KR0164043B1 - 감열기록재료 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 현색제, 발색제 및 증감제를 포함하여 구성되며, 지지체 상에 도공되는 감열기록지용 감열기록재료에 있어서, 증감제로서 하기 일반식(I)로 나타내어지는 벤조인 유도체를 사용하는 것을 특징으로 하는 감열기록재료에 관한 것이다:

[상기 식에서, R₁은 수소원자이거나 또는 C_1~C10인 직쇄 또는 측쇄의 알킬기,알켄일기, 시클로알킬기, 알릴기,

(여기서: n=1~3; X=수소원자, 할로겐원자, 저급알킬기, 니트로기, 알콕시기, 또는 아실기), 또는 히드록시알킬기를 나타내고; R2는 시아노기, 히드록시기, 알킬옥시기, 또는 알릴옥시기를 나타낸다.]

본 발명에 의해 제공되는 감열기록재료는 백색도의 저하없이 감열기록지의 발색감도 및 미발색층과 발색층의 보존안정성을 향상시키고 인사번짐의 문제점이 없으며, 더욱이 적용에너지에 대한 발색농도가 우수하다.

Description

감열기록재료

본 발명은 감열기록재료에 관한 것으로서, 상세하게는 발색감도가 높고 미발색층과 발색층의 안전성이 우수한 감열기록재료에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 본 발명은 발색제와 현색제 및 증감제를 주성분으로 하는 감열기록재료에 있어서, 증감제로서 벤조인계 유도체를 사용하기 때문에 발색강도가 높고 미발색층과 발색층의 안정성이 우수한 감열기록지용 감열기록재료에 관한 것이다.

무색 내지 담색의 염기성 염료와 현색제와의 발색반응을 이용해서, 열에 의해 양 발색물질을 접촉시켜 발색상이 얻어지도록 한 감열기록지가 잘 알려져 있다.

종래에 이러한 감열기록지의 지지체로는 값의 저렴성과 기록기기의 간편성 및 그 사용법의 용이함 등에 기인하여 종이가 주로 이용되어 감열팩시밀리, 감열프린터, 포스(POS)라벨 시스템 및 기타 각종 계측기 등의 기록매체로 널리 사용되고 있다.

또한, 최근에는 이러한 감열기록지를 이용하는 감열팩시밀리, 감열프린터, 라벨 시스템 등의 각종 감열기록매체의 꾸준한 개량으로 감열기록방식의 현저한 고속화가 추진되고 있다. 이와 같은 감열기록매체분야의 고속화에 수반되어, 이러한 매체에 사용되는 감열기록지의 기록감도의 향상이 강력히 요구되어 온 바, 이에 관한 많은 제안이 행해지고 있다.

일반적으로, 감열기록지의 발색층 도공액은 발색제로서 색상을 형성하는 락

톤계 화합물과 현색제로서 발색을 일으키는 산성물질로 구성되어 있다.

또한, 감열기록지의 발색에 있어서, 우수한 색상을 얻기 위하여 지지체로서 사용되는 종이를 140~150℃의 온도로 유지하기도 한다.

예를 들어서 일본 특허공고 소45-14039호에는 지지체 혹은 원지상에 발색성 화합물(또는 발색제라 함)과, 유기산 또는 페놀류 화합물과 같은 산성물질(또는 현색제라 함)를 도공하여, 열에 의해 양 발색물질을 접촉시켜 발색상이 얻어지도록 한 감열기록지가 개시되어 있다.

그러나, 이와 같은 감열기록지를 서멀 헤드 프린터(thermal head printer)에 사용할 경우에는 발색 감도가 충분히 나타나지 않을 뿐만 아니라, 인사(印寫)속도가 저하되는 문제점이 발생한다

또한 일본 특허공개 소54-74762호에는 지지체 호은 원지상에 발색제와, 벤질 p-히드록시벤조에이트와 같은 산성물질을 도공하여, 열에 의해 양 발색물질을 접촉시켜 발색상이 얻어지도록 한 감열기록지가 개시되어 있다.

그러나, 이와 같은 감열기록지를 서멀 헤드 프린터에 사용할 경우에는 발색감도가 충분히 나타나지 않을 뿐만 아니라, 미발색층과 발색층의 보존성에 문제점이 있다.

한편, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 발색제와 현색제를 주성분으로 하는 발색층 도공액 중에, 빠르고 보다 용이하게 양호한 화상을 얻기 위하여, 첨가제(또는 증감제: 이하 증감제라고 칭함)를 더욱 첨가시키는 방법이 있으며, 이러한 목적으로 사용되는 증감제는 적은 에너지의 작용으로도 충분히 높은 발색감도를 나타내는 것으로 알려져 있다.

이를테면, 일본 특허공개 소48-1923호에는 이러한 증감제로서 왁스류를 사용하는 방법이 개시되어 있다.

그러나, 이와같이 왁스류를 증감제로서 사용하는 경우에는 유기산과의 상용성에 한계가 있기 때문에 그 용도 및 효과에 있어 불만족스러울 뿐만 아니라, 또한 왁스류의 비점착성, 이형성 등으로 인하여 서멀 헤드와의 매치가 불량하다는 등의 문제점이 발생한다.

또한, 일본 특허공고 소 51-27599호에는 이러한 증감제로서 지방산 아닐리드류를 사용하는 방법이 개시되어 있다.

그러나, 이와 같은 경우에도 왁스류를 사용하는 경우와 마찬가지로, 인사번짐의 문제점이 야기된다.

또한, 일본 특허공고 소43-4160호에는 증감제로서 아세트아닐리드류를 사용하는 방법이 개시되어 있다.

그러나 이와같은 아세트아닐리드류를 증감제로서 사용하는 경우에는, 아세트아닐리드 자체의 승화성으로 인하여 이를 함유하는 발색층 도공액을 지지체 상에 도공하여 얻어지는 감열기록지는, 형성된 화상의 보존 안정성 면에서 불량할 뿐만 아니라, 더욱이 발색도가 좋지 않고, 발색시 인가온도에 대한 발색농도의 기울기가 적다는 등의 문제점이 여전히 남아 있다.

또한, 일본 특허공개 소 54-139740호에는 증감제로서 스테아르 아미드류를 사용하는 방법이 개시되어 있다.

그러나, 이와같은 경우에는 발색감도가 좋지 않고, 또한 발색층의 안정성도 불량하다는 등의 문제점이 있다.

최근에는 이와같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 아랄킬기, 페닐기, 비페닐기, 나프틸기, 또는 알킬기 등, 서로간의 에테르 결합이나 에스테르 결합 등으로 이루어진 화학구조를 가진 화합물 중에서 80~120℃의 융점과 상용성을 갖춘 화합물을 선택하여 증감제로서 사용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.

그러나, 이와같은 에테르 형태나 에스테르 형태의 화합물을 증감제로서 사용하여 얻어지는 감열기록지는 향상된 발색감도를 나타내기는 하지만, 여전히 보존성 및 안정성에 있어서는 문제점이 남아 있다.

이에, 본 발명자는, 발색감도가 높고, 미발색층과 발색층의 보존안정성이 우수한 감열기록재료를 제공하기 위하여 각종 실험을 수행한 결과, 종래에는 증감제로서 전혀 사용되지 않던, 에스테르나 에테르형태가 아닌 벤조인 화합물의 α-위치를 변형시킨 케톤 형태의 화합물을 본 발명에서 새롭게 증감제로서 사용함으로써, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 발색도의 저하 없이 감열기록지의 발색감도 및 미발색층과 발색층의 보존안정성을 향상시킴과 동시에, 인사번짐의 문제점이 없으며 더욱이 적용에너지에 대한 발색농도가 우수한 감열기록지용 감열기록재료를 제공하는 데에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 지지체 또는 원지상에 도공되는 감열기록지용 감열기록재료에 있어서, 증감제로서 하기 일반식(I)로 나타내어지는 벤조인 유도체를 사용하는 것을 특징으로 하는 감열기록지용 감열기록재료를 제공한다.

[상기 식에서, R₁은 수소원자이거나 또는 C_1~C10인 직쇄 또는 측쇄의 알킬기,알켄일기, 시클로알킬기, 알릴기,

(여기서: n=1~3; X=수소원자, 할로겐원자, 저급알킬기, 니트로기, 알콕시기, 또는 아실기), 또는 히드록시알킬기를 나타내고, R₂는 시아노기, 히드록시기, 알킬옥시기, 또는 알릴옥시기를 나타낸다.]

본 발명에 있어서, 발색층을 구성하는 무색 내지 담색의 염기성 염료 (또는 발색제) 성분으로서는 트리페닐메탄계, 트리아릴메탄계, 락톤계, 또는 플루오란계 염료를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 플루오란계 로이코 염료가 사용가능하다. 이와 같은 로이코염료는 감열기록지용으로 사용되는 무색 또는 담색의 염료로서 열에너지의 존재하에서 현색제와 반응하여 색상을 나타낸다.

또한 본 발명에 있어서, 상기한 바와 같은 발색제와 조합하여 사용되는 현색제 성분으로서는 온도의 상승에 따라 액화나 기화 내지는 용해하는 성질을 갖고 있고, 또한 상기한 발색제와 접촉하여 발색하는 특성을 갖는 것이라면 여하한 현색제도 사용가능하다.

상기한 바와 같은 발색제 및 현색제 중에서도 특히, 본 발명에 있어서, 발색제로서는 3-디에틸아미노-6-메틸-7-아닐리노플루오란, 3-디에틸아미노-7-(0클로로아닐리노)플루오란, 3-디에틸아미노-7-(m-플루오로메틸아닐리노)플루오란, 3-디에틸아미노-7-(0-플루오로아닐리노)플루오란 등을 사용하고, 현색제로서는 비스페놀A, 또는 2,2-비스(4-히드록시페닐)펜탄 등을 사용하는 것이 바람직하다.

상기한 발색제와 현색제의 혼합비율은 통상 발색제 100 중량부에 대해 현색제가 100~1000중량부 사용된다.

또한, 상기한 발색제 또는 현색제는 모두, 필요에 따라서는 2종 이상 혼합하여 사용할 수도 있다.

한편, 본 발명에서는, 종래에 알려져 있는 증감제를 사용하는 경우보다, 염료에 대한 발색감도를 증가시키면서 보존성을 향상시키고 고기록적성을 우수하게 하는 증감제로서, 상기한 일반식(I)로 나타내어지는 벤조인 유도체를 사용함으로써, 발색감도가 높고, 미발색층과 발색층의 보존안정성이 우수한 감열기록재료를 제공한다.

즉, 본 발명에서 사용가능한 증감제(또는 '열가용성물질'이라 함)로는, 특히 감열기록층 중에서 융점이 70 내지 150℃, 바람직하게는 80~150℃, 더욱 바람직하게는 80~120℃ 정도인 일반식(I)로 나타내어지는 벤조인계 유도체가 바람직하며, 이러한 증감제는 보다 좋은 현색반응을 나타낸다.

이와 같은 열가용성 물질의 구체적인 실례로는 α-밴질벤조인(융점:117℃), α-시아노디옥시벤조인(융점:98~99℃), α-히드록시메틸벤조인(융점:84~85℃), 4,4'-디클로로시아노디옥시벤조인(융점:135~136℃)등을 들 수 있다.

본 발명에 의한 열가용성 물질은 단독으로 혹은 본 발명에서 요구하는 효과를 저해하지 않는 범위 내에서 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

이와 같은 열가용성 물질은 염기성 염료에 대해 150~300중량 %의 양으로 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 열가용성 물질의 첨가량이 300중량 %를 초과하는 경우에는 반응 혼합물계 전체의 상용성(compatibility)이 불량해지는 문제점이 있고, 첨가량이 150중량 % 미만인 경우에는 감열기록지의 발색감도가 저하되는 문제점이 발생한다.

본 발명에 의한 감열기록재료에 있어서, 증감제로서 일반식(I)로 나타내어지는 열가용성 물질이 백색도를 저하시키지 않으면서 기록감도를 양호하게 하는 이유는 벤조인계 유도체(I)의 화학구조가 염기성 염료 및 유기 현색제의 구조와 유사하여, 결과적으로 반응 혼합물계 전체의 상용성이 향상되기 때문이다.

이와같은 벤조인 유도체는 당 기술분야에 통상적으로 공지된 방법에 의해 실험실이나 연구소에서 합성하거나 또는 시판중인 제품을 구입, 정제하여 사용가능하다.

본 발명에 있어서는, 상기한 바와 같은 발색층 성분들을 포함하는 감열기록재료를 제조함에 있어, 물을 분산매로 사용하고, 적당한 분산제를 선택하여, 볼 밀, 센드그라인더 등의 교반 분쇄기를 이용하여 고형분의 입자 직경이 10미크론 이하로 될 때까지 분쇄하고, 분산시켜, 본 발명에 의한 감열기록지용 감열기록재료를 제조한다.

또한, 본 발명에 있어서는, 필요에 따라 서멀 헤드와 화합물간의 윤활작용을 원활하게 하기 위하여, 감열기록재료 중에 주행성 향상제로서 스테아르산 아연을 더욱 첨가할 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 감열기록재료를 지지체 상에 도공하여 얻어지는 감열기록지에 있어, 기록층의 형성은 특별한 방법에만 제한되는 것은 아니며, 종래부터 알려져 온 관행의 기술에 따라 행할 수 있다. 예를 들면, 감열기록재료를 지지체 상에 도공하는 방법으로서, 에어나이프 도공방식, 블레이드 도공방식 등 적절한 도공방식을 이용하거나, 혹은 와이어 바아를 사용할 수 있다.

또한 감열기록재료의 감열기록지로의 도공량도 특별히 한정된 것은 없으며, 일반적으로 평량 50g/m²의 원지상에 건중량으로 2내지 15g/m²의 범위로 도공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 감열기록재료의 도공시 사용 가능한 지지체에 대해서도 특별히 한정된 것은 없으며, 예를 들어서 종이, 합성섬유지, 합성수지 필름류 등을 사용할 수 있다.

특히, 발색층을 보호할 목적으로 발색층 상부 또는 하부에 오버코트층이나 언더코트층을 마련할 수도 있다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 감열기록재료를 도공하여 얻어지는 감열기록지는 백색도의 저하없이 고발색성을 나타낸다.

즉, 본 발명에서는 지지체 혹은 원지상에 발색층 감열기록재료를 도공하여 제조되는 감열기록지에 있어서, 상기 발색층 감열기록재료 중에 첨가되는 증감제로서 종래에 알려져 있지 않던 케톤류의 벤조인 유도체를 사용함으로써, 단지 비스페놀계 현색제, 플루오란계 발색제 등만을 사용하는 경우나, 혹은 증감제로서, 스테아르아미드계(또는 스테아르산 아미드계라 함) 화합물을 차용하는 경우보다, 적용 에너지에 대한 발색 감도가 월등히 우수할 뿐만 아니라, 인사번짐의 문제점이 없으며, 더욱이 백색도 및 보존안정성이 우수한 고감도 감열기록지를 제조할 수 있게 한다.

다음에, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다.

그러나, 이 실시예는 본 발명을 더욱 상세하게 예증하기 위하여 제공한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이와 같은 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 또한, 하기의 실시예 및 비교예에서 사용된 모든 부(part)는 중량부를 의미한다.

[실시예]

(A액: 발색제 포함)

3-디에틸아미노-6-메틸-7-아닐리노플루오란(발색제).....1.0부,

α-히드록시메틸벤조인(증감제; 융점:84~85℃)...............2.0부,

중합도 170의 10% 폴리비닐알코올(PVA)수용액(분산제)..3.0부,

순 수(H₂O) ..................................................................5.0부

(B액: 현색제 포함)

비스페놀 A(현색제).......................................................3.0부,

탄산칼슘(CaCO₃)..........................................................3.0부,

10% 폴리비닐알코올 수용액......................................... 7.0부,

스테아르산 아연(주행성 향상제).....................................0.5부,

순 수..........................................................................10.0부

상기한 바와 같은 조성의 A액과, B액을 준비하여, 각각 볼 밀 중에서 고형분의 평균입자 직경을 10㎛ 이하로 분쇄시키고, 이렇게 처리한 A액과 B액을 중량비 1:1로 혼합한 다음, 이어서 약 5분 동안 분산시켜, 본 발명에 의한 감열기록지용 감열기록재료를 제조하였다.

[비교예 1]

상기 A액 중에서 증감제인 α-히드록시메틸벤조인 대신에 스테아르산 아미드를 동일량으로 첨가한 점을 제외하고는 상기 실시예1과 실질적으로 동일한 방법으로 처리하여 감열기록재료를 제조하였다.

[비교예 2]

상기 A액 중에서 증감제인 α-히드록시메틸벤조인을 첨가하지 않은 점을 제외하고는 상기 실시예1과 실질적으로 동일한 방법으로 처리하여 감열기록재료를 제조하였다.

상기 실시예 및 비교예 1~2에서 얻어지는 감열기록재료의 감열특성을 알아보기 위하여 이들 기록재료를 평량 50g/m²의 원지상에 도공량 5g/m²이 되도록 와이어 바아를 사용하여 도공하고, 건조한 후 이를 수퍼캘린더로 평활도 200~800초가 되게 처리하여 감열기록지를 제조하고, 이 기록지의 적용 에너지에 따른 발색농도 및 발색도를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.

주:1) 발색농도는 일본국 다까사고(주)에서 제조한 감열 인자 실험장치를 이용하여, 인가 에너지를 0.00, 2.40, 3.60, 4.80mj/mm로 한 후, 이 발색농도를 맥베드사 TR-927 광학농도측정 장치로 측정하였다.

2) 백색도는 180백색도 측정기를 사용하여 측정하였다.

상기한 표의 결과로부터 확인되는 바와 같이, 본 발명에 의한 감열기록재료를 도공하여 얻어지는 감열기록지는, 종래 증감제를 사용하여 제조된 감열기록지나 또는 증감제를 사용하지 않고 제조된 감열기록지에 비하여, 백색도의 저하없이 고감도인 것을 알 수 있다.

Claims (3)

1. 발색제,현색제 및 증감제를 포함하여 구성되며, 지지체 상에 도공되는 감열기록지용 감열기록재료에 있어서, 상기 증감제로서 하기 일반식(I)로 나타내어지는 벤조인 유도체를 사용하는 것을 특징으로 하는 감열기록재료:

   

   [상기 식에서, R₁은 수소원자이거나 또는 C_1~C10인 직쇄 또는 측쇄의 알킬기,알켄일기, 시클로알킬기, 알릴기,

   

   (여기서: n=1~3; X=수소원자, 할로겐원자, 저급알킬기, 니트로기, 알콕시기, 또는 아실기), 또는 히드록시알킬기를 나타내고, R2는 시아노기, 히드록시기, 알킬옥시기, 또는 알릴옥시기를 나타낸다.]
2. 제1항에 있어서, 상기 증감제는 염기성 염료에 대해 150~300중량 %의 양으로첨가되는 것을 특징으로 하는 감열기록재료.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 증감제의 융점은 70 내지 150℃인 것을 특징으로 하는 감열기록재료.