JP3872822B2 - 改質プラスチックフィルム - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、改質プラスチックフィルムに関し、特に熱によるフィルム全体の波打ち、湿度によるフィルム端部の波打ちを低下させた改質プラスチックフィルムに係わる。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、プラスチックフィルムは、第二原図用フィルム、印刷製版、オーバーヘッドプロジェクタ用フィルム、ビデオテープ、オーディオテープ、フロッピーディスク、写真フィルム、その他各種工業材料、建築材料、装飾材料、家庭用材料等の各種支持体として種々の分野で使用されている。このようなプラスチックフィルムとしては、ポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、アセチルセルロースフィルム、塩化ビニルフィルム等がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、プラスチックは一般に軟化点があまり高くなく、例えば、最も市場に普及しているポリエステルであっても軟化点は約１７０℃であり、この温度以上に加熱される用途に使用すると、プラスチックフィルムは軟化し、変形を生ずる。このような用途としては、例えばＰＰＣ複写機等の出図用紙として使用した場合に、定着熱によりフィルムが変形し、全体として非常に波打った状態で出図されてしまう。この現象は、レーザービームプリンタ等の定着温度が高い機種や、定着時間が長い機種の場合に特に顕著であり、このような機種では機械の内部の搬送経路で用紙詰まりを起こしてしまう。
【０００４】
従って、このような用途にフィルムを使用する場合は、定着温度が低く、定着時間が短い機種でしか使用することができず、レーザービームプリンタ等においては紙のみが使用可能であり、プラスチックフィルムを使用することはできなかった。
一方、プラスチックフィルムを使用した各種フィルムは、断裁してシート状にして積層したり、ロール状に巻かれた状態で保管される。このような状態で保管されたフィルムは、シートであれば端部四辺から、ロール状であれば端部二辺から吸湿し、広げてみると端部が波打った状態、いわゆる花びらが発生する。このような花びらの発生は、写真製版分野においては、感光性フィルムの密着焼き付け時の密着不良や、自動作画機によるマスキングフィルムのカット不良、カットラインの歪みや位置ずれ等の種々の問題を生ずる。また、設計製図分野では、トレーシングフィルムにペンプロッタで作図する際の画線飛び、画線歪み、用紙の位置ずれや、静電複写用第二原図フィルムを静電複写機で複写する際の用紙詰まり、感光性第二原図フィルムの密着焼き付け時の密着不良等の種々の問題を生ずる。
【０００５】
このような、花びらを解消する方法としては、隣合うフィルムの間に湿度を調節した調湿紙を挟み込んで、外気の湿度の影響を減らすことにより行われている。このため、製造工程においては調湿紙を挟み込む工程が増加し、フィルムの使用時には調湿紙を剥がして破棄しなければならず、作業が煩雑になり、また省資源の点でも問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであって、熱によるフィルム全面の波打ち現象、湿度による端部の波打ち現象を著しく減少させることができる改質プラスチックフィルムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の改質プラスチックフィルムは、プラスチックフィルムの両面に鉛筆硬度Ｈ以上の電離放射線硬化型樹脂層を設けたものである。
更に、好ましくは電離放射線硬化型樹脂層は光重合性プレポリマー、光重合性モノマー、光重合開始剤を含有するものである。
【０００８】
以下、本発明の改質プラスチックフィルムについて説明する。
図１に示すように、改質プラスチックフィルム１はプラスチックフィルム２の両面に電離放射線硬化型樹脂層３が積層された構造を有するものである。
プラスチックフィルム２はポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン、アセチルセルロース、塩化ビニル樹脂、フッ素系樹脂等が使用でき、延伸加工、特に二軸延伸されたものは、機械的強度、寸法安定性が向上され好ましい。
【０００９】
プラスチックフィルムの厚さは適用される材料に対して適宜選択することができるが、一般には４〜２５０μｍである。
支持体の両面に形成される電離放射線硬化型樹脂層３はプラスチックフィルム２を挟持、固定し、熱や湿度によるプラスチックフィルムの変形を防止するためのもので、プラスチックフィルムの改質に係わるものである。
【００１０】
このような電離放射線硬化型樹脂層は電子線、あるいは紫外線照射により硬化される樹脂を含有する塗料から形成される。
電離放射線硬化塗料は光重合性プレポリマー、光重合性モノマー、光重合開始剤を含有するものであり、必要に応じて増感剤、顔料、充填剤、非反応性樹脂、レベリング剤等の添加剤、溶剤を含有するものである。
【００１１】
光重合性プレポリマーはその構造、官能度、分子量が電離放射線硬化塗料の硬化に関係し、電離放射線硬化型樹脂層の接着性、硬度、耐クラック性等の特性を定めるものである。光重合性プレポリマーは骨格中に導入された官能基が電離放射線照射されることによりラジカル重合及び／またはカチオン重合するものである。ラジカル重合により硬化するものは硬化速度が速く、樹脂設計の自由度も大きいため、特に好ましい。
【００１２】
ラジカル重合性プレポリマーとしては、アクリロイル基を有するアクリル系プレポリマーが特に好ましく、１分子中に２個以上のアクリロイル基を有し、３次元網目構造となるものである。アクリル系プレポリマーとしては、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、メラミンアクリレート、ポリエステルアクリレート等が使用できる。
【００１３】
光重合性モノマーは高粘度の光重合性プレポリマーを希釈し粘度を低下させ作業性を向上させるために、また、架橋剤として塗膜強度を付与するために使用される。光重合性モノマーとしては、２−エチルヘキシルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート等の単官能アクリルモノマー、１、６−ヘキサンジオールアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコールアクリレート等の２官能アクリルモノマー、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリメチルプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート等の多官能アクリルモノマー等の１種若しくは２種以上が使用される。
【００１４】
また、光重合性モノマーの混合量が多くなると塗膜は硬くなるため、所望の硬度あるいは所望の可撓性が得られるよう、混合割合を適宜選択するとよい。各種材料の支持体とするため、その支持体の要求性能、例えば材料を曲げたり、折ったりする場合は所望の可撓性を得るため、可撓性に優れた非反応性樹脂を混合することにより硬度を調節することもできる。このような非反応性樹脂としては、熱硬化性、熱可塑性のアクリル樹脂、エポキシ樹脂等を使用することができる。
【００１５】
光重合開始剤は電離放射線の照射によりアクリロイル基の重合反応を短時間で開始させ、反応を促進させるために添加され、触媒的な作用を有するものである。光重合開始剤は特に紫外線照射により硬化を行う場合は必要とされ、高いエネルギーの電子線を照射するときは必要としない場合もある。光重合開始剤の種類としては、開裂することによりラジカル重合させるもの、水素を引抜くことによりラジカル重合させるもの、あるいはイオンを発生させることによりカチオン重合させるものもある。このような光重合開始剤としては何れのものであっても使用でき、例えば、ベンゾインエーテル系、ケタール系、アセトフェノン系、チオキサントン系等のラジカル型光重合開始剤、ジアゾニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩、トリアリールビリリウム塩、ベンジルピリジニウムチオシアネート、ジアルキルフェナシルスルホニウム塩、ジアルキルヒドロキシフェニルスルホニウム塩、ジアルキルヒドロキシフェニルホスホニウム塩等や複合系のカチオン型光重合開始剤等が挙げられ、これらの１種あるいは２種以上が使用できる。光重合開始剤は樹脂固形分に対して２〜１０重量％、好ましくは３〜６重量％混合して使用する。
【００１６】
更に、電離放射線硬化塗料には、必要に応じて増感剤、顔料、充填剤、非反応性樹脂、レベリング剤等の添加剤を含有させてもよい。また、各組成物に対して相溶性のある溶剤によって希釈して塗料とすることができる。
電離放射線硬化塗料を硬化させるには、電子線あるいは紫外線を照射する。電子線を照射する場合、走査型あるいはカーテン型の電子線加速器を用い、加速電圧１０００ｋｅＶ以下、好ましくは１００〜３００ｋｅＶのエネルギーを有し、１００ｎｍ以下の波長領域の電子線を照射して行うことができる。紫外線を照射する場合、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、キセノンアーク、メタルハライドランプ等を用い、１００〜４００ｎｍ、好ましくは２００〜４００ｎｍの波長領域で、７１〜２８５ｋｃａｌ／ｍｏｌのエネルギーを有する紫外線を照射する。
【００１７】
このような組成の電離放射線硬化型樹脂層を形成するには、電離放射線硬化塗料をプラスチックフィルムに塗布し、電子線あるいは紫外線を照射して形成する。電離放射線硬化塗料をプラスチックフィルムに塗布するには、通常の塗布方法、例えば、メイヤーバーコーティング、ブレードコーティング、グラビヤコーティング、スピンコーティング、スプレーコーティング等により行うことができる。
【００１８】
プラスチックフィルムに塗布された電離放射線硬化塗料に電子線あるいは紫外線を照射して硬化する場合、酸素の存在及び塗膜の厚さが硬化と密接に関係する。電離放射線が照射されて発生したラジカルは酸素を補足するため、硬化を抑制してしまう。このため、塗膜の厚さが薄いと、塗膜体積に占める表面積が大きくなり、空気中の酸素により硬化阻害を受けやすい。また、塗膜の厚さが厚いと、電離放射線が内部まで透過しにくく、表面が硬化しても、内部の硬化が充分でなく、塗布界面の未硬化部分の存在のため、電離放射線硬化型樹脂層とポリエステルフィルムの密着不良を生じてしまう。このような硬化阻害、未硬化を防止するため、特に電子線照射の場合はＮ₂ガス等の不活性ガス下で照射を行うことができる。また、塗膜の厚さを調整し、硬化速度の速い光重合性プレポリマー、光重合性モノマーを選択し、光重合開始剤の混合量を増加することにより硬化阻害を防止することができる。
【００１９】
電離放射線硬化型樹脂層の硬度は、ＪＩＳ−Ｋ５４００における鉛筆硬度でＨ以上、好ましくは２Ｈ以上が必要である。Ｈより低い場合には、湿度あるいは熱によるプラスチックフィルムの変形を効果的に抑えることができないからである。
電離放射線硬化型樹脂層の膜厚は、使用するプラスチックフィルムの種類、厚さに依存する。即ち、軟化点が低いプラスチックフィルムを使用する場合、あるいはプラスチックフィルムの厚さが厚い場合には、電離放射線硬化型樹脂層の膜厚を厚くしなければならない。但し、加熱時間が比較的短い用途に厚さの厚いプラスチックフィルムを使用すれば、プラスチックフィルムの内部まで熱が伝わりにくくフィルムの熱変形は起こりにくいことから、膜厚が比較的薄くても使用可能である。このように電離放射線硬化型樹脂層の膜厚は一概には決められないが、例えば、２００℃で熱定着を行うレーザービームプリンタ用出図用紙として、５０μｍのポリエステルフィルムを使用する場合には、電離放射線硬化型樹脂層の厚さは１〜３０μｍ、好ましくは３〜１０μｍ程度である。
【００２０】
このような電離放射線硬化型樹脂層に挟持された改質プラスチックフィルムは、２００℃以上の定着温度を有する複写機に使用してもフィルムの波打ち現象は殆どないものである。また、シートで積層した状態あるいはロール状で高湿度下に放置しても花びらの発生が著しく減少する。
この熱による波打ち現象は、電離放射線硬化型樹脂層の軟化温度が高く、また、硬度が高いために抑えられるものと思われる。即ち、プラスチックフィルムの両面に電離放射線硬化型樹脂層が配置され、プラスチックフィルムを挟み込む構造を有しているため、熱によりプラスチックフィルムが軟化しても、プラスチックフィルムが変形することができないからである。また、この構造がプラスチックフィルムに熱を伝導し難くしていることも、波打ち現象の発生を抑えるのに作用しているものと考えられる。
【００２１】
また、湿度による花びら現象も、プラスチックフィルムが硬度のある電離放射線硬化型樹脂層に挟持されているため、端部が吸湿してもプラスチックフィルムが変形することができないように抑えられているためであると思われる。
このような改質プラスチックフィルムを基材として電離放射線硬化型樹脂層上に種々の層を形成し、熱による波打ち、湿度による端部の波打ちを防止し、種々の特性を有する材料を形成することができる。
【００２２】
例えば、トナー易接着層を設け、ＰＰＣ用第二原図フィルム、オーバーヘッドプロジェクタ用フィルム等とし、ＰＰＣ複写機、レーザービームプリンタ等の出図用紙として使用し、波打ちを減少させることができる。
また、筆記層や、静電記録層を設け、トレーシングフィルム、静電記録用フィルムとし、ペンプロッタ、静電プロッタ等に使用しても端部の花びらが減少しているため、画線歪み、用紙の位置ずれ、用紙詰まり等をなくすこともできる。更に、これで作製した図面を第二原図として感光材料に焼き付けても密着不良をおこすことがない。
【００２３】
更に、遮光性剥離層を設け、自動作図機によるカット不良、カットラインの歪み、位置ずれ等がないマスキングフィルムとして使用することもでき、これを使用して感光材料に焼き付けしても、密着不良を起こすことがない。
更にまた、感光層を設け、焼き付け時の密着不良がなく、現像時の現像液による支持体の平面性不良のない感光性フィルムとして使用することもできる。
【００２４】
また、磁性膜を積層し、ビデオテープ、オーディオテープ、フロッピーディスク、プリペイドカード等とすることもでき、その他、プラスチックフィルムを使用して平面性が必要な全てのものに適用できる。
以上の説明は本発明の一実施例であって、本発明はこれに限定されない。即ち、プラスチックフィルムと電離放射線硬化型樹脂層間に接着層等を介してもよく、また、プラスチックフィルムに易接着処理が施されたものであってもよい。
【００２５】
【作用】
本発明の改質プラスチックフィルムは、プラスチックフィルムの両面に、光重合性プレポリマー、光重合性モノマー、光重合開始剤を含有し鉛筆硬度がＨ以上の電離放射線硬化型樹脂層を設けたため、プラスチックフィルムが加熱されてもフィルム全体の波打ち現象の発生がなくなり、高温多湿の環境下にロール状或いはシートで積層した状態で放置しても花びらの発生が抑制されるものであり、良好な平面性を維持できる。このため、電離放射線硬化型樹脂層上に種々の層を設けることにより、プラスチックフィルムを支持体とした種々の材料に上記の性能を付与することができる。
【００２６】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００２７】
【実施例】
厚さ５０μｍのポリエステルフィルムの両面に、以下の組成の電離放射線硬化塗料を作製して、メイヤーバーにて塗布し、高圧水銀灯により紫外線を１〜２秒照射して厚さ３．５μｍの電離放射線硬化型樹脂層を設け、改質プラスチックフィルムを得た。
電離放射線硬化塗料組成（固形分：２５重量％）
紫外線硬化型アクリル樹脂 １３．０重量部
(UniDic 17-806:大日本インキ化学工業社製)
メチルエチルケトン １２．０重量部
トルエン １２．０重量部
エチルセロソルブ ４．７重量部
光重合開始剤 ０．３重量部
(IrgCure 651:チバガイギー社製)
（花びら評価試験）
得られた改質プラスチックフィルムを５９４×８４１ｍｍに断裁後１００枚積層し、温度３６．５℃、湿度９０％以上の環境下に２４時間放置した後、上から３枚目及び５０枚目のフィルムを取り出して花びらの発生をみた。図２に上から３枚目（ａ）及び５０枚目（ｂ）のフィルム１に生じた花びら４を示す。図中の数字は花びらの高さを示す。
【００２８】
比較例として、厚さ５０μｍのポリエステルフィルムを同様に断裁後積層し、同様の環境下に放置したものについて、同様に花びらの発生をみた。図３に上から３枚目（ａ）及び５０枚目（ｂ）のフィルム２に生じた花びら４を示す。図中の数字は花びらの高さを示す。
以上の結果からも明らかなように、本発明の改質プラスチックフィルムは花びらが僅かに生じたにすぎず、高湿度下においても平面性を維持していることが認められた。
【００２９】
（温度による波打ちの評価試験）
得られた改質プラスチックフィルムに、大型図面用複写機（ＸＥＲＯＸ ５０８０：富士ゼロックス社製）を使用して定着温度をフィルムモード４（約２５０℃）で出図を行った。
改質プラスチックフィルムは出図後においても、図４に示すように、出図前と同様に波打ちが全く認められなかった。
【００３０】
比較例として、厚さ５０μｍのポリエステルフィルムに同様に大型図面用複写機で出図を行った。
ポリエステルフィルムは出図中に大型図面用複写機の定着部以降の搬送経路に用紙詰まりを起こした。このため、５ｃｍのキャリア紙をポリエステルフィルムの先端部に接着して出図を行ったところ、用紙詰りを起こすことなく出図されたが、図５に示すように、１０ｍｍ以上の高さの波打ちが多数発生し、使用に堪えるものでなかった。
【００３１】
結果からも明らかなように、改質プラスチックフィルムは熱による波打ち現象が発生せず、平面性が著しく向上されたことがわかった。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の改質プラスチックフィルムは、プラスチックフィルムの両面に、電離放射線硬化型樹脂層を設けたため、２００℃以上の温度に加熱されてもフィルム全体の波打ち現象の発生が殆どなく、高温多湿の環境下にロール状或いはシートで積層した状態で放置しても花びらの発生が抑制されるものであり、良好な平面性を維持できる。このため、電離放射線硬化型樹脂層上に種々の層を設けることにより、プラスチックフィルムを支持体とした種々の材料に上記の性能を付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す断面図。
【図２】本発明の一実施例の湿度特性を示す図。
【図３】従来例の湿度特性を示す図。
【図４】本発明の一実施例の複写後の写真。
【図５】従来例の複写後の写真。
【符号の説明】
１‥‥‥改質プラスチックフィルム
２‥‥‥プラスチックフィルム
３‥‥‥電離放射線硬化型樹脂層
４‥‥‥花びら

Claims (2)

1. 改質プラスチックフィルムと、該改質プラスチックフィルム上に形成された所定の層とを有し、前記改質プラスチックフィルムは、プラスチックフィルムの両面に配置された鉛筆硬度Ｈ以上の電離放射線硬化型樹脂層によって挟持された改質プラスチックフィルムであり、前記所定の層は、トナー易接着層、筆記層、静電記録層、遮光性剥離層、感光層および磁性膜から選ばれる層であることを特徴とする所定の層を備えた改質プラスチックフィルム。
2. プラスチックフィルムの両面に電離放射線硬化型塗料を塗布し、硬化させることにより、鉛筆硬度Ｈ以上の硬度を有する電離放射線硬化型樹脂層を形成して改質プラスチックフィルムとし、前記改質プラスチックフィルムの電離放射線硬化型樹脂層の上に、トナー易接着層、筆記層、静電記録層、遮光性剥離層、感光層および磁性膜から選ばれる層を形成することを特徴とする所定の層を備えた改質プラスチックフィルムの製造方法。

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