JP2855925B2 - サーマル画像プリントシート - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はサーマル画像プリントシ
ートに関するものであり、更に詳しく述べるならば、サ
ーマル（熱による記録）プリンター、特に染料熱転写プ
リンターに於て、プリントの際の加熱によりカールする
ことなく、高解像度なフルカラー画像を高速でプリント
することができるサーマル画像プリントシートに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、サーマルプリンター、特に鮮明な
フルカラー画像をプリントすることが可能な染料熱転写
プリンターが注目されている。染料熱転写プリンター
は、昇華染料インクシートのインク層の表面に、サーマ
ル画像プリントシートの染料染着性樹脂を含む画像形成
層の表面を重ね合わせ、サーマルヘッドなどから供給さ
れる熱によりインク層の染料を必要部分、所要濃度だけ
画像形成層に転写して画像を形成するものである。

【０００３】このようなサーマルプリンターで高画質の
印画を高速で得る為に、サーマル画像プリントシート
（以下プリントシートと記す）のシート状基材として、
ポリオレフィンを主成分とし、ボイド（微細空孔）を含
む二軸延伸フィルムを用いることが知られている。プリ
ントシートではこの基材上に、染料染着性樹脂を主成分
とする画像形成層が設けられている。これらの基材を用
いたプリントシートは、厚さが比較的均一で、柔軟性が
あり、セルロース繊維からなる紙等に比べ熱伝導度が小
さいなどの利点のため、均一で濃度の高い印画が得られ
るという長所がある。

【０００４】しかし、このような二軸延伸フィルムを、
プリントシートまたはその基材として用いた場合、この
フィルムの延伸時の残留応力がプリント時の熱により解
放され、延伸方向に熱収縮し、その結果プリントシート
にカールやシワが発生し、プリンター内におけるシート
の走行時に紙詰まりなどのトラブルを起こし、またプリ
ントの商品価値を著しく低下させる等の欠点があった。
これらの欠点を改善するため、比較的熱収縮性の小さい
芯材や弾性率の大きい芯材の両面に延伸フィルムを積層
貼着したラミネート基材として用いることが行なわれて
いる。しかしながらこのような方法で作成されたプリン
トシートは、コスト高となるばかりでなく、プリント時
に加熱により発生するカールは完全には解消されなかっ
た。特に染料熱転写方式では、プリントシートに加えら
れる熱量が大きくこの問題が著しかった。

【０００５】これらの欠点を克服するために、上記のボ
イド含有延伸フィルムを熱処理して熱収縮率を小さくす
ることが、従来から試みられており、延伸フィルムを連
続的に熱ロールに接触させたり、加熱したオーブンの中
を通過させて、残留応力を熱により緩和させ、熱収縮率
を小さくする試みが報告されている。しかし、このよう
な加熱処理においてはコントロールが困難であって、温
度が低いと効果が不十分であり、高過ぎると、しわや、
たるみ、流れ方向の残留応力の増加などの恐れがあり、
安定した熱収縮減少処理は困難であった。

【０００６】染料熱転写方式は、フルカラープリンタ
ー、およびビデオプリンターなどに用いられるため、こ
のような加熱量の大きいサーマルプリンターに於ても、
熱変形なしに鮮明なプリント画像が得られるような、工
業的に安定したプリントシートの提供が望まれていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のプリ
ントシートの上記問題点を解消し、各種サーマルプリン
ターに対して良好な印画適性を有し、かつプリント操作
における加熱によって、カールその他の変形を生ずるこ
とのないサーマル画像プリントシートを提供しようとす
るものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、サーマル
プリンターに使用する上述の欠点を解消したプリントシ
ートについて鋭意研究した結果、基体シートとして熱可
塑性樹脂と填料を主成分として含有し、多数の微細空孔
を有する複数の多孔質フィルム層の積層体を用い、この
積層体中の、画像形成層に隣接する多孔質フィルム層の
空隙率を、その他の多孔質フィルム層の空隙率より大き
くすることにより、プリント時の熱によるカールを防止
でき、鮮明な画像が高速でプリントできることを見出
し、本発明を完成した。

【０００９】すなわち、本発明のサーマル画像プリント
シートは、基体シートと、この基体シートの１面上に形
成され、かつ熱可塑性樹脂を主成分として含む画像形成
層とを有し、前記基体シートが、熱可塑性樹脂と填料と
の混合物を主成分として含み、かつ多数の微細空孔を有
する複数の多孔質フィルム層を含む積層構造体からな
り、前記積層体中の、前記画像形成層に最も近く配置さ
れている多孔質フィルム層（以下表面側多孔質フィルム
層と記す）の空隙率が、前記画像形成層に最も遠く配置
されている多孔質フィルム層（以下裏面側多孔質フィル
ム層と記す）の空隙率よりも少なくとも５％大きい、こ
とを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】熱可塑性樹脂を主成分とし、微細空孔（ボイ
ド）を有する従来の延伸フィルムは、例えばポロプロピ
レンが主成分の場合、通常１００℃、１０分間の加熱で
約１％の収縮率を有し、また、１２０℃、１０分間の加
熱で３〜１０％の収縮率を有している。このような収縮
は、フィルムに筆記性、印刷適性等の紙の有する機能を
付与し、これを合成紙として使用するために、フィルム
を延伸してボイド構造を形成する際、その延伸の応力が
フィルムに残留している結果である。

【００１１】一般に、このようなボイド構造を有するフ
ィルムの残留応力を完全になくするのは困難である。本
発明者らは、プリントシートの加熱によるカールは、多
層構造を有する基体シートの表面側部分と裏面側部分と
の熱収縮率の差によって発生することに着目し、表面側
層の熱収縮率を裏面側層の熱収縮率よりも小さくすれば
耐カール性が改善されることを見出した。さらに多孔質
フィルムの熱収縮率は、フィルムの空隙率と関係があ
り、空隙率が大きくなると熱収縮率は小さくなることを
見出し、本発明のプリントシートを完成したものであ
る。

【００１２】本発明に用いる基体シートの表面側多孔質
フィルム層の空隙率は、１５〜５０％の範囲にあること
が好ましい。この空隙率が１５％未満では、断熱効果が
乏しく、記録画像の濃度が低くなることがある。良好な
記録画像を得るためには、表面側多孔質フィルム層は１
５％以上、好ましくは２５％以上の空隙率を有すること
が好ましい。また、それが５０％を越えると表面側多孔
質フィルム層の強度が不足するので好ましくない。一般
に、画像形成層に最も近く配置されている表面側多孔質
フィルム層の空隙率は１５〜５０％の範囲内にあって、
しかも画像形成層から最も遠い裏面側多孔質フィルム層
の空隙率よりも、少なくとも５％大きい。

【００１３】各多孔質フィルム層中の空隙の割合を示す
空隙率、あるいはボイドの体積比率は、母体材料の真の
比重と、形成されたフィルム層の見かけの厚さとの関係
から求めることが出来る。

【００１４】本発明の基体シートの表面側多孔質フィル
ム層および裏面側多孔質フィルム層に用いられる延伸フ
ィルムにおいて、その中に微細な空隙（ボイド）構造を
形成するには、熱可塑性樹脂に、無機顔料、その他の非
相溶性高分子を含有させた混合物の溶融体を、溶融押出
機によって単層または多層のフィルムに成形し、さらに
これを１軸ないし２軸に延伸すればよい。延伸フィルム
の空隙率は、樹脂および填料の種類、混合割合、延伸条
件等によって定まるため、これらの条件を調整すること
によって、各延伸フィルムの空隙率を適宜に設定するこ
とができる。

【００１５】上記多孔質延伸フィルムの製造に用いられ
る熱可塑性樹脂としては、結晶性および延伸性が高く、
ボイドの形成も容易な重合体、例えばポリプロピレンな
どのポリオレフィン樹脂、あるいはポリエチレンテレフ
タレート樹脂などを主成分とし、これに適宜小量の他の
熱可塑性樹脂を併用したものが用いられる。

【００１６】また、樹脂中に配合される無機顔料の含有
率は、体積で２〜３０％であることが好ましい。本発明
に用いられる無機顔料は、平均粒子径が１〜２０μｍの
顔料が好ましく、このような顔料としては炭酸カルシウ
ム、クレー、けいそう土、酸化チタン、水酸化アルミニ
ウム、シリカ等が例示される。さらに、主成分樹脂に対
する非相溶性の樹脂としては、ポリプロピレンに対し、
ポリエチレンテレフタレートを用いることもできる。

【００１７】本発明のサーマル画像プリントシートの実
施態様が図１および図２に示されている。図１において
プリントシート１は基体シート２と、その上に形成され
た画像形成層３とからなり、基体シート２は、画像形成
層３に最も近く配置された表面側多孔質フィルム層４
と、画像形成層３に最も遠く配置された裏面側多孔質フ
ィルム５とからなる積層構造を有している。

【００１８】図２において、基体シート２は、表面側多
孔質フィルム層４と、裏面側多孔質フィルム層５と、こ
れらのフィルム層４および５の間に配置された芯材層６
とからなる積層構造を有するものである。

【００１９】基体シートの表面側多孔質フィルム層の表
面（画像形成層と接合する面）は、高い平滑性を有する
ことが好ましく、これによって画像形成層上に形成され
る画像の中間調、および再現性を向上させることができ
る。

【００２０】本発明の基体シートに用いる芯材として
は、１００〜１２０℃における熱収縮率が表裏面側多孔
質フィルム層のいづれよりも小さく、好ましくは１００
℃以上の温度で０．１％以下の熱収縮率を示すシート材
料が用いられる。このようなシートとしては、上質紙、
中質紙、和紙、薄葉紙、コート紙等の紙基体、ポリエス
テル、ナイロン等の合成樹脂フィルムが使用できる。

【００２１】本発明の基体シートの表面側多孔質フィル
ム層上に画像形成層を設けてプリントシートが作成され
るが、さらに必要に応じて他の層、例えば、プリントシ
ートの走行性を改善するために、基体シートの裏面上に
帯電防止層や滑性層などを設けてもよい。

【００２２】本発明の基体シートの厚さは、５０〜３０
０μｍであることが好ましく、より好ましくは、１００
〜２００μｍである。

【００２３】本発明の基体シートの表面側多孔質フィル
ム層上に設けられる画像形成層は、インクシートから転
写される昇華性分散染料によって堅牢に染着され得る樹
脂、例えばポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、
塩化ビニル共重合体、その他の染料可染性の合成樹脂を
主成分として形成され、プリントの際に、熱によるイン
クシートとの融着を防ぐ目的で、樹脂の架橋剤や、滑り
剤、剥離剤、顔料等が必要に応じ添加される。

【００２４】画像形成層は、染料受容性、感度、および
濃度が良好で、転写速度と画像濃度が高く、熱による退
色が少なく、走行性が良好となることが要求される。画
像形成層には、顔料、蛍光染料や、ブルー、バイオレッ
トなどの染料、紫外線吸収剤、酸化防止剤などを必要に
応じて添加することができる。これらの添加剤は、画像
形成層の主成分と混合して塗工しても良く、別の被覆層
として画像形成層上に塗工しても良い。

【００２５】本発明の画像形成層の厚さは１〜２０μｍ
であることが好ましく、より好ましくは２〜１０μｍで
ある。本発明のプリントシートの画像形成層やその他の
被覆層は、バーコーター、グラビアコーター、コンマコ
ーター、ブレードコーター、エアーナイフコーター、ゲ
ートロールコーター、等のコーターを用いて塗工、乾燥
して形成することができる。

【００２６】

【実施例】本発明を下記実施例により更に説明する。
尚、実施例中、「部」は、溶剤に関するものを除き、
「固形分重量部」を示す。

【００２７】基体シート用延伸フィルムの製造例−１
（比較例） メルトインデックス（ＭＩ）０．８のポリプロピレン６
５重量％、低密度ポリエチレン１５重量％に、平均粒子
径３μｍの炭酸カルシウム２０重量％を配合し、この組
成分を２７０℃の押し出し機で溶融押し出し、冷却し
て、ボイドをほとんど含まない無延伸フィルムを得た。
このフィルムを１５０℃から１７０℃までの温度で、２
軸に延伸して、ボイドを含む厚さ１５０μｍの延伸フィ
ルムを得た。このフィルムの空隙率は２５％であり、フ
ィルムの厚さ方向にほぼ均一に分布していた。このフィ
ルムの王研式平滑度は表面において６０００秒であり、
裏面において２５００秒であった。このフィルムの、１
００℃、１０分間の加熱による熱収縮率は、縦方向にお
いて１．３％であり、横方向において１．１％であっ
た。

【００２８】基体シート用延伸フィルムの製造例−２ ＭＩ ０．８のポリプロピレン６０重量％、低密度ポリ
エチレン１０重量％に、平均粒子径３μｍの炭酸カルシ
ウム３０重量％を配合した混合物を押出機で溶融混練し
た。別にＭＩ ０．８のポリプロピレン７０重量％、低
密度ポリエチレン１５重量％に、平均粒子径３μｍの炭
酸カルシウム１５重量％を配合した混合物を、押出機で
溶融混練した。上記両溶融混練物をそれぞれダイに供給
して、２７０度の押し出し機で共押出し、冷却してボイ
ドをほとんど含まない無延伸複合フィルムを作成し、こ
れを１５０℃から１７０℃までの温度で２軸に延伸し
て、ボイドを含み各フィルム層の肉厚が５０μｍおよび
１００μｍの２層構造の延伸複合フィルムを得た。各フ
ィルム層の空隙率は、３０％および１５％であった。こ
のフィルムの王研式平滑度は、表面において２０００秒
であり、裏面において４５００秒であった。このフィル
ムの１００℃、１０分間の加熱による熱収縮率は、縦方
向において１．６％であり、横方向において１．３％で
あった。

【００２９】基体シート用延伸フィルムの製造例−３
（比較例） ＭＩ ０．８のポリプロピレン８０重量％に平均粒径
１．５μｍの炭酸カルシウム２０重量％を配合し、２７
０℃に設定した押出機にて混練、シート状に押し出し、
冷却装置により冷却して得た無延伸フィルムを１４５℃
に加熱後、縦方向に５倍延伸し基材層を製造した。次
に、ＭＩ ４．０のポリプロピレン５０重量％と平均粒
径３μｍの炭酸カルシウム５０重量％の混合物を、押出
機で溶融混練し、ダイに供給し、上記で得られた延伸基
材層の両面に押出した。次いで、この３層積層物を１８
５℃に加熱したのち横方向に５倍の延伸を行って、各フ
ィルムの肉厚が２５μｍ，１００μｍおよび２５μｍの
３層構造フィルムを得た。この３層構造フィルム中の各
フィルム層の空隙率は、２８％，１２％および２８％で
あった。この３層構造フィルムの表面の王研式平滑度は
４００秒であり、その裏面の王研式平滑度は３３０秒で
あった。また、このフィルムの１００℃，１０分間の加
熱による熱収縮率は、縦方向において２．２％であり、
横方向において１．８％であった。

【００３０】基体シート用延伸フィルムの製造例−４ ＭＩ ０．８のポリプロピレン８０重量％に平均粒径
１．５μｍの炭酸カルシウム２０重量％を配合し、２７
０℃に設定した押出機にて混練、シート状に押し出し、
冷却装置により冷却して得た無延伸フィルムを、１４５
℃に加熱後、縦方向に３倍延伸し芯材となるフィルムを
製造した。ＭＩ ４．０のポリプロピレン５０重量％と
平均粒子径３μｍの炭酸カルシウム５０重量％の混合物
を、押出機で溶融混練し、別にＭＩ ４．０のポロプロ
ピレン６０重量％と平均粒子径３μｍの炭酸カルシウム
４０重量％の混合物を、押出機で溶融混練し、これらを
別々のダイに供給して前記芯材となるフィルムの表側と
裏側の面に押し出し、次いでこの３層積層物を１８５℃
に加熱したのち、横方向に５倍の延伸を行なった。各フ
ィルム層の肉厚が２５μｍ，１００μｍおよび２５μｍ
の３層構造フィルム物を得た。各フィルム層の空隙率は
３２％，１５％，および２３％であった。この３層構造
フィルムの表面の王研式平滑度は４００秒であり、裏面
の王研式平滑度は５５０秒であった。また、この３層構
造フィルムの１００℃、１０分間の加熱による熱収縮率
は、縦方向において２．０％であり、横方向において
１．５％であった。

【００３１】実施例１ 前記製造例２で得た多層構造延伸フィルムの表面側多孔
質フィルム層（空隙率：３０％）の表面上に、下記の組
成の塗料を塗布し、乾燥して乾燥重量が５ｇ／ｍ² の画
像形成層を形成して、プリントシートを作成した。塗料−１ 成 分 重 量 ─────────────────────────────── ─── ポリエステル樹脂 （商標：バイロン290 、東洋紡（株）製） 100 部 アミノ変性シリコーン （商標：ＫＦ−393 、信越化学（株）製） 1.5 部 エポキシ変性シリコーン（商標：Ｘ−22−343 、信越化学（株）製） 1.5 部 カチオン性アクリル樹脂（商標：ＳＴ−2000、三菱油化（株）製） 1.0 部 トルエン 200 部 メチルエチルケトン 200 部

【００３２】上記プリントシートについて、昇華ビデオ
プリンター（ＶＹ−Ｐ１、日立製作所製）にカラーバー
発生機（ＣＢ１１Ａ１、シバソク社製）を接続したもの
を用いて、これにＳＴＥＰ−１の信号を入力してプリン
トを行った。得られたプリント画像の画像特性と、プリ
ント後のシートにおけるカールの発生について評価し
た。

【００３３】なお、画像特性およびプリント後カールの
評価は、次のようにして行った。 １．画像特性：プリント画像の発色の鮮やかさおよび画
像濃度について評価した。 １）発色の鮮やかさ：目視評価により良好、やや不良、
および不良の３段階に評価表示した。 ２）画像濃度：画像形成層上に転写されたプリント画像
の最高濃度をマクベス濃度計（Kollmorgen Corp.製、Mo
del No.RD-914)で測定した。

【００３４】２．プリント後カール度：１４cm×１０cm
の大きさのプリントシートを用いて黒ベタの印画を行
い、印画後のシートの印画面を上向きにして平面上に置
き、シートの４隅の平面からの高さを測定し、高さが最
大のものについて評価し、シートが平らなものを良好、
最大高さが１０mm以下のものをやや不良、最大高さが１
０mmを越えるものを不良として、３段階に評価表示し
た。結果を表１に示す。

【００３５】実施例２ 前記製造例４で得た多層構造延伸フィルムを用いたこと
を除き、実施例−１と同様にしてプリントシートを作成
した。テスト結果を表１に示す。

【００３６】比較例１ 前記製造例１で得た延伸フィルムを用いたことを除き、
実施例−１と同様にしてプリントシートを作成した。テ
スト結果を表１に示す。

【００３７】比較例２ 前記製造例３で得た多層構造延伸フィルムを用いたこと
を除き、実施例−１と同様にしてプリントシートを作成
した。テスト結果を表１に示す。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【発明の効果】本発明のサーマル画像プリントシート
は、画像の鮮明度、階調性、均質性のいずれにおいても
優れており、かつプリント後のカールも減少しており、
昇華転写方式を始めとする高画質の画像が得られる各種
プリンターの使用を可能にするものであり、産業界に寄
与するところが大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のサーマル画像プリントシートの一例の
構成を示す断面説明図である。

【図２】本発明のサーマル画像プリントシートの他の例
の構成を示す断面説明図である。

【符号の説明】

１…サーマル画像プリントシート ２…基体シート ３…画像形成層 ４…表面側多孔質フィルム層 ５…裏面側多孔質フィルム層 ６…芯材層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−234588（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−221490（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41M 5/38 - 5/40

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基体シートと、この基体シートの１面上
   に形成され、かつ熱可塑性樹脂を主成分として含む画像
   形成層とを有し、 前記基体シートが、熱可塑性樹脂と填料との混合物を主
   成分として含み、かつ多数の微細空孔を有する複数の多
   孔質フィルム層を含む積層構造体からなり、 前記積層体中の、前記画像形成層に対し、最も近く配置
   されている多孔質フィルム層の空隙率が、前記画像形成
   層に対し最も遠く配置されている多孔質フィルム層の空
   隙率よりも少なくとも５％大きい、 ことを特徴とするサーマル画像プリントシート。