JP2012051285A - 熱転写シート - Google Patents

Abstract

【課題】ポリエチレンテレフタレートフィルムなどの基材フィルムの一方の面に熱転写色材層を設け、他方の面に耐熱層を設けた熱転写シートにおいて、基材フィルムと耐熱層の間にプライマー層を設けることなく、印画シワなどを防止した耐熱性を有する熱転写シートを提供することを課題とする。
【解決手段】耐熱層に無機フィラーを含有させ、この無機フィラーを板状フィラーとし、また、この板状フィラー面方向の平均粒子径は０．５μｍ〜１．５μｍにした。
【選択図】なし

Description

本発明は、熱によって転写可能な熱転写色材層を有する熱転写シートに関する。

基材フィルムの一方の面に熱転写色材層を設け、他方の面をサーマルヘッドで加熱して、熱転写色材層を選択的に非転写体上に転写し、文字、模様、図柄などの画像を形成する転写方式が広く利用されている。
近年は高品質画像の形成を目的として、プリンターのさらなる高分解能化のためにサーマルヘッド部の高温化、高速化が必要とされている。基材フィルムとしてポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた場合、加熱したサーマルヘッドによって、基材の一部が融解してサーマルヘッドに融着することがある。この場合、画像品質を著しく低下させるとともに、基材フィルムがサーマルヘッドに焼きついてその後の熱転写シートの搬送を不可能にする。

このサーマルヘッド部の高温化に対応するため、熱転写色材層を設けた面とは他方の面に耐熱性フィラーと樹脂からなる耐熱層を設け、前記基材フィルムのサーマルヘッドへの融着の問題を防止する技術が数多く提案されている。
一方、様々な熱転写シートのうち昇華転写用染料を色材層に用いた昇華型熱転写シートでは、より高濃度で鮮明な画像が要求され、そのための試みが行なわれている。例えば、昇華型熱転写シートの薄膜化により印画における転写感度を向上させることが試みられている。しかし、例えば耐熱層の厚みを薄くした場合、熱転写シートを、耐熱層面からサーマルヘッドで加熱して、熱転写色材層を選択的に非転写体上に転写して文字、模様、図柄などの画像を形成する際に、熱や圧力によって熱転写シートにシワが生じてしまい、そのシワによる画像ムラが発生してしまう（この画像ムラを以下印画シワとする）。また、転写が終わった部分の熱転写シートを巻き取ってプリンター内に格納する際、この巻取りが上手くいかず、場合によってはその後の熱転写シートの搬送が行なえなくなる。

この印画シワを防止するために、例えば、耐熱層の耐熱性フィラー量を増やすことによって耐熱層の耐熱性を向上させることは容易に考えられるが、耐熱性フィラーの量を増やした場合、この耐熱層は連続印画の際、サーマルヘッドによって削られ、サーマルヘッド付近にカスが発生してこのカスがサーマルヘッドに付着または融着することによって、熱転写シートへの熱が伝わりにくくなったり、熱転写シートの搬送を阻害することによって印画品質を低下させることがわかっている。また、耐熱性フィラーの量を増やした場合、サーマルヘッドの磨耗を促進し、その寿命を短くしてしまう問題が考えられる。

上記の問題に対して、例えば、特許文献１では、基材フィルムと耐熱層の間に帯電防止のスルホン化ポリアニリンと、プライマー成分として特定の粘弾性を有する樹脂を有するプライマー層を設けることが提案されている。また、例えば特許文献２では、基材フィルムと耐熱層の間に特定のＴｇと重量平均分子量を有するアクリルモノマーを主体としたあるいはメタクリルモノマーを主体とした共重合体を含有するプライマー層を設けることが提案されている。しかしながら、これらの方法ではプライマー層を塗工する工程が必要となる。

特開２００１−１６５３号公報 特開２０１０−１２５７２４号公報

本発明は、以上の事情を鑑みてなされたものであり、本発明は、ポリエチレンテレフタレートフィルムなどの基材フィルムの一方の面に熱転写色材層を設け、他方の面に耐熱層を設けた熱転写シートにおいて、基材フィルムと耐熱層の間にプライマー層を設けることなく、印画シワなどを防止した耐熱性を有する熱転写シートを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明は、ポリエチレンテレフタレートフィルムなどの基材フィルムの一方の面に熱転写色材層を設け、他方の面に耐熱層を設けた熱転写シートにおいて、前記耐熱層が無機フィラーを含有し、前記無機フィラーが板状フィラーであることを特徴とする。また、この板状フィラーの面方向の平均粒子径が０．５μｍ〜１．５μｍであることを特徴とする。

本発明により、ポリエチレンテレフタレートフィルムなどの基材フィルムの一方の面に熱転写色材層を設け、他方の面に耐熱層を設けた熱転写シートにおいて、基材フィルムと耐熱層の間にプライマー層を設けることなく、印画シワなどを防止した耐熱性を有する熱転写シートを提供することが可能となる。
また、板状フィラーの面方向の平均粒子径が０．５μｍ以上であることにより、板状フィラーの厚みが薄くなりすぎず、印画シワなどを防止する効果が高まる。平均粒子径が１．５μｍ以下であることにより、板状フィラーの厚みが厚くなりすぎず、耐熱層の膜の均一性が保たれ、印画品質が向上する。

以下に本発明の熱転写シートについて詳しく説明する。本発明の熱転写シートは、ポリエチレンテレフタレートフィルムなどの基材フィルムの一方の面に熱転写色材層を設け、他方の面に耐熱層を設けた熱転写シートである。

本発明の熱転写シートに用いる基材フィルムとしては、従来公知の熱転写シートの基材フィルムとして使用されているものと同等なものを使用することができ、機械的強度、耐熱性などを有することが好ましい。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリスルホン、脂肪族ポリアミド、芳香族ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド等の合成樹脂フィルム、及び、コンデンサー紙、パラフィン紙等の紙類が挙げられる。特に、物性や加工性で適しているポリエチレンテレフタレートフィルムが好ましい。
これらの基材フィルムは単独で使用することも、または組み合わされた複合体として使用することも可能である。

基材フィルムの厚さは、操作性、加工性を考慮し、２〜５０μｍの範囲のものが使用できるが、転写適性や加工性等のハンドリング性を考慮すると、２〜１０μｍ程度のものが好ましい。基材フィルムは、基材フィルムと隣接する層との間の密着性を向上させるために、基材フィルムの一方または両方の面に易接着層を設けてもよい。易接着層に用いられる材料としては、基材フィルムと隣接する層の両方と親和性があるものが適当であり、具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸等の不飽和カルボン酸樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられる。易接着層の厚みはサーマルヘッドからの熱転写色材層への熱の移動を妨げない程度の厚みがよく、０．０１〜１μｍ、より好ましくは０．０５〜０．５μｍである。易接着層は支持体上に公知の塗布方法で塗液を塗布することで形成することができる。また、基材フィルムを成膜する過程で同時に形成してもよい。また、易接着層を設けないで、基材フィルムの一方または両方の面に表面処理を施して密着性を向上させてもよい。上記表面処理としては薬品処理などの化学的処理や、コロナ処理やプラズマ処理、オゾン処理などの物理的処理などの公知の樹脂表面改質技術を適用することができる。これらの表面処理は１種類のみ行ってもよいし、２種類以上おこなってもよい。

次に、熱転写色材層について説明する。以下色材として昇華性染料を用いた、昇華型熱転写シートの場合を説明するが、本発明は昇華型熱転写シートのみに限定されるものではない。昇華型熱転写性色材層は昇華性染料と樹脂成分を含み、さらに、滑剤成分やフィラーなどを用いてもよい。

昇華型熱転写性色材層に用いられる染料としては、特に限定されず、従来公知のものを使用することができる。上記染料としては、例えば、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が挙げられる。
具体的には、イエロー成分では、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１４、１６、２９、３０、３３、５６、９３、１６３等、Ｃ．Ｉ．ディスパースイエロー７、３３、６０、１４１、２０１、２３１等、マゼンタ成分としては、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１８、１９、２７、１４３、１８２、Ｃ．Ｉ．ディスパースレッド６０、７３、１３５、１６７、Ｃ．Ｉ．ディスパースバイオレット１３、２６、３１、５６等、シアン成分としては、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー１１、３６、６３、１０５、Ｃ．Ｉ．ディスパースブルー２４、７２、１５４、３５４等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
また、これらの染料を単体で使用しても、複数組み合わせて使用してもよい。

昇華型熱転写性色材層に用いるバインダーとしては、従来公知のものが使用でき、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール等のビニル系樹脂、エチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、酢酸セルロース、酢酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース等のセルロース系樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、スチレン−アクリロニトリル共重合体樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアクリルアミド樹脂等の耐熱性、染料移行性等に優れた樹脂が使用できる。

熱転写性色材層の樹脂成分のガラス転移点（Ｔｇ）は、好ましくは６０℃以上、より好ましくは１１０℃以上であることがよい。ガラス転移点が低い場合、印画不良を起こす可能性が高くなる。

昇華型熱転写性色材層はフィラーを含有してもよい。フィラーを含有させることで色材層の表面に凹凸が形成され受容層との接触面積が小さくなるので、保存時の貼り付きを防止し、印画時の離型性を向上させることができる。
フィラーは有機系フィラー又は無機系フィラーどちらでもよいが、サーマルヘッドからの熱により収縮しないものが好ましい。具体的には、シリカ、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、タルク、カオリン、クレー、シリコーン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリウレタン樹脂などを挙げることができる。また、該フィラーは１種類でも２種以上を混ぜ合わせて使用してもよい。

昇華型熱転写性色材層は滑剤を含有してもよい。滑剤を含有させることで、印画時の染料層と受容層との間の貼り付きが防止できる。滑剤としては、例えば、シリコーン系、フッ素系、リン酸エステル系、といった各種オイルや界面活性剤が挙げられるが、特に、シリコーン系又はフッ素系のオイルや界面活性剤が好ましい。
具体的には、シリコーン系として、ジメチルシリコーン、メチルフェニルシリコーン等のストレートシリコーンオイル、アミノ変性、エポキシ変性、カルビノール変性、メルカプト変性、カルボキシル変性、メタクリル変性、ポリエーテル変性、フェノール変性、片末端反応性・異種官能基変性等の反応性変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性、アラルキル変性、フロロアルキル変性、長鎖アルキル変性、高級脂肪酸エステル変性、フェニル変性等の非反応性変性シリコーンオイル等が挙げられる。

本発明の昇華型熱転写シートは所望の画像がモノカラーである場合には、色材として適宜選択した１色のみを色材層形成してもよいし、所望の画像がフルカラー画像である場合には色材として、シアン、マゼンタ、イエローをそれぞれを選択して、必要があればブラックや光沢層、装飾層、保護層を選択して、転写色材層である熱転写性色材層をそれぞれ形成することができ、シアン、マゼンダ、イエロー、ブラックなどの各層は所望の画像を得るためには、それぞれ異なる厚みの層をそれぞれ形成してもよい。本発明の熱転写シートは巻き取り状態で保管するため、シアン、マゼンダ、イエロー、ブラック各層の厚みが異なる場合には層の最も厚みの厚い熱転写性色材層で保存時にワックス成分の移行がもっとも起こりやすいため最も厚みの厚い熱転写性色材層のみに上記フィラー成分を含有させることができる。

本発明の熱転写シートに用いる耐熱層はサーマルヘッドの熱による基材フィルムの熱収縮やサーマルヘッドとの摩擦による基材フィルムの破断や印画シワなどを防止するために、基材フィルムの熱転写性色材層を設けた面の反対側の表面に設けられる。

耐熱層は樹脂成分を含み、樹脂成分としては、セルロース系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ビニル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アセタール系樹脂等を用いることができる。
耐熱層中の樹脂成分の含有量は、例えば９０〜９９質量％であるのが好ましい。

耐熱層の厚みは０．１〜２．５μｍの範囲内であることが好ましい。耐熱層の厚みが０．１μｍより小さい場合、サーマルヘッドからの耐熱性が劣り、印画時に基材フィルムの熱収縮がきわめて生じやすくなる。一方、２．５μｍより大きい場合、サーマルヘッドからの熱が色材層に十分伝わらず、所望の濃度の印画物を得ることができない。さらには、耐熱樹脂層の厚みは０．５〜１．５μｍの範囲内であることがより好ましい。

また、樹脂成分のＴｇは４０℃以上が好ましい。Ｔｇが４０℃以上の場合、印画時のリボン強度がさらに強くなり、耳切れつまり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や、ちぎれ、裂けつまり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。

また、耐熱層にあってはすべり性を向上させる目的で界面活性剤などの滑剤を含有してもよい。例えば、滑剤を含有させることで、耐熱層とサーマルヘッドとの間の動摩擦係数を小さくすることができるので、サーマルヘッドからの力による基材フィルムの変形を防止できる。

耐熱層にあっては耐熱性を向上させる目的で架橋剤を併用してもよい。架橋剤を含有させることで耐熱層の耐熱性が向上し、サーマルヘッドとの摩擦による基材の変形を防止できる。架橋剤としてはポリイソシアネートが挙げられ、アクリル系、ウレタン系、ポリエステル系のポリオール樹脂やセルロース系樹脂、アセタール樹脂等の組合せで用いられる。このとき、使用されるポリイソシアネートの添加量はＮＣＯ／ＯＨの比で０．８以上であることが好ましく、特に０．８〜１．３の範囲内であることが好ましい。ポリ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、ポリイソシアネートの含有量が１．３を超える場合、耐熱層に残った未反応のＮＣＯ基と空気中の水分、あるいは未反応のＮＣＯ基同士が反応し、造膜性の低い樹脂が形成されてしまうという問題が生じる。

また、耐熱層には板状の無機フィラーを含有する。板状フィラーとは、粒状、針状、羽毛状、不定形などのフィラーではなく、平板状の形状を有するフィラーであり、鱗片状フィラーも板状フィラーとする。また、この板状フィラーの面方向の平均粒子径が０．５μｍ〜５μｍであることが好ましく、この板状フィラーの面方向の平均粒子径は０．５μｍ〜１．５μｍであることがさらに好ましい。板状フィラーが大きすぎると、板状フィラーの厚みが厚くなり、耐熱層の膜の均一性が悪くなり印画品質を低下させる、また基材フィルムとの密着性が悪くなる。フィラー成分は具体的には、シリカ、タルク、ベーマイト、セリサイト、マイカ等の無機フィラーを使用することができる。
耐熱層中の板状フィラーの含有量は、例えば０．１〜１０質量％であるのが好ましく、０．５〜３質量％であるのがさらに好ましい。

以下に、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明は、これに限定されるものではない。

＜実施例１＞
基材フィルムとして厚さ５μｍ （商品名：テトロンフィルム メーカー：帝人デュポンフィルム（株）製）のポリエチレンテレフタレートフィルム上に、耐熱層作製用インキ組成物、詳しくはアクリルポリオール（商品名：アクリット６ＢＴ−３０７ 大成ファインケミカル（株）製）、トルエン、メチルエチルケトン、イソシアネート（商品名：タケネートＰ２０ 三井化学ポリウレタン（株）製）、無機フィラー、詳しくは面方向の平均粒子径が１μｍのベーマイト(商品名：セラシュールＢＭＭ 河合石灰工業（株）製)を用いて耐熱層を形成した。なお、基材フィルムへのコートはバーコーターを用いて基材上に厚み１．０μｍとなるように塗布した後オーブンにて加熱乾燥させた。なおベーマイトは、形成された耐熱層中、０．５質量％であった。
次に昇華型熱転写色材層は、昇華型熱転写色材層作製用インキ組成物、詳しくは顔料、ポリビニルブチラールＡ（商品名：エスレックＫＳ−１ 積水化学工業（株）製）、ジイソシアネート、トルエン、メチルエチルケトンを用いて、耐熱層とは反対の面にイエロー、マゼンダ、シアンの順に形成した。イエロー顔料としてはソルベントイエロー１６３を用い、マゼンダ顔料としてはディスパースレッド６０とディスパースバイオレット２６を用い、シアン顔料としてはソルベントブルー６３を用いた。塗布は枚葉式のグラビア試験機で印刷をおこないイエロー、マゼンダ、シアンは塗布量が１．０ｇ／ｍ^２となるように塗布した後オーブンにて加熱乾燥させた。

＜実施例２＞
実施例１において、耐熱層の無機フィラーを、面方向の平均粒子径が平均粒子径４μｍのベーマイト(商品名：セラシュールＢＭＴ 河合石灰工業（株）製)に変更して耐熱層を形成した以外は実施例１と同様に熱転写シートを作成した。

＜比較例１＞
実施例１において、耐熱層の無機フィラーを用いずに耐熱層を形成した以外は実施例１と同様に熱転写シートを作成した。

＜比較例２＞
実施例１において、基材フィルム上に耐熱層を厚み１．５μｍとして作成したこと、また、耐熱層の無機フィラーを用いずに耐熱層を形成した以外は実施例１と同様に熱転写シートを作成した。

＜評価＞
印画機を用いて、各例で作成した熱転写シートのベタ画像の印画を行い、印画物の外観を観察した。印画物に目視ではっきり目立った印画シワがある場合は×、ほとんどシワが無い場合は△、シワのない場合は○とした。

上記結果を表１に示す。

[表１]

実施例および比較例の結果から、本発明の熱転写シートは、印画シワを抑制し、良好な画像を提供できることが分かる。

Claims (2)

1. 基材フィルムの一方の面に熱転写色材層を設け、他方の面に耐熱層を設けた熱転写シートにおいて、前記耐熱層が無機フィラーを含有し、前記無機フィラーが板状フィラーであることを特徴とする熱転写シート。
2. 前記板状フィラーの面方向の平均粒子径が、０．５μｍ〜１．５μｍであることを特徴とする請求項１記載の熱転写シート。