JP2006001139A - 孔版印刷用原紙 - Google Patents

Abstract

【課題】孔版印刷用原紙において、一方の面に多数の微小凹部を有する熱可塑性樹脂フィルム材からなる孔版印刷用原紙の前記利点を維持しつつ、印刷性や耐刷性も維持できる孔版印刷用原紙を提供する。
【解決手段】一方の面に多数の微小凹部２が形成された熱可塑性樹脂フィルム材のみから孔版印刷用原紙１である。該原紙１において、幅方向及び長さ方向のうち、少なくとも印刷時の送り方向（矢印Ｆ方向）となる方向における５０°Ｃの熱収縮率を３％以下とする。好ましくは、少なくとも印刷時の送り方向となる方向における８０°Ｃの熱収縮率を２５％以下とする。
【選択図】図８

Description

本発明は、一方の面に多数の微小凹部が形成され、サーマルヘッド等の加熱手段により微小凹部形成面とは反対側から加熱溶融されることにより製版される熱可塑性樹脂フィルム材のみからなる孔版印刷用原紙に関する。

孔版印刷用原紙として、従来、熱可塑性樹脂フィルム材と、和紙や不織布等のインク透過性の支持体とを張り合わせてなる張り合わせ形の孔版印刷用原紙が使用されており、サーマルヘッドの加熱による所定箇所の開口（穿孔）を良好に行うために、熱可塑性樹脂製フィルム層を薄くし、一方、熱可塑性樹脂フィルム層を薄くすることによる剛性の低下を、上記支持体により補い、取扱性を保つようになっていた。

しかしながら、上記張り合わせ構造の孔版印刷用原紙では次のような不具合があった。
（１）部品点数が増えると共に接着剤による接着工程が必要になり、部品コストが高くなる。

（２）接着剤が製版にもたらす「インク透過開口の変形」等により、印刷精度が低下する。

（３）支持体の繊維がフィルムの開口内に入って印刷イメージに繊維目が出たり、支持体に無駄にインクが吸収される。

（４）異種材の貼り合わせにより、カールが生じる。

前記張り合わせ構造に対して、最近では、一方の面に多数の微小凹部が形成された熱可塑性樹脂フィルム材のみからなる孔版印刷用原紙が各種開発されている（特許文献１及び２等参照）。このような多数の微小凹部を有する孔版印刷用原紙では、前記張り合わせ構造のように支持体を張り合わせることなく、一定の厚みを持たせることにより、剛性を維持し、取扱性を向上させることができる。また、製版時には、微小凹部の薄肉底部を溶融開口することになるので、小出力（少ない熱エネルギー）のサーマルヘッドによっても十分な開口性能を維持することができ、部品コストを低減できると共に、前述のような支持体の存在による印刷面の汚れやコスト高等、前記張り合わせ構造の不具合を解消できる。
特開２００１−２１３０６５号公報 特開２０００−３５６５５８号公報

しかし、一方の面に多数の微小凹部を有する熱可塑性樹脂フィルム材のみからなる孔版印刷用原紙は、微小凹部形成時に残留応力が発生し、この残留応力は、サーマルヘッドによる製版時に微小凹部の穿孔を促進する役目を果たすが、残留応力が大きくなると、熱収縮率が微小凹部形成前の原紙に比べて大きくなる原因ともなり、熱収縮率が大きくなると、印刷時のイメージの伸びや耐刷性及び耐カール性に悪影響を及ぼす。

（発明の目的）
本発明は、一方の面に多数の微小凹部を有する熱可塑性樹脂フィルム材からなる孔版印刷用原紙の前記利点を維持しつつ、イメージの伸びや耐刷性及び耐カール性も維持できる孔版印刷用原紙を提供することを目的としている。

前記課題を解決するため、本発明は、一方の面に多数の微小凹部が形成された熱可塑性樹脂フィルム材のみからなる孔版印刷用原紙において、孔版印刷用原紙の幅方向及び長さ方向うち、少なくとも印刷時の送り方向となる方向における５０°Ｃの熱収縮率を３％以下としている。好ましくは、少なくとも印刷時の送り方向となる方向における８０°Ｃの熱収縮率を２５％以下とする。

（１）一方の面に多数の微小凹部を有する孔版印刷用原紙において、凹部の深度、凹部の薄肉底部の厚さ、凹部の密度又は微小凹部形成時の温度等を調整することにより、少なくとも印刷時の送り方向における５０°Ｃの熱収縮率を３％以下としているので、印刷時に原紙が印刷送り方向に延びるのを抑制でき、それによりイメージの伸びを抑制し、品質の良いイメージを形成でき、また、原紙の耐刷性も維持でき、さらに耐カール性も維持できる。これは、上記フィルムに対する条件設定により、上記印刷時の諸条件に耐え得るフィルムの耐熱性や強度等が確保されるためである。

（２）さらに、印刷時の送り方向における８０°Ｃの熱収縮率を２５％以下にすると、前記メージの伸びの抑制、原紙の耐刷性及び耐カール性が向上する。

（３）一方の面に多数の微小凹部が形成された熱可塑性樹脂フィルム材のみから孔版印刷用原紙を構成していることにより、張り合わせ構造の孔版印刷用原紙と比較して、部品点数の削減、接着剤の使用による「インク透過開口の変形」等の不都合を解消できると共に、支持体の使用によるインクの無駄及び印刷のかすれ等の不都合も解消でき、さらに、サーマルヘッドの小出力化も達成できる。

［孔版印刷用原紙の構成］
図１は、本発明が適用される孔版印刷用原紙（以下、単に「原紙」と称する）１の平面図であり、印刷時には図１のような長方形に切断した状態で使用するが、原紙製造時は長尺紙としてロール状に巻かれており、製版後、印刷用のドラムに巻き付ける際に長方形に切断される。印刷時には、画像形成ドラムと押圧ローラの間に、矢印Ｆ方向（長さ方向）に送り込まれる。

原紙１の一方の面には多数の微小凹部２が形成されており、該多数の微小凹部２は、たとえば最大画像形成範囲（全画像形成範囲）Ｓ1内に、均一な密度で分布している。勿論、原紙１の全面に微小凹部２を形成した構造とすることも可能である。

原紙１は熱可塑性樹脂フィルム材のみから構成されており、熱可塑性樹脂フィルム材としては、厚さが１．５μｍ以上２０μｍ以下のポリエステルフィルム材が好ましい。これは、取扱い可能な限界厚さを考えると１．５μｍ程度が下限であるが、あまりに薄いと簡単に折り目がついたり破れたりする。したがって、取扱い易さを考慮に入れると、５μｍ程度以上が好ましい。逆に原紙厚さが２０μｍを超えると、従来の支持体張り合わせ構造の厚さとの差が小さくなり、原紙自体を薄型化できるメリットが小さくなってしまい、また材料の無駄である。したがって、本実施の形態では、厚さ５μｍ〜２０μｍのポリエステルフィルム材を使用している。

なお、ポリエステルフィルム材以外の原紙の材料としては、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム材、ポリエチレン樹脂フィルム材、ポリ塩化ビニル樹脂フィルム材、ポリ塩化ビニリデン樹脂フィルム材、ポリメチルペンテン樹脂フィルム材、ポリプロピレン樹脂フィルム材、ポリエチレンナフタレート樹脂フィルム材、ポリビニルアルコール樹脂フィルム材、ナイロン６フィルム材、ポリブチレンテレフタレート等が挙げられる。

図２は微小凹部形成後の原紙１を一部切り取って示す縦断面拡大斜視図であり、各微小凹部２の底には薄肉底部３が存在している。微小凹部２の配列はランダムな配列でも良いが、本実施の形態では、千鳥状に規則的に配列しており、また、微小凹部２の分布密度（配列ピッチ）は、図６に示す製版装置のサーマルヘッド３１の１つのヒータ部（ドット）３０内に、少なくとも２つの微小凹部２が存在するように設定されている。

[微小凹部の形成方法]
図３は、微小凹部形成前の原紙１ａに微小凹部２を形成する方法を示している。なお、微小凹部形成後の原紙１と区別するために微小凹部形成前の原紙の符号は前記のように「１ａ」と表記している。多数の微小突起１２を有する型押しローラ１０と支承ローラ１１との間に、微小凹部形成前の原紙１ａを矢印Ｆ方向に送り込み、該微小凹部形成前の原紙１ａの一方の面に、前記微小突起１２によって多数の微小凹部１２を均一な密度で形成し、原紙１を完成する。微小凹部２を図３の装置で形成する場合に、型押しローラ１０に内蔵される加熱手段により微小凹部形成前の原紙１ａを加熱する場合もあり、この場合、ガラス転移点（およそ７５°Ｃ）を大きく越える高温で加熱すると、凹部加工性が良くなると共に、凹部薄肉底部３に残留応力が残らなくなり、熱収縮率は小さくなる。

[製版装置及び製版方法]
図４は、微小凹部形成後の原紙１を製版する装置及び方法を示しており、製版装置は、ゴム製のプラテンローラ３３と前記サーマルヘッド３１とを対向配置してなり、サーマルヘッド３１は、薄膜タイプの全面グレーズ型サーマルヘッドであり、ヒータ部３０と非ヒータ部３０ａは共に薄膜で形成されると共に平面状のグレーズ層３２の上に形成されており、個々のヒータ部３０は非ヒータ部３２に対して窪んでいる。製版する場合には、プラテンローラ３３とサーマルヘッド３１間に、微小凹部形成面がプラテンローラ３３側に向くように原紙１を挟持し、プラテンローラ３３の回転により原紙１を所定の送りピッチで送り込みながら、サーマルヘッド３１のヒータ部３０により原紙１の凹部形成面と反対側を順次加熱し、所定箇所の微小凹部２の薄肉底部３を溶融開口する。図５は微小凹部２が製版により開口した状態を示しており、開口部８の直径は概ね微小凹部２の前記直径ｃに相当する。なお、符号ｅは薄肉底部３の厚さを示している。

[熱収縮率の設定］
図１において、本実施の形態では、原紙１の長さ方向（矢印Ｆ方向）及び幅方向のいずれの方向においても５０°Ｃの熱収縮率が３％以下に設定されており、さらに好ましくは原紙１の長さ方向（矢印Ｆ方向）及び幅方向のいずれの方向においても８０°Ｃの熱収縮率が２５％以下に設定される。

［各種熱収縮率による印刷イメージの伸び及び耐刷性の試験例］
（試験の概要）
図９の表に示すように、原紙厚さ、凹部ピッチ、凹部薄肉部厚さ、凹部直径及び微小凹部形成時の加圧条件を各種設定することにより、原紙長さ方向及び幅方向の熱収縮率の異なる５種類の原紙１を、実施例１〜４及び比較例１として製作し、それらの原紙１を製版し、印刷に使用することにより、図８の表に示すように印刷性及び耐刷性を比較した。

（原紙の構造的な条件）
図９の表において、実施例１〜４では、凹部直径を２０μｍに統一し、凹部ピッチを６０μｍに統一しているが、原紙厚さと微小凹部薄肉底部３の厚さをそれぞれ異なる値とした。すなわち、実施例１は、原紙厚さを１２μｍとし、凹部薄肉底部３の厚さを９．５μｍとしている。実施例２は、原紙厚さを実施例１よりも薄く８．０μｍとし、凹部薄肉底部３の厚さも実施例１よりも薄くて７．５μｍとしている。実施例３は、原紙厚さを実施例１と同じく１２μｍとし、凹部薄肉底部３の厚さを実施例２よりも薄く２．４μｍとしている。実施例４は、原紙厚さを実施例２と同じ８μｍとし、凹部薄肉底部３の厚さを７．０μｍとしている。各実施例１〜４に対して比較例１は、凹部ピッチを前記実施例１〜４と同じ６０μｍとし、凹部直径も前記実施例１〜４と同じく２０μｍとしているが、原紙厚さは実施例２及び実施例４より薄く６μｍとし、凹部薄肉底部３の厚さを５μｍとしている。また、凹部形成時の加圧条件は、いずれの例においても、３６０mm幅の型押しローラに４９０００Ｎを印加することにより、１０２ＭＰaの圧力とした。

（５０°Ｃの熱収縮率の測定方法）
（１）図９の各構造を有する５種類の原紙１をそれぞれ製造し、図１に破線で示すように、各原紙１から一辺Ｌ＝５０mmの正方形状のサンプルＭを切り出し、採取する。該サンプルＭは、一辺が原紙１の長さ方向（矢印Ｆ方向）と平行に、他辺が原紙１の幅方向と平行になるように採取する。サンプル数としては、各実施例及び比較例毎に１０枚ずつ採取した。

（２）上記採取後の各サンプルＭに、印刷時の送り方向となる方向、すなわち原紙長さ方向（図１の矢印Ｆ方向）に、任意の間隔（たとえば４０mm間隔）でマーキングし、投影機等の精密測定装置を用いて前記マーキング間の原長を正確に測定した。

（３）測定後の各サンプルＭを、図７のように５０°Ｃに設定した湯中（Ｈ）に１分間浸漬し、浸漬後の前記マーキング間隔を、前記精密測定装置により測定した。そして、それぞれの原寸法に対する収縮量の比を百分率で計算し、各１０枚の平均を出して、図８の表に記載した。

（８０°Ｃの熱収縮率の測定方法）
前記５０°Ｃの場合と同じであるので、簡単に説明すると、実施例１〜４及び比較例１の各サンプルＭを１０枚ずつ採取し、８０°Ｃに設定した湯中（Ｈ）に１分間浸漬し、原寸法に対する収縮量の比を百分率で計算し、各１０枚の平均を出して、図８の表に記載した。

（印刷イメージの伸び及び耐刷性の試験）
前述のように製作した実施例１〜４及び比較例１の原紙１を、図４に示すようなサーマルヘッド式製版方式（熱量２５ｍＪ/ｍｍ²)によりそれぞれ製版し、その製版原稿を用いて印刷した印刷物のイメージの伸び及び破れを確認し、その結果を図８の右側の２つの欄に印刷性及び耐刷性として示した。すなわち、印刷性については、５００枚印刷時点で、印字が鮮明で歪みの無いものを○印で表示し、印字は鮮明であるが、わずかに歪みのあるものを△印で表示し、印刷が鮮明でなく、歪みの目立つものを×印で表示した。また、耐刷性として、２０００枚印刷時点での原紙１の破れを目視で確認し、破れが無い場合を○印で表示し、破れが有る場合を×で表示した。

（印刷性及び耐刷性の結果及び考察）
図８において、比較例１は、５０°Ｃの原紙長さ方向の熱収縮率が４．５％であり、８０°Ｃの原紙長さ方向の熱収縮率が３１．２％であった。この原紙１を製版し、印刷した場合、５００枚印刷時点では印刷イメージの伸びが大きく、目立った歪みが生じた。ただし、２０００枚印刷時点での破れは確認できなかった。すなわち、耐刷性は○印の評価であったが、印刷性は×印の評価であった。

実施例４は、５０°Ｃの原紙長さ方向の熱収縮率が３．０％であり、８０°Ｃの原紙長さ方向の熱収縮率が２８．０％であった。この原紙１を製版し、印刷した場合、５００枚印刷時点では印刷イメージの伸びがわずかにあり、歪みがわずかに生じたが、印字は鮮明であり、また、２０００枚印刷時点での破れは確認できなかった。すなわち、耐刷性は○印の評価であり、印刷性は、使用可能な△印の評価であった。

実施例３は、５０°Ｃの原紙長さ方向の熱収縮率が２．０％であり、８０°Ｃの原紙長さ方向の熱収縮率が２０．０％であった。この原紙１を製版し、印刷した場合、５００枚印刷時点では、印字は鮮明で歪みもなく、２０００枚印刷時点での破れは確認できなかった。すなわち、耐刷性及び印刷性は共に○印の評価であった。

実施例２は、５０°Ｃの原紙長さ方向の熱収縮率が１．０％であり、８０°Ｃの原紙長さ方向の熱収縮率が２１．４％であった。この原紙１を製版し、印刷した場合、５００枚印刷時点では、印字は鮮明で歪みもなく、２０００枚印刷時点での破れは確認できなかった。すなわち、耐刷性及び印刷性は共に○印の評価であった。

実施例１は、５０°Ｃの原紙長さ方向の熱収縮率が０．５％であり、８０°Ｃの原紙長さ方向の熱収縮率が１８．５％であった。この原紙１を製版し、印刷した場合、５００枚印刷時点では、印字は鮮明で歪みもなく、２０００枚印刷時点での破れは確認できなかった。すなわち、耐刷性及び印刷性は共に○印の評価であった。

図８及び図９の表から判断できるように、原紙厚さが６〜１２μｍ程度の範囲において、５０°Ｃの印刷時の送り方向における熱収縮率が３％以下であれば、印刷性（印刷イメージの伸び）及び耐刷性が、共に許容できる範囲（○印又は△印）になり、熱収縮率が小さくなるに従い、印刷性が高くなると共に耐刷性が維持できることが判明した。特に、８０°Ｃの熱収縮率が２５．０％程度より小さくなると、印刷性及び耐刷性のいずれもが満足にゆく評価（○印）が得られた。

（カール性について）
一方の面の多数の微小凹部２を形成する原紙１において、図３のような型押しローラ１０を利用したディンプル加工を行うと、矢印Ｒ１で示すように微小凹部形成面とは反対側にカールする傾向にあるが、前述のように、型押しローラ１０に内蔵される加熱手段により微小凹部形成前の原紙１ａを加熱しつつ微小凹部の加工をする場合に、ガラス転移点（およそ７５°Ｃ）を大きく越える高温で加熱すると、凹部薄肉底部３に残留応力が残らなくなり、熱収縮率を小さくできると共に、カール量を低減することができる。ちなみに、前記図８の及び図９の実施例２で使用したサンプルＭにおいて、カールにより巻いた状態の直径２mmだったものが、カールを伸ばした状態で８０°Ｃの湯中に漬けると、カールによる巻きが消滅した。

（微小凹部形成前の原紙の熱収縮率との関係）
特に試験を行っていないが、図１のように一方の面に多数の微小凹部２を形成された原紙の熱収縮率は、微小凹部形成前の原紙１ａの同条件の熱収縮率の±１０％程度内の収まるのが好ましい。

［その他の実施の形態］
（１）原紙の熱収縮率は、長さ方向及び幅方向のいずれの方向においても、５０°Ｃの熱収縮率が３．０％以下、好ましくは８０°Ｃの熱収縮率が２８％以下であるのが望ましいが、少なくとも、印刷時の送り方向（図１では矢印Ｆ方向）の熱収縮率が前記のように５０°Ｃで３％以下、さらには８０°Ｃで２５．０％以下であれば、図８に示すような印刷性及び耐刷性を有することができる。したがって、図１の原紙の印刷方向が幅方向である場合には、原紙幅方向における熱収縮率が、前記５０°Ｃで３％以下、さらには８０°Ｃで２５．０％以下となる。

本発明が適用される孔版印刷用原紙の平面図である。 図１の孔版印刷用原紙を一部切り取って示す拡大斜視図である。 本発明に係る孔版印刷用原紙の微小凹部形成方法を示す縦断面図である。 本発明に係る孔版印刷用原紙の製版方法を示す縦断面図である。 本発明に係る孔版印刷用原紙の製版後の状態を示す拡大縦断面図である。 製版に使用するサーマルヘッドのヒータ部の拡大平面図である。 原紙サンプルの熱収縮率の試験の状態を示す斜視図である。 本発明の実施例１〜４及び比較例１の印刷性及び耐刷性を比較したテスト結果表（図表）である。 本発明の実施例１〜４及び比較例１の構造的な条件を比較した図表である。

符号の説明

１ 孔版印刷用原紙
２ 微小凹部
３ 薄肉底部

Claims (2)

1. 一方の面に多数の微小凹部が形成された熱可塑性樹脂フィルム材のみからなる孔版印刷用原紙において、
   孔版印刷用原紙の幅方向及び長さ方向のうち、少なくとも印刷時の送り方向となる方向における５０°Ｃの熱収縮率が３％以下であることを特徴とする孔版印刷用原紙。
2. 請求項１記載の孔版印刷用原紙において、
   孔版印刷用原紙の幅方向及び長さ方向のうち、少なくとも印刷時の送り方向となる方向における８０°Ｃの熱収縮率が２５％以下であることを特徴とする孔版印刷用原紙。
   

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