JPH05586A - 熱転写記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多数回印字をしても画像濃度が低下せず、か
つ、鮮明な画像が形成できる熱転写記録媒体を提供する
こと。 【構成】 支持体上に多孔質インク層３，４を具え、サ
―マルヘッドによる熱印加によって、インク層４の孔か
ら熱溶融インク１２が溶融滲出して受容紙に転写する熱
転写記録媒体であって、特にインク層４の表面部分の孔
の平均径γ（ｃｍ）、単位面積当りの孔の密度ρ（個／
ｃｍ²）、１２０℃におけるインクの粘度η（ｐｏｉｓ
ｅ）の間に γ³×ρ×η^-1/²＝１０^-5〜１０^-9 の関係があることを特徴とする熱転写記録媒体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は多数回印字可能な熱転写
記録媒体、特に画像濃度の低下が小さく、かつ、細線の
再現性に優れたものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりプリンタ―、ファクシミリ等の
記録装置において、熱転写を利用したものは装置の小型
化、低価格化、保守の低減が図れるものとして広く普及
している。熱転写記録装置に用いられる熱転写記録媒体
は基材上に熱転写性インク層が単に設けられているもの
であり、１回の使用でインク層の加熱部分が全て転写し
て繰り返し使用ができないためにランニングコストの点
で問題があった。そこで繰り返し使用可能な熱転写記録
媒体の出現が求められ現在まで各種の方法が提案されて
きた。

【０００３】従来公知の例として、（１）特開昭５４−
６８２５３、特開昭５５−１０５５７９公報に開示され
ているような基材上に微細多孔質インク層を設け、少し
ずつ熱溶融性インクが浸み出るようにしたもの、（２）
特開昭５８−２１２９９３公報に開示されるような基材
上のインク層の上に多孔質膜を設け、インク流出量を制
御したもの、更に（３）特開昭６０−１２７１９１、特
開昭６０−１２７１９２公報に記載されるような接着層
を介してインク層を設け少しずつインクを剥して転写さ
せるもの等が提案されている。

【０００４】また、（１）、（２）の例は、熱転写記録
媒体の表面孔から熱溶融性インクが滲み出す原理を使用
するため、表面孔の開孔状態すなわち孔径にインク滲出
量が決定されてしまうとして特開昭６２−１５７４公報
に開示されるような孔径の制御により画像濃度の低下を
防止しようとするもの等も提案されてきた。

【０００５】ところが、上記（１）の方法は繰り返し使
用に伴いインク浸出が困難となり印字濃度が徐々に低下
する。又、上記（２）の方法は印字濃度を高めるために
多孔質膜の孔径を大きくすると機械的強度が低下し、イ
ンク層のはがれが生じる。更に上記（３）の方法は印字
毎の熱溶融性インクの転写量が一定しない等の欠点があ
った。

【０００６】更に、（１）、（２）の方法では、孔径を
調節しても、インク滲出量は孔の分布量すなわち孔密度
及び熱溶融性インクの滲出しやすさ即ち溶融粘度にも左
右され、調製条件により影響を受けやすい欠点もあっ
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の点を解
決しようとするもので、その目的は（イ）繰返し熱転写
印字を行っても高印字濃度を維持し、しかも（ロ）濃度
低下のほとんどない熱転写記録媒体であり、高画質繰り
返し印字を可能とした熱転写記録媒体を提供することに
ある。

【０００８】本発明者らの研究の結果、従来技術（１）
及び（２）で述べた孔より熱溶融性インクを滲出させ多
数回記録を行う熱転写記録媒体においては、一定の印字
条件、受容紙の下にて、インク転移量は熱転写記録媒体
の表面の孔径γ、その孔の単位面積あたりの密度ρ及び
熱溶融性インクの溶融時粘度ηの３値で表現できること
を見出した。

【０００９】すなわち、本発明の構成は、特許請求の範
囲に記載のとおりの熱転写記録媒体である。

【００１０】本発明のような滲出型の熱転写記録媒体か
らのインク転移は、外部圧力（＝プラテン押圧）を受け
たときの毛細管浸透モデル（参考文献：市川家康著、わ
かりやすい紙・インキ・印刷の科学、増補改訂版、印刷
局朝陽会発行Ｐ３５〜５４）に近似でき （インク転移量）∝γ²ρ（γ²／η）¹/²＝γ³ρη^-1/² …（１） と表現できることを確認した。そこで実用に供されてい
る印字条件例えばプラテン押圧１００〜６００ｇｆ／ｃ
ｍ、印加エネルギ―１０〜３０ｍＪ／ｍｍ²、及び受容
紙例えばベック平滑度１００〜３０００秒の条件下で濃
度低下の少ない画像が得られる条件を求め、請求項１に
示すような数値が最適であることを解明するに至った。

【００１１】更に濃度低下の少ない画像を得るだけでな
く、細線再現性等高画質を与える条件を検討した結果 インク層の表面部分の孔の平均径γが１．０×１０^-4〜
１．５×１０^-3ｃｍ インク層の表面部分の単位面積当りの孔密度ρが１．０
×１０³〜１．０×１０⁶個／ｃｍ² 温度１２０℃におけるインクの粘度がηが１０^-1〜１０
³ｐｏｉｓｅ であるのが最適であることが解明された。

【００１２】ところで、上記一般式によって求められる
数値すなわち、γ³×ρ×η^-1/²の値が１０^-5より大き
すぎれば、初回印字のインク転移量が大きくなり過ぎ多
数回印字性を維持できず、１０^-9より小さければ、多数
回印字性は維持するものの画像濃度が小さくなる。

【００１３】平均孔径γが１．０×１０^-4cmより小さい
と熱溶融性インクの孔通過能力が低下し濃度低下を招
き、１．５×１０^-3ｃｍより大きいとインク転移量が大
きくなり多数回印字性を維持できない。また、熱溶融性
インクの１２０℃における粘度が１０^-1〜１０³ｐｏｉ
ｓｅの範囲を外れると孔調製法が現実的に難しくなり適
さない。

【００１４】又、本発明のγ，ρ，ηの物性値を満足す
るし、かつ機械的強度、インク転写能力を向上せしめる
ためには、更に下記の構成を具えていることが必要であ
る。すなわち、支持体上に熱転写インク層を設けてなる
熱転写記録媒体において、粗い分枝状樹脂構造と熱溶融
性インクから主としてなる支持体側部分（第１インク
層）と微細多孔質樹脂構造と熱溶融性インクから主とし
てなる表面部分（第２インク層）とからなり、この分枝
状樹脂構造が部分的に微細多孔質樹脂構造及び支持体と
連結している熱転写記録媒体である。

【００１５】すなわち、支持体側部分に粗い分枝状樹脂
層を設け、その中の熱溶融性インクから主として構成さ
れる。この粗い分枝状樹脂は表面部分の微細多孔質樹脂
構造及び支持体と連結されてなるものである。このよう
な構成とすることで、良好な繰返印字が可能となる。つ
まり支持体側の粗い分枝状樹脂中には、大量の熱溶融性
インクを備蓄でき、より多くの繰返印字を可能とする。
このインクは繰返印字を行うことで表面部に常に供給さ
れて初期状態を維持し続ける。更にこの粗い分枝状樹脂
は表面部分の微細多孔質樹脂構造体と支持体とを連結し
ていることで、ラインヘッドなどを用いた繰返し印字す
なわち冷時剥離による繰返し印字時のインク層の全転写
を防止する重要な役割を果たす。

【００１６】又、表面部分は微細多孔質構造と熱溶融性
インクから主として構成される。この構造によって孔径
γ，密度ρを決定し熱溶融性インクの転写量を調整する
ことができる。

【００１７】以上の構成は第１インク層として粗い分枝
状構造と熱溶融性インクから主として構成される組成で
形成し、第２インク層として微細多孔質構造と熱溶融性
インクから主として構成される組成で順次積層して形成
してもよい。

【００１８】図１に本発明にかかる熱転写記録媒体の構
成例の一部を略示する断面を示す。支持体１は耐熱保護
層５を設けたものを用いる。又、場合によっては支持体
１として図中２で示す接着層を予め設けた支持体１＋２
を用いることもできる。その上に粗い分枝状樹脂構造６
中に熱溶融性インク８を含有してなる。更に表面部分に
は微細多孔質樹脂構造１０が設けられ、粗い分枝状樹脂
構造６によって支持体１又は１＋２と連結されている。
この多孔質樹脂構造１０中には支持体側部分に含まれる
熱溶融インクと同一又は異なった熱溶融性インク１２を
保持してなる。

【００１９】これらの具体的調製方法について述べる。

【００２０】上記の構成を達成するために分枝状樹脂構
造をとる樹脂と熱溶融性インクをゲル化させたインクを
混合塗布、乾燥することにより得られる。更に発泡剤を
含有させ塗布乾燥後に発泡させることでより理想に近い
粗い分枝状樹脂構造が形成できる。

【００２１】更に表面部分を形成するには、好ましくは
支持体側部分を形成した後積層塗布することによって容
易に形成できる。微細多孔質樹脂とその樹脂とゲル化又
は不混和性を呈する熱溶融性インクと任意の割合で混合
後塗布乾燥して得られる。この形成方法にて孔径及び孔
密度を制御するにはインクと樹脂の割合を変えれば良
い。

【００２２】しかる後に表面部分と支持体の連結は表面
部分を形成後、分枝状樹脂の軟化温度近くまで層を昇温
させて得られる。

【００２３】本発明に用いられる支持体１は従来より公
知の耐熱性を有する材料、例えばポリエステル、ポリカ
ーボネート、トリアセチルセルロース、ナイロン、ポリ
ィミド等のプラスチックフィルム、セロハン、硫酸紙、
コンデンサー紙等が使用できる。基材の厚さは熱感度、
機械的強度を考慮して２〜１５μｍ程度であることが望
ましい。又、耐熱性基材のサーマルヘッドと接触する表
面にシリコーン樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、エ
ポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ニトロセ
ルロース等からなる耐熱保護層５を設けることにより基
材の耐熱性を更に向上せしめることもできる。

【００２４】本発明のインク備蓄層である支持体側部分
３（以下第１インク層と称す）及びインク転写制御を行
う表面側部分４（以下第２インク層と称する。）中に保
持される熱溶融性インクは着色剤とベヒクル成分より構
成される。

【００２５】着色剤は従来より公知の顔料及び染料の中
から適宜選択できるが、顔料としてはカーボンブラッ
ク、フタロシアニン系顔料が好ましく用いられ、又、染
料として直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散性染
料、油溶性染料等が好適に用いられる。

【００２６】ベヒクル成分としてミツロウ、カルナバワ
ックス、鯨ロウ、木ロウ、キャンデリラワックス、ヌカ
ロウ、モンタンワックス等の天然ワックス、パラフィン
ワックス、マイクロクリスタリンワックス、酸化ワック
ス、オゾケライト、セレシン、エステルワックス等が挙
げられる。他にマルガリン酸、ラウリン酸、ミリスチン
酸、パルミチン酸、ステアリン酸、フロメン酸、ベヘニ
ン酸等の高級脂肪酸、ステアリルアルコール、ベヘニル
アルコール等の高級アルコール、ソルビタンの脂肪酸エ
ステル等のエステル類、ステアリンアミド、オレインア
ミド等のアミド類が挙げられる。

【００２７】熱熔融性ゲル化インクはソルベント分散方
法によるもの、ホットメルト分散方法によるもの、イン
クのゲル化剤によるもの大別され、任意に選択して用い
られる。

【００２８】まず、ソルベント分散方法による場合はイ
ンク組成物を適当な溶媒下、高温雰囲気において分散を
行い、室温へ冷却することにより得られる。具体的には
２５〜４０℃の分散温度範囲であることが望ましい。２
５℃以下ではゲル化の効果は得られず転写能力は向上せ
ず、又、４０℃以上では安全性の面から好ましくない。
又、冷却は室温下での放置により行われる。

【００２９】又、インクのゲル化はグリセリン脂肪酸エ
ステル類のような適当なゲル化剤を添加せしめることに
よって行ってもよい。この際ゲル化剤の添加量は熱溶融
性インクの固形分総量に対し５〜５０重量％の範囲とな
ることが望ましい。

【００３０】又、ホットメルト分散方法による場合は、
例えばロ―ルミル、サンドミル、アトライタ―等によっ
て高温雰囲気下で分散するが、サンドミルを用いた分散
方法がより均一に分散され好ましい。具体的には上記の
着色剤とベヒクル成分を混合後、ベヒクル成分の溶融温
度より１０〜２０℃高く設定されたベッセル中で高シェ
ア下で分散する。任意の時間分散後、室温で放冷する
か、あるいは溶融下適当な希釈溶剤及び任意のベヒクル
成分を添加後、２５〜３５℃で再分散し、室温で放冷す
ることによって熱溶融性ゲル化インクを調製する。

【００３１】本発明の第１インク層の分枝状樹脂６及び
第２インク層の微細多孔質樹脂１０としては、ガラス移
転点が本発明の熱溶融性ゲル化インクの融点より高い各
種樹脂を用いることができる。例えば塩化ビニル樹脂、
塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリエステル樹脂、
エポキシ樹脂、ポリカ―ボネ―ト樹脂、フェノ―ル樹
脂、ポリイミド樹脂セルロ―ス系樹脂、ポリアミド樹
脂、アクリル樹脂等が挙げられる。

【００３２】更に上記樹脂構造形成を容易とする発泡剤
は加熱時に分解し、層全体に孔を形成するアゾ化合物等
が好ましく、例えばアゾジカルボンアミド、アゾビスイ
ソブチルニトリル、アゾシクロヘキシルニトリル、ジア
ゾアミノベンゼン、バリウムジアゾカルボキシレ―ト等
が挙げられる。又、発泡剤の発泡温度、発泡効率を制御
するために酸化亜鉛、各種ステアリン酸塩、パルミチン
酸塩等の発泡助剤及びＤＯＰ等の可塑剤を添加してもよ
い。発泡剤の量は特に限定されないが、第１インク層及
び第２インク層中の樹脂マトリクス及び熱溶融性ゲル化
インクの固形分総量に対し０．５〜３０％添加されるこ
とが望ましい。発泡剤の含有率が上記範囲を逸脱すると
孔径、密度が本発明の請求の範囲内に収めることができ
ず好ましくない。

【００３３】又、本発明の第１インク層と第２インク層
は、上記の発泡剤を使用する方法と共に分枝状及び微細
多孔質を構成する樹脂と熱溶融性ゲル化インクを高揮発
性溶剤と低揮発性溶剤との混合溶媒に溶解させ、乾燥に
より樹脂多孔質体を形成せしめる方法と併用することも
可能である。この方法にて孔径、密度を制御する場合、
高揮発性、低揮発性溶剤の混合比、固型分の調節により
行う。

【００３４】本発明の第１インク層３の厚さは、印字回
数の大小に応じて適宜設定され得るものであるが、３〜
１５μｍとすることで熱感度、繰り返し印字性に優れた
ものにできる。又、第２インク層４の厚さはその特性か
ら薄くすることが好ましく１〜５μｍとするのがよい。

【００３５】本発明は更に熱転写記録媒体の接着層２を
設けてもよい。接着層２は、上記の第１インク層３をよ
り強固に基材上に保持する働きを持つ。接着層を構成す
るものとして具体的にはエチレン−酢酸ビニル共重合
体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アク
リレ―ト共重合体、ポリエチレン、ポリアミド、ポリエ
ステル、石油樹脂、ナイロン等であり、これらの中から
１種あるいは２種以上を組合わせて使用すればよい。厚
さは０．２〜２．０μｍとすることが接着性、熱感度の
面から好ましい。

【００３６】

【実施例】次に実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明
する。なお実施例に記載の各成分の量（部）は重量部で
ある。

【００３７】実施例１ ［熱溶融性ゲル化インクの作製］ カ―ボンブラック １５部 キャンデリラワックス ６０部 酸化ポリエチレンワックス ２３部 テルペン樹脂（分散剤） ２部 上記成分をサンドミルベッセルに充填後、１１０℃下で
分散を行い均一インクとした。その後系を６５℃とし、
低融点油溶性染料ベンゾ―ルブラック１０部及びメチル
エチルケトン／トルエン（２／１比）６７５部を添加
し、３２℃において再分散を行った。分散後室温で放冷
することによって熱溶融性ゲル化インクを得た。

【００３８】このゲル化インク粘度を測定するため、揮
発溶剤を蒸発させ固型インクを作成した。固型インクを
用いＢ型回転粘度計にて１２０℃における粘度を測定し
たところ５ｐｏｉｓｅであった。

【００３９】このインクを用い、下記それぞれのインク
層塗液を調製し、各インク層を作製した。

【００４０】 ［第１インク層の作製］ 熱溶融性ゲル化インク １０部 塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体の メチルエチルケトン／トルエン（２／１比）の２０％溶液 ３部 アゾビスイソブチルニトリル ０．１部 上記成分を混合後、厚さ４．５μｍのＰＥＴフィルムの
片面に耐熱処理を施した基材上に膜厚８μｍになるよう
に塗布し７５℃で乾燥させて第１インク層を作製した。

【００４１】 ［第２インク層の作製］ 熱溶融性ゲル化インク １０部 塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体の メチルエチルケトン／トルエン（２／１比）の２０％溶液 ５部 上記成分を混合後、第１インク層上に膜厚２μｍになる
ように塗布し１１０℃において乾燥発泡させて、第２イ
ンク層を形成し本発明の熱転写記録媒体を得た。

【００４２】この熱転写記録媒体の表面部分を走査型電
子顕微鏡（日立製作所製Ｓ−２４００）を用い、倍率１
０００にて表面孔を観察したところ平均孔径３μｍ孔密
度２×１０⁵個／ｃｍ²であった。

【００４３】本発明中の表面部分の孔の平均径及び密度
は、溶剤等で熱溶融性インクを除去、もしくは熱転写記
録媒体の同一箇所を多数回印字し、インクが無くなった
状態の試料を用いて、走査型電子顕微鏡写真を撮影し、
単位面積中の孔数及び平均孔径を求めたものである。本
明細書の請求の範囲に示される孔径においては観察倍数
は１００〜１０００倍とすることが好ましい。

【００４４】実施例２ 実施例１の熱溶融性ゲル化インクの組成に替り下記の組
成、すなわち、 カ―ボンブラック １５部 キャンデリラワックス ４０部 ラノリンオリゴマ― ３５部 テルペン樹脂 １０部 とした以外は実施例１と同様にしてゲル化インクを得
た。このインクの固型分の１２０℃における粘度を測定
したところ１２０ｐｏｉｓｅであった。このインクを用
い実施例１同様第１インク層を設け、第２インク層の塩
化ビニル−酢酸ビニル共重合体の溶媒をメチルエチルケ
トン／キシレン（１／１比）とした以外は同様に第２イ
ンク層を設け熱転写記録媒体を得た。

【００４５】この熱転写記録媒体の表面孔の平均孔径は
６μｍ、孔密度１．０×１０⁵個／ｃｍ²であった。

【００４６】比較例１ 実施例１において第１インク層の熱溶融性インク組成物
のうちアゾビスイソブチルニトリルを０．７部とし、第
２インク層構成物の塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体の
溶剤をメチルエチルケトン／トルエン（１／１比）とし
た以外は実施例１同様にして熱転写記録媒体を得た。

【００４７】この熱転写記録媒体の平均孔径は１５μ
ｍ、孔密度１．５×１０⁵個／ｃｍ²であった。

【００４８】比較例２ 実施例２において第２インク層構成物の塩化ビニル−酢
酸ビニル共重合体の溶剤をメチルエチルケトン／トルエ
ン（４／１比）とした以外は実施例２同様にして熱転写
記録媒体を得た。

【００４９】この熱転写記録媒体の平均孔径は０．５μ
ｍ、孔密度３×１０⁵個／ｃｍ²であった。

【００５０】これらの５種の熱転写記録媒体をラインプ
リンタ―に装着し、熱転写記録媒体の同じ位置を下記の
条件で４回繰り返し印字して、各回の画像濃度をマクベ
ス社製反射濃度計（ＲＤ９１４）で測定した。

【００５１】［印字条件］サ―マルヘッド：ライン薄膜
ヘッドタイプ、８ｄｏｔｓ／ｍｍ プラテン圧：３３０ｇｆ／ｃｍ 熱転写記録媒体の剥離角：４５°（被転写紙に対し） 印加エネルギ―：２０ｍＪ／ｍｍ² 印字速度：４インチ／ｓｅｃ 被転写紙：転量コ―ト紙（ベック平滑度３１０ｓｅｃ） 測定結果は表１に示したとおりであった。

【００５２】

【表１】 表１にみられるように実施例１，２では熱溶融性イン
クの溶融粘度こそ大きく異なるものの孔径、密度を制御
することにより良好な多数回印字特性が得られている。

【００５３】一方、比較例１，２では実施例と同構成を
とりながらもγ³×ρ×η^-1/²が規定範囲を越えるため
多数回印字特性に劣っている。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の熱転写記
録媒体は多数回印字をしても画像の濃度低下がなく、か
つ、画像の細線の再現性がよい。

【００５５】更に、熱転写記録媒体の機械的強度が大き
いのも多数回印字を可能にしている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の熱転写記録媒体の一具体例の構成を示
す断面の模式図である。

【符号の説明】

１ 支持体 ２ 接着層 ３ 第１インク層 ４ 第２インク層 ５ 耐熱性保護層 ６ 分枝状樹脂構造 ８および１２ 熱溶融性インク １０ 微細多孔質樹脂構造

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 支持体上に多孔質インク層を具え、サ―
   マルヘッドからの熱印加によって、受容紙に当接するこ
   のインク層の孔から熱溶融インクが溶融滲出して受容紙
   に転写する熱転写記録媒体において、上記インク層の表
   面部分の孔の平均径γ（ｃｍ）、インク層の表面部分の
   単位面積当りの孔密度ρ（個／ｃｍ²）、１２０℃にお
   けるインクの粘度η（ｐｏｉｓｅ）としたとき、 γ³×ρ×η^-1/²＝１０^-5〜１０^-9 であることを特徴とする熱転写記録媒体。