JP5641395B2

JP5641395B2 - 熱転写シート

Info

Publication number: JP5641395B2
Application number: JP2010075231A
Authority: JP
Inventors: 聡窪小谷
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2010-03-29
Filing date: 2010-03-29
Publication date: 2014-12-17
Anticipated expiration: 2030-03-29
Also published as: JP2011206964A

Description

本発明は熱転写方式のプリンタに使用される熱転写シートに関し、特に背面の耐熱性と滑性の双方にすぐれた熱転写シートに関する。

近年、サーマルヘッドを装着したプリンタによって印字ないし画像形成を行うために熱転写シート（リボン）の使用が急速に普及しつつある。このような熱転写シートは、通常、基材フィルムの一方の面に染料層が形成され、他方の面に背面滑性層が形成されており、特に、サーマルヘッドが直接接触する熱転写シートの背面側に形成される背面滑性層は、熱転写シートの背面に耐熱性と滑性を付与して画像形成の安定性を確保するという重要な機能を有している。

すなわち、熱転写シートの背面滑性層は、サーマルヘッドからの印加熱によって熱転写シートの基材フィルムが破損したり軟化することによって正常な走行が妨げられたり、さらにはサーマルヘッドと熱転写シートの滑性が低下して印字画像の品質が低下する問題を防止するために設けられている。

従来、このような特性を具備する背面滑性層を形成するために、特定の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂に滑性成分としてのシリコーンオイル等を添加してなる組成物を適用することが知られている（特許文献１）。

また、従来このような滑性層の特性を改善するための新たな改良技術が提案されている（特許文献２）。

特開平１−２２１２８１号特開平４−２７６４９２号

しかしながら、近年、さらなる印字品質ならびに画像品質の向上が求められており、特にサーマルヘッドの印加熱ならびに走行速度のさらなる高度化に耐えうる熱転写シートを提供するという観点からは、従来の熱転写シートは必ずしも十分満足のいくものではない。

本発明は、上述した従来技術における状況に鑑みてなされたものであって、印字画像品質の向上が要請される熱転写シートにおいて、さらなる背面の耐熱性と滑性の双方にすぐれた熱転写シートを提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、本発明に係る熱転写シートは、基材フィルムの一方の面に染料層が形成され、他方の面に背面滑性層が形成されてなる熱転写シートにおいて、前記背面滑性層が、重量平均分子量６万以上のセルロース系樹脂とイソシアネートとの反応生成物をバインダー樹脂として含んでなることを特徴とするものである。

さらに本発明の好ましい態様においては、上記背面滑性層に含まれるセルロース系樹脂の重量平均分子量が６万〜２０万である。

また、本発明の好ましい態様においては、上記セルロース系樹脂が、エチルセルロース系樹脂または酢酸セルロース系樹脂である。

上記の目的を達成するために必要な耐熱性を持つ高分子量のセルロース樹脂は、一般に親水性樹脂が多く、トルエンやメチルエチルケトン等の有機溶剤への溶解性が低い。

また上記目的達成の為には、セルロース樹脂をイソシアネート系の硬化剤を用いて硬化させて、より耐熱性を高める必要がある。しかしイソシアネート系硬化剤は水との反応性が高く、水系溶剤を用いたインキのポットライフが短くなる原因となる為に使用できない。さらに、水系溶剤は有機溶剤と比べて乾燥しにくく、インキ塗工後の乾燥工程において硬化反応に必要な熱量を溶剤の蒸発潜熱として奪われる程度が大きくなり、製造工程の効率が悪化するという欠点もある。

そこで本願発明は、耐熱性が高く有機溶剤に溶解可能なエチルセルロース系樹脂、及び酢酸セルロース系樹脂を選定し、これと特定のイソシアネート系硬化剤を用いた背面層によって、上記の課題を解決できることを見出した。

なお「水系溶剤」とは、水を主成分とする溶剤をいう。水以外の成分として、例えばメタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール、あるいはアセトン、メチルエチルケトン等のケトン類等、水との共存下で容易に相分離しないものが混合されているものが含まれていても良い。

後述する実施例および比較例の結果からも理解されるように、本発明によれば、背面の耐熱性と滑性の双方にすぐれた熱転写シートを得ることができる。

以下、本発明の熱転写シートにおける好ましい実施態様につき説明する。本発明に係る熱転写シートは、基本的に、基材フィルムの一方の面に染料層が形成され、他方の面に背面滑性層が形成されてなる熱転写シートにおいて、前記背面滑性層が、重量平均分子量約６万以上のセルロース系樹脂とイソシアネートとの反応生成物をバインダー樹脂として含んでなる。

基材フィルムとしては、従来使用されている基材が用いられ特に制限されない。すなわち、従来より熱転写シート用基材フィルムとして使用されているポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の他に、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリビニルアルコールフィルム、セロハン、酢酸セルロース等のセルロース誘導体、ポリエチレンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ナイロンフィルム、ポリイミドフィルム、アイオノマーフィルムなどの樹脂フィルムが使用できる。基材フィルムの厚さは、通常、０．５〜５０μｍ、好ましくは４〜７μｍの範囲である。

染料層としては、従来使用されている昇華転写用ならびに溶融転写用の染料組成物を用いることができ、特に制限されるものではない。

本発明において、基材フィルムの他方の面、すなわち上記染料層の形成面と反対側の面（背面）に形成される背面滑性層は重量平均分子量約６万以上のセルロース系樹脂とイソシアネートとの反応生成物をバインダー樹脂として含んでいる。

上記セルロース系樹脂としては、エチルセルロース系樹脂または酢酸セルロース系樹脂が好適に使用され得るが、この中でも特にエチルセルロースが好ましく用いられる。このようなエチルセルロースは、好ましくは、たとえば天然物由来のセルロースの置換可能な水酸基（−ＯＨ）を、塩化エチルを用いて部分的にエーテル化したセルロースエーテル（エトキシ化率が４５〜４９．５）が用いられ得る。

酢酸セルロース系樹脂としては、セルロースを酢酸と反応させてエステル化して得られる酢酸セルロースを用いることができる。酢酸セルロースの中ではセルロースジアセテートが特に好適に用いられ得る。

ただし、本発明においては、上記セルロース系樹脂の分子量（重量平均分子量）を６万以上に制限することが肝要であり、特に好ましくは、分子量を６万〜２０万の範囲に制限すること、さらに好ましくは、分子量を８万〜１８万の範囲に制限することが望ましい。

セルロース系樹脂の分子量が小さい場合、特に約６万未満の場合は、加熱押圧に十分耐えることができず、十分な耐熱性ならびに滑性を確保することが困難となる。一方、セルロース系樹脂の分子量が大きくなりすぎると、逆に溶解し難くなる傾向が増大するため好ましくない。このような観点から、分子量を６万〜２０万の範囲に制限することが望ましい。

なお、本願発明における重量平均分子量は、ＧＰＣ（展開溶媒はＴＨＦ）により測定したポリスチレン換算による重量平均分子量である。

本発明においては、上述したセルロース系樹脂とイソシアネートとの反応生成物をバインダー樹脂として含むことを特徴としている。このような反応生成物を含む背面滑性層を得るには、通常、用意したセルロース系樹脂に対して当量のイソシアネートを混合し塗工用組成物とし、これを基材フィルム上に塗工し、所定の膜厚の背面滑性層とすることができる。通常、背面滑性層の塗工量（乾燥時）としては、０．１〜４．０ g／m²の範囲が好ましく、さらに好ましくは、０．６〜０．７g／m²の範囲である。

本発明において、イソシアネートとしては、ＴＤＩ（トルエンジイソシアネート）、ＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）、ＮＤＩ（１，５−ナヘレンジイソシアネート）、ＴＯＤＩ（トリジンジイソシアネート）、ＨＤＩ（ヘキサメチレンジイソシアネート）、ＩＰＤＩ（イソホロンジイソシアネート）、ｐ−フェニレンジイソシアネート、ＸＤＩ（キシリレンジイソシアネート）、水添ＨＤＩ、水添ＭＤＩ、ＬＤＩ（リジンジイソシアネート）、ＴＭＸＤＩ（テトラメチルキシレンジイソシアネート）、リジンエステルトリイソシアネート、１，６，１１−ウンデカントリイソシアネート、１，８−ジイソシアネート−４−イソシアネートメチルオクタン、１，３，６−ヘキサメチレントリイソシアネート、ビシクロヘプタントリイソシアネート、ＴＭＤＩ（トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート）等を挙げることができるが、他にもイソシアネート基を有するものであれば使用可能であるが特にトルエンジイソシアネートが好適に用いられ得る。

本発明によって得られる熱転写シートは、背面の耐熱性と滑性の双方にすぐれており、したがって、本発明によれば、過酷な印画条件においても良好な画像形成が可能となる。

以下、本発明の実施例ならびに比較例に基づいて本発明をさらに具体的に説明する。

実施例１
ＰＥＴフィルム（４．５μｍ厚）の一方の面に下記組成の背面滑性層用組成物を、乾燥後の塗布厚が０．６７g／m²となるように塗布形成した。

（背面滑性層用組成物）
エトセルＳＴＤ４５（日進化成社製）５％溶液３０ｇ
バーノック D‐750‐45（DIC社製）３．５７ｇ
ｓｚ−ｐｆ（堺化学社製）０．３ｇ

上記各成分の詳細は以下のとおりである。
エトセルＳＴＤ４５：重量平均分子量約１４万のエチルセルロース（水酸基の数は繰り返し単位当たり約１．５個）。配合にメチルエチルケトンで希釈して使用
バーノック：イソシアネート、エトセルの量と当量
ｓｚ−ｐｆ：ステアリン酸亜鉛

エトセルＳＴＤ４５の希釈溶剤としては、メチルエチルケトンを使用した。

上記の背面滑性層を塗布したフィルムを、三菱電機社製昇華型プリンターＣＰ９０００Ｄ用熱転写受像シートと組み合わせ、以下の条件で印画時の摩擦力を測定し、下記の評価を行った。なお、印画及び摩擦力の測定には、特開２００３−３００３３８号公報で記載されている摩擦力測定機能付熱転写プリンターを使用した。

サーマルヘッド：東芝ホクト電子社製サーマルヘッド、ヘッド抵抗値５０２０Ω、解像度３００ｄｐｉ（ｄｏｔｓｐｅｒｉｎｃｈ）
ライン速度：１ｍｓ／Ｌｉｎｅ、（用紙搬送方向の解像度は、３００ｌｐｉ（ｌｉｎｅｐｅｒｉｎｃｈ））
パルスデューティ：９０％
印加電圧：２６．５Ｖ
印圧：４０Ｎ
印画画像：幅1388ピクセル×長さ１０２４ピクセルのサイズで階調０〜２５５のグラデーション画像（１ピクセルは、１ドットに相当。印画開始位置が０階調）

なお、２５５階調が最高の印画濃度を得る為の階調値に相当し、数値が小さくなるほど低い印画濃度となる。

（結果）
印画した画像の階調０〜２１０近傍に至るまで、サーマルヘッドと背面との摩擦力はほぼ２０〜２７Ｎの範囲に収まり安定な摩擦特性を示した。

さらに、耐熱性についても、印画時にフィルムが破れるなどの異常が無く良好な結果であった。

実施例２
ＰＥＴフィルム（４．５μｍ厚）の一方の面に下記組成の背面滑性層用組成物を、乾燥後の塗布厚が０．６７g／m²となるように塗布形成した。

（背面滑性層用組成物）
エトセルＳＴＤ２００（日進化成社製）５％溶液３０ｇ
バーノック D‐750‐45（DIC社製）３．５７ｇ
ｓｚ−ｐｆ（堺化学社製）０．３ｇ

上記各成分の詳細は以下のとおりである。
エトセルＳＴＤ２００：重量平均分子量約１９万のエチルセルロース（水酸基の数は繰り返し単位当たり約１．５個）
バーノック：イソシアネート、エトセルの量と当量
ｓｚ−ｐｆ：ステアリン酸亜鉛

評価は、実施例１と同様にして行った。

さらに、耐熱性についても印画時にフィルムが破れるなどの異常が無く良好な結果であった。

比較例１
ＰＥＴフィルム（４．５μｍ厚）の一方の面に下記組成の背面滑性層用組成物を、乾燥後の塗布厚が０．６７g／m²となるように塗布形成した。

（背面滑性層用組成物）
エトセルＳＴＤ７（日進化成社製）５％溶液３０ｇ
バーノック D‐750‐45（DIC社製）３．５７ｇ
ｓｚ−ｐｆ（堺化学社製）０．３ｇ

上記各成分の詳細は以下のとおりである。
エトセルＳＴＤ７：重量平均分子量約５５０００のエチルセルロース（水酸基の数は繰り返し単位当たり約１．５個）
バーノック：イソシアネート、エトセルの量と当量
ｓｚ−ｐｆ：ステアリン酸亜鉛

評価は、実施例１と同様にして行った。

（結果）
印画した画像の階調２５ならびに８０〜１１０の間において摩擦力の急激な変化が生じ、印画した画像の階調４０〜２１０近傍の間においてサーマルヘッドと背面との摩擦力は１８〜４０Nの範囲で変化し摩擦特性が不安定であった。

さらに、耐熱性については印画後のフィルムの背面にスティッキングの跡が見られ耐熱性が不十分との結果であった。このスティッキングした部分は摩擦力が急激に変化した部分であった。

Claims

基材フィルムの一方の面に染料層が形成され、他方の面に背面滑性層が形成されてなる熱転写シートにおいて、
前記背面滑性層が、重量平均分子量６万以上のエチルセルロース系樹脂とイソシアネートとの反応生成物をバインダー樹脂として含んでなることを特徴とする、熱転写シート。
前記背面滑性層に含まれるエチルセルロース系樹脂の重量平均分子量が６万〜２０万である、請求項１に記載の熱転写シート。