KR20100054800A - 압력 측정용 재료 - Google Patents

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Abstract

전자 공여성 무색 염료 전구체와 전자 수용성 화합물의 발색 반응을 이용하여 발색시키고, 0.05 ㎫ 에서의 가압 전후에 있어서의 발색 농도차 ΔD 가 0.02 이상인 압력 측정용 재료를 제공한다. 상기 전자 공여성 무색 염료 전구체가 마이크로캡슐에 내포되고, 그 마이크로캡슐의 체적 표준의 메디안 직경이 A ㎛ 일 때, 직경 (A + 5) ㎛ 이상의 마이크로캡슐이 2 ㎝ × 2 ㎝ 당 5000 ∼ 30000 개 존재하는 경우가 바람직하다.

Description

압력 측정용 재료{MATERIAL FOR PRESSURE MEASUREMENT}
본 발명은 면압 등의 압력 분포를 측정하는 압력 측정용 재료에 관한 것이다.
압력 측정용 재료는 액정 유리의 부착 공정, 프린트 기판에 대한 땜납 인쇄, 롤러간 압력 조정 등의 용도에 사용되고 있다. 이와 같은 압력 측정용 재료에는 예를 들어 후지 필름 (주) 에서 제공하는 프리스케일 (상품명) 로 대표되는 압력 측정 필름이 있다.
이 압력 측정 필름의 예로서, 전자 공여성 무색 염료 전구체와 전자 수용성 화합물의 발색 반응을 이용한 압력 측정용 시트가 개시되어 있으며 (예를 들어, 특허문헌 1 참조), 0.1 ㎫ ∼ 20 ㎫ 정도의 압력 범위에서 측정할 수 있는 것으로 되어 있다. 압력 측정 필름은 측정 부위에 맞추어 필름을 임의의 크기로 재단하여 사용할 수 있다는 특징을 갖는다. 또한, 압력 측정 필름은 필압 (筆壓) 에 의한 높은 선압에 의해 발색 반응을 일으키는 이른바 감압 복사지와는 달리 면압을 측정할 수 있다는 특징을 가지고 있다.
최근 제품의 고기능화, 고정세화로 인하여 미소한 압력의 분포를 측정할 필요성이 증가되고 있다. 예를 들어, 액정 패널의 부착에서는 대면적화에 의해 진공 부착 방식이 증가되고 있다. 대기압인 0.1 ㎫ 이하의 영역에서의 압력 분포의 측정이 중요해졌다. 또, 프린트 기판에 대한 땜납 인쇄에서는, 전자 부품의 고정세화나 기판의 다층화로 인하여, 0.1 ㎫ 이하의 미소한 압력을 포함하는 압력 영역에서의 핸들링이 증가되어, 0.1 ㎫ 이하의 미소한 압력의 분포 측정에 대한 요망이 높아지고 있다.
일본 특허공보 소57-24852호
그러나, 상기와 같이 종래부터 압력이나 압력 분포의 측정에 사용되는 재료로는, 예를 들어 0.05 ㎫ 부근 등, 0.1 ㎫ 를 하회하는 미소한 압력 영역에서는 발색되지 않거나 혹은 충분한 발색 농도가 얻어지지 않는다. 이 때문에, 상기와 같이 약간의 압력 변화가 제품의 품질 편차에 영향을 주는 과정에서는 사용할 수 없거나, 혹은 발색되어도 그것을 스캔 등에 의해 데이터로서 입력한 경우에 자세한 농도 분석이나 제어를 할 수 없다는 등의 과제가 남아 있었다.
본 발명은 상기 상황을 감안하여 이루어진 것으로서, 미소한 압력 (특히 0.1 ㎫ 미만의 압력 (바람직하게는 면압)) 으로 시인 내지 판독할 수 있는 농도가 얻어져, 미압에서의 압력 분포를 측정할 수 있는 압력 측정용 재료가 필요로 되고 있다.
상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토한 결과, 본 발명은, 전자 공여성 무색 염료 전구체와 전자 수용성 화합물의 발색 반응을 이용한 발색계에 있어서, 층의 단위 면적당 존재하는 마이크로캡슐의 수가 비교적 많은 경우에는, 오히려 압력이 부여되었을 때에 변형되는 개개의 캡슐의 변형량이 서로 인접하는 캡슐끼리의 접촉에 의해 억제되어 파괴 (즉, 발색) 가 일어나기 어려워진다는 지견에 기초하는 것이다. 또한, 본 발명은, 단위 면적당 캡슐 존재량을 컨트롤하는 것이 미소한 압력 (바람직하게는 0.1 ㎫ 미만의 압력) 또는 압력 분포의 식별이나 판독에 유용하다는 지견에 기초하는 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 구체적인 수단은, 이하와 같다.
<1> 전자 공여성 무색 염료 전구체와 전자 수용성 화합물의 발색 반응을 이용하여 발색시키고, 0.05 ㎫ 에서의 가압 전후에 있어서의 발색 농도차 ΔD 가 0.02 이상인 압력 측정용 재료이다.
<2> 상기 전자 공여성 무색 염료 전구체가 마이크로캡슐에 내포되어 있고, 그 마이크로캡슐의 체적 표준의 메디안 직경이 A ㎛ 일 때, 직경 (A + 5) ㎛ 이상의 마이크로캡슐이 2 ㎝ × 2 ㎝ 당 5000 ∼ 30000 개 존재하는 상기 <1> 에 기재된 압력 측정용 재료이다.
<3> 체적 표준의 메디안 직경 A (㎛) 가 10 ∼ 40 ㎛ 인 상기 <2> 에 기재된 압력 측정용 재료이다.
<4> 상기 마이크로캡슐의 캡슐벽이 폴리우레탄ㆍ우레아로 이루어지고, δ/D = 1.0 × 10-3 ∼ 2.0 × 10-2 〔δ : 마이크로캡슐의 수평균 벽두께 (㎛), D : 마이크로캡슐의 체적 표준의 메디안 직경 (㎛)〕의 관계를 만족시키는 상기 <2> 또는 상기 <3> 에 기재된 압력 측정용 재료이다.
<5> 상기 마이크로캡슐의 캡슐벽이 폴리우레탄ㆍ우레아 또는 멜라민ㆍ포름알데히드 수지로 형성되어 있는 상기 <2> ∼ 상기 <4> 중 어느 하나에 기재된 압력 측정용 재료이다.
<6> 체적 표준의 메디안 직경 A (㎛) 가 15 ∼ 35 ㎛ 로서, 직경 (A + 5) ㎛ 이상의 마이크로캡슐이 2 ㎝ × 2 ㎝ 당 7000 ∼ 28000 개 존재하는 상기 <2> ∼ 상기 <5> 중 어느 하나에 기재된 압력 측정용 재료이다.
<7> 기재 상에 그 기재측에서부터 순서대로 상기 전자 수용성 화합물을 함유하는 현색제층과, 상기 전자 공여성 무색 염료 전구체가 내포된 마이크로캡슐을 함유하는 발색제층을 갖는 상기 <1> ∼ 상기 <6> 중 어느 하나에 기재된 압력 측정용 재료이다.
<8> 기재 상에 상기 전자 수용성 화합물을 함유하는 현색제층을 갖는 재료 A 와, 기재 상에 상기 전자 공여성 무색 염료 전구체가 내포된 마이크로캡슐을 함유하는 발색제층을 갖는 재료 B 를 포함하는 상기 <1> ∼ 상기 <7> 중 어느 하나에 기재된 압력 측정용 재료이다.
<9> 상기 기재가 플라스틱 필름 또는 합성지인 상기 <7> 또는 상기 <8> 에 기재된 압력 측정용 재료이다.
<10> 상기 전자 공여성 무색 염료 전구체의 몰 흡광 계수 (ε) 가 10000 mol-1ㆍ㎝-1ㆍℓ 이상인 상기 <1> ∼ 상기 <9> 중 어느 하나에 기재된 압력 측정용 재료이다.
<11> 상기 전자 공여성 무색 염료 전구체의 합계량에서 차지하는, 몰 흡광 계수 (ε) 가 10000 mol-1ㆍ㎝-1ㆍℓ 이상인 전자 공여성 무색 염료 전구체의 비율이, 30 ∼ 100 질량% 의 범위인 상기 <10> 에 기재된 압력 측정용 재료이다.
<12> 상기 마이크로캡슐의 캡슐벽의 벽두께가 0.005 ∼ 2.0 ㎛ 의 범위인 상기 <2> ∼ 상기 <11> 중 어느 하나에 기재된 압력 측정용 재료이다.
<13> 체적 표준의 메디안 직경 A 가 10 ∼ 40 ㎛ 로서, 상기 마이크로캡슐의 캡슐벽의 벽두께가 0.06 ∼ 0.28 ㎛ 인 상기 <2> ∼ 상기 <12> 중 어느 하나에 기재된 압력 측정용 재료이다.
<14> 체적 표준의 메디안 직경 A 가 10 ∼ 40 ㎛ 이고, 상기 마이크로캡슐의 캡슐벽이 폴리우레탄ㆍ우레아이며, 상기 마이크로캡슐의 캡슐벽의 벽두께가 0.07 ∼ 0.27 ㎛ 인 상기 <2> ∼ 상기 <13> 중 어느 하나에 기재된 압력 측정용 재료이다.
<15> 상기 δ/D 가 2.0 × 10-3 ∼ 1.5 × 10-2 인 상기 <4> ∼ 상기 <14> 중 어느 하나에 기재된 압력 측정용 재료이다.
본 발명에 의하면, 미소한 압력 (특히 0.1 ㎫ 미만의 압력 (바람직하게는 면압)) 으로 시인 내지 판독할 수 있는 농도가 얻어져, 미압에서의 압력 분포를 측정할 수 있는 압력 측정용 재료를 제공할 수 있다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명의 압력 측정용 재료에 대하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 압력 측정용 재료는, 전자 공여성 무색 염료 전구체와 전자 수용성 화합물의 발색 반응을 이용한 것으로서, 0.05 ㎫ 에서의 가압 전후에 있어서의 발색 농도차 ΔD 가 0.02 이상이 되도록 구성된 것이다.
종래에는 0.05 ㎫ 의 미소한 압력으로는 발색을 얻기 어려웠다. 그러나, 본 발명에서는 0.05 ㎫ 의 미압을 부여함으로써 시인할 수 있음과 함께 스캐닝에 의해 판독할 수 있는 농도차 ΔD (
Figure pct00001
0.02) 가 발현된다. 따라서, 본 발명은, 최근의 제품의 고기능화, 고정세화에 따라 증가되는 미소한 압력차나 압력 분포를 검지, 측정할 수 있다.
본 발명에서는, 특히 발색 성분의 일방인 전자 공여성 무색 염료 전구체를 마이크로캡슐에 내포함과 함께, 이 마이크로캡슐에 대하여 체적 표준의 메디안 직경을 A ㎛ 로 했을 때의 (A + 5) ㎛ 이상의 마이크로캡슐의 존재 수를 2 ㎝ × 2 ㎝ 당 5000 ∼ 30000 개로 함으로써, 전자 공여성 무색 염료 전구체를 내포하는 마이크로캡슐 중 소정 직경 이상의 큰 사이즈를 선택적으로 존재시키도록 할 수 있다. 이 때문에, 본 발명에서는 시인할 수 있음과 함께 스캐닝에 의해 판독할 수 있는 농도인 0.02 이상의 ΔD 가 바람직하게 얻어진다.
마이크로캡슐의 체적 표준의 메디안 직경을 A ㎛ 로 했을 경우, (A + 5) ㎛ 이상의 마이크로캡슐의 수가 2 ㎝ × 2 ㎝ 당 5000 개 이상이면, 전자 공여성 무색 염료 전구체를 내포하는 마이크로캡슐 중에서 발색에 영향을 미치는 비교적 큰 사이즈의 캡슐 수가 많아진다. 따라서, 보다 높은 발색 농도가 얻어져, 판독성도 양호해진다. 또, (A + 5) ㎛ 이상의 마이크로캡슐의 수가 2 ㎝ × 2 ㎝ 당 30000 개 이하이면, 0.05 ㎫ 의 미소한 압력으로 캡슐 파괴 (즉, 발색) 가 일어나기 쉬워진다.
상기와 같이 (A + 5) ㎛ 이상의 마이크로캡슐은 0.05 ㎫ 의 미압을 부여했을 때의 발색 농도를 높여, 시인성, 스캐닝시의 판독성을 향상시킨다는 점에서 2 ㎝ × 2 ㎝ 당 5000 ∼ 30000 개 존재하는 경우가 바람직하고, 나아가서는 7000 ∼ 28000 개 존재하는 경우가 보다 바람직하다.
또, 마이크로캡슐의 체적 표준의 메디안 직경으로는, 미소한 압력 (특히 0.1 ㎫ 미만의 압력 (바람직하게는 면압)) 에서의 발색 농도를 높여 시인성, 스캐닝시의 판독성을 향상시킨다는 점에서 10 ∼ 40 ㎛ 가 바람직하고, 13 ∼ 37 ㎛ 가 보다 바람직하며, 나아가서는 15 ∼ 35 ㎛ 가 바람직하다.
상기 중에서 본 발명에서는 0.1 ㎫ 미만의 압력 (바람직하게는 면압) 에서의 발색 농도를 높여 시인성, 스캐닝시의 판독성을 향상시킨다는 점에서, 마이크로캡슐의 체적 표준의 메디안 직경이 15 ∼ 35 ㎛ 일 때, (15 ∼ 35 ㎛) + 5 ㎛ 이상의 마이크로캡슐이 2 ㎝ × 2 ㎝ 당 7000 ∼ 28000 개 존재하는 경우가 특히 바람직하다.
본 발명에서 체적 표준의 메디안 직경은, 마이크로캡슐 전체를 체적 누계가 50 % 가 되는 입자경을 임계값으로 2 개로 나누었을 때, 대직경측과 소직경측에서의 입자 체적의 합계가 등량이 되는 직경 D50 이다. 이 체적 표준의 메디안 직경은, 마이크로캡슐액을 지지체에 도포하고, 그 표면을 광학 현미경에 의해 150 배로 촬영하여 2 ㎝ × 2 ㎝ 의 범위에 있는 모든 마이크로캡슐의 크기를 계측하여 산출되는 값이다.
본 발명의 압력 측정용 재료는, 전자 공여성 무색 염료 전구체 (이하, 「발색제」라고도 한다.) 및 용매를 내포한 마이크로캡슐과, 상기 전자 공여성 무색 염료 전구체와 반응하여 발색시키는 전자 수용성 화합물 (이하, 「현색제」라고도 한다.) 을 단일 기재 혹은 별개의 기재에 형성하여 (바람직하게는 도공하여) 구성되어 있다.
본 발명의 압력 측정용 재료가, 마이크로캡슐과 전자 수용성 화합물이 단일 기재에 도공되거나 하여 형성된 이른바 모노 시트 타입인 경우, 압력 측정용 재료는 시트나 필름 등의 기재와, 기재 상에 그 기재측에서부터 순서대로 형성된 현색제를 함유하는 현색제층 및 마이크로캡슐을 함유하는 발색제층을 형성하여 구성된다. 이 압력 측정용 재료에서는 단독으로 압력 혹은 압력 분포를 측정하고자 하는 부위에 끼워 가압한다.
또, 본 발명의 압력 측정용 재료가, 마이크로캡슐과 전자 수용성 화합물이 별개의 기재에 도공되거나 하여 형성된 이른바 2 시트 타입인 경우, 압력 측정용 재료는 시트나 필름 등의 기재 상에 현색제를 함유하는 현색제층을 갖는 재료 A 와, 시트나 필름 등의 기재 상에 마이크로캡슐을 함유하는 발색제층을 갖는 재료 B 를 형성하여 구성된다. 이 압력 측정용 재료에서는, 재료 B 의 마이크로캡슐이 존재하는 면 (발색제층 표면) 과, 재료 A 의 전자 수용성 화합물이 존재하는 면 (현색제층 표면) 이 서로 마주보도록 양 재료를 중첩시키고, 중첩시킨 상태에서 압력 혹은 압력 분포를 측정하고자 하는 부위에 끼워 가압한다.
가압은 임의의 방법에 의해 점, 선 또는 면에서 압력 (점압, 선압 또는 면압 등) 을 부여함으로써 행할 수 있다. 본 발명에서는, 특히 0.1 ㎫ 미만의 저압역에서 미소한 압력차를 식별하기 위한 발색부의 농도차가 작아 차압이 파악되기 어려운 면압이 부여되는 경우에 유효하다.
상기와 같이 가압됨으로써 마이크로캡슐이 파괴되어 전자 공여성 무색 염료 전구체를 함유하는 내포물이 방출되어, 전자 공여성 무색 염료 전구체와 전자 수용성 화합물이 반응함으로써 착색이 관찰되는 것이다. 이 때, 가압하는 압력에 대응하여 전자 공여성 무색 염료 전구체를 함유하는 내포물이 보다 많이 방출되게 되어, 전자 수용성 화합물과의 반응량이 증가된다. 이 때문에, 압력 측정용 재료에 있어서 진한 발색이 얻어진다.
상기 중에서 압력 측정용 재료로서는, 그 보존성이나 취급성의 관점에서, 전자 공여성 무색 염료 전구체를 내포하는 마이크로캡슐과 전자 수용성 화합물은, 별개의 기재에 도공하거나 하여 형성된 2 시트 타입으로 구성되는 것이 보다 바람직하다.
(기재)
본 발명의 압력 측정용 재료를 구성하는 기재는 시트 형상, 필름 형상, 판 형상 등 중 어느 것이어도 된다. 구체적인 예로서 종이, 플라스틱 필름, 합성지 등을 들 수 있다. 압력 측정용 재료가 모노 시트 타입 및 2 시트 타입 중 어느 형태여도 마찬가지이다.
상기 종이의 구체예로는 상질지, 중질지, 갱지, 중성지, 산성지, 재생지, 코트지, 머신 코트지, 아트지, 캐스트 코트지, 미(微)도공지, 트레이싱 페이퍼, 재생지 등을 들 수 있다. 상기 플라스틱 필름의 구체예로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 등의 폴리에스테르 필름, 삼아세트산셀룰로오스 등의 셀룰로오스 유도체 필름, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀 필름, 폴리스티렌 필름 등을 들 수 있다.
또, 상기 합성지의 구체예로는, 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌테레프탈레이트등을 2 축 연신하여 미크로 보이드를 다수 형성한 것 (유포 등) 이나, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리아미드 등의 합성 섬유로 이루어지는 것, 이들을 종이의 일부, 일면, 양면에 적층한 것 등을 들 수 있다.
단, 본 발명에서는 이들에 한정되지 않는다.
이들 중에서도, 가압에 의해 생기는 발색 농도보다 높게 하는 점에서 플라스틱 필름, 합성지가 바람직하고, 플라스틱 필름이 보다 바람직하다.
(전자 공여성 무색 염료 전구체)
본 발명의 압력 측정용 재료의 발색제층에 함유되는 마이크로캡슐은, 전자 공여성 무색 염료 전구체의 적어도 1 종을 내포한다.
마이크로캡슐에 내포되는 전자 공여성 무색 염료 전구체는, 감압 복사지 혹은 감열 기록지의 용도에서 공지된 것을 사용할 수 있다. 예를 들어, 트리페닐메탄프탈리드계 화합물, 플루오란계 화합물, 페노티아진계 화합물, 인돌릴프탈리드계 화합물, 류코아우라민계 화합물, 로다민락탐계 화합물, 트리페닐메탄계 화합물, 디페닐메탄계 화합물, 트리아젠계 화합물, 스피로피란계 화합물, 플루오렌계 화합물 등 각종의 화합물을 사용할 수 있다.
이들 화합물의 상세한 내용에 대하여는, 일본 공개특허공보 평5-257272호에 기재되어 있으며, 전자 공여성 무색 염료 전구체는 1 종 단독으로 또는 2 종 이상을 혼합해서 사용할 수 있다.
전자 공여성 무색 염료 전구체는, 0.1 ㎫ 미만의 압력 (바람직하게는 면압) 에서의 발색성을 높여 미소한 압력으로 높은 농도를 얻는 (압력 변화에 대한 농도 변화 (농도 구배) 를 높이는) 관점에서 몰 흡광 계수 (ε) 가 높은 것이 바람직하다. 전자 공여성 무색 염료 전구체의 몰 흡광 계수 (ε) 는 10000 mol-1ㆍ㎝-1ㆍℓ 이상인 것이 바람직하고, 15000 mol-1ㆍ㎝-1ㆍℓ 이상인 것이 보다 바람직하며, 나아가서는 25000 mol-1ㆍ㎝-1ㆍℓ 이상인 것이 바람직하다.
ε 이 상기 범위인 전자 공여성 무색 염료 전구체의 바람직한 예로는, 3-(4-디에틸아미노-2-에톡시페닐)-3-(1-에틸-2-메틸인돌-3-일)-4-아자프탈리드 (ε = 61000), 3-(4-디에틸아미노-2-에톡시페닐)-3-(1-n-옥틸-2-메틸인돌-3-일)프탈리드 (ε = 40000), 3-[2,2-비스(1-에틸-2-메틸인돌-3-일)비닐]-3-(4-디에틸아미노페닐)-프탈리드 (ε = 40000), 9-[에틸(3-메틸부틸)아미노]스피로[12H-벤조[a]크산텐-12,1'(3'H)이소벤조푸란]-3'-온 (ε = 34000), 2-아닐리노-6-디부틸아미노-3-메틸플루오란 (ε = 22000), 6-디에틸아미노-3-메틸-2-(2,6-자일리디노)-플루오란 (ε = 19000), 2-(2-클로로아닐리노)-6-디부틸아미노플루오란 (ε = 21000), 3,3-비스(4-디메틸아미노페닐)-6-디메틸아미노프탈리드 (ε = 16000), 2-아닐리노-6-디에틸아미노-3-메틸플루오란 (ε = 16000) 등을 들 수 있다.
몰 흡광 계수 ε 이 상기 범위인 전자 공여성 무색 염료 전구체를 1 종 단독으로 사용하거나 혹은 몰 흡광 계수 ε 이 상기 범위인 전자 공여성 무색 염료 전구체를 함유하는 2 종 이상을 혼합해서 사용하는 경우, 전자 공여성 무색 염료 전구체의 합계량에서 차지하는 몰 흡광 계수 (ε) 가 10000 mol-1ㆍ㎝-1ㆍℓ 이상인 전자 공여성 무색 염료 전구체의 비율은 10 ∼ 100 질량% 의 범위가 바람직하고, 20 ∼ 100 질량% 의 범위가 보다 바람직하며, 나아가서는 30 ∼ 100 질량% 의 범위가 바람직하다. 전자 공여성 무색 염료 전구체의 상기 비율이 상기 범위 내이면, 0.1 ㎫ 미만의 저압 (바람직하게는 면압) 에서의 발색성을 높여 저압에서 높은 농도를 얻을 (압력 변화에 대한 농도 변화 (농도 구배) 를 높일) 수 있다.
2 종 이상의 전자 공여성 무색 염료 전구체를 사용하는 경우, ε 이 각각 10000 mol-1ㆍ㎝-1ㆍℓ 이상인 것을 2 종 이상 병용하는 것이 바람직하다.
몰 흡광 계수 (ε) 는, 전자 공여성 무색 염료를 95 % 아세트산 수용액 중에 용해시켰을 때의 흡광도로부터 산출할 수 있다. 구체적으로는, 흡광도가 1.0 이하가 되도록 농도를 조절한 전자 공여성 무색 염료의 95 % 아세트산 수용액 에 있어서, 측정용 셀의 길이를 A ㎝, 전자 공여성 무색 염료의 농도를 B mol/ℓ, 흡광도를 C 로 했을 때, 하기 식에 의해 산출할 수 있다.
몰 흡광 계수 (ε) = C/(A × B)
전자 공여성 무색 염료 전구체의 양 (예를 들어, 도포량) 은, 저압 (바람직하게는 0.1 ㎫ 미만) 에서의 발색성을 높이는 관점에서, 건조 후의 질량으로 0.1 ∼ 5 g/㎡ 인 것이 바람직하고, 0.1 ∼ 4 g/㎡ 인 것이 보다 바람직하며, 0.2 ∼ 3 g/㎡ 인 것이 더욱 바람직하다.
(용매)
본 발명에서의 마이크로캡슐은, 전자 공여성 무색 염료 전구체와 함께 용매의 적어도 1 종을 내포한다.
마이크로캡슐에 내포되는 용매로서는 감압 복사지 용도에서 공지된 것을 사용할 수 있다. 예를 들어, 디이소프로필나프탈렌 등의 알킬나프탈렌류, 1-페닐-1-자일릴에탄 등의 디아릴알칸류, 이소프로필비페닐 등의 알킬비페닐류, 그 밖에 트리아릴메탄류, 알킬벤젠류, 벤질나프탈렌류, 디아릴알킬렌류, 아릴인단류 등의 방향족 탄화수소;프탈산디부틸, 이소파라핀 등의 지방족 탄화수소, 대두유, 콘유, 면실유, 채종유, 올리브유, 야자유, 피마자유, 어유 등의 천연 동식물유 등, 광물유 등의 천연물 고비점 유분 (留分) 등을 들 수 있다. 용매는 1 종 단독으로 또는 2 종 이상을 혼합해서 사용해도 된다.
또, 필요에 따라 보조 용매로서 메틸에틸케톤 등의 케톤류나 아세트산에틸 등의 에스테르류, 이소프로필알코올 등의 알코올류 등 비점이 130 ℃ 이하인 용매를 첨가할 수도 있다.
(마이크로캡슐의 제조 방법)
전자 공여성 무색 염료 전구체 및 용매를 내포하는 마이크로캡슐은 그 자체 공지된 임의의 방법, 예를 들어 계면 중합법, 내부 중합법, 상 분리법, 외부 중합법, 코아세르베이션법 등의 방법에 의해 제조할 수 있다.
상기 마이크로캡슐의 벽재로는, 종래부터 감압 기록 재료의 전자 공여성 무색 염료 전구체를 함유하는 마이크로캡슐의 벽재로서 사용되고 있는 수불용성, 유불용성 폴리머 중에서 특별히 한정되지 않고 사용할 수 있다. 그 중에서도, 벽재로는 우레탄ㆍ우레아 수지 (폴리우레탄ㆍ우레아), 멜라민ㆍ포름알데히드 수지, 젤라틴이 바람직하고, 저압 (바람직하게는 0.1 ㎫ 미만) 에서 양호한 발색을 얻는 관점에서 폴리우레탄ㆍ우레아, 멜라민ㆍ포름알데히드 수지가 보다 바람직하며, 특히 우레탄 결합을 포함하는 폴리우레탄ㆍ우레아가 바람직하다.
여기에서, 캡슐벽재로 폴리우레탄ㆍ우레아를 사용한 경우를 예로 설명한다.
전자 공여성 무색 염료 전구체를 내포하는, 폴리우레탄ㆍ우레아벽의 마이크로캡슐 분산액의 조제는 감압 복사지 용도에서 공지된 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 전자 공여성 무색 염료 전구체와 다가 이소시아네이트를 용매에 용해시킨 용액 (유상) 을 수용성 고분자 (폴리올, 폴리아민 등의 캡슐벽 형성용 물질) 를 함유하는 친수성 용액 (예를 들어, 물 등;수상) 에 유화 분산시키고, 얻어진 유화 분산액 중의 유적 (油滴) 을 폴리우레탄ㆍ우레아로 피복하여 마이크로캡슐화하는 방법을 들 수 있다. 이 때, 가온함으로써 유적 계면에서 고분자 형성 반응이 진행되어 마이크로캡슐벽을 형성할 수 있다.
마이크로캡슐화하는 공정 도중에는 다가 히드록시 화합물과 다가 아민 등의 반응 조정제를 첨가해도 된다. 다가 히드록시 화합물의 구체예로는, 지방족 또는 방향족 다가 알코올, 히드록시폴리에스테르, 히드록시폴리알킬렌에테르, 다가 아민의 알킬렌옥사이드 부가물 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 지방족 또는 방향족 다가 알코올, 다가 아민의 알킬렌옥사이드 부가물이 바람직하고, 보다 바람직하게는 다가 아민의 알킬렌옥사이드 부가물이다.
다가 아민으로는 분자 중에 2 개 이상의 -NH 기 또는 -NH2 기를 갖는 것이라면 어느 것이나 사용할 수 있다. 구체적인 화합물로는, 예를 들어 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 1,3-프로필렌디아민, 헥사메틸렌디아민 등의 지방족 다가 아민;지방족 다가 아민의 에폭시 화합물 부가물;피페라진 등의 지환식 다가 아민;3,9-비스-아미노프로필-2,4,8,10-테트라옥사스피로-(5,5)운데칸 등의 복소 고리형 디아민 등을 들 수 있다.
다가 히드록시 화합물이나 다가 아민의 첨가량은, 사용하는 다가 이소시아네이트의 종류 및 양, 나아가서는 원하는 캡슐막 경도 등에 따라 적절히 결정된다. 다가 히드록시 화합물이나 다가 아민을 첨가하는 경우, 「다가 히드록시 화합물 및/또는 다가 아민의 총량 : 다가 이소시아네이트의 양」의 비 (질량비) 는 0.1 : 99.9 ∼ 30 : 70 인 것이 바람직하고, 1 : 99 ∼ 25 : 75 인 것이 보다 바람직하다. 또, 다가 히드록시 화합물의 첨가량으로는, 다가 이소시아네이트 : 다가 히드록시 화합물이 질량비로 99.9 : 0.1 ∼ 70 : 30 인 것이 바람직하고, 99 : 1 ∼ 75 : 25 인 것이 보다 바람직하며, 98 : 2 ∼ 80 : 20 인 것이 더욱 바람직하다.
다가 히드록시 화합물이나 다가 아민의 첨가 시기는, 전자 공여성 무색 염료 전구체를 용해시키는 용매나 보조 용매 중에 미리 첨가해 두어도 되고, 유화 분산 전 혹은 유화 분산 후에 첨가해도 된다.
친수성 용액 중에는 유화제로서 여러 가지 양성 고분자, 이온계 고분자, 비이온계 고분자, 예를 들어 젤라틴, 전분, 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리비닐알코올, 폴리알킬벤젠술폰산염, 폴리옥시에틸렌황산염, 폴리옥시알킬에테르나 그 변성체, 이소부틸렌-무수말레산 공중합체 등을 첨가해도 된다.
상기 다가 이소시아네이트로는 감압 복사지 용도에서 공지된 것을 사용할 수 있다. 예를 들어, 수첨 자일릴렌디이소시아네이트 (일반적으로 수첨 XDI 라고 한다) 의 이소시아누레이트체, 이소포론디이소시아네이트 (일반적으로 IPDI 라고 한다) 의 이소시아누레이트체, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트와 트리메틸올프로판의 부가물, 헥사메틸렌디이소시아네이트의 뷰렛체, 헥사메틸렌디이소시아네이트의 이소시아누레이트체, 헥사메틸렌디이소시아네이트의 이소시아누레이트체에 우레탄 결합에 의해 지방족 디올 (예, 알킬렌디올) 이 결합된 화합물, 폴리메틸렌폴리페닐이소시아네이트, 카르보디이미드 변성 디페닐메탄디이소시아네이트, 톨릴렌디이소시아네이트와 트리메틸올프로판의 부가물, 자일릴렌디이소시아네이트와 트리메틸올프로판의 부가물, 톨릴렌디이소시아네이트의 이소시아누레이트체, 수첨 자일릴렌디이소시네이트와 트리메틸올프로판의 부가체, 이소포론디이소시네이트와 트리메틸올프로판의 부가체, 자일릴렌디이소시아네이트의 뷰렛체 및 트리스-(p-이소시아네이트페닐)티오포스파이트를 들 수 있다. 다가 이소시아네이트는 1 종 단독으로 또는 2 종 이상을 혼합해서 사용할 수 있다.
또, 마이크로캡슐에는 상기 전자 공여성 무색 염료 전구체, 용매 및 보조 용매 이외에 필요에 따라 첨가제를 내포시켜도 된다. 첨가제로는 자외선 흡수제, 광안정화제, 산화 방지제, 왁스, 악취 억제제 등을 들 수 있다.
마이크로캡슐에 내포되는 용매와 전자 공여성 무색 염료 전구체의 질량비 (용매 : 전구체) 로는, 발색성 면에서 98 : 2 ∼ 30 : 70 의 범위가 바람직하고, 97 : 3 ∼ 40 : 60 의 범위가 보다 바람직하며, 95 : 5 ∼ 50 : 50 의 범위가 더욱 바람직하다.
마이크로캡슐의 캡슐벽의 벽두께에 대해서는 캡슐벽재의 종류나 캡슐 직경 등 여러 가지 조건에 따라 다르기도 하지만, 미소 (적어도 0.05 ㎫) 한 가압으로 파괴할 수 있는 범위라면 제한없이 임의로 선택할 수 있다. 그 중에서도, 0.1 ㎫ 미만의 저압에서 양호한 발색성을 얻는 관점에서 바람직한 벽두께는 0.005 ∼ 2.0 ㎛ 의 범위이고, 보다 바람직하게는 0.05 ∼ 0.30 ㎛ 의 범위이며, 더욱 바람직하게는 마이크로캡슐의 메디안 직경 A 를 10 ∼ 40 ㎛ 로 했을 경우에 있어서 0.06 ∼ 0.28 ㎛ 이다. 특히 바람직한 캡슐벽의 벽두께는 메디안 직경 A 가 10 ∼ 40 ㎛ 인 마이크로캡슐의 캡슐벽을 폴리우레탄ㆍ우레아로 구성했을 경우에 있어서 0.07 ∼ 0.27 ㎛ 이다.
전자 공여성 무색 염료 전구체를 내포하는 마이크로캡슐은, 우레탄 결합을 포함하는 폴리우레탄ㆍ우레아를 벽재로 하여 형성됨과 함께 하기 식 1 에 나타내는 관계를 만족시키는 것이, 저압 (바람직하게는 0.1 ㎫ 미만) 에서 양호한 발색을 얻는 점에서 특히 바람직하다. 이 관계식을 만족시키는 마이크로캡슐로 구성함으로써, 저압 영역 (바람직하게는 0.1 ㎫ 미만의 압력 영역) 에서의 가압으로도 발색시키기 쉬운 발색계를 형성할 수 있다. 하기 식 1 에 있어서, δ 는 마이크로캡슐의 수평균 벽두께 (㎛) 를 나타내고, D 는 마이크로캡슐의 체적 표준의 메디안 직경 (㎛) 을 나타낸다.
1.0 × 10-3
Figure pct00002
δ/D
Figure pct00003
2.0 × 10-2 …식 1
δ/D 값이 상기 범위 내이면, 캡슐 사이즈와 캡슐벽의 두께의 밸런스가 양호하고, 지나치게 얇아 시간이 경과함에 따라 캡슐의 내용물이 새어나오거나 하지 않아, 저압 영역 (바람직하게는 0.1 ㎫ 이하의 압력 영역) 에서 양호한 발색을 얻을 수 있다.
본 발명에서 벽두께란, 마이크로캡슐의 캡슐 입자를 형성하는 수지막 (이른바 캡슐벽) 의 두께를 말하고, 수평균 벽두께 (㎛) 란 5 개의 마이크로캡슐 개개의 캡슐벽의 두께를 주사형 전자 현미경에 의해 구하여 평균한 평균값을 말한다.
상기 δ/D 값의 범위 중, 저압 영역 (바람직하게는 0.1 ㎫ 이하의 압력 영역) 에서 양호한 발색 (착색) 을 얻는 점에서, δ/D 값은 2.0 × 10-3 ∼ 1.5 × 10-2 가 바람직하고, 3.0 × 10-3 ∼ 1.3 × 10-2 가 보다 바람직하다.
(발색제층 형성용 조제액의 조제)
마이크로캡슐은 상기와 같이 분산액으로서 얻을 수 있는데, 이 마이크로캡슐 분산액은 그대로 전자 공여성 무색 염료 전구체를 함유하는 발색제층을 형성하기 위한 조제액 (특히 도포액) 으로 해도 된다. 또, 상기와 같이 얻어진 마이크로캡슐 분산액에 추가로 전분 또는 전분 유도체의 미분말, 셀룰로오스 섬유 분말 등의 완충제, 폴리비닐알코올 등의 수용성 고분자 결착제, 아세트산비닐계, 아크릴계, 스티렌ㆍ부타디엔 공중합체 라텍스 등의 소수성 고분자 결착제, 형광 증백제, 소포제, 침투제, 자외선 흡수제, 방부제를 첨가하여 조제액 (특히 도포액) 으로 해도 된다.
이와 같이 하여 얻어진 조제액 (특히 도포액) 을 기재 상에 도공하거나 하여 부여하고, 건조시킴으로써 압력 측정용 재료를 구성하는 발색제층을 형성할 수 있다.
상기 발색제층 형성용 조제액을 도포액으로서 사용하는 경우, 도포액의 도공 방법은 통상의 도공기를 사용하여 도포, 건조시켜 행할 수 있다. 구체적인 도공기의 예로는, 에어 나이프 코터, 로드 코터, 바 코터, 커튼 코터, 그라비아 코터, 익스트루전 코터, 다이 코터, 슬라이드 비드 코터, 블레이드 코터 등을 들 수 있다.
본 발명의 압력 측정용 재료가 전자 공여성 무색 염료 전구체를 내포하는 마이크로캡슐과 전자 수용성 화합물이 각각 별개의 기재에 도공되거나 하여 구성되는 2 시트 타입인 경우, 예를 들어 상기 도포액을 원하는 시트 형상의 기재 상에 직접 혹은 다른 층을 개재하여 도포하고, 건조시킴으로써 적어도 발색제층이 형성된 시트재를 얻을 수 있다. 또, 전자 공여성 무색 염료 전구체를 내포하는 마이크로캡슐과 전자 수용성 화합물이 단일의 시트 형상의 기재에 도공되거나 하여 구성되는 모노 시트 타입인 경우, 예를 들어 원하는 기재 상에 형성된 후술하는 현색제층 상에 상기 도포액을 중첩시켜 도포하고, 건조시킴으로써 압력 측정용 재료가 얻어진다.
(전자 수용성 화합물)
본 발명의 압력 측정용 재료의 현색제층은 전자 수용성 화합물 (현색제) 의 적어도 1 종을 함유한다.
본 발명의 현색제층에 함유되는 전자 수용성 화합물로는 무기 화합물과 유기 화합물을 들 수 있다. 무기 화합물의 구체예로는, 산성 백토, 활성 백토, 애터풀자이트, 제올라이트, 벤토나이트, 카올린과 같은 점토 물질 등을 들 수 있다. 유기 화합물로는 방향족 카르복실산의 금속염, 페놀포름알데히드 수지, 카르복실화 템퍼 페놀 수지의 금속염 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 산성 백토, 활성 백토, 제올라이트, 카올린, 방향족 카르복실산의 금속염, 카르복실화 템퍼 페놀 수지의 금속염이 바람직하고, 산성 백토, 활성 백토, 카올린, 방향족 카르복실산의 금속염인 것이 보다 바람직하다.
상기 방향족 카르복실산의 금속염의 바람직한 구체예로는, 3,5-디-t-부틸살리실산, 3,5-디-t-옥틸살리실산, 3,5-디-t-노닐살리실산, 3,5-디-t-도데실살리실산, 3-메틸-5-t-도데실살리실산, 3-t-도데실살리실산, 5-t-도데실살리실산, 5-시클로헥실살리실산, 3,5-비스(
Figure pct00004
,
Figure pct00005
-디메틸벤질)살리실산, 3-메틸-5-(
Figure pct00006
-메틸벤질)살리실산, 3-(
Figure pct00007
,
Figure pct00008
-디메틸벤질)-5-메틸살리실산, 3-(
Figure pct00009
,
Figure pct00010
-디메틸벤질)-6-메틸살리실산, 3-(
Figure pct00011
-메틸벤질)-5-(
Figure pct00012
,
Figure pct00013
-디메틸벤질)살리실산, 3-(
Figure pct00014
,
Figure pct00015
-디메틸벤질)-6-에틸살리실산, 3-페닐-5-(
Figure pct00016
,
Figure pct00017
-디메틸벤질)살리실산, 카르복시 변성 테르펜 페놀 수지, 3,5-비스(
Figure pct00018
-메틸벤질)살리실산과 벤질클로라이드의 반응 생성물인 살리실산 수지 등의 아연염, 니켈염, 알루미늄염, 칼슘염 등을 들 수 있다.
(현색제 분산액의 조제)
현색제 분산액은, 전자 수용성 화합물이 상기 무기 화합물인 경우, 무기 화합물을 기계적으로 수계로 분산 처리함으로써 조제할 수 있다. 또, 전자 수용성 화합물이 유기 화합물인 경우, 유기 화합물을 기계적으로 수계로 분산 처리하거나 또는 유기 용매에 용해시킴으로써 조제할 수 있다.
상세한 내용은 일본 공개특허공보 평8-207435호에 기재된 방법을 참조할 수 있다.
(현색제층 형성용 조제액의 조제)
상기와 같이 하여 조제된 전자 수용성 화합물 분산액은, 그대로 전자 수용성 화합물을 함유하는 현색제층을 형성하기 위한 조제액 (특히 도포액) 으로 해도 된다. 또, 현색제층을 형성하기 위한 조제액 (특히 도포액) 에는, 바인더로서 스티렌-부타디엔 공중합체 라텍스, 아세트산비닐계 라텍스, 아크릴산에스테르계 라텍스, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산, 무수말레산-스티렌-공중합체, 전분, 카세인, 아라비아 고무, 젤라틴, 카르복시메틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스 등의 합성 또는 천연 고분자 물질을 첨가해도 된다. 또, 그 조제액 (특히 도포액) 에는, 안료로서 카올린, 소성 카올린, 카올린 응집체, 중질 탄산칼슘, 여러 가지 형태 (쌀알 형상, 각 (角) 형상, 방추 형상, 밤송이 형상, 구 형상, 아라고나이트계 기둥 형상, 무정형 등) 의 경질 탄산칼슘, 탤크, 루틸형 또는 아나타제형 이산화티탄 등을 첨가해도 된다. 또한, 원하는 바에 따라 형광 증백제, 소포제, 침투제, 방부제를 그 조제액 (특히 도포액) 에 첨가할 수도 있다.
상기 현색제층 형성용 조제액을 도포액으로서 사용하는 경우, 도포액의 도공 방법으로는, 통상의 도공기를 사용하여 도포, 건조시켜 행할 수 있다. 구체적인 도공기의 예로는, 블레이드 코터, 로드 코터, 에어 나이프 코터, 커튼 코터, 그라비아 코터, 바 코터, 롤 코터, 익스트루전 코터, 다이 코터, 슬라이드 비드 코터, 블레이드 코터 등을 들 수 있다.
본 발명의 압력 측정용 재료가 전자 공여성 무색 염료 전구체를 내포하는 마이크로캡슐과 전자 수용성 화합물이 각각 별개의 기재에 도공되거나 하여 구성되는 2 시트 타입인 경우, 예를 들어 현색제를 함유하는 도포액을 원하는 시트 형상의 기재 상에 직접 혹은 다른 층을 개재하여 도포하고, 건조시킴으로써 적어도 현색제층이 형성된 시트재를 얻을 수 있다. 또, 전자 공여성 무색 염료 전구체를 내포하는 마이크로캡슐과 전자 수용성 화합물이 단일의 시트 형상의 기재에 도공되거나 하여 구성되는 모노 시트 타입인 경우, 예를 들어 원하는 시트 형상의 기재 상에 직접 혹은 다른 층을 개재하여 현색제를 함유하는 도포액을 도포하고, 건조시킴으로써 압력 측정용 재료를 구성하는 현색제층을 형성할 수 있다.
전자 수용성 화합물 (현색제) 의 현색제층 중에서의 양 (도포에 의한 경우에는 도포량) 은, 건조 후의 질량으로 0.1 ∼ 30 g/㎡ 가 바람직하고, 보다 바람직하게는 무기 화합물의 경우에는 3 ∼ 20 g/㎡ 이며, 유기 화합물의 경우에는 0.1 ∼ 5 g/㎡ 이다. 이 양 (도포에 의한 경우에는 도포량) 은, 더욱 바람직하게는 무기 화합물의 경우에는 5 ∼ 15 g/㎡ 이고, 유기 화합물의 경우에는 0.2 ∼ 3 g/㎡ 이다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 그 주지를 넘지 않는 한 이하의 실시예에 한정되지 않는다. 또한, 특별히 언급하지 않는 한, 「부」는 질량 기준이다.
(실시예 1)
-전자 공여성 무색 염료 전구체를 내포하는 마이크로캡슐액 (A) 의 조제-
디아릴에탄 70 부에 전자 공여성 무색 염료 전구체로서 하기 화합물 (A) 9 부를 용해시켜 용액 A 를 얻었다. 다음으로, 메틸에틸케톤 1 부에 용해시킨 에틸렌디아민의 부틸렌옥사이드 부가물 0.4 부를, 교반하고 있는 용액 A 에 첨가하여 용액 B 를 얻었다. 또한, 메틸에틸케톤 1 부에 용해시킨 톨릴렌디이소시아네이트의 트리메틸올프로판 부가물 2 부를, 교반하고 있는 용액 B 에 첨가하여 용액 C 를 얻었다. 그리고, 물 150 부에 폴리비닐알코올 6 부를 용해시킨 용액 중에 상기 용액 C 를 첨가하여 유화 분산시켰다. 유화 분산 후의 유화액에 물 300 부를 첨가하고, 교반하면서 70 ℃ 까지 가온하고, 1 시간 동안 교반 후에 냉각시켰다. 물을 첨가하여 농도를 조정하여 고형분 농도 18 % 의 전자 공여성 무색 염료 전구체를 내포하는 마이크로캡슐액 (A) 를 얻었다.
얻어진 마이크로캡슐의 수평균 벽두께 (δ) 는 0.11 ㎛ 이고, 그 체적 표준에서의 메디안 직경 D50 은 20 ㎛ 였다. 수평균 벽두께는 5 개의 마이크로캡슐의 캡슐벽 두께를 주사형 전자 현미경에 의해 구하여 평균한 평균값으로 하고, 메디안 직경은 마이크로캡슐액을 원하는 지지체에 도포하고, 광학 현미경에 의해 150 배로 촬영하여 2 ㎝ × 2 ㎝ 의 범위에 있는 모든 마이크로캡슐의 크기를 계측하여 산출하였다. δ/D 는 0.006 이었다.
[화학식 1]
Figure pct00019
화합물 (A)
-전자 공여성 무색 염료 전구체를 내포하는 마이크로캡슐액 (B) 의 조제-
상기에서 얻은 전자 공여성 무색 염료 전구체를 내포하는 마이크로캡슐액 (A) 를 구멍 직경 25 ㎛ 의 필터를 사용하여 크로스-플로우 여과 처리를 복수 회 반복 실시하여 25 ㎛ 이상의 전자 공여성 무색 염료 전구체를 내포하는 마이크로캡슐을 제거하였다. 이것에 물을 첨가하여 농도를 조정하여, 고형분 농도 18 % 의 전자 공여성 무색 염료 전구체를 내포하는 마이크로캡슐액 (B) 를 얻었다.
-전자 공여성 무색 염료 시트의 제조-
상기에서 얻은 전자 공여성 무색 염료 전구체를 내포하는 마이크로캡슐액 (A) 50 부와 전자 공여성 무색 염료 전구체를 내포하는 마이크로캡슐액 (B) 50 부를 혼합하였다. 혼합 후의 마이크로캡슐액을 두께 75 ㎛ 의 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 시트 상에, 건조 후의 질량이 5.0 g/㎡ 가 되도록 바 코터에 의해 도포, 건조시켜 발색제층을 형성하였다. 이와 같이 하여 전자 공여성 무색 염료 시트를 얻었다.
-현색제 함유액의 조제-
황산 처리 활성 백토 (전자 수용성 화합물) 100 부에 40 % 수산화나트륨 수용액 5 부 및 물 300 부를 첨가하여 호모게나이저로 분산시키고, 이것에 추가로 카세인의 나트륨염의 10 % 수용액 50 부 및 스티렌-부타디엔 라텍스 30 부를 첨가하여 전자 수용성 화합물 (현색제) 을 함유하는 현색제 함유액을 조제하였다.
-현색제 시트의 제조-
얻어진 현색제 함유액을 두께 75 ㎛ 의 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 시트 상에 고형분 도포량이 10 g/㎡ 가 되도록 바 코터에 의해 도포, 건조시켜 현색제층을 형성하여 현색제 시트를 얻었다.
이상과 같이 하여 전자 공여성 무색 염료 시트 및 현색제 시트로 이루어지는 2 시트 타입의 본 발명의 압력 측정용 재료를 제조하였다.
-평가ㆍ측정-
얻어진 마이크로캡슐액 (A) 및 압력 측정용 재료에 대하여 하기의 평가, 측정을 실시하였다. 평가, 계측의 결과는 하기 표 1 에 나타낸다.
(1) 발색 농도
얻어진 압력 측정용 재료를 5 ㎝ × 5 ㎝ 의 사이즈로 재단하고, 전자 공여성 무색 염료 시트와 현색제 시트를 전자 공여성 무색 염료 시트의 발색제층 표면과 현색제 시트의 현색제층 표면이 마주보도록 하여 중첩시켰다. 이 중첩시킨 시트를 표면이 평활한 유리판 2 장 사이에 두고, 그 위에 추를 얹음으로써 하기 표 1 의 각 압력으로 가압하여 발색시켰다. 그 후, 중첩시킨 양 시트를 박리하고, 농도계 RD-19 (그레택맥베스사 제조) 를 사용하여 현색제 시트에 형성된 발색부의 농도 (DA) 를 측정하였다. 또, 이것과는 별개로 미사용 현색제 시트에 대하여 동일한 방법으로 초기 농도 (DB) 를 측정하였다. 그리고, 농도 DA 에서 초기 농도 DB 를 감산하여 발색 농도 ΔD 를 구하고, 하기 평가 기준에 따라 평가하였다. 또한, 「○」이상이 실사용상 허용할 수 있는 범위이다.
-평가 기준-
◎ (ΔD > 0.06) : 발색이 명확하게 관찰되며, 농도는 높았다.
○ (0.03 <ΔD
Figure pct00020
0.06) : 발색이 명확하게 관찰되었다.
△ (0.01
Figure pct00021
ΔD
Figure pct00022
0.03) : 발색이 약간 관찰되었다.
× (ΔD < 0.01) : 발색은 관찰되지 않았다.
(2) 마이크로캡슐의 개수
전자 공여성 무색 염료 시트의 발색제층 표면을 광학 현미경으로 관찰하여, 메디안 직경 A = 20 ㎛ 인 마이크로캡슐 중 직경 25 ㎛〔(A + 5)㎛〕이상의 마이크로캡슐의 2 ㎝ × 2 ㎝ 당 수를 계측하였다.
(3) 판독성
얻어진 전자 공여성 무색 염료 시트 및 현색제 시트를 20 ㎝ × 20 ㎝ 의 사이즈로 재단하고, 전자 공여성 무색 염료 시트의 발색제층 표면과 현색제 시트의 현색제층 표면이 마주보도록 하여 중첩시켰다. 이 중첩시킨 시트를 유리판을 개재하여 0.10 ㎫ 로 전체면을 가압하여 전체면을 발색시켰다. 그리고, 압력 화상 해석 시스템 (FPD-9210, 후지 필름 (주) 제) 에 의해 시트의 농도 분포를 판독하여 압력의 면내 분포를 해석하였다. 평가는, 하기의 평가 기준에 따라서 실시하였다.
-평가 기준-
○ : 농도 분포를 판독할 수 있어, 면내의 압력 분포를 해석할 수 있었다.
× : 농도 분포를 판독할 수 없어, 면내의 압력 분포를 해석할 수 없었다.
(실시예 2)
실시예 1 에서 조제된 전자 공여성 무색 염료 전구체를 내포하는 마이크로캡슐 (A) 80 부와 전자 공여성 무색 염료 전구체를 내포하는 마이크로캡슐 (B) 20 부를 혼합하였다. 이 혼합 후의 마이크로캡슐액을 두께 75 ㎛ 의 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 시트 상에, 건조 후의 질량이 5.0 g/㎡ 가 되도록 바 코터에 의해 도포, 건조시켜 전자 공여성 무색 염료 시트를 얻었다. 이 전자 공여성 무색 염료 시트를 사용하고, 실시예 1 과 동일하게 하여 평가, 측정을 실시하였다. 평가, 계측의 결과는 하기 표 1 에 나타낸다.
(비교예 1)
실시예 1 에서 조제된 전자 공여성 무색 염료 전구체를 내포하는 마이크로캡슐 (A) 를 두께 75 ㎛ 의 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 시트 상에 건조 후의 질량이 5.0 g/㎡ 가 되도록 바 코터에 의해 도포, 건조시켜 비교용 전자 공여성 무색 염료 시트를 얻었다. 이 전자 공여성 무색 염료 시트를 사용하고, 실시예 1 과 동일하게 하여 평가, 측정을 실시하였다. 평가, 계측의 결과는 하기 표 1 에 나타낸다.
(비교예 2)
실시예 1 에서 조제된 전자 공여성 무색 염료 전구체를 내포하는 마이크로캡슐 (A) 20 부와 전자 공여성 무색 염료 전구체를 내포하는 마이크로캡슐 (B) 80 부를 혼합하였다. 이 혼합 후의 마이크로캡슐액을 두께 75 ㎛ 의 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 시트 상에 건조 후의 질량이 5.0 g/㎡ 가 되도록 바 코터에 의해 도포, 건조시켜 비교용 전자 공여성 무색 염료 시트를 얻었다. 이 전자 공여성 무색 염료 시트를 사용하여 실시예 1 과 동일하게 하여 평가, 측정을 실시하였다. 평가, 계측의 결과는 하기 표 1 에 나타낸다.

캡슐액
(A) : (B)
직경 25 ㎛ 이상
(A = 20 ㎛) 의 캡슐 수
발색 농도 ΔD 판독성
0.03 ㎫ 0.05 ㎫ 0.1 ㎫
실시예 1 50 : 50 17860 (0.02)
(△)
(0.04)
(○)
(0.09)
(◎)
실시예 2 80 : 20 7130 (0.04)
(○)
(0.06)
(○)
(0.10)
(◎)
비교예 1 100 : 0 35050 (0.00)
(×)
(0.00)
(×)
(0.01)
(△)
×
비교예 2 20 : 80 29120 (0.00)
(×)
(0.00)
(×)
(0.00)
(×)
×
상기 표 1 에 나타내는 바와 같이, 실시예에서는 0.05 ㎫ 를 포함하는 0.1 ㎫ 미만의 낮은 면압에서도 명확하게 시인할 수 있는 발색이 얻어졌다. 이에 비하여, 비교예에서는 0.1 ㎫ 미만의 낮은 면압에서는 발색이 적어 시인할 수 있는 농도가 얻어지지 않았다.
일본 출원 2007-181846의 개시는 그 전체를 참조하여 본 명세서에 도입된다.
본 명세서에 기재된 모든 문헌, 특허출원 및 기술규격은, 개개의 문헌, 특허출원 및 기술규격을 참조하여 도입되는 것이 구체적이고 또한 개개에 기재된 경우와 동일한 정도로 본 명세서 중에 참조하여 도입된다.

Claims (15)

  1. 전자 공여성 무색 염료 전구체와 전자 수용성 화합물의 발색 반응을 이용하여 발색시키고, 0.05 ㎫ 에서의 가압 전후에 있어서의 발색 농도차 ΔD 가 0.02 이상인, 압력 측정용 재료.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자 공여성 무색 염료 전구체가 마이크로캡슐에 내포되어 있고, 상기 마이크로캡슐의 체적 표준의 메디안 직경이 A ㎛ 일 때, 직경 (A + 5) ㎛ 이상의 마이크로캡슐이 2 ㎝ × 2 ㎝ 당 5000 ∼ 30000 개 존재하는, 압력 측정용 재료.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 체적 표준의 메디안 직경 A (㎛) 가 10 ∼ 40 ㎛ 인, 압력 측정용 재료.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 마이크로캡슐의 캡슐벽이 폴리우레탄ㆍ우레아로 이루어지고, δ/D = 1.0 × 10-3 ∼ 2.0 × 10-2 〔δ : 마이크로캡슐의 수평균 벽두께 (㎛), D : 마이크로캡슐의 체적 표준의 메디안 직경 (㎛)〕의 관계를 만족시키는, 압력 측정용 재료.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 마이크로캡슐의 캡슐벽이 폴리우레탄ㆍ우레아 또는 멜라민ㆍ포름알데히드 수지로 형성되어 있는, 압력 측정용 재료.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 체적 표준의 메디안 직경 A (㎛) 가 15 ∼ 35 ㎛ 로서, 직경 (A + 5) ㎛ 이상의 마이크로캡슐이 2 ㎝ × 2 ㎝ 당 7000 ∼ 28000 개 존재하는, 압력 측정용 재료.
  7. 제 1 항에 있어서,
    기재 상에 상기 기재측에서부터 순서대로 상기 전자 수용성 화합물을 함유하는 현색제층과, 상기 전자 공여성 무색 염료 전구체가 내포된 마이크로캡슐을 함유하는 발색제층을 갖는, 압력 측정용 재료.
  8. 제 1 항에 있어서,
    기재 상에 상기 전자 수용성 화합물을 함유하는 현색제층을 갖는 재료 A 와, 상기 기재 상에 상기 전자 공여성 무색 염료 전구체가 내포된 마이크로캡슐을 함유하는 발색제층을 갖는 재료 B 를 포함하는, 압력 측정용 재료.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 기재가 플라스틱 필름 또는 합성지인, 압력 측정용 재료.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자 공여성 무색 염료 전구체의 몰 흡광 계수 (ε) 가 10000 mol-1ㆍ㎝-1ㆍℓ 이상인, 압력 측정용 재료.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 전자 공여성 무색 염료 전구체의 합계량에서 차지하는, 몰 흡광 계수 (ε) 가 10000 mol-1ㆍ㎝-1ㆍℓ 이상인 상기 전자 공여성 무색 염료 전구체의 비율이, 30 ∼ 100 질량% 의 범위인, 압력 측정용 재료.
  12. 제 2 항에 있어서,
    상기 마이크로캡슐의 캡슐벽의 벽두께가 0.005 ∼ 2.0 ㎛ 의 범위인, 압력 측정용 재료.
  13. 제 2 항에 있어서,
    상기 체적 표준의 메디안 직경 A 가 10 ∼ 40 ㎛ 로서, 상기 마이크로캡슐의 캡슐벽의 벽두께가 0.06 ∼ 0.28 ㎛ 인, 압력 측정용 재료.
  14. 제 2 항에 있어서,
    상기 체적 표준의 메디안 직경 A 가 10 ∼ 40 ㎛ 이고, 상기 마이크로캡슐의 캡슐벽이 폴리우레탄ㆍ우레아이며, 상기 마이크로캡슐의 캡슐벽의 벽두께가 0.07 ∼ 0.27 ㎛ 인, 압력 측정용 재료.
  15. 제 4 항에 있어서,
    상기 δ/D 가 2.0 × 10-3 ∼ 1.5 × 10- 2 인, 압력 측정용 재료.
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