JPH02303532A - マイクロカプセル製造用乳化剤、該乳化剤を用いてなるマイクロカプセル及びその製造方法並びに該マイクロカプセルを用いたノーカーボン感圧複写紙 - Google Patents

マイクロカプセル製造用乳化剤、該乳化剤を用いてなるマイクロカプセル及びその製造方法並びに該マイクロカプセルを用いたノーカーボン感圧複写紙

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JPH02303532A
JPH02303532A JP1121314A JP12131489A JPH02303532A JP H02303532 A JPH02303532 A JP H02303532A JP 1121314 A JP1121314 A JP 1121314A JP 12131489 A JP12131489 A JP 12131489A JP H02303532 A JPH02303532 A JP H02303532A
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川合 明
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (A)  産業上の利用分野 本発明は、マイクロカプセル製造用乳化剤、該乳化剤を
用いてなるマイクロカプセルの製造方法、該製造方法に
より得られるマイクロカプセル及び該マイクロカプセル
を用いるノーカーボン感圧複写紙に関するものである。
(B)  従来技術 マイクロカプセルは、lpm〜数百pmまでの大きさの
微粒子として液体、固体、気体を内包し、そのまわりを
、薄い皮膜で均一に覆ったものであり、具体的には、無
色、及び有色染料、医薬品、農薬、香料、飼料等のマイ
クロカプセルが工業的に製品化されている。
その中で最も一般的なものは、感圧複写紙への応用であ
る。すなわち、支持体の裏面に無色の電子供与性染料を
溶解した疎水性液体を含むマイクロカプセルを塗布した
上用紙と、別の支持体の表面に無色の電子受容性顕色剤
を塗布した下用紙の各々の塗布面が対向する様に重ね合
わせ、筆圧を加えるとマイクロカプセルが破壊されて内
包物が放出され、発色剤と顕色剤とが接触し、化学反応
により着色物質が下用紙の表面に形成され、これが複写
紙として得られるものである。
この様にマイクロカプセルはある特性をもった物質の外
側に薄膜を形成させることで、その特性も同時に封じ込
めてしまうことが可能で、必要時に皮膜を破壊すれば内
包された物質を取出すことができるものである。
従来より知られているマイクロカプセルの製造方法とし
ては、 (1)  ゼラチンとアニオン性保護コロイドとのイオ
ンコンプレックスを用いたコアセルベーション法。
(2)内相と外相の界面での皮膜形成反応を利用した界
面重合法。
(3)外相(水相)よす油滴表面に、水不溶性樹脂皮膜
を形成する匝−5itu法(特公昭60−2100、特
開昭53−84881、同54−25277、同54−
49984、同55−47139、同56−51238
、同59−177129)が知られている。
上記カプセル化法においては、内包物の保護力に優れた
緻密な皮膜を有するマイクロカプセルが得られ、工業的
にも広く応用されているものであるが、製造面、品質面
において依然として種々の問題を有していることも事実
である。
すなわち、コアセルベーション法においては、(1)反
応に係るpH1温度、時間、操作が複雑である。
(2)  20%以上の濃度のマイクロカプセルスラリ
ーを得ることが困難であるため、感圧複写紙に用いる場
合に多量の水分を蒸発させねばならないので作業速度、
エネルギーコスト面で改良の余地が大きいこと。
(3)膜材料が天然物であるので品質面、及び価格面で
の変動が大きいこと。
(4)腐敗、凝集の傾向を有するため、長時間の保存に
耐えられない。
等の問題点を有している。
界面重合法については、コアセルベーション法における
問題点は、ある程度改良されているものの反応性の高い
皮膜基材を(比較的高温で)反応させるため、不安定な
物質、あるいは熱変性し易い物質のカプセル化には向か
ない。
また、耐溶剤性、耐水性についても改良すべき点が残さ
れているものである。
in −5itu’法においては、各種アミノ樹脂によ
るカプセル化が提案されており、現在工業的にも広く応
用されているものであるが、次の問題点を有することも
事実である。
(1)疎水性液体を微小滴状に乳化する水溶性高分子物
質が比較的高粘度であるため、得られたマイクロカプセ
ル分散液も必然的に高粘度となり、固形分50%以上の
良好な流動性を有するマイクロカプセルスラリーを得る
ことは事実上困難である。
(2)  (1)に対し低粘度の水溶性高分子物質、若
しくは適当な溶媒で希釈し、低粘度化した水溶性高分子
を乳化剤として用いた場合には、疎水性液体の乳化安定
性が低下し疎水性液体同士の凝集あるいは凝−が生じる
(3)物理的、化学的に高い皮膜強度、及び安定性を得
る為には、高温の反応条件、若しくは多量の膜材量を投
入する必要がある。条件変動に敏感なカプセル化法を採
用するには上記のように条件を変更させることは好まし
くなく、特に、工業的製造においては設定条件のわずが
な誤差や予期しない条件の変動により不良製品が発生し
やすくなり、工業的適用範囲は極めて限定されてしまう
又、従来より知られている製造方法で得られるマイクロ
カプセルをノーカーボン感圧複写紙に用いると、静圧発
色汚れの防止および耐熱性の点で十分とは言えなかった
(C)  発明が解決しようとする課題本発明は、(B
)項で示した従来より知られているマイクロカプセル化
法における問題点を解決することを目的としており、と
りわけ、疎水性液体を芯物質として含むin −5it
u法によるマイクロカプセルの製造方法に好適である水
溶性高分子系乳化剤を提供することを目的とする。更に
は、前記乳化剤を使用し、しかもin −5itu法を
採用することにより、高固形分濃度、低粘度のマイクロ
カプセルスラリーを収得し、かつ少量の膜剤使用量にお
いてもより強靭な皮膜を備え得るマイクロカプセルを提
供することを目的としている。
また更には改良した製造方法によるマイクロカプセルを
用いて静圧発色汚れの防止および耐熱性の点で優れたノ
ーカーボン感圧複写紙を提供することを目的としている
(D)  課題を解決するための手段 本発明は、水溶性高分子物質を有効成分として含有する
マイクロカプセル製造用乳化剤において、該水溶性高分
子物質が(A)ベンジル(メタ)アクリレート、(B)
ジイソブチレン、(C)スチレン及び (D)無水マレ
イン酸からなる四元共重合体であることを特徴とするマ
イクロカプセル製造用乳化剤であり、更に好ましくは該
四元共重合体のモノマー組成が、(A) + (B) 
+(C) + (D)= 100モル%に対し、(A)
ベンジル(メタ)アクリレート及び(B)ジイソブチレ
ンの総量が0.1〜50モル%、(C)スチレンが5〜
59.9モル%、(D)無水マレイン酸が40〜50モ
ル%で構成されてなるマイクロカプセル製造用乳化剤で
ある。
更に本発明は、水溶性高分子物質を含む水性媒体中で、
アミノアルデヒド縮重合物を壁膜材料とするマイクロカ
プセルの製造方法において、該水溶性高分子物質として
(A)ベンジル(メタ)アクリレート、(B)ジイソブ
チレン、(C)スチレン及び(D)無水マレイン酸から
なる四元共重合体を用いることを特徴とするマイクロカ
プセルの製造方法に関し、更に好ましくは該四元共重合
体のモノマー組成が、(A)+(B)+(C)+(D)
=100モル%に対し、(A)ベンジル(メタ)アクリ
レート及び(B)ジイソブチレンの総量が0.1〜50
モル%、(C)スチレンが5〜59.9モル%、(D)
無水マレイン酸が40〜50モル%で構成されてなるマ
イクロカプセル製造用乳化剤を使用し、かつ壁膜材料と
してアミノアルデヒド縮合物を使用することを特徴とす
るマイクロカプセルの製造方法に関する。
上記四元共重合体の製造法は、特に制限はされず、公知
の各種方法を適宜選択して採用することができ、例えば
乳化重合、懸濁重合、溶液重合等があげられる。好まし
くは、各モノマー成分を例えばアセトン、メチルエチル
ケトン、メチルイソブチルケト、ン等の適当な有機溶媒
中で共重合せしめた後、該有機溶媒を除去することによ
り得られる。重合開始剤としても特に制限なく各種公知
のものを使用できる。上記溶液重合方法の場合には、ベ
ンゾイルパーオキサイド、ターシャリ−ブチルパーオキ
シベンゾエート、ターシャリ−ブチルパーオキシ2−エ
チルヘキサノエート等の有機過酸化物、アゾビスイソブ
チロニトリル、ジメチル−2,2′  −アゾビスイソ
ブチレート等の有機アゾ化合物等を好適に使用しうる。
得られた共重合体を本発明のマイクロカプセル製造用乳
化剤として使用するには、該共重合体を適当な中和剤に
より適宜中和し、水に稀釈溶解すればよい。
各構成モノマーの組成比率は、上記範囲の中で変動する
には特に問題ないが、いずれか一つでもこの範囲からは
ずれると、得られたマイクロカプセル製造過程及び品質
にとって好ましくない現象が生じてくる。
具体的には(D)無水マレイン酸の構成比率が50%以
上になると、各構成成分の規則的な共重合反応が困難と
なるばかりか、生成したものを乳化剤水溶液として用い
ても乳化工程中に疎水性液体の分離、または巨大な疎水
性液体粒子が存在する様になる。また無水マレイン酸の
構成比率が40%以下では、共重合反応は比較的順調に
進行するが、生成物は、水に不溶性になったり激しい粘
度上昇が生じて、乳化工程に好ましくない現象をもたら
す。またスチレンの比率がこの範囲より高ければ(ベン
ジル(メタ)アクリレート及びジイソブチレンが少なけ
れば)本発明で述べる様な強靭な皮膜は得られないし、
逆にベンジル(メタ)アクリレート及びジイソブチレン
の比率が高くなると、水溶性高分子の粘度が高くなる傾
向を示し、乳化工程に支障をきたすか、不完全カプセル
が発生する結果となり好ましくない。
本発明で用いられる水溶性高分子のゲルパミ工−ション
クロマトグラフによる測定分子量はポリスチレン換算で
100万以下が好ましく、B型粘度計による粘度は、1
0%pH4,0,25°Cの水溶液で20〜2000 
cpsの範囲であることが好ましい。
本発明におけるマイクロカプセルの製造方法は、基本的
に次の4つの過程より成る:(1)水溶性高分子の調製
過程、 (2)芯物質の調製過程、 (3)アミノアルデヒド初期縮合物の調製過程及び(4
)アミノアルデヒド樹脂の形成過程である。
(1)の水溶性高分子の調製過程において、水溶性高分
子溶液の濃度は、その粘度、乳化安定性により決定され
るが、3〜15%の範囲が好ましい。水溶液のpHは通
常7以下の酸性領域に設定されるが、好ましくは6以下
である。
pHを調整する為には、水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウム、アンモニア等の塩基、もしくは酢酸、塩酸、シュ
ウ酸等の酸が用いられる。
(2)の芯物質として具体的には、各種染料、医薬品、
農薬、液晶、香料、顔料等が溶解もしくは分散されて用
いられる。とりわけ感圧複写紙用マイクロカプセルとし
て用いる際には芯物質として電子供与性発色剤(有機系
の無色染料)が用いられるが、その溶媒としては、ジア
リルアルカン、アルキルナフタレン、ジベンジルベンゼ
ン誘導体、アルキルベンゼン、パラフィン、シクロパラ
フィン、塩素化パラフィン、及び各種のエステル類、鉱
物油、植物油等が挙げられる。
本発明で使用されるアミノアルデヒド樹脂としては、尿
素−ホルマリン樹脂、メラミン−ホルマリン樹脂、ベン
ゾグアナミン樹脂、ブチル化メラミン樹脂、ブチル化尿
素樹脂が知られているが、メラミン−ホルマリン樹脂が
特に好ましい樹脂として挙げられる。
(3)で使用するこれら樹脂の初期綜合物は、対応する
モノマー同士を適当な濃度、pH1温度条件下で反応さ
せる事により容易に得られるが、既製の市販品を用いて
も構わない。
これらアミノアルデヒド初期縮合物と芯物質となる油溶
性液体とを一般には重量比で1:3〜1:40の範囲で
添加使用するが、必ずしもこれに限定されるわけでなく
芯物質、膜材様、または用途により適宜変更して使用す
ればよい。上記初期綜合物の代りに対応する単体(モノ
マー)同士を使用してもよい。尚、この(3)の過程は
、使用する原材料によって省略してもよく、必須のもの
ではない。
(4)アミノアルデヒド樹脂の樹脂形成過程すなわち、
反応過程は、一般には50〜90°Cの温度範囲で行な
われ、通常1〜3時間で樹脂形成反応は終了する。その
樹脂形成時に反応を促進する触媒、及び反応終了後、過
剰なホルムアルデヒドの処理剤を用いることも何ら差し
支えない。
本発明の方法により得られるマイクロカプセルスラリー
は高濃度で調製される上に、低粘度であり、さらに強靭
な皮膜を有するものである。とりわけノーカーボン紙用
マイクロカプセルとして用いる際には、コーティング作
業性が極めで良好であり、より高濃度、高速塗抹が可能
となる。
本発明のノーカーボン感圧複写紙は、支持体上に電子供
与性発色剤を内包する本発明のカプセル、緩衝剤、バイ
ンダーを塗抹して得られる。本発明で使用する緩衝剤と
は、マイクロカプセルの破壊を防止する目的で添加され
るものであり、一般には、小麦でん粉、馬鈴薯でん粉、
セルロース微粉末、合成プラスチックピグメント等が用
いられるが、その種類及び量は特に限定されない。
バインダーとしては、一般にラテックス、胃溶性でん粉
、カゼイン、ゼラチン、アラビアゴム、ポリビニルアル
コール、メチルセルロース等が単独又は混合して用いら
れ、カプセル及び緩衝剤を支持体上に固着させる目的で
使用されるが、その種類及び量は特に限定されない。
支持体としては、通常セルロース繊維を主体とする酸性
紙、中性紙が用いられるが、合成紙を用いることも何ら
差し支えない。
(E)  実施例 以下に本発明の実施例を示す。
なお、実施例中の部数は、全て重量部を示す。
実施例1 [水溶性高分子の製造例] 還流冷却器、温度計、窒素導入管、滴下ロート2本を付
した2eのコルベンにメチルイソブチルケトン200g
を仕込み、110〜115°Cに昇温した後、同温度で
スチレン52g(0,5モル)、ベンジルメタクリレー
ト44g(0,25モル)、ジイソブチレン(2,4,
4−トリメチルペンテン−1として76重量%含有)3
6.9g(2,4,4−1−リメチルペンテンー1とし
て0.25モル)、無水マレイン酸98g(1モル)及
びメチルイソブチルケトン200gからなるモノマー溶
液とターシャリ−ブチルパーオキシベンゾエート2.2
gとメチルイソブチルケトン100gとからなる開始剤
溶液をそれぞれ別の滴下ロートより2時間かけて滴下し
、さらに、2時間上記温度を保持した。ついで、重合を
完結させるために、ターシャリ−ブチルパーオキシ2−
エチルヘキサノエート2.2gとメチルイソブチルケト
ン50gとからなる開始剤溶液を30分で滴下し、1時
間上記温度に保った。該重合液を1006C以下に冷却
した後、水150gと48%苛性ソーダ75g(0,9
モル)を加えたのち、常法により水蒸気を吹込み、メチ
ルイソブチルケトンを除去した後、水を加え、固形分濃
度が8%となる様に調整し水溶性高分子を得た。性状は
次の通りであった。
pH=4.7   B型粘度(25°C)は70cps
0[マイクロカプセル化J マイクロカプセルの芯物質としてクリスタルバイオレッ
トラクトン(CVL ) 3部をハイゾール5ASN 
−’ 296 (日本石油化学製芳香族溶媒)96部に
溶解した溶液を用意した。
乳化剤水溶液として前記製造例で得た水溶性高分子溶液
180部に、上記疎水性液体220部を強撹拌下、徐々
に添加し体積平均粒径が5ミクロンになるまで撹拌を続
は乳化液を得た。
別にメラミン11部、37%ホルムアルデヒド水溶液2
1.2部、水28.2部を混合し水酸化ナトリウムを加
えてpHを9とし加熱することにより溶解させメラミン
−ホルムアルデヒド初期純金物の水溶液を得、乳化液中
に添加し、70°Cの温度下2時間撹拌を続は反応を終
了した。
マイクロカプセルの生成を確認後、室温まで冷却し苛性
ソーダ水溶液でpHを9.0まで上げマイクロカプセル
化を全て終了した。
こうして得たマイクロカプセル液固形部で100部に小
麦澱粉粒子30部と10%ポリビニルアルコール水溶液
100部を加え、40 g / m2の上質紙に乾燥塗
布量が5g/m2となる様に塗布しノーカーボン感圧記
録紙上用紙(CB)を得た。これを市販のノーカーボン
感圧記録紙下用紙(三菱NCR紙下川下用紙40.40
 g / m2ベースの下用紙)と組み合わせタイプラ
イタ−印字したところ発色性良好なノーカーボン紙が得
られた。
実施例2 実施例1中の製造例において、スチレンの添加量を20
.8g(0,2モル)、ベンジルメタクリレートを70
.4g(0,4モル)、ジイソブチレン(2,4,4−
)リメチルベンテンー1として76重量%含有)を59
.0g(2,4,4−)リメチルベンテンー1とじて0
.4モル)使用した以外は全て同様にして水溶性高分子
の調製を行なった。
得られた水溶性高分子の性状は、固形分濃度7.5%、
B型粘度(25°C)120 cps 、 pH5,0
であった。
この水溶性高分子を乳化剤溶液として用い実施例1と同
様カプセル化及びCBレシート作製を行なった。
実施例3 実施例1中の製造例において、スチレンを80g(0,
77モル)、ベンジルメタクリレートを52.8 g(
0,30モル)、ジイソブチレン(2,4,4−)リメ
チルベンテンー1として76重量%含有) ヲ14.7
 g(2,4,4−)リメチルペンテンー1として0.
1モル)使用した以外は全て同様にして水溶性高分子の
調製を行なった。
得られた水溶性高分子の性状は、固形分濃度8.0%、
B型粘度(25°C)70cps、 pHは4.8であ
った。
この水溶性高分子を乳化剤水溶液として用い実施例1と
同様にカプセル化及びCBレシート作製を行なった。
実施例4 実施例1で得られた、疎水性液体の乳化液中に尿素14
部を溶解した水溶液42部と37%ホルムアルデヒド水
溶液29部を添加し60°Cの温度で2時間撹拌を続け
、反応を終了した。
このマイクロカプセルの生成を確認後、室温まで冷却し
苛性ソーダ水溶液でpH9,0まで上げマイクロカプセ
ル化を終了した。また実施例1と同様にCBレシート作
製を行なった。
比較例1 [スチレン−無水マレイン酸共重合体水溶液の製造]実
施例1中の製造例において、ベンジルメタクリレート4
4g(0,25モル)、ジイソブチレン(2,4,4−
トリメチルペンテン−1として76重量%含有)36.
9g(2,4,4−)リメチルペンテンー1として0.
25モル)の代わりに、スチレン52g(0,5モル)
を使用する以外は、すべて実施例1と同様にした。得ら
れたスチレン−無水マレイン酸共重合体水溶性高分子の
性状は、固形分8%、B型粘度(25°C)250cp
s、 pH4,8であった。
[マイクロカプセル化] この水溶性高分子を乳化剤水溶液として用い、実施例1
のメラミン−ホルムアルデヒドとともに加える水28.
2部の代わりに水130.6部を使用する以外は、すべ
て実施例1と同様にカプセル化及びCBレシート作製を
行なった。
比較例2 水溶性高分子溶液としてpH3,5に調整したエチレン
−無水マレイン酸二元共重合体(米国モンサンド社製商
品名EMA −31)の8.0%水溶液180部に実施
例1の疎水性液体220部を添加し同様に乳化した。
次にメラミン13部と37%ホルムアルデヒド水溶液2
5.1部、水132部をpH9,0で加熱溶解しメラミ
ンホルムアルデヒド初期縮合物を得、上記乳化液中に添
加し70°Cの温度下2時間撹拌を続は反応を終了した
得られたマイクロカプセルスラリーを実施例1と同様に
処理してノーカーボン感圧複写紙上用紙(CB)を得た
前記実施例、比較例で得られたマイクロカプセル及び感
圧複写紙上用紙を次の方法で評価し判断基準とした。
・固形分 105°C13hr乾熱処理後のカプセルの固形分濃度
・粘度 B型粘度計、25°Cにおける55%濃度カプセルエマ
ルジョンの粘度(比較例のみ45%)、ブルースポット カプセルエマルジョンの固形分濃度が20%になる様に
水で希釈し、CFレシート顕色剤塗布面に乾燥塗抹量6
 g / m2となるように直接塗布し乾燥後、100
cm3当りの斑点の数を数える。カプセル化の悪いもの
ほど点数が多く実用的には5個以下が好ましい。
・静圧発色汚れ CBレシートCFレシート塗布面が対向する様に、重ね
合わせ、20 Kg / cm2の圧力で30秒間静圧
を加えた後のCFシート面の反射率を測定。値が大きい
ほどマイクロカプセル皮膜が丈夫であることを示す。
・耐熱性 CBレシートCFレシート塗布面が対向する様に重ね合
わせ、50g/m2の軽荷重を加え、140°Cの雰囲
気で3時間放置した後のCFシート面の反射率を測定し
た。値が大きいものほど耐熱性に優れ皮膜が丈夫である
ことを示している。
前記静圧発色汚れ、及び耐熱性の評価には日本電色工業
■製カラーディファレンスメーターND101 DP型
を用いた。評価結果は発色部分の反射率l未処理部分(
地肌部分)の反射率X100(%)で示した。以上の測
定方法に基づき評価した結果を表工に示す。
表工 (F)  発明の効果 本発明は、実施例の結果からも明らかな様に、少量の膜
材量においても高強度のカプセルが低粘度、高固形分で
得られるものであった。
特に感圧複写紙用の製造に本発明の方法を適用した場合
には、粘度が低いのでコーティング適性が優れ、尚かつ
発色性、耐汚染性に優れた感圧複写紙が得られるという
効果が得られる。
さらに、本発明で得られる予期し得なかった効果として
乳化時間の短縮、すなわち、疎水性液体を所望の大きさ
に揃えるに要する時間が従来から知られているものに比
べ著しく短縮化される効果が得られる。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)水溶性高分子物質を有効成分として含有するマイ
    クロカプセル製造用乳化剤において、該水溶性高分子物
    質が(A)ベンジル(メタ)アクリレート、(B)ジイ
    ソブチレン、(C)スチレン及び(D)無水マレイン酸
    からなる四元共重合体であることを特徴とするマイクロ
    カプセル製造用乳化剤。
  2. (2)(A)ベンジル(メタ)アクリレート、(B)ジ
    イソブチレン、(C)スチレン及び(D)無水マレイン
    酸からなる四元共重合体のモノマー組成が、(A)+(
    B)+(C)+(D)=100モル%に対し、(A)ベ
    ンジル(メタ)アクリレート及び(B)ジイソブチレン
    の総量が0.1〜50モル%、(C)スチレンが5〜5
    9.9モル%、(D)無水マレイン酸が40〜50モル
    %である請求項1記載のマイクロカプセル製造用乳化剤
  3. (3)水溶性高分子物質を含む水性媒体中で、アミノア
    ルデヒド縮重合物を壁膜材料とするマイクロカプセルの
    製造方法において、該水溶性高分子物質として(A)ベ
    ンジル(メタ)アクリレート、(B)ジイソブチレン、
    (C)スチレン及び(D)無水マレイン酸からなる四元
    共重合体を用いることを特徴とするマイクロカプセルの
    製造方法。
  4. (4)(A)ベンジル(メタ)アクリレート、(B)ジ
    イソブチレン、(C)スチレン及び(D)無水マレイン
    酸からなる四元共重合体のモノマー組成が、(A)+(
    B)+(C)+(D)=100モル%に対し、(A)ベ
    ンジル(メタ)アクリレート及び(B)ジイソブチレン
    の総量が0.1〜50モル%、(C)スチレンが5〜5
    9.9モル%、(D)無水マレイン酸が40〜50モル
    %である請求項3記載のマイクロカプセルの製造方法。
  5. (5)壁膜材料がアミノアルデヒド縮重合物である請求
    項3又は4記載のマイクロカプセルの製造方法により得
    られるマイクロカプセル。
  6. (6)電子供与性発色剤を内包した請求項5記載のマイ
    クロカプセル、緩衝剤及びバインダーを含有する塗層を
    支持体上に有する事を特徴とするノーカーボン感圧複写
    紙。
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