JP3136662B2

JP3136662B2 - 染料熱転写受像シート

Info

Publication number: JP3136662B2
Application number: JP03179470A
Authority: JP
Inventors: 敏宏湊; 憲治保田
Original assignee: Oji Holdings Corp; Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd; Oji Holdings Corp
Priority date: 1991-07-19
Filing date: 1991-07-19
Publication date: 2001-02-19
Anticipated expiration: 2016-02-19
Also published as: JPH0524372A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は染料熱転写受像シート
（以下、受像シートと云う）に関するものである。さら
に詳しくは本発明は、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おいて、プリント時
の熱でカールすることなく、再現性良くフルカラー画像
を高速プリントでき、かつ画像受容層に筆記性を付与し
た受像シートに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】昨今、熱転写記録方式を用いる高画質の
カラーハードコピー、特に染料熱転写方式のプリンター
の開発が急速に進んでいる。この染料熱転写方式では、
プリンターのサーマルヘッドの加熱エネルギーを連続的
に制御することによりイエロー、マゼンタ、シアンの３
色の昇華性染料層を有するインクシートから受像シート
上に各色の染料転写量を連続的に変化させながら転写
し、それによってフルカラーの濃度階調画像を印画する
ことを可能にしている。

【０００３】一般に染料熱転写方式では、受像シートの
画像受容層は、加熱によって熱可塑性等を示し、染料に
染着され易くなる樹脂によって形成されており、高品位
の画像転写を達成するためには、インクシートの染料層
と、受像シートの画像受容層との密着が必要であるが、
サーマルヘッドの熱により画像受容層は局部的に 200℃
以上に昇温するため、インクシートの染料層のバインダ
ーと受像シートの画像受容層の樹脂とがそれぞれ軟化あ
るいは溶融し、インクシートと受像シートとが融着し、
これらの剥離不能がおこるなどの問題があった。そのた
め、高速で、高品位の画像を得るため、染料の転写速度
と染着量が大きく、保存性が良好で、インクシートとの
間で熱融着トラブルのない画像受容層が要望されてい
る。

【０００４】従来、このようなインクシートと受像シー
トの熱融着を防止するため、その画像受容層に離型剤、
又は剥離剤を添加する方法が知られている。これらの添
加が有効な場合もあるが、染着樹脂と離型剤、又は剥離
剤とが遊離し、汚染や移行などの種々の問題を引き起こ
す恐れがあった。また、離型剤や、表面エネルギーの小
さい樹脂を用いる方法は、そのほとんどの場合、受像シ
ート表面の摩擦係数を変動させる。とりわけ、熱転写プ
リンターでは、そのほとんどが受像シートをカットシー
トとして使用しているが、このようなカットシートのプ
リンター内での走行性を安定させるためには、受像シー
トの表裏の摩擦や、受像シートとインクシートとの間、
および受像シートと駆動ロール間との間の摩擦などが適
正な範囲に、安定してコントロールされている必要があ
る。しかし、これら融着防止策が往々にして摩擦係数を
変化させ、走行性を不安定にしていた。

【０００５】また、従来より表面に筆記性、特に鉛筆に
よる筆記性を付与した受像シートが要求されていたが、
その画像受容層に配合されている離型剤、剥離剤等の影
響により、受像シート表面の筆記性は一般に乏しいもの
であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、カットシー
トとして使用される従来の染料熱転写受像シートの有す
る前記欠点を解消し、インクシートとの熱融着がなく、
形成された画像が高濃度、鮮明で、プリンター内での走
行性が安定しており、表面に筆記可能な受像シートを提
供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は前記の問題
点を解決するために種々の研究を進めた結果、画像受容
層中の染料染着性樹脂中に、シランカップリング剤及び
／又は、ジメチルシロキサン系重合体で表面処理された
シリカ粒子を分散含有させかつ、シリカ粒子の粒子径
を、画像受容層の厚さの２５〜２００％の範囲内にコン
トロールすることにより、画像濃度が高く、印画後の画
像受容層とインクシートとの剥離性が良好で、走行性が
安定して良好で、かつ表面に筆記性を付与した受像シー
トを得ることに成功したものである。

【０００８】すなわち、本発明に係る染料熱転写受像シ
ートは、シート状基材と、この基材の少なくとも１面上
に形成され、かつ、染料染着性樹脂とシリカ粒子とを含
む画像受容層とを有し、前記画像受容層に含まれるシリ
カ粒子がシランカップリング剤およびジメチルシロキサ
ン系重合体から選ばれた少なくとも１種により表面処理
されたものであり、かつ、前記染料染着性樹脂中に、そ
の重量に対し１〜30重量％の含有量で分散含有されてお
り、前記シリカ粒子の粒子径が前記画像受容層の厚さの
25〜200 ％の範囲内にあることを特徴とするものであ
る。

【０００９】

【作用】本発明において、画像受容層に含まれるシリカ
粒子は、その表面に、シランカップリング剤およびジメ
チルシロキサン系重合体から選ばれた少なくとも１種に
よる表面処理層を有するものである。

【００１０】本発明において、シランカップリング剤に
より表面処理されたシリカ粒子とは、シランカップリン
グ剤をシリカの表面に反応させたものを包含する。また
ジメチルシロキサン系重合体で表面処理されたシリカ粒
子とは、例えばジメチルシロキサン系重合体で化学的あ
るいは物理的にシリカ粒子の表面を被覆したものを包含
する。

【００１１】本発明において使用されるシリカ粒子とし
ては、沈降性、またはゲル化法により得られる無定形シ
リカ微粒子があり、これは不透明度が低く、従って染料
画像の顕色性を妨げることなく、また２次粒子が適切な
大きさと強度を持ったものが得られるので特に好まし
い。

【００１２】従来、シランカップリング剤、ジメチルシ
ロキサン系重合体などで化学的あるいは物理的に表面を
被覆し、離形性を持たせた顔料などの微粒子を、熱転写
リボンなどの融着防止剤として用いることは知られてい
たが、これを受像シートの画像受容層を形成する染料染
着性樹脂に混合し、それによって画質を損なうことのな
い、染料熱転写受像シートを得ることは未だ知られてい
なかった。

【００１３】本発明において、特定の化学物質、すなわ
ちシランカップリング剤あるいはジメチルシロキサン系
重合体により表面処理され、適当な２次粒子径を有す
る、好ましくは無定形のシリカ微粒子を用いることによ
り、染料染着性樹脂に対し適度の混和性、および相溶性
を有し、融着防止性能のすぐれた画像受容層を得ること
に成功したのである。

【００１４】本発明に用いられるシランカップリング剤
は、その分子中に２個以上の異なる反応性基を有する有
機珪素化合物単量体からなるものである。この反応性基
の一つは無機質物質、特にシリカなどと化学結合する反
応基であり、他の一つは有機質物質と反応し得るビニ
ル、エポキシなどの反応基であることが好ましい。従来
は、シランカップリング剤を、その上記特性を利用し
て、有機化合物と、無機化合物とを結び付けるのに利用
していた。シランカップリング剤により表面処理された
シリカ粒子は、親油性、および撥水性などの性質にすぐ
れたものである。

【００１５】本発明に用いられるシランカップリング剤
としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、γ（メ
タクリロキシプロピル）トリメトキシシランなどを用い
ることができる。シリカとシランカップリング剤との反
応は、通常室温以上の温度で、短時間で進行する。特に
100℃以上に加熱すると、強固な反応生成物層が、シリ
カ粒子表面に形成される。

【００１６】本発明に用いられるジメチルシロキサン系
重合体は、ポリジメチルシロキサンとその共重合体を包
含する。これによってシリカ粒子の表面を処理し、被覆
することにより、撥水性、および親油性、などにすぐれ
たジメチルシロキサン系重合体の特性がシリカ粒子表面
に付与される。ジメチルシロキサン系重合体のうちで
も、変性したもの、例えばシラノール基を有するジメチ
ルシロキサン系重合体が、シリカとの接着性が大きく、
本発明に好ましいものである。このようなジメチルシロ
キサン系重合体としては、例えばBY16−817, PRX413(東
レ・ダウコーニング・シリコーン（株）製）等がある。

【００１７】ジメチルシロキサン系重合体によるシリカ
粒子の表面処理は、シリカ粒子の存在下におけるジメチ
ルシロキサン系モノマーの重合、又はシリカ粒子の存在
下におけるシリコーン樹脂の架橋反応などにより、ある
いは、単にジメチルシロキサン系重合体溶液をシリカ粒
子表面に塗布し、乾燥させることにより施すことができ
る。

【００１８】一般に、画像受容層の重量は、１〜20ｇ／
ｍ²であることが好ましく、より好ましくは４〜10ｇ／
ｍ²である。画像受容層の重量が１ｇ／ｍ²未満では画
像の濃度及び感度が低下し、塗工精度に制限があり、画
像の均一性が悪くなる。また、それが20ｇ／ｍ²を越え
ると画像受容効果が飽和し、不経済であるばかりでなく
画像受容層の強度が低下する。

【００１９】得られる画像受容層における融着防止、走
行性、筆記性その他の効果に対し、表面処理シリカ粒子
の２次粒子の粒子径が重要な影響を与える。一般表面処
理シリカ粒子の粒子径は画像受容層の厚さの25％から 2
00％の範囲内にある。このようにすると、シリカ粒子
が、通常は、画像受容層の内部に分布していて表面に突
出していなくても、筆記の際の筆圧や、プリントの際の
サーマルヘッドの圧力により、シリカ粒子の一部が画像
受容層表面に突出するようになり、このために、筆記性
が向上し、かつ画像受容層の融着を防止して、走行トラ
ブルの発生を防止することができる。しかし、シリカ粒
子径が画像受容層の厚さの25％未満であると、上記効果
の発現が不十分になり、またそれが、 200％をこえると
記録される画像の均一性が悪化する。

【００２０】本発明に用いられる染料染着性樹脂は、染
料に対し親和性のある熱可塑性樹脂または、その架橋物
から選ばれる。染料染着性の熱可塑性樹脂としては、一
般に、ポリエステル系重合体が好ましいが、エポキシ樹
脂、塩化ビニル共重合体、ポリカーボネートなども利用
出来る。これらの樹脂の架橋剤としては多官能性イソシ
アネートなどの、樹脂の官能基と反応性の基を持った架
橋剤を利用できる。

【００２１】ポリエステル樹脂としては、少なくとも１
種類のジオール成分と、少なくとも１種類のジカルボン
酸成分との重縮合生成物が通常用いられている。前記ジ
カルボン酸としては、芳香族ジカルボン酸、例えばテレ
フタル酸、イソフタル酸などが用いられ、またこれ以外
のジカルボン酸として、コハク酸、アジピン酸等の脂肪
族ジカルボン酸、及び１，４−シクロヘキサンジカルボ
ン酸等の脂環族ジカルボン酸を用いることができる。更
に三官能以上のポリカルボン酸を少量併用してもよい。
前記ジオールとしては、エチレングリコール、およびプ
ロピレングリコール、などを用いることができる。

【００２２】本発明において、表面処理シリカの染料染
着性樹脂重量に対する配合比率は、１％以上、30％以下
であり、好ましくは３〜12％である。これが30％を越え
ると得られる画像受容層の表面の平滑度の低下による画
質が低下したり、画像受容層の強度低下を生じたり、ま
た、その融着性が増大するなどの欠点を生じ、また、そ
れが１％未満では十分な筆記性及び融着防止効果が得ら
れない。

【００２３】本発明の画像受容層には、酸化防止、紫外
線吸収、増感等の目的でさらに置換フェノール、テルペ
ンなどの低分子有機化合物を、ブレンドしてもよい。更
に白色度などの改善のためにそれに顔料、又は蛍光染料
を添加してもよく、或は、染料も添加可能である。

【００２４】本発明において、染料染着性樹脂と表面処
理シリカ粒子とを主成分として含む画像受容層は、シリ
コーンなどの離型剤を添加または表面被覆した画像受容
層に比較して、高感度であり、受像シートに安定した走
行性を付与するが、このような離型剤を本発明の画像受
容層に更に添加することにより、本発明の効果を増強
し、また一層安定させることもできる。

【００２５】本発明の受像シートを、プリンター内で走
行させるとき、静電気の発生を防ぐために、画像受容層
中に帯電防止剤を含ませたり、又は帯電防止剤を含む層
を基材面に設けることができる。このような目的に用い
られる帯電防止剤としては、カチオン系水溶性高分子を
用いることが好ましい。

【００２６】このような、染料染着性樹脂と表面処理シ
リカ粒子とを併用した画像受容層は、外部から大きな力
が加えられたとき、表面処理シリカ粒子を含まない通常
の画像受容層とは異なる性状を示す。例えば、ボールペ
ンや鉛筆で筆記するときのような、大きな応力を画像受
容層にかけると、シリカ粒子が直接これらの先端と接触
して、筆記性や定着性が大幅に向上する。

【００２７】本発明に用いられるシート状基材として
は、得られる受像シートの用途によって、上質紙、コー
ト紙、ポリオレフィンと無機顔料とを主成分とし、１な
いし２軸延伸された単層ないし多層フィルムなど、各種
プラスチックフィルム、またはそれらを複合させた積層
シートなどを用いることが出来る。その一例としては、
ポリエチレンを上質紙などにラミネートした積層シート
がある。本発明に用いられる基材の厚さは20〜250 μｍ
であることが好ましく、その坪量は20〜250 ｇ／ｍ²で
あることが好ましい。本発明の受像シートの画像受容層
やその他の層は、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形成す
ることができる。

【００２８】

【実施例】本発明を下記実施例によって更に説明する。
なお、実施例中の「部」および「％」は、特記のないか
ぎり、固形分としての重量部および重量％である。

【００２９】実施例１下記操作により、受像シートを作成した。塗料１の調製ポリエステル樹脂（商標：バイロン290(ポリエステル樹脂）、 100部東洋紡（株）製）表面処理シリカ粒子（ジメチルシロキサン系重合体被覆体、 5部水沢化学（株）製）架橋剤（商標：コロネートＬ、 10部日本ポリウレタン工業（株）製）上記成分をトルエン：メチルエチルケトン＝１：１混合
溶媒（以下混合溶媒と略す）に溶解して20％溶液とし、
これを画像受容層形成用塗料−１とした。

【００３０】坪量64ｇ／ｍ²の上質紙の両面に、各々30
μｍの塗布量でポリエチレンをラミネートして得られた
基材の片面上に、上記塗料−１を、固形分塗布量が５ｇ
／ｍ ²になるように塗工、乾燥して画像受容層を形成
し、受像シートを得た。

【００３１】得られた受像シートについて、画像濃度、
耐熱融着性、走行安定性、および筆記性を測定し評価し
た。尚、各項目のテスト方法は下記の通りである。（イ）画像濃度：画像受容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、
Model No.RD-914)で測定した。（ロ）耐熱融着性：プリント後の受像シートについて、
画像受容層上に、インクリボンのバインダーの付着の有
無を観察し、付着の無いものを良、付着の有るものを不
良とした。（ハ）走行安定性：受像シート50枚をプリントし、全シ
ートが支障なくプリンター内を走行した場合を○、トラ
ブルが１〜10枚に発生した場合を△、トラブルが11枚以
上に発生した場合を×とした。（ニ）筆記性：ＨＢの鉛筆を用いて画像受容層に筆記を
行ない、官能評価により、普通の濃さに書ける場合を
良、筆跡が薄い場合を不良とした。また、受像シートのプリントには、市販の昇華熱転写カ
ラービデオプリンター（日立製作所製、VY−P1）にカラ
ーバー発生器（シバンク社製、CB11A1) を接続したもの
を用い、これにSTEP−１の信号を入力してプリントを行
った。上記テストの結果を表１に示す。

【００３２】実施例２実施例１と同じ操作を行った。但し、塗料１の代りに、
下記組成の塗料２を用いた。塗料２ポリエステル樹脂（商標：バイロン200 、東洋紡（株）製） 100部表面処理シリカ（シランカップリング剤処理、水沢化学（株）製） 5部ジメチルシロキサン系重合体（商標：KF103 、信越化学（株）製） 1部上記成分を実施例１に記載の混合溶媒に溶解して20％
溶液とし、これを塗料−２とした。

【００３３】基材として厚さ 150μｍの２軸延伸シート
（ユポFPG150、王子油化合成紙（株）製）を用い、その
片面上に塗料−２を固形分で５ｇ／ｍ²の厚さで塗工、
乾燥して画像受容層を形成して、受像シートを作成し
た。テスト結果を表１に示す。

【００３４】比較例１実施例１と同じ操作を行った。但し、塗料１の代りに、
下記組成を有する塗料３を用いた。塗料３ポリエステル樹脂（商標：バイロン290 、東洋紡（株）製） 100部ジメチルシロキサン系重合体（商標：KF103 、信越化学（株）製） 10部架橋剤（コロネートＬ、日本ポリウレタン工業（株）製） 10部上記成分を実施例１に記載の混合溶媒に溶解して20％溶
液とし、これを実施例１に記載の基材シート上に、塗布
量が固形分で５ｇ／ｍ²になるように塗工し、乾燥して
画像受容層を設け、受像シートとした。テスト結果を表
１に示す。

【００３５】比較例２実施例１と同じ操作を行った。但し、塗料１の代りに、
下記組成を有する塗料４を用いた。塗料４ポリエステル樹脂（商標：バイロン200 、東洋紡（株）製） 100部およびジメチルシロキサン系重合体（商標：SH203 、東レダウ
コーニングシリコーン（株）製）上記成分を実施例１に記載の混合溶媒に溶解して20％溶
液とし、実施例２に記載の基材シート上に固形分で５ｇ
／ｍ²の厚さで塗工、乾燥して画像受容層を設け、受像
シートを作成した。テスト結果を表１に示す。

【００３６】

【表１】表１から明らかなように、本発明に係る実施例１および
２の受像シートは、画像濃度、耐熱融着性、走行安定性
および筆記性のすべてにおいてすぐれていたが、比較例
１、および２において得られた受像シートは、耐熱融着
性、走行安定性、および筆記性などにおいて、未だ不満
足なものであった。

【００３７】

【発明の効果】本発明によって、鮮明かつ濃度の高い染
料画像を受容することができ、熱融着を生ずることがな
く、かつすぐれた走行安定性を有する、実用性にすぐれ
た染料熱転写受像シートの提供が可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭58−148794（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−125391（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−233291（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−95989（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41M 5/38 - 5/40

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】シート状基材と、この基材の少なくとも
１面上に形成され、かつ、染料染着性樹脂とシリカ粒子
とを含む画像受容層とを有し、前記画像受容層に含まれるシリカ粒子がシランカップリ
ング剤およびジメチルシロキサン系重合体から選ばれた
少なくとも１種により表面処理されたものであり、かつ
前記染料染着性樹脂中に、その重量に対し１〜30重量％
の含有量で分散含有されており、前記シリカ粒子の粒子
径が、前記画像受容層の厚さの25〜200％の範囲内にあ
ることを特徴とする染料熱転写受像シート。