JPS58502049A - 撥油性微細空孔画像形成系材料 - Google Patents

撥油性微細空孔画像形成系材料

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JPS58502049A JP83500424A JP50042483A JPS58502049A JP S58502049 A JPS58502049 A JP S58502049A JP 83500424 A JP83500424 A JP 83500424A JP 50042483 A JP50042483 A JP 50042483A JP S58502049 A JPS58502049 A JP S58502049A
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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】 発明の背景 本発明はシート材料、特に不透明であるが、透明にすることができる微細多孔質 拡散的光反射層により被覆されているベースシートに関する。
数世紀にわたって紙は人間によって造られた最も用途の広い物質の1つであった 。紙は通常用いうるセルロース材料から形成され、硬いか、または屈曲性て、粗 いかまたは平滑に、厚いか、または薄く造ることができ、いかなる所望の色をつ けることができる。その予定した目的に使用された後、しばしば再パルプ化され 、ふたたび使用される。けれども、近年、紙の需要〃・増大し、ついにはセルロ ース粗材料の原料が無尽蔵ではないと認識される程である。さらに製紙に要する エネルギーはいよいよエネルギーの供給もまだ有限であることに気づくようにな り世界的な重大関心事である。紙を識別印(1ndicia )の担体として使 用する場合、一般に単に一度使用するともはや必要でないが、望ましくない識別 印を取り除くのは不可能であり、または実際的でないこともまた認識されていた 。かくして、通常の紙の代替物、特に繰り返し、そして容易に再使用できる紙の 代替物、製造するのがより高価であるが、それを十分な回数で再使用することが できれば、長期的にみれば安価になる代替物でさえ、紙の代替物の要望が起きて きた。
いくつかの米国特許(たとえば、第2,299,991号、第3,031,32 8号および第6.508,344号)は濃く着色しであるか、または、濃い色の 識別印で印刷されているベースシートの上に淡色の不透明なブラン;した( b lushed )ラッカ一層で被覆加工しである複合シート材料を開示している 。ブラッンユしたラッカー被覆加工の不透明なうすい色は多数の微細多孔を包含 することに基因し、(1)熱または圧力の部分的適用(そのどちら・も非可逆的 に微細空孔をつぶす)または(2)実質上ラッカーと同じ屈折率を有する非浴剤 液体(微細空孔を充満する)が被覆加工物を選択的に透明にし、下層の濃いバッ キングを見えるようにする。不透明な微細多孔質層を透明にするのに使用する液 体(はその後蒸発し、元の外観を復元することができる。
米国特許第2,854.5 b 0号はデラソンユしたラッカー被覆加工物を有 機バインダー中の微細分散炭酸カルシウムの微細多孔質層により置き換えること を除き、今記述したものと機能的に同じである構造を記述している。透明性は選 ばれた領域に部分的に圧力を加えるか、または炭酸カルシウムの屈折率に類似し た屈折率を有するろう、油またはグリースで処理して付与される。米国特許第2 ,854,350号参照。他の顔料を多孔質の高度に可塑化した樹脂バインダー 中に混合してもよい。米国特許第2,920,979号および第3,247,0 06号参照。
時には、液体を適用することにより透明にすることができるが、熱または圧力を 適用することでは容易には透明にすることができない微細空孔含有ソート材料を 有することが望ましい。そのような場合には、本出願者の譲渡人が所有する米国 特許第4,299.880号に記述されている型の微細空孔含有層が好ましい。
この特許は微細空孔含有層が本質的に熱硬化性バインダーにより擬焼結させた並 列(pseudo−sintersdjuxtaposition )に保持さ れている粒子からなり、少なくとも4、口Ogの凝集カイ−を有している構造を 開示している。
〔”凝集力値は清浄なグレー冷時ローラーかけ鉄鋼板上に推定した組成物の分散 物をナイフ被覆加工し、乾燥し、そしてその組成物に適する条件で硬てヒさせ、 厚さが50〜60μになるように被覆加工して測定した。
メリーランド州、ベセスダ(Bethesda )のが−ドナーラボラトリース (’Gardner LaboratOries )により販売されている[バ ランス・ビーム スクレイフ0−アドヘジョン・アンド・マー・テスター(Ba 1ar+ce BeamScrape−Ad、hesion and Mar  Te5ter ) Jを使用し、サファイアの先端針を試験板と接触するよって 下げ、固定した位置に保持し、開時にボールベアリングで支持し4 た台が試験板を動かす。1回の通過で被覆加工物に50μの深さのかき傷をつけ るのに必要な段底のダラムカを40倍に拡大して測定し、凝集力値として表わす 。〕 今記述した微細空孔含有シート材料の1つの重要な用途はファスト ツー1工業 の再使用できる注文用紙の製造にある。この型の注文用紙は代表的には販売しよ うとする種々の製品のリスト、ならび:・C客が注文する料理のそれぞれの種類 の数が印刷されている。注文受けると給仕は揮発性透明「インク」を詰めたペン を使用し適切な場所に印字する。「インク」が適用された場所はどこでも、微細 空孔層が部分的に透明化され、濃色のバッキングが見えるようになる。この方法 で印字された注文用紙は次いで光学的印字認識装置へ送り、その装置は購入され た商品の合計価格を自動的に計算する。1回使用後、揮発性「インク」は蒸発し 、注文用紙はふたたび使用することができる。
今記述した型の注文用紙で遭遇する一つの問題は、その領域が種々の液体で不注 意に汚されることである。
たとえば、料理用オイルが注文用紙の表面に接触すると、微細空孔に浸透し、部 分的に透明になる。そのようなオイルは本質的に不揮発性であるから、永久的な 印字が残り、注文用紙が光学的印字認識装置で走査される時、まちがって読みと られる。前の問題より小さいが、注文用紙の表面にソフト団リンク、コーヒー、 特表昭58−502049(3) シロップまたは他の水性液体をこぼすと同じような問題が起こる。たとえ、撥油 または撥水処理を微細空孔層の表面に適用するとしても、この処理は汚染液体の 浸透を遅らせるが、特に長期間では完全に防止するものではない。使用した用紙 を揮発性「インク」が蒸発するまで、その後相互に上部に積み重ねる時、積み重 ねだ重みで微細空孔層に汚染液体が浸透し、乱雑な印字となり、あとで光学的読 取装置でまちがった読みとりとなる。
本発明は予定した揮発性の無色液体を適用することにより一時的に印字すること ができる型の改良された自己支持性シート材料であって、そのような/−ト材料 は(a)浅学と裏面を有する自己支持性油およびグリース不浸透性製着色(好ま しくは、赤外線吸収性)ベースシート、および(b)そのベース シートのそれ ぞれの側に、屈折率が約136〜2.2の範囲である有機重合体からなる拡散的 反射性不透明白色からパステルまでの微細空孔含有層を結合させである。ノート 材料を提供することである。ノート材料の表面の微細空孔にオイルまたはグリー スが容易に浸透するのを防止する疎油性フルオロケミカルをベース /−トの表 面のみの層の少なくとも露出表面に存在させ、それによって、シート材料の表面 は限定された数の液体のみにより浸透され、透明化されることができる。特別な 疎油性フルオロケミカルによって、有用な透明化液体は低い表面張力を有するか 、または極性である。勿論浸透は濃着色ベーヌを露出させるために表面層の部分 的透明化を行う。けれども、シート材料の裏面の微細空孔は低い表面張力か、ま たは、高い表面張力を有する一極性および非極性液体の両者を包含するほとんど すべての液体が容易に浸透するようになっている。植物油または動物脂肪と接触 することにより生じるソート材料の表面の微細空孔層の潜在的透明化汚染物はソ ート材料の別の部分の裏面層と表面層が接触するようにすばやく置くことにより 除去することができ、その結果汚染液体は隣接する裏面層に吸収されることをこ の構造が確保する。(裏面層の透明化は表面のみを読む光学的印字読取装置によ る読みとりに影響しない。)望ましくは(重要ではないけれども)表面はまた水 系物質による浸透にも抵抗する。
表面の永久的な識別印で有利に印刷されている不発明で製造された注文用紙また は他の/−トク料は自己清浄性を有し、それにより表面と接触し、そして、さも なければ光学的印字認識装置の読みとりをまちがえさせる汚染液体は裏面に吸収 される。言いかえれば、注文用紙または他のノート材料が繰り返して汚染物にさ らされる可能性があるにもかかわらず、その有用な寿命はそのように汚染物にさ らされても本質的に影響されない。
現在の好ましい実施態様 次の実施例は本発明を説明するものであり、本発明の理解をさらに高めるだろう が、本発明を限定しようとするものではない。実施例中特に示さなければ、すべ ての部、比率および弼は重量部、比率およびチであるO 自己清浄化性試験 実施例では、種々の型のシート材料を製造したが、すべて裏面および表面の両面 に微細空孔含有層を有し、かつ、表面のみに疎油性フルオロケミカル処理が行っ である。フルオロケミカル処理は疎油性フルオロケミカルの希薄溶液を表面に適 用し、溶剤を蒸発させるか、まだは被覆加工する前に微細空孔形成組成物中にフ ルオロケミカルを混合することにより行なう。それぞれの実施例の製品は次いで 市販フレノチ フライ オイル(French fry Oil [:商品名「 フライ マックス(FRY MAX ) jでブロクター・アンド・イヤンブル (Pr0C1;Or & Oamble )から販売されているヨウ素価102 、密度0929、表面張力2ろ0Cで67ダイl側を有し、ボリジメチルンロキ サンを約1%含有する部分水素添加大豆油〕またはタップ水を処理表面に適用し 、15分間での部分的透明化量を測定して評価した。それぞれの場合に、オイル および水を薬剤滴下器を使用し、直径が約6cmの円形のたまりになるよう試験 試料の別々の部分に適用した。試験液体を適用前と適用してから15分後に、そ れぞれの領域の拡散レフレフタンスを測定した。1oまたはそれ以下の単位の低 下〔ハンター色素計(Hunter color differencemet er ) Lスケールで測定した〕は液体の浸透が無視できるものであり、かつ 、受は入れうる性能であることを示す。
それぞれのそのような汚染実施例の製品についてその自己清浄化性を評価した。
別々に直径6C7nでフレンチ フライ オイルおよびタノゾ水をそれぞれ1[ ]mり適用しである処理表面の秤量した部分にシート材料の11×28cmシー ト9未処理裏面を接触させた。密接に接触させるために7−トを追加する形で十 分な重量を加え、O’、0013〜0.5 KPaの圧力が均等に効果的である と思われる。室温で1時間後、試料のあらがじめ秤量した部分をふたたび秤量し 、1mgより少ない荷量であることは満足な自己清浄性を示すものと考え島表面 の疎油性フルオロケミカル処理は所望の部分的透明化を付与するのに使用できる 透明液体「インク」の型を限定しがちである。低い表面張力(たとえば、約60 ダイン/Cmよシ小さい)を有する液体「インク」のみが、疎油性および疎水性 の両者を付与するフルオロケミカルで表面を処理しである場合に有用であると思 わ八る。他方、極性である(たとえば、水、グリコール、およびアルコール)か 、または非常に低い表面張力(すなわち、約20ダイン/のより低い)を有する 液体「インク」はフルオロケミカルが表面を疎油性にするが、疎水性にしない場 合有用である。約30ダイン/cmより低い表面張力を有する透明印字液体とし て使用するのに適当な揮発性液体(はペル7 ルオロカーボンおよび液体ボリア 0キサン、ならび(clある種の炭化水素およびアルコールを包含する。
フルオロケミカルの多くの種属が所望の疎油性を付与するのに有効である。種々 のフルオロケミカルが有効であり、そして、本発明を実施するのに他のフルオロ ケミカルは適当でな−ことを説明できないから、与えられたフルオロカーボ゛ン が満足であるがどうかを決めるのに、今説明するように物理的試験を使用するの が役立つことがわかっている。
接触角の測定 硝子顕微鏡スライドの一末端にひもをクリップで留め、フルオロケミカルの希薄 溶液(溶解4度がより低い濃度のン杏液を使用しなけれはならない程貧弱でなけ れば、5係)に迅速に浸漬し、スライドが動いたり、または溶剤の蒸発が制御で きなくなる思いがけない空気流を防ぎながら、0.12+++m/秒の速度で垂 直に引き上げる。処理フライ1を室温でろ0分乾燥し、約120℃で2分加熱し 、室温1で冷却する。先に記述したフレンチ フライ オイルの1滴を乗せ、接 触角を測定する。少なくとも60±2°の接触角が得られるフルオロケミカルが 本発明を実施するのに満足であることがわかっており、これに反して、低い接触 角が得られるフルオロケミカルは不満足であると表がわがっている0 表面処理用の好ましい疎油性フルオロケミカルはR,5O2N(R’)RCOO H(ただし、Rfは4〜20個の炭素原子を含有するペルフルオロアルキル基で あり、Rは1〜12個の炭素原子を含有するアルキレン架橋基であり、そして、 R′はHまたは1〜6個の炭素原子を含有するアルキル基である)のクロム錯体 を包含すも米国特許第2,934,350号はそのようなフルオロケミカルを開 示している。疎油性フルオロケミカルの写りの適当な種属は構造式E n、5o 2N(R)R’ 0.1mPO(OX)3−m(ただし、R1は今定義したとお りであり、Rii:Hlまたは1〜12個の炭素原子を有するアルキル基であり 、R′は2〜12個の炭素原子を有するアルキレン架橋基であり、XはH,NH 4、NaまたはNH2(C2H40H)2でおり、そしてm’i1または2であ る)により定義されるものである。米国特許第3,094,457号はそのよう なフルオロケミカルを開示している。勿論、フルオロケミカルはよく知られてお り、そして、繊維状ノート材料に疎油性または疎油−疎水性を付与するために衣 面処理剤として使用されている。たとえば、米国特許第2,803,615号、 第2,934.4bO号、第2.950,298号、第3,574,791号、 第3,916,053号および第2,803,65 、り号参照。
以下の表に示す実施例1〜19および比較実施例A〜Eのそれぞれでは、−10 Dμプラツク グリースプルーフ ペーパーの一面にトルエン77.39部、シ イノブチルケトン1118部、メチルイソデチルーケトン2,267部、60% 固形分の○H−官能アクリル樹脂〔ヘンヶ/l/ (Henkel’) G−キ ュア(Cure ) 868nx−60”J41,47部、ジ(ジオクチルピロ フォスフェート)エチレンチタナー) 0.9部、口b〜15μCaC○3〔サ イラカウガ カルシウム プロダクツ(Sylacauge Calcium  Products ) ” ?イクロホワイト(Microwhite ) 2 5 〕466部、および1.6−へキサメチレンジイソンアナートのビューレッ トの75係溶液〔モバイ ケミカル カンパニー(Moba、yChemica l company ) ”Jデスモデ−L −ル(D’esmodur) J N −75〕7.9部の混合物で被覆加工した。溶剤を次いで蒸発させ、被覆加 工物を硬化させ、空孔容積が35%、厚さか大体25μである微細空孔層を得た 。
グリースプルーフ ペーパーの反対側は同じ組成物で被覆加工し、硬化させて微 細空孔層を付与した。
一つの微細空孔層(以後゛表面層″と称する)の表面に微細空孔を充てんするの に十分な量のフルオロケミカルの希薄゛溶液(代表的には1.5%〜3%)を適 用し、その後、蒸発させ、乾燥表面を得た。先に記述しだ試験に従って自己洗浄 化性を試験した時、それぞれの試料の表面は汚染が容易に除去された。それぞれ の場合に、適する透明化「インク」を利用することができ、そのようなインクは 表に示しだ実施例に示しである0 6 0 特表昭58−5t12U49(5) バッキング シートが耐水性および耐グリース性であるグリースプルーフ プラ スチックまだはペーパー米国特許第2,854,350号に記述されている一般 的方法に従って、水69゜6y、アルギン酸ナトリウム0.4gおよび沈降性炭 酸カルシウム5Iを4オンス(大体125CC:)のびんに入れ、数日間ポール ζルで粉砕し対照試料を製造した。ブラック60μグリースプルーフ K−パー の表面に生成組成物を厚さ約200μにナイフ被覆加工し、室温で一夜間乾燥し 、乾燥した微細空孔含有被覆加工物は厚さが約25μであった。同様な被覆加工 を同じ方法で反対面して適用した。今記述したノート材料の一部の表面を実施例 6と同じ方法で処理し、記述した汚染および自己清浄イヒ試験を、それぞれの場 合にうまく行った。適する印字液体はポリジメチルシロキサンであった。
実施例21 実施13i11の疎油性フルオロケミカルで置き換え実施例20を繰り返した。
汚染抵抗性および自己清浄化性試、@の結果は満足なものであった。適する印字 インクはペルフルオロトリグチルアミンであることがわかったO 1米国特許第6,508,344号に記述された一般的方法に従って、アセトン 75.1 g、ポリメチルメタクリレート[’ F、 工、デュ〆ン・デ ネモ アス・アントカンパ= −(E、 I、 duPont de Nemours  & Co、 )から利用できるゝゝx ルバサイl□ (Elvacite  )“2041〕6.6g、ジエチルフタレート16g、ポリアクリレート〔ロー ム・アンド・ハース カンパニー(Rohm &Hass Company ) から利用できゝゝクローレックス(RhopleX )“B−15〕1.6タ、 および水110gを8オンス(大体250 cc、 )のびんに入れ、−夜間7 に−ルミルで粉砕し対照試料を製造した。実施例1で使用L7’ivブラック  グリースプルーフ ペーパーに生成組成物をナイフ被覆加工し、室温で乾燥し、 厚さが約50μの微細空孔含有被覆加工物を得た。ソート材料の反対側の面に同 じ方法で同様な被覆加工を適用した。
今記述したノート材料の表面(て実施例1の疎油性フルオロケミカルで被覆加工 し、同じ型の試験を行った。
結果は匹敵するものであった。透明fヒ”インク″としてポリジメチルシロキサ ンを使用し、ソート材料は都合よく印字された。
実施例23 今記述したソート材料と実質上同じ/−ト材料を裂遺し、実施例14に記ユホし た疎油性フルオロケミカルの希薄溶液で表面に被覆加工した。先に記述した試験 を行った時、結果(は匹敵するものであった。適する1゛インク“はドデカンで ある0 実施例24 ブラック グリースプルーフ60μペーパー バンキングおよび米国特許第3, 247,006号に記述されている型の微細空孔被覆加工剤を使用して先の実施 例の7−ト材料と一般的に同様な/−ト材料を製造しも詳細には、トルエン28 .5部、ビニルトルエンブタジェン樹脂〔グツドイヤー(Good、year  ) ”プロライト(Prolite )“VT ] 6部、ジフェニルフタレー ト 6部および炭酸マグネシウム18部の混合物をボールミルで一夜間粉砕し、 バッキングの両面にナイフ被覆加工し、溶剤を蒸発させ、それぞれの面に乾燥し た20μの被覆加工物を得だ。この生成物の表面の部分は実施例1に記述した疎 油性フルオロケミカルで処理した。
試験結果は匹敵するものであった。この製品に適する印字インクは環状へキサメ チルトリンロキサ7であった。
実施例25 先の実施例に記述したシート材料の表面の一部に実施例14に関して記述した疎 油性フルオロケミカルの希薄溶液で被覆加工した0試験結果は匹敵するものであ った。適する印字インクはオクタンであることがわかった。
実施例2に の実施例(は微細空孔形成表面層組成物に直接フルオロケミカルを混合する方法 を説明する。したがって、トルエン40部、ジインブチルケトン2.4部、ヒド ロキシ官能アクリル樹脂の60%溶液(ヘンケル G−キュア 867− RX  −60) 7’、85部、ジ(ジオクチルピロ7オスフエート)エチレンチタ ナート ケンリッチ(Kenrich ) KR−2ろ8 S 〕00.2部0 .5〜15μの炭酸カルシウム〔サイラカウガ カルシウムプロダクツ11マイ クロホワイト″25 :] 100部、1−6.ヘキサメチレンジイソシアナー トのビューレットの75係溶液[モバイ1′ヂスモデュール″N−75] ]2 部部および 〔08F17S02N(cH3)c2H,ocH2cH(CH,2部gO2CC H2CH2]20.6部をいっしょにボールミルで粉砕した。生成混合物を10 0μブラツク グリースプルーフ ペーパー バッキングにナイフ被覆加工し、 乾燥し、室温で硬化させ、20μの微細空孔被覆加工物を形成させた。フルオロ ケミカルを省略したことを除き同じ被覆加工剤をバンキングの他の面に被覆加工 した。表面は満足な撥油性および撥水性を示し、自己清浄化性であった。適する 6インク″はポリジメチルソロキサンであった。
先の記述は余すことなく記述しようとしたものではないことは容易に認識される だろう。当業者は本発明の教示する原理を具体化する他の製品を容易に工夫する ことが考えられる。したがって請求の範囲は次のとおりである。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)予定した揮発性の無色液体を適用することにより印字するのに適合する自 己支持性シート材料であって、 a1表面と裏面を有する自己支持性製着色ベースが約13〜22の範囲である有 機重合体からなる拡散的反射性不透明白色からパステルまでの微細空孔含有層を 結合させ、 C,ベース シート材料の表面の微細空孔にオイルおよびグリースが容易に浸透 するのを防止する疎油性フルオロケミカルをベース シートの表面のみの層の少 なくとも露出表面に存在させ、それによって、ソート材料の表面の微細空孔に低 い表面張力を有する極性液体、または准体類のみが浸透し、そして透明化し、そ のような浸透は表面層を部分的に透明化して濃着色ベースを露出させるが、7− ト材料の裏面の微細空孔は低い表面張力か、または高い表面張力を有する極性お よび非極性の両者の液体が容易に浸透する・ 組合せからなり、それによって、オイルおよび類似物に接触させることにより起 こる前記シート材料の表面層の潜在的透明化汚染物は表面層をシート材料の他の 部分の裏面層とすばやく接触させることにより除去することができ、汚染性液体 はノート材料の裏面層に吸収されることを特徴とする自己支持性シート材料。
  2. (2) 疎油性フルオロケミカルが、記述したように試験する時、フレンチ フ ライ オイルが少なくとも60°の接触角を形成する表面にする特許請求の範囲 第1項記載のシート材料。
  3. (3) それぞれの微細空孔含有層が約1.6〜2.2の範囲の屈折率である粒 子を包含し、前記粒子が有機重合体により擬焼結させた連列で保持されて2す、 前記重合体が熱硬化性である特許請求の範囲第2項記載のシート材料。
  4. (4)ノー)材料の表面に識別印が印刷されており、光学的印字識別装置で読み とるために特別な場所に一時的印字を記入できる用紙であって、前記用紙を繰り 返して再使用することができる特許請求の範囲第2項または第6項記載の7−ト 材料。
  5. (5)疎油性フルオロケミカルがR(SO2N(R’)RCOOH(ただし、R fは4〜20伽の炭素原子を含有するペルフルオロアルキル基であり、Rは1〜 12個の炭素原子を含有するアルキレン架橋基であり、そして、R′はHまたは 1〜6個の炭素原子を含有するアルキル基である)のクロム錯体である特許請求 の範囲第4項記載のソート材料。
  6. (6) 疎油性フルオロケミカルが 08F1,5o2N(C2H5)cH2c00Hテある特許請求の範囲第5項記 載のシート材料。
  7. (7) 疎油性フルオロケミカルが構造式〔RfSo2N(R)R2O,IDI IPO(OX)3−m (ただし、Rfは4〜20個の炭素原子を含有するペル フルオロアルキル基であり、Rii:Hまたは1〜12個の炭素原子を有するア ルキル基であり、R′は2〜12個の炭素原子を有するアルキレン架橋基であり 、XはH,NH4、NaまたはNH2(C!2H,0H)2であり、そして、m  !41または2である)を有する特許請求の範囲第4項記載の7−ト材料。
  8. (8)疎油性フルオロケミカルカ C3Fl 7so2N(c2に5 )c2H40PO(OH)2である特許請求 の範囲第7項記載のシート材料。
  9. (9)疎油性フルオロケミカルが 〔08F17S02N(C2H5)c2H40〕3Poである特許請求の範囲第 7項記載のシート材料。
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