JP6707652B2 - 熱転写シート - Google Patents
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Description
また、一実施形態の熱転写シートは、基材と、前記基材の一方の面上に設けられた転写層とを備える熱転写シートであって、前記転写層は、1つの層からなる単層構成、又は2つ以上の層が積層されてなる積層構成を呈しており、被転写体上に前記転写層を転写し、前記被転写体上に転写後の前記転写層の表面を、JIS−R−3255(1997)に準拠したマイクロスクラッチ法で測定したときの臨界せん断応力が0.9×108N/m2以上であり、且つ、前記転写層の剥離力が7.5×10−2N/cm以下であり、前記転写層の剥離力が、熱転写シート供給手段、加熱手段、熱転写シート巻取り手段、前記加熱手段と前記熱転写シート巻取り手段との間に位置し搬送経路に沿って搬送される熱転写シートの引張強度を測定する測定手段、前記加熱手段と前記測定手段との間に位置する剥離手段を有するプリンタを用い、印加エネルギー0.127mJ/dot、熱転写シートの搬送速度84.6mm/sec.の条件にて、被転写体上に前記転写層を転写しながら、前記被転写体上に転写された前記転写層を、50°の剥離角度で前記熱転写シートから剥離するタイミングにおいて、前記測定手段により測定される熱転写シートの引張強度であることを特徴とする。
以下、本発明の一実施形態の熱転写シート(以下、一実施形態の熱転写シートと言う場合がある)について詳細に説明する。図1〜図3は、一実施形態の熱転写シートの一例を示す概略断面図である。図1〜図3に示すように、一実施形態の熱転写シート100は、基材1と、当該基材1から剥離可能に設けられた転写層10とを備えている。転写層10は、図1、図2に示すように2つ以上の層が積層されてなる積層構成を呈していてもよく、図3に示すように、1つの層からなる単層構成を呈していてもよい。
(条件1):転写層10の剥離力が7.5×10−2N/cm以下であり、当該転写層10の剥離力が、熱転写シート100と被転写体とを重ね合わせ、図4に示すように、熱転写シート供給手段201、加熱手段202、熱転写シート巻取り手段203、加熱手段202と熱転写シート巻取り手段203との間に位置し搬送経路に沿って搬送される熱転写シートの引張強度を測定する測定手段204、加熱手段202と測定手段204との間に位置する剥離手段205を有するプリンタ200を用い、印加エネルギー0.127mJ/dot、熱転写シートの搬送速度84.6mm/sec.の条件にて、被転写体300上に転写層10を連続的に転写しながら、被転写体300上に転写された転写層10を、50°の剥離角度で熱転写シート100から剥離するタイミングにおいて、測定手段204により測定される熱転写シートの引張強度である。
印加エネルギー(mJ/dot)=W×L.S.×P.D.×エネルギー階調値・・・(1)
(式(1)中の[W]は印加電力、[L.S.]はライン周期(msec./line)、[P.D.]はパルスDutyを意味する)
印加電力(W/dot)=V2/R・・・(2)
(式(2)中の[V]は印加電圧、[R]は加熱手段の抵抗値を意味する。)
搬送速度(mm/sec.)=(25.4/(副走査方向の印字密度(dot/inch)×ライン周期(msec./line)))×1000・・・(3)
(式(3)中の25.4は、inchを、mmに換算するための数値である。)
次に、熱転写シートの引張強度を測定するためのプリンタについて説明する。
(条件2):被転写体上に転写層10を転写し、被転写体上に転写後の転写層10の表面を、JIS−R−3255(1997)に準拠したマイクロスクラッチ法で測定したときの臨界せん断応力が0.9×108N/m2以上である。
換言すれば、転写層10を構成する層のうち、基材1から最も近くに位置する層を、JIS−R−3255(1997)に準拠したマイクロスクラッチ法で測定したときの臨界せん断応力が0.9×108N/m2以上である。
第1の手段は、転写層10の転写界面に位置する層に含有せしめる成分を適宜選択して、転写層10の剥離力(熱転写シート100の引張強度)、及び転写層10の転写界面に位置する層の臨界せん断応力(転写層10を構成する層のうち、基材1から最も近くに位置する層の臨界せん断応力)を、上記(条件1)、及び(条件2)を満たすように調整する手段である。
第2の手段は、転写層10の転写界面に位置する層の厚みや、基材1の厚み、或いは基材1の他方の面上に設けられる任意の層の厚みを調整して、転写層10の剥離力、及び転写層10の転写界面に位置する層の臨界せん断応力を、上記(条件1)、及び(条件2)を満たすように調整する手段である。第2の手段によれば、基材1や、基材1の他方の面上に設けられる任意の層の厚みを適宜調整して、基材1の他方の面側から印加される熱エネルギーが転写層10に伝達される熱エネルギーの伝達効率を抑え、これにより、転写層10の剥離力が上記(条件1)を満たすように調整することができる。また、転写層10の転写界面に位置する層の厚みを適宜調整することで、当該転写界面に位置する層に耐久性を付与し、転写層10の転写界面に位置する層の臨界せん断応力を、上記(条件2)を満たすように調整することができる。また、基材1や、基材1の他方の面上に設けられる任意の層の厚みを調整する方法にかえて、基材1や、基材1の他方の面上に設けられる任意の層の材料として、熱エネルギーの伝達効率が低い材料を用いることで、基材1の他方の面側から印加される熱エネルギーが転写層10に伝達される熱エネルギーの伝達効率を抑えることもできる。
第3の手段は、基材1と転写層10との間に、転写層10の転写性を向上させる任意の層を設け、また、転写層10の転写界面に位置する層の厚みを適宜調整することで、転写層10の剥離力、及び転写層10の転写界面に位置する層の臨界せん断応力を、上記(条件1)、(条件2)を満たすように調整する手段である。任意の層としては、例えば、離型層等を挙げることができる。また、離型層の材料とともに、離型層の厚みを厚くする等の対策により、上記(条件1)を満たすように転写層10の剥離力を調整することもできる。
第4の手段は、転写層10の転写界面に位置する層の耐熱性を考慮して、転写層10の剥離力、及び転写層10の転写界面に位置する層の臨界せん断応力を、上記(条件1)、及び(条件2)を満たすように調整する手段である。転写層の耐熱性を向上させる手段としては、例えば、硬化剤によって硬化された硬化樹脂を含有せしめる方法等を挙げることができる。
基材1は、一実施形態の熱転写シート100における必須の構成であり、基材1の一方の面上に設けられる転写層10、或いは、基材1と転写層10との間に設けられる任意の層(例えば、離型層(図示しない))を保持する。基材1の材料について特に限定はないが、転写層10を被転写体へ転写する際の熱エネルギー(例えば、サーマルヘッドの熱)に耐え得る耐熱性を有し、転写層10を支持できる機械的強度や耐溶剤性を有していることが好ましい。このような基材1の材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート−イソフタレート共重合体、テレフタル酸−シクロヘキサンジメタノール−エチレングリコール共重合体、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の共押し出しフィルムなどのポリエステル系樹脂、ナイロン6、ナイロン66などのポリアミド系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニルなどのビニル系樹脂、ポリアクリレート、ポリメタアクリレート、ポリメチルメタアクリレートなどのアクリル系樹脂、ポリイミド、ポリエーテルイミドなどのイミド系樹脂、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリアラミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルニトリル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルファイトなどのエンジニアリング樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、高衝撃性ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS樹脂)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)などのスチレン系樹脂、セロファン、セルロースアセテート、ニトロセルロースなどのセルロース系樹脂などを挙げることができる。
図1〜図3に示すように、基材1の一方の面上には、当該基材1から剥離可能な転写層10が設けられている。転写層10は、一実施形態の熱転写シート100における必須の構成である。
第1形態の転写層10は、図1に示すように、基材1側から剥離層2、接着層3がこの順で積層されてなる積層構成を呈している。また、図1に示す形態にかえて、剥離層2上に接着層3を設けずに、剥離層2のみからなる単層構成の転写層10とし、この剥離層2自体に接着性を付与することもできる。第1形態の転写層10を備える熱転写シート100は、被転写体上に転写層10を転写して、被転写体の表面を保護する保護層転写シートとしての機能を果たす。接着層3については、中間転写媒体や、保護層転写シート等の分野において接着層の材料として従来公知のものを適宜選択して用いることができる。剥離層2の材料について特に限定はなく、例えば、上記第1の手段以外の手段によって、上記(条件1)、(条件2)を満たすように調整を行う場合には、従来公知の材料を適宜選択して用いることができる。なお、剥離層2を、保護層と称することもできる。
第2形態の転写層10は、図2に示すように、基材1側から、剥離層2、受容層5がこの順で積層されてなる積層構成を呈している。第2形態の転写層10を備える熱転写シート100は、当該熱転写シートの受容層に熱転写画像を形成し、熱転写画像が形成された受容層を含む転写層を被転写体上に転写して、印画物を得るための中間転写媒体としての機能を果たす。受容層5については、熱転写受像シートや、中間転写媒体の分野で受容層の材料として従来公知のものを適宜選択して用いることができる。
第3形態の転写層10は、図3に示すように、熱溶融インキ層7から構成される単層構成を呈している。第3形態の転写層10を備える熱転写シート100は、被転写体上に熱溶融インキ層7を層ごと転写して被転写体上に熱転写画像を形成する機能を果たす。
一実施形態の熱転写シート100は、転写層を構成しない任意の層を備えていてもよい。任意の層としては、上記離型層(図示しない)や、基材1の他方の面上に設けられ、耐熱性や、サーマルヘッド等の加熱部材の層構成を向上させるための背面層等を挙げることができる。例えば、上記第3形態の転写層10を備える熱転写シートにおいて、基材1と転写層10としての熱溶融インキ層7との間に離型層を設けることもできる。
一実施形態の熱転写シート100の転写層10が転写される被転写体について特に限定はなく、普通紙、上質紙、トレーシングペーパー、プラスチックフィルム、塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリカーボネートを主体として構成されるプラスチックカード、熱転写受像シート、任意の対象物上に中間転写媒体の転写層が転写されてなる印画物等を挙げることができる。
基材として厚さ4.5μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ(株))を用い、該基材の一方の面上に下記組成の剥離層用塗工液1を、乾燥後の膜厚が0.6μmとなるように塗布、乾燥して剥離層を形成した。次いで、剥離層上に、下記組成の接着層用塗工液を、乾燥時の膜厚が0.8μmとなるように塗布、乾燥して接着層を形成した。また、基材の他方の面上に、下記組成の背面層用塗工液を、乾燥後の膜厚が1μmとなるように塗布、乾燥して背面層を形成することで、基材の一方の面上に、剥離層、接着層がこの順で設けられ、基材の他方の面上に背面層が設けられた熱転写シート1を得た。なお、各実施例、及び比較例においては、剥離層、接着層の積層体が転写層を構成する。
・アクリル系樹脂(Mw:82000、Tg:84℃) 15部
(ダイヤナール(登録商標)MB−2952 三菱ケミカル(株))
・メチルエチルケトン 68部
・酢酸プロピル 17部
・ポリエステル樹脂 20部
(バイロン(登録商標)200 東洋紡(株))
・紫外線吸収剤 10部
(UVA−635L BASFジャパン社)
・メチルエチルケトン 80部
・ポリビニルブチラール樹脂 10部
(エスレック(登録商標)BX−1 積水化学工業(株))
・ポリイソシアネート硬化剤 2部
(タケネート(登録商標)D218 三井化学(株))
・リン酸エステル 2部
(プライサーフ(登録商標)A208S 第一工業製薬(株))
・メチルエチルケトン 43部
・トルエン 43部
剥離層用塗工液1を、乾燥後の膜厚が0.4μmとなるように塗布、乾燥して剥離層を形成した以外は全て熱転写シート1の作成と同様の方法で熱転写シート2を得た。
剥離層用塗工液1を、乾燥後の膜厚が0.2μmとなるように塗布、乾燥して剥離層を形成した以外は全て熱転写シート1の作成と同様の方法で熱転写シート3を得た。
剥離層用塗工液1にかえて、下記組成の剥離層用塗工液2を、乾燥後の膜厚が0.6μmとなるように塗布、乾燥して剥離層を形成した以外は全て熱転写シート1の作成と同様の方法で、熱転写シート4を得た。
・アクリル系樹脂(Mw:92000、Tg:84℃) 15部
(ダイヤナール(登録商標)MB−7033 三菱ケミカル(株))
・メチルエチルケトン 68部
・酢酸プロピル 17部
剥離層用塗工液2を、乾燥後の膜厚が0.4μmとなるように塗布、乾燥して剥離層を形成した以外は全て熱転写シート4の作成と同様の方法で熱転写シート5を得た。
剥離層用塗工液2を、乾燥後の膜厚が0.2μmとなるように塗布、乾燥して剥離層を形成した以外は全て熱転写シート4の作成と同様の方法で熱転写シート6を得た。
剥離層用塗工液1にかえて、下記組成の剥離層用塗工液3を、乾燥後の膜厚が0.6μmとなるように塗布、乾燥して剥離層を形成した以外は全て熱転写シート1の作成と同様の方法で、熱転写シート7を得た。
・アクリル系樹脂(Mw:70000、Tg:76℃) 15部
(ダイヤナール(登録商標)MB−3015 三菱ケミカル(株))
・メチルエチルケトン 68部
・酢酸プロピル 17部
剥離層用塗工液3を、乾燥後の膜厚が0.4μmとなるように塗布、乾燥して剥離層を形成した以外は全て熱転写シート7の作成と同様の方法で熱転写シート8を得た。
剥離層用塗工液3を、乾燥後の膜厚が0.2μmとなるように塗布、乾燥して剥離層を形成した以外は全て熱転写シート7の作成と同様の方法で熱転写シート9を得た。
剥離層用塗工液1にかえて、下記組成の剥離層用塗工液4を、乾燥後の膜厚が0.6μmとなるように塗布、乾燥して剥離層を形成した以外は全て熱転写シート1の作成と同様の方法で、熱転写シート10を得た。
・ポリビニルブチラール樹脂(Tg:67℃) 10部
(エスレック(登録商標)BM−1 積水化学工業(株))
・メチルエチルケトン 45部
・トルエン 45部
剥離層用塗工液1にかえて、下記組成の剥離層用塗工液5を、乾燥後の膜厚が1μmとなるように塗布、乾燥して剥離層を形成した以外は全て熱転写シート1の作成と同様の方法で、熱転写シート11を得た。
・セルロースアセテートブチレート樹脂(Tg:101℃) 15部
(CAB−551−0.2 イーストマンケミカルジャパン(株))
・メチルエチルケトン 85部
剥離層用塗工液1にかえて、上記組成の剥離層用塗工液1を、乾燥後の膜厚が1μmとなるように塗布、乾燥して剥離層を形成した以外は全て熱転写シート1の作成と同様の方法で、熱転写シート12を得た。
剥離層用塗工液1にかえて、上記組成の剥離層用塗工液2を、乾燥後の膜厚が1μmとなるように塗布、乾燥して剥離層を形成した以外は全て熱転写シート1の作成と同様の方法で、熱転写シート13を得た。
剥離層用塗工液1にかえて、上記組成の剥離層用塗工液3を、乾燥後の膜厚が1.2μmとなるように塗布、乾燥して剥離層を形成した以外は全て熱転写シート1の作成と同様の方法で、熱転写シート14を得た。
剥離層用塗工液1にかえて、下記組成の剥離層用塗工液Aを、乾燥後の膜厚が0.6μmとなるように塗布、乾燥して剥離層を形成した以外は全て熱転写シート1の作成と同様の方法で、熱転写シートAを得た。
・アクリル系樹脂(Mw:25000、Tg:105℃) 15部
(ダイヤナール(登録商標)BR−87 三菱ケミカル(株))
・メチルエチルケトン 68部
・酢酸プロピル 17部
剥離層用塗工液1にかえて、下記組成の剥離層用塗工液Bを、乾燥後の膜厚が0.6μmとなるように塗布、乾燥して剥離層を形成した以外は全て熱転写シート1の作成と同様の方法で、熱転写シートBを得た。
・アクリル系樹脂(Mw:16000、Tg:50℃) 15部
(ダイヤナール(登録商標)BR−101 三菱ケミカル(株))
・メチルエチルケトン 68部
・酢酸プロピル 17部
剥離層用塗工液1にかえて、下記組成の剥離層用塗工液Cを、乾燥後の膜厚が0.6μmとなるように塗布、乾燥して剥離層を形成した以外は全て熱転写シート1の作成と同様の方法で、熱転写シートCを得た。
・アクリル系樹脂(Mw:7000、Tg:57℃) 15部
(1FM−1072 大成ファインケミカル(株))
・メチルエチルケトン 85部
剥離層用塗工液1にかえて、下記組成の剥離層用塗工液Dを、乾燥後の膜厚が0.6μmとなるように塗布、乾燥して剥離層を形成した以外は全て熱転写シート1の作成と同様の方法で、熱転写シートDを得た。
・塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体(Mw:35,000、Tg:76℃)
15部
(ソルバイン(登録商標)CNL 日信化学工業(株))
・メチルエチルケトン 68部
・酢酸プロピル 17部
剥離層用塗工液1にかえて、上記組成の剥離層用塗工液5を、乾燥後の膜厚が0.6μmとなるように塗布、乾燥して剥離層を形成した以外は全て熱転写シート1の作成と同様の方法で、熱転写シートEを得た。なお、熱転写シートEは、熱転写シート11と、剥離層の厚みのみが異なっている。
上記で作成した各熱転写シート、及び被転写体を組合せ、下記熱時剥離タイプのテストプリンタ1を用いて、被転写体上に、熱転写シートの転写層を転写しながら、剥離角度50°で、当該転写された転写層を基材から剥離することで、被転写体上に転写層が設けられた印画物を得た。なお、被転写体としては、昇華型熱転写プリンタ(DS−40 大日本印刷(株))の純正受像紙を使用した。
この印画物を得るにあたり、被転写体上に転写された転写層を、50°の剥離角度で基材から剥離するタイミングにおける熱転写シートの応力を、プリンタ内において、熱転写シートの巻取ロールと、加熱手段(サーマルヘッド)との間に設けられたテンションメータ(ASK−1000 大倉インダストリー(株))により測定した。次いで、テンションメータにて測定された応力を、熱転写シートの加熱幅(エネルギーの印加幅)で除することで引張強度の値を算出した。表1に引張強度の測定結果を示す。
・発熱体平均抵抗値:5241(Ω)
・主走査方向印字密度:300(dpi)
・副走査方向印字密度:300(dpi)
・印画電圧:28(V)
・印画電力:0.15(W/dot)
・印加エネルギー:0.127(mJ/dot)
・ライン周期:1(msec./line)
・パルスDuty:85(%)
・印画開始温度:29.0(℃)〜36.0(℃)
・発熱ポイントから剥離板までの距離:4.5(mm)
・搬送速度:84.6(mm/sec.)
・印圧:3.5〜4.0(kgf)(34.3〜39.2(N))
・評価画像(エネルギー階調):255/255階調画像
上記引張強度の測定により得られた印画物の表面(剥離層の表面)を、JIS−R−3255(1997)に準拠したマイクロスクラッチ法で測定した。印画物表面(剥離層表面)の臨界せん断応力を表1に併せて示す。
表1に示す各実施例、及び比較例の熱転写シートと、被転写体との組合せにおいて、以下の評価基準に基づいて、上記熱時剥離タイプのテストプリンタ1を用いて熱転写受像シート上に転写層を転写したときの熱融着の評価を行った。評価結果を表1に併せて示す。
A:熱融着の発生がなく、基材から転写層を良好に剥離することができる。
NG:転写層の一部又は全部で熱融着が発生し、基材から転写層の一部又は全部を剥離することができない。
表1に示す各実施例、及び比較例の組合せをなす各熱転写シートを、昇華型熱転写プリンタ(DS−40 大日本印刷(株))の純正リボンの保護層パネルに切り貼りし、温度22.5℃、湿度50%の環境下に1時間放置した後に、上記昇華型熱転写プリンタを用い、128/255エネルギー階調条件で、当該昇華型熱転写プリンタの純正受像紙に、各実施例、及び比較例の組合せに用いた熱転写シートの転写層を転写し印画物を得た。転写後の印画物表面の状態を目視で確認し、以下の評価基準に基づいて、転写層の箔落ち評価を行った。評価結果を表1に併せて示す。なお、箔落ちが生じているとは、プリンタ内部において、転写層の一部、或いは全部が脱落していることを意味する。
A:転写層の箔落ちが生じておらず、印画物に欠点がない。
NG:転写層の箔落ちによる印画物欠点が確認できる。
上記転写層の箔落ち評価で得られた印画物の端部の尾引きの状態を確認し、以下の評価基準に基づいて箔切れ性の評価を行った。評価結果を表1に示す。なお、箔切れ性の評価は実施例の熱転写シートについてのみ行った。
A:尾引きの発生なし。
B:尾引きの長さが1.0mm未満。
C:尾引きの長さが1.0mm以上。
2…剥離層
3…接着層
5…受容層
7…熱溶融インキ層
10…転写層
100…熱転写シート
200…プリンタ
201…熱転写シート供給手段(供給ローラ)
202…加熱手段(サーマルヘッド)
203…熱転写シート巻取り手段(巻上げローラ)
204…測定手段(テンションメータ)
205…剥離手段(剥離板)
300…被転写体
Claims (3)
- 基材と、前記基材の一方の面上に設けられた転写層とを備える熱転写シートであって、
前記転写層は、剥離層のみからなる単層構成、又は前記基材から最も近くに位置する剥離層を含む積層構成を呈しており、
前記剥離層は、重量平均分子量(Mw)が70000以上92000以下で、且つガラス転移温度(Tg)が70℃以上100℃以下のアクリル系樹脂を含有しており、
前記剥離層の厚みが0.2μm以上0.6μm以下であり、
被転写体上に前記転写層を転写し、前記被転写体上に転写後の前記転写層の表面を、JIS−R−3255(1997)に準拠したマイクロスクラッチ法で測定したときの臨界せん断応力が0.9×108N/m2以上であり、且つ、
前記転写層の剥離力が7.5×10−2N/cm以下であり、
前記転写層の剥離力が、熱転写シート供給手段、加熱手段、熱転写シート巻取り手段、前記加熱手段と前記熱転写シート巻取り手段との間に位置し搬送経路に沿って搬送される熱転写シートの引張強度を測定する測定手段、前記加熱手段と前記測定手段との間に位置する剥離手段を有するプリンタを用い、印加エネルギー0.127mJ/dot、熱転写シートの搬送速度84.6mm/sec.の条件にて、被転写体上に前記転写層を転写しながら、前記被転写体上に転写された前記転写層を、50°の剥離角度で前記熱転写シートから剥離するタイミングにおいて、前記測定手段により測定される熱転写シートの引張強度であることを特徴とする熱転写シート。 - 前記臨界せん断応力が0.9×108N/m2以上2×108N/m2以下の範囲内であることを特徴とする請求項1に記載の熱転写シート。
- 前記転写層の剥離力が0.8×10 −2 N/cm以上7.5×10 −2 N/cm以下で あることを特徴とする請求項1に記載の熱転写シート。
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