルフェノキシメチル)ベンゼン、1,3−ビス(4−メチルフェノキシメチル)ベンゼン、1,4−ビス(4−メチルフェノキシメチル)ベンゼン、2−ベンジルオキシナフタレン、シュウ酸ジベンジル、シュウ酸ジ(4−メチルベンジル)、シュウ酸ジ(4−クロロベンジル)、4−アセチルベンジル、N−フェニルトルエンスルホンアミド、トルエンスルホン酸ナフチル、p−ベンジルビフェニル、m−テルフェニル、4,4'−ジプロポキシジフェニルスルホン、4,4'−ジイソプロポキシジフェニルスルホン、4,4'−ジアリルオキシジフェニルスルホン、2,4'−ジプロポキシジフェニルスルホン、2,4'−ジイソプロポキシジフェニルスルホン、2,4'−ジアリルオキシジフェニルスルホン、p−ベンジルオキシ安息香酸ベンジル、テレフタル酸ベンジルなどを挙げることができる。これらは単独で用いることができ、あるいは、2種以上を組み合わせて用いることもできる。
本発明の感熱記録材料においては、感熱発色層にさらに画像安定化剤を含有させることができる。用いる画像安定化剤に特に制限はなく、例えば、4−ベンジルオキシ−4'−(2−メチルグリシジルオキシ)−ジフェニルスルホン、4,4'−ジグリシジルオキシジフェニルスルホン、4,4'−ブチリデンビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2'−ジ−t−ブチル−5,5'−ジメチル−4,4'−スルホニルジフェノール、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、ポリヒドロキシ安息香酸などのポリエステル構造を有する化合物、ウレアウレタンなどのウレタン構造を有する物質、ポリ(フェニルスルホン)エーテルなどのポリエーテル構造を有する物質などを挙げることができる。これらの画像安定化剤は、1種を単独で用いることができ、あるいは、2種以上を組み合わせて用いることもできる。
本発明の感熱記録材料においては、必要に応じて、感熱発色層に填料を含有させることができる。用いる填料としては、例えば、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、クレー、タルク、酸化チタン、水酸化アルミニウム、酸化亜鉛、水酸化亜鉛、硫酸バリウム、表面処理されたシリカなどの無機填料や、ポリスチレンマイクロボール、ナイロンパウダー、尿素−ホルマリン樹脂フィラー、シリコーン樹脂粒子、セルロース粉末、スチレン/メタクリル酸共重合体粒子、塩化ビニリデン系樹脂粒子、スチレン/アクリル共重合体粒子、プラスチック球状中空微粒子などの有機填料などを挙げることができる。これらの填料は1種を単独で用いることができ、あるいは、2種以上を組み合わせて用いることもできる。
本発明の感熱記録材料の製造方法に特に制限がなく、例えば、発色物質、顕色物質、及び必要に応じて添加する増感剤、画像安定化剤、その他の成分を適当な結合剤とともに、水媒体などの媒体中に分散させて感熱発色層の塗布液を調製し、この塗布液を支持体上に塗布し、乾燥することにより製造することができる。発色物質、顕色物質、増感剤を含有する分散液は、発色物質を含有する分散液、顕色物質を含有する分散液及び増感剤を含有する分散液をそれぞれ個別に調製したのち、これらの分散液を混合することにより調製することが好ましい。各分散液中において、発色物質、顕色物質及び増感剤は、微粒子化して分散していることが望ましいので、これらの分散液の調製には、サンドミル、ボールミルなどを用いることが好ましい。
使用する結合剤に特に制限はなく、例えば、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、メトキシセルロース、エチルセルロースル、カルボキシメチルセルロースなどのセルロース誘導体;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、スルホン変性ポリビニルアルコール、シリコーン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などのポリビニルアルコール頬;ゼラチン、カゼイン、澱粉、アルギン酸などの天然高分子類;ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリ酢酸ビニル、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、酢酸ビニル/アクリル酸エステル共重合体、ポリアクリルアミド、アクリルアミド/アクリル酸エステル共重合体、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、イソブチレン/無水マレイン酸共重合体、スチレン/アクリル酸エステル共重合体、スチレン/ブタジエン共重合体、スチレン/ブタジエン/アクリル系共重合体、スチレン/無水マレイン酸共重合体、メチルビニルエーテル/無水マレイン酸共重合体、カルボキシ変性ポリエチレン、ポリビニルアルコール/アクリルアミドブロック共重合体、ポリビニルピロリドン、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、ポリウレタン、ポリアミド樹脂、石油樹脂、テルペン樹脂などを挙げることができる。これらの結合剤は、1種を単独で用いることができ、あるいは、2種以上を組み合わせて用いることもできる。
本発明の感熱記録材料に使用する支持体には特に制限はなく、例えば、中性紙や酸性紙などの紙、合成紙、古紙パルプを用いた再生紙、フィルム、不織布、織布などを挙げることができる。
本発明の感熱記録材料においては、支持体上に、さらに、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、クレー、タルク、酸化チタン、水酸化アルミニウム、酸化亜鉛、水酸化亜鉛、硫酸バリウム、表面処理されたシリカなどの無機填料や、ポリスチレンマイクロボール、ナイロンパウダー、尿素−ホルマリン樹脂フィラー、シリコーン樹脂粒子、セルロース粉末、スチレン/メタクリル酸共重合体粒子、塩化ビニリデン系樹脂粒子、スチレン/アクリル共重合体粒子、プラスチック球状中空微粒子などの有機填料などを含むアンダーコート層やバックコート層を設けることが好ましい。アンダーコート層やバックコート層を設けることにより、断熱層として作用し、サーマルヘッド等からの熱エネルギーの効率的活用による感度向上をもたらすことができる。特に、プラスチック球状中空微粒子を含むアンダーコート層やバックコート層は、熱感度を効果的に向上させることができるので好適に用いられる。
中空率(%)=[(中空微粒子の内径)/(中空微粒子の外径)]×100
プラスチック球状中空微粒子は、前記したように熱可塑性樹脂を殻とするものであるが、該樹脂としては、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリロニトリル、ポリブタジエンあるいはそれらの共重合体樹脂などが挙げられる。これらの中でも、特に塩化ビニリデンとアクリロニトリルを主体とする共重合体樹脂が好ましい。
本発明の感熱記録材料は、色調の異なる発色物質をそれぞれ感熱発色層として多層形成した多色感熱記録材料とすることができる。
なお、実施例において、反応物組成及び化合物組成は、以下の条件にて測定した。
(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)の測定条件)
クロマトグラフ:東ソー(株)製、「HLC−8020」
カラム:昭和電工(株)製、「KF802」に東ソー(株)製、「TSK gel G3000H×L」を2本直列に接続。
カラム温度:50℃
移動相:ジメチルホルムアミド
流量:1.0ml/分
検出器:RI
(高速液体クロマトグラフィー(HPLC)の測定条件)
クロマトグラフ:(株)島津製作所製、「SPD−10AVP」
カラム:(株)島津ジーエルシー製、「Shim−Pack CLC−ODS」
φ6.0mm×0.15m
カラム温度:50℃
移動相:50質量%アセトニトリル水(0.3質量%リン酸)
流量:1.0ml/分
検出器:UV(254nm)
(1)耐水性
作製した感熱記録材料に、感熱印字装置[(株)大倉電気製]を用いて、印字電圧20V、パルス巾3msで発色させ、発色させた部分(画像部)の色濃度を反射濃度計[マクベス社製、「RD−918」]を用いて測定した。次に、20℃の水に24時間浸漬したのち20℃、65%RHで2時間風乾し、画像部の色濃度を測定し、次式により保存率を求めた。
保存率(%)=[(試験後の色濃度/試験前の色濃度)]×100
(2)耐湿熱性
作製した感熱記録材料に、感熱印字装置[(株)大倉電気製]を用いて、印字電圧20V、パルス巾3msで発色させ、発色させた部分(画像部)の色濃度を反射濃度計[マクベス社製、「RD−918」]を用いて測定した。次に、60℃、相対湿度80%で24時間放置したのち、画像部の色濃度を測定し、次式により保存率を求めた。
保存率(%)=[(試験後の色濃度/試験前の色濃度)]×100
(3)耐熱性
作製した感熱記録材料の、発色させていない部分(未発色部)の色濃度を反射濃度計[マクベス社製、「RD−918」]を用いて測定した。次に90℃又は100℃で24時間放置した後、色濃度を測定した。
撹拌機、還流冷却管、温度計を備えた4ツ口フラスコに、4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホン[日華化学社製、商品名「BPS−P(T)」]100g、イソプロパノール200gを入れ、4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンを溶解させた。続いて、水酸化ナトリウム24gを溶解した水溶液300gを加え、60℃まで加熱した後、4,4'−ビス(クロロメチル)−1,1'−ビフェニル50gを添加し、加熱還流状態で3時間撹絆した。その後、水酸化ナトリウム4gを追加し、さらに2時間撹拌した。次いで、50℃まで冷却して希塩酸水溶液を滴下し中和した後、再度加熱し、イソプロパノールを留去した。60℃で結晶を減圧ろ過し、60℃の熱水100gで結晶を洗浄した。得られた結晶にメタノール50gと水250gを加え、1時間加熱還流後、40℃まで冷却し、減圧ろ過により結晶を単離した。乾燥したところ白色の反応生成物98gが得られた。
この反応生成物の組成をゲルパーミエーションクロマトグラフィー[東ソー社製]で測定し、次の組成であることを確認した。
m=1:保持時間 26.0分:ピーク面積比(%) 42
m=2:保持時間 24.5分:ピーク面積比(%) 22
m=3:保持時間 23.5分:ピーク面積比(%) 8
m=4:保持時間 22.7分:ピーク面積比(%) 7
m=5:保持時間 22.1分:ピーク面積比(%) 7
m=6:保持時間 21.6分:ピーク面積比(%) 6
撹拌機、還流冷却管、温度計を備えた4ツ口フラスコに、合成例1で得た結晶の乾燥物50gとメタノール250gを加え、加熱還流状態で3時間撹絆した。35℃まで冷却し、結晶を減圧ろ過し、メタノール50gで結晶を洗浄した。これを乾燥して白色結晶45gを得た。この結晶中の一般式(2)で表されるジフェニルスルホン架橋型化合物(b)の含有率は1.2質量%であった。
撹拌機、還流冷却管、温度計を備えた4ツ口フラスコに、合成例1で得た結晶の乾燥物50gとイソプロパノール250gを加え、加熱還流状態で3時間撹拌した。35℃まで冷却し、結晶を減圧ろ過し、イソプロパノール50gで結晶を洗浄した。これを乾燥して白色結晶45gを得た。この結晶中の一般式(2)で表されるジフェニルスルホン架橋型化合物(b)の含有率は2.5質量%であった。
3−ジブチルアミノ−6−メチル−7−アニリノフルオラン10質量部、10質量%ポリビニルアルコール水溶液10質量部、水30質量部を、サンドミルを用いて4時間微粉砕して分散させることにより、発色物質分散液(A液)を調製した。実施例1で得られた白色結晶10質量部、10質量%ポリビニルアルコール水溶液10質量部、水30質量部を、サンドミルを用いて3時間微粉砕して分散させることにより、顕色物質分散液(B液)を調製した。シリカゲル[水沢化学(株)製、「P527」]10質量部、10質量%ポリビニルアルコール水溶液10質量部、水30質量部を、サンドミルを用いて3時間微粉砕して分散させることにより、シリカゲル分散液(C液)を調製した。ステアリン酸亜鉛10質量部、10質量%ポリビニルアルコール水溶液10質量部、水30質量部を、サンドミルを用いて3時間微粉砕して分散させることにより、ステアリン酸亜鉛分散液(D液)を調製した。非発泡性プラスチック微小中空粒子(固形分24質量%、平均粒径3μm、中空度90%)40質量部、スチレン/ブタジエン共重合体ラテックス[日本ゼオン(株)製、「Nipol(登録商標)LX438C」]10質量部、水50質量部を、ディスパーを用いて撹絆混合させることにより、樹脂液(E液)を調製した。
次に、A液5質量部、B液20質量部、C液20質量部及びD液2.5質量部を、ディスパーを用いて撹拌混合し発色層の塗布液を調製した。また、C液5質量部及びE液10質量部を、ディスパーを用いて撹絆混合しアンダーコート層の塗布液を調製した。
坪量60g/m2の上質紙に、アンダーコート層の塗布液を乾燥塗布量が3g/m2となるように塗布し、乾燥してアンダーコート塗布紙を得た。このアンダーコート層上に、発色層の塗布液を乾燥塗布量が5g/m2となるように塗布し、乾燥し、0.98MPaの圧力でカレンダー処理して本発明の感熱記録材料を作製し、評価を行った。
実施例1で得られた白色結晶10質量部の代わりに、実施例2で得られた白色結晶10質量部を用いて顕色物質分散液(B液)を調製した以外は、実施例3と同様にして感熱記録材料を作製し、評価を行った。
実施例1で得られた白色結晶10質量部の代わりに、合成例1で得られた反応生成物10質量部を用いて顕色物質分散液(B液)を調製した以外は、実施例3と同様にして感熱記録材料を作製し、評価を行った。
実施例3、4及び比較例1の感熱記録材料の評価結果を第1表に示す。
また、第1表に示すとおり、実施例3(化合物(b)含有量:1.5質量%)と実施例4(化合物(b)含有量:2.4質量%)の画像部の耐水性、耐湿熱性及び未発色物の耐熱性は、共に良好であり、両者間に効果の差が認められないことから、ジフェニルスルホン架橋型化合物(b)の含有量が3質量%以下であれば、ジフェニルスルホン架橋型化合物(a)を含有する顕色剤組成物を用いた感熱記録材料は、一定の耐水性、耐湿熱性を示すことが確認された。このような顕色剤組成物は、未発色部(地肌)の保存安定性にも優れている。それに対して、顕色剤組成物中のジフェニルスルホン架橋型化合物(b)の含有量が3質量%を超える比較例1(化合物(b)含有量:4.5質量%)は画像部の耐水性、耐湿熱性に劣り、実施例3、4の効果と比較して顕著な差が認められる。
Claims (5)
- 請求項1に記載の感熱記録用顕色剤組成物と、発色物質として無色又は淡色のロイコ染料とを含有する感熱発色層を支持体上に設けてなることを特徴とする感熱記録材料。
- 前記炭素数1〜4の分岐あるいは直鎖アルコールの使用量が、前記反応生成物に対して、質量比で3〜10倍量である、請求項3に記載の感熱記録用顕色剤組成物の製造方法。
- 請求項3又は4に記載の製造方法により感熱記録用顕色剤組成物を得る工程と、
前記感熱記録用顕色剤組成物と、発色物質として無色又は淡色のロイコ染料とを含有する感熱発色層を支持体上に設ける工程と、
を備える、感熱記録材料の製造方法。
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