JP5442370B2 - テープ状記録媒体および複屈折パターンを有するテープ - Google Patents
テープ状記録媒体および複屈折パターンを有するテープ Download PDFInfo
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Description
すなわち、本発明は以下(1)〜(14)に関する。
(2)前記光学異方性層が未反応の反応性基を有する高分子を含む(1)に記載のテープ状記録媒体。
(3)前記光学異方性層が少なくとも1つの反応性基を有する液晶性化合物を含んでなる溶液を塗布乾燥して液晶相を形成した後、加熱または光照射して作製されたものである(1)又は(2)に記載のテープ状記録媒体。
(4)前記液晶性化合物が少なくともラジカル性の反応性基とカチオン性の反応性基とを有する(3)に記載のテープ状記録媒体。
(5)前記ラジカル性の反応性基がアクリル基および/またはメタクリル基であり、かつ前記カチオン性基がビニルエーテル基、オキセタン基および/またはエポキシ基である(4)に記載のテープ状記録媒体。
(7)前記粘着層と前記光学異方性層との間に反射層を含む(6)に記載のテープ状記録媒体。
(8)表面に熱を利用した印刷が可能である印刷剥離層を最外面に含む(1)〜(7)のいずれか1項に記載のテープ状記録媒体。
(9)(1)〜(8)のいずれか1項に記載のテープ状記録媒体を有し、かつテープ書き込み装置に脱着可能に装着できるテープカートリッジ。
(10)書き込みインク供給材料を含む(9)に記載のテープカートリッジ。
(11)(1)〜(8)のいずれか1項に記載のテープ状記録媒体から形成されたテープであって、
複屈折性が異なる領域をパターン状に2つ以上有するパターン化光学異方性層を含むテープ。
複屈折性が異なる領域をパターン状に2つ以上有するパターン化光学異方性層および
上記領域の境界線と同じ境界線を有する印刷が施されたテープ。
(13)テープ状記録媒体供給部、テープ状記録媒体を前記供給部から繰り出すための駆動部、繰り出された前記テープ状記録媒体の一部に熱を加えるサーマルヘッド部を有するテープ書き込み装置であって、前記テープ状記録媒体の前記サーマルヘッドを経由した後の部分を露光することが可能な光源を有するテープ書き込み装置。
(14)テープ状記録媒体供給部、テープ状記録媒体を前記供給部から繰り出すための駆動部、繰り出された前記テープ状記録媒体の一部に熱を加えるサーマルヘッド部、前記サーマルヘッド部において前記テープ状記録媒体供給部にインクを供給するためのインク供給材料の供給部を有するテープ書き込み装置であって、前記テープ状記録媒体の前記サーマルヘッドを経由した後の部分を露光することが可能な光源を有するテープ書き込み装置。
本発明のテープ状記録媒体を用いて、インクを用いた印刷と複屈折パターンの書き込みを同時に行うことによって、物品への貼付時等までは、潜像の確認ができるラベルテープ等の作製も可能である。
なお、本明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。
複屈折パターンとは、広義には複屈折性の異なる2つ以上のドメインが2次元の面内または3次元的にパターニングされたものである。特に2次元の面内において、複屈折性は面内で屈折率が最大となる遅相軸の方向と、ドメイン内のレターデーションの大きさの2つのパラメータにより定義される。例えば液晶性化合物による位相差フィルムなどにおける面内の配向欠陥や厚み方向の液晶の傾斜分布も広義には複屈折パターンと言えるが、狭義にはあらかじめ決めたデザインなどを基に、意図して複屈折性を制御してパターン化したものを複屈折パターンと定義することが望ましい。特に本発明における複屈折パターンは、通常、遅相軸の方向は一定であり、レターデーションの大きさの異なるドメインによって形成されたパターンであればよい。
複屈折パターンを有するテープは、複屈折性の異なる領域を2つ以上有するテープである。複屈折性が同一である個々の領域は連続的形状であっても非連続的形状であってもよい。
複屈折パターンを有するテープは透過型であっても反射型(又は半透過半反射型)であってもよい。不透明の物品に貼付されるテープの場合は通常、反射型(又は半透過半反射型)である必要がある。
透過型の場合、テープ、すなわち、パターン化光学異方性層を挟んで、光源および観測点は反対側にあり、偏光フィルタなどを用いて作製された偏光光源から出た光が複屈折パターンを有する物品を通過して面内で異なる楕円偏光が出射され、観測点側でさらに偏光フィルタを通過させて情報を可視化する。ここで偏光フィルタは直線偏光フィルタでも円偏光フィルタでも楕円偏光フィルタでもよく、偏光フィルタ自身が複屈折パターンまたは二色性パターンを有していてもよい。
本発明のテープ状記録媒体はテープ書き込み装置に装着して、複屈折パターンを有するテープの作製に用いることができる。テープ状記録媒体は、長尺状であることが好ましい。特にテープ状記録媒体は、テープ書き込み装置に脱着可能なテープカートリッジにロール状に収納できる長尺状であることが好ましい。
テープ状記録媒体は複屈折パターンを作製することができる材料である。また、テープ書き込み装置を用いて、複屈折パターンを有するテープを作製することができる材料であることが好ましい。
光学異方性層は複屈折性を有する層であり、一軸または二軸延伸されたポリマー層や配向した液晶性化合物を固定化した層、配向が揃った有機または無機単結晶層などにより形成されていればよい。光学異方性層としては、ホットスタンプやサーマルヘッド、赤外線レーザ露光などのパターン加熱により、光学異方性を任意に制御する機能を有することができる層が好ましい。そのような機能を有する光学異方性層は、後述の方法などにより、パターン化光学異方性層を得ることが容易であるからである。該パターニング工程に加えて必要に応じて熱や薬液による漂白、現像などと組み合わせてパターンを形成することもできる。この場合支持体の制約が少ないことから熱による漂白、現像が好ましい。図1(b)に示すテープ状記録媒体は、自己支持性を有する光学異方性層12に反射層13を付した例である。
図3(a)〜(c)に示すテープ状記録媒体は配向層14を有する例である。光学異方性層として液晶性化合物を含む溶液を塗布乾燥して液晶相を形成した後、加熱または光照射して重合固定化したから形成された層を用いる場合、配向層14は液晶性化合物の配向を助けるための層として機能する。
粘着層は、一旦対象物に貼合した後、剥離しようとすると特定のパターンで対象物に粘着剤が残るような特殊粘着層でもよい。
テープ状記録媒体における光学異方性層は、レターデーションを測定したときにレターデーションが実質的に0でない入射方向が一つでもある、即ち等方性でない光学特性を有する層である。
ポリマーを含む前記光学異方性層は、複屈折性、透明性、耐溶媒性、強靭性および柔軟性といった異なった種類の要求を満たすことができる点で好ましい。該光学異方性層中のポリマーは未反応の反応性基を有することが好ましい。熱により未反応の反応性基が反応してポリマー鎖の架橋が起こすことによってレターデーション値が変化して複屈折パターンが形成しやすくなると考えられるためである。
他の機能性層の塗布を行う為、光学異方性層は耐溶媒性を有することが好ましい。本明細書において、「耐溶媒性を有する」とは対象の溶媒に2分間浸漬した後のレターデーションが浸漬前のレターデーションの30%から170%の範囲内に、より好ましくは50%から150%の範囲内に、最も好ましくは80%から120%の範囲内にあることを意味する。対象の溶媒としては水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、N−メチルピロリドン、ヘキサン、クロロホルム、酢酸エチルの中から、好ましくはアセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、N−メチルピロリドンの中から、最も好ましくはメチルエチルケトン、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、またはこれらの混合溶媒等があげられる。
光学異方性層の製法として少なくとも1つの反応性基を有する液晶性化合物を含んでなる溶液を塗布乾燥して液晶相を形成した後、加熱または光照射して重合固定化して作製する場合について以下に説明する。本製法は、後述するポリマーを延伸して光学異方性層を得る製法と比較して、薄い膜厚で同等のレターデーションを有する光学異方性層を得ることが容易であり、好ましい。
一般的に、液晶性化合物はその形状から、棒状タイプと円盤状タイプに分類できる。さらにそれぞれ低分子と高分子タイプがある。高分子とは一般に重合度が100以上のものを指す(高分子物理・相転移ダイナミクス,土井 正男 著,2頁,岩波書店,1992)。本発明では、いずれの液晶性化合物を用いることもできるが、棒状液晶性化合物を用いることが好ましい。
なお、本明細書において、液晶性化合物を含む組成物から形成された層について記載されるとき、この形成された層において液晶性を有する化合物が含まれる必要はない。例えば、前記低分子液晶性化合物が熱、光等で反応する基を有しており、結果的に熱、光等で反応により重合または架橋し、高分子量化し液晶性を失ったものが含まれる層であってもよい。また、液晶性化合物としては、2種以上の棒状液晶性化合物、2種以上の円盤状液晶性化合物、又は棒状液晶性化合物と円盤状液晶性化合物との混合物を用いてもよい。温度変化や湿度変化を小さくできることから、反応性基を有する棒状液晶性化合物または円盤状液晶性化合物を用いて形成することがより好ましく、少なくとも1つは1液晶分子中の反応性基が2以上あることがさらに好ましい。2種以上の液晶性化合物の混合物の場合、少なくとも1つが2以上の反応性基を有していることが好ましい。
液晶性化合物として、反応性基を有する円盤状液晶性化合物を用いる場合、水平配向、垂直配向、傾斜配向、およびねじれ配向のいずれの配向状態で固定されていてもよい。
液晶性化合物を含有する組成物を、塗布液として、例えば支持体又は後述する配向層等の表面に塗布する場合の塗布液の調製に使用する溶媒としては、有機溶媒が好ましく用いられる。有機溶媒の例には、アミド(例、N,N−ジメチルホルムアミド)、スルホキシド(例、ジメチルスルホキシド)、ヘテロ環化合物(例、ピリジン)、炭化水素(例、ベンゼン、ヘキサン)、アルキルハライド(例、クロロホルム、ジクロロメタン)、エステル(例、酢酸メチル、酢酸ブチル)、ケトン(例、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン)、エーテル(例、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタン)が含まれる。アルキルハライドおよびケトンが好ましい。二種類以上の有機溶媒を併用してもよい。
液晶性化合物の配向の固定化は、液晶性化合物に導入した反応性基の架橋反応により実施することが好ましく、反応性基の重合反応により実施することがさらに好ましい。重合反応には、熱重合開始剤を用いる熱重合反応と光重合開始剤を用いる光重合反応とが含まれるが、光重合反応がより好ましい。光重合反応としては、ラジカル重合、カチオン重合のいずれでも構わない。ラジカル光重合開始剤の例には、α−カルボニル化合物(米国特許2367661号、同2367670号の各明細書記載)、アシロインエーテル(米国特許2448828号明細書記載)、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物(米国特許2722512号明細書記載)、多核キノン化合物(米国特許3046127号、同2951758号の各明細書記載)、トリアリールイミダゾールダイマーとp−アミノフェニルケトンとの組み合わせ(米国特許3549367号明細書記載)、アクリジンおよびフェナジン化合物(特開昭60−105667号公報、米国特許4239850号明細書記載)およびオキサジアゾール化合物(米国特許4212970号明細書記載)が含まれる。カチオン光重合開始剤の例には、有機スルフォニウム塩系、ヨードニウム塩系、フォスフォニウム塩系等を例示する事ができ、有機スルフォニウム塩系、が好ましく、トリフェニルスルフォニウム塩が特に好ましい。これら化合物の対イオンとしては、ヘキサフルオロアンチモネート、ヘキサフルオロフォスフェートなどが好ましく用いられる。
前記光学異方性層は、偏光照射による光配向で面内のレターデーションが発現あるいは増加した層であってもよい。偏光照射は、特開2009−69793号公報の段落「0091」〜「0092」の記載、特表2005−513241号公報(国際公開WO2003/054111)の記載などを参照して行うことができる。
前述したように、液晶性化合物が重合条件の異なる2種類以上の反応性基を有することもまた好ましい。この場合、条件を選択して複数種類の反応性基の一部種類のみを重合させることにより、未反応の反応性基を有するポリマーを含む光学異方性層を作製することが可能である。このような液晶性化合物として、ラジカル性の反応基とカチオン性の反応基を有する液晶性化合物(具体例としては例えば、前述のI−22〜I−25)を用いた場合に特に適した重合固定化の条件について以下に説明する。
前記光学異方性層の形成用組成物中に、特開2009−69793号公報の段落「0098」〜「0105」に記載の、一般式(1)〜(3)で表される化合物および一般式(4)のモノマーを用いた含フッ素ホモポリマーまたはコポリマーの少なくとも一種を含有させることで、液晶性化合物の分子を実質的に水平配向させることができる。尚、本明細書において「水平配向」とは、棒状液晶の場合、分子長軸と透明支持体の水平面が平行であることをいい、円盤状液晶の場合、円盤状液晶性化合物のコアの円盤面と透明支持体の水平面が平行であることをいうが、厳密に平行であることを要求するものではなく、本明細書では、水平面とのなす傾斜角が10度未満の配向を意味するものとする。傾斜角は0〜5度が好ましく、0〜3度がより好ましく、0〜2度がさらに好ましく、0〜1度が最も好ましい。
水平配向剤の添加量としては、液晶性化合物の質量の0.01〜20質量%が好ましく、0.01〜10質量%がより好ましく、0.02〜1質量%が特に好ましい。なお、特開2009−69793号公報の段落「0098」〜「0105」に記載の一般式(1)〜(4)にて表される化合物は、単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。
光学異方性層はポリマーの延伸によって作製されたものでもよい。光学異方性層は少なくとも1つの未反応の反応性基を持つ事が好ましいが、このようなポリマーを作製する際にはあらかじめ反応性基を有するポリマーを延伸してもよいし、延伸後の光学異方性層にカップリング剤などを用いて反応性基を導入してもよい。延伸法によって得られる光学異方性層の特長としては、コストが安いこと、および自己支持性を持つ(光学異方性層の形成および維持に支持体を要しない)ことなどが挙げられる。
上記のようにテープ状記録媒体は、光学異方性層を2層以上有してもよい。2層以上の光学異方性層は法線方向に互いに隣接していてもよいし、間に別の機能性層を挟んでいてもよい。2層以上の光学異方性層は互いにほぼ同等のレターデーションを有していてもよく、異なるレターデーションを有していてもよい。また遅相軸の方向が互いにほぼ同じ方向を向いていてもよく、異なる向きを向いていてもよい。遅相軸の方向が互いにほぼ同じ方向を向いている2層以上の光学異方性層を用いることによって、大きなレターデーションを有するパターンを作製することができる。
作製された光学異方性層を改質するために、様々な後処理を行ってもよい。後処理としては例えば、密着性向上の為のコロナ処理や、柔軟性向上の為の可塑剤添加、保存性向上の為の熱重合禁止剤添加、反応性向上の為のカップリング処理などが挙げられる。また、光学異方性層中のポリマーが未反応の反応性基を有する場合、該反応性基に対応する重合開始剤を添加することも有効な改質手段である。可塑剤や光重合開始剤の添加手段としては、例えば、光学異方性層を該当する添加剤の溶液に浸漬する手段や、光学異方性層の上に該当する添加剤の溶液を塗布して浸透させる手段などが挙げられる。また、光学異方性層の上に他の層を塗布する際にその層の塗布液に添加剤を添加しておき、光学異方性層に浸漬させる添加剤層を用いる方法もあげられる。
テープ状記録媒体はそれぞれ、力学的な安定性を保つ目的で支持体を有してもよい。テープ状記録媒体における支持体がそのままテープにおける支持体となっていてもよく、テープにおける支持体がテープ状記録媒体における支持体とは別に(複屈折パターン形成時または形成後に、テープ状記録媒体における支持体と代わって又は追加で)設けられてもよい。支持体としては特に限定はなく、剛直なものでもフレキシブルなものでもよい。ただし、テープ状記録媒体における支持体がそのままテープにおける支持体となる場合は、通常、支持体はフレキシブルなものである。
剛直な支持体としては特に限定はないが表面に酸化ケイ素皮膜を有するソーダガラス板、低膨張ガラス、ノンアルカリガラス、石英ガラス板等の公知のガラス板、アルミ板、鉄板、SUS板などの金属板、樹脂板、セラミック板、石板などが挙げられる。フレキシブルな支持体としては特に限定はないがセルロースエステル(例、セルロースアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート)、ポリオレフィン(例、ノルボルネン系ポリマー)、ポリ(メタ)アクリル酸エステル(例、ポリメチルメタクリレート)、ポリカーボネート、ポリエステルおよびポリスルホン、ノルボルネン系ポリマーなどのプラスチックフィルムや紙、アルミホイル、布などが挙げられる。取扱いの容易さから、剛直な支持体の膜厚としては、100〜3000μmが好ましく、300〜1500μmがより好ましい。フレキシブルな支持体の膜厚としては、3〜500μmが好ましく、10〜200μmがより好ましい。支持体は後に述べるベークで着色したり変形したりしないだけの耐熱性を有することが好ましい。後述する反射層の代わりに、支持体自体が反射機能を有することもまた好ましい。
また、支持体自体が離型層としての機能を有していてもよい。
既に説明したように、光学異方性層の形成には、配向層を利用してもよい。配向層は、一般に支持体もしくは仮支持体上又は支持体もしくは仮支持体上に塗設された下塗層上に設けられる。配向層は、その上に設けられる液晶性化合物の配向方向を規定するように機能する。配向層は、光学異方性層に配向性を付与できるものであれば、どのような層でもよい。配向層の好ましい例としては、有機化合物(好ましくはポリマー)のラビング処理された層、アゾベンゼンポリマーやポリビニルシンナメートに代表される偏光照射により液晶の配向性を発現する光配向層、無機化合物の斜方蒸着層、およびマイクログルーブを有する層、さらにω−トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモニウムクロライドおよびステアリル酸メチル等のラングミュア・ブロジェット法(LB膜)により形成される累積膜、あるいは電場あるいは磁場の付与により誘電体を配向させた層を挙げることができる。配向層としてはラビングの態様ではポリビニルアルコールを含むことが好ましく、配向層の上または下の少なくともいずれか1層と架橋できることが特に好ましい。配向方向を制御する方法としては、光配向層およびマイクログルーブが好ましい。光配向層としては、ポリビニルシンナメートのように二量化によって配向性を発現するものが特に好ましく、マイクログルーブとしてはあらかじめ機械加工またはレーザ加工により作製したマスターロールのエンボス処理が特に好ましい。
テープ状記録媒体は、より容易に識別できる複屈折パターンの作製のために反射層を有していてもよい。反射層としては特に限定されないが、偏光解消性のないものが好ましく、例えばアルミや銀などの金属層、誘電体多層膜による反射層、光沢を有する印刷層が挙げられる。また、透過率が30〜95%、反射率が30〜95%の半透過半反射層を用いることもできる。半透過半反射層は金属層の厚みを薄くする方法が安価で製造できるので好ましい。一方、金属による半透過半反射層は吸収を有しているため、吸収なしに透過率と反射率を制御できる誘電体多層膜は光利用効率の観点から好ましい。
テープ状記録媒体は、粘着層を有する粘着テープの形態であることも好ましい。粘着層の材料は特に限定されないが、複屈折パターン作製の為の加熱の工程を経てた後でも粘着性を有する材料であることが好ましい。粘着層は、複屈折パターン形成後のテープ上に形成してもよい。
本発明のテープが所望の物品への粘着されるまで、粘着層を保護するために、前記離型層を有することが好ましい。また、粘着層および離型層を形成する方法として、離型紙または離型フィルムからなる離型層上に前記粘着層を形成したものを、前記テープ状記録媒体に貼り合せる方法が好ましい。
潜像を偏光板なしに確認可能な形態とするために、テープ状記録媒体に熱を利用した印刷が可能である印刷剥離層が別途設けられていてもよい。印刷剥離層は印刷のための層として設けられていればよい。本発明のテープを対象物に粘着させたしたあとに、設けた印刷をテープから取り除くことができるように、印刷剥離層は他の層から用意に剥離できる層であることが好ましい。離型層とテープ状記録媒体の間に弱粘着の粘着層を形成してもよい。
表面層としては、反射光沢を制御する散乱層、表面の傷つきを防止するハードコート層、指紋付着やマジックなどの落書きを防止する撥水撥油層、帯電によるごみつきを防止する帯電防止層などが挙げられる。散乱層としては、エンボスによる表面凹凸層、粒子などのマット剤を含むマット層が好ましい。ハードコート層としては、少なくとも1種類の二官能以上の重合性モノマーを含む層を光照射または熱により重合した層が好ましい。表面層は、例えば、上記添加剤層として、設けられていてもよい。
光学異方性層、所望により形成される配向層、などの各層は、ディップコート法、エアーナイフコート法、スピンコート法、スリットコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法やエクストルージョンコート法(米国特許2681294号明細書)により、塗布により形成することができる。二以上の層を同時に塗布してもよい。同時塗布の方法については、米国特許2761791号、同2941898号、同3508947号、同3526528号の各明細書および原崎勇次著、コーティング工学、253頁、朝倉書店(1973)に記載がある。
テープ状記録媒体に少なくとも、加熱(熱パターン書き込み)を行うことにより複屈折パターンを有するテープを作製することができる。
[一部領域の加熱(熱パターン書き込み)]
一部領域の加熱の際の加熱温度は、加熱部と非加熱部のレターデーションに差異を生じさせる温度であればよく、特に限定されない。特に加熱部のレターデーションを実質的に0nmとしたい場合には、用いられる複屈折パターン作製材料の光学異方性層のレターデーションが消失する温度以上の温度で加熱することが好ましい。また一方で、加熱温度は光学異方性層の燃焼や着色の生じる温度未満であることが好ましい。一般的には180℃〜260℃程度の加熱を行えばよく、190℃〜250℃がより好ましく、200℃〜230℃がさらに好ましい。
なお、これに対し、前述の光学異方性層の作製を加熱により行う場合は、レターでションが消失しない温度以下の温度で加熱することが好ましい。また一方で、反応しやすくするために加熱温度はより高いほうが好ましい。一般的には60℃〜180℃程度の加熱を行えばよく、80℃〜140℃がより好ましい。
加熱手段を接触させて加熱を行う場合には、複屈折パターン作製材料がこれらの熱源への付着を防止する付着防止層を有することも好ましい。付着防止層としてはバインダー、無機微粒子、滑剤、界面活性剤、架橋剤等からなる層を用いることができる。
バインダーとしては、例えばポリビニルアルコール、酢酸ビニルーアクリルアミド共重合体、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ゼラチン類、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド誘導体などの水溶性高分子およびスチレン−ブタジエンゴムラテックス、アクリロニトリルーブタジエンゴムラテックス、アクリル酸メチルーゴムラテックス等の水不溶性高分子を用いて形成することができる。
無機微粒子としては、例えばコロイダルシリカ、硫酸バリウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、アルミナ等が挙げられる。無機微粒子の平均粒径としては0.01μm〜0.25μmが好ましい。
界面活性剤としては、例えばスルフォコハク酸系のアルカリ金属塩、フッ素含有界面活性剤等が挙げられ、具体的にはジ(2−エチルヘキシル)スルフォコハク酸、ジ(n−ヘキシル)スルフォコハク酸等のナトリウム塩、アンモニウム塩等が挙げられる。
架橋剤としては、例えばエポキシ化合物、ブロックドイソシアネート、ビニルスルホン化合物、アルデヒド化合物、メチロール化合物、ホウ酸、カルボン酸無水物、シラン化合物等が挙げられる。
未反応の反応性基の少なくとも一部を反応させる処理は、上記の部分加熱の工程を行った後に、光学異方性層中の未反応の反応性基の少なくとも一部を反応させるための処理をいう。該処理の効果として、光学異方性層中の架橋が進み、複屈折パターンの耐久性および耐熱性が向上することが期待される。当該処理は、複屈折パターン作製材料の全域に対して行えばよい。
未反応の反応性基の少なくとも一部を反応させる処理としては特に限定されないが、例えば全面露光、全面加熱などが挙げられる。全面加熱を用いる場合には、前記の部分加熱より低温で行うことが好ましい。
全面露光による反応処理における光源の照射波長としては250〜450nmにピークを有することが好ましく、300〜410nmにピークを有することがさらに好ましい。感光性樹脂層により同時に段差を形成する場合には樹脂層を硬化しうる波長域の光(例えば、365nm、405nmなど)を照射することも好ましい。具体的には、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライドランプ、青色レーザ等が挙げられる。好ましい露光量としては通常3〜2000mJ/cm2程度であり、より好ましくは5〜1000mJ/cm2程度、さらに好ましくは10〜500mJ/cm2程度、最も好ましくは10〜300mJ/cm2程度である。
全面加熱による反応処理は、用いられる複屈折パターン作製材料の光学異方性層のレターデーション消失温度より低い温度で行えばよい。一般的に120〜180℃程度の加熱を行えばよく、130〜170℃がより好ましく、140〜160℃がさらに好ましいが、必要とされる複屈折性(レターデーション)や用いる光学異方性層の熱硬化反応性に従って適宜決定すればよい。
本発明においては、未反応の反応性基の少なくとも一部を反応させる処理によってパターンが固定化された後にまだ残存している未反応の反応性基をさらに反応させて耐久性を増したり、材料中の不要な成分を気化あるいは燃焼させて除いたりする目的の為に仕上げ熱処理を行ってもよい。仕上げ熱処理の温度としては180〜300℃程度の加熱を行えばよく、190〜260℃がより好ましく、200〜240℃がさらに好ましい。
テープ書き込み装置を用いて熱パターン書き込みを行う際の全体の制御の構成の一例を図7および図8に示す。
システムコントローラには、キーボードやその他の制御ボタンが配設されている操作部が設けられている。キーボードで直接ラベルに書き込むキャラクターの文字列やその大きさを指定することができる。ディスプレイ部には、入力した内容、あるいはテープ書き込み装置の状態等を表示することができる。外部インターフェースは、該インターフェースを通じて、データのやりとりを行うとともに、外部からの制御を可能とする。書き込む内容が決定されれば、そのデータは、プリントコントローラに送られる。プリントコントローラでは、サーマルヘッド制御部にデータを送り、このデータに基づき、発熱する。一方、同時に駆動信号がプリントコントローラから駆動部に送られ、記録材料(テープ状記録媒体)が送られる。これにより2次元熱パターンが、記録材料上に記録される。駆動部は、記録材料の搬送の他に、図示しないが、記録材料の切断等の動作や、記録材料の状態のモニター信号をプリントコントローラに送る機能を有していてもよい。
なお、サーマルヘッドの駆動や記録材料の搬送については例えば特開平7−290800号公報に記載の公知の技術を参照することができる。
テープ書き込み装置においては、記録材料供給部から記録材料か引き出され、サーマルヘッドの対向位置にあるローラ部分を通り、駆動ローラへと導かれていればよい。対向ローラおよび/又は駆動ローラ部はテープ書き込み装置に脱着不可能に備えられていてもよいが、記録材料カセットに含まれていてもよい。記録材料カセットに対向ローラおよび/又は駆動ローラ部が含まれている場合、特に駆動ローラは、カセット外部にある駆動機構と噛合することで駆動力が付与される。
該カセットは書き込みインク供給材料用の供給部を備えていてもよい。この場合テープ状の形態が望ましい。サーマルヘッドの位置では、記録材料と重なるように保持される(図11)。インクを供給するテープの駆動機構としては、記録材料と同様、駆動ローラの回転で供給されることが望ましい。
熱パターン書き込みを行ったテープ状記録媒体は複屈折パターンを有し、二枚の偏光板で挟まれた場合、あるいは反射層又は半透過反射層を有するテープにつき、偏光板を介した場合にのみ視認できる潜像を有する。この性質を生かして、上記ように得られたテープは、例えば偽造防止手段として利用することができる。すなわち、複屈折パターンは偏光板を介さずにコピーしても何も映らず、逆に偏光板を介してコピーすると永続的な、つまりは偏光板無しでも目視可能なパターンとして残る。従って複屈折パターンの複製は困難である。このような複屈折パターンの作製法は広まっておらず、材料も特殊であることから、偽造防止手段として用いるに適していると考えられる。
特に、半透過半反射層を含むテープは、紙に印刷された印字や写真などの上から貼付しても印刷の視認が可能である。
(配向層用塗布液AL−1の調製)
下記の組成物を調製し、孔径30μmのポリプロピレン製フィルタでろ過して、配向層用塗布液AL−1として用いた。
──────────────────────────────────――
配向層用塗布液組成(%)
──────────────────────────────────――
ポリビニルアルコール(PVA205、クラレ(株)製) 3.21
ポリビニルピロリドン(Luvitec K30、BASF社製) 1.48
蒸留水 52.10
メタノール 43.21
──────────────────────────────────――
下記の組成物を調製後、孔径0.2μmのポリプロピレン製フィルタでろ過して、光学異方性層用塗布液LC−1として用いた。LC−1−1は2つの反応性基を有する液晶化合物であり、2つの反応性基の片方はラジカル性の反応性基であるアクリル基、他方はカチオン性の反応性基であるオキセタン基である。LC−1−2は配向制御の目的で添加する円盤状の化合物である。Tetrahedron Lett.誌、第43巻、6793頁(2002)に記載の方法に準じて合成した。
──────────────────────────────────――
光学異方性層用塗布液組成(%)
──────────────────────────────────――
棒状液晶(LC−1−1) 32.59
水平配向剤(LC−1−2) 0.02
CPI100−P(サンアプロ(株)製) 0.66
IRGANOX1076(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)
0.07
メチルエチルケトン 66.67
──────────────────────────────────――
下記の組成物を調製後、孔径0.2μmのポリプロピレン製フィルタでろ過して、表面層(表面保護層)用塗布液AD−1として用いた。
──────────────────────────────────―――――
表面層用塗布液組成(質量%)
──────────────────────────────────―――――
MH−101−5(藤倉化成(株)製) 7.51
2−トリクロロメチル−5−(p−スチリルスチリル)1,3,4−オキサジアゾール 0.48
メガファックF−176PF(DIC(株)製) 0.01
メチルエチルケトン 92.00
──────────────────────────────────―――――
アクリル系水溶性粘着剤リキダインAR−2090(ビッグテクノス(株)製)を剥離紙バイナシート75S−518T(藤森工業(株)製)上に塗布し、100℃で乾燥させて35μmの粘着層付離型シート1を形成した。次に、光学異方性媒体1のポリエチレンナフタレートフィルム側の表面に粘着層付離型シート1の粘着層側の表面を貼り合わせ、これを幅12mmにスリットすることによって、テープ状記録媒体1を作製した。さらに、このテープ状記録媒体1を用いてテープカートリッジ1を作製した。このとき、テープカートリッジに通常取り付けるインクリボンは取り付けずに作製した。
光学異方性媒体1の表面層側表面に厚さ12μmのポリプロピレンフィルムを圧着し、ポリエチレンナフタレートフィルム側の表面に粘着層付離型シート1を貼り合わせた。これを幅12mmにスリットすることによって、テープ状記録媒体2を作製した。さらに、このテープ状記録媒体2と黒色インクリボンR4911−90(J)(日本ブレイディ(株)製)を用いて、テープカートリッジ2を作製した。
特開平7−81123号公報の実施例のサーマルヘッドおよびその駆動回路を用意した。同実施例記載の制御部16は、本願図7の駆動制御部と略同一の機能であり、本願図7で説明したテープ搬送のための制御を行った。テープの搬送速度を2μm/secに、印可電力を200mJ/mm2となるような駆動電流に設定した。この条件により、サーマルヘッドによる加熱部分の温度が200℃になる。さらにテープカートリッジ1をテープ書き込み装置に取り付け、この条件で7mm角の正方形パターンを熱書き込みして実施例1の位相差パターニングテープ1Aを得た。偏光板HLC2−2518((株)サンリッツ製)をかざして観察したところ、赤紫色の背景に、7mm角の銀色の像が描けていることを確認した。得られた像を図13に示す。
複屈折パターニングテープ1Aに対し、テープ書き込み装置から排出された直後に、マスクアライナーM−3L(ミカサ(株)製)を用い、全面に紫外線照射を行って、実施例2の複屈折パターニングテープ1Bを得た。この際用いた紫外線の照度はUV−A領域(波長320nm〜400nmの積算)において20mW/cm2、照射量はUV−A領域において100mJ/cm2であった。さらに、クリーンオーブンDES82(ヤマト科学(株)製)を用いて、複屈折パターニングテープ1Aと複屈折パターニングテープ1Bを200℃で60分間同時に焼成した。偏光板HLC2−2518((株)サンリッツ製)をかざして観察したところ、複屈折パターニングテープ1Bは赤紫色の背景に、7mm角の銀色の像と変化が見られなかったが、複屈折パターニングテープ1Aは全面銀色になった。すなわち、露光によって複屈折パターニングテープ1Bには耐熱性が付与されたことがわかった。得られた像を図14に示す。
実施例1と同様の条件に設定したテープ書き込み装置を用い、さらにテープカートリッジ2をテープ書き込み装置に取り付け、この条件で7mm角の正方形パターンを熱書き込みして実施例3の複屈折パターニングテープ2を得た。複屈折パターニングテープ2は目視で確認できる7mm角の黒色正方形の印刷がなされており、また、表面のポリプロピレンフィルムを剥離することで印刷を剥離することができた。さらに、偏光板HLC2−2518((株)サンリッツ製)をかざして観察したところ、赤紫色の背景に、7mm角の銀色の像が描けていることを確認した。得られた像を図15に示す。
12 光学異方性層
13 反射層又は半透過半反射層
14 配向層
15 粘着層
19 添加剤層又は表面層
21 離型層
22 印刷剥離層
Claims (15)
- サーマルヘッドを有するテープ書き込み装置に用いるためのテープ状記録媒体であって、
サーマルヘッドで熱書き込みすることによって、複屈折パターンの形成が可能であり、
少なくとも1つの反応性基を有する液晶性化合物を含んでなる溶液を塗布乾燥して液晶相を形成した後、加熱または光照射して作製された光学異方性層を含み、
前記液晶性化合物が少なくともラジカル性の反応性基とカチオン性の反応性基とを有するテープ状記録媒体。 - 前記ラジカル性の反応性基がアクリル基および/またはメタクリル基であり、かつ前記カチオン性基がビニルエーテル基、オキセタン基および/またはエポキシ基である請求項1に記載のテープ状記録媒体。
- 前記テープ状記録媒体が離型層、粘着層、および前記光学異方性層をこの順で含む請求項1または2に記載のテープ状記録媒体。
- 前記粘着層と前記光学異方性層との間に反射層を含む請求項3に記載のテープ状記録媒体。
- 前記サーマルヘッドへの付着を防止する付着防止層を含む請求項1〜4のいずれか一項に記載のテープ状記録媒体であって、前記付着防止層がバインダーおよび滑剤を含むテープ状記録媒体。
- 表面に熱を利用したインクによる印刷が可能である印刷剥離層を最外面に含む請求項1〜5のいずれか1項に記載のテープ状記録媒体。
- サーマルヘッドを有するテープ書き込み装置に用いるためのテープ状記録媒体であって、
サーマルヘッドで熱書き込みすることによって、複屈折パターンの形成が可能であり、
表面に熱を利用したインクによる印刷が可能である印刷剥離層を最外面に含むテープ状記録媒体。 - 前記テープ書き込み装置が、
テープ状記録媒体供給部、テープ状記録媒体を前記供給部から繰り出すための駆動部、繰り出された前記テープ状記録媒体の一部に熱を加えるサーマルヘッド部を有するテープ書き込み装置であって、前記テープ状記録媒体の前記サーマルヘッドを経由した後の部分を露光することが可能な光源を有するテープ書き込み装置である請求項1〜7のいずれか一項に記載のテープ状記録媒体。 - 前記テープ書き込み装置が、
テープ状記録媒体供給部、テープ状記録媒体を前記供給部から繰り出すための駆動部、繰り出された前記テープ状記録媒体の一部に熱を加えるサーマルヘッド部、前記サーマルヘッド部において前記テープ状記録媒体供給部にインクを供給するためのインク供給材料の供給部を有するテープ書き込み装置であって、前記テープ状記録媒体の前記サーマルヘッドを経由した後の部分を露光することが可能な光源を有するテープ書き込み装置である請求項1〜7のいずれか一項に記載のテープ状記録媒体。 - 前記サーマルヘッド部により加えられる前記熱が180℃〜260℃である請求項8または9に記載のテープ状記録媒体。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載のテープ状記録媒体を有し、かつテープ書き込み装置に脱着可能に装着できるテープカートリッジ。
- 書き込みインク供給材料を含む請求項11に記載のテープカートリッジ。
- 請求項6または7に記載のテープ状記録媒体から形成されたテープであって、
複屈折性が異なる領域をパターン状に2つ以上有するパターン化光学異方性層、および
上記領域の境界線と同じ境界線を有するインクによる印刷が施されたテープ。 - テープ状記録媒体供給部、テープ状記録媒体を前記供給部から繰り出すための駆動部、繰り出された前記テープ状記録媒体の一部に熱を加えるサーマルヘッド部を有するテープ書き込み装置であって、前記テープ状記録媒体の前記サーマルヘッドを経由した後の部分を露光することが可能な光源を有するテープ書き込み装置。
- テープ状記録媒体供給部、テープ状記録媒体を前記供給部から繰り出すための駆動部、繰り出された前記テープ状記録媒体の一部に熱を加えるサーマルヘッド部、前記サーマルヘッド部において前記テープ状記録媒体供給部にインクを供給するためのインク供給材料の供給部を有するテープ書き込み装置であって、前記テープ状記録媒体の前記サーマルヘッドを経由した後の部分を露光することが可能な光源を有するテープ書き込み装置。
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