CN1022469C - 高灵敏度热敏多层薄膜及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高灵敏度热敏多层薄膜及其应用。在本发明中,高灵敏度热敏多层薄膜由至少一个功能层和至少一个剥离层组成。该功能层用厚度为0.1至12μm、热收缩率至少为30%且热收缩应力值至少为50g/mm2的热塑性树脂层制成。剥离层由不同于功能层的热塑性树脂层组成,而且是可易于剥离的且能对功能层施加一个压缩力的特殊多层薄膜。可使用上述多层薄膜制作型板纸和层压制品。
Description
本发明涉及一种新型高灵敏度热敏多层薄膜以及使用该薄膜生产型板纸的应用。更具体地说,本发明涉及一种适合于生产型板纸的高灵敏度热敏多层薄膜,可通过使用激光束、尤其半导体低能激光束或LED束进行脉冲式照射的直接加热,通过因使用闪光灯或氙-氪灯的闪烁式瞬时照射来加热一给定原稿并把这种热传递给薄膜等步骤的间接加热、或通过用热针的接触传热,依照资料上的影像或文字在预定位置上穿孔而把一给定原稿上的信息记录在该型板纸中,而且涉及用于生产上述型板纸的应用。
最近,已经研制了制备一种可借助于热针、放电设备或电化记录设备按一给定原稿的信息穿孔的型板纸并使用这种穿孔的型板纸作为印刷版的技术,且已投入使用。关于依靠使用诸如LED阵列、激光阵列和激光头的新制版方法的研究,目前也在进行中。
就上述类型的制版方法而言,有一种方法在技术上已经众所周知。该方法包括在该型板纸的薄膜表面上紧密叠放一页在其中具有以能吸收光线的油墨或调色剂表达的文字或影像的原稿,使原稿上的文字或影像当采用借助于红外线或氙灯闪光进行高能区的穿孔方法时产生热量,并使这种热量传导给薄膜表面,从而使需要穿孔的薄膜熔化,最终获得实际所需的制版。
作为要在这种制版情况下使用的型板纸,一种层压制品在技术上也是众所周知的,该层压制品的制备是用一架极昂贵的高精度拉幅机拉伸以独立形式存在、约2μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜,同时
在该拉幅机后部对薄膜进行充分热处理,从而使薄膜的树脂结晶(当用密度法测定时,结晶度达到约45%),再以一个单独的步骤用粘合剂把所形成的拉伸薄膜叠加在一种支撑体如葱皮纸或板材(网状形式的)上。
虽然这种层压制品具有充分的耐热性,并显示出很令人满意的尺度稳定性,但它不可避免地承受着划伤、皱折、卷曲、应变(不均匀张力)和破裂,因为在上述通过粘合剂这种介质把薄膜叠加在支撑体上期间,支撑体与薄膜粘合时,支撑体的表面不规则性依然存在,并使之通过薄膜表面显现出来,达到危害薄膜表面微观平滑度的程度,而且由于粘合剂沿界面的不均匀施用,破坏了薄膜的厚度均匀性。此外,把一张这样的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜叠加到支撑体上是在拉伸状态下小心进行的。尽管精心制作,但还是难以获得具有完全令人满意的均匀性的层压制品。因此,目前可用这种层压法获得的型板纸具有不完全令人满意的质量。
当印刷版由这种因层压方法的性能而具有低劣质量的型板纸构成时,它必然伴有诸如沿粘合界面发生卷曲分层的现象以及灵敏度或分辨率严重局部恶化这样一些缺点。当使用高能区穿孔方法时,这个问题不需要非常认真的考虑。然而,当采用低能区穿孔方法时,这个问题就必须非常认真地考虑。
热针提供了非常小的加热源(例如,10至16点/mm),并且广泛应用于各种类型的打印机、文字处理机,以及目前正在趋于数字化的传真机,对它们正在进行以小型化、改进操作速度和节能为目标的特别研究。因此,当使用这样一种热针进行制版时,要用于生产这种版的型板纸就特别需要呈现高灵敏度和高分辨率,以及具有均匀质量。
就这里所描述的型板纸的生产方法而言,例如已经提出这样一种方法,即包括制备一种很薄的单层薄膜,把这种薄膜紧密地压在镜面辊上,并把这种薄膜叠加在支撑体上〔日本专利申请公报昭60(1985)-89,396〕。这种性质的方法其缺点在于处置薄膜时需要小心谨慎,操作复杂,必需使用昂贵的层压设备和清洁的装置气氛,以及需要考虑有害静电效应的防护。在这种方法中,当薄膜由易破碎的材料或弱复原性(低弹性模量)的材料构成,或者该薄膜具有小于2μm的非常小的厚度时,所生产的型板纸不能获得完全令人满意的质量,因为薄膜必然易于发生各种麻烦。
也有一些研究工作正在探索一种能使最终要用来穿孔的薄膜本身获得更高灵敏度的方法。例如,已经提出这样一种方法,包括使一种软聚合物相对易于热熔,以便采用自然溶液浇注法叠加在一个多孔支撑体上,形成厚度约1.0μm的非常薄的一层,并且使这个叠加的聚合物层快速干燥,从而诱导该聚合物的浇注取向,最终产生一种由于厚度变小而改进穿孔灵敏度的型板纸〔日本专利申请公报昭63(1988)-209,996〕。然而,按如上所述制备的型板纸,就溶剂回收率以及基于制备过程的干燥速度而言,是不能令人满意的,此外,其缺点还在于不可避免地局部损失薄膜的厚度均匀性,因而制约于薄膜厚度的下限。进而,这种方法除了使用低软化点的薄膜外别无选择,因为它必须在低取向状态下提高灵敏度。当所生产的型板纸保存在(例如)约50℃的高温时,容易引起卷曲现象,在极端的情况下,还会引起分层现象。当使用热针进行制版时,这种型板纸容易粘到热针上。这种型板纸的缺点还在于不能耐受印刷的冲击,而且分辨率不够,因为它的强度显著低于双轴拉伸薄膜。
有一些已知方法,它们通过把包括支撑层在内的多层一起共拉伸,然后把目标层与其它层分离,获得一个所希望的层〔日本专利申请公报昭57(1982)-176,125和昭57(1982)-176,126〕。这些方法之所以不能令人满意,在于所生产的薄膜在拉伸性能和剥离性能方面不足。这些发明不能同本发明容易进行分离、且在耐卷曲现象方面性能优异的高灵敏度热敏多层薄膜相提并论。有一种方法在技术上已众所周知,它包括把一个合并了聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂和聚丙烯树脂的多层薄膜进行共拉伸,然后在例如100℃至240℃的高温下对这种共拉伸薄膜进行热处理,从而使聚对苯二甲酸乙二醇酯层充分结晶并使该层具有更高的剥离性能,接着剥离并获得一种耐热薄膜(例如,可用作电容器的薄壁膜)〔日本专利申请公报昭60(1985)-178,031〕。已知有一种方法,它包括对具有类似层组合的薄膜进行依次的双轴拉伸,然后进行同时双轴拉伸,随后在高于聚丙烯结晶熔点且低于聚酯结晶熔点的温度下对该拉伸薄膜进行热处理,从而充分促进聚酯的结晶作用,此后进行剥离〔日本专利申请公报昭61(1986)-31,236〕。这些方法一定都基于以下概念:由于在拉伸过程中进行的剥离导致薄膜破碎或导致薄膜均匀性损失,所以必须充分进行主要在拉伸之后的热处理,从而促进聚酯的结晶作用,来保证剥离的顺利进行。这些方法已被用于下列方法,一种方法是首先将薄膜和支撑单元层压,随后进行剥离〔日本专利申请公报昭63(1988)-53,097〕,另一种方法是对一种多层薄膜和支撑体进行类似层压,随后进行剥离,从而产生一种制版用的型板纸〔日本专利申请公报昭64-14,092〕。所有这些方法都属于一种不能与本发明的技术水平相提并论的技术水平,本发明涉及具有高度剥离便利和高
质量的高灵敏度薄膜和制版用型板纸的高效率生产方法,以及在耐卷曲现象方面性能优异的制版用型板纸的生产方法。
本发明者已将其涉及高灵敏度热敏薄膜的基本发明向日本专利局〔日本专利申请公报昭62(1987)-282,983〕和美国专利与商标局〔美国专利4,766,033〕申请了专利。本发明是针对热敏薄膜本身的,而且发明本身是高效的。当剥离拉伸的多层薄膜以获得目标层并把这一层与多孔支撑体层压在一起时,这种层压往往难以进行,而且所生产的层压制品易于卷曲。
为了解决这些问题,本申请人在日本专利申请公报昭63-173694中提出了一种方法,该方法是在将多孔支撑膜层合到未剥离功能层的整体具有很大厚度的多层薄膜上以后而除去剥离层。然而,在使用高灵敏度热敏薄膜的情况下,尤其是当该薄膜在较高的温度下保存较长的时间时,该方法仍有产生卷曲的趋势。
由于认识到急需消除常用热敏制版用型板纸所存在的缺点,本发明的目的在于提供一种高灵敏度热敏多层薄膜,该薄膜具有平滑表面,没有产生诸如划伤、皱折、卷曲、应变、浮起和破碎等质量缺陷的可能性,也不产生诸如卷曲和脱层这样一些有害现象,而且,本发明的目的还在于提供一种用该多层薄膜生产具有高灵敏度和高分辨率的印刷版的型板纸的应用。
本发明者为探索一种新型的具有制版质量的热敏型板纸,已不断地进行了各种研究,发现目标型板纸是这样得到的:把具有在制版和理想印刷过程中发现需要的特殊性质的功能层(M)叠放在一个特殊剥离层(P)正反表面的任意一个表面上,进一步把一个制版用支撑层(S)叠放在所形成的复合层上作为与该功能层连接的最外层,并通过加热和加压把这几层结合在一起。基于这种认识,本发明已得到完善。
具体地说,本发明涉及一种多层薄膜结构,它包括一种如下获得的多层薄膜,把一个通过共挤出和共拉伸形成的特殊功能层叠放在
一个特殊剥离层正反表面的每个表面上,并把一个制版用支撑层叠放在该多层薄膜正反表面的任意一个表面或两个表面上,使之与该功能层连接;本发明还涉及一种通过使层压制品的功能层和支撑层从剥离层上剥离来生产制版用型板纸的方法。
更具体地说,本发明提供一种具有制版质量的高灵敏度热敏多层薄膜;一种由该薄膜生产并用于制版的型板纸以及一种用于生产该型板纸的方法。该多层薄膜的特征在于,功能层由一种其热收缩比为至少30%、热收缩值为至少50g/mm2并具有0.1至12μm厚度的热塑性树脂层组成,而剥离层是由含有至少一种隔离剂并且不同于功能层树脂的一种热塑性树脂形成的。
已经发现,通过把多孔支撑体附着到由功能层和剥离层组成的共拉伸多层薄膜上、随后剥离该剥离层而获得的热敏穿孔型板纸,就该薄膜的层压效率和制版用型板纸耐受卷曲现象的性能而言,比起由单独的功能层层压而获得的同类制品有显著改善。一般来说,当薄膜、尤其具有高穿孔灵敏度的薄膜长时间静置(特别是在相对较高的温度下)时,它倾向于卷曲,而且在极端情况下通过脱层导致功能层分离。这主要是由于在风干过程中施加给薄膜的张力,使得功能层在刚层压之后易于立即发生卷曲,而与之保持快速接触的多孔支撑体则不能跟随这种倾向。
一般地说,为了预防这种麻烦,改善薄膜的尺寸稳定性以防止由于(例如)薄膜热定形而老化的有害影响的做法已经很流行。然而,这种做法不能完全预防卷曲现象,因为尺寸随时间的变化是由体积的自发变化和聚合物本身的结晶引起的。
本发明者已对这一点做了各种研究,发现使包括总体厚度大的功能层在内的多层重叠复合体与支撑体一起层压并使特殊剥离层从所产生的薄膜上剥离,一般获得较好的结果,而且发现,对处于这样一种
层结构的多层薄膜在如下拉伸条件下进行共拉伸,还能获得更好的结果,该拉伸条件使得与功能层结合的特殊剥离层能对该功能层产生一个适于该功能层的压缩力。还进一步发现,实际上能完全防止上述麻烦,方法是使这种拉伸的共拉伸薄膜经受一种适当的热定形处理,从而给予该功能层足够的压缩以补偿该功能层在拉伸后必然要发生的收缩。
在本发明的一个较好的实施方案中,这种含有至少一个功能层和至少一个剥离层的共拉伸多层薄膜的特征在于,功能层由一种其热收缩比为至少30%、热收缩应力为至少50g/mm2并具有0.1至12μm的厚度的热塑性树脂层组成,而剥离层能使该功能层至少在其一个方向上产生0.05至10%的压缩应变。因此,由本发明提供的高灵敏度热敏多层薄膜使得制版用型板纸具有耐受在其与支撑体层压后的卷曲现象的性能。
在本发明中所使用的“功能层”这一术语,是指利用树脂的热敏性质进行有关文字或图象的穿孔,从而在它上面记录信息的一种树脂层。例如,在型板印刷的情况下,功能层本身就是一种树脂层,该树脂层是用来形成在印刷过程中所需的模版,以在待印刷的给定表面上产生所需要的文字、符号、照片或图形。一般来说,这一层最好是由基本上为无定形的热塑性树脂形成的。本身就具有相对较高结晶度的以及在最终形成的多层薄膜中结晶度相对较低的热塑性树脂,均属于本发明所期待的功能层的树脂。因此,用于这种功能层的材料可以是无定形的或结晶的热塑性树脂。以包含在最终薄膜中的形式存在的树脂,必须处于基本上无定形状态,当用密度法测定时,其结晶度不大于30%,较好的是不大于20%,更好的是不大于10%。特别好
的是,这种功能层的材料是一种在充分退火和平衡状态下当用DSC法测定时呈上述结晶度的合成树脂。最好的是,这种材料是一种在普通生产条件下恒定为无定形的树脂。
适用于上述说明的热塑性树脂包括,例如共聚的聚酯型树脂,聚酰胺型树脂,乙烯-乙烯醇型共聚物,聚碳酸酯型树脂,共聚的聚苯乙烯型树脂,丙烯酸酯型树脂,氯乙烯树脂,偏二氯乙烯型共聚物树脂和聚丙烯型树脂。这些树脂既可以单独使用,也可以两元或多元的组合物的形式使用(作为混合物或多层复合体)。这些热塑性树脂可以与其它聚合物、齐聚物、增塑剂等混合使用。在本发明中所使用的“共聚的聚酯型树脂”这一术语是指包含两种或多种不同的聚酯的二羧酸部分和/或二醇部分的树脂。在使用不同种二羧酸部分的情况下,对苯二甲酸与其它二羧酸例如,以间苯二甲酸、邻苯二甲酸和2,6-萘二羧酸为代表的芳族二羧酸,在其芳环上含有对酯化反应无贡献的取代基的芳族二羧酸,以及以丁二酸和己二酸为代表的脂族二羧酸的组合物是可能的。从刚刚提到的这组二羧酸中选择的两个或多个二羧酸,可用来作为所讨论的两种或多种(二羧酸)。在使用不同种二醇部分的情况下,两个或多个选自下列的二醇的组合物也是可能的,这些二醇是乙二醇,丙二醇,1,4-丁二醇,1,5-戊二醇,1,6-己二醇,新戊二醇,聚乙二醇,聚四亚甲基二醇和环己烷二甲醇,具有一个芳族取代基的二醇如1,4-萘二醇,具有一个双酚环的二醇,及其它已知的二醇。一种较好的共聚的聚酯型树脂,是通过制备一种主要由乙二醇组成且另外含有不大于40%(摩尔)、较好是20至40%(摩尔)、更好是25至36%(摩尔)的1,4-环己烷二甲醇的二醇部分,并让该二醇部分与主要由对苯二甲酸组成的二羧酸部分
进行缩聚反应而获得的产物。最好是,这样制备的、处于充分退火和平衡状态的原料,当用DSC法测定时其结晶度不大于20%。希望结晶度不大于20%。希望该材料处于基本上无定形状态(结晶度不大于10%),最好处于完全无定形状态。
不是共聚物的聚酯,可以通过把它制成具有控制在上述范围的结晶度的薄膜而用来作为功能层(M)。
通过制备主要由对苯二甲酸组成的二羧酸部分和由约70%(摩尔)的乙二醇和约30%(摩尔)的1,4-环己烷二甲醇组成的二醇部分,并使这些部分共聚,获得了适合这种描述的一种典型的共聚的聚酯型树脂。
在本发明中可用的聚酰胺型树脂包括,例如尼龙6,66,6-10,11和12,及共聚的尼龙6-66,6-66-610和6-66-612。在上述其它聚酰胺型树脂当中,共聚的尼龙证明是特别理想的。此外,与少量的一种芳族二羧酸,例如对苯二甲酸、间苯二甲酸或邻苯二甲酸,或一种含有一个对聚合反应无贡献的取代基的芳族二羧酸共聚的这些聚酰胺型树脂,也是可用的。
在这些共聚物中,通过使上述芳族二羧酸进行适当共聚而获得的那些共聚物证明是理想的,因为它们的分子结构中具有刚性部分(能有效地适当改善玻璃转化点);通过使带有很多支链的烃部分或具有一个饱和环或一个极性基团的部分共聚而获得的那些共聚物也证明是理想的,因为它们能有效地降低结晶度和增大弹性模量。关于结晶度,对聚酯业已确定的规则同样适用于这些共聚物。这些共聚单体的总比例一般不大于30%(摩尔),最好不大于20%(摩尔)。
乙烯-乙烯醇共聚物希望其乙烯单元含量为20至50%(摩尔)、最好为30至45%(摩尔)。通过在其中掺入不大于40%(重量)的至少一种选自尼龙型树脂、聚酯型树脂和离子键型树脂的树脂来改性这种共聚物而获得的组合物也是可用的。
聚碳酸酯型树脂希望使用比常用单体更易于降低软化点的单体,或者通过共聚作用结合这样的单体。它们可任选地以含5至40%(重量)的其它成膜聚合物的形式产生。
聚丙烯型聚合物往往以厚度小的薄膜形式存在。
在本发明中可用的共聚的聚苯乙烯型树脂包括,例如那些使用丙烯腈、丙烯酸酯和双烯型单体作为共聚单体的树脂。在上述其它共聚的聚苯乙烯型树脂中,那些通过共聚作用而在其中结合了丙烯酸酯的树脂,在灵敏度方面证明是特别理想的。在上述所有热塑性树脂中,共聚的聚酯具有灵敏度、强度、耐印刷冲击性和耐处于均衡状态的溶剂性,在这个意义上证明它们是特别理想的。
上述各组的热塑性树脂,每一种都可任选地在其中掺入基于树脂总量不大于50%(重量)的其它聚合物或齐聚物。
它们也允许按照偶然要求在其中掺入各种添加剂,例如大分子化合物的细粉末、抗氧剂、热稳定剂、增塑剂、大分子增塑剂、表面活性剂、滑动添加剂、助剂、着色剂、光吸收物质、小比热填料、作为良热导体的填料,各自以不能损害功能层所需性能的数量掺入。添加剂的具体实例是聚硅氧烷(液体或颗粒状聚合物)、氟型聚合物粉末、二氧化硅、滑石粉、碳酸钙、碳、石墨、氧化铝、各种金属及这些金属的粉末状氧化物,其平均粒径为0.01至8μm。具有这些功能的已知单体可以接枝到功能层(M)的树脂上,或接枝到功能层的表面区上。
例如,当使用半导体激光或LED阵列制版时,在其中掺入一种光吸收物质如碳、石墨、金属氧化物或在上述其它添加剂中的着色剂的热塑性树脂,能呈现在此之前未能获得的卓越效应及作为与该特定聚合物的协同效应的高度理想的穿孔性能。
添加了上述添加剂的热塑性树脂具有与使用固态激光、气体激光及其它方法的超高速制版有关的同样的优异性能。
此外,用来制作功能层的热塑性树脂,在要利用穿孔方面的高性能以从中获益的情况下,希望具有按照ASTMD-1525(以2℃/分的升温速度,在1Kg负荷下)测定的、范围为30℃至150℃、较好的是40℃至130℃、更好的是50℃至120℃的维卡软化点。
上述热塑性薄膜,不仅可用于热敏制版用型板纸,而且也可用作为数字数据记录纸和作为盘、板和带或记录部件的材料。已被穿孔的材料可以用来作为例如过滤器材料、呼吸穿透材料、或卫生材料等。
本发明的功能层必须具有至少20Kg/mm2、较好是不小于30Kg/mm2,更好的是不小于50Kg/mm2,还要好的是不小于70Kg/mm2,最好的是不小于100Kg/mm2的拉伸弹性模量。如果要使用的功能层具有不足上述下限的拉伸弹性模量,随之而来的就会发生很多缺点,薄膜显得衰弱不堪,型板纸的加工性能不足,以至于在功能层与剥离层的分离期间它会发生伸长或破碎等,贮存的型板纸随着时间的消逝而发生卷曲或脱层,在制版步骤过程中由于所施加的压力,薄膜发生尺寸稳定性恶化或变形或粘着,型板纸在印刷过程中具有像伸长和破碎这样的有害现象。
拉伸弹性模量采用ASTMD882-67中规定的方法测定,并根据把2%伸长率的应力取为100%的模量来报告数据。
功能层进一步需要具有至少50g/mm2、较好的是75至1,200g/mm2、更好的是100至1,000g/mm2的热收缩应力值。
热收缩应力值如下进行测定,从含有功能层的样品薄膜切下宽10mm的一条,把这条薄膜装在适当位置,即把它的两端夹在各装一个应变表头并且彼此分开50mm距离的夹具上保持拉紧,把这个样品薄膜浸在加热到不同温度的硅油中,然后检测样品薄膜中因此产生的应力。当油温不超过100℃时在硅油中10秒钟浸没结束,以及当油温超过100℃时在5秒钟浸没结束,分别取应力值。对于单轴拉伸的薄膜,在拉伸方向上取应力值。对于双轴拉伸的薄膜,记录在纵向和横向上取的两个应力值的平均值(这种报告结果的方法在下文中将一直适用)。就性能而言,这种薄膜希望是双轴拉伸的。这种薄膜至此被划入与本发明相符之列,因为在不同温度取的一些(如果不是所有)收缩应力值落入上述定义的范围。在上述范围内的收缩应力值希望出现在60至150℃、较好的是60至140℃、更好的是70至120℃、最好的是70至110℃的温度下。对热收缩应力值确定的下限50g/mm2,本身构成要在这种纸上做的有效穿孔的必要基本性能。如果热收缩应力值小于这个下限,有效穿孔就不容易用(例如)热针法获得。如果这个值超过1,200g/mm2,穿孔倾向于产生过度宽的孔,薄膜发生应变,纸卷曲,分辨率易于降级。如果收缩应力值出现在过低的温度,就会产生分辨率降级以及纸发生卷曲等缺点,因为尺寸稳定性降级且穿孔产生过度宽的孔。如果这个值出现在过高的温度,随之而来的就会有穿孔灵敏度降级的缺点。
这种薄膜需要具有不小于30%、较好的是30至90%、更好的是40至80%的热收缩比。这个热收缩比如下进行测定,从一给
定薄膜上切下一块50mm见方的样品,把这块样品薄膜放入一个设定在预定温度的恒温槽中,在允许自由收缩的状态下将它在该恒温槽中处理10分钟,测定该样品的收缩量,根据原始尺寸计算它的百分率。
在上述范围内的热收缩比希望出现在60至170℃、较好的是60至160℃、更好的是60至150℃,最好是在65至140℃的温度下。如果热收缩比小于30%,有效穿孔就不容易获得,灵敏度下降,并且尺寸稳定性和分辨率易于降低。反之,如果热收缩比超过90%,分辨率和尺寸稳定性会受损害,而且型板纸会发生卷曲,因为穿孔产生过度宽的孔且薄膜发生应变。如果这种热收缩比出现在过低的温度,薄膜就产生低劣的尺寸稳定性,而且型板纸倾向于卷曲。如果这种比值出现在过高的温度,就会产生穿孔灵敏度受损害的缺点。
在本发明的型板纸中的功能层,其厚度范围为0.1至12μm,较好的是0.3至8μm,更好的是1至6μm。如果这个厚度小于0.1μm,所生产的纸就不适合实际使用,因为它难以处置,强度不足,穿孔时易于产生过宽的孔,在穿孔过程中易于发生破碎,而且呈现分辨率不足。反之,如果厚度超过12μm,穿孔的便利程度就降低,加工性能恶化。当用热针法、利用低输出的半导体激光的方法,或作为一种较好使用手段利用具有特别低能量在高速度下的LED阵列法进行制版作业时,功能层希望具有0.3至5μm,较好的是0.5至4μm,更好的是0.6至3μm,最好的是0.7至2μm的厚度。
功能层可以不以叠放在多孔支撑体上的状态、而以通过叠放在一个无规则表面的可剥离基板上、穿孔然后剥离而获得的自支撑结构的形式、或以在不规则表面的压板辊上进行穿孔的形式使用。在这种情况下或在用高输出的激光束或LED阵列从内部加热薄膜的情况下,希
望功能层的厚度为5至12μm,虽然不需要对它特别加以定义。
一般来说,本发明中的功能层是以单层结构形成的。它也可以任选地以一种至少两层结构形成,即将其叠放在选自敏化剂层、灵敏度调节层、润滑剂层、热熔层、抗粘层、增强层、尺寸稳定剂层和光学穿孔层的一层上。
本发明的型板纸中的剥离层,主要是为了在拉伸步骤过程中赋予该型板纸以高度理想的性能而需要的。它进一步用来保证添加剂有效地转移到功能层上,以及用来保护功能层的表面和增强该型板纸对处置和制作冲击的耐受力。在该薄膜与支撑体的层压完成之后或在制版步骤即将开始之前,它是注定要被剥离的。因此,这种剥离层需要用可易于从功能层上剥离下来的材料制成。剥离层与功能层之间的这种剥离强度,不应使得在拉伸、层压或其它处置工作的过程中发生剥离层的剥离。
更理想的是,剥离层充分发挥如下作用:使薄膜在以独立形式存在的功能层不能容易地进行拉伸的条件下能顺利地进行拉伸,并赋予薄膜以承压力(Pressive force)来抵消拉伸的功能层随时间流逝而产生的压缩力。
当使用单剥离层时,剥离层的材料是一种其维卡软化点不大于120℃、最好不大于110℃,结晶熔点不大于160℃以及处于充分退火状态的结晶度(用DSC法测定)不大于60%的聚烯烃型树脂。在本专利中可用的聚烯烃型树脂包括,例如乙烯型聚合物,由乙烯和一种具有极性基团的单体构成的共聚物,乙烯-α-烯烃共聚物,结晶度相对较低的丙烯型共聚物,聚丁烯-1型共聚物以及各种聚烯烃的共聚物等。当两种或多种这些聚烯烃型树脂以混合物的形式使用时,
结晶度表示为基于该混合物各组分树脂的混合比而计算的总和。
混合物的维卡软化点是指在混合物条件下测定的值。
主要由聚烯烃型树脂组成的混合物可以用作为剥离层的材料,含有至多50%(重量)的其它热塑性树脂的聚烯烃型树脂可理想地用作为剥离层材料。例如,可以使用主要由乙烯型共聚物组成并在其中掺入5至50%(重量)的乙烯-α-烯烃弹性体共聚物的混合物,以及由100份(重量)刚才提到的混合物和5至100份(重量)聚丙烯型聚合物组成的混合物。可用于本发明的乙烯型共聚物包括,例如含5至25%(重量)乙酸乙烯酯单元的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA),乙烯与选自不饱和脂族单羧酸及其酯类的单体的共聚物,它们的离子键树脂,线型低密度聚乙烯(LLDPE),甚低密度聚乙烯(VLDPE),以及它们的混合物。更理想的是,乙烯型共聚物是LLDPE和VLDPE。然而,条件是,市售的高结晶度(超过60%)和高维卡软化点(高于120℃)的聚丙烯型聚合物或该聚丙烯型聚合物与少量共聚单体(例如,不大于7%(重量)的乙烯)的共聚物被作为一个独立层直接叠放在功能层上的情况不属于本发明之列。这是由于这种聚合物或共聚物没有足够的相容性,会渗出(例如以0.3至3.5%(重量)的比例掺入的)液体或膏状添加剂,而且倾向于在挤出过程中破坏层压制品的层间结构。由于可允许的添加剂的量较小,所以,除非充分进行热处理,否则会损害渗料的均匀性并危害剥离性能。当以两步气泡管拉伸法使用这种聚合物或共聚物时,拉伸前薄膜的夹沿和拉伸过程中各层之间的界面容易发生应变,可能还会导致在其它层之间发生分离。当借助外力,例如借助拉幅机法强制进行拉伸时,这种趋势尤其显著。特别是在顺序连续双轴拉伸法中,各层之间
的分离和不均匀拉伸容易发生在由拉幅机夹具夹住的部分。
前者是更理想的,因为像后者这种现象很少发生。上述用作剥离层的热塑性树脂的较好维卡软化点(测定方法与功能层材料的相同,在混合物条件下测定的值代表该混合物的情况)为30至120℃。如果维卡软化点低于30℃,树脂本身会获得粘合效应并使剥离困难。如果这个温度超过120℃,树脂就会遇到与添加剂渗料行为有关的问题的麻烦。
功能层可能容易地被部分剥离和损坏,因为它变得太硬,不能吸收各种操作期间的部分应变,此外,功能层和剥离层的整个多层体变得更易被撕裂。
热塑性树脂本身具有令人满意的拉伸性能,并且有助于与之邻接的其它树脂层的拉伸,从而防止由于拉伸的结果而可能出现与其它树脂层缠结的现象。在进行层压制品共拉伸过程中,紧密的层间粘合力本身表现出与添加剂的作用同步,防止各组分层互相分离。这种协同效应拓宽了最佳拉伸条件的范围,并有利于薄膜的稳定。结果,所生产的薄膜的拉伸性能,例如组合层的强度得到改善,而且,功能层的拉伸性能同样得到改善。
鉴于通过叠合而结合了剥离层的多层薄膜的拉伸性能、剥离层的压缩性能、剥离层与添加剂渗料有关的性能以及树脂或组合物对其它树脂的亲合力,希望形成剥离层的热塑性树脂或组合物是一种当用DSC测定时其结晶度不大于60%的原料。当剥离层的树脂或组合物的最佳拉伸条件与用以形成功能层的树脂的同类条件大不相同时,共拉伸就无法顺利进行。因此,作为剥离层的原料,最
好是使用一种其维卡软化点与功能层树脂的维卡软化点相差不大于100℃的树脂。
最好的是,希望该剥离层能对功能层在其至少一个方向上施加一个可产生0.05至10%压缩比的压缩力。这种压缩力可以任选量由以独立形式存在的树脂层所产生,即由单层结构,或者由两个或多个树脂层的组合层、即复合结构中的任意一层所生产。
现举一个较好实施方案,当将一种基本上无定形的树脂用于单结构的剥离层(P)时,以一种其维卡软化点比拉伸温度低不小于10℃、最好是比拉伸温度高、且尤其是比拉伸温度高至少不小于10℃的无定形聚合物或共聚物的形式存在的树脂形成一个连续相。当要使用一种结晶聚合物时,希望以具有比拉伸温度高2~40℃且尤其是比拉伸温度高5至30℃的熔点的结晶聚合物或共聚物的形式,或以两种或多种这类聚合物或共聚物的混合物的形式存在的树脂形成连续相的热塑性树脂组合物。希望连续相的树脂的比例为不小于50%(体积)、最好是不小于60%(体积)。按照与添加剂渗出及压缩力的关系计算,剥离层(P)的厚度一般为2至20μm、最好为3至12μm。尤其重要的是,添加剂应当有效地掺入树脂中,并允许有益地从其中渗出。单层的拉伸弹性模量希望为5至60Kg/mm2。如果模量小于这个范围的下限,所生产的剥离层就过分地软,而且在压缩力和剥离的便利等方面均有缺点。如果模量超过上限,则剥离层在压缩力和压缩量、剥离的便利以及拉伸过程中的剥离等方面均有显著缺陷。
当剥离层要按一般所希望的那样以复合结构形成时,希望是在剥离层(P)上叠放至少两个具有若干不同功能的树脂层,例如,一个树脂层用于防止剥离层在拉伸步骤之后的剥离过程中发生损坏,
一个树脂层用来使渗出的添加剂转移到功能层中,而一个树脂层用来对功能层施加适当的压缩力。由于叠放这些树脂层的结果,可能有利于所渗出的添加剂的比例、剥离的均匀性、以及更理想的是压缩力的控制。作为这样的组合层的一个实例,可以列举主要兼备柔韧性、包含添加剂的能力和促使添加剂渗出的能力的PB层。要在上述单层结构中使用的上述热塑性树脂或组合物层(PB1层:在下文中用来指“主剥离层”)和具有比拉伸温度低的熔点的烯烃型聚合物或共聚物层或者主要由该聚合物或共聚物组成的组合物层(PB2层),属于上述PB类之列。PB的较好具体实例包括,例如上述EVA,烯类不饱和单羧酸及其衍生物,软乙烯-α-烯烃共聚物等。其维卡软化点比拉伸温度低不小于10℃的无定形聚合物或共聚物层或者主要由该聚合物或共聚物组成的组合物层(列为上述PB类中的PB3)是另一实例。PB层希望具有不大于50Kg/mm2、最好为5至40Kg/mm2的拉伸弹性模量。如果拉伸弹性模量超过这个范围的上限,则证明所生产的剥离层在对功能层(M)的适应性、制作过程中的异常脱层、压缩力、压缩量、添加剂渗出行为以及薄功能层(M)的剥离便利等方面均不能令人满意。当形成PB层使之邻接功能层(M)时,要防止对功能层(M)的层间干扰,使剥离在整个表面上以高速度(100至200m/分)平稳地进行,并防止PA层侵蚀功能层(M)及使与功能层(M)结合的PA层发生破碎的可能性。
然后,使用其结晶熔点一般比拉伸温度高而其维卡软化点不低于120℃的聚丙烯型聚合物或共聚物层或者主要由该聚合物或共聚物组成的组合物层作为辅助剥离层(PA)。
这种多层剥离层中的(Ⅰ)组组合层包括从上述PB1、PB2和
PB3层中选择的至少一层及至少一个PA层。至于各组分层在这个组合层中的排列顺序,从PB1、PB2和PB3中选择的各层被配置在PA层正反表面的至少任意一个表面、最好两个表面上。
在这种情况下各层的较好排列实例,是要把具有比(PA)层软的拉伸弹性模量(5至50Kg/mm2)的上述树脂或树脂组合物至少安排在具有下文要提到的、较硬的拉伸弹性模量的(PA)层的一个侧面上,这样做的理由叙述如下。为保证便于剥离,希望功能层(M)结合从PB1、PB2和PB3中选择的层。(Ⅱ)组组合层类似地包括至少一个PB1层和从PB2和PB3之间选择的至少一层。这个组合层中各组分层的排列顺序是任意的。在一种理想的排列中,将能容易地含有一种隔离促进添加剂并能容易地渗出所含的添加剂的树脂层配置以与功能层结合。(Ⅰ)组的组合层的具体实例包括PB1/PA,PB2/PA,PB3/PA,PB1/PA/PB1,PB2/PA/PB2,PB3/PA/PB3,PB1/PA/PB2,PB1/PA/PB3和PB2/PA/PB3。
其它层可以任选地自由结合到上述组合层中。(Ⅱ)组的组合层的具体实例包括PB2/PB1,PB3/PB1,PB1/PB2/PB1和PB1/PB3/PB1,最好的是PB2/PB1/PB2,PB3/PB1/PB3和PB2/PB1/PB3。其它层可以任选地自由结合到上述组合层中。用以形成旨在起增强作用的辅助剥离层(PA)的热塑性树脂希望具有高于120℃、较好的是不低于130℃而更好的是不低于135℃的维卡软化点,以及不低于50Kg/mm2、较好的是不低于70kg/mm2的拉伸弹性模量。例如,丙烯型聚合物可有利地用作为这样的热塑性树脂。这种丙烯型聚合物可以是均聚物或共聚物,或它们与不大于40%(重量)的其它聚合物例如聚丁烯-1的混合物。还有其它热塑性树脂,包括
聚丁烯-1型聚合物和共聚物,甲基戊烯型聚合物和共聚物及其组合物,以及其它类似的任选聚合物、共聚物及其组合物。在一种理想的组合中,这些热塑性树脂是与40至5%(重量)的软聚合物或共聚物混合使用的。这种组合能特别有效地赋予功能层(M)以适当的压缩量。在可用于上述混合物的软聚合物和共聚物中,弹性体树脂和橡胶树脂证明是特别理想的。例如,它们包括像乙烯-α-烯烃共聚物这样的已知树脂。重要的是,这样一种软树脂的层应当能与包括功能层(M)在内的其它组分层共拉伸,并能有效地获得上述给予的压缩量。
在通过旨在起增强作用的层与其它层的结合来形成剥离层过程中,这些层之间的粘合强度应当大于功能层与上述两层中的任一层之间的粘合强度。
多层结构的剥离层中各组分层的厚度没有特别限制。一般来说,PA层的厚度范围为0.5至20μm,最好的是1至10μm。PB1层的厚度或从PB2和PB3之间选择的层的厚度,当这些层彼此独立地使用时以单层厚度表示或当它们以多层状态使用时以组合的厚度表示,就其与添加剂渗出和赋予所需压缩力的关系而言,一般为1至20μm、最好的是2至10μm。
本发明所期待的剥离层,无论以单层结构存在还是以多层结构存在,都必须在其中掺入一种适用的隔离剂,以保证该剥离层与功能层的顺利脱离,防止该剥离层在除剥离步骤外的任何步骤期间偶然地与功能层脱离,并使整个过程能顺利进行。符合该描述的隔离剂包括,例如高级脂肪酸与多元醇的酯,高级脂肪酸与聚氧乙烯型醇的酯,非离子型表面活性剂如聚氧乙烯烷基醚,高级醇及其酯,高级脂肪酸酰胺,蜡,齐聚物,硅油,氟型油,氟硅酸盐型大分子化合物等。在上
述隔离剂中,那些在正常室温下呈液态且在50℃具有不小于100厘泊的粘度的隔离剂,证明对赋予合适的剥离性能的目的是特别理想的。它们在正常室温下可呈膏状,最好具有不高于50℃的熔点。粘度可以是单独使用的单种隔离剂的粘度,或是联合使用的两种或多种隔离剂的混合物的粘度。在上述隔离剂中,可彼此独立地或彼此联合地添加一种抗静电剂、抗粘剂等。
要添加的隔离剂的量,以用来形成剥离层的热塑性树脂的总重量计,一般为0.2至5%(重量)的范围。在多层结构的剥离层的情况下,至少那个与功能层结合的组分层必须在其中掺入上述规定量的隔离剂。掺入预定剥离层中的隔离剂,在该剥离层叠放在功能层上且这两层共拉伸之后,迅速渗到该剥离层表面,有利于功能层与剥离层之间的分离。因此,甚至当这种分离是在支撑体已被叠放在功能层上之后以高速自动进行时,也可以把从这个剥离步骤脱离的薄膜拿出来而不会引起任何一种麻烦。由于剥离层具有适当的粘合力,因此,它能有效地防止在生产过程发生其它可能的组分层的偶然分离。
剥离层与功能层之间的剥离强度试验,是以固定在200mm/分的拉伸速度,用上述拉伸试验法剥离一个T形模样的样品试片进行的〔日本工业标准(JIS)K6854〕。剥离强度一般不大于2g/cm宽度、最好不大于1g/cm宽度。在多层结构的剥离层的情况下,功能层和整个复合剥离层之间的剥离强度与上述相同。在剥离层内部,PB层和PA层之间的剥离强度必须大于功能层和PB层之间的剥离强度,才能抑制PB层和PA层之间的分离。在此讨论的剥离强度希望不小于5g/cm宽度、最好不小于10g/cm宽度。在希望进行高速分离的情况下,在剥离层中以按剥离层总重量计0.5至3.0%(重量)的比例掺入油酸
单甘油酯和多甘油单油酸酯的混合物(以前者/后者为1∶4至4∶1的混合比配制),有益于获得分离速度的加速。
本发明的剥离层除掺入上述隔离剂外,必要时还可在其中掺入各种用以改善剥离剂物理性能的添加剂,还可进一步并入一个与剥离层结合且能改进功能层表面性能的层。例如,掺入少量(如0.1至3%(重量))的氨基改性的硅氧烷、巯基改性的硅氧烷或环氧改性的硅氧烷作为抗粘剂,证明是有利的。
此外,本发明的多层薄膜中的功能层需要对剥离层在其至少一个方向上施加一个能产生适当的压缩应变而又不大到能损害该剥离层的平面性的压缩力。最好的是,这种压缩力同时施加于纵向和横向。这里所使用的“不损害平面性”这种说法是指该薄膜的功能层不因该压缩力的压迫而使本身折叠成一种Z字形并发生混浊膜现象。用在下文还要专门叙述的方法测定的压缩应变的量需要为0.05至10%、较好的是0.1至5%、更好的是0.2至3%。如果这种压缩比小于0.05%,则在该多层薄膜叠放在多孔支撑体上、然后将剥离层剥离之后可能发生的卷曲现象就不能完全预防。如果压缩比超过10%,则该多层薄膜本身屈服于不正常剥离现象并发生混浊膜现象,功能层就会在它叠放于支撑膜之上继而与剥离层脱离之后使其平面性受到损害,此外,最终生产的版会产生质量均匀性受危害、版本身向支撑体一侧弯曲这样的缺点。压缩应变的这种缩小量并非总是等于叠放后发生的缩小量。叠放过程中薄膜侧的伸长和拉伸,支撑体侧的伸长和收缩程度,吸收的水量,滞后蠕变以及粘合条件,都对它产生微妙影响。压缩量的测定按如下进行,在预定条件下拉伸一给定的多层薄膜,采用要在下文说明的方法从拉伸后的薄膜上脱除功能层,并对所脱除的功能层进行
适当测定。功能层在从薄膜上脱除之后恢复到原来的尺寸,根源在于剥离层在拉伸之后施加给功能层的压缩力。由于这种压缩力主要因剥离层的厚度、拉伸条件、及拉伸后在各组分层中存在的弹性收缩的量而异,所以,功能层的压缩比可以例如通过改变单层结构的剥离层厚度或多层结构的剥离层中各组分层的厚度、或者通过调节拉伸条件和热定形条件等来加以控制。压缩量的最佳量级随着利用该多层薄膜的目的或者随着功能层(M)的种类而变化。例如,在具有相对较低拉伸弹性模量的材料或软材料的情况下,把这个量级固定在稍大的水平上是方便的。然而,一般来说,这个量级是固定在上述范围内的。多层薄膜的拉伸条件对功能层的性能有直接影响,而且可以通过拉伸后的热定形条件加以控制。在这种情况下,使用固定值并采用以达到一个固定的松驰量为目标的热定形的温度作为一个因素是方便的。
功能层和剥离层之间在热收缩方面的关系,可以通过确定它们的伸长-收缩性能的温度依赖性,即收缩比和收缩应力的这种依赖性,进行估计。最好是,剥离层在热处理条件下的收缩比必须大于功能层的收缩比。如果这种关系反过来,则功能层有时(如果并非总是)会对剥离层施加压缩。在这种情况下,抗卷曲现象的能力与其说被改善还不如说受损害。
因此,建议把压缩比控制在预定的范围,同时对热定形条件和这两层中的收缩量给予恰当考虑。
对于本发明的多层薄膜的制备,所要采用的方法没有特别限制。该制备可以通过制备任何普通多层薄膜一般所采用的任何已知方法进行。例如,该制备如下进行,在分料的挤出机上熔化功能层和剥离层所需的原料,把熔融的原料通过环状或T型多层模头共挤出,使熔融
原料的挤出膜突然冷却,并采用拉幅机法或气泡法拉伸该冷却的膜。对于在这种情况下所要使用的拉伸条件来说,所要选择的拉伸温度(即开始进行拉伸的这一部分的温度)应当能使由特定树脂形成的功能层达到预定的取向,而单层结构的剥离层由上述树脂形成,并使之在其中掺入必要的添加剂。在多层结构的剥离层的情况下,只要选择如上所述的树脂和层组合即可,而对于与功能层结合的各组分层中的那个特定的组分层,只要选择在其中掺入了必要的添加剂的树脂就够了。
拉伸温度一般为60°至150℃、较好的是70°至130℃、更好的是80°至120℃。希望进行双轴拉伸,其拉伸比大约为原始表面积的4至49倍、最好是8至36倍。在这种情况下,设计剥离层的材料和厚度并控制拉伸条件和热定形条件,从而使剥离层能对功能层施加预定的压缩力。在完全可用于这种生产的各种方法中,气泡法证明完全适用于这种生产,气泡法在如下意义上证明是特别有益的,它能采用同时双轴拉伸操作、以大体积有效地高速转变,容易地生产一种高灵敏度薄膜。在拉幅机法的情况下,由于拉伸是通过对叠放的各层的终端部分施加外力来进行的,所以这种拉伸容易发生层与层之间的相互偏离和不正常剥离。这些不正常现象在顺序连续双轴拉伸操作中发生得特别显著,所生产的薄膜不能达到本发明所能容忍的水平。因此,拉伸条件(温度、速度和拉伸比)的可容许范围变窄,给具有所需性能的薄膜的生产带来困难。它也变得难以保证有效地赋予剥离性能、压缩力和压缩量。气泡法不会因这些有害现象而苦恼,因为允许由内压所产生的拉伸力均匀地作用于整个表面上。
本发明的多层薄膜包括至少一个功能层和至少一个剥离层。这个剥离层可以是单层结构,或者是多层结构。
对于由功能层(简称为M)和单层结构的剥离层(简称为P)组成的多层薄膜,下列典型的层组合是可能的:
M/P,M/P/M,M/P/M/P,M/P/M/P/M,M/P/M/P/M/P/M,……
在上述这些层组合中,在正反两个外表面上均有一个M层的那些组合证明是较好的,而且具有对称构型的那些组合证明是更好的。
对于其剥离层(P)采取一种由具有不同功能的主剥离层(PB1、PB2和PB3)和一个辅剥离层(PA)组成的多层结构的多层薄膜,下列典型的层组合是可能的:有一个M层连接到上述剥离层的(Ⅰ)组的层组合正反表面层的至少一个、最好的是两个表面上的组合,有一个M层插在两个相邻内层之间的组合,以及有若干个M层每个表面一个地连接到正反表面层上且有一个M层插在两个相邻内层之间的组合。对于上述(Ⅱ)组的层组合,同样的组合也是可能的。
这种多层薄膜希望具有一种在其最外层的至少任意一层、最好两层都是功能层的层组合。为了使整个薄膜中的卷曲现象减少到最低限度,希望由正反表面层和中间层组成的薄膜具有一种对称的层结构。
使用本发明的多层薄膜生产高灵敏度热敏制版用型板纸是这样实现的,把具有制版质量的支撑体叠放在这种多层薄膜的至少一个功能层上,沿其功能层和剥离层之间的界面分离该薄膜,从而得到目标纸。理想的是,这种生产按如下进行,以使剥离层能对功能层施加预定量的压缩的这样一种方法制备多层薄膜,进行如上所述的支撑体的叠放,然后进行上述的薄膜分离,从而使功能层(M)解除压缩力。
作为本发明的制版用型板纸的支撑层,可以使用适于达到该纸预期目的的、能透过油墨的多孔薄膜或纸张,或具有粗糙表面的原纸。前一类支撑层包括,例如原重范围为3至15g/m2的日本纸和葱皮纸形式的光面纸,以及合成纤维、天然纤维、再生纤维及其混合物的类似纸张。由长纤维制成的筛网型纺织布是另一实例。较好的是,这种筛网型纺织布的目数大约为50至500目、最好是70至300目。具有便于进行穿孔的粗糙表面的原纸可以用来作为特殊的支撑体,例如,用于与具有相对较大厚度、大约在6至18μm范围并带有一个剥离层的功能层组合形成一种层压制品(用于穿孔),然后把带有功能层的原纸与剥离层剥离,对功能层穿孔,使之具有按预定图样排列的点状不连续孔,并以载有给定信息的状态用于印刷。
以这种方式使用的原纸有规则排列的微小凸起和凹陷,特别是凸起。这些凸起部分的横截面形状为圆、矩形、椭圆、线或连续筛孔。这些凸起部分可以无规则布局。最好的是,它们是有规则排列的。一般来说,这些凸起部分的高度不小于15μm,较好的是不小于25μm,更好的是不小于30μm。在不连续凸起的情况下,单个凸台的尺寸范围为2.5×10-5至1.44×10-2mm2。凸起部分有效表面积的比例大约在1至35%的范围。这些凸起部分本身构成了原纸中将要通过层压与处于可容易分离状态的功能层结合的部分。这些凸起部分可采用与膜或薄膜中的原纸相同的材料,例如通过压花加工形成。另外,它们也可以通过在薄膜、膜、纸或纤维的表面上打印或抗蚀制作图案的方法形成。
上述支撑体通过使用粘合剂或者采用热熔或某些其它的方法与功能层结合。用于这种层压的粘合剂没有特别限制。可以使用任何一种
常用的粘合剂。本发明可用的粘合剂包括,溶于溶剂中才能用的粘合剂,乳胶形式的粘合剂,热熔体形式的粘合剂,粉末状粘合剂,借助于水的作用、两组分的混合物、紫外光或电子束照射的反应硬化型粘合剂,以及依靠这些功能的组合的粘合剂,例如具有乳液稠度的热熔体型粘合剂,具有乳液功能的粘合剂,具有乳液功能且兼备固化剂功能的粘合剂,及通过合并粘合剂于某溶剂中的溶液和反应硬化型粘合剂而形成的粘合剂。从上述粘合剂选择的一元或者两元或多元的混合物,可用来达到此目的。
要使用的粘合剂的量,当折合成粘合后的固体含量,一般为0.1至8g/m2、较好的是0.2至5g/m2、更好的是0.3至3g/m2。这种层压的方法没有特别限制。可以选择一般用于层压的任何方法来适合所要使用的粘合剂的种类。这种层压只需把所希望的支撑体结合到热塑性树脂薄膜上,作为该多层薄膜的最外层。为了施用粘合剂,例如可使用装有刮刀的涂覆辊。
在本发明中,将多层薄膜叠放在预定的支撑层上。这个支撑层必须联结功能层,使其本身构成该多层薄膜的最外层。当多层薄膜被制成包含两个或多个功能层时,就可以从一个多层薄膜获得多张制版用型板纸。当多层薄膜具有一种把功能层(M)和剥离层(P)以M/P/M/P/M……这种方式交替排列且正反最外层中的至少任意一层是功能层(M)的层结构时,可通过下列步骤一次获得多张具有制版质量的纸,把支撑层(S)结合到功能层(M)上,使其本身构成最外层,分离由支撑层和功能层组成的重叠的复合体(制版用型板纸),脱除该剥离层(P),在具有一个暴露表面的功能层(M)上进行上述步骤,并按顺序重复剥离由支撑层和功能层组成的重叠的复合体(制版用型板纸)
的步骤。
对本发明的制版用型板纸,有下列六种截面结构:
S/M/P/M
S/M/P/M/S
(其中P=如前面所定义的PB1、PB2和PB3,最好是PB1)这里的剥离层具有单层结构,
S/M/PX/PY/M
S/M/PX/PY/M/S
(其中X≠Y,X选自B1、B2和B3,Y也选自B1、B2和B3)以及
S/M/PX/PY/PZ/M
S/M/PX/PY/PZ/M/S
(其中Y≠X或Z,X选自B1、B2和B3,Y选自A、B1、B2和B3,Z选自B1、B2和B3)这里的剥离层具有多层结构。在此,S代表多孔支撑层。以上列举的结构省略了任何一个功能层(M)作为内层存在的情况。
按照本发明,首先制备包含功能层和剥离层的多层薄膜,然后通过层压叠加在正反表面的一面上或者依次或同时叠加在正反两个表面上的支撑层并剥掉剥离层,生产制版用的目标型板纸。
用本发明的方法所要获得的热敏制版用型板纸具有平滑的薄膜表面,与用普通方法获得的同类制品相比,不易划伤、皱折、弯曲、应变和破碎,而且具有高灵敏度、高分辨率和均匀质量。它可以有利地用于以低能源高速度穿孔信息的制版系统。
此外,本发明的方法是有利的,其在于(1)它使支撑体能通过层压均匀地叠放在大约处于普通方法所不能达到的范围内的小厚度的薄膜
上,(2)对这种具有制版质量的纸的薄膜表面的润滑处理和抗静电处理可通过从剥离层渗料而自动进行,(3)在这种具有制版质量的纸中本来会由于提高灵敏度的结果而随时间进程发生的弯曲现象,可以基本上完全防止,(4)可以从一张多层薄膜获得多张具有制版质量的纸,(5)各通过剥离层介质在支撑体正反表面上各叠放一个功能层的多层薄膜,可以其未改变的形式作为最终产品使用,而且只需在临使用前分离,因此,从这种多层薄膜获得的具有制版质量的纸完全没有卷曲现象、划伤和污染,(6)层压操作费用低廉,(7)从多层薄膜上脱除下来的剥离层可回收再用。
本发明的细节将通过实例解释如下,但本发明将决不受这些实例限制。
每个实例中物理性能的测定均用下列方法进行。
(1)结晶度
①构成薄膜的聚合物原料的结晶度通过熔化热法进行测定,其中简单的方法是使用DSC法以10℃/分钟的升温速度测定特定样品的熔点,从该样品与具有已知熔化热的铟标准样品之间的面积比获得熔化热(△H),按以下公式计算结晶度。
结晶度=100×△H/△Hm
上式中△Hm是样品本身的结晶组分的熔化热,而且是文献值(Kagaku Binran第二版-应用,日本化学协会出版,P.336-841)。
②以拉伸后的形式存在、制造好的薄膜的结晶度如下测定,用密度法获得不以薄膜形式存在的原料的每个结晶度,绘制标定曲线,用这条标定曲线计算,由晶体结构的差异引起的误差忽略不计。有关密
度和结晶度之间的关系的基本数据仍按照上述文献,而共聚物的同类数据则基于当做适当调节使之不结晶时的数值。
(2)穿孔灵敏度
穿孔灵敏度,是当对给定的制版用型板纸采用由Riso Kagaku Sha制造的Type 007 DPF制版型自动打印机的制版部件的行式热针以调整的打印压力能穿孔时,以每个点的打印压力能(毫焦)确定的。全黑部分(在标准条件下,即以原选字型制版时原密度量程的中点,打印的原稿中5mm见方全黑部分的稳定部分)的光学密度,是用由大日本屏幕制造股份有限公司制造的DM-800便携式密度仪测定的,而当标准黑样(光学密度1.72,DIN16536,47B/P型)为空白时,它的数值不小于1.0。
(3)卷曲度
将一给定的薄膜样品放在平板玻璃板上,把一张由具有良好尺寸稳定性的聚酯制成的葱皮纸形式的日本纸(METSUKE 12g/m2)用10%(重量)乙酸乙烯酯型胶的甲醇溶液粘到该薄膜上,干燥后,用一个内框尺寸为10cm×10cm的框架固定该样品。在该薄膜上沿对角线方向划出两条线,使这两条线以直角相交,将这个样品在一给定温度放置一个月,在恒温23℃、湿度为50%RH的房间中使其调整约2小时,通过测量纵向和横向的卷曲半径r(mm)并用以下公式计算卷曲度R。
R= 100/(r)
虽然这个卷曲度在理想情况下应该是0,但实际可容许的极限是约7至8,大于15的值将使该产品无实用价值。如果卷曲度超过20,以后就会发现脱层现象。
(4)压缩体积
功能层的压缩体积按如下确定:当把切成1000mm×50mm的一给定多层薄膜放在恒温23℃、相对湿度50%RH的房间中老化24小时并测定与剥离层剥离之后的功能层时,拉伸的薄膜的长度为原多层薄膜的长度的百分率。
以下是在每个实例中用于功能层和剥离层的树脂。
功能层(M1):由对苯二甲酸与由1,4-环己烷二甲醇30%(摩尔)和乙二醇70%(摩尔)组成的混合二醇得到的、维卡软化点为82℃、密度为1.27g/cm3、极限粘度为0.75的基本上非结晶的共聚物聚酯和粒径范围不大于8.0μm、平均粒径为4.5μm、浓度为3000ppm的二氧化硅的混合物。
功能层(M2):从由对苯二甲酸80%(摩尔)和间苯二甲酸20%(摩尔)组成的混合二羧酸与由乙二醇90%(摩尔)及1,4-环己烷二甲醇10%(摩尔)组成的混合二醇得到的非结晶共聚物聚酯。
功能层(M3):极限粘度为0.68和当材料充分退火时结晶熔化能为11卡/克(用DSC法测定)的共聚物聚酯。
功能层(M4):用已知方法由ε-己内酰胺、六亚甲基二胺和用对苯二甲酸代替了己二酸部分作为补充共聚物含量的尼龙6与尼龙66组分,即先制作65%(摩尔)尼龙6和35%(摩尔)尼龙66组分然后用对苯二甲酸置换该尼龙66组分中的40%(摩尔)己二酸,而获得的结晶度为8%、熔点为170℃的共聚物尼龙。
功能层(M5):由乙烯单元含量为45%(摩尔)的乙烯-乙烯醇型共聚物(维卡软化点125℃,玻璃化转变点61℃)70%(重量)
和离子键型树脂〔MMA含量18%(重量),中和值35%,维卡软化点70℃〕30%(重量)组成的组合物。
剥离层(PB1-1):熔融指数为3.3、密度为0.906g/cm3、熔点为122℃、用Perkin-Elmer Co.,Ltd.DSC-2DSC型测定仪以10℃/分升温速度测定了结晶熔化热(△Hu)的甚低密度聚乙烯90%(重量)和乙酸乙烯酯单元含量为10%(重量)、熔融指数为1.0、维卡软化点为81℃、熔点为95℃的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物10%(重量)的混合物。
剥离层(PB2-1):由乙酸乙烯酯单元含量为10%(重量)、熔融指数为1.0、维卡软化点为81℃、熔点为95℃的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物70%(重量),密度为0.88g/cm2、熔融指数为0.44、维卡软化点为40℃的非结晶乙烯-α-烯烃共聚物弹性体15%(重量),和乙烯4%(重量)无规共聚且密度为0.90g/cm3、熔浮值为7、维卡软化点为138℃、弯曲弹性模量为110Kg/mm2、熔点为143℃的乙烯-丙烯共聚物15%(重量)组成的、维卡软化点为82℃的组合树脂混合物,3%(重量)的油酸单甘油酯与二甘油单油酸酯的2∶1混合物作为隔离剂,1.5%(重量)的氨基改性硅油作为抗粘剂。
剥离层(PB1-2):由熔融指数为1.0、密度为0.890g/cm3、熔点为117℃、结晶熔化热(△Hu)为4.0卡/克、维卡软化点为60℃的甚低密度聚乙烯和3%(重量)的油酸单甘油酯和二甘油单油酸酯的2∶1(重量比)混合物作为隔离剂组成的组合物。
剥离层(PB1-3):由用于上述剥离层(PB1-2)中的甚低密
度聚乙烯与用于上述剥离层(PB1-1)中的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物以8∶2(重量比)混合组成的组合物,以及在剥离层(PB2-1)中使用的同量隔离剂和粘结抑制剂。
辅剥离层(PA-1):80%(重量)的其密度为0.90g/cm3、熔浮值为7、维卡软化点为138℃、弯曲弹性为110kg/mm2、熔点为143℃且4%(重量)的乙烯无规共聚的乙烯-丙烯共聚物,和20%(重量)的乙烯-α-烯烃弹性体(密度为0.88g/cm2,维卡软化点最大值为40℃)的混合物。
辅剥离层(PA-2):用于前述辅剥离层(PA-1)中的乙烯-丙烯共聚物和熔融指数为1.0、密度为0.890g/cm3、熔点为117℃、结晶熔化热(△Hu)为4.0卡/克、维卡软化点为60℃的甚低密度聚乙烯以8∶2重量比混合而成的组合物。
实例1
功能层(M1)、剥离层(PB2-1)和辅剥离层(PA-1)分别用挤出机熔化,并在挤出之后完成,因而,从环形多层模头出来时每层的结构可以是M1/PB2-1/PA-1/PB2-1/M1,通过冷冻剂使这些层骤冷变硬。于是获得管形原卷。
下一步,在大气压和102℃的拉伸温度下在两个方向上同时进行拉伸使最终拉伸速度可以是纵向为5.0和横向也是5.0后,将该原卷拉伸成为气泡形状,然后在20℃下空气冷却。把以上获得的薄膜的两边切开,结果,两张薄膜可以用两个卷取机卷起来。这样的平滑拉伸是平稳进行的,不产生振荡或气孔,得到的薄膜是均匀的。此外,拉伸之前各层之间不发生剥离(在夹辊上),或者根本看不到部分剥离
现象。这种多层薄膜中每层的厚度是2/8/2/8/2μm。功能层的压缩体积,纵向与横向的平均为1.1%。M1/PA-3/M1,即由共聚物聚丙烯仅与层M1组成的PA-3的组合层,呈现很多气泡振荡和孔,而且不可能均匀拉伸。拉伸之前的部分剥离尤其会在被夹持的部分出现,而且在拉伸期间经常发生各层之间的滑动和剥离。由于层M1和PA-1之间的层际扰动,一层会切入另一层,而且以后还会看到M1层在剥离时被撕裂的这种现象。作为对比实例,对M1/PA-3/PB2-1/PA-3/M1的层结构做了类似研究。结果是具有比各实例低的质量,而且如同在前一对比实例中看到的那样剥离现象在拉伸前和拉伸期间都很明显,层M1和其它层之间也发生紊乱且层M1在剥离时有很多撕裂。
作为支撑体,首先使用150目的聚酯纤维(纤维直径45μm),其次使用马尼拉麻制作的Metsuke 8.7g/m2的日本纸,而作为粘合剂,则使用溶于甲醇的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物型树脂,把该支撑体层压到所述多层薄膜的两面。这里使用的粘合剂的量,以固体含量计为3.0g/m3。
层压在任何情况下都是平滑的,而且在能进行均匀处理的干燥时没有皱折、切口或卷曲。所获得的层压体易于处置,牢固,同时,它的M1层受到保护,不会发生疵点或切口,在剥离之后也没有卷曲现象。
这种层压体能容易地进行剥离,而且能成为两张型板纸。
分离上述的M1层,并分析它的性能。结果是,拉伸断裂强度18.2kg/mm2,断裂时的拉伸伸长110%,拉伸弹性模量220kg/mm2,收缩应力值430g/mm2(在85℃的峰值),80℃的热收缩比78%。
所有上述结果都是纵向和横向的平均值,也是下文中所示的结果。
层M1和PB2-1之间的剥离容易,其合适的剥离力为0.8g/cm宽度。层PB2-1和层PA-1之间的粘合强度达到足以不发生剥离的水平。
隔离剂在与层M1形成的界面上的渗出恰到好处,提供了良好的剥离效应以及层M1和PB2-1之间的合适的粘合,使得根本不发生脱层、皱折或浮起。为了进行比较,做了无隔离剂的试验,在这种情况下,层M1被撕裂,剥离进行的不顺利,在这个对比实例中,由于静电作用,各层都遇到粉尘、撕裂及火花引起的皱折。隔离剂的使用不仅使得各层之间有稳定的剥离效应及其它上述效应,而且也解决了打印机行式热针的发粘问题(在发生这种现象时,薄膜粘着热针,撕裂或呈现皱折,使由穿孔所形成的影像失真)。虽然普通市售高结晶度聚酯薄膜(2μm)重涂一层防粘剂也能用,但本发明的生产仍有不需额外涂覆防粘剂的优点。此外,剥掉的PB2-1/PA-2都是可回收的,有可能循环使用。
下一步,将层M1的厚度做成0.5μm,并进行同样的试验,表明其具有与所述层M1的薄膜几乎相同的性质。压缩比是纵向与横向的平均为2.1%。无论与多孔支撑体如何进行层压,都没有问题。这使得有可能用以前不能认为不造成皱折、切口或撕裂的极薄的功能层M1顺利制造型板纸。当层M1的厚度被做成10μm和12μm时,这种薄膜就能进行比单M1层薄膜更均匀的拉伸和层压。当单层薄膜的厚度不大于8μm时由于有孔或厚度极不均匀,不可能进行均匀拉伸。
下一步,与由上述功能层(M1)(2μm和0.5μm厚)组成的薄膜一起作为支撑体使用的、以聚酯纤维制备的Metsuke为9.5g/m2
的无纺布,采用乙烯-乙酸乙烯酯共聚物型树脂的甲醇溶液作为粘合剂,配置在上述多层薄膜的两侧。所用的粘合剂的量,按固体含量计是3.5g/cm3。
这种层压层操作是非常顺利的,在干燥时不发生诸如皱折、切口或卷曲这样的麻烦。所获得的多层产品易于处置且具有足够的强度。没有观察到灰尘附着或切口,因为它的功能层面完全被覆盖。在这一阶段没有发生卷曲现象。
在上述操作之后,以2g/cm宽度的低拉伸和200m/分的高速度,把这种层压件的两侧剥去剥离层部分(PB2-1/PA-1/PB2-1)。进行这种剥离毫无困难,并得到所需的型板纸。
测定这种型板纸的穿孔灵敏度,达到超灵敏水平,0.5μm厚M1为0.03毫焦,1.0μm厚度的M1为0.04毫焦(以同一方法获得的产品具有处在最优范围的所有性能,压缩体积是1.5%)卷曲度也在40℃和50℃的老化温度下测定,对于在40℃下的所有产品为0,对于在50℃的各种厚度的产品分别为0、0和2。为了进行比较,当每个上述的层M1被剥离成一个独立的薄膜并层压到由上述聚酯型纤维制作的不造成皱折的无纺布(Metsuke 12.0g/m2)上时,测定了卷曲度。结果是:在40℃老化的为8、10和12,在50℃老化的为25、30和35,而且,当应用以1.0μm和2.0μm的薄膜制作的型板纸时发生脱层现象。
为了进一步进行比较,使用一张结晶聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(用密度法测的结晶度约为32%)作为功能层并与类似于上述的支撑体层压,制造了一种型板纸。测定这种型板纸的穿孔灵敏度,对于厚度为1.0μm的是0.12毫焦,而对于厚度为2.0μm是0.13毫焦。
这个实例中的卷曲度,对于40℃老化的是8,对于50℃老化的是16。从这个结果可以得出结论,用本发明的多层薄膜生产的型板纸比用商品薄膜生产的型板纸呈现高得多的穿孔灵敏度以及在高温老化后好得多的抗卷曲性能。
实例2
用与实例1中相同的方法制造由厚度分别为2/8/2/8/2μm的M1/PB2-1/PA-1/PB2-1/M1组成的层压薄膜,所不同的是,在实例1中构成层M1的树脂现在包括1%(重量)平均粒径为0.03μm的炭黑。这种M层薄膜的所有性能都在合适范围之内。
下一步,把由M层和支撑体组成的型板纸,从原卷材料上剥离下来,该原卷材料是如同在实例1中所进行的那样通过把由200目纸板组成的支撑体层压到上述多层薄膜上而获得的。层压是平滑的,型板纸的M层有均匀平整的面。在50℃老化后,卷曲度是3。
当进行穿孔试验时,让通过准直透镜聚焦成10μm光斑的半导体激光(最大功率30mw,波长780nm)束对这种型板纸作用1/100秒,用5mw能量能够进行穿孔,并且达到了具有清晰和高分辨率的高度精确打印。
为了进行比较,把用密度法测定时结晶度为45%且包含1%(重量)的平均粒径为0.03μm炭黑的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(厚度为2μm)层压为支撑体以制作型板纸,并进行穿孔试验,在这种情况下,用相同量的能量不可能进行穿孔。
实例3
使用在实例1中用于层M和PB2-1的相同薄膜在相同条件下制造由厚度分别为2/15/2(μm)的M1/PB2-1/M1组成的多层薄膜,所不同的是,拉伸温度设定于77℃,环境温度为75℃,拉伸速度在纵向为4.0,在横向为3.7,此外只有一种是在与实例1相同的拉伸温度下制造的。这个实例实现平稳拉伸,没有出现孔洞或各层之间的剥离现象。M层的所有性能均处于本发明的最合适的范围。
下一步,是通过使用200目纸作为支撑体、紫外硬化剂作为粘合剂并把该支撑体同时层压到所述多层薄膜的两侧而制得多层产品。硬化剂的用量是0.4g/m2。层压是平滑的,获得了均匀的原卷。测定每个多层薄膜的压缩体积,前者是-0.8%(伸长),后者是1.5%,然后测定如在实例1中所进行的那样从多层产品上剥离下来的用于打印的型板纸的穿孔灵敏度,证明是超灵敏的。测定卷曲度,对于40℃老化的分别是14和2,而对于50℃老化的分别是27和4。
为了进行比较,把所述支撑体与市售的2μm厚的结晶(用密度法测定的结晶度为45%)聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜层压在一起。然而,这种产品会发生皱折,而且只有在纵向和横向上施加更强拉伸才有可能进行层压,所得到的薄膜质量低劣、有皱折、不均匀的粘合剂涂层、破裂和失真。此外,支撑体的中凹和中凸被复制到薄膜的表面上,而且虽然这个表面最初可能或多或少是平的,但在室温(23℃)下老化24小时之后卷曲度是8,对于40℃老化的是12,对于50℃老化的是15。
实例4
通过如下步骤获得原卷:制作一块薄板形图样,其中有用抗蚀法以150目间隔形成的高度为40μm、直径为20μm的凸起部分,底部厚度为50μm,用这个图样作为装配板,把紫外硬化剂涂到凸起部分上之后,放置由用与上述实例3中的相同方法获得的M1/PB1-3/M1(厚度8/8/8μm)组成的多层薄膜并使之硬化。然后,把由层M1和装配板组成的型板纸从上述原卷上剥离下来,发现薄膜表面具有优异的均匀性。层M1的薄膜性能在本发明的最优范围之内。
为了进行比较,把8μm厚的层M1从具有与上述相同结构的多层薄膜上剥离下来,放置在上述装配板上,在类似于上述的硬化之后制作型板纸。这种产品表面不均匀,有皱折,且粘合剂的涂覆量不均匀。
下一步,对这些型板纸做穿孔试验(穿孔后剥离装配板),其中本发明的型板纸显示足够均匀的高灵敏度穿孔,并以0.12毫焦的能量水平提供高分辨率影像。另一方面,对比实例中的型板纸则不能充分穿孔,影像不太均匀,而且在打印过程中发生模糊现象,使分辨率劣化。显微镜观察进一步揭示,对比实例中型板纸上的影像穿孔不足(薄膜灵敏度不够),因为在需要穿孔的地方穿孔太弱,桥被切断,孔被扩大,而本发明的型板纸上的影像则用近似均匀的聚合物组成的桥提供点形穿孔。
具有高分辨率的清晰印刷是由本发明实现的,当用鼓型自动上墨的自动印刷机印刷大约1000页时,根本没有文字缺陷。相反,对比实例不能进行充分印刷,因为分辨率弱,但除这个问题之外,在某些部分丢失文字并发生空心现象,因为在需要印刷的地方没有油墨(没有穿孔)。
实例5
功能层(M1)、剥离层(PB1-1)和剥离层(PB2-1)分别用挤出机熔化,通过环形多层模头将这几层一起挤出,变成具有M1/PB2-1/PB1-1/PB2-1/M1结构的多层管形状,然后用冷冻剂使其骤冷变硬,获得管形原卷。然后把这个原卷加热到105℃,以50m/分的速度向两个方向同时拉伸成气泡形状,并在103℃加热,从而使该卷能在纵向拉伸5.0倍,在横向也拉伸5.0倍,然后把这种产品冷却到20℃,得到用减压机折叠的1100mm折叠宽度薄膜。
在75℃环境下进一步对该薄膜进行热定形处理5秒钟,使其在纵向收缩3%,在横向收缩5%,然后用加热到70℃的辊施压0.5秒钟,此后将薄膜的两边切开,卷成两张薄膜。因此,获得厚度依次为1.0/4/3/4/1.0(μm)的多层薄膜。
用上述方法获得的多层薄膜具有小的剥离强度,在功能层部分(M1)和剥离层部分(PB2-1)之间为0.8g/cm宽度,它允许以200m/分速度容易地剥离。在如上的剥离之后,功能层部分的压缩率是纵向与横向的平均为1.2%。
当进行类似处理而无热定形时,功能层部分被拉伸0.4%。
上述功能层部分(M1)的拉伸断裂强度为16Kg/mm2,断裂时的拉伸伸长率为100%,拉伸弹性模量为220Kg/mm2,峰值的收缩应力值在85℃为480g/mm2,在100℃为350g/mm2,热收缩比在70℃为5%,在80℃为30%,在90℃为58%,在100℃为70%。剥离层部分的热收缩比在70℃为15%,在80℃为43%,在90℃为71%,在100℃为76%。这些值都是纵向和横向的平均值。
下一步,如在实例1中那样,将上述多层薄膜与由聚酯型纤维制成
的无纺布层压在一起,将剥离层部分剥离,测定所获得的型板纸的穿孔灵敏度,如在实例1中那样达到超灵敏水平而不损失任何灵敏度。所获得的型板纸的卷曲度在30℃和40℃时为0,在50℃为约2。
另一方面,与这些型板纸分离的剥离层部分是可回收的,且允许通过形成功能层作为其前沿层而再次循环利用。
实例6
在与实例5中相同的条件下制作多层薄膜,所不同的是,将功能层的厚度做成0.5μm,2μm或6μm。本实例也能均匀地放置支撑体。从这些多层薄膜上剥离下来的功能层的压缩体积,以及由这些多层薄膜制成的型板纸的卷曲度示于表1。
为了进行比较,当8μm功能层单独拉伸时不可能进行均匀的拉伸,因为气泡破裂。
表1
样品号 厚度 压缩率(%) 卷曲度
(μm) 热定形前 热定形后 30℃ 40℃ 50℃
1 0.5 1.0 2.5 0 0 0
2 2.0 0.3 1.0 0 0 3
3 6.0 0.1 0.4 0 0 5
比较例1
对于在实例6中制作的具有2μm厚的功能层的多层薄膜,测定其穿孔灵敏度和卷曲度,其中,把功能层剥离掉以解除压缩(样品A),同样的薄膜在剥离后附着于固定的框架上并在90℃的烘箱中热定形2分钟(样品B),在纵向收缩3%、横向收缩5%的条件下于80℃
热定形2分钟(样品C),以及在同样条件下于90℃热定形2分钟(样品D)。结果见表2。
表2
样品号 穿孔灵敏度 卷曲度
(毫焦) 30℃ 40℃ 50℃
A 0.06 0 7 25*
B 0.075 0 2 13
C 0.090 0 0 8
D 0.11 0 0 3
*发生脱层
正如在该表中显而易见的那样,先剥离而后放置到支撑体上的薄膜,当抗卷曲性能改善时,有显著降低穿孔灵敏度的趋势。这是由于特征取向降低的缘故,而且抗卷曲性能难以改善,除非上述性能降低。
实例7
在与实例1相同的拉伸条件下用气泡法共拉伸,随后在70℃压辊处理0.5秒钟,这些操作应用于:由使用功能层(M1)和剥离层(PB1-2)制作的M1/PB1-2/M1组成的多层薄膜(样品1),由使用功能层(M1)、剥离层(PB1-2)和辅剥离层(PA-2)制作的M1/PB1-2/PA-2/PB1-2/M1组成的多层薄膜(样品2),由使用功能层(M2)、含3%(重量)的油酸单甘油酯与二甘油单油酸酯2∶1的混合物作为隔离剂的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(乙酸乙烯酯单元含量10%(重量),熔融指数1.0,维卡软化点
81℃,熔点95℃)和辅剥离层(PA-1)制作的M2/PB2-2/PA-1/PB2-2/M2组成的多层薄膜(样品3),以及由使用功能层(M1)和剥离层(PB1-3)制作的M1/PB1-3/M1/PB1-3/M1组成的多层薄膜(样品4)。
然而,材料3中的拉伸是在拉伸温度定于90℃和环境温度为87℃这样的条件下进行的。
对于每个功能层的测定,M1显示了与实例1大致相同的值,与其层结构无关,M2显示了其拉伸断裂强度为14kg/mm2,断裂时的拉伸伸长率为70%,拉伸弹性模量为250kg/mm2,收缩应力值的峰值,在110℃为600g/mm2,在100℃为260g/mm2,热收缩比,在80℃为10%,在100℃为35%而在140℃为55%。
型板纸是使用上述多层薄膜以与实例1中相同的方法制作的。表3列出这些样品的功能层的压缩体积和卷曲度,以及当制成原纸时的穿孔灵敏度。
对材料3还做了另一个实验,其中,拉伸是在与实例1相同的条件下进行的。这种情况下的压缩体积是-0.2%(伸长),对于30℃、40℃和50℃的测定条件,卷曲度分别为7、15和30。剥离层易于拉伸,当剥离层在层压后剥除时断裂。
表3
层结构 功能层的 卷曲度 穿孔灵敏
样品号 (层厚度) 压缩体积 度(毫焦)
μm 30℃ 40℃ 50℃
M1/PB1-2/M1
1 0.6 0 0 0 0.04
(1.0/10/1.0)
M1/PB1-2/PA-2/PB1-2/M1
2 0.8 0 0 0 0.05
(1.5/4/2/4/1.5)
M2/PB2-2/PA-1/PB2-2/M2
3 0.2 0 2 5 0.075
(2.0/4/2/4/2.0)
M1/PB1-3/M1/PB1-3/M1
4 0.5 0 0 2 0.06
(1.0/6/1.0/6/1.0)
比较例2
用与实例1中相同的方法制作:具有层结构M1/PP/M1且只使用功能层(M1)和用作PA-1组分的结晶聚丙烯(简称为PP)作为剥离剂的多层薄膜(样品G),以及具有层结构M3/PP/M3且使用功能层(M3)和上述PP作为剥离层的多层薄膜(样品H)。这些薄膜具有在拉伸操作期间造成各层之间剥离的趋势。
虽然这些样品的拉伸是用气泡法在110℃的拉伸温度以纵向3.2、横向3.2的拉伸量进行的,但不稳定的拉伸条件造成气泡振荡和不均匀截面。
这种趋势在样品H中更明显。这些样品在不大于105℃的拉伸温度下出现破裂,在115℃或更高温度下也出现破裂和诸如局部变软的
不规则性。在每一种情况下,都进行了平滑拉伸。
由厚度为1.0/5/1.0(μm)的各层组成且在110℃的拉伸温度下获得的样品的功能层的剥离力是4至5g/cm宽度,它不能顺利剥离,因为出现裂开和切口。曾试图在制作过程中以注射方式把隔离剂掺入这种剥离层中,但造成了分离状态,不可能形成均匀混合物。
表4列出样品G和H中功能层的收缩率(与压缩率相反)以及剥离时的卷曲度的测试结果。
表4
功能层的 卷曲度 穿孔灵敏度
样品
收缩率(%) 30℃ 40℃ 50℃ (毫焦)
G 0.1 3 6 15 0.09
H 0.2 5 10 20 0.11
为获得进一步的信息,样品H的结晶熔化能是8卡/克,并据此计算结晶度(用结晶聚对苯二甲酸乙二醇酯的结晶熔化能为30卡/克计算)是大约26%。这种薄膜的热收缩率在100℃为7%,在140℃为20%,而在160℃为40%。
比较例3
将骤冷的原卷加热到80℃,然后把比较例2中样品H的功能层(M3)在这一后续步骤的拉幅机中于90℃在纵向拉伸3.0倍,在横向也拉伸3.0倍,在该样品于150℃热定形5秒钟之后制成由M3/PP/M3-1.0/5/1.0(μm)组成的多层薄膜。
这种多层薄膜在拉幅机上裂开,各薄膜层之间错位,厚度不均匀。功能层与剥离层的分离也不能顺利进行,并观察到断裂。
剥离后的功能层的尺寸变化表现出很大的各向异性,其纵向收缩量为0.2%,横向收缩量为0.05%。卷曲度在30℃时纵向是5、横向是3,40℃时纵向是14、横向是8,50℃时纵向是25、横向是20。使用这种薄膜的型板纸的穿孔灵敏度是0.10毫焦。
实例8
功能层(M4)、剥离层(PB1-3)和辅剥离层(PA-1)分别用挤出机熔化,并通过环形多层模头将这几层一起挤出变成具有M4/PB1-3/PA-1/PB1-3/M4结构的多层管形状,然后用冷冻剂使之骤然变硬,获得管状原卷。在于100℃下以气泡形状进行同时双轴拉伸,使该卷可以在纵向拉伸3.0倍在横向也拉伸3.0倍之后,用20℃的空气冷却该原卷。把该薄膜的两边划开,用卷取机卷成两张薄膜。这种层压薄膜中每层的厚度是1/8/2/8/1(μm)。在用上述方法获得的多层薄膜中功能层部分(M4)与剥离层部分(PB1-3)之间的剥离力小到1.0g/cm宽度,因而这种多层薄膜可容易分离。
剥离后的功能层的可压缩性,按长度/宽度的平均值计为2.7%。层(M4)在100℃的热收缩率是43%,层(M4)的热收缩应力值是460g/mm2。这两个值都是长度/宽度的平均值。
在用与实例1中相同的方法层压聚酯纤维的无纺布之后剥掉剥离层所获得的型板纸的穿孔灵敏度,达到0.08毫焦的高灵敏度水平。用这种方法获得的型板纸的卷曲度,在30℃时是0,在40℃时是2,在50℃时是5。当M4层被剥离成单层作比较时,卷曲度分别是8、30,40,而且发生脱层现象。
实例9
功能层(M5)、剥离层(PB1-3)和剥离层(PA-1)通过环形多层模头挤出变成具有M5/PB1-3/PA-1/PB1-3/M5结构的管形,然后用冷冻剂使之骤冷变硬,获得管形原卷。然后,在于90℃以气泡形状进行同时双轴拉伸使该卷可在纵向拉伸3.0倍而在横向也拉伸3.0倍之后,用20℃的空气冷却该原卷。将薄膜的两边划开并用卷取机卷成两张薄膜。这种层压薄膜中每层的厚度是1/6/2/6/1(μm)。
在用上述方法获得的多层薄膜中功能层(M5)和剥离层之间的剥离力小到1.0g/cm宽度,这种多层薄膜可容易地分离。剥离后功能层的收缩率按长度/宽度的平均值计为0.3%。功能层(M5)在100℃的收缩率是63%,在70℃的收缩应力是210g/mm2。这两个值都是长度/宽度的平均值。在以与实例1相同的方法层压聚酯纤维的无纺布之后,剥掉剥离层而获得的型板纸的穿孔灵敏度,达到0.07毫焦的高灵敏度。用这种方法获得的型板纸的卷曲度,在30℃是0,在40℃是5,在50℃是8。
比较例4
在获得同实例1一样的管形原卷之后,先在130℃以气泡形状进行同时双轴拉伸,使该卷可在纵向拉伸1.5倍、在横向也拉伸1.5倍,然后用20℃空气冷却该原卷。在所获得的层压薄膜(M1/PB2-1/PA-1/PB2-1/M1)中每层的厚度是3/3/6/3/3(μm)。在所获得的多层薄膜中功能层(M1)和剥离层之间的剥离力是5.5g/cm宽度,这种多层薄膜有点难以剥离,而且易于撕裂。功能层(M1)在100℃的收缩率是23%,它与110℃温度的平衡值是28%。
在100℃的收缩应力(等于峰值)是45g/mm2。这些值都是长度/宽度的平均值。
对于在以与实例1相同的方法层压聚酯纤维的无纺布之后剥掉剥离层而获得的型板纸,即使测出穿孔灵敏度是0.13毫焦,也无法获得足够的穿孔。
比较例5
比较例5以与实例1相同的方法进行,所不同的是功能层的最终厚度为15μm。即使所获的型板纸的穿孔灵敏度被测定是0.13毫焦,也无法获得足够的穿孔。
Claims (11)
1、在包含至少一个功能层(M)和至少一个剥离层(P)的共拉伸多层薄膜中,一种高灵敏度热敏多层薄膜,其特征在于所述功能层由一种热收缩比为30-90%、热收缩应力值为50-1200g/mm2且厚度为0.1至12μm的热塑性树脂层组成,与所述功能层结合的所述剥离层具有30至120℃的维卡软化点、含有至少一种隔离剂且由一种与所述功能层树脂不同的热塑性树脂组成,而且上述两层均可容易地剥离,所述剥离层(P)对所述功能层(M)在至少一个方向上施加一个压缩力,其压缩应变为0.05至10%。
2、按照权利要求1的高灵敏度热敏多层薄膜,其特征是以形成所述功能层(M)的薄膜的状态存在的所述热塑性树脂具有0至30%的结晶度。
3、按照权利要求1的高灵敏度热敏多层薄膜,其特征是形成所述功能层(M)的薄膜在60至170℃的温度下其热收缩比为至少30%,且在60至150℃的温度下其热收缩应力值为至少50g/mm2。
4、按照权利要求1的高灵敏度热敏多层薄膜,其特征是用DSC测定的所述剥离层(P)材料的结晶度为形成该层的整个树脂的平均结晶度的0-60%,且至少一个剥离层含有一种隔离剂。
5、按照权利要求1的高灵敏度热敏多层薄膜,其特征是所述剥离层(p)是一种由至少一个辅剥离层(pA)和至少一个含隔离剂的主剥离层(pB)组成的多层剥离层,且所述辅剥离层是由一种具有高于所述功能层拉伸温度的结晶熔点和高于120℃的维卡软化点的热塑性树脂形成的。
6、按照权利要求1的高灵敏度热敏多层薄膜,其特征是所述剥离层(p)由至少一个辅剥离层(pA)和至少一个与所述辅剥离层(pA)的任意一个表面结合且可容易地与所述功能层(M)剥离的、含隔离剂的主剥离层(pB)组成,而且所述这些剥离层被如此叠放,即,使得pB和pA之间的分离根本不会发生或者只有在比M和pB之间分离的力大的剥离力作用下才会发生。
7、按照权利要求1的高灵敏度热敏多层薄膜,其特征是在所述剥离层(P)的正反表面上各叠放一个所述功能层(M)。
8、按照权利要求1的高灵敏度热敏多层薄膜,其特征是将至少两个功能层(M)配置在正反表面上,且配置至少一个剥离层作为内层。
9、按照权利要求1的高灵敏度热敏多层薄膜,其特征是所述功能层(M)主要由至少一种选自聚酯型共聚物、尼龙型共聚物、聚碳酸酯型共聚物和乙烯-乙烯醇型共聚物的树脂形成,每一种在薄膜状态下均呈基本上无定形的结构,且具有40至150℃的维卡软化点。
10、按照权利要求1-9中任何一项的高灵敏度热敏多层薄膜用于生产高灵敏度热敏型板纸的应用,其特征是它包括把一种多孔支撑体(S)叠放在所述功能层的至少一层上,随后沿所述功能层(M)和所述剥离层(P)之间的界面分离所述多层薄膜,以使所述功能层(M)解除由所述剥离层(P)所施加的压缩力并增强型板纸的抗卷曲能力。
11、按照权利要求1-9中任何一项的高灵敏度热敏多层薄膜用于生产层压制品的应用,其特征是该层压制品有一个叠放在包含至少一个功能层(M)和至少一个剥离层(P)的所述多层薄膜中的至少一个功能层(M)上的多孔支撑体(S)。
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