JP4392182B2 - 透明層の欠陥検査方法、及び熱転写シートの欠陥検査方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱転写シート等の欠陥検査方法及び熱転写シートに関する。
【0002】
【従来の技術】
ポリエステルやポリプロピレン等の樹脂材料からなる基材フィルム上に、転写層やヒートシール層を形成した熱転写シートが知られている。また、紫外線の照射に対して可視光を励起発光する蛍光剤を含有した透明な転写層を有する熱転写シートも知られている。さらに、蛍光剤入りの透明層の塗りむらやピンホール等の欠陥を検出する方法として、透明層に紫外線を照射し、蛍光剤の発光状態から欠陥を特定する方法も存在する(例えば特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献】
特開平5−157706号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、透明層の用途や材質によっては、検査用に蛍光剤を混ぜることが望まれないことがある。また、透明な蛍光層の上にさらに透明層が積層される場合には、その透明層に蛍光剤を混ぜて発光させても下側の蛍光層も発光して、いずれの層の欠陥かを明りょうに特定できないこともある。このような問題は熱転写シートの透明層に限らず、各種の透明層の検査において同様に生じ得る。
【0005】
そこで、本発明は、蛍光剤を含まない透明層の欠陥を紫外線の照射によって検査することが可能な欠陥検査方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【0007】
本発明の検査方法は、可視光領域における透明層(5)の欠陥検査方法であって、前記透明層を形成する際に該透明層に紫外線吸収剤を含有させるとともに、検査時には前記透明層の一方の面(5a)側に紫外線(11)を照射する光源(10)を、他方の面(5b)側には紫外線によって可視光を励起発光する蛍光剤を含有させた蛍光層(6)をそれぞれ配置した状態で、前記光源から紫外線を照射し、その照射に対応した前記蛍光層における可視光の発光状態に基づいて前記透明層の欠陥を検査する透明層の検査方法であって、基材フィルム(2)上に前記蛍光層を積層し、該蛍光層上に前記透明層がさらに積層されて積層体(1)を形成する工程において、前記透明層は、前記蛍光層の少なくとも一部を被転写体に接着させるためのヒートシール層(5)として形成されることにより、前記積層体は熱転写シート(1)として構成され、前記熱転写シートに対して前記紫外線を照射することにより、上記の課題を解決する。
【0008】
本発明の欠陥検査方法によれば、紫外線を含有させた透明層へ紫外線を照射させると、その透明層の厚さに応じて紫外線の吸収量が変化し、その吸収量の差が蛍光層がへの紫外線の透過度に影響して蛍光層の発光状態に透明層の塗りむらやピンホール等の欠陥が反映されるようになる。例えば、透明層の一部に厚さの薄い部分やピンホールがあった場合は、その部分ではより多くの紫外線が透過して蛍光層がより強く発光するようになる。透明層に一部において厚さが大きい場合にはその逆に紫外線の透過量が減少し、蛍光層の発光が弱くなる。従って、蛍光層の発光状態を観察すれば透明層の欠陥箇所を特定することができる。このように本発明によれば、透明層の他方の面側に配置された蛍光層を利用して透明層を検査するので、透明層には蛍光剤を含有させる必要がない。また、透明層における紫外線の吸収状態を蛍光層の可視光領域における発光状態に置き換えて検査するので、肉眼又は可視光領域のカメラ等で検査を行なうことができ、紫外線領域用のカメラやセンサを使用する必要がない。
【0009】
検査以外の特定の目的に適合するように設けられた蛍光層に検査対象の透明層が積層された構成において、その蛍光層を透明層の検査にも活用することができ、検査用途に限った蛍光層を別に用意する必要がない。特に、本願発明のように、熱転写シートの最上層にある透明なヒートシール層に紫外線吸収剤を含有させ、その下位層である蛍光層に蛍光剤を含有させれば、蛍光層を利用してヒートシール層の欠陥を検査することができる。なお、この場合、蛍光層は複数の層からなる積層構造でもよいし、単層構造でもよい。
【0013】
本発明による熱転写シート(1)の欠陥検査方法は、基材フィルム(2)上に可視光領域にて透明でかつ可視光を励起発光する蛍光剤を含有した蛍光層(6)を形成し、該蛍光層上に可視光領域にて透明なヒートシール層(5)を積層した熱転写シートの欠陥検査方法であって、前記ヒートシール層の形成前の段階で前記蛍光層に紫外線を照射し、その照射に対応した可視光の発光状態に基づいて前記蛍光層の欠陥を検査するとともに、前記ヒートシール層を形成する際に該ヒートシール層に紫外線吸収剤を含有させ、前記ヒートシール層の形成後には、当該ヒートシール層の前記蛍光層との接合面(5b)側に対する反対側から紫外線(11)を照射し、その照射に対応した前記蛍光層における可視光(16)の発光状態に基づいて前記ヒートシール層の欠陥を検査することにより、上記の課題を解決する。
【0014】
この発明によれば、基材フィルム上に蛍光層の少なくとも一部が形成された段階でその蛍光層に紫外線が照射され、蛍光層に含まれた蛍光剤の発光状態に基づいて欠陥検査が行なわれる。ヒートシール層が形成された段階では、紫外線吸収剤を含有したヒートシール層に紫外線が照射されることにより、ヒートシール層が上述した透明層として実質的に機能してヒートシール層における紫外線の吸収状態が蛍光層の可視光領域における発光状態に置き換えられる。このため、ヒートシール層の欠陥を蛍光層の発光状態に基づき、肉眼又は可視光領域のカメラ等で検査することができる。
【0015】
なお、蛍光層が複数層の積層構造の場合には、各層が形成される毎に紫外線を照射して層毎に別々に検査を行ってもよいし、発光する可視光の波長が互いに異なる蛍光剤を各層に含ませることにより、蛍光層の全体を完成してから紫外線を照射し、その照射に対応した可視光を分光して各層の欠陥を検査してもよい。
【0018】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の一形態に係る欠陥検査方法が適用される熱転写シートの断面図の一例である。熱転写シート1は、基材フィルムとしてのPETフィルム2の表面に離型層3、OP層(Over Print層の略)4、及び透明層としてのヒートシール層5が順次積層された積層体として構成されている。この例では、ヒートシール層5が透明層に相当し、離型層3及びOP層4によって蛍光層6が形成される。
【0019】
熱転写シート1のヒートシール層5の上面5aを被転写体(不図示)に重ね合わせた状態でサーマルヘッドによってPETフィルム2側から加熱されると、ヒートシール層5を介してその下面5b側に接合されたOP層4が被転写体に接合される一方で、離型層3を境としてOP層4がPETフィルム2から分離されて被転写体上に転写される。
【0020】
PETフィルム2はポリエチレンテレフタレート材料をフィルム状に形成してなるものである。但し、基材フィルムはポリエステルフィルムからなるプラスチックフィルムの他、ポリプロピレン、セロハン等から構成されるプラスチックフィルムでもよい。但し、基材フィルムは可視光及び紫外線を高い透過率で透過させる属性を有するものが望ましい。
【0021】
離型層3は転写時にPETフィルム2とOP層4の剥離性を高めるための層である。離型層3はPETフィルム2とOP層4とを接合しているが、加熱されるとPETフィルム2とOP層4とを剥離させる熱離型性を有している。転写時の分割位置はOP層4側でもよいし、PETフィルム2側でもよいし、離型層3自体が分割されてもよい。以上のような性質を有する限りにおいて離型層を構成する物質は種々選択してよいが、可視光及び紫外線を高い透過率で透過させる属性を有するものが望ましい。
【0022】
また、離型層3には紫外線の照射によって可視光を励起発光する蛍光物質(以下単に「蛍光剤」という。)が均一な密度で含有されていることが必要である。蛍光剤を含有させる方法は、蛍光剤を分散又は溶解させる従来の方法でよい。なお、本発明における蛍光剤は、有機、無機を問わないので、熱転写シート1の用途に応じて使い分けが可能である。
【0023】
OP層4は、被転写体の表面を保護するための層である。OP層4は被転写体の用途に応じて保護機能を奏する物質で構成されていればよい。但し、離型層3と同様に蛍光剤が均一の密度で含有されていることが必要であり、可視光及び紫外線を高い透過率で透過させる属性を有するものが望ましい。OP層4に含有される蛍光剤は、離型層3に含有される蛍光剤と同じものでも異なるものでもよい。
【0024】
なお、基材フィルム2、離型層3及び基材フィルム2の色調は上記したそれぞれの機能を奏する限り限定されないが、可視光をすべて透過し、その透過率が高い透明であることが望ましい。
【0025】
透明層としてのヒートシール層5は、OP層4の被転写体への接着の際の密着性を高めるために設けられている。従って、ヒートシール層5は、加熱されるとOP層4を被転写体に接合させる作用を奏し、その後、常温でもその接着作用を保持できる物質で構成されていればよい。但し、可視光を高い透過率透過させるものが望ましい。また、このヒートシール層5には蛍光剤は含有されず、それに代えて紫外線吸収剤が含有されている。紫外線吸収剤としては、従来公知のベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、サリチル酸エステル系、置換アクリロニトリル系、ニッケルキレート系、ヒンダートアミン系等の有機系紫外線吸収剤や、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化セリウム等の無機系紫外線吸収剤が挙げられる。
【0026】
また、紫外線吸収性をより向上させるために、反応性紫外線吸収剤とアクリル系モノマーとがランダム共重合したガラス転移温度Tgが60°C以上のランダム共重合体を10〜40重量%の範囲で含有してもよい。上記の反応性紫外線吸収剤は、従来公知の有機系紫外線吸収剤であるサリシレート系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、置換アクリロニトリル系、ニッケルキレート系、ヒンダートアミン系等の非反応性紫外線吸収剤に、例えば、ビニル基やアクリロイル基、メタアクリロイル基等の付加重合性二重結合、あるいは、アルコール性水酸基、アミノ基、カルボキシル基、エポキシ基、イソシアネート基等を導入したものを使用することができる。
【0027】
また、上記のアクリル系モノマーとしては、以下のようなものが挙げられる。メチルアクリレート、メチルメタアクリレート、エチルアクリレート、エチルメタアクリレート、プロピルアクリレート、プロピルメタアクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタアクリレート、イソブチルアクリレート、イソブチルメタアクリレート、ターシャリーブチルアクリレート、ターシャリーブチルメタアクリレート、イソデシルアクリレート、イソデシルメタアクリレート、ラウリルアクリレート、ラウリルメタアクリレート、ラウリルトリデシルアクリレート、ラウリルトリデシルメタアクリレート、トリデシルアクリレート、トリデシルメタアクリレート、セリルステアリルアクリレート、セリルステアリルメタアクリレート、ステアリルアクリレート、ステアリルメタアクリレート、エチルヘキシルアクリレート、エチルヘキシルメタアクリレート、オクチルアクリレート、オクチルメタアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタアクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタアクリレート、メタクリル酸、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタアクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタアクリレート、ジエチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルメタアクリレート、ターシャリーブチルアミノエチルアクリレート、ターシャリーブチルアミノエチルメタアクリレート、グリシジルアクリレート、グリシジルメタアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、テトラヒドロフルフリルメタアクリレート。さらに、エチレンジアクリレート、エチレンジメタアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジメタアクリレート、デカエチレングリコールジアクリレート、デカエチレングリコールジメタアクリレート、ペンタデカエチレングリコールジアクリレート、ペンタデカエチレングリコールジメタアクリレート、ペンタコンタヘクタエチレングリコールジアクリレート、ペンタコンタヘクタエチレングリコールジメタアクリレート、ブチレンジアクリレート、ブチレンジメタアクリレート、アリルアクリレート、アリルメタアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタアクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート、ヘキサンジオールジメタアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、トリピロピレングリコールジメタアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタアクリレート、ネオペンチルグリコールペンタアクリレート、ネオペンチルグリコールペンタメタアクリレート、ホスファゼンヘキサアクリレート、ホスファゼンヘキサメタアクリレート等である。これらのアクリル系モノマーは、単独で使用してもよいし、混合して使用してもよい。
【0028】
以上のような反応性紫外線吸収剤とアクリル系モノマーとのランダム共重合体における反応性紫外線吸収剤の量は10〜90重量%、好ましくは30〜70重量%の範囲である。また、このようなランダム共重合体の分子量は5000〜250000程度、好ましくは9000〜30000程度とすることができる。
【0029】
このような反応性紫外線吸収剤とアクリル系モノマーとのランダム共重合体として、例えば、下記一般式1で表されるランダム共重合体を挙げることができるが、勿論、これに限定されるものではない。なお、下式においてm、nは整数を表す。
【化1】
さらに、上記の共重合樹脂と従来公知の有機系紫外線吸収剤や、無機系紫外線吸収剤を混合して用いてもよい。紫外線吸収剤を含有させる方法は、例えば、ヒートシール層5を形成するための塗工液に紫外線吸収剤を溶解させ、その塗工液でOP層4上に塗工すればよい。
【0030】
次に、本発明による熱転写シート1の欠陥検査方法について説明する。なお、以下においては、ヒートシール層5が形成される前の未完成状態においても必要に応じて熱転写シート1と呼ぶことがある。
【0031】
まず、図2に示すようにPETフィルム2に離型層3が積層された段階においては、図中の矢印A方向に基材フィルム2を搬送しつつ光源10から離型層3へ向けて紫外線UVを照射する。この紫外線の照射によって、離型層3に含有されている蛍光剤が励起されて可視光を発光する。その発光状態を可視光領域用のカメラ12にて撮影し、得られた画像から発光状態が適正でない部分を検出することにより、離型層3の欠陥の有無を検査する。例えば、適正な発光状態よりも強く発光している部分は正常な部分よりも蛍光剤が多いことを示し、その部分においては離型層3が適正な厚さよりも厚く塗工されていることが判る。また、発光状態が弱い部分は正常な部分よりも蛍光剤が少ないことを示し、その部分では離型層3の厚さが適正な厚さよりも薄いか、又はピンホールがあることが判る。
【0032】
離型層3の検査が終了すると、その離型層3の上にOP層4が形成される。そのOP層4の形成後であって、ヒートシール層5が形成される前にOP層4の欠陥検査が行われる。
【0033】
OP層4の欠陥検査は、図3に示すように離型層3の欠陥検査と同様にして行なうことができる。すなわち、OP層4が形成された熱転写シート1を図3の矢印A方向へ搬送しつつ光源10からOP層4に向けて紫外線UVを照射する。この紫外線によってOP層4に含有されている蛍光剤を可視光領域において発光させ、その発光状態をカメラ12で撮影して不適切な発光部分を検出する。カメラ12は可視光領域に対して感度を有するものであればよい。
【0034】
OP層4の欠陥検査が終了すると、そのOP層4の上にヒートシール層5が形成される。この際には、上述したようにヒートシール層5に均一の密度で紫外線吸収剤を含有させておく。そして、ヒートシール層5の形成後にはヒートシール層5の欠陥検査が行なわれる。
【0035】
ヒートシール層5の欠陥検査は、図4に示すように、熱転写シート1を図中の矢印A方向へ搬送しつつ、ヒートシール層5の上面5a側に配置した光源10から熱転写シート1紫外線UVを照射するとともに、PETフィルム2側から離型層3及び/又はOP層4における可視光VRの発光状態をカメラ12にて撮影する。そして、得られた画像上の発光状態に基づいてヒートシール層5の欠陥を検出する。
【0036】
例えば、ヒートシール層5に欠陥としてピンホール14が存在していれば、そのピンホール14においては紫外線UVが何等吸収されることなくOP層4側へ通過する。従って、ヒートシール層5上の他の部分よりもOP層4や離型層3に達する紫外線量が増え、ピンホール14の直下の部分Bにおいて蛍光層6が強く発光する。これにより、カメラ12にて撮影される画像では、ピンホール14に対応する部分において輝度が高くなる。従って、カメラ12が撮影した画像から所定レベル以上の高輝度部分を検出することによりヒートシール層5のピンホール14を検出することができる。ヒートシール層5が通常よりも薄く塗られている領域においても同様に紫外線の透過量が増えてOP層4や離型層3がより強く発光するので、蛍光層6の発光状態に基づく欠陥検出が可能である。また、ヒートシール層5が適正なときにヒートシール層5を幾らかの紫外線UVが透過してOP層4や離型層3が発光する程度に紫外線吸収剤の含有率を調整しておけば、ヒートシール層5が過剰に厚く塗られている部分ではOP層4や離型層3の発光強度が低下し、カメラ12の画像からこうした欠陥箇所も検出することができるようになる。
【0037】
以上の実施形態において、OP層4及び離型層3に含有される蛍光剤は多いほど本発明に基づく検査方法の欠陥検査精度が高まる。しかし、蛍光剤を多量に使用すると各層の物性に影響が及ぶ場合がある。また、場合によっては、蛍光剤を僅かしか含有できない、または全く含有できない場合もある。このような場合においては、図5に示すように、蛍光層としての蛍光板20をPETフィルム2と可視光センサ12の間に設けるようにしてもよい。蛍光板20は蛍光剤が一定の密度で含有された板状の部材である。蛍光剤を含有させる板状の材質は紫外線及び可視光をそれぞれ透過できるものであればよく、例えば透明なガラス板でもよい。含有される蛍光剤は紫外線の照射によって可視光を励起発光する性質を有するものであれば無機でも有機でもよい。OP層4及び離型層3に蛍光剤が含有されている場合は、それらの蛍光剤と同じであっても異なってもよい。
【0038】
図5の場合には、ヒートシール層5のピンホール14を通過した紫外線UVがOP層4、離型層3、及びPETフィルム2をさらに透過し、蛍光板20に入射して励起発光が生じる。このときに発光部分Bから射出される可視光VRをカメラ12にて捕えることにより、図4の場合と同様にして蛍光板20の発光状態に基づいてヒートシール層5の欠陥を検査することができる。
【0039】
また、図6に示すように、蛍光板20にて励起された可視光VRをヒートシール層5側に反射させる反射板21を設けることにより、ヒートシール層5の欠陥検査においても、離型層3やOP層4の欠陥検査と同様にカメラ12を光源10と同じ側に設けて検査を行なうことができる。すなわち、OP層4、離型層3及びPETフィルム2を透過した紫外線UVを蛍光板20に導いて蛍光剤を発光させ、その発光部分Bの可視光VRを反射板21にて反射させ、その反射光VRをPETフィルム2、離型層3、及びOP層4を順次透過してヒートシール層5のピンホール14から射出させ、これをカメラ12で捕えることによっても蛍光板20の発光状態を観察することができる。
【0040】
本発明は上述した実施形態に限定されず、種々の形態にて実施してよい。本実施形態では、離型層3及びOP層4を組み合わせて蛍光層としたが、離型層3のみ、又はOP層4のみを蛍光層として利用してもよい。OP層4自身が離型性を有していれば離型層3は不要であり、その場合にはOP層を蛍光層として使用すればよい。基材フィルムそのものを蛍光層として利用することも可能である。
【0041】
本実施形態では可視光の発光状態をカメラにて観察したが、発光状態の観察には種々の方法を利用してよい。例えば、偏光状態やスペクトル位置やバンドの形等を複合して行なうことも可能である。また、目視によって発光状態を観察してもよい。
【0042】
上述した実施形態において、PETフィルム2、離型層3及びOP層4が有色の場合であっても、すべての層を透過可能な波長の可視光を発光する蛍光剤を使用すれば、本発明による検査方法にて欠陥検査を行なうことができる。また、本実施形態においては、インク層がない熱転写シートを使用したが、紫外線及び可視光を透過するインク層が積層された熱転写シートを使用してもよい。
【0043】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、熱転写シートのヒートシール層のような透明層における紫外線の吸収状態を蛍光層における発光状態に置き換えて透明層の欠陥を検査しているので、検査対象の透明層に蛍光剤を含有させる必要がなくなり、肉眼又は可視光領域のカメラにて検査を行なうことができ、紫外線領域用のカメラを使用する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における熱転写シートの断面の一例を示す断面図。
【図2】本発明に基づく離型層の欠陥検査の一例を示す図。
【図3】本発明に基づくOP層の欠陥検査の一例を示す図。
【図4】本発明に基づくヒートシール層の欠陥検査の一例を示す図。
【図5】図4に示すヒートシール層の欠陥検査において、蛍光板を利用した場合の実施例を示す図。
【図6】図5に示す蛍光板を利用したヒートシール層の欠陥検査の変形例を示す図。
【符号の説明】
1 熱転写シート(積層体)
2 PETフィルム(基材フィルム)
3 離型層(蛍光層)
4 OP層(蛍光層)
5 ヒートシール層(透明層)
6 蛍光層
10 光源
12 カメラ
Claims (2)
- 可視光領域における透明層の欠陥検査方法であって、前記透明層を形成する際に該透明層に紫外線吸収剤を含有させるとともに、検査時には前記透明層の一方の面側に紫外線を照射する光源を、他方の面側には紫外線によって可視光を励起発光する蛍光剤を含有させた蛍光層をそれぞれ配置した状態で、前記光源から紫外線を照射し、その照射に対応した前記蛍光層における可視光の発光状態に基づいて前記透明層の欠陥を検査することを特徴とする透明層の欠陥検査方法であって、
基材フィルム上に前記蛍光層を積層し、該蛍光層上に前記透明層がさらに積層されて積層体を形成する工程において、前記透明層は、前記蛍光層の少なくとも一部を被転写体に接着させるためのヒートシール層として形成されることにより、前記積層体は熱転写シートとして構成され、前記熱転写シートに対して前記紫外線を照射することを特徴とする欠陥検査方法。 - 基材フィルム上に可視光領域にて透明でかつ可視光を励起発光する蛍光剤を含有した蛍光層を形成し、該蛍光層上に可視光領域にて透明なヒートシール層を積層した熱転写シートの欠陥検査方法であって、
前記ヒートシール層の形成前の段階で前記蛍光層に紫外線を照射し、その照射に対応した可視光の発光状態に基づいて前記蛍光層の欠陥を検査するとともに、
前記ヒートシール層を形成する際に該ヒートシール層に紫外線吸収剤を含有させ、前記ヒートシール層の形成後には、当該ヒートシール層の前記蛍光層との接合面側に対する反対側から紫外線を照射し、その照射に対応した前記蛍光層における可視光の発光状態に基づいて前記ヒートシール層の欠陥を検査することを特徴とする熱転写シートの欠陥検査方法。
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