JP4045518B2

JP4045518B2 - 感熱孔版印刷原紙用フィルムおよびそれを用いた原紙

Info

Publication number: JP4045518B2
Application number: JP3971999A
Authority: JP
Inventors: 正大長谷川; 俊彦平岡; 隆角谷
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1999-02-18
Filing date: 1999-02-18
Publication date: 2008-02-13
Anticipated expiration: 2019-02-18
Also published as: JP2000238454A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、感熱孔版印刷原紙用としての穿孔感度に優れた感熱孔版印刷原紙用フィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
感熱孔版印刷原紙としては、通常、感熱孔版原紙用フィルムと多孔性支持体とを接着材で貼り合わせたものが紙用される。感熱孔版印刷原紙用フィルムとしては、塩化ビニリデン共重合体フィルムやポリプロピレンフィルム、ポリエチレンテレフタレート供重合体フィルムが使用され、多孔性支持体としては、薄葉紙やテトロン沙等が使用されてきた（例えば特開昭53-49519号公報など）。
【０００３】
原稿をスキャナで読みとり原稿を一端デジタル情報としてドットに分解した後、サーマルヘッドにより感熱孔版印刷原紙の感熱孔版原紙用フィルムにデジタル化された原稿に対応するドットを穿孔することにより印刷原板を得る方法が主流である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
サーマルヘッドの小型化、印刷の高精細化、および印刷原板作成の高速化のために、低エネルギーで穿孔できる穿孔感度に優れた感熱孔版印刷用フィルムが要求されている。
【０００５】
本発明の課題は、上記要求を満足する穿孔感度に優れた感熱孔版印刷用フィルムを安定して供給することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る感熱孔版印刷原紙用フィルムは、主としてポリエステル系樹脂よりなる二軸延伸フィルムであって、該ポリエステル系樹脂のT℃加熱時の収縮力をS(T) (g/mm²）、加熱収縮応力の最大値を与える温度をTmax（℃）とした場合、長手方向、幅方向それぞれについて下記式○１〜○４を満足することを特徴とするものからなる。
S(Tmax-20)/S(Tmax) ＜0.3 ・・・○１
2000g/mm²＞Ｓ（Tmax）≧ 400g/mm² ・・・○２
｛S(Tmax)-S(Tmax+35)｝/35 ≧｛S(Tmax)-S(Tmax+70)｝/70 ≧3.0g/(mm²・℃)・・○３
50 ℃≦ Tmax ≦ 120 ℃ ・・・○４
ただし(Tmax+70)℃が融点より高い場合、S(Tmax+70)＝0 とする。
【０００７】
また、本発明に係る感熱孔版印刷原紙は、このような感熱孔版印刷原紙用フィルムを使用していることを特徴とするものからなる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明でいう感熱孔版印刷用原紙とはキセノンフラッシュランプ、サーマルヘッド、レーザー光線等による熱を受けることにより穿孔製版されるもので、感熱印刷原紙用フィルム（以下、感熱フィルムということもある。）と多孔性支持体を貼り合わせたものである。
【０００９】
感熱フィルムの穿孔の過程は下記の通りに分けることができる。
（１）サーマルヘッド素子等による熱印加により、熱印加直下の感熱フィルムが溶融する。
（２）溶融部分が周囲から受ける加熱収縮応力により穿孔する。
（３）穿孔部分がその周囲におけるサーマルヘッド等により与えられた温度分布による加熱収縮応力の差（以下、穿孔力という。）が生ずることにより、拡大していく。
（４）自然冷却・放熱により感熱フィルムが均一になれば加熱収縮応力も均一になり穿孔力が零となり孔の拡大が終わり、孔の形成が終了する。
【００１０】
本発明は、前記穿孔過程において穿孔力を大きくすることで、低エネルギでの穿孔を可能とするものである。
【００１１】
本発明におけるポリエステルフィルムの長手方向、幅方向それぞれの加熱収縮応力の最大値を与える温度（Tmax）（以下、単にTmaxという。）は、50℃以上120℃以下であることが好ましく、より好ましくは70℃以上90℃以下である。120℃を越えるTmaxでは穿孔に要する熱エネルギが大きくなるので本発明の目的のものは得られにくい。また、Tmaxが50℃未満では、感熱フィルムの熱寸法安定性が悪くなり、感熱孔版印刷用原紙がカールを起こすので好ましくない。Tmaxが90℃以下の場合は、穿孔に要する熱エネルギを低減でき、本発明の効果が大幅に発揮できて好ましい。
【００１２】
サーマルヘッド素子等の熱源から離れるにつれ感熱フィルムの温度が低下するので、孔が拡大していく方向に穿孔力が働くには、加熱収縮応力は低温になるにつれ大きいことが必要である。従って、本発明での感熱フィルムの長手方向、幅方向それぞれの加熱収縮応力の最大値S(Tmax）とTmaxから20℃低い温度（Tmax-20)での加熱収縮応力S(Tmax-20)が下記式▲１▼を満たす必要がある。
S(Tmax-20)/S(Tmax)＜0.3 ・・・▲１▼
【００１３】
また、穿孔力を大きくするためには、加熱収縮応力の最大値S（Tmax）が下記式○２を満たし、かつ、低温での加熱収縮応力と高温での加熱収縮応力の差が大きく、かつ低温側の加熱収縮応力の方が大きくなければならないので、本発明での感熱フィルムの長手方向、幅方向それぞれの加熱収縮応力の温度依存性は、下記式○２〜○４を満足している必要がある。
2000g/mm²＞Ｓ（Tmax）≧ 400g/mm² ・・・○２
｛S(Tmax)-S(Tmax+35)｝/35 ≧｛S(Tmax)-S(Tmax+70)｝/70 ≧3.0g/(mm²・℃)・・○３
50 ℃≦ Tmax ≦ 120 ℃ ・・・○４
（ただし(Tmax+70)℃が融点より高い場合、S(Tmax+70)＝0 とする。）
【００１４】
これらの関係式を満たさない場合、十分な穿孔力が得られないので、穿孔の低エネルギ化が困難となる。
【００１５】
更に、感熱孔版印刷用原紙には感熱フィルムの長手方向にサーマルヘッド等による熱が加えらるので、長手方向が幅方向よりも高温になるため、前記式○３の左辺で定義される加熱収縮応力の温度依存性の長手方向の値をＡ_MD, 幅方向の値をＡ_TDとすると、下記式○５を満足することが好ましい。
Ａ_TD≧Ａ_MD ・・・○５
【００１６】
本発明の感熱フィルムの融解エネルギは、3〜11cal/gであり、より好ましくは5〜10cal/gである。11cal/g を越えると、融解エネルギが高すぎ本発明の効果が得られにくい。3cal/g未満では原紙（原稿）とのひっ付きを起こすので好ましくない。
【００１７】
本発明のフィルムの融点は 230℃以下であることが好ましい。融点が 230℃を越えると、穿孔時に必要なエネルギが多量に必要となるため好ましくない。
【００１８】
本発明のフィルムの厚みは0.5〜５μｍの範囲であることが好ましく、より好ましくは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も減少するため穿孔性が向上する。しかし厚みが0.5μｍ未満では印字が不鮮明で濃淡ムラが生じやすく、フィルムの生産性、巻き上げ作業性が悪化するので好ましくない。厚みが５μｍを越えると、穿孔性が悪化し、印刷ムラとなるため好ましくない。
【００１９】
本発明に係るフィルムは極めて薄いため、フィルムの長手方向と幅方向のヤング率が400kg/mm²以上、より好ましくは450kg/mm²以上あることが好ましく、それによってフィルムの剛性が増すために、取り扱い性、作業性、耐刷性が向上する。
【００２０】
本発明でいうポリエステルフィルムとは、芳香族ジカルボン酸を主たる酸性分とし、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である。
【００２１】
芳香族ジカルボン酸の具体例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフエノキシエタンジカルボン酸、ジフエニルジカルボン酸、ジフエニルエーテルジカルボン酸、ジフエニルスルホンジカルボン酸、ジフエニルケトンジカルボン酸、アンスラセンジカルボン酸、α, β−ビス（２−クロルフエノキシン）エタン−４，４’−ジカルボン酸などが挙げられる。これらのうち、特にテレフタル酸、イソフタル酸が望ましい。
【００２２】
アルキレングリコールの具体例としては、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、ペンタメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、へキシレングリコール等が挙げられる。これらのうち、特にエチレングリコールが望ましい。
【００２３】
もちろん、これらのポリエステルは、コポリエステル（共重合ポリエステル）であるのが良く、共重合する成分としてはジエチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ポリアルキレングリコール、ｐ-オキシレングリコール、１, ４−シクロヘキサンジメタノール、５−ナトリウムスルホレゾルシンなどのジオール成分、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、２,６−ナフタリンジカルボン酸、５−ナトリウムイソフタル酸などのオキシカルボン酸成分などが挙げられる。
【００２４】
本発明の感熱フィルムは前記ポリエステルからなり二軸延伸したものであり、前記加熱収縮応力の特性を満足するならば、単層フィルムでも、２層以上の積層フィルムでもよく、ポリエステルとしては前記ポリエステルを二種類以上ブレンドしたものであってもよい。さらに、感熱フィルムの滑り性を改良するために有機、無機の添加剤を含有させてもよい。
【００２５】
次に、本発明の感熱フィルムの製造方法について説明する。
本発明の感熱フィルムは、前述したように、ポリエステル共重合体や共重合したものをホモのポリエチレンテレフタレート等とブレンドすることにより得られる樹脂原料を押出機に供給し、Ｔダイまたはインフレーションキャスト法などにより溶融製膜した後、二軸延伸、熱処理することにより得られる。
二軸延伸の方法は、特に限定されるものではないが、逐次二軸延伸や同時二軸延伸（ステンタ法、チューブ法）を用いることができる。中でも、同時二軸延伸されたものが好ましい。
【００２６】
本発明の特性値の測定値方法ならびに効果の評価方法は次の通りである。
（１）加熱収縮応力
真空理工（株）製TM9300熱収応力測定装置にて、常圧下、大気雰囲気中昇温速度 10℃/minで測定した。試料を幅5mmの短冊状に切り出し、一端を荷重検出器のチャックに、他方を固定チャックにセットし、チャック間距離を20mmとした。初期荷重は試料幅5mmに対して2.5ｇを加えた。測定値より、測定前のフィルム断面積から加熱収縮応力を算出した。
【００２７】
（２）穿孔感度
フィルムに和紙を貼り合わせて原紙を制作した。得られた原紙を理想科学工業（株）製リソグラフＧＲ375印刷機を用いて、製版エネルギを３段階 (80, 90, 100％、100％の製版エネルギを48μｍＪとする )に変化させて製版した。製版された原紙をフィルム側から顕微鏡で穿孔状態を観察し、以下の項目について評価した。
◎・・・80％以下の製版エネルギで確実に穿孔し良好。
○・・・90％以下の製版エネルギでは確実に穿孔し良好であるが、80％の製版エネルギでは希に所定の穿孔が得られない部分があるが、実用上問題がない。
△・・・90％の製版エネルギでは希に所定の穿孔が得られない部分があるが、実用上問題がない。
×・・・100 ％の製版エネルギでは確実に穿孔し良好であるが、90％以下の製版エネルギでは所定の穿孔が得られない部分が多数あり実用上支障がある。
【００２８】
【実施例】
本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでない。
実施例１
ジカルボン酸成分として、テレフタル酸ジメチル75モル％とイソフタル酸ジメチル25モル％、グリコール成分としてエチレングリコールを定法により共重合し、平均粒径1.0μｍの二酸化ケイ素を0.4重量％含有させて、固有粘度 0.650のポリエステルポリマーを得た。このポリマーを押出機とＴダイで 270℃でシート状に押し出し、静電印加方式により25℃に設定した回転水冷ドラムに密着させて冷却固化させ未延伸シートを得た。
次いでこのフィルムを温度105℃で長手方向に4.5倍延伸し、引き続きステンターに送り込み温度80℃で幅方向に 4.5倍延伸し、引き続いて90℃で緊張熱処理し、厚み1.7μｍのフィルムを得た。
【００２９】
実施例２
ジカルボン酸成分として、テレフタル酸ジメチル83モル％とイソフタル酸ジメチル17モル％を用いた以外は実施例１と同様の固有粘度 0.650ポリエステルポリマーを用いた。実施例１と同様な製膜条件で厚み1.7μｍのフィルムを得た。
【００３０】
実施例３
実施例１と同様にして未延伸フィルムを得た。このフィルムを温度 105℃で長手方向に4.5倍延伸し、引き続きステンターに送り込み温度80℃で幅方向に4.7倍延伸し、引き続いて110℃で緊張熱処理し、厚み1.7μｍのフィルムを得た。
【００３１】
実施例４
実施例１と同様にして未延伸フィルムを得た。このフィルムを温度95℃で長手方向に3.6倍延伸しステンタで80℃で幅方向に4.5倍延伸し、引き続いて 100℃で熱処理した以外は実施例３と同様の条件で製膜し、厚み 1.7μｍのフィルムを得た。
【００３２】
実施例５
ステンタでの幅方向に80℃で3.8倍延伸し、引き続いて135℃で熱処理した以外は実施例１と同様の条件で製膜し、厚み1.7μｍのフィルムを得た。
【００３３】
実施例６
ポリエステルとして平均粒子径1.0μｍを 0.8重量％含有した固有粘度0.650のポリエチレンテレフタレートと固有粘度1.0 のポリブチレンテレフタレートを50:50 でブレンドし、実施例１と同様にして未延伸フィルムを得た。このフィルムを同時二軸延伸可能なステンタに挿入し温度80℃で長手方向に 3.6倍、幅方向に 4.5倍になるよう延伸し、引き続き100℃で熱処理して、厚み1.7μｍのフィルムを得た。
【００３４】
比較例１
実施例１と同様なポリマーを用い、ステンタで 170℃で緊張熱処理した以外は実施例１と同様な条件で製膜し、厚み1.7μｍのフィルムを得た。
【００３５】
比較例２
実施例１と同様なポリマーを用い、実施例２と同様にして未延伸フィルムを得た。このフィルムを温度120℃で長手方向に3.5倍延伸し、引き続いてステンタで幅方向で80℃に3.6倍延伸した後、ステンタで130℃で緊張熱処理して、厚み1.7μｍのフィルムを得た。
【００３６】
比較例３
実施例２と同様なポリマーを用い、実施例２と同様にして未延伸フィルムを得た。このフィルムを温度110℃で長手方向に2.5倍延伸し、引き続いてステンタで幅方向に 3.0倍延伸した後、ステンタで100℃で緊張熱処理して、厚み1.7μｍのフィルムを得た。
【００３７】
以上、得られたフィルムで感熱孔版印刷原紙を作成し、穿孔感度を評価した。フィルムの物性および穿孔感度を表１にまとめて示す。
【００３８】
【表１】

【００３９】
実施例１〜６のフィルムは、本発明の条件を満足しているため、これらのフィルムを用いて作成した感熱孔版印刷原紙は穿孔感度に優れたものであった。
【００４０】
これらに対し、比較例１のフィルムは加熱収縮応力の最大値を与える温度Tmaxが100℃以上であり、かつ温度Tmaxと(Tmax-20)での加熱収縮応力が同じであるために、本発明の条件を満足せず、穿孔感度に劣るものであった。
【００４１】
比較例２は加熱収縮応力の温度依存性が本発明の条件を満足せず、穿孔感度に劣るものであった。比較例３は加熱収縮応力の最大値が本発明の条件を満足せず、穿孔感度に劣るものであった。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、低エネルギーでの穿孔感度にすぐれた感熱孔版印刷原紙用フィルムを提供することができ、その工業的価値は高い。

Claims

主としてポリエステル系樹脂よりなる二軸延伸フィルムであって、該ポリエステル系樹脂のT℃加熱時の収縮力をS(T) (g/mm²）、加熱収縮応力の最大値を与える温度をTmax（℃）とした場合、長手方向、幅方向それぞれについて下記式○１〜○４を満足することを特徴とする感熱孔版印刷原紙用フィルム。
S(Tmax-20)/S(Tmax) ＜0.3 ・・・○１
2000g/mm²＞Ｓ（Tmax）≧ 400g/mm² ・・・○２
｛S(Tmax)-S(Tmax+35)｝/35 ≧｛S(Tmax)-S(Tmax+70)｝/70 ≧3.0g/(mm²・℃)・・○３
50 ℃≦ Tmax ≦ 120 ℃ ・・・○４
ただし(Tmax+70)℃が融点より高い場合、S(Tmax+70)＝0 とする。
長手方向の上式○３の左辺の値をＡ_MD、幅方向の上式○３の左辺の値をＡ_TDとした場合、下記式○５を満足することを特徴とする請求項１記載の感熱孔版印刷原紙用フィルム。
Ａ_TD≧Ａ_MD ・・・○５
加熱収縮応力の最大値を与える温度Tmax（℃）が70℃以上90℃以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の感熱孔版印刷原紙用フィルム。
同時二軸延伸によって製造されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の感熱孔版印刷原紙用フィルム。
請求項１〜４のいずれかに記載の感熱孔版印刷原紙用フィルムを使用していることを特徴とする感熱孔版印刷原紙。