JP3455593B2 - 放射線硬化層を含む複数の層の形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、紫外線または電子線な
どの放射線で硬化する放射線硬化層を含む複数の層の形
成方法に関し、特に、放射線の照射工程を簡易化すると
ともに、層間の密着性を良くした放射線硬化層を含む複
数の層の形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＩＤカード、プリペイドカード等の各種
カードにおいては、周知のようにたとえば磁気記録層や
感熱記録層が設けられている。このような記録層を保護
し、耐久性、耐磨耗性、耐熱性、耐薬品性を向上させる
ため、紫外線や電子線などの放射線により硬化する放射
線硬化型樹脂を含む材料をコーティングし、放射線照射
によってこれを硬化させた保護層を設けることが知られ
ており、放射線としては紫外線がよく用いられている。

【０００３】ところで、このような保護層上にさらに印
刷層、保護層等を形成する場合がある。たとえば感熱記
録層上に放射線硬化型樹脂を含む保護層を形成した後、
保護層上に放射線硬化型オフセットインキで印刷層を形
成し、さらにその上に放射線硬化型樹脂を含む保護層を
形成する場合がある。

【０００４】このように放射線硬化型樹脂を含む複数の
層を積層形成する場合に、従来は、まず下層の放射線硬
化層として放射線硬化型樹脂を含む材料を塗布または印
刷し、これに放射線を照射して硬化させた後、その上の
放射線硬化層として放射線硬化型樹脂を含む材料を塗布
または印刷し、これに放射線を照射して硬化させてい
た。すなわち下層の放射線硬化層を硬化させて放射線硬
化型樹脂がブロッキングしないようにした後、上層の放
射線硬化層を塗布または印刷し、その後、上層の放射線
硬化層を硬化させるため再度放射線を照射していた。

【０００５】したがって、従来は複数の放射線硬化層を
形成するために放射線硬化層ごとに放射線照射を行って
いたから、次のような問題があった。たとえば下層が放
射線硬化型樹脂を含む塗料のコーティング、上層が放射
線硬化型樹脂を含むインキのオフセット印刷の場合に、
それぞれの塗工機械ごとに放射線照射機が必要となり、
必要な設備が増加する。また、照射回数が増えることに
よって必要なエネルギーも大きくなる。したがって費用
が嵩む。放射線照射回数が増えることにより作業者にも
悪影響を与える。さらに大きな問題として、放射線硬化
型樹脂は放射線照射を行い、硬化させた後は、各層との
密着性が悪いという問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な問題点を解消し、放射線照射回数を減らし、各層間の
密着性を向上させる、放射線硬化層を含む複数の層の形
成方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、放射線
硬化型樹脂を含む放射線硬化層と、放射線硬化層上の少
なくとも１つの層からなる複数の層の形成方法は、基材
上に放射線硬化型樹脂を含む材料をコーティングし、コ
ーティングされた材料を乾燥させて放射線硬化層を形成
する工程と、放射線硬化層上に少なくとも１つの層を形
成する工程と、放射線を照射して、放射線硬化層の放射
線硬化型樹脂を硬化させる工程とを有し、放射線硬化型
樹脂を含む材料は、平均分子量１０万以上、ガラス転移
点８０〜１５０℃のプレポリマーであることを特徴とす
るものである。

【０００８】また、本発明によれば、放射線硬化型樹脂
を含む材料は二重結合をもつ側鎖を有し、主鎖の炭素数
に対して側鎖の二重結合の数の割合が８０％以下である
ことを特徴とするものである。

【０００９】さらに、本発明によれば、放射線硬化型樹
脂を含む材料は、アクリル系樹脂またはメタクリル系樹
脂であることを特徴とするものである。

【００１０】さらに、本発明によれば、放射線硬化層上
に形成される層は放射線硬化型樹脂を含む放射線硬化層
であることを特徴とするものである。

【００１１】さらに、基材は感熱記録層を含むことを特
徴とするものである。

【００１２】

【実施例】次に添付図面を参照して本発明による放射線
硬化層を含む複数の層の形成方法の実施例を詳細に説明
する。

【００１３】図１には、本発明による方法を適用して製
造される感熱記録媒体が示されている。この感熱記録媒
体は、図１に示すように基材１２上に感熱記録層１４、
中間層１６、保護層１８、印刷層２０、印刷保護層２２
が順次積層されている。本実施例ではこれらの層のう
ち、中間層１６、保護層１８、印刷層２０、印刷保護層
２２が放射線硬化型樹脂を含む材料によって形成され、
これらの層の形成に本発明が適用される。

【００１４】基材１２は、たとえばポリエチレンテレフ
タレート（ＰＥＴ）、ポリアセテート、ポリスチレン
（ＰＳ）、エポキシ樹脂、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）お
よびポリカーボネート（ＰＣ）等の合成樹脂シートまた
は合成紙等であり、基材１２の厚さは通常、１００〜３
００μｍ程度である。

【００１５】感熱記録層１４を構成する材料としては、
サーマルヘッドなどによって行われる通常の感熱記録に
使用される感熱記録材料が用いられる。このような感熱
記録材料としては、高分子結着剤と感熱発色材料を主成
分として構成される。感熱記録層１４は３〜５μｍの厚
さに形成される。また、感熱記録層１４は、上記のよう
な不可逆性の感熱記録材料により形成されるものに代え
て、可逆性の感熱記録材料により形成したものでもよ
い。可逆性の感熱記録材料としては、ポリエステルなど
の樹脂と、樹脂中に分散された有機低分子物質からなっ
ている。可逆性感熱記録材料は、加熱温度を選択するこ
とによって有機低分子物質の屈折率が樹脂の屈折率と等
しくなったり、異なったりするため、透明度が変化す
る。可逆性の感熱記録材料はこのような状態変化を繰り
返し行えるものである。

【００１６】中間層１６は、保護層１８を設ける際に保
護層１８の塗料に含まれる有機溶剤が感熱記録層１４を
発色させるのを防ぐための層である。すなわち、感熱記
録層１４上に直接保護層１８を設けた場合には保護層１
８に含まれる有機溶剤により感熱記録層１４が発色して
しまい、感熱による記録ができなくなるので、これを防
ぐため中間層１６を設けている。

【００１７】中間層１６に使用される溶剤は、感熱記録
層１４を侵さないものであることを要する。

【００１８】保護層１８は、感熱記録層１４表面の耐傷
性、耐薬品性を向上させるために設けられる。本実施例
によれば中間層が形成されているため、保護層に含まれ
る溶剤により、感熱記録層が発色または消色してしまう
ことがなく、耐傷性、耐薬品性に優れた保護層を形成す
ることができる。

【００１９】中間層１６の厚さは、たとえば０．５〜１
μｍ程度である。また、保護層１８の厚さは１〜５μ
ｍ、望ましくは１〜３μｍ程度である。

【００２０】印刷層２０は所望の文字、模様などの可視
情報が印刷によって形成された層である。なお、印刷層
２０は感熱記録層１４に記録される可視記録情報を見る
ことができるように形成される。

【００２１】中間層１６、保護層１８、印刷層２０、印
刷保護層２２には、放射線硬化型樹脂が用いられる。

【００２２】最上層の印刷保護層２２を除く中間層１
６、保護層１８、印刷層２０に使用される放射線硬化型
樹脂は、平均分子量１０万以上、好ましくは２０万〜５
０万で、ガラス転移点８０〜１５０℃のプレポリマーで
ある。このように平均分子量が大きくガラス転移点が高
い樹脂を使用することにより、塗布または印刷後の乾燥
のみによってブロッキングしない状態となるから、放射
線照射を行うことなく、その上に他の層を形成すること
ができる。また、平均分子量が５０万を超えたものでは
溶剤に対する溶解性が悪く塗料化が困難となる。使用さ
れる前述の放射線硬化型樹脂はさらに主鎖の炭素数に対
して側鎖の二重結合の数の割合が８０％以下であるもの
がより好ましく、また、アクリル系樹脂またはメタクリ
ル系樹脂が好ましい。

【００２３】このように本発明に使用する放射線硬化型
樹脂が二重結合をもつ側鎖を有し、主鎖の炭素数に対し
て側鎖の二重結合の数が８０％以下であることで、前述
の平均分子量およびガラス転移点をもつこととあいまっ
て、溶剤に対する溶解性と、塗布または印刷後の乾燥の
みによるブロッキングしない状態とに一層適切な特性が
得られ、さらに放射線照射による硬化後には側鎖の二重
結合どうしが結合して三次元構造をとるため強固な塗膜
を形成できる。

【００２４】中間層１６、保護層１８、印刷層２０は放
射線硬化型樹脂として紫外線硬化型樹脂を用いる場合に
は、感熱記録層を侵さない範囲でさらに、紫外線硬化型
樹脂をカチオン重合させる光重合開始剤を含むものとし
てもよく、この場合には紫外線硬化型樹脂を紫外線カチ
オン重合させるので、重合過程で酸素重合禁止作用を受
けず、強固な層を得ることができ、また、硬化中の収縮
が低く接着性がよくなる。

【００２５】また、感熱記録層１４上に設けられる中間
層１６に用いられる溶媒は、ラクトン環を開環させない
もの、たとえば炭化水素系のシクロヘキサン、メチルシ
クロヘキサン、エチルシクロヘキサン、石油系エーテル
（ミネラルスピリット、ターペン油、ホワイトスピリッ
トなど、芳香族系のトルエン、キシレンなど、水、アル
コール系の溶媒が使用できる。感熱記録層１４上に接触
していない保護層１８、印刷層２０、印刷保護層２２に
は全ての溶媒が使用できる。

【００２６】本実施例においては、上記のような放射線
硬化型樹脂を含む塗料をコーティングし乾燥することに
より中間層１６を形成し、同様の放射線硬化型樹脂を含
む塗料をコーティングし乾燥することにより保護層１８
を形成し、さらに同様の放射線硬化型樹脂を含むインキ
をオフセット印刷し乾燥することにより印刷層２０を形
成する。その後、放射線硬化型樹脂を含むインキをオフ
セット印刷し乾燥することにより印刷保護層２２を形成
する。最後に、放射線を照射することにより、中間層１
６、保護層１８、印刷層２０、印刷保護層２２の全ての
層を硬化させる。上記のコーティングにおける塗布手段
としては、グラビアコーター、バーコーター、ナイフコ
ーター等が使用される。

【００２７】本実施例においては上記のように、中間層
１６、保護層１８、印刷層２０に使用される放射線硬化
型樹脂は、平均分子量１０万以上で、ガラス転移点８０
〜１５０℃のプレポリマーである。したがって分子量が
大きくガラス転移点が高い樹脂を使用しているから、塗
布または印刷後の乾燥のみによってブロッキングしない
状態となるから、放射線照射を行うことなく、その上に
他の層を形成することができる。したがって、印刷保護
層２２を形成した後、最後に１回だけ放射線を照射すれ
ばよく、従来のように中間層１６、保護層１８、印刷層
２０を形成する都度放射線を照射する必要がないから、
各層の塗工機械ごとに放射線照射機を必要とせず、必要
な設備を少なくすることができる。また、放射線照射回
数が増えることによる作業者への悪影響やエネルギー消
費、費用の増加もない。

【００２８】さらに本実施例の方法によれば、上記のよ
うな放射線硬化型樹脂を含む材料を使用して最後に放射
線照射を行うから、中間層１６、保護層１８、印刷層２
０などの下層が未重合の状態で上層の印刷保護層２２を
コーティングし放射線照射することになるため、放射線
照射による硬化の際、中間層１６、保護層１８、印刷層
２０などの下層の重合反応の障害となる酸素が上層の塗
膜により遮断されるので、硬化後により強固な中間層１
６、保護層１８、印刷層２０などの下層を形成すること
ができる。

【００２９】また、従来は中間層１６、保護層１８、印
刷層２０などの下層をコーティングする都度行われる放
射線照射の際に酸素による重合禁止作用を避けるため、
窒素ガス、不活性ガスなどの置換を必要としていたが、
このようなガスの置換も必要がなくなる。

【００３０】さらに、中間層１６、保護層１８、印刷層
２０、印刷保護層２２の各塗膜の境界面で相互の放射線
硬化型樹脂の架橋が行われるため、塗膜間の密着性が向
上する。

【００３１】本実施例による感熱記録媒体によれば、中
間層１６上に保護層１８が放射線硬化型樹脂を用いてコ
ーティングにより形成されるため、耐傷性、耐薬品性に
優れ、サーマルヘッドの汚れが生じることがない。

【００３２】なお、印刷層２０および印刷保護層２２は
酸化重合型樹脂を含むインキを用いて形成してもよい。

【００３３】本発明による方法は上記の実施例に限られ
ず、たとえば基材１２上に、磁気記録層、平滑層、反射
層、感熱記録層、保護層、印刷層、印刷保護層を設ける
記録媒体の製造にも適用できる。

【００３４】次に本発明による放射線硬化層を含む複数
の層の形成方法の具体的な実施例について、その組成お
よび物性評価につき比較例と比較して説明する。

【００３５】なお、本実施例では本発明に使用される放
射線硬化型樹脂として紫外線硬化型樹脂を用いる場合に
ついて説明しているが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、本発明に使用する放射線硬化型樹脂としては
電子線硬化型樹脂など紫外線以外の他の放射線により硬
化する樹脂を用いることもできる。

【００３６】（実施例１）図２に示すように、基材１２
として厚さ１８８μｍの白色ポリエチレンテレフタレー
トフィルム上に、厚さ５μｍのロイコ系感熱記録層１４
を塗工したものを使用した。中間層１６として下記の割
合で混合して得た塗料を使用した。 紫外線硬化型塗料水系アクリル樹脂（固形分５０％） ２０重量部 光重合開始剤 ２重量部 蒸留水 ７８重量部 紫外線硬化型塗料水系アクリル樹脂は、平均分子量が２
０〜５０万、ガラス転移点が１３０℃、主鎖の炭素数に
対する側鎖の二重結合の数の割合が５０％である。

【００３７】この塗料をバーコーター＃１０で塗布し、
８０℃５分間乾燥させ、厚さ１μｍの塗膜を形成し、中
間層１６とした。さらに、中間層１６上にオフセット印
刷により印刷層２０を形成した後、高圧水銀灯１２０Ｗ
／ｃｍ×３灯、照射距離１２５ｍｍ：コンベアースピー
ド４０ｍ／ｍｉｎにより紫外線照射を行った。

【００３８】（実施例２）図３に示すように、実施例１
と同様に基材１２上に中間層１６を形成した後、中間層
１６上にオフセット印刷により保護層１８を形成し、実
施例１と同様の条件で紫外線照射を行った。

【００３９】（比較例１）図２に示すように、実施例１
と同様に基材１２上に中間層１６を形成した後、高圧水
銀灯１２０Ｗ／ｃｍ×３灯、照射距離１２５ｍｍ：コン
ベアースピード４０ｍ／ｍｉｎにより紫外線照射を行
い、その後、中間層１６上にオフセット印刷により印刷
層２０を形成した後、高圧水銀灯１２０Ｗ／ｃｍ×３
灯、照射距離１２５ｍｍ：コンベアースピード４０ｍ／
ｍｉｎにより再度紫外線照射を行った。

【００４０】（比較例２）図３に示すように、実施例１
と同様に基材１２上に中間層１６を形成した後、高圧水
銀灯１２０Ｗ／ｃｍ×３灯、照射距離１２５ｍｍ：コン
ベアースピード４０ｍ／ｍｉｎにより紫外線照射を行
い、その後、中間層１６上にオフセット印刷により保護
層１８を形成し、比較例１と同様の条件で再度紫外線照
射を行った。

【００４１】これらの実施例および比較例について、セ
ロテープを貼り付け強く剥離した後、表面の損傷を観察
したところ、下記の結果が得られた。 実施例１ 損傷なし 実施例２ 損傷なし 比較例１ 中間層１６と印刷層２０の間で剥離を起こ
した 比較例２ 中間層１６と保護層１８の間で剥離を起こ
した

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、平均分子量１０万以
上、ガラス転移点８０〜１５０℃のプレポリマーの放射
線硬化型樹脂を含む材料をコーティングし、コーティン
グされた材料を乾燥させて放射線硬化層を形成し、放射
線硬化層上に他の層を形成した後に放射線を照射して放
射線硬化層の放射線硬化型樹脂を硬化させるようにして
いる。したがって、分子量が大きくガラス転移点が高い
樹脂を使用しているから、塗布または印刷後の乾燥のみ
によってブロッキングしない状態となるから、放射線照
射を行うことなく、その上に他の層を形成することがで
きるので、すべての層を形成した後、１回だけの放射線
照射を行えばよく、放射線硬化層を形成する都度放射線
を照射する必要がないから、各層の塗工機械ごとに放射
線照射機を必要とせず、必要な設備を少なくすることが
できる。また、放射線照射回数が増えることによる作業
者への悪影響やエネルギー消費、費用の増加もない。

【００４３】また、放射線硬化層上の他の層を形成した
後、最後に放射線照射を行うから、下層が未重合の状態
で上層を形成し放射線照射することになるため、放射線
照射による硬化の際、下層の重合反応の障害となる酸素
が上層の塗膜により遮断されるので、硬化後により強固
な放射線硬化層を形成することができる。

【００４４】従来は放射線硬化層をコーティングする都
度行われる放射線照射の際に酸素による重合禁止作用を
避けるため、窒素ガス、不活性ガスなどの置換を必要と
していたが、このようなガスの置換も必要がない。

【００４５】さらに、各塗膜の境界面で相互の放射線硬
化型樹脂の架橋が行われるため、塗膜間の密着性が向上
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による方法を適用して製造される感熱記
録媒体の一例を示す断面図である。

【図２】本発明による方法を適用して製造される感熱記
録媒体の他の例を示す断面図である。

【図３】本発明による方法を適用して製造される感熱記
録媒体の他の例を示す断面図である。

【符号の説明】

１２ 基材 １４ 感熱記録層 １６ 中間層 １８ 保護層 ２０ 印刷層 ２２ 印刷保護層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−49245（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08J 7/04

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放射線硬化型樹脂を含む放射線硬化層
   と、該放射線硬化層上の少なくとも１つの層からなる複
   数の層の形成方法において、該方法は、 基材上に放射線硬化型樹脂を含む材料をコーティング
   し、コーティングされた材料を乾燥させて前記放射線硬
   化層を形成する工程と、 前記放射線硬化層上に少なくとも１つの層を形成する工
   程と、 放射線を照射して、前記放射線硬化層の放射線硬化型樹
   脂を硬化させる工程とを有し、 前記放射線硬化型樹脂を含む材料は、平均分子量１０万
   以上、ガラス転移点８０〜１５０℃のプレポリマーであ
   ることを特徴とする放射線硬化層を含む複数の層の形成
   方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の方法において、前記放
   射線硬化型樹脂を含む材料は二重結合をもつ側鎖を有
   し、主鎖の炭素数に対して側鎖の二重結合の数の割合が
   ８０％以下であることを特徴とする放射線硬化層を含む
   複数の層の形成方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の方法におい
   て、前記放射線硬化型樹脂を含む材料は、アクリル系樹
   脂またはメタクリル系樹脂であることを特徴とする放射
   線硬化層を含む複数の層の形成方法。
4. 【請求項４】 請求項１から３のいずれかに記載の方法
   において、 前記放射線硬化層上に形成される層は放射線硬化型樹脂
   を含む放射線硬化層であることを特徴とする放射線硬化
   層を含む複数の層の形成方法。
5. 【請求項５】 請求項１から４のいずれかに記載の方法
   において、 前記基材は感熱記録層を含むことを特徴とする放射線硬
   化層を含む複数の層の形成方法。