JP4236141B2 - 感熱転写フィルムの耐熱滑性層用コーティング剤 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基材にコーティングすることにより、高潤滑性、高耐候性、高密着性であると共に耐熱性にも優れた感熱転写フィルムを得ることができる水系のシリコーン系感熱転写フィルム用コーティング剤に関する。更に詳しくは、本発明は融点が１００〜１６０℃のカルボキシル基を含有するポリエチレンワックス又はポリプロピレンワックスを、シリコーン変性することにより得られるシリコーン変性ワックスを乳化してなる、フィルム製造時のインラインコーティングに最適な、感熱転写フィルムの基材を介して感熱インキ層と反対側に設けられる、高潤滑性の耐熱滑性層（以下、単に「感熱転写フィルムの耐熱滑性層」とする。）用コーティング剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ポリエチレンワックス、ジメチルシリコーン、或いは変性シリコーン等を乳化したコーティング剤は知られている。特に、ＰＥＴフィルム表面に、インラインでポリエチレンワックス乳化物を塗布し、最終的に本塗工面を感熱転写フィルムの耐熱滑性層として利用することも広く行われている。尚、シリコーン単独の乳化物は、フィルムに塗布することは可能であるものの皮膜強度が小さく耐熱滑性層には適していないので、未だ実用化されていない。また、前述のポリエチレンワックス塗布品も、高速印字適性と共に耐熱性及び潤滑性を必要とする場合には、性能が不足していた。
【０００３】
そこで、高速印字の感熱転写フィルムに使用可能な耐熱滑性層を、インラインで塗布したフィルムの開発が求められていた。また、一般的に、対象基材に対して、高潤滑性、高耐候性、高密着性と共に、高耐熱性を付与することのできる、シリコーン変性ワックスの乳化物を含有する感熱転写フィルムの耐熱滑性層用コーティング剤は知られておらず、その開発が望まれていた。
【０００４】
本発明者は、上記課題を解決する為に鋭意研究を行った結果、融点が１００〜１６０℃のカルボキシル基を含有するポリエチレンワックス及び／又はポリプロピレンワックスと、好ましくは分子内にただ１つのエポキシ基を有するシリコーン化合物を反応させるか、もしくは、上記ワックスと分子内に唯一の炭素−炭素二重結合と唯一のエポキシ基を併せ持つ化合物（商品名：セロキサイド２０００、ダイセル化学（株）が販売）を反応させ、しかる後に、好ましくは分子内に、ただ１つの珪素−水素結合を有するシリコーン化合物をヒドロシリル化反応させることにより得られるシリコーン変性ワックスを乳化したものが、高潤滑性、高耐候性、高密着性、高耐熱性を具備した、感熱転写フィルムの耐熱滑性層用コーティング剤となることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明の目的は、高潤滑性、高耐候性、高密着性であると共に、高耐熱性を付与することのできる、感熱転写フィルムの耐熱滑性層用として好適な、コーティング剤を提供することにある
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の感熱転写フィルムの耐熱滑性層用コーティング剤に使用する、シリコーン変性ワックスの原料となる融点が１００〜１６０℃のカルボキシ基含有、低分子量ポリエチレンワックス又はポリプロピレンワックスは、例えば（株）三井化学より、三井ハイワックス、（株）三洋化成よりユーメックスなる商標でそれぞれ販売されている。これらのワックスの分子量は、１，０００〜５０，０００であることが好ましく、特に無水マレイン酸をグラフトした、酸価が１０〜１００ＫＯＨｍｇ／ｇのものが好適に使用される。これらのワックスは、シリコーンで変性した後も融点の低下は僅かである。このような高融点シリコーンワックスの乳化物は、コーティング剤として使用された例がない。
【０００７】
本発明に使用するシリコーン変性ワックスの合成法は２つに大別される。１つ目は、融点が１００〜１６０℃のカルボキシ基含有ポリエチレン（ポリプロピレン）ワックスに対し、好ましくは、片末端のみにエポキシ基を有するジメチルシリコーンを反応させる方法である。この場合、両末端や分子中に２個以上のエポキシ基を有するシリコーン化合物も、反応生成物がゲル化しない範囲で使用することが可能である。
【０００８】
前記反応時には、溶剤を使用しても使用しなくても良いが、反応温度は１００℃以上、好ましくは１４０℃以上とする。無溶剤で反応させる場合には、ワックスの融点以上で反応させることが好ましい。触媒は使用しても使用しなくても良いが、使用する場合には、３級アミン、金属石鹸、イミダゾール化合物等が好適に使用される。ワックスとシリコーンの反応比率は、ワックスのカルボキシ基１当量に対し、シリコーン化合物のエポキシ基が０．１〜５当量となることが好ましく、特に０．２〜２当量とすることが好ましい。エポキシ基としては、鎖状のエポキシ基よりも環状のエポキシ基の方が反応性が良好である。反応温度にもよるが、通常５〜１０時間で反応は完結する。
【０００９】
２つ目の方法は、カルボキシ基含有ポリエチレン（ポリプロピレン）ワックスに対し、まず、前記セロキサイド２，０００のようなビニルシクロヘキセンエポキサイド、或いはアリルグリシジルエーテル等の、分子内にエポキシ基ならびに二重結合を含有する化合物を反応させる方法である。この場合、セロキサイド２，０００等のエポキシ化合物は、反応後に減圧下で加熱除去することが出来るので、ワックスのカルボキシ基１当量に対して０．２〜５当量のエポキシ化合物を使用することが好ましい。反応条件は、前述のエポキシシリコーン化合物と同様である。未反応のエポキシ化合物と溶剤を減圧下で加熱除去することにより、二重結合が導入されたポリエチレン（ポリプロピレン）ワックスが得られる。
【００１０】
このワックスと珪素−水素結合を有するシリコーンとの反応は、無溶剤であればワックスの融点以上、溶剤を使用する場合には８０℃から１４０℃で好適に行われる。触媒としては塩化白金酸等の貴金属触媒が使用される。ワックスの二重結合１当量に対し、シリコーン化合物中のＳｉＨ基が０．１〜５当量であることが好ましく、特に０．２〜１当量の反応比率とすることが好ましい。溶剤を使用する場合には、溶剤を減圧下で加熱留去することにより目的のシリコーン変性ワックスを得ることができる。
【００１１】
シリコーン変性ワックスの乳化は、通常のポリエチレンワックスの乳化に準じて行うことが出来る。一般には、仕込んだワックス中のカルボキシ基をアルカリ水やアミン等で部分中和することにより安定な乳化物を得ることができる。２つ目の合成シリコーン変性ワックスの場合には、カルボン酸がないか、あっても少ないので、カルボキシ基含有ポリエチレン（ポリプロピレン）ワックスを乳化時に併用し、安定な乳化物とする。
【００１２】
一方、１つ目の合成シリコーン変性ワックスの場合にはカルボン酸が十分に残存しているので、単独で乳化することが可能である。良好な乳化物を得る為に、カルボキシ基含有ポリエチレン（ポリプロピレン）ワックスを併用することも可能である。乳化に際しては、ワックス中の全カルボキシ基１当量に対して０．１当量から２当量、好ましくは、０．２当量から０．８当量のモルホリン、トリエタノールアミン、イミダゾール等のアミン化合物、もしくはアルカリ水を使用する。
【００１３】
また、乳化に際して使用する界面活性剤は、全ワックス量１００重量部に対して５〜３０重量部であることが好ましい。界面活性剤としては、ＨＬＢが１１〜１５のものを使用することが好ましく、特にノニオン界面活性剤を使用することが好ましい。水は、全系１００重量部に対して３０〜９０重量部使用される。ワックス、界面活性剤、アミン、アルカリ等の中和剤及び水を加圧乳化機に仕込み、撹枠しながら１４０〜１６０℃で乳化して目的の乳化物を得る。乳化物はカルボキシ基を有しているので基材に対する密着性に優れる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって更に詳述するが、本発明はこれによって限定されるものではない。尚、以下における「部」及び「％」は、特に明示のない限り、それぞれ「重量部」及び「重量％」を意味する。
【００１５】
合成例１.
低分子量ポリエチレンワックス（商品名：三井ハイワックス３２０２Ａ、分子量４，４００、酸価２０、カルボキシ当量２，８００、融点１０２℃）２８０ｇ（カルボキシ基０．１モル）、ビニルシクロヘキセンエポキサイド３７．２ｇ（０．３モル）、及びキシレン６４０ｇを２リットルのフラスコに仕込み、キシレン還流下に５時間反応させた。
【００１６】
反応終了後、キシレンと過剰のビニルシクロヘキセンエポキサイドを減圧下で留去し、ビニル基を分子内に有するポリエチレンワックスを得た。次に、得られたポリエチレンワックス２００ｇを計り取り、下記平均構造式を有する片末端ハイドロジェンシロキサン２００ｇ、キシレン８００ｇ、塩化白金酸の３％イソプロパノール溶液０．２ｇと共に、２リットルのフラスコ中でキシレン還流下に５時間反応させた。溶剤を減圧下で留去することにより、融点が９８℃のシリコーン変性ワックス（Ｉ）を得た。

【００１７】
合成例２.
低分子量ポリプロピレンワックス（商品名：三井ハイワックスＮＰ０５５５Ａ、分子量１７，０００、酸価４７、カルボキシ当量１，１９０、融点１４０℃）１１９ｇ（カルボキシ基０．１モル）、下記平均構造式を有する片末端エポキシシリコーン１１９ｇ（エポキシ当量２，５００、エポキシ基０.０４７モル）、触媒としてジメチルエタノールアミン０．５ｇ、及び溶剤としてキシレン４００ｇを２リットルのフラスコに仕込み、キシレン還流下で５時間反応させた。溶剤を減圧下で留去することにより、融点１２７℃のシリコーン変性ワックス（ＩＩ）を得た。

【００１８】
製造例１.
合成例１で得られたシリコーン変性ワックス１４部、ハイワックス３２０２Ａを１４部、モルホリン０．４部、ポリオキシエチレンラウリルエーテル（ＨＬＢ１３）６．６部、及び純水６５部を加圧乳化機を用いて１５０℃で乳化し、乳化物（Ａ）を得た。
【００１９】
製造例２.
合成例２で得られたシリコーン変性ワックス２８部、モルホリン０．４部、ポリオキシエチレンラウリルエーテル（ＨＬＢ１３）６．６部、及び純水６５部を加圧乳化機を使用して１５０℃で乳化し、乳化物（Ｂ）を得た。
【００２０】
実施例１、２及び比較例１．
１段目の延伸が終了した別々のＰＥＴフィルムに、製造例１で得た乳化物（Ａ）、製造例２で得た乳化物（Ｂ）、及びハイワックス３２０２Ａ単独の乳化物（Ｃ）を、塗布延伸法（インラインコーティング）によってそれぞれ塗布し、塗布膜厚０．０８μｍの３種類の耐熱滑性層を有するＰＥＴフィルムを得た。
【００２１】
上記のようにして得られた乳化物（Ａ）、乳化物（Ｂ）、乳化物（Ｃ）がそれぞれコーティングされたＰＥＴフィルムのもう一方の面に、赤色染料（（株）三井化学製のＭＳ ＲｅｄＧ：商品名）５部、ポリビニルアセタール樹脂（積水化学（株）製のエスフレックスＫＳ−５：商品名）３部、トルエン７０部およびメチルエチルケトン２２部からなる感熱インキ層溶液を、バーコーターを用いて塗布し、それぞれのフィルムに０．３μｍ厚の感熱インキ層を形成し、３種類の熱転写フィルムを製造した。
各熱転写フィルムについて、カシオ（株）製のプリンタ（商品名：ＰＯＳＴＷＯＲＤＨＸ−１）を用い、５，０００ｍｍ／分の印字スピードで１，０００ｍ印字した。この場合の被転写紙としては、ベック平滑度が５０秒の上質紙を用いた。得られた結果は下表に示した通りである。

この結果は、本発明のコーティング剤が潤滑性と密着性に優れると共に、耐熱性に優れることを実証するものである。

Claims (3)

1. 少なくとも、シリコーンと融点が１００〜１６０℃のカルボキシ基含有低分子量ポリエチレンワックス及び／又は低分子量ポリプロピレンワックスとが、エステル結合を介して連結してなるシリコーン変性ワックスを含有するワックス、界面活性剤、中和剤及び水を含有する乳化物からなる、基材の一方の面に感熱インキ層を有する感熱転写フィルムの耐熱滑性層用コーティング剤であって、前記耐熱滑性層が、前記感熱転写フィルムの感熱インキ層と反対側の基材表面に設けられた層であることを特徴とする、感熱転写フィルムの耐熱滑性層用コーティング剤。
2. 前記シリコーン変性ワックスが、エポキシ基含有シリコーンに、融点が１００〜１６０℃のカルボキシ基含有ポリエチレンワックス及び／又はポリプロピレンワックスを、前記ワックスのカルボキシ基１当量に対し、前記シリコーンのエポキシ基が０．１〜５当量となる反応比率で反応させて得られたシリコーン変性ワックスである、請求項１に記載された感熱転写フィルムの耐熱滑性層用コーティング剤。
3. 前記シリコーン変性ワックスが、融点が１００〜１６０℃のカルボキシ基含有ポリエチレンワックス及び／又はポリプロピレンワックスと、前記カルボキシ基１当量に対して０．２〜５当量の二重結合含有エポキシ化合物を反応させ、得られた二重結合が導入されたポリエチレンワックス及び／又はポリプロピレンワックスに、二重結合１当量に対してＳｉＨ基が０．１〜５当量となる珪素−水素結合を有するシリコーンを反応させて得られたシリコーン変性ワックスである、請求項１に記載された感熱転写フィルムの耐熱滑性層用コーティング剤。