JP5303972B2 - 感熱転写記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は感熱転写方式のプリンターに使用される感熱転写記録媒体に関するもので、さらに詳しくは、印画時のリボン強度が強く、サーマルヘッドの耐久性が向上し、自己クリーニング性を持った耐熱滑性層を有する感熱転写記録媒体に関するものである。

従来、コンピュータ、ワープロやファクシミリなどの出力プリントを熱転写方式により印字する際には、基材フィルムの一方の面に熱溶融性のインキからなる記録材層あるいは熱昇華性染料を含む記録材層を設けた感熱転写記録媒体が使用されている。

このような感熱転写記録媒体を用いた印字、画像形成は、記録材層と被転写体を重ね、基材フィルムの背面からサーマルヘッドにより加熱する事によって行われる。

しかし、印字、画像形成速度の高速化に伴い、サーマルヘッドによる印加エネルギーが高くなった結果、サーマルヘッドが基材フィルムに融着したり、スリップ性が損なわれたり、著しい場合には基材フィルムが破断する等の問題が生じるようになった。

これらの問題を解決する為に、例えば、基材フィルムの一方の面に耐熱滑性層として、ポリアミドイミド樹脂をバインダーに用いたもの（特許文献１）や、バインダー樹脂 と不飽和二重結合基を有する離型剤と２個以上の不飽和二重結合基を有するモノマーまたはオリゴマーとを組み合わせたもの（特許文献２）が提案されている。前者は耐熱性の高いポリアミドイミド樹脂を用いる事により印画時のリボン強度が強くなり、また後者は離型剤や２個以上の不飽和二重結合基を有するモノマーまたはオリゴマーを添加する事によりスリップ性が向上するとされている。
特開平７−１７９０７７号公報 特開平６−１７１２４９号公報

しかしながら、前者はポリアミドイミド樹脂自体のコストが高くスリップ性も劣る、また後者は自己クリーニング性が劣り（走行するサーマルヘッドにより削り取られる滓がサーマルヘッドに溜まる）、連続的に良好な画像形成を行ううえで問題がある。

本発明は上記の問題点を解決しようとする為のものであり、印画時のリボン強度が強く、サーマルヘッドの耐久性が向上し、自己クリーニング性を持った耐熱滑性層を有する感熱転写記録媒体を提供する事を目的とする。

本発明は、上記の課題を解決する為に成されたものであり、本発明の請求項１に係る発明は、少なくとも基材と、前記基材の一方の面に設けられた感熱転写層と、前記基材のもう一方の面に設けられた耐熱滑性層とからなり、前記耐熱滑性層は、ガラス転移温度７０℃以上の熱可塑性樹脂と多価イソシアネートとの反応物からなるバインダーと、ステアリン酸塩およびリン酸エステル系界面活性剤と、比重３．０×１０ ^３ ｋｇ／ｍ ^３ 以上平均粒子径０．５μｍ以上１．５μｍ以下の無機粒子を含有する事を特徴とする感熱転写記録媒体、である。

本発明の請求項２に係る発明は、前記耐熱滑性層中の熱可塑性樹脂が、反応性のポリオール基を持つ事を特徴とする請求項１に記載の感熱転写記録媒体である。

本発明の請求項３に係る発明は、前記耐熱滑性層中の無機粒子の含有量が固形分に対して０．５乃至２．０質量％である事を特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の感熱転写記録媒体である。

本発明の請求項４に係る発明は、前記耐熱滑性層中の無機粒子が酸化マグネシウムである事を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の感熱転写記録媒体である。

本発明の請求項５に係る発明は、前記感熱転写層が、熱昇華性染料とバインダーとからなる感熱昇華転写層である事を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の感熱転写記録媒体である。

本発明の請求項６に係る発明は、前記感熱転写層が、染料又は／及び顔料とバインダーとからなる感熱溶融転写層である事を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の感熱転写記録媒体である。

本発明に係る感熱転写記録媒体は、基材フィルムの一方の面に感熱転写層が、もう一方の面に耐熱滑性層が設けられた感熱転写記録媒体において、前記耐熱滑性層が、ガラス転移温度７０℃以上の熱可塑性樹脂と多価イソシアネートとの反応物からなるバインダーを主成分とし、滑剤としてステアリン酸塩およびリン酸エステル系界面活性剤を含有し、さらに比重３．０×１０３ｋｇ／ｍ３以上の無機粒子を含有する事により、印画時のリボン強度が強くなり、サーマルヘッドの耐久性が向上し、自己クリーニング性が付与される。

本発明の実施の形態を図１に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明に係る感熱転写記録媒体の層構成の１実施例を示す側断面図である。

本発明の１実施例の感熱転写記録媒体は、図１に示すように、基材フィルム（２）の一方の面に感熱転写層（３）、もう一方の面に耐熱滑性層（４）が設けられた感熱転写記録媒体（１）において、前記耐熱滑性層（４）が、ガラス転移温度７０℃以上の熱可塑性樹脂と多価イソシアネートとの反応物からなるバインダーを主成分とし、滑剤としてステアリン酸塩およびリン酸エステル系界面活性剤を含有し、さらに比重３．０×１０３ｋｇ／ｍ３以上の無機粒子を含有する事を特徴とする感熱転写記録媒体である。

前記基材フィルム（２）としては、従来公知の耐熱性と強度を有するものであればいずれのものでもよく、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリサルフォンフィルム、ポリイミドフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリスチレンフィルム等が挙げられる。また、該基材フィルムの厚さは、２．０乃至５０μｍの範囲のものが使用可能であるが、転写適性等を考慮すると、２．０乃至９．０μｍ程度のものを用いる事が好ましい。

前記耐熱滑性層（４）を構成するガラス転移温度７０℃以上の熱可塑性樹脂と多価イソシアネートとの反応物としては、例えば、ポリビニルブチラール樹脂とジイソシアネートとの反応物、ポリエステル樹脂とポリイソシアネートとの反応物、酢酸セルロースとポリイソシアネートとの反応物、アクリルポリオールとポリイソシアネートとの反応物、ポリエステルポリオールとポリイソシアネートとの反応物、ウレタンポリオールとポリイソシアネートとの反応物等が挙げられるが、多価イソシアネートとの反応性や相溶性の観点から、特に反応性のポリオール基を持つ樹脂が好適である。

多価イソシアネートの添加量も重要であり、ＮＣＯ／ＯＨの比で０．７乃至１．５の範囲が好適である。多価イソシアネートの含有量が少なすぎると、架橋密度が低く耐熱性が不十分となる可能性があり、また、長期保存を行った場合に感熱転写層が耐熱滑性層に転移する事が懸念される。一方、多価イソシアネートの含有量が多すぎると、耐熱滑性層に残った未反応のＮＣＯ基と空気中の水分、或いは未反応のＮＣＯ基同士が反応し、造膜性の低いバインダー樹脂が形成されてしまうという問題が生じる。

前記耐熱滑性層（４）に含有されるステアリン酸塩およびリン酸エステル系界面活性剤は、サーマルヘッドからの加熱時に滑性を与える働きをしており、バインダー中に分子状に溶解した状態で存在している。そのため、固体状の滑剤を添加した場合と比較して、印字部におけるざらつきが生じにくい。また、ステアリン酸塩およびリン酸エステル系界面活性剤の存在により、反応性のポリオール基を持つ熱可塑性樹脂と多価イソシアネートの反応性が高まる結果、感熱転写層の耐熱滑性層への転移が起こりにくくなる。

前記耐熱滑性層（４）に含有されるステアリン酸塩としては、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸カリウム、ステアリン酸マグネシウム等が挙げられ、特にステアリン酸亜鉛がより好適である。

前記耐熱滑性層（４）に含有されるリン酸エステル系界面活性剤としては、長鎖アルキルリン酸エステル、ポリオキシアルキレンアルキルアリールエーテル又は、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル等のリン酸エステル等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

前記耐熱滑性層（４）に含有される比重３．０×１０３ｋｇ／ｍ３以上の無機粒子は、耐熱性及びクリーニング性を与える働きをしている。３．０×１０３ｋｇ／ｍ３以上の無機粒子を用いる事により無機粒子が耐熱滑性層中に沈み込むので、無機粒子が脱落しにくく、しかも研磨性も十分確保する事が可能となる。

前記耐熱滑性層（４）に含有される比重３．０×１０３ｋｇ／ｍ３以上の無機粒子としては、従来公知の酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、窒化ケイ素粉、アルミナ、硫酸バリウム等が挙げられるが、耐熱性や研磨性、クリーニング性の付与に加えて、中和剤としての働きを持つという点から、特に酸化マグネシウムが好適である。ここで述べる中和剤としての働きとは、印画時にサーマルヘッドからの熱量が大きくなる事でリン酸エステル系界面活性剤が分解し、耐熱滑性層が低ｐＨになる事を防ぐものであり、サーマルヘッドの腐食磨耗が激しくなるという問題を解決する事ができる。

前記耐熱滑性層（４）に含有される比重３．０×１０３ｋｇ／ｍ３以上の無機粒子の含有量は固形分に対して０．５乃至２．０質量％であると、耐熱性や研磨性、クリーニング性が良好であり、特に０．５乃至１．０質量％の範囲が好ましい。この範囲未満であると、クリーニング性が低下する事で自己クリーニングという点から時間を要す結果となり、一方、この範囲を超えると、耐熱滑性層自体の膜強度が低下したり、印画の際のざらつき等に結び付く危険性がある。

また、無機粒子の平均粒子径は、０．１乃至３．０μｍの範囲が好ましく、特に好ましくは０．５乃至１．５μｍの範囲である。平均粒子径が０．１μｍより小さいと、クリーニング性を確保する事が難しく、また平均粒子径が３．０μｍを超えると、サーマルヘッドの磨耗や無機粒子の脱落による印画、画像形成不良が生じるので好ましくない。

前記感熱転写層（３）には、熱昇華性染料とバインダーとからなる感熱昇華転写層と、染料又は／及び顔料とバインダーとからなる感熱溶融転写層がある。

感熱昇華転写層は、例えば、熱昇華性染料、バインダー、溶剤等を配合して調製された塗布液を、塗布、乾燥する事により得られる。この転写層の塗布量は、乾燥厚で１．０μｍ程度が好適である。

感熱溶融転写層は、例えば、染料又は／及び顔料、バインダー、溶剤等を配合して調製された塗布液を、塗布、乾燥する事により得られる。この転写層の塗布量は、乾燥厚で１．０μｍ程度が好適である。

前記感熱昇華転写層の塗布液に用いられる熱昇華性染料としては、昇華性分散染料が好ましく用いられる。そのバインダーとしては、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、エチルヒドロキシセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、酢酸セルロース等のセルロース系樹脂やポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド等のビニル系樹脂やポリエステル樹脂、スチレン・アクリロニトリル共重合樹脂、フェノキシ樹脂等が挙げられる。中でも、ポリビニルブチラール、スチレン・アクリロニトリル共重合樹脂、フェノキシ樹脂が好適である。

前記感熱溶融転写層の塗布液に用いられる染料としては、ジアリールメタン系、トリアリールメタン系、チアゾール系、メチン系、アゾメタン系、キサンテン系、アキサジン系、チアジン系、アジン系、アクリジン系、アゾ系、スピロジピラン系、イソドリノスピロピラン系、フルオラン系、ローダミンダクタム系、アントラキノン系等の一般に使用されている感熱転写性染料を広く使用する事ができる。また、顔料としては、公知の有機顔料、無機顔料を使用する事ができる。そのバインダーとしては、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、エチルヒドロキシセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、酢酸セルロース等のセルロース系樹脂やポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド等のビニル系樹脂やポリエステル樹脂、スチレン・アクリロニトリル共重合樹脂、フェノキシ樹脂等が挙げられる。中でも、ポリビニルブチラール、スチレン・アクリロニトリル共重合樹脂、フェノキシ樹脂が好適である。

＜感熱転写層形成用塗布液の準備＞
以下に本発明の感熱転写記録媒体について、具体的に幾つかの実施例を挙げて、更に詳しく説明する。

基材フィルムとして、厚さ４．５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを準備した。また、感熱転写層の形成に使用する「感熱昇華転写層形成用塗布液」として、下記配合割合からなる塗布液を作製した。

マゼンタ染料 ２０重量部
ブチラール樹脂 １５重量部
ポリエステル樹脂 ５重量部
トルエン ３０重量部
メチルエチルケトン ３０重量部
更に、「感熱溶融転写層形成用塗布液」として、下記配合からなる塗布液を作製した。

マゼンタ顔料 ８重量部
マゼンタ染料 ２重量部
エポキシ樹脂 ２０重量部
カルナバワックス １０重量部
トルエン ３０重量部
メチルエチルケトン ３０重量部

＜実施例１＞
基材の一方に、下記の耐熱滑性層形成用塗布液−１をグラビア方式により、乾燥厚１．１μｍで塗工した後、５０℃２４時間、オーブン中で加熱して硬化処理を行った。
＜耐熱滑性層形成用塗布液−１＞
ポリエステル樹脂（Ｔｇ＝７０℃） １５重量部
ステアリン酸亜鉛 ０．５重量部
リン酸エステル系界面活性剤 １．５重量部
アルミナ（平均粒子径＝０．６μｍ） １重量部
トリレンジイソシアネート ５重量部
トルエン ５３重量部
メチルエチルケトン ２４重量部
続いて、前記基材のもう一方に、前記感熱昇華転写層形成用塗布液をグラビア方式により、乾燥厚１．０μｍで印刷し、実施例１の感熱転写記録媒体を作製した。

＜実施例２＞
実施例１において、Ｔｇ＝７０℃のポリエステル樹脂を使用する代わりに、Ｔｇ＝７２℃のアクリルポリオール樹脂を使用した以外は実施例１と同様にして、実施例２の感熱転写記録媒体を得た。

＜実施例３＞
実施例２において、アルミナを使用する代わりに、酸化マグネシウム（平均粒子径＝０．８μｍ）を使用した以外は実施例２と同様にして、実施例３の感熱転写記録媒体を得た。

＜実施例４＞
実施例３において、感熱昇華転写層形成用塗布液を使用する代わりに、感熱溶融転写層形成用塗布液を使用した以外は実施例３と同様にして、実施例４の感熱転写記録媒体を得た。

＜比較例１＞
実施例３において、Ｔｇ＝７２℃のアクリルポリオール樹脂を使用する代わりに、Ｔｇ＝６９℃のアクリルポリオール樹脂を使用した以外は実施例３と同様にして、比較例１の感熱転写記録媒体を得た。

＜比較例２＞
実施例３において、ステアリン酸亜鉛およびリン酸エステル系界面活性剤の代わりにシリコーンオイルを使用した以外は実施例３と同様にして、比較例２の感熱転写記録媒体を得た。

＜比較例３＞
実施例３において、酸化マグネシウムを添加しなかった事以外は実施例３と同様にして、比較例３の感熱転写記録媒体を得た。

＜比較例４＞
実施例３において、酸化マグネシウムを使用する代わりに、比重２．０×１０３ｋｇ／ｍ３のシリカを使用した以外は実施例３と同様にして、比較例４の感熱転写記録媒体を得た。

（評価）
実施例１乃至４および比較例１乃至４の本発明の感熱転写記録媒体において、サーマルシミュレーターにより８ｉｎｃｈ／ｓの速さで８００ｍ転写試験を行い、試験後の基材フィルム、サーマルヘッド、印画物の状態を目視観察した。

実施例１乃至４および比較例１乃至４の本発明の感熱転写記録媒体において、４０℃−９０％ＲＨ雰囲気下に２４時間経時させ、取り出した後、耐熱滑性層への感熱転写層の転移の状態を目視評価した。それらの結果を表１に示す。

（評価基準）
［基材フィルムの状態］
◎：ちぎれ、裂けなし
○：ちぎれ、裂けが２％未満（以後の印画に影響なし）
×：ちぎれ、裂けが２％以上（以後の印画に影響あり）
［サーマルヘッドの耐久性］
◎：磨耗なし
○：０．５μｍ未満の磨耗量
×：０．５μｍ以上の磨耗量
［自己クリーニング性］
◎：汚れなし
○：僅かに汚れあり（以後の印画に影響なし）
×：付着物あり（以後の印画に影響あり）
［印画物の状態］
◎：欠陥なく、良好
×：ムラ、スジ抜けあり
［感熱転写層の転移状態］
◎：転移なし
×：著しい転移あり

（評価結果）
実施例１乃至実施例４の本発明の感熱転写記録媒体は、印画時のリボン強度、サーマルヘッドの耐久性、自己クリーニング性が良好であり、感熱転写層の転移も見られなかった。比較例１は、熱可塑性樹脂のＴｇが低い為に基材フィルムのちぎれや裂けが発生し、それに伴い印画物にムラやスジ抜けが確認された。比較例２は、染料が転移しやすい滑性剤を使用している為に感熱転写層の著しい転移が確認された。比較例３は、酸化マグネシウムを添加していない為にサーマルヘッドの自己クリーニング性が付与されず、それに伴いサーマルヘッドの耐久性が劣化し、印画物にムラやスジ抜けが確認された。比較例４は、比重の小さい無機粒子を使用している為に無機粒子が耐熱滑性層から脱落した結果、サーマルヘッドの耐久性が劣化し、印画物にムラやスジ抜けが確認された。

本発明に係る感熱転写記録媒体の層構成の１実施例を示す側断面図である。

符号の説明

１・・・感熱転写記録媒体
２・・・基材フィルム
３・・・感熱転写層
４・・・耐熱滑性層

Claims (6)

1. 少なくとも基材と、前記基材の一方の面に設けられた感熱転写層と、前記基材のもう一方の面に設けられた耐熱滑性層とからなり、前記耐熱滑性層は、ガラス転移温度７０℃以上の熱可塑性樹脂と多価イソシアネートとの反応物からなるバインダーと、ステアリン酸塩およびリン酸エステル系界面活性剤と、比重３．０×１０ ^３ ｋｇ／ｍ ^３ 以上平均粒子径０．５μｍ以上１．５μｍ以下の無機粒子を含有する事を特徴とする感熱転写記録媒体。
2. 前記耐熱滑性層中の熱可塑性樹脂が、反応性のポリオール基を持つ事を特徴とする請求項１に記載の感熱転写記録媒体。
3. 前記耐熱滑性層中の無機粒子の含有量が固形分に対して０．５乃至２．０質量％である事を特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の感熱転写記録媒体。
4. 前記耐熱滑性層中の無機粒子が酸化マグネシウムである事を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の感熱転写記録媒体。
5. 前記感熱転写層が、熱昇華性染料とバインダーとからなる感熱昇華転写層である事を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の感熱転写記録媒体。
6. 前記感熱転写層が、染料又は／及び顔料とバインダーとからなる感熱溶融転写層である事を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の感熱転写記録媒体。