KR100433823B1

KR100433823B1 - 감열기록재료

Info

Publication number: KR100433823B1
Application number: KR1019970024680A
Authority: KR
Inventors: 히로아키 츠가와; 신 노자키; 가오루 이즈미; 치토시 이마지; 요우이치 소네; 타카시 무로이
Original assignee: 니폰 가야꾸 가부시끼가이샤; 린텍 가부시키가이샤
Priority date: 1996-06-14
Filing date: 1997-06-13
Publication date: 2004-10-02
Also published as: US5928987A; KR980003893A; DE69702092D1; DE69702092T2; CN1169548A; CN1178798C; EP0812702B1; EP0812702A1

Abstract

본 발명은 발포된 폴리스티렌 시트(sheet)의 지지체 및 그 위에 생성된 감열 발색층(thermal color-developing layer)으로 구성된 감열 기록재료(thermal recording material)에 관한 것이다. 본 발명의 감열 기록재료는 매우 민감하며 이미지(image)의 내구성이 탁월하고, 열에 의한 포깅(fogging)이 낮다. 폴리스티렌의 음식 용기 및 포장재에 라벨(label)로서 사용되는 경우 라벨을 제거할 필요없이 리사이클(recycle)할 수 있게 한다. 또한, 그것은 발포된 폴리스티렌 시트의 코로나(corona) 처리로 인하여 우수한 내수성(water resistance)을 가진다.

Description

감열 기록재료

발명이 속하는 기술 분야

본 발명은 감열 기록재료에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 발색 물성, 발색 민감성(열에 의한 포깅(fogging)이 낮음), 및 내구성(또는 가소제, 오일, 및 물에 대한 내성)이 탁월한 감열 기록재료에 관한 것이다.

배경 기술

무색 또는 미색의 색-형성제 및 가열에 의하여 색-형성제가 발색되게 하는 발색제를 기초로 한 감열 기록재료는 공지되어 있다. 그것은 일본국 특허 공보 제 4160/1968호 및 제 14039/1970호에 공개되어 있으며, 일반용으로 실용화되어 있다. 일반적으로 감열 기록재료는 지지체 및 그 위에 형성되어 있는 코팅(coating) 층으로 구성되어 있다. 지지체는 종이, 필름, 합성지 등이다. 코팅층은 류코(leuco) 염료 및 미립자 형태의 (페놀 유도체의) 발색제가 분산된 용액으로 형성된다. 용액은 또한 결합재, 증감제(sensitizer), 충진제, 및 윤활제(slip agent)를 함유한다. 가열에 의하여, 류코 염료 및/또는 발색제는 용융되고 서로 접촉되어 화학 반응을 일으키게 되어 가시적인 기록을 위한 색을 나타내게 된다. 일반적으로 감열 기록재료는 시트상으로 제조된다. 그러한 감열 기록 시트의 발색은 열 프린터에 의해 제공되는 열 헤드(head)에 의해 이루어진다. 감열 기록 방법은 다른 기록 방법들에 비하여 (1) 기록시의 소음으로부터 자유롭고, (2) 발색 및 색 고정의 불필요함, (3) 유지보수의 불필요함, 및 (4) 비교적 저가인 기계값의 장점들을 가지고 있다. 이러한 이유로, 팩시밀리, 컴퓨터 출력장치, 의학 장비의 레코더, 티켓 판매기, 라벨 프린터, 등의 분야에 널리 사용되고 있다.

한가지 중요한 감열기록의 응용은 일반적으로 POS 시스템이 허용되고 있는 소매점 및 수퍼마켓에서 사용되는 라벨 및 가격표 분야이다. 그러나, (점심 도시락과 같이) 금방 만들어졌거나 가공된 음식물에 부착된 열 민감형 라벨은 탈색되거나 포깅되는 단점을 가지고 있다. 탈색(또는 이미지가 없어짐)은 포장 필름에서 가소제가 스며나오거나 포장에서 오일 및 지방이 유출되기 때문이다. 포깅(또는 인쇄되지 않은 부분에서의 발색)은 (해동을 위한) 가열 또는 습기 때문이다.

고속 인쇄에 대한 요구사항을 만족시키는 새로운 감열 기록재료에 대한 요구가 계속 증가되어오고 있다. 그러한 새로운 감열 기록재료의 개발에서 해결해야 할 문제는 향상된 감도(sensitivity)(또는 개선된 열 응답)이 포깅에 의해 상쇄된다는 것이다. 또한, 가소제 및 오일에 대한 내구성을 향상시키기 위한 안정화제(stabilizer)가 일반적으로 감도를 감소시키고 포깅을 일으키는 원인이다. 아직까지 개선된 열 응답, 개선된 내구성, 및 개선된 열 및 습기에 의한 포깅에 대한 내성을 가진 만족스러운 감열 기록재료는 나오지 않고 있다.

(평활도(smoothness)를 개선시키기 위하여) 수퍼칼렌더링(super-calendering) 하여 열 응답을 개선시키는 방법이 일본 특허 공보 제 20142/1977호에 기술되어 있다. 불행하게도, 수퍼칼렌더링에는 복잡한 운전이 필요하고, 표면의 평활도가 열 헤드와의 상용성에 있어서는 불충분하다. 또한 낮은 융점을 가진 류코 염료를 사용하여 열 응답을 개선하는 방법이 일본 특허 공개 제 164890/1981호에 기술되어 있다. 그러나, 이 방법에 의한 개선은 열에 의한 포깅의 증가에 의해 상쇄된다. 일본 특허 공개 제 5093/1984호, 248390/1985호, 제 113282/1989호 및 제 214688/1990호에는 지지체와 감열 기록층 사이에 중간층을 도입시켜 열 응답을 개선시키는 다른 방법이 기술되어 있다. 이 방법의 단점은 지지체와 감열 기록층 사이의 접착이 불완전하여 외력 또는 습한 조건하에서 벗겨진다는 것이다.

통상의 종이, 합성지, 또는 폴리에스테르 필름으로 만들어진 감열 라벨은, 용기 또는 폴리스티렌 또는 발포된 폴리스티렌으로 만들어진 포장재를 리사이클시키기 위하여 회수할 때 라벨을 제거해야 하는 문제점을 가지고 있다. 이 문제점을 해결하기 위하여 일본 특허 공개 제 242061/1995호에는 감열 기록재료의 지지체로서 폴리스티렌 필름을 사용하는 방법이 기술되어 있다. 이 발명의 단점은 인쇄 에너지가 낮은 경우 색 밀도(color density)가 불충분하여 고속 인쇄를 방해한다는 것이다.

발명의 목적 및 요약

본 발명에 의하여 선행기술들이 가지고 있던 상기의 문제점들이 해결되었다. 본 발명의 목적은 열 및 습기에 대하여 우수한 내성을 가지며, 용이하게 리사이클되는, 감도와 이미지의 내구성이 우수한 감열 기록재료를 제공하는 것이다.

선행 기술들이 가지고 있는 단점들을 제거하기 위하여 본 발명의 발명자들은 일련의 연구를 수행하여 본 발명에 이르게 되었다.

본 발명은:

(1) 발포된 폴리스티렌 시트 지지체 및 그 위에 형성된, 열에 의해 발색될 수 있는 물질을 함유하는 감열 발색층을 가진 감열 기록재료;

(2) 발포된 폴리스티렌 시트의 표면이 35dyn/cm 이상의 습윤 표면 장력을 가진 상기 (1)항에서 정의된 감열 기록재료;

(3) 발포된 폴리스티렌 시트의 표면이 코로나-처리된 상기 (2)항에서 정의된 감열 기록재료;

(4) 열에 의해 발색될 수 있는 물질이 무색 또는 미색의 색-형성 화합물 및 색-형성 화합물이 열에 의해 발색되도록 하는 발색 화합물로 구성된 상기 (1)항 내지 (3)항중 어느 한 항에서 정의된 감열 기록재료;

(5) 발포된 폴리스티렌 시트가 2-축 배향(biaxial orientation)된 상기 (1)항 내지 (4)항중 어느 한 항에서 정의된 감열 기록재료;

(6) 발포된 폴리스티렌 시트가 0.7 내지 0.02g/cm³의 겉보기 밀도를 가진 상기 (1)항 내지 (5)항중 어느 한 항에서 정의된 감열 기록재료;

(7) 감열 발색층이 스티렌 폴리머 결합재를 가진 상기 (1)항 내지 (6)항중 어느 한 항에서 정의된 감열 기록재료;

(8) 발포된 폴리스티렌 시트의 지지체가 그의 한 면에 감열 발색층을 가지고다른 면에 접착제 층을 가진 상기 (1)항 내지 (7)항중 어느 한 항에서 정의된 감열 기록재료;

(9) 상기 (8)항에서 정의한 감열 기록재료로 만들어진 접착식 라벨에 관한 것이다.

발명의 구체예

본 발명의 감열 기록재료는 발포된 폴리스티렌 시트 지지체 및 그 위에 형성된, 열에 의해 발색될 수 있는 물질을 함유하는 감열 발색층으로 구성되어 있다. 본 발명에 따라, 감열 발색층은 상기에서 언급한 열에 의해 발색될 수 있는 물질 이외에 임의로, 결합재, 충진제, 열-용융성 화합물, 윤활제(slip agent), 계면 활성제 등을 가질 수 있다. 열에 의해 발색될 수 있는 물질은 이하에서 설명되는 색-형성 화합물 및 발색 화합물을 포함한다.

본 발명에 따라, 지지체는 상기에서 언급된 물질의 용액으로 코팅(coating)되어 건조 중량 기준으로 1-40 g/m², 바람직하게는 5-15 g/m²의 중량의 감열 발색층을 형성한다. 임의의 중간층이 지지체 및 감열 발색층 사이에 형성될 수 있다. 추가로, 감열 발색층상에 임의의 보호층이 형성될 수 있다.

감열 발색층은 다음의 성분들로 구성될 수 있다.

색-형성 화합물: 1-50중량%,

발색 화합물: 5-80중량%,

결합재: 1-90중량%,

충진제: 0-80중량%,

열-용융성 화합물: 0-80중량%,

윤활제 및 계면활성제: 필요한 양.

중간층 및 보호층은 원하는 양의 상기에서 언급된 결합재(및 임의의 충진제)로 구성될 수 있다. 이러한 층은 건조 중량 기준으로 6g/m²미만이어야 한다.

본 발명에 따라, 기질은 통상적으로 폴리스티렌 종이를 제조할 때 사용되는 2-축 배향으로 만들어진 발포된 폴리스티렌 시트이다. 이것은 주요 성분으로서의 폴리스티렌(99.5 - 94 중량%) 및 부탄과 같은 발포제(foaming agent)(0.5 - 6 중량%)로 구성되어 있다. 이것은 0.7 - 0.02g/cm³의 겉보기 밀도를 가지고 있으며, 두께가 100-3000㎛이다. 이것은 펄 패키지(주)(Pearl Package Co., Ltd.)에서 "U-Pearl"이란 상품명으로 상업적으로 구입할 수 있다.

본 발명에 따라, 발포된 폴리스티렌 시트는 35 dyn/cm 이상, 바람직하게는 40 dyn/cm 이상, 더욱 바람직하게는 50 dyn/cm 이상의 습윤 표면 장력을 가진 표면을 가져 감열 발색층이 그 위에 형성될 수 있도록 하여야 한다. 상업적 발포된 폴리스티렌 시트는 약 30 dyn/cm의 습윤 표면 장력을 가진 표면을 가지고 있다. 코로나 처리 또는 계면활성제 코팅에 의하여 원하는 만큼 습윤 표면 장력을 증가시키는 것이 가능하다. 코로나 처리가 바람직하다. 코로나 처리는 습윤 표면 장력을 증가시키며 생성물의 내수성을 향상시킨다. 습윤 표면 장력은 JIS(Japaneses Industrial Standard) K-6768(1977)에 규정된 시험 방법에 따라 측정된다.

감열 발색층에 사용된 색-형성 화합물은 특별히 제한되지는 않지만, 통상 감압 기록지 및 감열 기록지에 사용되는 것들 중에서 선택된다. 여기에는, 예를 들어, 플루오란 화합물, 트리아릴메탄 화합물, 스피로 화합물, 디페닐메탄 화합물, 티아진 화합물, 락툼 화합물, 및 플루오렌 화합물이 포함된다.

플루오란 화합물의 예는 다음과 같다.

3-디에틸아미노-6-메틸-7-아닐리노플루오란,

3-디부틸아미노-6-메틸-7-아닐리노플루오란,

3-(N-메틸-N-사이클로헥실아미노)-6-메틸-7-아닐리노플루오란,

3-(N-에틸-N-이소펜틸아미노)-6-메틸-7-아닐리노플루오란,

3-이소부틸에틸아미노-6-메틸-7-아닐리노플루오란,

3-[N-에틸-N-(3-에톡시프로필)아미노]-6-메틸-7-아닐리노플루오란,

3-(N-에틸-N-헥실아미노)-6-메틸-7-아닐리노플루오란,

3-디펜틸아미노-6-메틸-7-아닐리노플루오란,

3-(N-메틸-N-프로필아미노)-6-메틸-7-아닐리노플루오란,

3-(N-에틸-N-테트라하이드로푸릴아미노)-6-메틸-7-아닐리노플루오란,

3-디에틸아미노-6-메틸-7-(p-클로로아닐리노)플루오란,

3-디에틸아미노-6-메틸-7-(p-플루오로아닐리노)플루오란,

3-(p-톨루이디노에틸아미노)-6-메틸-7-아닐리노플루오란,

3-디에틸아미노-6-메틸-7-(p-톨루이디노)플루오란,

3-디에틸아미노-7-(o-클로로아닐리노)플루오란,

3-디부틸아미노-7-(o-클로로아닐리노)플루오란,

3-디에틸아미노-7-(o-플루오로아닐리노)플루오란,

3-디부틸아미노-7-(o-플루오로아닐리노)플루오란,

3-디에틸아미노-7-(3,4-디클로로아닐리노)플루오란,

3-피롤리디노-6-메틸-7-아닐리노플루오란,

3-디에틸아미노-6-클로로-7-에톡시에틸아미노플루오란,

3-디에틸아미노-6-클로로-7-아닐리노플루오란,

3-디에틸아미노-7-클로로플루오란,

3-디에틸아미노-6-클로로-7-메틸플루오란,

3-디에틸아미노-7-메틸플루오란,

3-디에틸아미노-7-옥틸아미노플루오란,

3-디에틸아미노-7-페닐플루오란, 및

3-(p-톨루이디노에틸아미노)-6-메틸-7-페네틸플루오란.

트리아릴메탄 화합물의 예를 아래에 열거하였다.

3,3-비스(p-디메틸아미노페닐)-6-디메틸아미노프탈라이드(크리스탈 바이오렛 락톤(crystal violet lactone) 또는 CVL의 동의어),

3,3-비스(p-디메틸아미노페닐)프탈라이드,

3-(p-디메틸아미노페닐)-3-(1,2-디메틸아미노인돌-3-일)프탈라이드,

3-(p-디메틸아미노페닐)-3-(2-메틸인돌-3-일)프탈라이드,

3-(p-디메틸아미노페닐)-3-(2-페닐인돌-3-일)프탈라이드,

3,3-비스(1,2-디메틸인돌-3-일)-5-디메틸아미노프탈라이드,

3,3-비스(1,2-디메틸인돌-3-일)-6-디메틸아미노프탈라이드,

3,3-비스(9-에틸카보졸-3-일)-5-디메틸아미노프탈라이드,

3,3-(2-페닐인돌-3-일)-5-디메틸아미노프탈라이드, 및

3-p-디메틸아미노페닐-3-(1-메틸피롤-2-일)-6-디메틸아미노프탈라이드.

스피로 화합물의 예를 아래에 열거하였다.

3-메틸스피로디나프토피란,

3-에틸스피로디나프토피란,

3,3'-디클로로스피로디나프토피란,

3-벤질스피로디나프토피란,

3-프로필스피로벤조피란,

3-메틸나프토-(3-메톡시벤조)스피로피란, 및

1,3,3-트리메틸-6-니트로-8'-메톡시스피로(인돌린-2,2'-벤조피란).

디페닐메탄 화합물의 예를 아래에 열거하였다.

N-할로페닐-류코-아우라민,

4,4-비스-디메틸아미노페닐벤즈하이드릴벤질에테르, 및

N-2,4,5-트리클로로페닐-류코-아우라민.

티아진 화합물의 예를 아래에 열거하였다.

벤조일-류코-메틸렌 블루, 및

p-니트로벤조일-류코-메틸렌 블루.

락툼 화합물의 예를 아래에 열거하였다.

로다민 B 아닐리노락툼, 및

로다민 B-p-클로로아닐리노락툼.

플루오렌 화합물의 예를 아래에 열거하였다.

3,6-비스(디메틸아미노)플루오렌-스피로(9,3')-6'-디메틸아미노프탈라이드,

3,6-비스(디메틸아미노)플루오렌-스피로(9,3')-6'-피롤리디노프탈라이드,및

3-디메틸아미노-6-디에틸아미노플루오렌-스피로(9,3')-6'-피롤리디노프탈라이드.

상기에서 언급된 색-형성 화합물은 단독 또는 다른 것과의 조합으로 사용될 수 있다.

감열 발색층에 사용되는 발색 화합물은 특별히 제한되지는 않지만, 통상 감압 기록지 및 감열 기록지에 사용되는 것들 중에서 선택된다. 그 예를 아래에 열거하였다.

페놀 화합물, 예를 들어,

α-나프톨,

β-나프톨,

p-옥틸페놀,

4-t-옥틸페놀,

p-t-부틸페놀,

p-페닐페놀,

1,1-비스(p-하이드록시페닐)프로판,

2,2-비스(p-하이드록시페닐)프로판(비스페놀 A 또는 BPA와 동의어),

2,2-비스(p-하이드록시페닐)부탄,

1,1-비스(p-하이드록시페닐)사이클로헥산,

4,4'-티오비스페놀,

4,4'-사이클로헥실이덴디페놀,

2,2'-(2,5-디브로모-4-하이드록시페닐)프로판,

4,4'-이소프로필이덴비스(2-t-부틸페놀),

2,2'-메틸렌비스(4-클로로페놀),

4,4'-디하이드록시디페닐설폰,

2,4'-디하이드록시디페닐설폰,

비스(3-아릴-4-하이드록시페닐)설폰,

4-하이드록시-4'-메톡시디페닐설폰,

4-하이드록시-4'-에톡시디페닐설폰,

4-하이드록시-4'-이소프로폭시디페닐설폰,

4-하이드록시-4'-부톡시디페닐설폰,

메틸 비스-(4-하이드록시페닐)아세테이트,

부틸 비스-(4-하이드록시페닐)아세테이트,

벤질 비스-(4-하이드록시페닐)아세테이트,

2,4-디하이드록시-2'-메톡시벤즈아닐리드.

방향족 카복실산 에스테르, 예를 들어,

벤질 p-하이드록시벤조에이트,

에틸 p-하이드록시벤조에이트,

디벤질 4-하이드록시프탈레이트,

디메틸 4-하이드록시프탈레이트,

에틸 5-하이드록시이소프탈레이트.

방향족 카복실산, 예를 들어,

3,5-디-t-부틸살리실산,

3,5-디-α-메틸벤질살리실산; 및

방향족 카복실산의 금속 염.

감열 발색층에 사용되는 결합재는 바람직하게는 스티렌 고분자이어야 한다. 이에는, 예를 들어, 스티렌/무수 말레산 공중합체, 폴리스티렌, 스티렌/아크릴산 에스테르 공중합체, 스티렌/아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌/부타디엔 공중합체, 카복실화 스티렌/부타디엔 공중합체, 스티렌/부타디엔/아크릴산 공중합체, 및 콜로이달 실리카 및 스티렌 공중합체 조성물로 구성된 소수성 고분자성 유제가 포함된다.

결합재의 다른 예에는 메틸 셀룰로즈, 메톡시셀룰로즈, 하이드록시에틸셀룰로즈, 카복시메틸셀룰로즈, 나트륨 카복시메틸셀룰로즈, 폴리비닐알콜(PVA), 카복시-그룹-개질된 폴리비닐알콜, 설폰산 그룹-개질된 폴리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴아미드, 폴리아크릴산, 전분 및 그의 유도체, 카제인, 젤라틴, 수용성 이소프렌 고무, 이소-(또는 디이소-)부틸렌/무수 말레산 공중합체의 수용성 알칼리 금속염, 폴리비닐아세테이트, 비닐클로라이드/비닐아세테이트 공중합체, 폴리아크릴레이트 에스테르, 폴리우레탄, 및 콜로이달 실리카 및 아크릴 레진 조성물로 구성된 소수성 고분자성 유제가 포함된다.

충진제의 예에는 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 산화 마그네슘, 실리카, 화이트 카본, 활석, 점토, 알루미나, 수산화 마그네슘, 수산화 알루미늄, 산화 알루미늄, 황산 바륨, 폴리스티렌 레진, 및 우레아-포르말린 레진이 포함된다.

열-용융성 화합물의 예에는 동물성 왁스 및 야채 왁스 및 합성 왁스(예를 들어, 제팬(japan) 왁스, 카나우바(carnauba) 왁스, 쉘락(shellac), 파라핀, 몬탄(montan) 왁스, 산화 파라핀, 폴리에틸렌 왁스, 및 산화 폴리에틸렌); 고지방산(예를 들어, 스테아르산 및 베헨산(behenic acid)); 고지방 아미드(예를 들어, 스테아르아미드, 올레아미드, N-메틸스테아릴아미드, 에루크아미드, 메틸올베헨아미드, 메틸올스테아르아미드, 메틸렌비스스테아르아미드, 및 에틸렌비스스테아르아미드); 고지방 아닐리드(예를 들어, 스테아르아닐리드 및 리놀아닐리드); 아세틸화 방향족 아민(예를 들어, 아세토톨루이지드); 나프탈렌 유도체(예를 들어, 1-벤질옥시나프탈렌, 2-벤질옥시나프탈렌, 및 페닐 1-하이드록시나프토에이트); 방향족 에테르(예를 들어, 1,2-디페녹시에탄, 1,4-디페녹시에탄, 1,2-비스(3-메틸페녹시)에탄, 1,2-비스(4-메톡시페녹시)에탄, 1,2-비스(3,4-디메틸페닐)에탄, 1-페녹시-2-(4-클로로페녹시)에탄, 및 1-페녹시-2-(4-메톡시페녹시)에탄); 방향족 카복실산 유도체(예를 들어, 벤질 p-하이드록시벤조에이트, 벤질 p-벤질옥시벤조에이트, 및 디벤질 테레프탈레이트); 방향족 설폰산 에스테르 유도체(예를 들어, 페닐 p-톨루엔설포네이트, 페닐 메시틸렌설포네이트, 및 4-메틸페닐메시틸렌설포네이트); 카본산 또는 옥살산의 디에스테르 유도체(예를 들어, 디페닐카보네이트, 디벤질옥살레이트, 디(4-메틸벤질)옥살레이트 및 디(4-클로로벤질) 옥살레이트); 비페닐 유도체(예를 들어, p-벤질비페닐 및 p-아릴옥시비페닐); 및 터페닐 유도체(예를 들어, m-터페닐)이 포함된다. 이들은 상온에서 고체이어야 하며, 약 70℃이상의 융점을 가져야 한다.

임의의 첨가제에는 윤활제(예를 들어, 아연 스테아레이트, 칼슘 스테아레이트, 및 알루미늄 스테아레이트), 계면활성제, 소포제(antifoaming agent), 및 UV 광 흡수제가 포함된다.

본 발명의 감열 기록재료는 상기에서 언급된 물질들로부터 다음의 방법에 의해 제조된다. 먼저, 색-형성 화합물 및 발색 화합물을 결합재 및 임의의 첨가제와 함께볼밀(ball mill), 어트리터(attritor), 또는 샌드밀(sand mill)을 사용하여 통상의 방법(건식 또는 물속에서의 습식 방법)에 따라 분쇄하고 혼합시킨다. 그 후, 이 혼합물들을 함께 혼합시키고 (사전에 코로나-처리된)발포된 폴리스티렌 시트의 지지체 상에 바 코팅기(bar coater) 또는 블레이드 코팅기(blade coater)를 사용하여 도포시켜 감열 발색층을 형성시킨다(도포량은 건조 중량 기준으로 1 - 40g/m²이다). 최종적으로, 코팅된 시트를 건조시킨다. 색-형성 화합물 및 발색 화합물의 혼합비는 2:1 내지 1:10이어야 한다.

발포된 폴리스티렌 시트의 코로나 처리는 통상의 방법으로 수행되어질 수 있다. 발포된 폴리스티렌 시트를 5-200m/min, 바람직하게는 10-100 m/min의 속도로 (고압 발전기에 연결된) 전극 및 폴리에스테르 필름, hypalon 또는 EP 고무로 씌워진 금속제 롤(roll)사이 (약 0.5-2 mm)로 통과시켜 처리한다. 전극과 롤 사이에는 수백 kHz의 고주파수, 수천 또는 수만 볼트의 고전압이 걸려있다. 이 코로나 처리는 공기, 이산화탄소, 또는 질소 가스 분위기하에서 수행되어야 한다.

필요에 따라, 임의의 중간층이 지지체 및 감열 발색층 사이에 형성될 수 있으며, 임의로 감열 발색층 상에 오버코팅(overcoating)층을 형성시킬 수 있다.

본 발명의 감열 기록재료는, (그 위에 감열 발색층이 형성되어 있는 폴리스티렌 시트 지지체가 단열 효과를 나타내기 때문에) 열 프린터에 의해 고기록 밀도 또는 고기록 속도를 가짐을 특징으로 한다. 이에 의해 원래 감열 기록층의 열 응답을 과도하게 증가시키는 것이 불필요하게 된다. 또한, 이에 의해 내구성이 우수해지고 열 및 습기에 의한 포깅이 없어진다.

본 발명의 감열 기록재료는 주로 접착식 라벨로서 사용되며, 지지체의 배면에 접착제 층을 가지고 있다. 접착제 층은 용제형(예를 들어, 비닐 아세테이트 레진, 비닐 클로라이드 레진, 및 아크릴 레진), 감열형(예를 들어, 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체, 폴리올레핀 레진, 폴리아미드 레진, 및 폴리에스테르 레진), 또는 감압형(고무, 아크릴 레진, 실리콘 레진, 및 폴리비닐에테르 레진)과 같은 공지의 접착제로부터 만들어질 수 있다. 감압형 접착제가 취급이 용이하기 때문에 바람직하다.

접착제 층의 두께는 3-100㎛, 바람직하게는 10-50㎛이다.

접착제 층을 형성시키는 방법은 두가지가 있다. 첫 번째 방법은 직접 코팅법으로서, 접착제 용액을 지지체에 직접 도포한 후 건조시키는 것이다. 두번째 방법은 이전법(transfer method)으로서, 접착제 용액을 박리성 시트의 박리면에 도포시키고 건조시킨 후, 지지체의 접착면에 이전시키는 것이다. 본 발명에서는 두번째 방법이 지지체에 열을 가하지 않기 때문에 바람직하다.

폴리스티렌 접시(tray)또는 용기의 접착 라벨로 사용하는 경우, 본 발명의 감열 기록재료는 리사이클되는 용기 및 포장재로부터 제거해야 하는 필요성이 없는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 기록재를, 인쇄한 후 유리, 세라믹, 또는 플라스틱 용기의 포장재 또는 완충재로 사용할 수 있다(스티렌 폼의 완충성을 이용). 이 방법에서는 인쇄 또는 라벨링의 필요성을 없앨 수 있다.

실시예

본 발명은 이하의 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명되지만, 이에 의하여 본 발명을 제한시키고자 하는 것은 아니다. 본 실시예들에서, "부"는 "중량부"를 나타낸다.

실시예 1

다음의 성분들을 샌드 그라인더(sand grinder)를 사용하여 분쇄 및 분산시켜 용액 [A] 및 [B]를 제조하였으며, 분쇄된 입자들은 2㎛ 미만의 평균 입경을 가지고 있었다.

용액 [A]

3-디부틸아미노-6-메틸-7-아닐리노플루오란 25부

25% PVA 수용액 20부

물 55부

용액 [B]

4-하이드록시-4'-이소프로폭시디페닐설폰 25부

25% PVA 수용액 20부

물 55부

제조된 용액 [A] 및 [B]를 아래의 혼합비로 혼합시켜 약 6g/m²의 건조 중량을 가지는 감열 발색층을 만들기 위한 코팅 용액을 만들었다. 코팅 용액을 다음과 같은 특성을 갖는 코로나-처리된 발포된 폴리스티렌 시트에 도포하였다.

두께: 180㎛

겉보기 밀도: 약 0.3g/cm³

습윤 표면 장력(코로나 처리전): 약 32dyn/cm

습윤 표면 장력(코로나 처리후): 약 50dyn/cm

용액 [A] 8부

용액 [B] 24부

50% 탄산 칼슘 분산액 40부

카복실화 스티렌-부타디엔 공중합체 47% 라텍스 6부

물 20부

감열 발색층에 아래와 같은 용액을 코팅하여 보호층을 형성시켰다(약 3g/m²의 건조 중량을 가짐).

15% PVA 수용액 100부

50% 점토 분산액 10부

30% 글리옥살 수용액 1부

건조 시킨 후 목적하는 감열 기록재료를 얻었다.

실시예 2

용액 [B]의 제 1 성분을 비스(3-알릴-4-하이드록시페닐)설폰으로 대체시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 반복하였다.

실시예 3

다음의 성분들을 샌드 그라인더를 사용하여 분쇄 및 분산시켜 용액 [C] 및 [D]를 제조하였으며, 분쇄된 입자들은 2㎛ 미만의 평균 입경을 가지고 있었다.

용액 [C]

3-디부틸아미노-7-(o-클로로아닐리노)플루오란 25부

25% PVA 수용액 20부

물 55부

용액 [D]

비스페놀 A 25부

25% PVA 수용액 20부

물 55부

제조된 용액 [C] 및 [D]를 아래의 혼합비로 혼합시켜 실시예 1과 동일한 방법으로 감열 발색층을 만들기 위한 코팅 용액을 만들었다. 이렇게 하여 목적하는 감열 기록재료를 얻었다.

용액 [C] 8부

용액 [D] 20부

메틸올 스테아르아미드 20% 분산액 16부

50% 탄산 칼슘 분산액 40부

카복실화 스티렌-부타디엔 공중합체 48% 라텍스 6부

물 20부

실시예 4

코로나-처리된 발포된 폴리스티렌 시트를 40dyn/cm의 습윤 표면 장력을 가진 것으로 대체시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 반복하였다.

실시예 5

코로나-처리된 발포된 폴리스티렌 시트를 약 0.15g/cm³의 겉보기 밀도를 가진 것으로 대체시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 반복하였다.

실시예 6

코로나-처리된 발포된 폴리스티렌 시트를 약 0.5g/cm³의 겉보기 밀도를 가진것으로 대체시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 반복하였다.

실시예 7

박리성 시트에 감압형 아크릴 접착제(LINTEC사의 "PA-T1")를 코팅하여 두께 20㎛의 접착제 층을 형성시켰다. 이 접착제 층을 실시예 1에서 제조한 감열 기록재료의 배면에 이전시켰다. 이렇게 하여 접착제 층을 가진 감열 기록재료를 얻었다.

비교 실시예 1

지지체를 코로나-처리된 투명 폴리스티렌 필름(발포되지 않음)(Asahi Chemical Industry Co., Ltd.에서 구한 두께 50㎛의 "OPS film")으로 대체시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 반복하였다.

비교 실시예 2

중간층용 코팅 용액 [E]를 다음의 성분들로부터 제조하였다.

중공(hollow) 입자의 30% 라텍스(0.5㎛의 평균 입자경 및 55%의

공극을 가진 스티렌/아크릴레이트 공중합체 레진) 83부

카복실화 스티렌-부타디엔 공중합체 48% 라텍스 17부

용액 [E]를 목재가 없는 종이(wood-free paper)(50g/m²의 중량을 가짐)에 도포하여 중간층(2g/m²의 건조 중량을 가짐)을 형성시켰다. 중간층상에 실시예 1과 동일한 방법으로 감열 발색층 및 보호층을 형성시켰다.

상기의 실시예 및 비교 실시예들에서 제조한 시료의 성능을 시험하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.

표 1

주) *1 백그라운드(background):맥베쓰 반사농도계(McBeth reflection densitometer)(모델:RD-914)로 측정한 발색전 시료의 값

*2 색밀도(color density):상업적 POS 라벨 프린터를 사용하여 17V 의 에너지로 인쇄하여 만들어진 이미지 부분의 맥베쓰 반사농도

*3 색밀도:상업적 POS 라벨 프린터를 사용하여 19V 의 에너지로 인쇄하여 만들어진 이미지 부분의 맥베쓰 반사농도

*4 내열성(resistance to heat):70℃의 써모스태트(thermostat)에 24시간동안 방치시킨 후 측정한 인쇄되지 않은 시료의 맥베쓰 반사농도

*5 가소제에 대한 내성(resistance to plasticizer):양면이 30g/cm²의 부하하에서 PVC 랩핑 필름(wrapping film)사이에 보관된 인쇄된 시료를 실온에서 24시간동안 정체시킨 후에 남아있는 인쇄된 부분의 농도 비(%)

*6 내유성(resistance to oil):샐러드유로 코팅된 인쇄시료를 실온에서 24시간동안 정체시킨 후에 남아있는 인쇄된 부분의 농도 비(%)

*7 내수성(resistance to water):실온에서 24시간동안 수도물에 담근 후에 남아있는 인쇄된 부분의 농도 비(%)

*8 내수성:시료를 물에 담근 후 손가락으로 가볍게 문질렀을 때 기록층이 벗겨지는지 아닌지 여부를 우수 또는 불량으로 판정하였다.

표 1에서, 본 발명의 감열 기록재는 백그라운드 색, 색 밀도, 및 내구성(또는 가소제, 오일, 및 물에 대한 내성)에서 탁월하고 열에 의한 포깅이 없음을 알 수 있다.낮은 인쇄 에너지에서의 높은 색 밀도 및 내수성에서 이미지 부분의 높은 물리적 강도는 주목할 만하다.

본 발명은 발포된 폴리스티렌 시트의 지지체 및 그 위에 생성된 감열 발색층으로 구성된 감열 기록재료에 관한 것이다. 본 발명의 감열 기록재료는 매우 민감하며 이미지의 내구성이 탁월하고, 열에 의한 포깅이 낮은 수준이다. 폴리스티렌의 음식 용기 및 포장재에 라벨로서 사용되는 경우 라벨을 제거할 필요없이 리사이클할 수 있게 한다. 또한, 그것은 발포된 폴리스티렌 시트의 코로나 처리로 인하여 우수한 내수성을 가진다.

Claims

발포된 폴리스티렌 시트의 지지체 및 그 위에 형성된, 열에 의해 발색될 수 있는 물질을 함유하는 감열 발색층을 포함하는 감열 기록재료.
제 1항에 있어서, 발포된 폴리스티렌 시트의 표면이 35dyn/cm 이상의 습윤 표면 장력을 갖는 감열 기록재료.
제 2항에 있어서, 발포된 폴리스티렌 시트의 표면이 코로나-처리된 감열 기록재료.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 열에 의해 발색될 수 있는 물질이 무색 또는 미색의 색-형성 화합물, 및 색-형성 화합물이 열에 의해 발색되도록 하는 발색 화합물로 구성된 감열 기록재료.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 발포된 폴리스티렌 시트가 2-축 배향(biaxial orientation)된 감열 기록재료.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 발포된 폴리스티렌 시트가 0.7 내지 0.02g/㎠의 겉보기 밀도를 갖는 감열 기록재료.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 감열 발색층이 스티렌폴리머 결합재를 함유하는 감열 기록재료.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 발포된 폴리스티렌 시트의 지지체가 그의 한 면에 감열 발색층을 가지고 다른 면에 접착제 층을 가진 감열 기록재료.
제 8항에서 정의된 감열 기록재료로 만들어진 접착식 라벨.