JP2005238623A - 昇華型感熱転写リボン用二軸配向ポリエステルフィルム - Google Patents

Abstract

【課題】 印画物の高光沢性を実現し、かつ良好な走行性・印画性を兼ね備えた昇華型感熱転写リボン用二軸配向ポリエステルフィルムを提供する。
【解決手段】 転写面の入射角６０°における鏡面光沢度値がフィルムの長手方向、幅方向ともに１５０％以上であり、かつフィルム長手方向の値が幅方向の値より大きく、その差が１０％以内であり、かつ、厚みが１．５〜８．０μｍであることを特徴とする昇華型感熱転写リボン用二軸配向ポリエステルフィルム。
【選択図】 なし

Description

本発明は、昇華型感熱転写リボン用二軸配向ポリエステルフィルムに関するものである。

サーマルプリンタなどの感熱記録装置を用いる感熱転写記録方式は、コストパフォーマンス性に優れ、メンテナンスが容易であり、印刷速度が早くかつ操作も簡単であることから、これを用いた感熱転写リボンはＦＡＸ、バーコード印刷などの既存の分野に加えて、デジタル写真印刷用などでの発展が著しく、その市場は急激な拡がりを見せている。

感熱転写記録方式は、顔料や染料などの色材を含む熱転写インク層と耐熱滑性層を支持体フィルム上に設けた熱転写インクリボンを受像シートと重ね、熱転写インクリボンの支持体の裏側からサーマルヘッドにより画像に熱を与え、転写層を溶融ないし昇華させて受像シート上に転写させることにより、シート上に画像を形成させる方式である。

中でも昇華型感熱転写方式は、溶融型方式と比べて階調性に優れ、特に中間色での表現力を求められるフルカラー印刷の分野で強みを持つ。特に最近は、昇華型染料を含む記録媒体の改良、あるいはプリンタをはじめとするハードの改良により、銀塩写真に劣らない高精細な画像を得ることができるようになった。

精細さでは銀塩写真に匹敵するようになったが、印画物の質感を左右する光沢度については依然銀塩に劣る。印画物にはまずイエロー、シアン、マジェンダの３原色を転写した後、退色防止や耐水性付与を目的にオーバーコート層を転写している。これまでは色材層やオーバーコート層の支持体である感熱転写リボン用ポリエステルフィルムの表面粗さを規定することで走行性を高めたり（特許文献１参照）、あるいはポリエステルフィルムの熱特性や強度特性を規定することで印画性を高めたり（特許文献２参照）する取り組みがなされて来た。
特開昭６２−２３３２２７号公報 特開平９−５２４５７号公報

しかしながら、感熱転写リボン用ポリエステルフィルムの表面粗さ、あるいは熱特性や強度特性を規定しても、良好な走行性や印画性を実現することはできるが、更に印画物の高光沢性をも兼ね備えることはできなかった。

本発明はかかる問題を解決し、印画物の高光沢性を実現すると共に、良好な走行性・印画性を兼ね備えた、昇華型感熱転写リボン用二軸配向ポリエステルフィルムを提供することを目的とする。

上記のような目的を達成するため本発明は、以下の構成を有する。すなわち、本発明の昇華型感熱転写リボン用二軸配向ポリエステルフィルムは、転写面の入射角６０°における鏡面光沢度値がフィルムの長手方向、幅方向ともに１５０％以上であり、かつフィルム長手方向の値が幅方向の値より大きく、その差が１０％以内であり、かつ厚みが１．５〜８．０μｍである。また、ポリエステルフィルムの転写面の突起最大高さをＳＲｍ（ｎｍ）、ピークカウントをＳＰｃ（個／ｍｍ²）としたとき、１０≦ＳＲｍ／ＳＰｃを満たすことを特徴とする。また長手方向のＦ−５強度値が１００ＭＰａ以上であることを特徴とする。また１５０℃の熱収縮率が、長手方向で４％以下、幅方向で１．５％以下であることを特徴とする。さらに、同時二軸延伸方式にて製造されたことも特徴とするものである。

本発明のポリエステルフィルムはフィルム転写面の鏡面光沢度を上記の通りとしたので、昇華型感熱転写記録方式用インクリボンのベースフィルムとして用いると、印画物の高光沢性を実現すると共に、良好な走行性・印画性を兼ね備えることができた。

また、転写面の最大突起高さとピークカウントが所定の関係を充たすことにより良好な走行性を、さらに、Ｆ−５値や熱収縮率が所定の関係を充たすことにより良好な印画性を実現した。

本発明で用いるポリエステルは、延伸に伴う分子配向によって高強度フィルムとなり得るポリエステルであればよく、ポリエチレンテレフタレート、もしくはポリエチレン−２，６−ナフタレートが好ましい。これらはポリエステル共重合体であってもよいが、その繰り返し構造単位のうち、好ましくは８０モル％以上がエチレンテレフタレートもしくはエチレン−２，６−ナフタレートであることが望ましい。他のポリエステル共重合体成分としては、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ポリエチレングリコール、ｐ−キシレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノールなどのジオール成分、またはアジピン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸などのジカルボン酸成分、ないしはトリメリット酸、ピロメリット酸などの多官能ジカルボン酸成分やｐ−ヒドロキシエトキシ安息香酸などが挙げられる。また、上記のポリエステルに、該ポリエステルと反応性のないスルホン酸のアルカリ金属塩誘導体、あるいは該ポリエステルに不溶なポリアルキレングリコールや脂肪族ポリエステルなどのうち一種以上を、５％を超えない程度ならば共重合ないしブレンドしてもよい。

本発明の昇華型感熱転写リボン用二軸配向ポリエステルフィルムにおいては、転写面の入射角６０°における鏡面光沢度値が、フィルムの長手方向、幅方向ともに１５０％以上であることが必要である。また、１５５％以上であることが好ましい。また、上限は特に限定されないが、１８０％以下であることが好ましい。鏡面光沢度値が１５０％に満たないと、転写した際の印画物の光沢度が低下する。

また、フィルム長手方向の鏡面光沢度値が幅方向の値より大きく、かつその差が１０％以内であることが必要である。また、８％以内であることが好ましい。フィルム長手方向と幅方向の鏡面光沢度値が同じであったり、あるいは長手方向の鏡面光沢度値が幅方向の値より小さいと、ヘッドへのスティッキングが発生するなど走行性が低下したり、印画シワが発生するなど印画性が低下したりする。フィルム長手方向と幅方向の鏡面光沢度値の差が１０％を超えると、フィルムを製造する際に破れが生じやすくなるなど、製膜性が低下する。

上記の鏡面光沢度値を実現するためには例えば次の方法がある。ポリエステルフィルムの転写面の突起最大高さをＳＲｍ（ｎｍ）、ピークカウントをＳＰｃ（個／ｍｍ²）とした際、１０≦ＳＲｍ／ＳＰｃを満たすことが必要である。また、１２≦ＳＲｍ／ＳＰｃを満たすことが好ましい。ＳＲｍ／ＳＰｃ値の上限は特に限定されないが、３０以下であることが好ましい。ＳＲｍ／ＳＰｃ値が１０未満であると、転写面の鏡面光沢度値が低下し、ひいては印画物の光沢度が低下したり、あるいはインクリボンとして用いた際に滑り性が悪化してヘッドへのスティッキングが生じたりするなど、印画物の高光沢性と走行性とが両立できなくなることがある。１０≦ＳＲｍ／ＳＰｃを満たすことでフィルムの長手方向及び幅方向の鏡面光沢度値１５０％以上を達成することができる。また、１２≦ＳＲｍ／ＳＰｃ≦３０を満たすことで鏡面光沢度値１５５％以上１８０％以下を達成できる。

本発明の二軸配向ポリエステルフィルムの厚みは、昇華型感熱転写リボン用として用いることを考慮すると１．５〜８．０μｍであることが必要である。また、２．５〜６．０μｍであることが好ましい。フィルムの厚みが１．５μｍ未満であると、昇華型感熱転写リボン用フィルムとしての熱的特性や機械的特性が低下する。また、８．０μｍを超えると、インクリボンとして使用する際にサーマルヘッドのエネルギーを高くする必要があるために効率が悪くなり、またヘッドの寿命も短くなる。

本発明に関わる昇華型感熱転写リボン用の二軸配向ポリエステルフィルムは、インクリボンとして用いた際に高張力がかかるため、フィルム長手方向の機械的強度がＦ−５強度値で１００ＭＰａ以上であることが必要である。また、１１０ＭＰａ以上であることが好ましい。また、上限は特に限定されないが、２００ＭＰａ以下であることが好ましい。Ｆ−５強度値が１００ＭＰａ未満であると、インクリボンとして用いた際に印字時の張力でフィルムが塑性変形しやすく、画質の悪化などにつながる。

本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、１５０℃の熱収縮率が、長手方向で４％以下、幅方向で１．５％以下であることが必要である。また、長手方向で３％以下、幅方向で１％以下であることが好ましい。また、下限は特に限定されないが、長手方向で１％以上、幅方向で−１％以上であることが好ましい。熱収縮率が長手方向で４％を超えたり、幅方向で１．５％を超えると、リボンとして用いた際にサーマルヘッドからの受熱によるフィルムの収縮が大きく、印字シワが発生しやすくなる。

フィルム長手方向のＦ−５強度値が１００ＭＰａ以上、１５０℃の熱収縮率が長手方向で４％以下、幅方向で１．５％以下であることで、フィルム長手方向の鏡面光沢度値が幅方向の値よりも大きく、その差が１０％以内となる。さらに、フィルム長手方向のＦ−５強度値が１１０ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下、１５０℃の熱収縮率が長手方向で１％以上３％以下、幅方向で−１％以上１％以下であることで、フィルム長手方向の鏡面光沢度値が幅方向の値よりも大きく、その差が８％以内となる。

上記の条件を満たすフィルムを製造するためには、例えば以下に示した工程によって製造することが求められる。すなわち、ポリエステル樹脂に、コロイダルシリカ、凝集シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、カオリン、フッ素樹脂粒子あるいはシリコン系粒子などの無機ないし有機粒子のうち一種以上を、フィルムの巻き取りを容易にする目的で滑剤として添加する。滑剤粒子の平均径は０．０５〜５．０μｍであることが必要であり、更には０．１〜３．０μｍが好ましい。０．０５μｍ未満では滑り性向上の効果が得られず、５．０μｍを超えるとフィルムの延伸性が悪化し破れに結び付くので好ましくない。また滑剤粒子の添加量は、０．０３〜０．１０重量％が好ましい。０．０３重量％未満であると滑り性が悪化し、走行性が低下する。逆に０．１０重量％を上回ると印画物の光沢度が低下するので、いずれも好ましくない。平均径０．０５〜５．０μｍの滑剤粒子を０．０３〜０．１０重量％添加することで１０≦ＳＲｍ／ＳＰｃを、更には滑剤粒子の平均径を０．１〜３．０μｍとすることで１２≦ＳＲｍ／ＳＰｃ≦３０を達成できる。

これらのポリエステル原料を溶融させスリット状のダイを用いてフィルム状に成形した後、表面温度２０〜７０℃のキャスティングドラムに巻き付けて冷却固化させ、未延伸フィルムとする。続いて８０〜１３０℃で長手方向に５．５倍〜６．５倍延伸して、一軸延伸フィルムを得る。長手方向の延伸倍率を５．５倍以上とすることで長手方向のＦ−５強度値が１００ＭＰａ以上となり、更に５．８〜６．５倍とすることで、長手方向のＦ−５強度値が１１０ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下となる。

このフィルムの転写面には、インク層とポリエステルフィルムとの接着性を高める目的で、易接着コーティング層を施すことができる。易接着コーティング層は、アクリル系組成物及びポリエステル系組成物を含有する、水溶性ないし水分散性有機化合物から成るコーティング剤を塗布することで形成せしめる。上記のアクリル系樹脂は、以下に示すようなアクリルモノマーから重合できる。すなわち、直鎖状・分岐状・環状のアルキル基を有したアルキルアクリレートやアルキルメタクリレート、ヒドロキシ含有モノマー、エポキシ基含有モノマー、カルボキシ基またはその塩を含有するモノマー、アミド基を含有するモノマー、酸無水物のモノマー、あるいは塩化ビニル、アクリロニトリル、塩化ビニリデン、酢酸ビニルをはじめとするモノマーが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、これらモノマーは２種以上を用いて共重合することもできる。また上記のポリエステル樹脂は、以下に示すような多塩基酸成分とポリオール成分とから重縮合される。すなわち多塩基酸成分としては、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸、アジピン酸、セバシン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸などが挙げられる。またポリオール成分としては、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、ジエチレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、ジメチロールプロパンなどが挙げられる。これらのモノマー成分は、２種以上を用いて共重合することもできる。塗布厚みは０．０３〜０．１２μｍが好ましい。また使用目的に応じて無機系粒子、架橋剤、増粘剤、潤滑剤、消泡剤、酸化防止剤、染料、顔料、発泡剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤などの各種粒子を添加してもよい。またポリエステルフィルムへの濡れ性を向上させる目的で、アニオン系、カチオン系、ノニオン系などの界面活性剤を添加しても良い。こうしたコーティング層の塗布方法としては、ロールコーター、グラビアコーター、リバースコーター、キスコーター、バーコーターなどを用いるのが好ましいが、特に限定されない。

その後一軸延伸フィルムをテンター内に導入し、１００〜１３０℃で予熱するが、易接着層のコーティングを行った際には乾燥も兼ねる。次に幅方向に３．０〜４．５倍に延伸して二軸延伸フィルムとし、２１５〜２３５℃で熱固定するが、熱固定前にさらに縦ないし横方向に、または縦横両方向に再度延伸させて強度を高めることも可能である。熱固定後、１５０〜１８５℃で幅方向に３〜８％収縮させてからロール状に巻き取る。２１５℃以上で熱固定し、その後１５０〜１８５℃で幅方向に３〜８％収縮させることで、フィルムの１５０℃の熱収縮率が、長手方向で４％以下、幅方向で１．５％以下にすることができる。更に、２２０〜２３５℃で熱固定し、その後１５０〜１８５℃で幅方向に３〜５％収縮させることで、フィルムの１５０℃の熱収縮率が、長手方向で１％以上３％以下、幅方向で−１％以上１％以下にすることができる。なお、必ずしもここで示した製造方法に限定されるものではない。上記のような二段階延伸方式を採らず、例えば同時二軸延伸方式により製造することも可能である。あるいはインクリボンとしてのヘッド走行性を付与する目的で、転写面とは反対側を粗面タイプとした、２層積層フィルムとすることもできる。

本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは昇華型感熱転写記録方式用として、インクリボンのベースフィルムとして用いた際に、印画物の高光沢性を実現し、かつ良好な走行性・印画性を兼ね備える。

本実施例で用いた測定法を示す。

（１）鏡面光沢度値
ＪＩＳ−Ｋ７１０５（１９８１年）に規定された方法に従って、スガ試験機（株）製デジタル変角光沢度計ＵＧＶ−５Ｄを用いて、転写面の入射角６０°における鏡面光沢度値を測定した。ここでは、入射及び受光方向がフィルムの長手方向と同一となる場合と、幅方向と同一となる場合について測定し、それぞれ長手方向の鏡面光沢度値、幅方向の鏡面光沢度値と規定する。

（２）突起最大高さ（ＳＲｍ）及びピークカウント（ＳＰｃ）
小坂研究所（株）製の光触針式（臨界角焦点エラー検出方式）３次元粗さ計（ＥＴ−３０ＨＫ）を使用して測定した。本発明におけるＳＲｍ・ＳＰｃ値は、ＪＩＳＢ０６０１（１９９４年）のＲmax、Ｐｃ値に相当する３次元粗さ計での測定値である。ＳＰｃは粗さ曲線の中心線に平行に０．０１μｍ離れたレベルにピークカウントレベルを設定し、曲線が平均線とピークカウントレベルを交差する２点間において、上側のピークカウントの交差する点が１個以上存在する時を１山として、この山数を測定長さ間において１０回測定しその平均値を求めた。測定方向は幅方向とし、カットオフ値０．２５ｍｍ、測定長０．５ｍｍ、送りピッチ５μｍ、触針荷重１０ｍｇ、測定スピードは１００μｍ／ｓ、測定本数は８０本とし、転写面を測定した。

（３）Ｆ−５強度値
ＡＳＴＭ Ｄ８８２（１９９０年）に従い、テンシロン型引っ張り試験器に試片幅１０ｍｍ、チャック間長さ１００ｍｍとなるようにセットし、温度２０℃、湿度６５％ＲＨの条件下で引っ張り速度２００ｍｍ／分でフィルムの５％伸長に対応する強度を測定した。

（４）熱収縮率
２００ｍｍの間隔を空けて標線を入れた試料を、１５０℃に加熱したオーブン中で張力フリーの条件で３０分間熱処理した後、標線の間隔の変化から次式により求めた値を熱収縮率とした。
熱収縮率＝１００×（熱処理前の長さ−熱処理後の長さ）／熱処理前の長さ
（５）印画物の光沢度
市販の昇華型プリンタを用いて昇華型リボンを走行させ、印画テストを行った際の印画物につき、ＪＩＳ−Ｚ８７４１（１９９７年）に規定された方法に従って、入射角２０°における光沢度値を測定し、次の基準に基づいて判定した。
×：光沢が低く、銀塩写真と比較して明らかに劣る。
○：銀塩写真と同等レベルの光沢があり、実用に向く。

（６）走行性・印画性
市販の昇華型プリンタを用いて昇華型リボンを走行させ、印画テストを行った際の状況につき、次の基準に基づいて判定した。
×：ヘッドへのスティッキングや印画シワが発生した。
○：ヘッドへのスティッキングや印画シワの発生がなく、走行性・印画性は良好であった。

続いて実施例に基づき、本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
［実施例１］
平均粒径２．５μｍの二酸化ケイ素粒子を０．０５重量％含有した、固有粘度０．６１のポリエチレンテレフタレートを押出機中で溶融させ、口金からシート状に溶融押し出しし、回転冷却ドラムに密着させて固化し、非晶質シートを得た。これを加熱したロールを用いてフィルム長手方向に１２５℃で６．３倍に延伸した後、１１５℃で幅方向に４．０倍に延伸し、更に２３０℃で熱固定すると共に１６０℃で幅方向に４．０％弛緩させて、厚さ４．５μｍの二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。このフィルムについて、鏡面光沢度値、３次元表面粗さ、Ｆ−５強度値及び熱収縮率を測定した。

続いてフィルムの転写面側に、アクリル樹脂／ポリエステル樹脂／メチロールメラミン＝２５／６５／１０（重量比）で混合した水系易接着コーティング層を設けた。このうちアクリル樹脂としては、メチルメタクリレート／エチルアクリレート／アクリル酸／Ｎ−メチロールアクリルアミド＝７５／２２／１／２（重量比）で共重合させた水系アクリル樹脂塗液を、またポリエステル樹脂としては、テレフタル酸／イソフタル酸／５−ナトリウムスルホイソフタル酸／エチレングリコール／１，４−ブタンジオール＝３０／１５／５／３０／２０（モル％）で重縮合させた水系ポリエステル樹脂塗液を用いた。

一方、転写面とは反対側には、アクリル酸エステル／アミノ変性シリコーン／イソシアネート＝７０／２９／１（重量比）で混合させた水系耐熱性易滑コーティング層を設けた。そして易接着コーティング層上には、昇華性染料／エチルヒドロキシエチルセルロース／メチルエチルケトン／トルエン＝５／５／４５／４５（重量比）から成る昇華型インキを塗布した。昇華性染料としては、イエロー：ＢＡＳＦ社製 バラニールイエロー ５ＲＸ、マジェンダ：住友化学工業社製 イミカロン ＲＥＤ−ＦＢＬ、シアン：Ｃｏｌｏｒ Ｉｎｄｅｘ Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｂｌｕｅ １０８ をそれぞれ用いた。さらにオーバーコート層を設けて昇華型リボンを作製し、市販の昇華型プリンターを用いてリボンの印字テストを行い、印画物の光沢度及び走行性・印画性を評価した。結果を表１に示す。

［実施例２］
平均粒径１．６μｍの炭酸カルシウム及び、平均粒径０．８μｍのカオリンの混合物を０．１０重量％含有した、固有粘度０．６３のポリエチレンテレフタレートをポリマーとして用い、実施例１と同様にして厚さ４．５μｍの二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。更に同様にして昇華型リボンを作製した。フィルム及びリボンの評価結果を表１に示す。

［実施例３］
平均粒径０．１μｍの二酸化ケイ素粒子を０．０３重量％含有したポリエチレンテレフタレートと、平均粒径０．３μｍの二酸化ケイ素及び平均粒径０．１μｍのアルミナの混合物を０．７０重量％含有した、固有粘度０．６２のポリエチレンテレフタレートとを、前者１００重量部に対し後者１５重量部の複合割合で共押し出しさせ、２層積層フィルムとした。以降は実施例１と同様にして厚さ４．５μｍの二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。更に同様にして昇華型リボンを作製した。フィルム及びリボンの評価結果を表１に示す。

［比較例１］
平均粒径０．３μｍの二酸化ケイ素粒子を０．１２重量％含有した、固有粘度０．６２のポリエチレンテレフタレートをポリマーとして用い、実施例１と同様にして厚さ４．５μｍの二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。更に同様にして昇華型リボンを作製した。フィルム及びリボンの評価結果を表１に示す。

［比較例２］
平均粒径２．６μｍの二酸化ケイ素粒子を０．１５重量％含有した、固有粘度０．６１のポリエチレンテレフタレートをポリマーとして用い、実施例１と同様にして厚さ４．５μｍの二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。更に同様にして昇華型リボンを作製した。フィルム及びリボンの評価結果を表１に示す。

［比較例３］
実施例１と同様にして厚さ４．５μｍの二軸延伸ポリエステルフィルムを得たが、その際にフィルム長手方向の延伸倍率を５．４倍に変更した。更に同様にして昇華型リボンを作製した。フィルム及びリボンの評価結果を表１に示す。

［比較例４］
実施例１と同様にして厚さ４．５μｍの二軸延伸ポリエステルフィルムを得たが、その際に熱固定温度を２０５℃に変更した。更に同様にして昇華型リボンを作製した。フィルム及びリボンの評価結果を表１に示す。

本発明は、昇華型感熱転写リボン用二軸配向ポリエステルフィルムに応用することができるが、その応用範囲がこれに限られるものではない。

Claims (5)

1. 転写面の入射角６０°における鏡面光沢度値がフィルムの長手方向、幅方向ともに１５０％以上であり、かつフィルム長手方向の値が幅方向の値より大きく、その差が１０％以内であり、かつ、厚みが１．５〜８．０μｍであることを特徴とする昇華型感熱転写リボン用二軸配向ポリエステルフィルム。
2. 転写面の最大突起高さをＳＲｍ（ｎｍ）、ピークカウントをＳＰｃ（個／ｍｍ²）としたとき、１０≦ＳＲｍ／ＳＰｃを満たすことを特徴とする請求項１記載の昇華型感熱転写リボン用二軸配向ポリエステルフィルム。
3. 長手方向のＦ−５強度値が１００ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１または２記載の昇華型感熱転写リボン用二軸配向ポリエステルフィルム。
4. １５０℃の熱収縮率が、長手方向で４％以下、幅方向で１．５％以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の昇華型感熱転写リボン用二軸配向ポリエステルフィルム。
5. 同時二軸延伸方式にて製造されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の昇華型感熱転写リボン用二軸配向ポリエステルフィルム。