JPH0363169A

JPH0363169A - 光照射熱変換シート

Info

Publication number: JPH0363169A
Application number: JP1200548A
Authority: JP
Inventors: Hisami Satake; 寿巳佐竹; Tomoaki Nagai; 永井　共章; Hiroshi Fukui; 浩福井; Yoshiyuki Yokoyama; 横山　美幸; Akio Sekine; 関根　昭夫
Original assignee: Jujo Paper Co Ltd
Current assignee: Jujo Paper Co Ltd
Priority date: 1989-08-02
Filing date: 1989-08-02
Publication date: 1991-03-19
Anticipated expiration: 2011-01-17
Also published as: JPH082687B2

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】［産業上の利用分野］本発明は直接加熱手段を用いることなく、近赤外光を含
む光を照射することにより、シート面およびシート自体
を瞬時に加熱可能な機能性シートに関するものである。

［従来の技術］情報を記録する手段として、印刷、複写およびインクジ
ェット記録において多くの場合、インクやトナー等を安
定化、定着又は固着させるために種々の手法がとられて
いる。

印刷の場合はドライヤーで加熱乾燥させたり、インク中
に乾燥性を高める材料や自然に乾燥に向いている樹脂、
揮発しやすい溶剤等を使用することで定着性を高めてい
る。

複写機またはレーザープリンターなどにおいては、工程
中、トナー画像のトナーを溶融し、記録紙に固着させる
ことが必要であり、その方法として熱圧定着、オーブン
定着、圧力定着、光定着が知られている。一般には熱圧
定着が多く利用されている。光定着は、トナー自体の光
吸収性を利用するものでベースシートは全く関係がなく
、カラー印字の場合光吸収性を高めるため、トナー粒子
中に近赤外吸収性を組み込む方法がとられている（特開
昭６３−１６１４６０号公報）。

このように安定した画像を得るために、工程中、乾燥、
加熱等の手段をなんらかの形で利用している。

熱を特に加えない場合は、インクジェット記録や新聞印
刷のように吸収性あるいは吸油性の高いインク受理層を
設けることによって安定化を計ったり、印刷後に時間を
かけて自然に印刷部分を安定化する方法があるが、この
場合上記受理層に特別な塗工層が必要でコスト的に不利
になったり、安定化するまで時間がかかるという問題が
あった。

これまで近赤外吸収色素を利用して光をヒートモードで
利用する考えは光ディスク、光カード等の記録体におい
てすでに公知である。これらの場合、ビット形成による
反射量の変化を利用することが主要な目的であり、ＳＮ
比や、半導体レーザー等の書き込み、読み出しの関係上
、光学的な精密さが必要であり、又、非常に薄い膜層が
要求され、高度の技術と高価な設備が必要であった。

［発明が解決しようとする課題］ベースシートに光を照射することによって瞬時に１００
℃以上の高温に加熱することができれば上記の安定化、
定着等において今までのインク、トナーを使用した場合
でも、短い時間で安定化もしくは定着が行な得る可能性
があるが、そのような機能性ベースシートは開発されて
いなかった。

そこで本発明は、着色が少なくかつ光照射によって瞬時
に発熱可能なベースシートの提供を課題とした。

［課題を解決するための手段］上記課題は、０．７〜２．５μの近赤外線領域に最大吸
収波長を有する近赤外吸収剤を支持体に、あるいは支持
体上に設けた塗工層中に含有せしめ、０．７〜２．５μ
の波長を含む光を吸収して熱に変換放出することを特徴
とする光照射熱変換シートとすることにより解決された
。

特に近赤外吸収剤として、微粒化された黒鉛、硫化銅、
硫化鉛、黒色チタンおよび四酸化三鉄から選択された溶
剤に溶解しない分散性近赤外吸収剤あるいは水溶性近赤
外吸収剤を使用すると効果的であり、又、分散性近赤外
吸収剤と溶剤溶解性近赤外吸収剤を重量比で１０：９０
〜９０：１０の比率で使用すると更に効果的であり、又
、填料として中空ピグメントを含有した塗工層を支持体
上に設けることによって一層効果的な光照射熱変換シー
トが得られる。

この機能シート上に色調コントロール層を設けることに
よってさらに外観のすぐれた光照射熱変換シートが可能
になる。

本発明で使用する近赤外吸収剤としては次の材料が例示
できる。

分散性吸収剤としては、人造黒鉛、鱗状黒鉛、鱗片黒鉛
、土状黒鉛等の天然黒鉛が使用できる。

又、その他に硫化鋼、硫化鉛、黒色チタンが好適である
が、いづれも平均粒径を３μ以下に微粒化したものが望
ましい。微粒化方法は乾式、湿式どちらでもよく、湿式
の場合、アトライターやサンドグラインダーが使用でき
る。

溶解性近赤外吸収剤としては、水、アルコール、トルエ
ン等の塗料の塗液に使用する通常の溶媒に溶解する有機
系の最外吸収剤である。下記に示すものが例示できる。

１゜ポリメチン系色素（シアニン色素）２５２５（ＩＲ−１４１１）２Ｉ４ＣＨ３２４ｏｃｎ。

２゜アズレニウム系色素５゜クロコニウム系色素３゜ビリリウム、チオピリリラム系色素６゜チオールニッケル錯体塩素色素璽＝Ｎｉ４゜スクワリリウム系色素８゜トリアリルメタン系色素７゜メルカプトフェノール、メルカプトナフト− Ｎ（Ｃｈ　）　２ル錯体系色素Ｎ（ＣＨｉ　）　２９゜インモニウム、ジインモニウム系色素１０゜アントラキノン系色素１２゜水溶性シアニン色素Ｈ２３Ｇ。

Ｉ１１２３す１ＩＩＬＣＨｉＣＨｉＣ藷。

ＣＢ。

ＬＲ３１ｈ（ＣＨｉ）ｓ０３（ＣＨｉ２ハＯ３１ＣＨｌＣ１ｌ。

ＣＨ。

ＣＬＣＩ。

ＣＬＣＨ。

（ＣＬ））０ｓ（Ｃ１ｈハＳ（ｈ五ＣＢ。

ＣＨｌＣＬＣＨ。

ＣＬＣＨ３Ｃ１ｌ。

ＣＬＣＨ３ＣＬＣＢ。

Ｃｔｌ。

（ＣＨ２）４０３１（ＣＨ２）４ＳＯ。

ｌまた、日本感光色素研究新製の次の色素も使用できる。

ＮＤＬ−１０１，ＮＤＬ−１０２，ＮＤＬ−１１２，Ｎ
Ｋ−５，■−７８．　ＮＫ−１２３゜ＮＫ−１２４，Ｎ
Ｋ−１２５，ＮＫ−１２６，■−１３６，ＮＫ−１３８
，ＮＫ−１８６゜Ｎ［−４２７，Ｎ［−５２９，ＮＫ−
１４１，ＮＫ−１１４４，ＭＷ−１１５０，■−１４５
６ＮＫ−１５１１．■−１５９０，■−１６６６、Ｎｌ
［−１７４７，ＮＫ−１８８？。

ＮＫ−１９６７、■−２０１４，ＮＫ−２２０４，ＮＫ
−２２６８，ＮＫ−２４０９゜■−２４２１．■−２６
２７．　Ｇ−ｚ６７４．　ＮＫ−２９２９，■−３０２
７゜ＮＫＸ−１１３，ＮＫＸ−１１４ＩＣ１社製の次の近赤外吸収剤も使用できる。

５１０１７Ｓ６．５１１６５１０．５１１６５１０／２
．５１０９１８６，５１０９５８４゜５１０９５６４／
２日本火薬側製の次に近赤外吸収剤も使用できる。

ＣＹ−２，ＣＹ−４，ＣＹ−９，ＣＹ−２０，ＩＲ−７
５０，ＩＲ−８２０，ＩＲＱ−００２゜ＩＲＱ−００３
，ＩＲＧＯ２２，ＩＲＱ−０２３これらの近赤外線吸収
剤の添加量はシートの白色度を下げないためにはできる
だけ少ない方が望ましいが、それでも発熱温度を１００
℃以上にするためには一般的に支持体重量あるいは支持
体上に設けた塗工層重量の１．５％以上が必要で、地肌
のバランスから１〜１０％が望ましく１．５〜４％の添
加量が最も望ましい。

本発明では上記した水、アルコールおよび有機溶媒に不
溶性である微粒化された分散性近赤外吸収剤と溶解性近
赤外吸収剤とを個別に積層することによっても発揮でき
、又両者を同一層中に併用することによって最大限その
効果を高めることを見い出した。

又、この両者の比率をコントロールすることによって着
色した分散性近赤外吸収剤が添加されているかどうか気
づかない程度まで外観のすぐれたシートが得られ、かつ
光照射によって１００℃以上の発熱状態が得られること
は実に予想外の現象である。

支持体上に設ける塗工層で使用する充填剤としては通常
の紙加工の分野で用いられる無機有機の充填剤がすべて
使用可能で、これには例えばクレー　タルク、シリカ、
炭酸マグネシウム、アルミナ、水酸化アルミニウム、水
酸化マグネシウム、硫酸バリウム、カオリン、酸化チタ
ン、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、尿
素、ホルマリン樹脂、ポリスチレン、フェノール樹脂等
の微粒子が挙げられる。

さらに、保存性を高める目的で高分子物質等のオーバー
コート層を支持体上にあるいは塗工層上あるいはセンサ
ーとして積層した感熱層上に設けることもできる。

又、有機系のプラスチックピグメントフィラーも使用で
き、特に下記の中空プラスチックピグメントが最も好適
である。

ポリアクリル−スチレン　中空ピグメントポリスチレン
　　　　　　　　〃ポリアクリル　　　　　　　　　〃光照射によって発熱しているかどうかの確認は、フェノ
ール性の有機顕色剤とロイロ系無色染料からなる感熱材
料を積層することによって感熱発色層を加熱センサーと
して利用して行うことができる。この方法はきわめて短
時間の光照射による発熱現象を正確に測定するのに最適
な方法であることが確かめられた。又、この方法を採用
することによって、光照射によって最も優れた発熱シー
トはどのような型が望ましいか、又、その上、本発明に
おいて光照射によって瞬時に加熱される度合を定量的に
も把握することが可能となった。

本発明において使用できるベースシートとしては、上質
紙、色上質紙、合成紙、ラミネート紙、プラスチックシ
ート、填料ねり込みプラスチックフィルム、填料コーテ
ィングしたプラスチックシート、プラスチックカード、
アラミド紙等が例示できるが、これに限定されるもので
はない。

上記の支持体に近赤外吸収材料を内添または塗布するこ
とによって、あるいは又、支持体上に設けた塗工層中に
含有せしめて発熱シートが得られるが、発熱性を有効に
利用するにはベースシートが耐熱性が高い程好ましい。

特に上質紙は耐熱性も高く、印刷、複写等に大量に利用
されているシートであるので、本発明の目的に最も適し
たシート材料である。又、支持体として透明なプラスチ
ックフィルム等の紙や光透過性支持体を使用すると、裏
面からの光照射によって近赤外吸収層境界面を発熱させ
ることが可能となり、この方式をハードシステムに組み
込む上で自由度があり有利である。

近赤外線吸収剤は、そのままあるいは填料やバインダー
とともにスラリー化したものを塗布、印刷、含浸するこ
とによって、支持体に積層、又は支持体中に組み込むこ
とができる。

本発明で使用するバインダーとしては、重合度が２００
〜１９００の完全ケン化ポリビニルアルコール、部分ケ
ン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、アマイド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、ブチラール変性ポリ
ビニルアルコール、その他の変性ポリビニルアルコール
、ヒドロキシエチルセルロース、スチレン−無水マレイ
ン酸共重合体、スチレンブタジェン共重合体並びにエチ
ルセルロース、アセチルセルロースのようなセルロース
誘導体、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリ
ルアミド、ポリアクリル酸エステル、ポリビニルブチラ
ールポリスチロールおよびそれらの共重合体、ポリアミ
ド樹脂、シリコン樹脂、石油樹脂、テルペン樹脂、ケト
ン樹脂、クマロン樹脂を例示することができる。これら
の高分子物質は水、アルコール、ケトン、エステル、炭
化水素等の溶剤に溶かして使用するほか、水または他の
媒体中に乳化又はペースト状に分散した状態で使用し、
要求品質に応じて併用することも出来る。

本発明の光照射熱変換シートの有利な利用法としては、
本発明の発熱シート上に感熱層やサーモクロミック材料
を積層することによって光で記録可能な情報記録体とす
ることである。この場合、発色材料が溶融するに足る熱
が必要であるが、発熱温度は近赤外吸収材料の種類と白
色填料との配合比率、光源の種類、光エネルギーおよび
照射時間等を調節することによって、ある程度任意に調
整できる。

近赤外吸収性については、０．７〜２．５μ藁の近赤外
領域全域にわたり、３０％以上であることが望ましく、
特に４０〜６０％が好ましく、４５〜５５％が最適であ
る。これらの吸収性は近赤外吸収剤の使用量や積層の方
法によってもコントロールできる。

特に近赤外吸収剤を支持体に含浸、塗布した上に白色系
の填料層を適量オーバーコートすることによって可能と
なる。

光照射に必要な光源としては、半導体レーザー赤外線ラ
ンプ、ストロボフラッジ１ランプ、ハロゲンランプ等、
０．７〜２．５μ−の近赤外線を含む光源であれば、使
用可能で使用目的に合せて選ぶことができる。

本発明の光照射変換シートに使用する、分散性近赤外吸
収剤、溶解性近赤外吸収剤、中空ピグメントバインダー
のコーティング層の配合比率は、中空ビグメン）　　１
００部に対して近赤外吸収剤１〜３部、バインダー１０
〜２０部の範囲である。

分散性近赤外吸収剤と溶解性近赤外吸収剤の配合比率は
、重量比で１０＝９０〜９０：１０の範囲である。

［作用］上記の如く、分散性最外吸収剤と溶解性近赤外吸収剤を
単独であるいは併用して使用することによって、０．７
〜２．５μ■の近赤外領域の全領域にわたってほぼ一様
に近赤外光を吸収し、熱変換して発熱するシートが得ら
れる。その作用機構は明らかではなく、本発明に使用す
る黒鉛、硫化銅等の微粒化された分散性近赤外吸収剤を
適量使用することによって優れた発熱性が得られ、更に
溶解性の近赤外吸収剤を併用することによってさらに発
熱効果は高められる。

これらの発熱現象は感熱発色層を本発明の熱変換シート
上に積層し、感熱発色層を発熱状態のセンサーとするこ
とにより高められる。

［実施例〕次に本発明の実施例を記載する。実施例中の部は重量部
である。

［実施例１〜１０３表１に示す分散性近赤外吸収剤をそれぞれ下記（Ａ）液
の処方で平均粒径３μ以下になるまでアトライターで湿
式摩砕し、別に表−１に示す溶解性近赤外吸収剤溶液を
下記（Ｂ）液の処方で作成する。

（Ａ）液表１の分散性近赤外吸収剤　　　　２０部１０％ポリビ
ニルアルコール水溶ａ　　ｓ　ｏ　部水　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　３０部計　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　１００部（Ｂ）液表１の溶解近赤外吸収剤　　　　　１０部水　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　９０部計　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　１００部中空ピ
グメントスラリー（ローベイク０Ｐ−８４７固型分４２
．５％ローム＆ハース社製’）　　２３５．３部、又は
焼成りシー４０％スラリー　２５０部、１０％ポリビニ
ルアルコール水溶液１５０部、水７３．２部の混合液に
、（＾）液および（Ｂ）液を表１に示す添加量、配合比
になるように混合し、塗液を得る。この塗液を坪量６０
　　／ｒｆの上質紙上にメイヤーバーを用いて塗布量が
５　　／ｒｒｒになるように塗布乾燥して光照射熱変換
シートを得る。

次に光照射による発熱状態を知るために下記に示すよう
な配合処方の感熱層を積層した。

（Ｃ）液（染料分散液〉３−ジエチルアミノ−６−メチル− （パラ−クロロアニリノ〉フルオラン２．　ｏ部１０％
ポリビニルアルコール水溶液３．４部水　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　１．９部（Ｄ）液（
顕色剤分散Ｆ＆＞ビスフェノールＡ　　　　　　　　　　６部Ｐ−ベンジ
ルビフェニル　　　　　　４部１０％ポリビニルアルコ
ール水溶ａ　　１２．５部水　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　２．５部（Ｃ）、　（Ｄ）液
をそれぞれ別々にテスト用サンドグラインダーで１時間
粉砕分散後、Ｃ液６．６７部、Ｄ液２５部とローベイク
０Ｐ−４８Ｔ　（ローム及ハース社製中空ピグメント）
の４２．５％分散液１１．７６部を混合してセンサー塗
料とした。

上記塗液を熱変換シートに塗布量３ｇ／ｄになるように
塗布乾燥し、カメラ用ストロボフラッシュａｕｔｏ４３
３Ｄ　（サンパック社製〉の発光窓を５％に絞り込み発
色層面に照射した。この感熱発色層は１００℃以上の温
度でないと十分発色せず、発色濃度が高い程発熱温度が
高いことを示す。

［実施例１１１実施ｆＩｆ４の熱変換シート上に中空ピグメントスラリ
ーからなる下記配合の塗液（Ｅ）を塗布量３．０ｇ／ｒ
ｒｌ塗布、乾燥し、熱変換シートを得る。

（Ｅ）液中空ピグメント　　　　　　　　　２１１．８部１０％
ポリビニルアルコール水溶液１００部水　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　２２部このシート
上に、更にセンサーとして実施４と同様に感熱層に積層
して光照射テストを行なった。

比較例１近赤外吸収剤の分散液（Ａ）、溶解液（Ｂ）を除いて焼
成りシー４０％スラリ　２５０部、０％ポリビニルアル
コール１５０部、水７３．２部を混合した塗液を、実施
例１と同様にして塗布、乾燥してシートを得る。

次にこのシート上に実施例と同じように感熱層を積層し
て、実施例と同様に光照射テストし、発色試験を行い、
加熱されたかどうかを判断する。

比較例２比較例１のセンター層填料である焼成りレーの変りに中
空ピグメントを使用した。

光照射試験の結果は表−１に示した。

表１に示すように、実施例では光照射によって発熱層が
発色して１００℃以上に達する発熱が得られているのに
対して、比較例では全く発色せず、照射された光は熱変
換されていないことがわかる。

尚、発色濃度は、光照射によって得られた画像濃度をマ
クベス濃度計で測定した。

又、地色は発色していない白紙部分をマクベス濃度計で
測定した。

以下余白「発明の効果」以上説明したように、０．７〜２．５μの近赤外領域に
最大吸収波長を有する近赤外吸収剤を支持体に塗布又は
コーティング層、あるいは支持体上に設けた塗工層中に
適量添加して使用することによって、広域の近赤外線を
ほぼ一様に吸収し、　０．７〜２．５μの波長を有する
種々の光源を使用することによって、次のような効果が
得られる。

１、光照射によって発熱状態になるので非加熱から加熱
されるまでの応答時間が早く、クイック加熱が可能であ
る。

２、加熱時間を短くすることができるので熱によって変
形、変質し易いものでも変形、変質をさけ、かつ加熱処
理可能である。

３、光照射的に必要なスペースがあれば現状の設備に組
み込むことが比較的容易である。

４、特殊なインクやトナー等の材料を改良せずに、定着
、安定化の速度を上げることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）０．７〜２．５μの近赤外領域に最大吸収波長を
有する近赤外吸収剤を支持体に、あるいは支持体上に設
けた塗工層中に含有せしめ、０．７〜２．５μの波長を
含む光を吸収して熱に変換放出することを特徴とする光
照射熱変換シート。
（２）近赤外吸収剤が微粒化された黒鉛、硫化銅、硫化
鉛、黒色チタン、及び四酸化三鉄の少なくとも１つから
選ばれたものであることを特徴とする請求項１記載の光
照射熱変換シート。
（３）近赤外吸収剤が水溶解性近赤外吸収剤であること
を特徴とする請求項１記載の光照射変換シート。
（４）近赤外吸収剤が溶剤溶解性近赤外吸収剤と分散性
近赤外吸収剤とからなり、溶剤溶解性近赤外吸収剤と分
散性近赤外吸収剤の並用比率が１０：９０〜９０：１０
であることを特徴とする請求項１記載の光照射熱変換シ
ート。
（５）第１項記載のコート層中の填料が塗工層が有機中
空球体状のプラスチックピグメントを含有することを特
徴とする請求項１、２、３又は４記載の光照射熱変換シ
ート。
（６）第１項記載の近赤外吸収剤を含有する支持体ある
いは支持体に設けた塗工層に有機又は無機の顔料とバイ
ンダーからなる色調コントロール層を積層することを特
徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の光照射熱変
換シート。