KR101785616B1

KR101785616B1 - 고내열 감열지

Info

Publication number: KR101785616B1
Application number: KR1020150071438A
Authority: KR
Inventors: 최달헌; 이성연; 이능구
Original assignee: 주식회사 동화아이엔디
Priority date: 2015-05-22
Filing date: 2015-05-22
Publication date: 2017-10-17
Also published as: KR20160136992A

Abstract

고내열 감열지가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 고내열 감열지는, 베이스층; 상기 베이스층 위에 형성되는 감열 발색층; 및 상기 감열 발색층 위에 형성되는 보호층을 포함하며, 상기 감열 발색층은, 현색제 100 중량부 및 발색제 20 내지 50 중량부를 포함한다.

Description

고내열 감열지{HIGH HEAT RESISTANT THERMAL PAPER}

본 발명은 고내열 감열지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 150℃ 이상의 고온에서 발색으로 인한 변색이 없어 고온에서도 사용이 가능한 고내열 감열지에 관한 것이다.

감열지는 열에 의해 반응하는 감열 물질을 코팅한 종이로 써멀 헤드(thermal head) 등을 이용하여 가열함으로써, 정보를 간단히 기록할 수 있다. 감열지는 팩스지, 라벨지, 영수증, 입장권 등 다양한 용도로 사용되고 있다.

감열지는 종이와 같은 기재(基材) 위에 발색제, 현색제 등의 소재가 바인더와 함께 도포되어 있는 구조이다. 감열지에 써멀 헤드(thermal head)로부터 열이 가해지면 발색제와 현색제가 반응하여 발색한다.

염료를 사용하는 발색 방법과 금속염(metallic salt)을 사용하는 발색 방법이 있으며, 주로 염료를 사용하는 발색 방법이 많이 이용된다. 상기 염료를 사용하는 발색 방법은 로이코(leuco) 염료라 불리우는 발색제와 상기 로이코 염료를 발색시키는 현색제를 사용하게 된다.

그런데, 종래의 감열지는 60℃에서 발색을 시작하는데, 고온에서 사용시 발색으로 인해 바닥이 검게 변한다. 이로 인해, 바닥에 기록되어 있는 검정색 글자와 바코드(bar code) 등이 사라지게 되어 식별이 어렵게 되는 문제가 있다.

일본 공개특허 특개2015-30227호 (2015.02.16. 공개) 일본 공개특허 특개2015-30237호 (2015.02.16. 공개)

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고온에서 사용 시 검게 변하는 변색을 방지함으로써, 150℃이상의 고온에서도 사용할 수 있는 고내열 감열지를 제공한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 고내열 감열지는, 베이스층; 상기 베이스층 위에 형성되는 감열 발색층; 및 상기 감열 발색층 위에 형성되는 보호층을 포함하며, 상기 감열 발색층은, 현색제 100 중량부 및 발색제 20 내지 50 중량부를 포함한다.

또한, 상기 감열 발색층은, 비스페놀(bisphenol)계 현색제를 포함할 수 있다.

또한, 상기 감열 발색층은, 녹는점이 170~250℃인 발색제를 포함할 수 있다.

또한, 상기 감열 발색층은, 증감제를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 감열 발색층은, 상기 현색제 100 중량부 및 상기 증감제 1 내지 30 중량부를 포함할 수 있다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명에 따르면, 150℃이상의 고온에서도 발색으로 인한 변색이 없어 스티커용 등으로 고온에서도 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고내열 감열지의 개략 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "이루어지다(made of)"는 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고내열 감열지(10)는, 베이스층(11), 상기 베이스층(11) 위에 형성되는 감열 발색층(12), 그리고 상기 감열 발색층(12) 위에 형성되는 보호층(13)을 포함한다. 이때, 상기 감열 발색층(12)은 현색제 100 중량부와 발색제 20 내지 50 중량부를 포함할 수 있다.

베이스층(11)은 종이, 필름 등을 사용할 수 있다. 종이는 상질지, 재생지, 아트지, 코트지, 판지 등이 사용 가능하다. 또한, 필름은 플라스틱 필름으로써, 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐리덴, 폴리염화비닐, 폴리에스테르계, 폴리에틸렌 테레프탈레이트계, 폴리올레핀계 수지 등의 필름을 사용할 수 있다. 이외에도 다른 종류의 종이나 필름 등을 사용할 수 있음은 당업자에게 자명하다 할 것이다.

감열 발색층(12)은 베이스층(11) 위에 형성되며, 발색제, 현색제, 바인더 등을 포함할 수 있다. 특히, 감열 발색층(12)은 현색제 대비 발색제를 약 20~50의 중량%로 사용할 수 있다. 바람직하게는, 감열 발색층(12)에서 현색제 100 중량부 대비 발색제 30 내지 40 중량부를 포함할 수 있다. 또한, 감열 발색층(12)은 증감제를 더 포함할 수 있다. 여기에서, 감열 발색층(12)은 상기 현색제 100 중량부 대비 상기 증감제 1 내지 30 중량부를 포함할 수 있다.

발색제는 로이코 염료(leuco dye)를 사용하며, 외부환경의 조건이 산성인 상태에 노출되거나 용해될 경우 색깔을 나타내게 된다. 발색제로 사용되는 로이코 염료는 염료를 환원하여 만든 것으로, 환원 상태에서는 색을 나타내지 않고, 산화하면 원래의 염료로 돌아와서 발색하는 성질을 갖는 화합물이다. 이러한 로이코 염료는 트리페닐메탄염료, 트리페닐메탄계, 트리아릴메탄계, 락톤계, 플루오린계의 염료들로 구성된 물질군에서 선택하여 사용할 수 있다.

예를 들어, 3-시클로헥실아미노-6-클로로플루오란; 3-디에틸아미노-6-메틸-7-클로로플루오란; 3-디에틸아미노 -6,7-디메틸플루오란; 3-디에틸아미노-7-클로로플루오란; 3-(N-에틸-N-이소아밀)아미노-6-메틸-7-아닐리노 플루오란; 3-디(n-부틸)아미노-6-메틸-7-아닐리노플루오란; 3-디(n-펜틸)아미노-6-메틸-7-아닐리노플루오란; 3-(N-에틸-p-톨루이디노)-6-메틸-7-아닐리노플루오란; 3-디(n-부틸)아미노-6-클로로-7-아닐리노플루오란; 3-피롤리디노-6-메틸-7-아닐리노플루오란; 3-피페리디노-6-메틸-7-아닐리노플루오란; 3-[2,2-비스(1-에틸-2-메틸인돌-3-일)-비닐]-3-(4-디에틸아미노페닐)프탈라이드; 3,3-비스(p-디메틸아미노페닐)-6-디메틸아미노프탈라이드; 3-(4-디에틸아미노-2-메틸페닐)-3-(4-디메틸아미노페닐)-6-디메틸아미노프탈라이드; 3,3-비스[1-(4-메톡시페닐)-1-(4-디메틸아미노페닐)에틸렌-2-일]-4,5,6,7-테트라클로로프탈라이드; 3-p-(p-디메틸아미노아닐리노)아닐리노-6-메틸-7-클로로플루오란; 3-p-(p-클로로 아닐리노)아닐리노-6-메틸-7-클로로 플루오란; 3-[1,1-비스(1-에틸-2-메틸인돌-3-일)]-3-p-디에틸아미노페닐프탈라이드; 3,3'-비스(1-n-부틸-2-메틸인돌-3-일)프탈라이드; 3,6-비스(디메틸아미노)플루오렌-9-스피로- 3'-(6'-디메틸아미노)프탈라이드 등을 발색제로 사용할 수 있다. 물론, 이것들에 한정되는 것은 아니며, 2종 이상을 병용하는 것도 가능함은 당업자에게 자명하다 할 것이다.

바람직하게는, 녹는점이 170~190℃인 발색제를 사용할 수 있다. 구체적으로, 2'-아닐리노-6'-(디부틸아미노)-3'-메틸스피로[프탈라이드-3,9'-크산텐](2'-anilino-6'-(dibutylamino)-3'-methylspiro[phthalide-3,9'-xanthene])를 발색제로 사용할 수 있다.

"2'-아닐리노-6'-(디부틸아미노)-3'-메틸스피로[프탈라이드-3,9'-크산텐]"의 카스(CAS; Chemical Abstract Service) 등록 번호는 89331-94-2이며, 분자식은 C35H36N2O3이고, 구조는 아래의 화학식 1과 같다.

상기 2'-아닐리노-6'-(디부틸아미노)-3'-메틸스피로[프탈라이드-3,9'-크산텐]은 흑색이고, 녹는점이 약 182-183.5?C 정도로써, 150℃의 고온에서도 발색에 의한 변색이 없어, 상기 2'-아닐리노-6'-(디부틸아미노)-3'-메틸스피로[프탈라이드-3,9'-크산텐]를 발색제로 사용한 고내열 감열지(10)는 고온에서 스티커 등의 용도로 사용이 가능하다.

삭제

즉, 2'-아닐리노-6'-(디부틸아미노)-3'-메틸스피로[프탈라이드-3,9'-크산텐](2'-anilino-6'-(dibutylamino)-3'-methylspiro[phthalide-3,9'-xanthene])를 발색제로 사용하면, 182~183.5℃에서 녹으므로, 150℃의 고온에서도 본 발명의 일 실시예에 따른 고내열 감열지(10)의 발색에 의한 변색이 없게 된다.

현색제(developer)는 비스페놀계, 알킬페놀계, 금속염류 등이 사용될 수 있다. 바람직하게는, 비스페놀 A(bisphenol A), 비스페놀 S(bisphenol S) 등 비스페놀(bisphenol)계 현색제를 사용할 수 있다. 특히, 비스페놀(bisphenol)계 현색제는 100 중량부 대비 발색제 20 내지 50 중량부를 사용할 수 있다.

바인더는 발색제와 현색제의 분산과 격리 및 베이스층(11)의 고착을 위해 사용된다. 바인더로는 폴리비닐알콜, 셀룰로우스 유도체, 전분류, 카제인, 폴리아크릴아미드 등이 사용될 수 있다.

증감제는 융점이 높은 발색제와 현색제의 사용에 따른 열발색 온도를 저하시켜 기록 감도를 높이기 위한 것으로써, 필요에 따라 감열 발색층(12)에 추가할 수 있다. 증감제를 사용할 경우, 감열 발색층(12)은 현색제 100 중량부 대비 상기 증감제 1 내지 30 중량부를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 현색제 대비 증감제 0~20 중량%를 투입할 수 있다. 이러한 증감제는 테아린산아미드, 테레프탈산디벤질, p-벤질옥시벤조산벤질, 2-나프틸벤질에테르, p-벤질비페닐, p-톨릴비페닐에테르, 디(p-메톡시페녹시에틸)에테르, 1,2-디(3-메틸페녹시)에탄, 1,2-디(4-메틸 페녹시)에탄, 1-(4-메톡시 페녹시)-2-(3-메틸페녹시)에탄, p-메틸티오페닐벤질에테르, 1,4-디(페닐티오)부탄, p-아세트톨루이다이드, p-아세트페네티다이드, N-아세트아세틸-p-톨루이딘, 디(β-비페닐 에톡시)벤젠, 옥살산디-p-클로로 벤질에스테르, 옥살산디벤질에스테르 등을 사용할 수 있다. 특히, 현색제가 비스페놀 A로 대표되는 비스페놀계 화합물인 경우, p-벤질비페닐, p-벤질옥시안식향산벤질, 벤질나프틸에테르 등을 증감제로 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 감열 발색층(12)은 증감제뿐만 아니라, 적절한 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 필요에 따라 탄산칼슘, 산화아연, 산화알루미늄, 2산화티탄, 수산화알루미늄, 황산바륨, 탈크, 카올린, 점토, 소성 카올린, 요소ㆍ포르말린 수지 필러 등의 안료류; 디옥틸설포숙신산나트륨, 도데시벤젠설포숙신산나트륨, 라우릴알코올황산에스테르나트륨 등의 계면활성제류; 스테아린산아연, 스테아린산칼슘, 올레인산칼슘 등의 윤활제류; 폴리에틸렌왁스, 카르나우바왁스, 파라핀 등의 왁스류 등이다. 또한, 소포제, 경화제, 보존성을 향상시키기 위한 안정제, 증점제, pH 조정제, 자외선 흡수제 등을 추가로 감열 발색층(12)에 투입할 수 있다.

보호층(13)은 감열 발색층(12) 위에 형성된다. 보호층(13)은 소색 및 변색 등을 억제하여 화상의 안정성을 향상시킨다. 이러한 보호층(13)을 통해 내열성 감열지(10)에 광택성, 내열성 등을 증대시킬 수 있고, 정보의 손상, 오염 등을 방지할 수 있다. 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리스티렌 수지, 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지 등을 단독 또는 병용하여 보호층(13)을 구성할 수 있다. 특히, 아크릴 수지, 자외선 경화성 수지, 전리 방사선 경화선 수지 등을 사용하여 감열지(10)의 광택성, 내열성, 내가소제성을 증대할 수 있다.

또한, 보호층(13)은 적절한 첨가제를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 충전제, 분산제, 윤활제, 소포제 등을 추가로 투입할 수 있다. 이러한 보호층(13)은 단층뿐만 아니라 복수의 층을 적층해서 이루어질 수도 있다.

그리고, 도면에는 도시하지 않았으나, 베이스층(11)과 감열 발색층(12) 사이에 또는 감열 발색층(12)과 보호층(13) 사이에 임의의 층을 형성할 수 있고, 보호층(13)의 상면 또는 베이스층(11)의 하면에도 임의의 층을 형성할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10: 고내열 감열지
11: 베이스층 12: 감열 발색층
13: 보호층

Claims

베이스층;
상기 베이스층 위에 형성되는 감열 발색층; 및
내열성을 증대하기 위해 상기 감열 발색층 위에 형성되는 전리 방사선 경화선 수지로 이루어진 보호층을 포함하며,
상기 감열 발색층은, 현색제 100 중량부, 증감제 10 중량부 및 발색제 35 중량부를 포함하고,
상기 현색제는, 비스페놀 S를 사용하며,
상기 증감제는, 녹는점이 높은 상기 발색제와 상기 현색제의 사용에 따른 열발색 온도를 저하시켜 기록 감도를 높이기 위해 벤질나프틸에테르를 사용하고,
상기 발색제는, 상기 감열 발색층에서 최소 170°C 이상에서 발색이 일어나도록 녹는점이 182~183.5℃이고, 하기의 화학식 1로 표시되는 2'-아닐리노-6'-(디부틸아미노)-3'-메틸스피로[프탈라이드-3,9'-크산텐]를 사용하는, 고내열 감열지.
[화학식 1]
삭제
삭제
삭제
삭제