JP2513830B2 - 熱転写インクシ―ト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 多数回印字可能な熱転写プリンタ用のインクシートに
関し、 印字濃度を充分としながら、印字回数も多くすること
を目的とし、 基材上に染料及び顔料の少なくとも一方と、低融点材
と、固体微粉末を有するインク層を形成して成る繰り返
し使用可能な熱転写記録用のインクシートであり、前記
固体微粉末には、酢酸ビニル含有量が18〜45重量％で、
数平均分子量が30000以下のエチレン酢酸ビニル共重合
体が被覆されている構成とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、ワードプロセッサ等の印字装置として用い
られる熱転写プリンタにおいて、印字ヘッドと印字用紙
との間に配置されるインクシートに係り、特にインクシ
ートを印字ヘッドで加熱することにより印字用紙にイン
クを転写する工程において繰り返し使用しても、インク
の滲み出しによる転写能力が劣化しない熱転写インクシ
ートに関する。

〔従来の技術〕

従来、多数回使用できるインクシートとしては第11図
に示すように、ポリエステル等のプラスチックシートで
構成された基材12上に、ポリアミド樹脂等による中間層
15を介して、インク層14を形成したものがある。

このインク層14は、黒色染料，脂肪酸アミド等の低融
点材，エチレン−酢酸ビニルの共重合体を被覆されるカ
ーボンブラックによりなる固体微粉末13を混合したもの
で、多孔質の構造体を形成しており、印字ヘッドの加熱
により固体微粉末13の間に染み込んだ染料，低融点材等
のインク成分が滲み出して印字用紙に転写するものであ
った。（特開昭59−165691号公報） また、印字における鮮明度を良好とすると共に溶融イ
ンクの完全な利用を実現するため、第12図に示すように
基材22上にエチレン−酢酸ビニルコポリマーをベースす
る変性したポリエチレン蝋とカーボンブラック及びトル
エンとの混合物からなる溶融インク層24を設けた熱転写
インクリボンが出願されている。（特開昭63−194984号
公報） 〔発明が解決しようとする課題〕 上記前者の従来例においては、第13図に数回目の転写
状態を示すが、固体微粉末及びそれを被覆するエチレン
−酢酸ビニルの共重合体は通常低融点材より軟化点が高
いため、印字ヘッドによって加熱してもそれ自体は溶融
することなく基材12上に残留することになる。従って固
体微粉末間にあるインク成分が滲み出し徐々に用紙20に
転写されることにより、繰り返し性は良くなるが、イン
ク層中の転写に寄与する成分の絶対量が少なく、一回転
写型インクシート並みの充分な印字濃度が得られないと
いう問題がある。

また後者の従来例においては、基材22上に設けられる
溶融インク層24は数回印字後に全て用紙に転写されるこ
とになり、材料を効率良く使用することができると共
に、印字濃度も充分なものとなる。しかし、溶融インク
層は多孔質の構造体を形成することなく、均一な組織と
なっておりインク層22の表面から徐々に用紙に転写され
るのではなく、第14図に示す転写状態からわかるように
一度の印字で大半の溶融インクが転写して印字の繰り返
し性はそれほど良くない。

更に本従来例においては、酢酸ビニルの含有量がエチレ
ン−酢酸ビニルコポリマーの３〜17.7重量％（特許請求
の範囲のm/nの引が0.01〜0.07であることを、実施例に
ついて計算すれば、算出できる）であることが条件とさ
れているが、この範囲であると第４図に示すAl板間にEV
Aを介在させた場合の剥離強度からわかるように剥離強
度が弱くなり、用紙に対する定着性が悪く、印字後に指
等でこするとインクが落ちてしまうという問題を有して
いる。

本発明は上記問題点をい解決することを目的としてい
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために本発明は、基材上に染料と
低融点材と固体微粉末を有するインク層を形成して成る
繰り返し使用可能な熱転写記録用のインクシートであっ
て、前記固体微粉末に、酢酸ビニル含有量が18〜45重量
％で、数平均分子量が30000以下のエチレン酢酸ビニル
共重合体が被覆される構成としている。

〔作用〕

上記手段によれば、エチレン−酢酸ビニル共重合体
（以下EVAと称する）が被覆された固体微粉末をインク
層に含有されているため、インク成分は徐々に用紙に転
写される。

またエチレン−酢酸ビニル共重合体中に含有される酢
酸ビニルが全体の18〜45重量％とされていることから、
溶融点がインク層中の低融点材と同程度の45〜130℃と
なり、印字ヘッドの加熱によりそれ自体も溶融すること
になると共に第４図のｌ板間にEVAを介在させた時の剥
離強度のグラフから類推されるように、適当な接着力が
得られ、印字されるインク成分と用紙との定着性も良好
となる。

尚、剥離強度が弱過ぎるとインクが用紙に定着せず、
逆に強過ぎると印字時にインクシートが用紙に接着して
剥離せず印字ができなくなる。

これに伴い、第５図に印字鮮明度を３段階で表すが、
この第５図からもEVA中の過酸ビニルの含有量が18重量
％〜45重量％が優れていることが理解できる。尚、含有
量が45重量％以上になると第４図により説明したように
剥離強度が強過ぎてインクシートと用紙とが剥離せず、
印字ができない状態となる。

更に、酢酸ビニルの分子量を30000以下としたことに
より、インク溶融時に転写に適した流動性を持つものと
なる。これ以上の分子量であるとインクの流動性が悪
く、粘性が大きくなるためインクの糸曳きが発生し定着
性が悪くなる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明す
る。

実施例１として、20重量部のカーボンブラック（東海
カーボン製，シースト3M）と、同じく20重量部のEVA
（三井デュポンケミカル製,EVAFLAX250:酢酸ビニル含有
28重量％,MFR＝15）とを120℃で２時間ロールミル分散
させ、EVA被覆カーボンブラック（固体微粉末）を得
る。このカーボンブラックの粉末を顕微鏡で観察したと
ころ、表面にEVAが被覆している状態が確認できた。次
いで10重量部のオイルブラック染料（保土ヶ谷化学工業
製,AIZEN SOT BLACK ３）、低融点材のカルナバワッ
クス（日興ファインケミカル製）30重量部と、モンタン
ワックス（日興ファインケミカル製）20重量部とをロー
ルミルにより100℃,1時間の混練を行い、その後EVA被覆
のカーボンブラックを加え、30分間混練してインク組成
物を得る。

そして、このインク組成物を６μｍのポリエステルフ
ィルム２上にホットメルト塗工により被着して10μｍの
インク層４を形成し、第１図に示すようなインクシート
１を完成させる。

このようなインクシート１を第２図に示すように供給
リール５及び巻取りリール６を有するカセット７にセッ
トし、このカセット７をプリンタに組込むことによりイ
ンクシートをサーマルヘッド８とプラテン９との間に位
置させ、印字可能な状態とする。

次に印字動作の説明をする。

サーマルヘッド８からの熱がインクシート１に印加さ
れると、まず低融点材であるカルナバワックスとモンタ
ンワックスとが溶融し、これにオイルブラック染料が溶
け込む。次にEVA樹脂が溶融して固体微粉末であるカー
ボンブラック３との接合構造が崩れ、カルナバワック
ス，モンタンワックス及びオイルブラック染料と共に適
度な粘性，接着性，浸透性を有する粘性物となり、用紙
10に転写される。

このインクシート１は、加熱後も固体微粉末が強固に
残存し、インク成分のみが滲み出し用紙に転写される従
来のものとは異なり、第３図（ａ）（ｂ）に転写状態を
示すがEVA樹脂が被覆されるカーボンブラック３も凝集
破壊を伴う剥離転写を生じ、１回の印字時の転写量４′
を多くすることができるため、印字濃度が充分なものと
なる。また印字鮮明性，印字定着性も良好となる。

実施例１に関連して、同様な材料，製造方法で各材料
の組成比を第１表に示すように変えて実施例２、実施例
３としてインクシートを作成した。

この実施例2,3においても、各種特性は優れたものと
なっている。

尚、実施例１〜３における各種特性は第３表に示して
いる。

実施例４として、25重量部のカーボンブラック（東海
カーボン製，シースト3M）、20重量部のEVA（三井デュ
ポンケミカル製,EVAFLEX40Y:酢酸ビニル含量41重量％,M
FR＝65,数平均分子量≒20000）、溶剤のテトラヒドロフ
ラン30重量部をボールミルにて８時間分散し、その後ス
プレードライ法によりテトラヒドロフランを蒸発させな
がら、EVA被覆カーボンブラックの粉末を得る。このカ
ーボンブラックの粉末を電子顕微鏡にて観察したとこ
ろ、EVAの被覆状態が確認された。次に顔料としてのカ
ーボンブラック（東海カーボン製，トーカブラック＃85
00）10重量部、低融点材のマイクロクリスタリンワック
ス（日興ファインケミカル製）35重量部、溶剤のメチル
エチルケトン100重量部をアトライタにて２時間分散
後、EVA被覆カーボンブラックを加えて、更に15分間分
散してインク組成物を得る。

このインク組成物を６μｍのポリエステルフィルムに
ホットメルト塗工することにより、10μｍのインク層を
形成してインクシートを完成させる。

この後は実施例１と同様にカセット状にして、使用す
る。

実施例４における印字濃度等の特性についても第３表
に示しており、各特性が良好なことが明らかとなってい
る。

実施例５として20重量部の硅藻土（大阪酸素製，ゼオ
ハーブ）と、15重量％のEVA（三井デュポンケミカル製,
EVAFLEX410:酢酸ビニル含量19重量％,MFR＝400,数平均
分子量≒14000）、溶剤のトリクレン200重量部とをサン
ドミル分散し、トリクレンを蒸発させてEVA被覆の硅藻
土を得る。その後、この硅藻土に、顔料のフタロシアニ
ンブルー（大日精化製）20重量部と低融点材のステアリ
ン酸アミド（日本油脂製，アルフローS10）45重量部と
を加え、加熱状態で混合しインク組成物を得る。

このインク組成物を６μｍのポリエステルフィルムに
ホットメルト塗工することによって８μｍのインク層を
形成して、インクシートを完成させる。

本実施例についても印字濃度等の特性を第３図に示し
ており、各特性が優れていることが理解できる。

ここで本発明の条件以外で具体的に行った比較例につ
いて検討してみる。。

まず、比較例１としてEVA（三井デュポンケミカル製,
EVAFLEX45X:酢酸ビニル含量＝47重量％,MFR＝120,数平
均分子量≒18000）を用いる以外は実施例１と全く同様
な条件でインクシートを得た。

このインクシートは、用いたEVAの酢酸ビニル含量が
多いためインクの接着力が過大となり、印字動作を行う
とインクシートが用紙に付着したまま剥離できなくなっ
てしまった。

また比較例２として、EVAに酢酸ビニル共重合体（日
本ゼオン製，ゼオン400×150ML）を用いる以外は実施例
１と同様な条件でインクシートを作製した。このインク
シートを用いて印字を行うと、繰り返し性は良好である
が初回の印紙濃度が小さい。これは固体微粉末の被覆樹
脂として塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂を用いていること
から加熱時に多孔質構造体が溶融せず、そのまま残留す
るために、転写されるインクの絶対量が少ないことが原
因と考えられる。

更に比較例３として、EVA（三井デュポンケミカル製,
EVAFLEX360:酢酸ビニル含有量＝25重量％,MFR＝2,数平
均分子量≒31000）を使用したインクシート、比較例４
として同じくEVA（三井デュポンケミアル製のEVAFLEX36
0:酢酸ビニル含有量＝14重量％,MFR＝2,数平均分子量≒
27000）を使用したインクシートを作成し、印字を行っ
た。

前者においては、印字濃度は比較的良いが、インクの
定着性が悪く印字部のインクが擦ることにより、落ちて
汚くなった。顕微鏡で観察すると、インクが糸を曳いて
いることが認められた。これはEVAの分子量が多きく、
溶融時の流動性が悪いためインクの粘性が大きくなるこ
とが原因と考えられる。

後者は、印字が不鮮明で、均一にインクが転写されず
印字濃度も低いものであった。これはEVAの酢酸ビニル
の含有量が少ないために、充分な接着力が得られず、用
紙表面に付着し難いためと考えられる。

更に、各材料の組成比以外は実施例１と同様な条件で
４種類のインクシートを作成し、それを用いて印字を行
った。（比較例５〜８） 各材料の組成比は第２表のとおりである。

比較例５では、カーボンブラック（固体微粉末）の量
が多過ぎるために、構造体が強固になり、これがインク
の滲み出しを阻害することになり印字濃度が極めて小さ
くなった。

比較例６では、初回の印字濃度は充分だか、繰り返し
性は非常に悪いものとなった。これは固体微粉末の表面
を完全に覆うだけのEVA樹脂量が無かったために、構造
体が形成されていなかったためだと考えられる。

比較例７印字では、EVAの量が多過ぎたために、多孔
質の構造が得られず樹脂による強固な構造となり、イン
クの滲み出しができなくなり、印字濃度が非常に小さく
なった。

比較例８では、固体微粉末の量が少過ぎたため、EVA
と良好な多孔質の構造が得られず、樹脂とワックスの溶
融に伴ってインク全体が一度に転写されることになり、
繰り返し性の極めて悪いものとなった。

また、比較例９として30重量部のガーボンブラック
（東海カーボン製，トーカブラック＃8500）と65重量部
のEVA（三井デュポンケミカル製,EVAFLEX Ｐ−1207:酢
酸ビニル含有量＝12重量％，数平均分子量≒28000,MFR
＝12）と低融点材のステアリン酸アミド５重量部と溶剤
のトルエン400重量部とを８時間ボールミル分散し、イ
ンク組成物を得た。その後にこのインク組成物を６μｍ
のポリエステルフィルム上に乾燥後に10μｍとなるよう
にワイヤバー塗工しインクシートを完成させ、これを使
用して印字を行った。

本印字では、繰り返し性がきわめて悪いものとなった
が、これは着色材と樹脂とを単に混合したものであり、
インク層の組織は均一で多孔質の構造体を形成するもの
ではなく、一回の印字で大半のインクが用紙に転写され
るためである。

以上比較例１〜９における印字濃度，印字鮮明性，イ
ンク定着性の良否を実施例１〜５と共に第２表に示す。

ここで印字濃度はOD値（光学反応濃度）で表してお
り、この値が0.8程度あれば充分な濃度と 言える。

この中から実施例１と比較例２及び比較例９につい
て、繰り返し回数における印字濃度を第６図にグラフと
して表した。Ａ線から上が印字濃度，繰り返し性共に良
好な領域であり、実施例１が良好な特性を有しているの
に対して、比較例2,9が良好でないことがわかる。

尚、これらの実施例及び比較例は全て富士通製ワープ
ロ：オアシスライトFROM−10S、及び紀州製紙製PPC用
紙：ベック平滑度≒50秒を使用し、25℃の雰囲気中で行
った。

これら多くの実験の結果、本発明者らは以下のことを
確認した。

EVAの含有量がインク成分に対し５重量％を下回る
と、固体微粉末の表面を完全に被覆することができない
ため多孔質構造体が形成できず、EVAが70重量％を上回
ると多孔質ではなく強固な構造体が形成され、インクの
滲み出しが行われない。

また、固体微粉末がインク成分に対して３重量％を下
回るとEVA樹脂と共にインク層全体に拡がる良好な多孔
質構造体が形成できず、EVAと低融点材の溶融に伴っ
て、インク全体が一度に転写され繰り返し性が悪くな
り、固体微粉末が50重量％を上回ると、やはり構造体が
硬くなる強固なものとなるため、インクの滲み出しを阻
害し、印字濃度を低下させる。

次に、インク層中に可塑剤を含有させる実施例につい
て説明する。

室温例えば20℃以上であれば、充分な印字濃度を有す
るようなインクシートであっても、低温下では充分な印
字濃度を得ることが出来ない場合がある。

すなわち、室温においては第７図（ａ）の如く用紙に
転写されていたインクが、低温下においてはインクの熱
に対する感度が不足することになり、第７図（ｂ）に示
すように完全に転写しなくなり、印字濃度が薄くなる。
特に縦罫線等は蓄熱がないためインクの感度に敏感であ
り、線が部分的に印刷されないことがある。この現象は
印字面の粗い用紙を使った時に顕著となる。

このような問題を解決するために、本実施例ではイン
ク層に可塑剤を含有させる。

第８図に示すようにインク層に可塑剤を含有させるこ
とによって室温では勿論、第７図（ｂ）の現象とは異な
り、低温下においてもインクが用紙に良好に転写するこ
とになる。

実施例６として、まず20重量部のカーボンブラック
（東海カーボン製，シースト3M）と、EVA（三井デュポ
ンケミカル製,EVAFLEX250）とを120℃で２時間ボールミ
ル分散して、EVA被覆のカーボンブラック粉末を得る。
次に10重量部のオイルブラック（保土ヶ谷化学工業製,A
IZEN SOT BLACK ３）と、カルナバワックス（日興フ
ァインケミカル製）と、20重量部のモンタンワックス
（日興ファインケミカル製）と、10重量部の可塑剤をロ
ールミルにより、100℃で１時間混練して、これにEVA被
覆のカーボンブラックを加え、30分間混練してインク組
成物を得る。その後厚さ６μｍのポリエステルフィルム
にこのインク組成物をホットメルト塗工することにより
10μｍのインク層を形成し、インクシートを完成させ
た。

次に実施例７について説明する。

まず25重量部のカーボンブラック（東海カーボン製，
シースト3M）と、20重量部のEVA（三井デュポンケミカ
ル製,EVAFLEX 40Y）と300重量部のテトラヒドロフラン
をボールミルで８時間分散し、スプレードライ方により
テトラヒドロフランを蒸発させ、EVA被覆カーボンブラ
ック粉末を得た。次に、10重量部のカーボンブラック
（東海カーボン製，シースト3M）と、35重量部のマイク
ロクリスタリンワックス（日興ファインケミカル製）
と、100重量部のメチルエチルケトン及び28重量部の可
塑剤とをアトライターにて２時間分散後、EVA被覆のカ
ーボンブラックを加え、15分分散してインク組成物を得
る。

そして、厚さ６μｍのポリエステルフィルムにインク
組成物をホットメルト塗工して、乾燥後に９μｍとなる
インク層を形成することによりインクシートを完成させ
た。

更に、実施例８について説明する。

まず20重量部の硅藻土（大阪酸素製，ゼオハーブ）
と、15重量部のEVA（三井デュポンケミカル製,EVAFLEX4
10）と、200重量部のトリクレンをサンドミルで分散
し、トリクレンを蒸発させてEVA被覆の硅藻土を得た。

次にこの硅藻土に20重量部のフタロシアニンブルー
（大日精化製）と、45重量部のステアリン酸アミド（日
本油脂製，アルフローＳ−10）及び２重量部の可塑剤と
を加え、加熱状態で混合することによりインク組成物を
得た。

そして厚さ６μｍのポリエステルフィルム上にインク
組成物をホットメルト塗工して８μｍのインクを形成す
ることによってインクシートを完成させた。

以上実施例６〜８に含有させる可塑剤は第４表（ａ）
（ｂ）に示す如く多くの材料について実施した。

これらの実施例６〜８と比較するために実施例６ 〜８において可塑剤を全く含有させないインクシートを
作製した。（比較例10〜12） 以上の実施例６〜８、及び比較例10〜12によるインク
シートを用いて印字評価を行った。尚、印字は全て富士
通製ワープロ：オアシスライトFROM−10S、及び紀州製
紙製PPC用紙を使用し、10℃の雰囲気中で実施した。

第４表からわかるように、10℃においては可塑剤を含
有させることにより印字濃度、印字の鮮明性が良好なも
のとなる。

第４表からもわかるように可塑材としてはリン酸エス
テル系の材料をはじめ多くのものが使用可能である。

このように低温下で印字を行う場合、インクシートに
可塑剤の含有させることが極めて有効となる。

第９図は実施例６と比較例10におけるインクシートを
用いた場合の、温度変化に対する一回目の印字濃度を示
すグラフである。この第９図からも可塑剤の含有が低温
下における印字に有効なことがわかる。

また第10図に、10℃において実施例６と比較例10のイ
ンクシートを用いて印字をした場合の印字濃度を示す
が、これによれば可塑剤を含有させることにより、印字
回数の少ないうちは印字濃度が高いことがわかる。

このように可塑剤含有による各々の効果は次の理由か
らであると考えられる。

まず可塑剤をインク成分に加えることにより、インク
成分中のEVAのガラス転移点が低下して、その結果融点
が低下することとなり、低エネルギーでも溶融可能とな
る。またインク成分中の高分子物質の溶融粘度を減少で
きることにより、印字面の粗い用紙を使用した場合でも
第８図に示すようにインクが滲み込み易くなる。

尚、可塑剤のインク層に対する含有量が１％未満の場
合上記の作用が起こらなくなり、また30％を超える場合
は、印字した時に用紙に地汚れを発生させることとな
り、また印字した用紙を重ねた状態で高温保存した場合
は裏移りが発生するなどの問題が生ずるため、好ましく
ない。

そのため、可塑剤のインク層に対する含有量は１〜30
％が適したものと言える。

〔発明の効果〕

本発明のインクシートによれば、濃度が充分であり鮮
明な印字を多数回繰り返して行うことができ、その印字
におけるインク定着性も優れたもので、こすり等に対し
ても耐久性をもったものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のインクシートの断面図、 第２図は、印字状態を示すサーマルプリンタのヘッド部
斜視図、 第３図（ａ）（ｂ）は、本発明のインクシートにおける
１回目及び数回目の転写状態を示す断面図、 第４図は、Al板間にEVAを介在させた時のEVA中の酢酸ビ
ニル含有量に対する剥離強度を示すグラフ、 第５図は、インクシート中のEVAにおける酢酸ビニル含
有量に対する印字鮮明度を示すグラフ、 第６図は、本発明の実施例１及びこれとの比較例2,9に
おけるインクシートの使用回数に対する印字濃度を示す
グラフ 第７図（ａ）（ｂ）は、インク層中に可塑材を含有させ
ないインクシートおける室温，低温時の転写状態を示す
断面図、 第８図は、インク層中に可塑剤を含有させたインクシー
トにおける室温，低温での転写状態を示す断面図、 第９図は、実施例６と比較例10におけるインクシートを
用いた場合の、温度変化に対する一回目の印字濃度を示
すグラフ、 第10図は、10℃において実施例６と比較例10のインクシ
ートを用いて印字をした場合の印字濃度を示すグラフ、
第11図，第12図は、従来のインクシートの断面図、 第13図，第14図は、従来のインクシートにおける転写状
態を示す断面図である。 図において１は、インクシート、 ２は、基材（ポリエステルフィルム） ３は、固体微粉末（カーボンブラック）、 ４は、インク層である。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基材（２）上に染料及び顔料の少なくとも
   一方と、低融点材と、固体微粉末（３）を有するインク
   層（４）を形成して成る繰り返し使用可能な熱転写記録
   用のインクシートであって、 前記固体微粉末（３）には、酢酸ビニル含有量が18〜45
   重量％で、数平均分子量が30000以下のエチレン酢酸ビ
   ニル共重合体が被覆されていることを特徴とする熱転写
   インクシート。
2. 【請求項２】前記固体微粉末（３）が前記インク層
   （４）の成分に対して３〜50重量％で含有されているこ
   とを特徴とする請求項１記載の熱転写インクシート。
3. 【請求項３】前記エチレン酢酸ビニル共重合体が前記イ
   ンク層（４）の成分に対して５〜70重量％で含有されて
   いることを特徴とする請求項１記載の熱転写インクシー
   ト。
4. 【請求項４】前記インク層（４）に可塑剤が含有されて
   いることを特徴とする請求項１〜３記載の熱転写インク
   シート。
5. 【請求項５】前記可塑剤が前記インク層（４）の成分に
   対して１〜30重量％で含有されていることを特徴とする
   請求項４記載の熱転写インクシート。