JPH0678034B2

JPH0678034B2 - 感熱転写材

Info

Publication number: JPH0678034B2
Application number: JP58133589A
Authority: JP
Inventors: 直樹串田; 智子楠本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1983-07-23
Filing date: 1983-07-23
Publication date: 1994-10-05
Anticipated expiration: 2009-10-05
Also published as: JPS6025792A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、表面平滑性の悪い記録媒体に対しても良好な
印字品質を与える感熱転写記録方法ならびにこれに用い
る感熱転写材に関する。

近年、情報産業の急速な発展に伴ない、種々の情報処理
システムが開発され、また、それぞれの情報処理システ
ムに適した記録方法および装置も開発、採用されてい
る。このような記録方法の一つとして、感熱記録方法
は、使用する装置が軽量かつコンパクトで騒音がなく、
操作性、保守性にも優れており、最近広く使用されてい
る。

しかし感熱記録方法に用いられる記録紙のうち、通常の
感熱記録紙は、発色剤と顕色剤とを含有する発色型の加
工紙であるため高価であり、また記録の改ざんが可能
で、記録紙が熱や有機溶剤により容易に発色したり、比
較的短時間に記録像が退色するなど記録の保存性が悪い
欠点を有する。

上記した感熱記録方法の長所を維持し、感熱記録紙の使
用に伴なう欠点を補うものとして、最近特に注目されて
いるのが感熱転写記録方法である。

この感熱転写記録方法は、一般に、シート状の支持体上
に、熱溶融性バインダー中に着色剤を分散させてなる熱
転写性インクを溶融塗布してなる感熱転写材を用い、こ
の感熱転写材をその熱転写性インク層が記録媒体に接す
るように記録媒体に重畳し、感熱転写材の支持体側から
熱ヘツドにより熱を供給して溶融したインク層を記録媒
体に転写することにより、記録媒体上に熱供給形状に応
じた転写インク像を形成するものである。この方法によ
れば、感熱記録方法の上記した利点を維持し且つ普通紙
を記録媒体として使用可能であり、上記した感熱記録紙
の使用に伴なう欠点も除くことができる。

しかしながら、従来の感熱転写記録方法にも欠点が無い
訳ではない。それは、従来の感熱転写記録方法は転写記
録性能、すなわち印字品質が表面平滑度により大きく影
響され、平滑性の高い記録媒体には良好な印字が行なわ
れるが、平滑性の低い記録媒体の場合には著しく印字品
質が低下することである。しかし、最も典型的な記録媒
体である紙を使用する場合にも、平滑性の高い紙はむし
ろ特殊であり、通常の紙は繊維の絡み合いにより種々な
程度の凹凸を有する。したがって表面凹凸の大きい紙の
場合には印字時に熱溶融したインクが紙の繊維の中にま
で浸透できず表面の凸部あるいはその近傍にのみ付着す
るため、印字された像のエッジ部がシャープでなかった
り、像の一部が欠けたりして、印字品質を低下させるこ
とになる。また、印字品質の向上のためには、融点の低
い熱溶融性バインダーを使用することも考えられるが、
この場合には、熱転写性インク層が比較的低温において
も粘着性をおび、保存性の低下ならびに記録媒体の非印
字部での汚損等の不都合を生ずる。

また、このような保存性の低下を招かないで印字の欠け
等の不都合を除くために、熱供給量を大としあるいは加
熱時間を長くすれば印字の欠けは除けるとしても、記録
感度の低下あるいは熱転写速度の低下を招き、更には逆
に印字太りにより記録像の鮮明性が低下する。

本発明の主要な目的は、上述した従来の感熱転写記録方
法の欠点を除き、諸々の熱転写性能を維持しつつ、表面
平滑性が良好な記録媒体に対しては勿論のこと、表面平
滑性の良くない記録媒体に対しても良質な印字を与える
ことができる感熱転写材ならびにこれを用いる感熱転写
記録方法を提供することにある。

本発明者の研究によれば、上記目的の達成のためには、
熱転写性インク層を構成する熱溶融性バインダー中に、
着色材および常温で液体または半固体の油剤を内蔵する
マイクロカプセルと、発泡剤とが分散された感熱転写材
を用いることが、極めて有効であることが見出された。
すなわち、このようにして形成された感熱転写材を、そ
の熱転写性インク層を介して記録媒体と積層し、記録媒
体の背面よりプラテンで加圧しつつ熱転写性インク層を
パターン状に加熱すると、熱溶融性バインダーが溶融な
いし軟化して熱転写性インク層が記録媒体に対して転写
性を有するとともに、発泡剤より生じたガス圧によって
転写インクが記録媒体の表面凹部にまで付着する。更に
その後、転写インクは、マイクロカプセルの破壊により
放出された油剤によって記録媒体の構造内部まで浸透す
る。このような作用の総合結果として表面平滑性の悪い
記録媒体に対しても印字像の欠け等を防止し、印字品質
の向上が可能になる。

本発明の感熱転写材は、このような知見に基づくもので
あり、より詳しくは、支持体上に熱転写性インク層を形
成してなり、該熱転写性インク層が、着色剤および常温
で液体または半固体の油剤を内蔵するマイクロカプセル
と、発泡剤とを熱溶融性バインダー中に分散させてなる
ことを特徴とするものである。

以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明を更に詳
細に説明する。以下の記載において量比を表わす「％」
および「部」は、特に断わらない限り重量基準とする。

第１図は、本発明の最も基本的な感熱転写材の一例の厚
さ方向模式断面図である。すなわち感熱転写材１は、通
常はシート（フィルムを包含する趣旨で用いる）状の支
持体２上に熱転写性インク層３を形成してなる。

支持体２としては、従来より公知のフィルムや紙をその
まま使用することができ、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
イミド等の比較的耐熱性の良いプラスチックのフィル
ム、セロハンあるいは硫酸紙などが好適に使用できる。
支持体の厚さは、熱転写に際しての熱源として熱ヘッド
を考慮する場合には２〜15ミクロン程度であることが望
ましいが、たとえばレーザー光等の熱転写性インク層を
選択的に加熱できる熱源を使用する場合には特に制限は
ない。また熱ヘッドを使用する場合に、熱ヘッドと接触
する支持体の表面に、シリコーン樹脂、ふっ素樹脂、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性保護層を設
けることにより支持体の耐熱性を向上することができ、
あるいは従来用いることのできなかった支持体材料を用
いることもできる。

熱転写性インク層3aは、熱溶融性バインダー４中に、着
色剤および油剤を内蔵するマイクロカプセル5aと発泡剤
６を分散させてなる。

熱溶融性バインダー４としては、カルナウバワックス、
パラフィンワックス、サゾールワックス、マイクロクリ
スタリンワックス、カスターワックス等のワックス類；
ステアリン酸、パルミチン酸、ラウリン酸、ステアリン
酸アルミニウム、ステアリン酸鉛、ステアリン酸バリウ
ム、ステアリン酸亜鉛、パルミチン酸亜鉛、メチルヒド
ロキシステアレート、グリセロールモノヒドロキシステ
アレート等の高級脂肪酸あるいはその金属塩、エステル
等の誘導体；ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソ
ブチレン、ポリエチレンワックス、酸化ポリエチレン、
ポリ四ふっ化エチレン、エチレン−アクリル酸共重合
体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−
酢酸ビニル共重合体等のオレフィンの単独または共重合
体あるいはこれらの誘導体等からなる熱加塑性樹脂、な
どが用いられる。これら熱溶融性バインダーは、単独で
または二種以上混合して用いられる。

着色剤としては、カーボンブラック、ニグロシン染料、
ランプ黒、スーダンブラックSM、アルカリブルー、ファ
ーストエローＧ、ベンジジン・エロー、ピグメント・エ
ロー、インドファースト・オレンジ、イルガジン・レッ
ド、パラニトロアニリン・レッド、トルイジン・レッ
ド、カーミンFB、パーマネント・ボルドーFRR、ピグメ
ント・オレンジＲ、リソール・レッド2G、レーキ・レッ
ドＣ、ローダミンFB、ローダミンＢレーキ、メチル・バ
イオレットＢレーキ、フタロシアニンブルー、ピグメン
トブルー、ブリリヤント・グリーンＢ、フタロシアニン
グリーン、オイルイエローGG、ザポン・ファーストエロ
ーCGG、カヤセットY963、カヤセットYG、スミプラスト
・エローGG、ザポンファーストオレンジRR、オイル・ス
カーレット、スミプラストオレンジＧ、オラゾール・ブ
ラウンＢ、ザポンファーストスカーレットCG、アイゼン
スピロン・レッド、BEH、オイルピンクOP、ビクトリア
ブルーF4R、ファーストゲンブルー5007、スーダンブル
ー、オイルピーコックブルーなど、印刷、記録の分野で
用いられている各種の染、顔料を全て使用することがで
きる。

また油剤としては、常温で液状であるか、軟化点あるい
は融点が60℃以下である半固体が用いられる。この様な
油剤の具体例としては、たとえば綿実油、菜種油、椿
油、ヒマシ油、落花生油、ラノリン、牛脂、ラード、鯨
油等の動植物油脂、モーターオイル、スピンドル油、ダ
イナモ等の鉱油、ワセリン、グリセリン、ポリエチレン
グリコール、ジオクチルフタレート、モノオレイン、ソ
ルビタントリオレエート等が挙げられるほか、上記条件
を満たす範囲内でワックス類、高級脂肪酸あるいはその
金属塩、エステル等の誘導体、熱可塑性樹脂等も使用可
能である。

発泡剤としては、熱分解性発泡剤または易揮発性有機液
体が用いられる。熱分解性発泡剤としては、一般に熱分
解性発泡剤として知られる加熱により化学的に分解して
ガスを発生する物質のなかから以下の条件を満足するも
のが好ましく用いられる。すなわち、（１）油剤中ある
いは熱溶融性バインダー中（後述する熱溶融性バインダ
ー中に直接分散させる場合）に安定に分散あるいは溶解
することができること（したがって、本明細書において
いう熱分解性発泡剤の『分散』状態は、溶解している状
態も含むものである）、（２）室温では安定で200℃以
下で分散すること、（３）分解ガスに腐食性あるいは毒
性がないこと、（４）分解ガスに不快臭や汚染性がない
こと、（５）それ自体あるいはその分解残渣が油剤ある
いは熱溶融性バインダーと反応して変色や変質を起さな
いことなどである。これらの条件を具備する発泡剤の例
としては、以下のものが挙げられる。すなわち、無機系
発泡剤では、重炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウムな
どの重炭酸塩；炭酸アンモニウム、炭酸マグネシウムな
どの炭酸塩；亜硝酸ナトリウムと塩化アンモニウムとの
等モル混合物、CaN_６やBaN_６などのアジド化合物、酸
第１鉄、過硫酸アンモニウム、ナトリウムボロンハイド
ライドなど。有機系発泡剤では、アゾジカルボンアミド
（ADCA）、アゾビスイソブチロニトリル（AIBN）、ジア
ゾアミノベンゼン（DAB）などのアゾ系発泡剤;N,N′−
ジニトロソペンタエチレンテトラミン（DPTまたはDNT
D）、N,N′−ジメチル−N,N′−ジニトロテレフタルア
ミド（DMDNTA）、などのニトロソ系発泡剤;p−トルエン
スルホニルヒドラジド（TSH）、ベンゼンスルホニルヒ
ドラジド（BSH）、p,p′−オキシビスベンゼンスルホニ
ルヒドラジドなどのスルホニルヒドラジド系発泡剤な
ど。

これらの無機系発泡剤あるいは有機系発泡剤は、それぞ
れ単独でまたはそれぞれの系の内の二種以上もしくは両
者の系の二種以上を混合して使用することができる。ま
た必要に応じて発泡剤の分解温度を調節するために発泡
助剤を配合することもできる。

発泡助剤は、発泡剤と組合わせて使用する発泡剤の分解
温度を低下させる作用を有する化合物であればよく、発
泡剤との組合わせにより、例えば以下に列記するものが
使用される。すなわち酸、乳酸、くえん酸、こはく
酸、りんご酸、安息香酸、サリチル酸、フマル酸、マロ
ン酸、アジピン酸、没食子酸、トルエンスルホン酸、燐
酸、炭酸グアニジン、エタノールアミン、炭酸カリウ
ム、ほう砂、ほう酸、けい酸、酸化カドミウム、酸化亜
鉛、酢酸亜鉛、塩化亜鉛、硝酸亜鉛、ラウリン酸亜鉛、
亜鉛末、酢酸水銀、酸化水銀、ステアリン酸バリウム、
ステアリン酸カルシウム、酸化マグネシウム、炭酸カル
シウム、炭酸鉛、酢酸鉛、酸化鉛、硫酸鉛、二塩基性亜
燐酸塩、酸化第一すず、デキシークレイ、ジメチルホル
ムアミド、ステアリン酸アルミニウム、酸化チタン、三
ふっ化ほう素、尿素などがある。発泡助剤として、有機
弱酸などを用いる場合のように熱分解時に少量のホルム
アルデヒドを発生する可能性がある場合には、ホルムア
ルデヒドを固定する作用がある化合物、たとえば尿素を
併用することが好ましい。

易揮発性有機液体としては、一般に樹脂加工等の分野に
おいて蒸発型発泡剤あるいは易揮発性発泡剤として使用
される化合物が、本発明でもそのまま使用できる。易揮
発性有機液体は、一般には常温、常圧付近で液状であ
り、130℃以下、特に100℃以下の沸点をもつ化合物が好
適に使用される。代表的な易揮発性有機液体の例を以下
に示す。

（イ）脂肪族炭化水素系たとえばｎ−プロパン、ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、
ネオペンタン、イソヘキサン、ｎ−ヘプタン、イソヘプ
タンなどの炭素数４〜７の炭化水素。これらは毒性が低
く安価である。

（ロ）塩素化脂肪族炭化水素系たとえば塩化メチル、二塩化メチレン、トルクロロエチ
レン、ジクロルエタン（sym）など。

（ハ）ふっ素化脂肪族炭化水素系たとえばフレオン11（CCl₃F）、フレオン−12（CCl
₂F₂）、フレオン−21（CHCl₂F）、フレオン−22（CHClF
₂）、フレオン−113（CCl₂F−CClF₂）、フレオン−114
（CClF₂−CClF₂）などのメタンあるいはエタンの塩素−
ふっ素誘導体などが多く使用される。

（ニ）芳香族炭化水素系ベンゼン、トルエンなど。

本発明における好ましい発泡剤の態様としての易揮発性
有機液体は、樹脂微粒体に含浸あるいはマイクロカプセ
ル化して、これを内包する微粒体として用いられる。樹
脂含浸法による場合、たとえば適当なモノマーを懸濁重
合する過程で易揮発性有機液体を添加する方法（特公昭
33−3190号公報）あるいは懸濁重合で得られたビーズを
溶媒などで膨潤させ易揮発性有機液体を添加する方法
（特公昭36−10628号公報）が採用される。必要に応じ
て、樹脂を微細化してから易揮発性有機液体を含浸する
方法が採られる。またマイクロカプセル化法による場合
にも、コンプレックスコアセルベーション法、界面重合
法、相分離法などの公知の方法が採用できる。易揮発性
有機液体を内包するマイクロカプセルは市販もされてお
り、たとえば松本油脂製薬（株）製マツモトマイクロス
フェアF30、F50、F60あるいは日本フィライト（株）製
エクスパンセル（塩化ビニリデン／アクリロニトリル共
重合体を壁材として発泡剤イソブタンを内包）などがあ
げられる。

上記したものを含めて易揮発性有機液体を内包する微粒
状充填材としては、粒径が0.1〜30ミクロン，特に0.1〜
10ミクロンのものが用いられ、なかでも粒径の小なるも
のが好ましく使用される。

上記した着色剤および油剤からマイクロカプセルを得る
には、上記二成分の混合物を得た後、これを壁材樹脂の
溶液に分散し、分散液をスプレー乾燥する方法あるいは
相分離法、コンプレックスコアセルベーション法、界面
重合法などのマイクロカプセル化の常法が適宣採用され
る。また壁材樹脂としても、これらマイクロカプセル化
法に適した公知の熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂が
適宜採用される。

マイクロカプセルとしては、径0.1〜30μ、特に0.1〜10
μのものが好ましく使用できる。被覆樹脂の厚さは0.1
〜0.5μの範囲とすることが好ましい。マイクロカプセ
ル5a中で着色剤10部に対して、油剤２〜200部、特に５
〜100部を用い、このマイクロカプセル10部に対して発
泡剤を30部以下、特に20部以下、熱溶融性バインダーを
２〜100部、特に５〜50部の割合で配合することが好ま
しい。このように、マイクロカプセルと発泡剤とを熱溶
融性バインダーと混合し、必要に応じて溶媒ないしは分
散媒に希釈して得られた塗布液を支持体２上に塗布し乾
燥して厚さ１〜30μ、好ましくは２〜20μの熱転写性イ
ンク層3aを形成することにより第１図に図示した本発明
の感熱転写材1aが得られる。

また第１図の関連態様として、第２図に示す様に、熱転
写性インク層を、発泡剤６を含む層3bと、着色剤および
油剤を内蔵するマイクロカプセル5aを含む層3cの二層に
分けることもできる。この場合の各成分間の量比は、本
質的に第１図の場合と同様である。

上記第１図および第２図の態様のいずれかにおいても、
熱転写性インク層を構成する熱溶融性バインダー４ある
いはマイクロカプセル5a中には、必要に応じて分散剤、
充填剤等の添加剤を加えることもできる。また熱転写性
インク層の濃度を増しあるいはその色調を調整するため
に熱溶融性バインダー４中に追加の着色剤等を含有させ
ることもできる。

本発明の感熱転写材の平面形状は、特に限定されない
が、一般にタイプライターリボン状あるいはラインプリ
ンター等に用いられる広幅のテープ状などの形態で使用
される。またカラー記録のために何種類かの色調の熱溶
融性インクを用意し、これらをストライプ状あるいはブ
ロック状に塗り分けた感熱転写材とすることもできる。

次に、上記の内、一例として第１図に図示の感熱転写材
１を用いる感熱転写記録方法を、熱源として最も典型的
な熱ヘッドを用いる場合について説明する。第４図は、
その概要を示す感熱転写材の厚さ方向模式断面図であ
る。すなわち感熱転写材１の熱溶融性インク層3aに記録
媒体７を密着させ、必要に応じて更に記録媒体の背面か
らプラテン８によって熱パルスを与えながら熱ヘッド９
によって熱パルスを与えて、インク層3aを所望の印字な
いし転写パターンに応じて局部的に加熱する。インク層
3aの被加熱部は温度上昇してある温度に達すると軟化あ
るいは溶融し、また相前後してインク層3a中に分散して
いる発泡剤も加熱されて分解あるいは気化しガスを発生
する。記録時の熱およびプラテン８からの加圧下にマイ
クロカプセルが破壊され更に発泡材から放出されたガス
圧によりインク層が体積膨張して、インクが記録媒体７
の表面凹部にまで付着する。更に、付着したインクは、
マイクロカプセルから放出された油剤の浸透力によっ
て、記録媒体の繊維構造内部まで浸透することが可能に
なる。このため表面平滑性の良くない記録媒体に対して
も印字像の欠け等のない、印字品質の良好な記録像33が
得られる。

なお、熱転写記録の熱源としては、熱ヘッド以外にもレ
ーザー光等の他の熱源を使用することもできる。

上記においては、第１図に示す感熱転写材1aを用いる場
合について説明したが、第２図に示す感熱転写材を用い
る場合についても本質的には同様である。

以上、詳細に説明したように、本発明によれば熱転写性
インク層中に、着色剤、油剤および発泡剤を、少なくと
も前二者をマイクロカプセル化して分散させた感熱転写
材が提供され、これを用いて感熱転写記録を行なうこと
により、感熱転写材の保存性を含む諸々の熱転写性能を
良好に維持したまで表面平滑性の悪い記録媒体に対して
も印字品質の良好な記録を行うことができる。

以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。

参考例上記成分を、ホモミキサーを使って均一分散させ、油性
混合物を得た。

上記組成の水溶液をpH4に調整後、この水溶液中に油性
混合物をホモミキサーを使って回転数12,000rpmで乳化
分散を行なったのち反応容器をただちに密封し、80℃で
24時間反応を行った。反応終了後、反応物を過したの
ち、固形物を30℃で乾燥して、油状物質がメチルメタア
クリル酸とアクリロニトリルとジビニルベンゼンの三元
ポリマーで被覆された１〜２μのマイクロカプセルを得
た。

別途、ポリエチレンワックス（軟化点約95℃）１部、パ
ラフィンワックス（軟化点約70℃）２部およびカルナウ
バワックス１部を約100℃に加熱攪拌して混合した。次
いで石油系溶剤（商品名アイソパーＨ、エッソ製）16部
を加え、約100℃に加熱して激しく攪拌しながら室温に
冷却してワックスの微分散液を得た。

比較例１カーボンブラック１部、ポリエチレンワックス（軟化点
70℃）２部およびカルナウバワックス１部を、約100℃
に加熱しながらアトライターを使用し、分散混合した。
ついで石油系溶剤（商品名：アイソパーＨ、エッソ製）
30部を加え、約100℃に加熱して激しく攪拌しながら室
温に冷却して、カーボンブラック／ワックスの微分散し
たアイソパーＨ液を得た。

上記分散液を６μポリエステルフィルム上に塗工、乾燥
して熱転写性インク層の厚さが10μの感熱転写材を得
た。

実施例１フェライト15部、ヒマシ油25部、レシチン５部を、三本
ロールを使って混練し、浸透性インクを得た。この混合
物およびテレフタルクロライド0.4gを、0.5％重炭酸ナ
トリウム水溶液400ml中に添加し、ホモミキサーを使っ
て油滴粒径が１〜２μとなるように乳化分散させた。更
に攪拌を続けながら10％エチレングリコール水溶液100m
lを加え、10分間攪拌を続けた後、分散液をスプレード
ライヤーを使って噴霧乾燥することにより、浸透性イン
クを内蔵するポリエステル壁の１〜２μの粉末状マイク
ロカプセルを得た。

参考例で得られたワックス微分散液20部に、上記マイク
ロカプセル４部、易揮発性有機液体を内包するマイクロ
カプセル（松本油脂製薬製、マイクロスフェアＦ）２部
を加え、攪拌混合して塗工液を得た。この塗工液を、厚
さ６μのポリエステルフィルム上に塗布し、乾燥して、
厚さ10μの熱転写性インク層を有する感熱転写材を得前記の如くして得た、各種の感熱転写材を用いてベック
平滑度の異なる三種の記録紙に、感熱転写型ファクシミ
リにて記録を行い、解像性の評価をした。原稿として電
子写真テストチャートを使用して得られた解像度上限値
を、以下にまとめて記す。

以上の結果で明らかな如く本発明の実施例にかかる感熱
転写材によれば記録紙の平滑性が低下しても解像度の低
下が極めて少ない。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第２図は、それぞれ本発明の感熱転写材の実施
例の厚さ方向模式断面図、第３図は第１図の感熱転写材
を用いる本発明の感熱転写記録方法の一実施態様を示す
感熱転写材の厚さ方向模式断面図である。 1a、1b……感熱転写材２……支持体 3a……熱転写性インク層 3b……発泡剤の分散層 3c……マイクロカプセルの分散層４……熱溶融性バインダー 5a……着色剤および油剤を内蔵するマイクロカプセル６……発泡剤７……記録媒体８……プラテン兼用永久磁石９……熱ヘッド 33……インク記録像

フロントページの続き (56)参考文献特開昭58−59897（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−144751（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−56295（ＪＰ，Ａ) 特開昭51−46954（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−101094（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−49296（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持体上に熱転写性インク層を形成してな
り、該熱転写性インク層が、着色剤および常温で液体ま
たは半固体の油剤を内蔵するマイクロカプセルと、発泡
剤とを熱溶融性バインダー中に分散させてなることを特
徴とする感熱転写材。