JP4738661B2 - 感熱性孔版印刷用版材とその製造方法および製造装置、ならびに孔版印刷機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、和紙や不織布等のインク透過性支持体を有することなく、実質的に熱可塑性樹脂フィルムのみからなる感熱性の孔版印刷用版材と、その製造方法および製造装置に関し、特に熱可塑性樹脂フィルムとして、十分な硬さを有するポリエステルフィルムを採用することを可能にする孔版印刷用版材と、その製造方法および製造装置に関する。尚、ここで「実質的に熱可塑性樹脂フィルムのみからなる」と表現しているのは、例えばフィルムの表面に帯電防止コーティングや融着防止コーティングが施されている場合もあるが、そのようなコーティング層を有する場合も、支持体を有していなければ実質的にはフィルムのみからなる構成であることを示している。
【０００２】
【従来の技術】
従来、孔版印刷において版に用いられる原紙としては、和紙や不織布等のインク透過性の支持体に、ポリエステル等の熱可塑性プラスチックのフィルムを接着剤で貼り合せた所謂ラミネート型原紙が一般に使用されている。支持体の厚さが一般に３０〜４０μｍ程度であるのに対して、熱可塑性プラスチックのフィルム厚は、約１．５μｍ程度であり、そのフィルムを感熱穿孔して形成した孔版からインクを出して印刷が行われている。感熱穿孔は、主にサーマルヘッドとプラテンローラとの間に上述の原紙を挿入して、サーマルヘッドの加熱により行われている。
【０００３】
このような構成により製版して行われる孔版印刷について、従来から、インク透過性の支持体に熱可塑性プラスチックのフィルムを接着剤で貼り合せた原紙を用いることの不都合が種々挙げられており、支持体を用いずに熱可塑性プラスチックのフィルムだけで原紙（版材）を構成する案が数多く提案されている。しかしながら、実際に現実のものとして実用化に至っているものはなく、いずれの提案も何らかの技術的障壁を乗り越えなければならないのが実情である。特に、版材を熱可塑性プラスチックのフィルムのみで構成する場合、フィルムの厚さをある程度厚くしなければ取り扱いにくく、また厚いフィルムに感熱穿孔するには、サーマルヘッドの出力を大きくしなければならず、そのことが種々の問題を引き起こして実用化の最大の難関となっていた。
【０００４】
上述のような、支持体を用いずに熱可塑性プラスチックのフィルムだけで原紙（版材）を構成するものとして、例えば特公昭５１−４９９号には、支持体を用いない熱可塑性プラスチックのフィルムの片面にエンボス加工を施した感熱性孔版原紙が開示されている。このフィルムは、サーマルヘッドを用いて穿孔するものではなく、赤外線照射により発熱させて穿孔することを前提としたものであり、熱可塑性プラスチックのフィルムとしては塩化ビニリデン〜塩化ビニル共重合体、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル等が使用できるとしている。しかしこれらの材料は、比較的柔軟な熱可塑性プラスチックであり、エンボス加工は比較的簡単に行えるのであるが、フィルムの肉厚部の厚さを１５〜６０μｍ（その実施例においては２５μｍ）ほどにすることが必要であり、支持体を有する所謂ラミネート型原紙と比べてさほど薄くならず、実用化には至らないものであった。
【０００５】
また今日、ラミネート型原紙に用いられているポリエステルを単独で熱可塑性プラスチックフィルムとして用いることができないか、という技術的課題はあっても、これにエンボス加工を施すことはポリエステル樹脂の硬度がかなり高いために非常に困難であり、これまで実現化には至っていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述のごとき従来の技術的課題に鑑み、これを有効に解決すべく創案されたものである。したがって本発明は、熱可塑性プラスチックのフィルムだけで原紙（版材）を構成し、ラミネート型原紙と比べて十分に薄くできる版材と、その製造方法ならびに製造装置、そしてそのような版材の製造装置を備えた孔版印刷機を提供しようとするものである。
【０００７】
特に、熱可塑性プラスチックの中でも比較的硬質なポリエステルフィルムだけで原紙（版材）を構成することを可能にし、その具体化を達成しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る感熱性孔版印刷用版材は、上述のごとき従来技術における課題を解決し、その目的を達成するために以下のような構成を備えている。即ち、熱可塑性プラスチックのフィルムとして、延伸したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムか、或いは延伸したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）との共重合による低融点フィルムを用いて所定厚さの感熱性孔版印刷用版材を構成しており、さらにこのフィルムは、その一方の面に多数の微小凹部が型押加工により形成されている。その型押加工は、延伸したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムの場合には５０℃以上２７０℃以下で行われるのが好ましく、より好ましくは８０℃以上１８０℃以下で行われる。また延伸したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）との共重合による低融点フィルムの場合には、５０℃以上１２０度以下で型押加工されるのが好ましい。
【０００９】
本発明に係る別の感熱性孔版印刷用版材は、熱可塑性プラスチックのフィルムとして、結晶度２０％以下のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムか、或いは結晶度２０％以下のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）との共重合による低融点フィルムを用いて所定厚さの感熱性孔版印刷用版材を構成しており、フィルムの一方の面に多数の微小凹部が型押加工により形成されている。その型押加工は、結晶度２０％以下のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムの場合には３０℃以上２７０℃以下で行われるのが好ましく、より好ましくは６０℃以上１００℃以下で行われる。また結晶度２０％以下のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）との共重合による低融点フィルムの場合には、４０℃以上１００度以下で型押加工されるのが好ましい。
【００１１】
上記フィルムの厚さは、１．５μｍ以上２０μｍ以下であるのが好ましい。これは、取り扱い可能な限界厚さを考えると１．５μｍ程度が下限であろうが、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、取り扱い易さを考えると４μｍ以上または５μｍ以上程度が好ましいであろう。また、微小凹部を形成する場合にもフィルム自体の強度を損わずに、適当な深さの凹部を形成することができる厚さとして、４μｍ以上または５μｍ以上程度が好ましいであろう。逆に２０μｍを超える厚さになると、従来のラミネート型原紙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、また材料の無駄でもある。
【００１２】
上記凹部を型押し成形した後、さらに延伸加工を行うことが好ましい。これにより、型押加工によるフィルムの歪みやカールのような癖を取り除きハンドリング性の良い版材にすることが出来る。さらに延伸加工によって凹部薄肉部分に延伸応力が集中するので、薄肉部分がさらに薄くなり、より少ない製版エネルギーで製版することが可能になる。
【００１３】
上記微小凹部は、インク透過を許容しない程度に小さい貫通孔とすることができる。この場合、貫通孔は、上記フィルムの一方の面における開口径が、他方の面における開口径よりも大きくされているのが好ましい。
【００１４】
また、上記微小凹部は、上記フィルムの厚さを部分的に減じて薄肉部を形成する陥凹部とすることもできる。この場合、上記陥凹部によって形成される薄肉底部の厚さは、フィルム厚さの１０％以上８０％以下であるのが好ましい。
【００１６】
次に、本発明に係る感熱性孔版印刷用版材の製造方法は、以下のように構成されている。すなわち、多数の微小な凸部を表面に持つ型押体と、該型押体の表面に対向して且つ平滑な表面を持つ支承体との間に、延伸した所定厚さのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを挿入し、該型押体と支承体との間で該フィルムの面を５０℃以上２７０℃以下で型押加工することにより、該フィルムの一方の面に多数の微小凹部を形成する。さらに、上記型押加工は、８０℃以上１８０℃以下で行われるのがより好ましい。
【００１７】
本発明に係る別の感熱性孔版印刷用版材の製造方法では、型押体と支承体との間に挿入するフィルムを、結晶度が２０％以下のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムとし、型押加工温度を３０℃以上２７０℃以下とする。型押加工温度は、６０℃以上１００℃以下とするのがさらに好ましい。
【００１８】
本発明に係る他の感熱性孔版印刷用版材の製造方法では、型押体と支承体との間に挿入するフィルムを、延伸したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）との共重合による低融点フィルムとし、型押加工温度を５０℃以上１２０℃以下とする。
【００１９】
本発明に係る更に別の感熱性孔版印刷用版材の製造方法では、型押体と支承体との間に挿入するフィルムを、結晶度が２０％以下のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）との共重合による低融点フィルムとし、型押加工温度を４０℃以上１００℃以下とする。
【００２１】
この製造方法における上記型押体および上記支承体は、それぞれ、例えばローラのような第１および第２の円筒状回転体とすることができる。あるいは、上記型押体を無端帯状回転体とし、上記支承体を、該無端帯状回転体の表面に対向して上記版材の面に押圧力を作用させる円筒状回転体とすることもできる。
【００２２】
上記凹部を型押体および上記支承体の後に、さらに延伸加工装置を置くこともできる。これにより、型押加工によるフィルムの歪みやカールのような癖を取り除きハンドリング性の良い版材にすることが出来る。さらに延伸加工によって凹部薄肉部分に延伸応力が集中するので、薄肉部分がさらに薄くなり、より少ない製版エネルギーで製版することが可能になる。
【００２３】
勿論、この製造方法で形成する微小凹部は、インク透過を許容しない程度に小さい貫通孔とすることができ、該貫通孔は、上記フィルムの一方の面における開口径が、他方の面における開口径よりも大きくされているのが好ましい。また、その微小凹部は、上記フィルムの厚さを部分的に減じて薄肉部を形成する陥凹部とすることもできる。
【００２４】
また、本発明に係る感熱性孔版印刷用版材の製造装置は、以下のような構成を備えている。すなわち、所定厚さのポリエステルフィルムからなる感熱性孔版印刷用版材を搬送するフィルム搬送経路と、多数の微小な凸部を有する表面を上記フィルム搬送経路に臨ませて配置された型押体と、上記フィルム搬送経路を挟んで上記型押体の表面に対向し、且つ平滑な表面を上記フィルム搬送経路に臨ませて配置された支承体とを備え、加工温度をｔ℃、フィルムの融点をｍ℃、フィルムのガラス転移点をｇ℃とするとき、上記型押体と支承体とが、それらの間で走行する上記版材の面に対して、１０^４×１０^{２（ｍ−ｔ）／（ｍ−ｇ）}以上のＰパスカルの押圧力を作用させ、該版材の一方面に微小凹部を連続的に形成するように構成されている。
【００２５】
上述の感熱性孔版印刷用版材の製造装置において上記フィルム搬送経路で搬送されるポリエステルフィルムは、延伸したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムか、結晶度が２０％以下のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムか、延伸したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）との共重合による低融点フィルムか、或いは結晶度が２０％以下のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）との共重合による低融点フィルムとすることができる。
【００２６】
この製造装置における上記型押体および上記支承体は、それぞれ、例えばローラのような第１および第２の円筒状回転体とすることができる。あるいは、上記型押体を無端帯状回転体とし、上記支承体を、該無端帯状回転体の表面に対向して上記版材の面に押圧力を作用させる円筒状回転体とすることもできる。
【００２７】
上記凹部を型押体および上記支承体の後に、さらに延伸加工装置を置くこともできる。これにより、型押加工によるフィルムの歪みやカールのような癖を取り除きハンドリング性の良い版材にすることが出来る。さらに延伸加工によって凹部薄肉部分に延伸応力が集中するので、薄肉部分がさらに薄くなり、より少ない製版エネルギーで製版することが可能になる。
【００２８】
勿論、この製造装置で形成する微小凹部は、インク透過を許容しない程度に小さい貫通孔とすることができ、該貫通孔は、上記フィルムの一方の面における開口径が、他方の面における開口径よりも大きくされているのが好ましい。また、その微小凹部は、上記フィルムの厚さを部分的に減じて薄肉部を形成する陥凹部とすることもできる。
【００２９】
また、本発明に係る孔版印刷機は、そこに内蔵される製版部へ原紙を供給する原紙搬送経路をフィルム搬送経路として、そのフィルム搬送経路に上述のような本発明に係る感熱性孔版印刷用版材の製造装置を設けることで構成することができる。
【００３０】
【実施の形態】
以下、本発明に係る感熱性孔版印刷用版材およびその製造方法ならびに製造装置の実施形態について、図１から図１３を参照して説明する。図１は、本発明に係る感熱性孔版印刷用版材を用いて行う製版方法を説明する概略図である。図中１０はサーマルヘッドであり、１１はプラテンローラである。その間に挟まれて図の左側から右側へ矢印の方向に送られているのが、例えば、延伸したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムからなる原紙１２である。図１は拡大断面で示しているが、各構成の実際の大きさは、原紙１２の厚さが数μｍ程度のオーダーであり、サーマルヘッド１０のヒータ部１３の長さは、原紙送り方向で数１０μｍから百数１０μｍ程度のオーダーである。また、図には部分的にしか表されていないが、プラテンローラ１１は約２０ｍｍ前後の直径を有するゴムローラである。
【００３１】
なお、原紙１２として使用可能な他の熱可塑性樹脂フィルムは、結晶度が２０％以下のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、延伸したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）との共重合による低融点フィルム、結晶度が２０％以下のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）との共重合による低融点フィルムである。
【００３２】
原紙１２には、プラテンローラ１１に接する側の面に多数の微小凹部１４がランダム配置で形成されている。図１では、ヒータ部１３に接している原紙１２の部分に穿孔すべく通電されている状態が示されており、微小凹部１４の底部が溶融して原紙１２を貫通し、インクが透過できる開口に形成されている。このように、サーマルヘッド１０のヒータ部１３に通電するか給電を遮断するかを制御することで所望の箇所にインク透過開口を形成して製版することができる。
【００３３】
このように、フィルム原紙１２の一方面に微小凹部１４が形成されているので、その反対側の面から加熱して穿孔するとき、フィルムの厚さ全部を貫通する孔を開けずとも、溶融部を微小凹部に連通させるだけでインク透過開口を形成することができる。
【００３４】
微小凹部１４が形成される密度は、所望の解像度に応じて変更できるが、１ドット中の開口率が５〜３０％程度となる密度で配置されているのが、美しい印刷をもたらし、且つ裏写りや裏抜けを防止するのに適切である。すなわち、サーマルヘッド１０のうち、一つのヒータ部１３に接しているフィルムの面積がマトリックスの１ドット分に相当し、その面積内には少なくとも一つの微小凹部１４が配置されていなればならないが、その数が多くなるほどヒータ部１３に通電されたとき１ドット内に多数のインク透過開口が形成されて開口率は高くなる。
【００３５】
また、微小凹部１４の配列は、規則的であってもよいが、所望の開口率に応じるような一定の密度範囲内で不規則であるほうが、印刷用紙上でインクの濃淡が縞状に現れる現象である「モアレ」が目立つのを防止するうえで好ましい。いずれの場合であっても、微小凹部１４の配列される平均ピッチは、サーマルヘッド１０のヒータ部１３の配列ピッチよりも細かくされる。
【００３６】
上記凹部を型押し成形した後に、さらに延伸加工を行うこともできる。これにより、型押加工によるフィルムの歪みやカールのような癖を取り除きハンドリング性の良い版材にすることが出来る。さらに延伸加工によって凹部薄肉部分に延伸応力が集中するので、薄肉部分がさらに薄くなり、より少ない製版エネルギーで製版することが可能になる。
【００３７】
図２は、微小凹部１４がインク透過を許容しない程度に小さい貫通孔である場合の原紙１２を断面斜視図で示している。製版時に加熱される側となる面２０の開口２１の径はインク透過を許容しないように十分小さいものであるが、反対側の面２２における開口２３の径はそれよりも大きくてよく、該凹部１４内にインクが浸入するのを許容する程度に大きくてよい。なお、図３は微小凹部１４が薄肉底部２４を形成する陥凹部に形成された状況を示している。
【００３８】
また、微小凹部１４を陥凹部に形成する場合、フィルムの材質にもよるが、薄肉底部２４の厚さは、フィルムの厚さの約８０％以下とするのがよいであろう。なお、フィルムの延伸時の残留応力によっては微小な表面凹部に応力が集中して開口を促す場合もあるので、その場合にはフィルム厚さの２０％程度の深さの凹部でも効果がある。一方、フィルムの延伸時の残留応力が少ない場合には凹部の深さは深く（薄肉底部の厚さは薄く）する必要があり、その場合には薄肉底部の厚さは２μｍ程度以下が望ましい。
【００３９】
なお、原紙１２に感熱穿孔するための熱源としてはサーマルヘッドが一般的であるが、その他の手段としてレーザーが用いられる場合もあり、その出力を小さくすることができる点では、熱源がサーマルヘッドであってもレーザーであっても同様である。そして熱源にレーザーが用いられる場合、微小凹部１４の配列される平均ピッチは、レーザーの送りピッチより細かくされる。
【００４０】
熱可塑性樹脂フィルムからなる原紙１２に微小凹部１４を形成するには、凸状体をフィルムの一方面に押し付ける型押加工を行う。一般に、フィルム状の薄い物体に貫通孔を形成するまで凸状体を押し付けるのは困難であり、通常は凸状体押し付け面と反対側の面に薄皮状態の層が残る（薄肉底部を形成する陥凹部となる）か、あるいは、僅かに亀裂程度の開口（インク透過を許容しない程度の小開口）が形成される程度にしか押し付けられない。この性質を利用して加工を行えば、加工面側に適当な微小凹部が形成され、その微小凹部が反対側の面に達したとしてもインク透過を許容するほどの開口にはならない。
【００４１】
上述した各材質のフィルムに微小凹部の型押加工を行う際の適正な加工条件を求めるために、次のような実験を行った。用いたフィルムは、それぞれ厚さ１２μｍの延伸したＰＥＴフィルムＡと、結晶度が２０％以下のＰＥＴフィルムＢと、延伸したＰＥＴとＰＢＴとの共重合による低融点フィルムＣと、そして結晶度が２０％以下のＰＥＴとＰＢＴとの共重合による低融点フィルムＤである。厚さ０．２ｍｍのステンレス板の表面に深さ１８μｍのフォトエッチングを施し、直径４０μｍ、高さ１８μｍの円形微小凸部を６０μｍのピッチで多数形成した型押材を得る。この型押材に上述の各フィルムをそれぞれ重ね合わせて、直径１００ｍｍ長さ２００ｍｍの鉄ローラ対の間に通した。各種の加工温度、各種の加工圧力の加工条件で各フィルムを型押加工して版材を作成し、それぞれの版材について次の製版条件で製版した。製版条件としては、主走査方向ヒータサイズが４７μｍ、副走査方向ヒータサイズが８０μｍの部分グレーズの４００ＤＰＩサーマルヘッドを用い、そのサーマルヘッドの出力エネルギを１ｍｍ^２当たり２０ミリジュールとする。図４〜７のグラフは、その実験結果を示している。また、表１に、その実験データの代表例として、加工温度が２５℃と８０℃の場合で、加工圧力が２億パスカルと５千万パスカルの場合について、製版の品質に関する評価を示す。
【００４２】
【表１】

【００４３】
以上の評価においては、製版前の版材の状態 及び、製版後の版材の状態より、製版前からインクの透過を生じるほどの穿孔が一部に発生したもの、又は、穿孔の発生がないもの、且つ、製版後において、サーマルヘッドの加熱による穿孔がなく、インクを透過させることができないものを使用不可として×印を付している。また、製版前には、インクの透過を生じるほどの穿孔の発生がなく、且つ、製版後において、サーマルヘッドの加熱による穿孔がインクを透過させるのに不十分なものを穿孔不鮮明として△印を付している。そして、製版前には、インクの透過を生じるほどの穿孔の発生がなく、且つ、製版後において、サーマルヘッドの加熱による穿孔がインクを透過させるには十分であるが、やや穿孔不鮮明なものとして○印を付している。さらには、製版前には、インクの透過を生じるほどの穿孔の発生がなく、且つ、製版後において、サーマルヘッドの加熱による穿孔がインクを透過させるのに十分で、穿孔鮮明なものとして◎印を付している。
【００４４】
これら図４〜７の各グラフにおける○の領域と△の領域の境界が版材として使用可能なものと使用不可能なものとの境界と考えてよい。その境界は、各フィルムで異なってはいるものの、加工圧力と加工温度との関係としては共通の傾向をもっている。すなわち、加工温度が高くなると加工圧力は低くすることができる。この共通の傾向を各フィルムのガラス転移点および融点に対する実際の加工温度の関係から、その加工温度と加工圧力との関係としてとらえ、その関係を一般化する式を求めることができる。すなわち、加工温度をｔ℃、フィルムの融点をｍ℃、フィルムのガラス転移点をｇ℃とするとき、１０^４×１０^{２（ｍ−ｔ）／（ｍ−ｇ）}以上の加工圧力Ｐパスカルで型押加工することで、○の領域または◎の領域となる加工が行える。図８のグラフは、その関係を示している。そして、加工圧力が１０^４×１０^{２（ｍ−ｔ）／（ｍ−ｇ）}以下の場合には十分な穿孔が得られなくなる。すなわち、微小凹部の薄肉底部が十分に薄くならず、通常のサーマルヘッドによる加熱ではその底部に十分な穿孔が行えないために製版後の穿孔が不鮮明になる。
【００４５】
図９に、本発明に係る感熱性孔版印刷用版材の製造方法ならびに製造装置の概念を示している。互いに対向する１対のローラ３０および３１を設け、一方のローラ３１は外周面全周に微小凸部３２を形成して型押しローラとする。もう一方のローラ３０は、外周面が平滑な支承ローラである。矢印の方向へ共に回転する型押しローラ３１と支承ローラ３０との間に、一定厚さの熱可塑性樹脂フィルム１２を挿通させて型押加工を行う。加工条件は上述の条件を満たすものとする。
【００４６】
図１０に、別の製造方法ならびに製造装置の概念を示す。外周表面全周に微小凸部３３を形成した金属ベルト３４を回転駆動するローラ３５および３６の間に掛け渡し、その一方のローラ３５に対向させて外周面が平滑な支承ローラ３７を配置する。金属ベルト３４と支承ローラ３７との間に一定厚さの熱可塑性樹脂フィルム１２を挿通させて型押加工を行う。加工条件は上述の条件を満たすものとする。
【００４７】
図９に示した型押しローラ３１の微小凸部３２を形成する一具体例を次に示す。金属ローラの素材表面（外周面）にセラミックをプラズマコーティングした後に表面を研磨し、さらにレーザー彫刻によって多数の微小凸部３２を形成することができる。微小凸部３２のピッチは１００μｍ以下が好ましく、より好ましくは３０μｍ以下とする。レーザー彫刻を施す深さを３〜４０μｍとし、フィルム厚さの７０％〜２００％の高さの微小凸部３２を形成して型押しローラ３１とする。
【００４８】
型押体としてローラを用いる第１の利点は、ベルトとする場合に比べて表面硬化が容易であるという点である。換言すれば、セラミック加工したベルトは柔軟性に欠けて使いづらいが、ローラとする場合には柔軟性を必要としない点である。型押体としてローラを用いる第２の利点は、高精度なエンドレス加工が容易であるという点である。表面微細加工パターンを連続させたままでベルトをエンドレス加工溶接するのは困難である。
【００４９】
図１０に示した金属ベルト３４の微小凸部３３を形成する一具体例を次に示す。厚さ０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの金属板に、フォトエッチング加工によって多数の微小凸部３３を形成することができる。この場合も微小凸部３３のピッチは１００μｍ以下が好ましく、より好ましくは３０μｍ以下である。フォトエッチングの深さを３〜４０μｍとし、フィルム厚さの７０％〜２００％の高さの微小凸部３３を形成して型押しベルト３４とする。
【００５０】
型押体としてベルトを用いる利点は、ローラとする場合に比べて長尺化が容易であるという点である。長尺にすると次の２点が有利である。第１に、ベルト１周当たり原紙加工面積が増えるので、少ない繰り返し回数で目的量のフィルム加工が行え、その分だけ微小凸部の磨耗が少なくなってベルトの寿命が長くなる。第２に、加工後のフィルムをより長い時間ベルトに密着させることができるので、この間に熱固定を十分に行うことができる。他方、ベルトをエンドレス加工溶接するのは高度な溶接技術を必要とするが、１版当たりの長さが決まっている原紙を製造する場合には、版と版との継目部分に微小凸部を形成する必要はないので、その溶接箇所が継目部分となるようにすればエンドレス加工溶接とする必要はなくなり、その問題は解消される。
【００５１】
原紙１２の給送経路に沿って図９または図１０の構成を版材製造装置として配置し、さらに引き続いて図１の構成を配置すれば、一連の製版装置が形成される。また、この製版装置を孔版印刷機に製版部として組み込むことで、本発明に係る孔版印刷機を構成することもできる。
【００５２】
フィルムに微小凸部が押し込まれて微小凹部が形成される過程を図１１〜１３に示している。各図には、フィルムの部分に歪の変化する状態を示す格子線を便宜的に入れている。図１１は、微小凸部による加圧前の状態を示している。図１２は、微小凸部による加圧途上の状態を示している。図１３は、微小凸部による加圧終了時の状態を示している。これらの図から解るように、凹部が形成されて行く過程で、凹部の底部となる部分が横に延伸されていく。すなわち凹部の底部は、他の部分よりも高い率で延伸されている。このことは、製版時の加熱によって溶解し始めた凹部底部は、延伸率に見合う大きな応力で引き合うために溶解部分が周辺へ広がるように亀裂していき、速やかな穿孔を実現することになる。
【００５３】
なお、微小凸部の形状は、円柱形状や角柱形状としたり、あるいは円錐台形状や角錐台形状とすることができる。また、円錐台形状や角錐台形状でも、基端部面積に比して先端部面積が比較的大きいものとすることもでき、逆に小さいものとすることもできる。
【００５４】
本発明に係る感熱性孔版印刷用版材では、まず、原紙が熱可塑性樹脂フィルムのみで構成されるので、支持体との貼り合わせが不要となり、支持体を備えているが故の不都合が取り除かれる。例えば、貼り合わせ工程が不要になる。接着剤が不要になる。接着剤が製版にもたらす「インク透過開口の変形」等の印刷精度に対する悪影響がなくなる。支持体の繊維が、穿孔されたフィルムの開口内に入って生じる「印字のかすれ」等の悪影響がなくなる。異種材を貼り合わせるとカールを生じる原因となるが、そのようなカールしやすい性質が取り除かれる。フィルム厚の約２０〜３０倍の厚さを有する支持体がないので、貼り合わせ構造の原紙では支持体に吸収されたまま無駄になっていたインクが、フィルムのみで構成される原紙では、そのようなインクの無駄がなくなる。
【００５５】
また、従来の支持体貼り合わせ構成の場合では、フィルム自体の厚さは約１．５μｍであったが、本発明では例えば４〜５μｍ程度（音響用カセットテープの厚さ程度）もしくはそれ以上に、材質の硬さに合わせてある程度の厚さをもたせるので、実際の取り扱いは可能である。別言すれば、貼り合わせ構造の場合のフィルム厚（約１．５μｍ）だけの厚さの原紙とすると、版材自体が薄過ぎて取り扱いにくい。そして本発明では、フィルム自体の厚さが、支持体貼り合わせ構成の場合のように薄くないので、過剰なインクが印刷用紙に転移して裏写りや裏抜けするのを有効に防止することができる。
【００５６】
従来の貼り合わせ原紙では、約１．５μｍの熱可塑性樹脂フィルムに穿孔していたので、そのサーマルヘッドの出力で４〜５μｍ以上の厚みのフィルムに穿孔するのは出力不足で使用できない。また、サーマルヘッドの出力を大きくすると、プラテンローラに高い熱エネルギが伝わってプラテンローラに悪影響を及ぼし、またヘッド自体の寿命にも好ましくない。しかしながら本発明による製版方法では、フィルム材料の種類にもよるが、少なくとも取り扱い（ハンドリング）が容易なように、ある程度の厚さをもたせつつも、その穿孔に要する熱エネルギが従来に比べて大きくならない。それは、フィルムの一方の面に、微小凹部を多数形成しているので、穿孔する箇所では、その反対側の面から微小凹部に連通する程度にフィルムを溶融するだけでインク透過開口を得ることができるからである。この点に関しては、サーマルヘッドの出力をむしろ従来よりも小さくすることが可能になり、したがって個々のサーマルヘッドヒータの大きさを小さくすることも可能になるので、印刷の解像度を従来よりもさらに高くするのに好都合である。従来、原紙を熱可塑性樹脂フィルムのみで構成する場合、フィルムの厚さをある程度厚くしなければ取り扱いにくく、また厚いフィルムに感熱穿孔するにはサーマルヘッドの出力を大きくしなければならず、そのことが実用化の最大の難関となっていた訳であるが、本発明によれば、サーマルヘッドの出力を大きくしなくとも、フィルムにインク透過開口を感熱穿孔することが可能になり、この問題を解決することができる。
【００５７】
薄い熱可塑性樹脂フィルムを挟んでサーマルヘッドに対向するプラテンローラに伝達される熱エネルギは、極力小さいのが好ましい訳であるが、上述のようにサーマルヘッドの出力を小さくできることと、微小凹部が断熱空気層を形成することで、サーマルヘッドからプラテンローラに伝達される熱エネルギは十分に小さくすることが可能である。
【００５８】
特に、熱可塑性樹脂フィルムは延伸されているので、その延伸時の引張応力が内部残留しており、僅かな部分が熱溶融するだけで亀裂が走り、その近辺の微小凹部に達する開口が形成される。したがって、溶融箇所が微小凹部に達するまで加熱する必要はなく、サーマルヘッドの出力は、さらに小さくすることが可能である。そして、このように延伸時の引張応力を内部残留させておくためには、微小凹部を形成する型押し加工等の機械的加工は、熱可塑性樹脂の融点温度以下で行われなければならない。なおフィルムのクラックを防ぎつつ、より少ない加工圧力で凹部を形成するには、熱可塑性樹脂のガラス転移点温度以上で行うのが望ましい。
【００５９】
また、微小凹部を形成した後のフィルム原紙に、更に延伸処理を施すことで、凹部の薄肉底部にさらに応力が集中して薄い部分がさらに薄くなり、製版時に必要とする熱エネルギーをさらに小さくすることもできる。また、微小凹部形成時の歪を除去することで、フィルム原紙の巻き癖やカールを少なくすることも可能である。このようにしてフィルム原紙の取り扱い性（ハンドリング性）を向上させることも可能である。
【００６０】
型押し加工の微小凸部としては、ローラ外周面やベルト外周面に多数の微粒子を付着させることも可能合うであり、また、型押し加工の別の手段としてはショットピーニングのように微粒子を吹き付けることも可能であろう。微粒子を吹き付ける場合は、フィルム面上に微粒子が残留するのを防止するために、氷やドライアイスの微粒子を用いることが好ましい。またＹＡＧレーザーや、ＣＯ_２レーザー、エキシマレーザー等の光エネルギーにより凹部加工を行うことも出来る。この場合、レーザーのエネルギーの影響を凹部以外の部分が受けない方が望ましい、その為には加工時の雰囲気温度は、ガラス転移点以下で行うのが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る感熱性孔版印刷用版材を用いて行われる製版方法ならびに製版装置の概念を示す図である。
【図２】 本発明に係る感熱性孔版印刷用版材の構造について、その概念を示す図である。
【図３】 本発明に係る感熱性孔版印刷用版材の構造について、その概念を示す図である。
【図４】 延伸したＰＥＴフィルムに微小凹部の型押加工を行う際の適正な加工条件を求めるために行った実験のデータを示すグラフ図である。
【図５】 結晶度が２０％以下のＰＥＴフィルムに微小凹部の型押加工を行う際の適正な加工条件を求めるために行った実験のデータを示すグラフ図である。
【図６】 延伸したＰＥＴとＰＢＴとの共重合による低融点フィルムに微小凹部の型押加工を行う際の適正な加工条件を求めるために行った実験のデータを示すグラフ図である。
【図７】 結晶度が２０％以下のＰＥＴとＰＢＴとの共重合による低融点フィルムに微小凹部の型押加工を行う際の適正な加工条件を求めるために行った実験のデータを示すグラフ図である。
【図８】 本発明に係る感熱性孔版印刷用版材を型押加工する条件として加工圧力と加工温度との関係を示すグラフ図である。
【図９】 本発明に係る感熱性孔版印刷用版材の製造方法ならびに製造装置の概念を示す図である。
【図１０】 本発明に係る感熱性孔版印刷用版材の製造方法ならびに製造装置の概念を示す図である。
【図１１】 フィルムに微小凸部が押し込まれて微小凹部が形成される過程を示す図であり、微小凸部による加圧前の状態を示している。
【図１２】 フィルムに微小凸部が押し込まれて微小凹部が形成される過程を示す図であり、微小凸部による加圧途上の状態を示している。
【図１３】 フィルムに微小凸部が押し込まれて微小凹部が形成される過程を示す図であり、微小凸部による加圧終了時の状態を示している。
【符号の説明】
１０ サーマルヘッド
１１ プラテンローラ
１２ 熱可塑性樹脂フィルムからなる原紙
１３ サーマルヘッドのヒータ部
１４ 微小凹部
２０ 原紙の製版時被加熱面
２１ 面２０側の貫通孔開口
２２ 面２０の反対側の面
２３ 面２２側の貫通孔開口
２４ 陥凹部の薄肉底部
３０ 支承ローラ
３１ 型押しローラ
３２ 微小凸部
３３ 微小凸部
３４ 型押しベルト
３５ ローラ
３６ ローラ
３７ 支承ローラ

Claims (35)

1. 延伸したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムか、或いは延伸したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）との共重合による低融点フィルムからなる所定厚さの感熱性孔版印刷用版材であって、上記フィルムは、その一方の面に多数の微小凹部が型押加工により形成されていることを特徴とする感熱性孔版印刷用版材。
2. 上記感熱性孔版印刷用版材は延伸したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムであり、上記型押加工は、５０℃以上２７０℃以下で行われる請求項１記載の感熱性孔版印刷用版材。
3. 上記型押加工は、８０℃以上１８０℃以下で行われる請求項２記載の感熱性孔版印刷用版材。
4. 上記感熱性孔版印刷用版材は延伸したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）との共重合による低融点フィルムであり、上記型押加工は、５０℃以上１２０℃以下で行われる請求項１記載の感熱性孔版印刷用版材。
5. 上記感熱性孔版印刷用版材は、結晶度が２０％以下のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムであり、上記型押加工は、３０℃以上２７０℃以下で行われる請求項１記載の感熱性孔版印刷用版材。
6. 上記型押加工は、６０℃以上１００℃以下で行われる請求項５記載の感熱性孔版印刷用版材。
7. 上記感熱性孔版印刷用版材は、結晶度が２０％以下のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）との共重合による低融点フィルムであり、上記型押加工は、４０℃以上１００℃以下で行われる請求項１記載の感熱性孔版印刷用版材。
8. 上記型押加工は、加工温度をｔ℃、フィルムの融点をｍ℃、フィルムのガラス転移点をｇ℃とするとき、１０^４×１０^{２（ｍ−ｔ）／（ｍ−ｇ）}以上の加工圧力Ｐパスカルで行われる請求項１ないし７のいずれかに記載の感熱性孔版印刷用版材。
9. 上記フィルムは、厚さが１．５μｍ以上２０μｍ以下である請求項１ないし８のいずれかに記載の感熱性孔版印刷用版材。
10. 上記凹部を型押成形した後、さらに延伸加工を行って得られる請求項１ないし９のいずれかに記載の感熱性孔版印刷用版材。
11. 上記微小凹部は、インク透過を許容しない程度に小さい貫通孔であり、上記フィルムの一方の面における開口径が、他方の面における開口径よりも大きくされている請求項１ないし１０のいずれかに記載の感熱性孔版印刷用版材。
12. 上記微小凹部は、上記フィルムの厚さを部分的に減じて薄肉部を形成する陥凹部である請求項１ないし１０のいずれかに記載の感熱性孔版印刷用版材。
13. 上記陥凹部によって形成される薄肉底部の厚さが、フィルム厚さの１０％以上８０％以下である請求項１１記載の感熱性孔版印刷用版材。
14. 多数の微小な凸部を表面に持つ型押体と、該型押体の表面に対向して且つ平滑な表面を持つ支承体との間に、延伸した所定厚さのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを挿入し、該型押体と支承体との間で該フィルムの面を５０℃以上２７０℃以下で型押加工することにより、該フィルムの一方の面に多数の微小凹部を形成することを特徴とする感熱性孔版印刷用版材の製造方法。
15. 上記型押加工は、８０℃以上１８０℃以下で行われる請求項１４記載の感熱性孔版印刷用版材の製造方法。
16. 多数の微小な凸部を表面に持つ型押体と、該型押体の表面に対向して且つ平滑な表面を持つ支承体との間に、結晶度が２０％以下のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを挿入し、該型押体と支承体との間で該フィルムの面を３０℃以上２７０℃以下で型押加工することにより、該フィルムの一方の面に多数の微小凹部を形成することを特徴とする感熱性孔版印刷用版材の製造方法。
17. 上記型押加工は、６０℃以上１００℃以下で行われる請求項１６記載の感熱性孔版印刷用版材の製造方法。
18. 多数の微小な凸部を表面に持つ型押体と、該型押体の表面に対向して且つ平滑な表面を持つ支承体との間に、延伸したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）との共重合による低融点フィルムを挿入し、該型押体と支承体との間で該フィルムの面を５０℃以上１２０℃以下で型押加工することにより、該フィルムの一方の面に多数の微小凹部を形成することを特徴とする感熱性孔版印刷用版材の製造方法。
19. 多数の微小な凸部を表面に持つ型押体と、該型押体の表面に対向して且つ平滑な表面を持つ支承体との間に、結晶度が２０％以下のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）との共重合による低融点フィルムを挿入し、該型押体と支承体との間で該フィルムの面を４０℃以上１００℃以下で型押加工することにより、該フィルムの一方の面に多数の微小凹部を形成することを特徴とする感熱性孔版印刷用版材の製造方法。
20. 上記型押加工は、加工温度をｔ℃、フィルムの融点をｍ℃、フィルムのガラス転移点をｇ℃とするとき、１０^４×１０^{２（ｍ−ｔ）／（ｍ−ｇ）}以上の加工圧力Ｐパスカルで行われる請求項１４ないし１９のいずれかに記載の感熱性孔版印刷用版材の製造方法。
21. 上記型押体および上記支承体は、それぞれ第１および第２の円筒状回転体である請求項１４ないし２０のいずれかに記載の感熱性孔版印刷用版材の製造方法。
22. 上記型押体は無端帯状回転体であり、上記支承体は該無端帯状回転体の表面に対向して上記版材の面に押圧力を作用させる円筒状回転体である請求項１４ないし２０のいずれかに記載の感熱性孔版印刷用版材の製造方法。
23. 上記凹部を型押し成形した後、さらに延伸加工を行う１４ないし２２のいずれかに記載の感熱性孔版印刷用版材の製造方法。
24. 上記微小凹部は、インク透過を許容しない程度に小さい貫通孔であり、上記フィルムの一方の面における開口径が、他方の面における開口径よりも大きくされている請求項１４ないし２３のいずれかに記載の感熱性孔版印刷用版材の製造方法。
25. 上記微小凹部は、上記フィルムの厚さを部分的に減じて薄肉部を形成する陥凹部である請求項１４ないし２３のいずれかに記載の感熱性孔版印刷用版材の製造方法。
26. 所定厚さのポリエステルフィルムからなる感熱性孔版印刷用版材を搬送するフィルム搬送経路と、多数の微小な凸部を有する表面を上記フィルム搬送経路に臨ませて配置された型押体と、上記フィルム搬送経路を挟んで上記型押体の表面に対向し、且つ平滑な表面を上記フィルム搬送経路に臨ませて配置された支承体とを備え、加工温度をｔ℃、フィルムの融点をｍ℃、フィルムのガラス転移点をｇ℃とするとき、上記型押体と支承体とが、それらの間で走行する上記版材の面に対して、１０^４×１０^{２（ｍ−ｔ）／（ｍ−ｇ）}以上のＰパスカルの押圧力を作用させ、該版材の一方面に微小凹部を連続的に形成することを特徴とし、
    上記ポリエステルフィルムは、延伸したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムである感熱性孔版印刷用版材の製造装置。
27. 所定厚さのポリエステルフィルムからなる感熱性孔版印刷用版材を搬送するフィルム搬送経路と、多数の微小な凸部を有する表面を上記フィルム搬送経路に臨ませて配置された型押体と、上記フィルム搬送経路を挟んで上記型押体の表面に対向し、且つ平滑な表面を上記フィルム搬送経路に臨ませて配置された支承体とを備え、加工温度をｔ℃、フィルムの融点をｍ℃、フィルムのガラス転移点をｇ℃とするとき、上記型押体と支承体とが、それらの間で走行する上記版材の面に対して、１０^４×１０^{２（ｍ−ｔ）／（ｍ−ｇ）}以上のＰパスカルの押圧力を作用させ、該版材の一方面に微小凹部を連続的に形成することを特徴とし、
    上記ポリエステルフィルムは、結晶度が２０％以下のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムである感熱性孔版印刷用版材の製造装置。
28. 所定厚さのポリエステルフィルムからなる感熱性孔版印刷用版材を搬送するフィルム搬送経路と、多数の微小な凸部を有する表面を上記フィルム搬送経路に臨ませて配置された型押体と、上記フィルム搬送経路を挟んで上記型押体の表面に対向し、且つ平滑な表面を上記フィルム搬送経路に臨ませて配置された支承体とを備え、加工温度をｔ℃、フィルムの融点をｍ℃、フィルムのガラス転移点をｇ℃とするとき、上記型押体と支承体とが、それらの間で走行する上記版材の面に対して、１０^４×１０^{２（ｍ−ｔ）／（ｍ−ｇ）}以上のＰパスカルの押圧力を作用させ、該版材の一方面に微小凹部を連続的に形成することを特徴とし、
    上記ポリエステルフィルムは、延伸したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）との共重合による低融点フィルムである感熱性孔版印刷用版材の製造装置。
29. 所定厚さのポリエステルフィルムからなる感熱性孔版印刷用版材を搬送するフィルム搬送経路と、多数の微小な凸部を有する表面を上記フィルム搬送経路に臨ませて配置された型押体と、上記フィルム搬送経路を挟んで上記型押体の表面に対向し、且つ平滑な表面を上記フィルム搬送経路に臨ませて配置された支承体とを備え、加工温度をｔ℃、フィルムの融点をｍ℃、フィルムのガラス転移点をｇ℃とするとき、上記型押体と支承体とが、それらの間で走行する上記版材の面に対して、１０^４×１０^{２（ｍ−ｔ）／（ｍ−ｇ）}以上のＰパスカルの押圧力を作用させ、該版材の一方面に微小凹部を連続的に形成することを特徴とし、
    上記ポリエステルフィルムは、結晶度が２０％以下のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）との共重合による低融点フィルムである感熱性孔版印刷用版材の製造装置。
30. 上記型押体および上記支承体は、それぞれ第１および第２の円筒状回転体である請求項２６ないし２９のいずれかに記載の感熱性孔版印刷用版材の製造装置。
31. 上記型押体は無端帯状回転体であり、上記支承体は該無端帯状回転体の表面に対向して上記版材の面に押圧力を作用させる円筒状回転体である請求項２６ないし２９のいずれかに記載の感熱性孔版印刷用版材の製造装置。
32. 上記凹部を型押し成形した後、さらに延伸加工を行う請求項２６ないし３１のいずれかに記載の感熱性孔版印刷用版材の製造装置。
33. 上記微小凹部は、インク透過を許容しない程度に小さい貫通孔であり、上記フィルムの一方の面における開口径が、他方の面における開口径よりも大きくされている請求項２６ないし３１のいずれかに記載の感熱性孔版印刷用版材の製造装置。
34. 上記微小凹部は、上記フィルムの厚さを部分的に減じて薄肉部を形成する陥凹部である請求項２６ないし３１のいずれかに記載の感熱性孔版印刷用版材の製造装置。
35. 請求項２６ないし３４のいずれかに記載の感熱性孔版印刷用版材の製造装置を備えた孔版印刷機。

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