JPH0720736B2 - 感熱記録シートの表面処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、感熱記録シートの表面処理方法に関し発色ム
ラを伴うことなく、平滑性、画質、白色度、発色濃度等
に優れた高速記録適性を有する感熱記録シートの製造法
に関するものである。

（従来の技術） 通常無色ないし淡色の所謂塩基性無色染料とフェノール
類、有機酸などの顕色剤との加熱発色反応を利用した感
熱記録紙は、特公昭43−4160号、特公昭45−14039号、
特開昭48−27736号等に発表され広く実用化されてい
る。一般に、感熱記録紙は、塩基性無色染料と顕色剤と
をそれぞれ別々に微細な粒子に摩砕分散した後、両者を
混合し、バインダー、充填剤、感度向上剤、滑剤その他
の助剤を添加して得た塗液を紙およびフィルム等の支持
体に塗工したもので、加熱による瞬時の化学反応により
発色記録を得るものである。この場合、無色染料の品種
を選択することで各種の色相の発色が得られる。

これらの感熱記録紙は医療分野あるいは工業分野の計測
用記録計、コンピューターおよび情報通信の端末機、フ
ァクシミリ、電子式卓上計算機のプリンター、券売機な
ど広範囲の分野に応用が進められている。

近年、感熱記録方式が普及し、用途が多様化するととも
に、記録の高速化と画質の向上すなわち解像度を上げる
ための高密度化が重要視されてきた。このため、記録装
置のサーマルヘッドの熱エネルギーはますます微小化す
る傾向にあり、これに使用する感熱記録紙に対しては、
微小な熱量でも鮮明な発色記録を得るに充分な発色感度
を保有することが要求されている。

記録層表面の平滑化処理もその対策の１つであり、ヘッ
ドと記録層表面との良好な接触性による熱伝導効率の向
上を図ることができる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、記録感度を高めるべく組成配合された高
感度記録シートをスーパーカレンダーやマシンカレンダ
ーによって処理すると、記録層表面は高平滑化されるも
のの、記録層前面にわたって発色ムラが発生し易く、記
録層の白色度が低下してしまう。

かかる現状に鑑み、本発明は発色ムラを生ずることな
く、平滑化処理を行う方法を提案しようとするものであ
る。

（課題を解決するための手段） 本件出願人は、先に特願昭63−245524号として新規なカ
レンダ装置を提案したが、本発明はこのカレンダ装置を
感熱記録シートの記録層表面の平滑化処理に用いること
を提案するものである。

即ち、本発明の請求項１に係る感熱記録シートの表面処
理方法はバッキングロールと共に回転して走行する長尺
の無端弾性ベルトと金属ロールとで構成される加圧ニッ
プに対して、感熱記録シートをその感熱記録層または保
護層の表面が前記金属ロールの表面に接するようにして
通紙せしめて、この感熱記録層または保護層の表面を平
滑化処理することを特徴とするものである。また請求項
２に係る表面処理方法は、請求項１においてベック平滑
度200〜2500秒に平滑化処理することを特徴とする。

第１図は、本発明の平滑化処理に用いるカレンダ装置の
例を示すものであって、カレンダフレーム10には、取付
アーム11を介して金属ロール１が回転自在に取付けられ
ている。一方、金属ロール１の下に上下対向して設けら
れたバッキングロール２は、カレンダフレーム10に一端
を枢着された可動取付アーム12に取付けられている。こ
のバッキングロール２には、図示しない回転駆動装置が
取付られている。更に可動取付アーム12の自由端側に
は、昇圧装置４の作動部が取付けられており、昇圧装置
４の押上圧によって、可動取付アーム12が枢着箇所を支
点として上方へ押し上げられ、バッキングロール２は金
属ロール１に圧接触されている。無端弾性ベルト３は、
バッキングロールロール２のニップ部分を覆い、且つ押
圧するようにして、保持ロール6a,6b,6c,6d、ストレッ
チロール７、及びガイドロール８に架け渡されており、
可動取付アーム12が昇圧装置４によって上方へ押し上げ
られた場合の無端弾性ベルト３の走行路の修正は、ガイ
ドロール８の位置調整によって行われ、またストレッチ
ロール７によって張力が調整される。

また、金属ロール１は、必要に応じてスチーム、温水、
電気誘導等の加熱手段或いは冷水等の冷却手段の温度調
整装置13を内蔵しており、感熱記録層を発色させない程
度の高温に金属ロールの表面温度を調整する。一方、無
端弾性ベルト３の走行路に対してはエアシャワー又は水
分噴霧装置等の冷却装置５が設けられており、熱を帯び
た無端弾性ベルト３が、適宜冷却される。シートロール
14a,14bは、感熱記録シート９を上記の金属ロール１と
無端弾性ベルト３との間に送給するためのものであっ
て、感熱記録シート９が上記の一対のロール構成によっ
て処理されるときには、金属ロール１に接する側の感熱
記録層表面が強く平滑化処理される。

本発明において、平滑化処理に使用されるカレンダ装置
は、第１図の構造に限らず、バッキングロール、無端弾
性ベルト、金属ロールを必須要素として、無端弾性ベル
トと金属ロールとの加圧ニップを利用するものであれ
ば、どのようなものでも良い。

上記無端弾性ベルトの構造については、特に限定される
ものではないが、通常、耐熱性繊維の基布に耐熱性、耐
圧性のある圧縮弾性を有する合成樹脂を接着又は塗布し
たものを使用し、特に表面を粗さ１〜20μｍ以下に研磨
仕上げしたものが良い。この場合、合成樹脂層は薄くす
ることで、発熱の影響を抑え寿命を長くすることができ
る。反対に合成樹脂層を厚くすると、感熱紙表面の改質
は良好になるが、余りに厚すぎれば耐久性に問題が生じ
てしまう。従って、望ましい合成樹脂層の厚さは１〜10
mm程度である。また、基布の両面に合成樹脂層を設ける
と、表面研磨に際しては、研磨されている裏面側の合成
樹脂層が研磨台上に置かれるので、研磨に適した状態と
なる。なお、この無端弾性ベルトは、強度が十分に保て
さえすれば、基布は必ずしも必要とせず、合成樹脂のみ
で構成しても良いし、或いは基布に代えてゴム、金属等
のベルトを使用しても良い。

本発明において用いられる無端弾性ベルトは、ASTM規
格,D−2240で規定されるショアーＤ硬度が40〜75度の値
を有する弾性体で構成されるものであり、通常のスーパ
ーカレンダ等で用いられるショアーＤ硬度75〜85度程度
の弾性ロールに比較して極めて軟らかい弾性体のベルト
が用いられるものである。

40度よりも軟らかい弾性ベルトでは、充分な表面平滑性
を得るために過大なニップ線圧を必要とし、操業に際し
弾性ベルト自体の寿命を著しく縮めることになってしま
う。逆に75度よりも硬い弾性ベルトでは発色ムラの発生
を防止することが困難となるため、40〜75度の硬度を有
する弾性ベルトが用いられるものである。

かかる無端弾性ベルトを構成する弾性体については、硬
度が上記特定の範囲に入る限り、特に限定されるもので
はなく、例えば天然ゴム、スチレンゴム、ニトリルゴ
ム、クロロプレンゴム、クロロスルホン化エチレンゴ
ム、ブチルゴム、多硫化ゴム、シリコンゴム、弗素ゴ
ム、ウレタンゴム、各種プラスチック樹脂、コットン、
ペーパー、ウール、テトロン、ナイロン等が具体例とし
て挙げられる。これらの中でもウレタン樹脂を用いた無
端弾性ベルトは取り扱いが容易であり、弾性ベルトの寿
命も長く、しかも本発明の所望の効果を効率よく発揮し
得る。

本発明の方法において、上記の如く無端弾性ベルトと加
圧ニップを構成する金属ロールについては特に限定され
るものではなく、通常のスーパーカレンダ、グロスカレ
ンダ等の平滑化処理装置で用いられるチルドロール、合
金チルドロール、鋼鉄製ロール、さらにはロール表面を
硬質クロムメッキした金属ロール等が適宜選択して用い
られる。加圧装置の形態、加圧ニップの数等も通常の平
滑化処理装置に準じて適宜調節されるものであるが、充
分な高速記録適性を得るべく記録層表面のベック平滑度
が200〜2500秒となるように調節することが望ましい。

また、バッキングロール２は、金属ロールであることが
望ましく、チルドロールをそのまま用いても良いし、紙
厚の調整をするためにクラウンコントロールドロールを
用いても良い。

本発明においては、平滑化処理の際の加圧条件は用いら
れる弾性ベルトの硬度、記録シートの種類、処理速度、
ニップ数、温度及び湿度条件等の各種処理条件などに応
じて適宜調節されるが、一般にニップ線圧として30〜35
0kg/cmの範囲で調節するのが望ましい。ニップ線圧30kg
/cm未満では、比較的硬い弾性ベルトを用いた場合に
も、発色ムラの発生を防止することはできても高速記録
適性については満足できる性能が得られない。また、35
0kg/cmを越えるニップ線圧では軟らかい弾性ベルトを用
いても発色の発生を防止するのが困難となる。

本発明の方法で平滑化処理される感熱記録シートについ
ては特に限定されるものではない。

一般には、塩基性無色染料としてはトリフェニルメタン
系、フルオラン系、アザフタリド系、フルオレン系等が
用いられる。

又、有機顕色剤としては、一般にビスフェノールＡ類、
４−ヒドロキシ安息香酸エステル類、４−ヒドロキシフ
タル酸ジエステル類、フタル酸モノエステル類、ビス−
（ヒドロキシフェニル）スルフィド類、４−ヒドロキシ
フェニルアリールスルホン類、４−ヒドロキシフェニル
アリールスルホナート類、1,3−ジ［２−（ヒドロキシ
フェニル）−２−プロピル］−ベンゼン類、４−ヒドロ
キシベンゾイルオキシ安息香酸エステル、ビスフェノー
ルスルホン類等が用いられる。

また、感熱記録層に用いられるバインダーとしては、重
合度が200〜1900の完全ケン化ポリビニルアルコール、
部分ケン化ポリビニルアルコール、カルボキシ変性ポリ
ビニルアルコール、アマイド変性ポリビニルアルコー
ル、スルホン酸変性ポリビニルアルコール、ブチラール
変性ポリビニルアルコール、その他の変性ポリビニルア
ルコール、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロ
ース、カルボキシメチルセルロース、スチレン−無水マ
レイン酸共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体並び
にエチルセルロース、アセチルセルロースのようなセル
ロース誘導体、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリ
アクリルアミド、ポリアクリル酸エステル、ポリビニル
ブチラールポリスチロールおよびそれらの共重合体、ポ
リアミド樹脂、シリコン樹脂、石油樹脂、テルペン樹
脂、ケトン樹脂、クマロン樹脂を例示することができ
る。これらの高分子物質は水、アルコール、ケトン、エ
ステル、炭化水素等の溶剤に溶かして使用するほか、水
又は他の媒体中に乳化又はペースト状に分散した状態で
使用し、要求品質に応じて併用することも出来る。

さらに増感剤として、ステアリン酸アミド、パルミチン
酸アミド等の脂肪酸アマイド、エチレンビスアマイド、
モンタン系ワックス、ポリエチレンワックス、テレフタ
ル酸ジベンジル、ｐ−ベンジルオキシ安息香酸ベンジ
ル、ジ−ｐ−トリルカーボネート、ｐ−ベンジルビフェ
ニル、フェニルα−ナフチルカーボネート、1,4−ジエ
トキシナフタリン、１−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸フ
ェニルエステル、1,2−ジ（３−メチルフェノキシ）エ
タン、ビス［２−（４−メトキシフェノキシ）エチル］
エーテル、ジベンジル−4,4−エチレンジオキシジベン
ゾエート、ｍ−ターフェニル等を添加することもでき
る。

本発明で使用す充填剤としては通常の紙加工の分野で用
いられる無機有機の充填剤がすべて使用可能で、これに
は例えばクレー、タルク、シリカ、炭酸マグネシウム、
アルミナ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、
硫酸バリウム、カオリン、酸化チタン、酸化亜鉛、炭酸
カルシウム、酸化アルミニウム、尿素、ホルマリン樹
脂、ポリスチレン、フェノール樹脂等の微粒子が挙げら
れる。

本発明に使用する有機顕色剤、塩基性無色染料、増感
剤、その他の各種成分の種類及び量は要求される性能お
よび記録適性に従って決定され、特に限定されるもので
はないが、通常、塩基性無色染料の１部に対して、有機
顕色剤３〜12部、増感剤３〜12部、充填剤１〜20部を使
用し、結合剤は全固形分中10〜25％が適当である。

上記組成から成る塗液を紙、合成紙、フィルム、プラス
チック等任意の支持体に塗布することによって目的とす
る感熱記録シートが得られる。

感熱記録シートは、耐水性、印字特性、捺印性等の付与
のために記録層表面に保護層を設ける場合や記録層と支
持体との間に下地層を設ける場合があるが、本発明の表
面処理方法は、このような感熱記録シートに対しても有
効である。尚、保護層は感熱記録層に用いられる各種バ
インダーと各種充填剤によって構成される。

前述の有機顕色剤、塩基性無色染料、増感剤並びに必要
に応じて添加する材料はボールミル、フトライター、サ
ンドグラインダーなど摩砕機あるいは適当な乳化装置に
よって数ミクロン以下の粒子径になるまで微粒化し、バ
インダー及び目的に応じて各種の添加材料を加えて塗液
とする。

この塗液には脂肪酸金属塩などのスティッキング防止の
ための離型剤、脂肪酸アマイド、エチレンビスアマイ
ド、モンタン系ワックス、ポリエチレンワックスなどの
圧力発色防止のための滑剤、ジオクチルスルホコハク酸
ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、
ラウリル酸ナトリウム、ラウリルアルコール硫酸エステ
ルナトリウム塩、アルギン酸塩などの分散剤、ベンゾフ
ェノン系やトリアゾール系の紫外線吸収剤、その他の消
泡剤、蛍光増白剤、耐水化剤等を添加することができ
る。

（作用） 本発明では、新規な構造のカレンダ装置、殊に軟らかい
材質の無端弾性ベルトを使用している。このため、感熱
記録シートがニップ部分を通過する際に、記録層または
保護層の表面は金属ロールによって押圧され、裏面は無
端弾性ベルトに押圧される。金属ロールが押圧したとき
に、記録層の表面にあった凹凸は均されて裏面側の凹凸
を増幅させるが、無端弾性ベルトの弾性によって凹凸は
全て吸収される。従って、金属ロールは、記録層表面に
対して発色ムラを起すことなく、適切なる平滑度に処理
することができる。

（実施例） 以下に本発明の実施例を示す。尚、説明中、部は重量部
を示す。

［実施例１］ Ａ液（染料分散液） ３−ジエチルアミノ−６−メチル −７−アニリノフルオラン 2.0部 10％ポリビニルアルコール水溶液 4.6部 水 2.5部 Ｂ液（顕色剤分散液） ビスフェノールＡ 6.0部 ステアリン酸亜鉛 0.5部 10％ポリビニルアルコール水溶液 30.0部 Ｃ液（増感剤分散液） ４−ビフェニルｐ−トリルエーテル 4.0部 10％ポリビニルアルコール水溶液 5.0部 水 3.0部 上記の組成物の各液をサンドグラインダーで平均粒子径
１ミクロンまで粉砕する。

次いで下記の割合で分散液を混合して塗液とする。

Ａ液（染料分散液） 9.1部 Ｂ液（顕色剤分散液） 36.5部 Ｃ液（増感剤分散液） 12.0部 カオリンクレー（50％分散液） 20.0部 この塗液をバーブレードコーターにより、カレンダ処理
を施していない50秒のベック平滑度を有する50g/m²の原
紙に塗布量6.0g/m²となるように塗布乾燥した。得られ
た感熱紙を直径300mmの金属ロール，直径300mmのバッキ
ングロール及びショアーＤ硬度53度のウレタン樹脂製無
端弾性ベルトを第１図に従って構成したカレンダ装置に
より、ニップ線圧100kg/cm及びニップ巾10mmの条件で、
速度500m/分で平滑化処理して感熱記録紙を得た。但し
無端弾性ベルトは次のものを使った。基布についてはナ
イロンフィラメントの糸で、ベルト走行方向は直径0.43
mm,幅方向は直径0.52mmのものを用いて３重織りで厚さ
1.8mmとした。エクストルーダーでこの基布の片面から
ウレタン樹脂を含浸塗布し、表面ウレタン樹脂層の厚さ
を1.67mmにした。

［実施例２〜７］ ショアーＤ硬度が40,45,50,60,65,70度のウレタン樹脂
製無端ベルトを使用した以外は実施例１と全く同様にし
て感熱記録紙を得た。

［実施例８〜10］ 実施例１において、ショアーＤ硬度53度のウレタン樹脂
製無端弾性ベルトを使用し、ニップ線圧80,200,250kg/c
m及びニップ巾7,15,20mmとした以外は実施例１と同様に
して感熱記録紙を得た。

［実施例11］ 10％ポリビニルアルコール3.2部（固形分）に対して水
酸化アルミニウム４部を配合した表面塗工液を調製し、
実施例１で得られた感熱記録紙の記録層の表面に、塗布
量3.0kg/m²になるように塗工した。

この保護層付き感熱記録紙を実施例１と同じ条件で平滑
化処理した。

［比較例１］ ショアーＤ硬度が82度のノーマルコントロールとチルド
ロールとを用いたソフトニップカレンダを使用し、ニッ
プ線圧70kg/cm,ニップ巾5mmの条件で平滑化処理した以
外は実施例１と同様にして感熱記録紙を得た。

［比較例２］ ショアーＤ硬度が63度のウールンペーパーとチルドロー
ルとを用いたソフトニップカレンダを使用し、ニップ線
圧100kg/cm,ニップ巾5mmの条件で平滑化処理した以外は
実施例１と同様にして感熱記録紙を得た。

こうして得られた13種類の感熱記録紙について、記録層
表面のベック平滑度及び白色度、印字濃度、画質及び発
色ムラの比較テストを行い品質性能試験結果を表１に示
した。尚、印字濃度は松下電送製−感熱ファクシミリUF
−1000を使用し、印加エネルギー0.58mj/Dot,パルス幅
0.97ミリ秒で記録した画像濃度をマクベス濃度計（RD−
914アンバーフィルター使用）で測定した。また、白色
度についてはハンター白色度で測定した。画質について
は、上記印字のハーフトーン部の印字ムラの程度を目視
判定し、発色ムラについては紙面の部分的な白色度低下
の程度を目視判定した。尚、画質、発色ムラ、総合判定
の評価基準は下記のとおりである。

1:極めて優れている 2:優れている 3:普 通 4:やや劣っている 5:極めて劣っている （発明の効果） 本発明の平滑化処理を行なうことによって、発色ムラを
伴うことなく、平滑性、画質、白色度、発色濃度等に優
れた高速記録適性を有する感熱記録シートが得られる。

【図面の簡単な説明】 第１図は実施例において用いたカレンダ装置の側面図で
ある。 １……金属ロール、２……バッキングロール、３……無
端弾性ベルト、９……感熱記録シート。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丸山 和夫 東京都北区王子５丁目21番１号 十條製紙 株式会社中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭49−60744（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−65694（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−155094（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−21219（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シート状支持体上に塩基性無色染料と有機
   顕色剤とを主成分とする感熱記録層を設け、更に必要に
   応じてその上面に保護層を設けてなる感熱記録シートの
   表面を平滑化処理する方法において、バッキングロール
   と共に回転して走行する長尺の無端弾性ベルトと金属ロ
   ールとで構成される加圧ニップに対して、前記感熱記録
   層または保護層の表面が前記金属ロールの表面に接する
   ようにして通紙せしめて、この感熱記録層または保護層
   の表面を平滑化処理することを特徴とする感熱記録シー
   トの表面処理方法。
2. 【請求項２】感熱記録層または保護層の表面をベック平
   滑度200〜2500秒に平滑化処理することを特徴とする請
   求項１記載の感熱記録シートの表面処理方法。