JP3573223B2 - インクジェット記録用白色ポリエステルフィルム及びインクジェット記録白色ポリエステルフィルム - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、インクを速やかに吸収し、表面に鉛筆での描画性を有し、プリンター内でしわやカールの発生しにくいインクジェットプリンター用に好適な記録シートを提供することに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、電子スチルカメラあるいはコンピュータの普及とともに、それらの画像を紙面等に記録するためのハードコピー技術が急速に発達した。これらハードコピーの究極の目標は銀塩写真であり、特に、色再現性、画像密度、光沢、耐候性などをいかに銀塩写真に近づけるかが、開発の課題となっている。ハードコピーの記録方法には、銀塩写真によって画像を表示したディスプレーを直接撮影するもののほか、昇華型熱転写方式、インクジェット方式、静電転写型方式など多種多様の方式が知られている。
インクジェット方式によるプリンターは、フルカラー化が容易なことや印字騒音が低いことなどから、近年急速に普及しつつある。インクジェット方式は、ノズルから被記録材に向けてインク液滴を高速で射出するものであり、インク中に多量の溶媒を含む。このため、インクジェットプリンター用の記録シートは、速やかにインクを吸収し、しかも優れた発色性を有することが要求される。
【0003】
これらのインクジェットプリンター用の記録シートは、基材が天然紙のものがもっとも普及しているが、これはインクが記録シートに吸収することにより基材である紙にしわが入り、美観を損なうものであった。
一方これを解決するために、ポリオレフィンのフィルムや合成紙を基材として用いたものも提案されている。しかし、ポリオレフィンの場合、腰がないため基材を薄くすることができない。また、インク受容層の接着性が良くないため、インク受容層を設けることが困難であり、コストアップにつながる。
またそれらを解決するためにポリエステルフィルムを基材とするものも提案されているが、縦、横の配向がバランスしていないため、プリンターで出力した後の記録物にカールやしわが入り、美観を損なうものであった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、インクを速やかに吸収し、表面に鉛筆での描画性を有し、プリンター内でしわやカールの発生しにくいインクジェットプリンター用に好適な記録シートを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、白色ポリエステルフィルム(基材フィルム)の少なくとも片面に、インク受容層を有するインクジェット記録用白色ポリエステルフィルムの製造方法であって、前記の基材フィルムは、見掛け比重が0.8以上1.3未満、光線透過率が30%以下、面内複屈折が−0.02〜+0.04の空洞含有白色ポリエステルフィルムであり、ポリエステルと、該ポリエステルに非相溶の熱可塑性樹脂からなる未延伸フィルムを縦方向に1段または多段で3.0倍以上延伸した後、縦方向に3%以上の緩和処理を施し、次いで緩和処理後の縦延伸倍率以上の倍率で横延伸・熱処理を行って製造することを特徴とするインクジェット記録用白色ポリエステルフィルムの製造方法に関する。
【0006】
本発明におけるポリエステルとは、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸のごとき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、ジエチレングリコール、1、4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコールのごときグリコールとを重縮合させて製造されるポリエステルである。これらのポリエステルは芳香族ジカルボン酸とグリコールとを直接反応させる方法のほか、芳香族ジカルボン酸のアルキルエステルとグリコールとをエステル交換反応させた後重縮合させるか、あるいは芳香族ジカルボン酸のジグリコールエステルを重縮合させるなどの方法によって製造することができる。かかるポリエステルの代表例としてはポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンブチレンテレフタレートあるいはポリエチレン−2、6−ナフタレートなどが挙げられる。このポリエステルはホモポリマーであってもよく、第三成分を共重合したものであっても良い。いずれにしても本発明においては、エチレンテレフタレート単位、ブチレンテレフタレート単位あるいはエチレン−2、6−ナフタレート単位が70モル%以上、好ましくは80モル%以上、更に好ましくは90モル%以上であるポリエステルが好ましい。
【0007】
本発明に用いられるポリエステルに非相溶の熱可塑性樹脂は、ポリエステルに非相溶性のものであれば特に制限されるものではなく任意である。具体的には、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスルホン系樹脂、セルロース系樹脂などがあげられる。特にポリスチレン系樹脂あるいはポリメチルペンテン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂が好んで用いられる。ポリエステルに混合させる非相溶樹脂の量は、目的とする空洞の量によって異なってくるが、全体に対して3重量%〜39重量%が好ましく、特に5〜15重量%が好ましい。3重量%未満では、空洞の生成量を多くすることに限界があり、目的の柔軟性や軽量性あるいは描画性が得られない。逆に、40重量%以上では、フィルムの延伸性が著しく損なわれ、また耐熱性や強度、腰の強さが損なわれる。また空洞発現剤は2種類以上添加しても構わない。
【0008】
また、フィルム中には、隠蔽性等を向上させるため、ポリエステル中あるいは非相溶樹脂中に無機または有機の粒子を必要に応じて添加してもよい。添加可能な粒子としては、シリカ、カオリナイト、タルク、炭酸カルシウム、ゼイライト、アルミナ、硫酸バリウム、カーボンブラック、酸化亜鉛、酸化チタン、有機白色顔料、ベンゾグアナミン粒子、架橋ポリスチレン、架橋アクリル粒子等が例示されるが特に限定されるものではない。
【0009】
本発明の微細空洞含有ポリエステル系フィルムは、単層フィルムであっても、2層以上の複合フィルムであってもかまわない。この場合、特にB層に前述した粒子を添加すると、白色性が増し、表面の美観が良好になる。
本発明のフィルムは、見掛け比重が好ましくは0.8以上1.3未満、より好ましくは1.0以上1.25未満、さらにより好ましくは1.05以上1.25未満の範囲であることが好ましい。見掛け比重が0.8未満では空洞含有率が大きすぎ、フィルムの強度が著しく損なわれたり、縦、横のバランスにかかわらずフィルム表面のワレやシワが生じやすくなる。逆に、見掛け比重が1.3を超えると、空洞含有率が小さくなりすぎ、クッション性がなくなり、鉛筆での描画性が無くなる。
本発明のインクジェット記録用フィルムは光線透過率が30%以下、好ましくは20%以下、より好ましくは15%以下である。30%を越えると裏が透けてみえるため、プリント物の外観が不良となる。
【0010】
本発明の微細空洞含有ポリエステル系フィルムは、面内複屈折が -0.02〜+0.04 であることを要し、0〜+0.03 であることが好ましい。そして、面内複屈折を-0.02 好ましくは0以上とすることによって、初めて、実質的な等方性を有するフィルムが得られる。ここで、面内複屈折が+(-)であるとは、縦延伸の履歴を横延伸の履歴よりも大きく(小さく)残しているという意味であって、横延伸時のいわゆるボーイング現象によって生じる若干の屈折率主軸の歪みを伴っていてもよい。そして、面内複屈折を -0.02以上好ましくは0以上とすることによって、フィルムを横方向に裂けにくくすることができる。一方、面内複屈折が+0.04 を超えると、逆にフィルムの縦裂けが生じやすくなり、フィルムのスリット時に破断が生じたり、シートへの裁断時にフィルムの縦方向へのワレが生じやすくなる。また面内複屈折が−0.02未満あるいは+0.04を超えるとプリンターでのしわやカールの原因となる。
【0011】
本発明のフィルムの製造方法は、特に制限されるものではなく、任意であるが、例えば好ましい製造方法は、以下の通りである。すなわち、未延伸フィルムを縦方向に1段または多段で 3.0倍以上延伸した後、縦方向に3%以上の緩和処理を施し、次いで緩和処理後の縦延伸倍率以上の倍率で横延伸・熱処理を行うことを特徴とする微細空洞含有ポリエステル系フィルムの製造方法である。
【0012】
まず、最初の縦延伸工程では、周速が異なる2本あるいは多数本のロール間で延伸する。このときの加熱手段としては、加熱ロールを用いる方法でも非接触の加熱方法を用いる方法でもよく、それらを併用してもよい。ただし、非相溶樹脂界面に空洞を多数発現させるためには、延伸温度をポリエステルの2次転移温度Tg+10℃以上かつTg+50℃以下で、 3.0倍以上、好ましくは 3.2〜5.0 倍の範囲で延伸する。延伸倍率が 3.0倍以下では、フィルム内部に微細空洞を十分に発現させ、フィルムの見かけ比重を 1.3以下とすることが困難となる。また、縦倍率が5倍を超えると、その後の緩和処理を十分に行うことが困難になり、フィルム面内複屈折を0.04以下とすることが実質的に困難となる。
【0013】
次いで、縦方向に3%以上、好ましくは5%以上の緩和処理を施す。より好ましい緩和率は、緩和に先立って行われた縦延伸倍率によって変わるが、緩和後の縦延伸倍率が 2.8〜3.5 となるように決定することが好ましい。そして、3%以上の緩和処理を施すことによって初めて、面内複屈折が −0.02〜+0.04 のフィルムを工業的に安定して製造することが可能となる。逆に、3%以上の緩和処理を施さない場合には、次工程での横延伸性が著しく不良となり、面内複屈折が −0.02〜+0.04 のフィルムを作成することはできない。しかも、見かけ比重が1.30以上のフィルム(微細空洞含有量が乏しいフィルム)を製造する場合には、緩和処理を行わずとも、等方性を有するフィルムの製造は可能である。ただし、この場合には、本発明の目的とする比重の微細空洞含有フィルムを製造することはできない。
【0014】
また、縦緩和後の好ましい延伸倍率は 2.8〜3.5 である。緩和後の縦延伸倍率が 2.8以下の場合には、緩和が均一に行われず不均一なフィルムとなったり、2軸延伸後の面内複屈折が −0.02以下となる場合が生じることがあるため、好ましくない。逆に緩和後の縦延伸倍率が 3.5を超える場合には、横延伸時の延伸性が不良となったり、2軸延伸後の面内複屈折が+0.04を超える場合があるため、好ましくない。
【0015】
緩和処理を行う方法としては、一旦フィルムを冷却した後オーブン中で80℃〜150 ℃に再加熱して実施する方法や、縦延伸直後に冷却することなくロール間で緩和処理を施す方法、あるいは60℃〜100 ℃に加熱した駆動ロール群あるいはフリーロール群の間で緩和処理を施す方法、あるいはこれらを適当に組み合わせた方法等を採用することができる。ただし、縦延伸直後に冷却することなく緩和処理を施す方法を主体として緩和処理を行う方法が好ましく、均一な緩和処理を効率よく行うことができる。
【0016】
次いで、縦緩和処理後のフィルムをテンターに導入し、緩和処理後の縦延伸倍率以上の倍率で横延伸・熱処理を行う。好ましい横延伸温度は、縦延伸・緩和処理の最高温度以上、ポリエステルの融点Tm−10℃以下である。横延伸倍率が緩和処理後の縦延伸倍率より小さいと、面内複屈折を +0.04以下とすることが困難である。
横延伸倍率の上限は特に規制されないが、緩和処理後の縦延伸倍率+1.0以下の倍率で行うことが、延伸性を確保し、面内複屈折を−0.02以上とするためには好ましい。
このようにして得られた2軸延伸フィルムに対し、必要に応じて熱処理を施す。熱処理はテンター中で行うのが好ましく、ポリエステルの融点Tm−50℃〜Tmの範囲で行うのが好ましい。 また、熱処理と並行して、再横延伸や横方向の緩和を実施してもよい。
【0017】
本発明においては、このような基材上にインク受容層を設けることにより、インクジェット記録用フィルムが得られる。受容層としては、例えばポリビニルアルコール、スチレン−アクリル重合体、エチレン−酢酸ビニル重合体、デンプン、ポリビニルブチラール、ゼラチン、カゼイン、アイオノマー、アラビアゴム、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリエステル樹脂、フェノール、メラニン、エポキシ、スチレン−ブタジエンゴム等の樹脂のうち、少なくとも1種以上を使用する。
【0018】
受容層には、メラミン樹脂やエポキシ樹脂、イソシアネートなど架橋剤を含むことにより受容層の硬化度が上がり、耐水性が良好になる。また、シリカ、カオリナイト、タルク、炭酸カルシウム、ゼイライト、アルミナ、硫酸バリウム、カーボンブラック、酸化亜鉛、酸化チタン、有機白色顔料、ベンゾグアナミン粒子、架橋ポリスチレン、架橋アクリル粒子、水酸化アルミニウムなどの粒子を併用してもよい。
【0019】
受容層は、少なくとも一層からなる。
基材と受容層の間にアンカーコート層を設けることにより、基材と受容層の接着性を向上させることもできる。アンカーコート層を構成する化合物としては、ポリエステル系樹脂が好ましいが、この他にも、ポリウレタン樹脂、ポリエステルウレタン樹脂、アクリル系樹脂などの通常のポリエステルフィルムの接着性を向上させる手段として開示されている化合物等が適用可能である。また塗布層を設ける方法としては、グラビアコート方式、キスコート方式、ディップ方式、スプレイコート方式、カーテンコート方式、エアナイフコート方式、ブレードコート方式、リバースロールコート方式など通常用いられている方法が適用できる。塗布する段階としては、フィルムの延伸前に塗布する方法、縦延伸後に塗布する方法、配向処理の終了したフィルム表面に塗布する方法などのいずれの方法も可能である。
【0020】
またアンカーコート層にはメラミン樹脂、イソシアネートなどの架橋剤やシリカ、カオリナイト、タルク、炭酸カルシウム、ゼイライト、アルミナ、硫酸バリウム、カーボンブラック、酸化亜鉛、酸化チタン、有機白色顔料、ベンゾグアナミン粒子、架橋ポリスチレン、架橋アクリル粒子、水酸化アルミニウムなどの粒子を加えることも構わない。
このようにして得られたフィルムは、従来のフィルムに対し、インクを速やかに吸収し、表面に鉛筆での描画性を有し、プリンター内でしわやカールの発生しにくいインクジェットプリンター用に好適な記録シートを提供することができる。
【0021】
実施例
次に本発明の実施例および比較例を示す。
まず、本発明に用いる測定・評価方法を以下に示す。
1)見かけ比重
フィルムを5.00cm×5.00cmの正方形に性格に切り出し、その厚みを50点測定し平均厚みをtμmとし、それの重さを0.1mgまで測定しwgとし、下式によって計算した。
【0022】
見かけ比重(−)=w/(5×5×t)×10000
【0023】
【数2】
次に、神崎製紙(株)製分子配向計MOA−2001Aを用い、上記の厚みTを代入して、マイクロ波領域での屈折率を縦方向主軸と横方向主軸に沿って求めた。そして、下式によって面内複屈折を求めた。
【0024】
【数3】
3)描画性
インク受容層の上から2Hの鉛筆で描画できれば○、できなければ×とした。
4)インク吸収性
インクジェット用プリンター(セイコーエプソン(株)製 MJー700V2C)で4色プリントし、1分後にプリント面を指でこすった。このときプリントインクがとれない場合を○、とれた場合を×とした。
5)しわ
4)のプリンターで出力したときに、記録フィルム(紙)にしわが見られなければ○、見られるが許容できる範囲ならば△、プリント物の美観を損なうほどしわが見られれば×とした。
【0025】
6)熱収縮率
フィルムを幅10mm、長さ250mmとり、200mm間隔で印をつけ5gの一定張力下で固定し印の間隔Aを測る。続いて、無張力下で30分間、150℃の雰囲気中のオーブンにいれた後の印の間隔Bを求め、以下の式により熱収縮率とした。
【0026】
【数4】
7)光線透過率
JIS−K6714に準じ、ポイック積分球式H.T.Rメーター(日本精密光学製)を用い、フィルムの光線透過率を測定した。この値が小さいほど隠ぺい性が高い。
【0027】
実施例1
原料として、固有粘度0.62のポリエチレンテレフタレート樹脂83重量%に一般用ポリスチレン(三井東圧化学社製 T575−57U)13重量%およびアナターゼ型二酸化チタン(富士チタン社製 TA−300)4重量%を混合したものを押出機に供給し、 290℃で溶融押し出しし、30℃の冷却ドラム上に静電密着法を用いてキャスティングし、厚さ750ミクロンの未延伸フィルムを作成した。
次いで、このフィルムを70℃に加熱されたロールによって予熱し、赤外線ヒーターを用いて更に加熱し、周速の異なるロール間で縦方向に 3.7倍延伸した。このとき、高速ロール(延伸ロール)の温度は70℃とした。
そして延伸終了直後に、冷却することなく、ロール間で14%の緩和処理を施した。したがって、緩和後の縦延伸倍率は3.2 となった。
次いで縦緩和終了後のフィルムをテンターに導き、 140℃で8秒間予熱した後、同じ温度で横方向に 3.6倍延伸した。次いで、 220℃で5秒間熱処理した後、同温度で更に横方向に8%再延伸し、更に同温度で5秒間熱処理した。
このようにして、厚さ75ミクロンの微細空洞含有ポリエステル系フィルムを得た。
得られたフィルムの特性を表1に示した。
【0028】
またこのフィルムの両面に、共重合ポリエステル樹脂(東洋紡績製 バイロン)とイソシアネート含有ポリウレタン樹脂(第一工業製薬製 エラストロン)をそれそれ2重量%ほど水とイソプロピルアルコールの7/3(重量比)混合溶液に混合し、ワイヤーバー(#5)で塗布した。その後、80℃で2分間、170℃で30秒間乾燥させた。
このフィルムの片面にポリビニルアルコール(クラレ製 PVA117)20重量部を水230重量部に溶解させて得たPVA溶液を乾燥後10g/m2となるようにワイヤーバーで塗布して、インクジェット記録用フィルムを得た。
【0029】
実施例2
原料として、ポリエチレンテレフタレート88重量%と(三井ノーブレン製 JHH−M)結晶性ポリプロピレン8重量%およびアナターゼ型二酸化チタン4重量%の混合物を用いること以外は、実施例1と同様の方法により、実施例2の微細空洞含有ポリエステル系フィルムを得た。
得られたフィルムの特性を表1に示した。
【0030】
実施例3
実施例1の原料をA層とし、B層の原料として固有粘度0.62のポリエチレンテレフタレート樹脂98重量%と球状ゼオライト粒子2重量%(水沢化学製 JC−20)として、それぞれ別々の押出機に投入し、混合、押出しし、1つのダイスに導き、実施例1と同様に未延伸シートを得た後、このフィルムを70℃に加熱されたロールによって予熱し、赤外線ヒーターを用いて更に加熱し、周速の異なるロール間で縦方向に3.7倍延伸した。このとき、高速ロール(延伸ロール)の温度は70℃とした。
そして延伸終了直後に、冷却することなく、ロール間で14%の緩和処理を施した。したがって、緩和後の縦延伸倍率は3.2 となった。
このあと両面に共重合ポリエステル樹脂(東洋紡績製 バイロン)とイソシアネート含有ポリウレタン樹脂(第一工業製薬製 エラストロン)をそれそれ4重量%ほど水とイソプロピルアルコールの7/3(重量比)混合溶液に混合したものを、塗布し、100℃で乾燥した後に、テンターに導き、140 ℃で8秒間予熱した後、同じ温度で横方向に 3.6倍延伸した。次いで、220 ℃で5秒間熱処理した後、同温度で更に横方向に8%再延伸し、更に同温度で5秒間熱処理した。
このフィルムの片面にポリビニルアルコール(クラレ(株)製 PVA117)20重量部を水230重量部に溶解させて得たPVA溶液を乾燥後10g/m2となるようにワイヤーバーで塗布して、インクジェット記録用フィルムを得た。
【0031】
比較例1
縦延伸倍率を 3.7倍とし、縦緩和処理を行わないこと以外は、実施例2と全く同様の方法で比較例1の微細空洞含有ポリエステル系フィルムの作成を試みた。しかし、この場合横延伸時の破断が頻発した。
【0032】
比較例2
縦延伸倍率を 3.7倍として縦緩和処理を行わないこと、および横延伸倍率を3.2 倍として再横延伸を行わないこと以外は、実施例2と全く同様の方法で比較例2の微細空洞含有ポリエステル系フィルムを得た。
得られたフィルムの特性を表1に示した。
【0033】
比較例3
縦延伸倍率を 3.2倍とし、縦緩和処理を行わないこと以外は、実施例1と全く同様の方法で比較例3の微細空洞含有ポリエステル系フィルムを得た。
得られたフィルムの特性を表1に示した。
【0034】
参考例1
原料として、ポリエチレンテレフタレート樹脂96重量%、二酸化チタン4重量%を混合したものを用いたこと以外は、実施例1と全く同様の方法でインクジェット記録用フィルムを得た。
【0035】
比較例4
実施例1において、PVAからなる受容層を設けなかった以外は全く同様の方法において得た。
【0036】
比較例5
実施例4において二酸化チタンを含有しなかった以外は全く同様の方法においてインクジェット記録用フィルムを得た。裏が透けてみえるので、印刷物が見づらく本目的に反するものとなった。
【0037】
比較例7
白色ポリエステルフィルムの代わりにセイコーエプソン(株)製スーパーファイン専用紙(MJSP1)を使用してプリントした。プリント物はインクを吸収したため、全体に波打ってしまった。また、プリント面を40倍に拡大して観察したところ、イエロー、シアン、マゼンダおよびブラックの各色のドットが実施例1から3及び参考例1のものに比べ、約1.5倍になっていた。そのため、全体にプリント物が実施例1から4のものに比べ、鮮明さにかけていた。
【0038】
【発明の効果】
本発明は、インクを速やかに吸収し、表面に鉛筆での描画性を有し、プリンター内でしわやカールの発生しにくいインクジェットプリンター用に好適な記録フィルムとなった。
【0039】
【表1】
Claims (1)
- 白色ポリエステルフィルム(基材フィルム)の少なくとも片面に、インク受容層を有するインクジェット記録用白色ポリエステルフィルムの製造方法であって、前記の基材フィルムは、見掛け比重が0.8以上1.3未満、光線透過率が30%以下、面内複屈折が−0.02〜+0.04の空洞含有白色ポリエステルフィルムであり、ポリエステルと、該ポリエステルに非相溶の熱可塑性樹脂からなる未延伸フィルムを縦方向に1段または多段で3.0倍以上延伸した後、縦方向に3%以上の緩和処理を施し、次いで緩和処理後の縦延伸倍率以上の倍率で横延伸・熱処理を行って製造することを特徴とするインクジェット記録用白色ポリエステルフィルムの製造方法。
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