JPH0729481B2 - 印字シート、その製法及び画像保持トランスペアレンシィ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は印字可能なシート（印字シート）に関し、詳細
には、インクジェットプリンタまたはペンプロッタのよ
うな機械的印刷装置で用いるのに好適なシートに関す
る。

〔従来の背景〕

マイクロコンピュータおよびカラーモニタの近年の急増
に伴ない、カラーで表示することができる情報量が著し
く増加してきた。かかる情報を表現するために、ハード
コピー、例えば紙シート上及び、増加しているものとし
て、透過モードで見るための画像保持トランスペアレシ
ィとして用いることが可能な透明なポリマーフィルム上
でのハードコピーの需要が起こってきた。所望なハード
コピーの調製は、例えばインクジェットプリンタまたは
ペンプロッタによって水性インクあるいは水−有機溶剤
を基剤としたインクを用いて好都合に行われている。

インクジェット印刷は、住所ラベル、多色グラフィック
などの各種情報の印刷技術として既に確立されている。
インクジェットプリンタの簡単な形状は、インク溜めに
結合した毛細管チューブと圧電素子とから成り、電圧パ
ルスを加えると、インク受容性シート上に毛細管チュー
ブから高速（例えば20m/秒まで）でインクの液滴が噴射
されるようになっている。インクジェットの動作はコン
ピュータによって制御することができるので、電子の速
度で新たな字体を形成して印刷することができる。この
高速操作の可能性を利用するには、染みまたは滲みがな
く高速のインク液滴を速やかに吸収するインク受容性シ
ートを用いる必要がある。プラスチックシートを用いて
もよいが、これらは一般的にインクの吸収および保持特
性が劣る傾向がある。特に、印字したインクパターンの
乾燥が遅いので、新たに印字したシートを直ちに取り扱
うことが妨げられる。

ペンプロッタ装置が、製図室で、そして特にコンピュー
タデザインの描画に広く用いられている。ポリマー記録
シートの出現によって、許容し得る品質の印字画像をそ
の上に形成させるには通常特殊で高価なペンを開発する
必要があることが判かった。なお、以下に詳述するよう
に、本発明による印字シートでは、紙製の記録シートで
従来一般的に用いられてきた類いの、シンプルで、安価
で、ファイバーチップ式の水性インクまたは親水性イン
ク用のペンを用いることができる。

〔従来の技術〕

各種の記録シートがインクジェットプリンタで用いるの
に提案されてきた。特に、米国特許第4,474,850号明細
書には、水溶性有色インクによって湿らされかつそれを
吸収して耐汚性の高密度画像を提供することが可能であ
るといわれるインクジェット記録トランスペアレンシィ
が開示されている。このトランスペアレンシィは、 （ａ）例えばポリエステルまたはポリ塩化ビニルフィル
ムのような実質的に透明な樹脂状支持体と、 （ｂ）カルボキシル化した高分子量のポリマーあるいは
コポリマーまたはその塩を含む実質的に透明なコーティ
ングとからなっている。カルボキシル化したポリマーあ
るいはコポリマーのコーティングは、詳細には、アクリ
ル酸あるいはメタクリル酸のモノマーおよびそれらのエ
ステル、酢酸ビニルまたはスチレン化したアクリルから
なり、そして通常は約50,000〜1,000,000の分子量を有
する。本発明者らは、かかるフィルムトランスペアレン
シィに適用した印字パターンは乾燥が比較的遅いこと、
また、かかるトランスペアレンシィは特にカールし易
く、したがって、それに印字したパターンは透過像とし
て見る際に歪んで見えることを経験した。

本発明者らは、このたび、インクジェットプリンタまた
はペンプロッタのような機械的印刷装置で使用する記録
シートとして特に好適な印字シートであって、インク吸
収速度が改良され、カールの傾向が減少しかつ耐湿性が
改良されたシートを考案した。

〔発明の概要〕

したがって、本発明は、遊離カルボン酸基を含むアクリ
ル酸あるいはメタクリル酸ポリマーとその可塑剤を含む
インク吸収性ポリマー樹脂層を表面に有する基材シート
を含む印字シートを提供する。

本発明はまた、基材シートの表面に、遊離カルボン酸基
を有するアクリル酸あるいはメタクリル酸ポリマーとそ
の可塑剤を含むコーティング媒体を塗布し、塗布したコ
ーティング媒体を乾燥して、実質的に水に不溶性でイン
ク吸収性のポリマー層を基材シートの表面に生成させる
ことから成るインク塗布可能なシートの調製法をも提供
する。

〔発明の好ましい実施態様〕

インク吸収性層は、適用して印字したパターンを速やか
に乾燥させることができ、また、望ましいことには、印
字表面をインク適用後数分（例えば15分）以内に紙製シ
ートの表面と接触させるときにシートの塗被面に塗布し
た水−ジエチレングリコール（50:50,w/w）を基材とす
るインクまたは同様な組成物が粘つかずかつ裏移りしな
い。好ましくは、適用したインクは、インクの適用後50
秒以内、好ましく30秒以内に指で擦っても汚れを生じな
いような程度に吸収性層によって吸収されるべきであ
る。

本発明による印字シートは、例えば光源が印字画像を有
するシートの後方にありかつそのシートを透過した光に
よって像側で画像が観察されるオーバーヘッドプロジェ
クタに関連して、透過モードで見る画像保持トランスペ
アレンシィの製造に特に有用である。それゆえ、樹脂層
は、非印字層が最初は透明である。すなわち実質的に光
を散乱しないものであることが望ましい。

樹脂層のアクリル酸またはメタクリル酸カルボン酸ポリ
マー成分は、ホモポリマー、例えばアクリル酸またはメ
タクリル酸のポリマー又はそれとカルボン酸基を含有し
ないモノマー、例えば低級（１〜６個の炭素原子を有す
る）アルキルアクリレートあるいはメタクリレートエス
テルとのコポリマーであってもよい。特に好適なインク
吸収性樹脂は、メタクリル酸とメチルメタクリレートと
のコポリマーであって、酸価（1g当りのKOHのmg数）が
約400〜450、具体的には410〜430でありかつ（重量平
均）分子量が約80,000〜120,000、特に約100,000である
ものを有する。

インク吸収性カルボン酸ポリマー樹脂と混合される可塑
剤は、好ましくは、ポリマー材料中に配合してその軟
度、加工性および柔軟性を改良することができる添加剤
である。これらの可塑剤は、プラスチック業界において
特にポリ塩化ビニルの特性を改質するのに自体公知であ
り、そして通常は適度に高分子量の液体または低融点の
固体の形状をもった有機材料である。最も普通には、こ
れらの可塑剤は、カルボン酸またはリン酸のエステルか
らなるが、炭化水素、ハロゲン化した炭化水素、エーテ
ル、グリコール、ポリグリコールおよびハロゲン化ある
いはエポキシ化乾性油（例えば大豆油）も用いることが
できる。典型的な芳香族可塑剤には、芳香族エステル、
特に例えばトリフェニルホスフェートのようなリン酸エ
ステルおよび例えばジブチルフタレートまたはジシクロ
ヘキシルフタレートのようなフタル酸エステルが含ま
れ、また、脂肪族可塑剤には、脂肪族エステル、特に例
えばジイソオクチルアジペートのようなアジピン酸エス
テル、例えばジ（２−エチルヘキシル）アゼレートのよ
うなアゼライン酸エステル、例えばジオクチルセバケー
トのようなセバシン酸エステルおよび例えばアセチルト
リブチルシトレートのようなクエン酸エステルが含まれ
る。インク吸収性層中に包含されるべき好ましい可塑剤
は、分子量が約350を超えないポリグリコール、特に例
えば、ジ−、トリ−またはテトラ−エチレングリコール
のようなポリエチレングリコールである。

インク吸収性樹脂と配合されるべき可塑剤の量は広範囲
に亙って変化し得るが、簡単な実験によって容易に確定
される。可塑剤は、インク吸収性樹脂の１〜50重量％、
好ましくは２〜30重量％、特に好ましくは10〜20重量％
であるのが好都合である。

樹脂層の経時的挙動を改良しかつ引き続いて適用された
インクの吸収及び乾燥を促進するために、所望ならば、
界面活性剤を樹脂層に配合してもよい。例えば第四級ア
ンモニウム塩のようなカチオン系界面活性剤がこの目的
に好適である。追加的に、例えばグリセロールのような
保湿剤を使用してもよい。

所望ならば、シートの取扱い特性を改良するため、イン
ク吸収性層が粒状充填剤を追加的に有していてもよい。
好適な充填剤には、望ましくは粒径が20ミクロンを超え
ず、好ましくは12ミクロン未満、例えば８ミクロンのシ
リカが含まれる。充填剤の使用量は、シートの所望な特
性によって決まるのであろうが、通常はシートの光学的
特性（例えば曇り）が損なわれないように少量であろ
う。典型的な充填剤の添加量は、樹脂成分の0.5重量％
未満程度であり、好ましくは0.1〜0.2重量％である。

インク吸収性層は、便宜には、例えば水性媒体または有
機溶剤媒体のような揮発性媒体中に樹脂を溶解または分
散させたものからの蒸着によるなどの通常の被覆方法に
よって基材シートに適用される。

適用されたインク吸収性樹脂層の乾燥は、例えば適当な
温度に保持された熱風炉中にコーティングした基材シー
トを懸垂することにより、通常の乾燥法によって行うこ
とができる。

乾燥したインク吸収性樹脂層の厚さは広範囲に変化する
ことができるが、２〜25ミクロン、好ましくは３〜10ミ
クロン、例れば６ミクロンであるのが好適である。

本発明による印字シートの製造に使用するのに好適な基
材シートは、紙、布またはインク記録シートの製造に通
常用いられるその他の材料からなっていてもよい。しか
しながら、望ましい基材シートは、自立性で不透明なま
たは好ましくは透明なフィルムまたはシートを形成する
ことができるポリマー材料からなっている。

「自立のフィルムまたはシート」とは、支持基材の不存
在において独立に存在することができるフィルムまたは
シートを意味する。

基材シートの製造に使用するのに好適なポリマー材料
は、通常は熱可塑性ポリマーであり、そしてセルロース
エステル、例えば酢酸セルロース、ポリスチレン、ポリ
アミド、塩化ビニルのポリマーおよびコポリマー、オレ
フィンのポリマーおよびコポリマー、例えばポリプロピ
レン、ポリスルホン、ポリカーボネート、および特に１
種類もしくはそれ以上のジカルボン酸またはそれらの低
級アルキル（６個までの炭素原子）ジエステル、例えば
テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、2,5−、2,6−
および2,7−ナフタレンジカルボン酸、コハク酸、セバ
シン酸、アジピン酸、アゼライン酸、ジフェニルジカル
ボン酸およびヘキサヒドロテレフタル酸またはビス−ｐ
−カルボキシルフェノキシエタン（任意に例えばピバリ
ン酸のようなモノ−カルボン酸を有する）と１種類もし
くはそれ以上のグリコール、例えばエチレングリコー
ル、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ネ
オペンチルグリコールおよび1,4−シクロヘキサン−ジ
メタノールとを縮合することによって得られる線状ポリ
エステルを包含する。ポリエチレンテレフタレートの二
軸延伸及び熱硬化フィルムは、本発明による印字シート
の製造の基材シートとして特に有用であり、また、当業
界に知られている任意の方法によっても、例えば英国特
許第838,708号明細書に記載の方法によって製造するこ
とができる。

基材シートの厚さは、好適には、25〜300ミクロン、特
に50〜175ミクロン、とりわけ75〜125ミクロンである。

特にポリマー基材シートの場合において樹脂層の基材シ
ートへの接着を促進するには、最初に基材シートの表面
を下塗媒体（プライマー）で処理することが望ましい。
下塗層（プライマー層）の形成は、基材ポリマーに対し
て溶剤作用又は膨潤作用を有する当業界に知られている
薬剤でポリマー基材シートの表面を処理することによっ
て好都合に行われる。ポリエステル基材の処理に特に好
適なかかる従来の薬剤の例としては、通常の有機溶剤に
溶解したハロゲン化フェノール、例えばｐ−クロロメタ
クレゾール、2,4−ジクロロフェノール、2,4,5−あるい
は2,4,6−トリクロロフェノールまたは４−クロロレゾ
ルシノールをアセトンまたはメタノールに溶解した溶液
がある。また、そして好ましくは、下塗溶液は、部分的
に加水分解した塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマーを含
有することができる。かかるコポリマーは、そのコポリ
マーの60〜98重量％の塩化ビニルおよび0.5〜３重量％
のヒドロキシル単位を有するのが好都合である。コポリ
マーの（数平均）分子量は、10,000〜30,000、好ましく
は16,500〜25,000の範囲にあるのが好都合である。

所望ならば、複数の下塗層を順次基材シートに適用して
もよい。

下塗剤は、比較的薄い乾燥塗膜厚さ、例えば通常は２ミ
クロン未満、好ましくは１ミクロン未満の厚さの下塗層
を形成するような濃度レベルで適用するのが好適であ
る。

本発明による印字シートは、例えばオーバーヘッドプロ
ジェクターで透過モードで用いる印字トランスペアレン
シィの調製に使用するのに特に好適である。適用したイ
ンクの溶媒媒体を樹脂層に保持することによって、イン
クを速やかに乾燥させることができ、また、画像形成し
たシートを直ちに使用することが容易になる。

〔実施例〕

本発明を以下の実施例に基づいて更に説明する。

例 １ 厚さが100ミクロンの非塗被二軸延伸ポリエチレンテレ
フタレートフィルム基材シートのそれぞれの表面にｐ−
クロロ−ｍ−クレゾール（3.75％（w/v））およびVIYLI
TE VAGH（0.75％（w/v））のアセトン溶液を下塗した。
なお、VINYLITE VAGHは、ヒドロキシル含有量が2.3重量
％でありかつ平均分子量が23,000である塩化ビニル（90
重量％）と酢酸ビニル（４重量％）とのコポリマーであ
る。

次いで、この下塗したシートを80℃の温度に保持された
熱風炉で乾燥して、それぞれの表面上に厚さが約0.2ミ
クロンの残留下塗層を残した。

次いで、それぞれの下塗表面に次の溶液を塗布した。

メタノール 1000ml ブタノール 40ml ポリカルボン酸（ROHAGIT SNV） 60g 第四級アンモニウム塩（CYASTAT SP） 20g テトラエチレングリコール 15ml グリセロール 6ml シリカ（DEGUSSA FK 320 DS） 0.12g 塗布後の基材シートを100℃の温度で乾燥したところ、
それぞれの表面上に厚さが約６ミクロンの樹脂層が形成
された。得られたシートは平坦であった（コーナー部＜
10mm:カール試験、例３）。

水−ジエチレングリコール（50:50w/w）を基材としたイ
ンクを用いて樹脂層上に印刷した文字は、投影時白地の
背景にクリアな着色文字として表われた。これらの文字
は、長期間（６か月以上）に亙ってクリアなまゝであ
り、また、常温で印刷から15秒以内に乾燥し、粘つきの
ない画像を形成した。この画像は、紙を差し挾んでも着
色した印刷部分が裏移りすることもなかった。この画像
は耐水洗性を有した。

例 ２ それぞれの下塗表面に下記の組成を有する溶液を塗布す
ることを除き、前記例１の手法を繰り返した。

メタノール 100ml イソプロパノール 4.2ml ポリカルボン酸（ROHAGIT SNV） 6g 第四級アンモニウム塩（CYASTAT SP） 1.8g テトラエチレングリコール 1.5g 塗布後の基材シートを110℃の温度で５分間乾燥したと
ころ、それぞれの表面上に厚さが約６ミクロンの樹脂層
が形成された。得られたシートは平坦であった（コーナ
ー部＜10mm:カール試験、例３）。

水−ジエチレングリコール（50:50w/w）を基材とするイ
ンクを用いて樹脂層上にペンプロッタで描画した線およ
びドットパターンは、前記例１のパターンと同様の外観
および挙動であり、線は印刷後15秒以内に乾燥し、ま
た、ドット印刷後60秒以内に乾燥した。

例 ３ 基材シートのそれぞれの下塗表面に下記の組成を有する
溶液を塗布することを除き、前記例２の手法を繰り返し
た。

メタノール 100ml イソプロパノール 4.2ml ポリカルボン酸（ROHAGIT SNV） 6g 第四級アンモニウム塩（CYASTAT SP） 1.8g 塗布後の基材シートを110℃の温度で５分間乾燥したと
ころ、それぞれの表面上に厚さが約６ミクロンの樹脂層
が形成された。

水−ジエチレングリコール（50:50w/w）を基材とするイ
ンクを用いて樹脂層上に描画した線およびドットパター
ンは、前記例２のパターンと同様な外観および挙動であ
り、線は印刷後15秒以内に乾燥し、また、ドットは印刷
後30〜60秒で乾燥した。

しかしながら、塗布後の基材シートは、テトラエチレン
グリコール可塑剤を省略したことの結果として、前記例
２の平坦なシートに比べて著しくカールしており（コー
ナー部＞30mm）、また、ペンプロッタ記録シートとして
使用するのに許容し得なかった。カールは、塗布後の基
材シートのＡ−４サイズ試料を平坦な表面上に常温で１
時間放置し、そして次いでシートのそれぞれのコーナー
部が平坦な表面から持ち上がった距離を測定することに
よって評価した。上記の値（＞30mm）は、シートの４隅
の持ち上がりを平均したものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ポリマー基材シートを有しかつその片面にイ
ンク吸収性樹脂層が中間プライマー層を介して結合して
いる印字シートの一部分の略示断面図であり、 第２図は、同様な、但し追加の下塗媒体の層を基材シー
トとプライマー層との中間に設けた印字シートの略示断
面図であり、そして 第３図は、同様な、但し吸収性樹脂層を直接に基材シー
トの表面に結合した印字シートの略示断面図である。 図中、１はポリマー基材シート、２は樹脂層、３はプラ
イマー層、そして４は追加のプライマー層である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 グラハム アラステア ページ イギリス国，サフォーク アイピー２ ０ ピーディー，イプスウィッチ，クリフ レ ーン 89

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インク吸収性ポリマー樹脂層を表面に有す
   る基材シートを含む印字シートであって、前記樹脂層
   が、遊離カルボン酸基を含むアクリル酸あるいはメタク
   リル酸ポリマーおよびその可塑剤を含み、そして前記可
   塑剤が、分子量が350を超えないポリグリコールからな
   ることを特徴とする印字シート。
2. 【請求項２】前記樹脂層が、アクリル酸またはメタクリ
   ル酸と１〜６個の炭素原子を有する低級アルキルアクリ
   レートまたはメタクリレートエステルとのコポリマーを
   含む、特許請求の範囲第１項記載の印字シート。
3. 【請求項３】アクリル酸あるいはメタクリル酸ポリマー
   の酸価が400〜450である、特許請求の範囲第１項または
   第２項記載の印字シート。
4. 【請求項４】インク吸収性樹脂層が界面活性剤、保湿剤
   および粒状充填剤から選択される少なくとも１種類の添
   加剤を追加的に含む、特許請求の範囲第１項〜第３項の
   いずれか１項記載の印字シート。
5. 【請求項５】基材シートと樹脂層との中間に少なくとも
   １層のプライマー層を有する、特許請求の範囲第１項〜
   第４項のいずれか１項記載の印字シート。
6. 【請求項６】基材シートがポリエチレンテレフタレート
   の２軸延伸フィルムからなる、特許請求の範囲第１項〜
   第５項のいずれか１項記載の印字シート。
7. 【請求項７】インク吸収性であって、遊離カルボン酸基
   を含むアクリル酸あるいはメタクリル酸ポリマーおよび
   その可塑剤を含むポリマー樹脂層を表面に有する基材シ
   ートと、前記樹脂層に適用された印字画像とを含むこと
   を特徴とする、透過モード用画像保持トランスペアレン
   シィ。
8. 【請求項８】前記樹脂層が、アクリル酸またはメタクリ
   ル酸と１〜６個の炭素原子を有する低級アルキルアクリ
   レートまたはメタクリレートエステルとのコポリマーを
   含む、特許請求の範囲第７項記載の画像保持トランスペ
   レンシィ。
9. 【請求項９】アクリル酸あるいはメタクリル酸ポリマー
   の酸価が400〜450である、特許請求の範囲第７項または
   第８項記載の画像保持トランスペアレシィ。
10. 【請求項１０】前記可塑剤が、分子量が350を超えない
    ポリグリコールからなる、特許請求の範囲第７項〜第９
    項のいずれか１項記載の画像保持トランスペアレンシ
    ィ。
11. 【請求項１１】インク吸収性樹脂層が界面活性剤、保湿
    剤および粒状充填剤から選択される少なくとも１種類の
    添加剤を追加的に含む、特許請求の範囲第７項〜第10項
    のいずれか１項記載の画像保持トランスペアレンシィ。
12. 【請求項１２】基材シートと樹脂層との中間に少なくと
    も１層のプライマー層を有する、特許請求の範囲第７項
    〜第11項のいずれか１項記載の画像保持トランスペアレ
    ンシィ。
13. 【請求項１３】基材シートがポリエチレンテレフタレー
    トの２軸延伸フィルムからなる、特許請求の範囲第７項
    〜第12項のいずれか１項記載の画像保持トランスペアレ
    ンシィ。
14. 【請求項１４】遊離カルボン酸基を含むアクリル酸また
    はメタクリル酸ポリマーとその可塑剤とを含むコーティ
    ング媒体を基材シートの表面に塗布し、塗布したコーテ
    ィング媒体を乾燥して基材シートの実質的に水に不溶性
    のインク吸収性ポリマー層を形成させることを特徴とす
    る、印字シートの製法。
15. 【請求項１５】インク吸収性ポリマーがメタクリル酸と
    メチルメタクリレートとのコポリマーからなり、該コポ
    リマーの酸価が400〜450である、特許請求の範囲第14項
    記載の製法。