JP3358110B2 - 熱転写シート - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は熱転写シートに関する。
特に、パーソナルコンピュータやワードプロセッサ等の
ハードコピー出力装置として使用される熱転写プリンタ
ーの熱転写シートに関し、印字エネルギーが高エネルギ
ー時に安定した印字ができ、低エネルギー時でも感度不
足とならず、更に紙だけでなく、例えば定期券用途のよ
うなプラスチックフィルム等の被印字物表面での成膜性
がよく、耐溶剤性、耐擦過性に優れる熱転写シートに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、パーソナルコンピュータやワード
プロセッサ等のハードコピーを熱転写方式により印字す
る場合、熱転写シートとして基材フィルムの一方の面
（表面）に、ワックスに顔料を混合したインキを塗工装
置で塗布して、熱溶融性インキ層を設けた溶融型熱転写
シートが数多く利用されている。通常、これらのワック
スを主成分とした熱転写インキ層を有する熱転写リボン
による印字物は、擦れや引っ掻きに弱く、また、各種汎
用溶剤に対する耐久性も劣るため、耐スクラッチ性、耐
溶剤性を必要とする用途には使用不可能であった。そこ
で近年、樹脂タイプと称される熱可塑性樹脂または熱硬
化性樹脂を熱転写インキ層の主成分とした熱転写シート
が各種開発され実用化されている。

【０００３】更にそれらは、転写層が溶融しないために
ワックスタイプより不利であった感度の問題を、ワック
ス層を剥離層として設けることによって改善したり、印
刷物においてより高いレベルの耐久性を得るために高硬
度のワックスや樹脂を保護層として有するものが提案さ
れている。

【０００４】近年、被印字媒体の多様化、高速印字化へ
の対応のため、以前よりも更に高エネルギーによる熱転
写が行われるようになった。その際、ワックスを主成分
とした剥離層を用いた場合、感度は十分であっても基材
フィルムまで被印字物に融着してしまい、基材フィルム
切れを起こしてしまうか、感度が不十分な上に、更に印
字物表面の成膜性を損ねて耐溶剤性を失ってしまうかで
あった。また、樹脂を主成分とする剥離層を用いること
で、超高エネルギー印字時の印字性は良好であるが、一
般のプリンターにおける感度不足は十分に改善しなかっ
た。

【０００５】

【本発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよ
うな従来技術の欠点の解決を目的とし、印字エネルギー
が高エネルギー時に安定した印字ができ、低エネルギー
時でも感度不足とならないエネルギーマージンの広い、
かつ高耐擦過性、耐溶剤性を有する熱転写シートを提供
することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明者らは鋭意研究した結果、プラスチッ
クフィルムからなる基材フィルムの表面に熱転写インキ
層を有する熱転写シートにおいて基材フィルムとインキ
層の間に、酸化ポリエチレンを主成分とし、コロイド状
とした粒径０．１μｍ以下の酸化ポリエチレンを水に分
散した塗工液を塗工乾燥することで剥離層を設けたこと
を特徴とする熱転写シート。

【０００７】

【作用】酸化ポリエチレンを主成分とした剥離層を設け
て、酸化ポリエチレンのエネルギーマージンが広い性質
を利用することにより超高エネルギー印字も良好に行え
また一般のプリンターにおいても感度不足のない良好な
印字を行うことが可能である。

【０００８】

【実施例】以下、好適な実施例に基づいて本発明の熱転
写シートを更に詳しく説明する。図１は本発明の熱転写
シートの一例を示す。図１において１は基材フィルム、
２は酸化ポリエチレンを主成分とする剥離層、３は熱溶
融性インキ層を主構成とする層である。図１は本発明の
一般用途向けの熱転写シートの構成を示しており熱溶融
性インキ層は特に限定されていない。一方図２は本発明
の熱転写シートの別の例を示す。図２において２は酸化
ポリエチレンを主成分とする剥離層、４は塩素化プロピ
レンを主成分とする耐アルコール性層、５はアクリル樹
脂を主成分とする耐擦過性保護層、６は熱可塑性樹脂と
着色剤を主成分とする着色剤層、の多層に形成した構成
となっている。図２は本発明の熱転写シートの特定用途
向けの熱転写シートの構成を示しており、定期券用リボ
ン等に用いる場合好適な例である。また、図１及び図２
の基材フィルム１のもう一方の面（裏面）に背面層７を
形成した構成となっており、この背面層は、耐熱保護層
であって、サーマルヘッドに十分な滑り性を与えると同
時にサーマルヘッドへの汚れの付着を防ぐ。

【０００９】本発明で用いる基材フィルム１としては、
従来の熱転写シートに用いられている基材フィルムと同
じ物でよく、特に限定はない。好ましい基材フィルムの
具体例としては、例えばポリエステル、ポリプロピレ
ン、セロハン、ポリカーボネート、酢酸セルロース、ポ
リエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ナイロ
ン、ポリイミド、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアル
コール、フッ素樹脂、塩化ゴム、アイオノマー等のプラ
スチックフィルム、コンデンサー紙、パラフィン紙等の
紙類、不織布等が挙げられ、また、これらのいずれかを
複合した基材フィルムであってもよい。このような基材
フィルム１の厚さは、使用する材料に応じて強度および
熱伝導性が適切になるように適宜選択することができ、
例えば２〜２５μｍ程度が好ましい。

【００１０】本発明で用い、基材フィルム１の上に形成
される剥離層２は、酸化ポリエチレンを主成分とし、界
面活性剤等を添加することによりコロイド状とした酸化
ポリエチレン水分散液を、基材上に乾燥後の厚さが０．
０１〜１．０ｇ／ｍ^２となりようにグラビアコート、ワ
イヤーバーコート等の汎用の塗工方法で塗工乾燥するこ
とにより形成される。この厚さは、０．０１ｇ／ｍ^２以
下だと剥離層２としての役割を充分に果たせず、１．０
ｇ／ｍ^２以上だと印字感度が低下する。酸化ポリエチレ
ンコロイドの粒径があまり大きくなると、剥離層２に空
気が入り印字感度が低下する恐れがあるため、好ましく
は粒径０．１μｍ以下になるよう酸化ポリエチレンと界
面活性剤の配合比等コロイド化の条件を適宜調節するこ
とが可能である。なお、高エネルギー印字時に基材フィ
ルムとインク層の融着を防止するため、剥離層２の融点
は１０５〜１３０℃であることが好ましい。

【００１１】上記剥離層２の上に形成され、本発明の一
般用途向けの熱転写シートの構成を示す図１における熱
溶融性インキ層３は、従来の熱溶融性インキ層を用いる
ことが可能であり、例えば熱溶融性インキ層は、バイン
ダーとしてのワックス成分と着色剤とを含有する厚さ１
〜２０μｍのインキ層により構成される。また、必要に
応じて種々の添加剤を加えることも可能である。また、
バインダーとしてはワックス成分に限定されず、熱可塑
性樹脂を用いることができる。

【００１２】熱溶融性インキ層３でバインダーとして用
いられるワックス成分としては、例えばマイクロクリス
タリンワックス、カルナウバワックス、パラフインワッ
クス、フィッシャートロプシュワックス、各種低分子量
ポリエチレン、木ロウ、ミツロウ、鯨ロウ、イボタロ
ウ、羊毛ロウ、セラミックワックス、キャンデリラワッ
クス、ペトロラクタム、部分変性ワックス、脂肪酸エス
テル、脂肪酸アミド等のワックスが用いられる。

【００１３】熱溶融性インキ層３で上記ワックス成分の
替わりに用いられる熱可塑性樹脂としては、例えば、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体、ポリエチレン、ポリスチ
レン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリブテン、石
油樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重
合体、ポリビニルアルコール、塩化ビニリデン樹脂、メ
タクリル樹脂、ポリアミド、ポリカーボネート、フッ素
樹脂、ポリビニルフォルマール、ポリビニルブチラー
ル、アセチルセルロース、ニトロセルロース、ポリ酢酸
ビニル、ポリイソブチレン、エチレンセルロース又はポ
リアセタール等が用いられ、特に従来感熱接着剤として
使用されている比較的低軟化点、例えば、５０〜８０℃
の軟化点を有するものが好ましい。

【００１４】着色剤としては、公知の有機または無機の
顔料、あるいは染料の中から適宜選択することができ、
例えば、十分な着色濃度を有し、光り、熱等により変
色、退色しないものが好ましい。また、加熱により発色
する物質や、被転写体の表面に塗布されている成分と接
触することにより発色するような物質であってもよい。
さらに、着色剤の色としては、シアン、マゼンタ、イエ
ロー、ブラックに限定されるものではなく、種々の色の
着色剤を使用することができる。

【００１５】図２に示す本発明の熱転写シートの特定用
途向けであって、特に高エネルギーでポリエステル基材
に印字する定期券用リボンに用いる場合、前記剥離層２
の上に形成する熱溶融性インキ層３は、耐アルコール性
保護層４、耐擦過性保護層５、着色剤層６の多層構造を
なすことが好ましい。耐アルコール性保護層４は、印字
後最上層となるもので印字物のアルコール性溶剤に対す
る保護を行うために設けるものである。耐アルコール性
保護層４はＴｇ９０℃以上の塩素化ポリプロピレンより
構成される。Ｔｇ９０℃以上の塩素化ポリプロピレンを
用いた場合高エネルギー印字の際、剥離層２とともに塩
素化ポリプロピレンが軟化し基材との融着が生じるのを
防止する。また塩素化ポリプロピレンのＴｇを９０℃以
上に設定するため塩素含有率は６５％以上であることが
好ましい。塩素含有率を上げることにより、塩素化ポリ
プロピレンのＴｇを上げることが可能である。この塩化
ポリプロピレンよりなる耐アルコール性保護層４は、剥
離層の役割も兼ねているため、剥離層同様に乾燥後の厚
さ０．０１〜１．０ｇ／ｍ^２となるようにグラビアコー
ト、ワイヤバーコート等公知の方法により塗工乾燥して
形成する。

【００１６】上記耐アルコール性保護層４の上に形成す
る耐擦過性保護層５は、比較的硬い樹脂が用いられ、好
ましくは耐擦過性、耐溶剤性に優れたアクリル樹脂が用
いられる。この耐擦過性保護層５も印字感度の低下を考
慮して乾燥後の厚さ０．５〜１．５ｇ／ｍ^２となるよう
グラビアコート、ワイヤーバーコート等の公知の塗工方
法により塗工乾燥して形成する。

【００１７】上記耐擦過性保護層５の上に形成する着色
剤層６は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等の樹脂と着色
剤より構成され、熱可塑性樹脂としては、例えば、エチ
レン−酢酸ビニル共重合体、ポリエステル、ポリアミ
ド、アクリル、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリスチレ
ン、ポリスチレンアクリル、ポリスチレンアクリロニト
リル、アイオノマー樹脂、リプロピレン、ポリブテン、
石油樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリビニ
ルアルコール、塩化ビニリデン、メタクリル樹脂、ポリ
カーボネート、フッ素樹脂、ポリビニルフォルマール、
ポリビニルブチラール、アセチルセルロース、ニトロセ
ルロース、ポリ酢酸ビニル、ポリイソブチレン、エチレ
ンセルロース、フェノール樹脂又はポリアセタール等が
用いられ、特に従来感熱接着剤として使用されている比
較的低軟化点、例えば、５０〜８０℃の軟化点を有する
ものが好ましい。また熱硬化性樹脂としては、例えば、
フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂、エ
ポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、キシレン樹脂、シリコ
ン樹脂等を用いることができる。特に、定期券用リボン
に用いる場合は、受像シートがポリエステル基材である
ことを考慮すると、受像シートと相溶性のよいポリエス
テル樹脂を用いることが好ましい。なお、熱溶融性イン
キ層３の耐擦過性を低下させない程度に各種ワックスを
添加することも可能である。

【００１８】また着色剤としては、公知の有機または無
機の顔料、あるいは染料の中から適宜選択することがで
き、例えば、十分な着色濃度を有し、光り、熱等により
変色、退色しないものが好ましい。また、加熱により発
色する物質や、被転写体の表面に塗布されている成分と
接触することにより発色するような物質であってもよ
い。さらに、着色剤の色としては、シアン、マゼンタ、
イエロー、ブラックに限定されるものではなく、種々の
色の着色剤を使用することができる。上記樹脂と上記着
色剤の配合比は樹脂１００重量部に対して着色剤３０〜
２００重量部を分散し乾燥後の厚さ０．５〜２．０ｇ／
ｍ^２となるようにグラビアコート、ワイヤーバーコート
等の公知の方法により塗工乾燥して形成される。

【００１９】本発明の熱転写シートにおいて、基材フィ
ルム１のもう一方の面に形成される背面層７の一具体例
を示すと、熱可塑性樹脂と高分子量シリコーン及び有機
金属塩とを主たる組成とし、必要に応じて種々の添加剤
を添加することができる。使用される熱可塑性樹脂は特
に限定されるものではないが、好ましくはアクリル樹脂
が良く、例えばポリメチルメタクリレート、ポリエチル
メタクリレートポリアクリル酸エステル、ポリアクリル
酸エチルエステル、ポリアクリル酸ブチルエステル等を
主成分とし、分子量１００，０００以上、Ｔｇ８０℃以
上のものが耐スティッキング性、耐ヘッド汚染性におい
て良好である。

【００２０】高分子量シリコーンとしては、２０℃にお
ける粘度が５０００ｃＳｔ以上のものが好ましく、更に
好ましくは１万〜１００万ｃＳｔのものを用いることに
よって、よりブロッキング性が向上する、それらの例と
してはポリジメチルシロキサン、メチルフェニルシリコ
ーン、メチルハイドロジェンシリコーン等を用いること
ができる。２０℃における粘度が５０００ｃＳｔ以下の
ものは裏移り等の問題を生じる。

【００２１】有機金属塩としては、炭素数１８〜３０の
アルキルリン酸金属塩、アルキルカルボン酸金属塩が好
ましく、それらとしては、ステアリン酸亜鉛、ステアリ
ン酸リチウム、ベヘニルリン酸亜鉛、ベヘン酸アルミニ
ウム等を用いることができる。これら組成物の好ましい
配合比率は、熱可塑性樹脂１００重量部に対し、有機金
属塩が５〜５０重量部、及び２０℃における粘度が５０
００ｃＳｔ以上の高分子量シリコーンが０．５〜１０重
量である。有機金属塩が５重量部より少ないとヘッドか
すが発生し、有機金属塩が５０重量部より多いとヘッド
の摩擦が大きくなり、しわ発生、ヘッドかす発生等の問
題を生じる。また、高分子量シリコーンが０．５重量部
より少ないと、しわが発生し、高分子量シリコーンが１
０重量部より多いと保存性が悪く、有機金属塩や高分子
量シリコーンが析出してブロッキング等の問題を生じ
る。

【００２２】基材への接着性を付与するため、添加剤と
しては、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂等を用い
ることができる。また、各種の無機、有機充填剤を添加
することができ、それらの添加によって更に特性が改良
される。たとえばメラミンフィラーを添加すると熱転写
シートのブロッキング防止効果を高める働きがある。

【００２３】これらの組成物を、アトライター、ボール
ミル、サンドミル、等の分散装置を使って、ＭＥＫ、ト
ルエン等の有機溶剤に分散して背面層用の塗工液を製造
し、グラビアコーター、ロールコーター、等の塗工装置
を使用して基材フィルムに塗布し厚さ０．０１〜１．０
μｍの背面層を形成する。本発明の熱転写シートは、こ
のようにしてできた背面層を設けられた基材フィルムの
もう一方の表面に酸化ポリエチレンを主成分とする層を
形成し、その上に前記熱溶融性インキ層の組成物をバイ
ンダー樹脂の種類に応じて、サンドミル等を用い例えば
９０℃で加熱しつつ混練して製作し（ワックス等をバイ
ンダーとする主として図１の熱溶融性インキ）、あるい
はアトライター、ボールミル、サンドミル、等の分散装
置を使って、ＭＥＫ、トルエン等の有機溶剤に分散して
（熱可塑性樹脂等をバインダーとする主として図２の熱
溶融性インキ）、グラビアコート、ワイヤーバーコー
ト、ロールコート法等公知の方法によにより塗布し、熱
溶融性インキ層を形成して、本発明の熱転写シートが製
造される。

【００２４】以下、好適な実施例に基づいて本発明の熱
転写シートについてより具体的に説明する。尚、文中、
部または％とあるのは特に断りのない限り重量基準であ
る。 （実施例１）背面層用インキ組成物 ＰＭＭＡ（三菱レイヨン（株）製 ダイヤナールＢＲ８５） １００．０部 ポリジメチルシロキサン （信越化学工業（株）製 ＫＦ−９６−５０．００ｃＳｔ） ５．０部 （注）２０℃における粘度５０００ｃＳｔ 有機金属塩（堺化学（株）製 ＬＢＴ２２３０） １０．０部 ポリエステル樹脂（ユニチカ（株）製 エリーテル３２００） ３．０部 ＭＥＫ ８００．０部 トルエン ５０．０部 この背面層用インキをポリエチレンテレフタレートフィ
ルム（ルミラー、東レ（株）製、厚み＝６μｍ）の片面
に、乾燥時のコート量０．５ｇ／ｍ^２となるようにグラ
ビアコート法により塗工し背面層塗工済み原反とした。

【００２５】剥離層用インキ組成物 酸化ポリエチレン（ｍ．ｐ．＝ １２７℃） ９０．０部 カルナバワックス（ｍ．ｐ・＝ ８３℃） １０．０部 以上の固形分比の水系ディスパージョンをグラビアコー
ト方式にて上記背面塗工済原反に乾燥時のコート量０．
３ｇ／ｍ^２となるよう塗工し、背面層及び剥離層塗工済
原反とした。

【００２６】熱溶融性インキ層用インキの組成物 カーボンブラック（三菱化学（株）製ダイヤブラック） １０．０部 エチレン／酢酸ビニル共重合体 （三井ポリケミカル（株）製エバフレックス３１０） １０．０部 カルナバワックス ２０．０部 パラフィンワックス （凝固点＝７０℃、溶融粘度＝８０ｍＰａｓ） ６０．０部 以上の組成物をサンドミル等を用い９０℃で加熱しつつ
混練して製作したインキをワイヤーバーコート法により
上記背面層及び剥離層塗工済原反の剥離層上に厚さ３μ
ｍの熱溶融性インキ層を形成し本発明の熱転写シートを
得た。

【００２７】（比較例１） 実施例１中の剥離層インキに酸化ポリエチレンの代わり
にカルナバワックスのエマルジョンを用い、乾燥時のコ
ート量０．３ｇ／ｍ^２となるよう塗工した後、実施例１
と全く同様に製作されたインキを背面層と反対の面に塗
工し、熱転写シートを得た。

【００２８】（実施例２）耐アルコール性保護層用インキ組成物 塩素化プロピレン ３０．０部 ポリエチレン ５．０部 トルエン ３５．０部 ＭＥＫ ３０．０部 このインキを実施例１記載の背面層及び剥離層塗工済原
反の剥離層上にグラビアコート方式にて乾燥時のコート
量０．３ｇ／ｍ^２となるよう塗工し、耐アルコール性保
護層塗工済原反とした。

【００２９】耐擦過性保護層用インキ組成物 ポリメタクリル酸メチル（ｍ．ｐ．＝ １０５℃） ３０．０部 エチレン−酢ビ共重合体 ５．０部 トルエン ３５．０部 ＭＥＫ ３０．０部 このインキを上記耐アルコール性保護層塗工済原反にグ
ラビアコート方式にて乾燥時のコート量１．０ｇ／ｍ^２
となるよう塗工し、耐擦過性保護層塗工済原反とした。

【００３０】 着色剤層用インキ組成物 ポリエステル（バイロン６００、東洋紡（株）製） １５．０部 カーボンブラック １５．０部 トルエン ３５．０部 ＭＥＫ ３５．０部 このインキを上記耐擦過性保護層塗工済原反にグラビア
コート方式にて乾燥時の塗工量１．０ｇ／ｍ^２となるよ
う塗工し、着色剤層塗工済の本発明の熱転写シートを作
製した。

【００３１】 （比較例２） 実施例２中の剥離層用インキに酸化ポリエチレンの代わ
りにカルナバワックスのエマルジョンを用い、乾燥時の
コート量０．３ｇ／ｍ^２となるよう塗工した以外は実施
例２と全く同様の熱転写シートを作製した。 （比較例３） 耐アルコール性保護層を塗工しない以外は実施例２と全
く同様の熱転写シートを作製した。 （比較例４） 耐擦過性保護層を塗工しない以外は実施例２と全く同様
の熱転写シートを作製した。

【００３２】 これらの熱転写シートの中、実施例１及び
２、比較例１について印字エネルギーを高低に変化させ
て受像紙及びに印字した結果は表１のようであって、低
印字エネルギー時においても、高印字エネルギー時にお
いても実施例１及び２は良好であったが、比較例１は高
エネルギー印字時において白抜けや基体シート切れを起
こした。

【表１】

【００３３】さらに、インク層を多層にした実施例２、
比較例２〜５の熱転写シートについてポリエステルラベ
ルにテストプリンターにて印字し、印字性、耐消しゴム
性、耐エタノール性、耐ガソリン性を評価した結果は表
１の通りであり、本発明が優れたものであることを示し
ている。 １）印字性：目視にて評価 ２）耐消しゴム性：Ｔｏｍｂｏｗ（株）製プラスチック
消しゴムを１ｋｇ／ｃｍ^２の荷重で印字物上を３０往復
しても消えないとき良好とした。 ３）耐ガソリン性：ガソリンに綿棒を浸し、３００ｇ重
の荷重で印字物上を５０往復しても消えない時良好とし
た。 ４）耐エタノール性：エタノールに綿棒を浸し、３００
ｇ重の荷重で印字物上を５０往復しても消えない時良好
とした。

【表２】

【００３４】

【効果】以上のように、本発明によれば、熱転写シート
における熱溶融性インキ層が上記剥離層の上に形成され
ているため印字エネルギーのマージンが広く低エネルギ
ー印字時に感度不足とならず、高エネルギー印字時にお
いても基材フィルム切れを起こさず安定して印字でき
る。また上記のような多層構造を成すインク層を形成す
ることにより、低エネルギー印字時に感度不足となら
ず、高エネルギー印字時においても基材フィルム切れを
起こさず安定して印字できるとともに、高耐擦過性、耐
消しゴム性、耐ガソリン性に優れた印刷物を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の熱転写シートの構成を示すシート断面
図。

【図２】本発明の熱転写シートの応用例の構成を示すシ
ート断面図。

【符号の説明】

１ 基材フィルム ２ 剥離層 ３ 熱溶融性インキ層 ４ 耐アルコール性保護層 ５ 耐擦過性保護層 ６ 熱溶融性インキ層 ７ 背面層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−293086（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−162287（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−153090（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−130192（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41M 5/38 - 5/40

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラスチックフィルムからなる基材フィ
   ルムの表面に熱転写インキ層を有する熱転写シートにお
   いて基材フィルムと熱転写インキ層の間に、酸化ポリエ
   チレンを主成分とし、コロイド状とした粒径０．１μｍ
   以下の酸化ポリエチレンを水に分散した塗工液を塗工乾
   燥することで剥離層を設けたことを特徴とする熱転写シ
   ート。
2. 【請求項２】 前記熱転写インキ層は剥離層側から耐ア
   ルコール性保護層、耐擦過性保護層、着色剤層の多層構
   造をなしていることを特徴とする請求項１記載の熱転写
   シート。