JPH1058838A - 熱転写媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 擦られても影響を受けず、滲みも起こさない
映像を形成する熱転写媒体を提供する。 【解決手段】 本発明は、掻き傷およびインクの滲みに
対して高い抵抗力を持つ映像を提供するために、映像の
転写中に加熱されたとき、架橋を起こす反応性成分を使
用する熱転写媒体（２０）を提供する。前記反応性成分
は、熱転写層（２４）内に含まれている間は、熱プリン
トヘッド（３０）に触れるまで、分離状態になっている
カプセル入りの液体エポキシ樹脂と架橋剤とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄いフィルム抵抗
体で、プリント・リボンの非常に正確な領域を加熱する
ことにより、レシーバ基層上に映像の形成が行われる熱
転写印刷に関する。局部的に行われる前記加熱により、
リボンからレシーバ基層にインクまたは他の感知剤が転
写される。前記感知剤は、通常、光学的または磁気的に
検出することができる顔料またはダイである。

【０００２】

【従来の技術、及び、発明が解決しようとする課題】熱
転写印刷は、印刷作業中の音が静かなために、現在多く
の用途において衝撃式印刷の代わりに使用されている。
熱転写印刷は、機械読み取り用バーコードおよび磁気に
よる英数字の印刷のような特殊の用途に広く使用されて
いる。熱転写プロセスは、非常に柔軟に映像を生成する
ことができ、また印刷映像のスタイル、サイズおよび色
を非常に種々様々に変化させることもできる。

【０００３】熱転写印刷の用途にもある程度の制限はあ
る。例えば、キャリヤからレシーバ基層に転写すること
ができる熱転写剤の特性により、印刷したものが長持ち
しないで消えてしまう場合がある。従来のプロセスによ
り印刷したものは、特にその後の分類作業によりインク
が滲んだり、不鮮明になったりする場合がある。さら
に、レシーバ基層の表面がこすられたりすると、この問
題はいっそうひどくなる。前記インクの滲みが起こる
と、光学的な文字の読み取りまたは磁気的なインク文字
の読み取りのような文字の読み取りが困難になり、場合
によっては全然読み取れなくなる。ひどい場合には、イ
ンクの滲みによりバーコードを読み取るのさえ困難にな
る場合がある。

【０００４】本発明の一つの目的は、擦られても影響を
受けず、滲みも起こさない映像を形成する熱転写媒体を
提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、柔軟な基層と
熱転写層とを含む熱転写媒体を提供するが、その特徴
は、前記熱転写層が２００℃以下の軟化点を持ち、室温
では固体で２００℃以下の軟化点を持つ熱可塑性樹脂結
合剤と、室温では液体で、室温で反応を起こすエポキシ
樹脂と、活性化した場合、室温でエポキシ樹脂を架橋さ
せ、２００℃以下の軟化点を持つ架橋剤と、感知剤とを
含むことである。この場合、エポキシ樹脂は、熱プリン
トヘッドの圧力が掛かると、５０℃−２００℃の温度で
破壊されて、エポキシ樹脂を放出するマイクロカプセル
内に収容されている。

【０００６】本発明による熱転写層から得た映像は、エ
ポキシ樹脂を架橋させている高い分子量を含んでいるこ
とを理解されたい。そのため、前記映像は滲みや掻き傷
に対して高い抵抗力を持つ。また、インクの滲みや掻き
傷に対して抵抗力を与えるために、転写後に必ずしもベ
ーキング・ステップを行う必要はない。

【０００７】添付の図面を参照しながら、本発明を以下
に説明するが、これは単なる例示としてのものにすぎな
い。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１に示す熱転写媒体２０は、本
発明の好適な実施形態であり、好適には薄い平滑な紙ま
たはプラスチック様の材料である柔軟な材料から作られ
ている基層２２と熱転写層２４とを含む。基層として
は、グラッツ製の３０−４０番キャパシタ・ティシュー
のようなティシュータイプの紙材料、およびマイラー
（Ｍｙｌａｒ）（登録商標）という名前でデュポンが製
造している１４−３５番のポリエステルのようなポリエ
ステルタイプのプラスチック材料が適している。また、
基層としては、ポリエチレン・ナフタレート・フィル
ム、ポリエチレン・テレフタレート・フィルム、ナイロ
ンのようなポリアミド・フィルム、ポリプロピレン・フ
ィルムのようなポリオレフィン・フィルム、トリアセテ
ート・フィルムのようなセルロース・フィルムおよびポ
リカーボネート・フィルムも適している。基層は、取り
扱いやコーティングを容易に行うことができるように、
高い引っ張り強さを持つものでなければならないし、好
適には、最も薄い厚さでも上記の特性を持ち、熱プリン
トヘッド内の加熱部材が長持ちするように、熱抵抗が低
いものであることが好ましい。厚さは、好適には３−５
０ミクロンであることが好ましい。必要な場合には、基
層またはベース・フィルムの熱転写層の反対側の表面上
に背面コーティングをすることができる。

【０００９】熱転写層２４の軟化点は２００℃以下であ
り、好適には１５０℃、最も好適には５０℃−８０℃で
あることが好ましい。前記範囲の軟化温度を持っていれ
ば、１００℃−２５０℃の範囲、さらに多くの場合１０
０℃−１５０℃の範囲の温度で動作する従来のプリント
ヘッドを通常備えている、従来の熱転写プリンタ内で本
発明の熱転写媒体を使用することができる。本明細書で
使用する「軟化点」という用語は、固体を引き延ばすこ
とができたり、固体が流動することができる状態になる
温度を意味する。

【００１０】前記熱転写層は、室温で固体である熱可塑
性樹脂のマトリックスと、室温で液体のカプセル内に収
容されているエポキシ樹脂と、エポキシ樹脂の架橋剤お
よび感熱材料を含む。エポキシ樹脂と架橋材料は、室温
で反応するものを選択する。このような選択により、構
成成分が印刷温度で溶解し混合した場合、急速な反応を
容易に起こさせることができる。架橋剤は、好適には室
温で固体であることが好ましい。そのような架橋剤な
ら、熱転写層内でカプセルに収容されているエポキシ樹
脂から容易に分離することができる。架橋剤が固体であ
る場合には、その軟化点は２００℃以下でなければなら
ないし、好適には１５０℃以下、最も好適には５０℃−
８０℃であることが好ましい。カプセルに収容した状
態、または収容してない状態の熱可塑性樹脂のマトリッ
クス内に液状の架橋剤を分散させることもできる。マト
リックスを形成している熱可塑性樹脂も、また２００℃
以下の軟化点を持っているが、この軟化点は、好適に
は、前記熱転写層の軟化温度の要件に従って、１５０℃
以下、最も好適には５０℃−８０℃であることが好まし
い。このような軟化温度を持っていれば、従来の熱プリ
ントヘッドの場合のように、１００℃−２５０℃の範囲
の温度に加熱した場合、架橋剤は液状のエポキシ樹脂と
混合することができる。熱可塑性樹脂のマトリックスお
よび／または架橋剤の軟化点が１００℃以上である場合
には、エポキシ樹脂と架橋剤とが混合するように、十分
高い温度で動作するプリントヘッドを使用するよう考慮
する必要がある。

【００１１】熱転写層は、沸点が２００℃以下の水性ま
たは有機性溶媒を使用して処理することができる。前記
溶媒は、処理中に熱可塑性樹脂のマトリックスを溶かす
ためだけに使用される。好適な溶媒としては、エステル
溶媒および鉱物性アルコール等がある。前記溶媒は、安
定な状態で確実に保存できるように、別々の相にしてお
くために、架橋剤またはカプセル内に収容されたエポキ
シ樹脂を懸濁させることができる。前記溶媒は、液状エ
ポキシ樹脂を収容しているカプセル材料を溶かすもので
あってはならない。

【００１２】適当な熱可塑性樹脂の例としては、塩化ポ
リビニール、酢酸ポリビニール、塩化ビニール・酢酸ビ
ニール共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
アセタル、エチレン・酢酸ビニール共重合体、エチレン
・アルキル（メタ）アクリレート共重合体、エチレン・
酢酸エチル共重合体、ポリスチレン、スチレン共重合
体、ポリアミド、エチルセルロース、エポキシ樹脂、キ
シレン樹脂、ケトン樹脂、石油樹脂、ロジンまたはその
誘導体、テルペン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリビニー
ル・ブチリル、スチレン・ブタジエン・ゴム、ニトリル
・ゴム、アクリル・ゴムおよびエチレン・プロピレン・
ゴムのような合成ゴムがある。

【００１３】ポリビニール・アルコール、エチレン・ア
ルキル（メタ）アクリレート共重合体、スチレン・アル
キル（メタ）アクリレート共重合体、飽和ポリエステル
等も適している。前記樹脂を混合したものも使用するこ
とができることが分かっている。転写の感度から見て、
熱可塑性樹脂は低い軟化温度を持つことが望ましい。完
全な映像を得るためには、前記樹脂は高い軟化点を持つ
ことが望ましい。熱可塑性樹脂は、好適には、熱転写層
を形成するコーティング剤の乾燥した全部の成分の重量
の約５−１５重量％、最も好適には、１０重量％を使用
することが好ましい。

【００１４】本発明で使用するのに適している好適なエ
ポキシ樹脂は、分子量を十分に大きくするために、少な
くとも二つのオキシレン基を持つ。

【００１５】

【数１】 また、好適には、エポキシ樹脂はハイドロキシ側基をも
つことが好ましい。この場合、使用する架橋剤はハイド
ロキシ側基と反応を起こす。使用するエポキシ樹脂の少
なくとも一部は、二つまたはそれ以上のオキシレン基を
含む。前記好適な樹脂としては、エピクロロヒドリン
を、液体フェノール／フォルムアルデヒド樹脂、または
液体クレゾール／フォルムアルデヒドと反応させること
によって得た分子量の小さいエポキシ・ノボラック樹脂
等がある。前記樹脂は、一般的に、多くのエポキシド基
を持つ部分的硬化の状態のＢ−段階の樹脂である。

【００１６】また、好適なエポキシ樹脂としては、エピ
クロロヒドリンを液体ポリハイドロキシ・モノマーと反
応させることによって得られる、分子量の小さなポリグ
リシジル・エーテル・ポリマーがある。これらポリマー
は、一般的に、直線状で、その末端部にエポキシド基を
持つ。脂肪族のバックボーンを持つ分子量の小さなポリ
マーは、室温で液体であるならば、一般的にいって使用
することができる。前記ポリマーの例としては、エピク
ロロヒドリンを、１、４−ブタンジオールまたはトリメ
チロール・プロパンと反応させて得られるポリグリシジ
ル・エーテルがある。前記好適なエポキシ樹脂は、室温
で反応を起こすのに適している。最も好適なエポキシ樹
脂は、通常、反応性が高く、そのため印刷した映像は掻
き傷およびインクの滲みにすぐに抵抗性を持つ。

【００１７】液体エポキシ樹脂は、室温では熱転写層内
で安定しているマイクロカプセル中に収容されていて、
好適には、５０℃−２００℃の範囲の温度でプリントヘ
ッドから熱が加えられたり、圧力が加えられたりする
と、破裂してエポキシ樹脂を放出するものが好ましい。
前記マイクロカプセルの大きさは、好適には、７５ミク
ロン以下であることが好ましい。マイクロカプセル・シ
ェルの成分、すなわち、マイクロカプセル材料として
は、２００℃以下の軟化点を持つ天然材料から合成材料
までの広い範囲のものを使用することができる。マトリ
ックス樹脂との相性を確実に保つために、シェル材料と
しては同じ樹脂を使用することができる。好適には、マ
イクロカプセル材料は、軟化点が１５０℃以下の熱可塑
性樹脂であり、最も好適には軟化点は５０℃−８０℃で
あることが好ましい。マイクロカプセル用の適当なエポ
キシ樹脂の例としては、ＮＤマイクロスフィアの商品名
で、ＮＤインダストリーズが販売しているものがある。

【００１８】本発明で使用するのに適している架橋剤ま
たは硬化剤としては、上記の融点／軟化点の要件を満足
させるエポキシ樹脂硬化用に従来から使用されてきたも
のがある。液体架橋剤は、エポキシ樹脂を含むマイクロ
カプセルと共に破裂する材料と一緒に使用することがで
き、マイクロカプセル内に収容することができる。前記
架橋剤は、好適には、反応が起こった場合、室温で活性
状態を維持するものが好ましい。適当な架橋剤は、エポ
キシド基、ハイドロキシ基または両者と反応を起こす。
熱転写媒体の貯蔵期間中の安定性を改善するために、固
体の架橋剤は、好適には、６０℃−１００℃の範囲内に
活性化温度を持つことが好ましい。活性化温度が、使用
するプリントヘッドの動作温度より低い場合には、１０
０℃以上の活性化温度を持つ架橋剤を使用することがで
きる。

【００１９】適当な架橋剤の例としては、少なくとも二
つの第一および第二基を持つ、他のモノマーを含んでい
るか、または含んでいないアミン（ジアミン）のプリポ
リマーまたはオリゴマーを含むポリアミンがある。前記
プリポリマー／オリゴマーは、多くの場合、変性アミン
と呼ばれる。固体の場合には、これらプリポリマー／オ
リゴマーは、前記融点／軟化点の要件に適合しなければ
ならない。適当な変性アミンとしては、シェル化学およ
びエア・プロダクトが販売しているエピキュアＰ１０１
およびアンカミン ２０１４ＦＧ等がある。他の適当な
架橋剤としては、カルボン酸機能ポリエステル樹脂、フ
ェノール・フォルムアルデヒド樹脂およびアミノ／フォ
ルムアルデヒド樹脂などがある。フェノール・フォルム
アルデヒド樹脂と一緒に、レゾールおよびフェノール・
ノボラック樹脂が含まれる。

【００２０】熱転写層の他の成分は、光学手段、磁気手
段、電子伝導手段または光電手段によって、視覚的に感
知することができる感知剤である。前記感知剤は、通常
ダイまたは顔料または磁気粒子のような着色剤である。
カーボン・ブラックおよび種々の有機または無機の着色
顔料およびダイを含めて、従来のインク・リボンで使用
されるすべての着色剤を使用することができる。その例
としては、フタロシアニン・ダイ、蛍光ナフタルイミド
・ダイ、およびカドミウム、プリムローズ、クロム黄、
ウルトラ・マリーン・ブルー、二酸化チタン、酸化亜
鉛、酸化鉄、酸化コバルト、酸化ニッケル等のようなそ
の他の着色剤がある。磁気熱印刷の場合には、熱転写コ
ーティングは、文字を光学的に、人間の目でまたは機械
で読むことができるようにするために、映像化およびコ
ーティング動作中に使用するための磁気顔料または粒子
を含む。磁気熱転写リボンは、磁気信号誘起インクで、
基層をコード化し、映像化する間に、熱印刷の持ついく
つかの利点を供給する。感知剤は、通常、熱転写層を作
るコーティング剤の乾燥成分の全体の約５−５０重量部
で使用される。

【００２１】架橋剤の活性を高めるために、熱転写層内
にアクセラレータを混入することができる。前記アクセ
ラレータの例としては、第三アミンおよびＴＧＩＣ（ト
リグリシジル・イソシアヌレート）等がある。前記アク
セラレータとしては、軟化点が２００℃以下で、室温で
液体または固体状態のものを使用することができる。前
記アクセラレータは、好適には、架橋反応を促進するた
めに、２０℃−２５０℃の範囲の温度で機能することが
好ましい。

【００２２】エポキシ樹脂は、好適には、溶媒を除く熱
転写層の全重量の３０−６５重量％であることが好まし
い。架橋剤は、好適には、溶媒を除いて、全重量から見
て、熱転写層の５−２５重量％であることが好ましい。

【００２３】熱転写層には、従来のワックスおよび熱転
写媒体中に通常使用される可塑剤を使用する必要はない
が、本発明の熱転写媒体に前記ワックス等を使用しても
かまわない。

【００２４】処理および熱転写層の性能を向上させるた
めに、熱転写層中に、従来の熱転写媒体中に通常使用さ
れる従来の添加物を使用することができる。前記添加物
としては、オイルのような柔軟剤、紫外線吸収剤のよう
な耐候性改善剤、ポリテトラフルオロエチレンおよび微
小化ポリエチレンのような掻き傷および擦り傷改善剤お
よび充填剤を含む。全添加剤の重量％は、溶媒を除いて
熱転写層の全重量の４５％またはそれ以下が適してい
る。

【００２５】熱転写層は、コーティング剤を調合し、好
適には、１．９−４．３ｇ／ｍ²の範囲のコーティング
重量に等しい必要なコーティングの厚さを形成する、通
常の溶媒コーティング機械に設置されるメイヤ・ロッド
またはワイヤ丸型ドクター・バーのような従来のコーテ
ィング技術により、基層に塗布することができる。全コ
ーティング・プロセス中、温度は約２８℃−６６℃に維
持されるが、好適には４９℃以下に維持することが好ま
しい。好適には、３−５０ミクロンの厚さにコーティン
グ剤を基層に塗布した後で、転写リボン２０を作る場
合、マイクロカプセルを破壊しないで、確実に乾燥さ
せ、基層２２上にコーティング２４を接着させるため
に、基層を高温で乾燥装置内を通過させる。

【００２６】熱転写層は、７５℃−２００℃の範囲の温
度で、紙または合成樹脂のようなレシーバ基層上に完全
に転写することができる。液体エポキシ樹脂と架橋剤と
の間の反応は、瞬間的に行われ、好適には完了するま
で、室温で進行するのが好ましい。

【００２７】コーティング剤は、２００℃以下、好適に
は１５０℃−１９０℃の範囲の沸点を持ち、また好適に
は約１０−５０重量％の範囲の固体を含んでいることが
好ましい、エステル溶媒および鉱物性アルコールのよう
な、水性または有機性溶媒をベースとするものを使用す
ることができる。最も好適には、コーティング剤が約３
０％の固体を含んでいることが好ましい。熱転写層を形
成する適当なコーティング剤を作るには、通常熱可塑性
結合剤を溶媒内に溶解する。溶解したら、ポリマー溶液
をかき回して、残りの反応性の成分（マイクロカプセル
に含まれているエポキシ樹脂および架橋剤）をその中に
分散させる。得られた混合物をアトリター（ａｔｔｒｉ
ｔｏｒ）に移し、感知剤を加え、架橋剤の活性化温度よ
り低く、またマイクロカプセルが破裂する温度より低い
温度で、約２時間かき回す。ＮＤマイクロスフィア（Ｎ
Ｄ Ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓ）（登録商標）およびエ
ピキュア（Ｅｐｉｃｕｒｅ）（登録商標）Ｐ１０１架橋
剤がベースとして使用されている場合には、温度を４９
℃に維持する。

【００２８】熱転写リボンは、熱印刷のいくつかの利点
を持つ。熱転写層が熱プリントヘッドの加熱部材（薄い
フィルム抵抗）に触れると、熱可塑性樹脂結合剤および
架橋剤は溶融して混合し、エポキシ樹脂を含むマイクロ
カプセルが破壊される。反応は急速に始まり、正確な輪
郭を持つ映像を文書上に形成するために、熱転写層がリ
ボンからレシーバ基層へ転写される。

【００２９】図２は、熱転写媒体２０の熱転写層２４か
らの転写が行われた後の、レシーバ基層２８上の映像３
２である。

【００３０】図３は、印刷動作中の熱転写媒体２０の使
用方法を示す。より詳細に説明すると、図３は、レシー
バ基層２８への熱転写層４の転写中に、マイクロスフィ
アが破壊され、架橋剤とエポキシ樹脂の混合が行われる
場合の、プリントヘッド３０による熱転写媒体２０の加
熱方法を示す。プリントヘッド３０からの熱により、熱
転写層の一部が軟化し、マイクロカプセルを破壊し、そ
の結果混合部分４０ができる。混合部分４０内でのエポ
キシ樹脂と架橋剤との反応により、映像３２が得られ
る。

【００３１】本発明の熱転写層から得た映像は、インク
の滲みおよび掻き傷に対して高い抵抗を持つ。

【００３２】また、前記映像は、従来の熱転写プリンタ
により得ることができる。すなわち、高いプリントヘッ
ド・エネルギーを必要としない。

【００３３】＜例１＞表１に示す成分を含むコーティン
グ剤は、溶媒内にＥＶＡ結合剤を溶解させ、かき混ぜな
がらエポキシおよび変性ポリアミンを加えて作った。得
られた混合物は、冷却ジャケットを備えたアトリターに
移した。アトリターをスタートさせ、カーボン・ブラッ
クを加え、容器内の内容物の温度が絶対に４９℃を超え
ないようにした。得られた混合物は、２００−２５０ｒ
ｐｍの回転速度で２時間すりつぶした。

【００３４】 表１ 使用したもの 乾燥％ 乾燥重量（ｇ）湿潤重量（ｇ） 鉱物性アルコール 溶媒 - - 450.0エチレン 酢酸ヒ゛ニール 結合剤 10.0 15.0 15.0 （ＥＶＡ）¹カフ゜セル 入りエホ゜キシ樹脂² エポキシ 65.0 97.5 97.5 変性ホ゜リアミト゛³ 硬化剤 10.0 15.0 15.0カーホ゛ン・フ゛ラック⁴ 顔料 15.0 22.5 22.5 コーティング剤は、従来の装置を使用して、１．９−
４．０ｇ／ｍ²の範囲のコーティング重量で、ポリエス
テル・テレフタレート（ＰＥＴ）フィルムに塗布され
る。

【００３５】 材料 化学名 商品名 メーカー 所在地 州名 １ エチレン酢酸ヒ゛ニール エスコリン エクソン化学 ヒューストン テキサス (EVA) MVO2514 ２ カフ゜セル入りエホ゜キシ NDマイクロスフィア NDインタ゛ストリース゛ トロイ ミシカ゛ン ３ 変性ホ゜リアミト゛ エヒ゜キュアP101 シェル化学 ヒューストン テキサス ４ カーホ゛ン・フ゛ラック ラヘ゛ン 1255 コロンヒ゛ア化学 アトランタ シ゛ョーシ゛ア

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の熱転写媒体である。

【図２】 基層に熱転写した後の、本発明の熱転写媒体
である。

【図３】 熱転写が行われる印刷プロセス中の、本発明
の熱転写媒体である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン シー ローゼンバウム アメリカ合衆国 オハイオ州 45458− 3368 デイトン、コブルクリーク ドライ ブ 8740 (72)発明者 ジョセフ ディー ロス アメリカ合衆国 オハイオ州 45066 ス プリングボロ、キャラウェイ 140

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 柔軟な基層（２２）と熱転写層（２４）
   とを含む熱転写媒体（２０）であって、 前記熱転写層が、 ２００℃以下の軟化点を有し、室温では固体で２００℃
   以下の軟化点を有する熱可塑性樹脂結合剤と、 室温では液体で、室温で反応を起こすエポキシ樹脂と、 活性化した場合、室温でエポキシ樹脂を架橋させ、また
   ２００℃以下の軟化点を有する架橋剤と、 感知剤とを含み、 前記エポキシ樹脂が、熱プリントヘッド（３０）の圧力
   が掛かると、５０℃−２００℃の温度で破裂してエポキ
   シ樹脂を放出するマイクロカプセル内に収容されている
   ことを特徴とする、熱転写媒体。