JP5573071B2 - 熱転写シート - Google Patents

Description

本発明は、被熱転写体上に文字または画像を形成するための熱転写性インク層を有する熱転写シートに関する。

一般に、熱転写シートは、サーマルリボンと呼ばれ、熱転写方式のプリンタに使用されるインクリボンのことであり、基材の一方の面に熱転写層、その基材の他方の面にバックコート層（耐熱滑性層）を設けたものである。ここで熱転写層は、インクの層であって、プリンタのサーマルヘッドに発生する熱によって、そのインクを昇華（昇華転写方式）あるいは溶融（溶融転写方式）させ、被転写体側に転写するものである。

現在、熱転写方式は、プリンタの高機能化と併せて各種画像を簡便にフルカラー形成できるため、デジタルカメラのセルフプリント、身分証明書などのカード類、アミューズメント用出力物等、広く利用されている。そういった用途の多様化と共に、小型化、低コスト化、高速化等を求める声が大きくなっている。

低コスト化の一例として、熱転写シートの非印画部領域を極力少なくすることが提案されている。しかしながら、この場合、熱転写シートの熱シワや耳切れによって、却って高速化への障害となってしまう。この皺は熱転写時の熱転写シートの塑性変形に起因しており、皺発生時には熱転写シートの印画流れ方向（ＭＤ方向）への伸長と幅方向（ＴＤ方向）への収縮も同時に発生することになる。その結果、熱転写シートが占めるスペースが小型化されたプリンタにおいては、使用後の巻き径が増大し、有効画面すべてを印画できなくなる問題が生じている。
この課題を解決するために、幾つかの方法が提案されている。その例としては、耐熱滑性層の耐熱性の向上（特許文献１）、スティッキング防止層を設ける方法（特許文献２）、また基材シート自体の引張り弾性率を増加させる方法（特許文献３、４）が提案されている。

特開平１−３１６８６号公報 特開平３−５３９９０号公報 特開２００８−１００３８６号公報 特開２００８−１４９４８０号公報

しかしながら、複数の熱転写性インク層を長手方向に面順次に有し、且つ非印画部領域が少ない熱転写シートにおいては、使用後の巻き径の増大が酷く、従来技術のような基材シートや耐熱滑性層の改良だけでなく、熱転写性インク層自体に対する施策が必要不可欠である。
したがって、本発明が課題とするところは、複数の熱転写性インク層を長手方向に面順次に有し、且つ非印画部領域が少ない熱転写シートにおいても、熱シワの発生がなく、また、熱転写シートが占めるスペースが小型化されたプリンタにおいても有効画面すべての印画が可能な熱転写シートを提供することにある。

上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、基材シートと、前記基材シートの一方の面の長手方向に面順次に設けられた複数の熱転写性インク層と、前記熱転写性インク層の長手方向の後方に剥離層と接着層をこの順に積層し、前記基材シートの前記熱転写性インク層と反対側の面に設けられた耐熱滑性層とを含む熱転写シートであって、印画による前記熱転写性インク層の長手方向への印画部の伸び率をＸ％、非印画部の伸び率をＹ%としたとき、各熱転写性インク層のＸＹが１．５％以下であり、使用後の巻き径の増大率が５．２５％以下であることを特徴とする熱転写シートである。

本発明の熱転写シートを用いることで、複数の熱転写性インク層を順次有し、且つ非印画部領域が少ない熱転写シートにおいても、熱シワの発生がなく、また、熱転写シートが占めるスペースが小型化されたプリンタであっても、使用後の巻き径の増大を極力抑えることで有効画面すべての印画が可能となる。

本発明の熱転写記録媒体の一実施形態の説明図

以下に本発明の熱転写シートを図面に基づき詳細に説明する。

熱転写シート１は、図１に示すように、基材シート２の一方の面にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の３色からなる熱転写性インク層３、剥離層４と接着層５からなる熱転写性保護層を長手方向へ重ならないように面順次に、基材２の他方の面に耐熱滑性層６を設けた構造を有するものである。
ここで、本発明では、印画による前記熱転写性インク層の長手方向への印画部の伸び率をＸ％、非印画部の伸び率をＹ%としたとき、各熱転写性インク層のＸ−Ｙが１．５％以下であることを特徴とする。
伸び率が１．５％を超えると、使用後の巻き径の増大を招くことになる。

まず、基材シートとしては、熱転写における熱圧で軟化変形しない耐熱性と強度が要求されるので、例えば、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、ポリプロピレン、セロファン、アセテート、ポリカーボネート、ポリサルフォン、ポリイミド、ポリビニルアルコール、芳香族ポリアミド、アラミド、ポリスチレン等の合成樹脂のフィルム、およびコンデンサー紙、パラフィン紙などの紙類等を単独で又は組み合わされた複合体として使用可能であるが、中でも、物性面、加工性、コスト面などを考慮するとポリエチレンテレフタレートフィルムが好ましい。また、その厚さは、操作性、加工性を考慮し、２〜５０μｍの範囲のものが使用可能であるが、転写適性や加工性等のハンドリング性を考慮すると、２〜１２μｍ程度のものが好ましい。

次に、熱転写シートにおける熱転写性インク層には、熱昇華性染料とバインダとからなる昇華熱転写層と、染料および／または顔料とバインダとからなる溶融熱転写層がある。

昇華熱転写層形成用インクは、例えば、熱昇華性染料、バインダ、溶剤などを配合して調製し、この転写層のインク塗布量は、１μｍ程度（乾燥厚）が適当である。

また、溶融熱転写層形成用インクは、例えば、染料および／または顔料、バインダ、溶剤、滑剤などを配合して調製し、この場合の塗布量は、０．５〜１μｍ程度（乾燥厚）が適当である。

昇華熱転写層形成用インクに用いられる熱昇華性染料としては、昇華性分散染料が好ましく、一例を挙げると、イエロー成分としては、ソルベントイエロー５６，１６，３０，９３，３３、ディスパースイエロー２０１，２３１，３３等が挙げられる。マゼンタ成分としては、Ｃ．Ｉ．ディスパースレッド６０、Ｃ．Ｉ．ディスパースバイオレット２６、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド２７、あるいはＣ．Ｉ．ソルベントレッド１９等が挙げられる。シアン成分としては、Ｃ．Ｉ．ディスパースブルー３５４、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー６３、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー３６、あるいはＣ．Ｉ．ディスパースブルー２４等が挙げられる。墨の染料としては、上記の各染料を組み合わせて調色するのが一般的である。

昇華熱転写層形成用インクに用いられるバインダとしては、特に限定されるものではないが、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、エチルヒドロキシセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、酢酸セルロース等のセルロース系樹脂やポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド等のビニル系樹脂やポリエステル樹脂、スチレン−アクリロニトリル共重合樹脂、フェノキシ樹脂等である。中でも、イソシアネート等により架橋可能な水酸基を含有するポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール樹脂が好適である。

ここで、昇華熱転写層形成用インク層中の染料とバインダとの割合は、染料／バインダ＝１０／１００から３００／１００が好ましい。これは、染料／バインダの割合が、１０／１００を下回ると、染料が少な過ぎて発色感度が不十分となり良好な熱転写画像が得られず、また、この割合が３００／１００を越えると、バインダに対する染料の溶解性が極端に低下するために、熱転写シートとなった際にインク層の保存安定性が悪くなって染料が析出し易くなってしまうためである。

また、昇華熱転写層形成用インクに用いられる滑剤としては、フッ素系、シリコーン系、リン酸エステル系、といった各種オイルや界面活性剤が挙げられる。滑剤は一般的に印画時の熱転写性インク層と受容層との間の貼り付きを防止するために含有されるが、過剰に添加し、離型性が良くなりすぎると、熱転写シートの塑性変形が大きくなり、熱シワの発生や熱転写シートの伸びの発生につながる。そのため本発明では、前記滑剤は熱転写性インク層の樹脂固形分に対して、０．５０〜２．０部の重量比が好ましい。

溶融熱転写層形成用インクに用いられる染料としては、ジアリールメタン系、トリアリールメタン系、チアゾール系、メチン系、アゾメタン系、キサンテン系、アキサジン系、チアジン系、アジン系、アクリジン系、アゾ系、スピロジピラン系、イソドリノスピロピラン系、フルオラン系、ローダミンダクタム系、アントラキノン系等の一般に使用されている感熱転写性染料を広く使用することができる。また、顔料としては、公知の有機顔料、無機顔料を使用することができ、一例を挙げると、カーボンブラック、アゾ系、フタロシアニン系、キナクリドン系、チオインジゴ系、アンスラキノン系、イソインドリノン系等の顔料が挙げられる。

溶融熱転写層形成用インクに用いられるバインダとしては、熱溶融性以外特に限定されるものではないが、一例を挙げると、ポリスチレン、ポリα−メチルスチレン等のスチレン系樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル等のアクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール等のビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、石油樹脂、アイオノマー、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体等の合成樹脂、ニトロセルロース、エチルセルロース、セルロースアセテートプロピオネート等のセルロース誘導体、ロジン、ロジン変性マレイン酸樹脂、エステルガム、ポリイソブチレンゴム、ブチルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエン−アクリロニトリルゴム、ポリ塩素化オレフィン等の天然樹脂や合成ゴムの誘導体、カルナバワックス、パラフィンワックス等のワックス類である。中でも、ポリエステル、エポキシ樹脂が好適である。

ここで、溶融熱転写層形成用インク層中の染料および／または顔料（以下、色剤成分と記載することもある）とバインダとの割合は、色剤成分／バインダ＝５／１００から２００／１００が好ましい。これは、色剤／バインダの割合が、５／１００を下回ると、色剤が少な過ぎて良好な熱転写画像が得られず、また、この割合が２００／１００を越えると、溶融熱転写層の凝集力が極端に低下するために熱転写シートとなった際にインク層の保存安定性が悪くなってしまうためである。

次に、熱転写シートにおける熱転写性保護層としては、熱転写性インク層により被転写体上に形成された画像への紫外線等からの耐久性が要求されると同時に、熱転写法というプロセスにより被転写体上に形成される必要があるため、一般的には、保護層表面の滑り性を調整することに加え、紫外線吸収等の保護層としての本来的な性能と同時に被転写体への接着性を兼ね備える接着層、その下層に基材から熱転写時に容易に剥離するための剥離層といった複数の層の積層体から形成されることが一般的である。

熱転写性保護層を形成する接着層形成用インクは、例えば、滑り性や紫外線吸収剤等の機能性添加剤、バインダ、溶剤などを配合して調製し、この接着層のインク塗布量は、０．５〜５μｍ程度（乾燥厚）が適当である。

接着層形成用インクに用いる機能性添加剤の一例を挙げると、炭酸カルシウム、カオリン、タルク、シリコーンパウダー、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、サチンホワイト、炭酸亜鉛、炭酸マグネシウム、珪酸アルミニウム、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、シリカ、コロイダルシリカ、コロイダルアルミナ、擬ベーマイト、水酸化アルミニウム、アルミナ、リトポン、ゼオライト、加水ハロサイト、水酸化マグネシウム等の無機フィラー、アクリル系プラスチックピグメント、スチレン系プラスチックピグメント、マイクロカプセル、尿素樹脂、メラミン樹脂等の有機フィラーに代表される粒子類を挙げることができ、中でも、シリコーンパウダーのような形状が真球状のものが保護層表面の滑り性を均一調整できる点で好適である。さらに、ベンゾフェノン、ベンゾトリアゾール、ベンゾエート、トリアジン系に代表される紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系に代表される光安定剤、ヒンダードフェノール系に代表される酸化防止剤、蛍光増白剤、帯電防止剤等を挙げることができる。

また、バインダとしては、熱溶融性以外特に限定されるものではないが、一例を挙げると、ポリスチレン、ポリα−メチルスチレン等のスチレン系樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル等のアクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール等のビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、石油樹脂、アイオノマー、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体等の合成樹脂、ニトロセルロース、エチルセルロース、セルロースアセテートプロピオネート等のセルロース誘導体、ロジン、ロジン変性マレイン酸樹脂、エステルガム、ポリイソブチレンゴム、ブチルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエン−アクリロニトリルゴム、ポリ塩素化オレフィン等の天然樹脂や合成ゴムの誘導体、カルナバワックス、パラフィンワックス等のワックス類である。中でも、アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂が好適である。

保護層を形成する剥離層形成用インクは、例えば、離型性や滑り性を付与する機能性添加剤、バインダ、溶剤などを配合して調製し、この剥離層のインク塗布量は、０．３〜３μｍ程度（乾燥厚）が適当である。

剥離層形成用インクに用いる機能性添加剤の一例を挙げると、シリコーンオイル、リン酸エステル系に代表される離型剤、ワックス、樹脂フィラーに代表される滑り剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、蛍光増白剤、帯電防止剤等を挙げることができる。また、バインダとしては、熱溶融性以外特に限定されるものではないが、一例を挙げると、ポリスチレン、ポリα−メチルスチレン等のスチレン系樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル等のアクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール等のビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、石油樹脂、アイオノマー、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体等の合成樹脂、ニトロセルロース、エチルセルロース、セルロースアセテートプロピオネート等のセルロース誘導体、ロジン、ロジン変性マレイン酸樹脂、エステルガム、ポリイソブチレンゴム、ブチルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエン−アクリロニトリルゴム、ポリ塩素化オレフィン等の天然樹脂や合成ゴムの誘導体、カルナバワックス、パラフィンワックス等のワックス類である。中でも、アクリル系樹脂、セルロース誘導体が好適である。

次に、熱転写シートにおける耐熱滑性層としては、サーマルヘッドからの熱に対して、熱転写シートとサーマルヘッドとの融着防止、あるいは熱転写シート自体の保護といった性能が要求される。

耐熱滑性層形成用インクは、例えば、離型性、滑り性、表面性を調整する機能性添加剤、バインダ、硬化剤、溶剤などを配合して調製し、この耐熱滑性層のインク塗布量は、０．１〜２μｍ程度（乾燥厚）が適当である。

耐熱滑性層の一例を挙げると、バインダとしては、アクリル、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアセタール、ポリアミド、ポリイミド等の合成樹脂を挙げることができ、機能性添加剤としては、ステアリン酸亜鉛等のステアリン酸塩類、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル等のリン酸エステル類、アミノ変性シリコーンオイル等のシリコーンオイル類、シリカ、タルク等の粒子類を挙げることができ、硬化剤としては、２，６−トリレンジイソシアネート等のイソシアネート類を挙げることができる。

なお、熱転写シートは、グラビアコート法、スロットコート法といった公知の塗り分け可能な方法により、各基材シートへ各層形成用インクを塗布、形成することで容易に得ることができる。

以下に、本発明の具体的実施例について説明する。

まず、以下に、本発明の各実施例および各比較例に用いた材料を示す。なお、文中で「部」とあるのは、質量基準である。
＜基材シート＞
ポリエステルフィルム：厚さ４．５μｍ
＜熱転写形成用イエローインク＞
Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー９３ ２．５部
Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１６ １．５部
ポリビニルブチラール樹脂 ４．７部
シリコーン系界面活性剤 ０．１部
２，６−トリレンジイソシアネート ０．２部
トルエン ４５．０部
メチルエチルケトン ４６．０部
＜熱転写形成用マゼンタインク＞
Ｃ．Ｉ．ディスパースレッド６０ ２．２部
Ｃ．Ｉ．ディスパースバイオレット２６ ２．２部
ポリビニルブチラール樹脂 ４．３部
シリコーン系界面活性剤 ０．１部
２，６−トリレンジイソシアネート ０．２部
トルエン ４５．０部
メチルエチルケトン ４６．０部
＜熱転写形成用シアンインク＞
Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー６３ ３．０部
Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー３６ １．５部
ポリビニルブチラール樹脂 ４．２部
シリコーン系界面活性剤 ０．１部
２，６−トリレンジイソシアネート ０．２部
トルエン ４５．０部
メチルエチルケトン ４６．０部
＜剥離層形成用インク＞
アクリル樹脂 １８．０部
ポリエステル樹脂 １．０部
ポリエチレンパウダー １．０部
トルエン ４０．０部
メチルエチルケトン ４０．０部
＜接着層形成用インク＞
アクリル樹脂 １０．０部
ポリエステル樹脂 ３．５部
エポキシ樹脂 ３．５部
ベンゾフェノン系紫外線吸収剤 ７．５部
シリコーンパウダー ０．５部
トルエン ３５．０部
メチルエチルケトン ４０．０部
＜耐熱滑性層形成用インク＞
アクリルポリオール樹脂 １５．０部
ステアリン酸亜鉛 １．５部
ポリオキシアルキレンアルキルエーテル １．５部
タルク １．０部
２，６−トリレンジイソシアネート ５．０部
トルエン ５０．０部
メチルエチルケトン ２０．０部
酢酸エチル ６．０部
＜被転写基材＞
発泡ポリエステルフィルム：厚さ１８８μｍ
＜熱転写用受像層形成用インク＞
塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合体 １９．５部
アミノ変性シリコーンオイル ０．５部
トルエン ４０．０部
メチルエチルケトン ４０．０部

＜熱転写シートの耐熱滑性層付き基材シートの作製＞
グラビアコート法により、基材シートの一方の面に、耐熱滑性層形成用インクを用いて、耐熱滑性層を乾燥厚０．９μｍで形成し、その後４０℃で５日間エージングすることで、耐熱滑性層付きを作製した。

＜被転写体の作製＞
グラビアコート法により、被転写基材の一方の面に、熱熱転写用受像層形成用インクを用いて、熱転写用受像層を乾燥厚５．０μｍで形成することで、熱転写用の被転写体を作製した。

＜実施例１＞
グラビアコート法により、基材シートの耐熱滑性層非形成面に、イエロー、マゼンタ、シアンの前記熱転写形成用カラーインクを長手方向に面順次に重ならないように形成し、各カラーの乾燥厚が０．７μｍの熱転写性インク層を形成した。さらに、前記熱転写性インク層の後方には、剥離層形成用インクを用いて、剥離層を乾燥厚０．５μｍで形成したのち、剥離層上に接着層形成用インクを用いて、接着層を乾燥厚１．５μｍで形成して、総厚２．０μｍの熱転写性保護層を形成した。

＜実施例２＞
各熱転写形成用カラーインク中のシリコーン系界面活性剤の重量を０．１部から０．０６部に変更したほかは、実施例１と同様にして本発明の熱転写シートを得た。

＜実施例３＞
熱転写形成用シアンインク中のシリコーン系界面活性剤の重量を０．０６部から０．０７０部に変更したほかは、実施例２と同様にして本発明の熱転写シートを得た。

＜実施例４＞
熱転写形成用イエローインク及びマゼンタインク中のシリコーン系界面活性剤の重量を０．０６部から０．０５０部に変更したほかは、実施例３と同様にして本発明の熱転写シートを得た。

＜比較例１＞
各熱転写形成用カラーインク中のシリコーン系界面活性剤の重量を０．１部から０．０４部に変更したほかは、実施例１と同様にして本発明の熱転写シートを得た。

＜比較例２＞
各熱転写形成用カラーインク中のシリコーン系界面活性剤の重量を０．１部から０．２５部に変更したほかは、実施例１と同様にして本発明の熱転写シートを得た。

＜印画＞
実施例１〜３、比較例１、２の熱転写シートに関して、両端の非印画部が２ｍｍとなるようにスリット加工済みの熱転写シートと被転写体の組み合わせを用いて、プリンタにてフルエネルギーで各熱転写性インク層を転写させ、ベタ画像の形成を連続的に行い、一巻すべてを印画した。

実施例１〜３、比較例１、２の熱転写シートの得られた画像及び熱転写シートに関して以下の評価を行った。結果を表１に示す。

＜熱シワ＞
実施例１〜３、比較例１、２の熱転写シートに関して、前記ベタ画像中に熱シワ起因の印画不良が発生していない場合を○、発生している場合を×で評価した。

＜貼り付き＞
実施例１〜３、比較例１、２の熱転写シートに関して、ベタ画像中に熱転写シートと被転写体の貼り付きによるバンディング跡が無い場合を○、貼り付きによるバンディング跡が見られる場合を△、張り付きにより熱転写シートが破断する場合を×で評価した。

＜使用後の巻き径増大率の測定＞
実施例１〜３、比較例１、２の熱転写シートに関して、使用前後の巻き径を計測・比較し、使用後の巻き径の増大率が５．２５％以下である場合は○、それを超える場合は×で評価した。

＜伸び率の測定＞
実施例１〜３、比較例１、２の熱転写シートに関して、使用前後の各熱転写性インク層の長手方向の長さを計測・比較し、使用後の伸び率を算出した。計測は熱転写シート中央部と非印画部の２箇所について行った。

本発明により、複数の熱転写性インク層を長手方向に順次有し、且つ非印画部領域が少ない熱転写シートにおいても、熱シワの発生がなく、また、熱転写シートが占めるスペースが小型化されたプリンタにおいても有効画面すべての印画が可能となった。

１・・・熱転写シート
２・・・基材シート
３・・・熱転写性インク層
４・・・熱転写性保護層（剥離層）
５・・・熱転写性保護層（接着層）

Claims (1)

1. 基材シートと、前記基材シートの一方の面の長手方向に面順次に設けられた複数の熱転写性インク層と、前記熱転写性インク層の長手方向の後方に剥離層と接着層をこの順に積層し、前記基材シートの前記熱転写性インク層と反対側の面に設けられた耐熱滑性層とを含む熱転写シートであって、印画による前記熱転写性インク層の長手方向への印画部の伸び率をＸ％、非印画部の伸び率をＹ%としたとき、各熱転写性インク層のＸＹが１．５％以下であり、使用後の巻き径の増大率が５．２５％以下であることを特徴とする熱転写シート。
   

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