JP5668302B2 - 昇華型熱転写媒体 - Google Patents
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- Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)
Description
昇華型熱転写方式は、文字や図表などのモノクロプリントや、デジタルカメラ画像またはコンピューターグラフィックス画像などのカラープリントに広く採用されている。
ただし、印画時に適度に滑らせることにより、印画面にシワが入らないようにするには、滑剤と呼ばれる材料を配合する必要がある一方、ヘッドへのゴミの付着を除去するために、研磨剤を加えなければならない。これらはトレードオフの関係となるため、これらを同時に満たす耐熱滑性層を作成することは難しい。
23℃30%RHの環境下で、該耐熱滑性層の面より20mmの距離から±10kVの電界を印加した際の飽和帯電圧が1kV以上であり、
前記耐熱滑性層は、炭素数が6から20の飽和アルコールとリン酸とのモノエステルまたはジエステルである融点30℃以上のリン酸エステル;ポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸エステル;酸化マグネシウムおよび粒子を含有し、かつ
前記炭素数が6から20の飽和アルコールとリン酸とのモノエステルまたはジエステルである融点30℃以上のリン酸エステル、酸化マグネシウムおよび粒子の合計重量が、前記耐熱滑性層の総重量の10%未満であることを特徴とする昇華型熱転写媒体である。
耐熱滑性層2は、昇華型熱転写媒体における基材の染料層が設けられる面とは反対の面に形成される。耐熱滑性層を設ける目的としては、サーマルヘッドと昇華型熱転写媒体との間の熱による固着を防ぐ目的で設けられる。この層は、主にはバインダー、滑剤、及び研磨剤からなる。
バインダーとしては、例えば水酸基を含む熱可塑性樹脂とイソシアネート類とを用いてなる反応生成物が用いられ得る。なお、前記水酸基を含む熱可塑性樹脂としては、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール、ポリエステルポリオール、アクリルポリオール、ポリエーテルポリオール、ウレタンポリオールなどが挙げられるが、好ましくはアクリルポリオールを用いる。なお、ここで用いられるアクリルポリオールとしては、できるだけ高分子量であることが望ましい。一方、上記熱可塑性樹脂を硬化させるために、硬化剤を添加するが、その硬化剤としては、多価イソシアネートが用いられる。
なお、上記の化合物においては、飽和アルコール(ステアリルアルコール、ラウリルアルコール等)または不飽和アルコール(オレイルアルコール等)のアルキレンオキサイド付加物とリン酸とのモノエステルまたはジエステルがより好ましく、該アルキレンオキサイドとしてはエチレンオキサイドが好ましく、付加数は1から20が好ましく、1から8がより好適である。
また、液体であるリン酸エステルと固体であるリン酸エステルを混合して複数種用いることにより、リン酸エステルを耐熱滑性層全体に含ませることと、耐熱滑性層に含ませる粒子に析出させることが可能となる。
具体的に説明すると、液体であるリン酸エステルを用いることにより、リン酸エステルを耐熱滑性層全体に含ませる場合には、塗工時のインキ温度において、耐熱滑性層全体に前記物質を含ませることが可能となる。液体であるリン酸エステルとして、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸エステル、特に、モノ(ポリオキシエチレンラウリルエーテル)リン酸エステル、ジ(ポリオキシエチレンラウリルエーテル)リン酸エステル等を用いることが好適である。
さらに30℃において固体であり、インキ調合における加熱時には溶解するリン酸エステルを用いることにより、耐熱滑性層に含ませる粒子にリン酸エステルを析出させることができる。なお、この場合にはインキ調合後の冷却時に、粒子を核としてリン酸エステルが析出することとなる。
このように粒子に対し析出させることのできるリン酸エステルとしては、炭素数が好ましくは6から20の飽和アルコール(ステアリルアルコール、ラウリルアルコール等)とリン酸とのモノエステルまたはジエステルを用いることが好適である。
なお、これら粒子の大きさは耐熱滑性層用インキ中においては、数μmの範囲にあることが望ましい。粒子が前記大きさで耐熱滑性層用インキ中に存在する時には、作成される耐熱滑性層において、これら粒子の表面にリン酸エステルが析出するため、結果としてリン酸エステルにより囲まれた粒子の大きさは1〜20μmの範囲となる。
その場合にはこれら粒子の一部が耐熱滑性層の表面から突出した凸部として存在するために、耐熱滑性層と熱転写プリンタのサーマルヘッドとの接触面積が減少するために滑り性が向上する。一方、粒子の大きさが1μm以下の場合には粒子全体が耐熱滑性層中に存在するために、滑り性が向上しない。また、20μm以上の場合には、熱転写プリンタのサーマルヘッドとの接触が不均一となってしまうため、印画時における濃淡ムラなどの悪影響を及ぼすため好適ではない。
なお、粒子上にリン酸エステルが析出していることについては、熱転写プリンタを用いて、印画した後の昇華型熱転写媒体のハイライト部分にあたる耐熱滑性層の観察によりリン酸が溶解している様子から確認することができる。
なお本発明の効果の点から、耐熱滑性層中のリン酸エステル、酸化マグネシウムおよび粒子の合計重量は、該耐熱滑性層の総重量の10%未満であることが好ましい。
基材1はポリエステルフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリサルフォンフィルム、ポリイミドフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリプロピレンフィルムなどのプラスチックフィルムが機械強度も高く、表面が平滑であることから好ましい。特にポリエステルフィルムに分類されるPET(ポリエチレンテルフタレート)フィルムは比較的安価である上、強度が高く薄いフィルムを形成できるためより望ましい。また、厚みは感度を低下させないためには薄い方が良いが、他方ある程度の機械強度も保持する必要があること、また加工時のハンドリングについても考慮する必要があるため、一般には1〜50μmがよく、その内3μmから10μm程度が特に好適である。
染料層5,6,7は、染料、バインダー、及び硬化剤から成っている。図1において、染料層5はイエロー染料層、染料層6はマゼンタ染料層、染料層7はシアン染料層である。染料はサーマルヘッドからの熱に対してのみ拡散し、保管時には拡散しないこと、光により退色しないこと、インキ化した時に溶解することなどが求められる特性として挙げられる。なお、所望の色相を1つの染料で達成することは難しいので、通常は数種類の染料を混合して用いる。例えば、ジアリールメタン系、トリアリールメタン系、チアゾール系、メチン系、アゾメタン系、キサンテン系、アキサジン系、チアジン系、アジン系、アクリジン系、アゾ系、スピロジピラン系、イソドリノスピロピラン系、フルオラン系、ローダミンダクタム系、アントラキノン系等が挙げられる。
具体的には、イエロー成分では、C.I.ソルベントイエロー14、16、29、30、33、56、93等、C.I.ディスパースイエロー7、33、60、141、201、231等、マゼンタ成分としては、C.I.ソルベントレッド18、19、27、143、182、C.I.ディスパースレッド60、73、135、167、C.I.ディスパースバイオレット13、26、31、56等、シアン成分としては、C.I.ソルベントブルー11、36、63、105、C.I.ディスパースブルー24、72、154、354等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
また、さらに合成方法の違いによりアダクト型とイソシアヌレート型とタイプが分けられるが、それらどれを用いても特に問題はない。但し、裏写りを防止するために染料を吸着させることなくかつ、染料の溶解性の高い皮膜を得るという目的を達成するためには、TDI系で耐性を持たせつつ、架橋部位については溶解性を持たせるために、アダクト型を選択することが好適である。
易接着層3は、基材1の片側の面に形成され、染料層又は離型層もしくはセンサーマークと基材の間に存在する。易接着層は、染料層が基材表面に接着できるようにするために設けられる。この易接着層は基材フィルムの表面に例えば、熱硬化型、触媒硬化型、電離放射線硬化型などの架橋型ポリウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等からなる塗工液を基材上に塗布し乾燥することによって形成される。また、基材を延伸する前にあらかじめこの塗工液を塗布しておき、乾燥後に、基材フィルムを2軸延伸処理することによって作成することもできる。なお、易接着層の厚みは0.01〜1μm程度が好適である。
離型層10はオーバーレイヤー層11の一部であり、基材1上に存在する易接着層3と剥離層9の間に存在する。離型層は、被熱転写体に転写された染料の保護のために設けられるオーバーレイヤー層が易接着剤層と熱転写時において十分な離型性を有さない場合に設けられる。このような離型層10は酢酸セルロースなどの親水性樹脂の他、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂などを用いることができる。なお、離型層の厚みは0.1〜3μm程度が好適である。
剥離層9は、オーバーレイヤー層11の一部であり、離型層10と接着層8の間に位置する。剥離層は、熱転写時において、接着層とともに剥離することで、被熱転写体に転写された染料の保護膜として存在する。その結果、昇華転写画像などの薬品などに対する耐久性が向上する。このような剥離層は一般的には、ニトロセルロースなどのセルロース誘導体、ポリメタクリル酸メチルなどのアクリル系樹脂などの熱可塑性樹脂を用いることができる。
なお、剥離層の厚みは0.1〜3μm程度が好適である。
接着層8は、オーバーレイヤー層11の一部であり、剥離層9に接している。接着層は、熱転写時において、被熱転写体に転写された染料の保護膜として存在する。その結果、被熱転写体に対して熱転写された染料の経時による拡散を防ぐ。また、被熱転写体に転写された染料が退色しないように、接着層のインキにベンゾトリアゾール系などの紫外線吸収剤などを添加しても良い。なお、接着層の厚みは0.5〜5μm程度が好適である。
センサーマーク4は、プリンターが昇華型熱転写媒体を搬送する際の目印として機能する。センサーマークは主にはカーボンブラックとバインダーからなり、カーボンブラックとしては、市販のカーボンブラックを使用することができる。例えば、三菱化成社製の#980B、#850B、MCF88B、#44B、キャボット社製のBP−800、BP−L、REGAL−660、REGAL−330、コロンビヤンカーボン社製のRAVEN−1255、RAVEN−1250、RAVEN−1020、RAVEN−780、RAVEN−760、デグサ社製の Printex−55、Printex−75、Printex−25、Printex−45、SB−550等がある。これらを単独、あるいは混合して使用することができる。また、バインダーとしては、変成または非変成の塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂等を使用でき、この他、セルロースアセテートブチレート等のセルロースエステルも使用できる。
実施例1
基材1となるフィルムとして厚さ5μm (商品名:テトロンフィルム メーカ:帝人デュポンフィルム(株)製)のポリエステルフィルム上に下記組成の耐熱滑性層用インキを用いて耐熱滑性層を形成した。耐熱滑性層用インキの構成は以下の通りである。
・トルエン 15重量部
・メチルエチルケトン 15重量部
・イソシアネート(商品名:デュラネートP301−75E 旭化成(株)製(固形分75%)) 11.5重量部
・リン酸エステル (フオスフアノール ML−200 東邦化学工業(株)製) 0.5重量部
・リン酸エステル (PHOSPHOLAN PS−222 アクゾノーベル(株)製) 3.5重量部
・酸化マグネシウム(商品名:MgO #500 タテホ化学工業(株)製) 0.5重量部
・タルク(商品名:ハイフィラー5000PJ 松村産業(株) 2重量部
・分散染料(Disperse Yellow 201) 8重量部
・ポリビニルアセタール (商品名:エスレックKS-1 積水化学工業(株)製) 7重量部
・イソシアネート (商品名:タケネートD103三井化学ポリウレタン(株)製) 0.5重量部
・トルエン 42.2重量部
・メチルエチルケトン 42.3重量部
・分散染料(Disperse Red 60) 8重量部
・ポリビニルアセタール (商品名:エスレックKS-1 積水化学工業(株)製) 7重量部
・イソシアネート (商品名:タケネートD103 三井化学ポリウレタン(株)製) 0.5重量部
・トルエン 42.2重量部
・メチルエチルケトン 42.3重量部
・溶剤染料(Solvent Blue 36) 8重量部
・ポリビニルアセタール (商品名:エスレックKS-1 積水化学工業(株)製) 7重量部
・イソシアネート (商品名:タケネートD103三井化学ポリウレタン(株)製) 0.5重量部
・トルエン 42.2重量部
・メチルエチルケトン 42.3重量部
・酢酸セルロース (商品名:L-40 ダイセル化学工業(株) 10重量部
・メチルエチルケトン 90重量部
・アクリルレジン (商品名:ダイヤナール BR83 三菱レイヨン(株)) 30重量部
・トルエン 35重量部
・メチルエチルケトン 35重量部
・ポリエステル樹脂 (商品名:エリーテル UE3210 ユニチカ(株)) 30重量部
・ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤 (商品名:チヌビン329 チバ・ジャパン(株)) 10重量部
・メチルエチルケトン 60重量部
実施例2及び実施例3、比較例1から比較例8については以下の表1の通りの構成を有する耐熱滑性層とした他は、実施例1と同様の方法で昇華型熱転写媒体を作成した。
・カオリン(商品名:KAOFINE90 白石カルシウム(株))。
・導電性高分子 (商品名:セプルシーダ 信越ポリマー(株)製) 10重量部
・水 80重量部
・メタノール 10重量部
以上のようにして作成した、実施例と比較例の昇華型熱転写媒体を用いそれぞれ下記に示す試験を行った。
プリンタに熱転写媒体をセットし、全面黒色、全面グレーのテストパターンと、スティッキング観測用のテストパターン、実パターンとして夜景を含む印画物を繰り返し印画し、5000枚印画した後のヘッドの状態について目視による観察と、ヘッドの摩耗量について測定を行った。
帯電圧試験はSTATIC HONESTMETER TYPE0110(シンド静電機(株))製を用いた。昇華型熱転写媒体の耐熱滑性層の面より20mmの距離に電極を配置し、また、印加電圧は+10kVとした。温度、相対湿度はそれぞれ23℃、30%とした。
印画試験は市販のプリンタを用い、スジ状の印画濃度ムラ試験については、全面がグレーのハーフトーンからなるパターンを用いて印画した印画物を用いて目視による確認を行った。
2・・・耐熱滑性層
3・・・易接着層
4・・・センサーマーク
5・・・染料層(イエロー)
6・・・染料層(マゼンタ)
7・・・染料層(シアン)
8・・・接着層
9・・・剥離層
10・・・離型層
11・・・オーバーレイヤー層
12・・・染料層
Claims (1)
- 基材の一方の面に、耐熱滑性層を備え、基材の他方の面に、少なくとも、昇華性染料および樹脂を含む染料層、および、熱転写プリンタに認識をさせるためのセンサーマークを備えた昇華型熱転写媒体において、
23℃30%RHの環境下で、該耐熱滑性層の面より20mmの距離から±10kVの電界を印加した際の飽和帯電圧が1kV以上であり、
前記耐熱滑性層は、炭素数が6から20の飽和アルコールとリン酸とのモノエステルまたはジエステルである融点30℃以上のリン酸エステル;ポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸エステル;酸化マグネシウムおよび粒子を含有し、かつ
前記炭素数が6から20の飽和アルコールとリン酸とのモノエステルまたはジエステルである融点30℃以上のリン酸エステル、酸化マグネシウムおよび粒子の合計重量が、前記耐熱滑性層の総重量の10%未満であることを特徴とする昇華型熱転写媒体。
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