(57)【要約】【課題】  感熱記録材料に使用される発色剤や顕色剤の微粒子化を図るとともに、シャープな粒度分布を有する感熱材料分散液の製造時間を大幅に短縮した製造方法を提供することにある。【解決手段】  感熱材料と樹脂とを含有する分散液７を分散メディア９と共に、分散液供給口２と分散液排出口３と円筒状ロータ４と円筒状ケーシング６とを有する分散機１で分散して感熱材料分散液１０を製造する感熱材料分散液の製造方法において、円筒状ロータ４の外径をｄ、円筒状ケーシング６の内径をＤとするとき、０．７≦ｄ／Ｄ≦０．９とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも感熱材料と樹脂とを含有する分散液を分散メディアと共に、分散液供給口と分散液排出口と円筒状ロータと円筒状ケーシングとを有する分散機で分散する感熱材料分散液の製造方法において、該円筒状ロータの外径をｄとし、該円筒状ケーシングの内径をＤとするとき、０．７≦ｄ／Ｄ≦０．９とすることを特徴とする感熱材料分散液の製造方法。
【請求項２】
該円筒状ロータの高さをｈとし、該円筒状ケーシングの内面の高さをＨとするとき、０．６≦ｈ／Ｈ≦０．９５とする請求項１に記載の感熱材料分散液の製造方法。
【請求項３】
該円筒状ケーシングの内容積に対して、該分散メディアを４０〜８０体積％充填する請求項１又は２に記載の感熱材料分散液の製造方法。
【請求項４】
該分散液排出口から排出された該感熱材料分散液を該分散液供給口に循環して供給する請求項１〜３のいずれかに記載の感熱材料分散液の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感熱材料分散液の製造方法に関し、さらに詳細には感熱材料を微粒子化するとともにシャープな粒度分布を有する感熱材料分散液の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
感熱記録材料は加熱して発色することにより種々の情報を記録できることから、プリンター、自動券売機、ファクシミリなどの広い分野で利用されている。
【０００３】
このような感熱記録方式は、高速化、高感度化、高解像度化等の要求があるため、感熱材料の改良が種々研究されているが、特に医療用写真のように画像情報記録の場合においては、詳細な部分の画像を鮮明に再現するために、その高解像度化が重要である。このためには使用する感熱材料を微粒子化して感度や解像度を向上させる必要がある。
【０００４】
このような感熱材料としては、例えば、ロイコ染料（発色剤）とフェノール性化合物（顕色剤）を含有する感熱発色層を支持体上に設けた感熱記録材料が挙げられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、電子供与性染料前駆体と顕色剤を微粒子化してバインダ中に分散させた後に、この分散液を紙、合成紙、プラスチックフィルム等に塗布し、乾燥固化して感熱記録材料としたものもあり、この電子供与性染料前駆体を含有する染料分散液および顕色剤を含有する顕色剤分散液の少なくとも一方の分散液を、円筒状のロータとこれと同心円の円筒状ケーシングとの隙間に形成された分散室に分散メディアとともに充填し、高速回転のロータにより回転力を与えられた分散メディアで摩砕することにより、染料前駆体と顕色剤をより微粒子化して、その粒径分布を均一にする。そして、これらの染料分散液と顕色剤分散液を混合して調製した感熱材料分散液をシート状支持体上に塗布して乾燥固化し、感熱記録材料とするものである（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
この特許文献２による発明では、改良型ミルのロータの回転速度を５〜２０ｍ／ｓｅｃの周速で回転させ、ロータと円筒状ケーシングとの間に形成される隙間を３〜６ｍｍとして分散を行うことにより、粒子サイズが０．３４μｍであり、全分散粒子の７５％が０．６μｍの染料分散液を得ている。そして、従来型の縦型サンドミルにより得られた平均粒径１．０μｍ、全分散粒子の７５％が２．５μｍの顕色剤分散液と、上記染料分散液とを混合撹拌して感熱発色層塗液を調製したものである。
【０００７】
また、上記特許文献２に使用した粉砕機と同様の構造を有する粉砕機を使用した感熱記録用材料の微細化方法も提案されている（例えば、特許文献３、特許文献４参照）。特許文献３による粉砕機では、軸線方向の長さＬと直径Ｄの比を１．０以下として、粉砕領域を確保して、粉砕メディアをセパレータによって分離して、処理物の粉砕効率を得るものであり、特許文献４では、粉砕メディアの平均直径を０．０５〜０．３０ｍｍ、セパレータの微小間隙を０．０２５〜０．１５０ｍｍとして、平均粒径が０．１０μｍの染料発色剤を得ている。
【特許文献１】特公平３−３４４７５号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】特開平６−７９９６８号公報（段落〔００１７〕−〔００２１〕、〔００４５〕−〔００５１〕、図１）
【特許文献３】特開平１０−１５４１１号公報（特許請求の範囲、段落〔００１１〕、〔００１８〕、図１−３）
【特許文献４】特開平５−１６８９６５号公報（特許請求の範囲、段落〔００３０〕、表１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、感熱記録材料に使用される染料前駆体や顕色剤の微粒子化を図るとともに、シャープな粒度分布を有する感熱材料分散液の製造時間を大幅に短縮した製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者等は、従来と同様の円筒状ロータと円筒状ケーシングの分散機であっても、その円筒状ロータの外径と円筒状ケーシングの内面との間隔を広げることによって分散効率や剪断効率を高めることができ、感熱材料の微粒子化が図れるとともに粒度分布にも優れる感熱材料分散液を得ることができることを知見した。さらに、従来よりも大幅に製造時間が短縮されるので熱的影響も低減できることを知見して、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、少なくとも感熱材料と樹脂とを含有する分散液を分散メディアと共に、分散液供給口と分散液排出口と円筒状ロータと円筒状ケーシングとを有する分散機で分散する感熱材料分散液の製造方法において、該円筒状ロータの外径をｄ、該円筒状ケーシングの内径をＤとするとき、０．７≦ｄ／Ｄ≦０．９とすることを特徴とする感熱材料分散液の製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、円筒状ロータと円筒状ケーシングとの隙間を所定の範囲とすることにより、分散メディアを効率的に感熱材料の分散に寄与させることができるので、感熱材料分散液中のロイコ染料や染料前駆体などの発色剤あるいは顕色剤などの感熱材料を微粒子化ができるとともにその粒度分布もシャープとなるので、この感熱材料分散液を基材に塗布・乾燥することにより、高感度、高解像度の感熱記録材料を提供することができる。さらに、分散処理時間も大幅に短縮することができるので生産効率を向上させることができ、分散処理工程における熱的影響を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面に基づき本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明に使用する分散機１の一例を示す模式断面図であり、分散液供給口２と分散液排出口３、外径ｄの円筒状ロータ４とを有し、メディアセパレータ５が内径Ｄの円筒状ケーシング６に配置されている。
【００１３】
分散液７が分散液供給口２から分散機１内へ供給されると、円筒状ロータ４と円筒状ケーシング６の間に形成される空間部８に導入される。この空間部８には、分散液７中の感熱材料を分散させるための分散メディア９が充填されている。また、図２に示すように、この円筒状ロータ４はその外周に複数の突起状の翼４１を有した構造となっている。
【００１４】
円筒状ロータ４が高速回転することにより分散メディア９に運動エネルギーが伝達されるので、分散メディア９が遠心力により円筒状ケーシング６方向に押し付けられるとともに円筒状ロータ４の回転方向と同方向の回転運動を行いながら互いに衝突したり、あるいは円筒状ケーシング６に衝突することにより強力な剪断力が発生し、分散液７中の感熱材料が微粒子化されることになる。
【００１５】
このようにして所定の分散処理が施された分散液７は感熱材料分散液１０となり、分散液排出口３から取り出されることになる。分散液７の処理量が少量の場合であればメディアセパレータ５を有していなくとも良いが、実際の連続生産を考慮した場合には、分散メディア９がこの感熱材料分散液１０と共に排出されることを防止するために、円筒状ケーシング６の内面に略面一となる位置にスリット状のメディアセパレータ５が配置されていることが好ましい。このスリット状の大きさは使用する分散メディア９の大きさに応じて適宜選択すれば良く、また、メディアセパレータ５は分散液排出口３に相当する位置にのみ配置しても、円筒状ケーシング６の内面全周にわたって配置しても良い。
【００１６】
なお、円筒状ロータ４には開口部１１が設けられており、分散液７が円筒状ケーシング６側に導出されるとともに、回転初期に分散メディア９が円筒状ロータ４の内側部に存在していても、円筒状ロータ４の回転に従い、分散メディア９をこの開口部１１から円筒状ケーシング６側に移動させる機能をも有している。
【００１７】
この分散処理を行う場合、分散メディア９による分散効率（あるいは剪断効率）を向上させるために、円筒状ロータ４と円筒状ケーシング６との隙間の大きさが重要となる。上述したように、分散メディア９が遠心力により円筒状ケーシング６方向に移動することから、隙間の大きさが小さいと十分な運動エネルギーを分散メディア９に与えることができないために分散効率や剪断効率が低下することになる。さらに、上述したように、分散メディア９は円筒状ロータ４の回転方向と同方向に回転移動しながら互いに衝突することにより分散や剪断、あるいは破砕に寄与することにもなるが、その移動通路が狭いとその回転運動も妨げられることとなる。
【００１８】
これとは反対に、円筒状ロータ４と円筒状ケーシング６との隙間が大きすぎるような場合には、分散液７（あるいは感熱材料分散液１０）の粘性により分散メディア９の運動エネルギーが減衰して剪断力の効率を低下させることになったり、分散メディア９が円筒状ロータ４と円筒状ケーシング６との隙間内で回転方向に伴う移動はし易くなるものの、却って剪断の効率が低下してしまうことになる。
【００１９】
したがって、このような観点から円筒状ロータ４の外径をｄ、円筒状ケーシング６の内径をＤとするとき、０．７≦ｄ／Ｄ≦０．９とすることが重要であり、特に好ましい範囲としては、０．７４≦ｄ／Ｄ≦０．８６である。
【００２０】
また、円筒状ケーシング６の内面の高さをＨとするとき、円筒状ケーシング６の内径Ｄとの関係は、Ｈ＜Ｄ／２である。このとき円筒状ロータ４の高さをｈとすると、円筒状ケーシング６の内面の高さＨとの関係は、０．６≦ｈ／Ｈ≦０．９５とすることが好ましく、０．７≦ｈ／Ｈ≦０．８とすることが特に好ましい。これは、分散液７が円筒状ロータ４の端部から円筒状ケーシング６側へ効率的に流れ込ませることができるため、さらに分散液７の処理効率が向上するからである。
【００２１】
例えば、ＳＣ−ＭＩＬＬ  ＳＣ２２０／７０型（三井鉱山株式会社製）の粉砕機を使用する場合には、円筒状ケーシング６の内径がＤ＝２３０ｍｍ、Ｈ＝７５ｍｍであるので、円筒状ロータ４の外径を１６１≦ｄ≦２０７ｍｍの範囲とし、円筒状ロータ４と円筒状ケーシング６の内面との間隔は１１．５≦ｔ≦３４．５ｍｍの範囲となる。
【００２２】
さらに、円筒状ロータ４の高さｈを４５≦ｈ≦７１．２５ｍｍの範囲とし、５２．５≦ｈ≦６０ｍｍとすることが特に好ましい範囲となる。
【００２３】
また、処理量を多くするためにこれよりも大型の粉砕機としてＳＣ−ＭＩＬＬ  ＳＣ３２０／１００型（三井鉱山株式会社製）を使用する場合には、円筒状ケーシング６の内径がＤ＝３３４ｍｍ、Ｈ＝１０５ｍｍであるので、円筒状ロータ４の外径を２３３．８≦ｄ≦３００．６ｍｍの範囲とし、円筒状ロータ４と円筒状ケーシング６の内面との間隔は１６．７≦ｔ≦５０．１ｍｍとなる。
【００２４】
さらに、円筒状ロータ４の高さｈを６３≦ｈ≦９９．７５ｍｍの範囲とし、７３．５≦ｈ≦８４ｍｍとすることが特に好ましい範囲となる。
【００２５】
分散メディア９の材質としてはガラスビーズ、アルミナ粉末、ジルコニアビーズ等が一般的であり、それらのいずれでも使用できるが、分散工程中において分散メディア９自身が摩耗して感熱材料分散液に混入することから、最終的に得られる感熱記録材料の特性に影響を及ぼさない材質のものを適宜選択することが好ましい。
【００２６】
上記のような間隔を有した空間部８内に導出された分散メディア９が効果的に剪断力を発生させることとでき、また、熱的影響を低減させることができる点からは、円筒状ケーシング６の内容積に対して４０〜８０体積％に相当する量の分散メディア９を充填することが好ましく、特に５０〜７０体積％に相当する量を充填することが好ましい。
【００２７】
また、その大きさとしては、特許文献４にあるように０．０５〜０．３０ｍｍのような非常に小径のものを必ずしも使用する必要はなく、特許文献２にあるような０．１〜１ｍｍの分散メディアでも構わない。分散機１として、市販されている一般的なＳＣ−ＭＩＬＬを使用するのであれば、円筒状ロータ４と円筒状ケーシング６の内面との間隔が上記したような寸法に設定されることになるので、分散メディア９の充填量（体積％）を考慮すると、これに使用できる分散メディア９の大きさは０．１〜０．５ｍｍのものを選択することが好ましく、０．３ｍｍ程度の大きさのものが特に好適である。
【００２８】
円筒状ロータ４と円筒状ケーシング６との内面の間隔が０．７≦ｄ／Ｄ≦０．９とすることにより、分散メディア９の実際の充填個数も多くすることができるので、分散効率あるいは剪断効率が向上でき、分散時間についても、従来方法よりも大幅に短縮することができることになる。
【００２９】
処理量や連続生産を考慮すれば、図３に示すように分散液排出口３から排出された感熱材料分散液１０を分散機１外の貯留タンク１３に貯留し、これより更に分散液供給口２へ供給して循環処理を行うことが好ましい。このように何パスかの循環処理により、粒子径が小さく、粒度分布に優れる感熱材料分散液を効率的に製造することができる。なお、図中において、分散機１の円筒状ロータ４の回転駆動源１２を示すとともに、ポンプＰと切り替えバルブＶも併せて示してある。
【００３０】
本発明において、感熱材料として使用される発色剤としては、ロイコ染料や、あるいは染料前駆体としてトリアリールメタン系化合物、ジフェニルメタン系化合物、キサンテン系化合物、チアジン系化合物などを挙げることができる。
【００３１】
また、感熱材料として使用される顕色剤としては、フェノール誘導体、芳香族カルボン酸誘導体、酸性白土、ノボラック樹脂、金属錯体などを使用することができる。
【００３２】
上記感熱材料とともに使用されるバインダー樹脂としては、ポリビニルアルコール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアクリル酸樹脂、アルキド樹脂や、スチレン−アクリル酸共重合体塩、スチレン−無水マレイン酸共重合体塩、イソブチレン−無水マレイン酸共重合体塩などの水溶性高分子化合物などが挙げられ、さらに、必要に応じて消泡剤、界面活性剤、水や他の樹脂や他の添加剤等を併用することができる。
【００３３】
なお、発色剤や顕色剤のそれぞれの感熱材料に適した条件を設定して効率的に製造できる点からは、発色剤を含有した分散液を本発明の方法により分散させて感熱材料分散液を製造し、別途、顕色剤を含有した分散液を本発明の方法により分散させて感熱材料分散液を製造して、それぞれの感熱材料分散液を更に本発明の方法により混合・分散して最終的な感熱材料分散液を製造することが好ましい。
【００３４】
また、発色剤を含有した分散液を本発明の方法により分散させて感熱材料分散液を製造し、別途、顕色剤を含有した分散液を本発明の方法により分散させて感熱材料分散液を製造して、それぞれの感熱材料分散液を更に従来方法により混合・分散して最終的な感熱材料分散液を製造しても良い。
【実施例】
【００３５】
以下、実施例及び比較例により本発明を更に詳細に説明する。
（実施例１）
感熱材料分散液のうち、顕色剤の分散液の製造を目的として、以下の組成のものを用意した。
・ビス−（３−アリル−４−ヒドロキシフェニル）−スルホン：２５重量％
・ポリビニルアルコール樹脂：３０重量％
・水：４４重量％
・添加剤（消泡剤と界面活性剤）：１重量％
これらの原料を撹拌しながら貯留タンク１３に貯留し、分散液７とした。
【００３６】
分散機１として、上述したＳＣ−ＭＩＬＬ  ＳＣ２２０／７０型（三井鉱山株式会社製Ｄ＝２３０ｍｍ、Ｈ＝７５ｍｍ）を用意し、外径ｄ＝１９６ｍｍ、高さｈ＝５２ｍｍの円筒状ロータ４を使用した（ｄ／Ｄ＝０．８５２、ｈ／Ｈ＝０．６９３）。
【００３７】
分散メディア９として直径０．３ｍｍのジルコニアビーズを上記分散機１の円筒状ケーシング６の内容積に対して６０体積％に相当する個数だけ充填した。
【００３８】
円筒状ロータ４を回転数１３００ｒｐｍで回転させながら、上記分散液７を分散機１の分散液供給口２に供給するとともに分散液排出口３から貯留タンク１３に戻して循環させながら６時間の分散処理を行い、顕色剤分散液ａを得た。
【００３９】
顕色剤分散液ａの粒子径及び粒度分布をマイクロトラックＵＰＡ−１５０（日機装社製レーザードップラー式粒度分布計）で測定したところ、平均粒子径（Ｄ５０）は０．１７μｍ、１０％粒子径（Ｄ１０）は０．０９μｍ、９０％粒子径（Ｄ９０）は０．３０μｍであった。
【００４０】
（比較例１）
外径ｄ＝２２０ｍｍ、高さｈ＝７０ｍｍの円筒状ロータ４（ｄ／Ｄ＝０．９５７、ｈ／Ｈ＝０．９３３）を使用した以外は、実施例１と同様にして６時間の分散処理を行い、顕色剤分散液ｂを得た。なお、円筒状ロータ４と円筒状ケーシング６との隙間は実施例１よりも狭いので、分散メディア９を円筒状ケーシング６の内容積に対して３０体積％に相当する個数だけ充填した。
【００４１】
顕色剤分散液ｂの粒子径及び粒度分布を測定したところ、平均粒子径（Ｄ５０）は０．４０μｍ、１０％粒子径（Ｄ１０）は０．２１μｍ、９０％粒子径（Ｄ９０）は０．８３μｍであった。
【００４２】
（比較例２）
分散処理の時間を１２時間とした以外は、比較例１と同様にして、顕色剤分散液ｃを得た。
【００４３】
顕色剤分散液ｃの粒子径及び粒度分布を測定したところ、平均粒子径（Ｄ５０）は０．１９μｍ、１０％粒子径（Ｄ１０）は０．１０μｍ、９０％粒子径（Ｄ９０）は０．３５μｍであった。
【００４４】
この結果より、顕色剤分散液ａでは小さい粒子径であり、シャープな粒度分布を示すことが分かる。これに対して、６時間で処理した顕色剤分散液ｂでは顕色剤分散液ａよりも粒子径が大きく、ブロードな粒度分布を示すことが分かる。また、顕色剤分散液ｃでは、処理時間を２倍としなければ顕色剤分散液ａと略同等の粒子径及び粒度分布を得ることができないことが分かる。さらに、顕色剤分散液ａでは６時間処理であるため、顕色剤分散液ｃの１２時間処理に対して、分散機の温度上昇も抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に使用される分散機の一例を示す模式断面図。
【図２】円筒状ロータの一例を示す平面図。
【図３】感熱材料分散液を製造するラインの一例を示す模式図。
【符号の説明】
【００４６】
１  分散機
２  分散液供給口
３  分散液排出口
４  円筒状ロータ
４１  突起状の翼
５  メディアセパレータ
６  円筒状ケーシング
７  分散液
８  円筒状ロータと円筒状ケーシングにより形成される空間部
９  分散メディア
１０  感熱材料分散液
１１  開口部
１２  回転駆動源
１３  貯留タンク
【図１】
2005153205.tif 000003
【図２】
2005153205.tif 000004
【図３】
2005153205.tif 000005