JP5696413B2

JP5696413B2 - 昇華型熱転写媒体

Info

Publication number: JP5696413B2
Application number: JP2010210939A
Authority: JP
Inventors: 伊藤　晶彦; 晶彦伊藤
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2010-09-21
Filing date: 2010-09-21
Publication date: 2015-04-08
Anticipated expiration: 2030-09-21
Also published as: JP2012066402A

Description

本発明は水系受像紙においても良好に印画しうる昇華型熱転写媒体に関する。

近年、デジタルカメラの普及に伴い、デジタルカメラで撮影した画像を出力するフルカラープリンターの需要が増加しており、中でも容易に中間色を得ることが可能で、銀塩写真に迫る画質が得られる昇華型熱転写方式が注目されている。

この昇華型熱転写方式では基材の裏面に耐熱性樹脂層を備え、他方表面に昇華型染料を樹脂バインダ中に含む染料層を少なくとも備えた昇華型熱転写媒体を使用し、この媒体の裏面からサーマルヘッド等により熱エネルギーを付与することにより、昇華型染料を被記録材に移行させて画像を得る記録方法である。

近年は記録方法の進歩により高速で画像を得ることが求められており、サーマルヘッドから短時間かつ多くの熱エネルギーが昇華型熱転写媒体にかけられることとなり、昇華型熱転写媒体には熱をかけても被記録材と貼りつかないという特性が求められる。

このような高速記録に対応するために昇華型熱転写記録媒体に様々な離型剤を添加するものが開発されている。

離型剤としては、シリコーンとポリアミドイミド樹脂との共重合体や、リン酸エステル系界面活性剤及びフッ素脂肪酸変性シリコーンから選ばれた染料透過性の離型剤、ポリシロキサンと他の樹脂との共重合体と、ポリエーテル変性シリコーンなどが使用されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。

但し、上記の手法では近年開発されている水系受像紙に対しては新たな問題を引き起こしてしまうという問題がある。

水系の受像紙では受像紙の持つ水分の影響から、高エネルギー印加時に受像紙表面近傍で水分が気化することにより印画物の光沢度が低下する現象を引き起こすという特性がある。

今までの油性の受像紙であれば、含水率が低い等のことから上記のような問題はなかったが、水系の受像紙ではその構成上どうしても水との親和性が高く上記の光沢度の低下という問題を引き起こしてしまう。

さらに染料の利用効率を高める為に基材と染料層間に染料の移行を防止する層を設けた場合には、その特性から受像紙の持つ水分の拡散を低下させてしまう為に印画時の光沢土手以下はより顕著に発生する傾向にある。

上記に対応する為に離型剤を添加した上で昇華型熱転写記録媒体の含水率を２．５％以下に抑える方法が示されている（特許文献４参照）。

しかし、上記の方法は使用時の環境により基材やバインダ等が吸湿することが容易に想像される上、昇華型熱転写媒体の含水率を制御しても根本の水系受像紙が湿度等の影響からその含水率を増した場合には対応しきれず、特許文献４に記載されているような昇華型熱転写記録媒体の含水率制御のみで制御することは困難である。

特許第３９９０１４４号公報特許第２８２５２２９号公報特開２００７−８４６７０公報特開２０１０−５８５０１公報

昇華型熱転写媒体においては、水系受像紙での高エネルギー印加時においても光沢度を低下させずに印画できることが求められている。
本発明は、上記課題を解決することを目的とする。

このような問題を解決するために、本発明の昇華型熱転写媒体は、請求項１においては、基材の裏面に耐熱性樹脂層を備え、他方表面に昇華型染料をバインダ中に含む染料層を少なくとも備えた昇華型熱転写媒体において、該染料層の表面水接触角が８０度以下であり、該染料層が変性シリコーンオイルからなる離型剤を含み、該染料層に含まれる該バインダが２種類のポリビニルアセタール樹脂からなり、該２種類のポリビニルアセタール樹脂は、ガラス転移温度（Ｔｇ）が同じであり、該２種類のポリビニルアセタール樹脂のうち、一方のポリビニルアセタール樹脂の平均重合度が１０００であり、他方のポリビニルアセタール樹脂の平均重合度が２１００であることを特徴とする。
請求項２においては、染料層が、硬化剤により架橋していることを特徴とする。
請求項３においては、硬化剤がイソシアネート系樹脂であることを特徴とする。

本発明によれば基材の裏面に耐熱性樹脂層を備え、他方表面に昇華型染料をバインダ中に含む染料層を少なくとも備えた昇華型熱転写媒体において、染料層表面の水接触角を８０度以下にすることにより、受像層中の水分が蒸発する際の拡散が容易となり高エネルギー印加時の光沢度の低下を防止することが可能となる。

通常の昇華型熱転写記録媒体においては、イエロー染料層、マゼンタ染料層、シアン染料層の３色の染料層と印画面を保護するオーバーコート層からなっており、この３色の染料層からの染料の放出量の組み合わせにより画像を形成している。

本発明で述べている染料層各色というのは前記のイエロー染料層、マゼンタ染料層、シアン染料層を指しているが、本発明の特徴から考えてもこの各色に限定されるものではなく、昇華型熱転写媒体において染料を放出する層であれば全てが含まれることとなる。

水系受像紙においてはその特徴から受像紙と昇華型熱転写媒体が貼り付きやすいという特徴もある為、昇華型熱転写媒体には離型剤を添加するのが好ましい。

離型剤としては一般的にフッ素系とシリコーン系があるが、表面水接触角の上昇を押さえた上で離型性を維持することを考えるとシリコーン系、昇華型熱転写媒体印刷時のはじき等も考慮すると、特に変性シリコーンオイルであることが好ましい。

変性シリコーンオイルの中でも分子量の小さいものは表面に局在化しやすく、同じ構造の分子量が大きいシリコーンオイルと比較すると表面の水接触角が高くなりやすいという傾向がある。

また、両末端変性の反応性変性シリコーンオイルもシリコーン鎖が表面に露出しやすい傾向にあり表面水接触角が高くなる傾向にある。

しかし、これらは受像紙との貼り付きを考えた場合には有利になるものであることから、添加量等を変化させたり、複数の離型剤を用いる等両者のバランスをとることが必要となる。

本発明の昇華型熱転写媒体の概念断面図である。

以下、本発明をさらに詳細に説明する。
図１は、本発明の昇華型熱転写媒体の概念断面図である。
本実施形態の昇華型熱転写媒体１は裏面に耐熱性樹脂層としてバックコート１Ｃを設けた基材１Ａの表面に染料層１Ｂを設けたものである。この昇華型熱転写媒体１は染料層１Ｂの離型剤として変性シリコーンオイルからなる離型剤を添加してあり、染料層１Bの表面水接触角は８０度以下という特徴を有する。

まず、基材としては、熱転写における熱圧で軟化変形しない耐熱性と強度が要求されるので、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、セロファン、アセテート、ポリカーボネート、ポリサルホン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリビニルアルコール、芳香族ポリアミド、アラミド、ポリスチレン等の合成樹脂のフィルム、およびコンデンサー紙、パラフィン紙などの紙類等を単独で又は組み合わされた複合体として使用可能であるが、その素材を限定するものではない。中でも、物性面、加工性、コスト面などを考慮するとポリエチレンテレフタレートフィルムが好ましい。また、その厚さは、操作性、加工性を考慮し、２〜５０μｍの範囲のものが使用可能であるが、転写適性や加工性等のハンドリング性を考慮すると、２〜１２μｍ程度のものが好ましい。さらに、基材上には染料層との密着を高めるための易接着層や、基材側への染料の拡散を抑えるポリビニルピロリドン等の染料拡散防止層を染料層の下に設けてもかまわない。

染料層のバインダとしてはポリビニルセタール樹脂を主成分とすることが耐熱性の観点から好ましい。ポリビニルアセタール樹脂の例としてはポリビニルブチラールやポリビニルアセトアセタールなどがあげられるが、これに限定されるものではない。耐熱性の観点からより好ましくはポリビニルアセタール樹脂のアセタール化度が５０％以上、さらに好ましくはポリビニルアセタール樹脂のアセタール化度が８０％以上となる。

バインダの主成分となるポリビニルアセタール樹脂は1種類のものでも可能だが、耐熱性や良好な塗工性能を得る為にTgや平均重合度等が異なるものを組み合わせて使用することも可能である。

さらには、硬化剤として熱硬化性の樹脂などを用いてポリビニルアセタール樹脂を架橋し、その耐熱性を向上させることも可能である。特にイソシアネート系の樹脂は反応性が高く、好ましい。

熱硬化性の樹脂によりポリビニルアセタール樹脂を架橋し、耐熱性を高めることにより印画時の媒体の伸びを抑える効果が得られ、これは印画欠陥の熱ジワを防止することとなる。

ここで、染料層中の昇華型染料とバインダとの割合は、質量比として、染料／バインダ＝１０／１００から３００／１００が好ましい。これは、染料／バインダの割合が、１０／１００を下回ると、染料が少な過ぎて発色感度が不十分となり良好な熱転写画像が得られず、また、この割合が３００／１００を越えると、バインダに対する染料の溶解性が極端に低下するために、熱転写シートとなった際にインク層の保存安定性が悪くなって染料が析出し易くなってしまうためである。

本発明の染料層に使用される昇華型染料は、60℃以上で昇華あるいは気化する染料であり、主に分散染料、油溶性染料など熱転写捺染で使用されるものであれば良く、一般的に公知の昇華染料としてはC.I.ディスパースイエローの1, 3, 8, 9, 16, 33, 41, 42, 54, 60, 77, 116, 201, 231など、C.I.ディスパースレッドの1, 4, 6, 11, 15, 17, 50, 55, 59, 60, 73, 83, 111など、C.I.ディスパースブルーの3, 14, 19, 24, 26, 56, 60, 64, 72, 99, 108, 241, 354など、C.I.ディスパースバイオレットの26, 31など、C.I.ソルベントイエローの14, 16, 30, 33, 56, 77, 93, 116, 179など、C.I.ソルベントレッドの19, 23, 25, 27などC.I.ソルベントブルーの24, 36, 63, 83, 105などが挙げられるがこれに限定されるものではない。

本発明における染料層の厚みとしては、染料層の厚さが0.3〜1.5μmの範囲にあるのが好ましい。染料層の厚みが0.3μm以下の場合には画像を形成するのに十分な染料を保持することができず、1.5μm以上では染料層の厚みが厚すぎて十分な加熱が困難となる恐れがある。

本発明の染料層にはその特性を維持するために紫外線吸収剤やラジカル吸収剤、滑り性を確保するためのフィラー、製造工程での泡欠陥を防止するための消泡剤等の添加剤を任意に添加してもかまわない。

本発明では、染料層に変性シリコーンオイルからなる離型剤を添加するのが好ましい。変性シリコーンオイルとしては、ポリエーテル変性シリコーンオイル、ジアミン変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイルなどが挙げられる。これらの変性シリコーンオイルを１または２以上組み合わせることにより、染料層の表面水接触角を８０度以下にすることができ、受像層中の水分が蒸発する際の拡散が容易となり高エネルギー印加時の光沢度の低下を防止することが可能となる。なお、染料層の表面水接触角を８０度以下にする方法としては、変性シリコーンオイルの種類、添加量などで適宜制御することができ、さらに、染料層を構成する樹脂、染料などの種類、含有量等でも制御することができる。

本発明における耐熱性樹脂層は、とくに制限されないが、例えば、高ガラス転移点のポリエステル樹脂、セルロース樹脂、アクリル樹脂等の熱可塑性樹脂；イソシアネートとアクリルポリオール、ポリエステルポリオール、ウレタン等との反応物からなるイソシアネート硬化樹脂；エポキシ−メラミン硬化樹脂、アクリル−メラミン硬化樹脂等の熱硬化樹脂；ＵＶ硬化樹脂、ＥＢ硬化樹脂等の光硬化樹脂を挙げることができる。耐熱性樹脂層の厚みとしては、０．３〜３．０μｍが好ましい。

以下、本発明の実施例を示す。なお、実施例に記載の各成分の量（部）は重量部である。

基材ポリエチレンテレフタレートフィルム（厚み：４μm、片面易接着層付き）
裏面バックコート（厚み：1μm、ポリアミドイミド系）
染料層厚み0.7μm
バインダ
ポリビニルアセタール樹脂
（Tg：１１０℃、重合度：２１００）１５部
ポリビニルアセタール樹脂
（Tg：１１０℃、重合度：１０００）１５部
染料
C.I.ディスパースブルー６３３０部
離型剤
ポリエーテル変性シリコーンオイル
（側鎖変性分子量１００００）０．３部
ジアミン変性シリコーンオイル
（側鎖変性分子量１４００）０．３部
溶剤
メチルエチルケトン１６０部
トルエン８０部

基材ポリエチレンテレフタレートフィルム（厚み：４μm、片面易接着層付き）
裏面バックコート（厚み：1μm、ポリアミドイミド系）
染料層厚み0.7μm
バインダ
ポリビニルアセタール樹脂
（Tg：１１０℃、重合度：２１００）１５部
ポリビニルアセタール樹脂
（Tg：１１０℃、重合度：１０００）１５部
染料
C.I.ディスパースブルー６３３０部
離型剤
ポリエーテル変性シリコーンオイル
（側鎖変性分子量１００００）０．６部
溶剤
メチルエチルケトン１６０部
トルエン８０部

基材ポリエチレンテレフタレートフィルム（厚み：４μm、片面易接着層付き）
裏面バックコート（厚み：1μm、ポリアミドイミド系）
染料層厚み0.7μm
バインダ
ポリビニルアセタール樹脂
（Tg：１１０℃、重合度：２１００）１５部
ポリビニルアセタール樹脂
（Tg：１１０℃、重合度：１０００）１５部
染料
C.I.ディスパースブルー６３３０部
離型剤
アミノ変性シリコーンオイル
（両末端変性分子量３０００）０．３部
溶剤
メチルエチルケトン１６０部
トルエン８０部

基材ポリエチレンテレフタレートフィルム（厚み：４μm、片面易接着層付き）
裏面バックコート（厚み：1μm、ポリアミドイミド系）
染料層厚み0.7μm
バインダ
ポリビニルアセタール樹脂
（Tg：１１０℃、重合度：２１００）１３部
ポリビニルアセタール樹脂
（Tg：１１０℃、重合度：１０００）１３部
硬化剤
イソシアネート樹脂４部
染料
C.I.ディスパースブルー６３３０部
離型剤
アミノ変性シリコーンオイル
（両末端変性分子量１００００）０．３部
ジアミン変性シリコーンオイル
（側鎖変性分子量１４００）０．３部
溶剤
メチルエチルケトン１６０部
トルエン８０部

（比較例１）
基材ポリエチレンテレフタレートフィルム（厚み：４μm、片面易接着層付き）
裏面バックコート（厚み：1μm、ポリアミドイミド系）
染料層厚み0.7μm
バインダ
ポリビニルアセタール樹脂
（Tg：１１０℃、重合度：２１００）１５部
ポリビニルアセタール樹脂
（Tg：１１０℃、重合度：１０００）１５部
染料
C.I.ディスパースブルー６３３０部
離型剤
アミノ変性シリコーンオイル
（両末端変性分子量１６００）０．３部
溶剤
メチルエチルケトン１６０部
トルエン８０部

（比較例２）
基材ポリエチレンテレフタレートフィルム（厚み：４μm、片面易接着層付き）
裏面バックコート（厚み：1μm、ポリアミドイミド系）
染料層厚み0.7μm
バインダ
ポリビニルアセタール樹脂
（Tg：１１０℃、重合度：２１００）１５部
ポリビニルアセタール樹脂
（Tg：１１０℃、重合度：１０００）１５部
染料
C.I.ディスパースブルー６３３０部
離型剤
ジアミン変性シリコーンオイル
（側鎖変性分子量1４００）０．６部
溶剤
メチルエチルケトン１６０部
トルエン８０部

（比較例３）
基材ポリエチレンテレフタレートフィルム（厚み：４μm、片面易接着層付き）
裏面バックコート（厚み：1μm、ポリアミドイミド系）
染料層厚み0.7μm
バインダ
ポリビニルアセタール樹脂
（Tg：１１０℃、重合度：２１００）１３部
ポリビニルアセタール樹脂
（Tg：１１０℃、重合度：１０００）１３部
染料
C.I.ディスパースブルー６３３０部
離型剤
アミノ変性シリコーンオイル
（両末端変性分子量３０００）０．６部
溶剤
メチルエチルケトン１６０部
トルエン８０部

（比較例４）
基材ポリエチレンテレフタレートフィルム（厚み：４μm、片面易接着層付き）
裏面バックコート（厚み：1μm、ポリアミドイミド系）
染料層厚み0.7μm
バインダ
ポリビニルアセタール樹脂
（Tg：１１０℃、重合度：２１００）１３部
ポリビニルアセタール樹脂
（Tg：１１０℃、重合度：１０００）１３部
染料
C.I.ディスパースブルー６３３０部
溶剤
メチルエチルケトン１６０部
トルエン８０部

上記のような構成で実施例１〜４、比較例１〜４の６種類を作成し、表面接触角と高温高湿下印画時の光沢度測定により昇華性熱記録媒体の性能を確認した。なお、受像紙は、水性インキで形成された受容層を有する受像紙を用いた。

染料層表面の水接触各測定結果と高温高湿環境下（３５℃８５％Ｒｈ）での高エネルギー印加時（以下ＨＥと略す）の光沢度（入射角６０度）並びに貼り付き性、熱ジワ測定結果を以下に示す。（なお、室温条件下（２５℃５０％Ｒｈ）でのＨＥ時の光沢度は、全ての実施例及び比較例において９０％以上だった。）

○：実用上十分な性能を示す（◎は中でも特に高い性能を示す）
△：実用限界付近の性能を示す
×：実用限界以下の性能を示す

上記の表に示すように、実施例１〜４のように染料層の表面水接触角を８０度以下とした場合には光沢度は８５％以上を維持しており実用上問題のない範囲にあるのに対して、比較例１〜３では表面水接触角が８０度を超えているため光沢度が８０％を切ってしまい印画物を見た際にツヤが失われてしまった状態にあり、比較例４では受像紙と染料層が貼りついてしまい、印画が途中で停止してしまった。

また、イソシアネート系樹脂を硬化剤として加えた実施例４では他の実施例よりも貼り付き性、熱ジワに対して１段優れていることも確認された。

本発明により、水系受像紙に対しても印画性に優れた昇華型熱転写媒体を提供できる。

１Ａ・・・基材
１Ｂ・・・染料層
１Ｃ・・・バックコート

Claims

基材の裏面に耐熱性樹脂層を備え、他方表面に昇華型染料をバインダ中に含む染料層を少なくとも備えた昇華型熱転写媒体において、該染料層の表面水接触角が８０度以下であり、該染料層が変性シリコーンオイルからなる離型剤を含み、該染料層に含まれる該バインダが２種類のポリビニルアセタール樹脂からなり、該２種類のポリビニルアセタール樹脂は、ガラス転移温度（Ｔｇ）が同じであり、該２種類のポリビニルアセタール樹脂のうち、一方のポリビニルアセタール樹脂の平均重合度が１０００であり、他方のポリビニルアセタール樹脂の平均重合度が２１００であることを特徴とする昇華型熱転写媒体。
前記染料層が、硬化剤により架橋していることを特徴とする請求項１記載の昇華型熱転写媒体。
前記硬化剤がイソシアネート系樹脂であることを特徴とする請求項２記載の昇華型熱転写媒体。