JPH10129087A - 熱転写媒体および熱転写プリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 高速プリンタに適合した水ベースの多層熱転
写媒体。 【解決手段】 熱転写媒体は、柔軟性のある基体（２２
あるいは１２２）、少なくとも７５ｗｔ％の水分散可能
なワックスから構成される第１の被覆（２６あるいは１
２６）、顔料および水溶性で、分散可能あるいは乳化可
能で高いホットタック特性を備えた顔料のような感応性
剤を全乾燥成分ベースで少なくとも２０ｗｔ％含む第２
の被覆（２４、１２４）から構成される。随意的に、高
いホットタック特性を備え、着色剤を含まない第３の被
覆（１２３）が上層に付着される。これらの熱転写媒体
およびこれを採用したプリンタからなるキットが同様に
提供される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ドナーフィルムか
ら受け基体に着色された層を選択的に移すことで、デー
タあるいはイメージが受け基体上に生成される熱転写印
刷技術に関するものである。より詳しくは、本発明は、
粘度および接着剤の各特性が明確である、多層リボンに
よる熱転写印刷に関するものである。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】上記のような多層リボ
ンは、「ニアエッジ（near edge ）」、「ツルーエッジ
（true edge ）」、「コーナーエッジ（coner edge）」
あるいは「Ｆｅｔｈｒ（登録商標）」などの、薄いフィ
ルム抵抗フィルム（加熱素子）が熱印刷ヘッドのちょう
ど端に位置決めされて抵抗フィルムが通電された後にお
ける受け基体からのドナーフィルムの迅速な引き離しが
なされる熱転写プリンタのような、高速度のプリンタに
おいて好適に使用される。これらの多層リボンはまた、
転写される印刷の必要物が２つの層の間で分担されるこ
とから、従来の熱転写印刷プロセスおよび設備から得ら
れる印刷の特性および性能において様々なバリエーショ
ンが可能である。一例として、これらの多層リボンを使
用し従来のプロセスおよび設備においてラフストック
（rough stock ）上に印刷を行うことが挙げられる。

【０００３】熱転写印刷は、符号化されるラベル上ある
いは物品上に直接のいずれかにおいて、機械読取り可能
なバーコードの印刷のような特定の用途において広く使
用されている。これらの印刷方法において使用されてい
る熱転写プロセスは、イメージを生成する点において融
通性のあるものであり、単一の熱印刷ヘッドを備えた単
一の機械において、印刷イメージのスタイル、サイズお
よび色などにおいて広い変更が可能である。

【０００４】熱転写印刷が新しい用途に使用されるにつ
れて、リボンに対する要求がより広く且つ厳しくなって
いる。これらの要求は互いに矛盾することから、従来の
単層を備えた汎用リボンはこれらの要求に合致すること
ができない。例えば、単層の被覆されたリボンは、以下
に「高速プリンタ」と称する、「ニアエッジ」、「ツル
ーエッジ」あるいは「Ｆｅｔｈｒ（登録商標）」のプリ
ンタとして知られているプリンタにおいては、プリンタ
ヘッド加熱素子が通電された際に基体からのリボンの引
き離しが迅速であるために、満足な性能を発揮しない。

【０００５】リボンおよび受け基体は薄いフィルム抵抗
が通電された後に直ちに引き離されることから、ワック
スおよび／または樹脂が溶融／軟化するために時間が非
常にわずかであるため、リボンが受け基体から引き離さ
れる前にワックスおよび／または樹脂が溶融／軟化し受
け基体上に流れるための時間が殆どなくなる。従来のリ
ボンでは、高速プリンタでの引き離しにおいて、溶融／
軟化した材料の受け基体に対する接着性は、リボンの支
持基体に対するその接着性よりも小さい。この結果、熱
転写機能層が通常は分離され、転写不十分となって、機
能層がインク層である場合にはイメージが明るく印刷さ
れてしまう。

【０００６】機能層の上部に、ポリカプロラクトン（po
lycaprolactone）を含み顔料を含まない接着剤層を使用
することは、Ｏｂａｔａ等による米国特許第５，２４
０，７８１号により開示されている。この構成は最良の
オフセット抵抗、および他の製剤に対して最も濃い濃度
の印刷イメージを提供するためのものでないことが見出
だされている。よって、ポリカプトラクトンの接着剤層
の必要がなく、オフセットに対する抵抗がより大きく、
高い密度を提供する、熱転写リボンのための新規な構成
が望まれている。

【０００７】同様に、有機溶剤の使用に依存しない、シ
ステム（被覆製剤および熱転写媒体）を提供することが
望まれている。本発明者は、有機溶剤ベースのシステム
に代えて水リッチなシステムを開発するために鋭意研究
した。水ベースおよび水リッチな被覆調合物により、安
全が改善され、コストが低減され、また環境規則および
規制に簡単に従うことができる。例えば、Ｔａｌｖａｌ
ｋａｒに付与された米国特許第４，９２３，７４９号に
は、共に水ベースである、感熱層および保護層からなる
熱転写リボンが開示されている。これらの調合物におい
て、ワックスおよび樹脂の両方は、水内で、可溶性で、
分散可能で、乳化可能である。本発明は、高速プリンタ
に適合するような、特異な特性を備えた、水ベースの多
層熱転写媒体を提供するものである。

【０００８】本発明の目的は、より広い特性を備えた、
水ベースあるいは水リッチな被覆から熱転写媒体を提供
することにある。

【０００９】本発明の他の目的は、基体への接着性が高
くて高密度のイメージを生成する水ベースあるいは水リ
ッチな被覆調合物から熱転写リボンのような熱転写媒体
を提供することにある。

【００１０】本発明の別の目的は、ポリカプロラクトン
を含まず、熱転写印刷ヘッドの加熱素子が通電された後
に直ちに熱転写リボンが受け基体から引き離される「ニ
アエッジ」、「ツルーエッジ」、「コーナーエッジ」あ
るいは「Ｆｅｔｈｒ（登録商標）」などの熱転写プリン
タあるいは他の高速プリンタでオフセットを減じて高い
品質のイメージを生成する、水ベースあるいは水リッチ
な調合物から熱転写リボンのような熱転写媒体を提供す
ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、熱転写
プリンタの作動している印刷ヘッドに晒されたときには
受け基体にイメージを転写する熱転写媒体において、前
記熱転写媒体は、柔軟性のある基体、前記基体上に位置
決めされ、乾燥成分ベースで、少なくとも７５ｗｔ％の
水に分散可能なワックス、および乾燥成分ベースで２０
ｗｔ％より少ない水に溶解可能、分散可能あるいは乳化
可能なバインダ樹脂、および随意的に、乾燥成分ベース
で２０ｗｔ％より少ない量の感応性材料を含んでなる熱
感応性の第１のコーティング、および前記第１のコーテ
ィング上に位置決めされ、感応性材料、水に分散可能な
ワックスおよび乾燥成分ベースで、少なくとも２０ｗｔ
％の水に溶解可能、分散可能あるいは乳化可能であり高
いホットタック特性を有するバインダ樹脂を含んでなる
熱感応性の第２のコーティングを含んでなり、第１のコ
ーティングが第２のコーティングよりも少なくとも１０
倍より低い溶融粘度を有することを特徴とする熱転写媒
体が提供される。

【００１２】また、本発明によれば、熱転写リボンを組
込んだ熱転写プリンタにおいて、前記リボンが、ポリエ
ステル基体、前記ポリエステル基体上に位置決めされ、
乾燥成分ベースで、７５−９７ｗｔ％の水に分散可能な
ワックスあるいはワックスの混合物および３−２５ｗｔ
％のバインダ樹脂を含んでなる熱感応性の第１のコーテ
ィング、前記第１のコーティング上に位置決めされ、乾
燥成分ベースで、５−２６ｗｔ％の着色剤、約２０−７
５ｗｔ％の水に溶解可能、分散可能あるいは乳化可能で
あり高いホットタック特性を有するバインダ樹脂、およ
び水に分散可能なワックスあるいはその混合物を含んで
なる熱感応性の第２のコーティングを含んでなり、第１
のコーティングが、１５０Ｃおよび１００ｌ／ｓの剪断
速度において２５から１，５００ｍＰａの範囲の溶融粘
度を有し、第２のコーティングが、１５０Ｃで１００ｌ
／ｓの剪断速度において５，０００から３０，０００の
溶融粘度を有することを特徴とする熱転写プリンタが提
供される。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１と図２に例示した、熱転写リ
ボン２０は、本発明の好ましい実施の形態であり、好ま
しくは薄くて滑らかな紙あるいはプラスチック状の材料
である、柔軟性のある材料からなる基体２２から構成さ
れる。ティッシュタイプの紙材料あるいはポリエステル
タイプのプラスチック材料が好ましい。基体２２の上に
は、以下に「サブコート」と称する、熱軟化可能な第１
の被覆２６がある。第１の被覆は、ワックスあるいはワ
ックス混合物、少量部のバインダ樹脂および随意的に感
応性材料、例えば顔料を含んでいる。熱転写リボン２０
はまた、第１の被覆２６上に位置決めされ、高いホット
タック特性のバインダ樹脂、感応性材料およびワックス
を含む、熱軟化可能な第２の被覆２４を有している。第
１の被覆２６および第２の被覆２４の溶融粘度および熱
感応性は、内部のバインダ樹脂およびワックスの融点お
よびそれぞれの量によって決定される。第１の被覆は、
溶融粘度が第２の被覆よりも低くなるように、好ましく
は高速プリンタの場合には第２の被覆ようりも少なくと
も２５倍小さい値に、また従来型のプリンタにおいて使
用されるときには第２の被覆の値より少なくとも１０倍
小さくなるように、調合される。溶融粘度の値が小さい
場合には、被覆内の凝集力が小さくなる。凝集力が小さ
いと基体から分離し易くなる。溶融粘度および凝集力を
小さいと、熱転写ヘッド３０からの熱が第１の被覆２６
および第２の被覆２４の双方および受け基体に転写する
ことが確実に行えて、転写の際に第１の被覆を分離した
り第１および第２の被覆を引き離すことがなくて多層イ
メージ３２が形成される。

【００１４】第１の被覆に対する軟化点が低いと、第１
および第２の被覆を同時に転写することが助長される。
第１の被覆２６および第２の被覆２４は好ましくは２０
０Ｃよりも下の、典型的には１５０Ｃよりも下の、最も
典型的には約７５Ｃの軟化点を有している。このような
軟化温度により、「ニアエッジ」、「ツルーエッジ」、
「コーナーエッジ」および「Ｆｅｔｈｒ（登録商標）」
などの熱転写プリンタのような高速熱転写プリンタに使
用される熱転写媒体を、熱印刷ヘッド内の加熱素子の通
電とほとんど同時に受け基体から引き離すことができる
ようになる。これらの加熱素子（薄いフィルム抵抗）は
１００Ｃから３００Ｃの範囲内の温度で動作すると考え
られている。実際の動作温度は、加熱素子の大きさが小
さいので、決定することは困難である。好ましい実施の
形態においては、第１の被覆は第２の被覆よりも高い軟
化温度を有しており、得られた印刷されたイメージはよ
り高い摩耗／塗末抵抗を有している。軟化温度の差は好
ましくは０Ｃ−５０Ｃの間になる。

【００１５】図３に例示した、熱転写リボン１２０は、
本発明の他の実施の形態であり、上記した柔軟性の材料
から作られた基体１２２、熱軟化性の第１の被覆１２
６、熱軟化性の第２の被覆１２４および熱軟化性の第３
の被覆１２３から構成される。第１および第２の被覆
は、図１および図２の被覆２６と１４と同様である。第
３の被覆１２３は受け基体と第２の被覆の間の保護層と
して機能し、印刷の間におけるスカフィングを防止する
ものである。第３の被覆１２３は、第２の被覆１２４と
同様に高いホットタック特性を備えた少なくとも２０ｗ
ｔ％のバインダ樹脂を含むが、好ましくは着色剤あるい
は他の感応性材料を含んでいない。第３の被覆１２３の
特性（粘度、凝集力および軟化点）および製剤は好まし
くは第２の被覆１２４と同等である。

【００１６】本発明の熱転写媒体の特異な特徴は、同じ
被覆内における感応性材料の存在および高いホットタッ
ク特性を備えたバインダ樹脂の高いレベルであり、この
層は多層システムにおいて接着層およびインク層の両方
として機能する。この製剤により、印刷品質が改善さ
れ、つまりオフセットが減じられより暗いイメージが完
全となり受け基体へのより高い接着性によりインク層の
均一な転写が簡単に行える。

【００１７】本発明の多層リボンの他の特徴は、第１お
よび第２の被覆の間における溶融粘度および凝集力およ
び好ましくはホットタック特性の差であり、第１の被覆
が第２の被覆よりもより低い溶融粘度および凝集力（お
よびホットタック特性）を有していることである。これ
により、「ニアエッジ」、「ツルーエッジ」および「Ｆ
ｅｔｈｒ（登録商標）」などの熱転写プリンタのような
高速プリンタが動作する際に必要とされる、熱転写媒体
の柔軟性のある基体からの被覆の引き離しが容易とな
る。この多層構成の特徴により、熱転写媒体が受け基体
に対して高い粘着性を持ち、また柔軟性の基体に対して
低い粘着性を示すようになって、高速プリンタにおける
性能が向上する。これらの特徴はまた、従来のプリンタ
およびプロセスに特異な性能を提供し、高い密度のイメ
ージに対する厚い顔料の層を完全に転写が行え、また基
体への接着性の改善により荒い受け基体上への高い品質
でのイメージ形成が可能となる。

【００１８】３層構造によってこれらの特徴が減じられ
ず、インク層と受け基体との間に保護層を提供できると
いう別の特徴が付加されてスカフィングおよび他の機械
傷が防止される。

【００１９】本発明の熱転写媒体において採用された感
応性材料は、第２の被覆内に存在し、また随意的には第
１の被覆にも存在する。従来の印刷プロセスにおいて使
用された熱転写媒体は、好ましくは両方の層内に感応性
材料を有している。高速度の用途においては、第１の被
覆内の感応性材料は典型的には必要ではない。第３の層
は、使用されたときには、好ましくは着色剤あるいは他
の感応性材料は含んでいない。必須的には、熱転写印刷
において使用され水に可溶化され、分散され、乳化され
るいずれかの感応性材料は第１あるいは第２の被覆内に
採用される。これらは、光学的、視覚的、磁気的な手
段、導電的手段あるいは光電的手段により感応できる、
水に可溶性であり、分散可能あるいは乳化可能な感応性
材料を含んでいる。最も一般的な感応性材料は、色付け
された顔料あるいは染料および磁気顔料（例えば、酸化
鉄）のような着色剤である。カーボンブラックは最も一
般的な色付けされた顔料であり、Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎ
ｔａｌ ＩｎｋおよびＢＡＳＦにより供給される従来の
分散可能あるいは乳化可能なカーボンブラックである。
好ましいカーボンブラックは、熱転写媒体内での使用の
間においてほとんど固定されない熱転写媒体を提供す
る。あまり一般的でない着色剤は１米国特許第３，６６
３，２７８号に記載された、色を発生するためにフェノ
ール樹脂と反応する、ロイコ染料、フタロシアン染料、
蛍光ナフタリミド染料、カドミウム、サクラソウ、黄
銅、ウルトラマリンブルー、二酸化チタン、酸化亜鉛、
酸化鉄、酸化コバルトおよび酸化ニッケルなどがある。

【００２０】好ましい磁気的顔料は、印刷されたイメー
ジを磁気インク認識（ＭＩＣＲ）装置により認識可能に
させる水性ベースのフェロ流体（ferrofluid）である。
本発明における使用に適したフェロ流体は、親水性の被
覆がなされた、磁鉄鉱（Ｆｅ₃ Ｏ₄ ）のような酸化鉄粒
子のような、磁性粒子の懸濁液／ディスパージョン／エ
マルジョンを含む、水性のフェロ流体として分類される
ものである。この被覆により好ましくは磁性粒子の凝集
が減じられる。このようなフェロ流体は水内で安定であ
ること、つまり、オーディオテープやビデオテープのよ
うな磁気テープの調製において水と均質に混合されるこ
とが知られている。好ましい水性ベースのフェロ流体
は、Ｔｈａｋｕｒ等による米国特許第５，２４０，６２
６号に開示されたものを含んでいる。Ｔｈａｋｕｒ等に
より提供されるコロイド状の懸濁液は、アンチ凝集剤と
して機能するカルボキシポリマーにより被覆された磁性
粒子（酸化鉄／磁鉄鉱−Ｆｅ₃ Ｏ₄ ）を含み、好ましく
は表面活性剤ペアあるいは表面活性剤と分散剤により分
散されている。これらの磁性粒子の好ましい範囲は２０
−２００オングストロームであり、より好ましくは２０
−９０オングストロームである。カルボキシ機能性のポ
リマーの好ましい例には、アクリル酸、イソクロトン
酸、アリル酢酸、フマル酸、マレイン酸、シトラコン
酸、イタコン酸、ビニル酢酸、メタクリル酸バックボー
ンなどの（ＣＯＯ−Ｍ＋）形態の塩の多カルボキシ族が
含まれる。これらのポリマーは好ましくは２０と４０ｗ
ｔ％の間のカルボキシ族を含んでいる。好適な市販のポ
リマーの一例は、Ｒｏｈｍ ａｎｄＨａｓｓ Ｃｏから
入手可能な、Ｔａｍｏｌ−８５０である。ポリマーの好
ましい使用量は、磁性粒子（磁鉄鉱）の５０から９５ｗ
ｔ％である。

【００２１】フェロ流体組成に、水溶液内における磁性
粒子の分散を助長するために、表面活性剤あるいは分散
剤を含ませることができる。従来のアニオン、カチオン
および非イオン性の表面活性剤および分散剤が好適であ
る。最も好ましくは、一方がアニオン性で他方が非イオ
ン性である、表面活性剤ペア（表面活性剤および分散
剤）が使用される。これらのフェロ流体は、Ｔｈａｋｕ
ｒ等（米国特許第５，２４０，６２６号）により開示さ
れた従来の方法により調製される。

【００２２】水性のフェロ流体を混合することが好まし
い。好適な水性のフェロ流体は、Ｇｅｒｏｇｉａ Ｐａ
ｃｉｆｉｃ Ｃｏｒｐのような供給者から入手できる。

【００２３】フェロ流体は、従来の顔料を導入する従来
の方法と同様にして組成中に加えられる。なお、粉砕は
必要条件ではない。用いられるフェロ流体の量は好まし
くは、ＭＩＣＲ装置により認識可能な印刷イメージを提
供するのに十分な磁性流体の量である。フェロ流体は好
ましくは、乾燥成分の重量ベースで、磁性粒子が約２０
から６０ｗｔ％、最も好ましくは約２０から４０ｗｔ％
の範囲内で提供されるような量だけ使用される。これら
を水に可溶化し、乳化あるいは分散したものが本発明に
おいて使用される。

【００２４】特定の用途において使用される着色剤およ
び磁性顔料以外の感応性材料には、水溶性で、分散可能
であり、乳化可能である、フォトクロミック顔料および
蛍光顔料が含まれる。好適なフォトクロミック化合物の
例は米国特許第５，２６６，４４７号に開示されてい
る。

【００２５】第２の被覆には、乾燥ベースで、５−６０
ｗｔ％の範囲内の感応性材料の増量が含まれる。感応性
材料の好ましい増量は、５−２０ｗｔ％の範囲内であ
り、感応性材料の増量により第２の被覆が第１の被覆と
区別されるのではなく、熱印刷ヘッドに晒された場合に
おいて受け基体への両方の被覆の同時の転写が阻止され
る。感応性材料がカーボンブラックである場合、第２の
被覆において用いられる量は最も好ましくは、被覆のす
べての乾燥成分の重量ベースで約１０ｗｔ％である。上
記したように、第１の被覆は高速用途では好ましくは感
応性材料を有していないが、従来のプロセスおよびプリ
ンタにおいて使用されるリボンでは、被覆の全乾燥成分
ベースで、５−１５ｗｔ％の量が好ましい。感応性材料
をより多く増量することは顔料の増量により粘度が増大
するので好ましくない。

【００２６】各被覆は、被覆に柔軟性および弾力性を与
える機能を発揮する、水溶性で、分散可能あるいは乳化
可能なバインダ樹脂を含んでいる。第２および第３の被
覆は高いホットタック特性のバインダ樹脂の使用を必要
とする。このようなバインダ樹脂は軟化した時には非常
に粘着性がある。このような樹脂により、本明細書にお
いて先に説明した汎用のリボンの場合に比べて少なくと
も２倍のＩｎｓｔｒｏｎ４４１１の剥離強度としての粘
着力が提供される。これにより、熱印刷ヘッドによる転
写の間および転写後において受け基体により高い接着力
が付与される。高いホットタック特性により実施例にお
いて説明するように高い剥離強度が発揮される。高いホ
ットタック特性を備えた水溶性で、分散可能あるいは乳
化可能な樹脂としては、ポリエステル、アクリル酸−エ
チレン−ビニルアセテートターポリマー、メタクリル酸
−エチレン−ビニルアセテートターポリマー、ポリビニ
ルアセタート、塩化ビニル−ビニルアセテート共重合
体、エチレンビニルアセテート共重合体、エチレン−エ
チルアセテート共重合体、スチレン共重合体、スチレン
ブタジエンブロック共重合体、ポリウレタン樹脂、エチ
レン−アルキル（メタ）アクリル共重合体、およびスチ
レン−アルキル（メタ）アクリル共重合体がある。好ま
しい樹脂は、ビニルトルエン−メチルスチレン共重合体
のようなスチレン共重合体が含まれる。

【００２７】いずれかの被覆に存在する他の水溶性で、
分散可能あるいは乳化可能なバインダ樹脂は、米国特許
第５，２４０，７８１号および第５，３４８，３４８号
において開示されたような熱転写媒体に用いられる従来
型のものを含んでいる。これらは、ポリ塩化ビニル、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンオキシド、
エチレン−プロピレンゴム、ポリビニルアルコール、ポ
リアクトン（polyactone）、ポリケトン樹脂、ポリスチ
レン、エチレン−プロピレン共重合体、エチルセルロー
ス、ポリアミド、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビ
ニルブチラール、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリル
ゴム、アクリルゴム、エステルガムおよびショ糖安息香
酸塩（surcrose benzoate ）である。

【００２８】ラフストックに使用する熱転写リボンを調
製する際、バインダ樹脂の多く増量することが好まし
い。これらは、水溶性で、分散可能あるいは乳化可能な
樹脂で、好ましくは５０Ｃから２５０Ｃの軟化温度を有
し、同様に有機溶剤に可溶性で、分散可能あるいは乳化
可能である。分散液あるいはエマルジョンを得るため
に、バインダ樹脂は小さい粒子、好ましくはサブミクロ
ンの大きさで使用され、また水内あるいは摩滅器内で高
い剪断で撹拌される。

【００２９】特定の特性プロフィールを持たせるために
各被覆に１つより多くのバインダ樹脂を含ませることが
できる。例えば、Ｈｅｒｃｕｌｅｓ製のＰｉｃｃｏｔｅ
ｘ（登録商標）は、第２の被覆において転写の際に受け
基体への接着性を補助する高いホットタック特性を提供
するためのスチレン共重合体（ビニルトルエン−メチル
スチレン共重合体）である。第２の被覆に適した他の高
いホットスタックのバインダ樹脂は、水性のエチレンビ
ニルアセテート共重合体分散液および水性のポリエステ
ル樹脂分散液を含んでいる。これらの組成は必要に応じ
て別々にあるいは混合して使用される。

【００３０】第１および第２の被覆、および用途によっ
ては第３の被覆内における水溶性で、分散可能あるいは
乳化可能なバインダ樹脂は同じであるが、優れた性能を
得る必要はない。第１の被覆内のバインダ樹脂は高いホ
ットスタック特性を有する必要はなく、第１および第２
の被覆内に同じバインダ樹脂を利用して同様な熱軟化特
性を持たせることが望ましい。これにより、熱印刷ヘッ
ドにより加熱されたときに全ての被覆が均一に応答（軟
化）して、高速熱プリンタの印刷ヘッドからの熱の印加
により受け基体に全ての被覆を同時に転写できるように
なる。第３の被覆が使用される場合には、第２の被覆に
同じ樹脂を使用することが好ましく、第２の被覆の部分
的な転写が防止される。

【００３１】各被覆はまた、水溶性のワックスを含んで
いる。適当なワックスは、従来の水ベースのワックス懸
濁液あるいは分散液である。天然ワックスの例として
は、カルナバろう、ライスワックス、みつろうおよびカ
ンデリアろうである。他の適当なワックスは、パラフィ
ンワックスのような石油ワックスおよび低分子量ポリエ
チレンおよびＦｉｓｈｅｒ−Ｔｒｏｐｓｃｈワックスの
ような合成炭化水素ワックスである。あまり一般的でな
いが適当なワックスは、ミスチリン酸、パルミチン酸、
ステアリン酸およびベヘン酸のような高脂肪酸、ステア
リルアルコールのような高次の脂肪族アルコールおよび
スクロース脂肪酸エステルのようなエステルである。こ
れらあまり一般的でないワックスは分散あるいは乳化さ
れる。好ましいワックスは、カルナバろう、モンタンろ
う、カンデリアろうおよびパラフィンワックスである。

【００３２】ワックス状の物質は好ましくは３５Ｃから
２００Ｃ、より好ましくは６５Ｃから１３０Ｃの融点を
有している。これらのワックスはそれらの軟化点／融点
により分類される。カルナバろう、合成ワックスおよび
モンタンワックスのような固いワックスは高い軟化点／
融点および大きな弾性を有する。固いワックスの一例と
して、商標「Ｓ−Ｎａｕｂａ」でＮｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ
のＮｅｗａｒｄにあるＳｈａｍｒｏｃｋ Ｔｅｃｈｎｏ
ｌｏｇｉｅｓにより提供されるカルナバワックスがあ
る。他のものとして、Ｎｅｗ ＪｅｒｓｅｙのＭｉｌｌ
ｂｕｒｎにあるＢａｌｄｉｎｉ ＆ Ｃｏ．製の「Ｃａ
ｒｎａｕｂａ Ｎｏｒｔｈ Ｃｏｕｎｔｒｙ Ｎｏ．
３」がある。一方、カンデリアろうのような柔らかいワ
ックスはＮ．Ｙ．ｎｏＷｅｓｔ ＢａｂｙｌｏｎのＳｔ
ａｈｌ ＆ Ｐｉｔｃｈにより提供され、またパラフィ
ンワックスは低い融点／軟化点を有して温度の対する感
応性および適用性が大きい。固いワックスおよび柔らか
いワックスを混合することは、高速印刷において第１の
層に対しては好ましい。固いワックスは典型的には８０
Ｃ−２００Ｃの範囲内の融点を有し、また柔らかいワッ
クスは４０Ｃ−８０Ｃの範囲内の融点／軟化点を有して
いる。

【００３３】各被覆に、柔軟性を高め軟化点を低減する
ために可塑材を含ませることもできる。米国特許第３，
６６３，２７８号に開示されたような、従来の熱転写リ
ボンのバインダに使用されている水溶性で、分散可能あ
るいは乳化可能な可塑材が適当である。これらには、ア
ジピン酸エステル、フタル酸エステル、塩素化ビフェニ
ール、クエン酸、エポキシド、グリセリン、グリコー
ル、炭化水素、塩素化炭化水素、リン酸塩などが含まれ
る。各層に、柔軟性（オイル柔軟剤）、ホットタック特
性、凝集力、耐候性（紫外線吸収剤）、溶融粘度（フィ
ラー）および平滑性などの特性を高めるために、他の随
意的な添加剤を含ませることもできる。

【００３４】本発明の熱転写媒体の第１の被覆は、全固
形分ベースで少なくとも７５ｗｔ％、最も好ましくは８
５ｗｔ％以上の水分散可能なワックスを含んでいる。こ
の高いレベルのワックスにより、溶融粘度が低くなり、
また軟化温度が低くなって、熱転写媒体の柔軟性のある
基体からの引き離しが容易となる。ワックスを混合する
ことは好ましく、また好ましくは固いワックスと柔らか
いワックスとの約４．０：１から０．５：１の混合物が
使用される。第１の被覆はまた、高いホットタック特性
が必要でない、水溶性で、分散可能あるいは乳化可能な
バインダ樹脂を含んでいる。使用されるバインダ樹脂の
量は、溶融粘度値を低く維持するために、全固形分ベー
スで、好ましくは２０ｗｔ％よりも少ない。好ましく
は、全乾燥成分（固形分）ベースで、３−１５ｗｔ％の
樹脂バインダが使用される。第１の被覆は随意的に、着
色顔料のような、水溶性で、分散可能あるいは乳化可能
な感応性材料を含ませることができる。これを使用した
場合、顔料の量は、全固形分ベースで、好ましくは５−
２０ｗｔ％、より好ましくは約１５ｗｔ％である。第１
の被覆の溶融粘度は１５０Ｃにおいて２５−１５００ｍ
Ｐａｓであり剪断速度は１００ｌ／ｓ（Ｈａａｋｅ ｒ
ｓ１５０ Ｒｅｏｍｅｔｅｒ）である。好ましくは、溶
融粘度は、高速印刷において使用されるリボンの第２の
被覆の溶融粘度値の少なくとも２５倍小さい値であり、
従来のプリンタにおいて使用されるリボンの第２の被覆
の溶融粘度値の少なくとも１０倍小さい値であり。第１
の被覆の融点／軟化点は好ましくは５０から２００Ｃの
範囲である。

【００３５】第２の被覆は、感応性材料に加えて少なく
とも２０ｗｔ％の水溶性で、乳化可能あるいは分散可能
であり高いホットタック特性を有するバインダを含んで
いる。第２の被覆の約２０ｗｔ％から７５ｗｔ％、最も
好ましくは３０−５０ｗｔ％が、高いホットタック特性
を有するバインダ樹脂から構成される。第１の被覆と同
様な軟化特性を維持するために、第２の被覆は好ましく
は２５ｗｔ％あるいはそれより多くの水溶性のワック
ス、最も好ましくは２５−６０ｗｔ％のワックスを含ん
でいる。他の水溶性で、乳化可能あるいは分散可能な樹
脂は、好ましくは約０−１５ｗｔ％の少ない量だけ存在
する。第２の被覆の溶融粘度は、１５０Ｃで１００ｌ／
ｓ（Ｈａａｋｅ ｒｓ１５０ Ｒｅｏｍｅｔｅｒ）の剪
断速度において、好ましくは１、５００から３０、００
０ｍＰａｓの範囲内である。

【００３６】第３の被覆は、使用された場合、好ましく
は着色剤あるいは他の感応性材料を含まず、また少なく
とも２０ｗｔ％の水溶性で、乳化可能あるいは分散可能
であり、好ましくは第２の被覆と同様な、高いホットタ
ック特性を有するバインダ樹脂を含んでいる。他の熱可
塑性バインダ樹脂およびワックスは、上記の第２の被覆
と対応させた量とすることが好ましい。第３の被覆は、
約５０−２００Ｃの範囲内の温度で軟化し、また好まし
くは１５０Ｃで１００ｌ／ｓ（Ｈａａｋｅ ｒｓ１５０
Ｒｅｏｍｅｔｅｒ）の剪断速度において１０００から
３０、０００ｍＰａｓの範囲の溶融粘度を有している。

【００３７】被覆のそれぞれにおける樹脂バインダとワ
ックスの比率は、溶融粘度（凝集力）、ホットタック、
軟化温度、柔軟性および他の特性を制御するために調節
される。これらの特性を操作するために添加剤を用いる
こともできる。第１および第２の被覆の間における溶融
粘度の差は、好ましくは、高速印刷リボンにおいては第
２の被覆の溶融粘度が第１の被覆の溶融粘度の２５倍よ
り大きく、また従来のリボンにおいては１０倍より大き
い程度である。これにより、第１の被覆における凝集力
が減じられて、転写が容易となる。第２の被覆はより大
きなホットタック特性を有しており、両方の層が受け基
体に転写するのがさらに容易となる。

【００３８】ホットタック特性は剥離強度の決定におり
操作され定められ、また被覆の紙基体に対する強度は、
以下に詳しく説明するように、Ｉｎｓｔｒｏｎ９４１１
のような装置を使用して決定される。第２の被覆は第１
の被覆の少なくとも１０倍大きい剥離強度を有してい
る。

【００３９】最上の被覆を汎用の熱転写リボンの単一層
の剥離強度よりも少なくとも２倍大きくする組成とする
ことが好ましい。好ましくは、この剥離強度は汎用リボ
ンよりも３から３５倍あるいはこれより大きくされる。
下層に対しては、汎用の熱転写リボンの剥離強度よりも
小さい剥離強度とすることが一般的には好ましく、好ま
しくは０．０５から０．５倍あるいはこれより小さくさ
れる。

【００４０】本発明の熱転写媒体は、好ましくは水溶
液、分散液あるいは懸濁液の形態で、上記の成分を約１
０−６０ｗｔ％の固形分、好ましくは２０−３０ｗｔ％
の固形分だけ含む被覆組成から調製される。被覆組成を
形成する際には、好ましくは樹脂成分が添加される。こ
の場合、その固形分は１２０Ｆを超えない温度で１０μ
ｍより小さい粒子サイズに粉砕される。このような粒子
サイズは典型的には２００−２５０ｒｐｍにおいて約２
時間で得られる。乳化剤を１つまたはそれより多くの成
分の沈殿防止を補助するために採用することもできる。
一般的なエマルジョンは、同じ乳化剤あるいはその組み
合わせにおいて、全ての固形分を溶融および再凝固する
ことによっても調製できる。

【００４１】適切な乳化剤としては、当業者には公知で
ある従来の樹脂乳化剤および市販ワックス乳化剤であ
り、例えば、Ｔｗｅｅｎ（登録商標）４０、６０、８０
などの「Ｔｅｅｎ（登録商標）」、Ｓｕｒｆｙｎｏｌ
４２０、４４０、４６０など、「Ｍｏｒｐｈｏｌｉｎ
ｅ」、「Ｓｐａｎ」、「Ｂｒｉｇ」、「Ｔｒｉｔｏｎ」
などで入手可能なもの、あるいはプロピレングリコール
などである。好ましくは乳化剤は混合される。当業者に
は、乳化剤を微細な粒子のワックスの分散液および／ま
たは熱可塑性樹脂に単に加えることで特定の従来の乳化
剤を選択ワックスおよび／または熱可塑性樹脂と乳化す
ること、あるいはこのような微細な粒子を乳化剤の存在
下で形成することなどは適宜決定できることである。乳
化剤の量は広範囲であるが、好ましくは乾燥成分ベース
で１から３０ｗｔ％の量が使用される。

【００４２】エマルジョンは典型的には水である水性の
溶媒を含むが、アルコールのような水と混和可能な溶媒
を、全液成分ベースで１０ｗｔ％より少ない少量部だけ
含ませることもできる。一例として、ポリプロピレング
リコールおよびＮ−プロパノールを含ませることができ
る。

【００４３】これらの被覆製剤は従来の技術および、Ｍ
ｅｙｅｒ Ｒｏｄ（登録商標）などのように従来の被覆
装置上に据え付けられたワイヤラウンドドクターバーな
ど装置を使用して、適当な重量の被覆を設けるために基
体に塗布される。本発明の熱転写媒体は２層プロセスを
経て得られ、第１の被覆はサブコートとしてポリエステ
ルフィルムのような基体に塗布され、また第２の被覆が
第１の被覆上に塗布される。３層の熱転写媒体を調製す
るためには、第３の被覆が乾燥後の第２の被覆上に塗布
される。第１の被覆の被覆重量は好ましくは約１−２ｇ
／ｍ² の間に維持され、また第２の被覆の被覆重量は好
ましくは約１．５−３．５ｇ／ｍ² の間に維持される。
ポリエステルフィルムは典型的には１８−２４ゲージの
ポリエチレンテレフタレートフィルムであるが、柔軟性
のある基体は広い範囲で変更可能であり、米国特許第
５、３４８、３４８に開示されたものも含まれる。

【００４４】第１の被覆は塗布され、また好ましくは約
１３０Ｆ−２５０Ｆの温度で乾燥される。乾燥後、第２
の被覆が接着を確保するために軟化点（約１５０Ｆ）よ
り低い温度で塗布され、また好ましくは１４０Ｆ−１７
０Ｆの範囲の温度で乾燥される。

【００４５】熱感応性被覆は、７５Ｃ−３００Ｃの温度
において、紙あるいは合成樹脂のような受け基体に全部
を転写される。

【００４６】以上の記載から、当業者であれば、先の説
明から、本発明の全ての範囲を利用できることは明らか
である。よって、以下の特定の実施例は、単なる例示で
あり、本発明の開示範囲をなんら制限するものではな
い。

【００４７】上記および以下で引用される全ての応用、
特許および刊行物は、参考として組み入れられる。

【００４８】実施例１ 表１に示した割合の水、ワックスエマルジョン、樹脂お
よび湿潤剤を、９０Ｆより低い温度で摩滅器内で１時間
粉砕することで、＃２Ｚａｈｎ ｃｕｐで被覆粘度が１
７．５±１秒の、第１の被覆の製剤（サブコート）を調
製した。

【００４９】

【表１】 表２に示した割合の水、樹脂、カンデラエマルジョン、
粉砕添加物、水性ＥＶＡディスパージョン、ポリエステ
ル樹脂、カーボンブラックおよび湿潤剤を、９０Ｆより
低い温度で摩滅器内で１時間粉砕することで、＃２Ｚａ
ｈｎ ｃｕｐで被覆粘度が１７．０±１秒の、第２の被
覆の製剤（上層）を調製した。

【００５０】

【表２】 熱転写媒体 本発明の熱転写媒体は次のようにして調製された。第１
の被覆は、上記した第１の被覆製剤を従来の被覆装置に
より基体上に約１５０Ｆ−２００Ｆで塗布することで、
１−２ｇ／ｍ² の被覆重量を有する４．５μｍのポリエ
ステルフィルム上に形成し、１７０Ｆより以下の温度で
乾燥した。１．５−２．５ｇ／ｍ² の被覆重量を有する
第２の被覆を、上記した第２の被覆製剤を従来の被覆装
置により乾燥した第１の被覆上に塗布することで設け
た。被覆されたポリエステルフィルムは、完成リボンを
得るために、第２の被覆の塗布後に約１５０Ｆの温度で
乾燥した。

【００５１】実施例２ 以下に示した成分を加え、少なくとも１時間撹拌し混合
することで第１の被覆製剤（サブコート）を調製した。
この被覆製剤の粘度は、＃２Ｚａｈｎ ｃｕｐで１７秒
であった。

【００５２】

【表３】 第２の被覆製剤 第２の被覆製剤（上被覆）は、＃２Ｚａｈｎ ｃｕｐで
１７秒の粘度を得るために、以下の成分を使用して、上
記の第１の被覆製剤と同じようにして調製された。

【００５３】

【表４】 実施例３ 撹拌下で以下の全ての成分を加え、次いで１時間混合す
ることで、別の第１の被覆の製剤（サブコート）を調製
した。印刷イメージの密度を高めるために、カーボンブ
ラックディスパージョンを第１の被覆製剤において使用
した。

【００５４】

【表５】 実施例４ 撹拌下で以下の全ての成分を加え、次いで１時間混合す
ることで、別の第３の被覆の製剤を調製した。この被覆
は、カーボンブラックが含有されておらず、スカーフィ
ングをなくしあるいな減じるために第２の被覆の上に被
覆される。

【００５５】

【表６】 種々のＴＴＲ被覆の剥離強度分析 １．サンプルの準備 １インチおよび１０インチ長さの片が、ポリエステルフ
ィルム上に上記の被覆を施した熱転写リボンから切断さ
れた。この片は滑らかな（ボンド）紙上にテープ付けさ
れ、次いで約２５０Ｃで０．５秒の間だけプレス内でプ
レスされ、リボンから被覆が紙基体上に溶融した。

【００５６】２．テスト条件および手順 装置 Ｉｎｓｔｒｏｎ４４１１ 温度 ７５Ｃ 相対湿度 ５０％ 試験速度 ２インチ／分 剥離角度 １８０ 試験片は、ポリエステルフィルムを一端に、また他端に
紙基体をクランプすることで、Ｉｎｓｔｒｏｎに取り付
けられた。フィルムおよび紙は１８０において分あたり
２インチの一定速度で分離された。力は記録され、剥離
強度はこの力を試料の幅で除算することで計算した。

【００５７】３． 試験結果および比較 剥離強度はグラム／インチで測定され、種々のリボンの
剥離強度を以下に示す。

【００５８】 剥離強度（ｇ／インチ） 汎用リボン＊１ ９ 実施例１のサブコートだけを付けたリボン １ 実施例１の上層だけを付けたリボン ３４ 実施例１の変更した上層だけを付けたリボン＊２ １２３ 実施例１の変更した上層だけを付けたリボン＊３ １８ ＊１ カーボンブラック、カルナバろう、エチレンビニルアセテート樹脂お よびポリエチレンワックスから構成される単一被覆のリボン ＊２ 約４０ｗｔ％タックが高い樹脂 ＊３ 約２０ｗｔ％タックが高い樹脂 上記から明らかなように、実施例１の上層の剥離強度
は、典型的な汎用リボン製剤（ＧＰＲ）よりも約４倍高
く、一方、実施例１のサブコートの剥離強度はＧＰＲよ
りも９倍小さい。サブコートと上層との間の剥離強度の
差は、最適な印刷に対して好ましくは約３０ｇ／インチ
である。上層に対する剥離強度の下限および上限は、そ
れぞれ１８と１２３ｇ／インチである。

【００５９】粘度測定 Ｈａｋｋｅ ＲＳ１５０ Ｒｅｏｍｅｔｅｒを使用し
て、図４に示した種々の剪断速度で被覆の溶融粘度を測
定した。

【００６０】（ａ）汎用リボン製剤の単一層 （ｂ）上記の実施例１の製剤から作ったサブコート （ｃ）上記の実施例１の製剤から作った上層 図４のグラフによれば、１５０Ｃで１００ｌ／ｓの剪断
速度における汎用リボン、実施例１のサブコートおよび
上層の溶融粘度は、それぞれ１４２６、９６および７５
２８ｍＰａｓである（図４のグラフ参照）。

【００６１】サブコートと上層の溶融粘度の差は、高速
印刷においては少なくとも２５倍であると推定される。
好ましくは、サブコートの溶融粘度は高速印刷用途の汎
用リボンの約１０倍より小さい。

【００６２】上記の実施例は、反応物および／または操
作条件を全体または部分的に変えることで繰り返して同
様にして行うことができるものである。

【００６３】以上の説明から、当業者であれば本発明の
必須の特徴を容易に確認することができ、また、本発明
の範囲を逸脱することなしに、種々の用途および条件に
適合した種々の変形および変更を行うことができること
は明らかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】２つの熱軟化可能な層を有する、熱転写前にお
ける本発明の熱転写媒体の説明図である。

【図２】熱転写後における２つの熱軟化可能な層を有す
る本発明の熱転写媒体の説明図である。

【図３】３つの熱軟化可能な層を有する、熱転写前にお
ける本発明の熱転写媒体の他の実施の形態の説明図であ
る。

【図４】種々の被覆調合物と剪断速度とに対する粘度の
値のグラフである。

【符号の説明】 ２０ 熱転写リボン ２２ 基体 ２４ 第２の被覆 ２６ 第１の被覆 ３０ 熱転写ヘッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トーマス シー．ミラー ジュニア アメリカ合衆国 オハイオ州 45420 ケ ターリング デラネイ ストリート 3136 (72)発明者 トーマス ジェイ．オブリンガー アメリカ合衆国 オハイオ州 45377 ヴ ァンダリア ケンブルク ドライブ 845

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱転写プリンタの作動している印刷ヘッ
   ドに晒されたときには受け基体にイメージを転写する熱
   転写媒体において、前記熱転写媒体は、 柔軟性のある基体（２２）、 前記基体上に位置決めされ、乾燥成分ベースで、少なく
   とも７５ｗｔ％の水に分散可能なワックス、および乾燥
   成分ベースで２０ｗｔ％より少ない水に溶解可能、分散
   可能あるいは乳化可能なバインダ樹脂、および随意的
   に、乾燥成分ベースで２０ｗｔ％より少ない量の感応性
   材料を含んでなる熱感応性の第１のコーティング（２
   ６）、および前記第１のコーティング上に位置決めさ
   れ、感応性材料、水に分散可能なワックスおよび乾燥成
   分ベースで、少なくとも２０ｗｔ％の水に溶解可能、分
   散可能あるいは乳化可能であり高いホットタック特性を
   有するバインダ樹脂を含んでなる熱感応性の第２のコー
   ティング（２４）を含んでなり、 第１のコーティングが第２のコーティングよりも少なく
   とも１０倍より低い溶融粘度を有することを特徴とする
   熱転写媒体。
2. 【請求項２】 熱転写リボンを組込んだ熱転写プリンタ
   において、前記リボンが、 ポリエステル基体（２２）、 前記ポリエステル基体上に位置決めされ、乾燥成分ベー
   スで、７５−９７ｗｔ％の水に分散可能なワックスある
   いはワックスの混合物および３−２５ｗｔ％のバインダ
   樹脂を含んでなる熱感応性の第１のコーティング（２
   ６）、 前記第１のコーティング上に位置決めされ、乾燥成分ベ
   ースで、５−２６ｗｔ％の着色剤、約２０−７５ｗｔ％
   の水に溶解可能、分散可能あるいは乳化可能であり高い
   ホットタック特性を有するバインダ樹脂、および水に分
   散可能なワックスあるいはその混合物を含んでなる熱感
   応性の第２のコーティング（２４）を含んでなり、 第１のコーティングが、１５０Ｃおよび１００ｌ／ｓの
   剪断速度において２５から１，５００ｍＰａの範囲の溶
   融粘度を有し、第２のコーティングが、１５０Ｃで１０
   ０ｌ／ｓの剪断速度において５，０００から３０，００
   ０の溶融粘度を有することを特徴とする熱転写プリン
   タ。