JP3756636B2

JP3756636B2 - 熱転写受像シート

Info

Publication number: JP3756636B2
Application number: JP21015597A
Authority: JP
Inventors: 義徳上窪; 聡成田
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1997-07-22
Filing date: 1997-07-22
Publication date: 2006-03-15
Anticipated expiration: 2017-07-22
Also published as: JPH1134515A; US6013602A; DE69806104T2; EP0893273B1; EP0893273A1; DE69806104D1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、昇華熱転写シートと重ね合わせて使用される熱転写受像シートに関し、更に詳しくは普通紙と同様の質感を有する熱転写受像シートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、種々の熱転写記録方式が知られているが、昇華性染料を色材とし、それを記録信号に応じて発熱するサーマルヘッドを用いて、該色材を受像シートに転写することにより画像を得る昇華転写記録方式が知られている。
この記録方式によれば、昇華性染料を色材としているため、濃度階調を自由に調節でき、原稿のフルカラー画像を再現することができる。又、染料により形成された画像は、非常に鮮明で且つ透明性に優れているため、中間色や階調の再現性に優れ、銀塩写真に匹敵する高品質の画像を形成することが可能である。
【０００３】
上記の如き昇華型転写方式に使用される熱転写受像シートとしては、プラスチックシート、プラスチックシートと紙等との積層シート、或いは合成紙等が使用されているが、昇華型熱転写方式の利用を一般のオフィスへも拡大するために、コート紙（アート紙）、キャストコート紙、ＰＰＣ用紙等の普通紙を受像シートの基材シートとして使用することが提案されている。このような普通紙を基材シートとして使用し、その表面に染料受容層を形成する場合には、印字感度を向上せしめるために、基材シートには良好な断熱性が要求される。かかる断熱性の向上には、樹脂を中心とした断熱多孔質層を基材シートと染料受容層の間に設けることが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上の如き従来の紙基材上に、樹脂を中心とした断熱多孔質層及び染料受容層をこの順序で形成した熱転写受像シートにおいて、染料受容層を有機溶剤系の樹脂溶液を塗工して形成する場合、断熱多孔質層の耐溶剤性が低いために、染料受容層形成用塗工液を塗工時に、有機溶剤により断熱多孔質層の多孔質構造が破壊され、印画時に十分な画質及び濃度を有する印字画像が得られないという問題がある。
【０００５】
そこで、多孔質層と染料受容層の間にポリビニルアルコールからなる溶剤バリヤー層を設けることが考えられるが、この場合にはポリビニルアルコールと染料受容層に用いられる樹脂との接着性が悪く、バリヤー層／染料受容層間の接着性に悪影響を生じてしまうという問題がある。
従って本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、染料受容層の形成時に断熱多孔質層の破壊がなく、又、染料受容層が剥離するおそれもなく、そのうえ十分な画質及び濃度を有する印字画像が得られる熱転写受像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】
上記目的は以下の本発明によって達成される。即ち、本発明は、基材として普通紙基材を使用し、該基材上に、樹脂を中心とした断熱多孔質層、バリヤー層及び染料受容層をこの順序で形成した熱転写受像シートにおいて、上記断熱多孔質層が、樹脂と熱膨張性を有するマイクロスフェアからなる層又は樹脂とカプセル状の中空粒子とからなる層であり、上記バリヤー層が少なくともポリビニルアルコール及びポリウレタン系樹脂の混合物からなることを特徴とする熱転写受像シートである。
【０００７】
本発明によれば、普通紙基材を使用した熱転写受像シートにおいて、バリヤー層を少なくともポリビニルアルコール及びポリウレタン系樹脂の混合物から形成することによって、染料受容層の形成時に断熱多孔質層の破壊がなく、又、染料受容層が剥離するおそれもなく、そのうえ十分な画質及び濃度を有する印字画像が得られる熱転写受像シートを提供することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に好ましい実施の形態を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
本発明の熱転写受像シートは、基本的には、基材、樹脂を中心とした断熱多孔質層、バリヤー層及び染料受容層から構成される。以下これらの層のそれぞれについて説明する。
【０００９】
＜基材＞
本発明で使用する基材としては、通常使用されている紙を使用する。このような基材の材料は特に限定されず、例えば、上質紙、アート紙、軽量コート紙、微塗工紙、コート紙、キャストコート紙、合成樹脂又はエマルジョン含浸紙、合成ゴムラテックス含浸紙、合成樹脂内添紙、熱転写用紙等が挙げられ、この中で好ましいものは、上質紙、軽量コート紙、微塗工紙、コート紙、熱転写紙である。これら基材は、厚さ４０〜３００μｍ、好ましくは６０〜２００μｍのものを使用する。
【００１０】
＜断熱多孔質層＞
本発明における樹脂を中心とした断熱多孔質層としては、樹脂と熱膨張性を有するマイクロスフェアからなる層、又は樹脂とカプセル状の中空粒子とからなる層が好ましい。
上記熱膨張性を有するマイクロスフェアは、ブタン、ペンタン等の低沸点液体をポリ塩化ビニリデンやポリアクリロニトリル等の樹脂で覆ってマイクロカプセルとしたものである。このようなマイクロスフェアは、断熱層形成後に加熱により発泡し、発泡後高いクッション性及び断熱性を有する多孔質層を与える。
カプセル状の中空粒子は、ポリアクリロニトリルやスチレン−アクリル共重合体等の樹脂を壁材として、内部に水が入っており、塗工層の乾燥時の熱によって水が蒸発して中空となり、高いクッション性及び断熱性を有する多孔質層を与える。
【００１１】
上記熱膨張性を有するマイクロスフェアからなる層は、塗工液の塗工後の加熱乾燥時に発泡するため、該層上に後述のバリヤー層及び染料受容層形成用溶液を塗工及び乾燥させた場合、形成された染料受容層の表面に凹凸が生じる懸念がある。そのために上記凹凸が小さく、均一性の高い画像を転写せしめることが可能な染料受容層表面を得るためには、上記のカプセル状の中空粒子を用いた断熱層が好ましい。
【００１２】
上記中空粒子の平均粒径としては０．５〜１０μｍのものが好ましい。平均粒径が０．５μｍ未満では、形成される多孔質層の断熱性による印字感度向上の効果が低い。一方、平均粒径が１０μｍを超えると、該層上に後述のバリヤー層及び染料受容層を設けた後の表面平滑度が低下する。
中空粒子の使用量は、断熱多孔質層を形成する樹脂１００重量部当たり２０〜８０重量部の範囲が好ましい。２０重量部未満では、形成される多孔質層の断熱性による感度向上の効果が低い。８０重量部を超えると、形成される多孔質層の塗工面強度が低下する。
【００１３】
この中空粒子は有機溶剤に弱く、断熱多孔質層用溶液を塗工する際に有機溶剤を用いると、中空粒子の隔壁が破壊されてしまい、所望の断熱性が得られない。そのために断熱多孔質層用塗工液は、中空粒子に影響を与えない水系塗工液であることが好ましい。断熱多孔質層の皮膜形成用に用いる樹脂種としては、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、変性オレフィン樹脂等公知の樹脂、或いはそれらの混合物を用いることができる。以上の如く形成される断熱多孔質層は５〜５０μｍの厚さで設けることが好ましい。厚みが５μｍ未満では所望の断熱性が得られず、厚みが５０μｍを超えると断熱効果が飽和し、又、不経済でもある。
【００１４】
＜バリヤー層＞
本発明では、断熱多孔質層と染料受容層との間にバリヤー層を設ける。バリヤー層は、染料受容層塗工時に用いる有機溶剤から、断熱多孔質層の中空粒子を保護するためのものである。又、設けるバリヤー層は、下層の断熱多孔質層及び後にバリヤー層上に設ける染料受容層との両層に対して界面接着性が充分でなくてはならない。本発明では、バリヤー層の樹脂として、有機溶剤に対してバリヤー性を有するポリビニルアルコールと、染料受容層との接着性の良好なポリウレタン樹脂とを混合して使用する。
【００１５】
本発明において有用なポリビニルアルコールの代表例としては、例えば、ゴーセノールＮＨ−２０、ゴーセノールＮＨ−２６、ゴーセノールＣ−５００、ゴーセノールＫＨ−２０、ゴーセノールＫＭ−１１、ゴーセノールＫＰ−０８、ゴーセノールＮＫ−０５（以上、日本合成化学工業（株）の商品名）等が挙げられる。
又、本発明において有用なポリウレタン樹脂の代表例としては、例えば、ＨＹＤＲＡＮＡＰ−１０、ＨＹＤＲＡＮＡＰ−２０、ＨＹＤＲＡＮＡＰ−４０、ＨＹＤＲＡＮＨＷ−３０１、ＨＹＤＲＡＮＨＷ−１０１Ｈ（以上、大日本インキ化学工業（株）の商品名）等が挙げられる。
【００１６】
上記ポリビニルアルコールとポリウレタン樹脂とは混合して用いるが、両者の使用割合は、ポリビニルアルコール／ポリウレタン樹脂＝１０／１００〜８０／１００（重量比）が好ましい。ポリビニルアルコールの使用割合が１０／１００未満では、有機溶剤に対する所望のバリヤー性能が得られず、染料受容層形成時に中空粒子が破壊され、所望の断熱性を有する断熱多孔質層が得られず、又、印画画質も低下する。ポリビニルアルコールの使用割合が８０／１００を超えると、バリヤー層／染料受容層間の界面接着性が不十分である。
バリヤー層の塗工量は１〜２０ｇ／ｍ²の範囲が好ましく、塗工量が１ｇ／ｍ²未満では、有機溶剤に対するバリヤー性能が充分に発揮されない。一方、塗工量が２０ｇ／ｍ²を超えると、形成される多孔質層の断熱効果が発揮されず、好ましくない。
【００１７】
＜染料受容層＞
上記バリヤー層上に形成する染料受容層は、熱転写シートから移行してくる昇華性染料を受容し、形成された画像を維持するためのものである。染料受容層を形成するための樹脂としては、例えば、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニリデン等のハロゲン化ポリマー、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリル酸エステル等のビニルポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、エチレンやプロピレン等のオレフィンと他のビニルモノマーとの共重合体系樹脂、アイオノマー、セルロースジアセテート等のセルロース系樹脂、ポリカーボネート等が挙げられ、特に好ましいものはビニル系樹脂及びポリエステル系樹脂である。
【００１８】
上記樹脂から染料受容層を形成する際には、熱転写時における熱転写シートと染料受容層との融着を防止するために、上記樹脂に離型剤を混合して使用することが好ましい。混合して使用する好ましい離型剤としては、シリコーンオイル、リン酸エステル系界面活性剤、フッ素系界面活性剤等が挙げられるが、シリコーンオイルが望ましい。
【００１９】
該シリコーンオイルとしては、エポキシ変性、アルキル変性、アミノ変性、カルボキシル変性、アルコール変性、フッ素変性、アルキルアラルキルポリエーテル変性、エポキシ・ポリエーテル変性、ポリエーテル変性等の変性シリコーンオイルが望ましい。これらの離型剤は１種若しくは２種以上の混合物が使用される。
又、この離型剤の添加量は、染料受容層形成樹脂１００重量部に対して０．５〜３０重量部の範囲が好ましい。この添加量の範囲を満たさない場合は、熱転写シートと染料受容層との融着若しくは印字感度の低下等の問題が生じる場合がある。このような離型剤を染料受容層に添加することによって、転写後の染料受容層の表面に離型剤がブリードアウトして離型層が形成される。
【００２０】
染料受容層は、前記のバリヤー層の表面に上記の如き樹脂に離型剤等の必要な添加剤を加えたものを、適当な有機溶剤に溶解した溶液或いは分散した分散体を、例えば、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、グラビア版を用いたリバースロールコーティング法等の形成手段により塗工及び乾燥することによって形成される。
上記染料受容層の形成に際しては、染料受容層の白色度を向上させて転写画像の鮮明度を更に高める目的で、蛍光増白剤、酸化チタン、酸化亜鉛、カオリンクレー、炭酸カルシウム、微粉末シリカ等の顔料や充填剤を添加することができる。以上の如く形成される染料受容層は、任意の厚さでよいが、一般的には１〜５０μｍの厚さである。
【００２１】
＜その他の層＞
本発明の熱転写受像シートにおいては、上記の基材、断熱多孔質層、バリヤー層及び染料受容層に加えて、必須ではないが、次の如き層を組み込むことが好ましい。
（アンダーコート層）
染料受容層と基材との間に断熱多孔質層を形成する場合には、基材上にはアンダーコート層を形成することが望ましい。このアンダーコート層により、断熱多孔質層用塗工液を基材上に塗工しても、塗工液が基材中に浸透することなく、断熱多孔質層を希望の厚さに形成することができる。又、そのような断熱多孔質層を加熱により発泡させた際には、発泡倍率を高くすることができ、受像シート全体のクッション性も向上し、又、形成後の断熱多孔質層の希望の厚さに対して、断熱多孔質層塗工液を少なくすることができるために経済的でもある。
【００２２】
（中間層）
前記断熱多孔質層中の発泡剤を発泡させると断熱多孔質層の表面に数十μｍオーダーの凹凸が生じてしまい、その上に設けた染料受容層も、やはり表面に凹凸を有してしまうことがある。この受像シートに画像を形成しても、得られる画像は白抜けやボイドが多く、鮮明で解像度の高いものではなかった。この断熱多孔質層表面の凹凸による不具合を解消するためには、断熱多孔質層上のバリヤー層の上に、柔軟性及び弾性のある材料からなる中間層を形成するとよい。この中間層により、染料受容層表面に凹凸があっても、印画品質に影響を与えない受像シートを得ることができる。この中間層は、柔軟性及び弾性に富む樹脂により形成され、具体的には、ウレタン樹脂、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂及びその共重合体、或いはそれらをブレンドした樹脂にて形成される。
【００２３】
上記の中間層又は前記断熱多孔質層中には、隠蔽性や白色性を付与するために、又、熱転写受像シートの質感を調節するために、無機顔料として、炭酸カルシウム、タルク、カオリン、酸化チタン、酸化亜鉛、その他公知の無機顔料や、蛍光増白剤を含有させてもよい。これらの顔料等の配合比は、樹脂固形分１００重量部に対して、１０〜２００重量部が好ましい。１０重量部未満であると効果が乏しく、２００重量部を超えると顔料等の分散安定性に欠け、又、樹脂の持つ性能が得られないことがある。又、中間層の塗工量は、１〜２０ｇ／ｍ²の範囲が好ましく、１ｇ／ｍ²未満の場合には、気泡を保護する機能が十分に発揮されない。又、２０ｇ／ｍ²を超える場合には、断熱多孔質層の断熱性クッション性等の効果が発揮されなくなり好ましくない。
【００２４】
（裏面層）
使用するプリンタの受像シートの搬送系に合わせて、受像シートの染料受容層の反対側の面に、滑性を有する裏面層を設けてもよい。裏面層に滑性を付与するには、裏面層の樹脂中に無機又は有機フィラーを分散させたものを用いる。滑性を有する裏面層に用いる樹脂としては、公知の樹脂或いはそれらを混合した樹脂を使用することができる。又、裏面層中にはシリコーン等の滑り剤又は離型剤を添加してもよい。これらの裏面層は０．０５〜３ｇ／ｍ²の厚さで塗工したものが好ましい。
【００２５】
上記のような受像シートを使用して熱転写を行う際に使用する熱転写シートとしては、昇華型熱転写方式において使用する昇華型熱転写シートの他、顔料等を熱溶融するバインダーにて担持した熱溶融インキ層を基材上に形成塗工し、加熱によってそのインキ層ごと被転写物に転写する熱溶融型熱転写シートも使用できる。
又、熱転写時の熱エネルギーの付与手段は、従来公知の付与手段がいずれも使用でき、例えば、サーマルプリンタ（例えば、住友３Ｍ社製ｍ２７１０）等の記録装置によって、記録時間を制御することにより、５〜１００ｍＪ／ｍｍ²程度の熱エネルギーを付与することによって所望の画像を形成することができる。
【００２６】
【実施例】
次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。尚、文中部又は％とあるのは重量基準である。
実施例１〜５
基材として坪量１２７．９ｇ／ｍ²のコート紙（新王子製紙製、ＯＫロイヤルコート）を使用し、該基材上に下記組成からなる多孔質層用塗工液をグラビアコートにて２０ｇ／ｍ²（乾燥重量、以下同様）の割合で塗工後、熱風ドライヤーにて乾燥して多孔質層を形成した。
＜断熱多孔質層用塗工液＞
アクリル−スチレン共重合体エマルジョン（日本カーバイド工業社製、
ＲＸ８３２−１、固形分５５％）３０部
中空樹脂粒子（ロームアンドハース社製、ローペイクＨＰ９１、粒径１．０μ
ｍ）１００部
溶媒（水）１０部
【００２７】
上記多孔質層上に、下記固形分比となるような組成のバリヤー層用塗工液をグラビアコートにて３ｇ／ｍ²の割合で塗工後、熱風ドライヤーにて乾燥してバリヤー層を形成した。
＜バリヤー層＞
【表１】

＊１：ポリビニルアルコール（日本化学工業社製、ＫＭ−１１）
＊２：ポリウレタンエマルジョン（大日本インキ化学工業社製、ハイドラン
ＡＰ−２０、固形分３０％）
【００２８】
次に、バリヤー層の上に、下記組成の染料受容層用塗工液をグラビアコートにて３ｇ／ｍ²の割合で塗工後、熱風ドライヤーにて乾燥して染料受容層を形成し、実施例１〜５の熱転写受像シートを得た。
＜染料受容層用塗工液＞
塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体（電気化学工業製、＃１０００Ｄ）１００部
アミノ変性シリコーン（信越化学（株）製、Ｘ−２２−３４９）３部
エポキシ変性シリコーン（信越化学（株）製、ＫＦ−３９３）３部
メチルエチルケトン／トルエン＝１／１４００部
【００２９】
比較例１
実施例１においてバリヤー層を形成しない他は、実施例１と同様にして比較例１の熱転写受像シートを形成した。
比較例２
実施例２においてバリヤー層をポリビニルアルコールのみで形成した他は、実施例２と同様にして比較例２の熱転写受像シートを形成した。
比較例３
実施例３において、バリヤー層をポリウレタンのみで形成した他は、実施例３と同様にして比較例３の熱転写受像シートを形成した。
【００３０】
実施例１〜５及び比較例１〜３の熱転写受像シートの評価を下記表１に示す。評価方法は以下の通りである。
（１）印画画質
住友３Ｍ社製の昇華転写プリンタ（レインボー２７２０）及び同プリンタ用熱転写シートを用いて前記の各実施例及び比較例の受像シートに、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４色を、各色６４／２５６階調のベタ画像を形成して目視にて評価した。
○：画像に抜け及びムラがなく良好
△：やや難有り
×：抜け及びムラが目立つ
【００３１】
（２）印画感度
住友３Ｍ社製の昇華転写プリンタ（レインボー２７２０）及び同プリンタ用熱転写シートを用いて前記の各実施例及び比較例の受像シートに、マゼンタにて２５６／２５６階調のベタ画像を形成し、その反射濃度をマクベス濃度計ＲＤ−２１８にて測定した。
○：反射濃度１．７以上
△：反射濃度１．５〜１．７
×：反射濃度１．５未満
【００３２】
（３）バリヤー層／染料受容層の界面接着性
メンディングテープ（住友３Ｍ社製）を前記の各実施例の受像シートの染料受容層面に貼り、１分後に剥離し、受容層面及びメンディングテープを目視にて観察して評価した。
○：染料受容層は全く剥離しない
△：テープ貼り合わせた跡において所々染料受容層が剥離している
×：テープ貼り合わせた跡において全面に染料受容層が剥離している
【００３３】
【表２】

【００３４】
【発明の効果】
以上の如く本発明によれば、紙基材上に設けた断熱多孔質層と染料受容層の間に、ポリビニルアルコール及びポリウレタン樹脂からなる（好ましくは固形分重量比＝ポリビニルアルコール／ポリウレタン＝１０／１００〜８０／１００）バリヤー層を設けることにより、高濃度で高画質であると共に、テープ剥離時に層間剥離の無い熱転写受像シートを得ることができた。

Claims

基材として普通紙基材を使用し、該基材上に、樹脂を中心とした断熱多孔質層、バリヤー層及び染料受容層をこの順序で形成した熱転写受像シートにおいて、上記断熱多孔質層が、樹脂と熱膨張性を有するマイクロスフェアからなる層又は樹脂とカプセル状の中空粒子とからなる層であり、上記バリヤー層が少なくともポリビニルアルコール及びポリウレタン系樹脂の混合物からなることを特徴とする熱転写受像シート。
ポリビニルアルコール／ポリウレタン系樹脂の固形分重量比が１０／１００〜８０／１００の範囲である請求項１に記載の熱転写受像シート。