JPS5835479B2 - 感圧性記録材料 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、印字圧、筆圧等の圧力により多重複写可能な
感圧性記録材料、更に詳細には、新規な構造の表面被覆
層を有する感圧性記録紙に関するものである。

従来多用されている２つの呈色成分を別個の支持体表面
に被覆した感圧性記録材料は、第１図に示す型のもので
ある。

すなわち、呈色成分の一方がマイクロカプセル化２され
て上位支持体１の下面を被覆し、他方の呈色成分が下位
支持体１の上面に被覆層３として存在し、印字圧又は筆
圧を加えたときに、マイクロカプセル２の内容液体が流
出して被覆層３に転移吸収されると同時に２つの呈色成
分が反応して着色物質を生成し、被覆層３の受理面に画
像が形成される。

しかし、第１図の型のものでは、上位支持体と下位支持
体とを重ねて切断したり折り曲げたりすると、圧力の加
わった部位に着色汚染が発生する。

このような不都合の発生を抑制又は回避するために、第
２図のように、支持体の上位下面に、呈色成分を含むマ
イクロカプセル２をスポット塗工した感圧性記録紙が知
られている。

しかし、スポット塗工に耐える丈夫なカプセルが得難い
こと、水性塗料に依るため塗工後に支持体にしわが発生
することなどの理由から、マイクロカプセルのスポット
塗工は実際上困難である。

そこで、呈色成分を熱溶融型ホットメルトワックス中に
分散させた所謂ホットメルトインキの如きものを用いて
第３図に示すように上位支持体１の下面にスポット塗工
することによりスポット転移性被覆層４を形成すること
が提案されている。

しかし、この型の場合、転移性被覆層４及び受理性被覆
層３中に含まれる呈色成分は他の成分（例えばワックス
、バインダーなど）により包まれてはいるが、上位支持
体と下位支持体とを重ねて取扱ったときに、予期しない
外力によって着色汚染が発生する。

また、印字圧又は筆圧を加えたときに、転移性被覆層４
が受理性被覆層３に転移されるばかりでなく、受理性層
３が転移性被覆層４に逆転移することが起り、両被覆層
に画像が生じ、結果として受理性被覆層での発色速度及
び発色濃度が小さくなることが多い。

このような不都合を防止するため転移性被覆層４が転移
し難いように配合を改めると、印字圧又は筆圧を加えた
ときの着色が悪くなり、鮮明な画像が得られなくなる。

これらの不都合を改善するものとして、本発明によれば
、転移性被覆層が一方の呈色成分を含む熱溶融型塗料の
層であり、これに対向する受理性被覆層が他方の呈色成
分を含有するマイクロカプセルと微粉体とバインダーと
で構成された多孔性微細吸収気孔を有する層であること
を特徴とする感圧性記録材料が提供される。

第４図及び第５図はこのような本発明を例示するもので
あって、第４図は転移性被覆層５が上位支持体１の下面
にスポット塗工されたものであり、第５図は転移性被覆
層５′が上位支持体１の下面に全面塗工されたものであ
る。

図において６は下位支持体１の上面に施された、マイク
ロカプセルと微粉体とバインダーとから成る、多孔性微
細吸収気孔を有する層である。

前記したように、一般に、感圧性記録紙は、方の呈色成
分を液体として保持するマイクロカプセルを転移性被覆
層に存在させておいて対向する受理面へカプセル内容液
体を転移発色させる型のものが多く、この場合にはカプ
セル内の液体が全量受理面へ転移するとは限らず発色に
寄与することなく転移面側に残留する。

これに対して、この発明は、呈色成分を含むマイクロカ
プセルを転移性被覆層に存在させておいて受理性被覆層
に転移させるのではなく、マイクロカプセルを受理層に
存在させておいて該層内に液体を露出吸収させるという
原理に基くものであり、カプセル内の呈色成分が有効に
着色物質へと変化し、そのま＼受理面で画像を形成する
ため、発色速度及び濃度が共に大きくなる。

また、同様の理由から呈色成分を多量に配合する必要が
なくなる。

本発明は、このように一方の呈色成分を含むマイクロカ
プセルを受理性被覆層に含有させることを第一の特徴と
するものである。

本発明の第二の特徴は転移性被覆層に呈色成分を含む熱
溶融型塗料を用いることである。

周知のように、熱溶融型塗料は所謂ホットメルトインキ
とかホットメルトワックスと云われているもので、スポ
ット塗工が容易で塗工後冷却するのみで乾燥を必要とせ
ず、装置が簡単で塗工速度を犬にし得るという点で有利
なものであるが、前述したようにこれを第３図の如き構
成で使用するときは不都合が多い。

しかし、本発明に従って、このような呈色成分含有熱溶
融型塗料より成る転移性被覆層を前記第一の特徴すなわ
ちマイクロカプセルを受理性被覆層に含有させる構成と
結合させるときは、両者の長所がそのまＳ協同して良い
結果をもたらす。

しかし、これら第−及び第二の特徴のみの結合では未だ
不都合がある。

すなわち、印字圧が加わり転移性被覆層の熱溶融型塗料
が受理性被覆層のマイクロカプセル表面上に転移する直
前にマイクロカプセルが破れていれば液体が露出してい
るため転移性被覆層側に液体が転移して発色が起ったり
、熱溶融型塗料が転移できなくなったりして、画像がう
まく発現せず不都合な結果を招く。

そこで、本発明では、受理性被覆層をマイクロカプセル
と微粉体とバインダーとで構成された多孔性微細吸収気
孔を有する構造として、加圧に際して露出した液体を瞬
間的かつ完全に該気孔に吸収させる。

こうすることにより、熱溶融型塗料は完全に転移するよ
うになり、液体が逆転移することも起らなくなる。

この多孔性微細吸収気孔を有する構造は、また、マイク
ロカプセルの外力に対する保護作用も果す。

受理性被覆層をつくるに際しては、上記のような機能を
有する多孔性微細吸収気孔を形成するために、カプセル
内の液体の全容積よりも気孔容積の方が大きくなるよう
に、カプセルの大きさ、バインダーの量、微粉体の粒子
形、粒子径及び粒度分布などに応じた適切な条件が選ば
れなければならない。

下表は、受理性被覆層をつくる際におけるカプセル、微
粉体及びバインダーの配合比率とその機能との関係を示
す実験例である。

この実験では転移性被覆層としてはジルトンクレー（水
沢化学製）を３０％配合したホットメルト塗料を使用し
た。

ここで、多孔性微細吸収気孔の形成及びその効果につい
て更に説明する。

一般に、毛管に液体が浸透して遠距離まで到達するため
には毛管の径は細いほどよい。

しかし、短時間内に多量の液体が吸収されるためにはそ
の毛管の径は太いほどよい。

本発明における受理性被覆層では、マイクロカプセルか
ら流出した液体は該被覆層内で瞬間的に且つ完全に吸収
されることが望まれる。

したがって層内に存在する多孔性微細吸収気孔の径は大
きいことが望ましいことになる。

しかし、マイクロカプセルの大きさは普通１〜１０ミク
ロン程度であり、液体内容物は少量であるため、附近の
気孔径があまり犬であるとその気孔を伝って全く移動し
ない。

即ち、吸収された状態にならない。

したがって多孔性微細吸収気孔の径は１０ミクロン程度
より小でなければならない。

また、液体吸収能を大とするためには気孔の総計容積が
犬であることを必要とする。

普通の場合、マイクロカプセルは液体中に分散している
時には球型であるが被覆層として乾燥されたときには連
続相に近くなってマイクロカプセル間隙をあまり残さな
い。

そこでその間に粉体や繊維微粉体を混用して乾燥後微細
空間が残るようにする。

一般に球体を箱に充てんした場合、球体径が同一である
場合は最密光てんで２６％、嵩高光てんで５０％の空間
が残る。

円筒状フィラメントでは同様に２２％の空間が残る。

そこで、各種微粉体およびマイクロカプセルから成る塗
料で支持体に被覆層を与え乾燥したならば、上述のよう
な空間が残るはずである。

しかし、乾燥被覆層が脱落しないようにこれにバインダ
ーを添加すれば、配合バインダー量に応じて空間量が減
少し、この空間量以上に多量のバインダーを充せば、多
孔性微細吸収気孔は残らなくなる。

以上は計算値からの推定であるが、実際に用いられる微
粉体は球状、円筒状ではなく不整であり、粉度分布が連
続的に存在するので計算値からかなりのずれがある。

前記の表にはその様相の一部が示されている。

受理層と転移層とを対向させて印字した場合、転移層に
画像があられれるのはマイクロカプセル内の呈色成分が
転移層の呈色成分に移行したためで、破壊されたマイク
ロカプセルの内容液体が受理層に吸収されきらず、余分
の液体が転移面に移ったことを示している。

この実験では、受理性被覆層中のマイクロカプセルの量
が２０％未満のときにマイクロカプセル内の液体が受理
性被覆層に全部吸収されて転移性被覆層での着色が起ら
ないことが示されている。

しかし、このような効果を与える多孔性微細吸収気孔の
空間容積総量は、配合する微粉体の量に関係するばかり
でなく、配合するバインダーの量にも直接関係し、多量
配合時には減少し、少量配合時には増加する。

また、そればかりでなく、支持体に吸収性があるときは
、被覆層用塗料中に配合したバインダー分を吸収し、乾
燥被覆層中に残存するバインダー量を変化させるので、
支持体の吸収性も空間容積総量に影響を与える。

従って、前記表の塗料配合例は支持体として米秤量４３
ｇの上質紙を用いて沈降性炭酸カルシウム及びポリビニ
ルアルコールをマイクロカプセルに配合した例であるが
、使用材料によっては、例えば支持体、マイクロカプセ
ル、微粉体又はバインダーの選択によっては、これと同
一の結果を示すとは限らない。

通常、被覆層中の各成分の配合重量割合を、 程度とすることによって好結果を得ることができる。

勿論、所望の容量の多孔性微細吸収気孔が形成されるよ
うに、微粉体とバインダーとの使用割合は上記の範囲内
において適当に選ばれなければならない。

要するに、本発明においては、マイクロカプセル中の液
体総量が受理性被覆層中に生成した多孔性微細吸収気孔
の空間容積総量を越えることがないように、微粉体及び
バインダーの使用量が適切に選ばれる必要がある。

本発明における支持体は主として紙である。

しかし、本発明においては受理性被覆層は液体吸収性が
与えられるので、場合によりフィルム類、金属はく等の
如き非吸収性材料も使用でき、支持体材料に特に限定は
ない。

呈色成分としては、互に反応して着色物質を形成するも
のであれば、各種の対が使用できる。

しかし、本発明の場合、対の一方が熱溶融型塗料の形で
用いられるので１００℃附近で揮発性の強い物質や室温
で液体であるものは好ましくない。

トリフェニルメタンフタリド系、フルオラン系、フェノ
チアジン系、インドリルフタリド系、リューコオーラミ
ン系、スピロピラン系、トリフェニルメタン系、トリア
ゼン系、ナフトラクタム系、ベンゾピラン系、アゾメチ
ン系、ヒドロキシフタラン系等に属する無色色素と、活
性クレー、コロイダルシリカ、ゼオライト等の如き無機
系顕色剤及び有機系の各種顕色剤等との対が用い得る。

これらの対は、相互に転移性被覆層及び受理性被覆層に
対して互換的に用いることができる。

このほか、第２鉄脂肪酸塩と没食子酸の高級アルコール
エステルとの組合せ、ステアリルトリメチルアンモニウ
ムバナデートの如きバナジウム化合物と役食子酸の高級
アルコールエステルとの組合せなども用いられる。

場合により、これらの対を混合して使用することもでき
る。

本発明における微粉体とは、各種の無機、有機白色顔料
、デンプン粒子、木材繊維素パウダー等を指すが、共存
する呈色成分含有マイクロカプセルと接触して発色する
ものであってはならない。

呈色成分がマイクロカプセル内にあっても全くカプセル
の外壁に耐着していないとは限らないからである。

例えば、クリスタルバイオレットラタトン等のカプセル
に対しては、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウムのよ
うな呈色を示さないものの配合が望ましい。

微粉体については、このほか、粒子形、粒子径及び粒度
分布が多孔性微吸収気孔の形成に関係し、カプセル内の
液体を吸収する速度及び吸収量を決定する要因となる。

−概に数値で示すことは困難であるが、粒子形は球に近
く、粒子径は０．５〜２０ミクロンの範囲にあって、粒
度分布は可及的に１点に集中しているものがよい。

木材繊維素パウダーは３００メツシュ通過物以下のもの
が望ましい。

バインダーとしては、呈色成分と着色を起さない天然及
び合成ポリマーが用いられる。

バインダー配合量は多孔性微細吸収気孔の形成に際して
重要な要因となるから、前述の球体を箱に詰めた場合の
残存空間の計算値と、用いた微粉体の粒子形、粒子径、
粒度分布などを勘案し、配合したカプセル量とのバラン
スを保つように決定する。

熱溶融型塗料は転移性でなければならないので、塗工前
下塗りしておくことが望ましい。

この下塗剤としては、上述のようなバインダーとして用
いたポリマーを使用するが、目止め効果のよいものが選
定される。

熱溶融型塗料の呈色成分以外の材料としては、カルナウ
バワックス、キャンデリラワックス、モンタンワックス
等の如き高融点天然ワックス、油脂類、硬化油、高級脂
肪酸、それらの多価金属塩、石油系ワックス類、不揮発
性高融点物質などが用いられる。

場合により不揮発性溶剤類の僅量が添加され、また、酸
化防止剤、紫外線防止剤等の如き安定剤の配合が必要に
応じ行なわれる。

実施例 １ 無色染料を含むマイクロカプセルを、次のようにして作
成する。

クリスタルバイオレットラクトン５０ｇ及びペンゾイル
リューコメチレンブル−３０ｇをアルキルナフタレン（
ＫＭＣ−１１３、具用化学）に溶解して１００１とする
。

これをホモミキサーで高速かくはんしながら、ゼラチン
２００ｇを水１５００ｇに溶解した液に分散させ、次い
でカルボキシメチルセルロース４０ｇを水３０００ｇに
溶解した液を加え、さらに水２０００ｇを添加し、その
後１０％醋酸９０ｇを添加してｐＨ４，０とする。

続いて氷冷し７℃とし、３７％フォルムアルデヒド１５
０ｇを加えてから、４％苛性ソーダ３００ｇを加えてｐ
Ｈ９，０とする。

それから５０℃に１時間保ち、木材繊維素パウダー（山
陽国策パルプ、ＫＣフロック−３００）２００ｇを添加
した後室温で保存する。

向、必要ならば、紫外線防止剤を前記アルキルナフタレ
ン中に若干添加しておいてもよい。

受理性被覆層用塗料の配合（重量部）は次の通りである
。

上述したマイクロカプセル液（固形分）１５沈降性炭酸
カルシウム（白石カルシウム）４５ポリビニルアルコー
ル（電気化学） １５上記配合の固形分濃度１８
％水分散液をエアーナイフ塗工によりＬＢＫＰ７０％、
ＮＢＫＰ３０％、の組成を有する米秤量４０．９の上質
紙に塗工量３．５ ｇ／ｎ？コートする。

紙の裏面には予めポリビニルアルコール８％液をマイヤ
ーバーを用いて塗工し、カール止めと、転移性被覆層の
ための下塗りとしてバリヤー性を与えておく。

バリヤー性を与えた面に、次の転移性被覆層用熱溶融型
塗料をホットメルトトランスファーグラビヤ方式で３．
０９７ｍの割合でスポット塗工する。

塗料の配合（重量部）は次の通りである。

以上の成分を８０℃でニーグーを用いて溶融混合し熱溶
融型塗料として塗工に用いた。

このようにして得た表裏塗工紙を１０枚重ねて第６図に
示すような（但し中間の６枚の図示を省略）感圧記録帳
票をつくり、電動タイプライタ−で印字したところ、最
下葉部（１０枚目）でも青色の鮮明な文字が速かに印字
された。

また、受理性被覆層の表面に凸版印刷を施したところ、
上質紙に印刷した場合と同様に何等の不都合も認められ
なかった。

上記表の実験番号７において得られた受理性被覆層を用
いて上記と同様にして感圧記録帳票をつくった場合にも
、上記と同様の好結果を得た。

実施例 ２ 実施例１と同様にして、次のような鉄系マイクロカプセ
ルを作成した。

即ち、椰子油混合脂肪酸第２鉄８０ｇをオキシエチレン
ラウリルエーテル（松本興産、アクチノール）に溶解し
て１０００ｇとし、マイクロカプセル化した。

受理性被覆層用塗料も実施例１に従って作成した。

これに対向する転移性被覆層用熱溶融型塗料の配合（重
量部）は、下記の通りであった。

以下、実施例１に準じて得た塗工紙を１０枚重ねて印字
したところ、発色速度がや＼実施例１より劣ったが、黒
色の耐光性の良好な画像が得られた０

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は従来技術による感圧性記録材料において２
つの呈色成分が対向して支持体表面に被覆されでいる例
、第４〜５図は本発明における被覆層を示す例、第６図
は本発明の感圧性記録材料を利用したスポット式感圧記
録帳票の例であって、いずれも断面図である。 図において、１は支持体、２は呈色剤を含む液体を内容
物とするマイクロカプセルの層、３は呈色剤を含む固体
の層、４及び５は呈色剤を含む熱溶融型塗料を所要部分
にのみスポット塗工した層、５′はこれを全面塗工した
層、６はマイクロカプセルと微粉体とバインダーとから
構成された多孔性微細吸収気孔を有する層である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 互いに反応して着色物質を形成する２つの呈色成分
   が転移性被覆層及び受理性被覆層として夫夫別々に支持
   体表面に施されて成る感圧性記録材料において、転移性
   被覆層が一方の呈色成分を含む熱溶融型塗料の層であり
   、受理性被覆層が他方の呈色成分を含むマイクロカプセ
   ル１０〜３５重量％、無機白色顔料、有機白色顔料、デ
   ンプン粒子及び木材繊維素パウダーより成る群から選ば
   れる微粉体７０〜５０重量％並びにバインダー２０〜１
   ５重量％で構成された多孔性微細吸収気孔を有する層で
   あることを特徴とする感圧性記録材料。