JP6960708B2 - 熱転写受像シートと熱溶融型インクリボンのセット - Google Patents
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Description
本発明の第1実施形態である熱転写受像シートXと熱溶融型インクリボンYの層構成の模式図を図1に示す。熱転写受像シートXは、熱可塑性ウレタンエラストマー基材3(以下、TPU基材3と言う)の一方の面に、アンカー層2A、シリコーン吸着層2、セパレーターA1の3層が、TPU基材3側からこの順で積層され、TPU基材3のもう一方の面に、アンカー層4A、受像層4が、TPU基材3側から、この順で積層された構成となっている。
本発明におけるTPU基材3は、従来公知の方法で、すなわち押出機、ニーダー、バンバリーミキサーなどに熱可塑性ウレタンエラストマー及びその他の成分を投入し溶融混練して混練物(マスターバッチ)を作成し、当該混練物をカレンダー、Tダイなどを通過させることでシート状及至板状に成形したものを使用することができる。
TPU基材3の材料である熱可塑性ウレタンエラストマー(TPU)としては、以下のハードセグメント及びソフトセグメントから構成されたものが挙げられるが、熱転写受像シートXの曲面追従性を調整するために、イソシアネートとポリオール成分の配合量を適宜調節して、TPU基材3の引張強度と破断時伸び率を、適切な値に調節することができる。
本発明の熱転写受像シートXは、TPU基材3の熱溶融型インクリボンYからインクを転写される受像層4の反対側の面に、画面等の被着体上へ貼り付けるための任意の吸着層、又は粘着層を設けることが好ましい。本発明の熱転写受像シートXの有用な用途として、店頭のガラス面や、商品サンプルの平滑面などに貼り付けて、広告用や装飾用などに使用することが考えられる。このような用途に使用することを考慮すると、本発明の熱転写受像シートXは、間違った位置に貼り付けた場合の貼り直しができることや、不要となった場合に容易に剥がせることが好ましく、この点からは吸着層を設けることが好ましい。また、このような用途に使用することを考慮すると、美観の点から、本発明の熱転写受像シートXは、透明性が高いものが好ましいため、本発明の吸着層に用いる吸着剤は、多種の吸着剤の中でも、シリコーン系吸着剤が好ましい。以下、本発明の熱転写受像シートXの粘着層又は吸着層の説明として、シリコーン吸着層2を例に挙げて説明する。
TPU基材3にシリコーン吸着層2を積層するには、TPU基材3とシリコーン吸着層2の間にアンカー層2Aを設けることが好ましい。アンカー層2Aを設ける目的は、TPU基材3とシリコーン吸着層2との接着力の向上、および、特に被着体がガラスである場合のガラス面とシリコーンオリゴマーとの反応による密着力の経時上昇を防ぎ、熱転写受像シートXを剥離する際に、スムーズに剥離でき被着体であるガラス面上にシリコーン残りを発生させないことである。
熱転写受像シートXのシリコーン吸着層2に用いるシリコーンの性状としては、透明性が高く、ゴムのような柔軟性を持っていていることが求められる。そして、シリコーン吸着層2の性能としては、表面が被着体表面に追従し、被着体からの剥離の際には小さい剥離力で被着体表面から容易に剥離できることが求められる。また、シリコーン吸着層2に用いるシリコーンの加工上の性能としては、少なくとも膜厚10μm以上で、目付け加工の方法を用いることなく塗工及び加熱処理だけで、架橋したシリコーン吸着層2を設けられることが求められる。このようなシリコーンとしては、硬化反応に際して150℃以下の低温短時間で深部まで架橋し、透明で耐熱性、圧縮永久歪み特性に優れかつ低粘度で液状タイプのものである付加型液状シリコーン樹脂の使用が好ましい。付加型液状シリコーン樹脂は、白金触媒等のもと、1分子中に2個以上のビニル基などのアルケニル基を有するジオルガノポリシロキサンと架橋剤としてSiH基を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンとのヒドロキシル反応により熱架橋することができる。
本発明のシリコーン吸着層2を構成するシリコーン組成物は、上記の成分に加え、さらに、M単位(R3SiO1/2:Rはメチル基、フェニル基などの1価の有機基)とQ単位(SiO4・1/2)からなるMQレジンを含有してもよい。MQレジンは非反応性、又は反応性のどちらでもよく、非反応性と反応性の両方を含有してもよい。
セパレーターA1は、シリコーン吸着層2の表面の汚れや異物付着を防いだり、熱転写受像シートXのハンドリングを向上させるための樹脂フィルム製のセパレーターである。セパレーターA1は、シリコーン吸着層2の表面に貼り合わされて使用される。セパレーターA1としては、ポリエチレンテレフタレートや、ポリエチレン、ポリプロピレン等よりなる剥離性の高い樹脂フィルムよりなり、所望により、表面にシリコーン系材料等の剥離剤を塗工したものが使用される。
本発明に係る熱転写受像シートXでは、シリコーン吸着層2を設けたTPU基材3の反対側の面に受像層4を設ける。TPU基材3は軟らかいため、TPU基材3が露出した状態で、熱転写受像シートXを使用すると、熱転写受像シートXの表面が傷つき易い。このため、受像層4は、ハードコート層であることが好ましい。また、受像層4は、TPU基材3上にアンカー層4Aを設け、アンカー層4A上に積層することが好ましい。アンカー層4Aを設ける目的は、薄い受像層4をムラなく塗工して、硬化時のカールの発生を防止するとともに、受像層4とTPU基材3との接着性を向上することである。
本発明の課題の1つである受像層の優れた耐傷性を満足するためには、受像層4は硬い層であることが好ましい。一方、本発明の他の課題の1つである熱転写受像シートXの被着体上への曲面追従性を確保するためには、受像層4は、曲面に追従する柔軟性を有するものでなければならない。このような、受像層4に要求される相反する性質を満足するためには、受像層4を薄いハードコート層とすることが好ましい。ハードコート層とすることで、受像層4表面は硬くすることができ、一方、薄くすることで、受像層4全体は柔軟性を有するものとすることができるからである。しかしながら、薄くすることで、ハードコート層の耐傷性は低下し易く、また、硬くても脆いハードコート層であれば、受像層4を曲面に追従させると、受像層4(ハードコート層)にひび割れや浮きが生じ易い。本発明の受像層4は曲面追従性を要求されるので、薄くても十分な耐傷性を有し、熱転写受像シートXを曲面に追従させるために伸長しても、ひび割れや浮きが入り難い性質を有するハードコート層が好ましい。このようなハードコート層としては、ウレタンアクリレートを主成分とするハードコート層塗工液を塗工後に熱又は光硬化させることにより得られるハードコート層が挙げられる。また、ウレタンアクリレートを主成分とするハードコート層を作製するための塗工液は、溶剤系の塗工液であることが好ましい。無溶剤系の塗工液は低粘度にすることが困難で、塗工ムラが発生しやすいため、本発明のように薄いハードコート層の塗工には適さず、また、塗工ムラが発生しやすいことにより、硬化時のカールも発生し易くなるからである。
本発明の熱転写受像シートXに対しては、熱転写リボンの中でも、熱溶融型インクリボンを好適に用いることができる。本発明で用いる熱溶融型インクリボンYは、少なくとも、熱転写時に熱転写受像シートXの受像層4と接する最上層となるように、エポキシ樹脂、エチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂、及び変性ポリプロピレン樹脂からなる群から選ばれる樹脂を含有する転写層5が設けられたものである。ウレタンアクリレートを主剤として、ポリブタジエン骨格を有するウレタンアクリレートを含有した組成物を硬化してなる熱転写受像シートXの受像層4に、受像層4と接する熱溶融型インクリボンYの最上層に設けられた、エポキシ樹脂、エチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂、及び変性ポリプロピレン樹脂からなる群から選ばれる樹脂を含有する転写層5を組み合わせることにより、前記のような著しい効果が得られる。すなわち、これらを組み合わせることにより、受像層4の優れた耐傷性、受像層4の熱溶融型インクリボンYによる優れた被印刷性能、及び熱溶融型インクリボンYで印字された印刷画像の優れた耐擦過性を合わせ持つ熱転写受像シートと熱溶融型インクリボンのセットを提供することできる。
転写層5は、着色剤を有しても、有しなくてもよいが、着色剤を有しない場合には、転写層5と基材7の間に、着色層を設けることができる。ここでは、本発明の実施形態の一つである熱溶融型インクリボンYとして、転写層5が着色剤を有する着色転写層である実施形態について、説明する。
熱溶融型インクリボンYでは、プリンターでの印字時に、転写層5が確実に基材7から離型して、熱転写受像シートXの受像層4に転写されるよう、転写層5と基材7の間に離型層6を設けることが好ましい。本発明における離型層6としては、ワックス状物質を主成分とする通常の熱溶融性離型層がとくに制限なく使用できる。ワックス状物質としては、前記転写層用に例示したものが使用できる。
熱溶融型インクリボンYの基材7としては、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリアリレートフィルムなどのポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリアミドフィルム、アラミドフィルム、その他この種のインクリボンの基材用フィルムとして一般に使用されている各種のプラスチックフィルムが使用できる。基材の厚さは熱伝導を良好にする点から1〜10μmが好ましく、より好ましくは2〜7μmである。
基材7として前記プラスチックフィルムを使用するばあい、その背面(加熱ヘッドに摺接する側の面)にシリコーン樹脂、フッ素樹脂、ニトロセルロース樹脂、あるいはこれらによって変性された、たとえば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など各種の耐熱性樹脂、あるいはこれら耐熱性樹脂に滑剤を混合したものなどからなる、従来から知られている耐熱滑性層8を設けることが好ましい。
表1に示す材料を表1に示す量で混合、撹拌し、アンカ−層4A塗工液を作製した。上記TPU基材3へ、乾燥後厚みが1.0μmとなるように、表1のアンカー層4A塗工液を、塗工、乾燥して、TPU基材3上にアンカー層4Aを積層した。両面にフィルムが貼り付けられたTPU基材3については、アンカー層4Aを塗工する側のフィルムのみを剥離した状態で、塗工機へ通紙する。TPU基材単体では強度が弱く、塗工機での走行時に伸びるおそれがあるためである。
アンカー層4A塗工液に用いるポリエステルポリオールAの水分散液を、以下に示す方法で作製した。
受像層4形成の準備として、まず、ポリブタジエン骨格を有するウレタンアクリレートを合成する。
5リットルの4つ口フラスコにポリブタジエングリコ−ル(日本曹達製、商品名NISSO PB G−3000、数平均分子量2600〜3200)を1943重量部、ジラウリン酸ジ−n−ブチル錫を0.2重量部、2,6−ジ−ターシャリブチル−4−メチルフェノ−ルを0.7重量部入れ、50℃で攪拌しつつ、イソホロンジイソシアネ−ト(住友バイエル社製、商品名デスモジュ−ルI)289重量部を4時間にわたって滴下した。
上記で合成したポリブタジエン骨格を有するウレタンアクリレートA、ジペンタエリスリトールヘキサアクレートとウレタンアクリレートオリゴマ−の混合物、アクリロイルモルホリン、フッソ系レベリング剤、光重合開始剤、及び、溶媒として酢酸ブチルを用いて表2の各受像層塗工液を調整し、TPU基材3のアンカー層4A上に表2の各受像層塗工液を塗工乾燥した後、それぞれ積算光量500mj/cm2の紫外線を照射し、塗膜を硬化させて表2中に示す層厚の層を形成して、実施例1〜9と比較例1〜5の受像層(ハードコート層)を作成した。
※1:アクリロイルモルホリン
※2:A−9550(ジペンタエリスリトールヘキサアクレート、新中村化学製)とUA−53(ウレタンアクリレートオリゴマ−、新中村化学製)の1:1混合物
※3:ポリブタジエン骨格を有するウレタンアクリレ−トA
※4:フッソ系レベリング剤
※5:光重合開始剤イルガキュアIC184−BA50(光重合開始剤、チバスペシャリティケミカル製)
※6:酢酸ブチル(溶媒)
(ポリエステル系樹脂)
多価カルボン酸成分としてテレフタル酸(TPA)36.0モル部、アジピン酸(ADA)4.0モル部、多価アルコール成分としてエチレングリコール(EG)36.0モル部、ネオペンチルグリコ−ル(NPG)11.5モル部、ビスフェノールA・エチレンオキサイド付加体6.0モル部を原料成分として反応容器に仕込み、窒素雰囲気下、圧力0.3MPa、温度260℃で、3.5時間エステル化反応を行った。得られたエステル化物に、三酸化アンチモンを2.5×10−4モル/多価カルボン酸成分1モル添加し、0.5hPaに減圧し、280℃で3時間重縮合反応させポリエステル樹脂を得た。次いで、解重合剤として、無水トリメリット酸(TMA)5.5モル部、イソフタル酸(IPA)1.0モル部を添加し、常圧下、250℃で2時間解重合を行い、テレフタル酸(TPA)/アジピン酸(ADA)/無水トリメリット酸(TMA)/イソフタル酸(IPA)/エチレングリコール(EG)/ネオペンチルグリコ−ル(NPG)/ビスフェノールA・エチレンオキサイド付加体=32.0/4/5.5/1.0/40.0/11.5/6.0(モル比)のポリエステル樹脂を得た。上記のポリエステル樹脂をその酸価と当量のアンモニア水及びブチルセロソルブ5%を含む水に溶解して、ポリエステル樹脂20%濃度の水溶液を調製し、回転速度7,000rpmで撹拌した。次いで、撹拌機のジャケットに熱水を通して加熱し、系内温度を73〜75℃に保って、60分間撹拌した。その後、ジャケット内に冷水を流し、撹拌翼の回転速度を5,000rpmに下げて撹拌しつつ、室温(約25℃)まで冷却し、ポリエステル樹脂水性液(固形分20重量%)を得た。該ポリエステル樹脂の酸価は91mgKOH/gであった。なお、樹脂の酸価の測定は、酸価ポリマーの水性液を1/10規定のKOH水溶液により、指示薬としてとしてフェノールフタレンを用いて滴定し、ポリマー1gを中和するのに要したKOHのmg数を求めた。
前記のアンカー層2Aの上に、23℃50%RHの環境下で、表3に示すシリコーン吸着層塗工液を塗工厚み20μm(乾燥後)で塗工後、オーブンにて150℃、100秒で架橋させて、シリコーン吸着層2を得た。
前記のシリコーン吸着層に対して、表面を保護するためにPETフィルム(東レ製、ルミラー(登録商標)50μ厚)をセパレーターA1として貼り合わせた。
つぎに、実施例1〜9および比較例1〜5に使用する熱溶融型インクリボンYを作製した。裏面に耐熱滑性層8として、厚さ0.1 μmのシリコーン変性アクリル樹脂層を形成した厚さ6μmのポリエチレンテレフタレートフィルムである基材7の表面上に、エステルワックスを塗布して塗布量 1.0g/m2 の離型層6を形成した。ついで前記離型層6上に、下記表4に示す処方の転写層塗工液を塗工、乾燥して塗工量 2.0g/m2の転写層5を形成した。
※2:エポキシ樹脂
※3:変性PP樹脂
※4:エステルワックス
※5:エステルワックスとテルペン樹脂の1:1混合物
※6:石油樹脂
※7:カーボンブラック
※8:トルエン(溶媒)
(印字評価)
各実施例、比較例の熱転写受像シートXと熱溶融型インクリボンYとを組み合わせ、東芝TEC製の熱転写プリンターB−EX4T1を使用して、印字評価を行った。該プリンターの印字エネルギー設定+10、印字速度127mm/secの条件にて、すべて同じ所定の印字パターンで印字を行い、カスレが発生の有無を確認し、下記基準にて結果を判定した。なお、印字評価判定が×となったものについては、以下の評価を実施しなかった。
判定基準
◎: 印字に欠けや、ベタ部分で転写できない部分が無い。
○: 印字に微小な欠けや、転写できない部分があるが実用上支障なし。
×: 印字に欠けや、ベタ部分で転写できない部分がある。
1.50mm×50mmの大きさにカットした各実施例、比較例の熱転写受像シートXを準備する。
2.項目1で準備した熱転写受像シートXのセパレーターA1を剥離した後、シリコーン吸着層2を画面表示面の端部に曲面を持つスマートフォンに貼着する。シリコーン吸着層2とスマートフォンの間には気泡が入り込まないように、熱転写受像シートXをスマートフォンに貼着する。
3.スマートフォンの曲面形状にフィットするように加工した発泡スチロール製の治具を準備し、この治具を使用して10Nの力で60秒間、貼着した熱転写受像シートXをスマートフォンに押し付ける。
4.治具の押し付けを解除した後、60分後にスマートフォンの曲面部分での熱転写受像シートXの浮き上がりの有無を確認する。
評価基準
○:60分後でも浮き上がり無し。
△:60分後には曲面部分の一部に浮き上がりがある。
×:60分後には曲面部分の全てが浮き上がっている。
印字評価にて受像層表面に印字した各実施例、比較例の熱転写受像シートXの受像層(ハードコート)表面を、圧力1N/cm2の荷重をかけたスチールウール(日本スチールウール(株)製ボンスター#0000番)で擦過後の受像層の表面状態を下記評価基準にて目視判定して評価した。
(評価基準)
◎:擦傷が付かない。
○:印字に擦傷が僅かに生じるが目立たない。受像層には擦傷がない。
×:印字および受像層に擦傷が生じ、擦傷が目視で容易に確認できる。
印字評価にて受像層表面に印字した各実施例、比較例の熱転写受像シートXを10mm幅×150mm長の大きさに切り出し、サンプル測定部位が10mm幅×100mm長(伸長方向)になるようにサンプルをセットし、25℃、50%RHの環境下で引張試験機(島津製作所社製、オートグラフ)を用いて引張速度100mm/分で120%伸長させ、印字および受像層のひび割れの有無を目視評価する。
(評価基準)
◎:印字および受像層にひび割れは生じない。
○:印字に僅かにひび割れが生じるが目立たない。受像層にひび割れは生じない。
×:印字および受像層にひび割れが生じ、目視で容易にひび割れが確認できる。
印字評価にて受像層表面に印字した各実施例、比較例の熱転写受像シートXを10mm幅×150mm長の大きさに切り出し、サンプル測定部位が10mm幅×100mm長(伸長方向)になるようにサンプルをセットし、25℃、50%RHの環境下で引張試験機(島津製作所社製、オートグラフ)を用いて引張速度100mm/分で120%伸長させ、印字および受像層の浮きの有無を目視評価する。
(評価基準)
○:印字および受像層に浮きは生じない。
×:印字および/又は、受像層に浮きが生じる。
Y:熱溶融型インクリボン
1:セパレーターA
2:シリコーン吸着層
2A:アンカー層
3:TPU基材
4A:アンカー層
4:受像層(ハードコート層)
5:転写層
6:離型層
7:基材
8:耐熱滑性層
Claims (6)
- 熱可塑性ウレタンエラストマー基材上の一方の面に受像層を積層した熱転写受像シートと前記受像層にインクを熱転写する熱溶融型インクリボンのセットであって、前記受像層が、ウレタンアクリレートを主剤として、前記ウレタンアクリレートの一部がポリブタジエン骨格を有するウレタンアクリレートである組成物を硬化してなる層であり、前記受像層の厚みが0.8μm以上、2.0μm以下であり、熱転写時に前記受像層と接する前記熱溶融型インクリボンの最上層である転写層が、エポキシ樹脂、エチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂、及び変性ポリプロピレン樹脂からなる群から選ばれる樹脂を含有することを特徴とする熱転写受像シートと熱溶融型インクリボンのセットである。
- 前記熱転写時に前記受像層と接する前記熱溶融型インクリボンの最上層である転写層がエポキシ樹脂、エチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂、及び変性ポリプロピレン樹脂からなる群から選ばれる樹脂を固形分中の35重量%以上含有することを特徴とする請求項1に記載の熱転写受像シートと熱溶融型インクリボンのセット。
- 前記熱可塑性ウレタンエラストマー基材の前記受像層を積層した面の反対側の面上に、粘着層又は吸着層を積層したことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の熱転写受像シートと熱溶融型インクリボンのセット。
- 前記吸着層が、1分子中に2個以上のアルケニル基を有するジオルガノポリシロキサンとオルガノハイドロジェンポリシロキサンからなるシリコーン組成物を、付加反応により硬化してなるものを主成分とすることを特徴とする請求項3に記載の熱転写受像シートと熱溶融型インクリボンのセット。
- 前記ジオルガノポリシロキサンが、両末端にのみビニル基を有する直鎖状ジオルガノポリシロキサン、両末端及び側鎖にビニル基を有する直鎖状ジオルガノポリシロキサン、末端にのみビニル基を有する分岐状ジオルガノポリシロキサン、末端及び側鎖にビニル基を有する分岐状ジオルガノポリシロキサンから選ばれる少なくとも1種以上である請求項4に記載の熱転写受像シートと熱溶融型インクリボンのセット。
- 前記熱可塑性ウレタンエラストマー基材の厚みが50μm以上150μm以下である請求項1〜5のいずれかに記載の熱転写受像シートと熱溶融型インクリボンのセット。
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