JP5687574B2 - 感熱転写媒体 - Google Patents
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Description
しかし近年、前記感熱転写媒体を用いると、
プラスチックや金属等の、紙以外の種々の被印字体の表面にも印字をすることができる、
印字の耐水性を向上することができる、
任意の厚みを有する印字をすることができる、
等の利点があるため、その用途は、従来の通常の紙等への印字には留まらず、様々な用途に拡がりつつある。
また近時、前記ラベルや、あるいはオフィス、学校等においてラベルやテープ、カード等に簡単に印字をするための事務機器としていわゆるラベルプリンタが普及しつつあり、かかるラベルプリンタ用のインクリボンとしても、前記感熱転写媒体が広く用いられるようになってきている。
しかし、熱感度が良すぎると印字の鮮明性が低下する。特に環境温度が高い高温時に、印字の、サーマルヘッドに対する相対移動方向の後方に、尾を引くように着色層が転写されてしまう、いわゆる尾引きを生じやすいという問題がある。
特許文献1には、着色層を2層構造にして熱感度を向上することが記載されている。
すなわち着色層が1層である場合、所定の印字濃度を確保するためには、基材上に形成した剥離層上に、前記着色層のもとになる塗剤を厚塗りしなければならない。
しかし、剥離層の厚みが大きいほど感熱転写媒体の熱感度は低下する。熱感度を向上するためには、剥離層の厚みをできるだけ小さくして、サーマルヘッドからの熱が、基材の裏面側から最表面の着色層までできるだけ効率よく伝えられるようにする必要がある。
しかし特許文献1の感熱転写媒体は熱感度が高すぎて、先に説明した尾引きを生じやすく、印字の鮮明性が十分でないという問題がある。
すなわちエポキシ樹脂の一部を、印字の際の熱によってアミン系化合物と架橋反応させると、着色層の過剰な溶融、軟化を抑制して尾引きを防止することができる。
すなわち、架橋反応が過剰に進行してエポキシ樹脂の分子量が大きくなり過ぎると、被印字体に対する着色層の粘着性が大きく低下するため、結果として熱感度が低下してしまう。
特許文献3には、基材上に、剥離層、中間層を介して着色層を積層するとともに、前記着色層に着色剤、樹脂、前記樹脂の硬化剤(架橋剤)、および前記樹脂と架橋剤との架橋反応を阻害する樹脂を配合することが記載されている。
かかるエポキシ樹脂とイソシアネートとを組み合わせれば、架橋反応を阻害する樹脂を加えることとも相まって、印字の際の熱によって架橋反応が進行しすぎて熱感度が低下するのを抑制することができる。
本発明の目的は、尾引き等を生じることがなく印字の鮮明性に優れる上、現状よりもさらに熱感度に優れた感熱転写媒体を提供することにある。
本発明によれば、(1) 前記のように着色層を、第一および第二着色層の2層構造とすることにより、先に説明したように剥離層の厚みを小さくすることができる。
その上(3) 第二着色層に含まれる粘着付与剤は、印字の際の熱によって溶融または軟化した前記第二着色層に粘着性を付与して転写を助ける働きをする。
また本発明によれば、前記のように第二着色層を構成するエポキシ樹脂の一部を、印字の際の熱によってイソシアネートと架橋反応させることにより、前記第二着色層の過剰な溶融、軟化を抑制して尾引きを防止することができる。
前記第二着色層に含まれるエポキシ樹脂は、エポキシ当量が1500以上、2500以下のエポキシ樹脂であるのが好ましい。
一方、エポキシ当量が2500を超えるエポキシ樹脂は架橋反応の反応性が弱いため、印字の際の熱によってイソシアネートと十分に架橋反応させることができず、前記印字の際の熱による過剰な溶融、軟化を抑制して尾引きを防止する効果が十分に得られないおそれがある。
まず、第一着色層に第二着色層と同系であるエポキシ樹脂を含有させることで、先に形成した第一着色層に対する、第二着色層のもとになる塗剤の親和性、相溶性を向上するとともに、前記両着色層間の密着性を向上することができる。
すなわち、第二着色層に含有させるエポキシ樹脂の分子量を、第一着色層に含有させるエポキシ樹脂の分子量よりも大きくすることで、印字の際の熱による過剰な溶融、軟化を抑制して尾引きを防止することができる。
前記基材は、前記剥離層を積層する側の面に、導電層が一体に設けられているのが好ましい。
基材が帯電すると、感熱転写媒体の表裏両面にいずれも埃が付着し易くなる。
そして前記感熱転写媒体の表面、すなわち第二着色層の表面に埃が付着すると、前記埃が、前記第二着色層と被印字体との間に介在して直接的に印字を妨げるおそれがある。
そのため、このいずれの場合にも印字の鮮明性、解像度が低下するおそれがある。
これに対し、前記のように基材の、剥離層を積層する側の面に導電層を一体に設けた場合には、前記導電層を通して静電気を逃がして基材の帯電を抑制することができ、帯電に伴う前記種々の問題が生じるのを防止することができる。
これに対し、前記のように導電層を基材と一体に、すなわち基材から剥離不能に設けると、前記導電層が印字の色味に影響を及ぼすのを防止することもできる。
基材2としては、従来同様に、例えばポリスルホン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエステル、トリアセテート等の樹脂のフィルム、コンデンサー紙、グラシン紙等の薄葉紙、あるいはセロファン等が挙げられる。
基材2の強度(引張強度等)を確保しながら、サーマルヘッドから剥離層3にできるだけ効率よく熱伝達することを考慮すると、前記基材2の厚みは1μm以上、特に2μm以上であるのが好ましく、30μm以下、特に15μm以下であるのが好ましい。
剥離層3としては、従来同様に、感熱転写媒体1を印字に使用するまでの間、着色層4を基材2の表面に固定し、サーマルヘッドによる基材2の背面側からの加熱によって溶融または軟化して前記着色層4を離型させて被印字体の表面に転写させる機能を有する種々の材料からなる層が挙げられる。
特にワックスが好ましい。またワックスには、印字前の着色層4が基材2から剥離するいわゆるコボレを防止するため、エチレン酢酸ビニル共重合体等の熱可塑性樹脂をバインダとして添加してもよい。
剥離層3には、前記ワックスや熱可塑性樹脂に加えて、さらに他の成分を配合してもよい。かかる他の成分としては、例えば有機また無機の充てん剤、熱硬化性樹脂、高級脂肪酸、高級アルコール、高級脂肪酸エステル、アミド類、高級アミン、オイル、界面活性剤等の1種または2種以上が挙げられる。
剥離層3は、そのもとになるワックス等の固形分を溶剤に溶解または分散した塗剤を基材2の表面に塗布したのち乾燥させて形成したり、前記固形分を加熱して溶融させた状態で前記基材2の表面に塗布したのち、冷却して固化させるいわゆるホットメルト塗工によって形成したりすることができる。
厚みが前記範囲未満では、基材2の表面に、剥離層3として良好に機能する連続した層を形成できないおそれがある。一方、厚みが前記範囲を超える厚みの大きい剥離層3では、先に説明したようにサーマルヘッドからの熱を、基材2の裏面側から着色層4まで効率よく伝えることができず、感熱転写媒体1の熱感度が低下するおそれがある。
着色層4は、前記のように剥離層3側の第一着色層6、および前記第一着色層6上に積層した第二着色層7の2層構造とされる。これにより、先に説明したように着色層4の全体としての厚みと所定の印字濃度とを確保しながら、剥離層3上に塗布する、第一着色層6のもとになる塗剤の量を少なくすることができる。そのため、前記塗剤中に含まれる溶剤の量をも少なくでき、結果的に、剥離層3の厚みを小さくして感熱転写媒体1の熱感度を向上することができる。
第二着色層7は、エポキシ樹脂、前記エポキシ樹脂の架橋剤としてのイソシアネート、および粘着付与剤を含んでいる。
前記のうちエポキシ樹脂としては、種々のエポキシ樹脂がいずれも使用可能である。
かかるエポキシ樹脂としては、例えばビスフェノールA型エポキシ樹脂;ビスフェノールF型エポキシ樹脂;フェノールノボラック型エポキシ樹脂;クレゾールノボラック型エポキシ樹脂;脂環式エポキシ樹脂;水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂;水添ビスフェノールAD型エポキシ樹脂;プロピレングリコールグリコキシエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル等の脂肪族系エポキシ樹脂;脂肪族もしくは芳香族アミンとエピクロルヒドリンとから得られるエポキシ樹脂;脂肪族もしくは芳香族カルボン酸とエピクロルヒドリンとから得られるエポキシ樹脂;複素環エポキシ樹脂、スピロ環含有エポキシ樹脂;エポキシ変性樹脂;ブロム化エポキシ樹脂等の1種または2種以上が挙げられる。
前記エポキシ樹脂の分子量は、第二着色層7の過剰な溶融、軟化を抑制して尾引きを防止しながら、感熱転写媒体1の熱感度をできるだけ向上することを考慮すると1650以上、特に2000以上であるのが好ましく、5500以下、特に4000以下であるのが好ましい。
エポキシ当量が前記範囲未満であるエポキシ樹脂は架橋反応の反応性が強いため、たとえ反応性があまり強くないイソシアネートと組み合わせても、印字の際の熱によって架橋反応が進行しすぎて熱感度が低下するおそれがある。また、感熱転写媒体を保管している間の熱履歴によって架橋反応が進行して、熱感度が経時劣化するおそれもある。
イソシアネートとしては、前記エポキシ樹脂の架橋剤として機能しうる種々のイソシアネートがいずれも使用可能である。
イソシアネートの配合量は、第二着色層7に含有させるエポキシ樹脂の全量を、最終的に架橋反応させることができる化学量論量以上に設定するのが好ましい。これにより反応性に乏しいエポキシ樹脂とイソシアネートとの反応を確実に進行させて、尾引きを防止することができる。
前記粘着付与剤としては、例えばテルペン樹脂、芳香族変性テルペン重合体、テルペンフェノール共重合体等のテルペン系粘着付与剤;ロジン、水添ロジン、水添ロジンエステル等のロジン系粘着付与剤;合成石油樹脂(C5)系粘着付与剤;合成石油樹脂(C9)系粘着付与剤;フェノール樹脂系粘着付与剤;キシレン樹脂系粘着付与剤;脂環族系水添石油樹脂等の1種または2種以上が挙げられる。
前記粘着付与剤の配合量は、第二着色層7に含有させるエポキシ樹脂100質量部あたり5質量部以上、特に15質量部以上であるのが好ましく、30質量部以下、特に20質量部以下であるのが好ましい。
一方、粘着付与剤の配合量が前記範囲を超える場合には、相対的にエポキシ樹脂の量が減って、尾引きを生じるおそれがある。またブロッキングを生じるおそれもある。
第二着色層7は、前記各成分を溶剤に溶解または分散した塗剤を第一着色層6上に塗布したのち乾燥させて形成することができる。
第二着色層7の厚みは、単位面積あたりの固形分量で表して0.2g/m2以上、特に
0.4g/m2以上であるのが好ましく、1.2g/m2以下、特に1.0g/m2以下であるのが好ましい。
(第一着色層6)
第一着色層6は、基本的に種々の材料によって形成できる。ただし、先に形成した第一着色層6上に塗布する、第二着色層7のもとになる塗剤の親和性、相溶性を向上するとともに、前記両着色層6、7間の密着性を向上すること等を考慮すると、前記第一着色層6は、樹脂としてエポキシ樹脂を含んでいるのが好ましい。
前記エポキシ樹脂の分子量は、第一着色層6の過剰な溶融、軟化を抑制して尾引きを防止しながら、前記熱感度をできるだけ向上することを考慮すると700以上、特に900以上であるのが好ましく、2000以下、特に1700以下であるのが好ましい。
第一着色層6には、粘着付与剤を含有させても良い。第一着色層6に含有させる粘着付与剤としては、先の第二着色層7において例示した各種の粘着付与剤がいずれも使用可能である。
これにより、両着色層6、7間の密着性を向上させたり、感熱転写媒体1の熱感度を向上させたりすることができる。
粘着付与剤の配合量が前記範囲未満では、当該粘着付与剤を含有させることによる前記の効果が十分に得られないおそれがある。
第一着色層6には、エチレン酢酸ビニル共重合体を含有させても良い。前記エチレン酢酸ビニル共重合体を第一着色層6に含有させると、印字のキレを向上することができる。すなわち着色層4のうち、サーマルヘッドを用いて選択的に加熱して被印字体の表面に転写させる領域と、それ以外の領域との境界線を明りょうにすることができる。
エチレン酢酸ビニル共重合体の配合量が前記範囲未満では、当該エチレン酢酸ビニル共重合体を含有させることによる前記の効果が十分に得られないおそれがある。
第一着色層6は、前記各成分を溶剤に溶解または分散した塗剤を剥離層3上に塗布したのち乾燥させて形成することができる。
第一着色層6の厚みは、単位面積あたりの固形分量で表して0.4g/m2以上、特に
0.6g/m2以上であるのが好ましく、1.2g/m2以下、特に1.0g/m2以下であるのが好ましい。
〈背面層5〉
背面層5は、サーマルヘッドと接触する基材2の背面の耐熱性、滑り性、耐擦過性等を向上するための層である。
すなわち背面層5は、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン・フッ素共重合樹脂、ニトロセルロース樹脂、シリコーン変性ウレタン樹脂、シリコーン変性アクリル樹脂等によって形成することができる。
また背面層5には、必要に応じて滑剤を含有させても良い。
背面層5の厚みは、単位面積あたりの固形分量で表して0.05g/m2以上、特に0.1g/m2以上であるのが好ましく、0.5g/m2以下、特に0.4g/m2以下であるのが好ましい。
前記各層を備えたこの例の感熱転写媒体1によれば、着色層4を二層構造としたことにより剥離層3の厚みを小さくできること、着色層4のうち第二着色層7を形成するエポキシ樹脂の架橋剤としてイソシアネートを選択的に用いることにより、前記エポキシ樹脂の架橋反応が過剰に進行するのを抑制できること、さらには第二着色層7に含まれる粘着付与剤が前記第二着色層7に粘着性を付与して転写を助ける働きをすることが相まって、現状よりもさらにその熱感度を向上することが可能となる。
図2は、本発明の感熱転写媒体の、実施の形態の他の例の層構成を示す拡大断面図である。図2を参照して、この例の感熱転写媒体1は、基材2と剥離層3との間に導電層8を介在させた点が、先の図1の例とは相違している。その他の構成は図1の例と同様であるので、同一箇所に同一符号を付して説明を省略する。
導電層8は、基材2の、剥離層3を積層する側の面に一体に、すなわち基材2とは剥離不能に形成される。
前記導電層8は、例えばバインダ樹脂中に導電材料を分散させる等して、導電性を付与することで形成される。
また導電材料としては、例えば導電性カーボンブラック;チタン酸ランタン、酸化スズ、酸化亜鉛、インジウム・亜鉛酸化物、アンチモン・スズ酸化物、酸化インジウム、インジウム・スズ酸化物、亜鉛・スズ・インジウム酸化物、アルミニウム・亜鉛酸化物、ガリウム・亜鉛酸化物等の金属酸化物の粉末;金、銀、銅等の金属の粉末などの1種または2種以上が挙げられる。
前記導電層8は、剥離層3を形成する前の基材2の表面に、前記バインダ樹脂や導電材料等を溶剤に溶解または分散した塗剤を塗布したのち乾燥させて形成したり、前記各成分の混合物をフィルム状に成形するとともに基材2の表面側に積層するいわゆるラミネート法によって形成したりすることができる。
厚みが前記範囲未満では、当該導電層8を設けることによる前記の効果が十分に得られないおそれがある。一方、厚みが前記範囲を超える場合には、サーマルヘッドからの熱伝達の効率が低下して、感熱転写媒体1の熱感度が低下するおそれがある。
(基材2、および背面層5)
基材2としては、厚み5μmのPETフィルムを用いた。前記基材2の背面には、シリコーン・フッ素共重合樹脂〔大日精化工業(株)製の商品名ダイアロマーSP712〕20質量部をメチルエチルケトン(MEK)80質量部に溶解して調製した塗剤を塗布したのち乾燥させて、単位面積あたりの固形分量が0.2g/m2である背面層5を形成した。
カルナバワックス(融点:80〜86℃)5質量部、およびポリエチレンワックス(融点:100〜105℃)5質量部をトルエン90質量部に溶解して、剥離層3用の塗剤を調製した。
次いで前記塗剤を、先の基材2の表面に塗布したのち乾燥させて、単位面積あたりの固形分量が0.5g/m2である剥離層3を形成した。
下記の各成分を配合して、第一着色層6用の塗剤を調製した。
カーボンブラック:三菱化学(株)製のMA8
エポキシ樹脂:エポキシ当量:600〜700、分子量:約1200
エチレン酢酸ビニル共重合体:酢酸ビニル含有量:28%、融点:71℃、ガラス転移温度:−28℃
粘着付与剤:芳香族変性テルペン重合体、軟化点:105±5℃
次いで前記塗剤を、先に形成した剥離層3上に塗布したのち乾燥させて、単位面積あたりの固形分量が0.6g/m2である第一着色層6を形成した。
下記の各成分を配合して、第二着色層7用の塗剤を調製した。なおイソシアネートは、塗工直前に投入した。
エポキシ樹脂:エポキシ当量:1750〜2200、分子量:約2900
イソシアネート:TDIをベースにした、イソシアヌレート環を有するポリイソシアネート、NCO含量:7〜8%、不揮発分:50±1%
粘着付与剤:テルペンフェノール共重合体、軟化点:125±5℃
次いで前記塗剤を、先に形成した第一着色層6上に塗布したのち乾燥させて、単位面積あたりの固形分量が0.5g/m2である第二着色層7を形成して、図1に示す層構成を有する感熱転写媒体1を製造した。
第二着色層7のもとになる塗剤に、エポキシ樹脂として、前記のものに代えて、同量の、エポキシ当量が875〜975、分子量が約1650であるものを配合したこと以外は実施例1と同様にして、図1に示す層構成を有する感熱転写媒体1を製造した。
〈実施例3〉
第二着色層7のもとになる塗剤に、エポキシ樹脂として、前記のものに代えて、同量の、エポキシ当量が3000〜5000、分子量が約5500であるものを配合したこと以外は実施例1と同様にして、図1に示す層構成を有する感熱転写媒体1を製造した。
第一着色層6のもとになる塗剤に、エポキシ樹脂として、前記のものに代えて、同量の、第二着色層7に配合したのと同じエポキシ当量が1750〜2200、分子量:約2900であるものを配合したこと以外は実施例1と同様にして、図1に示す層構成を有する感熱転写媒体1を製造した。
両着色層6、7のもとになる塗剤に、それぞれ着色剤として、カーボンブラックに代えて、同量のフタロシアニンブルーを配合したこと以外は実施例1と同様にして、図1に示す層構成を有する感熱転写媒体1を製造した。
〈実施例6〉
基材2の、剥離層3を形成する前の表面に、下記の各成分からなる塗剤を塗布したのち乾燥させて、単位面積あたりの固形分量が0.3g/m2である導電層8を設けたこと以外は実施例5と同様にして、図2に示す層構成を有する感熱転写媒体1を製造した。
導電性カーボンブラック:キャボット(CABOT)社製のVULCAN(登録商標)XC−72R
ポリエステル樹脂:東洋紡績(株)製のバイロン(登録商標)200
〈比較例1〉
第二着色層7のもとになる塗剤に、架橋剤としてのイソシアネートを配合しなかったこと以外は実施例1と同様にして、図1に示す層構成を有する感熱転写媒体1を製造した。
第二着色層7のもとになる塗剤に、架橋剤として、イソシアネートに代えて、同量の、アミン系化合物であるヘキサメチレンジアミンを配合したこと以外は実施例1と同様にして、図1に示す層構成を有する感熱転写媒体1を製造した。
〈比較例3〉
第二着色層7のもとになる塗剤に、粘着付与剤としてのテルペンフェノール共重合体に代えて、同量の、粘着付与剤として機能しないポリエステル樹脂〔ユニチカ(株)製のUE−3380〕を配合したこと以外は実施例1と同様にして、図1に示す層構成を有する感熱転写媒体1を製造した。
前記各実施例、比較例で製造した感熱転写媒体1をバーコードプリンタ〔東芝テック(株)製のB−474−TS15〕に使用して、印字速度200mm/秒、サーマルヘッドの移動方向をバーコードのバーの長さ方向と平行方向としたパラレル仕様で、バーコードを印字した。被印字体としては合成紙ラベルを用いた。
○:細線のカスレなし。熱感度良好。
△:細線が若干カスレ気味であったが、実用可能なレベルであった。熱感度普通。
×:細線にカスレが見られた。熱感度不良。
〈尾引き評価〉
前記各実施例、比較例で製造した感熱転写媒体1をバーコードプリンタ〔東芝テック(株)製のB−474−TS15〕に使用して、印字速度200mm/秒、サーマルヘッドの移動方向をバーコードのバーの長さ方向と直交方向としたシリアル仕様でバーコードを印字した。被印字体としては合成紙ラベルを用いた。
○:尾引きなし。
△:若干尾引き気味であったが、実用可能なレベルであった。
×:尾引きあり。
以上の結果を表4に示す。なお表中、架橋剤の欄の符号は下記のとおり。
A:アミン系化合物
また着色剤の欄の符号は下記のとおり。
CB:カーボンブラック
FB:フタロシアニンブルー
また実施例1〜3の結果より、第二着色層7に配合するエポキシ樹脂は、エポキシ当量が1500以上、2500以下であるのが好ましいことが判った。
さらに実施例1、5、6の結果より、本発明の構成は、黒色以外のカラーリボンにも適用可能であることが判った。
2 基材
3 剥離層
4 着色層
5 背面層
6 第一着色層
7 第二着色層
8 導電層
Claims (4)
- 基材上に、剥離層、および着色層をこの順に積層した感熱転写媒体であって、前記着色層は、剥離層側の第一着色層、および前記第一着色層上に積層した第二着色層を備え、前記第二着色層は、エポキシ樹脂、前記エポキシ樹脂の架橋剤としてのイソシアネート、および粘着付与剤を含むことを特徴とする感熱転写媒体。
- 前記第二着色層に含まれるエポキシ樹脂は、エポキシ当量が1500以上、2500以下のエポキシ樹脂である請求項1に記載の感熱転写媒体。
- 前記第一着色層は、前記第二着色層に含まれるエポキシ樹脂よりも分子量の小さいエポキシ樹脂を含んでいる請求項1または2に記載の感熱転写媒体。
- 前記基材は、前記剥離層を積層する側の面に、導電層が一体に設けられている請求項1ないし3のいずれか1項に記載の感熱転写媒体。
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