JP5974453B2 - 昇華転写受像シート及び昇華転写受像シートの製造方法 - Google Patents
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Description
下記に、本実施態様の同時多層塗布方法の例について図面を参照しながら説明する。
第1の発明の昇華転写受像シートを得るには、まずインキタンク1tに断熱層形成用インキを貯蔵し、インキタンク2tに架橋剤インキを貯蔵し、インキタンク3tにクッション層形成用インキを貯蔵し、インキタンク4tに受容層形成用インキを貯蔵する。インキタンク4tおよびそれ以上の設備等やインキ液層は図示していない。断熱層形成用インキ及びクッション層形成用インキは、架橋剤で架橋可能な水性樹脂を含有している。
前記断熱層と前記クッション層のいずれの層も高分子塩基を含み、前記断熱層は前記基体側から、少なくとも反応生成物を含まない第1の断熱層、反応生成物を含む第1の断熱層、反応生成物を含まない第2の断熱層、反応生成物を含む第2の断熱層の順に積層されており、前記クッション層は前記反応生成物を含む第2の断熱層側から、反応生成物を含む第1のクッション層、反応生成物を含まない第1のクッション層、反応生成物を含む第2のクッション層が順に積層され、前記反応生成物が前記高分子塩基とポリスチレンスルホン酸ナトリウムとの反応による生成物であることを特徴とする昇華転写受像シートを得ることができる。
<基体>
インキを塗布する基体として、天然パルプ、合成パルプ、それらの混合物から抄紙されるパルプ紙、コート紙、アート紙、キャストコート紙、アイボリー、コートアイボリーといわれる白板紙、高級白板紙など、あるいは紙の表面に溶融した樹脂を押出して樹脂コートした樹脂コート紙(RC紙)が使用できる。
水系のインキを構成するために、水性エマルジョン樹脂や水溶性樹脂が用いられる。両樹脂をあわせて水性樹脂と呼ぶ。
例えば、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアクリル酸系樹脂、ポリメタアクリル酸系樹脂、セルロース誘導体系樹脂、ポリエーテル系樹脂、スチレン‐ブタジエンゴムなどの水性エマルジョン樹脂あるいは水溶性樹脂が利用できる。これらは単独でも2種以上を混合しても使用することができる。いずれも合成してもよいが、市販品がある場合は市販品を利用することが簡便である。
ユニチカ株式会社からはエリーテル(登録商標)の名称でポリエステル樹脂エマルジョンが販売されている。
トーヨーポリマー株式会社からはメルシ(登録商標)の名称で自己乳化型ウレタンエマルジョンが販売されている。その他いろいろな特徴あるエマルジョンが販売されており、目的に応じて製品を選択して利用できる。
なお本発明において、(メタ)アクリル酸・・・とは、メタアクリル酸・・・とアクリル酸・・・の両方を意味するものである。
ポリビニルアルコールの誘導体の具体例としては、カルボキシル化ポリビニルアルコール、スルホン化ポリビニルアルコール、アセトアセチル化ポリビニルアルコール、及びこれらの混合物等が挙げられる。
サーマルヘッドによる記録時に、昇華染料を印刷した転写フィルムとの熱融着を防ぐため、受容層には離型剤が添加されている。例えば、シリコーンオイル、リン酸エステル系化合物、フッ素系化合物等、公知のものが挙げられるが、特に、シリコーンオイルが好ましい。シリコーンオイルとしては、エポキシ変性シリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、フェニル変性シリコーンオイル、エポキシ・ポリエーテル変性シリコーンオイル、ビニル変性シリコーンオイル、ハイドロジェン変性シリコーンオイル等の変性シリコーンオイルが好ましい。
昇華転写記録で良好な画像を得るためには、昇華転写受像シートの構造も重要である。
サーマルヘッドからの熱が受容層の樹脂に効率的に伝熱されるためには、サーマルヘッドと受容層が密着するためにクッション性が必要である。また加えられた熱は受容層樹脂の温度を上げて染料の染着を促進するが、熱が基体の方に逃げてしまうと受容層樹脂の温度が下がるため、熱を下に逃がさない断熱性も必要である。
無機のシリカ中空粒子は、日鉄鉱業株式会社製、シリナックス(登録商標)の名称で中空ナノシリカ材料がある。
本発明における架橋反応は、2つのインキ液層が接触した時に速やかに不溶性反応物あるいは難溶性反応物が生成することが望ましい。反応性成分として低分子と高分子の反応および高分子と高分子の反応が利用できる。
例えば、断熱層形成用インキやクッション層形成用インキに反応性の官能基を持つ高分子化合物含有させ、架橋剤インキに該反応性高分子化合物と反応して架橋する反応成分を含有させることにより、2つのインキ液層が接触した時、架橋反応が起こり不溶性反応物あるいは難溶性反応物が生成する。
例えば、反応成分として複数の配位子を持つ高分子化合物を用い、架橋反応成分としてイオン性物質を用いることにより、2つのインキ液層が接触した時、錯体形成反応が起こり不溶性反応物あるいは難溶性反応物が生成する。
例えば、反応成分として複数の酸性基を持つ高分子化合物と、他の反応成分として複数の塩基を持つ高分子化合物を用いることにより、酸性基を持つ高分子化合物を含むインキ液層と、塩基を持つ高分子化合物を含むインキ液層が接触した時、酸と塩基の中和反応が起こり不溶性反応物あるいは難溶性反応物が生成する。
(1)受容層
受容層を形成する樹脂としては昇華性染料の染着性のよい、かつ画像の保存性のよい樹脂が必要である。使用される昇華性染料は分散性染料に近い構造を持つものが大部分であり、染着させる樹脂は分子中に極性基を持つ樹脂から選択して使用される。高分子化合物としては、例えば、塩化ビニル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、メタクリル酸樹脂、変性アクリル系樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂などの公知の高分子化合物を適宜利用することができる。これらの樹脂は水性エマルジョン樹脂として、あるいは溶解するものは水溶液として利用することができる。塩化ビニル樹脂、塩化ビニル‐酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル‐アクリル共重合体、ポリエステル樹脂などのエマルジョンが特に好ましい。さらに受容層中に架橋可能な水性樹脂を含有してもよい。
断熱層には断熱性粒子とバインダーを使用する。断熱性粒子は空隙率の大きな中空粒子を使用することが好ましい。バインダーは反応性の官能基を有する高分子化合物と非反応性の高分子化合物を使用できる。あるいは反応性の官能基を有する高分子化合物のみでも良い。また、反応性の官能基を有する高分子化合物は1種類でも2種類以上の組み合わせでも良い。
金属イオンとの錯体形成反応を利用する場合は、ウレタンアクリレート樹脂、アクリルアミド樹脂などが利用できる。
4級アンモニウム塩オリゴマーまたは4級アンモニウム塩ポリマー、あるいはジアリルアミン基を含有する樹脂などとの中和反応を利用する場合は、ポリアクリル酸やポリスルホン酸などの高分子化合物が利用できる。
また、架橋剤によってはエマルジョン樹脂を架橋することもできる。
バインダーと断熱性粒子の割合は、バインダー100重量部に対し、断熱性粒子は250重量部〜100重量部が好ましく、特に200重量部〜150重量部であることが好ましい。
断熱層だけで断熱性とクッション性を満たすことができない場合、クッション層が必要となる。架橋可能な水性樹脂とクッション性を与えるバインダーとして例えばゴムラテックスが使用される。また断熱性も必要であり、中空粒子も使われるが中空粒子がサーマルヘッドの熱と圧力で変形する場合もあるため、空隙率は小さくても耐熱性の高い粒子が好んで使用される。
さらに必要に応じて、各種添加剤、例えば酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、レベリング剤、消泡剤、充填剤等を各インキ中に含有させることができる。
下記の手順により、昇華転写受像シートを作成した。
下記の組成物から断熱層形成用インキAを得た。
ポリビニルアルコール「ゴーセノール(登録商標)GM−14」 :40重量部
(日本合成化学工業株式会社製)
架橋スチレン‐アクリル粒子「高中空率型SX8782(A)」 :145重量部
(JSR株式会社製、中空率55%、固形分24%)
架橋スチレン‐アクリル粒子「高架橋型SX866(B)」 :75重量部
(JSR株式会社製、粒子径0.3μ、中空率30%、固形分20%)
イオン交換水 :500重量部
ポリビニルアルコール「ゴーセノール(登録商標)GM−14」 :10重量部
(日本合成化学工業株式会社製)
スチレン‐ブタジエンラテックス「Nipol LX407G」 :30重量部
(日本ゼオン株式会社製、固形分50%)
架橋スチレン‐アクリル粒子「高架橋型SX866(B)」 :200重量部
(JSR株式会社製、粒子径0.3μ、中空率30%、固形分20%)
イオン交換水 :190重量部
有機チタン化合物「オルガチックス(登録商標)ТC−315」 :30重量部
(マツモトファインケミカル株式会社製、固形分44%)
ポリビニルピロリドン「K‐30」 :0.5重量部
(株式会社日本触媒製)
イオン交換水 :100重量部
塩化ビニル系エマルジョン「ビニブラン(登録商標)721」 :160重量部
(日信化学工業株式会社製、固形分30%)
離型剤「エポキシ変性シリコーン:X‐22‐3000Т」 :2.0重量部
(信越化学工業株式会社製)
界面活性剤「ポリエーテル変性シリコーンKF‐6011」 :0.05重量部
(信越化学工業株式会社製)
イオン交換水 :200重量部
参考実施例2では、参考実施例1と同じインキを使用して、下記の手順により昇華転写受像シートを作成した。
参考実施例1の受容層形成用インキDの代わりに、下記の受容層形成用インキEを使用した。その他インキは参考実施例1と同じものを使用した。
塩化ビニル系エマルジョン「ビニブラン(登録商標)711」 :150重量部
(日信化学工業株式会社製、固形分30%)
離型剤「エポキシ変性シリコーン:X‐22‐3000Т」 :2.0重量部
(信越化学工業株式会社製)
界面活性剤「ポリエーテル変性シリコーンKF‐6011」 :0.05重量部
(信越化学工業株式会社製)
ポリビニルアルコール「ゴーセノール(登録商標)GM−14」 :3重量部
(日本合成化学工業株式会社製)
イオン交換水 :150重量部
下記の組成物から断熱層形成用インキFを得た。
ポリアクリルアミド「ニッシンフロック(登録商標)N70VH」:10重量部
(ニッシン産業株式会社製)
ポリビニルアルコール「ゴーセノール(登録商標)GM−14」 :16重量部
(日本合成化学工業株式会社製)
架橋スチレン‐アクリル粒子「高中空率型SX8782(A)」 :145重量部
(JSR株式会社製、中空率55%、固形分24%)
架橋スチレン‐アクリル粒子「高架橋型SX866(B)」 :75重量部
(JSR株式会社製、粒子径0.3μ、中空率30%、固形分20%)
イオン交換水 :200重量部
ポリアクリルアミド「ニッシンフロック(登録商標)N70VH」:10重量部
(ニッシン産業株式会社製)
スチレン‐ブタジエンラテックス「Nipol LX407G」 :30重量部
(日本ゼオン株式会社製、固形分50%)
架橋スチレン‐アクリル粒子「高架橋型SX866(B)」 :200重量部
(JSR株式会社製、粒子径0.3μ、中空率30%、固形分20%)
イオン交換水 :200重量部
酢酸コバルト :20重量部
(和光純薬工業株式会社製)
界面活性剤「ポリエーテル変性シリコーンKF‐6011」 :0.05重量部
(信越化学工業株式会社製)
イオン交換水 :100重量部
塩化ビニル系エマルジョン「ビニブラン(登録商標)721」 :165重量部
(日信化学工業株式会社製、固形分30%)
離型剤「エポキシ変性シリコーン:X‐22‐3000Т」 :2.0重量部
(信越化学工業株式会社製)
界面活性剤「ポリエーテル変性シリコーンKF‐6011」 :0.05重量部
(信越化学工業株式会社製)
タルク :3重量部
イオン交換水 :150重量部
下記の組成物から断熱層形成用インキJを得た。
アリルアミン塩酸塩、ジアリルアミン塩酸塩共重合体 :10重量部
(ニットーボーメディカル株式会社製、商品番号PAA‐D41‐HCL)
ポリビニルアルコール「ゴーセノール(登録商標)GM−14」 :16重量部
(日本合成化学工業株式会社製)
架橋スチレン‐アクリル粒子「高中空率型SX8782(A)」 :145重量部
(JSR株式会社製、中空率55%、固形分24%)
架橋スチレン‐アクリル粒子「高架橋型SX866(B)」 :75重量部
(JSR株式会社製、粒子径0.3μ、中空率30%、固形分20%)
イオン交換水 :200重量部
アリルアミン塩酸塩、ジアリルアミン塩酸塩共重合体 :10重量部
(ニットーボーメディカル株式会社製、商品番号PAA‐D41‐HCL)
スチレン‐ブタジエンラテックス「Nipol LX407G」 :30重量部
(日本ゼオン株式会社製、固形分50%)
架橋スチレン‐アクリル粒子「高架橋型SX866(B)」 :200重量部
(JSR株式会社製、粒子径0.3μ、中空率30%、固形分20%)
イオン交換水 :200重量部
ポリスチレンスルホン酸ナトリウム「PS50」 :30重量部
(東ソー有機化学株式会社製、固形分20%)
イオン交換水 :100重量部
断熱層形成用インキJを図1の1tのインキタンクに充填し、ポリスチレンスルホン酸ナトリウムを含むインキLを2tのインキタンクに充填し、クッション層形成用インキKを3tのインキタンクに充填し、受容層形成用インキDを4tのインキタンクに充填した。(4tのインキタンク、およびその他設備等は図示せず。)
下記の組成物から断熱層形成用インキMを得た。
アクリルウレタンハイブリッド樹脂「WEM‐200E」 :105重量部
(大成ファインケミカル株式会社製、38%エマルジョン)
架橋スチレン‐アクリル粒子「高中空率型SX8782(A)」 :145重量部
(JSR株式会社製、中空率55%、固形分24%)
架橋スチレン‐アクリル粒子「高架橋型SX866(B)」 :75重量部
(JSR株式会社製、粒子径0.3μ、中空率30%、固形分20%)
イオン交換水 :435重量部
ポリビニルアルコール「ゴーセノール(登録商標)GM−14」 :10重量部
(日本合成化学工業株式会社製)
スチレン‐ブタジエンラテックス「Nipol LX407G」 :30重量部
(日本ゼオン株式会社製、固形分50%)
架橋スチレン‐アクリル粒子「高架橋型SX866(B)」 :200重量部
(JSR株式会社製、粒子径0.3μ、中空率30%、固形分20%)
イオン交換水 :190重量部
有機チタン化合物「オルガチックス(登録商標)ТC−310」 :30重量部
(マツモトファインケミカル株式会社製、固形分44%)
界面活性剤「ポリエーテル変性シリコーンKF‐6011」 :0.05重量部
(信越化学工業株式会社製)
イオン交換水 :100重量部
塩化ビニル系エマルジョン「ビニブラン(登録商標)721」 :165重量部
(日信化学工業株式会社製、固形分45%)
離型剤「エポキシ変性シリコーン:X‐22‐3000Т」 :1.0重量部
(信越化学工業株式会社製)
離型剤「アミノ変性シリコーン:KF‐393」 :1.0重量部
(信越化学工業株式会社製)
界面活性剤「ポリエーテル変性シリコーンKF‐6011」 :0.05重量部
(信越化学工業株式会社製)
イオン交換水 :150重量部
参考実施例1の断熱層形成用インキAと、クッション層形成用インキBと、受容層形成用インキDを使用して、RC紙の上にワイヤーバーで標記インキを順次、塗布、乾燥して比較用の昇華転写受像シートを作成した。架橋剤インキは使用しなかった。断熱層の厚さは4.5μm、クッション層の厚みは3.0μm、受容層の厚みは2.5μmとなるように作成した。
参考実施例1、2、3、4、6及び実施例5の昇華転写受像シートの表面は平滑で良好な面が得られているが、比較例の昇華転写受像シートはワイヤーバーの目が残り、塗布方向と並行に筋ムラが見られた。
キオスク端末用のプリンターの試験機を用い、実施例、参考実施例及び比較例で製作した昇華転写受像シートに画像をプリントした。
参考実施例1、参考実施例4、実施例5、参考実施例6の昇華転写受像シートは最高濃度、階調再現性は標準品と同等であった。画像の抜けもなく高濃度部のへこみもわずかであった。抜けとは、本来サーマルヘッドの形に均一に染色されていなければならない所で、染色されていない微小部分が観測されることを言う。
2t:インキタンク
3t:インキタンク
1p:インキ供給ポンプ
2p:インキ供給ポンプ
3p:インキ供給ポンプ
1:スリット
2:スリット
3:スリット
1s:インキ液層
2s:インキ液層
3s:インキ液層
4:コーティングロール
5:基体
6:乾燥ゾーン
11:ダイコーティングユニット
21:断熱層
22:クッション層
23:受容層
30:昇華転写受像シート
31:昇華転写受像シート
32:昇華転写受像シート
40:水性樹脂が架橋している領域
Claims (3)
- 基体と、前記基体の上に設けられた断熱層と、前記断熱層の上に設けられたクッション層と、前記クッション層の上に設けられた受容層と、を有する昇華転写受像シートにおいて、
前記断熱層と前記クッション層のいずれの層も高分子塩基を含み、
前記断熱層は、前記基体側から、反応生成物を含まない断熱層、反応生成物を含む断熱層の順に積層され、
前記クッション層は、前記断熱層側から、反応生成物を含むクッション層、反応生成物を含まないクッション層の順に積層され、
前記反応生成物が前記高分子塩基とポリスチレンスルホン酸ナトリウムとの反応による生成物であることを特徴とする昇華転写受像シート。 - 基体と、前記基体の上に設けられた断熱層と、前記断熱層の上に設けられたクッション層と、前記クッション層の上に設けられた受容層と、を有する昇華転写受像シートにおいて、
前記断熱層と前記クッション層のいずれの層も高分子塩基を含み、
前記断熱層は前記基体側から、少なくとも反応生成物を含まない第1の断熱層、反応生成物を含む第1の断熱層、反応生成物を含まない第2の断熱層、反応生成物を含む第2の断熱層の順に積層されており、
前記クッション層は前記反応生成物を含む第2の断熱層側から、反応生成物を含む第1のクッション層、反応生成物を含まない第1のクッション層、反応生成物を含む第2のクッション層が順に積層され、
前記反応生成物が前記高分子塩基とポリスチレンスルホン酸ナトリウムとの反応による生成物であることを特徴とする昇華転写受像シート。 - 少なくとも、高分子塩基を含む断熱層形成用インキと、ポリスチレンスルホン酸ナトリウムを含むインキと、クッション層形成用インキと、受容層形成用インキと、が積層構造を形成するように各インキを積み重ねる工程、
あるいは、少なくとも、断熱層形成用インキと、ポリスチレンスルホン酸ナトリウムを含むインキと、高分子塩基を含むクッション層形成用インキと、受容層形成用インキと、が積層構造を形成するように各インキを積み重ねる工程と、
前記積層構造を基体に塗布し乾燥させる工程と、を含み、
前記ポリスチレンスルホン酸ナトリウムを含むインキと、前記高分子塩基を含む断熱層形成用インキ又は前記高分子塩基を含むクッション層形成用インキと、が混合した領域では、前記ポリスチレンスルホン酸ナトリウムと、前記高分子塩基とが反応していることを特徴とする昇華転写受像シートの製造方法。
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