JPS62225393A - 感熱転写材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は感熱転写材に関する。

〔従来の技術〕

情報を永久記録（ハードコピー）するに際して、言通紙
にしかも騒音を発生させることなく記録できることが利
用者にとって最も望ましい。これらを満足させる方式と
して、電子写真、インクジェット、静電記録、感熱転写
などがある。これらのうち、感熱転写は、高速、高解像
度にするには多少難点があるが、方式が単純でおるため
に装置が小型で安価にしやすく、また保守性がよく交換
部材が少ないなどの特徴があり、特に民生用途に広く活
用されている。

感熱転写の中でも最近では種々の方式が開発されている
が、基本的にはシート状の基体表面に熱可塑性ないしは
昇華性のインキ層を設ける構成になっており、近年はこ
のシート状基体としてポリエステルフィルムが主として
利用されてきている。

しかしながら、ポリエステルフィルムが熱可塑性である
ことに基因して、これを用いた感熱転写材には、サーマ
ルヘッドで裏面が加熱された際にポリエステルフィルム
自体がヘッドに融着する、いわゆるスティッキング現象
を起こすことがある。

記録を高速でかつ高密度に行なうという記録方式として
最も望ましい方向を目指す場合、このスティッキング現
象はまずます起こりやすくなり、単純なポリエステルフ
ィルムでは使用が困難になってきている。

この問題を解決するために、プラスチックフィルムの裏
面（転写インキ層が設けられていない面、すなわち加熱
ヘッドが接触する面）を次のように種々工夫したものが
提案されている。たとえば、金属蒸＠層を設ける（特開
昭５４−１４３１５２号公報）、熱硬化性樹脂層を設け
る（特開昭５５−７４６７号公報）、過冷却性物質を設
ける（特開昭５５−１４６７９０月公報）、滑剤ないし
は熱離型性保護層を設ける（特開昭５８−１７９９２号
公報）、シリカ系塗布層を設りる（特開昭６０−２４９
９５号公報）などがある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記柱々の裏面層形成のうち特開昭５４
−１４３１５２＠以外は基本的に有機溶媒を用いた塗料
をサイロする方法を採らなければならない。有機溶媒を
用いた塗料を塗布することは一般に用いられる手法では
あり、完全否定するべきものではないが、環境衛生上問
題があることは事実であり、もし伯に同等以上の効果を
発現できる手法がおれば、これを選定すべきものでおる
。

また、特に裏面層中に有機材料が残存する場合は感熱転
写時に分解ガスの発生、未反応部分や不均一部分が起因
するスティッキングが起こる場合があるなどの問題があ
った。また特開昭５４−１４３１５２号のごとき金属蒸
着層を設けたものは金属層が面方向の熱伝導を良くし高
解像性に難があり、また基体自体が透明な場合でも金属
層の付与により不透明になってしまうため基体自体ない
し感熱転写媒体を構成した場合に品質検査がしにくいな
どの問題があった。

本発明の一つの目的は、高速、高解像性の感熱転写材を
与えることにある。本発明の伯の目的は、上記スティッ
キング防止のための種々の裏面層のごとき問題点のない
裏面層を提供することすなわち、有機材料を含む塗料を
塗布することなくしかも面方向の熱伝導の低い透明なス
ティッキング防止用の裏面層を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、感熱転写インキ層を付与してなる１〜１０μ
の二軸延伸プラスチックフィルム基体の該転写インキ層
がイ」与されていない面に非結晶性の酸化アルミニウム
薄層を設けたことを特徴とする感熱転写材である。

本発明で用いる二軸延伸プラスチックフィルムには、ポ
リエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナ
フタレ−１〜などのポリエステル類、ポリフェニレンス
ルフィド、ポリ　−２，６−シメチルフエ二ルオキシド
などのポリエーテル類、芳香族ポリアミド類、ポリカー
ボネー１〜類、ポリエーテルケ１〜ン類、ポリプロピレ
ン、ポリ４−メチルペンテン−１などのポリオレフィン
類などがあるが、性能と価格のバランスなどを配慮する
と、ポリエステル類、とりわけポリエヂレンテレフタレ
ー１〜がよい。二軸延伸されていないプラスチックフィ
ルムでは１麦記する厚さとの関係もあるが強靭性がなく
、好ましくない。

本発明のプラスチックフィルムの厚さは１〜１０μであ
ることがよく、更に好ましくは２〜８μであることがよ
い。上記範囲よりも博いと強靭性がなく、送膜時の強力
な熱ヘッドの力で破断されたり、部分的に伸びてしまっ
たりして好ましくなく、逆に上記範囲よりも厚くなると
熱ヘッドから転写インキ層への熱伝導性が低下するため
に、解像度や高速性に難点が生じ好ましくない。

本発明の二軸延伸プラスチックフィルムは、感熱転写イ
ンキ層や酸化アルミニウム薄層の付与に先だら、各種放
電処理おるいはいわゆるプライマー処理やアンカーコー
ト処理などを必要に応じ行なったものであってもよい。

本発明の酸化アルミニウム薄層は、基体に対して転写イ
ンキ層を付与する前でも付与した後でもよいが、好まし
くは前者がよい。

本発明でいう酸化アルミニウム薄層とは、八〇０、　Ａ
ｆｆ　２０２　、Ａｆｆ　２０３　ｔｘト０）７）Ｌ、
ｔミニラムの酸化物であり、中でもＡＱ２０３であるこ
とが硬さなどの点で最も望ましい。

本発明の酸化アルミニウム薄層中には、透明性と耐熱性
を大きく損わない範囲で他の無機材料が例えば１０ｆｆ
ｌｆｆ１％以下の範囲で含まれていてもよいが、有機成
分は実質的に含まれていないことがよく、せいぜい５型
開％以下であるべきである。

本発明の酸化アルミニウムは、可撓性や感熱転写材形成
後の検査時の容易性などの観点から非結晶性である必要
がある。結晶性の酸化アルミニウムが含まれると、膜厚
が厚くなったり、引っ張りゃ折り曲げの際、亀裂や脱落
が発生したり、光沢が強く欠点検査が行ないにくく好ま
しくない。

本発明でいう非結晶性の酸化アルミニウムとは、結晶性
の酸化アルミニウムを含まない酸化アルミニウムをいう
。結晶性または非結晶性の判定は、ＣＬＪのにα線を用
いた通常のＸ線回折装置で容易に測定できる。たとえば
、結晶性のα−Ａα２０３が含まれていると、回折角２
θが４３．３９度や５７．５６度などの位置に明瞭な回
折ピークがあられれる。β−ＡＱ２０：＋の場合は、回
折角２θが６６．６５度や３３．４３度などの位置に回
折ピークが必られれる。これらの回折ピークの半価幅か
ら結晶の粒子サイズを測定することもできる。この他７
−１１２０３、δ−Ａｆ１２０：＋ａと他の結晶性酸化
アルミニウムについても同様に固有の回折ピークが測定
できる。非結晶性の酸化アルミニウムの場合は、Ｘ線回
折装置では、特定の回折ピークは測定されない。本発明
でいう、非結晶性の酸化アルミニウムとは、Ｘ線回折に
よって特定の回折が観測されないものである。

酸化アルミニウム薄層の厚みは、使用する基体と目的に
合せて選定されるが、本発明においては３０人〜５００
０人の範囲が望ましく、好ましくは５０人〜２０００人
、更に好ましくは１００人〜１０００人が望ましい、３
０人未満ではスティッキング防止に必ずしも有効でない
ことがあり好ましくない。５０００人を越えるものでは
生産コス１〜が高くなるばかりか、基体フィルムにカー
ルが発生するなど平面性を損う。

本発明の酸化アルミニウム薄層としては、光学的吸収率
が小ざく、Ｈｅ　−Ｎ　ｅレザー光（６３２８人）の波
長に対する屈折率が１．５０〜１．６４の範囲にあるも
のが好ましい。

光学的吸収率は、酸化アルミニウム薄層内のＡ、Ｍ２Ｏ
５（７）ｆｆｉと対応がアリ、八〇２０３が９６％以上
１００％、ざらに好ましくは９８％以上１００％である
と極めて吸収率が低く、透明性の高いものになる。

また、ＡＱ２ｏ３結晶の屈折率は約１．７６と高いため
、二軸延伸ポリプロピレン（約１．４７）、二軸延伸ポ
リエチレンテレフタレート（約１゜６４）などのように
一般に屈折率の低いプラスチックフィルムと積層すると
、境界層での反射が生ずるため、反則率が増加したり、
干渉による虹模様が発生し、転写インキ層の品質検査に
障害を生ずる。このため、酸化アルミニウム薄層の屈折
率は、プラスチックフィルムとの積層によっても虹模様
の発生がみられない、１．５０〜１．６４の範囲にある
ことが好ましい。

酸化アルミニウム薄層の形成方法としては、酸化アルミ
ニウムの粉末や固形物を真空蒸着、スパッタリング、イ
オンブレーティングなど真空析出法で行なう方法や、ア
ルミニウム金属を酸素ガスを導入した中でスパッタリン
グ、真空蒸着、イオンブレーティングによる形成する方
法が採用できる。中でも、本発明のように非結晶性で、
可撓性がおり、屈折率が低く虹模様の発生しにくい酸化
アルミニウム薄層を形成するには、アルミニウム金属を
抵抗加熱、誘導加熱、電子ビーム加熱により溶融蒸発さ
せ、酸素ガスを導入しながら基体に酸化アルミニウム薄
層を形成する、反応性真空蒸着法が最も適している。

図に、本発明の非結晶性の酸化アルミニウム薄層を作成
するための反応性真空蒸着装置の一例を模式的に示す。

真空容器１内に設置された巻出し軸２より、プラスデッ
クフィルム５が送り出され、−３０〜−５°Ｃに冷却さ
れた冷却ドラム３を経由して、巻き取り軸４に巻き取ら
れる。この間、冷却ドラム上にて、高周波誘導加熱電源
に接続された蒸発器６内のアルミニウムが蒸発し、酸素
ボンベ１０から、ガス流量制御装置９を通してマスク７
で囲まれたガス吹出口８から供給される酸素ガスと反応
して、プラスデックフィルム基体５の上に酸化アルミニ
ウム薄層が形成される。真空容器内の圧力は、１Ｘ’ｌ
Ｏ〜１Ｘ１０−２トール、酸素ガスの供給量は、蒸発器
６からのアルミニウムの蒸発量に応じて調整される。酸
化アルミニウムの膜厚はフィルム走行速度により調整さ
れる。

非結晶性の酸化アルミニウムを形成するには、基板温度
、蒸発速度が重要であり、基板温度が低く、かつ蒸発速
度が大きいほど非結晶性の膜が得られやすい。非結晶の
膜を得るためには、基板温度を一５°Ｃ以下にすること
が好ましい。また、酸化アルミニウム薄層の屈折率は、
基板温度、蒸発速度の他に蒸着中の酸素圧力にも大きく
依存する。

蒸発速度が小さくかつ、酸素圧力が高いほど屈折率か低
い膜が得られる。このため屈折率の調整は、主として基
板温度、蒸発速度、酸素圧力を調整することによって行
なうことかできる。

本発明における感熱転写インキ層としては、従来一般に
知られている熱溶融性ないし昇華性の転写インキ層を用
いることができる。これらは通常、高分子からなるバイ
ンダ成分、着色成分を主成分とし必要に応じ、柔軟剤、
可撓剤、融点調節剤、平滑剤、分散剤、導電剤などを添
加成分として構成される。これらを使用して実質的一層
で構成されてもおるいは２層以上で構成されてもよい。

上記主成分について念のため言及すれば、バインダ成分
としては、たとえばパラフィンワックス、カルナウバワ
ックス、エステルワックスなど周知のワックス類や低融
点の各種高分子類が有用であり、着色成分としては、カ
ーボンブラックや各種の有機、無機顔料ないし染料が有
用である。上記成分を配合したものを上記基体フィルム
の片面にボットメルト塗工するか、溶剤を添加した状態
で溶液塗工するなどにより転写インキ層を設けることが
できる。

（発明の効果〕 本発明により、感熱転写記録の安価性、保守性、易操作
性などの長所を生かし、同時に短所というべき記録速度
、解像度を向上させることができる。

高速化のためには、基本的には加熱ヘッドへの電力印加
時間を短縮する必要がおり、そのためには投入電力を大
きくすることおよび厚み方向の熱伝導をよくするために
基体の厚みを薄くすることが望まれる。高解像化のため
には、極部的な電力印加と横方向に対する厚み方向の熱
伝導の向上が必要であり、高速化と同様に薄い基体に局
部的な大電力の投入が必要である。このように高像化や
高解像化は薄い基体に大電力の投入という基体に対して
極めて厳しい特性要求である。単純に考えれば、この要
求のためには基体として強靭な耐熱フィルムを用いれば
よいことになるが、感熱転写用の基体はいわゆる使い捨
てであり、その目的用件から考えて高価なものでは実用
上意味がない。

したがって、基体への要求は、安価、強靭、薄膜、耐熱
および面方向に対する厚み方向の熱伝導の向上というこ
とになる。

本発明は、上記のように基体の裏面に酸化アルミニウム
薄層が付与されているために、感熱ヘッドへの接触部分
は耐熱化され、したがって大電力の投入があってもステ
ィッキングを起こさない。

またそのために基体としては、上記のように従来より一
般に市販されている強靭性を主たる特長とした安価なフ
ィルムが実用でき、しかも薄くても問題ない。ざらに上
記反応性蒸着による酸化アルミニウム薄層は、高速で安
価であり、有害な材料も使用することなく作成できる。

以上のように、本発明は感熱転写の今後の大きな課題を
解決する顕著な効果を有する。

〔測定方法〕

（イ）酸化アルミニウム薄層の組成 ＥＳＣＡスペクトロメータ（島津製作所（株）製、ＥＳ
ＣＡ７５９）を用いて、蒸着膜表面のＡＱ２−ベクトル
を測定し、結合エネルギーに対応するピークの積分強度
より、金属アルミニウムと酸化アルミニウムの組成比を
算出した。

（ロ）酸化アルミニウム薄層の結晶性 Ｘ線回折装置（理学電機（株）製）を用いて、ＣｕＫα
線（Ｎｉフィルタ使用）を蒸着膜表面に入射させ、ゴニ
オメータで試お１とＸ線源を回転させながら、シンチレ
ーションカウンター１ｍ常電機（株）製）で回折強度を
測定した。

（ハ）酸化アルミニウムＨＥの回折率 エリプソメータ（溝尻光学工業（株）、ＤＭＡ−３６Ｌ
）を用いて、ト１ｅ−Ｎｅレーザ光（波長６３２８人）
に対する屈折率を測定した。

（ニ）酸化アルミニウム薄層の厚さ 酸化アルミニウム薄層の厚さは、予め基板フィルムにポ
リエステル粘着テープ（日東電工（株）、ＮＯ３１Ｂ＞
を貼り、蒸着した後、ごの粘着テープをはがし、蒸着部
分と未蒸着部分の段差をつくる。この段差部を高精度段
差測定機（小板研究所（株）製、ＥＴ−１０＞にて測定
した。

（実施例〕 実施例１ 厚さ３．６μの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフ
ィルムを図に示す反応性蒸着装置に装着した。純度９９
．９％のアルミニウムを高周波誘導加熱蒸発器に１　ｋ
ｑ充填した後、真空蒸着容器を１Ｘ１０”４トールに排
気した。冷却ドラムは一２０′Ｃに冷却した。次いで、
まず高周波誘導加熱蒸発器を加熱し、アルミニウムが毎
分５μｍの速度で蒸発するよう投入電力を設定したのち
、ガス流団制御装置によりガス吸出口から酸素ガスを供
給した。酸素ガスの供給口は真空容器の圧力を見ながら
調整した。圧力が３Ｘ１０−４ト一ル以上では透明な酸
化アルミニウムが得られたため、圧力を４Ｘ１０’トー
ルに保って、厚さが３００人の酸化アルミニウム薄層を
反応性蒸着し、透明なフィルムを得た。酸化アルミニウ
ム薄層は非結晶性で屈折率が１．５８であった。次いで カルナウバワックス　　　　３０部 エステルワックス　　　　　３５部 カーボンブラック　　　　　１２部 ポリテトラヒドロフラン　　１０部 シリコーンオイル　　　　　　３部 からなる転写インキ層を加熱ロールによるホットメルト
コーティング法により厚さが６μになるように塗布して
感熱転写材を得た。基体が透明であるため、基体と転写
インキ層の界面の状況が容易に品質検査できた。これを
用いて加熱ヘッド密度が１６本／：　ｍｍ　、パルス幅
が０．７　ｍ−５ｅｅの感熱転写装置で記録テストを行
なったところ、にじみやかすれのない、解像度の非常に
良好な画質が２４時間以上の長期にわたり得れらるとと
もに、この間、ヘッドのスティッキングが全く生じなか
った。

比較例１ 実ｆＭ例１で用いた二軸延伸ポリエチレンプレフタレー
トフィルムにそのまま実施例１で用いた転写インキ層を
塗布して感熱転写材を得た。このものを実施例１と同様
にして記録テストを行なったところ、３０分経過後から
ヘッドのスティッキングが生じ、画像にかすれが生じ、
画質が悪くなるとともに、転写材が走行できなくなった
。

比較例２ 実施例１で用いた二軸延伸ポリエチレンテレフタレート
フィルムにアルミニウムを３００人蒸４したものを基体
とする以外すべて実施例１と同じ方法で感熱転写材を得
るとともに記録テストを行なった。スティッキングは２
４時間経過後もなく長期記録はできたが、初期からにじ
みが発生し、画質は実施例１の場合に比べてやや劣って
いた。

また、基体自体が不透明であるために、転写インキ層と
基体の界面の塗工状態の品質検査が実質的に不能であっ
た。

実施例２ 厚さ３μの二軸延伸ポリエヂレンテレフタレー１〜フィ
ルムに実施例１と同様にして反応性蒸着により透明な酸
化アルミニウム薄層を７００人何与した。酸化アルミニ
ウム薄層は非結晶性で屈折率が１．５９であった。この
ものの酸化アルミニ「クムがイ」与されていない面に実
施例１で用いたものと同じ転写インキ層を４μ塗工して
感熱転写材を得た。このものの基体と転写インキ層の界
面の品質検査も容易でおった。このものを加熱ヘッド密
度が２４本／ｍｍでパルス幅がＱ、５　ｍ−３（ＩＣの
感熱転写装置で記録テストを行なったところ、にじみや
かすれのない極めて良好な画質が、２４時間以上の長期
にわたり得られるとともに、この間、ヘッドのスティッ
キングが全く生じなかった。また機器内の白粉の蓄積も
なかった。

比較例３，４ 実施例２の基体のかわりに、実施例２で用いた３μの二
軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムのみのもの
く比較例３）およびそれにアルミニウムを７００人付与
したもの（比較例４）を基体とし、実施例２と同様にし
て転写インキ層を付与するとともに記録テス１〜を行な
った。比較例３の場合はスティッキングがあっさり生じ
てしまったし、比較例４のものはスティッキングは生じ
なかったが、両温は実施例２にくらべて明らかに見劣り
がしていた。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の非結晶性の酸化アルミニウムを形成するた
めの反応性真空熱＠装置の一例を示す概略図である。 １：真空容器 ２ニブラスチツクフイルム ３：冷却ドラム

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）感熱転写インキ層を付与してなる１〜１０μの二
   軸延伸プラスチックフィルム基体の該転写インキ層が付
   与されていない面に非結晶性の酸化アルミニウム薄層を
   設けたことを特徴とする感熱転写材。
2. （２）酸化アルミニウム薄膜の屈折率が１．５０〜１．
   ６４であることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
   記載の感熱転写材。
3. （３）酸化アルミニウム薄層の厚さが３０〜５０００Å
   であることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載
   の感熱転写材。
4. （４）酸化アルミニウム薄層が反応性蒸着法により形成
   されてなることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
   記載の感熱転写材。