JP7485477B2

JP7485477B2 - 印字記録メディア

Info

Publication number: JP7485477B2
Application number: JP2019176883A
Authority: JP
Inventors: 英伸播摩; 雅彦吉田
Original assignee: Osaka Sealing Printing Co Ltd
Current assignee: Osaka Sealing Printing Co Ltd
Priority date: 2019-09-27
Filing date: 2019-09-27
Publication date: 2024-05-16
Anticipated expiration: 2039-09-27
Also published as: JP2021053835A

Description

本発明は、印字記録メディアに関する。

包装や容器、電子部品、自動車部品、カード、ラベルなどの表面にはロット番号、シリアル番号、賞味期限、品質保証期限、バーコードなどの種々の情報が印字される。このような印字の方式としては、印刷方式、熱転写方式、インクジェット方式等が知られている。さらに、レーザー光を利用して印字する方式（レーザー印字方式）も提案されている（例えば、特許文献１）。レーザー印字方式においては、基材上に隠蔽層が形成された記録メディアが用いられ、隠蔽層にレーザー光を照射することにより隠蔽層を部分的に除去し、隠蔽層除去部と隠蔽層非除去部とのコントラストにより、上記情報が印字される。このような方式は、印刷方式等の旧来の方式に比べて、高速印字が可能である、鮮明な印字が可能である等の利点を有する。

特許第３７６６４６８号

しかしながら、隠蔽層を除去することを要するレーザー印字方式においては、除去された隠蔽層が異物となって、被印刷体を汚染したり、被印刷体に包装される商品（例えば、被印刷体に包装される食品）を汚染したりする問題がある。また、近年においては、より鮮明で、かつ、耐久性に優れる印字が求められている。

本発明は、上記問題点を解消すべくなされたものであって、優れた印字品質を実現し得る印字記録メディアを提供することを目的とする。

本発明の印字記録メディアは、基材と、該基材上に配置された隠蔽層とを備え、該隠蔽層が、有機顔料を含む。
１つの実施形態においては、上記印字記録メディアは、上記基材と上記隠蔽層との間に配置された下地層をさらに含む。
１つの実施形態においては、上記有機顔料が、球状である。
１つの実施形態においては、上記有機顔料が、中空粒子である。
１つの実施形態においては、上記中空粒子の中空率が、３０％～７０％である。
１つの実施形態においては、上記有機顔料の平均粒子径が、０．３μｍ～８０μｍである。
１つの実施形態においては、上記有機顔料を構成する材料の融点が、１００℃～２５０℃である。
１つの実施形態においては、上記有機顔料の含有割合が、前記隠蔽層１００重量部に対して、４０重量部～９０重量部である。
１つの実施形態においては、上記記録メディアは、レーザー印字用記録メディアである。

本発明によれば、優れた印字品質を実現し得る印字記録メディアを提供することができる。

本発明の１つの実施形態による印字記録メディアの概略断面図である。本発明の別の実施形態による印字記録メディアの概略断面図である。

以下、この発明の実施形態に係る感熱記録部材を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、この発明に係る感熱記録部材は、特に下記の実施形態に示したものに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。

Ａ．印字記録メディアの全体構成
図１は、本発明の１つの実施形態による印字記録メディアの概略断面図である。印字記録メディア１００は、基材１０と、基材１０上に配置された隠蔽層２０とを備える。隠蔽層２０は、有機顔料を含む。

図２は、本発明の別の実施形態による印字記録メディアの概略断面図である。印字記録メディア２００は、基材１０と隠蔽層２０との間に、下地層３０をさらに備える。

図示していないが、印字記録メディアは、任意の適切な別の層をさらに備えていてもよい。例えば、基材の隠蔽層とは反対側に、任意の適切な粘着剤層が設けられ得る。

１つの実施形態においては、本発明の印字記録メディアはレーザー印字用記録メディアであり、当該レーザー印字用記録メディアにおいては、隠蔽層がレーザー光を吸収すること、および／または隠蔽層中の有機顔料がレーザー光を吸収して発熱することにより、隠蔽層が溶融する。隠蔽層が溶融する前においては、隠蔽層に含まれる後述する球状の中空粒子により光が乱反射するため、隠蔽層が白く視認され、基材が視認不可能となっている。このような印字記録メディアによれば、印字箇所にレーザー光を照射することにより、レーザー光照射箇所において隠蔽層が溶融されて、隠蔽層の溶融成分が透明な膜として残存し、光が透過するため、基材（下地層を有する場合には下地層）が視認可能となる。その結果、レーザー光照射箇所とレーザー光非照射箇所とのコントラスト（例えば、色相差、明度差）により、所望の情報を表示することができる。例えば、黒色の基材上に白色の隠蔽層を形成して構成された上記印字記録メディアに、レーザー光を照射すれば、レーザー光照射箇所において隠蔽層が溶融されて基材が視認可能となり、隠蔽層のレーザー光非照射箇所の白色を背景とした黒色の印字をすることができる。

本発明においては、有機顔料を含む隠蔽層を備えることにより、基材（下地層を有する場合には下地層）を有効に隠蔽することができ、かつ、レーザー光照射により、鮮明な印字が可能な印字記録メディアを提供することができる。本願発明においては、有機顔料を含む隠蔽層が溶融され、隠蔽層の溶融成分が透明な膜として残存するため、隠蔽層成分が散乱することがない。このような印字記録メディアは、被印刷体の汚染が問題となる用途（例えば、食品用途）において、特に有用である。また、溶融された隠蔽層成分は、隠蔽層上に膜として残存し、被膜された印字記録メディアは耐久性に優れ、この点でも、本発明の印字記録メディアは有利である。

別の実施形態においては、本発明の印字記録メディアは、サーマルプリンター等による加熱により、隠蔽層を溶融して、所望の情報を表示することができる。

Ｂ．基材
上記基材は、例えば、紙、不織布、プラスチックフィルム、金属箔、または、これらを組み合わせた複合シートなどである。１つの実施形態においては、基材として紙が用いられ得る。

Ｃ．隠蔽層
上記のとおり、隠蔽層は、有機顔料を含む。代表的には、隠蔽層は、有機顔料と、さらにバインダー樹脂とを含む。有機顔料とは、有機化合物から構成された顔料を意味する。１つの実施形態においては、隠蔽層は基材または下地層に対して、色相差および／または明度差をもつように構成される。

（有機顔料）
上記有機顔料を構成する材料としては、例えば、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリアクリル酸エステル系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリブタジエン系樹脂等が挙げられる。

上記有機顔料のアスペクト比は、例えば、０．５～３である。１つの実施形態においては、上記有機顔料は球状である。別の実施形態においては、上記有機顔料は赤血球型の偏平球である。好ましくは、上記有機顔料は球状である。なお、本明細書において、「球状である」とは、アスペクト比が１±０．５である球体を意味する。また、偏平球とはアスペクト比が２±１である球体を意味する。

１つの実施形態においては、上記有機顔料は、中空粒子である。中空粒子を含有させることにより、隠蔽性に特に優れる隠蔽層を形成することができ、かつ、鮮明な印字が可能な印字記録メディアを得ることができる。

上記中空粒子を構成する材料としては、上記のとおり、例えば、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリアクリル酸エステル系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリブタジエン系樹脂等が挙げられる。

上記中空粒子の中空率は、好ましくは３０％～７０％であり、より好ましくは４０％～６０％であり、さらに好ましくは４０％～５０％である。このような範囲であれば、隠蔽性に優れる隠蔽層を形成することができる。中空率は、中空率＝｛（空隙の体積）／（中空粒子の体積）｝×１００の式で表される。

上記有機顔料（好ましくは、中空粒子）の平均粒子径は、好ましくは０．３μｍ～８０μｍであり、より好ましくは０．３μｍ～５０μｍであり、さらに好ましくは０．５μｍ～２０μｍであり、特に好ましくは０．５μｍ～１５μｍであり、最も好ましくは０．５μｍ～１０μｍである。このような範囲であれば、隠蔽性に優れる隠蔽層を形成することができる。本明細書において、平均粒子径とは、レーザー回折法により測定される重量平均粒子径である。レーザー回折法による重量平均粒子径の測定は、マイクロトラック・ベル社製の商品名「ＭＴ３３００ＥＸ－ＩＩ」を用いて行うことができる。

上記有機顔料（好ましくは、中空粒子）を構成する材料の融点は、好ましくは１００℃～２５０℃であり、より好ましくは１００℃～１８０℃であり、さらに好ましくは１２０℃～１４０℃である。このような範囲であれば、レーザー光照射により良好に溶融し得る隠蔽層を形成することができる。１つの実施形態においては、有機顔料（好ましくは、中空粒子）を構成する材料として、融点が１２０℃（好ましくは１３５℃）より高い材料が用いられる。高融点の材料により構成された有機顔料（好ましくは、中空粒子）を用いれば、サーマルプリンターでは印字不可能な記録メディアとすることができる。サーマルプリンターでは印字できず、限られた種類のプリンター（レーザー光照射可能なプリンター）でのみ印字可能な記録メディアは、偽造印字を防止し得る点で有用である。融点は、ＤＳＣ（示差走査熱量計）により測定することができる（昇温：２℃／分）。

上記有機顔料の含有割合は、隠蔽層１００重量部に対して、好ましくは４０重量部～９０重量部であり、より好ましくは５０重量部～８０重量部である。このような範囲であれば隠蔽性に優れる隠蔽層を形成することができる。

（バインダー樹脂）
上記隠蔽層に含まれるバインダー樹脂としては、例えば、アクリル－スチレン共重合体、スチレン－ブタジエン共重合体、アクリル－ブタジエン－スチレン共重合体、酢酸ビニル樹脂、酢酸ビニル－アクリル酸共重合体、スチレン－アクリル酸エステル共重合体、アクリル酸エステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂等が挙げられる。また、結着剤として、ポリビニルアルコール；デンプンおよびその誘導体；メトキシセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース等のセルロース誘導体；ポリアクリル酸ソーダ；ポリビニルピロリドン；アクリルアミド－アクリル酸エステル共重合体；アクリルアミド－アクリル酸エステル－メタクリル酸三元共重合体；スチレン－無水マレイン酸共重合体アルカリ塩；イソブチレン－無水マレイン酸共重合体アルカリ塩；ポリアクリルアミド；アルギン酸ソーダ；ゼラチン；カゼイン等の水溶性高分子を用いてもよい。

上記バインダー樹脂の融点は、有機顔料を構成する材料の融点よりも低いことが好ましい。上記バインダー樹脂の融点は、好ましくは－１０℃～１００℃であり、より好ましくは０℃～５０℃である。このような範囲であれば、レーザー光照射により良好に溶融し得る隠蔽層を形成して、鮮明な印字が可能な印字記録メディアを得ることができる。

（隠蔽層の特性・形成方法）
上記隠蔽層の塗布量（乾燥重量）は、好ましくは３ｇ／ｍ^２～６０ｇ／ｍ^２であり、より好ましくは５ｇ／ｍ^２～４０ｇ／ｍ^２であり、さらに好ましくは８ｇ／ｍ^２～２０ｇ／ｍ^２である。このような範囲であれば、鮮明な印字が可能な印字記録メディアを得ることができる。

上記隠蔽層の厚みは、好ましくは５μｍ～１００μｍであり、より好ましくは１０μｍ～８０μｍであり、さらに好ましくは１５μｍ～５０μｍである。このような範囲であれば、鮮明な印字が可能な印字記録メディアを得ることができる。

上記隠蔽層の形成方法としては、任意の適切な方法が用いられ得る。１つの実施形態においては、隠蔽層用塗液を、基材上に、ワイヤーバー、バーコータまたはロッドコータなどの塗布機を用いて塗布し、これを乾燥させることにより隠蔽層を形成することができる。隠蔽層用塗液の形態としては、例えば、上記バインダー樹脂と有機顔料を含むエマルション、上記バインダー樹脂を溶解して調製された有機顔料の分散液等が挙げられる。

Ｄ．下地層
上記のとおり、本発明の印字記録メディアは、基材と隠蔽層との間に下地層をさらに備えていてもよい。下地層は、任意の適切な色とされ得、当該下地層を設けることにより、隠蔽層溶融後に下地層の色での印字が可能となる。また、下地層をレーザー光吸収可能なように構成すれば、レーザー光照射により下地層を発熱させて、隠蔽層を溶融させることができる。

１つの実施形態においては、上記下地層は、バインダー樹脂と色材とを含む。バインダー樹脂としては、Ｃ項で説明した材料が用いられ得る。色材としては、顔料が好ましく用いられ、例えば、酸化チタン、カーボンブラック等が挙げられる。

上記下地層の厚みは、好ましくは１μｍ～３０μｍであり、より好ましくは３μｍ～２０μｍである。

Ｅ．使用方法
本発明の印字記録メディアの使用方法としては、代表的には、任意の適切なレーザー光により所望の印字を行う方法が挙げられる。また、印字のほか、所望の絵柄等を表示させることも可能である。

本発明の印字記録メディアの印字に用いられるレーザーとしては、例えば、炭酸ガスレーザーが挙げられる。レーザー光の照射強度は、例えば、０．５Ｊ／ｃｍ^２～２Ｊ／ｃｍ^２である。レーザー光の照射強度は、隠蔽層を構成する材料に応じて調整され得、レーザー光照射強度により、印字品質を制御することもできる。

本発明の印字記録メディアに印字する際の印字速度は、例えば、１００ｍｍ／ｓ～５０００ｍｍ／ｓである。

以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。なお、中空粒子および中実粒子の平均粒子径は、マイクロトラック・ベル社製の商品名「ＭＴ３３００ＥＸ－ＩＩ」で測定した重量平均粒子径である。

（実施例１）
基材としての上質紙の一方の面に、スチレンアクリルから構成される中空粒子（融点：１００℃）とスチレン－ブタジエン共重合体とを含む隠蔽層用塗液をワイヤーバーを用いて塗布および乾燥して隠蔽層（塗布量（乾燥重量）：１３．０ｇ／ｍ^２、厚み：２０μｍ）を形成して、基材と隠蔽層とから構成される印字記録メディアを得た。隠蔽層用塗液の組成は、下記のとおりである。
＜隠蔽層用塗液＞
中空粒子の平均粒子径：０．５μｍ
中空粒子の中空率：４５％
バインダー樹脂：スチレン－ブタジエン共重合体
中空粒子とバインダー樹脂との配合比（中空粒子：バインダー樹脂（ＤＲＹ重量基準））＝８：２
固形分濃度：３５重量％

（実施例２）
スチレンアクリルから構成される中空粒子（融点：１００℃）に代えて、スチレンアクリルから構成される中空粒子（融点：１３５℃）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、印字記録メディアを得た。

（実施例３）
スチレンアクリルから構成される中空粒子（融点：１００℃）に代えて、スチレンアクリルから構成される中空粒子（融点：１５０℃）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、印字記録メディアを得た。

＜評価１＞
実施例１～３で得られた印字記録メディアに、パナソニック社製の炭酸ガスレーザー（出力：３０Ｗ、印字速度：２０００ｍｍ／ｓ）を用いて、印字した。印字の状態を目視により確認し、以下の基準により評価した。結果を表１に示す。
○：良好
△：不鮮明な箇所（白濁）が見られたが許容可能
×：印字不可、許容できないほどに不鮮明

（参考例）
実施例１～３で得られた印字記録メディアに対して、サーマルプリンターを用いて印字を試み、上記＜評価１＞と同様の基準で印字の状態を評価した。結果を表２に示す。

表１から明らかなように、本発明によれば、有機顔料（中空粒子）を含む隠蔽層を形成することにより、レーザー印字に好適な記録メディアを提供することができる。また、表２に示すように、本発明の印字記録メディアは、含有される中空粒子を適切に選択することにより、サーマルプリンターでは印字できないように構成することが可能である。このような印字記録メディアは、偽造防止の観点から有用である。一方、低融点の有機顔料を含有させれば、レーザー印字の他、サーマルプリンターでの印字も可能な印字記録メディアを得ることができる。

（実施例４）
スチレンアクリルから構成される中空粒子（融点：１００℃、平均粒子径：０．５μｍ、中空率：４５％）に代えて、スチレンアクリルから構成される中空粒子（融点：１００℃、平均粒子径：１μｍ、中空率：５５％）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、印字記録メディアを得た。

（実施例５）
スチレンアクリルから構成される中空粒子（融点：１００℃、平均粒子径：０．５μｍ、中空率：４５％）に代えて、スチレンアクリルから構成される中実粒子（融点：１００℃、平均粒子径：０．５μｍ、中空率：０％）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、印字記録メディアを得た。

＜評価２＞
実施例１、実施例４および５で得られた印字記録メディアにおいて、隠蔽層による隠蔽性を目視にて確認し、以下の基準により評価した。結果を表３に示す。
○：基材がほぼ隠蔽されている
△：基材の色が透けて見えるが許容可能
×：隠蔽性が確認されない

１０基材
２０隠蔽層
３０下地層
１００、２００印字記録メディア

Claims

レ－ザ－光照射により印字可能な印字記録メディアであって、
基材と、該基材上に配置された隠蔽層とを備え、
該隠蔽層が、有機顔料を含み、
該有機顔料が、中空粒子であり、
該中空粒子を構成する材料の融点が、１００℃～２５０℃であり、
該基材と該隠蔽層との間に配置され、着色された下地層をさらに含む、
印字記録メディア。
前記中空粒子の中空率が、３０％～７０％である、請求項１に記載の印字記録メディア。
前記中空粒子の平均粒子径が、０．３μｍ～８０μｍである、請求項１または２に記載の印字記録メディア。
前記中空粒子の含有割合が、前記隠蔽層１００重量部に対して、４０重量部～９０重量部である、請求項１から３のいずれかに記載の印字記録メディア。
レーザー印字用記録メディアである、請求項１から４のいずれかに記載の印字記録メディア。