【手続補正書】
【提出日】平成16年10月1日(2004.10.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】明細書
【発明の名称】熱転写記録用の被転写シート
【特許請求の範囲】
【請求項１】繊維素材を主成分とする複数層からなる支持体上に、少なくとも顔料と水性接着剤を含有した塗料を顔料固形分で０．５〜５ｇ／ｍ2設けた受像層を有する被転写シートにおいて、顔料として合成シリカ及び／または炭酸マグネシウムを重量比で８０％以上含有し、塗工層表面の平滑性としてマイクロトポグラフで測定した加圧条件下２０ｋｇ／ｃｍ2におけるＲｐ値が１２μｍ以下であり、被転写シート表面のパルプ繊維の露呈率が２０％以下であることを特徴とする熱転写記録用の被転写シート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は多層基材からなる熱転写記録用の被転写シートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、カラープリンタの需要が広がり、とりわけノンインパクト記録方式の一種である熱転写記録、特に昇華型熱転写記録は、簡便な装置で信頼性が高く、比較的高解像度の画像が得られ、またカラーの階調記録が可能であること、ドットプリンタ等のインパクトプリンタに比較し極めて静粛でありオフィスで使い易いことなどから高い評価を受けている。一方熱転写記録用の被転写シートにおいても印字速度の高速化に対する適応、印字抜け、解像度、印字品質向上の要求が高まってきている。
【０００３】
前記要求を解決する手段として、塗工紙タイプの熱転写受像紙の提案が既に幾つかなされてきている。これら従来の塗工紙タイプの熱転写記録用受像紙の基本的な考え方は、熱昇華性インクの良好な転写を図るため、受像紙表面をいかに滑らかにし、かつ光沢を高めて表面の均一性を得るかであった。
【０００４】
ところが、熱転写記録においては、サーマルヘッド等の発熱体から大きな印加熱エネルギーが加わるため、繊維素材からなる基材では熱による変形、カールの問題が生じ易く、得られる印刷物の見栄えが悪くなるばかりではなく、各色毎の記録において変形が生じ、プリンタ内部で紙詰まり、画素点の重ね不良等のトラブルを生じる欠点を有している。これらの問題を解決するため、高平滑であり、搬送性が安定するロール紙タイプの合成紙基材の利用が検討されている。
【０００５】
しかし、ロール紙タイプの合成紙基材は、引き裂き、引っ張り強度が高いため、得られた印刷物の加工が難しく、カット紙への加工においてカッターの刃が摩耗し易い欠点があり、また、合成紙等は高価でありコストアップになるという問題もあり、熱転写記録普及の妨げとなっていた。
【０００６】
これらの問題を解決する手段として、長網多層抄き原紙上に多層構造のキャストコート処理層を設けた紙を基材とした技術（特開２０００−２６３９５５）が紹介されている。しかし、基材にキャストコート処理層を設けた被転写シートは、熱転写記録用インクシートとの密着性が悪く、記録濃度、印刷適性の更なる品質改善が要望されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、熱転写記録において、加工性に優れ、記録濃度、印刷適性が良好な被転写シートを安価に提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決し、本発明の目的を達成するための手段は、繊維素材を主成分とする複数層からなる支持体上に、少なくとも顔料と水性接着剤を含有した塗料を顔料固形分で０．５〜５ｇ／ｍ2設けた受像層を有する被転写シートにおいて、顔料として合成シリカ及び／または炭酸マグネシウムを重量比で８０％以上含有し、塗工層表面の平滑性としてマイクロトポグラフで測定した加圧条件下２０ｋｇ／ｃｍ2におけるＲｐ値が１２μｍ以下であり、被転写シート表面のパルプ繊維の露呈率が２０％以下であることを特徴とするものである。
【０００９】
ここで、マイクロトポグラフとは、一定の圧力条件で紙をガラス表面に押し付けてその平滑度を測定する装置であり、本発明者らが鋭意検討した結果では、一般的な空気漏洩式の平滑度測定器であるベック平滑度やパーカープリントサーフなどの如く紙の透気性の影響を受けることがなく、実際の平滑性と極めて相関関係の優れた測定値が得られ、しかもこのマイクロトポグラフ（測定圧２０ｋｇ／ｃｍ2）での測定値によって、本発明の所望の効果が極めて適切に判断し得ることが明らかになったものである。
【００１０】
因みに、本発明に係る被転写シートの平滑性の測定値がマイクロトポグラフ（測定圧２０ｋｇ／ｃｍ2）で１２μｍを超えると、高光沢、高品位の昇華型熱転写記録用の被転写シートを得られない。
【００１１】
本発明に用いられる支持体は、複数層からなり、少なくとも３層の構成を有する。従来のように、単層である場合には、十分な平滑度を付与し、かつ優れた地合を得るには不可能であり、インクシートとの良好なクッション性による密着性が得られないという問題があった。
【００１２】
これに対し、本発明によれば、その受像層は、インクシートの高精度の密着性とクッション性を得るに十分な設計を、多層構造の支持体によって可能であり、また各層にて地合調整を細かく行える。また、単層に比べ、見かけの地合ムラが少なくクッション性も高いことから、転写ムラが生じず高品位の画像が得られる。同時に、透気度の低さから、受像層塗工の際に泡が発生するという塗工作業上の問題が解消される。
【００１３】
このようにして、本発明を用いると、クッション性、高速印画性に優れ、しかも高エネルギーの印画条件下においても、高感度且つ高品位の画像、つまりはフィルム基材と同等な画像を形成し得る昇華型熱転写受像シートが得られる。
【００１４】
本発明においては、パルプ繊維を主とする複数層からなる支持体として、長網多層抄き、短網多層、丸網多層等公知の多層抄き方法が慣用できる。多層抄きの上限に関しては、特に制限されるものではないが、操業性、コスト面から３〜４層抄きが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明に係るパルプ繊維を主とする複数層からなる支持体に顔料を塗工ないしは含浸する方法において用いる顔料は、合成シリカ、合成珪酸塩、炭酸マグネシウムが好ましい。これらの顔料の中でもより印字特性に優れたものは、平均粒径が１〜２０μｍの範囲のある程度多孔性（比表面積が大きい）を有するものであって、上述顔料の中では、特に、板状あるいは球状の塩基性炭酸マグネシウムが好適である。これらの顔料に対し、重量比２０％未満の範囲で他の顔料も適宜加えることができる。それらの例としては、焼成カオリン、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、クレイ、カオリン、酸性白土、タルク、水酸化アルミニウム、酸化亜鉛、ケイ酸カルシウム、酸化チタン、珪藻土、硫酸バリウム、サチンホワイト、有機樹脂顔料等である。
【００１６】
ここで用いられる繊維素材としては、木材繊維を中心とする植物のパルプ繊維、古紙などから再生するパルプ繊維であり、これらのパルプ繊維に合成パルプ繊維、合成繊維、無機繊維等を一部併用することもできる。支持体としての繊維シートは、上記パルプ繊維を主体とした上質紙・中質紙などの非塗工紙、故紙等を利用した再生紙など、酸性・中性のいずれのものも使用することができる。尚パルプ繊維支持体には本発明の目的を損なわない程度に他の顔料、添加剤等が含有することは可能である。
【００１７】
顔料を支持体上に塗布含浸するために使用する塗料に用いる水性接着剤は、特に限定するものではなく合成高分子ラテックスでも水溶性高分子接着剤でもよい。本発明の塗料における顔料と水性接着剤との固形分重量比は、４０／６０〜９５／５が好ましく、更に好ましい範囲は５０／５０〜９０／１０である。合成高分子ラテックスとしては、スチレン−ブタジエン共重合体、変性スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、メチルメタアクリレート−ブタジエン共重合体、クロロプレンラテックス、アクリル酸エステル及びメタアクリル酸エステルの重合体または共重合体、エチレン酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル−マレイン酸エステル共重合体、アクリル−酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル重合体などを例示することができる。また水溶性高分子接着剤としては、澱粉、カチオン変性澱粉、ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロースやカルボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体、ポリアクリルアミド類、ポリビニルピリジン、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、カゼイン、ゼラチン、アルギン酸ソーダ、ポリスチレンスルホン酸ソーダ、ポリアクリル酸ソーダ、澱粉−アクリロニトリルグラフトポリマー加水分解物、スルホン化キチン、カルボキシル化キチン及びキトサンとそれらの誘導体等を例示することができる。
【００１８】
本発明の塗料には、他の様々な添加剤を必要に応じて加えることが可能である。塗工適性改善を目的とするものとしては、分散剤、増粘剤、離型剤、界面活性剤、粘度調節剤、凝集剤、レベリング剤、耐水化剤などがある。更に記録特性改善や記録紙の搬送性改善のために、滑剤や帯電防止剤などを加える。
【００１９】
また本発明の塗料の塗布あるいは含浸方法としては、サイズプレス、エアーナイフコーター、ロールコーター、ブレードコーター、バーコーター、カーテンコーター、スプレー法等が挙げられる。
【００２０】
本願発明にあっては、塗工層は０．５〜５ｇ／ｍ2の微塗工でかつパルプ繊維露呈率が２０％以下であることが好ましい。しかし、一般に、顔料と接着剤を含む塗料を上質紙などの繊維性支持体の上に塗布した場合、顔料固形分でその塗布量が０．５ｇ／ｍ2以下であると、例えば紙パ技協誌第２４巻第６号（１９７０年 ６月）３０３〜３１２頁にも示されているように、かなりの繊維が露呈してしまうことが知られている。その比率が２０％を超えると、すなわちパルプ繊維を中心とした表面であれば貼り付き及び走行性はやや良好となるが、印字濃度の低下、転写むらなどの画質の低下が生じる。被転写シート表面のパルプ繊維の露呈率を単に下げるだけなら塗料の塗布量を大きくすればよいが、そうすると、印字濃度がアップするなど画質は向上するが、貼り付き、鳴き、走行トラブルなどの問題が生ずる。従って、本願発明の目的を達成するには、塗料を顔料固形分で０．５〜５ｇ／ｍ2塗布して、なおかつ被転写シート表面のパルプ繊維露呈率を２０％以下とし、支持体の表面を均一にしかも薄く、大部分の繊維が露呈することない表面記録層が得られるように塗布することが好ましい。
【００２１】
また、本願発明の他の重要なポイントは、被転写シート表面の平滑度を一定の条件にしなければならない。粗さの調整は、使用する顔料の種類と量、及び平滑化処理により行う。平滑化処理は通常カレンダー処理であり、ソフトカレンダーあるいはスーパーカレンダー及びそれらの併用である。
【００２２】
紙の平滑性を測定する試験器としては、正反射型平滑度計、Ｂｅｋｋ（ベック）、王研式平滑度試験器、Ｗｉｌｌｉａｍｓ Ｇｕｒｌｅｙ Ｈｉｌｌ Ｓ．Ｐ．Ｓ、Ｓｈｅｆｆｉｅｌｄ 、Ｂｅｎｄｓｅｎ 、Ｐｒｉｎｔ−ｓｕｒｆ（プリントサーフ）など数多くの方法があるが、それぞれ一長一短があり各々の目的にあわせて採用されている。昇華型熱転写記録においては、被転写シートはサーマルヘッドによりある一定加圧条件で押さえつけられること、またインクシートと被転写シートとの密着性の問題、インクの転写効率による印字特性への影響、インクシート及び被転写シートの搬送性などが問題となる。特に被転写シートとインクシートが相対速度を有する熱転写記録においては、被転写シート表面でのミクロな単位での平坦性がそれぞれに大きな影響を与えているため、加圧条件下でのミクロな正反射平滑度を的確に捉える必要がある。上述の各機器の中では、マイクロトポグラフが２０ｋｇ／ｃｍ2の一定の加圧条件で測定するものであり、前述の条件を満たすものである。
【００２３】
本発明の被転写シートの平滑性としてマイクロトポグラフによるＲｐ値は１２μｍ以下が好ましく、より好ましくは１０μｍ以下である。このＲｐ値が高すぎると表面にあるインク定着性が悪化しベタ印字部の印字むら、印字抜けなどが生じ易くなり、全体としても不均一な画像となる。また印字ドットのズレも生じ易くなるので好ましくない。一方Ｒｐ値が低すぎると、走行不良、搬送不良が発生し易くなる。好ましいＲｐ値は、昇華型熱転写プリンタにより異なり、本発明の被転写シートの平滑化処理の最適値は、上記Ｒｐ値の範囲で他の性質を大きく変えることなくプリンタに合わせる必要がある。
【００２４】
前記条件を満足した被転写シートの受像面は、顔料がパルプ繊維間空隙を埋めまた繊維表面の大部分を均一に且つ薄く被覆している状態である。このため記録面では紙層のマクロな凹凸は十分残っている状態である。場合によっては、繊維がランダムに現れているという特殊な表面状態を形成している。この表面状態によってマクロ的にはインクシートと被転写シートとの間に生じている摩擦力が分散緩和され、尾引きや字汚れの少ない画像が得られるとともに、貼り付きによる印字抜けや鳴き、走行トラブルなどがほとんどないものが得られる。一方摩擦力の分散緩和によって印字むらや印字濃度低下が予想されるが、繊維間に充填ないしは繊維表面を被覆している顔料によって構成されているミクロ的な細孔が数多く存在することにより、熱溶融インクの吸収性や捕獲性に優れ、印字ドットの均一な形成性に優れかつ記録濃度が高いものが得られるものと思われる。
【００２５】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。尚、以下の実施例において部及び％は断わらない限り固形分重量部及び固形分重量％を示す。
［実施例１］
水に分散剤として濃度４０％のアクリル酸ソーダ２部を加え、その水溶液に顔料として板状の塩基性炭酸マグネシウム（平均凝集粒子径：４．２μｍ、吸油量：１６０ｍｌ／１００ｇ）１００部を加えて撹拌分散した。次にバインダーとして５０％濃度のスチレン−ブタジエン共重合体エマルジョン（Ｔｇ：−１２℃）１０部と、更に１０％濃度のポリビニルアルコール（鹸化度：約９９％、平均重合度：１７００）３０部をそれぞれ撹拌しながら加えて全体として固形分１５％分散液を調製して塗布液とした。この塗布液を、メイヤーバーにて６６ｇ／ｍ2の上質紙の上に片面３．２ｇ／ｍ2（顔料固形分）塗布、乾燥した。更にこのシートをテストスーパーカレンダーにより塗工層表面の平滑化処理を行い、パルプ繊維の露呈率４．６％の実施例１の被転写シートを得た。
［実施例２］
水に分散剤として濃度４０％のアクリル酸ソーダ２部を加え、その水溶液に顔料として合成珪酸アルミ塩（平均一次粒径０．０２５μｍ、ＢＥＴ比表面積１３５ｍ2／ｇ）５０部及び板状の塩基性炭酸マグネシウム（平均凝集粒子径：５．６μｍ、吸油量：１４０ｍｌ／１００ｇ）５０部を固形分濃度２５％で分散し、次にバインダーとして濃度１０％のポリビニルアルコール（鹸化度：約９９％、平均重合度：１７００）１０部、５５％濃度のエチレン酢酸ビニル樹脂（ＭＦＴ：０℃、粘度：１０００Ｃ．Ｐ．／２５℃）２０部をそれぞれ撹拌しながら加えて全体として固形分１７％分散液を調製して塗布液とした。この塗布液を、メイヤーバーにて６６ｇ／ｍ2の上質紙の上に片面２．５ｇ／ｍ2（固形分）塗布、乾燥したのち、平滑化処理をして、パルプ繊維露呈率８．３％の実施例２の被転写シートを得た。
［実施例３］
実施例１の顔料を板状の塩基性炭酸マグネシウム（平均凝集粒子径：４．２μｍ、吸油量：１６０ｍｌ／１００ｇ）９０部及びカオリン（粒径２μｍ以下９２％、真比重２．５８、見かけ比重０．８２２ｇ／ｃｍ3）１０部とした以外は実施例１と同様にして、パルプ繊維露呈率４．７％の被転写シートを得た。
［比較例１〜３］
適宜分散剤を加えた水溶液に対して、実施例２の塩基性炭酸マグネシウムに代えて焼成カオリン（粒径２μｍ以下９０％、真比重２．７、見かけ比重０．２５１ｇ／ｃｍ3）、軽質微粒炭酸カルシウム（柱状アラゴナイト系、平均粒径２μｍ）、カオリン（粒径２μｍ以下９２％、真比重２．５８、見かけ比重０．８２２ｇ／ｃｍ3）をそれぞれ用いた以外は実施例１と同様にして塗料を調製し、塗布乾燥後平滑化処理して、それぞれ比較例１、２、３の被転写シートを得た。各顔料の固形分塗布量、繊維露呈率は表１に示すとおりである。
［比較例４〜６］
実施例１の塗料の塗布量を、８．９ｇ／ｍ2、６．６ｇ／ｍ2、０．３ｇ／ｍ2とした以外は実施例１と同様にして比較例４、５、６の被転写シートを得た。繊維露呈率は表１に示すとおりである。
【００２６】
実施例１、２及び比較例１〜６の各被転写シートの評価は、次のような方法で行ない、結果を表１に示した。
（１）記録濃度
被転写シートとインクシートの相対速度が５／１である熱転写プリンタを用いて、単色（ブラック）による記録を行い、ベタ記録部での記録濃度をマクベス濃度計で測定した。
（２）尾引き
ベタ印字部と白紙部の被転写シートの流れ方向側の境界線において及び文字部においてそれぞれインクの尾引きがどの程度発生しているかを目視で判定した。Ｂ以上を合格とした。
Ａ：尾引きは境界部及び文字部のいずれもほとんどなく良好である。
Ｂ：尾引きは境界部でやや見られ文字部でも見られる。
Ｃ：尾引きは境界部及び文字部のいずれもでも多く見られる。
（３）印字むら
上記プリンタにてベタ記録部の記録むら及び細線のドット抜けの状態を目視で評価した。Ｂ以上を合格とした。
Ａ：ドット抜け、むらともほとんどなく、画質は良好である。
Ｂ：ドット抜け、むらが若干見られ、やや画質が低下している。
Ｃ：ドット抜け、むらが多く見られ、画質が悪い。
（４）貼り付き
上記プリンタにて一定の画像を出力させた時の貼り付き状態を評価する。Ｂ以上を合格とした。
Ａ：印字部の印字抜けもなく走行安定性に優れる。
Ｂ：印字部の印字抜けがやや見られる。
Ｃ：印字部の印字抜けが多く見られ鳴きが生じている。
Ｄ：印字部の印字抜けだけでなく被転写シートの走行不良が生じている。
（５）マイクロトポグラフを用いて平滑度を測定した。
（６）記録紙表面でのパルプ繊維と顔料の比率測定走査型電子顕微鏡（ＪＳＭ８４０Ａ、日本電子（株）製）を用いて被転写シート表面の反射電子像（倍率２００倍）を得て顔料部分と繊維部分とに分けてその画像から画像解析装置（ＩＢＡＳシステム、カールツァイス社製）を用いて各シートの記録層表面でのパルプ繊維の露呈率（面積比率％＝繊維面積／（繊維＋顔料面積））を求めた。
【００２７】
【表１】
2003103943.tif 000001
【００２８】
実施例１、２及び比較例１〜６は、パルプ繊維支持体上に少なくとも顔料と水性接着剤からなる塗料を含浸、塗布、または吹き付ける方法の例である。評価を示した表１を見ると、好適な顔料を適正量塗布し、繊維露呈率が面積比で２０％以下であり、平滑性としてマイクロトポグラフで測定した加圧条件下２０ｋｇ／ｃｍ2におけるＲｐ値が１２μｍ以下であるものは極めて優秀な成績で本願発明の目的を達成した被転写シートが得られているのに対し、本発明以外にあるものすなわち、顔料の種類若しくはその塗布量、平滑度、繊維の露呈率が本願発明で規定する範囲外にあるものは、印字適性及び／または走行安定性に欠け、本願発明の目的を達成できないことを示している。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、パルプ繊維を主とする複数層からなる支持体上に、少なくとも顔料と水性接着剤を含有した塗料を顔料固形分で０．５〜５ｇ／ｍ2含浸または塗布して設けた受像層を有する被転写シートにおいて、顔料として合成シリカ、合成珪酸塩、炭酸マグネシウムを用いること、塗工層表面の平滑性としてマイクロトポグラフで測定した加圧条件下２０ｋｇ／ｃｍ2におけるＲｐ値が１２μｍ以下であること、被転写シート表面のパルプ繊維の露呈率が２０％以下であることを特徴とすることによって、熱転写記録において、記録濃度が高く、しかも尾引きや地汚れがほとんどなく、印字むらのない均一な転写性を有し、貼付きによる印字抜けや鳴きがない優れた熱転写記録用受像シートが得られた。
【００３０】
更に本発明の被転写シートは、インクシートと被転写シートが相対速度を有する熱転写記録法に優れた特性を示すだけでなく、多数回使用が可能なインクシートに対しても汚れや尾引きの少ない優れた熱転写記録が得られるといった効果がある。
【００３１】
加工性についても、本発明の被転写シートは合成紙を基材としたものに比べ引張強度や引裂強度が不必要に高くないため、良好な特性を得ている。