JP2010036385A - 感熱転写記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】感熱転写記録時のリボン強度が強いと共に、サーマルヘッドの耐久性を向上させることができ、さらには自己クリーニング性にも優れる耐熱滑性層を有する感熱転写記録媒体の提供を目的とする。
【解決手段】
基材の一方の面には少なくとも感熱転写層が、基材のもう一方の面には少なくとも耐熱滑性層がそれぞれ設けられていて、耐熱滑性層は、水酸基価１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の熱可塑性樹脂と多価イソシアネートの反応物で、且つ多価イソシアネートの添加量がＮＣＯ／ＯＨの比で０．８以上のバインダーと、ステアリン酸塩およびリン酸エステル系界面活性剤と、比重３．０×１０³ｋｇ／ｍ³以上で、且つ平均粒子径３．０μｍ以下の無機粒子とを含有するものであることを特徴とする感熱転写記録媒体。
【選択図】図１

Description

本発明は感熱転写方式による熱転写記録に使用される感熱転写記録媒体に関するもので、さらに詳しくは、熱転写記録時のリボン強度が強いと共に、サーマルヘッドの耐久性を向上させことができ、さらには自己クリーニング性にも優れる耐熱滑性層を有する感熱転写記録媒体に関するものである。

従来、コンピュータ、ワープロ、ファクシミリ等から出力される出力プリントへ感熱転写方式により記録をする際には、基材フィルムの一方の面に熱溶融性のインキからなる感熱転写層あるいは熱昇華性染料を含む感熱転写層を、もう一方の面に耐熱滑性層を設けた感熱転写記録媒体が使用されている。

このような感熱転写記録媒体を用いた転写画像の形成は、感熱転写記録媒体の感熱転写層と被転写体を重ね、感熱転写記録媒体の耐熱滑性層面からサーマルヘッドにより加熱することによって行われる。

しかし、印字や画像形成速度の高速化に伴い、サーマルヘッドによる印加エネルギーが高くなった結果、サーマルヘッドが感熱転写記録媒体の基材フィルムに融着したり、スリップ性が損なわれたり、著しい場合には基材フィルムが破断する等の問題が生じるようになった。

これらの問題を解決する為に、耐熱滑性層の構成部材として、ポリアミドイミド樹脂をバインダーとして用いたもの（特許文献１）や、バインダー樹脂と不飽和二重結合基を有する離型剤と２個以上の不飽和二重結合基を有するモノマーまたはオリゴマーを組み合わせたものを用いたもの（特許文献２）が提案されている。前者は耐熱性の高いポリアミドイミド樹脂を用いることにより画像形成時のリボン強度が強くなるようにしたものであり、また後者は離型剤や２個以上の不飽和二重結合基を有するモノマーまたはオリゴマーを添加することによりスリップ性を向上させたものである。
以下に先行技術文献を示す。
特開平７−１７９０７７号公報 特開平６−１７１２４９号公報

しかしながら、前者はポリアミドイミド樹脂自体のコストが高いために製品のコストアップが避けられず、スリップ性も劣っている。また後者は自己クリーニング性が劣り（走行するサーマルヘッドにより削り取られる滓がサーマルヘッドに溜まる）、連続的に良好な画像形成を行う上で問題がある。

本発明は上記の問題点を解決しようとなされたものであり、熱転写記録時のリボン強度が強いと共に、サーマルヘッドの耐久性を向上させることができ、さらには自己クリーニング性にも優れる耐熱滑性層を有する感熱転写記録媒体を提供することを目的とする。

以上のような課題を解決するためになされ、請求項１に記載の発明は、基材の一方の面には少なくとも感熱転写層が、基材のもう一方の面には少なくとも耐熱滑性層がそれぞれ設けられていて、耐熱滑性層は、水酸基価１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の熱可塑性樹脂と多
価イソシアネートの反応物で、且つ多価イソシアネートの添加量がＮＣＯ／ＯＨの比で０．８以上のバインダーと、ステアリン酸塩およびリン酸エステル系界面活性剤と、比重３．０×１０³ｋｇ／ｍ³以上で、且つ平均粒子径３．０μｍ以下の無機粒子とを含有するものであることを特徴とする感熱転写記録媒体である。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の感熱転写記録媒体において、前記耐熱滑性層中の熱可塑性樹脂のガラス転移点が４０℃以上であることを特徴とする。

さらにまた、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の感熱転写記録媒体において、前記耐熱滑性層中の無機粒子の含有量が固形分に対して０．５乃至２．０質量％であることを特徴とする。

さらにまた、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の感熱転写記録媒体において、前記耐熱滑性層中の無機粒子が酸化マグネシウムであることを特徴とする。

さらにまた、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の感熱転写記録媒体において、前記感熱転写層が、少なくとも熱昇華性染料とバインダーとからなる感熱昇華転写層であることを特徴とする。

さらにまた、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の感熱転写記録媒体において、前記感熱転写層が、少なくとも染料または／及び顔料とバインダーとからなる感熱溶融転写層であることを特徴とする。

本発明に係る感熱転写記録媒体は、基材の一方の面に少なくとも感熱転写層が、もう一方の面に少なくとも耐熱滑性層が設けられた感熱転写記録媒体であって、耐熱滑性層が、水酸基価１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の熱可塑性樹脂と多価イソシアネートの反応物で、且つ多価イソシアネートの添加量がＮＣＯ／ＯＨの比で０．８以上のバインダーを主成分とし、滑剤としてステアリン酸塩およびリン酸エステル系界面活性剤を含有し、さらに比重３．０×１０³ｋｇ／ｍ³以上で、且つ平均粒子径３．０μｍ以下の無機粒子を含有するものであるので、熱転写記録時のリボン強度が強いと共に、サーマルヘッドの耐久性を向上させることができ、しかも自己クリーニング性にも優れる。

本発明の実施の形態を図１に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明に係る感熱転写記録媒体の概略の断面構成を示す説明図である。

この感熱転写記録媒体（１）は、基材（２）の一方の面に感熱転写層（３）が、もう一方の面に耐熱滑性層（４）がそれぞれ設けられている。そして、耐熱滑性層（４）は、水酸基価１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の熱可塑性樹脂と多価イソシアネートの反応物で、且つ多価イソシアネートの添加量がＮＣＯ／ＯＨの比で０．８以上のバインダーを主成分とし、滑剤としてステアリン酸塩およびリン酸エステル系界面活性剤を含有し、さらに比重３．０×１０³ｋｇ／ｍ³以上で、且つ平均粒子径３．０μｍ以下の無機粒子を含有するものである。

基材（２）としては、従来公知の耐熱性と強度を有するものであればいずれのものでもよく、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリサルフォンフィルム、ポリイミドフィルム、ポリビニ
ルアルコールフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリスチレンフィルム等が挙げられる。また、基材（２）の厚さは、２．０乃至５０μｍ程度のものが使用可能であるが、転写適性等を考慮すると、２．０乃至９．０μｍ程度のものを用いることが好ましい。

耐熱滑性層（４）を構成するバインダー中に使用される水酸基価１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の熱可塑性樹脂としては、多価イソシアネートとの反応性や相溶性の観点から考えても、反応性のポリオール基を持つ樹脂が好適に用いられる。

この熱可塑性樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）は４０℃以上が好適であると考えられる。Ｔｇを４０℃以上にすることにより、感熱転写記録時のリボン強度がさらに強くなり、耳切れ（リボンの両サイドの非印画部が熱収縮に負けて切れる現象）、ちぎれ、裂け（印画部終点が切れる現象）のような印画不良が起こりにくくなると考えられる。

また、耐熱滑性層（４）を構成するバインダー中に使用される多価イソシアネートの添加量はＮＣＯ／ＯＨの比で０．８以上とする。特に０．８乃至１．３の範囲で添加することが好ましい。多価イソシアネートの含有量が０．８未満の場合、架橋密度が低く耐熱性が不十分となる。一方、多価イソシアネートの含有量が多すぎると、耐熱滑性層に残った未反応のＮＣＯ基と空気中の水分、或いは未反応のＮＣＯ基同士が反応し、造膜性の低いバインダー樹脂が形成されてしまう場合がある。

耐熱滑性層（４）に含有されるステアリン酸塩およびリン酸エステル系界面活性剤は、サーマルヘッドから耐熱滑性層（４）を介して加熱が行われるときにこの層に滑性を与える働きをしており、バインダー中に分子状に溶解した状態で存在している。そのため、固体状の滑剤を添加した場合と比較して、転写画像形成部においてざらつきが生じにくい。また、ステアリン酸塩およびリン酸エステル系界面活性剤の存在により、反応性のポリオール基を持つ熱可塑性樹脂と多価イソシアネートの反応性が高まる結果、感熱転写層の耐熱滑性層への転移が起こりにくくなる。

ステアリン酸塩としては、例えば、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸カリウム、ステアリン酸マグネシウム等が挙げられる。これらの中では、特にステアリン酸亜鉛がより好適である。

また、リン酸エステル系界面活性剤としては、例えば、長鎖アルキルリン酸エステル、ポリオキシアルキレンアルキルアリールエーテルまたは、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル等のリン酸エステル等が挙げられるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。

また、耐熱滑性層（４）に含有される比重３．０×１０³ｋｇ／ｍ³以上の無機粒子は、耐熱性及びクリーニング性を付与する働きをしている。３．０×１０³ｋｇ／ｍ³以上の無機粒子を用いることにより無機粒子が耐熱滑性層中に沈み込むので、無機粒子が脱落しにくく、しかも研磨性も十分確保することが可能となる。

比重３．０×１０³ｋｇ／ｍ³以上の無機粒子としては、従来公知の酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、窒化ケイ素粉、アルミナ、硫酸バリウム等が挙げられるが、耐熱性や研磨性、クリーニング性を付与する働きに加えて、中和剤としての働きを持つという点から、特に酸化マグネシウムが好適である。ここで述べる中和剤としての働きとは、感熱転写記録時にサーマルヘッドからの熱量が大きくなることでリン酸エステル系界面活性剤が分解し、耐熱滑性層が低ｐＨになるのを防ぐ働きのことであって、この働きによってサーマルヘッドが腐食磨耗しなくなる。

比重３．０×１０³ｋｇ／ｍ³以上の無機粒子の平均粒子径は、３．０μｍ以下が必須であるが、０．１乃至１．５μｍの範囲のものがより好ましい。平均粒子径が０．１μｍより小さいと、クリーニング性を確保する為に含有量を多くしなければならないのでコストが高くなる。また平均粒子径が３．０μｍを超えると、サーマルヘッドの磨耗や無機粒子の脱落により感熱転写記録に不良が生じるという問題が発生する。

耐熱滑性層（４）に含有される比重３．０×１０³ｋｇ／ｍ³以上で、且つ平均粒子径３．０μｍ以下の無機粒子の含有量は、固形分に対して０．５乃至２．０質量％であると、耐熱性や研磨性、クリーニング性が良好となる。０．５質量％未満であると、クリーニング性が低下することで自己クリーニング性が低下気味となり、一方、２．０質量％を超えると、無機粒子によっては耐熱滑性層自体の膜強度の低下に結び付く危険性がある。

一方、基材（２）のもう一方の面に設けられている感熱転写層（３）には、熱昇華性染料とバインダーとからなる感熱昇華転写層と、染料または／及び顔料とバインダーとからなる感熱溶融転写層がある。

感熱昇華転写層は、例えば、熱昇華性染料、バインダー、溶剤等を配合して調製された塗布液の薄膜を塗布し、乾燥することにより得られる。この塗布液の塗布量は、乾燥膜厚で１．０μｍ程度になるようにすることが好ましい。

また、感熱溶融転写層は、例えば、染料または／及び顔料、バインダー、溶剤等を配合して調製された塗布液の薄膜を塗布し、乾燥することにより得られる。この転写層の塗布量は、乾燥膜厚で１．０μｍ程度が好適である。

感熱昇華転写層形成用の塗布液に用いられる熱昇華性染料としては、昇華性分散染料が好ましく用いられる。そのバインダーとしては、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、エチルヒドロキシセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、酢酸セルロース等のセルロース系樹脂やポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド等のビニル系樹脂やポリエステル樹脂、スチレン・アクリロニトリル共重合樹脂、フェノキシ樹脂等が挙げられる。中でも、ポリビニルブチラール、スチレン・アクリロニトリル共重合樹脂、フェノキシ樹脂が好適である。

一方、感熱溶融転写層形成用の塗布液に用いられる染料としては、ジアリールメタン系、トリアリールメタン系、チアゾール系、メチン系、アゾメタン系、キサンテン系、アキサジン系、チアジン系、アジン系、アクリジン系、アゾ系、スピロジピラン系、イソドリノスピロピラン系、フルオラン系、ローダミンダクタム系、アントラキノン系等の一般に使用されている感熱転写性染料を広く使用することができる。また、顔料としては、公知の有機顔料、無機顔料を使用することができる。そのバインダーとしては、ポリスチレン、ポリα−メチルスチレン等のスチレン系樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル等のアクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール等のビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、石油樹脂、アイオノマー、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体等の合成樹脂、ニトロセルロース、エチルセルロース、セルロースアセテートプロピオネート等のセルロース誘導体、ロジン、ロジン変性マレイン酸樹脂、エステルガム、ポリイソブチレンゴム、ブチルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエン−アクリロニトリルゴム、ポリ塩素化オレフィン等の天然樹脂や合成ゴムの誘導体、カルナバワックス、パラフィンワックス等のワックス類が用いられる。中でも、ポリエステル、エポキシ樹脂が好適に用いられる。

以下に本発明の感熱転写記録媒体について、具体的に幾つかの実施例を挙げて、更に詳しく説明する。

まず、基材フィルムとして、厚さ４．５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを準備した。また、感熱転写層の形成に使用する「感熱昇華転写層形成用塗布液」として、下記配合割合からなる塗布液を調整した。
マゼンタ染料 ８重量部
ブチラール樹脂 ６重量部
ポリエステル樹脂 ２重量部
トルエン ４２重量部
メチルエチルケトン ４２重量部
更に、「感熱溶融転写層形成用塗布液」として、下記配合からなる塗布液を作製した。マゼンタ顔料 ８重量部
マゼンタ染料 ２重量部
エポキシ樹脂 ２０重量部
カルナバワックス １０重量部
トルエン ３０重量部
メチルエチルケトン ３０重量部

基材の一方の面に、下記の耐熱滑性層形成用塗布液−１を用いてグラビア方式により乾燥膜厚が１．０μｍとなるように薄膜を塗工した後、５０℃２４時間、オーブン中で加熱して硬化処理を行った。
＜耐熱滑性層形成用塗布液−１＞
アクリルポリオール樹脂（ＫＯＨ＝１５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、Ｔｇ＝３７℃）
１重量部
ステアリン酸亜鉛 ０．４重量部
リン酸エステル系界面活性剤 ３．７重量部
アルミナ（平均粒子径＝０．６μｍ） ０．１重量部（０．３質量％）トリレンジイソシアネート（ＮＣＯ%＝１２．５）
１４重量部（ＮＣＯ／ＯＨ＝１．０）トルエン ４２．６重量部
メチルエチルケトン １８．２重量部
続いて、前記基材のもう一方の面に、前記した感熱昇華転写層形成用塗布液を用いてグラビア方式により乾燥膜厚が１．０μｍとなるように薄膜を塗布し、乾燥させて感熱昇華転写層を形成し、実施例１の感熱転写記録媒体を作製した。

水酸基価１５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、Ｔｇ＝３７℃のアクリルポリオール樹脂を使用する代わりに、水酸基価１５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、Ｔｇ＝４３℃のアクリルポリオール樹脂を使用した以外は実施例１と同様にして、実施例２の感熱転写記録媒体を得た。

アルミナ（平均粒子径＝０．６μｍ）の含有量を０．１重量部にする代わりに、０．７重量部（１．８質量％）にした以外は実施例１と同様にして、実施例３の感熱転写記録媒体を得た。

アルミナ（平均粒子径＝０．６μｍ）の含有量を０．１重量部にする代わりに、０．７
重量部（１．８質量％）にした以外は実施例１と同様にして、実施例４の感熱転写記録媒体を得た。

アルミナを使用する代わりに、酸化マグネシウム（平均粒子径＝０．８μｍ）を使用した以外は実施例１と同様にして、実施例５の感熱転写記録媒体を得た。

アルミナを使用する代わりに、酸化マグネシウム（平均粒子径＝０．８μｍ）を使用した以外は実施例２と同様にして、実施例６の感熱転写記録媒体を得た。

アルミナを使用する代わりに、酸化マグネシウム（平均粒子径＝０．８μｍ）を使用した以外は実施例３と同様にして、実施例７の感熱転写記録媒体を得た。

アルミナを使用する代わりに、酸化マグネシウム（平均粒子径＝０．８μｍ）を使用した以外は実施例１と同様にして、実施例８の感熱転写記録媒体を得た。

感熱昇華転写層形成用塗布液を使用する代わりに、感熱溶融転写層形成用塗布液を使用した以外は実施例８と同様にして、実施例９の感熱転写記録媒体を得た。

水酸基価１５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、Ｔｇ＝４３℃のアクリルポリオール樹脂を使用する代わりに、水酸基価４１ｍｇＫＯＨ／ｇ、Ｔｇ＝４３℃のアクリルポリオール樹脂を使用した以外は実施例８と同様にして、比較のための実施例１０の感熱転写記録媒体を得た。

トリレンジイソシアネートの含有量を１４重量部（ＮＣＯ／ＯＨ＝１．０）にする代わりに、７重量部（ＮＣＯ／ＯＨ＝０．５）にした以外は実施例８と同様にして、比較のための実施例１１の感熱転写記録媒体を得た。

ステアリン酸亜鉛およびリン酸エステル系界面活性剤の代わりにシリコーンオイルを使用した以外は実施例８と同様にして、比較のための実施例１２の感熱転写記録媒体を得た。

酸化マグネシウムを添加しなかった事以外は実施例８と同様にして、比較のための実施例１３の感熱転写記録媒体を得た。

酸化マグネシウムを使用する代わりに、比重２．０×１０³ｋｇ／ｍ³のシリカを使用した以外は実施例８と同様にして、比較のための実施例１４の感熱転写記録媒体を得た。
（評価）
実施例１乃至１４の感熱転写記録媒体において、サーマルシミュレーターにより８ｉｎｃｈ／ｓの速さで８００ｍ全ベタ画像の転写試験を行い、試験後の基材フィルム、サーマルヘッド、印画物の状態を目視観察した。

評価基準は以下の通りである。
［基材フィルムの状態］
◎：ちぎれ、裂けなし
○：ちぎれ、裂けが２％未満（以後の印画に影響なし）
×：ちぎれ、裂けが２％以上（以後の印画に影響あり）
［サーマルヘッドの耐久性］
◎：磨耗なし
○：０．５μｍ未満の磨耗量
×：０．５μｍ以上の磨耗量
［自己クリーニング性］
◎：汚れなし
○：僅かに汚れあり（以後の印画に影響なし）
×：付着物あり（以後の印画に影響あり）
［印画物の状態］
◎：欠陥なく、良好
×：ムラ、スジ抜けあり
（評価結果）
実施例１乃至実施例９の本発明の感熱転写記録媒体は、感熱転写記録時のリボン強度、サーマルヘッドの耐久性、自己クリーニング性が良好であり、感熱転写層の転移も見られなかった。一方、実施例１０の感熱転写記録媒体は、水酸基価が小さく架橋が不十分である為に基材フィルムのちぎれや裂けが発生し、それに伴い印画物にムラやスジ抜けが確認された。実施例１１の感熱転写記録媒体は、硬化剤量が少なく、架橋が不十分である為に基材フィルムのちぎれや裂けが発生し、それに伴い印画物にムラやスジ抜けが確認された。また、実施例１２の感熱転写記録媒体は、耐熱滑性層が感熱転写層に転移しやすくなる為に、基材フィルムのちぎれや裂けが発生し、それに伴い印画物にムラやスジ抜けが確認された。さらに、実施例１３の感熱転写記録媒体は、酸化マグネシウムを添加していない為にサーマルヘッドの自己クリーニング性が付与されず、それに伴いサーマルヘッドの耐久性が劣化し、印画物にムラやスジ抜けが確認された。そして、実施例１４の感熱転写記録媒体は、比重の小さい無機粒子を使用している為に無機粒子が耐熱滑性層から脱落した結果、サーマルヘッドの耐久性が劣化し、印画物にムラやスジ抜けが確認された。

本発明に係る感熱転写記録媒体の概略の断面構成を示す説明図である。

符号の説明

１・・・感熱転写記録媒体
２・・・基材
３・・・感熱転写層
４・・・耐熱滑性層

Claims (6)

1. 基材の一方の面には少なくとも感熱転写層が、基材のもう一方の面には少なくとも耐熱滑性層がそれぞれ設けられていて、耐熱滑性層は、水酸基価１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の熱可塑性樹脂と多価イソシアネートの反応物で、且つ多価イソシアネートの添加量がＮＣＯ／ＯＨの比で０．８以上のバインダーと、ステアリン酸塩およびリン酸エステル系界面活性剤と、比重３．０×１０³ｋｇ／ｍ³以上で、且つ平均粒子径３．０μｍ以下の無機粒子とを含有するものであることを特徴とする感熱転写記録媒体。
2. 前記耐熱滑性層中の熱可塑性樹脂のガラス転移点が４０℃以上であることを特徴とする請求項１に記載の感熱転写記録媒体。
3. 前記耐熱滑性層中の無機粒子の含有量が固形分に対して０．５乃至２．０質量％であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の感熱転写記録媒体。
4. 前記耐熱滑性層中の無機粒子が酸化マグネシウムであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の感熱転写記録媒体。
5. 前記感熱転写層が、少なくとも熱昇華性染料とバインダーとからなる感熱昇華転写層であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の感熱転写記録媒体。
6. 前記感熱転写層が、少なくとも染料または／及び顔料とバインダーとからなる感熱溶融転写層であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の感熱転写記録媒体。

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