JP2005144852A - 熱転写記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 サーマルヘッド等の熱エネルギーにより印字する熱転写記録媒体において、重ねたり、巻き取って保存したりした場合にもブロッキングの問題が生じることがなく、さらに、ヘッドカスや、サーマルヘッドに対する追従性の悪化といった問題を生じることのない熱転写記録媒体を提供する。
【解決手段】 本発明の熱転写記録媒体は、基材の一方の面上に熱転写インク層、他方の面上に背面層を有する熱転写記録媒体において、前記熱転写インク層がポリオール樹脂を含み、前記背面層がポリオール樹脂と架橋剤との反応生成物からなり、前記背面層に用いられるポリオール樹脂の水酸基価から架橋剤の添加量より計算される反応可能な当量の水酸基価を引いて求められる残存水酸基価と、前記熟転写インク層に用いられるポリオール樹脂の水酸基価との積が０〜３００となるように架橋剤が添加されていることを特徴とする。
【選択図】 なし

Description

本発明は熱転写記録媒体に関し、より詳しくは、サーマルヘッド等の熱エネルギーにより印字する熱転写記録媒体において、重ねたり、巻き取って保存したりした場合にもブロッキングの問題が生じることのない熱転写記録媒体に関する。

操作性や保守性等に優れていることから、感熱記録装置が多く用いられるようになっている。この装置に用いられる熱転写記録媒体には、基材上に直接印画を行う熱転写インク層と、これとは反対の基材の面上に、印画時におけるサーマルヘッド等からの熱エネルギーから基材を保護するために、耐熱保護層として背面層を設けることが通常行われている。この熱転写記録媒体は通常、巻き取られた状態で保管されており、印画のときに引き出されて使用されるのが一般的である。

近年、印画の高速化が進んでおり、これに伴い転写がより低温で行える必要性から、熱転写インク層に用いられるバインダー樹脂にガラス転移点（Ｔｇ）の低いものが求められている。また、印画の高感度化も進んでおり、これには熱転写インク層中の顔料や染料を高分散化する必要があり、このため、含有されるバインダー樹脂がより低分子量であることが求められるようになってきた。しかし、これらの要求に相反するように、熱転写記録媒体を重ねたり、巻き取って保管する通常の使用状態において、背面層と熱転写インク層とがべたつく、いわゆるブロッキングが問題となるようになってきた。

印画時にサーマルヘッドからの熱で基材がサーマルヘッドと融着する、いわゆるスティッキングという現象を防止するために、背面層にシリコーン成分を含有させることが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。この構成では、背面層にシリコーン成分を含有しているため、スティッキングだけでなく、ブロッキングに対しても効果的である。しかし、含有されているシリコーン成分が熱転写インク層へ転移する、いわゆるブリードという現象がおこり、良好な印画が得られないといった問題がある。

一方、背面層としてアクリルポリオール樹脂の反応生成物からなる染料移行防止層を設けることにより、背面層を構成する成分のブリードや、染料が移行するのを防止することが提案されている（たとえば、特許文献２参照）。しかし、ブリードや染料が移行するのを防止することに対しては一定の効果はみられたが、低Ｔｇ化もしくは低分子量化されたバインダーを含有している熱転写インク層を設けた熱転写記録媒体においては、高温下で保管された場合のブロッキングを防ぐことはできなかった。

特許第２７１５２８４号公報（請求項１、［００９０］段落） 特許第２６７０５３９号公報（請求項１、第３欄の３５〜３８行目）

熱転写インク層に用いるバインダー樹脂が、従来のものより低いＴｇや低分子量を有していても、高い温度環境下で保管された場合のブロッキングを起こさず、さらに、ヘッドカスや、サーマルヘッドに対する追従性の悪化などの問題を生じない熱転写記録媒体を提供することを目的とする。

熱転写記録媒体のブロッキングを防止する研究を進めるうち、本発明者は、背面層の樹脂に含まれる水酸基価と熱転写インク層に含まれる樹脂の水酸基価との関係がブロッキングに影響を及ぼすのではないかと考え、検討を進めた。

背面層に用いるポリオール樹脂の水酸基価は、染料移行の防止やブロッキングの防止の観点から少ない方が好ましいものの、背面層中に含まれる滑剤の分散性や、基材へ背面層を塗布する時の濡れ性においては多い方がむしろ好ましく、これらは背反する関係にある。

多官能性イソシアネートのような架橋剤は、水や水酸基と反応して新たに結合を形成し、ポリオールなどの樹脂と架橋構造を構築し、耐久性や強靭性を得ていることは知られている。

背面層のポリオール樹脂への架橋剤の添加は、塗膜を架橋させることで耐熱性を向上させるためのものである。添加量が少ないと架橋不足により耐熱性が不足する。また、添加量が過剰の場合は、架橋剤同士の結合による低分子物を生じさせ、これがサーマルヘッドへのゴミの付着（ヘッドカス）を引き起こす。また、架橋剤同士の結合が高分子化していくことにより、サーマルヘッドの発熱体の凸部に追随するための可とう性が損なわれる恐れがある。したがって、架橋剤を過不足なく添加する方法が従来から求められていた。

背面層において、ポリオール樹脂の水酸基価と添加する架橋剤の量と、架橋剤が含有する反応基の量との計算から反応後の残存水酸基価を割り出し、検討を重ねたところ、背面層に用いられるポリオール樹脂の反応後の残存水酸基価と、熱転写インク層のバインダーとして用いられるポリオール樹脂の水酸基価との積が、一定の数値範囲になるように架橋剤を添加することによって架橋剤を過不足なく添加することができ、不足した場合や過剰に添加した場合に起きる問題、その中でも特に、ブロッキング、ヘッドカス、およびサーマルヘッドに対する追従性の悪化などの問題が生じないことを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の熱転写記録媒体は、基材の一方の面上に熱転写インク層、他方の面上に背面層を有する熱転写記録媒体において、熱転写インク層がポリオール樹脂を含み、背面層がポリオール樹脂と架橋剤との反応生成物からなり、前記背面層に用いられるポリオール樹脂の水酸基価から架橋剤の添加量より計算される反応可能な当量の水酸基価を引いて求められる残存水酸基価と、前記熟転写インク層に用いられるポリオール樹脂の水酸基価との積が０〜３００となるように架橋剤が添加されていることを特徴とする。この数値範囲にあるように架橋剤を添加することで、架橋剤を過不足なく添加することができる。

本発明において使用する基材としては、従来から基材として用いられている材料をそのまま使用することができる。たとえば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ポリエステルフィルム、ポリイミドフィルム、セロハンなどを使用することができる。基材の厚さは、２．０〜１２．０μmであることが好ましい。

背面層に含まれるポリオール樹脂としては、アクリルポリオール樹脂、ポリエステルポリオール樹脂、プチラール樹脂、ポバール樹脂、セルロール樹脂などが挙げられる。また、熱転写インク層に含まれるポリオール樹脂としては上記樹脂を使用することができ、背面層と同じ樹脂であっても、異なる樹脂であってもかまわない。

ブロッキングを防止するのに特に好適なものとしては、大日本インキ化学（株）製のアクリディックＡ−８０１、Ａ−８０８およびＡ−８０９（アクリルポリオール樹脂）、電気化学工業（株）のデンカブチラール３０００−１、および積水化学工業（株）のエスレックＢＸ−Ｌ（ブチラール樹脂）が挙げられる。

背面層に含まれる架橋剤としては、イソシアネート、テトラヒドロフランのテトラカルボン酸無水物、ピロメリット酸無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物などの２官能の酸無水物、グリオキザル、テレフタルアルデヒドなどのジアルデヒド、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌのアルコキシドなどが挙げられる。このなかでも、反応が早い、取扱いが容易であるなどの理由により、イソシアネートが好ましい。

ブロッキングを防止するためには、架橋剤を、背面層中のポリオール樹脂の水酸基価から架橋剤の添加量より計算される反応可能な当量の水酸基価を差し引いた残存水酸基価と、熱転写インク層に用いられるポリオール樹脂の水酸基価との積が０〜３００となるように添加することが必要であり、好ましくは０〜２７０であり、さらに好ましくは０〜２５０である。得られた積が上記範囲より少ないとブロッキングの恐れがあり、一方、上記範囲より多いとヘッドカスやヘッドへの追従性の問題が発生する恐れがある。したがって、本発明の数値範囲にあるように架橋剤を添加することにより、架橋剤は常に過不足なく添加することができる。

本発明において使用すべき架橋剤の量は、たとえば架橋剤がイソシアネートの場合、以下のようにして求められる。
まず、背面層に含まれるポリオール樹脂とイソシアネートについて下記式から反応する水酸基価を求める。

背面層に含まれるポリオール樹脂の水酸基価から上記で求めた水酸基価を引いて残存水酸基価を求め、この残存水酸基価に熱転写インク層に含まれるポリオール樹脂の水酸基価を掛けて積を求める。こうして求めた積が０〜３００の範囲にあるように、架橋剤の添加量を調節すれば過不足ない添加量を求めることができる。

背面層に滑り性を付与するため、高級脂肪酸及びその金属塩、リン酸アルキルエステル、亜リン酸アルキルエステルなどの耐熱性滑剤を添加してもよい。その添加量は１〜１０重量％が好ましい。少なすぎると、滑り性が不足する恐れがあり、多すぎると、ブロッキングが発生する恐れがある。

高級脂肪酸としてはステアリン酸やパルミチン酸が、高級脂肪酸の金属塩としてはステアリン酸亜鉛やステアリン酸アルミニウムが、リン酸アルキルエステルとしてはオレイルリン酸エステルが、亜リン酸アルキルエステルとしてはオレイル亜リン酸エステルが挙げられる。これらの中でも、オレイルリン酸エステルが好ましい。

本発明の熱転写記録媒体は、重ねたり、巻き取った状態で、たとえ高温条件下で保存してもブロッキングの問題が生じることがない。このため、プリンターにセットして使用しても熱転写記録媒体の送り出しがスムーズであり、印画速度や画質が低下することもない。また、ヘッドカスという問題やヘッドへの追従性になんら問題を生じることがない。

本発明の熱転写記録媒体は以下のようにして作製することができる。
厚さ２．０〜７．０μmのポリエチレンテレフタレート等を基材として、その一方の面上に、アクリルポリオール樹脂やポリエステルポリオール樹脂等のポリオール樹脂と、上述した方法により求めた積が０〜３００となるようにした量のイソシアネート等の架橋剤を溶剤に溶かし、得られた溶液を、乾燥後の塗布量が０．８〜１．２ｇ/ｍ^２となるように塗布した後、加熱、乾燥させて背面層を形成する。なお、背面層に滑り性を付与するため、高級脂肪酸及びその金属塩等の耐熱性滑剤を添加してもよく、その添加量は１〜１０重量％が好ましい。

次に、背面層を形成したのと反対の基材の面上に、アクリルポリオール樹脂、ポリエステルポリオール樹脂、ブチラール樹脂等のポリオール樹脂と、カーボンブラックや各種の染料、顔料等の着色剤、または、シアン色素、イエロー色素およびマゼンタ色素等の昇華性色素、および溶剤を混合して得られた溶液を、乾燥後の塗布量が０．５〜５．０ｇ/ｍ^２となるように塗布した後、乾燥させて熱転写インク層を形成し、本発明の熱転写記録媒体を作製することができる。

（背面層の作製）
下記配合の溶液を作成した。
アクリディックＡ−８０１ ２６．０重量部
（ポリオール樹脂、大日本インキ化学（株）製、水酸基価５０）
ステアリン酸亜鉛 ０.４３重量部
（ＳＺ−２０００、堺化学工業（株）製）
プライサーフＡ２１７ １.２７重量部
（リン酸エステル、第一工業製薬（株）製）
トルエン ４０．０重量部
メチルエチルケトン ２０．０重量部

この溶液に、イソシアネートとしてバーノックＤ−８００（大日本インキ化学（株）製、ＮＣＯ＝７.５％）を表１に示す通り配合して、背面層用塗布液を作成した。次に、片面に易接着処理がされている厚さ６．０μｍのダイヤホイルＫ２００Ｅ−６Ｆ（ＰＥＴフィルム、三菱化学ポリエステルフィルム（株）製）の易接着処理がされていない面上に、乾燥後の塗布量が１.０ｇ／ｍ^２となるように背面層用塗布液を均−に塗布し、６０℃にて硬化させた。

（熱転写インク層の作成）
下記配合の熱転写インク層用塗布液を作成した。
デンカブチラール３０００−１ ８.９重量部
（ポリオール樹脂、水酸基価２０、電気化学工業（株）製）
カヤセットブルー７１４ １１.９重量部
（昇華染料、日本化薬（株）製）
トルエン ４０.０重量部
メチルエチルケトン ４０.０重量部

上記塗布液を、ＰＥＴフィルムの背面層を形成したのとは反対の面上、すなわち易接着処理面上に、乾繰後の塗布量が０.７ｇ／ｍ^２になるように均一に塗布し、乾燥して熱転写インク層を形成して熱転写記録媒体を作製した。

比較例１

実施例１のイソシアネートの量を表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして熱転写記録媒体を作製した。

実施例１の熱転写インク層のポリオール樹脂を、水酸基価３７のエスレックＢＸ−Ｌ（積水化学工業（株））に変更（表２参照）した以外は、実施例１と同様にして熱転写記録媒体を作製した。

比較例２

実施例２のイソシアネートの量を表２に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして熱転写記録媒体を作製した。

実施例１の背面層のポリオール樹脂を、水酸基価２０のアクリディックＡ−８０８（大日本インキ化学（株）製）に変更し、イソシアネートの量を表３のように変更した以外は、実施例１と同様にして熱転写記録媒体を作製した。

比較例３

実施例３のイソシアネートの量を表３に示すように変更した以外は、実施例３と同様にして熱転写記録媒体を作製した。

実地例３のインク層のポリオール樹脂を、水酸基価３７のエスレックＢＸ−Ｌ（積水化学工業（株））に変更（表４参照）した以外は、実施例３と同様にして熱転写記録媒体を作製した。

比較例４

実施例４のイソシアネートの量を表４に示すように変更した以外は、実施例４と同様にして熱転写記録媒体を作製した。

比較例５

実施例１の背面層を下記配合の塗布液とした以外は、実施例１と同様にして熱転写記録媒体を作製した。
サイマックＵＳ−３８０ ３３．３３重量部
（アクリルシリコーングラフト共重合体、東亜合成化学(株)製）
クロスネートＤ−７０ ２．０重量部
（イソシアネート、大日精化（株）製）
メチルエチルケトン ６４．６７重量部

評価方法および結果

＜ブロッキング性の評価＞
上記で作製したそれぞれの熱転写媒体を、６０ｍｍ幅に１００ｍの長さで、外径３.４ｃｍのプラスチック筒に、５ｋｇの張力で、背面層の上面に熱転写インク層が常に接触するように均一に巻取り、ポリエチレン袋に密封した後、６０℃、３０％の恒温恒湿室に２週間放置した。その後、これらを取り出し、１時間、２５℃にて徐冷した後、巻ほどいてブロッキング性を確認した。評価基準は以下のとおりとした。
○：巻ほどきの際に全く抵抗がない。
△：巻ほどきの際に僅かに抵抗や音を感じるが、実用上問題は見られない。
×：インクのバインダー樹脂が大部分背面層に転移している。実用不可。

＜ヘッドカスの評価＞
上記で得られた各転写記録媒体を、カードプリンター（ＥＬＴＲＯＮ製、Ｐ−３１０）にセットして、塩化ビニルカードを受像紙として２００回印刷を行い、ヘッドにカスが付着しているかどうかを目視で観察した。背面層と基材との密着性が低下すると、はがれたものがカスとしてプリンターのヘッドに付着する。これにより、背面層の基材との密着性の評価を行うことができる。評価基準は以下のとおりとした。
○：ヘッドにカスがまったく付着していなかった。
△：ヘッドにカスが付着していたが、画像に影響はなかった。
×：ヘッドにカスが付着し、画像に悪影響をおよぼしていた。

＜ブリードの評価＞
上記で作製したそれぞれの熱転写媒体を、６０ｍｍ幅に１００ｍの長さで、外径３.４ｃｍのプラスチック筒に、５ｋｇの張力で、背面層の上面に熱転写インク層が常に接触するように均一に巻取り、ポリエチレン袋に密封した後、４０℃、９０％の恒温恒湿室に１週間放置した。その後、カードプリンター（ＥＬＴＲＯＮ製、Ｐ−３１０）にセットして、塩化ビニルカードを受像紙として印刷を行った。背面層の成分が熱転写インク層にブリードしていると、受像紙をはじいてしまい、良好な画像が得られない。したがって、受像紙上に得られた印画にこうした影響が出ていないかどうかでブリードを判断した。評価基準は以下のとおりとした。
○：画像に全く影響が見られなかった。
×：画像に影響が見られた。実用不可。

各試験で得られた結果を表１〜４に示す。比較例５のみは表を作成していないが、ブロッキングは○、ヘッドカスは△、そしてブリードは×という評価だった。比較例５ではシリコーン変性樹脂を用いているので、ブロッキングには問題はないが、遊離したシリコーンモノマーがブリードしているため、悪い評価結果となった。

表１〜４中にはポリオール樹脂の水酸基価、背面層の反応した水酸基価および残存水酸基価、ならびに背面層の残存水酸基価と熱転写インク層の水酸基価との積も合わせて記載してある。

各試験の評価結果から、本発明の熱転写記録媒体は、ブロッキングが見られず、ヘッドカスの付着もなく、また背面層のブリードもない優れた熱転写記録媒体が得られることがわかる。

本発明の熱転写記録媒体の構成は、輪転式巻取印刷物や感圧式転写箔や射出成形用加飾箔の製造工程などにも応用することが出来る。

Claims (2)

1. 基材の一方の面上に熱転写インク層、他方の面上に背面層を有する熱転写記録媒体において、前記熱転写インク層がポリオール樹脂を含み、前記背面層がポリオール樹脂と架橋剤との反応生成物からなり、前記背面層に用いられるポリオール樹脂の水酸基価から架橋剤の添加量より計算される反応可能な当量の水酸基価を引いて求められる残存水酸基価と、前記熟転写インク層に用いられるポリオール樹脂の水酸基価との積が０〜３００となるように架橋剤が添加されていることを特徴とする熱転写記録媒体。
2. 架橋剤がイソシアネートである請求項１記載の熱転写記録媒体。