JP7491181B2 - 感熱記録体 - Google Patents
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Description
本発明における支持体は、種類、形状、寸法等に格別の限定はなく、例えば、上質紙(酸性紙、中性紙)、中質紙、コート紙、アート紙、キャストコート紙、グラシン紙、樹脂ラミネート紙、ポリオレフィン系合成紙、合成繊維紙、不織布、合成樹脂フィルム等の他、各種透明支持体等の中から適宜選択して使用することができる。支持体の厚みは特に制限されず、通常、20~200μm程度である。また、支持体の密度は特に制限されず、0.60~0.85g/cm3程度が好ましい。
本発明の感熱記録体は、支持体と感熱記録層との間に下塗り層を有する。下塗り層は、中空粒子、接着剤及び無機顔料Iを含有している。
中空粒子は、クッション性を向上する観点から有機樹脂からなることが好ましい。中空粒子を含有することによって高い断熱性を有する下塗り層は、感熱記録層に加えられた熱の拡散を防ぎ、感熱記録体としての感度を高めることができる。
(1)サンプルの前処理
・サンプルを60℃で一昼夜乾燥してサンプルとする。
(2)試薬
・イソプロピルアルコール(IPA:試薬一級)
(3)測定法
・メスフラスコを精秤する(W1)。
・メスフラスコに乾燥済サンプルを約0.5g取り精秤する(W2)。
・IPAを約50mg加え、十分に振とうして完全にカプセル外の空気を除去する。
・IPAを標線まで加えて精評する(W3)。
・ブランクとしてメスフラスコにIPAのみを標線まで加え精評する(W4)。
(4)真比重の算出
真比重={(W2-W1)×((W4-W1)/100)}/{(W4-W1)-(W3-W2)}
(5)中空率の算出
中空率(%)={1-1/(1.1/真比重)}×100
接着剤としては、例えば、ポリビニルアルコール及びその誘導体、澱粉及びその誘導体、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、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、ポリアクリル酸ソーダ、ポリビニルピロリドン、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・メタアクリル酸エステル共重合体、スチレン・無水マレイン酸共重合体、イソブチレン・無水マレイン酸共重合体、カゼイン、ゼラチン及びそれらの誘導体等の水溶性高分子材料、並びにポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、ポリブチルメタクリレート、エチレン・酢酸ビニル共重合体等のエマルジョン、又はスチレン・ブタジエン系共重合体、スチレン・ブタジエン・アクリル系共重合体等の水不溶性重合体のラテックス等を挙げることができる。これらの中でも、ラテックスを含有する接着剤を用いることが好ましい。接着剤の含有割合は、広い範囲から選択できるが、一般には下塗り層の全固形量のうち、20~70質量%程度が好ましく、25~60質量%程度がより好ましい。
本発明における下塗り層は、無機顔料Iを含有している。無機顔料Iの吸油量は、記録濃度を高めて、耐水可塑剤性と耐アルコール性を向上する観点から、130ml/100g以下が好ましく、125ml/100g以下がより好ましく、110ml/100g以下がさらに好ましい。一方、ヘッドカスの発生やスティッキング等の印字障害を効果的に減らす観点から、50ml/100g以上が好ましく、80ml/100g以上がより好ましい。ここで、吸油量は、JIS K 5101の方法に従い、求められる値である。
(ロイコ染料)
本発明の感熱記録体における感熱記録層には、無色又は淡色の各種公知のロイコ染料を含有させることができる。そのようなロイコ染料の具体例を以下に挙げる。
本発明では顕色剤として、上記一般式(1)で表されるN,N’-ジアリール尿素系化合物を含有する。これにより、優れた耐アルコール性、耐可塑性、耐水可塑性等を発揮することができる。
本発明における感熱記録層は、無機顔料IIとして吸油量が130ml/100g以下の顔料を含有している。無機顔料IIの吸油量は、125ml/100g以下が好ましく、100ml/100g以下がより好ましく、60ml/100g以下がさらに好ましく、50ml/100g以下が特に好ましく、45ml/100g以下が最も好ましい。これにより、耐アルコール性、耐可塑性、耐水可塑性を著しく高めることができる。一方、ヘッドカスの発生やスティッキング等の印字障害を効果的に減らす観点から、30ml/100g以上が好ましい。本発明における感熱記録層は、本発明の効果を損なわない限り、吸油量が130ml/100gを超える顔料を含有してもよい。吸油量が130ml/100gを超える顔料の含有量は、吸油量が130ml/100g以下の顔料1質量部に対して、0.5質量部以下が好ましく、0.3質量部以下がより好ましく、0.1質量部以下がさらに好ましい。吸油量が130ml/100gを超える顔料は、含有されないことが特に好ましい。ここで、吸油量は、JIS K 5101の方法に従い、求められる値である。
感熱記録体では、感熱記録層上に必要に応じて保護層を備えることもできる。保護層は、顔料及び接着剤を含有することが好ましい。さらに保護層には、サーマルヘッドに対するスティッキングを防止する目的で、ポリオレフィンワックス、ステアリン酸亜鉛のような滑剤を含有させることが好ましく、紫外線吸収剤を含有させることもできる。また、光沢を有する保護層を設けることにより、製品の付加価値を高めることもできる。
本発明では、支持体の少なくとも一方面に粘着層を有することが好ましい。これにより、感熱記録体の付加価値を高めることができる。粘着層としては、例えば、一方面に粘着剤、再湿接着剤、ディレードタック型の粘着剤等による塗布加工を施すことにより粘着紙、再湿接着紙、ディレードタック紙等とすることができる。また、支持体の感熱記録層とは逆側の面を利用して、これに熱転写用紙、インクジェット記録用紙、ノーカーボン用紙、静電記録用紙、ゼオグラフィー用紙等としての機能を付与し、両面記録が可能な記録紙とすることもできる。もちろん、両面感熱記録体とすることもできる。また、感熱記録体裏面からの油及び可塑剤の浸透を抑制したり、カールコントロールしたり、帯電防止したりするためにバック層を設けることもできる。保護層上にシリコーンを含有した剥離層を塗布加工し、一方面に粘着剤を塗布加工することにより、剥離紙を必要としないライナーレスラベルとすることも可能である。
感熱記録体は、支持体上に上記各層を形成することにより製造することができる。支持体上に上記各層を形成する方法としては、エアナイフ法、ブレード法、グラビア法、ロールコーター法、スプレー法、ディップ法、バー法、カーテン法、スロットダイ法、スライドダイ法、エクストルージョン法等の既知の塗布方法のいずれを利用してもよい。また、各塗料は1層ずつ塗布及び乾燥して各層を形成してもよく、同一の塗料を2層以上に分けて塗布してもよい。さらに、2つ以上の層を同時に塗布する同時多層塗布を行ってもよい。また、各層を形成し終えた後、又は全ての層を形成し終えた後の任意の過程で、スーパーカレンダー、ソフトカレンダー等の既知の方法を用いて平滑化処理することができる。
中空粒子A:平均粒子径(D50)5.0μm、最大粒子径(D100)13.5μm、中空率90%、2μm以下の粒子の割合0.2体積%、固形分濃度15.0%、発泡タイプ
中空粒子B:平均粒子径(D50)11μm、最大粒子径(D100)23μm、中空率93%、2μm以下の粒子の割合0体積%、固形分濃度15.0%、発泡タイプ
中空粒子C:商品名「ローペイクSN-1055」(ダウ・ケミカル社製)、平均粒子径(D50)1.0μm、最大粒子径(D100)1.8μm、中空率55%、2μm以下の粒子の割合100体積%、固形分濃度26.5%、非発泡タイプ
各中空粒子の平均粒子径(D50)と最大粒子径(D100)は、レーザ回折式粒度分布測定装置SALD2200(島津製作所社製)を用いて、屈折率1.70-0.01iにて測定した。
ラテックスA:スチレン・ブタジエン系共重合体ラテックス開発品(Tg:-35℃、粒子径300nm、固形分濃度48%)
ラテックスB:スチレン・ブタジエン系共重合体ラテックス開発品(Tg:-10℃、粒子径190nm、固形分濃度48%)
ラテックスC:スチレン・ブタジエン系共重合体ラテックス(商品名L-1571、旭化成社製、Tg:-3℃、粒子径190nm、固形分濃度48%)
水酸化アルミニウム:商品名:ハイジライトH-42、昭和電工社製、吸油量43ml/100g
炭酸カルシウム:商品名:ブリリアント-15、白石工業社製、吸油量56ml/100g
クレー:商品名:HYDRAGLOSS90、KaMinLLC社製、吸油量46ml/100g
無定形シリカ:商品名:ニップシールE743、東ソー・シリカ社製、吸油量160ml/100g
(1)下塗り層用塗料の調製
中空粒子A100部、無機顔料Iとして焼成カオリン(商品名アンシレックス93、BASF社製、吸油量105ml/100g)38部、ラテックスAを79.2部、酸化澱粉の25%溶液32部、カルボキシメチルセルロース(商品名:セロゲンAGガム、第一工業製薬社製)1.1部、及び水100部を混合攪拌して、下塗り層用塗料を得た。
3-ジ(n-ブチル)アミノ-6-メチル-7-アニリノフルオラン40部、ポリビニルアルコール(重合度500、鹸化度88%)の10%水溶液40部、及び水20部を混合し、サンドミル(アイメックス社製、サンドグラインダー)を用いて、平均粒子径が0.5μmになるまで粉砕してロイコ染料分散液(A液)を得た。
N,N’-ジ-[3-(p-トルエンスルホニルオキシ)フェニル]尿素40部、ポリビニルアルコール(重合度500、鹸化度88%)の10%水溶液40部、及び水20部を混合し、サンドミル(アイメックス社製、サンドグラインダー)を用いて、平均粒子径が1.0μmになるまで粉砕して顕色剤分散液(B液)を得た。
1,2-ジ(3-メチルフェノキシ)エタン(商品名:KS-232、三光社製)40部、ポリビニルアルコール(重合度500、鹸化度88%)の10%水溶液40部、及び水20部を混合し、サンドミル(アイメックス社製、サンドグラインダー)を用いて、平均粒子径が1.0μmになるまで粉砕して増感剤分散液(C液)を得た。
A液31.8部、B液63.6部、C液22.7部、完全鹸化ポリビニルアルコール(商品名:PVA110、鹸化度:99モル%、平均重合度:1000、クラレ社製)の15%水溶液46.7部、スチレン・ブタジエン系共重合体ラテックス(商品名:L-1571、旭化成社製、固形分濃度48%)14.6部、水酸化アルミニウム(商品名:ハイジライトH-42、昭和電工社製)32部、アジピン酸ジヒドラジド(大塚化学社製)2部、及び水200部を混合撹拌して感熱記録層用塗料を得た。
ジアセトン変性ポリビニルアルコール(商品名:DF-10、日本酢ビポバール社製)の12%水溶液300部、クレー(商品名:HYDRAGLOSS90、KaMinLLC社製)62部、ポリエチレンワックス(商品名:ケミパールW-400、三井化学社製、固形分濃度40%)0.5部、ステアリン酸亜鉛(商品名:ハイドリンZ-8-36、中京油脂社製、固形分濃度36%)5部、及び水150部からなる組成物を混合撹拌して保護層用塗料を得た。
坪量60g/m2の上質紙の片面上に、下塗り層用塗料、感熱記録層用塗料、及び保護層用塗料を乾燥後の塗布量がそれぞれ4.5g/m2、3.5g/m2、2.5g/m2になるように塗布及び乾燥して、下塗り層、感熱記録層、及び保護層を順次形成した後、スーパーカレンダーで表面を平滑化して感熱記録体を得た。
実施例1の感熱記録層用塗料の調製において、水酸化アルミニウムに代えて炭酸カルシウム(商品名:ブリリアント-15、白石工業社製)とした以外は、実施例1と同様に感熱記録体を得た。
実施例1の感熱記録層用塗料の調製において、水酸化アルミニウムに代えてクレー(商品名:HYDRAGLOSS90、KaMinLLC社製)とした以外は、実施例1と同様に感熱記録体を得た。
実施例1の下塗り層用塗料の調製において、中空粒子Aの量を100部に代えて46.7部とし、焼成カオリンの量を38.0部に代えて46.0部とし、水の量を100部に代えて145部とした以外は、実施例1と同様に感熱記録体を得た。
実施例1の下塗り層用塗料の調製において、ラテックスAに代えてラテックスBとした以外は、実施例1と同様に感熱記録体を得た。
実施例1の下塗り層用塗料の調製において、ラテックスAに代えてラテックスCとした以外は、実施例1と同様に感熱記録体を得た。
実施例1の下塗り層用塗料の調製において、中空粒子Aに代えて中空粒子Bとした以外は、実施例1と同様に感熱記録体を得た。
実施例1の感熱記録層用塗料の調製において、C液の量を22.7部に代えて45.5部とし、水酸化アルミニウムの量を32部に代えて22部とし、水の量を200部に代えて190部とした以外は、実施例1と同様に感熱記録体を得た。
顕色剤分散液(D液)調製
4,4’-ビス(3-トシルウレイド)ジフェニルメタン40部、ポリビニルアルコール(重合度500、鹸化度88%)の10%水溶液40部、及び水20部を混合し、サンドミル(アイメックス社製、サンドグラインダー)を用いて、平均粒子径が1.0μmになるまで粉砕して顕色剤分散液(D液)を得た。
顕色剤分散液(E液)調製
上記一般式(2)で表されるウレアウレタン化合物40部、ポリビニルアルコール(重合度500、鹸化度88%)の10%水溶液40部、及び水20部を混合し、サンドミル(アイメックス社製、サンドグラインダー)を用いて、平均粒子径が1.0μmになるまで粉砕して顕色剤分散液(E液)を得た。
顕色剤分散液(F液)調製
上記一般式(3)で表されるジフェニルスルホン架橋型化合物40部、ポリビニルアルコール(重合度500、鹸化度88%)の10%水溶液40部、及び水20部を混合し、サンドミル(アイメックス社製、サンドグラインダー)を用いて、平均粒子径が1.0μmになるまで粉砕して顕色剤分散液(F液)を得た。
実施例1の感熱記録層用塗料の調製において、C液の量を22.7部に代えて0部とし、水酸化アルミニウムの量を32部に代えて42部とし、水の量を200部に代えて210部とした以外は、実施例1と同様に感熱記録体を得た。
実施例1の下塗り層用塗料の調製において、焼成カオリンの量を38部に代えて66部とし、ラテックスAの79.2部に代えてラテックスCの20.8部とし、中空粒子Aの100部に代えて中空粒子Cの56.6部とし、水の量を100部に代えて175部とした以外は、実施例1と同様に感熱記録体を得た。
実施例1の下塗り層用塗料の調製において、中空粒子Aに代えて中空粒子Cとし、焼成カオリンの量を38部に代えて50部とし、ラテックスAの79.2部に代えてラテックスCの25部とし、酸化澱粉の25%溶液の量を32部に代えて20部とし、水の量を100部に代えて130部とした以外は、実施例1と同様に下塗り層用塗料を得た。
実施例1の感熱記録層用塗料の調製において、水酸化アルミニウムに代えて無定形シリカ(商品名:ニップシールE743、東ソー・シリカ社製)とした以外は、実施例1と同様に感熱記録体を得た。
感熱記録評価機(商品名:TH-PMD、大倉電機社製)を用い、印加エネルギー:0.17mJ/dot(中間調)と0.25mJ/dot(高階調)にて各感熱記録体を記録し、得られた記録部の反射濃度を分光濃度計(X-Rite504、X-Rite社製)で測定した。
ポリカーボネイトパイプ(40mmΦ)上にラップフィルム(商品名:ハイエスソフト、日本カーバイド工業社製)を3重に巻付け、その上にラベルプリンタ(商品名:L-2000、株式会社イシダ製)を用いて発色させた各感熱記録体のサンプルを載せ、さらにその上にラップフィルムを3重に巻き付けて、40℃の環境下で24時間静置して処理した。この処理の前後において、記録部の反射濃度を分光濃度計(X-Rite504、X-Rite社製)で測定した。また、下記式により、記録部の残存率を求めた。
残存率(%)=(処理後の記録濃度/処理前の記録濃度)×100
ポリカーボネイトパイプ(40mmΦ)上にラップフィルム(商品名:ハイエスソフト、日本カーバイド工業社製)を3重に巻付け、その上にラベルプリンタ(商品名:L-2000、株式会社イシダ製)を用いて発色させた各感熱記録体を水に5秒間浸漬させたサンプル載せ、さらにその上にラップフィルムを3重に巻き付けて、40℃の環境下で24時間静置して処理した。この処理の前後において、記録部の反射濃度を分光濃度計(X-Rite504、X-Rite社製)で測定した。また、下記式により、記録部の残存率を求めた。
残存率(%)=(処理後の記録濃度/処理前の記録濃度)×100
ラベルプリンタ(商品名:L-2000、株式会社イシダ製)を用いて発色させた各感熱記録体のサンプルを、75体積%エタノール水溶液にそれぞれ10分間と30分間浸漬して処理した。この処理の前後において、記録部の反射濃度を分光濃度計(X-Rite504、X-Rite社製)で測定した。また、下記式により、記録部の残存率を求めた。
残存率(%)=(処理後の記録濃度/処理前の記録濃度)×100
Claims (10)
- 支持体上に、中空粒子、接着剤及び無機顔料Iを含有する下塗り層、ロイコ染料、顕色剤及び無機顔料IIを含有する感熱記録層をこの順に有する感熱記録体において、前記顕色剤として下記一般式(1):
- 前記無機顔料Iの吸油量が130ml/100g以下である、請求項1に記載の感熱記録体。
- 前記無機顔料IIが炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム及びクレーからなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項1又は2に記載の感熱記録体。
- 前記中空粒子の最大粒子径(D100)が10~40μmであり、平均粒子径(D50)が4.0~15μmであり、最大粒子径(D100)と平均粒子径(D50)との比D100/D50が1.8~3.0であり、粒子径2.0μm以下の体積%が1%以下である、請求項1~3のいずれか1項に記載の感熱記録体。
- 前記中空粒子の中空率が80~98%である、請求項1~4のいずれか1項に記載の感熱記録体。
- 前記下塗り層が-10℃以下のガラス転移温度を有する接着剤を含有する、請求項1~5のいずれか1項に記載の感熱記録体。
- 前記感熱記録層が第2の顕色剤としてさらに下記一般式(2):
- 前記第2の顕色剤の含有量がロイコ染料1質量部に対して0.2~3質量部である、請求項7に記載の感熱記録体。
- 前記一般式(1)で表されるN,N’-ジアリール尿素系化合物がN,N’-ジ-[3-(p-トルエンスルホニルオキシ)フェニル]尿素、N,N’-ジ-[3-(o-トルエンスルホニルオキシ)フェニル]尿素、N,N’-ジ-[3-(ベンゼンスルホニルオキシ)フェニル]尿素、N,N’-ジ-[3-(メシチレンスルホニルオキシ)フェニル]尿素、N,N’-ジ-[3-(4-エチルベンゼンスルホニルオキシ)フェニル]尿素、N,N’-ジ-[3-(2-ナフタレンスルホニルオキシ)フェニル]尿素、N,N’-ジ-[3-(p-メトキシベンゼンスルホニルオキシ)フェニル]尿素、N,N’-ジ-[3-(ベンジルスルホニルオキシ)フェニル]尿素、N,N’-ジ-[3-(エタンスルホニルオキシ)フェニル]尿素、N,N’-ジ-[3-(p-トルエンスルホニルオキシ)-4-メチル-フェニル]尿素、N,N’-ジ-[4-(p-トルエンスルホニルオキシ)フェニル]尿素、N,N’-ジ-[4-(ベンゼンスルホニルオキシ)フェニル]尿素、N,N’-ジ-[4-(エタンスルホニルオキシ)フェニル]尿素、及びN,N’-ジ-[2-(p-トルエンスルホニルオキシ)]フェニル尿素からなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項1~8のいずれか1項に記載の感熱記録体。
- 前記支持体の少なくとも一方面に粘着層を有する、請求項1~9のいずれか1項に記載の感熱記録体。
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