JPH08112969A - 感熱転写記録材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 面積階調のみによる多階調記録方式に適した
感熱転写材料を提供する。 【構成】 感熱インキ層の引張破断応力を１０MPa以下
とした感熱転写記録材料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はサーマルヘッドプリンタ
ーやレ−ザ−光源で、顔料を含有する感熱インキ層を受
像シート材料上に熱転写し、面積階調のみで高品質の多
階調カラー画像などを形成するための感熱転写記録材料
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、サーマルヘッドプリンターやレ−
ザ−光源を使用し、カラー画像を形成する感熱転写記録
方式としては、昇華型染料転写方式と熱溶融型転写方式
が知られている。昇華型染料転写方式は、昇華型染料と
結合剤とからなる転写層を支持体上に設けた転写シート
を受像シートと重ね、転写シートの支持体の裏側からサ
ーマルヘッドにより画像様に熱を与え、昇華型染料を昇
華させて受像シートに転写し、受像シート上に画像を形
成する方式である。イエロー，マゼンタ，シアンよりな
る転写シートを使用することにより、カラー画像を形成
することも出来る。

【０００３】しかしながら、昇華型染料方式は以下の欠
点を有している。 画像の階調表現が主として濃度階調（染料の種か量を
制御）を利用するもので有り、写真に類似する階調を好
む民生用の一部の目的には適しているが、例えば面積階
調のみで階調表現をしている印刷分野で使用されている
カラープルーフ用等には適していない。 画像形成が染料の昇華を利用しているため、出来上が
り画像のエッジシャープネスが不満足であり、又太線に
比べ細線のベタ濃度が薄くなる。これらは文字画像の品
質に関して重大な欠点となる。 画像の耐久性が劣るので、耐熱性や耐光性を要求する
分野への展開が限定されている。 感熱記録感度が熱溶融型転写方式に比べ低いため、将
来期待されている高解像力サーマルヘッドを用いる高速
記録材料としては適していない。 熱溶融型転写材料に比べ感材が高価である。

【０００４】一方、熱溶融型転写方式は支持体上に顔料
や染料などの色材とワックスなどの結合剤からなる熱溶
融性の転写層を設けた転写シートを受像シートと重ね、
転写シートの支持体の裏側からサーマルヘッドにより画
像様に熱を与え、転写層を溶融して受像シート像に融着
させて画像を形成させる方式である。熱溶融型転写方式
は昇華型染料転写方式に比べて、感熱感度が高い，
材料が安価である，画像の耐光性が優れている等の利
点を有している。しかし、熱溶融転写方式の最大の欠点
の１つは、昇華型染料転写方式に比べカラー画像の品質
が劣ることに有る。これは、この方式が本来濃度階調に
よる階調再現ではなく、２値記録であることによる。勿
論、この２値記録性を改善し、熱溶融転写方式におい
て、多階調のカラー画像を形成することを目的に濃度階
調を達成するためのインキ転写層の提案が種々なされて
きた。しかしながら、これらの考え方の基本は、サーマ
ルヘッドによる加熱でインキ層の結合剤が溶融して粘度
が低下する結果受像シートへの粘着力が増加して転写す
る特性を利用し、サーマルヘッドの昇温を制御してイン
キ層内部の凝集破壊を制御し、熱転写記録のガンマ特性
を軟調化することに有る。それ故、熱溶融転写方式は昇
華染料転写方式に比べ、多階調性の点において劣ること
になる。また一般に細線などの画像濃度の再現性も劣る
問題点を生じることになる。

【０００５】また熱溶融型転写方式は、通常低融点の結
晶性ワックスをインキ層の結合剤として用いているた
め、記録体中の熱印字の際のニジミにより、解像力の低
下あるいは転写定着画像の強度が弱いなどの問題点を有
している。更には、結晶性ワックス類は結晶相の光散乱
により透明な画像を得難いという欠点を有している。こ
のことはイエロー，マゼンタ，シアンなどの重なりとし
てのカラー画像を形成する場合には大きな欠点となる。
更に透明性を劣化させる要因としては、インキ層総量に
対する顔料比率にも関係が有り、特公昭６３−６５０２
９号明細書に述べられているごとく、通常着色剤はイン
キ層の総量に対して２０重量部以下で用いられ、これ以
上で使用される場合は透明性が低下する。

【０００６】熱溶融転写方式のカラー画像の色再現を改
良するために、種々の提案がなされてきた。例えば特開
昭６１−２４４５９２（特公平５−１３０７２）号明細
書中には、連続階調性を持続した上で透明性，定着画像
強度等を改良する目的で、少なくとも５０重量％以上の
非晶質ポリマーと離型性物質と着色剤（染料や顔料）よ
りなる感熱インキ層の提案がなされている。該公報にお
いては、先ず透明性に関しては、非晶質ポリマーが５０
重量％以下では，感熱インキ材料の透明性が著しく悪化
し良好なカラー再現性が得られない。特に良好な透明性
を示すには、７０重量％が必要であると述べられてい
る。また感熱インキ層の膜厚に関しては０．５μｍ〜５
０μｍ、通常は１μｍから２０μｍが好ましいと述べら
れている。しかしながら、特にプルーフ用途などの点か
ら、画像形成に関してはシアン，マゼンタ，イエローは
反射濃度が１．４前後必要であり、特にブラックに関し
ては１．７前後必要であるにもかかわらず該明細書中に
は１μｍ以下の顔料径インキ層膜厚で透明性を維持した
上で，どれだけの濃度が得られるかの記載は全くない。
更に実施例においても通常のワックス系とほとんど同じ
くインキ層の膜厚は３μｍ前後である。すなわち該明細
書においては、顔料の透明性を維持した上で、１．０μ
ｍ以下の膜厚で光学的反射濃度が少なくとも１．０以上
にするための技術的開示は何等なされていない。

【０００７】一方、サーマルヘッドプリンターの技術的
進歩は著しい。サーマルヘッドそのものの高解像力化の
みならず面積階調のみで多階調記録を可能にする印字方
式としては、特開平４−１９１６３，特開平５−１５５
０５７号明細書に記載の副走査分割方式や、「電子写真
学会年次大会1992/7/6予稿集」に記載の熱集中型方式な
どが提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】感熱転写方式において
２値記録の面積階調のみで高多階調のカラー画像を得る
ための要因としては、材料サイドからは下記の特性が重
要である。 各色とも所定の画像濃度が有ること。 階調再現性に優れること。 線あるいは点の画像のエッジシャープネスに優れド
ット形状が良好であること。 転写インキ層の透明性が良好であること。 高感度であること。 印刷本紙に転写した画像が、質感、画像の光沢度等
印刷物近似性に優れること。

【０００９】仮に、面積階調のみの顔料転写方式で上記
の要因を従来より大巾に向上、多階調高品質カラー画像
やモノクロ画像が達成されるならば、民生用のみならず
印刷分野におけるカラープルーフ，版下原稿あるいは顔
料の耐久性を生かして、カード分野や屋外ディスプレー
分野やメーターディスプレー分野などへの展開も可能に
なる。しかしながら、従来の熱溶融転写方式の感材側か
らの技術開発は、主としてインキ層の低ガンマ特性化で
あったり、前期要因の独立項目としての改良であり、面
積階調のみによる多階調記録方式に適した感熱転写材料
はどうあるべきかという提案及び解決手段はなされてい
ない。本発明の目的はまさにこの解決手段を提案するこ
とにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者等は鋭意研究を
重ねた結果、従来の昇華染料感熱転写方式や溶融転写方
式に対して、熱接着薄膜剥離方式とでもいうべき方式
で、かつ感熱インキ層の力学強度および受像シ−トの受
像面との接着力とをある値に設定することで画質（特に
ドット品質、階調再現性）が良化することを見い出し本
発明をなすに到った。即ち、本発明の目的は、感熱イン
キ層の引張破断応力を１０MPa以下としたことを特徴と
する感熱転写記録材料、及びそれを用いた画像形成方式
により達成された。感熱インキ層の引張破断応力が１０
MPaを超えると、ドットの欠け、ドットがギザギザにな
る、ドットの大きさのばらつきが大きいなど満足なドッ
ト品質がえられず、また小サイズのドットがでない、シ
ャド−部がつぶれることにより階調再現数が低い。

【００１１】本発明ではさらに感熱インキ層が受像シ−
トに全面転写する最低エネルギ−で熱印字した後の、受
像シ−トの受像面とインキシ−トの感熱インキ層面との
剥離速度５００ｍｍ／分での１８０度剥離力を０．３ｄ
ｙｎ／ｍｍ以上にすることで上記欠点がさらに改良でき
た。以下、本発明を詳細に説明する。

【００１２】本発明の感熱転写記録材料の支持体として
は、従来の溶融転写や昇華転写用支持体として公知の種
々の支持体が使用されるが、通常のサーマルヘッド転写
感材と同様に厚み５μｍ前後の裏面に離型処理をほどこ
したポリエステルフイルムが特に好ましい。

【００１３】本発明の感熱転写記録材料のインキ層に含
まれる顔料としては、種々の公知の顔料が使用でき、例
えばカーボンブラック，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。これらは２種
類以上組み合わせて使用することも可能であり、また色
相調整のため公知の染料を添加してもよい。

【００１４】本発明の感熱転写記録材料のインキ層に含
まれる軟化点が５０℃〜１５０℃の非晶質有機高分子結
合体としては、例えばブチラール樹脂，ポリアミド樹
脂，ポリエチレンイミン樹脂，スルホンアミド樹脂，ポ
リエステルポリオール樹脂，石油樹脂，スチレン，αー
メチルスチレン，２ーメチルスチレン，クロルスチレ
ン，ビニル安息香酸，ビニルベンゼンスルホン酸ソー
ダ，アミノスチレン等のスチレン及びその誘導体，置換
体の単独重合体や共重合体，メチルメタクリレート，エ
チルメタクリレート，ヒドロキシエチルメタクリレート
等のメタクリル酸エステル類及びメタクリル酸，メチル
アクリレート，エチルアクリレート，ブチルアクリレー
ト，αーエチルヘキシルアクリレート等のアクリル酸エ
ステル及びアクリル酸，ブタジエン，イソジエン，イソ
プレン等のジエン類，アクリロニトリル，ビニルエーテ
ル類，マレイン酸及びマレイン酸エステル類，無水マレ
イン酸，ケイ皮酸，塩化ビニル，酢酸ビニル等のビニル
系単量体の単独あるいは他の単量体等の共重合体を用い
ることができる。これらの樹脂は２種以上混合して用い
ることもできる。これらのうち、分散性の観点からブチ
ラール樹脂やスチレン／マレイン酸ハーフエステル樹脂
等が好ましい。これら樹脂の軟化点は５０℃〜１５０℃
の範囲で選ばれるべきである。１５０℃を越えると熱記
録感度が低く、他方５０℃未満ではインキ層の耐接着性
が劣る。

【００１５】これらインキ層には、熱印字の際のインキ
層の支持体からの離型性及び熱感度向上の観点から種々
の離型剤や軟化剤をインキ層総量に対して１重量％から
２０重量％の範囲で加えることも可能である。具体的に
は、例えばパルミチン酸，ステアリン酸等の高級脂肪
酸，ステアリン酸亜鉛の如き脂肪酸金属塩類，脂肪酸エ
ステル類もしくはその部分ケン化物，脂肪酸誘導体，高
級アルコール類，多価アルコール類のエステル等誘導
体，パラフィンワックス，カルナバワックス，モンタン
ワックス，ミツロウ，木ロウ，キャンデリラワックス等
のワックス類，粘度平均分子量が約１，０００から１
０，０００程度の低分子量ポリエチレン，ポリプロピレ
ン，ポリブチレン等のポリオレフイン類，或いはオレフ
イン，αーオレフイン類と無水マレイン酸，アクリル
酸，メタクリル酸等の有機酸，酢酸ビニル等との低分子
量共重合体，低分子量酸化ポリオレフイン，ハロゲン化
ポリオレフイン類，ラウリルメタクリレート，ステアリ
ルメタクリレート等長鎖アルキル側鎖を有するメタクリ
ル酸エステル，アクリル酸エステル又はパーフロロ基を
有するアクリル酸エステル，メタクリル酸エステル類の
単独もしくはスチレン類等のビニル系単量体との共重合
体，ポリジメチルシロキサン，ポリジフェニルシロキサ
ン等の低分子量シリコーンレジン及びシリコーン変性有
機物質等，更には長鎖脂肪族基を有するアンモニウム
塩，ピリジニウム塩等のカチオン性界面活性剤，或いは
同様に長鎖脂肪族基を有するアニオン，ノニオン界面活
性剤，パーフロロ系界面活性剤等が挙げられ、１種ある
いは２種以上選択して用いることができる。

【００１６】これら感熱インキ層の光学濃度は、先に述
べた理由により白色支持体上に転写した際にその反射濃
度が１．０以上なければならない。また膜厚は０．２μ
ｍから１．０μｍの範囲が好ましい。１．０μｍよりも
大きな厚いインキ層においては、面積階調再現性におい
てシャドウ部がつぶれやすかったり、ハイライト部がと
びやすかったりして、結果的に階調再現性が劣ることな
る。一方、０．２μｍより下の膜厚では，所定の濃度を
出すことが難しい。これらの薄膜で所定の濃度を出すた
めには、該インキ層中の顔料が３０重量部から７０重量
部，非晶質有機高分子結合体が２５重量〜６０重量部
で、必要に応じ添加される離型性物質や軟膜剤の総量が
１重量部から１５重量部であることが好ましい。顔料比
率がこれに達しない場合は上記所定の膜厚で濃度を出す
ことが難しい。また顔料の粒径は、顔料の７０％以上が
１．０μｍ以下であることが必要である。粒径が大きい
場合にはカラー再現性時の各色の重なり部の透明性が損
なわれ、かつ先の膜厚と濃度の関係の両者を満たすこと
が困難になる。

【００１７】これら顔料の非晶質有機高分子結合体への
分散に関しては、適切な溶剤を加えて、ボールミルを初
めとする塗料分野で使用される種々の分散方法が適用さ
れる。

【００１８】本発明の感熱インキ層は主成分が顔料と非
晶質の有機高分子結合体であり、かつ従来のワックス溶
融型に比べ顔料比率も高く、通常の溶融型に比べ熱転写
時の粘度が１０² 〜１０³cpsのように低くなることはな
く、１５０℃の温度において少なくとも１０⁴cpsよりも
高いので、本発明は受像シートの熱接着性、あるいはカ
ラー像作成の場合はインキ層間の熱接着性を利用した薄
膜剥離現象タイプの画像形成であるということができ
る。このことがインキ層の薄層化の効果とあいまって、
高解像力性を維持した上でシャドウ部からハイライト部
に到る広い階調再現を可能にし、かつエッジシャープネ
スを良好にし、更に１００％の画像の転写を可能にする
ことにより例えば４ポイントの小さな文字とベタ部の濃
度の均一性を再現した。

【００１９】受像シートとしては、熱軟化性の合成紙や
あるいは米国特許４４８２６２５，同４７６６０５３，
同４９３３２５８号明細書などに記載の受像シート技術
の使用が可能である。これら少なくとも有機高分子結合
体を含む熱接着層を設ける受像シート用支持体として
は、紙，ポリエステルフイルム，ポリカーボネートフイ
ルム，ポリプロピレンフイルム，ポリ塩化ビニルフイル
ム等のプラスチックフイルム等を用いることができる。
プルーフ用として使用する場合には、印刷本紙と同じ紙
に画像を形成するためにプラスチックフィルム上に形成
された転写画像を印刷本紙に再転写して画像を形成させ
てもよい。

【００２０】

【実施例】以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこ
れらに限定されるものではない。

【００２１】実施例１ （感熱転写材料の作成）下記の組成を有するインキ層用
塗布液を調製した。 ・ポリビニルブチラール １２重量部 （デンカブチラール＃２０００−Ｌ,電気化学工業（株）製） ・マゼンタ顔料（Ｃ.Ｉ.ＰＲ.５７：１） １２重量部 ・分散助剤 ０.８重量部 （ソルスパースＳ−２００００,ＩＣＩジャパン（株）製） ・溶剤 ｎ−プロピルアルコール １１０重量部 上記塗布液を、厚み５μｍの裏面に離型処理されたポリ
エステルフィルム（帝人（株）製）に回転塗布機（ホワ
イラー）を使用して、乾燥膜厚が０.３８μｍになるよ
うに塗布し感熱転写材料を作成した。処方を表１に示
す。

【００２２】（受像シートの作成）下記の組成を有する
受像第一層及び受像第二層の塗布液を調製した。 （受像第一層用塗布液） ・塩ビ／酢ビ共重合体 ２５重量部 （ＭＰＲ−ＴＳＬ,日信化学（株）製） ・ジオクチルフタレート １２重量部 （ＤＯＰ,大八化学（株）製） ・界面活性剤 ４重量部 （メガファックＦ−１７７,大日本インキ化学工業（株）製） ・溶剤 メチルエチルケトン ７５重量部 （受像第二層用塗布液） ・ポリビニルブチラール １６重量部 （デンカブチラール＃２０００−Ｌ,電気化学工業（株）製） ・Ｎ,Ｎ−ジメチルアクリルアミド／ブチルアクリレート共重合体 ４重量部 ・界面活性剤 ０.５重量部 （メガファックＦ−１７７,大日本インキ化学工業（株）製） ・溶剤 ｎ−プロピルアルコール ２００重量部 厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）フィルム支持体上に、回転塗布機を使用して上記受
像第一層用塗布液を３００ｒｐｍで塗布し、１００℃の
オーブン中で２分間乾燥した。得られた受像第一層の膜
厚は２０μｍであった。さらに上記受像第一層上に、回
転塗布機を使用して受像第二層用塗布液を２００ｒｐｍ
で塗布し、１００℃のオーブン中で２分間乾燥した。得
られた受像第二層の膜厚は２μｍであった。

【００２３】感熱転写材料と受像シートを重ね、副走査
分割法によるサーマルヘッド記録装置により印字した。
この原理は７５μｍ×５０μｍのヘッドを５０μｍ方向
に微小送り３μｍピッチでオンオフすることにより、面
積階調のみの多段階変調を行う方式である。この感熱転
写材料のポリエステルフィルムを剥離し、受像シート上
に面積階調のみよりなる画像を形成させた。次に画像が
形成された受像シートをアート紙と重ね、４.５Ｋｇ／
ｃｍ²の圧力,１３０℃,４ｍ／ｓｅｃのスピードで熱ロ
ーラーを通した後、受像シートのポリエステルフィルム
を剥がし、インク画像がのった受像第二層をアート紙上
に画像形成させた。なおこの際の各単色の反射濃度は
１．４３であった。階調再現性は１０〜９５％が再現さ
れ、ゴミによる欠陥もなくドット形状も良好であった。
更に紙の凹凸に追随した表面がマット化され、表面光沢
が印刷物に非常に近似した画像であった。結果を表２に
示す。

【００２４】 表１：インキ層塗布液の処方（数値は重量部） ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ PVB マセ゛ンタ 分散 溶剤 添加剤 添加剤 添加剤 顔料 助剤 A B C ──────────────────────────── 実施例１ 12 12 0.8 110 実施例２ 8 12 0.8 114 実施例３ 12 12 0.8 109 1 実施例４ 12 12 0.8 108 2 実施例５ 12 12 0.8 108 2 ──────────────────────────── 比較例１ 18 12 0.8 104 比較例２ 24 12 0.8 104 2 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ＰＶＢ：ポリビニルブチラール 添加剤A:イトワックスJ420 伊藤製油(株)製 添加剤B:ア−マイドHTP ライオンアクゾ(株)製 添加剤C:アエロジルR972 日本アエロジル(株)製

【００２５】次に、インキ層の引張破断応力とインキ層
／受像層と１８０度剥離力を測定した。インキ層の引張
破断応力の測定方法を示す。鏡面仕上げしたステンレス
板にインキ層液を流延し、室温で３日間乾燥後さらに６
０℃の恒温槽で12時間乾燥することにより約３０μmの
厚みのインキ膜を作製し,幅３０ｍｍ，長さ６０ｍｍに
カットした。できたサンプルを120℃10分加熱処理後、
液体窒素で急冷した後、２３℃／６５％条件下、３００
ｍｍ／分の速度でテンシロンで引っ張り、切断する時の
応力を測定した。次にインキ層／受像層の１８０度剥離
力の測定方法を示す。厚み５μmのPETベ−スにSBRラテ
ックスを３μmの厚みに塗布し、その上にインキ層液を
厚みが０．３μmになるよう塗布した。また、厚み１０
０μmのPETベ−ス上にSBRラテックスを０．３μmの厚み
に塗布し、その上に受像第2層を厚みが２μmになるよう
塗布した。両者を重ねてサ−マルヘッドで全面印字した
後、幅３５ｍｍ、長さ６０ｍｍに切断し、インキ層と受
像層の面との接着力をテンシロンにより引っ張り速度５
００ｍｍ／分で１８０度剥離した値より求めた。 結果
を表２に示す。上記全面印字は薄膜サ−マルヘッドを用
い、ドット密度６００dpi、ヒ−タ−サイズ７０μｍＸ
８０μｍ、抵抗値３１００Ω、電圧１５V、ストロ−ブ
幅２．５msecの条件でおこなった。

【００２６】 表２：評価結果 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ トナ−層 トナ−層/受像層 ドット形状 破断応力(MPa) 剥離力(dyn/mm) 階調再現性 ──────────────────────────── 実施例１ ５ ０．１４ △ 実施例２ ２ ０．２６ △ 実施例３ ５ ０．３４ △○ 実施例４ ２ ０．４０ △○ 実施例５ ２ ０．６３ ○ ──────────────────────────── 比較例１ １４ ０．１４ × 比較例２ １４ ０．３４ × ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ○：優れている △：実用上問題なし ×：実用上問題あり

【００２７】実施例２ 各々、表１に示すインキ組成にした以外は実施例１と同
様に記録材料を作製し、評価した。結果を表２に示す。
実施例１と同様に良好な画質が得られた。

【００２８】比較例１，２ 表１中の比較例に示すインキ組成にした以外はで実施例
１と同様に記録材料を作製し、評価した。結果を表２に
示す。ドットの欠陥やギザが多く、また階調再現数も低
かった。

【００２９】実施例３〜５ 各々、表１に示すインキ組成にした以外は実施例１と同
様に記録材料を作製し、評価した。結果を表２に示す。
実施例１に比べさらに良好なドット形状、再現階調数が
得られた。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば面積階調のみで、画像の
エッジシャープネスも含めたドット形状が良好で、階調
再現性に優れた記録材料が得られる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感熱インキ層の引張破断応力が10MPa以
   下であることを特徴とする感熱転写記録材料。
2. 【請求項２】 感熱インキ層が受像シ−トに全面転写す
   る最低エネルギ−で熱印字した後の、受像シ−トの受像
   面とインキシ−トの感熱インキ層面との剥離速度５００
   ｍｍ／分での１８０度剥離力が０．３ｄｙｎ／ｍｍ以上
   であることを特徴とする請求項１に記載の感熱転写記録
   材料。
3. 【請求項３】 ３０〜７０重量部の顔料と２５〜６０重
   量部の軟化点が４０℃〜１５０℃の非晶質有機高分子重
   合体を含み、膜厚が０．２μｍから１．０μｍの範囲に
   有る感熱インキ層を有し、該感熱インキ層中の顔料の７
   ０％以上の粒径が１．０μｍ以下であり、かつ転写画像
   の光学反射濃度が白色支持体上で少なくとも１．０以上
   有ることを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載
   の感熱転写記録材料。