JP2007062177A - 感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルムおよびその製造方法 - Google Patents

感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルムおよびその製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】感熱転写リボンへの加工工程や印字の際に破断や皺等が発生しにくく、さらに感熱転写リボンに用いた場合、サーマルヘッドの加熱により受像紙に溶融転写させた際、印字性に優れた、即ち、フィルムからのインクの転写性に優れた、感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルム及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】エチレンテレフタレートを主体とする溶融ポリエステルを冷却固化したシートを横方向に第1段目延伸を行い、次いで縦方向に第2段目延伸を行い、さらに横方向に1.10〜1.50倍の第3段目延伸を行い、その後、少なくとも140〜200℃の温度範囲で1〜8%緩和処理してなる感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルムであって、該フィルムの横方向の屈折率Nxが1.646〜1.670、5%伸長強度F5が95MPa以上かつ105℃の熱収縮率HS105が0.5%以下であることを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルムおよびその製造方法に関し、さらに詳細には、印刷適性、寸法安定性、耐久性に優れた感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルムおよびその製造方法に関するものである。
従来、感熱転写記録方式は、基材フィルム表面に設けられたインク層を、サーマルヘッドの加熱状態に応じて受像紙などの表面に転写する記録方式として知られており、印字が鮮明であるとともに、装置の簡便さや低騒音の観点から広く普及しており、なかでも、フィルム上に顔料とワックス類などで作られたインクを、サーマルヘッドの加熱で溶融転写させることにより受像紙に印刷する溶融型感熱転写法はコストの点で優れていることから、ファクシミリーやバーコードなどのモノカラー印刷用を中心に広く普及している。
かかる記録方式における感熱転写記録材料に用いるポリエステルフィルムは、厚みが2〜10μmと非常に薄いものが求められるため、従来のポリエステルフィルムではリボンへの加工工程や印字の際に破断や皺等が発生しやすいという問題があった。
かかる問題を回避するため、第1段目の延伸を横方向に行い、次いで、第2段目延伸を縦方向に行い、縦方向の屈折率が1.675〜1.695、かつ、横方向の屈折率が1.625〜1.645である二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムが開示されている。(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、このフィルムはアンカーコートを施さない感熱転写記録材料に用いた場合、フィルム上に顔料とワックス類などで作られたインクをサーマルヘッドの加熱により受像紙に溶融転写させた際、フィルム上にインクが残りやすいという問題があった。
特開2003−312154号公報
本発明は、前記従来技術の問題点に鑑み、感熱転写リボンへの加工工程や印字の際に破断や皺等が発生しにくく、さらに感熱転写リボンに用いた場合、サーマルヘッドの加熱により受像紙に溶融転写させた際、印字性に優れた、即ち、フィルムからのインクの転写性に優れた、感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルム及びその製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルムは、エチレンテレフタレートを主体とする溶融ポリエステルを冷却固化したシートを横方向に第1段目延伸を行い、次いで縦方向に第2段目延伸を行い、さらに横方向に1.10〜1.50倍の第3段目延伸を行い、その後、少なくとも140〜200℃の温度範囲で1〜8%緩和処理してなる感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルムであって、該フィルムの横方向の屈折率Nxが1.646〜1.670、5%伸長強度F5が95MPa以上かつ105℃の熱収縮率HS105が0.5%以下であることを特徴とする。
また、本発明の感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルムの製造方法は、エチレンテレフタレートを主体とするポリエステルよりなり、該フィルムの横方向の屈折率Nxが1.646〜1.670、5%伸長強度F5が95MPa以上かつ105℃の熱収縮率HS105が0.5%以下である感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルムの製造方法であって、横方向に第1段目延伸を行い、次いで縦方向に第2段目延伸を行い、さらに横方向に1.10〜1.50倍の第3段目延伸を行い、その後、少なくとも140〜200℃の温度範囲で1〜8%緩和処理を行うことを特徴とする。
本発明の感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルムは、感熱転写リボンへの加工工程や印字の際に破断や皺等が発生しにくく、さらに感熱転写リボンに用いた場合、サーマルヘッドの加熱により受像紙に溶融転写させた際の印字性、即ち、フィルムからのインクの転写性に優れている。また、本発明の感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルムの製造方法は、感熱転写リボンへの加工工程や印字の際に破断や皺等が発生しにくく、さらに感熱転写リボンに用いた場合、サーマルヘッドの加熱により受像紙に溶融転写させた際の印字性、即ち、フィルムからのインクの転写性に優れたフィルムを容易に製造することができる。
本発明の感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルムは、エチレンテレフタレートを主体とする溶融ポリエステルを冷却固化したシートを横方向に第1段目延伸を行い、次いで縦方向に第2段目延伸を行い、さらに横方向に1.10〜1.50倍の第3段目延伸を行い、その後、少なくとも140〜200℃温度範囲で1〜8%緩和処理して得たポリエステルフィルムであって、該フィルムの横方向の屈折率Nxが1.646〜1.670、横方向の5%伸長強度F5が95MPa以上かつ105℃の熱収縮率HS105が0.5%以下である感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルムである。
本発明では、フィルムを構成するポリエステルは、エチレンテレフタレート成分を主たる構成成分とすることが感熱転写リボンへの加工工程や印字の際に破断や皺等を抑制する点から必要である。
本発明では、フィルムを構成するポリエステルは、その目的を阻害しない範囲で他の共重合成分を含むことができる。使用できる他の共重合成分のうち、ジカルボン酸成分として、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸等の芳香族ジカルボン酸、シュウ酸,コハク酸,アジピン酸,セバシン酸,デカンジカルボン酸,マレイン酸,フマル酸,ダイマー酸等の脂肪族ジカルボン酸、p−オキシ安息香酸等のオキシカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸が使用できる。使用できる上記のジカルボン酸およびそれらのエステル誘導体の量は10モル%以下が好ましく、5モル%以下がさらに好ましい。他のジカルボン酸およびそれらのエステル誘導体の使用量が10モル%を超えるとポリエステルの熱安定性が悪くなり好ましくない。
また、グリコール成分として、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等の脂肪族グリコール、シクロヘキサンジメタノール等の脂環族グリコール、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物,ビスフェノールSのエチレンオキサイド付加物等の芳香族グリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等が使用できる。このほか少量のアミド結合、ウレタン結合、エーテル結合、カーボネート結合等を含有する化合物を含んでいてもよい。ここで、使用できる他のグリコール成分の量は10モル%以下が好ましく、5モル%以下がさらに好ましい。他のグリコール成分の使用量が10モル%を超えるとポリエステルの熱安定性が悪くなり好ましくない。
本発明では、横方向に第1段目延伸を行い、次いで縦方向に第2段目延伸を行い、さらに横方向に1.10〜1.50倍の第3段目延伸を行い、その後、少なくとも140〜200℃温度範囲で1〜8%緩和処理を行うことにより、得られる感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルムの横方向の屈折率Nxを1.646〜1.670、5%伸長強度F5を95MPa以上かつ105℃の熱収縮率HS105を0.5%以下に制御することが必要である。得られたポリエステルフィルムの横方向の屈折率Nxが1.646未満の場合、および/又は5%伸長強度F5が95MPa未満の場合、および/又は105℃の熱収縮率HS105が0.5%を超える場合、サーマルヘッドの加熱により受像紙に溶融転写させる際、ポリエステルフィルムの受像紙への密着が悪くなり、その結果、インクの転写性が劣るため好ましくない。
本発明では、第1段目延伸としてポリエステルのガラス転移温度以上の温度で3.0〜4.5倍横方向に延伸し、第2段目延伸としてポリエステルのガラス転移温度以上の温度で2.5〜4.5倍縦方向に延伸することが好ましい。第1段目延伸倍率が3.0未満の場合、および/又は第2段目延伸倍率が2.5未満の場合、感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルムの平面性が悪く、サーマルヘッドの加熱により受像紙に溶融転写させる際、ポリエステルフィルムの受像紙への密着が悪くなり、その結果、インクの転写性が劣るため好ましくない。逆に、第1段目延伸倍率が4.5倍を超える場合、および/又は第2段目延伸倍率が4.5倍を超える場合、第2段目延伸でシワが発生したり、第3段目延伸で破断することが多いため好ましくない。
本発明では、第3段目延伸としてポリエステルのガラス転移温度以上の温度で1.10〜1.50倍横方向に延伸することが感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルムの横方向の屈折率Nxを1.646以上かつ5%伸長強度F5を95MPa以上の範囲に制御するために必要である。第3段目延伸倍率が1.10倍未満では、ポリエステルフィルムの横方向の屈折率Nxを1.646以上の範囲に制御することが難しく、さらに5%伸長強度F5を95MPa以上の範囲に制御することが難しい。逆に、第3段目延伸倍率が1.50倍を超える場合、横方向の屈折率Nxが1.670を超えてしまい、その結果、第3段目延伸で破断することが多いため好ましくない。
本発明では、第1段目から第3段目の延伸の後、公知の巾方向を一定長とした熱固定(例えば、フィルムの両端をクリップで把持して行う熱固定)を実施し、次いで、巾方向に緩和処理を行うが、この緩和処理では少なくとも140〜200℃温度範囲で1〜8%緩和させることが感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルムの横方向の5%伸長強度F5の低下を抑制しつつ、横方向の105℃の熱収縮率HS105を0.5%以下の範囲に制御するために必要である。140℃未満の温度範囲で緩和処理した場合、ポリエステルフィルムの横方向の105℃の熱収縮率HS105を0.5%以下の範囲に制御することが難しいばかりでなく、緩和率が大きい場合には、緩和処理後にポリエステルフィルムが弛み、熱固定装置に接触してポリエステルフィルムにキズが入りやすくなるため好ましくない。逆に、200℃を超える温度範囲でのみ緩和処理した場合、ポリエステルフィルムの横方向の5%伸長強度F5を95MPa以上の範囲に制御することが難しいため好ましくない。
また、上記温度範囲であっても緩和率が1%未満の場合、感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルムの横方向の105℃の熱収縮率HS105を0.5%以下の範囲に制御することが難しいため好ましくない。逆に、緩和率が8%を超える場合、ポリエステルフィルムの横方向105℃の熱収縮率HS105を0.5%以下の範囲に制御できるが、5%伸長強度F5を95MPa以上の範囲に制御することが難しいばかりでなく、緩和温度が低い場合には、緩和処理後にポリエステルフィルムが弛み、熱固定装置に接触してポリエステルフィルムにキズが入りやすいため好ましくない。
本発明では、上記の緩和処理(140〜200℃温度範囲で1〜8%緩和させる処理)が必須であるが、ポリエステルフィルムの横方向の5%伸長強度F5を95MPa以上に保持できる限り、200℃を超える温度範囲での緩和処理を併用してもかまわない。
本発明では、感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルムの極限粘度は、0.52〜0.65dl/gであるのが好ましい。極限粘度が0.52dl/g未満の場合、ポリエステルフィルム製造時や感熱転写リボンへの加工工程での破断が発生しやすく好ましくない。逆に、極限粘度が0.65dl/gを超える場合、所定の製品巾への裁断工程で寸法不良が起こりやすく好ましくない。
本発明では、感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルムの厚みは2〜6μmであることが好ましく、3〜5μmであることがさらに好ましい。ポリエステルフィルムの厚みが2μm未満の場合、ポリエステルフィルム製造時や感熱転写リボンへの加工工程での破断が発生しやすく好ましくない。逆に、ポリエステルフィルムの厚みが6μmを超える場合、熱の伝導が悪くなり、また熱が2次元的に拡散するので、印字性能が悪化するため好ましくない。
以下、実施例をもとに本発明を説明する。まず、実施例および比較例に用いた評価方法について説明する。
(1)感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルムの横方向の屈折率Nx
アッベ屈折率計の接眼側に偏光板アナライザーを取付け、NaD線を光源とし、ヨウ化メチレンを媒液に用いて25℃で横方向の屈折率Nxを測定する。
(2)感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルムの横方向の5%伸長強度F5
JIS−C−2151に準拠して測定する。
(3)感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルムの横方向の105℃の熱収縮率HS105
JIS−C−2151に準拠して測定する。
(4)インク剥離性
(インク層コート材の調製)
下記の材料からなる混合物を攪拌・加熱して溶融し、さらにカーボンブラック(13質量部)を加えて分散・混合した組成物をインク層コート材とした。
カルナウバワックス 40質量部
エステルワックス 34質量部
酢酸ビニルーエチレン共重合体 10質量部
ステアリン酸ナトリウム 3質量部
(テストに用いる標準リボンの作製)
2段のグラビアコーターを用いて、市販のポリエステルフィルム(東洋紡績社製、E5100、12μm)のコロナ放電処理面にインク層コート材(液温:85℃)を塗布後、フィルムを冷却し、ついで、6インチ紙管に巻き取りリボンロール(インク層厚み:4μm)を得た。このフィルムロールから100mm×200mmのフィルム片(200mmがフィルムの長手方向)を切り出し標準リボンとした。
(インク剥離強度テスト方法)
実施例および比較例で得られたポリエステルフィルムから切り出したサンプル(110mm×200mm、200mmがフィルムの長手方向)と上記の標準リボンをヒートシールテスター(テスター産業社製、TP−701−B)を用いて100℃、0.2MPa、1秒の条件で長手方向と直角に20mmピッチで5箇所ヒートシールした後、中央部の50mm×200mmを測定サンプルとした。この測定サンプルを23℃、65%RHの環境下において、引張り試験機(東洋ボールドウイン社製、テンシロンHTM−100)を用いて、チャック間距離30mm、引張り速度200mm/分でT型剥離させ、実施例および比較例で得られたポリエステルフィルムからインクが剥離する強度(n=5の平均値)を求めた。○を実用性ありと判断した。
○: 剥離強度が59mN/50mm幅未満。
△: 剥離強度が60mN/50mm幅以上69mN/50mm幅未満。
×: 剥離強度が69mN/50mm幅以上。
実施例および比較例に用いたポリエステル原料、第1段目延伸倍率、第2段目延伸倍率、第3段目延伸倍率、横方向の屈折率Nxと5%伸長強度F5と105℃の熱収縮率HS105、印刷適性を表1に示す。
実施例および比較例に用いたポリエステル原料A、Bは、下記に示すものを使用した。
(1)ポリエステルA
固有粘度(IV)が0.60dl/gで、かつ平均粒径が1.3μmの凝集シリカを1000ppm含有する、ポリエチレンテレフタレート
(2)ポリエステルB
固有粘度(IV)が0.60dl/gで、かつ平均粒径が1.3μmの凝集シリカを1000ppm含有する、ポリエチレンテレフタレート・イソフタレート共重合体(エチレンイソフタレートの繰り返し単位が10モル%)
[実施例1]
ポリエステル原料としてA単体を、120℃で24時間減圧乾燥(1.3hPa)し、単軸押出機を用いて280℃で溶融させた後、45cm幅のTダイより冷却ロール(周速50m/分)上へキャストして(冷却ロール周面に対向するように設置した直径が30μmのタングステンワイヤー電極から7.2kVの電圧を印加し、0.2mAの電流を流して静電密着させて)未延伸シートを得た。該未延伸シートをテンターで予熱温度90℃、延伸温度80℃で横方向に3.2倍延伸し(第1段目延伸)、予熱温度80℃、延伸温度105℃で縦方向に3.7倍延伸し(第2弾目延伸)、150℃で1.35倍再横延伸し(第3段目延伸)、216℃で定長巾熱処理した後、216℃で横方向に1.0%、次いで、170℃で横方向に2.0%緩和処理して、厚さ4.5μmのポリエステルフィルムを得た。
本実施例の方法は、表1からわかるように、インク剥離性に優れた感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルムおよびその製造方法であるといえる。
[実施例2]
定長巾熱処理後の緩和処理を170℃で横方向に3.0%とした以外は実施例1と同様にして厚さ4.5μmのポリエステルフィルムを得た。
本実施例の方法は、表1からわかるように、インク剥離性に優れた感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルムおよびその製造方法であるといえる。
[実施例3]
第1段目延伸倍率を3.8倍、第3段目延伸倍率を1.15倍とした以外は実施例1と同様にして厚さ4.5μmのポリエステルフィルムを得た。
本実施例の方法は、表1からわかるように、インク剥離性に優れた感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルムおよびその製造方法であるといえる。
[実施例4]
第2段目延伸倍率を3.3倍とした以外は実施例1と同様にして厚さ4.5μmのポリエステルフィルムを得た。
本実施例の方法は、表1からわかるように、インク剥離性に優れた感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルムおよびその製造方法であるといえる。
[実施例5]
ポリエステル原料としてA/B=97/3(質量%)とした以外は実施例1と同様にして厚さ4.5μmのポリエステルフィルムを得た。
本実施例の方法は、表1からわかるように、インク剥離性に優れた感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルムおよびその製造方法であるといえる。
[比較例1]
定長巾熱処理後の緩和処理を216℃で横方向に1.0%、次いで、170℃で横方向に10.0%とした以外は実施例1と同様にしてポリエステルフィルムを得ようとしたが、熱固定装置内でポリエステルフィルムが緩和処理後に弛み、熱固定装置と接触してポリエステルフィルムにキズが入った。
この方法は、表1からわかるように、インク剥離性が劣り、さらにフィルムの外観が悪いため、感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルム、感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルムおよびその製造方法として好ましくない。
[比較例2]
定長巾熱処理後の緩和処理を216℃で3.0%とした以外は実施例1と同様にして厚さ4.5μmのポリエステルフィルムを得た。
この方法は、表1からわかるように、インク剥離性が劣るため、感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルムおよびその製造方法として好ましくない。
[比較例3]
定長巾熱処理後の緩和処理を216℃で横方向に1.0%、次いで、130℃で横方向に2.0%とした以外は実施例1と同様にして厚さ4.5μmのポリエステルフィルムを得た。
この方法は、表1からわかるように、インク剥離性が劣るため、感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルムおよびその製造方法として好ましくない。
[比較例4]
第3段目延伸倍率を1.05倍とした以外は実施例1と同様にして厚さ4.5μmのポリエステルフィルムを得た。
この方法は、表1からわかるように、インク剥離性が劣るため、感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルムおよびその製造方法として好ましくない。
[比較例5]
第3段目延伸倍率を1.60倍にした以外は実施例1と同様にして製膜しようとしたが、熱固定装置内でポリエステルフィルムが破断しやすく、ポリエステルフィルムを安定して得られなかった。
この方法は、感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルムおよびその製造方法として好ましくない。
Figure 2007062177
以上、本発明の感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルムおよびその製造方法について、複数の実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、各実施例に記載した構成を適宜組み合わせる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
本発明の感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルムは、フィルムを感熱転写リボンへの加工工程や印字の際に破断や皺等が発生しにくく、さらに感熱転写リボンに用いた場合、サーマルヘッドの加熱により受像紙に溶融転写させた際、印字性に優れており、即ち、フィルムからのインクの転写性に優れており、感熱転写記録材用ポリエステルフィルムおよび感熱転写記録材用ポリエステルフィルムの製造方法として極めて有用であるといえる。

Claims (2)

  1. エチレンテレフタレートを主体とする溶融ポリエステルを冷却固化したシートを横方向に第1段目延伸を行い、次いで縦方向に第2段目延伸を行い、さらに横方向に1.10〜1.50倍の第3段目延伸を行い、その後、少なくとも140〜200℃の温度範囲で1〜8%緩和処理してなる感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルムであって、該フィルムの横方向の屈折率(Nx)が1.646〜1.670、5%伸長強度(F5)が95MPa以上かつ105℃の熱収縮率(HS105)が0.5%以下である感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルム。
  2. エチレンテレフタレートを主体とするポリエステルよりなり、該フィルムの横方向の屈折率(Nx)が1.646〜1.670、5%伸長強度(F5)が95MPa以上かつ105℃の熱収縮率(HS105)が0.5%以下である感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルムの製造方法であって、横方向に第1段目延伸を行い、次いで縦方向に第2段目延伸を行い、さらに横方向に1.10〜1.50倍の第3段目延伸を行い、その後、少なくとも140〜200℃の温度範囲で1〜8%緩和処理を行うことを特徴とする感熱転写記録材用二軸延伸ポリエステルフィルムの製造方法。
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