JPS6071293A - 通電熱転写記録シ−ト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、通電熱転写記録シートの改良に係わるもので
あり、その目的は、発熱抵抗体としてＤＢＰ吸油量の大
きいカーボンブラックを特定した条件で用いることによ
り、通電ヘッド印加電圧の低減、通電ヘッドの汚れ減少
、カーボンブラックの良好分散による画質の向上を計る
とと［６る。

近年、熱転写記録は、ノンインパクトで無騒音。

メンテナンスフリー、低コスト。小型軽量化可能。

カラー化可能等の特徴を有するために、ファクシミリ、
コンピュータ一端末、レコーダー等の多くの分野で注目
されてきた。その内でも、４！に、通電ヘッドにより通
電熱転写する方法は、中間階調を有するフルカラー記録
に適しており、将来の有力なハードコピーとして最も注
目されている方式である。通電熱転写記録についてｆｄ
、詳しくは、例えば、「日経エレクトロニクス」　６４
〜６８頁、６月２５日号、１９７９年を参照され良い。

第１図は、通電熱転写記録シート１に通電記録電極５と
、帰路電極６を有する通電ヘッドにより通電している原
理図を示すものであり、通電ヘッドを、記録シートの通
電抵抗層２に押圧接触させて、通電し、抵抗層を発熱さ
せて昇温加熱し、支持体層３を熱が伝達してインク層４
が昇温し、溶融流動することにより、被記録紙上に熱転
写記録されるものである（被記録紙は図示してない）。

この場合、抵抗層２が通電により発熱するためには、抵
抗層の抵抗値は、絶縁体と良導体の中間の抵抗値を有す
る必要があり、抵抗値は、通電電力量、記録シートの熱
伝導率、インク層の融解エネルギー等のバランスで設定
される。抵抗層を発熱させるために、従来から、アルミ
ニウム、銅。

鉄、錫、亜鉛、ニッケル、モリブデン、銀等の金属粉を
樹脂バインダー中に分散させて抵抗層を形成する方法（
特開昭５６−８６７９０〜特開昭５６−８６７９　！ｌ
　）、沃化鋼を樹脂バインダー中に分散させる方法（特
開昭５ｌ−１０６４４５）、酸化亜鉛、二酸化チタンを
樹脂バインダー中に分散させる方法（％開昭５３−、７
４０４７）、導電性ポリマーを支持体層に塗布する方法
（％開昭５ｌ−１０６４４５）、グラファイト、アセチ
レンブラックを樹脂バインダーに分散する方法（特公昭
５６−２７６８２）−ｔ！が提案されている。

本発明者らも、上記の種々の提案を、ことごとく検討し
てみた。これらの方法の内、樹脂バインダーとの親和性
が良好で、均一にバインダーに微細粒子状に分散でき、
且つバインダー樹脂を溶解する溶剤との親和性も良好で
、溶剤にも良好に分散でき、価格も比較的に安価な導准
体粒子はグラファイトやアセチレンブラック等のカーボ
ン系の粒子であることが判った。カーボン系粒子として
は、上記のグラファイトや、カーボンブラックがあるが
、カーボンブラックは、製造法によってファーネス法、
チャンネル法、サーマル法等があり、粒子の特性値には
多くのタイプがある。これらのうち、グラファイトと、
アセチレンブラックｔま、カーボン系粒子のうちでも導
電性が良好であり、ポリマーに混練して、面発熱体９帯
電防止材１面スイッチ。包装材料等に用いら九ている。

本発明者らの通電抵抗層は、その抵抗値を小さくすれば
するほど、通電ヘッドの印加電圧を小さくでき、従って
、電源とヘッドの駆動系は容量を小さくでき、信頼性が
増し安価にできる。表面抵抗値は、１０　ｘｓｘ　１０
　Ａｍ／口、好ましくは、１０〜１０Ω沖にしたい。然
るに、グラファイトや、アセチレンブラック等の従来の
導電性付与フィラーを用いて抵抗層を形成すると、表面
抵抗値は５×１０μＡ以下にすることは困難であること
が判った。グラファ・イト又はアセチレンブラックの充
填量を４０重量％以上というような、多量にすルト、３
Ｘ１０〜５×１ｕΩ／口　にできるが、支持体層への抵
抗層の塗布が困難になり、また、通′亀ヘッドを抑圧接
触させたときの力学的強度、支持体層への抵抗層の密着
性が低下して実用に耐えない。

本発明者らは、抵抗値を低下させるべく、カーボン系粒
子について、あらゆるタイプの微粒子を捜し、検討を重
ねた結果、従来のグラファイトやアセチレンブラックと
異なり、吸油量が大きく、ＤＢＰ吸油量が３００１ｎｔ
／１００９以上であるカーボンブラックが有効であると
とを見出した。かかるカーボンブラックは、特殊なオイ
ルファーネスブラックとして、オランダのＡｋ２０Ｃｈ
θｍｉｅ社が開発した「ケッチェンブラック」　（商品
名）がある。

ケッチェンブランクは、これまでにも、ポリエチレン、
ポリプロピレン等の汎用樹脂ニバルクで混練してコンパ
ウンドと゛して、面発熱体、重線被覆ケーブル９帯電防
止剤等に使用された例はある。

本発明者らも、ケッチェンブラックを、ポリ塩化ビニル
／酢酸ビニル共重合体やポリブチラール等の樹脂に従来
と同様に、バルクで混線してコンパウンドとした後、溶
剤に溶解して溶液を支持体層上に塗布して抵抗層を形成
してみた。しかし、表面抵抗値は５×１００／口　以下
に（ｄ低下できなかった。また、上記コンパウンドを１
２０℃前後で溶融させて、ホットメルト法で支持体層上
ｖｃ＠布して抵抗層を形成してみた。この場合も表面抵
抗値は５×１０Ω／口以下にできなかった。

本発明者らは、さらに検討を重ね、通電抵抗層を構成す
る他の固体成分（主成分はバインダーの役目を果す樹脂
成分）を溶解する溶剤の溶液系の中でケッチェンブラッ
クを、ボールミル、アトライター等で分散させた後に、
該溶液を支持体層に塗布し、溶剤を乾燥することにより
形成した抵抗層は、表面抵抗値を顕著に低下させて、５
×１０Ω／口以下、１０Ｘ１０Ω／口にも達しうるとい
う注目すべき結果を得た。

以上に詳述した如く、抵抗層の抵抗値を低下させるべく
、鋭意検討の結果、特定のカーボンブラックを用いて、
溶液法でバインダーに分散し、溶液法で塗布することに
より、本発明に到達した。

即ち、本発明は、通電により抵抗層を発熱してインク層
を被記録紙に熱転写させ記録を得るに供する、通電抵抗
層、支持体層、およびインク層より成る通電抵抗層は、 （１）発熱抵抗体として、ＤＢＰ吸油量が３００ｍｔ７
１ａａｔ以上であるカーボンブランクを、通電抵抗層を
構成する固体成分の内、５〜４０重量％含有し、 （、り　支持体層上への通電抵抗層の形成を、通電抵抗
層の形成を、通電抵抗層を構成する固体成分を溶剤に分
散″Ｉ！たは溶解した溶液を支持体層上に塗布し、溶剤
を乾燥することにより行なわれたものであり、 （３）通電抵抗層の表面抵抗値が、１０〜５×１０Ω／
口　の範囲にある ことを特徴とする通電熱転写記録シートである。

本発明（（おいて、ＤＢＰ吸油量の測定は、Ｊ工Ｓ　ｋ
６２２１の吸油量測定Ａ法によるもので、アブツーブト
メーターにより、ジブチルフタ１／−ト（ＤＢＰ）をカ
ーボンブラックに吸油させるものである。カーボン系粒
子のＤＢＰ吸油量と溶液法で塗布した抵抗層の表面抵抗
値の間には強い相関性がある。ＤＢＰ吸油量が５００−
ｓｅ／１（ＪＯｆ未満では、表面抵抗値を５Ｘ１０）０
７口以下にすることは困難である。ＤＢＰ吸油量が３　
Ｑ　ｌＬｒ１／　Ｉ　ＩＪ　Ｏ９以上のカーボン系粒子
であれば、明確な理由はよく判らないが、表面抵抗値を
１０〜５　ｘ　１０１Ｖ口にすることができることが判
った。

導電性の良好なアセチレンブラックのＤＢＰ吸油量は２
１０〜２８０ｔｄ／１００ｆである。ＤＢＰ吸油量が３
００　ｍ１７１００　を以上のカーボン粒子としてはケ
ッチェンブラック（商品名）が挙げられる。ケッチェン
ブラックのＤＢＰ吸油量は３００〜４５０　ｍｌ／　１
００ｆである。ＤＢＰ吸油量が４５０ｔｄ／１０（ｌで
ある。ＤＢＰ吸油量が４５０ｄ／１００ｔより多いカー
ボン粒子は、現在未だ世の中に見当うない。１通常のゴ
ム用カーボンブラック、カラー用カーボンブラックのＤ
ＢＰ吸油量は５０〜１５０　ｍ１７１００　ｔであり、
抵抗層に用いたときの表面抵抗値は１０〜１０Ω／口　
のオーダーであり本発明の目的には使えない。

抵抗層を構成する主要な固体成分はバインダーとしての
樹脂であり、例えば、ポリスチレン。ポリ塩化ビニル、
ポリ酢酸ビニル、ポリ塩ビ／酢ビ共重合体、ポリブチラ
ール、酢化綿、硝化綿、変性ポリエステル、ポリウレタ
ン、エポキシ樹脂。

フェノキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリインシアネート
等を挙げることができる。他に、分散剤。

柔軟剤、潤滑剤等の添加剤を適量添加してもよいっ本発
明の目的を達するために用いるカーボン系粒子は、ケッ
チェンブラックが好適である。上記バインダー樹脂への
ケッチェンブラックの分散は溶液中で行なうことが必須
の条件である。ケッチェンブラックは、カルボキシル基
含量約０．５ミリ当量／゛２、カルボキシル基を除く全
酸性度約０．６ミリ当量／１であり、極性基は有するが
、水／ｉ・ルエン２相中でＩｄ、トルエン相中に浮遊し
、本質的には親油性である。従って、前記のバインダー
樹脂を溶解した親油性の有機溶剤系の溶液の中でタッチ
エンブラックを、ボールミルでほぼ２４〜４８時間、ア
トライターで６〜１２時間、分散処理することにより、
はぼ１次粒子にまで均一分散することができる。通電熱
転写方式において、抵抗発熱粒子の分散の均一性は、プ
リント物の画質に犬きく作用する。バルク状で前記バイ
ンダー樹脂にケッチェンブラックを混線分数させたコン
パウンドでは、１次粒子までの分散が不ＦＴ能であり表
面抵抗値は１０〜１０Ω／口になってしまう。、ケッチ
ェンブラックを分散させたバインダー溶　・液を塗工機
により支持体に塗工した後、溶剤を蒸発乾燥する。支持
体は、例えばコンデンサー紙。

ポリエステルフィルム、ポリイミドフィルムが挙げられ
る。塗工機の塗工ヘッドは、リバースロール、グラビア
ロール、グラビアオフセットロール。

ドクターブレード、ワイヤーバー等を用いることができ
ろ。抵抗層用溶液の固形分濃度は１０〜４０重量心、好
ましくは２０・〜３０重量％である。

溶剤を蒸発乾燥した後の、固体成分に占めるカーボンブ
ラックの量は、５〜４０’ｌｉ量係、好ましくは、１５
〜２５重量％である。このように、ＤＢＰ吸油ｔｄカ３
００　ｍｖｌ　１Ｊｏ２以上Ｆ）　’ｊ）　７Ｋ　７ブ
ラツクを用いると、カーボンブラックの含有量が顕著に
少量であるにも拘わらず、表面抵抗値を低下できること
が、本発明の特長でちる、しかし、カーボンブラック含
有量が５重量係未満では、表面抵抗値を５×１００／口
以下にはできない。他方カーボンブラック含有量が４０
重量％を越えると表面抵抗値は、はぼ１０　、（１／口
にできるが、抵抗層が力学強度的に脆くなり、且つ支持
体層から、ハク離しやすくなる。カーボンブラック含有
量は５〜４０重量％の範囲内で、設計抵抗値に１６じて
増減し、設定する。

インク層（第１図のル）は、ホットメルト法がまた（ｄ
溶液法により、通電抵抗層２と（は反対側の支持体層６
に塗工する。インク層は、パンフィンワックス、変性ワ
ックス、カルナバワックス等のワックスをほぼ６０重量
％、色材顔料又は染料を２０重量％、樹脂を２０Ｍ扉チ
の構成にすることが望ましい。イエロー。シアン、マゼ
ンｌ、ブラック等の顔料又は染料を含むインク可成′吻
は、第１図４のｙ］］＜、−色に塗工してもよ°ハし、
又は第２図４（４１〜４４）の如く、ダンダラ塗りに塗
工してもよい。

以上に詳述した本発明の通電抵抗層の表面抵抗値は、１
０〜５×１０シロの範囲にある。好′止しくは１０〜１
０Ω／口である。この様ＣＣ１小さい抵抗値に到達でき
たのは、ＤＢｊ吸油量が６００１ｎｖ１１）　Ｏｒ　以
上であるカーボンブラックを用いてバインダー樹脂に溶
液中分散を行ない、溶液法により塗工を行なうことによ
り達成されたものである。

本発明の通電熱転写記録シートは次の如き長所を生み出
す。

加電圧を低く１５〜５０Ｖにできるので、通′厄ヘッド
を駆動する工Ｃを安価にできる。また、電源も安価にで
きる。

（２）：印加或圧を低くできるので、放電が減少し、通
電ヘッドの寿命が飛躍的に向上する。

（３）；通電ヘッドの放゛屯が減少するので、ヘッドへ
の抵抗層の削りクズの付着量が飛躍的に減少するので、
メンテナンスが向上する。

（４）；カーボンブラックの分散が均一であるので画質
が向上し、微妙な中間階調が鮮明に印刷できるようにな
った。

以下に、実施例により本発明を説明する。勿論、本発明
はこれにより限定されるものではない。

なお、本発明で定義するＤＢＰ吸油量、表面抵抗値の測
定法は次の通りである。

＋ｌｌＤＢＰ吸油量 ＪＩＥＩ　’に６２２１の吸油量測定Ａ法（２）　表面
抵抗値 平滑平面の台上に通電抵抗層を上面にして置き、１対の
金メッキの真鍮電極（５頭幅３３５龍長１重量３５０９
）を平行にして通電抵抗層の上に電極間間隔３５ｍｍに
置き、抵抗値を電位計で測定する。

測定室は、２５℃、相対湿度６５チの環境である。

実施例１〜２　および比較例１〜５ 第１表に示すごとく、種々のカーボンブラックをバイン
ダー樹脂としてポリ塩化ビニル／酢酸ビニル共重合体に
分散し、支持体層として二軸延伸ポリエチレンテレフタ
レー）（ＰＥＴ。厚さ１゜μｍ）に塗布し、溶剤を蒸発
乾燥後に、表面抵抗値を測定した。

（１）；分散条件 分散；ペイントシエイカーで６時間 （２）；塗工 支持体層；二軸延伸ＰＥＴフィルム 塗工機；３本リバースロールコータ− 塗工速度２０ｍ／分　塗工厚さ約４μｍ（乾燥厚） 乾燥；熱風１５０ｃ、炉長４．．！ （３）；結果 神々のカーボン粒子のＤＢＰ吸油量と表面抵抗値のＩＡ
係を第１表に示す。

第　１　表 第１表に示す如く、表面抵抗値とＤＢＰ吸油量は大きな
相関がちシ、本発明の目的とする抵抗値１０〜５×１０
Ω／口とするには、ＤＢＰ吸油量は”；ｏａｍｔ７１ｏ
ａｙ　が必要である。ＤＢＰ吸油敞が３００ｙａ７！／
１００９　以下であるカーボン粒子（比較例１〜５）の
場合は、本実験のようにカーボン粒子の充填量２０ｗｔ
チ程度では表面抵抗値を５×１ｏΩ／口以下にはできな
い。

実施例３〜６　および比較例６〜１１ ケツチエンフ゛ラツク、アセチレンブラックを、バイン
ダー樹脂として、ポリビニルブチラールに対して、種々
の充填量で溶液分散しく溶剤；メタノール／トルエン＝
　７１　）　、他の分散条件、溶液塗工条件は先の実施
例１〜２と同条件で塗工し、表面抵抗値を測定した結果
を第２表に示す。

ＤＢＰ吸油量が３ａａｍｔ７１ａａｔ　を越えるケッチ
ェンブラックでも、塗膜中の含有量が５％以下では抵抗
値を５×１０Ω／口以下にできない（比較ｇｔｄ　ｂ　
）　ｏ逆に含有量を４５％の如く多くすると抵抗値は１
０Ω／口　以下にもできるが（比較例７）、塗膜は脆く
なり、クロスカットで評価した支持体層への密着性は良
好でない。従って、含有量と抵抗値のバランスから含有
量は５〜４０重量％が妥当である０ ＤＢＰ吸油量が５００づ７１００ｆ　以下のアセチレン
ブラックの場合、含有量を約半分に近い４５〜５０％（
比較例１０および１１）にすれば抵抗値は５×１０Ω／
口程度に到達できるが、塗膜はかなシ脆く、支持体層へ
の密着性もかなシネ良であった。

第　２　表 第　３　表 比較例１２〜１１ ケッチェンブラック（ＤＢＰ吸油吸油量３屑５〜６と同
じポリビニルブチラールにして、溶剤を用いずに、ニー
ダ−でき、予備混合した後、３本熱ロールミルで混線分
散してコンパウンドを作成した。

塗工は、２種の方法（溶液法とホットメルト法）で行な
った。

（１）；コンパウンドの作成条件 ５本ロールミル；回転比１：２．６：６、８０℃（２）
；溶液性塗工 前記コンパウンド２５重量部をメタノ−Ｖトルエン（　
＝　１７１　）　１　０　０部に溶解して、３本ＩＪバ
ースロールコーターで塗工．乾燥した。

（３）；ホットメルト法塗工 前記コンパウンドを１６０℃に加熱して溶融流動状態に
して、グラビアロール（１３０℃）と、スムージングバ
ー（１４０℃）により塗工した。支持体層はいずれも、
前記実施例と同じＰＥＴフィルム（１０８℃厚）を用い
た。

得られた抵抗層の表面抵抗を測定し、結果を第３表に示
す。

ケッチェンブラックの含有量が４０係のコンパウンドで
はホットメルト塗工は不可能であった（比較例１７）。

含有量３０％のコンパウンドのホットメルト塗工物の抵
抗値はバラツキが大きかった（比較例１６）。バインダ
ー樹脂に溶剤を用いないでケッチェンブラックを分散さ
せる混線法では、たとえ溶液法でコーティングしても、
表面抵抗値は５×１０Ω／口よジも著しく大きくなった
Ｌ＆較何例１２〜１４。ホットメルトコーティングでも
同様でちる（比較例１５）。

実施例７ 実施例１て得られた塗工層を通電抵抗層として支持体層
を介して該抵抗層の反対側に第２図の如＜、イエロー、
マゼンタ、シアン、ブラックのインク層をシートの長手
方向にダンダラ塗りでホットメルト塗工した。

（１）　インク層組成 混線分故に、ニーダ−で予備分散し、６本ロールミルで
分散した。

（２）　インク層塗工 責工機；４台のホットメルトグラビアロール（１２０℃
）とスムージングバー（１２０℃） 塗工速度；　２　０　ｍ７分 実施例８ 前記実施例７で得られた本発明の通電熱転写記録シート
を使用して、第１図に模式的に示した。

記録電極５と帰路電極６を有する通電ヘッドを用いてＡ
４版の普通紙にフルカラー印刷した。

（１）通電ヘッド ドツトピンチ；６ドツト／關 ラインピッチ；６ドツト／　ｍｍ ヘッド針径；６０μｍ （２）　Ｊｉｆｆ動 印加電圧；２５ｖ パルス幅変調；５０μｓｅｃ〜１．６ミリＳ■６２階調 （３）　フルカラー印刷結果 カラー銀塩写真をオリジナルとして、カラー−スキャナ
ーにて色分解後、５２階調の各色色信号に変換し、補正
後、フルカラー印刷した。

本発明の通電熱転写記録シートを用いた印刷物は、原画
に極めて近い、階調性のある美しいカラー画像が得られ
た。

また、抵抗層の抵抗値が１０Ω１０オーダーそ低い値で
あるので、駆動の印加電圧が２５Ｖと、極めて低い電圧
で印画することに成功した。

【図面の簡単な説明】

第１図は、通電熱転写記録シートの構造と、それを通電
ヘッドにより通電している原理図を、第２図は本発明の
通電熱転写記録シートの構造の一実施態様を示す、 １；通電熱転写記録シート ２；通電抵抗層　３；支持体層 ４及び４１〜４４；インク層 ５；記録電極　６；帰路電極 以　上 出願人　株式会社　諏訪精工台 代理人弁理士最上　務 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 通電により抵抗層を発熱してインク層を被記録紙に熱転
   写させ記録を得るに供する、通電抵抗層。 支持体層、およびインク層より成る通電熱転写記録シー
   トにおいて、通電抵抗層は、 （１）発熱抵抗体として、ＤＢＰ吸油量が３００１ｎＶ
   １００１以上であるカーボンブラックを、通電抵抗層を
   構成する固体成分の内、５〜４０重量％含有し、 （２）　支持体層上への通電抵抗層の形成を、通電抵抗
   層を構成する固体成分を溶剤に分解または溶解した溶液
   を支持体層上に塗布し、溶剤を乾燥することにより行な
   われたものであり、 Ω／の範囲にある、 ことを特徴とする通電熱転写記録シート。