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JP3010635B2 - 感熱転写用ポリエステルフィルム - Google Patents

感熱転写用ポリエステルフィルム

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JP3010635B2
JP3010635B2 JP1074688A JP7468889A JP3010635B2 JP 3010635 B2 JP3010635 B2 JP 3010635B2 JP 1074688 A JP1074688 A JP 1074688A JP 7468889 A JP7468889 A JP 7468889A JP 3010635 B2 JP3010635 B2 JP 3010635B2
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Japan
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polyester
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征二 坂本
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三菱化学ポリエステルフィルム株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は感熱転写用フィルムに関するものであり、詳
しくは、印字特性及びスリット性に優れた感熱転写用ポ
リエステルフィルムに関するものである。
〔従来の技術および発明が解決しようとする課題〕
従来、記録方式として種々のものが知られているが、
サーマルプリンターなどの熱記録装置を用いる感熱転写
記録方式は、操作性、保守性に優れ広く用いられてい
る。このプリンター用転写材のベースフィルムとして
は、高融点、耐熱性、耐薬品性、機械的特性等の点にお
いて優れていることから、ポリエステル、就中ポリエチ
レンテレフタレートの2軸配向フィルムが用いられて来
た。
特に、ポリエステルフィルムの機械的特性は、直接印
字特性に関係するため、これまで種々検討が加えられて
来た。例えば、英国特許第1,003,704号公報には縦方向
に強く配向したフィルムを用いることが、また特開昭51
−77412号公報には縦方向のF5値(5%伸長時の応力)
を10kg/mm2以下に抑え横方向により強く配向させたフィ
ルムの例が、更に、特開昭60−217194号公報には縦、横
両方向に機械的強度をバランスさせたフィルムの例が示
されている。
本発明者の知るところによると、機械的強度に関して
は、縦、横両方向にほぼバランスさせたものが好適であ
るが、近年の高速化、精密化に対応するためには、従来
公知のフィルムでは必ずしも充分ではなく、より適切な
特性を有するフィルムが望まれている。
すなわち、感熱転写用のベースフィルムは、通常、片
面に熱溶融性または昇華性のインキ層を塗布すると共
に、反対面に耐熱性保護層を施こした後、スリットして
から巻き上げ、細片として使用されるが、この場合、ベ
ースフィルムのスリット性が不良であると塗布層が引き
伸ばされたり、端部が盛り上がり、その結果、フィルム
に塗布したインク層が反対面(走行面)に転写し、走行
系のガイドピンやサーマルヘッドを汚染する等の障害を
引き起す。
そして、このような問題に対しては、従来、充分な配
慮が為されておらず適切なベースフィルムが知られてい
なかった。
また、ベースフィルムの走行性が悪いとリボンの円滑
な搬送が妨げられシワが入り易くなり、その程度が著し
い場合には走行が停止してしまうことから、ベースフィ
ルムには、基本的物性として、適度な走行性が要求され
る。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者は、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、ある
特定の物性に関して一定の値を有するフィルムが前記課
題を克服し、感熱転写用フィルムとして有用であること
を見い出し本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の要旨は、縦及び横方向のF5値が1
0.5〜17.0kg/mm2、複屈折の絶対値が0.022〜0.080、厚
み方向の屈折率が1.487〜1.496、且つフィルム表面の微
細突起密度が100〜500個/mmの範囲内であることを特徴
とする感熱転写用ポリエステルフィルムに存する。
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明でいうポリエステルとは、テレフタル酸、2,6
−ナフタレンジカルボン酸のような芳香族ジカルボン酸
又はそのエステルと、エチレングリコールを主たる出発
原料として得られるポリエステルを指すが、他の成分を
含有していても構わない。この場合ジカルボン酸成分と
してはテレフタル酸、フタル酸、イソフタル酸、2,6−
ナフタレンジカルボン酸及びその異性体、アジピン酸、
セバシン酸、及びp−オキシエトキシ安息香酸などのオ
キシカルボン酸の中から一種又は二種以上を用いること
ができる。グリコール成分としては、ジエチレングリコ
ール、プロピレングリコール、ブタンジオール、1,4−
シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール
などの一種又は二種以上を用いることができる。いずれ
にしても本発明のポリエステルとは繰り返し構造単位の
80モル%以上がエチレンテレフタレート単位又はエチレ
ン−2,6−ナフタレン単位を有するポリエステルを指
す。
また、本発明のポリエステルフィルムは、かかるポリ
エステルを出発原料とする縦、横両方向に配向されたポ
リエステルフィルムであるが、そのF5値は縦、横方向共
に10.5〜17.0kg/mm2の範囲内になければならない。この
値が10.5未満であるとフィルムが伸び易く弾性回復し難
いため塑性変形が生じ印字した時に太く印刷され鮮明さ
が劣るようになる。一方、この値が17.0を越えると印字
時のサーマルヘッドの熱による収縮が大きくなりやはり
鮮明な印字が不可能となる。
F5値は、縦、横方向とも好ましくは10.5〜15.0、より
好ましくは10.8〜14.0の範囲から選ばれる。
横方向F5値に対する縦方向F5値の比は、0.7〜1.5、好
ましくは0.9〜1.4の範囲にするのがよい。
また、本発明のフィルムにおいては、複屈折の絶対
値、即ち縦方向屈折率nMDと横方向屈折率nTDとの差の絶
対値が0.022〜0.080でなければならない。この値は好ま
しくは0.023〜0.040、より好ましくは0.025〜0.035の範
囲である。
ところで、フィルムの分子鎖の配向を代表している屈
折率と機械的強度の代表であるF5値とは、巨視的には相
関性を有するが、仔細にみると両者は必ずしも一義的に
は対応しない。即ち例えば逐時延伸において製膜条件に
よっては横方向屈折率がより大きい場合でもしばしば縦
方向のF5値の方が大きいフィルムを得ることができる。
この現象は、屈折率が非晶及び結晶領域全体の状態を反
映しているのに対し、機械的強度はタイモルキュールの
概念に代表される特に非晶領域の配向状態に強く影響を
受けるためと考えられている。
いずれにしても、本発明においては、複屈折の絶対値
は前述のように比較的大きい範囲にある必要があるが、
この事は縦又は横方向に全体としてより強く分子配向し
ていることを示している。そして、かかる特徴によっ
て、本発明のフィルムは、優れたスリット性を得ること
ができ、その結果感熱転写剤を高速で走行させても系を
汚染することなく精密な印字を可能にすることができ
る。
また、本発明においては、フィルムの厚み方向の屈折
率が1.487〜1.496、好ましくは1.489〜1.494の範囲内で
ある必要がある。この値が1.487未満であるとしばしば
フィルムとインキ層との接着性が悪くなるし、またこの
値が1.496を越えるとフィルムのスリット性が悪化し最
終的に工程の汚染が発生するようになる。
本発明のフィルムは、更に、フィルム表面の微細突起
密度をある特定の範囲に保つことにより、フィルムのス
リット性を高度に改良したものである。
上記スリット性の改良は、本発明者の次の知見に基く
ものである。
すなわち、本発明者は、フィルム中に極めて多数の異
成分を微分散させるならば他の特性を損ねることなくス
リット性を改良し得ることを知見した。そして、その改
良の程度は、かかる異成分の存在により発現するフィル
ム表面の微細突起の密度と極めてよい相関性があること
が判った。
上記現象が起こる理由は定かではないが、フィルム中
に異成分が無数に微分散していることによりポリエステ
ルの分子や結晶構造が適度に乱されスリット性が改良さ
れるものと思われる。
本発明でいう微細突起密度は、触針式表面粗さ計によ
って測定できる。このとき、触針の半径を2μm、針圧
を30mg、カットオフ値を0.08mm、縦方向拡大倍率を10万
倍、横方向拡大倍率を500倍としフィルム表面を1mm測定
する。得られた粗さ曲線のチャート上の山頂のレベルと
その左側の谷底のレベルとの差が1.0mm以上のものを微
細突起と定義する。
本発明のフィルム表面の微細突起密度は100〜500個/m
mである必要がある。この値が100未満ではスリット性の
改良が不充分であるし、また500を越えるようになると
突起同志の重なり合いが増して粗大突起が形成され印字
特性が劣るようになる。
そして、上記の微細突起は幾つかの方法で発現させる
ことができる。例えば、ポリエステルフィルムに0.1〜
5μm程度の有機または無機の微粒子を配合することに
より、あるいはまた、ポリエステルに対し他の熱可塑性
樹脂を配合した後製膜することによっても得ることがで
きる。
そして、上記微細突起の存在は、同時に走行性の改良
にも貢献し得るので、この点からも好都合である。
なお、走行性の改良はフィルム表面をある程度粗面に
する、即ち中心線平均粗さで0.02〜1μm程度、好まし
くは0.1〜0.4μm、とすることによって達成されること
は既に知られており、従って、走行性の改良を主眼に置
く場合は、この点を考慮して配合粒子を選定するのがよ
い。
本発明におけるポリエステルフィルムの製造法として
は、例えば次のような方法を採用することができる。
すなわち、ポリエステルを270〜310℃でシート状に溶
融押出しした後、40〜80℃で冷却固化し無定形シートと
した後、縦、横に逐時二軸延伸あるいは同時に延伸し、
次いで160〜240℃で熱処理する等の方法を利用する。も
ちろん必要に応じ、二軸に延伸した後、更に縦又は横方
向に延伸する方法を採用してもよい。本発明において
は、これらの製膜条件の中から、本発明の物性を有する
フィルムが得られるようその条件を選択する必要がある
が、特に好ましい実施態様を例示すると次の通りであ
る。
未延伸シートをまず縦方向に約90〜100℃で合計倍
率が3.7〜5.2倍となるように一段又は多段に延伸する。
次いで、横方向に約90〜110℃で3.5〜4.0倍延伸する。
この場合、延伸倍率は縦方向のそれより小さくする。
次いで、テンター内で0〜10%の横弛緩を加えながら
210〜235℃で熱処理を行なう。
上記の操作により、厚み方向に適当な屈折率を有し、
縦方向の屈折率が約1.665〜1.680、横方向の屈折率が約
1.640〜1.650の範囲内にある、縦方向により強く配合し
たフィルムを得ることができる。
未延伸シートを縦方向に約90〜100℃で合計倍率が
3.0〜4.0倍となるように一段又は多段に延伸する。次い
で、横方向に約90〜110℃で3.7〜5.0倍延伸する。この
場合、延伸倍率は縦方向のそれより大きくする。
次いで、テンター内で0〜10%の横弛緩を加えながら
210〜235℃で熱処理を行なう。
このような操作により、厚み方向に適当な屈折率を有
し、縦方向の屈折率が約1.640〜1.655、横方向の屈折率
が約1.665〜1.680の範囲内にある、横方向により強く配
向したフィルムを得ることができる。
なお、本発明のベースフィルム上に形成させる感熱転
写層は、その種類を制限されず、非反応型又は反応型の
ものが任意に使用される。非反応型のものとしては例え
ば熱溶融性インキから成る転写層あるいは昇華性染料か
ら成る転写層を挙げることができ、また反応型のものと
しては例えばロイコ染料と顕色剤との組み合せを挙げる
ことができる。
〔実施例〕
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的
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測定法は次の通りである。
(1) F5値 (株)インテスコ製引張試験機インテスコモデル2001
型を用いて、温度23℃,湿度50%RHに調節された室内に
おいて長さ50mm,幅15mmの試料フィルムを50mm/minの速
度で引張り、5%伸張時の強度をF5値とした。
(2) 屈折率 アタゴ光学社製アツベ式屈折計を用い、フィルムの縦
方向の屈折率nMD、横方向の屈折率nTD及び厚み方向の屈
折率nαを測定した。
本発明における複屈折Δnは次式で求められる。
Δn=|nMD−nTD| (3) 印字時のフィルム走行性 まずベースフィルムに転写インキを塗布した。即ちフ
ィルムの片面にパラフィンワックス35部、カルナウバワ
ックス30部、低分子量ポリエチレン15部、カーボンブラ
ック12部から成る熱溶融性の色材層を乾燥膜厚が2.5μ
mになるように塗設した。なお該色材層と反対の面に厚
さ0.5μmのシリコン系の耐熱性保護層を設けた。
次に富士ゼロックス社製のファクシミリのテレコピア
245型機を用い、上のようにして得られた感熱転写用フ
ィルムの走行状態の評価を行ない次の3段階に分けた。
○…送り状態は良好で全く問題ない。
△…リボンにわずかにシワが入ることがある。
×…リボンにシワが入ったりしばしば送り状態が不良
となる。
(4) 印字性 印字時のフィルム走行性の評価の場合と同じ評価機、
フィルムを用いて印字性を評価し次の3段階に分けた。
○…濃淡、にじみもなく良好である。
△…わずかに濃淡のむら、にじみが認められる。
×…濃淡のむらあるいはにじみがはっきりしている。
(5) フィルムのスリット性 スリット性の良し悪しをインクの転着性の程度により
評価した。即ち10mm幅にスリットしロール状としたリボ
ンを巻き出し200m長にわたって走行させ耐熱性保護層が
接触するガイドピンの汚れを観察し次の3段階に分けて
評価した。
○…インキの付着はほとんど認められない。
△…インキの付着が幾分認められる。
×…インキの付着がかなり認められる。
実施例1 ポリエステル製造工程において、エステル交換反応
後、平均粒径1.2μmの二酸化珪素1.2部を添加し、常法
により重縮合反応を行ない、極限粘度0.63のポリエステ
ルテレフタレートを得た。
次に、得られたポリエステルを乾燥後290℃で溶融
し、T型ダイより押し出して急冷し未延伸シートを得
た。続いて、縦方向に100℃で3.1倍、更に、99℃で1.1
倍延伸した後、横方向に105℃で4.1倍延伸した。
更に、225℃で熱処理を行ない厚み5μmの2軸配向
ポリエチレンテレフタレートフィルムを得た。
上記フィルムに転写インキ及び耐熱保護層を塗布し、
感熱転写剤としての評価を行なった。得られた結果を他
の実施例及び比較例のそれと共に表1に示す。
実施例2 実施例1において未延伸シートの延伸方法を変更する
他は実施例1と同様にして2軸延伸フィルムを得た。
すなわち、縦方向に87℃で3.7倍、次いで横方向に95
℃で4.6倍延伸し、225℃で熱処理を行なった。
次に、得られたフィルムを用いて実施例1と同様に、
感熱転写剤としての評価を行なった。
実施例3 実施例1において延伸条件として縦方向に100℃で2.7
倍、次いで80℃で1.8倍延伸し、次いで横方向に105℃で
3.9倍延伸する条件を採用する他は実施例1と同様にし
てフィルムを得、実施例1と同様の評価を行なった。
比較例1 実施例1のフィルムの製造において縦方向の延伸を87
℃で3.8倍、横方向の延伸を92℃で4.0倍に変更する他は
実施例1と同様にしてフィルムを得、実施例1と同様の
評価を行なった。
比較例2 実施例1において二酸化珪素の配合量を0.03部に変更
する他は実施例1と同様にしてフィルムを得、実施例1
と同様の評価を行なった。
比較例3及び4 実施例1においてフィルムの製造方法を変更し、表1
に示す物性のフィルムを得、実施例1と同様の評価を行
なった。
表1の結果から明らかな通り、本発明の要件を満す実
施例1〜3のフィルムは感熱転写剤として優れた特性を
有しているのに対し、複屈折の小さい比較例1のフィル
ムはスリット性が悪く、印字特性も劣る。
また、比較例2は微細突起密度が小さい例であるが、
スリット性、走行性とも不充分である。
なお、比較例3は、縦方向のF5値が大き過ぎ必然的に
印字時の熱による収縮が大きくなり印字性が悪くなるこ
とを示し、また、比較例4は、F−5値が小さ過ぎフィ
ルムが伸び易く印字部の変形が生じてしまうことの他、
比較例1と同じく複屈折が小さいことによる弊害を示し
ている。
〔発明の効果〕 本発明の感熱転写用ポリエステルフィルムは、印字特
性を高度に維持しつつ、従来改良困難であったスリット
性をも満足し得たものであって、その工業的価値は大き
い。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】縦及び横方向のF5値が10.5〜17.0kg/mm2
    複屈折の絶対値が0.022〜0.080、厚み方向の屈折率が1.
    487〜1.496、且つフィルム表面の微細突起密度が100〜5
    00個/mmの範囲内であることを特徴とする感熱転写用ポ
    リエステルフィルム。
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