Brevet FR2755059A1 — publié le 19980430

La présente invention concerne un support de transfert d'image thermosensible et un procédé d'enregistrement qui utilise ce support. Un support d'enregistrement par transfert d'image thermosensible est conçu pour transférer selon une image une encre fondue depuis l'une de ses surfaces jusqu'à une feuille d'enregistrement, telle que du papier, lorsqu'il est chauffé selon une image par une tête thermique tandis que la feuille d'enregistrement est disposée entre la tête thermique et un cylindre. Un tel support d'enregistrement peut être sous forme d'un ruban destiné à être utilisé dans une imprimante de type en ligne. Avec une imprimante de type en ligne conventionnelle, le support d'enregistrement chauffé est généralement séparé de la feuille d'enregistrement après avoir été refroidi à la température ambiante. Ainsi, le support d'enregistrement chauffé par la tête thermique est séparé de la feuille d'enregistrement après avoir été écarté de la tête thermique d'une distance de 3 à 15 mm. Afin d'augmenter la vitesse d'impression, on a proposé l'utilisation d'une tête thermique à bords rapprochés. Au cours de l'impression avec une telle tête thermique, le support d'enregistrement chauffé est séparé de la feuille d'enregistrement à une température de 70"C ou plus, c'est-à-dire que le support d'enregistrement chauffé par la tête thermique est séparé de la feuille d'enregistrement après avoir été écarté de la tête thermique d'une distance d'environ 80 à 300 ym seulement. Toutefois, les supports de transfert d'image thermosensibles connus ne peuvent pas être utilisés de manière appropriée avec une imprimante comportant une telle tête thermique à bords rapprochés. En particulier, L'image imprimée obtenue a tendance à former des "trainées", de sorte qu'il n'est pas possible d'obtenir des images nettes. En outre, les supports de transfert d'image thermosensibles connus posent un problème car il n'est pas possible d'obtenir des images de grande qualité sur une feuille d'impression à surface rugueuse. Pour cette raison, il est nécessaire que la feuille d'impression soit traitée, par exemple par calandrage, de manière à présenter une surface lisse. La présente invention a donc pour but de proposer un support de transfert d'image thermosensible qui puisse donner une image imprimée de grande qualité non seulement sur une surface lisse telle que celle d'un film polymère, mais aussi sur une surface rugueuse telle que celle d'un papier fibreux. La présente invention a aussi pour but de proposer un support de transfert d'image thermosensible qui présente une bonne aptitude à transférer l'encre et qui puisse donner une image imprimée dépourvue de traînées. La présente invention a également pour but de proposer un support de transfert d'image thermosensible qui convienne pour un système d'impression utilisant une tête thermique à bords rapprochés. La présente invention a également pour but de proposer un procédé d'enregistrement qui utilise le support de transfert d'image thermosensible cidessus. Pour atteindre les buts évoqués ci-dessus, la présente invention propose un support d'enregistrement par transfert d'image thermosensible comprenant un substrat, une couche accélérant le transfert disposée sur une surface dudit substrat et contenant une cire, et une couche d'encre disposée sur ladite couche accélérant le transfert et contenant un agent colorant et une résine thermoplastique, ladite couche d'encre ayant une viscosité de 103 à 105 Pa.s (106 à 108 cP) à 90 C. La présente invention propose également un procédé d'enregistrement comprenant le chauffage selon une image du support d'enregistrement par transfert d'image thermosensible ci-dessus au moyen d'une tête thermique tandis que ladite couche d'encre est en contact avec une feuille réceptrice d'image, de sorte que ladite encre est fondue et transférée sur ladite feuille réceptrice d'image. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple, et dans lequel: - la figure unique est une vue de face représentant schématiquement une imprimante de type en ligne, c'est-à-dire dans laquelle le papier se déplace dans la même direction que le ruban d'encre. Le support de transfert d'image thermosensible selon la présente invention comprend un substrat, une couche accélérant le transfert et une couche d'encre superposés les uns sur les autres dans cet ordre. Le substrat peut être un film de résine synthétique, un papier ou toute autre feuille utilisée dans les supports de transfert d'image conventionnels. Il est préférable que le substrat ait une résistance à la chaleur relativement bonne. Il peut s'agir d'un film de polyester, par exemple d'un film de polyéthylènetéréphtalate, d'un film de polycarbonate, d'un film de triacétylcellulose, d'un film de Nylon, d'un film de polyimide, de cellophane ou de papier parchemin. Le support est recouvert de la couche accélérant le transfert qui contient une cire et qui sert à améliorer l'aptitude au transfert d'une encre chauffée depuis le support de transfert d'image thermosensible jusqu'à une feuille réceptrice d'image telle que du papier. De préférence, la cire a un point de ramollissement ou de fusion tel que, lorsqu'elle est chauffée par une tête thermique, la couche accélérant le transfert est fondue et présente une faible viscosité. Généralement, la cire a un point de ramollissement ou de fusion de 70 à 1200C. Les cires appropriées comprennent par exemple des cires naturelles telles que la cire d'abeille, la cire minérale, la cire de blanc de baleine, la cire du Japon, la cire de candelilla, la cire de carnauba et la cire de riz, des cires synthétiques telles que la cire de paraffine oxydée, la cire microcristalline, l'ozocérite, la cérésine, la cire d'ester ou la cire de polyéthylène, un acide gras saturé supérieur tel que l'acide margarique, l'acide laurique, l'acide myristique, l'acide palmitique, l'acide furoique, l'acide stéarique ou l'acide béhénique, un alcool saturé supérieur tel que l'alcool stéarylique ou l'alcool béhénylique, un ester supérieur tel qu'un ester d'acide gras et de sorbitane, ou un amide d'acide gras supérieur tel que le stéaramide ou l'oléamide. La quantité de cire dans la couche accélérant le transfert est généralement de 50 à 100 % en masse, de préférence de 80 à 100 % en masse. Un caoutchouc tel qu'un caoutchouc d'isoprène, un caoutchouc de butadiène, un caoutchouc d'éthylène-propylène, un caoutchouc butyle ou un caoutchouc nitrile peut être incorporé dans la couche accélérant le transfert pour lui conférer une élasticité et pour améliorer ainsi l'étroitesse du contact entre le support d'enregistrement thermosensible et une feuille réceptrice d'image. La couche accélérant le transfert peut contenir aussi une résine liante pour améliorer son adhésion au substrat. La résine liante peut être par exemple un copolymère éthylène-acétate de vinyle ou un copolymère éthylène-acrylate d'éthyle. La couche accélérant le transfert a généralement une épaisseur de 0,3 à 2,um, de préférence de 0,5 à 1,5 ,um. La couche d'encre disposée sur la couche accélérant le transfert contient un agent colorant et une résine thermoplastique. Il est important que la couche d'encre, lorsqu'elle est chauffée à 90"C, fonde et présente une viscosité de 103 à 105 Pa.s (106 à 108 cP) à 90"C. L'agent colorant peut être par exemple du noir de carbone, un pigment organique, un pigment inorganique ou un colorant et il est généralement utilisé en une quantité de 10 à 50 % en masse, de préférence de 10 à 30 % en masse, par rapport à la masse de la couche d'encre. Dans le cadre de l'invention, il est possible d'utiliser une résine thermoplastique quelconque à condition qu'elle puisse adhérer à une feuille réceptrice d'image et que la couche d'encre présente la viscosité spécifique cidessus lorsqu'elle est fondue. Une telle résine thermoplastique peut être par exemple un copolymère éthylène-acétate de vinyle, un copolymère éthylèneacrylate d'éthyle, un polyamide, un polyester, un polyuréthane, une résine de poly(chlorure de vinyle), un dérivé cellulosique, une résine de polystyrène, une résine de polybutyral, une résine phénolique ou une résine époxy. On préfère en particulier utiliser une résine de polyester ayant une masse moléculaire moyenne en poids (Mp) de 5000 à 30 000 comme résine thermoplastique pour des raisons de bonne aptitude au transfert de l'encre et d'absence de traînées. On préfère aussi utiliser une résine de polyester ayant une température de transition vitreuse (Tg) de 20 à 60"C pour des raison de bonne aptitude au transfert de l'encre et d'absence de traînées. La résine de polyester peut être préparée par tout procédé connu, par exemple par polycondensation d'un polyol tel qu'un glycol avec un polyacide tel qu'un diacide, ou par polymérisation par ouverture de cycle d'un ester cyclique tel qu'une lactone. La résine thermoplastique est généralement utilisée en une quantité de 20 à 80 % en masse, de préférence de 30 à 70 % en masse, par rapport à la masse de la couche d'encre. Il est possible d'incorporer un ou plusieurs additifs dans la couche d'encre afin d'améliorer l'aptitude au transfert et la résolution. Pour réduire la viscosité à l'état fondu, il est possible d'utiliser comme additif un amide d'acide gras, un solvant, une cire synthétique telle qu'une cire de paraffine, une cire naturelle telle que la cire de candelilla ou la cire de carnauba, ou une huile telle qu'une huile de silicone ou un perfluoroalkyléther. On peut utiliser aussi comme additif des esters de l'acide phosphorique, des résines de silicone, des résines de tétrafluoroéthylène, des résines de fluoroalkyléthers et des lubrifiants inorganiques tels que le carbure de silicium et la silice. L'épaisseur de la couche d'encre est généralement de 0,5 à 6,um, de préférence de 1 à 4 m. Si on le souhaite, on prévoit une couche intermédiaire entre le substrat et la couche accélérant le transfert afin d'augmenter l'adhérence entre le substrat et la couche accélérant le transfert. La présence d'une telle couche intermédiaire peut empêcher la couche accélérant le transfert de se séparer du substrat, même lorsque le support de transfert d'image est soumis à une contrainte de la part de la tête thermique. Une telle contrainte est susceptible d'apparaître dans le cas d'une imprimante à tête thermique à bords rapprochés. La couche intermédiaire contient une matière adhésive qui peut lier solidement la couche accélérant le transfert contenant une cire et le substrat en dehors des opérations d'impression. Une telle matière adhésive peut être par exemple un caoutchouc non vulcanisé tel qu'un caoutchouc d'isoprène, un caoutchouc de butadiène, un caoutchouc d'éthylène-propylène, un caoutchouc butyle ou un caoutchouc nitrile, une polyoléfine telle qu'un copolymère éthylèneacétate de vinyle ou un copolymère éthylène-acrylate, une résine de polyuréthane, une résine de polyacrylate, une résine cellulosique, une résine phénolique ou une résine de pétrole. Ces matières peuvent être réticulées de manière à empêcher la formation d'un mélange avec les composants de la couche accélérant le transfert. Il est préférable que la surface de la couche intermédiaire soit rendue rugueuse afin d'augmenter la surface de contact avec la couche accélérant le transfert. Ceci peut être obtenu en incorporant une charge inorganique telle que du noir de carbone, du graphite, du carbonate de calcium ou de l'oxyde de titane ou une charge organique telle qu'une poudre de poly(chlorure de vinyle) dans la couche intermédiaire. L'épaisseur de la couche intermédiaire est généralement de 0,05 à 2 Crm, de préférence de 0,1 à 0,5 prn. Si on le souhaite, il est possible de prévoir une couche protectrice sur la surface du substrat qui est opposée à la couche d'encre, afin de protéger le substrat au cours de l'impression thermique avec une tête thermique. La couche protectrice contient une résine thermoplastique ou thermodurcissable résistante à la chaleur, une résine durcissable aux UV ou une résine durcissable par faisceau électronique. Une telle résine peut être par exemple une résine fluorée, une résine de silicone, une résine de polyimide, une résine phénolique ou une résine de mélamine. L'épaisseur de la couche protectrice est généralement de 0,01 à 3,am, de préférence de 0,01 à 1,um. La formation de la couche intermédiaire, de la couche accélérant le transfert et de la couche d'encre peut être accomplie d'une manière connue quelconque, par exemple par un procédé de couchage par fusion, un procédé de couchage en milieu liquide aqueux ou un procédé de couchage en milieu liquide dans un solvant organique. L'épaisseur totale des couches formées sur le substrat est généralement de 0,5 à 10 fa. Au cours de l'impression, le support de transfert d'image thermosensible selon la présente invention est chauffé selon une image au moyen d'une tête thermique tandis que la couche d'encre est maintenue en contact avec la feuille réceptrice d'image, de sorte que l'encre est fondue et transférée sur la feuille réceptrice d'image. La feuille réceptrice d'image dont le lissé de surface s'étend dans un large domaine, c'est-à-dire de 100 à 20000 s, peut être imprimée de manière appropriée au moyen du support de transfert d'image selon la présente invention. La figure unique représente un système d'impression pour lequel il est possible d'adopter de manière appropriée le support de transfert d'image 1 selon la présente invention. Le support 1 et une feuille réceptrice d'image 2 qui se déplacent dans la même direction sont mis en contact sous pression l'un avec l'autre au niveau d'un interstice P formé entre un cylindre 4 et une tête thermique 3. Au niveau de l'interstice, le support de transfert 1 est chauffé selon une image par la tête thermique 5, de sorte que l'encre est fondue et transférée sur la feuille réceptrice 2 pendant le contact du support de transfert 1 avec la feuille réceptrice 2. La feuille réceptrice 2 est séparée du support de transfert 1 au point Q. Le support de transfert d'image thermosensible selon la présente invention convient particulièrement au système d'impression ci-dessus dans lequel la distance de P à Q est d'environ 80 à 300ym. Un tel système d'impression, appelé système d'impression du type à tête thermique à bords rapprochés, se distingue du système d'impression de type en ligne employé généralement, dans lequel la distance de P à Q est d'environ 3 à 15 mm. Les exemples suivants illustrent la présente invention de manière plus précise. Dans ces exemples, les parties sont en masse. Exemple 1 Une couche intermédiaire d'une épaisseur de 0,2,ut, une couche accélérant le transfert d'une épaisseur de 1,OClm et une couche d'encre d'une épaisseur de 1,0 ,um ont été formées successivement dans cet ordre sur un côté d'un film de polyéthylènetéréphtalate (substrat) d'une épaisseur de 4,5,ut, par application des compositions de revêtement indiquées ci-dessous et séchage du revêtement. Une couche protectrice d'une épaisseur de 0,4 m a été formée sur l'autre côté du substrat pour obtenir un support de transfert d'image thermosensible selon la présente invention. Composition de la couche intermédiaire. Copolymère éthylène-acétate de vinyle 1 partie Noir de carbone 6 parties Toluène 93 parties Composition de la couche accélérant le transfert: Cire de carnauba 35 parties Caoutchouc styrène-butadiène 5 parties Eau 28 parties Méthanol 32 parties Composition de la couche d'encre: Noir de carbone 4 parties Résine de polyester (Tg: 60"C, Mp : 25 000) 12 parties Oxalate de dibenzyle 4 parties Méthyléthylcétone 80 parties Composition de la couche protectnce Résine de silicone 7 parties Méthyléthylcétone 93 parties Exemple2 L'exemple 1 a été répété de la manière décrite, à ceci près que la composition suivante a été utilisée comme composition de couche d'encre, pour obtenir un support de transfert d'image thermosensible. Composition de la couche d'encre: Noir de carbone 6 parties Résine de polyester (Tg : 22"C, Mp : 22 000) 7 parties Résine acrylique 7 parties Méthyléthylcétone 80 parties Exemple3 L'exemple 1 a été répété de la manière décrite, à ceci près que la composition suivante a été utilisée comme composition de couche d'encre, pour obtenir un support de transfert d'image thermosensible. Composition de la couche d'encre: Noir de carbone 4 parties Cire de candelilla 14 parties Copolymère éthylène-acétate de vinyle 2 parties Méthyléthylcétone 80 parties Exemple4 L'exemple 1 a été répété de la manière décrite, à ceci près que la composition de couche accélérant le transfert et la composition de couche d'encre suivantes ont été utilisées, pour obtenir un support de transfert d'image thermosensible. Composition de la couche accélérant le transfert: Cire de carnauba 16 parties Copolymère éthylène-acétate de vinyle 1 partie Copolymère acrylonitrile-butadiène 2 parties Butadiène 1 partie Toluène 80 parties Composition de la couche d'encre. Nitrocellulose 13 parties Paratoluènesulfonamide 2 parties Méthanol 80 parties Noir de carbone 5 parties Exemple comparatif 1 Un ruban de transfert d'image thermosensible du commerce a été utilisé. Le ruban est composé d'un film de polyéthylènetéréphtalate (substrat) épais de 6,5 ssm, d'une couche accélérant le transfert contenant de la cire de carnauba et un polyéthylène modifié, et d'une couche d'encre contenant du noir de carbone, une résine de polyester et de la cire de carnauba. L'épaisseur totale de la couche d'encre et de la couche accélérant le transfert est de 1,5-2,0,um. Exemple comparatif 2 L'exemple 1 a été répété de la manière décrite, à ceci près que la composition suivante a été utilisée comme composition de couche d'encre, pour obtenir un support de transfert d'image thermosensible. Composition de la couche d'encre: Noir de carbone 4 parties Résine de polyester (Tg: 60"C, Mp : 25 000) 10 parties Résine acrylique 6 parties Méthyléthylcétone 80 parties Exemple comparatif 3 Une couche accélérant le transfert épaisse de 1,OCrm et une couche d'encre épaisse de 1,0 jcem ont été formées successivement dans cet ordre sur un côté d'un film de polyéthylènetéréphtalate (substrat) d'une épaisseur de 4,5 ssm par application des compositions de revêtement indiquées ci-dessous et séchage du revêtement pour obtenir un support de transfert d'image thermosensible. Composition de la couche accélérant le transfert: Cire de carnauba 14 parties Résine de silicone 6 parties Toluène 80 parties Composition de la couche d'encre: Noir de carbone 4 parties Résine de polyester (Tg: 720 C, Mp : 25 000) 10 parties Résine acrylique 6 parties Méthyléthylcétone 80 parties Les supports de transfert d'image ainsi obtenus ont été testés en ce qui concerne l'aptitude à transférer les images et la formation de traînées sur les images, selon les procédés suivants. Conditions d'impression: Tête thermique : type à couche mince à lustre partiel (8 points/mm) Pression du cylindre: 150 g/cm2 Direction dans laquelle le support de transfert d'image est tiré pour la séparation d'avec la feuille réceptrice: 300 par rapport à la feuille réceptrice Couple de traction: 200 g Vitesse d'impression:10 cm/s Feuille réceptrice: film de polyéthylènetéréphtalate contenant une charge blanche (lissé Bekk (lissé mesuré au moyen d'un appareil d'essai Bekk selon la norme industrielle japonaise JIS P8119) : 25 000 s) et papier synthétique (lissé Bekk 2000 s). Aptitude à transférer les images. Une image imprimée obtenue pour une énergie appliquée de 20 mJ/mm2 a été évaluée selon les critères suivants: A: absence de lacunes et de taches B : sensiblement pas de lacunes ou taches C: légère apparition de lacunes et de taches D : aucune image n'est transférée sur la feuille réceptrice. Formation de traînées sur les images: La formation de traînées sur les images est un phénomène selon lequel une partie non excitée de la couche d'encre du support de transfert d'image est transférée sur la feuille réceptrice en même temps que la partie excitée, de sorte que des traînées apparaissent au bord de l'image. Un code à barres de 2 points de largeur et 6 points de longueur est imprimé sur la feuille réceptrice blanche en PET à une énergie appliquée de 20 mJ/mm2 et l'impression est évaluée selon les critères suivants: A : pas de traînées. L'image a des bords nets. B : sensiblement pas de traînées. C: légère apparition de traînées. D : le code à barres n'est pas lisible à cause des traînées. Les résultats sont résumés dans le tableau 1 ci-dessous. Dans le tableau 1, la viscosité de la couche d'encre de chacun des supports de transfert d'image à 90"C est indiquée également. Pour mesurer la viscosité, une couche d'encre d'une épaisseur de 1,2,ut a été préparée. Cette couche d'encre a été maintenue à 90"C pendant plus de 1 h, puis soumise à une vitesse de cisaillement de 1,1 x 102 rad/s. La viscosité a été mesurée d'après la contrainte due à cette vitesse de cisaillement. TABLEAU 1 Aptitude à transférer les images Exemple Viscosité PET blanc Papier Formation de traînées 10~3Pa.s (cP) synthétique sur les images 1 9,21 x 107 A A A 2 1,03x106 A A A 3 4,96x106 A A A 4 5,26 x 107 A A A Ex. comp. 1 3,25 x 105 B A C Ex.comp.2 2,22x108 B C B Ex. comp. 3 6,96 x 108 B C B D'après les résultats du tableau 1, on comprend que les supports de transfert d'image selon la présente invention peuvent donner des images de grande qualité dépourvues de traînées sur des feuilles réceptrices lisses et sur des feuilles réceptrices non lisses. REVENDICATIONS 1. Support d'enregistrement par transfert d'image thermosensible, caractérisé en ce qu'il comprend un substrat, une couche accélérant le transfert disposée sur une surface dudit substrat et contenant une cire, et une couche d'encre disposée sur ladite couche accélérant le transfert et contenant un agent colorant et une résine thermoplastique, ladite couche d'encre ayant une viscosité de 103 à 105 Pa.s (106 à 108 cP) à 90"C. 2. Support d'enregistrement par transfert d'image thermosensible selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une couche intermédiaire disposée entre ledit substrat et ladite couche accélérant le transfert. 3. Support d'enregistrement par transfert d'image thermosensible selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que ladite résine thermoplastique est une résine de polyester ayant une masse moléculaire moyenne en poids de 5000 à 30 000. 4. Support d'enregistrement par transfert d'image thermosensible selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite résine thermoplastique est une résine de polyester ayant une température de transition vitreuse de 20 à 60"C. 5. Procédé d'enregistrement, caractérisé en ce qu'il comprend le chauffage selon une image d'un support d'enregistrement par transfert d'image thermosensible (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 au moyen d'une tête thermique (3), tandis que ladite couche d'encre est en contact avec une feuille réceptrice d'image 2, de sorte que ladite encre est fondue et transférée sur ladite feuille réceptrice d'image. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit support d'enregistrement comprend une couche intermédiaire disposée entre ledit substrat et ladite couche accélérant le transfert, et ladite tête thermique est une tête thermique à bords rapprochés. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que ladite feuille réceptrice d'image a un lissé de surface de 100 à 20 000 s. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que ladite feuille réceptrice d'image est un film de polyéthylènetéréphtalate contenant une ou des charges.