JP2020147012A - 熱転写シート、熱転写シート及び保護層転写シートの組合せ、並びに印画物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
熱溶融転写方式により形成される画像は、高濃度で鮮鋭性に優れているため、該方式は、文字、線画等の2値画像の記録に適している。また、熱溶融転写方式によれば、宛名、顧客情報、ナンバリング、バーコード等の可変情報を、コンピューター及び熱転写プリンターを用いて、被転写体に記録できる。
白色層の厚さが、0.8μm以上4.5μm以下であり、
白色層における白色顔料と、樹脂材料の含有量との比(白色顔料の含有量/樹脂材料の含有量)が、質量基準で、2以上8以下であり、
保護層の弾性率が、0.1GPa以上5GPa以下であることを特徴とする。
第1基材と、白色顔料及び樹脂材料を含む白色層とを備える熱転写シート、及び
第2基材と、保護層とを備える保護層転写シートの組合せであって、
白色層の厚さが、0.8μm以上5μm以下であり、
白色層における白色顔料の含有量と、白色層における樹脂材料の含有量との比(白色顔料の含有量/樹脂材料の含有量)が、質量基準で、2以上8以下であり、
保護層の弾性率が、0.1GPa以上5GPa以下であることを特徴とする。
被転写体上へ、白色層上を転写する工程と、
白色層上であって、これを少なくとも完全に覆うように、保護層を転写する工程と、を含み、
白色層形成範囲、又は白色層形成範囲及び白色層形成範囲から外側へ1ドット以上10ドット以下の範囲における保護層の転写エネルギーを、それ以外の範囲における保護層の転写エネルギーよりも高くすることを特徴とする。
また、本発明によれば、これらを用いた印画物の製造方法を提供できる。
本発明の熱転写シート10は、図1に示すように、基材11と、基材11上に、面順次に、白色層12及び保護層13とを備える。
一実施形態において、図2に示すように、保護層は、接着層14を備える。
一実施形態において、図3に示すように、保護層13は、剥離層15及び接着層14を備える。
また、一実施形態において、保護層13は、剥離層15と接着層14の間に任意の層(図示しない)を備えてもよい。
また、一実施形態において、熱転写シート10は、図1乃至3に示すように、基材11の白色層12が設けられた面とは反対の面に、背面層16をさらに備える。
基材は、熱転写時に加えられる熱エネルギー(例えば、サーマルヘッドによる熱)に耐え得る耐熱性を有し、基材上に設けられる着色層等を支持できる機械的強度や耐溶剤性を有するものであれば、特に制限なく使用できる。
上記した樹脂の中でも、耐熱性及び機械的強度という観点から、PET及びPEN等のポリエステルが好ましく、PETが特に好ましい。
なお、本発明において、「(メタ)アクリル」とは「アクリル」と「メタアクリル」の両方を包含することを意味する。また、「(メタ)アクリレート」とは「アクレート」と「メタアクレート」の両方を包含することを意味する。
白色層は、白色顔料及び樹脂材料を含み、白色層における白色顔料と、樹脂材料の含有量との比(白色顔料の含有量/樹脂材料の含有量)(以下、場合によりPV比という)が、質量基準で、2以上8以下であることを特徴とする。これにより、白色層を厚くすることなく、本発明の熱転写シートを用いて形成される画像の白色度を向上することができる。また、白色層を厚くする必要がないため、白色層上への保護層転写性を向上させることができる。
これらの中でも、白色層は、主たる樹脂材料として、(メタ)アクリル樹脂及びポリオール樹脂の少なくとも一方を含むことが好ましい。これにより、白色層形成用塗工液における白色顔料の分散安定性を向上させることができ、塗工不良等の発生を防止できる。
なお、本発明において、主たる樹脂材料とは、白色層に含まれる樹脂材料の総量100質量部に対し、70質量部以上を占める樹脂材料をいう。
白色層におけるビニル樹脂の含有量は、0.3質量%以上10質量%以下であることが好ましく、1質量%以上5質量%以下であることがより好ましい。これにより、白色層の転写性を維持しつつ、被転写体への密着性をより向上できる。
白色層におけるポリエステルの含有量は、0.03質量%以上1質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以上0.5質量%以下であることがより好ましい。これにより、白色層の転写性を維持しつつ、基材との密着性をより向上できる。
一実施形態において、本発明の熱転写シートが備える保護層は、接着層を備える。
また、一実施形態において、保護層は、剥離層及び接着層を備える。
また、保護層の弾性率は、0.1GPa以上5GPa以下であることを特徴とする。これにより、保護層転写性を向上できる。また、保護層の耐久性を向上できる。
保護層の弾性率は、保護層転写性及び耐久性という観点からは、0.5GPa以上4.5GPa以下であることが好ましく、1GPa以上4GPa以下であることがより好ましい。
なお、本発明において、保護層の弾性率は、ISO 14577−1のナノインデーション法に準拠し、対面角が90°の四角錘型圧子を用いて、押し込み荷重を変化させながら荷重時間10秒間で押し込み、押し込み深さが1μmに到達した後、5秒保持してから、60秒間かけて除荷する条件で測定されるものである。なお、弾性率の測定は、熱転写シートが備える基材上に形成した保護層に対して行い、保護層が接着層のみから構成される場合は、基材上の接着層表面から荷重を加え、保護層が剥離層及び接着層から構成される場合は、基材上の接着層及び剥離層の積層体について、接着層表面から荷重が加えられる。さらに、保護層が剥離層と接着層の間に任意の層を備える場合においても、その積層体について、接着層表面から荷重を加えて弾性率の測定を行う。
一実施形態において、本発明の熱転写シートが備える保護層は接着層を備える。接着層は、保護層の最表面に設けられる層であり、加熱することにより軟化し、密着性を発揮する熱可塑性樹脂を少なくとも1種含む。
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエステル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体等のビニル樹脂、(メタ)アクリル樹脂、(メタ)アクリル樹脂、ポリウレタン、セルロース樹脂、ポリアミド、ポリオレフィン、スチレン樹脂及びこれらの塩素化樹脂等が挙げられる。
これらの中でも、保護層転写性という観点からは、ポリエステルが好ましい。
なお、本発明において、Mnは、JIS K 7252−1(2008年発行)に準拠して、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により、ポリスチレン換算にて得られた値である。
なお、本発明において、Tgは、JIS K 7121に準拠して、示査走査熱量測定(DSC)により求める値である。
また、無機粒子としては、酸化チタン、炭酸カルシウム及びシリカ等の金属酸化物を含む粒子が挙げられる。
一実施形態において、本発明の熱転写シートが備える保護層は、基材から最も近い位置に、剥離層を備える。これにより、保護層の転写性をより向上できる。
なお、剥離層は、ワックスを2種以上含むことができる。
一実施形態において、本発明の熱転写シートは、白色層が設けられていない基材の面に、背面層を備える。これにより、熱転写時の加熱によるスティッキングやシワの発生を防止できる。
無機粒子としては、例えば、タルク及びカオリン等の粘土鉱物、炭酸カルシウム及び炭酸マグネシウム等の炭酸塩、水酸化アルミニウム及び水酸化マグネシウム等の水酸化物、硫酸カルシウム等の硫酸塩、シリカ等の酸化物、グラファイト、硝石、並びに窒化ホウ素等の無機粒子が挙げられる。また、有機粒子としては、(メタ)アクリル樹脂、テフロン(登録商標)樹脂、シリコーン樹脂、ラウロイル樹脂、フェノール樹脂、アセタール樹脂、スチレン樹脂及びポリアミド等からなる有機樹脂粒子、又はこれらを架橋材と反応させた架橋樹脂粒子等が挙げられる。
本発明の熱転写シート及び保護層転写シートの組合せは、図4に示すように、第1基材21と、白色層22とを備える熱転写シート20、及び第2基材31と、保護層32とを備える保護層転写シート30との組合せである。
一実施形態において、保護層32は、図5に示すように、剥離層33及び接着層34を備える。
また、一実施形態において、熱転写シート20は、図4及び5に示すように、第1基材21の白色層22が設けられた面とは反対の面に、背面層23をさらに備える。
また、一実施形態において、保護層転写シート30は、図4及び5に示すように、第2基材31の保護層32が設けられた面とは反対の面に、背面層35をさらに備える。
また、熱転写シートが備える白色層、保護層転写シートが備える保護層等の好ましい態様については、上記熱転写シートと同様であるためここでは記載を省略する。
本発明の印画物の製造方法は、被転写体上へ、上記熱転写シート、又は上記熱転写シート及び保護層転写シートの組合せを用いるものであり、
被転写体上40へ、白色層41上を転写する工程と、
白色層41上であって、これを少なくとも完全に覆うように、保護層42を転写する工程と、を含み、
白色層形成範囲43、又は白色層形成範囲43及び白色層形成範囲から外側へ1ドット以上10ドット以下の範囲44における保護層の転写エネルギー(以下、転写エネルギーAという)を、それ以外の範囲における保護層の転写エネルギー(以下、転写エネルギーBという)よりも高くすることを特徴とする(図6参照)。
この方法によれば、高い平滑性を有する印画物を作製できる。
本発明において、1ドットとは、サーマルヘッドが備える発熱素子の主査方向印字密度及び副走査方向印字密度に依存するものであり、例えば、発熱素子の主査方向印字密度及び副走査方向印字密度が、300(dpi)である場合、1ドットは、0.085mm×0.085mmの点である(2.54mm/300)。
また、本発明において、転写エネルギーとは、下式(1)により算出される印画エネルギーである。
印加エネルギー(mJ/dot)=W × L.S.×P .D × (1−印画階調値)・・・・(1)
式(1)中、(W)は、印加電力であり、下記式(2)により算出される。また、式(1)中、(L.S.)は、ライン周期(msec./line)を、(P.D)は、パルスDutyを表す。
印加電力(W/dot)=V2/R・・・・(2)
式(2)中、Vは、印加電圧、Rは、加熱手段の抵抗値を表す。
厚さ4.5μmのPETフィルムを準備し、PETフィルムの一方の面に、下記組成の白色層を塗布、乾燥し、厚さ3μmの白色層を形成させた。
<白色層形成用塗工液>
・酸化チタン 89質量部
(石原産業(株)製、R−780)
・(メタ)アクリル樹脂 9.9質量部
(三菱ケミカル(株)製、ダイヤナール(登録商標)BR−87、Tg105℃、Mn25000)
・塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体 0.99質量部
(日信化学工業(株)製、ソルバイン(登録商標)CNL、Mn16000、Tg76℃)
・ポリエステル 0.01質量部
(東洋紡(株)製、バイロン(登録商標)200、Tg67℃、Mn17000)
・メチルエチルケトン(MEK) 100質量部
・トルエン 100重量部
<剥離層形成用塗工液>
・(メタ)アクリル樹脂 20質量部
(綜研化学(株)製、サーモラックLP−45M−30、Tg105℃)
・MEK 80質量部
この保護層は、ISO 14577−1のナノインデーション法に準拠し、対面角が90°の四角錘型圧子を用いて、基材上の保護層について、接着層表面に対し、押し込み荷重を変化させながら荷重時間10秒間で押し込み、押し込み深さが1μmに到達した後、5秒保持してから、60秒間かけて除荷する条件で測定される弾性率が2GPaであった。
<接着層形成用塗工液>
・ポリエステルA 20質量部
(東洋紡(株)製、バイロン(登録商標)226、Tg65℃、Mn8000)
・MEK 40質量部
・トルエン 40重量部
<背面層形成用塗工液>
・ポリビニルブチラール 2.0質量部
(積水化学工業(株)製、エスレック(登録商標)BX−1)
・ポリイソシアネート 9.2質量部
(DIC(株)製、バーノック(登録商標)D750)
・リン酸エステル系界面活性剤 1.3質量部
(第一工業製薬(株)製、プライサーフ(登録商標)A208N)
・タルク 0.3質量部
(日本タルク工業(株)製、ミクロエース(登録商標)P−3)
・トルエン 43.6質量部
・MEK 43.6質量部
白色層の組成及び厚さ、接着層の組成の少なくともいずれかを表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして、熱転写シートを作製した。各実施例及び比較例において得られた熱転写シートが備える保護層の弾性率を上記同様測定し、表1にまとめた。
なお、表1中の各成分の詳細は以下の通りであり、表においてMFRの単位は省略した。
・ポリエステルB:東洋紡(株)製、バイロン(登録商標)270、Tg67℃、Mn23000
・ポリエステルC:東洋紡(株)製、バイロン(登録商標)220、Tg53℃、Mn3000
・ポリエステルD:東洋紡(株)製、バイロン(登録商標)GK810、Tg46℃、Mn6000
上記実施例及び比較例において得られた熱転写シートを使用し、被転写体であるPVCカード(大日本印刷(株)製)上に、下記の白色層の転写条件で白色層を転写し、ベタ画像を形成した。転写後の白色層を目視により観察し、下記評価基準に基づいて評価した。評価結果を表1にまとめた。
(白色層の転写条件)
・サーマルヘッド:KEE−57−12GAN2−STA(京セラ(株)製)
・発熱体平均抵抗値:3303(Ω)
・主走査方向印字密度:300(dpi)
・副走査方向印字密度:300(dpi)
・印画電圧:18.0(V)
・ライン周期:1.5(msec./line)
・印字開始温度:35(℃)
・パルスDuty比:85(%)
・印画諧調値:55/255階調
(評価基準)
A:転写不良等を生じることなく良好に転写できた。
B:白色層が、熱転写シートから転写されず、プリンター内において詰まり(ジャム)等が発生し、転写を行うことができなかった。
上記ベタ画像の白色度をJIS Z 8781−4に準拠して測定し、下記評価基準に基づいて評価した。評価結果を表1にまとめた。
なお、比較例1は、塗工液の粘度が高すぎるため塗布することができず、白色層を形成することができなかったため、評価を「−」とした。以下の評価についても同様である。
(評価基準)
A:L*値が65以上であった。
B:L*値が55以上65未満であった。
NG1:L*値が45以上55未満であった。
NG2:L*値が45未満であった。
上記実施例及び比較例において得られた熱転写シートを使用し、被転写体であるPVCカード上に、上記の白色層の転写条件で白色層を転写し、ベタ画像を形成した。
次いで、ベタ画像を完全に覆うように、下記の保護層の転写条件で熱転写シートが備える保護層を転写し、白色層周辺部のPVCカードとの段差部分における保護層を目視により観察し、下記評価基準に基づいて評価した。評価結果を表1にまとめた。
(保護層の転写条件)
・サーマルヘッド:KEE−57−12GAN2−STA(京セラ(株)製)
・発熱体平均抵抗値:3303(Ω)
・主走査方向印字密度:300(dpi)
・副走査方向印字密度:300(dpi)
・印画電圧:18.0(V)
・ライン周期:1.5(msec./line)
・印字開始温度:35(℃)
・パルスDuty比:85(%)
・印画諧調値:50/255階調
(評価基準)
A:転写された保護層において曇りが確認されなかった。
B:転写された保護層の白色層周辺部にわずかに曇りが確認された。
C:転写された保護層の白色層周辺部に曇りが確認されたが、実使用上問題の無い程度であった。
NG:転写された保護層の白色層周辺部に曇りが多く確認された。
上記保護層転写性評価において、白色層及びこの白色層を覆う保護層が転写された被転写体に対して、テーバー試験機(摩耗輪CS−10F)を用いて、ANSI−INCITS322−2002、5.9 Surface Abrasionに準拠するテーバー試験(荷重500gf、60サイクル/min.)を実施した。
50サイクル完了ごとに、画像濃度を上記同様測定し、テーバー試験開始前の画像濃度と比較して、30%低下した際のサイクル数を確認し、下記評価基準に基づいて評価した。評価結果を表1にまとめた。
(評価基準)
A:350サイクル以上
B:200サイクル以上350サイクル未満
C:200サイクル未満
実施例1において得られた熱転写シートを使用し、上記の白色層の転写条件で被転写体であるPVCカード上に、白色層を転写し、ベタ画像を形成した。
保護層の平滑性を目視により確認したところ、ざらつきがなく、高い平滑性を有することが確認できた。
Claims (6)
- 基材と、前記基材上に、面順次に白色顔料及び樹脂材料を含む白色層及び保護層とを備え、
前記白色層の厚さが、0.8μm以上4.5μm以下であり、
前記白色層における前記白色顔料と、前記樹脂材料の含有量との比(白色顔料の含有量/樹脂材料の含有量)が、質量基準で、2以上8以下であり、
前記保護層の弾性率が、0.1GPa以上5GPa以下である、熱転写シート。 - 前記白色層が、主たる樹脂材料として、(メタ)アクリル樹脂及びポリオール樹脂の少なくとも一方を含む、請求項1に記載の熱転写シート。
- 前記保護層が、剥離層及び接着層を備え、
前記接着層が、ポリエステルを含む、請求項1又は2に記載の熱転写シート。 - 前記ポリエステルの数平均分子量が、4000以上20000以下である、請求項3に記載の熱転写シート。
- 第1基材と、白色顔料及び樹脂材料を含む白色層とを備える熱転写シート、及び
第2基材と、保護層とを備える保護層転写シートの組合せであって、
前記白色層の厚さが、0.8μm以上5μm以下であり、
前記白色層における前記白色顔料と、前記樹脂材料の含有量との比(白色顔料の含有量/樹脂材料の含有量)が、質量基準で、2以上8以下であり、
前記保護層の弾性率が、0.1GPa以上5GPa以下である、組合せ。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載の熱転写シート、又は請求項5に記載の熱転写シート及び保護層転写シートの組合せを用いた印画物の製造方法であって、
被転写体上へ、前記白色層上を転写する工程と、
前記白色層上であって、これを少なくとも完全に覆うように、前記保護層を転写する工程と、を含み、
白色層形成範囲、又は白色層形成範囲及び白色層形成範囲から外側へ1ドット以上10ドット以下の範囲における前記保護層の転写エネルギーを、それ以外の範囲における前記保護層の転写エネルギーよりも高くする、印画物の製造方法。
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