説明

熱転写シート

【目的】印字エネルギーが高エネルギー(0.4mmj/dot以上)時であっても、良好な印字ができ、かつ高耐擦過性、耐溶剤性を有する熱転写シートを提供する。
【構成】プラスチックフィルムからなる基材フィルムの表面に少なくとも剥離層と熱転写インキ層を有する熱転写シートにおいて、前記剥離層は高温状態でプラスチック材料との接着性が低くかつ流動性の少ない物質を含む構成とした。

【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】本発明は、パーソナルコンピュータやワードプロセッサ等のハードコピー出力装置として使用される熱転写プリンターの熱転写シートに関する。特に、プラスチックラベル等のプラスチックに、高印字エネルギーで印字を行った場合、耐擦過性、耐溶剤性の優れた印字が可能である熱転写シートに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、パーソナルコンピュータやワードプロセッサ等のハードコピーを熱転写方式により印字する場合、熱転写シートとして基材フィルムの一方の面(表面)に、ワックスに顔料を混合したインキを塗工装置で塗布して、熱溶融性インキ層を設けた溶融型熱転写シートが数多く利用されている。これらのワックスを主成分とした熱転写インキ層を有する熱転写シートは、背面からサーマルヘッドのヒーターエレメントを画像形状にON−OFF制御加熱して転写インキを溶融させ、その際に生じるインキ層の接着性により被転写材に画像を形成するものであるため、インキ層または剥離層は、低融点材料から形成される。
【0003】そのため、これらの熱転写シートによる印字物は、擦れや引っ掻きに弱く、また、各種汎用溶剤に対する耐久性も劣るため、耐スクラッチ性、耐溶剤性を必要とする用途には使用不可能であった。特に、プラスチックラベル、プラスチックカード、プラスチック製袋等に印字を行う場合には上記の欠点は顕著であった。一方、プラスチック表面等への定着性を上げるために高印字エネルギー(高温)で印字を行うことが提案されているが、ワックスを主成分とした剥離層を用い高印字エネルギーとした場合、定着性は十分であっても基材フィルムまで被印字物に融着してしまい、基材フィルム切れを起こしてしまうか、定着性が不十分で白抜けが発生する上に、印字物表面の成膜性を損ねて耐溶剤性が低下する傾向があった。
【0004】特開昭63─42891号公報には、基体とその基体の片側表面上に積層され、塩素化ポリオレフィン系樹脂からなる透過性保護層と、該透過性保護送の表面上に積層され、アクリル酸またはメタクリル酸エステル重合体と着色剤の混合物からなるインク層とからなる熱印字媒体が開示されている。この熱印字媒体によれば、従来の熱印字媒体では不可能であったプラスチック製物品にバーコード、文字等の任意の画像を形成することができる。しかしながら、この熱印字媒体によっても、透過性保護層はインク層とともに被記録体上に転写されてインキ層表面を保護するための層であり高エネルギー印字条件での印字を考慮したものではなかった。
【0005】
【本発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のような従来技術の欠点の解決を目的とし、印字エネルギーが高エネルギー(0.4mmj/dot以上)時であっても、良好な印字ができ、かつ高耐擦過性、耐溶剤性を有する熱転写シートを提供することである。また、本発明の目的は、ポリエチレンテレフタレート(PET)、塩化ビニル、アクリル等のプラスチック材料(被印字物)表面に良好な印字ができ、かつ高耐擦過性、耐溶剤性を有する熱転写シートを提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的は以下の本発明によって達成される。即ち、本発明は、プラスチック材料からなる基材フィルムと、前期基材フィルム上に積層された剥離層と、前記剥離層上に積層されたインキ層とから構成され、前記剥離層が高温状態においてプラスチック材料との接着性が低くかつ流動性の少ない物質を含んで成る、熱転写シートである。また、前記インキ層が、顔料と、Tg60℃以上90℃以下であって平均分子量1万以上の塩化ビニル─酢酸ビニル共重合体樹脂とを含んで成る、熱転写シートである。また、前記剥離層を構成する物質が、a)25μmPETフィルムに評価を行う剥離層塗工液を1.0g/m2 塗布し、b)塗工液を塗布したPETフィルムに、他のPETフィルムを重ね合わせてヒートシール(ヒートシール条件;荷重3.5kgf/cm2 、200℃、3秒)を行い、c)ヒートシール直後、2枚のPETフィルムを引き剥し、剥離層の塗布面を肉眼で観察する試験方法により試験した結果、引き剥し性が良好であると同時に塗布面の状態が実質的に変化しないような物質から選択される、熱転写シートである。また、前記剥離層を構成する物質が、塩素含有率60重量%以上の塩素化ポリマーである、熱転写シートである。また、前記塩素化ポリマーが塩素化ポリプロピレンである、熱転写シートである。また、前記基材フィルムの背面に背面層が積層されている、熱転写シートである。また、前記剥離層と前記インキ層との間に保護層が積層されている、熱転写シートである。また、高エネルギー印字条件(0.4mj/dot以上)下で使用される、熱転写シートである。
【0007】
【作用】本発明の熱転写シートによれば、基材フィルム上に積層された剥離層は、高温状態で接着性流動性の少ない樹脂よりなるため、高エネルギーで印字しても基材フィルムとインキ層の融着が防止され、プラスチック材料表面に対する印字の良好な定着性、耐擦過性および耐溶剤性が得られる。
【0008】
【実施例】以下、好適な実施例に基づいて本発明の熱転写シートを更に詳しく説明する。図1は本発明の熱転写シートの第1の実施例(基本的な構成)を示す断面図である。図1において1は基材フィルム、2は剥離層、3は熱溶融性インキ層である。この熱転写シートは剥離層2に高温状態で接着性、流動性が少ない樹脂を使用しているため高エネルギーで印字した場合においても良好な印字が得られる。また図2は本発明の熱転写シートの第2の実施例(実用的な構成)を示す断面図である。図2において4は背面層であり、5は保護層であって、図1の熱転写シートに付加された層である。背面層4は耐熱保護層であってサーマルヘッドに十分な滑り性を与えると同時にサーマルヘッドへの汚れの付着を防ぐ。保護層5は印字後、可塑剤に対する耐性、耐擦過性、耐溶剤性を付与する。
【0009】〔基材フィルム〕本発明で用いる基材フィルム1としては、従来の熱転写シートに用いられている基材フィルムと同じ物でよく、特に限定はない。好ましい基材フィルムの具体例としては、例えばポリエステル、ポリプロピレン、セロハン、ポリカーボネート、酢酸セルロース、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ナイロン、ポリイミド、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、フッ素樹脂、塩化ゴム、アイオノマー等のプラスチックフィルム、コンデンサー紙、パラフィン紙等の紙類、不織布等が挙げられ、また、これらのいずれかを複合した基材フィルムであってもよい。このような基材フィルム1の厚さは、使用する材料に応じて強度および熱伝導性が適切になるように適宜選択することができ、例えば2〜25μm程度が好ましい。
【0010】〔剥離層〕本発明で用い、上記基材フィルム1上に形成する剥離層2は高温状態で接着性、流動性の少ない樹脂を主成分とし、高エネルギーで印字を行う際に基材フィルム1と熱溶融インキ層3との融着を防止し印字を良好にする。この高温状態で接着性、流動性の少ない樹脂とは、a)25μmPETフィルムに評価を行う剥離層塗工液を1.0g/m2 塗布し、b)塗工液を塗布したPETフィルムに、他のPETフィルムを重ね合わせてヒートシール(ヒートシール条件;荷重3.5kgf/cm2 、200℃、3秒)を行い、c)ヒートシール直後、2枚のPETフィルムを引き剥し、剥離層の塗布面を肉眼で観察する試験方法により試験した結果、引き剥し性が良好であると同時に塗布面の状態が実質的に変化しないような物質のことである。具体的には、塩素含有率60重量%以上、好ましくは65重量パーセント以上のポリマーが好ましく用いられる。
【0011】高度に塩素化されたポリマーは高温状態で接着性及び流動性が減少する。この理由は、ポリマー結晶中のHがClに置換されることにより結晶化が阻害され高温で接着性を示すようになるが、更に塩素含有率が大きくなると結晶性は更に崩れる反面、塩素の極性のため分子相互力が大きくなるので、耐熱性が向上し高温でも接着性を示さなくなるためであると推定される。ここで、塩素含有率とは、塩素化ポリマー中に含まれる塩素の重量比のことである。塩素化ポリマーとしては、高塩素化ポリエチレン、高塩素化ポリプロピレン、塩化ゴム等であり、特に塩素含有率60重量%以上、好ましくは65重量%以上の塩素化ポリプロピレンが用いられることが好ましい。
【0012】ここで用いられる塩素化ポリプロピレンとは高温状態で接着性流動性の少ない樹脂であって、その物性値としてはTg90℃以上で塩素含有率60%以上、特に65%以上の高塩素化ポリプロピレンが好ましく、Tg90℃以下のものを用いると高エネルギー印字時、剥離層2と基材フィルム1(例えばポリエステル)の融着をおこし好ましくない。また、塩素含有率65%以下のものを用いると高エネルギー印字時インク層と基材フィルムとの融着が生じ、いずれも十分な剥離層2の役割が得られない。
【0013】上記剥離層2は、上述の塩素化ポリプロピレンを主成分とするが、必要に応じて種々の添加剤を加えることができる。例えば、箔持ちを強くするために、エチレン─酢酸ビニル共重合樹脂、ポリエステル、アクリル等を0〜20重量%好ましくは、10重量%前後添加してもよい。また、擦過性を上げるためにポリエチレンワックスを0〜20重量%好ましくは、5重量%前後添加してもよい。この剥離層2は、熱転写シートの感度低下を生じさせないために、出来るだけ薄いほうが好ましく、塗布量は0.1〜0.5g/m2 程度が好ましい。
【0014】〔熱溶融インキ層〕上記剥離層2上に形成する熱溶融性インキ層の厚さは、0.5μm〜3.0μm程度が好ましく、バインダーとしての樹脂成分と着色剤とを含有しており、更に必要に応じて種々の添加剤を加えたものである。バインダーとして用いられる樹脂成分としては、エチレン─酢酸ビニル共重合体樹脂、エチレン─エチルアクリレート共重合体樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、セルロース系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、石油系樹脂、フェノール系樹脂、スチレン系樹脂、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴムなどのエラストマー類が挙げられる。このなかで、特に軟化点50〜150℃、平均分子量5000〜50000の範囲である樹脂、エラストマーが好ましい。バインダーとしての樹脂成分は、製造した熱転写シートをロール状に巻き取った時にブロッキングが発生するのを防止するため、Tg60℃以上90℃以下であって平均分子量10,000以上のものが好ましく、特にTg60℃以上90℃以下、分子量10,000以上の塩化ビニル─酢酸ビニル共重合体樹脂が好ましい。また、ブロッキング防止剤として、ワックス類、高級脂肪酸のアミド、エステルまたは塩、フッ素樹脂、無機物質の粉末等を添加してもよい。
【0015】着色剤としては、公知の有機または無機の顔料、あるいは染料の中から適宜選択することができ、例えば、十分な着色濃度を有し、光り、熱等により変色、退色しないものが好ましい。また、加熱により発色する物質や、被転写体の表面に塗布されている成分と接触することにより発色するような物質であってもよい。さらに、着色剤の色としては、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックに限定されるものではなく、種々の色の着色剤を使用することができる。インキ層に含有される樹脂成分と着色剤との重量比は30:70〜95:5、更に好ましくは40:60〜90:10の範囲にあることが好ましい。
【0016】〔保護層〕本発明の熱転写シートは必要に応じて剥離層2と熱溶融性インキ層の間にPMMMA(ポリメタクリル酸メチル樹脂)を主成分とする保護層5を設けることができる。この保護層により、印字後、可塑剤に対する耐性、耐擦過性、耐溶剤性を付与させることができる。この保護層5は、PMMAにより形成され、擦過性を上げるためにポリエチレンワックスを0〜20重量%好ましくは、10重量%前後添加してもよい。剥離層2との接着を強くするために、保護層5にエチレン─酢酸ビニル共重合樹脂、ポリエステル、アクリル等を0〜20重量%好ましくは、10重量%前後添加してもよい。
【0017】§実施例1基材フィルムとして厚さ4.5μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ (株) 製ルミラー)を準備し、この基材フィルムの一方の面に下記の組成を有する背面層用インキを塗布乾燥させて背面層を形成した。
(背面層用インキ:塗布量0.15g/m2
スチレン/アクリロニトリル共重合体 6.0重量部(セビアンAD、ダイセル化学 (株) 製)
線状飽和ポリエステル 0.3重量部(エリエールUB3200、ユニチカ (株) 製)
ジンクステアリルホスフェート 3.0重量部(LBT1830、堺化学 (株) 製)
尿素樹脂架橋粉末 3.0重量部(有機フィラー、粒径0.14μm、日本化成 (株) 製)
メラミン樹脂架橋粉末 1.5重量部(エポスターS、粒径0.3μm、日本触媒化学 (株) 製) 86.2重量部
【0018】次に、下記の剥離層用インキ1の組成物を、アトライター、ボールミル、サンドミル、等の分散装置を使って分散して剥離層用の塗工液を製造し、グラビアコーター、ロールコーター、等の塗工装置を使用して基材フィルムの他方の面に0.3g/m2 の塗布量で塗布し剥離層を形成した。
(剥離層用インキ1)
塩素化ポリプロピレン (Tg130℃ 塩素含有率65%)30 重量部トルエン 70 重量部
【0019】この剥離層の表面に下記のインキ層用インキの組成物を、アトライター、ボールミル、サンドミル、等の分散装置を使って分散してインキ層用インキの塗工液を製造し、グラビアコーター、ロールコーター、等の塗工装置を使用して0.8g/m2 の塗布量で塗布してインキ層を形成して本発明の熱転写シート(試料1)を得た。
(インキ層用インキ)
カーボンブラック 25 重量部アクリル樹脂 (Tg55℃ 分子量30000) 25 重量部トルエン 50 重量部
【0020】§比較例1剥離層用インキ1を下記剥離層用インキ2に替えた他は実施例1と同様に本発明の熱転写シートを得た。
(剥離層用インキ2)
カルナバワックス 45 重量部アクリル樹脂(Tg55℃) 5 重量部トルエン 50 重量部
【0021】§実施例2基材フィルムとして厚さ6μmの感熱転写用バックコートフィルムK200S6E(ダイヤホイルヘキスト (株) 製、このフィルムは背面層が既に積層されている)を準備した。
【0022】次に、実施例1と同様の塗工操作により、下記の各組成を有する剥離層、保護層及びインキ層を積層して本発明の熱転写シート(試料2)を得た。
(剥離層用インキ2:塗布量0.4g/m2
塩素化ポリプロピレン 塩素含有率 64% 30 重量部 平均分子量 75,000 融点 180℃トルエン 35 重量部MEK 35 重量部
【0023】
(保護層用インキ:塗布量1.0g/m2
ポリメチルメタクリレート(PMMA) 30 重量部 Tg 105℃ 平均分子量 4万トルエン 35 重量部MEK 35 重量部(インキ層用インキ:塗布量0.9g/m2
塩化ビニール─酢酸ビニル共重合体 12.5重量部 Tg 68℃ 平均分子量 15,000 塩化ビニル/酢酸ビニル 82/18トルエン 40 重量部MEK 35 重量部カーボン 12.5重量部
【0024】§実施例3基材フィルムとして厚さ4.5μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ (株) 製ルミラー)を準備し、この基材フィルムの一方の面に下記の組成を有する背面層用インキを塗布乾燥させて背面層を積層した。次に、実施例1と同様の塗工操作により、下記の各組成を有する剥離層、保護層及びインキ層を積層して本発明の熱転写シート(試料3)を得た。
(背面層用インキ3:塗布量0.15g/m2
スチレン/アクリロニトリル共重合体 6 重量部(セビアンAD、ダイセル化学 (株) 製)
線状飽和ポリエステル 0.3重量部(エリテールUE3200、ユニチカ (株) 製)
ジンクステアリルホスフェート 3 重量部(LBT1830:堺化学 (株) 製)
尿素樹脂架橋粉末 3 重量部(有機フィラー、粒径0.14μm、日本化成 (株) 製)
メラミン樹脂架橋粉末 1.5重量部(エポスターS、粒径0.3μm、日本触媒化学 (株) 製)
溶剤(MEK/トルエン=1/1) 86.2重量部
【0025】
(剥離層用インキ:塗布量0.4g/m2
塩素化ポリプロピレン 塩素含有率 64% 30 重量部 平均分子量 75,000 融点 180℃トルエン 35 重量部MEK 35 重量部(保護層用インキ:塗布量1.0g/m2
ポリメチルメタクリレート(PMMA)
Tg 105℃ 平均分子量 4万5000トルエン 35 重量部MEK 35 重量部(インキ層用インキ:塗布量0.9g/m2
ポリエステル(VYLON200、東洋紡 (株) 製) 9 重量部カーボン 21 重量部トルエン 35 重量部MEK 35 重量部
【0026】§比較例2実施例2において、剥離層の組成を下記のように変えた。
(剥離層用インキ:塗布量0.7g/m2
カルナバWAXエマルジョン(固形分40%) 50 重量部IPA 50 重量部
【0027】§比較例3実施例1における剥離層の組成を下記のように変えた。
(剥離層用インキ:塗布量1.0g/m2
ポリメチルメタクリレート(PMMA) 30 重量部 Tg 105℃ 平均分子量 4万5000トルエン 35 重量部MEK 35 重量部
【0028】§比較例4実施例2における剥離層の組成を下記のように変えた。
(剥離層用インキ:塗布量0.4g/m2
低塩素化ポリプロピレン 30 重量部 塩素含有率 30% 融点 100℃トルエン 35 重量部MEK 35 重量部
【0029】〔印字及び評価〕上記のように形成した熱転写シートを用いて、オートニクス社製バーコードプリンターBC8MKにより下記の印字条件でPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム製ラベルにバーコードパターンを印字した。
(印字条件)
1)高エネルギー印字 印字エネルギー 0.712mj/dot 2)低エネルギー印字 印字エネルギー 0.294mj/dot
【0030】そして、印字されたバーコードをRJS製AUTOSCANで読み取り、印字品質評価を行った結果を表1(後記する)に示す。ここに、評価基準は、印字性 ; RJS製AUTOSCANで読み取った後、読み取り可のものを○、読み取り不可のものを×とする。
擦過製 ; HEIDON社製HEIDON─14荷重 300g、ステンレスボールで擦過移動速度 6,000mm/min回数 40回耐薬品性; 試料が有機溶剤である変性エタノールに5分間浸漬した後、上記擦過性と同一条件でテストした。
接着性 ; 印字されたインキのポリエチレンテレフタレート(PET)ラベルとの接着性を、印字されたインキ面に粘着テープ(セロテープ)を貼り付け、後垂直方向に剥離する。上記擦過性、耐薬品性、接着性テスト後、AUTOSCANで読み取りを行い、テスト前後の反射率を測定し、反射率の差が5以下は○、その差が5以上は×とする。
【0031】〔剥離層材料の比較試験〕さらに、実施例1〜3および比較例1〜4を用いた剥離層樹脂に関し、下記の評価方法による比較試験を行った結果も併せて表1に示す。
(評価方法)
1)25μmPETフィルムに評価を行う剥離層塗工液を1.0g/m2 塗布する。
2)塗工液を塗布したPETフィルムに、他のPETフィルムを重ね合わせてヒートシールを行う。
3)ヒートシール直後、2枚のPETフィルムを引き剥し、剥離層の塗布面を肉眼で観察する。
(評価基準)
引き剥し ; ○・・・剥離容易、×・・・接着塗布面状態 ; ○・・・変化なし、×・・・白化
【0032】
【表1】


【0033】
【発明の効果】本発明の熱転写シートは、基材フィルムとインク層の間に高温状態で接着性流動性の少ない樹脂よりなる剥離層を形成することにより、高エネルギーで印字しても基材フィルムと熱溶融インキ層が融着することなく良好な印字が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の熱転写シートの基本的構成を示すシート断面図。
【図2】本発明の熱転写シートの実用的構成を示すシート断面図。
【符号の説明】
1 基材フィルム
2 剥離層
3 熱溶融インキ層
4 背面層
5 保護層

【特許請求の範囲】
【請求項1】プラスチック材料からなる基材フィルムと、前記基材フィルム上に積層された剥離層と、前記剥離層上に積層されたインキ層とから構成され、前記剥離層が高温状態においてプラスチック材料との接着性が低くかつ流動性の少ない物質を含んで成る、熱転写シート。
【請求項2】前記インキ層が、顔料と、Tg60℃以上90℃以下であって平均分子量1万以上の塩化ビニル─酢酸ビニル共重合体樹脂とを含んで成る、請求項1記載の熱転写シート。
【請求項3】前記剥離層を構成する物質が、a)25μmPETフィルムに評価を行う剥離層塗工液を1.0g/m2 塗布し、b)塗工液を塗布したPETフィルムに、他のPETフィルムを重ね合わせてヒートシール(ヒートシール条件;荷重3.5kgf/cm2 、200℃、3秒)を行い、c)ヒートシール直後、2枚のPETフィルムを引き剥し、剥離層の塗布面を肉眼で観察する試験方法により試験した結果、引き剥し性が良好であると同時に塗布面の状態が実質的に変化しないような物質から選択される、請求項1,2記載の熱転写シート。
【請求項4】前記剥離層を構成する物質が、塩素含有率60重量%以上の塩素化ポリマーである、請求項1,2記載の熱転写シート。
【請求項5】前記塩素化ポリマーが塩素化ポリプロピレンである、請求項4記載の熱転写シート。
【請求項6】前記基材フィルムの背面に背面層が積層されている、請求項1〜5記載の熱転写シート。
【請求項7】前記剥離層と前記インキ層との間に保護層が積層されている、請求項1〜6記載の熱転写シート。
【請求項8】高エネルギー印字条件(0.4mj/dot以上)下で使用される、請求項1〜7記載の熱転写シート。
【0001】

【図1】
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【図2】
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