JP6146604B2 - 感熱記録媒体の保護層形成用コーティング剤及び感熱記録媒体 - Google Patents
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Description
このように、可塑剤や水、エタノール等の移行を防止し、感熱印字された文字の退色等を防止可能な耐可塑剤性、耐水性、耐エタノール性、及び耐熱性を備えた保護層を形成可能なコーティング剤の開発が求められているものの、未だ見出されていない。
また、前記その他のビニル単量体としては、例えばアミド基を有するビニル単量体、ニトリル基を有するビニル単量体、ヒドロキシル基を有するビニル単量体等を使用することができる。
前記増粘剤は、前記ビニル重合体(A)の全量に対して0.01質量%〜10質量%の範囲で使用することが好ましく、さらに、0.01質量%〜2質量%使用することがより好ましく、コーティング方法に適合した粘度に調整すればよい。また、前記増粘剤は、前記無機充填剤と組み合わせて使用することが好ましい。
前記無機顔料としては、例えば酸化チタン、アンチモンレッド、ベンガラ、カドミウムレッド、カドミウムイエロー、コバルトブルー、紺青、群青、カーボンブラック、黒鉛等を使用することができる。
本発明の感熱記録媒体は、基材上に、少なくとも、感熱発色層(c1)と、該感熱発色層(c1)上に、前記保護層形成用コーティング剤を用いて形成された保護層(c2)とを有するものである。
前記保護層(c2)は、前記感熱記録媒体の保護層形成用コーティング剤を前記感熱発色層(c1)上に塗布した後、該塗布層中に含まれる水性媒体(B)を揮発することによって形成されたものである。なお、前記感熱記録媒体は、必要に応じて、前記した感熱発色層(c1)及び保護層(c2)以外の層を有していてもよい。
また、本発明の感熱記録媒体は、基材裏面からの可塑剤等の移行を防止すること、及び感熱記録媒体の湾曲を抑制することを目的として、感熱記録媒体の裏面に、周知慣用のバックコート層を有していてもよい。また、本発明の感熱記録媒体の裏面には、粘着層を有していてもよい。
[合成例1]
メタクリル酸40質量部(4.65mmol/g)と、アクリル酸エチル60質量部(5.99mmol/g)とレベノールWZ(花王株式会社製、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩、不揮発分25質量%)12質量部及び蒸留水50質量部を混合したものをプレエマルジョンXとした。
攪拌機及び還流冷却機付きのセパラブルフラスコに蒸留水を151質量部入れ、セパラブルフラスコ内を窒素ガスで置換した後、50℃に昇温した。攪拌下、前記プレエマルジョンXの一部である8質量部、10質量%の過硫酸アンモニウム水溶液を1質量部供給し、80℃に昇温した。
その後、前記プレエマルジョンXの残り全量と、1質量%の過硫酸アンモニウム10質量部を、セパラブルフラスコ内を80℃±2℃に保持して60分間で滴下重合させた。滴下終了後、80℃±2℃にて30分間攪拌した。
その後、内容物を冷却し、蒸留水で希釈することで不揮発分23.5質量%、pH2のアクリル増粘剤を得た。
攪拌機及び還流冷却機付きのセパラブルフラスコに蒸留水を250質量部及びアクアロンKH−10(第一工業製薬(株)製の反応性界面活性剤)5質量部を混合し、セパラブルフラスコ内を窒素ガスで置換した後、80℃に昇温し、10質量%の過硫酸アンモニウム水溶液8質量部を供給した。
次いで、下記ビニル単量体混合物1を前記セパラブルフラスコに6時間かけて滴下した後、さらに80℃で2時間重合させ、室温まで冷却した。その後イオン交換水を供給することによって不揮発分20質量%のビニル重合体組成物(X−1)を得た。
(ビニル単量体混合物1)
下記のカッコ内は、重合して得られたビニル重合体1gに対する各ビニル単量体の物質量を表す。
ジメチルアミノプロピルアクリルアミド;0.1質量部(0.0064mmol/g)
アクリル酸ブチル;30質量部(2.34mmol/g)
メタクリル酸メチル;45質量部(4.49mmol/g)
スチレン;9質量部(0.86mmol/g)
メタクリル酸;11質量部(1.28mmol/g)
アクリルアミド;5質量部(0.70mmol/g)
前記ビニル単量体混合物1の代わりに、後述するビニル単量体混合物2を使用したこと以外は、実施例1と同様の方法で、保護層形成用コーティング剤II(不揮発分15質量%、pH9)を得た。
(ビニル単量体混合物2)
下記のカッコ内は、重合して得られたビニル重合体1gに対する各ビニル単量体の物質量を表す。
ビニルピリジン;7質量部(0.67mmol/g)
アクリル酸エチル;6質量部(0.60mmol/g)
アクリル酸ブチル;22質量部(1.72mmol/g)
メタクリル酸メチル;13質量部(1.30mmol/g)
スチレン;18質量部(1.73mmol/g)
アクリル酸;25質量部(3.47mmol/g)
メタクリロニトリル;8質量部(1.19mmol/g)
メタクリルアミド;1質量部(0.12mmol/g)
前記ビニル単量体混合物1の代わりに、後述するビニル単量体混合物3を使用し、かつ、前記10質量%の過硫酸アンモニウム水溶液8質量部の代わりに、4質量%の過硫酸カリウム水溶液25質量部を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で、保護層形成用コーティング剤III(不揮発分15質量%、pH9)を得た。
(ビニル単量体混合物3)
下記のカッコ内は、重合して得られたビニル重合体1gに対する各ビニル単量体の物質量を表す。
ジメチルアミノプロピルアクリルアミド;1質量部(0.064mmol/g)
アクリル酸ブチル;27質量部(2.11mmol/g)
メタクリル酸;12質量部(1.39mmol/g)
メタクリル酸2−ヒドロキシエチル;5質量部(0.38mmol/g)
アクリロニトリル;50質量部(9.42mmol/g)
メタクリルアミド;5質量部(0.59mmol/g)
前記ビニル単量体混合物1の代わりに、後述するビニル単量体混合物4を使用したこと以外は、実施例1と同様の方法で、保護層形成用コーティング剤IV(不揮発分15質量%、pH9)を得た。
(ビニル単量体混合物4)
下記のカッコ内は、重合して得られたビニル重合体1gに対する各ビニル単量体の物質量を表す。
ジメチルアミノプロピルアクリルアミド;2質量部(0.13mmol/g)
アクリル酸ブチル;20質量部(1.56mmol/g)
メタクリル酸メチル;9質量部(0.9mmol/g)
スチレン;20質量部(1.92mmol/g)
メタクリル酸;14質量部(1.63mmol/g)
アクリル酸2−ヒドロキシエチル;5質量部(0.43mmol/g)
アクリロニトリル;20質量部(3.77mmol/g)
アクリルアミド;10質量部(1.41mmol/g)
前記ビニル単量体混合物1の代わりに、後述するビニル単量体混合物5を使用し、かつ、前記10質量%の過硫酸アンモニウム水溶液8質量部の代わりに、4,4−アゾビス(4−シアノ吉草酸)0.8質量部を25質量%のアンモニア1.6質量部で中和して得た中和物及びイオン交換水80質量部を含む水溶液を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で、保護層形成用コーティング剤V(不揮発分15質量%、pH9)を得た。
(ビニル単量体混合物5)
下記のカッコ内は、重合して得られたビニル重合体1gに対する各ビニル単量体の物質量を表す。
ジメチルアミノエチルメタクリレート;10質量部(0.64mmol/g)
アクリル酸ブチル;25質量部(1.95mmol/g)
アクリル酸;50質量部(6.94mmol/g)
アクリロニトリル;10質量部(1.88mmol/g)
アクリルアミド;5質量部(0.70mmol/g)
前記ビニル単量体混合物1の代わりに、後述するビニル単量体混合物6を使用したこと以外は、実施例1と同様の方法で、保護層形成用コーティング剤VI(不揮発分15質量%、pH9)を得た。
(ビニル単量体混合物6)
下記のカッコ内は、重合して得られたビニル重合体1gに対する各ビニル単量体の物質量を表す。
ジメチルアミノプロピルアクリルアミド;1質量部(0.064mmol/g)
アクリル酸ブチル;32質量部(2.50mmol/g)
メタクリル酸;11質量部(1.28mmol/g)
アクリロニトリル;6質量部(1.13mmol/g)
アクリルアミド;50質量部(7.03mmol/g)
前記ビニル重合体組成物(X−1)29質量部と、UW−90[BASF製、カオリンクレー]13質量部をイオン交換水9質量部に分散させた分散液と、ハイドリンZ−7−30[中京油脂(株)製、ステアリン酸亜鉛の31.5質量%の水分散体]1.3質量部と、イオン交換水とアンモニア水を供給することによって水素イオン濃度(pH)を9に調整し、15分間攪拌することによって、感熱記録媒体の保護層形成用コーティング剤VII(不揮発分15質量%、pH9)を得た。
前記ビニル重合体組成物(X−1)29質量部と、UW−90[BASF製、カオリンクレー]13質量部をイオン交換水9質量部に分散させた分散液と、ハイドリンZ−7−30[中京油脂(株)製、ステアリン酸亜鉛の31.5質量%の水分散体]1.3質量部と、前記合成例1で得たアクリル増粘剤を0.37質量部と、イオン交換水を供給することによって、感熱記録媒体の保護層形成用コーティング剤III’(不揮発分15質量%、pH6.5)を得た。
攪拌機及び還流冷却機付きのセパラブルフラスコに蒸留水を250質量部及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.3質量部を混合し、セパラブルフラスコ内を窒素ガスで置換した後、70℃に昇温し、4質量%の過硫酸カリウム水溶液25質量部を供給した。
(ビニル単量体混合物1’)
下記のカッコ内は、重合して得られたビニル重合体1gに対する各ビニル単量体の物質量を表す。
メタクリル酸メチル;31質量部(3.10mmol/g)
メタクリル酸ブチル;39質量部(2.74mmol/g)
メタクリル酸;7質量部(0.81mmol/g)
アクリロニトリル;18質量部(3.39mmol/g)
メタクリルアミド;5質量部(0.59mmol/g)
前記ビニル単量体混合物1の代わりに、後述するビニル単量体混合物2’を使用したこと以外は、実施例1と同様の方法で、保護層形成用コーティング剤II’(不揮発分15質量%、pH9)を得た。
下記のカッコ内は、重合して得られたビニル重合体1gに対する各ビニル単量体の物質量を表す。
アクリル酸ブチル;20質量部(1.56mmol/g)
メタクリル酸メチル;39質量部(3.90mmol/g)
メタクリル酸;20質量部(2.32mmol/g)
メタクリル酸2−ヒドロキシエチル;5質量部(0.38mmol/g)
アクリロニトリル;12質量部(2.26mmol/g)
アクリルアミド;4質量部(0.56mmol/g)
Z−200[日本合成化学工業(株)製のアセトアセトキシ基変性ポリビニルアルコール]を温水に溶解させ、15質量%の水溶液を調製した。その後、UW−90[BASF製、カオリンクレー]13質量部をイオン交換水9質量部に分散させた分散液と、ハイドリンZ−7−30[中京油脂(株)製、ステアリン酸亜鉛の31.5質量%の水分散体]1.3質量部と、グリオキザール0.05質量部、イオン交換水を供給することによって、感熱記録媒体の保護層形成用コーティング剤III’(不揮発分15質量%、pH7)を得た。
実施例または比較例で得た保護層形成用コーティング剤を、保護層を有さないファックス用感熱紙(松下電器株式会社製のUG−0010A4)上に、それぞれワイヤーバーの10番を用いて乾燥被膜が3g/m2となるよう塗布した後、乾燥機を用いて60℃で90秒間乾燥することによって、表面に保護層が形成された感熱記録媒体を得た。
前記で得た感熱記録媒体に、シャープ株式会社製のワープロ(書院WD−220F)を用いて、四角(6mm×30mm)の黒色の1cm各のベタ画像を印字し試験片を作製した。各試験片に印刷された黒色の発色濃度をグレタグマクベス社製の反射発色濃度計D186を用いて測定した。
次いで、前記試験片の保護層の表面に、塩化ビニルからなるラップ(信越ポリマー株式会社製のポリマラップ)を、各試験片の印字部分を覆うように密着させ、40℃で24時間放置した。放置後の、印字部分の発色濃度を、前記同様の方法で測定した。放置前後の感熱発色濃度保持率を下記式にしたがって算出し、かかる値に基づいて耐可塑剤性を評価した。
保持率=[(放置後の感熱発色濃度)/(放置前の感熱発色濃度)]×100
前記保持率が概ね90%以上であるものを、耐可塑剤性に優れるものと評価した。
[耐水ブロッキング性の評価方法]
1種類の保護層を形成した感熱記録媒体を2枚用意し、一方の感熱記録媒体の保護層表面に、水道水を1滴(およそ1ml)付着させた後、該付着面上に、他方の感熱記録媒体の保護層が接触するように載置した状態で5kgの荷重をかけ10秒間貼り合わせた。
その後、前記2枚の感熱記録媒体を剥離した際の、保護層の状態を目視で評価した。
1:保護層の表面に破れが見られず、また、感熱紙の破れも見られなかった。
2:保護層の表面に、若干ブロッキングが発生したものの、感熱記録媒体の破れは見られなかった。
3:保護層の表面に、若干ブロッキングが発生し、保護層の表面の荷重をかけた部分の面積の5%以下の範囲で保護層の破れが見られたが、感熱記録媒体の破れは見られなかった。
4:保護層の表面の荷重をかけた部分の面積の5%以上の範囲で破れが見られたが、感熱記録媒体の破れは見られなかった。
5:感熱記録媒体が破れた。
[耐水ラビング性の評価方法]
各感熱記録媒体の保護層表面のうち、未発色部及び発色部分を、水を含ませた綿棒を用いて500gの荷重で20回こすり、その表面状態を目視で評価した。
1:ラビング前後で全く変化がなかった。
2:ラビング後に、保護層の溶解を確認した。
3:ラビング後に、保護層表面で発色部分の若干の欠落が確認できた。
4:ラビング後に、保護層表面で発色部分の著しい欠落が確認できた。
5:ラビング後に、感熱紙が材破した。
各感熱記録媒体の保護層表面のうち、未発色部及び発色部分を、エタノールをしみこませた絵筆を接触させ、前記保護層表面に塗布した。
1:エタノール塗布前後で全く変化がなかった。
2:エタノール塗布後に、保護層表面の発色部分の5%未満の範囲の欠落が確認できた。
3:エタノール塗布後に、保護層表面の発色部分の5%以上30%未満の範囲の欠落が確認できた。
4:エタノール塗布後に、保護層表面の発色部分の30%以上50%未満の範囲の欠落が確認できた。
5:エタノール塗布後に、保護層表面の発色部分の50%以上の範囲が欠落した。
前記で作製した感熱記録媒体を70℃の乾燥機に24時間入れ、乾燥機に入れる前に未発色であった部分の色の変化をグレタグマクベス社製の反射発色濃度計D186を用いて測定した。発色濃度が低い程良好な結果であることを示す。
Claims (8)
- 3級アミノ基またはピリジニル基と、酸基とを有するビニル重合体(A)、及び、水性媒体(B)を含有する感熱記録媒体の保護層形成用コーティング剤であって、
前記ビニル重合体(A)の酸基が、アンモニアによって中和され形成したものであることを特徴とする感熱記録媒体の保護層形成用コーティング剤。 - 前記ビニル重合体(A)が、前記ビニル重合体(A)1gに対して、前記アミノ基及びピリジニル基からなる群より選ばれる1種以上の官能基を合計0.005mmol〜0.7mmolの範囲で有し、かつ、前記酸基を1.1mmol〜7mmolの範囲で有するものである請求項1に記載の感熱記録媒体の保護層形成用コーティング剤。
- 前記ビニル重合体(A)が、さらにアミド基を有するものである請求項1に記載の感熱記録媒体の保護層形成用コーティング剤。
- 前記ビニル重合体(A)が、前記ビニル重合体(A)1gに対して、前記アミド基を0.1mmol〜7mmolの範囲で有するものである請求項3に記載の感熱記録媒体の保護層形成用コーティング剤。
- 前記ビニル重合体(A)が、3級アミノ基及びアミド基を有する(メタ)アクリル単量体と、酸基を有する(メタ)アクリル単量体とを含有するビニル単量体混合物を重合して得られるものである請求項3に記載の感熱記録媒体の保護層形成用コーティング剤。
- 水素イオン濃度(pH)が、8〜13の範囲である請求項1に記載の感熱記録媒体の保護層形成用コーティング剤。
- さらに、酸基を有するビニル単量体と炭素数1〜2のアルキル基を有する(メタ)アクリル単量体とを含有するアクリル単量体混合物を重合して得られるアクリル増粘剤(D)を含有する請求項1記載の感熱記録媒体の保護層形成用コーティング剤。
- 基材上に、少なくとも、感熱発色層(c1)と、該感熱発色層(c1)上に、請求項1〜7のいずれかに記載のコーティング剤を用いて形成された保護層(c2)とを有することを特徴とする感熱記録媒体。
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