JP3623280B2

JP3623280B2 - 熱転写層用バインダーおよび熱転写インクリボン並びに熱転写方法

Info

Publication number: JP3623280B2
Application number: JP14414495A
Authority: JP
Inventors: 弘寿小竹; 裕田頭; 良夫藤原; 悟篠原
Original assignee: Sony Corp; Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd; Sony Corp
Priority date: 1995-05-19
Filing date: 1995-05-19
Publication date: 2005-02-23
Anticipated expiration: 2020-02-23
Also published as: JPH08310136A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、熱転写層用バインダー及びそれを含有する熱転写層を有する熱転写インクリボン並びに熱転写方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、昇華熱転写方式による画像記録は、インクリボンと記録紙を用いて行われており、更に詳しくは、基材上に昇華性染料、バインダー等を含む熱転写層を有してなるインクリボンの熱転写層面と、基体シート上に染料受容層を有してなる記録紙の受容層面とを、互いに合わせて接触させた状態において、画像信号に基づいて温度等が制御されたサーマルヘッドやレーザーにより前記インクリボンに熱エネルギーを与えて熱転写層の染料を昇華させ、その熱転写層から昇華した染料を前記記録紙の受容層に転写させることにより行われる。
【０００３】
この昇華熱転写方式においては、、テレビ、ＣＲＴカラーディスプレー、カラーファクシミリ、磁気カメラ等により得られる画像信号の変化に応じてインクリボンの熱転写層に与えられる熱エネルギーの量を変化させて、熱転写層から昇華・転写される染料の量を変え、それによって記録紙の受容層上に良好な階調を有する画像記録を得ることができる。また、熱転写に際し、イエロー、マゼンタ、シアン三原色のうち各々１色の染料を熱転写層中に含む３種のインクリボンを用いて、記録紙の同一受容層面に各色を重ねて転写すれば、フルカラーの画像記録をも行うことができる。
【０００４】
熱転写層の染料用バインダーとしては、ポリビニルブチルアセタール樹脂、ポリビニルアセトアセタール樹脂等が使用され、特に染料との相溶性、記録濃度の点でポリビニルアセトアセタール樹脂が優れている。
【０００５】
一方、従来の昇華熱転写法において使用される受容層には、通常、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体等の塩化ビニル系共重合体、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂等が、上記した様に、熱転写時のインクリボンとの融着防止、高記録濃度達成のためシリコンオイル等の離型剤等とともに使用されており、特に塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体を使用したものは、耐光性、耐候性、耐暗退色性が優れたものとなっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の受容層はシリコンオイル等の離型剤等を含有するため、融着の問題もさることながら、記録紙表面の筆記性が悪く、油性マジックインク等をはじいてしまうという問題があった。
【０００７】
そこで、受容層側でなく熱転写層中にシリコンオイル等の常温で液状の離型剤を単純に配合した場合には、インクリボンの保存中に離型剤が昇華性染料とともに、経時的に熱転写層と接するインクリボンのバックコート面に転写して初期の離型性、記録濃度を持続できないといった問題があった。
【０００８】
また、シリコン化合物またはフッ素化合物を、ポリビニルアセタール樹脂１重量部に対して０．０５〜１重量部の範囲で共重合した樹脂を熱転写層用バインダーとして用いた場合には、受容紙との離型性には優れるが、ポリビニルアセタール樹脂に反応されるシリコン化合物等の離型剤の反応量が多すぎるため、染料の結晶化等のために保存性が悪くなるという問題があった（特開平２−１４１２８９号公報）。
【０００９】
さらにまた、より高い記録濃度を達成するために、バインダー樹脂（Ｂ）に対する染料（Ｐ）の配合比（Ｐ／Ｂ）をできるだけ高くする方法が一般的に知られている。しかし、例えばＰ／Ｂ比を１．５以上にもすると、上記の様にバインダー樹脂に含有されるシリコン化合物の配合量並びに反応量が多すぎるため、シリコン化合物とは基本的に相溶性の悪い染料がブリードしやすくなり、結局保存性を低下させることになる。
【００１０】
本発明者等は、かかる課題を解決すべく種々検討した結果、熱転写層のバインダーとしてポリビニルアセタール系樹脂に特定のシリコン系樹脂を特定量配合することにより、離型剤を含まない受容層を有する記録紙との熱転写時の離型性及びインクリボンの保存性が共に優れた昇華熱転写インクリボンを得ることができることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、ポリビニルアセタール系樹脂と、平均式Ｒ _n ＳｉＯ _(4-n)/2 （Ｒはメチル基を表す。ｎは１．０〜１．８までの値を表す。）で表され、平均分子量が１５００〜１００００のシロキサン結合を主骨格とした三次元網目構造のもので、常温で固体であり、有機溶剤に可溶なシリコン系樹脂を含有してなることを特徴とする熱転写層用バインダーである。
【００１２】
また、本発明は、基材上に、昇華性染料および上記の熱転写層用バインダーを含有する熱転写層を有することを特徴とする、離型剤を含まない受容層を有する記録紙との組み合わせで使用される熱転写インクリボンである。
【００１３】
さらに、本発明は、上記の熱転写インクリボンと、離型剤を含まない受容層を有する記録紙とを接触させ記録を行なうことを特徴とする熱転写方法である。
【００１４】
以下、本発明を詳細に説明する。
先ず、本発明の熱転写層用バインダーについて説明する。
本発明の熱転写層用バインダーに用いられるバインダー用樹脂は、ポリビニルアセタール系樹脂に、下記の式１に例示される様なシロキサン結合を主骨格とした三次元網目構造を有する、常温で固体であり、有機溶剤に可溶なシリコン系樹脂を配合した組成物である。
【００１５】
【化１】

【００１６】
本発明の熱転写層用バインダーに含有される前記シリコン系樹脂の含有量は、ポリビニルアセタール系樹脂１００重量部に対して０．５〜４．５重量部、好ましくは０．５〜３．０重量部が望ましい。該シリコン系樹脂の含有量が４．５重量部を越えるとシリコン系樹脂とは基本的に相溶性の悪い染料がブリードしやすくなり、保存性が低下する。一方、該シリコン系樹脂の含有量が０．５重量部未満では、熱転写時において受容層に離型剤を含まない記録紙との離型性が不足する。
【００１７】
前記シリコン系樹脂を溶解する有機溶剤としては、例えばエタノール、イソプロパノール等のアルコール類、酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル類、トルエン、キシレン等の芳香族類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、Ｎ−ヘキサン等の脂肪族炭化水素類、石油エーテル等のエーテル類等が挙げられる。
【００１８】
また、熱転写層用バインダーに上記のシリコン系樹脂の代りに、離型剤として下記の式２に示される様なシロキサン結合を主骨格とした二次元構造の従来公知のシリコンオイルを用いた場合には、該シリコンオイルは直線分子構造を有し常温で液体であるために、インクリボンの保存中に離型剤のシリコンオイルが昇華性染料とともに経時的に熱転写層と接するインクリボンのバックコート面に転写して初期の離型性、記録濃度を持続できない。
【００１９】
【化２】

【００２０】
一方、三次元網目構造を有し、常温で固体であっても、有機溶剤に不溶なシリコン系樹脂の場合には、昇華性染料等とともに有機溶剤に溶解分散して染料組成物を作製した際に、経時的に該シリコン系樹脂が沈降し、そのままの状態で熱転写層を形成すると、熱転写時に受容層に離型剤を含まない記録紙との離型性が悪くなるといった問題がある。
【００２１】
本発明で用いるシリコン系樹脂は、ＳｉＯ_２、ＲＳｉＯ_３／２、Ｒ_２ＳｉＯ、Ｒ_３ＳｉＯ_１／２（Ｒはメチル基を示す）で示される構造単位の組み合わせからなる三次元構造の共重合体である。その割合は平均式Ｒ_ｎＳｉＯ_{（４−ｎ）／２}（ｎは１．０〜１．８までの値を表す）を満足するように選ばれ、約１５００〜１００００程度の平均分子量を有することが望ましい。
【００２２】
本発明に用いるシリコン系樹脂は、市販されているもの、及び公知の方法により製造されたもののいずれを用いてもよい。
【００２３】
本発明に用いるシリコン系樹脂の製造方法の一例を挙げると、一般式Ｒ_２ＳｉＸ_２、ＲＳｉＸ_３、ＳｉＸ_４（Ｘは塩素原子、臭素原子、フッ素原子、アルコキシ基等の加水分解可能な基、Ｒはメチル基）で示される化合物を、目的とする樹脂組成に応じてトルエン、ベンゼン、キシレン等の適当な溶媒に添加し、次いでこの溶媒を適当な酸性溶媒中における希望する加水分解及び共縮合を得るのに充分な量の水中に加える。加水分解したシロキサンは末端が水酸基に置換され、その水酸基の縮合によって重合を起こし、三次元化することによって、例えば、メチルシリコンレジンの場合には、一般にＳｉＯ_２、ＣＨ_３ＳｉＯ_３／２、（ＣＨ_３）_２ＳｉＯ、（ＣＨ_３）_３ＳｉＯ_１／２で示される構造単位からなる共重合体となる。こうして得られた二相系から水相を除去し、残留する樹脂状物質を重炭酸ナトリウムあるいは他のアルカリ性物質の充分量を用いて中和し、溶媒を除去すれば目的のシリコン系樹脂が得られる。
【００２４】
本発明で用いるシリコン系樹脂は、反応条件により、水酸基含有量を所望の量に調製することができるため、イソシアネート等の架橋剤を用いてポリビニルアセタール系樹脂が有するビニルアルコール部分に付加反応して用いてもよい。
【００２５】
本発明の熱転写層用バインダーの主成分であるポリビニルアセタール系樹脂の種類には、例えばポリビニルホルムアセタール、ポリビニルアセトアセタール、ポリビニルブチルアセタール樹脂等の単独アセタール樹脂、アセトアセタール・ブチルアセタール混合ポリビニルアセタール、ホルムアセタール・アセトアセタール・ブチルアセタール混合ポリビニルアセタール等あるいはそれらの組み合わされたもの等が挙げられ、これらを単独まはた混合して用いることもできるが、昇華性染料との相溶性や記録濃度の点でポリビニルアセトアセタール樹脂が好ましい。
【００２６】
ポリビニルアセタール系樹脂のアセタール化度は特に限定されるものではないが、一般には昇華性染料との相溶性や画像の記録濃度の点から６０重量％以上であることが望ましく、好ましくは７５重量％以上、更に好ましくは８５重量％以上と高度にアセタール化されたものが使用される。
【００２７】
ポリビニルアセタール系樹脂のアセタール化された部分以外の部分は、原料のポリビニルアルコール樹脂（以下、ＰＶＡと略記する）に由来するビニルアルコール単位の部分、脂肪酸ビニルエステル単位の部分等であり、更にその原料のＰＶＡが脂肪酸ビニルエステルとの共重合可能な他の単量体と、脂肪酸ビニルエステルとの共重合体のケン化物であるとき、あるいはＰＶＡの後変性物であるときは、上記の２種の単位の部分に加えてこの共重合された他の単量体、あるいは後変性に基づく単位の部分も包含される。
【００２８】
本発明で用いるポリビニルアセタール系樹脂の平均重合度は、特に制限はないが、通常２００〜４０００、特に３００〜３０００の範囲が好ましい。平均重合度が２００未満では熱転写層を保形し、該熱転写層をインクリボンの基材に固着させる力が弱く、また４０００を越えると有機溶剤に対する溶解性が低下したり、アセタール化反応時の反応液の粘度が高くなるため反応系の濃度を下げるなどの対応が必要となり、該樹脂の生産性を低下させることがある。
【００２９】
ＰＶＡをアセタール化する方法としては、▲１▼アルコール等の有機溶媒中にＰＶＡを分散させた後、塩酸や硫酸等の酸触媒下にアルデヒドを添加してアセタール化反応を行なって得られるポリビニルアセタール溶液に、水を添加して該樹脂を析出させる溶媒法、あるいは▲２▼ＰＶＡ水溶液にアルデヒド、酸触媒を添加してアセタール化反応を行ない、反応の進行に応じて水性の反応系内に該樹脂を析出させる水媒法、更には▲３▼ＰＶＡ水溶液にアルデヒド、酸触媒を添加してアセタール化反応を行ない、反応の進行に応じて有機溶媒を添加して反応系内を均一に保つ均一法のいずれも可能である。
【００３０】
次に、本発明の昇華熱転写インクリボンは、上記のポリビニルアセタール系樹脂とシリコン系樹脂を含有する熱転写層用バインダーと昇華性染料を用いて、基材上に熱転写層を形成してなるものである。
【００３１】
前記のバインダーを含有する熱転写層は、昇華性染料とバインダー及び各種添加剤を有機溶剤に溶解分散した染料組成物を、基材上に塗布、乾燥することにより形成することが出来る。
【００３２】
昇華性染料としては、特に制限する事なく広範囲のものが用いられ、例えばアントラキノン系、アゾ系、メチン系染料などが挙げられる。また、必要に応じて使用される各種添加剤としては、各種界面活性剤などの分散剤、セルロース誘導体などの乾燥促進剤、各種消泡剤などが挙げられる。
【００３３】
基材としては、特に制限することなく広範囲のものが用いられるが、例えば厚さ３〜２０μｍ程度のポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、トリアセテートなどのフィルムが好適に使用される。
【００３４】
上記の染料組成物を、印刷、コーティングなどの公知の方法と装置を用いて、基材上に塗布、乾燥して熱転写層を形成することにより、昇華熱転写インクリボンを得ることが出来る。
【００３５】
得られる熱転写層は厚さ約０．５〜５μｍ程度が好ましい。また、該熱転写層中に含有されるバインダーの割合は該熱転写層に対して３〜８０重量％、好ましくは２０〜５０重量％程度であり、また染料に対して約３〜２００重量％、好ましくは５０〜１５０重量％である。
【００３６】
本発明の熱転写インクリボンは、離型性に優れているために、離型剤を含まない受容層を有する記録紙との組み合わせで使用することがきることに特徴を有する。受容層および記録紙には、通常のものでよく、例えばポリエステルや塩酢ビ樹脂等の昇華性染料の染色性が良好な樹脂を表面コーティングした紙が好適に使用される。
【００３７】
また、本発明の熱転写インクリボンを使用して熱転写記録を行う方法は、通常の記録方法により、熱転写インクリボンの熱転写層面と、離型剤を含まない受容層を有する記録紙の受容層面とを、互いに合わせて接触させた状態において、画像信号に基づいて温度等が制御されたサーマルヘッドやレーザーにより、前記インクリボンに熱エネルギーを与えて熱転写層の染料を昇華させ、その熱転写層から昇華した染料を前記記録紙の受容層に転写させることにより行なうことができる。
【００３８】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。尚、特に記載のない限り「部」及び「％」は、各々重量部及び重量％を表わす。
【００３９】
実施例１
（シリコン系樹脂の製造）
攪拌機、還流冷却器及び温度計を付けた反応器内に純水１００部、ジブチル錫ラウレート０．３部、３５％濃塩酸水溶液８．７部を仕込み、反応温度を２０℃に保ちながら反応器上部より、キシレン２３０部と、ＳｉＣｌ_４４０部、（ＣＨ_３）_３ＳｉＣｌ６０部とを均一混合した溶液を上記水溶液中に３時間かけて滴下した後、さらに３時間重合反応を行い樹脂溶液を得た。次いで、撹拌を停止して水相を分離、除去した後、残存する樹脂溶液に重炭酸ナトリウムを添加して中和した。
【００４０】
さらに、該樹脂溶液を再度１４０℃まで加温してキシレンを反応器外に流出除去した結果、平均分子量約５０００、ＳｉＯ_２：（ＣＨ_３）_３ＳｉＯ_１／２＝１．５：１からなる平均式（ＣＨ_３）_１．８ＳｉＯ_１．１で表されるシリコン系樹脂粉末を得た。
【００４１】
（インクリボンの製造）
攪拌機、還流冷却器及び温度計を付けた反応器内にメチルエチルケトン５５０部、トルエン５５０部を仕込み、ポリビニルアセトアセタール樹脂（重合度２４３０、アセトアセタール部分９０．０％、ビニルアルコール部分８．５％、酢酸ビニル部分１．５％）１００部、及び上述の平均式（ＣＨ_３）_１．８ＳｉＯ_１．１で表されるシリコン系樹脂粉末２．０部を撹拌しながら添加し、温度５０℃で４時間かけて溶解した。
【００４２】
得られた樹脂溶液を下記染料組成物におけるバインダー樹脂として用いて、下記の配合組成からなる染料組成物を得た。
【００４３】
染料組成物の配合組成
バインダー樹脂溶液３５部（樹脂固形分＝８．５％）
昇華性染料（スミプラスレッドＦＢ）５部
メチルエチルケトン４６部
トルエン１４部
【００４４】
この染料組成物を６μｍ厚のポリエステルフィルムの片面に、乾燥後の膜厚が１μｍとなるようにワイヤーバーコーティングにより塗布し、乾燥してインクリボンを製造した。
【００４５】
（記録紙の作製）
前記のようにして得られたインクリボンの性能を記録紙に熱転写を行って評価するために、表面に染料受容層を有する記録紙を次のようにして得た。すなわち、下記配合の染料受容層形成用組成物を、基体シートであるポリプロピレン合成紙（王子油化合成紙社製、ユポＦＰＧ１５０）の片面に、乾燥後の塗布層厚が５μｍとなるようにワイヤーバーコーティングにより塗布乾燥して受容層を形成し、記録紙を作製した。
【００４６】
染料受容層形成用組成物の配合組成
飽和ポリエステル樹脂１０部
（東洋紡績社製、バイロン＃２００）
トルエン７０部
メチルエチルケトン１０部
シクロヘキサノン２０部
【００４７】
（インクリボンの評価）
（１）離型性
前記のようにして得たインクリボンと記録紙を用いて、ビデオプリンターＣＶＰ−Ｇ７（ソニー社製）にて、１２階調のステアステップ印画を行い、インクリボンと記録紙が融着せずに印画操作終了できるかどうかを確認した。
【００４８】
表中の符合の評価は下記を表す。
○：印画後の記録紙表面に融着跡が認められない。
△：印画後の記録紙表面にわずかに融着跡が認められる。
×：印画後の記録紙表面に多く融着跡が認められる。
【００４９】
（２）保存性
前記のようにして得たインクリボンをロールエージング（温度５０℃、湿度８０％、１２０Ｈｒ）後、（１）と同様の操作を行って記録濃度の測定、及びインクリボン表面の状態を観察した。
これら評価結果を表１〜３に示す。
【００５０】
実施例２〜５および比較例１，２
表１〜３に示すようにシリコン系樹脂の種類、ポリビニルアセタール系樹脂に対する配合量及びポリビニルアセタール系樹脂の種類を変えた以外は実施例１と同様にして熱転写層用バインダー樹脂溶液を作製し、これらの樹脂溶液を用いたインクリボンを製造し、インクリボンの評価を行た。評価結果を表１〜３に示す。
【００５７】
【表１】

【００５８】
（注）ポリビニルアセタール樹脂のビニルアルコール部分、酢酸ビニル部分及びアセタール部分の測定はＪＩＳＫ−６７２８に準拠して行なった。
【００５９】
【表２】

【００６０】
【表３】

【００６１】
（注）
１）メチルエチルケトン／トルエン＝１／１
２）ポリビニルアセタール系樹脂１００部に対する配合量
３）染料組成物を作製直後（初期）と常温で７日間静置した後（経時後）にインクリボンを作製して評価
【００６２】
以上、表３に示す結果より明らかなように、本発明の熱転写層用バインダーを用いて得られた各実施例のインクリボンは、比較例と比べて、離型性に優れ、しかも保存性が優れていることが認められる。
【００６３】
また、各実施例においては、染料組成物を得るに際して染料の分散性は良好であり、また基材上に形成された熱転写層は保形性及び固着性が共に優れていた。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明のポリビニルアセタール系樹脂に特定のシリコン系樹脂を配合した熱転写層用バインダーを用いた昇華熱転写用インクリボンは、離型剤を受容層中に含有しない記録紙との印画時の離型性に優れるだけでなく、保存中に熱転写層中の染料が表面に浸出したり、結晶化することがなく保存性に優れ、しかもサーマルヘッドなどにより加熱された時の染料の昇華発散を阻害せず、優れた記録濃度の画像記録を実現することが出来る。

Claims

ポリビニルアセタール系樹脂と、平均式Ｒ_nＳｉＯ_(4-n)/2（Ｒはメチル基を表す。ｎは１．０〜１．８までの値を表す。）で表され、平均分子量が１５００〜１００００のシロキサン結合を主骨格とした三次元網目構造のもので、常温で固体であり、有機溶剤に可溶なシリコン系樹脂を含有してなることを特徴とする熱転写層用バインダー。
シリコン系樹脂の含有量がポリビニルアセタール系樹脂１００重量部に対して１．０〜４．０重量部である請求項１記載の熱転写層用バインダー。
基材上に、昇華性染料および請求項１記載の熱転写層用バインダーを含有する熱転写層を有することを特徴とする熱転写インクリボン。
離型剤を含まない受容層を有する記録紙との組み合わせで使用される請求項３記載の熱転写インクリボン。
請求項３記載の熱転写インクリボンと、離型剤を含まない受容層を有する記録紙とを接触させ記録を行なうことを特徴とする熱転写方法。