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JP2008030368A - リライト記録媒体用基材フィルム及びリライト記録媒体 - Google Patents

リライト記録媒体用基材フィルム及びリライト記録媒体 Download PDF

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JP2008030368A JP2006207991A JP2006207991A JP2008030368A JP 2008030368 A JP2008030368 A JP 2008030368A JP 2006207991 A JP2006207991 A JP 2006207991A JP 2006207991 A JP2006207991 A JP 2006207991A JP 2008030368 A JP2008030368 A JP 2008030368A
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Seiichiro Yokoyama
誠一郎 横山
Eiji Kumagai
栄二 熊谷
Katsuro Kuze
勝朗 久世
Mutsuo Nishi
睦夫 西
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Toyobo Co Ltd
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Abstract

【課題】ライト記録媒体の基材として用いた場合に、熱エネルギーによる発色性と消色性に優れ、しかも両者のバランスがよく、かつ発色された印字の視認性に優れ、さらに、発色と消色を繰り返した場合の耐久安定性に優れるリライト記録媒体用基材フィルムを提供する。
【解決手段】基材フィルムの片面にリライト印字層を積層してなるリライト記録媒体に用いるリライト記録媒体用基材フィルムであって、リライト記録媒体用基材フィルムは、光線透過率が15%以下で、かつ熱伝導率が0.037〜0.080W/mKであり、170℃で20分間加熱処理した時に少なくともリライト印字層を積層する側の表面に析出する粒子の占有面積比が0.008μm/μm以下である二軸延伸ポリエステルフィルムであることを特徴とするリライト記録媒体用基材フィルム。
【選択図】図1

Description

本発明は、熱エネルギーを制御することにより、画像の形成および消去が可能なリライト記録媒体用基材フィルム及びそれを用いたリライト記録媒体に関する。より詳しくは、リライト記録媒体の基材として用いた場合に、熱エネルギーによる発色性と消色性に優れ、しかも両者のバランスがよく、かつ発色された印字の視認性に優れ、さらに、発色と消色を繰り返した場合の耐久安定性に優れるリライト記録媒体用基材フィルム及びそれにリライト印字層を積層してなるリライト記録媒体に関する。
近年、画像の記録消去が可能な可逆感熱記録媒体(以下、リライト記録媒体と称する)が注目されている。その代表的なものが、通常無色ないし淡色のロイコ染料と加熱により該ロイコ染料を発色させ、これを再加熱して消色させる可逆顕色剤から成るリライト記録媒体である。
このようなリライト記録材料の基材としては、紙、不織布、織布、合成樹脂フィルム、合成樹脂ラミネート紙、合成紙、金属箔、ガラス等目的に応じて用いることができる。一般に普及している、サーマルヘッドを搭載している感熱用プリンターやワープロで使用する場合は、紙、合成樹脂フィルム、合成樹脂ラミネート紙、合成紙等が好ましい。中でも、テレホンカードやオレンジカード等のプリペイドカードで使用されているポリエチレンテレフタレートフィルムは、力学的強度が大きいだけでなく、平滑性が高く、可逆性感熱記録層を均一な層としやすいことから、発色画像を鮮明にすることができる。例えば、透明ポリエステルフィルムや白色ポリエステルフィルムが、リライト記録材料の基材として用いられている(例えば、特許文献1および2を参照)。
特開2000−263934号公報 特開2003−11504号公報
一方、ロイコ染料を発色体とする感熱記録媒体として、感熱発色層に微小な空気層を点在させたる手段や、基材と感熱発色層との間に、例えば、空気層を含んだ断熱層を形成させる手段を用いて、感熱記録媒体に断熱性を付与し、感熱発色性を向上させる方法が開示されている(例えば、特許文献3および4を参照)。
特開2002−301871号公報 特開2002−258754号公報
また、感熱記録媒体の基材フィルムとして、見掛け密度が0.6〜0.9g/cmである断熱性を有するフィルムまたは合成紙を使用することにより、発色性を向上させる技術が開示されている(例えば、特許文献5を参照)。
特開2005−81626号公報
前記の特許文献において開示されている感熱記録媒体の場合は、単に発色させればよいので、断熱性の付与は発色性の向上の点から好ましい。これに対して、リライト記録媒体の場合は、発色と消色の可逆性が求められている。該リライト記録媒体の場合は、感熱記録媒体とは異なり、発色状態にまで加熱した後、室温まで急冷し、該発色状態を固定化させる必要がある。
すなわち、ロイコ染料と顕色剤をそれらの溶融以上の温度まで加熱し、溶融状態で両者を混合させることにより発色させ、次いでこの発色状態から急冷して、該発色状態を固定化させる。したがって、この発色状態の固定化は、溶融状態からの降温速度に影響される。例えば、除冷では降温の過程で消色が起き、昇温前の消色状態、あるいは急冷により固定化された発色状態よりも相対的に濃度が低くなる。
一方、断熱性の付与は、急冷に関してはマイナス方向に作用する。したがって、リライト記録媒体における発色性に関しては、断熱性の付与は発色性に対して一義的な効果の発現には繋がらなく、最適値が存在する。例えば、特許文献3や4で開示されている方法においては、断熱性が不足している。逆に、特許文献5で開示されている方法では、断熱性が過剰であり、急冷に対してマイナス要因に作用するため、感熱記録媒体とは異なり発色性がベストであるとは言えないという問題を有している。
一方、消色に関しては、前記の方法で冷却により固定化された発色状態を再度昇温していくと、発色温度よりも低い温度で消色が始まる。そのため、一般には、発色温度よりも低い温度で加熱して除冷することにより、消色が行われている。したがって、断熱性の付与は、感熱記録媒体の発色の場合と同様に、消色性の向上の点から好ましい。
また、前記の感熱発色層に微小な空気層を点在させる方法は、該感熱発色層に含有される微小な空気層により光の散乱が引き起こされるために、印字された像の鮮明性が低下する場合がある。また、基材と感熱発色層との間に断熱層を形成する方法は、該断熱層を形成するための費用が加算されるために、経済的に不利である。さらに、該基材層と感熱発色層との間に断熱層を形成する方法は、基材上に形成された断熱層表面に凹凸が生ずるために、断熱層形成後に、カレンダー処理による表面平滑処理の必要性が記載されており、経済性の点でさらに不利になるという問題を有する。
また、基材フィルムの原料として、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂を用いた場合、環状三量体量等の低分子量成分が約1質量%含まれている。そのため、リライト印字層を積層する加工工程において、あるいは得られたリライト記録媒体を、発色や消色のために加熱する際に、熱により基材フィルム中の低分子量成分がフィルム表面に移動し、さらに隣接するリライト印字層に移動する場合がある。また、長尺のリライト記録媒体をロール状に巻き上げる際に、リライト印字層とは反対側の基材フィルムの表面に析出した低分子量物がリライト印字層の表面に転写する場合もある。その結果、サーマルヘッドや消色用の加熱ロールなどに汚れが付着し、汚れが顕著な場合には印字トラブルが起きる。
また、可逆性感熱記録媒体において、ポリエチレンテレフタレート中の低分子量不純物の含有量を低減することにより、発色および消色を繰り返した時の発色性や消色性の低下を抑制することができることが開示されている(例えば、特許文献6を参照)。
特開2004−106309号公報
特許文献6においては、低分子量不純物の含有量の異なるポリエチレンテレフタレートフィルムを用いたのみとしか記載がなく、該低分子量不純物の含有量を低減する方法に関しては何ら言及されていない。また、低分子量物の定量は、クロロホルムでの抽出された化合物の量を測定している。
本発明の目的は、前記の従来技術における問題点を解決するものであり、リライト記録媒体の基材として用いた場合に、熱エネルギーによる発色性と消色性に優れ、しかも両者のバランスがよく、かつ発色された印字の視認性に優れ、さらに、発色と消色を繰り返した場合の耐久安定性に優れるリライト記録媒体用基材フィルムを提供することにある。
前記課題を解決することができる本発明のリライト記録媒体用基材フィルムとは、基材フィルムの片面にリライト印字層を積層してなるリライト記録媒体に用いるリライト記録媒体用基材フィルムであって、リライト記録媒体用基材フィルムは、光線透過率が15%以下で、かつ熱伝導率が0.037〜0.080W/mKであり、170℃で20分間加熱処理した時に少なくともリライト印字層を積層する側の表面に析出する粒子の占有面積比が0.008μm/μm以下である二軸延伸ポリエステルフィルムであることを特徴とする。
本発明者らがフィルムの表面を詳細に観察したところ、ポリエステルフィルムの表面に析出する、主として環状三量体等のオリゴマーやモノマーからなる低分子量物は、粒子状の形態を有していることがわかった。従来の低分子量物の定量は、ポリエステルフィルム表面を、低分子量物を溶解する溶媒(例えば、クロロホルム)で洗浄あるいは溶出させ、該溶媒に溶解された環状三量体等を定量する方法が用いられてきた(例えば、前記の特許文献6)。しかしながら、この方法では、フィルムの表面のみでなく、フィルム内部に存在する低分子量物までも抽出してしまうために、実用特性との対応がよくなかった。
そこで、本発明者らは、表面析出物は粒子として存在することに着目し、顕微鏡により表面に析出したこれらの析出粒子の占める面積を定量できる方法を用いて、加熱処理時にフィルムの表面に析出する低分子量物ことを見出した。すなわち、本発明のリライト記録媒体用基材フィルムは、「170℃で20分間加熱処理した時に、リライト印字層を積層する側の表面に析出する粒子の占有面積比が0.008μm/μm以下」という機能を有することで、リライト印字層を積層する加工工程において、あるいは得られたリライト記録媒体を、発色や消色のために加熱する際に、基材フィルムの表面に析出する低分子量物に起因する問題を未然に防止することができる。
本発明のリライト記録媒体用基材フィルムは、該フィルムを170℃で20分間加熱処理した時に、少なくともリライト印字層を積層する側の表面に析出する粒子の占有面積比を0.008μm/μm以下に制御する。フィルムの表面に析出する粒子の占有面積比は0.007μm/μm以下であることが好ましく、さらに好ましくは0.006μm/μm以下、特に好ましくは0.005μm/μm以下である。フィルムの表面に析出する粒子の占有面積比が0.008μm/μmを超える場合には、リライト記録媒体とした際に、発色と消色を繰り返した場合の耐久安定性が不十分となる。
前記の基材フィルムの光線透過率は13%以下であることがより好ましく、10%以下がさらに好ましい。光線透過率が15%を超える場合は、リライト記録媒体用基材フィルムの隠蔽性が低下し、該フィルム表面に設けた印字層において、発色、印字した時の印字像の鮮明性が低下する。光線透過率の下限は限定されないが、後述の光線透過率を低下させる添加剤を多量に含有させることによるフィルムの力学特性の低下を抑制する点から、1%以上が好ましく、3%以上がより好ましい。
また、本発明のリライト記録媒体用基材フィルムの熱伝導率は、上限が0.077W/mKがより好ましく、0.074W/mKがさらに好ましい。一方、下限が0.039W/mKがより好ましく、0.041W/mKがさらに好ましい。フィルムの熱伝導率が前記の範囲を満足することにより、リライト記録媒体の基材として用いて印字した場合に発色性や消色性が向上し、かつ両者のバランスが良好となる。
熱伝導率が0.080W/mKを超える場合は、断熱性が不足するために、印字層に含有される染料の発色や消色のために与えられる熱エネルギーのロスが大きくなる。また、断熱性が不足するために、発色性や消色性が低下する場合や、一定の発色性や消色性を付与するための印字ヘッドの温度を高める等のエネルギーの増大が必要となるので好ましくない。
一方、フィルムの熱伝導率が0.037W/mK未満の場合は、断熱効果が大きくなり過ぎるために、急冷による発色状態の固定化が困難となる。例えば、発色時に発色のために加えられた熱が逃げにくくなるために、該熱により一部の染料の消色が起こり、発色性が低下する。また、該特性を付与することによるフィルムの力学特性等のフィルム品質の悪化やフィルム製造時に破断が多発し、工業レベルで安定した生産が行えなくなる等のフィルムの製造時の操業性が低下する。
また、プラスッチクフィルムとして、見かけ密度が0.91〜1.2g/cmである空洞含有ポリエステルフィルムが好ましい。
空洞含有ポリエステルフィルムの見かけ密度の上限は、1.18g/cmであることがより好ましく、1.17g/cmであることがさらに好ましい。一方、フィルムの見かけ密度の下限は、0.92g/cmであることがより好ましく、0.94g/cmがさらに好ましい。フィルムの見かけ密度が1.20g/cmを越える場合は、熱伝導率の低下が不十分となる。一方、見かけ密度が0.91g/cm未満の場合は、空洞含有率が高くなり、断熱性が大きくなる。さらに、フィルムの強度が低下し、腰も弱くなり、取り扱い性が悪化するなど、ポリエステルフィルムとしての特徴が損なわれる傾向がある。
また、空洞含有ポリエステルフィルムは、B/AまたはB/A/Bを単位とする積層構造を有し、B層はポリエステル樹脂と粒子を含むポリエステル層で、A層はポリエステル樹脂と該ポリエステル樹脂に非相溶な熱可塑性樹脂を混合した組成物からなる空洞含有ポリエステル層であることが好ましい。なお、B層は、リライト記録媒体とする際にリライト印字層が積層される層である。さらに、B層は、内部に空洞を実質的に含有しない層であり、三次元中心面平均表面粗さ(SRa)が0.07〜0.30μmであることが好ましい。
B層の三次元中心面平均表面粗さ(SRa)は、上限が0.30μmであることが好ましく、0.28μmであることがより好ましく、さらに好ましくは0.25μmである。一方、下限が0.07μmであることが好ましく、0.08μmであることがより好ましく、さらに好ましくは0.09μmである。該表面の三次元中心面平均表面粗さ(SRa)が0.30μmを超える場合は、該表面にリライト印字層を積層した場合、印字層の表面が荒れ、印字された像の精細性の低下が生ずる場合がある。一方、SRaが0.07μm未満では、リライト記録媒体用基材フィルムの滑り性が低下し、フィルムのハンドリング性が悪化する傾向がある。
本発明のリライト記録媒体とは、リライト記録媒体用基材フィルムの帯電防止層とは反対側の表面にリライト印字層が積層される。この中でも、プラスチックフィルムとして、B/AまたはB/A/Bを単位とする積層構造を有し、B層が内部に実質的に空洞を含有せず、三次元中心面平均表面粗さ(SRa)が0.07〜0.30μmであり、A層が空洞含有ポリエステル層からなる、空洞含有積層ポリエステルフィルムを用いたリライト記録媒体用基材フィルムのB層の表面に、リライト印字層を積層してなるリライト記録媒体が最も好ましい実施形態である。
また、前記の空洞含有ポリエステルフィルムに用いるポリエステル樹脂が、低オリゴマー化処理がされたポリエステル樹脂であることが好ましい。さらに、空洞含有ポリエステルフィルム、または積層構造を有する空洞含有ポリエステルフィルムのB層、に用いるポリエステル樹脂中の環状3量体含有量が6000ppm以下であることが好ましい。
本発明のリライト記録媒体用基材フィルムは、該フィルムの熱伝導度が特定の範囲にあるため、リライト記録媒体の基材として用いた場合、熱エネルギーによる発色性と消色性に優れる。
さらに、熱エネルギーによる発色性と消色性のバランスに優れているので、印字層に断熱性付与のための微小な空気層を点在させる必要がない。また、該印字層に含有される微小な空気層により光の散乱が引き起こされることがないので、印字された像の鮮明性が低下しないという利点を有する。
さらに、基材フィルムの遮光性に優れているので、リライト印字層を設けた際の印字像の鮮明性が向上する。
加えて、本発明のリライト記録媒体用基材フィルムは、加熱した際にフィルム表面に析出する低分子量成分の析出量が少ないことにより、リライト記録媒体の支持体として用いた時に、基材フィルムからリライト印字層に移動する低分子量物を低減できるため、リライト印字層において、発色と消色を繰り返した場合の耐久安定性に優れ、リライト印字層を形成する加工工程やプリンターで印字する際に、汚れによるトラブルを低減することができる利点を有している。
また、プラスチックフィルムとして、見かけ密度が0.91〜1.2g/cmである空洞含有ポリエステルフィルムを用いることにより、基材フィルムに適度なクッション性を付与できるため、例えば、サーマルヘッド方式で印字した場合に、印字の精細性が向上する利点を有する。
さらに、プラスチックフィルムが積層構造を有し、実質的に空洞を含有されていない層を、リライト印字層を積層する側に配置し、実質的に空洞を含有されていない層の表面粗さを特定の範囲とすることにより、積層される印字層の表面荒れを抑制することができる。その結果、印字された像の精細性が向上する。また、該積層構成とすることにより、リライト印字層を積層する側のフィルム表面の劈開もおこりにくくなる。そのため、リライト記録媒体の基材として用いた場合に、リライト印字層において、発色と消色を繰り返した場合の耐久安定性がさらに向上するという利点も有する。
また、従来公知の方法で必要であった断熱層の積層や該断熱層による表面荒れを改善するために用いられるカレンダー処理が不要であり、経済性においても有利であり、リライト記録媒体用基材フィルムとして好適である。
本発明のリライト記録媒体用基材フィルムは、基材フィルムの片面にリライト印字層を積層してなるリライト記録媒体に用いるリライト記録媒体用基材フィルムであって、リライト記録媒体用基材フィルムは、光線透過率が15%以下で、かつ熱伝導率が0.037〜0.080W/mKであり、170℃で20分間加熱処理した時に少なくともリライト印字層を積層する側の表面に析出する粒子の占有面積比が0.008μm/μm以下である二軸延伸ポリエステルフィルムであることを特徴とする。
本発明のリライト記録媒体用基材フィルムに用いる材料、及びフィルムの製造方法について、以下で詳しく説明する。
本発明で用いる二軸延伸ポリエステルフィルムを構成するポリエステル樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートあるいはポリエチレン−2,6−ナフタレートが挙げられる。前記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よい。これらのポリエステルの中でも、エチレンテレフタレート単位、トリメ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、さらに好ましくは90モル%以上であるポリエステルが好ましい。前記の各層を構成するポリエステルは、同種であっても、異種であっても構わないが、カール抑制及び経済性の点より同種が好ましい。これらの中でも、ポリエチレンテレフタレートは、コストパフォーマンスに優れているため好適である。
前記のポリエステルは、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸などの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、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコールなどの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直重法のほか、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、重縮合させるエステル交換法か、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。
本発明で基材フィルムに用いる二軸延伸ポリエステルフィルムは、170℃で20分間加熱処理した時に少なくともリライト印字層を積層する側の表面に析出する粒子の占有面積比が0.008μm/μm以下である。
本発明において、加熱処理後に二軸延伸ポリエステルフィルムの表面に析出する粒子の占有面積比を上記範囲にする方法としては、例えば、ポリエステルフィルムを形成する原料ポリエステル樹脂として、環状三量体の含有量を低減したいわゆる低オリゴマー化処理をしたポリエステル樹脂を用いることが好ましい。
上記の低オリゴマー化処理をしたポリエステル樹脂を用いて製膜する場合、ポリエステルフィルムを形成する全層のポリエステル樹脂に含まれる環状三量体量を低減してもよい。しかしながら、B/AまたはB/A/Bの積層構造を有する積層ポリエステルフィルムを用い、リライト印字層が積層されるいずれか一方のB層に用いるポリエステル樹脂のみ環状三量体量を低減する方法によっても、フィルム表面に析出する粒子の占有面積比を前記の範囲内にまで低減することができる。この方法は低オリゴマー化処理をしたポリエステル樹脂の使用量を低減することができるので経済的に有利であり、より好ましい実施態様として推奨される。最も好ましいのは、B/A/Bの積層構造を有する積層ポリエステルフィルムである。この場合、リライト印字層の反対面に析出した低分子量物が、リライト記録媒体をロール状に巻き取った際に、あるいは枚葉に重ねた際に、リライト印字層の表面に付着することを防止することができる。
表面層(B層)に用いるポリエステル樹脂に含まれる環状三量体量のみを低減する場合には、表面層の厚みの最適化が重要である。表面層(B層)の厚みは、総厚みに対して5〜20%が好ましく、7〜15%がより好ましい。5%未満では、A層に含まれる環状三量体がB層を通過して、B層の表面に析出する場合がある。一方、表面層(B層)の厚みが、総厚みに対して20%を超える場合は、A層からの環状三量体の移動をB層の内部で止め、B層の表面への環状三量体の析出を抑制する効果が飽和するので、経済的に不利となる。さらに、B層による表面粗さの制御効果を加味して、B層の厚みを設定をするのがより好ましい。
低オリゴマー化処理されたポリエステル樹脂中の環状三量体の含有量は、6000ppm以下が好ましく、5000ppm以下がより好ましく、4000ppm以下が特に好ましい。ポリエステル樹脂中の環状三量体の含有量が6000ppmを超えると、基材フィルムの表面に析出する環状三量体に起因する粒子の占有面積比が大きくなる。
環状三量体の含有量を低減させたポリエステル樹脂(本明細書では、低オリゴマー化処理ポリエステル樹脂と略す場合もある)の製造方法としては、例えば、固有粘度が0.40〜0.60dl/gの溶融重合ポリエステルのプレポリマーを固相重合する方法や所定の固有粘度のポリエステルを不活性気体雰囲気下または減圧下で固有粘度が実質的に変化しない条件で加熱処理する方法等が挙げられる。さらに、環状三量体を溶解する溶媒で抽出する方法もある。
また、環状三量体は、ポリエステルフィルムの製造工程におけるポリエステル樹脂の溶融押出し工程において生成するので、ポリエステル樹脂を290℃の温度で30分間溶融した時の環状三量体の増加量を5000ppm以下に低下させる手法を併用することも好ましい。環状三量体の増加量は、好ましくは3000ppm以下、より好ましくは2000ppm以下、特に好ましくは1000ppmである。
また、ポリエステル樹脂を290℃の温度で30分間溶融したとき、環状三量体の増加量を5000ppm以下に低下させる手法を下記に示す。成形時の溶融状態での環状三量体の再生を出来るだけ抑制するためには、ポリエステル中に残存する活性な重合触媒の量を出来るだけ減少させることが重要である。このような活性な重合触媒の量を減少させる代表的な手段としては、下記の方法が挙げられる。
第1の手段としては、ポリエステルを水と接触処理させることによって重合触媒の不活性化を行う方法である。
ポリエステルの重縮合触媒を失活処理する方法としては、溶融重縮合後や固相重合後にポリエステルチップを水や水蒸気または水蒸気含有気体と接触処理する方法が挙げられる。
水処理方法としては、水中に浸ける方法やシャワ−でチップ上に水をかける方法等が挙げられる。処理時間としては5分〜2日間、好ましくは10分〜1日間、さらに好ましくは30分〜10時間で、水の温度としては20〜180℃、好ましくは40〜150℃、さらに好ましくは50〜120℃である。
以下に、水処理を工業的に行う方法を例示する。また、処理方法は連続方式、バッチ方式のいずれであっても差し支えないが、工業的に行うためには連続方式の方が好ましい。
ポリエステルのチップをバッチ方式で水処理する場合は、サイロタイプの処理槽が挙げられる。すなわちバッチ方式でポリエステルのチップをサイロへ受け入れ水処理を行う。ポリエステルのチップを連続方式で水処理する場合は、塔型の処理槽に継続的又は間欠的にポリエステルのチップを上部より受け入れ、水処理させることができる。
またポリエステルのチップと水蒸気または水蒸気含有ガスとを接触させて処理する場合は、50〜150℃、好ましくは50〜110℃の温度の水蒸気または水蒸気含有ガスあるいは水蒸気含有空気を好ましくは粒状ポリエチレンテレフタレ−ト1kg当り、水蒸気として0.5g以上の量で供給させるか、または存在させて粒状ポリエチレンテレフタレ−トと水蒸気とを接触させる。
この、ポリエステルのチップと水蒸気との接触は、通常10分間〜2日間、好ましくは20分間〜10時間行われる。
以下に粒状ポリエチレンテレフタレ−トと水蒸気または水蒸気含有ガスとの接触処理を工業的に行なう方法を例示するが、これに限定されるものではない。また処理方法は連続方式、バッチ方式のいずれであっても差し支えない。
ポリエステルのチップをバッチ方式で水蒸気と接触処理をする場合は、サイロタイプの処理装置が挙げられる。すなわちポリエステルのチップをサイロへ受け入れ、バッチ方式で、水蒸気または水蒸気含有ガスを供給し接触処理を行なう。
ポリエステルのチップを連続的に水蒸気と接触処理する場合は、塔型の処理装置に連続で粒状ポリエチレンテレフタレ−トを上部より受け入れ、並流あるいは向流で水蒸気を連続供給し水蒸気と接触処理させることができる。
上記の如く、水又は水蒸気で処理した場合は、粒状ポリエチレンテレフタレ−トを必要に応じて振動篩機、シモンカ−タ−などの水切り装置で水切りし、コンベヤ−によって次の乾燥工程へ移送する。
水又は水蒸気と接触処理したポリエステルのチップの乾燥は、通常用いられるポリエステルの乾燥処理を用いることができる。連続的に乾燥する方法としては、上部よりポリエステルのチップを供給し、下部より乾燥ガスを通気するホッパ−型の通気乾燥機が通常使用される。
バッチ方式で乾燥する乾燥機としては大気圧下で乾燥ガスを通気しながら乾燥してもよい。
乾燥ガスとしては大気空気でも差し支えないが、ポリエステルの加水分解や熱酸化分解による分子量低下を防止する点からは乾燥窒素、除湿空気が好ましい。
また、第2の手段は、リン化合物による触媒失活による方法である。
特に、アルミニウムやチタン系の重縮合触媒を用いる場合は、前記の水との接触処理による重合触媒の不活性化(第1の手段)では、その効果が小さい。そのため、リン化合物を、溶融重縮合後または固相重合後のポリエステルの溶融物に添加し、重合触媒を不活性化する方法が挙げられる。
溶融重合ポリエステルの場合には、溶融重合反応終了後のポリエステルと、リン化合物を配合したポリエステル樹脂とを溶融状態で混合できるラインミキサ−等の機器中で混合してアルミニウム触媒を不活性化する方法が挙げられる。
また固相重合ポリエステルにリン化合物を配合する方法としては、固相重合ポリエステルにリン化合物をドライブレンドする方法やリン化合物を溶融混練して配合したポリエステルマスタ−バッチチップと固相重合ポリエステルチップを混合する方法によって所定量のリン化合物をポリエステルに配合後、押出機や成形機中で溶融し、触媒を不活性化する方法等が挙げられる。
触媒を完全に失活させるのに要するリン化合物の量は、ポリエステル中に残存する触媒金属含有量に対して、残存量で少なくとも5倍モルである。
使用されるリン化合物としては、リン酸、亜リン酸、ホスホン酸およびそれらの誘導体等が挙げられる。具体例としてはリン酸、リン酸トリメチルエステル、リン酸トリエチルエステル、リン酸トリブチルエステル、リン酸トリフェニ−ルエステル、リン酸モノメチルエステル、リン酸ジメチルエステル、リン酸モノブチルエステル、リン酸ジブチルエステル、亜リン酸、亜リン酸トリメチルエステル、亜リン酸トリエチルエステル、亜リン酸トリブチルエステル、メチルホスホン酸、メチルホスホン酸ジメチルエステル、エチルホスホン酸ジメチルエステル、フェニ−ルホスホン酸ジメチルエステル、フェニ−ルホスホン酸ジエチルエステル、フェニ−ルホスホン酸ジフェニ−ルエステル等であり、これらは単独で使用してもよく、また2種以上を併用してもよい。
また、第3の手段は、フィルム製造時の溶融押出し工程での環状三量体の再析出化を抑制する方法である。
ポリエステルフィルムの製造工程において、環状三量体の生成を抑制する方法として、ポリエステル樹脂を溶融押出しし、シートを製造する際の溶融温度をより低温にし、かつその滞留時間をより短時間にする方法が好ましい。溶融温度は、溶融した樹脂が通過する流路の温度を制御することで調節することが可能であり、当該ポリエステル樹脂の融点から+30℃までの範囲に制御することが好ましく、+15℃までの範囲に制御することがより好ましい。またポリエステル樹脂は結晶化速度が遅いために融点−10℃までの範囲では製造工程中で実質的に固化することなく流動するので、環状三量体の生成を低減させるためには、樹脂温度を上記温度範囲に制御することも好ましい。
本発明においては、上記方法により表面析出粒子の占有面積比を本発明の範囲内にすることが可能である。
また、第4の手段は、二軸配向ポリエステルフィルムの少なくともリライト印字層が積層される側の表面に、架橋構造を有する樹脂を構成成分とする塗布層を形成させて、二軸延伸ポリエステルフィルムの表面に移動してくる低分子量成分を基材フィルムの表面への析出を抑制する方法である。この方法を前記の第1〜3の手段と組み合わせると、基材フィルムの表面への低分子量成分の移動をさらに低減することができる。
この塗布層は、低分子量物の移動を阻害する機能を有するだけでなく、リライト印字層との密着性や帯電防止性の機能を付与することができ好適である。
リライト印字層との密着性を向上させるためには、例えば、塗布層を構成する樹脂として、ポリエステル、ポリウレタン、アクリル樹脂、ビニル樹脂、エポキシ樹脂、アミド樹脂、ポリビニルアルコール、または各々の樹脂の共重合体を用いることが好ましい。これらの樹脂は、それぞれの樹脂の主鎖に共重合成分を導入することにより、グラフトさせた樹脂でもよい。グラフト樹脂としては、例えば、アクリル樹脂グラフトポリエステル、アクリル樹脂グラフトポリウレタン、ビニル樹脂グラフトポリエステル、ビニル樹脂グラフトポリウレタン等が挙げられる。ただし、リライト印字層を構成する樹脂の種類によって適正な樹脂は異なるので、リライト印字層を構成する樹脂の種類に応じて、適宜選定すればよい。
さらに、上記の樹脂は架橋構造を有していることが好ましいので、自己架橋型のグラフト重合体を用いるか、樹脂を架橋剤により反応させて架橋構造を形成させてもよい。架橋剤としては、アルキル化フェノール類、クレゾール類等のホルムアルデヒドとの縮合物のフェノールホルムアルデヒド樹脂;尿素、メラミン、ベンゾグアナミン等とホルムアルデヒドとの付加物、この付加物と炭素原子数が1〜6のアルコールからなるアルキルエーテル化合物等のアミノ樹脂;多官能性エポキシ化合物;多官能性イソシアネート化合物;ブロックイソシアネート化合物;多官能性アジリジン化合物;オキサゾリン化合物などが挙げられる。
帯電防止剤としては、(a)スルホン酸塩基または燐酸塩基を分子内に少なくとも1種有するアニオン性高分子化合物、(b)第4級アンモニウム塩基を含むカチオン性高分子化合物、または(c)ポリチオフェン又はその誘導体、から選択される高分子の帯電防止剤が好適である。
なお、本発明においては、リライト記録媒体用基材フィルムとして、機械的強度や熱寸法安定性の点から、二軸配向ポリエステルフィルムを用いる。
プラスチックフィルムの光線透過率を13%以下にする方法としては、フィルムを構成するポリエステル樹脂に隠蔽性を有する顔料を配合する方法が好ましい。本発明において、フィルムの光線透過率を低下させる目的は、印字された印字像の鮮明性を向上させることにあるので、白色であることが好ましい。したがって、本発明のリライト記録媒体用基材フィルムは、JIS Z−8722に準拠して測定した白色度が75以上であることが好ましく、80以上がより好ましい。フィルムの白色度を75以上とするためには、酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、あるいは硫酸バリウム等の白色顔料や、これらを配合したポリマービーズ等をフィルム中に含有させることが好ましい。また、蛍光増白剤を併用する方法も有効である。
前記の白色顔料は、フィルムを構成する樹脂組成物に対し、1〜25質量%含有させることが好ましい。遮光性をさらに高めるために、白色顔料の含有量を増やしすぎると、フィルム製造時に破断が多発し、工業レベルで安定した生産を行うことが困難になる。
また、本発明のフィルムの熱伝導率を0.037〜0.080W/mKにする方法としては、該フィルム中に空洞を含有させ、該空洞に含まれる空気の断熱効果を利用する方法が好ましい。例えば、フィルム中の空洞の量を増やすためには、フィルム中の空洞の数を増やす方法と空洞を大きくする方法を単独、もしくは組み合わせ、フィルムの熱伝導率が上記範囲に入るように、生産性が悪化しない範囲で適宜条件を設定する。具体的な条件は、使用する材料、設備能力により適正範囲が異なるので、一概には数値範囲を設定できない。そのため、まず条件を大きくふった予備実験を行い、得られたフィルムの熱伝導率を評価し、熱伝導率が0.037〜0.080W/mKの範囲を安定して満足できる条件を選定すればよい。なお、条件設定は試行錯誤的に行うものではなく、下記の技術的指針に沿って行う。
例えば、空洞含有ポリエステルフィルムの場合、ポリエステル樹脂と、該ポリエステル樹脂に非相溶な熱可塑性樹脂からなる混合物を溶融し、次いでシート状に押出し成形して未延伸フィルムとした後、この未延伸フィルムを二軸延伸し、次いで熱処理することにより製造される。
フィルム中の空洞の数を増やすためには、ポリエステルに非相溶な熱可塑性樹脂の配合量を増やす方法、物理的または化学的な手段により非相溶樹脂の分散体の大きさを小さくする方法が好適である。物理的手段としては、例えば、溶融押し出し時にスタティックミキサーを用いて非相溶樹脂を分散せる方法があり、化学的手段としてはPEGやポリスチレンを併用する方法が挙げられる。また、非相溶性樹脂に関しては、後で説明する。
また、空洞の大きさを大きくする方法としては、フィルムを延伸する際の延伸応力を大きくする方法(例えば、延伸温度を低くする、延伸倍率を大きくする)が好適である。
プラスチックフィルムに空洞を含有させる方法としては、(1)発泡剤を含有せしめ押出時や製膜時の熱によって発泡、あるいは化学的分解により発泡させる方法、(2)押出時又は押出後に炭酸ガスなどの気体又は気化可能な物質を添加し、発泡させる方法、(3)中空微粒子を配合する方法、(4)フィルムを構成する熱可塑性樹脂Aに、該熱可塑性樹脂Aに対し非相溶の熱可塑性樹脂Bを含有させ、溶融押出後、1軸又は2軸に延伸する方法、(5)熱可塑性樹脂Aに有機もしくは無機の微粒子を含有させ、溶融押出後、二軸延伸する方法などを挙げることができる。また、これらの方法を組み合わせて実施してもよい。
前記の方法の中で、前記の(3)以外の方法は、該空洞を含有させることにより、フィルムにクッション性が同時に付与できる。フィルムのクッション性が付与されると、例えば、サーマルヘッド方式で印字した場合に、印字の精細性が向上するという効果も付加される。
前記の空洞含有方法の中で、前記(4)の方法、すなわちフィルムを構成する熱可塑性樹脂Aに、該熱可塑性樹脂Aに対し非相溶の熱可塑性樹脂Bを含有させ、フィルムの延伸時に両樹脂の界面の剥離により空洞を発生させる方法が好ましい実施態様の一つである。フィルムを構成する熱可塑性樹脂Aとしては、ポリエステル樹脂が好ましい。
ポリエステル樹脂として、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレン−2,6−ナフタレートを用いる場合には、ポリエステル樹脂に非相溶の熱可塑性樹脂として、例えば、ポリプロピレンやポリメチルペンテンに代表されるポリオレフィン系樹脂、各種の変性ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン系樹脂、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、ポリフェニレンエーテル系樹脂、フェノキシ樹脂などが挙げられる。また、酸化チタン、硫酸バリウム、硫化亜鉛、炭酸カルシウムなどのような白色顔料を併用してもよい。
基材フィルムとして、空洞含有ポリエステルフィルムを用いる場合、フィルムを形成させる材料として、ポリエステル樹脂と該ポリステル樹脂に非相溶の熱可塑性樹脂を用いる。ポリステル樹脂に非相溶の熱可塑性樹脂は、単独の熱可塑性樹脂を用いてもよいし、複数の熱可塑性樹脂を組合せて用いてもよい。ポリステル樹脂に非相溶性の熱可塑性樹脂の含有量は、ポリエステル樹脂に対し3〜20質量%とすることが好ましく、5〜15質量%がさらに好ましい。ポリステル樹脂に非相溶の熱可塑性樹脂の含有量が、空洞含有ポリエステル層を形成するポリエステル樹脂に対し3質量%未満の場合には、フィルム内部に形成される空洞含有量が少なくなるため、熱伝導率の低下が不十分となりやすい。一方、非相溶性の熱可塑性樹脂の含有量がポリエステル樹脂に対し20質量%を超える場合には、フィルム製造工程での破断が多発しやすくなる。
なお、本発明において、空洞含有ポリエステルフィルムの見かけ密度を0.91〜1.2g/cmの範囲に設定するためには、例えば下記に示すポリエステル系樹脂に非相溶の熱可塑性樹脂の含有量を適切な値に調節する方法や、フィルムの延伸温度や延伸倍率を調節するなどの方法が挙げられる。
空洞含有ポリエステルフィルムは、B/AまたはB/A/Bを単位とする積層構造を有し、B層はポリエステル樹脂と粒子を含むポリエステル層で、A層はポリエステル樹脂と該ポリエステル樹脂に非相溶な熱可塑性樹脂を混合した組成物からなる空洞含有ポリエステル層である、積層フィルムであることが好ましい。なお、B層はリライト記録媒体とする際にリライト印字層が積層される層である。さらに、B層は実質上空洞を含有していないことが好ましい。
ここで、実質的に空洞が含有されていない層(B層)とは、空洞積層数密度が0.0個/μm未満の層を意味する。なお、空洞積層数密度とは、B層の厚み方向に存在する空洞の積層数を、B層の厚みで除したものである。
前記の空洞積層数密度は、下記の方法を用いて測定することができる。
フィルム断面の空洞の観察には走査型電子顕微鏡を用い、サンプルの異なる部位の5箇所において、フィルムの縦延伸方向と平行で、かつフィルム面に垂直な割断面を観察する。観察は300〜3000倍の適切な倍率で行い、フィルムの全厚みの中における空洞の分散状態が確認できるように写真を撮影する。次いで、写真の画像上の任意の場所で、フィルム表面に垂直方向に直線を引き、B層においてこの直線に交わる空洞の個数を計数する。この空洞の数を、B層の厚み方向の空洞の個数(積層数)と定義する。また、この直線に沿ってB層の厚み(μm)を測定し、B層における空洞の積層数をB層の厚みで除して空洞積層数密度(個/μm)を求める。なお、計測は写真1枚につき5箇所で行い、総計25箇所の平均値を求めて、B層の空洞積層数密度とする。
本発明において、プラスチックフィルムとして、上記の積層構成を有する空洞含有ポリエステルフィルムを用いた場合、フィルム表面の劈開を抑制することができる。例えば、表層のB層中に、発泡剤や空洞発現材(ポリエステルに非相溶の熱可塑性樹脂)を含有させる場合、空洞の破壊による表面強度の低下が加工時におこりやすくなる。
B層の厚みは、2〜30μmが好ましく、3〜25μmがより好ましい。B層の厚みが2μm未満の場合は、フィルムの表面における劈開を抑制しにくくなる。一方、B層の厚みが30μmを超える場合は、断熱性付与の点で不利になる。なお、前記のB層の厚みは、フィルム全厚みに対し5〜25%とすることが好ましい。
なお、本発明のリライト記録媒体用基材フィルムの厚みは、総厚みが25〜300μmの範囲内で、市場で使用する際の用途、規格により適宜決定すればよい。
リライト印字層を基材フィルムの片面にのみ積層する場合、本発明の目的を達成する点においては、前記のB層の積層は片面のみで十分である。なお、積層フィルムのカールを抑制する点から、A層の両面にB層を積層することがより好ましい実施態様である。
前記のB層の積層方法としては、例えば、B層およびA層をそれぞれ個別に製膜して得た2枚のフィルムを接着剤等で貼り合わせる方法でもよいし、共押し出し法によりB層とA層を積層したフィルムを二軸延伸し、次いで熱処理する方法を用いてもよい。後者の共押し出し法の方が経済性に優れており、好ましい実施態様である。
B層の三次元中心面平均表面粗さ(SRa)を0.07〜0.30μmに制御するためには、B層を構成するポリエステル樹脂に含有させる無機および/または有機微粒子の平均粒径、含有量とB層の厚みを適宜調節する。B層に含有させる粒子は、フィルムに隠蔽性を付与する機能を有する白色顔料が好ましく、酸化チタン(アナターゼ型、ルチル型)、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、シリカ、硫化亜鉛などが例示される。これらの粒子は単独で使用してもよいし、2種以上を用いてもよい。
本発明において、二軸延伸ポリエステルフィルムとして、空洞含有ポリエステルフィルムを用いる場合、下記の方法を用いて製造することが好ましい。
空洞含有ポリエステルフィルムの製造方法としては、ポリエステル樹脂と、該ポリエステル樹脂に非相溶な熱可塑性樹脂からなる混合物を溶融させ、シート状に押出し成形して未延伸フィルムとした後、この未延伸フィルムを延伸し、次いで熱処理するという一般的な方法を用いることができる。また、B/AまたはB/A/Bの層構成を有する積層フィルムとする場合には、少なくとも2台の押出機を用い、一方の押出機でポリエステル樹脂を溶融し、他の押出機でポリエステル樹脂と、該ポリエステル樹脂に非相溶な熱可塑性樹脂からなる混合物を溶融し、それらをフィードブロックにより接合し、シート状に共押出し、未延伸フィルムを製造する。各層の厚みは、B層とA層の溶融樹脂の吐出量で調整することができる。
未延伸フィルムを延伸、配向処理する条件は、フィルムの物性と密接に関係する。以下では、最も一般的な逐次二軸延伸方法、特に未延伸フィルムを長手方向次いで幅方向に延伸する方法を例にとり、延伸、熱処理条件を説明する。
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。次いで、一軸延伸フィルムをテンターに導入し、幅方向に(Tm−10℃)以下の温度で2.5〜5倍に延伸する。但し、Tmはポリエステルの融点を意味する。
また、上記の二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、(Tm−60℃)〜Tmの範囲で行うのが好ましい。
本発明のリライト記録媒体用フィルムを、空洞を含有させる方法で製造する場合、白色顔料を含有する白色ポリエステルフィルムや、透明ポリエステルフィルムに比べ、巻き癖カールの発生が大きいという問題を有する。特に、本発明のリライト記録媒体用フィルムは、フィルム厚みが厚いと、カールの発生が顕著になる。
なぜなら、厚物の二軸延伸フィルムの製造においては、先ずその未延伸フィルムが非常に厚くなるため、冷却ロールでの冷却が冷却面とその反対側で明らかに異なるため、結晶化度を始めとした構造がフィルムの裏表で異なるものになってしまう。さらに、内部に微細な空洞を含有する空洞含有ポリエステル系フィルムであるため、その空洞のサイズ、形状、体積分率がフィルムの厚み方向にわたって容易に変化するため、フィルム表裏の物性や構造を同一とするようなフィルムの製造は極めて困難である。
したがって、本発明においては、積層ポリエステルフィルムを無荷重の状態で、110℃で30分加熱処理した後のカール値を1mm以下とすることが好ましい。前記の熱処理後のカール値は0.9mm以下がより好ましく、0.8mm以下がさらに好ましい。カール値が1mmを超える場合は、リライト記録媒体としての平面性が悪化するので好ましくない。
カールを抑制する手法としては、(1)空洞の体積分率を小さくし、且つ各々の空洞サイズを小さく抑制しすることで、内部歪に耐えてカールの発生を抑制する方法、(2)フィルム厚み方向に空洞に分布を持たせる方法、(3)押し出し時の冷却差によるフィルム厚み方向の結晶化度の差に始まる各工程で付与されるフィルム表裏の構造差に起因するカールを制御するために、積極的にフィルム表裏の構造差を発生させ、必然的な構造差と補完しあってカール値をゼロに近づける方法、などが好適である。
具体的には、縦延伸や横延伸などの延伸工程及び熱固定工程で、フィルム表裏の温度又は熱量を異なる値とすることによって、フィルム表裏の配向度を独立して制御し、フィルム表裏の構造や物性がバランスする条件を採用することにより、ゼロカールの製膜が実現する。特に、縦延伸時のフィルム厚みが厚い段階で、フィルム表裏の温度又は熱量を異なる値とする方法が好適である。
また、カールが全幅にわたって低い状態で安定的に生産されるための基本的要件として、厚み斑の少ない延伸処方により、フィルム厚み方向に変化の少ない空洞を形成させることも重要である。
より具体的には、製膜直後の縦方向カールについては、縦延伸時のフィルム裏表の構造差を制御し、横方向のカールは横延伸及び熱固定時にフィルム裏表の構造差を制御することで、逆方向の内部歪を作りこみ、必然的に発生するフィルム表裏の構造差による内部歪とバランスさせ、カールを抑制するが好ましい。
また、カール発生の抑制方法としては、該積層ポリエステルフィルムの表面層(B)と他の表面層(B′)との厚みを同一にするのも有効な方法である。
リライト記録媒体は、基材フィルムと、該基材フィルムの片面に積層されるリライト印字層から構成される。また、リライト記録媒体は、実用上、リライト印字層の表面に保護層を設け、最上層には粘着層を設けた構成で使用されることが多い。
リライト記録媒体のリライト印字層を構成するロイコ染料、可逆顕色剤、バインダー樹脂は公知の市販品を使用することができ、リライト記録媒体の性能や市場要求により適宜選択決定すればよい。また、リライト記録媒体に、非接触で記録・消去をする手段として、半導体レーザー、炭酸ガスレーザー、YAGレーザーなど特定波長を有するレーザーや、波長に幅を有するランプなどが使用できる。
以下、実施例によって本発明を詳細に説明する。なお、各実施例で得られたフィルムやりライト記録媒体の特性は以下の方法により測定、評価した。
(1)固有粘度
チップサンプル0.1gを精秤し、25mlのフェノール/テトラクロロエタン=6/4(質量比)の混合溶媒に溶解し、オストワルド粘度計を用いて30℃で測定した。なお、測定は3回行い、その平均値を求めた。
(2)三次元中心面平均表面粗さ(SRa)
フィルムの表面を、触針式三次元表面粗さ計(株式会社小坂研究所社製、SE−3AK)を用いて、針の半径2μm、荷重30mg、針のスピード0.1mm/秒の条件下で、フィルムの長手方向にカットオフ値0.25mmで、測定長1mmにわたって測定し、2μmピッチで500点に分割し、各点の高さを三次元粗さ解析装置(株式会社小坂研究所社製、TDA−21)に取り込ませた。これと同様の操作をフィルムの幅方向について2μm間隔で連続的に150回、即ちフィルムの幅方向0.3mmにわたって行い、解析装置にデータを取り込ませた。次に、前記解析装置を用いて、三次元平均表面粗さSRaを求めた。SRaの単位は、μmである。なお、測定は3回行い、それらの平均値を採用した。
(3)フィルムの厚み
ミリトロン厚み計を用い、フィルム1枚当たり5点を計3枚の15点を測定し、その平均値を求めた。
(4)フィルムの層厚み
ミクロトームを用いてフィルムを切削し、フィルム表面に垂直な断面を得た。この断面に白金・パラジウム合金をスパッタリングによって被覆したものを観察サンプルとした。走査型電子顕微鏡(日立製作所製、S−510型)を用いてフィルム断面を観察し、フィルム全厚みが一視野となる適当な倍率で写真撮影した。この像より、スケールを用いて各層の厚みを測定した。独立に作成した3点の断面サンプルについて測定を行い、この平均値をもって積層フィルムの層厚みとした。
(5)フィルムの光線透過率
JIS−B0601−1982に準拠し、ポイック積分球式H.T.Rメータ(日本精密光学製)を用い測定した。この値が小さいほど、遮光性が高いことを意味する。
(6)フィルムの見かけ密度
フィルムを5.0cm四方の正方形に4枚切り出して試料とした。この試料を4枚重ねにして、マイクロメーターを用いて有効数字4桁で、総厚みを場所を変えて10点測定し、重ね厚みの平均値を求めた。この平均値を4で除して有効数字3桁に丸め、一枚あたりの平均厚み(t:μm)とした。同試料4枚の質量(w:g)を有効数字4桁で自動上皿天秤を用いて測定し、次式より見かけ密度を求めた。なお、見かけ密度は有効数字3桁に丸めた。
見かけ密度(g/cm)=(w/(5.0×5.0×4×t))×10
(7)熱伝導度
ASTM E1530に準拠し、定常比較法で測定した。測定器にはUNITHERM2010(ANTER社製)を用いた。試料としてフィルムを総厚み1mm程度となるよう積層したものを用い、厚み方向の熱伝導度を120℃で測定した。
(8)フィルムの耐表面劈開性
フィルム試料のリライト印字層を積層する側のフィルム表面に、1mm間隔で100個の碁盤の目のクロスカットを入れ、該クロスカット部を中心として24mm幅×40mm長の面積になるように粘着テープ(ニチバン社製、CT405AP−24)を貼りつける。次いで、該貼り付け部に1kgf/cmの荷重を10秒間掛けた後に、該粘着テープをフィルムの垂直方向に剥がした時に、粘着テープ側に剥ぎ取られた個数を計数し、以下の基準で判定した。
○:0〜20個/100個
△:21〜50個/100個
×:51〜100個/100個
(9)表面固有抵抗値
フィルムを23℃、65%RHの雰囲気下で24時間放置後、その雰囲気下で表面抵抗値測定装置(三菱油化社製、ハイレスタ−IP)を用い、印加電圧500Vにて帯電防止剤層表面の表面固有抵抗値(Ω/□)を測定した。
(10)加熱処理による表面析出粒子の占有面積比
(a)加熱処理
測定すべきフィルムの任意の5箇所より小片を切り取り、端部を蛇の目クリップで把持して170℃の熱風中で20分間加熱した。この際、フィルムが他のフィルムや器具と触れないように保持して、キズなどが生じないように取り扱った。加熱後は室温中へ取り出して、十分に自然冷却した後、次の観察を行った。
(b)フィルム表面の析出粒子の占有面積比
まず、測定すべきフィルム小片から、除電ブロワーによって塵などを注意深く取り除いた。この表面を非接触型三次元形状測定装置(Micromap社製;Micromap557)で測定した。光学系にはミロー型二光束干渉対物レンズ(50倍)とズームレンズ(Body Tube,0.5倍)を使用し、5600オングストロームの光源を用いて、2/3インチCCDカメラで受光した。測定はWAVEモードで行い、245μm四方の視野を480ピクセルのデジタル画像として処理した。画像の解析には解析ソフトウェア(Micromap123、バージョン4.0)を用いて、4次関数モードで傾斜除去(Detrending)し、表面形状データを得た。当該形状データから解析ソフトウェア(SX−Viewer、バージョン3.4.2)を用いて粒子解析を行った。ソフトウェアの補正機能により、平面補正と補間を行った後、最長径が0.01から2000μm、高さが0.1μmから1000μmの突起を解析した。突起の解析のパラメータとして、二値化閾値0.01と再二値化閾値50、ブロックサイズ4を与え、突起を二値化して抽出した。得られた解析結果から突起の占有面積を求め、上記加熱処理の前後で増加した突起の占有面積と視野の面積(6.0×10μm)の比率を占有面積比とした。なお、測定は5つのフィルム小片において、明確なキズや異物などを避けた任意の3箇所でそれぞれ行い、合計15視野での平均値を求めて用いた。
(11)リライト印字層の発色性
リライト記録媒体を市販の感熱カードプリンターを用いて、印加エネルギー0.7mJ/dotで発色させた。発色後室温まで急冷し、発色性を判定した。発色性は肉眼観察により1〜5級にクラス分けを行い判定した。1級が最も良好であり、5級が最も悪いとした。
(12)リライト印字層の消色性
前記の方法で印字を行い、次いで、0.56mJ/dotの印加エネルギーで消色を行った。消色性は肉眼観察により1〜5級にクラス分けをして判定した。1級が最も良好であり、5級が最も悪いとした。
(13)リライト印字像の精細性
前記の印字サンプルの印字像のドットの形状を顕微鏡にて観察して判定した。ドットの形状が四角形に近い方が精細性に優れる。以下の基準で判定した。
◎:ほぼ四角形
○:やや丸みを帯びている
△:白抜け等でややいびつとなっている
×:いびつ
(14)リライト印字像の鮮明性
前記の方法で発色させた印字像を目視で観察して判定した。
〇:鮮明性良好
×:鮮明性不良
(15)リライト印字層の密着性
リライト印字層の表面に1mm間隔の碁盤の目のクロスカットを入れ、該クロスカット部を中心として24mm幅×40mm長の面積になるように粘着テープ(ニチバン社製、CT405AP−24)を貼り付けて、該貼り付け部に1kg/cmの荷重を10秒間掛けた後に、該セロファンテープをフィルムの垂直方向に剥がした時にセロファンテープ側に剥ぎ取られた100個の区域に対する個数を計数し、以下の基準で判定した。
○:0〜20個/100個
△:21〜50個/100個
×:51〜100個/100個
(16)リライト印字特性の耐久安定性
前記方法で発色および消色を200回繰り返した時の発色性および消色性を肉眼観察により判定した。
○:初回の発色性や消色性に対して繰り返しにより該特性が変化しないあるいはその変化がわずかである場合
×:初回の発色性や消色性に対して繰り返しにより該特性が明らかに変化する場合
実施例1
[空洞形成剤含有マスターペレット(イ)の調製]
中間層用原料の1つとして、メルトフローレート1.5のポリスチレン樹脂(日本ポリスチ社製、G797N)20質量%、メルトフローレート3.0の気相法重合ポリプロピレン樹脂(出光石油化学社製、F300SP)20質量%及びメルトフローレート180のポリメチルペンテン樹脂(三井化学社製:TPX DX−820)60質量%をペレット混合し、2軸押出機に供給して十分に混練りし、ストランドを冷却、切断して空洞形成剤含有マスターペレット(イ)を調整した。
[酸化チタン含有マスターペレット(ロ)の調製]
中間層用原料の1つとして、固有粘度0.62dl/gのポリエチレンテレフタレート樹脂49.5質量%に平均粒径0.3μm(電顕法)のアナタース型二酸化チタン(富士チタン社製、TA−300)50質量%及び蛍光増白剤(イーストマンケミカル社製、OB−1)0.05質量%を混合したものをベント式2軸押出機に供給して予備混練りした後、溶融ポリマーを連続的にベント式単軸混練り機に供給して混練りして酸化チタン含有マスターペレット(ロ)を調整した。
[リライト印字層の密着性向上層形成用塗布液の調製]
水/イソプロピルアルコール(=60/40;質量%)の混合溶媒に、共重合ポリエステル樹脂(東洋紡績株社製、バイロナールMD1100)/ブロック型イソシアネート基を含有する樹脂(第一工業製薬社製、エラストロンBN11)/有機粒子(日本触媒社製、エポスターS12:平均粒径1.2μm)/フッ素系界面活性剤(大日本インキ社製、F1405)を固形分で、それぞれ3.5/6.5/10.0/0.07(質量%)になるように、撹拌下、添加し、水系分散液を調製した。
[帯電防止層形成用塗布液の調製]
上記方法で調製した水系分散液を40質量部、ポリスチレンスルホン酸アンモニウム塩(日本NSC社製、分子量70,000)を4.3質量部、水を24質量部及びイソプロピルアルコールを36質量部、をそれぞれ混合し、さらにアニオン系界面活性剤の10質量%水溶液を0.6質量部、プロピオン酸を1質量部、イオン交換水中でホモジナイザ−により分散処理したコロイダルシリカ粒子(日産化学工業社製、スノーテックスOL、平均粒径40nm)(粒子a)の20質量%水分散液を1.8質量部、イオン交換水中でホモジナイザ−により分散処理した乾式法シリカ粒子(日本アエロジル社製、アエロジルOX50、平均凝集粒径200nm、平均一次粒径40nm)(粒子b)の4質量%水分散液を1.1質量部添加し、塗布液とした。粒子aと粒子bの質量比は8、粒子bの含有量は帯電防止層の樹脂組成物に対して0.42質量%である。
[リライト記録媒体用基材フィルムの製造]
前記空洞形成剤含有マスターペレット(イ)7質量%、酸化チタン含有マスターペレット(ロ)7質量%及び固有粘度0.62dl/gのPET樹脂86質量%よりなる混合物を中間層の原料とした。また、酸化チタン含有マスターペレット(ロ)30質量%と固有粘度0.62dl/gのPET樹脂70質量%よりなる混合物を、中間層の両面に積層されるように2台の押出し機に供給し、表面層/中間層/表面層の厚み比率が8/84/8となるようにフィードブロックで接合した。次いで、ダイスより20℃に調節された冷却ロール上に押し出し、厚み1.6mmの3層構成の未延伸フィルムを製造した。押出しに際しては、ポリエステル樹脂、及びポリエステル樹脂とマスターペレットとの混合物は予め真空乾燥した後に、押出し機に供給した。
なお、表面層に用いるポリエステル樹脂は、以下の方法で低オリゴマー化処理したポリエステル樹脂を用いた。
すなわち、PETを減圧下160℃にて乾燥し、次いで、400ppmのエチレングリコールを含有する窒素ガスを粗製PET1kg当たり、毎時40リットルで流通し、この反応系を1.2kg/cmの微加圧に調整し、215℃で20時間加熱処理をして低オリゴマー化処理を行った。得られたPETの固有粘度は0.612dl/gであり、環状三量体含有量は3,400ppmであった。なお、低オリゴマー化する前のPET中の環状三量体量は9,600ppmであった。中間層に用いるPETは、低オリゴマー化処理を行わなかった。このPET中の環状三量体量は9,600ppmであった。また、冷却ドラムの反対面には20℃に温調した冷風を吹き付け冷却した。
得られた未延伸フィルムを、加熱ロールを用いて65℃に均一加熱し、周速が異なる2対のニップロール(低速ロール:1m/分、高速ロール:3.4m/分)間で3.4倍に延伸して空洞含有一軸延伸PETフィルムを得た。このとき、フィルムの補助加熱装置として、ニップロール中間部に金反射膜を備えた赤外線加熱ヒータ(定格:40W/cm)をフィルムの両面に対向して設置(フィルム表面から1cmの距離)し、片面を18W/cm、反対面を12W/cmにて加熱した。
前記のリライト印字層との密着性向上層形成用塗布液および帯電防止層形成用塗布液を、それぞれ粒子サイズ10μm(初期濾過効率95%)のフェルト型ポリプロピレン製濾材で精密濾過し、リバースロール法によって、上記の空洞含有一軸延伸PETフィルムの片面と他面にそれぞれ塗布し、乾燥させた。乾燥後の塗布量は、両面ともに0.1g/mであった。
引き続き、フィルムの端部をクリップで把持して130℃に加熱された熱風ゾーンに導いて乾燥した後、幅方向に4.0倍に延伸した。さらに、フィルムの幅の長さを固定した状態で赤外線ヒーターによって250℃で0.6秒間加熱し、片面にリライト印字層との密着性を向上させる密着性向上層を、他面に帯電防止層を有する、厚さ188μmの空洞含有二軸延伸ポリエステルフィルムを製造し、リライト記録媒体用基材フィルムとした。得られたリライト記録媒体用基材フィルムの特性値を表1に示す。なお、得られたリライト記録媒体用基材フィルムの白色度は84であった。
[リライト記録媒体の製造]
ロイコ染料として3−ジ−n−ブチルアミノ−6−メチル−7−アニリノフルオランを20部、可逆顕色剤としてN−[3−(p−ヒドロキシフェニル)プロピオノ]−N′−n−オクタデカノヒドラジドを100部、バインダー樹脂としてポリビニルブチラール(積水化学工業社製、BX−1)80部を10質量%のメチルエチルケトン溶液となるようにボールミルで24時間粉砕、溶解し、リライト印字層用塗布液を調製した。
該リライト印字層用塗布液を、リライト記録媒体用基材フィルムの密着性向上層の表面に、ワイヤーバー法で乾燥後厚みが3μmになるように塗布し、80℃で2分間乾燥し、リライト印字層を積層してなるリライト記録媒体を得た。
得られたリライト記録媒体のリライト印字特性、リライト印字層とリライト記録媒体用基材フィルムとの密着性、リライト印字層において発色と消色を繰り返した場合の耐久安定性(単にリライト印字特性の耐久安定性と略す場合もある)を評価した。その結果を表1に示す。
本実施例1で得られたリライト記録媒体用基材フィルムおよびそれから得られたリライト記録媒体は、すべての特性に優れ高品質であった。
実施例2
実施例1において、中間層への空洞形成剤含有マスターペレット(イ)およびPET樹脂の配合量をそれぞれ9および84質量%に変更する以外は、実施例1と同様の方法で実施例2のリライト記録媒体用基材フィルムおよびリライト記録媒体を得た。得られたリライト記録媒体用基材フィルムおよびリライト記録媒体の特性を表1に示す。
本実施例2で得られたリライト記録媒体用基材フィルムおよびリライト記録媒体は、実施例1で得られたリライト記録媒体用基材フィルムやリライト記録媒体と同等の特性を有しており高品質であった。
実施例3
実施例1において、中間層を形成するポリエステル樹脂組成物として、酸化チタン含有マスターペレット(ロ)7質量%および平均粒径5μmの中空ガラスビーズ(市販のガラスビーズを分級して調製)5質量%および固有粘度0.62dl/gのPET樹脂88質量%よりなる混合物の混練品に変更する以外は、実施例1と同様の方法で実施例3のリライト記録媒体用基材フィルムおよびリライト記録媒体を得た。得られたリライト記録媒体用基材フィルムおよびリライト記録媒体の特性を表1に示す。
本実施例3で得られたリライト記録媒体用基材フィルムおよびリライト記録媒体は、実施例1で得られたリライト記録媒体用基材フィルムやリライト記録媒体と同等の特性を有しており高品質であった。
比較例1
実施例1の方法において、中間層形成用ポリエステル樹脂組成物に空洞形成剤含有マスターペレット(イ)の配合を取り止める以外は、実施例1と同様の方法で比較例1のリライト記録媒体用基材フィルムおよびリライト記録媒体を得た。得られたリライト記録媒体用基材フィルムおよびリライト記録媒体の特性を表1に示す。
本比較例1で得られたリライト記録媒体用基材フィルムは、実施例1で得られたリライト記録媒体用基材フィルムに比べて断熱性が劣る。そのために、実施例1で得られたリライト記録媒体よりも消色性が劣っていた。
比較例2
実施例1の方法において、中間層に用いる原料として、ポリエステル樹脂組成物への酸化チタンマスターバッチ(ロ)の配合を取り止める以外は、実施例1と同様の方法で比較例2のリライト記録媒体用基材フィルムおよびリライト記録媒体を得た。得られたリライト記録媒体用基材フィルムおよびリライト記録媒体の特性を表1に示す。
本比較例2で得られたリライト記録媒体用基材フィルムは、実施例1で得られたリライト記録媒体用基材フィルムに比べて遮光性が劣っており、印字された印字像の鮮明性が劣っていた。
比較例3
市販の白色PETフィルムの片面に平均粒径が5μmの塩化ビニリデンーアクリロニトリルを主成分とする共重合樹脂よりなる中空度が92%の中空粒子13質量%、スチレン/ブタジエン共重合体ラテックス3質量%(固形分換算量)および水84質量%よりなる分散体よりなる断熱コート塗布液を乾燥後厚みで10μmになるように塗布し、乾燥することによりリライト記録媒体用基材フィルムを得た。なお、該フィルムのカレンダー処理は実施しなかった。また、印字層は前記の断熱コート層側に積層した。
得られたリライト記録媒体用基材フィルムおよび実施例1と同様の方法でリライト印字層を積層することにより得られたリライト記録媒体の特性を表1に示す。
本比較例3で得られたリライト記録媒体用基材フィルムは、実施例1で得られたリライト記録媒体用基材フィルムに比べて断熱性が劣る。そのために、実施例1で得られたリライト記録媒体よりも消色性が劣っていた。また、本比較例で得られたリライト記録媒体用基材フィルムの断熱コート層表面の表面粗さが粗く、印字像の精細性が劣っていた。また、リライト印字層を積層する側のフィルム表面の耐表面劈開性がやや劣っていた。さらに、フィルム表面へのポリエステル中の低分子量成分の析出の抑制も不十分であった。そのため、リライト記録媒体とした際に、発色と消色を繰り返した場合の耐久安定性に劣っていた。
比較例4
実施例1において、中間層への空洞形成剤含有マスターペレット(イ)およびPET樹脂の配合量をそれぞれ15質量%および78質量%に変更する以外は、実施例1と同様の方法で比較例4のリライト記録媒体用基材フィルムおよびリライト記録媒体を得た。得られたリライト記録媒体用基材フィルムおよびリライト記録媒体の特性を表1に示す。
本比較例4で得られたリライト記録媒体用基材フィルムは、実施例1で得られたリライト記録媒体用基材フィルムに比べて見掛け密度が低く、空洞含有率が高い。したがって、断熱性が良過ぎるために、実施例1で得られたリライト記録媒体よりも発色性が劣っていた。また、リライト印字層を積層する側のフィルム表面の耐表面劈開性がやや劣っていた。
比較例5
比較例2の方法において、空洞含有ポリエステルフィルムの製膜時に、空洞を実質上含有しない表面層Bを積層せずに、中間層Aのみを単層構成にする以外は、実施例1と同様の方法で比較例5のリライト記録媒体用基材フィルムおよびリライト記録媒体を得た。得られたリライト記録媒体用基材フィルムおよびリライト記録媒体の特性を表1に示す。
本比較例5で得られたリライト記録媒体用基材フィルムは、比較例2で得られたリライト記録媒体用基材フィルムの有している品質の低下に加えて、表面形成層が積層されていないために、リライト印字層を積層する側のフィルム表面の耐表面劈開性が劣っていた。さらに、フィルム表面へのポリエステル中の低分子量成分の析出の抑制も不十分であった。そのため、リライト記録媒体とした際に、発色と消色を繰り返した場合の耐久安定性に劣っていた。
比較例6
実施例1において、表面層に用いるポリエステル樹脂として、低オリゴマー化処理する前の環状三量体量が9,600ppmであるポリエステル樹脂を用いる以外は、実施例1と同様の方法で比較例6のリライト記録媒体用基材フィルムおよびリライト記録媒体を得た。得られたリライト記録媒体用基材フィルムおよびリライト記録媒体の特性を表1に示す。
本比較例6で得られたリライト記録媒体用基材フィルムは、ポリエステル中の低分子量成分のフィルム表面への析出量が多く、リライト記録媒体とした際に、発色と消色を繰り返した場合の耐久安定性に劣っていた。
比較例7
比較例6において、製膜時に、密着性向上層および帯電防止層に用いる塗布液を塗布しなかったこと以外は、比較例6と同様の方法で比較例7のリライト記録媒体用基材フィルムおよびリライト記録媒体を得た。得られたリライト記録媒体用基材フィルムおよびリライト記録媒体の特性を表1に示す。
本比較例7で得られたリライト記録媒体用基材フィルムは、比較例6で得られたリライト記録媒体用基材フィルムの品質低下に加えて、リライト印字層の密着性および帯電防止性にも劣っていた。
図1に、実施例および比較例のデータを用いてリライト記録媒体用基材フィルムの熱伝導度とリライト記録媒体の発色性や消色性との関係を示す。図1より、本発明の限定範囲が臨界的な範囲であることが理解できる。
Figure 2008030368
本発明のリライト記録媒体用基材フィルムは、リライト記録媒体の基材として用いた場合に、熱エネルギーによる発色性と消色性のバランスに優れ、かつ発色された印字の視認性に優れ、さらに発色と消色を繰り返した場合の耐久安定性に優れているため、リライト記録媒体の基材フィルムとして好適であり、産業界への寄与は大きい。
実施例および比較例のデータを用いてリライト記録媒体用基材フィルムの熱伝導度とリライト記録媒体の発色性や消色性との関係を示す説明図である。

Claims (7)

  1. 基材フィルムの片面にリライト印字層を積層してなるリライト記録媒体に用いるリライト記録媒体用基材フィルムであって、リライト記録媒体用基材フィルムは、光線透過率が15%以下で、かつ熱伝導率が0.037〜0.080W/mKであり、170℃で20分間加熱処理した時に少なくともリライト印字層を積層する側の表面に析出する粒子の占有面積比が0.008μm/μm以下である二軸延伸ポリエステルフィルムであることを特徴とするリライト記録媒体用基材フィルム。
  2. 二軸延伸ポリエステルフィルムが、見かけ密度が0.91〜1.2g/cmである空洞含有ポリエステルフィルムであることを特徴とする請求項1に記載のリライト記録媒体用基材フィルム。
  3. 空洞含有ポリエステルフィルムは、B/AまたはB/A/Bを単位とする積層構造を有し、B層はポリエステル樹脂と粒子を含むポリエステル層で、リライト記録媒体とする際にリライト印字層が積層される層であり、A層はポリエステル樹脂と該ポリエステル樹脂に非相溶な熱可塑性樹脂を混合した組成物からなる空洞含有ポリエステル層であることを特徴とする請求項2記載のリライト記録媒体用基材フィルム。
  4. B層は内部に空洞を実質的に含有しない層であり、三次元中心面平均表面粗さ(SRa)が0.07〜0.30μmであることを特徴とする請求項3に記載のリライト記録媒体用基材フィルム。
  5. 空洞含有ポリエステルフィルムに用いるポリエステル樹脂が、低オリゴマー化処理がされたポリエステル樹脂であることを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載のリライト記録媒体用基材フィルム。
  6. 空洞含有ポリエステルフィルム、または積層構造を有する空洞含有ポリエステルフィルムのB層、に用いるポリエステル樹脂中の環状3量体含有量が6000ppm以下であることを特徴とする請求項2〜5のいずれかに記載のリライト記録媒体用基材フィルム。
  7. 請求項1〜6のいずれかに記載のリライト記録媒体用基材フィルムの片面にリライト印字層を積層してなるリライト記録媒体。
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