JP3047441B2 - 感熱孔版印刷原紙用フィルム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、感熱孔版印刷原紙用ポリエステルフィルム
に関する。詳しくは、本発明は穿孔性に優れ、印刷時の
解像度および階調性が良好な感熱孔版印刷原紙用フィル
ムに関する。

〔従来の技術および発明が解決しようとする課題〕

従来、感熱孔版印刷用原紙としては、ポリエステル等
の熱可塑性樹脂フィルムに、多孔性薄葉紙をラミネート
したものが知られており、かかるフィルムに対して、以
下の要求特性がある。

（１） 熱穿孔性が良いこと。すなわち、少量の熱量で
溶融し、かつ印刷時の画像が鮮明になるような適度な大
きさの穿孔が得られるような十分な熱収縮率を有するこ
と。

（２） 多孔性薄葉紙とのラミネートおよび印刷時の作
業に十分耐え得る強度、弾性率を有すること。

（３） 熱穿孔の階調性が良いこと。原紙として使用す
る際、穿孔されるべきでない部分が、周囲の穿孔の影響
で溶融してしまうと、印刷画像の階調性が劣るようにな
り、好ましくない。すなわち、穿孔される部分と穿孔さ
れない部分とがはっきり区別できるような熱穿孔特性を
有することが必要である。

また、これらの要件に加え、フィルム製造時の生産性
にも優れていることが必要である。すなわち、フィルム
の延伸性が良好で、破断等のトラブルを起こさず、ま
た、巻取性、スリット性が良好で、巻取時のシワが入っ
たり、巻きずれを起こしたりしないことが必要である。

さらに、かかるフィルムを用いて原紙を作成する際の
取扱い作業性にも優れていなければならない。従来、か
かる用途に用いるフィルムとして、熱可塑性樹脂を対象
とした二軸延伸フィルムであって、その熱的特性を規定
することにより印刷特性を改善したフィルム（特開昭62
−149496号公報）、あるいは熱収縮特性を規定したフィ
ルム（特開昭62−282983号公報）等が提案されている
が、上記した要件をすべて満足するものではなかった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、上記課題に鑑み、鋭意検討した結果、
特定の熱伝導率を有する微粒子を含有し、かつ熱収縮率
が特定の条件を満足する二軸配向ポリエステルフィルム
が感熱孔版印刷原紙用フィルムとして、好適であること
を見いだし、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明の要旨は、平均粒径が0.01〜1.5μ
ｍ、熱伝導率が0.05cal/cm・sec・deg以上である無機粒
子を0.05〜25重量％含有する二軸配向ポリエステルフィ
ルムからなる感熱孔版印刷原紙用フィルムに存する。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明でいうポリエステルとは、芳香族ジカルボン酸
を主たる酸成分とし、アルキレングリコールを主たるグ
リコール成分とするポリエステルを指す。芳香族ジカル
ボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、2,6−
ナフタレンジカルボン酸などが挙げられる。また、アル
キレングリコールとしては、エチレングリコール、トリ
メチレングリコール、テトラメチレングリコール、ネオ
ペンチルグリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノー
ル等が挙げられる。

かかるポリエステルは、１種の芳香族ジカルボン酸
と、１種のアルキレングリコールとを出発原料とするポ
リエステルでもよいが、２種以上の成分を含む共重合体
であることが好ましい。共重合成分としては、上記の他
に、ジエチレングリコール、ポリアルキレングリコー
ル、あるいはアジピン酸、セバシン酸等の脂肪族ジカル
ボン酸、ｐ−ヒドロキシ安息香酸等のオキシカルボン酸
等が挙げられる。

本発明のフィルムの厚みは、通常、0.5〜３μｍの範
囲であり、好ましくは0.5〜2.5μｍの範囲である。フィ
ルムの厚みが薄くなれば熱伝達距離が短縮され、穿孔時
に必要な熱エネルギーも減少するため穿孔性が向上し、
印刷時の解像度や印字品位性が向上するが、厚み0.5μ
ｍ未満では印字が不鮮明で濃淡ムラが生じやすく、フィ
ルムの製造においても生産性、巻上げ作業性が悪化す
る。厚みが３μｍを超えるフィルムでは、穿孔性が悪化
するため、印刷時にムラが生ずるようになり、好ましく
ない。

本発明者らは、フィルム中に平均粒径が0.01〜1.5μ
ｍ、熱伝導率が0.05cal/cm・sec・deg以上である微粒子
を0.05〜25重量％含有させることにより、穿孔の感度が
良好となることを見いだした。

かかる効果が発現する理由は、ポリエステルの熱伝導
率が0.0004cal/cm・sec・degと低いので、これに熱伝導
率の高い微粒子を含有させることにより、熱を受けたと
きの熱伝導性が高められるためと考えられる。平均粒径
が1.5μｍを超える微粒子を使用すると、粒径が大き過
ぎるため、フィルム製造時の製膜性が悪化し、延伸時の
破断等のトラブルが頻発するようになり、好ましくな
い。平均粒径が0.01μｍ未満では、熱伝導性向上の効果
が十分に得られなくなり、好ましくない。フィルム中の
微粒子の含有量が25重量％を超えるとフィルム製膜性が
悪化し、含有量が0.05重量％未満では、本発明の熱伝導
性向上の効果は得られなくなる。

微粒子の平均粒径は、好ましくは0.03〜1.3μｍであ
り、含有量は、好ましくは0.1〜15重量％である。

かかる微粒子の例としては酸化アルミニウム、酸化マ
グネシウム、炭化ケイ素、炭化ホウ素、窒化ホウ素等の
粒子を挙げることができる。

本発明においては、これらの粒子を少なくとも１種含
有させるが、２種以上用いる場合は、それら全体の平均
粒径、熱伝導率および含有量が上記した範囲内にあると
き、本発明の効果を享受することができる。

本発明においては、かかる微粒子の他に、フィルムの
取扱い性をさらに向上させる等の目的で、熱伝導率が0.
05cal/cm・sec・deg未満の他の粒子を配合させてもよ
い。ただし、この場合も上記した製膜性の点から粒子の
平均粒径は0.01〜1.5μｍとするのが良く、またその配
合量は１重量％以下とすることが好ましい。

本発明においては、孔版印刷原紙として使用する際の
高度な熱穿孔性を得るため、通常、フィルムの150℃３
分間処理後の熱収縮率の縦方向と横方向との平均を５〜
40％、好ましくは10〜35％の範囲とする。熱伝導率の高
い微粒子を含有させる条件に加え、かかる要件が満足さ
れたとき、さらに高度な熱穿孔性が得られる。かかる熱
収縮率の平均が５％未満では、高度な熱穿孔性が得られ
ず、印刷時の解像度が劣るようになる。また、40％を超
えると原紙とした後にフィルムの収縮に起因するカール
が発生したり、原紙として使用した際近傍の穿孔の影響
で余分な部分の穿孔が起こり、印刷時の画像の階調性が
悪化するようになるため好ましくない。

本発明のフィルムは、極めて薄いフィルムとして製造
するため、強度が低くなると、取扱い作業性が悪化する
ので好ましくない。本発明においてはフィルムの長手方
向と幅方向の引張弾性率が共に300kg/mm²以上、好まし
くは350kg/mm²以上である場合、取扱い作業性や耐刷性
がより良好となり好ましい。

本発明で用いるポリエステルは、重合度が低過ぎると
機械的都政が低下するので、極限粘度は通常、0.40以
上、好ましくは045〜0.90である。

次に本発明のポリエステルフィルムの製造方法につい
て説明する。本発明においてはポリマーをエクストルー
ダーに代表される周知の溶融押出装置に供給し、該ポリ
マーの融点以上の温度に加熱し溶融する。次いで溶融し
たポリマーをスリット状のダイから押し出し、回転冷却
ドラム上でガラス転移温度以下の温度になるように急冷
固化し、実質的に非晶状態の未配向シートを得る。この
場合、シートの平面性を向上させるため、シートと回転
冷却ドラムとの密着性を高める必要があり、本発明にお
いては好ましくは静電印加密着法および／または液体塗
布密着法が採用される。

静電印加密着法とは、シートの上面側にシートの流れ
と直交する方向に線状電極を張り、該電極に約５〜10kV
の直流電圧を印加することによりシートに静電荷を与
え、ドラムとの密着性を向上させる方法である。また、
液体塗布密着法とは回転冷却ドラム表面の全体または一
部（例えばシート両端部と接触する部分のみ）に液体を
均一に塗布することにより、ドラムとシートとの密着性
を向上させる方法である。本発明においては必要に応じ
両者を併用してもよい。

本発明においてはこのようにして得られた未配向シー
トを２軸方向に延伸してフィルム化する。すなわち、未
配向シートを、好ましくは50〜120℃、さらに好ましく
は60〜110℃の温度範囲で、まず一方向にロールもしく
はテンター方式の延伸機により2.5〜７倍に延伸する。
次に一段目と直交する方向に、好ましくは55〜125℃、
さらに好ましくは65〜115℃の温度範囲で2.5〜７倍に延
伸を行い、２軸に配向したフィルムを得る。なお、一方
向の延伸を２段階以上で行う方法も用いることができる
が、その場合も、最終的な延伸倍率が上記した範囲内で
あることが望ましい。また、前記未配向シートを面積倍
率が６〜30倍になるように同時二軸延伸することも可能
である。

かくして得られたフィルムは、熱処理を行うことが好
ましいが、必要に応じ、熱処理を行う前または後に、再
度縦および／または横方向に延伸してもよい。

本発明においては、150℃３分間処理後の縦方向と横
方向のフィルムの熱収縮率の平均が５〜40％であること
が好ましいが、かかる熱収縮率とするためには、上記熱
処理温度は100〜200℃、好ましくは120〜180℃の範囲と
するのが良く、また熱処理時間は通常、１秒〜10分間で
ある。かかる熱処理はフィルムを20％以内の制限収縮も
しくは伸長、または定長下で行い、また２段階以上で行
ってもよい。

なお、本発明においては、製膜に供するポリエステル
全量に対し、10重量％程度以下の他のポリマー（例えば
ポリエチレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリ
スルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアミド、ポ
リイミド等）を含有させることができる。また、必要に
応じ酸化防止剤、熱安定剤、潤滑剤、染料、顔料等の添
加剤を配合してもよい。

かくして、得られた本発明のポリエステルフィルム
は、常法に従って所定の多孔性薄葉紙を公知の接着剤を
用いてラミネートすることにより、優れた熱穿孔性を有
し、印刷時の解像度および階調性に優れた感熱孔版印刷
用原紙とすることができる。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する
が、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に
限定されるものではない。なお、本発明で用いた物性測
定法を以下に示す。

（１） 微粒子の平均粒径 （株）島津製作所社製遠心沈降式粒度分布測定装置SA
−CP3型を用いてストークスの抵抗則に基づく沈降法に
よって粒子の大きさを測定した。測定により得られた粒
子の等価球形分布における積算（重量基準）50％の値を
用いて平均粒径（d₅₀）とした。

（２） 熱収縮率 試料を無張力状態で150℃の温度に保ったオーブン
中、３分間熱処理し、その前後の試料の長さを測定して
次式に算出した。

フィルム縦方向と横方向に５点ずつ測定し、平均値を
求めた。

（３） 孔版印刷原紙実用特性 得られたフィルムにポリエステル製多孔性薄葉紙を貼
り合わせて原紙を作製した。得られた原紙を、サーマル
ヘッドにより、印加エネルギーを0.10mJおよび0.13mJと
して、文字画像および16段階の階調画像を製版した。製
版された原紙のフィルム側から顕微鏡にて階調画像部の
穿孔状態を観察し以下の項目について評価した。

（ｉ）穿孔感度 ○……所定の穿孔が確実に行われ良好である。

△……まれに所定の穿孔が得られない部分が見られる
が、実用上問題ない。

×……所定の穿孔が得られない部分が数多く見られ、
実用上支障がある。

（ii）階調性 ○……所定の穿孔が確実に行われ、高濃度部において
も良好な階調性を示す。

△……高濃度部において若干階調性に劣る。または低
濃度部で穿孔ムラが見られる。

×……高濃度部では、フィルムがほとんど溶融除去さ
れてしまい、高濃度部４〜７段階で階調性が認められな
い。または低濃度部で穿孔ムラが頻発し、階調性に劣
る。

また、製版原紙を用い、理想科学工業（株）製リソグ
ラフAP7200印刷機を用いて実際に印刷し、得られた文
字、画像について下記の特性を目視で判定した。

（iii）印字品位性 ○……濃淡のむら、にじみがなく鮮明に印字でき、良
好である。

△……わずかに濃淡のむら、にじみが認められ、やや
鮮明さに欠ける。

×……濃淡のむら、あるいはにじみ、かすれがはっき
り出ている。

実施例１ テレフタル酸ジメチル83部、イソフタル酸ジメチル17
部、エチレングリコール64部および酢酸カルシウム−水
塩0.11部を反応器にとり、エステル交換反応を行った。
すなわち、反応開始温度を180℃とし、メタノールの留
去と共に徐々に反応温度を上昇させ、４時間後、230℃
まで昇温し、実質的にエステル交換反応を終了させた。

次いで、トリエチルホスフェート0.07部を添加した
後、平均粒径0.3μｍ、熱伝導率0.086cal/cm・sec・deg
の酸化マグネシウム粒子1.55部および三酸化アンチモン
0.04部を添加し、常法により重縮合反応を行った。この
反応は、温度を徐々に高めると共に圧力を常圧より徐々
に減じ、２時間後、温度を270℃、圧力を0.3mmHgとし
た。反応開始後５時間を経た時点で反応を停止し、窒素
加圧下ポリマーを吐出させた。得られた共重合ポリエス
テル（Ａ）の極限粘度は0.68であった。

また、これと同様にして、出発原料をテレフタル酸ジ
メチル85部、イソフタル酸ジメチル15部、エチレングリ
コール64部として、平均粒径1.0μｍ熱伝導率0.0037cal
/cm・sec・degのシリカ粒子0.5部を添加した共重合ポリ
エステル（Ｂ）を製造した。得られたポリエステル
（Ｂ）の極限粘度は0.67であった。

次に、共重合ポリエステル（Ａ）90部と（Ｂ）10部と
を混合し、280℃で押出機よりシート状に押出し、表面
温度を40℃に設定した回転冷却ドラム上で静電印加冷却
法を利用して急冷固化させ、厚み30μｍの実質的に非晶
質のシートを得た。

次いで得られたシートを縦方向に80℃で3.7倍、横方
向に95℃で4.1倍に延伸し、145℃で６秒間熱処理を行
い、厚み2.0μｍの二軸配向フィルムを製造した。

実施例２ 実施例１と同様にして、イソフタル酸含有量が17モル
％であって、平均粒径0.05μｍ、熱伝導率0.070cal/cm
・sec・degの酸化アルミニウム粒子を1.5重量％含有す
る、極限粘度0.68の共重合ポリエステル（Ｃ）を製造し
た。

得られた共重合ポリエステル（Ｃ）90部と、実施例１
で製造した共重合ポリエステル（Ｂ）10部とを混合し、
製膜条件は実施例１と同様にして厚み2.0μｍの二軸配
向フィルムを製造した。

実施例３ エチレンテレフタレート単位を67モル％、1,4−シク
ロヘキサンジメチレンテレフタレート単位を33モル％含
有する共重合ポリエステル（Eastman社製PETG6763）100
部に対し、平均粒径1.2μｍ、熱伝導率0.15cal/cm・sec
・degの窒化ホウ素粒子３部を添加し、２軸混練機を用
いてブレンド配合した。

得られた共重合ポリエステルを用い、製膜条件は、熱
処理温度を140℃とした以外は実施例１と同様にして、
厚み2.0μｍの二軸配向フィルムを製造した。

比較例 実施例１と同様にして、イソフタル酸含有量が15モル
％であって、平均粒径1.2μｍ、熱伝導率0.0037cal/cm
・sec・degのシリカ粒子を0.1重量％含有する、極限粘
度0.69の共重合ポリエステルを製造した。

得られた共重合ポリエステルを原料として、製膜条件
は実施例１と同様にして厚み2.0μｍの二軸配向フィル
ムを製造した。

以上得られたフィルムを常法に従い、多孔性薄葉紙に
貼り合わせて感熱孔版印刷原紙を作成し、実用特性を評
価した。

フィルムの物性及び原紙の実用特性評価結果を下記表
１にまとめて示す。

〔発明の効果〕 本発明のポリエステルフィルムよりなる感熱孔版印刷
用原紙は、優れた穿孔感度を有し、かつ低濃度部から高
濃度部まで良好な階調性を示し、高品位の印字画像が得
られ、その工業的価値は高い。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】平均粒径が0.01〜1.5μｍ、熱伝導率が0.0
   5cal/cm・sec・deg以上である無機粒子を0.05〜25重量
   ％含有する二軸配向ポリエステルフィルムからなる感熱
   孔版印刷原紙用フィルム。