JP2005041024A

JP2005041024A - インクリボン

Info

Publication number: JP2005041024A
Application number: JP2003201063A
Authority: JP
Inventors: Susumu Arauchi; 進荒内; Yasutoshi Inoue; 靖稔井上
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2003-07-24
Filing date: 2003-07-24
Publication date: 2005-02-17

Abstract

【課題】インク層が主に紫外線反応性樹脂からなるインクリボンにおいて、熱転写による記録媒体に対する密着性と、紫外線照射による硬化性をともに備えたインクリボンを提供すること。
【解決手段】インク層を少なくとも２層形成するとともに、各インク層３，４に、紫外線照射後の弾性率がことなる紫外線反応性樹脂を含有し、紫外線照射後の各インク層３，４の弾性率を記録媒体７に近いほど小さくする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインク層に紫外線反応性樹脂を含むインクリボンに係り、特に、記録媒体に転写後、紫外線照射によりインク層の固さと密着性を向上させることのできるインクリボンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の溶融型熱転写方式のインクリボンは、インク層の材料に熱可塑性樹脂を利用しているため、得られた記録媒体上の画像は、冷却後に固体状態になったとしても、記録媒体あるいは画像が加熱されると再度軟化溶融する問題があった。即ち、従来のインクリボンは、熱転写記録した画像の耐熱特性が悪かった。
【０００３】
さらに、インク層が溶剤可溶性であるため、得られた記録媒体上の画像は、溶剤に触れると再度溶解する問題があった。
【０００４】
また、熱可塑性樹脂は、加熱することにより硬化する熱硬化性樹脂と比較して一般的に機械的強度が低く、記録媒体に熱転写記録した画像に、高い耐摩耗特性を得ることは困難であった。そのために、従来から、記録媒体に記録した画像の耐熱性、耐摩耗性、耐溶剤性等を向上することができるインクリボンとして、インク層に熱可塑性を示さない紫外線反応性樹脂を添加したインクリボンが採用されてきた。
【０００５】
このような従来のインクリボンの一例としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂からなるベースフィルム上に、離型層を介してインク層が形成されている。
【０００６】
また、前記ベースフィルムの背面側には摺接するサーマルヘッドの磨耗の防止、インクリボンの走行の安定化、さらに、巻取り時のインク層との融着の防止等のための潤滑層が形成される。
【０００７】
前記インク層は、少なくとも紫外線反応性樹脂と光開始剤とを主成分とし、必要に応じて紫外線吸収剤や着色剤、さらには各種の可塑剤、分散剤、酸化防止剤等を微量添加することにより構成されている。
【０００８】
また、前記インク層には、必要に応じて増感剤、充填剤、レベリング剤、粘弾性改質剤等の添加剤が配合される。
【０００９】
前記インク層は、紫外線反応性樹脂としてダイセル化学工業（株）社製の無黄変型ウレタンアクリレートに、光開始剤として日本チバガイギー（株）社製のアセトフェノン系化合物を０．５重量部と、着色剤として三菱化成（株）社製のカーボンブラックを２０重量部とを添加して紫外線反応性インク材料塗液を製造した。
【００１０】
また、前記ベースフィルムは、テイジン（株）社製の厚さが略３．５μｍのＰＥＴフィルムからなり、前記ベースフィルムの背面側には、東亜合成化学（株）社製のシリコン樹脂（ＭＥＫ溶媒希釈）が塗布され潤滑層が形成されている。そして、前記ベースフィルムの一方の面に、紫外線反応性インク材料塗液をグラビア塗工し、その後８０℃で１０分間乾燥して、膜厚が略２μｍのインク層１２ｂを形成し、インクリボンの母剤としてのシート材を製造する。このようなシート材を所定の幅に裁断することによりインクリボンが製造されている。
【００１１】
このような構成からなるインクリボンを、まず、前記インクリボンの裏面側、即ち潤滑層側からサーマルヘッドを圧接して、例えば黒色で単色のインク層を記録媒体の記録面に密着させる。この状態で、サーマルヘッドの複数の発熱素子を記録情報に基づいて選択的に発熱させることにより、前記ベースフィルムを介して発熱素子と対向して接触する部分のインク層が選択的に熱軟化溶融する。この熱軟化溶融した部分のインク層が、記録媒体に熱転写されると共に、前記インクリボンが記録媒体に密着した状態で搬送方向に搬送される。
【００１２】
そして、画像が転写された前記記録媒体に対して、紫外線照射手段により紫外線が照射することにより前記記録媒体に転写された画像が紫外線硬化して前記画像が定着された。
【００１３】
こうして紫外線硬化した画像に、クロスカット粘着テープ剥離試験を行った結果、前記画像に剥離は見られず、記録媒体に対して十分な耐剥離性のあることが確認できた。また、紫外線硬化させた画像を記録した記録媒体を、４０℃で４８時間放置した後、前記画像の表面に荷重３００ｇを加えた状態で１０回往復のラビング試験を行った結果、前記画像の変型、あるいは消失は全く見られず、十分な耐熱性と耐摩耗性のあることが確認できた。さらに、紫外線硬化した画像に、９９％エタノールで湿潤した木綿布を重ね、この上から荷重３００ｇを加えた状態で、１０回往復のラビング試験を行った結果、前記画像の変型や消失は全く見られず、十分な耐溶剤性のあることが確認できた（例えば、特許文献１参照）。
【００１４】
【特許文献１】
特開２００３−１６５２３７号公報（第４−６頁）
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述したようなインク層が主に紫外線反応性樹脂からなるインクリボンは、紫外線照射により硬化膜が得られることを特徴としているが、このようなインクリボンにおいて、熱転写による記録媒体に対する密着性と、紫外線照射による硬化性は相反する特性であり、両方の特性を良好に保つことは困難であり、どちらか一方、あるいは両方の特性を抑えた状態で使用されていた。
【００１６】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、インク層が主に紫外線反応性樹脂からなるインクリボンにおいて、熱転写による記録媒体に対する密着性と、紫外線照射による硬化性をともに備えたインクリボンを提供することを目的としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するため本発明に係るインクリボンの特徴は、インク層を少なくとも２層形成するとともに、各インク層に、紫外線照射後の弾性率がことなる紫外線反応性樹脂を含有し、紫外線照射後の各インク層の弾性率を記録媒体に近いほど小さくした点にある。
【００１８】
このような構成を採用したことにより、記録媒体に最も近いインク層の密着性が向上され、記録媒体から最も遠いインク層の硬化性が向上され、密着性、硬化性をともに得ることができる。
【００１９】
また、本発明に係るインクリボンの他の特徴は、紫外線照射後の最も記録媒体に近いインク層の弾性率を、５００Ｍｐａ未満とした点にある。
【００２０】
このような構成を採用したことにより、インクリボンの記録媒体に対する熱転写の際の密着性を十分に確保することができる。
【００２１】
また、本発明に係るインクリボンの他の特徴は、紫外線照射後の最も記録媒体から遠いインク層の弾性率を、５００Ｍｐａ以上とした点にある。
【００２２】
このような構成を採用したことにより、紫外線照射後の記録媒体から最も遠いインク層、即ち、表面となるインク層の硬化性を十分に確保することができ、高い耐熱性、耐摩耗性、耐溶剤性を得ることができる。
【００２３】
また、本発明に係るインクリボンの他の特徴は、紫外線照射後の最も記録媒体に近いインク層の弾性率を５００Ｍｐａ未満とし、最も記録媒体から遠いインク層の弾性率を５００Ｍｐａ以上とし、かつ、最も記録媒体に近いインク層の弾性率を、最も記録媒体から遠いインク層の弾性率の半分よりも小さくした点にある。
【００２４】
このような構成を採用したことにより、インクリボンの記録媒体に対する熱転写の際の密着性を十分に確保することができるとともに、紫外線照射後の記録媒体から最も遠いインク層、即ち、表面となるインク層の硬化性を十分に確保することができ、高い耐熱性、耐摩耗性、耐溶剤性を得ることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明に係るインクリボンの実施形態について説明する。
【００２６】
図１は本発明に係るインクリボンの実施形態を示す概略断面図、図２は図１のインクリボンを用いて形成されたモノクロ画像の概略断面図、図３は本発明のインクリボンを用いて形成されたカラー画像の概略断面図である。
【００２７】
本実施形態のインクリボン１は、図１に示すように、ベースフィルム２の一方の面に離型層５を介して２層のインク層３，４が積層して形成され、前記ベースフィルム２の背面側となるもう一方の面には、潤滑層６が形成されている。
【００２８】
前記ベースフィルム２は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、アラミド等の樹脂材料からなり、膜厚を１〜１２μｍに形成されている。本実施形態において前記ベースフィルム２は、テイジン（株）社製の厚さ３．５μｍのＰＥＴフィルムが使用する。
【００２９】
前記インク層３，４は、紫外線反応性樹脂と光開始剤とを主成分とし、必要に応じて紫外線吸収剤や着色剤、さらには各種の可塑剤、分散剤、酸化防止剤等を微量添加することにより構成されている。
【００３０】
前記紫外線反応性樹脂は、紫外線照射時に末端官能基の作用により、自らが重合反応に関与するものであり、官能基の数により単官能性モノマー、多官能性モノマーに分類できる。また、特に多官能性モノマーは高分子間の橋かけをなす架橋剤の役割を果すものである。また、光開始剤は光を吸収して紫外線反応性樹脂の光重合反応のトリガーになるものである。
【００３１】
このような紫外線反応性樹脂としては、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエーテルアクリレート、ポリアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリールアクリレート、テトラヒドロフルフリールアクリレートの誘導体等の単官能型や、ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、１，３−ブタンジオールアクリレート、１，４−ブタンジオールアクリレート、１，６−ヘキサンジオールアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール４００ジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、１，３−ビス（３−アクリルオキシエトキシ−２−ヒドロキシプロピル）−５，５−ジメチルヒダントイン、ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコール誘導体のジアクリレート等の２官能型、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等の３官能以上型のものが、好適なものとして挙げられる。
【００３２】
また、本実施形態における紫外線反応性樹脂には、必要に応じて増感剤、充填剤、レベリング剤、粘弾性改質剤等の添加剤を配合してもよい。
【００３３】
前記着色剤としては、カーボンブラック、アセチレンブラック、オイルブラック等の黒色顔料ならびにチタニア、炭酸カルシウム等の白色顔料の他に、イエロー、マゼンタ、シアン等の公知の染料を挙げることができ、これらの顔料あるいは染料の添加量を適宜変化させることにより色調等が所望の状態に調整される。
【００３４】
このような前記インク層３のインク塗液は、例えば、紫外線反応性樹脂として紫外線照射後の弾性率が７００Ｍｐａとなるダイセル化学工業社製のＤＷ７７７０に、光開始剤として日本チバガイギー（株）社製のアセトフェノン系化合物を２．５重量部添加し、着色剤としてイエロー、マゼンタ、シアン等の染料をそれぞれ２５重量部添加することにより、３色の紫外線反応性カラーインク塗液が製造される。
【００３５】
また、前記インク層４のインク塗液は、例えば、紫外線反応性樹脂として紫外線照射後の弾性率が２９５Ｍｐａとなるダイセル化学工業社製のＤＷ７８２５に、光開始剤として日本チバガイギー（株）社製のアセトフェノン系化合物を２．５重量部添加し、着色剤としてイエロー、マゼンタ、シアン等の染料をそれぞれ２５重量部添加することにより、３色の紫外線反応性カラーインク塗液が製造される。
【００３６】
さらに、前記各インク層３，４の紫外線反応性樹脂に着色剤を添加しない場合には、無色透明の紫外線反応性インク塗液が製造され、紫外線反応性オーバーコート塗液として使用することができる。
【００３７】
前記離型層５は、前記インク層３，４と同様に紫外線反応性樹脂と光開始剤とを主成分としている。そして、紫外線反応性樹脂としてダイセル化学工業（株）社製の無黄変形ウレタンアクリレートを水で希釈し、光開始剤として日本チバガイギー（株）社製のアセトフェノン系化合物を０．５重量部添加して離型層塗液が製造される。
【００３８】
前記潤滑層６は、東亜合成化学（株）社製のシリコン樹脂（ＭＥＫ溶媒希釈）が前記ベースフィルム２に塗布して形成される。
【００３９】
そして、前記潤滑層６が形成された前記ベースフィルム２のもう一方の面に、前記離型層塗液を塗液パン（図示せず）に投入してグラビア塗工し、８０℃で１０分乾燥させて離型層５が形成される。
【００４０】
その後、前記インク層３のインク塗液を塗液パン（図示せず）に投入し、前記離型層５上に前記インク塗液をグラビア塗工して、８０℃で５分間乾燥させることにより膜厚が略１μｍのインク層３が形成され、さらに、前記インク層４のインク塗液を塗液パンに投入し、前記インク層３上に前記インク塗液をグラビア塗工して、８０℃で５分間乾燥させることにより膜厚が略１μｍのインク層４が形成され、例えば、黒、イエロー、マゼンタ、シアン等の異なる色の複数のインクリボン１が形成される。
【００４１】
つぎに、前述した構成からなるインクリボン１の作用について説明する。
【００４２】
前述した構成からなるインクリボン１を熱転写記録装置（図示せず）にセットし、専用紙、あるいは普通紙、あるいはＯＨＰ用紙等の記録媒体７をセットする。
【００４３】
そして、前記熱転写記録装置の熱転写記録工程で、前記インクリボン１の背面側からサーマルヘッド（図示せず）をヘッドダウンさせて圧接させることにより、例えば黒色で単色のインク層３を記録媒体７の記録面に密着させる。この状態で、前記サーマルヘッドの複数の発熱素子（図示せず）を記録情報に基づいて選択的に発熱させることにより、ベースフィルム２を介して発熱素子と対向して接触する部分のインク層３およびインク層４が選択的に熱軟化溶融する。この熱軟化溶融した部分のインク層３およびインク層４が、記録媒体７に熱転写されると共に、インクリボン１が記録媒体７に密着した状態で搬送方向に搬送される。
【００４４】
その結果、前記インクリボン１は、剥離ローラ（図示せず）の位置を境界として記録媒体７から剥離して巻取り方向に巻取られる。また、搬送方向に搬送される記録媒体７の表面に、図２に示すように、部分的に溶融した単色のインク層３、インク層４および離型層５が転写されて、記録媒体７上に高濃度で鮮明なモノクロ画像が記録される。この時の画像は、紫外線照射手段（図示せず）による紫外線照射前の画像であり、この画像が記録された記録媒体７が紫外線照射手段まで搬送される。
【００４５】
そして、紫外線照射工程において、低圧あるいは高圧水銀灯、水銀キセノン、メタルハライドランプ等の紫外線照射手段と対向する位置に紫外線照射前の前記記録媒体７が搬送されてくると、画像の上から、波長が２００〜５００ｎｍで、照射強度が９０ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線が、照射距離５ｃｍ、コンベア速度５ｍ／分で全面照射される。この紫外線照射時の中心波長は略３６５ｎｍである。このような条件で紫外線を照射行なうことにより、画像のインク層３を構成する紫外線反応性インク材料が光重合して記録媒体７上に強固に密着し、画像のインク層４を構成する紫外線反応性インク塗液が光重合し、固く硬化して画像が定着して記録される。
【００４６】
また、前記記録媒体７上において、インク層４の上面に熱転写された離型層５も紫外線硬化して、硬化膜が積層形成される。
【００４７】
このような紫外線硬化した画像は、インク層３により記録媒体７に対する密着性が向上され、インク層４により耐磨耗性、耐熱性、耐溶剤性等に優れている。
【００４８】
また、図３に示すように、インク層３，４の色が異なる複数種類のインクリボン１を用いて、上述した熱転写記録工程と紫外線照射工程とを複数回繰り返す、即ち、重ね印刷を行なうことにより、所望の色のカラー画像を得ることができる。
【００４９】
このようなカラー画像を記録する方法としては、まず、シアンのインク層３Ｃ，４Ｃを有するインクリボン１を用い、熱転写記録工程で記録媒体７の表面に、シアンの色のインク層３Ｃ，４Ｃおよび離型層５を熱転写して、シアンの色の画像を熱転写記録する。
【００５０】
その後、紫外線照射工程において、前記画像の上から中心波長２５５ｎｍ、照射強度９０ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線を照射距離５ｃｍ、前記記録媒体７の搬送速度５ｍ／分で全面照射する。すると、画像のインク層３Ｃ，４Ｃを構成する紫外線反応性インク材料が光重合し、さらに、前記離型層５も光重合して硬化膜（図示せず）を形成し、前記記録媒体７上に紫外線硬化したシアン色の画像が定着して記録される。
【００５１】
つぎに、シアン色の画像の表面に形成された硬化膜上にマゼンタのインク層３Ｍ，４Ｍを有するインクリボン１を用い、上述した熱転写記録工程と紫外線照射工程により、硬化膜（図示せず）が積層されたマゼンタ色の画像が定着して記録される。
【００５２】
さらに、マゼンタ色の画像の表面に形成された硬化膜上にイエローのインク層３Ｙ，４Ｙを有するインクリボン１を用い、上述した熱転写記録工程と紫外線照射工程により、硬化膜（図示せず）が積層されたイエロー色の画像が定着して記録される。
【００５３】
以上の工程により、シアン、マゼンタ、イエローの画像を重ねて印刷することにより、所望のカラー画像を得ることができる。
【００５４】
前述したような紫外線硬化したモノクロ画像およびカラー画像に、クロスカット粘着テープ剥離試験を行った結果、モノクロ画像およびカラー画像に剥離は見られず、前記記録媒体７に対して十分な耐剥離性のあることが確認できた。
【００５５】
また、紫外線硬化したモノクロ画像およびカラー画像を記録した記録媒体７を、４０℃で４８時間放置した後、モノクロ画像およびカラー画像の表面に木綿布を荷重３００ｇで押圧した状態で１０回往復のラビング試験を行った結果、モノクロ画像およびカラー画像の表面に変形や消失は全く見られず、十分な耐熱性と耐摩耗性のあることが確認できた。
【００５６】
さらに、モノクロ画像およびカラー画像の表面に、９９％エタノールで湿潤した木綿布を重ね、この上から荷重３００ｇを加えた状態で、１０回往復のラビング試験を行った結果、モノクロ画像およびカラー画像の表面に変型や消失は全く見られず、十分な耐溶剤性のあることが確認できた。
【００５７】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、インク層が主に紫外線反応性樹脂からなるインクリボンにおいて、熱転写による記録媒体に対する密着性と、紫外線照射による硬化性をともに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るインクリボンの実施形態を示す概略断面図
【図２】図１のインクリボンを用いて形成されたモノクロ画像の概略断面図
【図３】本発明のインクリボンを用いて形成されたカラー画像の概略断面図
【符号の説明】
１インクリボン
２ベースフィルム
３インク層
４インク層
５離型層
６潤滑層
７記録媒体

Claims

インク層に紫外線反応性樹脂を含み、記録媒体に対してインク層が熱転写された後、紫外線を照射することによりインク層を硬化させるインクリボンであって、
前記インク層を少なくとも２層形成するとともに、各インク層に、紫外線照射後の弾性率がことなる紫外線反応性樹脂を含有し、紫外線照射後の各インク層の弾性率を記録媒体に近いほど小さくしたことを特徴とするインクリボン。
紫外線照射後の最も記録媒体に近いインク層の弾性率を、５００Ｍｐａ未満としたことを特徴とする請求項１に記載のインクリボン。
紫外線照射後の最も記録媒体から遠いインク層の弾性率を、５００Ｍｐａ以上としたことを特徴とする請求項１に記載のインクリボン。
紫外線照射後の最も記録媒体に近いインク層の弾性率を５００Ｍｐａ未満とし、最も記録媒体から遠いインク層の弾性率を５００Ｍｐａ以上とし、かつ、最も記録媒体に近いインク層の弾性率を、最も記録媒体から遠いインク層の弾性率の半分よりも小さくしたことを特徴とする請求項１に記載のインクリボン。