JPH0781223A

JPH0781223A - 感熱記録紙

Info

Publication number: JPH0781223A
Application number: JP5230447A
Authority: JP
Inventors: Toru Katsura; 徹桂; Kenichi Okafuro; 兼一岡風呂
Original assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Current assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Priority date: 1993-09-16
Filing date: 1993-09-16
Publication date: 1995-03-28

Abstract

(57)【要約】【目的】優れた発色濃度と十分な剛直度を有する感熱
記録紙を提供することである。【構成】重量平均繊維長が０．５５〜０．６５ｍｍで
あり、且つ重量平均繊維長の累積度数が９０％の繊維長
（Ｄ9）と１０％の繊維長（Ｄ1）の差（Ｄ9−Ｄ1）が
０．８ｍｍ以下であるように叩解したパルプから構成さ
れる原紙上に、感熱記録層を塗設した感熱記録紙。パル
プが、衝撃強度０．１×１０^ー5〜１．０×１０^ー5ジュー
ル／繊維、且つ衝撃回数３〜１０回／繊維の条件で叩解
された上記感熱記録紙。【効果】原紙の平滑性と剛直度が優れているため、感
熱記録紙としての発色濃度および剛直度が優れている。
また、パルプが、衝撃強度０．１×１０^ー5〜１．０×１
０^ー5ジュール／繊維、且つ衝撃回数３〜１０回／繊維の
条件で叩解されることにより、発色濃度と剛直度の優れ
た感熱記録紙が効率的に得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、優れた発色濃度と十分
な剛直度を有する感熱記録紙に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、用途の多様化や高機能化にともな
い、感熱記録紙に対する要求が厳しくなって来ている。
例えば、ファクシミリや計測記録プリンターなどの印字
機器では高速化に対応するため、発色濃度の向上や走行
性の改良が望まれており、またＣＤ／ＡＴＭ、自動発券
機などでは発色濃度の他に十分な剛直度を有することが
求められている。

【０００３】感熱記録紙の発色濃度、走行性、剛直度な
どを向上させるために、原紙および感熱記録層の改良が
試みられている。これらの内、原紙に関する技術として
は、特開平２−１１７８８３号公報、特開平３−１８０
５９４号公報等に開示されているようなパルプの配合比
率を規定する方法、特開昭５６−２４１９１号公報、特
開昭５８−６９０９７号公報等に開示されているような
ろ水度を所定の範囲に調節する方法、および特開昭６２
−２５０８４号公報に開示されている篩別試験による２
４メッシュ及び４８メッシュ残留分の和を６０％以下に
調節したパルプを用いる方法などが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】感熱記録紙の発色濃度
と剛直度の改良は、感熱記録層および原紙についての両
方から可能である。しかし、感熱記録層の変更はカス、
スティッキング性とのバランスをとる必要があるため、
適用可能な方法が限られている。製造コストと他の特性
への悪影響の少なさを考慮すると、原紙表面の平滑化と
剛直度の向上が好ましい方法である。

【０００５】ただし、従来から行われているような、ろ
水度レベルの調節やカレンダー処理など単純な手法によ
る平滑化では、平滑化に伴って原紙の厚さが減少して剛
直度も低下するため、平滑性と剛直度の優れた原紙を製
造することは困難であった。また、篩別試験による２４
メッシュ及び４８メッシュ残留分の和を６０％以下に調
節した叩解パルプを用いる技術によっても、目的とした
原紙は得られなかった。すなわち、本発明の目的は、平
滑性と剛直度の高い原紙を用いることにより、発色濃度
と剛直度の優れた感熱記録紙を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決するために種々の方法を検討した結果、パルプの種
類の選択、ろ水度の設定、あるいはプレス、カレンダー
加圧など製造条件の調節より、適切な叩解を行って繊維
長と繊維長分布を整えたパルプを用いることが好ましい
との結論を得た。すなわち、重量平均繊維長が０．５５
〜０．６５ｍｍであり、且つ該繊維長の累積度数が９０
％の繊維長（Ｄ9）と１０％の繊維長（Ｄ1）の差（Ｄ9
−Ｄ1）が０．８ｍｍ以下であるように叩解したパルプ
から構成される原紙を用いることが、非常に有効である
ことを見い出した。さらに、そのためには衝撃強度０．
１×１０^ー5〜１．０×１０^ー5ジュール／繊維、且つ衝撃
回数３〜１０回／繊維の条件でパルプの叩解を行うこと
が、繊維長の調節に有効な手段であることを見い出し
た。

【０００７】従来のスクリーンを用いた篩別試験の代わ
りに、ＪＡＰＡＮＴＡＰＰＩ紙パルプ試験方法Ｎｏ．
５２に示されているような、光学式の繊維長測定機を用
いた結果、このような精密な繊維長分布の測定が可能に
なった。また、叩解条件の最適化については、最近の叩
解に関する理論の進歩に負うところが大きい。すなわ
ち、上記繊維長分布のパルプを効率的に得るためには、
叩解機の種類、刃型、回転数、通過流量、パルプ濃度、
電力負荷、通過回数等の条件をそれぞれ調節することが
必要であり単純な数値では条件が表し難かったが、後述
するＫｅｒｅｋｅｓらの理論式を用いて解析することに
よりそれが可能になった。この結果、叩解機の刃が個々
の繊維に与える衝撃強度が０．１×１０^ー5〜１．０×１
０^ー5ジュール／繊維、且つ衝撃回数が３〜１０回／繊維
の条件で叩解を行うことが最も適当であることを見い出
した。

【０００８】繊維長分布の短繊維側の微細な繊維は、剛
直度の改良にはほとんど寄与しないと考えられ、また分
布の長繊維側の繊維は地合に悪影響を及ぼすと考えられ
る。したがって、平滑性と剛直度の両方が優れた感熱記
録紙を得るためには、重量平均繊維長を平滑性と剛直度
にとって最適な値に調節すると共に、繊維長分布の幅を
小さくし、平均繊維長から大きく離れた繊維を減少させ
ることが有効である。

【０００９】すなわち、本発明はパルプの重量平均繊維
長が０．５５〜０．６５ｍｍであり、且つ重量平均繊維
長の累積度数が９０％の繊維長（Ｄ9）と１０％の繊維
長（Ｄ1）の差（Ｄ9−Ｄ1）が０．８ｍｍ以下であるパ
ルプから構成される原紙上に、感熱記録層を塗設してな
ることを特徴とする感熱記録紙に関するものである。特
にパルプが、衝撃強度０．１×１０^ー5〜１．０×１０^ー5
ジュール／繊維、且つ衝撃回数３〜１０回／繊維の条件
で叩解されたものである上記原紙上に、感熱記録層を塗
設してなることを特徴とする感熱記録紙に関するもので
ある。

【００１０】本発明の重量平均繊維長は、ＪＡＰＡＮ
ＴＡＰＰＩ紙パルプ試験方法Ｎｏ．５２に準拠して測定
した長さ加重平均繊維長の値である。叩解後のパルプの
重量平均繊維長を、０．５５〜０．６５ｍｍになるよう
に調節する必要がある。０．５５ｍｍ未満の場合は剛直
度の低下が大きく、０．６５ｍｍを超えると地合が悪化
して平滑性が悪化するため好ましくない。

【００１１】重量平均繊維長の累積度数が１０あるいは
９０％の繊維長とは、短繊維側から繊維数を累積した分
布曲線において、総繊維本数の１０あるいは９０％の繊
維がそれ以下に含まれる繊維長である。累積度数が９０
％の繊維長（Ｄ9）と１０％の繊維長（Ｄ1）の差（Ｄ9
−Ｄ1）は、小さい方が分布の幅が小さく好ましいが、
０．８ｍｍ以下であれば十分な平滑性と剛直度が得られ
る。

【００１２】叩解後の重量平均繊維長を調節する方法と
しては、上記範囲の繊維長の樹種から製造したパルプを
利用する方法と、叩解で繊維長を調節する方法がある
が、所定の繊維長の樹種を選択使用したとしても、必ず
しもこの範囲に繊維長が入るとは限らないため、後者の
叩解による方がより実用的である。その手段としては、
通常パルプの叩解に使用される設備、すなわちビータ
ー、コニカルリファイナー、ディスクリファイナー等を
用いて、衝撃強度０．１×１０^ー5〜１．０×１０^ー5ジュ
ール／繊維、且つ衝撃回数３〜１０回／繊維の条件にな
るように、叩解条件を設定することが効果的である。

【００１３】本発明における衝撃強度は、叩解機中で繊
維が１回の衝撃当たり受けるエネルギーを表し、衝撃回
数は叩解機を通過中に１本の繊維が受ける衝撃の回数を
表す。これらの値は、数１で算出されるＣ−ファクター
を用いて、それぞれ数２あるいは数３により算出され
る。Ｃ−ファクターは、ＫｅｒｅｋｅｓらがＪｏｕｒｎ
ａｌｏｆＰｕｌｐ＆Ｐａｐｅｒ第１９巻３号
Ｊ１２５〜１３０頁（１９９３）に報告している概念で
あり、通過する個々の繊維に叩解機の刃が衝撃を与える
能力を表す。数１からも明らかなようにＣ−ファクター
の算出には、叩解機の溝幅、溝深さ、刃数、刃の角度、
外径、内径、回転数といった叩解機固有の因子以外に、
パルプの繊維長、粗度、パルプ濃度が用いられる。さら
に、数２や数３に示すように、衝撃強度や衝撃回数の算
出には、叩解に要する実電力や処理量が用いられる。こ
のように、衝撃強度と衝撃回数によって叩解条件を規定
する考え方は、叩解機の刃型を規定すれば叩解状態が決
まるといった従来の考え方とは根本的に異なっている。

【００１４】

【数１】Ｃ＝｛8π²GD/(λ＋D)｝×ρＣ_F(λ/ω)ｎ³×
(1+2tanφ)Ω｛(Ｒ₂ ³-Ｒ₁ ³)/3｝Ｃ：Ｃ−ファクターＧ：叩解機の溝幅（ｍ）Ｄ：叩解機の溝深さ（ｍ） λ：処理するパルプの繊維長（ｍ） ρ：水の密度Ｃ_F：処理パルプの濃度 ω：パルプ繊維の粗度（ｋｇ／ｍ）ｎ：叩解機の刃数（ｍ^ー1） φ：叩解機の刃の角度（ｒａｄ．） Ω：回転数（ｒｅｖ．／ｓ）Ｒ₁：叩解機の外径（ｍ）Ｒ₂：叩解機の内径（ｍ）

【００１５】

【数２】Ｉ＝Ｐ／ＣＩ：衝撃強度（Ｊ／繊維）Ｃ：Ｃ−ファクターＰ：叩解に必要な実電力（Ｗ）

【００１６】

【数３】Ｎ＝Ｃ／ＦＮ：衝撃回数Ｃ：Ｃ−ファクターＦ：処理量（ｋｇ／ｓ）

【００１７】本発明で使用するパルプとしては、クラフ
トパルプ、サルファイトパルプ、ケミサーモメカニカル
パルプ、ケミメカニカルパルプ等を単独あるいは数種類
併用して使用することできる。また、数種類の広葉樹パ
ルプの混合使用、あるいは、少量の針葉樹パルプとの混
合物も用いることが出来る。

【００１８】本発明の原紙には、通常抄紙で用いられ
る、染料、填料、サイズ剤、定着剤、乾燥紙力増強剤な
どを必要に応じて含有するものである。さらに、原紙表
面にサイズプレス等により、澱粉やポリビニルアルコー
ルなどを塗布することも可能である。

【００１９】本発明の感熱記録紙には必要に応じて中間
層を設けることが出来る。中間層とは、平滑性、圧縮性
あるいは熱保持能力等を向上させることを目的として支
持体上に設ける焼成カオリン、酸化アルミニウム、無定
型シリカ、アルミノ珪酸マグネシウムなど吸油性が５０
ｍｌ／ｇ以上の顔料を主成分とする塗層であり、塗工に
はブレード塗工法、エアナイフ塗工法、バー塗工法、カ
ーテン塗工法などが使用される。

【００２０】本発明の感熱記録層としては、特開昭５７
−８７９９５号公報に開示されているようなロイコ染料
系感熱記録層、特開昭５７−１２５０９１号公報に開示
されているような光定着型ジアゾ感熱記録層、特開昭６
２−２８４７８２号公報に記載されているような金属塩
タイプ感熱記録層、特開昭６３−１９３８８１号公報に
記載されているようなアンチフェードタイプの感熱記録
層等各種の感熱記録層が使用できる。

【００２１】本発明の感熱記録紙における、感熱記録層
の形成方法としては、ブレード塗工法、エアナイフ塗工
法、グラビア塗工法、ロール塗工法、カーテン塗工法等
の公知の塗工方法が利用可能である。感熱記録層を保護
する等の目的で、感熱塗工層の上にさらにオーバーコー
ト層を設けることも可能である。

【００２２】本発明の感熱記録紙は、熱によって発色し
うる感熱記録層と、必要に応じて中間層を、原紙上に設
けたものであり、計測器の熱ペンプリンター、コンピュ
ーター端末のサーマルプリンター、ＣＲＴの画像コピー
用プリンター、感熱ファクシミリ等の記録材料あるい
は、ＣＤ／ＡＴＭ、自動発券機等の用紙として使用され
るものである。

【００２３】

【作用】本発明における、重量平均繊維長が０．５５〜
０．６５ｍｍであり、且つ重量平均繊維長の累積度数が
９０％の繊維長（Ｄ9）と１０％の繊維長（Ｄ1）の差
（Ｄ9−Ｄ1）が０．８ｍｍ以下であるように叩解したパ
ルプから構成される原紙上に、感熱記録層を塗設してな
ることを特徴とする感熱記録紙は、優れた発色濃度と十
分な剛直度を有する。また、パルプの叩解を衝撃強度
０．１×１０^ー5〜１．０×１０^ー5ジュール／繊維、且つ
衝撃回数３〜１０回／繊維の条件で行うことにより、上
記感熱記録紙の効率的な製造が可能になる。

【００２４】

【実施例】以下では、本発明を実施例により詳細に説明
する。なお、本発明は実施例に限定されるものではな
い。以下における部、％はすべて重量によるものであ
る。また、塗工量を示す値は断わりのないかぎり乾燥後
の重量である。

【００２５】調製例次の配合からなる混合物を、それぞれサンドミルで平均
粒径が約１μｍになるまで粉砕分散して〔Ａ液〕と〔Ｂ
液〕を調製した。〔Ａ液〕３−ジブチルアミノ−６−メチル−７−アニリ
ノフルオラン：７０部、１０％ポリビニルアルコール水
溶液：２０部、水４０部〔Ｂ液〕ビスフェノールＡ：５０部、ベンジルオキシナ
フタレン：５０部、１０％ポリビニルアルコール水溶
液：５０部、水：１００部次いで、調製した〔Ａ液〕と〔Ｂ液〕を用いて次の配合
で感熱塗液を調製した。〔Ａ液〕：５０部、〔Ｂ液〕：２５０部、ステアリン酸
亜鉛（４０％分散液）：２５部、１０％ポリビニルアル
コール水溶液：２１６部、炭酸カルシウム：５０部、
水：４１７部

【００２６】実施例１溝幅７ｍｍ、溝深さ５．５ｍｍの刃を装着した外径２０
インチのダブルディスクリファイナーを用いて電力負荷
とパルプ濃度を変化させ、衝撃強度が０．１×１０^ー5〜
１．０×１０^ー5ジュール／繊維、且つ衝撃回数が６．１
回／繊維の条件で、重量平均繊維長０．８０ｍｍ、繊維
粗度９．８ｍｇ／１００ｍの広葉樹パルプ（ＬＢＫＰ）
を叩解し、重量平均繊維長が０．５５、０．６０、及び
０．６５ｍｍと３水準に異なるパルプを得た。なお、こ
れらのパルプの重量平均繊維長の累積度数が９０％の繊
維長（Ｄ9）と１０％の繊維長（Ｄ1）の差（Ｄ9−Ｄ1）
は、それぞれ０．７３、０．７４、並びに０．７２ｍｍ
であった。叩解パルプそれぞれ１００部に対し、軽質炭
酸カルシウム（ＴＰ１２１、奥多摩工業社製）を７部、
アルキルケテンダイマーサイズ剤（ハーコン１１−２、
ディックハーキュレス社製）を０．１部、両性でんぷん
（ケイト３２１０、王子ナショナル社製）を０．７部添
加した紙料を用いて、長網抄紙機により坪量４２ｇ／ｍ
²の原紙を製造した。多筒式ドライヤーで乾燥後の紙
は、酸化澱粉の３％水溶液でサイズプレス処理し乾燥
後、密度が０．８０ｇ／ｃｍ³になるようにマシンカレ
ンダーで厚さを調節した。

【００２７】その後、これらの原紙の片面に、調製例の
感熱塗液をエアナイフ塗工機で５ｇ／ｍ²塗工した。こ
のようにして作製した感熱記録層塗工紙をスーパーカレ
ンダーで、感熱記録面のＰＰＳ平滑度が２．５〜３．０
μｍになるように処理して感熱記録紙を得た。これらの
試料を、広葉樹パルプの重量平均繊維長の小さいものか
ら順にそれぞれ試料１−２、１−３、並びに１−４とす
る。

【００２８】比較例１実施例１において、衝撃強度２．０及び０．０５×１０
^ー5ジュール／繊維の条件で叩解し、広葉樹パルプの重量
平均繊維長をそれぞれ０．５３及び０．６８ｍｍの２水
準に変化させる以外は、同一の方法で感熱記録紙を得
た。なお、いずれの場合も、（Ｄ9−Ｄ1）は０．７４ｍ
ｍであった。これらの試料を、それぞれ試料１−１及び
１−５とする。

【００２９】実施例２実施例１において、リファイナーの刃型を溝幅５ｍｍ、
溝深さ５ｍｍのものに替え、回転数と電力負荷を調節す
ることにより、衝撃強度０．２４×１０^ー5ジュール／繊
維、且つ衝撃回数１０回／繊維及び衝撃強度０．８０×
１０^ー5ジュール／繊維、且つ衝撃回数３．０回／繊維の
２水準の条件で叩解し、パルプの重量平均繊維長を０．
６０ｍｍ、（Ｄ9−Ｄ1）を０．７０及び０．８０ｍｍに
調節する以外は、同一の方法で感熱記録紙を得た。これ
らの試料を、（Ｄ9−Ｄ1）の違いによりそれぞれ試料２
−１及び２−２とする。

【００３０】比較例２実施例２において、衝撃強度１．１２×１０^ー5ジュール
／繊維、且つ衝撃回数２．２回／繊維及び衝撃強度０．
２８×１０^ー5ジュール／繊維、且つ衝撃回数１１回／繊
維の２水準の条件で叩解し、パルプの重量平均繊維長を
０．６０ｍｍ、（Ｄ9−Ｄ1）を０．８３ｍｍ及び重量平
均繊維長を０．５０ｍｍ、（Ｄ9−Ｄ1）を０．７３ｍｍ
とする以外は、同一の方法で感熱記録紙を得た。これら
の試料を、試料２−３及び２−４とする。

【００３１】比較例３実施例１において、リファイナーの刃型を溝幅４．５ｍ
ｍ、溝深さ４ｍｍのものに替え、電力負荷を調節するこ
とにより、衝撃強度０．０８×１０^ー5ジュール／繊維、
且つ衝撃回数２５回／繊維の条件で叩解し、重量平均繊
維長を０．７８ｍｍ、（Ｄ9−Ｄ1）を０．８５ｍｍに調
節する以外は、同一の方法で感熱記録紙を得た。この試
料を、試料３とする。なお、叩解後のパルプの繊維長分
布を繊維篩別機で測定したところ、２４メッシュ及び４
２メッシュスクリーン残留分の和が２０％であった。ま
た、他の実施例についても測定したところ、２４メッシ
ュ及び４２メッシュ残留分の和はいずれも２０％以下で
あった。以上の結果をまとめて表１に示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】表１の衝撃強度は、叩解条件から数２を用
いて算出した値であり、単位は（×１０^ー5ジュール／繊
維）である。衝撃回数は、数３を用いて算出した値であ
り、回／繊維を表す。繊維長と（Ｄ9−Ｄ1）はカヤニ繊
維長測定機（ＦＳ−１００）を用いて測定した重量平均
繊維長とその分布を表し、単位はｍｍである。

【００３４】発色濃度は、Ｇ３ファクシミリ試験機（Ｔ
Ｈ−ＰＭＤ、大倉電機社製）で通電時間０．６ｍｓｅｃ
の条件で印字した部分の反射濃度をマクベス濃度計（Ｒ
Ｄ−９１８）で測定した光学濃度の値である。値の大き
い方が好ましく、発色感度の優れた感熱記録紙としては
０．９３以上が必要である。また、剛直度は、ＪＩＳＰ
８１４３に準拠して測定した、自重曲げ法（クラーク
法）による感熱記録紙の縦（ＭＤ）方向のこわさ測定値
である。感熱記録紙としては１３．３ｃｍ³以上である
ことが必要である。

【００３５】表１の試料１−２〜１−４を試料１−１、
１−５、２−４の何れか一つと比較することにより、叩
解後の重量平均繊維長が０．５５〜０．６５ｍｍで（Ｄ
9−Ｄ1）が０．８０以下のパルプを原紙に使用すること
により、発色濃度と剛直度の優れた感熱記録紙の得られ
ることが明らかである。重量平均繊維長が０．５５ｍｍ
未満の場合には、十分な剛直度が得られず、０．６５ｍ
ｍを超える場合には発色濃度が低下している。試料２−
１および２−２を試料２−３と比較することにより、繊
維長が同一であっても、（Ｄ9−Ｄ1）が０．８０以下の
場合に、感熱記録紙の発色濃度が優れていることが判
る。なお、実施例のパルプを得る叩解条件は、衝撃強度
０．１×１０^ー5〜１．０×１０^ー5ジュール／繊維、且つ
衝撃回数３〜１０回／繊維であった。更に、試料３のよ
うに、４２メッシュスクリーン残留分を所定の範囲に入
れるのみでは、発色濃度と剛直度の優れた感熱記録紙の
得られないことが判る。

【００３５】

【発明の効果】以上から、本発明の感熱記録紙、すなわ
ち重量平均繊維長が０．５５〜０．６５ｍｍであり、且
つ重量平均繊維長の累積度数が９０％の繊維長（Ｄ9）
と１０％の繊維長（Ｄ1）の差（Ｄ9−Ｄ1）が０．８ｍ
ｍ以下であるように叩解したパルプから構成される原紙
上に、感熱記録層を塗設してなることを特徴とする感熱
記録紙は、優れた発色濃度と十分な剛直度を有すること
が明らかである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量平均繊維長が０．５５〜０．６５ｍ
ｍであり、且つ該繊維長における累積度数が９０％の繊
維長（Ｄ9）と１０％の繊維長（Ｄ1）の差（Ｄ9−Ｄ1）
が０．８ｍｍ以下であるパルプから構成される原紙上
に、感熱記録層を塗設してなることを特徴とする感熱記
録紙。
【請求項２】パルプが、衝撃強度０．１×１０^ー5〜
１．０×１０^ー5ジュール／繊維、且つ衝撃回数３〜１０
回／繊維の条件で叩解されたものであること特徴とする
請求項１記載の感熱記録紙。