JP2019098647A - 昇華転写用受像シート - Google Patents

Abstract

【課題】滑らかな階調性を有すると共に、細かい文字などを文字潰れせずに出力することが可能な高精細性を有する昇華転写用受像シートを提供する。【解決手段】昇華転写用受像シート１は、基材２と、基材２の一方または両方の面に、基材２に近い側から、断熱層３と染料受容層４と、を少なくとも備え、染料受容層面の面方向熱拡散率の値が０．３×１０−６ｍ２ｓ−１〜１．５×１０−６ｍ２ｓ−１の範囲内である。【選択図】図１

Description

本発明は、昇華転写用受像シートに関する。

従来、画像形成方法として、感熱転写媒体あるいはサーマルリボンとも呼ばれるインクリボンを用いた熱転写方式が多方面で活用されてきた。このインクリボンは、例えば、基材と、その基材の一方の面に設けられたインクを含む熱転写層と、その基材の他方の面に設けられた耐熱滑性層（バックコート層）と、を備える。熱転写方式プリンタでは、インクリボンの熱転写層にサーマルヘッドで発生する熱を加えることにより、熱転写層に含まれるインクを昇華（昇華転写方式）あるいは溶融（溶融転写方式）させて、そのインクを熱転写受像シートに転写し、その熱転写受像シートにインクからなる膜を形成する。このインクからなる膜によって、熱転写受像シートに文字や画像が形成される。

熱転写方式プリンタの中でも昇華転写方式プリンタは、プリンタの高機能化により各種画像を簡便にフルカラーで形成することができるため、デジタルカメラのセルフプリント、身分証明書等のカード類の印刷、アミューズメント用出力物の印刷等に広く利用されている。このような熱転写方式プリンタの多様化に伴って、プリンタの小型化、高速化および低コスト化や、得られる印画物の耐久性なども求められている。

そのような状況の中、昇華転写方式プリンタの用途の多様化と普及拡大に伴って、文字やロゴの精細さという新たな課題が浮上している。昇華転写方式では染料を拡散させることにより滑らかな階調が得られるという特性があるが、裏を返せば、細かい文字などはその染料拡散の効果により潰れてしまうという課題となっている。

染料受容層の樹脂物性を制御することによって高精細な印画物を得る手段もあるが、階調カーブとの兼ね合いや、選択できる樹脂種の幅が狭くなるなどの問題がある。

国際公開第２００８/１２９７１５号

特許文献１のように断熱層の熱伝導率を規定するものはいくつか散見されるが、断熱層の熱伝導率では最大濃度付近の階調に影響を与えるが、低階調濃度や印画の精細さには影響が少ない。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、高精細で細かい文字等を印刷しても潰れない昇華転写用受像シートを提供することを目的とする。

本発明者らは、昇華転写用受像シートにおける面方向の熱拡散率をコントロールすることにより、上記課題を達成することを見出し、本発明を完成するに至った。

上記課題を解決するため、本発明の第１の発明は、基材と、該基材の一方または両方の面上に基材に近い側から断熱層と染料受容層を少なくとも備え、前記染料受容層面の面方向熱拡散率の値が０．３×１０^−６ｍ^２ｓ^−１〜１．５×１０^−６ｍ^２ｓ^−１であること
を特徴とする昇華転写用受像シートである。

第２の発明は、前記染料受容層に離型剤を含むことを特徴とする請求項１に記載の昇華転写用受像シートである。

第３の発明は、前記離型剤がシリコーン系であることを特徴とする請求項２に記載の昇華転写用受像シートである。

本発明によれば、昇華プリント特有の滑らかな階調を維持しつつ、細かい文字も印画可能な高精細性を得ることが可能となる。

本発明の実施形態に係る昇華転写用受像シートを模式的に示す断面図である。

本発明の昇華転写用受像シートの実施の形態について説明する。

なお、本実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
図１は、本発明の実施形態に係る昇華転写用受像シートを模式的に示す断面図である。

本実施形態に係る昇華転写用受像シート１は、基材２と、基材２の一方の面上に順に積層された断熱層３および染料受容層４と、を備える。

基材２としては、特に限定されず、従来公知のものが用いられる。基材２としては、例えば、合成樹脂からなるフィルム、上質紙、中質紙、コート紙、アート紙、樹脂ラミネート紙等が挙げられる。合成樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリプロピレンやポリエチレン等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリスチレン、ポリアミド等が挙げられる。基材２としては、これらのフィルムや紙の１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて複合体として用いてもよい。

基材２の厚さは、２５μｍ以上２５０μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以上２００μｍ以下であることがより好ましい。

基材２の厚さが上記の範囲内であれば、印刷物を形成した場合に、その印刷物に要求される弾力性、強度および耐熱性が十分に得られる。

断熱層３は、多孔質層を含む断熱層であれば従来公知のものが使用でき、例えば発泡フィルムやボイドを含むフィルム、中空粒子を含むコーティング層などを任意に選定して用いることができる。

発泡フィルムであれば、片面または両面にスキン層を設けた複合フィルムを用いた断熱層を例示することができる。発泡ポリオレフィンフィルムの片面または両面にスキン層を設けた複合フィルムを用いることが好ましい。

中空粒子としては、非発泡系、発泡系特に限定されず、従来公知のものが用いられる。中空粒子としては、例えば、粒子内部に多数の微細な空洞を有するアクリル系多孔粒子、中空構造を持つシリカ粒子（中空シリカ）、炭化水素を内包した発泡性のアクリル系粒子
等が挙げられる。

非発泡系中空粒子を用いる場合には、非発泡系中空粒子の平均粒子径は、０．３μｍ以上５．０μｍ以下であることが好ましく、０．５μｍ以上２．０μｍ以下であることがより好ましい。中空粒子の平均粒子径は、粒度分布測定装置を用い、レーザ回折法により測定することができる。

なお、図１には、断熱層３が１層から構成される場合を例示したが、本実施形態の昇華転写用受像シート１はこれに限定されない。本実施形態の昇華転写用受像シート１では、断熱層３が、発泡フィルムと中空粒子や、発泡フィルムの種類、中空粒子の種類、中空粒子と樹脂の質量比などが互いに異なる等の２層以上から構成されていてもよい。

染料受容層４は、熱転写による画像形成時に熱転写インクシートから転写される昇華性染料を受容するとともに、受容した昇華性染料を受容層に保持することで、受容層の面に画像を形成かつ維持することができる。受容層は、バインダ樹脂に加え、離型剤、フィラーなどをさらに含んでもよい。

バインダ樹脂としては、アクリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体（塩酢ビ系樹脂）、ポリ塩化ビニリデン等のハロゲン化ポリマー、ポリ酢酸ビニル・アクリル共重合体、ポリアクリル酸エステル等のビニルポリマー、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、エチレンやプロピレン等のオレフィンと他のビニルモノマーとの共重合体系樹脂、アイオノマー、セルロースジアセテート等のセルロース系樹脂、ポリカーボネート等、およびこれら樹脂の混合系が挙げられるがこれらに限定されるものではない。好ましくは塩化ビニル系樹脂であり、その塩ビ系樹脂の中でも、塩化ビニル／酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル／アクリル共重合体から選択される少なくとも１種類の塩化ビニル系樹脂であることがさらに好ましい。

染料受容層４は硬化剤を含むこともできる。硬化剤の例として、イソシアネート化合物などを例示することができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。

イソシアネート化合物を用いる場合には、従来公知のものが使用でき、具体的には、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＭＤＩ）、メタジイソシアネート（ＭＤＩ）、リジンジイソシアネート（ＬＤＩ）、イロホロジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、メチルヘキサンジイソシアネート（ＨＴＤＩ）、メチルシクロヘキサノンジイソシアネート（ＨＸＤＩ）、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート（ＴＭＤＩ）などを例示することができる。

イソシアネート化合物の含有量は樹脂の酸価に対し、０．３〜１．５倍当量以下であることが好ましい。０．３当量未満とした場合、十分な添加効果を得ることができない恐れが生じる。また、１．５倍当量より大きい場合、離型性は向上するものの、印画濃度の低下や、印画して得られた画像を保護するためのオーバーコート層を転写しようとする際、転写不良生じる可能性が高くなる。

離型剤としてはシリコーンオイルやフッ素系添加剤、有機ワックスなどが上げられ、特にシリコーンオイルが使いやすく好ましい。

シリコーンオイルはアミノ変性シリコーン、アルコール変性シリコーン、ビニル変性シリコーン、ウレタン変性シリコーン、エポキシ変性シリコーン、ポリエステル変性シリコーン、ポリエーテル変性シリコーン、アクリル変性シリコーン、アラルキル変性シリコーン、およびアミド変性シリコーン等のシリコーンオイルが挙げられるが、これに限定されるものではない。本発明においては、これらを混合、或いは各種の反応を用いて重合させて用いることもできる。

フィラーとしてはシリカ微粒子（コロイダルシリカ、フュームドシリカ等製法は問わない）アルミナ微粒子、ポリエチレンビーズ、ポリプロピレンビーズなどが上げられるが、これに限定されるものではなく、粒径としては２次粒子として２μｍ以下、１次粒子としては５００ｎｍ以下が好ましい。

フィラーの粒径は、前述の中空粒子の場合と同様の手法によって、測定することが可能である。

ここで、上述のような材料からなる染料受容層４は、面方向の熱拡散率の値が０．３×１０^−６ｍ^２ｓ^−１〜１．５×１０^−６ｍ^２ｓ^−１であることが重要である。

面方向の熱拡散率を、上述の範囲に設定することにより、高精細で細かい文字等を印刷した場合であっても、染料の拡散による文字の潰れがない昇華転写用受像シートとすることができる。

即ち、面方向の熱拡散率の値が、０．３×１０^−６ｍ^２ｓ^−１よりも小さい場合には、特に印画濃度の低い画像部などで、印字ドットが小さくなりすぎたりすることにより、十分な印字濃度が得難くなるため、低濃度部の階調表現が不十分となり、１．５×１０^−６ｍ^２ｓ^−１よりも大きい場合には、染料の拡散面積が広がるため、細かい文字などの潰れが発生し易くなってしまう。

熱拡散率とは、熱物性の１つであって、温度拡散率とも呼ばれるもので、材料の熱の伝わる早さの指標となるものである。

熱拡散率の測定法としては、レーザ光またはライト光をパルス的に照射して、試料上面に生じた温度変化を赤外線検出器などによって検出するフラッシュ法や、レーザ光により交流過熱を行い、熱電対などにより、温度変化を捉える光交流法などを例示することができるが、いずれの手法が取られても良い。

具体的には、サーモウエーブアナライザ（株式会社ベテル製）などを好適に用いることができる。

上述のような染料受容層４の厚さは、０．１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましく、０．５μｍ以上８μｍ以下であることがより好ましい。

染料受容層４の厚さが０．１μｍ以上であれば、染料受容層４に十分な機械的強度が得られるため、画質不良が生じ難くなる。一方、染料受容層４の厚さが１０μｍ以下であれば、面方向の熱拡散率が高くなりすぎることを防ぐことが可能となる。

また、本実施形態の昇華転写用受像シート１は、基材２と断熱層３の接着性を改善するために、基材２と断熱層３の間に接着層を設けてもよい。

接着層を形成する材料としては、特に限定されず、従来公知のものが用いられる。接着層を形成する材料としては、例えば、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、酢酸ビニルなどのビニル系樹脂等が挙げられる。これらの中でも、ウレタン系樹脂、アクリ
ル系樹脂が好ましい。

また、本実施形態において染料受容層４を片面のみに設置した昇華転写用受像シート１には、基材２における染料受容層４が設けられている面（一方の面２ａ）とは反対の面（他方の面２ｂ）側に、裏面層が設けられていてもよい。

この裏面層は、プリンタ搬送性の向上や、染料受容層４とのブロッキング防止、印画前後の昇華転写用受像シート１のカール防止などを目的として設けられる。

裏面層を形成する材料としては、特に限定されず、従来公知のものが用いられる。裏面層を形成する材料としては、例えば、ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド等のバインダ樹脂等が挙げられる。

また、裏面層を形成する材料には、必要に応じて、フィラーや帯電防止剤等の公知の添加剤を添加してもよい。

また、本実施形態の昇華転写用受像シート１には、断熱層３と染料受容層４の間に、本実施形態の昇華転写用受像シート１の性能を損なわない範囲で下引き層が設けられていてもよい。

下引き層の厚さは、０．１μｍ以上６μｍ以下であることが好ましく、０．２μｍ以上５μｍ以下であることがより好ましい。

下引き層の厚さが０．１μｍ以上であれば、下引き層の膜厚調整が容易であるばかりではなく、印画濃度にバラツキが生じ難い。また、下引き層と、断熱層３および染料受容層４との密着性が十分となる。一方、下引き層の厚さが６μｍ以下であれば、高速印画時においても断熱層３の効果が損なわれず、印画濃度が低下することがない。また、コスト面の観点からも、下引き層の厚さは６μｍ以下であることが好ましい。

下引き層に用いられる樹脂としては従来公知のもので対応でき、例えば、ゼラチンやポリビニルアルコール、アクリル、ポリエステル、スチレンブタジエンラテックス、ポリビニルピロリドンなどが挙げられる。

本実施形態の昇華転写用受像シート１によれば、染料受容層面の面方向熱拡散率を制御することにより、昇華転写方式特有の滑らかな階調を維持しつつ、細かい文字も印画可能な高精細性を得ることが可能となる。

上述のようにして得られる昇華転写用受像シートと組み合わせられるインクリボンは、昇華転写方式のプリンタに用いられるインクリボンであればいずれでも良く、特に限定されるものではない。

以下、実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

なお、文中で「部」とあるのは、特に断りのない限り質量基準である。

〔実施例１］
基材として厚さ１４０μｍの上質紙を用い、その一方の面に、溶融押し出し法により、厚さ３０μｍの第１のポリエチレン樹脂層を形成した。さらに、その上質紙の他方の面に、溶融押し出し法により、厚さ４０μｍの第２のポリエチレン樹脂層を形成した。

次に、第２のポリエチレン樹脂層の上に、発泡ＰＰ（厚み４０μｍ）をドライラミにより貼り合わせ、断熱層３を形成した。

その後、断熱層３の上に、下記の組成の染料受容層塗布液を、乾燥後の厚さが３μｍとなるように塗布して塗膜を形成し、その塗膜を乾燥することにより、染料受容層４を形成し、実施例１の昇華転写用受像シートを得た。

「染料受容層塗布液」
塩化ビニル・酢酸ビニル系変性樹脂（商品名：ソルバインＣ、日信化学工業株式会社製）
：１５．０質量部
シリコーンオイル系離型剤（商品名：ＫＦ８６８、信越化学工業株式会社製）
：０．１５質量部
トルエン ：４２．５質量部
メチルエチルケトン ：４２．５質量部

［実施例２］
染料受容層を、乾燥後の厚さが１０μｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２の昇華転写用受像シートを得た。

［実施例３］
染料受容層を、乾燥後の厚さが０．５μｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例３の昇華転写用受像シートを得た。

［比較例１］
断熱層表面にアルミ蒸着を行った以外は、実施例１と同様にして、比較例１の昇華転写用受像シートを得た。

［インクリボンの作製］
インクリボン基材として、厚さ４．５μｍの片面易接着処理付きポリエチレンテレフタレートフィルムを用い、その非易接着処理面に下記の組成の耐熱滑性層塗布液を、乾燥後の塗布量が１．０ｇ／ｍ^２となるように塗布、乾燥し、耐熱滑性層付き基材を得た。

次に、耐熱滑性層付き基材の易接着処理面に、下記の組成の熱転写層塗布液を、乾燥後の塗布量が１．０ｇ／ｍ^２となるように塗布、乾燥して熱転写層を形成し、インクリボンを得た。

「耐熱滑性層塗布液」
シリコーン系アクリルグラフトポリマー（商品名：ＵＳ−３５０、東亜合成株式会社製）
：５０．０質量部
メチルエチルケトン ：５０．０質量部

「熱転写層塗布液」
Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー３６ ： ２．５質量部
Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー６３ ： ２．５質量部
ポリビニルアセタール樹脂 ： ５．０質量部
トルエン ：４５．０質量部
メチルエチルケトン ：４５．０質量部

〔昇華転写用受像シートの評価〕
（１）熱拡散率測定
上記のインクリボンを用い、２５℃、湿度５０％の環境下にて、実施例１〜３および比較例１の昇華転写用受像シートのそれぞれについて、面方向の熱拡散率測定を実施した（測定装置：サーモアナライザーＴＡ３５（株式会社ベテル製））。結果を表１に示す。

（２）精細性評価
上記のインクリボンを用い、２５℃、湿度５０％の環境下にて、印画速度が１．５ｍｓｅｃ／ｌｉｎｅ、解像度が３００×３００ＤＰＩの評価用サーマルプリンタにより、実施例１〜３および比較例１の昇華転写用受像シートのそれぞれに、テストチャート（１０ドット細線の間隔を１〜１０ドット間隔で配置）の印画を行った。

精細性の評価を、間隔を顕微鏡で確認し、無着色部が確認できた最低ドット数で実施した。結果を表１に示す

表１の結果から、実施例１〜３では無着色部として確認できた最低ドット数が４ドット間隔までに押さえていたものが、比較例１では６ドット間隔にまで広がっていた。

目視での確認においても、実施例１〜３では１ドットの間隔を視認することが出来たが、比較例１では２ドットの間隔も視認することが困難であった。

すなわち、実施例１〜３では、一定レベルの細かい文字を印字しても文字の潰れが目立つことなく、視認することが可能であるが、比較例１では、文字の潰れが発生し、細かい文字の視認が困難となる。

本発明の昇華転写用受像シートは、昇華転写方式のプリンタに適用することができ、プリンタの高速・高機能化と併せて、各種画像と文字やロゴ等を同時に出力可能なため、身分証明書等のカード類、アミューズメント用出力物、企業配布広告等に広く利用することができる。

１ ・・・ 昇華転写用受像シート
２ ・・・ 基材
２ａ・・・ 一方の面
２ｂ・・・ 他方の面
３ ・・・ 断熱層
４ ・・・ 染料受容層

Claims (3)

1. 基材と、該基材の一方または両方の面上に基材に近い側から断熱層と染料受容層を少なくとも備え、
   前記染料受容層面の面方向熱拡散率の値が０．３×１０^−６ｍ^２ｓ^−１〜１．５×１０^−６ｍ^２ｓ^−１であることを特徴とする昇華転写用受像シート。
2. 前記染料受容層に離型剤を含むことを特徴とする請求項１に記載の昇華転写用受像シート。
3. 前記離型剤がシリコーン系であることを特徴とする請求項２に記載の昇華転写用受像シート。