JP4251938B2 - ポリスチレン基材用熱転写記録媒体およびポリスチレン基材への印字方法 - Google Patents

Description

本発明は、被転写体に熱転写印字（文字や記号、絵等を含む）を行うための熱転写記録媒体および印字方法に関し、特にポリスチレン基材等の被転写体に高精細で耐久性に優れた印字を形成するためのポリスチレン基材用熱転写記録媒体およびポリスチレン基材への印字方法に関する。

従来、熱転写プリンタのサーマルヘッド発熱体を加熱することにより、熱転写記録媒体のインキ層をラベル等の被転写体に熱転写し、品名、企業名、ロゴマーク、ロット番号、製造年月日、バーコード、注意書き等の印字を行う熱転写印字方式が知られている。印字されたラベルは製品に直接貼着され、あるいは製品の外装箱や容器等の被貼着体に貼着されて、屋内外の様々な環境下で使用される。ラベルに表示された印字は、印字当初において高精細な表示が行われなければならないことはもちろんであるが、少なくとも製品が使用されている間は当初の印字内容が安定的に表示されていることが必要であり、例えラベル表面に異物が接触して印字が擦られるようなことがあっても、表示内容が判読可能な程度の耐久性を有していることが求められる。したがって、熱転写記録媒体やラベル基材は、使用環境に応じて様々な材質のものが用いられ、特に耐久性が求められる環境で使用される場合には、いわゆる合成紙やポリエステルフィルム等がラベル基材として一般に用いられており、熱転写記録媒体もこれらの材質に見合った印字適性と耐久性を備えたものが提案されている（例えば特許文献１）。

また、ラベル基材の材質は、被貼着体のリサイクルの容易さの観点から選定される。例えば使用済み容器の再生処理を行うためには、再生チップの純度を高めるために、あらかじめ不純物となるものを容器から可能な限り除去しておくことが好ましく、もし容器の材質と異質の基材で形成されたラベルが容器に貼着されている場合は、再生処理を行う前に容器からラベルを除去しておく必要がある。しかし、ポリエステルフィルムのように浸透性のない基材で形成されたラベルの場合には、紙製のラベルのようにアルカリ水洗等で洗い流すだけで除去するのは困難であり、このようなラベルは剥がすのに非常に手間がかかってリサイクルコストのアップにつながった。そこで、容器等の被貼着体からラベルを剥離することなくラベルを貼着したままで再生処理が行えるように、被貼着体と同一の素材で形成されたラベルの使用がすすめられている。例えば生鮮食品や電化製品等に使用される発泡スチロールの箱や緩衝材、飲料等に用いられるポリスチレンの容器等には、被貼着体と同一の素材からなるポリスチレン基材のラベルを使用することにより、リサイクルの容易化が図られる（例えば特許文献２）。
特許第２７９２３８０号公報 特開平１０−１０５０６３号公報

しかしながら、従来の熱転写記録媒体において、印字の耐久性を目的としたものは、多くがポリエステル基材のラベルを印字対象としたものであり、このような基材を印字対象とした熱転写記録媒体を用いて、ポリエステルよりも極性が低いポリスチレンを基材としたラベルに印字を行えば、印字の欠け（ボイド）や印字の流れ（尾引き）が生じて印字の読み取りに支障を来したり、爪等で擦ると簡単に印字がとれたりするという問題がある。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、すなわち本発明は、主にポリスチレン素材の被転写体に対して、高精細且つ耐擦性等の耐久性に優れた印字が可能なポリスチレン基材用記録媒体およびポリスチレン基材への印字方法の提供を目的とする。

すなわち請求項第１の発明は、耐熱性の支持体上にインキ層を設けた熱転写記録媒体であって、前記インキ層は重量平均分子量が４００００〜６００００、ガラス転移温度が４０〜１００℃の熱可塑性アクリル樹脂を３０〜７０重量％、着色剤を３０〜７０重量％の割合で含み、且つ層厚が０．２〜１．０μｍであることを特徴とするポリスチレン基材用熱転写記録媒体である。

請求項第２の発明は、インキ層の上に、重量平均分子量が４００００〜６００００、ガラス転移温度が４０〜１００℃の熱可塑性アクリル樹脂を含む表面層を０．１〜０．５μｍの層厚で設けたことを特徴とする、請求項１に記載のポリスチレン基材用熱転写記録媒体である。

請求項３の発明は、熱転写プリンタを用いて、請求項１または請求項２に記載の熱転写記録媒体のインキ層を被転写体の表面に熱転写印字する印字方法であって、前記被転写体の少なくとも表面がポリスチレン樹脂により形成されていることを特徴とするポリスチレン基材への印字方法である。

本発明に係るポリスチレン用熱転写記録媒体によれば、特定の熱可塑性アクリル樹脂を主体としたインキ層を設けたので、ポリスチレンのように極性の低い被転写体に対して耐擦性に優れた鮮明な印字が形成可能となる。また表面層を設けることにより、熱転写記録媒体のインキ層と被転写体とが直接擦れあうことがなくなるので、被転写体にインキ層が転写して発生する地汚れを防止することが出来る。

次に、本発明に係る熱転写記録媒体についてその詳細を説明する。

（支持体）支持体は熱転写記録媒体に一般的に使用されるフィルム材料が使用可能である。このようなものとしては、例えばポリエステル（ＰＥＴ）、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリイミド、ポリエチレン等の樹脂フィルムやコンデンサーペーパー等の紙があげられる。また、支持体の厚みに関しては、薄くすると熱伝導性が良くなる反面耐熱性が低くなり、厚くすると耐熱性が高くなる反面熱伝導性が悪くなるので、これらの点を勘案し、好ましくは２〜１２μｍであり、より好ましくは４〜６μｍである。

また、支持体の記録層とは反対の面（裏面）に、サーマルヘッドから受ける熱の影響を緩和すると共に、ヘッドとの摩擦を低減して滑りを良くするための耐熱滑性層を設けても良く、これにはシリコーン樹脂、フッ素樹脂、ニトロセルロース樹脂、シリコーン変性樹脂、あるいはこれらにシリコーンオイルやワックス等の滑剤を添加した樹脂を用いることが出来る。

（インキ層）本発明において、インキ層は印字の適正な色濃度を形成すると共に、印字精度に影響するインキ層の切れの良さ、耐擦性等の印字耐久性等に重要な役割を果たしている。インキ層にはこのような目的で選定された着色剤と、熱可塑性のアクリル樹脂を含有する。

着色剤は、従来から熱転写記録媒体で用いられるカーボンブラック、酸化チタン等の顔料や一般的な染料を用いることが出来る。

熱可塑性アクリル樹脂は、被転写体の材質や熱転写記録媒体で印字を行うプリンタの性能向上に応じて所望のものを選定できるが、通常は重量平均分子量が３００００〜６００００であって、ガラス転移温度が４０〜１００℃のものが選定可能である。ここで、熱可塑性アクリル樹脂の重量平均分子量が３００００以下になると耐擦性が低下し、重量平均分子量が６００００以上になると熱感度が劣るようになり、印字の切れが低下するという問題がある。また、ガラス転移温度は４０℃より小さくなると印字の尾引や保存時に基材間でブロッキングを生じやすくなり、１００℃以上になると熱感度が低下する。重量平均分子量とガラス転移温度が上記範囲にある熱可塑性アクリル樹脂を用いることにより、ポリスチレンを基材とする被転写体に対する転写性の良好な熱転写記録媒体を得ることが可能となる。

また、インキ層は熱可塑性アクリル樹脂を３０〜７０重量％、着色剤を３０〜７０重量％含むのが好ましく、これよりも熱可塑性アクリル樹脂が少なくなると印字の接着性が低下し、反対に多くなると印字濃度が低下する。

インキ層の層厚は、印字の際の熱感度、印字の切れ、印字濃度等を勘案して選定され、通常は０．２〜１．０μｍが好ましく、より好ましくは０．４〜０．８μｍである。０．２μｍより薄いと所望の印字濃度の確保が難しく転写不良を起こしやすい。また１．０μｍよりも厚いと熱感度が低下して転写不良の原因となる。

（表面層）さらに、インキ層の上に表面層を設けても良い。表面層を設けることにより、熱転写記録媒体のインキ層と被転写体とが直接擦れることがなくなるので、被転写体にインキ層が転写する地汚れの発生を防止することが出来る。表面層の材質は、重量平均分子量が３００００〜６００００、ガラス転移温度が４０〜１００℃の熱可塑性アクリル樹脂を選定することができる。

表面層の層厚は、地汚れの防止という本来の目的に加え、印字の際の熱感度、印字の切れ等を勘案して選定され、通常は０．１〜０．５μｍが好ましい。これよりも厚いと印字の切れが低下し、これよりも薄いと地汚れの防止効果が低下するからである。

また、上記熱転写記録媒体は、ポリスチレン基材の被転写体に対して好適に印字可能であると共に、ＰＥＴ（白ＰＥＴ、透明ＰＥＴ）や合成紙等の樹脂フィルムを基材とする被転写体に対しても好適に印字可能である。

上記の熱転写記録媒体を用いてロット番号、製造年月日、バーコード等の可変情報を被転写体に印字するためには、複数の発熱体を一列に配したサーマルヘッドを有するバーコードラインプリンタ等の公知の熱転写プリンタが使用可能であり、このプリンタのサーマルヘッドの発熱体に供給する印加エネルギー（熱エネルギー）を調整し、熱転写記録媒体の裏面（耐熱滑性層側）から加熱して、熱転写記録媒体のインキ層を被転写体に転写させることにより行われる。

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。

［実施例１］
インキ層
アクリル樹脂塗工液 １５重量部
（日立化成製、ヒタロイド１６０１、重量平均分子量４００００でガラス
転移温度９０℃のアクリル樹脂をトルエン／ｎ−ブタノールで重量比
７２／２８に溶解し、５０±１重量％にしたもの）
カーボンブラック ７重量部
トルエン ７８重量部
上記インキ層材料をビーズミルで分散してインキ層組成物を得た。一面に耐熱層を設けた厚さ４．５μｍのポリエステルフィルム（帝人製、ＦＢ１）の他面にこのインキ層組成物をグラビアコーターで塗工し、厚さ０．６μｍのインキ層を形成してポリスチレン用熱転写記録媒体を得た。

［実施例２］
インキ層
アクリル樹脂塗工液 １８重量部
（日立化成製、ヒタロイド１５８０、重量平均分子量５００００でガラス
転移温度７９℃のアクリル樹脂をトルエン／メチルイソブチルケトン
５０／５０に溶解し、４０±１重量％にしたもの）
カーボンブラック ７重量部
トルエン ７５重量部
上記インキ層材料を用い、実施例１と同様の方法により厚さ０．６μｍのインキ層を形成してポリスチレン用熱転写記録媒体を得た。

［実施例３］
実施例１と同様にして形成したインキ層の上に、下記表面層材料をグラビアコーターで塗工して乾燥し、厚さ０．２μｍの表面層を形成してポリスチレン用熱転写記録媒体を得た。
表面層
アクリル樹脂塗工液 １５重量部
（日立化成製、ヒタロイド１６０１、重量平均分子量４００００でガラス
転移温度９０℃のアクリル樹脂をトルエン／ｎ−ブタノールで重量比
７２／２８に溶解し、固形分５０±１重量％にしたもの）
トルエン ８５重量部

［比較例１］
実施例１と同様にして得たインキ層組成物を、実施例１で用いたポリエステルフィルムの他面にグラビアコーターで塗工して乾燥し、厚さ２．０μｍのインキ層を形成して熱転写記録媒体を得た。

［比較例２］
インキ層
アクリル樹脂塗工液 １６重量部
（日立化成製、ヒタロイド４２０Ｇ、重量平均分子量１５０００でガラ
ス転移温度２０℃のアクリル樹脂をトルエンに溶解し、固形分４６±
１重量％にしたもの）
カーボンブラック ７重量部
トルエン ７７重量部
上記インキ層材料を用い、実施例１と同様の方法により厚さ０．６μｍのインキ層を形成して熱転写記録媒体を得た。

［比較例３］
実施例１と同様にして形成したインキ層上に、下記表面層材料をグラビアコーターで塗工して乾燥し、厚さ０．２μｍの表面層を形成して熱転写記録媒体を得た。
表面層
ポリエステル樹脂 ５重量部
（ユニチカ製、エリーテルＵＥ３２００、数平均分子量１６０００）
メチルエチルケトン ９５重量部

［印字評価試験用印字ラベル］
バーコードプリンタＭ−４８００（サトー製）を使用し、被転写体（ポリスチレンラベル、合成紙、白ＰＥＴラベル、ネーマラベル）に対して１００ｍｍ／秒の印字速度で印加エネルギーを変化させながらＪＡＮ１３のバーコードを印字する。印加エネルギーに対応した印字ラベルから、バーコード検証機および目視により最適な印字ラベルを判定し、これを印字評価試験用印字ラベル（以下評価ラベルと称す）とした。

［感度の評価方法］
上記評価ラベルを用いて印加エネルギーの大きさを求め、下記の基準で相対評価する。
○：感度が高い。
△：やや感度が低い。
×：感度が低い。

［耐擦性の評価方法］
上記評価ラベルを学振式摩擦試験器にセットし、２００ｇの荷重をかけた布により印字を１０００往復擦過して印字の擦れ強さを確認する耐擦性テストを行い、下記の基準で評価する。
○：印字に乱れが発生しない。
△：印字にやや乱れが発生する。
×：印字に乱れが発生する。

［印字品質の評価方法］
上記評価ラベルを用いて下記の基準で印字品質を相対評価する。
○：鮮明な印字である。
△：わずかにボイド、かすれ、印字の太り、箔落ち等がある。
×：ボイド、かすれ、印字の太り、箔落ち等がある。

［評価結果］
上記の実施例および比較例の評価結果を表１に示す。

表１に示すように、本発明の実施例で得られたポリスチレン用熱転写記録媒体は、合成紙や白ＰＥＴラベルだけでなく、ポリスチレンラベルのような極性の低い被転写体であっても低い印加エネルギー（高感度）で優れた印字品質の印字を得ることが可能であり、しかも得られた印字は優れた耐擦性を示す。しかしながら、比較例の熱転写記録媒体は、上記いずれかの点において問題がある。

Claims (3)

1. 耐熱性の支持体上にインキ層を設けた熱転写記録媒体であって、前記インキ層は重量平均分子量が４００００〜６００００、ガラス転移温度が４０〜１００℃の熱可塑性アクリル樹脂を３０〜７０重量％、着色剤を３０〜７０重量％の割合で含み、且つ層厚が０．２〜１．０μｍであることを特徴とするポリスチレン基材用熱転写記録媒体。
2. インキ層の上に、重量平均分子量が４００００〜６００００、ガラス転移温度が４０〜１００℃の熱可塑性アクリル樹脂を含む表面層を０．１〜０．５μｍの層厚で設けたことを特徴とする、請求項１に記載のポリスチレン基材用熱転写記録媒体。
3. 熱転写プリンタを用いて、請求項１または請求項２に記載の熱転写記録媒体のインキ層を被転写体の表面に熱転写印字する印字方法であって、前記被転写体の少なくとも表面がポリスチレン樹脂により形成されていることを特徴とするポリスチレン基材への印字方法。