AT518453B1

AT518453B1 - Poröses stempelmaterial für die laserbearbeitung, poröser stempel, der selbiges verwendet, und verfahren zur herstellung von selbigem

Info

Publication number: AT518453B1
Application number: ATA51122/2016A
Authority: AT
Inventors: Tanaka Yoshitomo; Kitahara Masato
Original assignee: Glory Ind Co Ltd; Sunlux Co Ltd
Priority date: 2016-04-05
Filing date: 2016-12-12
Publication date: 2018-04-15
Also published as: US10189212B2; AT518453A2; US20170282625A1; JP6415471B2; AT518453A3; JP2017185688A

Abstract

Die Erfindung stellt ein poröses Stempelmaterial für die Laserbearbeitung bereit, das für das kontinuierliche Strangpressen nutzbar ist. Es wird ein Material gemischt, das wenigstens 100 Gewichtsteile eines thermoplastischen Harzes, 50-250 Gewichtsteile einer hydroxylierten Verbindung, deren Dehydratisierungsstarttemperatur 100 bis 500°C beträgt, und ein wasserlösliches porenbildendes Material, das einen mittleren Partikeldurchmesser von 10-60 μm aufweist, umfasst, um ein gemischtes Material zu erhalten. Das erhaltene gemischte Material wird stranggepresst, um ein stranggepresstes Produkt zu erhalten. Das erhaltene stranggepresste Produkt wird mit einem wässerigen Lösungsmittel weiterverarbeitet, um das wasserlösliche porenbildende Material zu eluieren, was ein poröses Stempelmaterial ergibt, das durchgängige Poren mit einem Porendurchmesser von 10-60 μm aufweist. Das erhaltene poröse Stempelmaterial wird laserbearbeitet, um einen Stempel herzustellen.

Description

Beschreibung

PORÖSES STEMPELMATERIAL FÜR DIE LASERBEARBEITUNG, PORÖSER STEMPEL, DER SELBIGEM VERWENDET, UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON SELBIGEM

TECHNISCHES GEBIET

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein poröses Stempelmaterial für die Laserbearbeitung, das für das kontinuierliche Strangpressen nutzbar ist, einen porösen Stempel, der selbiges verwendet, und ein Verfahren zur Herstellung von selbigem.

HINTERGRUND

[0002] Stempelflächen von tintehaltigen Stempelvorrichtungen und Permastempeln werden von porösen Stempelmaterialien gebildet, die miteinander verbundene Zellen enthalten. Gewöhnlich werden vulkanisierter Kautschuk wie NBR (Nitrilkautschuk) und wärmehärtbare Harze als poröses Stempelmaterial verwendet. Die ungeprüfte japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2000-006509 und die ungeprüfte japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2000-335068 legen dar, dass ein thermoplastisches Harz für ein Stempelmaterial verwendet wird. Einige thermoplastische Harze, denen Vernetzer zugesetzt werden, um die Wärmebeständigkeit zu verbessern, sind ebenfalls bekannt. Wenn ein vulkanisierter Kautschuk, ein Duroplast oder ein Thermoplast, dem ein Vernetzer zugesetzt wurde, als Stempelmaterial verwendet wird, wird zur Herstellung eines Stempels gewöhnlich ein Formpressverfahren eingesetzt. Wenn ein unvernetzter Thermoplast für einen Stempel verwendet wird, kann zur Herstellung eines Stempels ein Strangpressverfahren eingesetzt werden.

[0003] Als Mittel zur Formung einer gewünschten Stempelfläche (Abdruck eines Stempels) auf der Oberfläche des Stempels aus porösen Stempelmaterialien wird üblicherweise eine Bearbeitung durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl durchgeführt. Vulkanisierte Kautschukmaterialien wie NBR ermöglichen eine hochpräzise Laserbearbeitung, verströmen jedoch zum Zeitpunkt der Bearbeitung einen unangenehmen Geruch und erfordern daher das Anbringen eines Luftabzugs an einer Bearbeitungsanlage. Es ist außerdem erforderlich, dass die Stempelfläche gewaschen wird, da nach der Bearbeitung Rückstände an der Stempelfläche anhaften.

[0004] Poröses Stempelmaterial, das aus einem Thermoplasten ohne Vernetzer hergestellt wurde, ermöglicht ein Strangpressen, eignet sich jedoch nicht zur Laserbearbeitung. Das liegt daran, dass nicht nur Harze der mit Laserstrahl bestrahlten Teile, sondern auch deren Umgebungen schmelzen, bevor sie verbrennen und verdampfen, und folglich ist es nicht möglich, bei Verwendung eines solchen porösen Stempelmaterials eine Stempelfläche mit scharfer Kante (wohldefinierter Kontur) auszubilden. Ein Abdruck einer mit einem solchen Stempel hergestellten tintehaltigen Stempelvorrichtung weist dünnere Linien auf als gewünscht und verwischt seine Kontur. Überdies könnte das Schmelzen des Stempelmaterials durch Laserbestrahlung möglicherweise Verklebungserscheinungen in dem Stempel hervorrufen.

[0005] Die ungeprüfte japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2002-361992 legt ein Verfahren dar, das die Laserbearbeitung eines Thermoplasten als Stempelmaterial ermöglicht. Das Verfahren in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2002-361992 ermöglicht eine herkömmliche Laserbearbeitung durch vorherige Aufnahme flüssiger Substanzen wie Wasser in ein poröses Stempelmaterial, das hauptsächlich ein thermoplastisches Material umfasst, bei der Herstellung eines Stempels durch Laserbearbeitung.

[0006] Das poröse Stempelmaterial, das in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2002-361992 beschrieben wird, umfasst zu wenigstens 20 Massenprozent thermoplastisches Material, eine gummiähnliche elastische Substanz und eine geringe Menge eines Vulkanisationsmittels als Bestandteile. Das thermoplastische Material ist ein thermoplastisches Harz oder ein thermoplastisches Elastomer. Die in dem porösen Stern-pelmaterial absorbierte flüssige Substanz ist Wasser, Glycerin, Ethylenglycol, Propylenglycol, Methylalkohol, Ethylalkohol und wasserbasierte Tinte mit Wasser als Hauptbestandteil oder dergleichen.

[0007] Das in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2002-361992 beschriebene Verfahren löst das Problem, bei dem es sich um einen Mangel bei der Ausbildung eines Abdrucks handelt, der dadurch verursacht wird, dass das thermoplastische Material durch Wärmeausbreitung während der Laserbearbeitung angegriffen wird, durch vorherige Aufnahme der flüssigen Substanz wie Wasser in das poröse Stempelmaterial. Das Dokument nennt außerdem die wesentlichen Effekte, dass dieses Verfahren eine herkömmliche Laserbearbeitung des Stempelmaterials aus Thermoplast ermöglicht, was einen scharfen Abdruck zum Ergebnis hat, ohne zum Zeitpunkt der Laserbearbeitung einen unangenehmen Geruch zu erzeugen, und keine Laserbearbeitungsrückstände auf der Stempelfläche hinterlässt, wobei die Rückstände in das geschmolzene thermoplastische Material aufgenommen werden, was keinen Waschvorgang nach der Bearbeitung erfordert und einen vorteilhaften Stempelflächenzustand zum Ergebnis hat.

[0008] In der US 5397417 A wird die Herstellung eines porösen Stempelmaterials beschrieben, wobei wasserlösliche Porenbildner verwendet werden. Dabei kann es aber zu einer bei der Bearbeitung mittels eines Lasers zu einer Überhitzung der des Stempelmaterials und damit zu Rückständen kommen. Dies kann die Qualität des Stempels negativ beeinflussen.

[0009] Die EP 0 997 313 A1 offenbart ebenso Stempelelemente mit Stempelgummi, der Zusätze aufweist. Aber auch hier kann es zu einer Überhitzung des Gummis kommen.

DOKUMENTE DES STANDES DER TECHNIK

Patentdokumente [0010] [Patentdokument 1] Ungeprüfte japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2000-006509 [0011] [Patentdokument 2] Ungeprüfte japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2000-335068 [0012] [Patentdokument 3] Ungeprüfte japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2002-361992 [0013] [Patentdokument 3] Fallengelassene amerikanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 19931223 [0014] [Patentdokument 4] als zurückgenommen geltende europäische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 19991027

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Von der Erfindung zu lösende Aufgaben [0015] Bei vulkanisierten Kautschukmaterialien wie NBR, das häufig als poröses Stempelmaterial verwendet wird, besteht das Problem, dass sie bei der Laserbearbeitung einen unangenehmen Geruch verströmen und nach der Bearbeitung auf der Stempelfläche Laserbearbeitungsrückstände hinterlassen.

[0016] Bei dem porösen Stempelmaterial, das aus dem in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2000-006509 und der ungeprüften japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2000335068 beschriebenen thermoplastischen Harz hergestellt ist, das keinen Vernetzer enthält, besteht das Problem, dass es für eine Laserbearbeitung nicht nutzbar ist.

[0017] Das Verfahren in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2002-361992 ermöglicht eine Laserbearbeitung von thermoplastischem Harz als Stempelmaterial, wobei das Problem besteht, dass es einen Schritt der vorherigen Aufnahme einer flüssigen Substanz wie Wasser in ein poröses Stempelmaterial erfordert, wodurch sich die Produktionsleistung verringert, und außerdem eine Vorrichtung erfordert, welche die Aufnahme der flüssigen Substanz in das Material unterstützt, wodurch sich die Produktionskosten erhöhen.

[0018] Es besteht das weitere Problem, dass ein vulkanisierter Kautschuk und ein wärmehärtbares Harz in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2002-361992 vernetzt sind, und somit der Stempel, der diese als Stempelmaterial verwendet, nur durch Formpressen, jedoch nicht durch Strangpressen hergestellt werden kann.

[0019] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines porösen Stempelmaterials für die Laserbearbeitung, das aus thermoplastischem Harz hergestellt ist, das ohne Vernetzung der Formmasse für das kontinuierliche Strangpressen nutzbar ist. Eine andere Aufgabe ist die Bereitstellung eines porösen Stempels, der ein solches poröses Stempelmaterial verwendet. Eine weitere Aufgabe ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung des porösen Stempels.

MITTEL ZUR LÖSUNG DER AUFGABEN

[0020] Um das oben beschriebene Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung gemäß einem ersten Aspekt die Verwendung eines porösen Stempelmaterials zur Herstellung eines porösen Stempels bereit, wobei das poröse Stempelmaterial aus einer porösen Substanz mit durchgängigen Poren mit einem Porendurchmesser von 10-60 pm besteht und ein thermoplastisches Harz und 50-250 Gewichtsteile einer metallischen hydroxylierten Verbindung bezogen auf 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Harzes enthält.

[0021] Vorzugsweise beträgt die Starttemperatur der Dehydratisierung der hydroxylierten Verbindung 100 bis 500°C.

[0022] Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die oben beschriebene hydroxylierte Verbindung Aluminiumhydroxid oder Magnesiumhydroxid.

[0023] Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die oben beschriebene hydroxylierte Verbindung einen mittleren Partikeldurchmesser von 5 pm oder weniger auf.

[0024] Die vorliegende Erfindung gemäß einem vierten Aspekt stellt ein Verfahren zur Herstellung eines porösen Stempels bereit, das folgende Schritte aufweist: [0025] a) Mischen eines Materials, das wenigstens 100 Gewichtsteile eines thermoplastischen

Harzes, 50-250 Gewichtsteile einer metallischen hydroxylierten Verbindung, und ein wasserlösliches porenbildendes Material, das einen mittleren Partikeldurchmesser von 10-60 pm aufweist, aufweist, wodurch ein gemischtes Material erhalten wird, [0026] b) Durchführen des Strangpressens unter Verwendung des erhaltenen gemischten

Materials, um ein stranggepresstes Produkt zu erhalten, [0027] c) Weiterverarbeiten des erhaltenen stranggepressten Produkts mit einem wässerigen Lösungsmittel und Eluieren des wasserlöslichen porenbildenden Materials aus dem weiterverarbeiteten Produkt, um ein poröses Stempelmaterial zu erhalten, das durchgängige Poren mit einem Porendurchmesser von 10-60 pm aufweist, und [0028] d) Herstellen eines Stempels durch Laserbearbeitung des erhaltenen porösen Stem pelmaterials.

[0029] Vorzugsweise beträgt die Dehydratisierungsstarttemperatur der hydroxylierten Verbindung 100 bis 500°C.

EFFEKTE DER ERFINDUNG

[0030] Der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt die Verwendung eines porösen Stempelmaterials zur Herstellung eines porösen Stempels bereit, wobei das poröse Stempelmaterial aus einer porösen Substanz mit durchgängigen Poren mit einem Porendurchmesser von 10-60 pm besteht und ein thermoplastisches Harz und 50-250 Gewichtsteile einer metallischen hydroxylierten Verbindung bezogen auf 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Harzes enthält. Bei der vorliegenden Erfindung liegt die hydroxylierte Verbindung in einer geeigneten Menge bezogen auf das thermoplastische Harz vor und ist die Starttemperatur der Dehydratisierung der hydroxylierten Verbindung so festgelegt, dass sie nahe an der Schmelz- oder Verdampfungstemperatur des thermoplastischen Harzes liegt. Wenn dann durch Laserbearbeitung des porösen Stempelmaterials der vorliegenden Erfindung ein Stempel hergestellt wird, verdampft das thermoplastische Harz auf laserbestrahlten Teilen und die hydroxylierte Verbindung dehydratisiert und zersetzt sich. Die zu diesem Zeitpunkt stattfindende endotherme Reaktion und Verdampfungsreaktion von Wasser verhindert einen Anstieg der Umgebungstemperatur, was folglich ein Schmelzen des thermoplastischen Harzes mit Ausnahme jenes der laserbestrahlten Teile verhindert und die Ausbildung der Stempelfläche mit wohldefinierter Kontur gewährleistet.

[0031] Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist es möglich, die vorliegende Erfindung mit geringeren Kosten zu verwirklichen, indem man preiswertes und leicht erhältliches Aluminiumhydroxid oder Magnesiumhydroxid als hydroxylierte Verbindung wählt. Aluminiumhydroxid besitzt insbesondere den Vorteil, dass es für thermoplastisches Harz nutzbar ist, das einen geringeren Schmelzpunkt besitzt, da die Starttemperatur der Dehydratisierung durch Thermoly-se niedrig ist, wie etwa 180°C. Andererseits kann Magnesiumhydroxid für thermoplastisches Harz verwendet werden, das einen höheren Schmelzpunkt besitzt, da die Starttemperatur der Dehydratisierung durch Thermolyse hoch ist, wie etwa 400°C.

[0032] Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist es möglich, eine hydroxylierte Verbindung an ein Substrat des Stempelmaterials, das aus dem thermoplastischen Harz besteht, zu binden, indem eine hydroxylierte Verbindung ausgewählt wird, deren Partikel einen mittleren Partikeldurchmesser von 5 pm oder weniger aufweist. Der mittlere Partikeldurchmesser der hydroxylierten Verbindung ist vorzugsweise kleiner und beträgt wünschenswerterweise 1 pm oder weniger. Wenn der mittlere Partikeldurchmesser der hydroxylierten Verbindung größer ist als 5 pm, besteht die Möglichkeit, dass die hydroxylierte Verbindung eluiert werden kann, wenn das porenbildende Material nach dem Formen durch ein wässeriges Lösungsmittel eluiert wird.

[0033] Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung ist es möglich, einen Stempel, der eine wohldefinierte Kontur aufweist, durch ein Verfahren zur Herstellung eines Stempels herzustellen, das folgende Schritte aufweist: Mischen eines Materials, das wenigstens 100 Gewichtsteile eines thermoplastischen Harzes, 50-250 Gewichtsteile einer metallischen hydroxylierten Verbindung, deren Dehydratisierungsstarttemperatur vorzugsweise 100 bis 500°C beträgt, und ein wasserlösliches porenbildendes Material, das einen mittleren Partikeldurchmesser von 10-60 pm aufweist, enthält, wodurch ein gemischtes Material erhalten wird; Durchführen eines kontinuierlichen Strangpressens unter Verwendung des erhaltenen gemischten Materials, wobei keine Vernetzungsreaktion eingeschlossen ist, um ein stranggepresstes Produkt zu erhalten; Weiterverarbeiten des erhaltenen stranggepressten Produkts mit einem wässerigen Lösungsmittel und Eluieren des wasserlöslichen porenbildenden Materials aus dem weiterverarbeiteten Produkt, um ein poröses Stempelmaterial zu erhalten, das durchgängige Poren mit einem Porendurchmesser von 10-60 pm aufweist; und Herstellen eines Stempels durch Laserbearbeitung des erhaltenen Stempelmaterials. Das erhaltene poröse Stempelmaterial enthält eine hydroxylierte Verbindung, die das Schmelzen des thermoplastischen Harzes mit Ausnahme der laserbestrahlten Teile verhindert. Folglich ist es möglich, unter Verwendung eines solchen porösen Stempelmaterials eine Stempelfläche zu formen, die eine wohldefinierte Kontur besitzt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0034] Fig. 1(A) zeigt ein Beispiel für eine Stempelfläche eines Stempels, der unter Verwen dung des porösen Stempelmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, und [0035] Fig. 1(B) zeigt eine vergrößerte Schnittansicht des Stempels.

[0036] Fig. 2 ist eine Tabelle, die Messwerte für Breitenabmessungen von T1 und T2 in

Fig. 1 (A) in Abhängigkeit von verschiedenen Beimischungsmengen an Aluminiumhydroxid zeigt.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN

[0037] Das poröse Stempelmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung besteht aus einer porösen Substanz mit durchgängigen Poren, deren Durchmesser 10 bis 60 pm beträgt, und enthält ein thermoplastisches Harz und 50 bis 250 Gewichtsteile einer hydroxylierten Verbindung bezogen auf 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Harzes, wobei die Dehydratisierungsstarttemperatur der hydroxylierten Verbindung 100 bis 500°C beträgt.

[0038] Als thermoplastisches Harz wird ein olefinbasiertes Harz wie Polyethylen und Polypropylen, ein Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer (EVOH), ein Ethylen-Glycidylmethacrylat-Copolymer (PEGM) oder dergleichen verwendet, jedoch ohne ausdrückliche Beschränkung darauf.

[0039] Als hydroxylierte Verbindung wird vorzugsweise ein Metallhydroxid wie Aluminiumhydroxid (Dehydratisierungsstarttemperatur beträgt etwa 180°C) und Magnesiumhydroxid (Dehydratisierungsstarttemperatur beträgt etwa 400°C) verwendet, jedoch ohne ausdrückliche Beschränkung darauf, solange die Dehydratisierungsstarttemperatur 100 bis 500°C beträgt. Es kann auch eine Mehrzahl hydroxylierter Verbindungen in Kombination verwendet werden, zum Beispiel können Aluminiumhydroxid und Magnesiumhydroxid kombiniert werden.

[0040] Die hydroxylierte Verbindung erzeugt durch die Laserbestrahlung bei der Laserbearbeitung eine endotherme Reaktion mit Thermolyse und absorbiert Verdampfungswärme, wenn hierdurch entstandenes Wasser verdampft, wodurch ein Anstieg der Umgebungstemperatur unterdrückt und das Schmelzen thermoplastischer Harze, abgesehen von jenen in einem laserbestrahlten Teil, verhindert wird.

[0041] Der Grund, dass die Beimischungsmenge der hydroxylierten Verbindung 50 bis 250 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Harzes beträgt, ist folgender: Wenn die Menge weniger als 50 Gewichtsteile beträgt, wird die erforderliche Menge an hydroxylierter Verbindung bezogen auf das thermoplastische Harz ungenügend und ist nicht mehr imstande, bei der Laserbearbeitung in ausreichendem Maße Wärme zu absorbieren, und somit kann ein Schmelzen des thermoplastischen Harzes rund um den laserbestrahlten Teil nicht verhindert werden; dagegen bleibt die Wärmeabsorptionswirkung gleich, auch wenn die Menge 250 Gewichtsteile überschreitet, und eine zu große Beimischungsmenge kann zu einer Verschlechterung bei der Bearbeitungsgenauigkeit der Stempelfläche führen.

[0042] Der mittlere Partikeldurchmesser einer hydroxylierten Verbindung beträgt 5 pm oder weniger, vorzugsweise 1 pm oder weniger. Je kleiner der Partikeldurchmesser ist, desto eher ist dessen Bindung mit dem thermoplastischen Harz, das ein Substrat ist, gewährleistet, und folglich löst sich die hydroxylierte Verbindung bei der Verarbeitung mit einem wässerigen Lösungsmittel nicht leicht ab, was später noch beschrieben werden wird.

[0043] Als porenbildendes Material wird eine partikelförmige wasserlösliche polymere Substanz verwendet, die sich nicht in Polymerharz löst, sich aber in einem wässerigen Lösungsmittel löst. Weiterhin ist wünschenswert, dass der Schmelzpunkt des porenbildenden Materials höher ist als die Erwärmungstemperatur in einem später noch beschriebenen Knetschritt oder Strangpressschritt. Das porenbildende Material umfasst zum Beispiel säurelösliche anorganische Verbindungen wie Calciumcarbonat und Magnesiumcarbonat und Salze sowie Harze aus mehrwertigen Alkoholen wie Pentaerythrit (2,2-Dihydroxymethyl-1,3-propandiol), Stärke wie

Maisstärke, Weizenstärke und Kartoffelstärke, künstliche Süßungsmittel wie Aspartam und Saccharin und Polysaccharide wie Hemicellulose, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Es kann eine Art von porenbildendem Material allein verwendet werden, es können jedoch auch eine oder mehrere Arten von porenbildenden Materialien verwendet werden.

[0044] Der mittlere Partikeldurchmesser des porenbildenden Materials ist auf 10 bis 60 pm festgelegt. Entsprechend kann ein Porendurchmesser des porösen Stempelmaterials auf 10 bis 60 pm festgelegt werden, was als Stempelmaterial optimal ist. Die Beimischungsmenge des porenbildenden Materials ist nicht genau begrenzt, sondern wird der Porosität des porösen Stempelmaterials, das erhalten werden soll, angepasst. Wenn zum Beispiel die Porosität 4-80% beträgt, werden vorzugsweise 250 bis 450 Gewichtsteile an porenbildenden Materialien bezogen auf 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Harzes beigemischt.

[0045] Nach Bedarf werden den porenbildenden Materialien porenbildende Hilfsstoffe beigemischt. Die porenbildenden Hilfsstoffe werden eingesetzt, um die Zeit für die Elution der porenbildenden Materialien in Wasser zu verkürzen, und es wird bevorzugt, dass sie einen höheren Siedepunkt besitzen, in geringen Mengen die Fließfähigkeit des Harzes verbessern können und die Wärmeaufnahmekapazität nur wenig verringern. Die porenbildenden Hilfsstoffe umfassen mehrwertige Alkoholmonomere oder -polymere, insbesondere Polyalkylenglycol und Diethyl-englycol wie zum Beispiel Polyethylenglycol, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Sie verkürzen nicht nur die Zeit für die Elution des porenbildenden Materials in Wasser, sondern verbessern auch die Plastizität des Harzes und erhöhen die Eindringgeschwindigkeit von Tinte. Die Beimischungsmenge der porenbildenden Hilfsstoffe ist nicht genau begrenzt, beträgt jedoch vorzugsweise 30 bis 150 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Harzes. Das liegt daran, dass durch das Beimischen von weniger als 30 Gewichtsteilen der porenbildenden Hilfsstoffe keine Effekte erzielt werden können und auch durch das Beimischen von mehr als 150 Gewichtsteilen der porenbildenden Hilfsstoffe keine Wirkungssteigerung zu erkennen ist.

[0046] Überdies ist es auch möglich, gleichzeitig einen Weichmacher beizumischen. Der Weichmacher wirkt dahingehend, dass er die Dehnrate eines porösen Stempelmaterials verringert. Der Weichmacher ist wünschenswert, da er die Dehnrate des porösen Stempelmaterials nach Aufnahme von Tinte verringert und die Ausdehnung und Verformung der Stempelfläche verringert. Als Weichmacher werden insbesondere Dioctylphthalat (DOP), Dioctyladipat (DOA) und Vulkanol etc. verwendet. Bei Gebrauch werden 5 bis 30 Gewichtsteile Weichmacher bezogen auf 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Harzes beigemischt.

[0047] Nach Bedarf kann auch ein Pigment beigemischt werden. Das Pigment ist für die Verwendung zur Einfärbung einer Stempelfläche mit einer gewünschten Farbe oder zur Unterscheidung eines Bildteils und eines Nichtbildteils der Stempelfläche durch Farbe vorgesehen.

[0048] Als nächstes wird nachstehend ein Verfahren zur Herstellung eines porösen Stempelmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.

[0049] Zunächst werden 100 Gewichtsteile eines thermoplastischen Harzes, 50 bis 250 Gewichtsteile einer hydroxylierten Verbindung mit einer Dehydratisierungsstarttemperatur von 100 bis 500°C, ein wasserlösliches porenbildendes Material mit einem mittleren Partikeldurchmesser von 10 bis 60 pm und, falls gewünscht, ein porenbildender Hilfsstoff zubereitet und geknetet, um ein gemischtes Material zu erhalten. Die Knettemperatur wird je nach Art des thermoplastischen Harzes, das verwendet werden soll, in geeigneterWeise festgelegt, d.h. gewöhnlich auf 130 bis 180°C, jedoch nicht ausdrücklich darauf beschränkt.

[0050] Dann wird das erhaltene gemischte Material mit einem Extruder stranggepresst. Die vorliegende Erfindung beinhaltet keinen Vernetzungsschritt, der zur Herstellung eines herkömmlichen porösen Stempelmaterials erforderlich ist, und gestattet dadurch ein kontinuierliches Strangpressen des gemischten Materials. Die Form des stranggepressten Produkts ist nicht ausdrücklich beschränkt, gewöhnlich jedoch flächig.

[0051] Während des Strangpressschritts wird das gemischte Material erwärmt, um die Plastizi- tät aufrechtzuerhalten, aber diese Erwärmungstemperatur muss niedriger sein als die Thermo-lysetemperatur der beigemischten hydroxylierten Verbindung. Daher wird die Retentionstemperatur und die Strangpresstemperatur des gemischten Materials im Innern des Extruders in einem Bereich festgelegt, welcher der Erweichungstemperatur des thermoplastischen Harzes entspricht oder darüber liegt und niedriger ist als die Thermolysetemperatur der hydroxylierten Verbindung.

[0052] Dann, nachdem das erhaltene stranggepresste Produkts in eine bedarfsgerechte geeignete Größe zerschnitten wurde, wird es mit einem wässerigen Lösungsmittel behandelt, um das wasserlösliche porenbildende Material zu eluieren. Das wässerige Lösungsmittel umfasst Wasser, warmes Wasser, wasserlöslichen niederen aliphatischen Alkohol, verdünnte wässrige Säure und verdünnte wässrige Lauge etc. Gewöhnlich wird Wasser oder warmes Wasser bevorzugt. Zudem wird Säure oder Lauge bei Verwendung als wässeriges Lösungsmittel vorzugsweise in einer Konzentration verwendet, die so gering wie möglich ist. Ferner umfasst die Behandlung mit dem wässerigen Lösungsmittel eine Tauchbehandlung des stranggepressten Produkts in dem wässerigen Lösungsmittel unter Rühren, eine Tauchbehandlung des stranggepressten Produkts in einem strömenden Lösungsmittel oder dergleichen.

[0053] Durch die Behandlung mit dem wässerigen Lösungsmittel können das porenbildende Material und der porenbildende Hilfsstoff aus dem stranggepressten Produkts eluieren, um ein poröses Stempelmaterial zu erzeugen, das aus einer porösen Substanz besteht, die durchgängige Poren aufweist und hauptsächlich ein thermoplastisches Harz und eine hydroxylierte Verbindung umfasst. Da der mittlere Partikeldurchmesser des porenbildenden Materials 10 bis 60 pm beträgt, kann der Porendurchmesser der porösen Substanz 10 bis 60 pm betragen. Der mittlere Porendurchmesser einer porösen Substanz kann durch eine Porenverteilungsmessung mit einem Quecksilber-Einpressverfahren, mit einem Gasabsorptionsverfahren mittels eines Stickstoffgasabsorbers oder dergleichen berechnet werden.

[0054] Das erhaltene poröse Stempelmaterial wird Dehydratisierungs- und Trocknungsbehandlungen unterzogen und wird dann zur Herstellung einer Druckplatte durch Laserbearbeitung verwendet. Bei der Laserbearbeitung, verdampft das thermoplastische Harz an einem laserbestrahlten Teil in dem porösen Stempelmaterial unter Wärme, und die hydroxylierte Verbindung zersetzt sich pyrolytisch, wobei eine Dehydratisierungsreaktion ausgelöst wird. Dann erfolgt eine endotherme Reaktion bei der Thermolyse der hydroxylierten Verbindung und eine Verdampfungsreaktion des erzeugten Wassers, wodurch ein Temperaturanstieg rund um den laserbestrahlten Teil unterdrückt wird, so dass ein Schmelzen der thermoplastischen Harze im umgebenden Teil verhindert wird. Infolgedessen ist die Grenze zwischen dem geschmolzenen Teil und dem ungeschmolzenen Teil des thermoplastischen Harzes klar definiert, wodurch die Ausbildung einer Stempelfläche mit einer wohldefinierten Kontur gewährleistet ist.

[0055] Das herkömmliche Stempelmaterial für die Laserbearbeitung verwendet ein thermoplastisches Harz, bei dem eine Vernetzungsbehandlung zur Verbesserung der Wärmebeständigkeit durchgeführt wurde, einen vulkanisierten Kautschuk mit einer hohen Wärmebeständigkeit oder dergleichen. Wenn daher das Stempelmaterial zur Ausbildung einer Stempelfläche mit einem Laserstrahl bestrahlt wird, verbrennt es oft und verdampft, so dass Gas und Rauch mit einem unangenehmen Geruch entstehen. Das erzeugte Gas kann sich negativ auf den menschlichen Körper auswirken und eine Maschine oder Vorrichtung korrodieren etc. Verbrennungsrückstände des Stempelmaterials werden ebenfalls erzeugt. Folglich benötigen Laserbearbeitungsanlagen für das herkömmliche Stempelmaterial einen Luftabzug für Gas und Rauch und eine entfernbare Vorrichtung für die Verbrennungsrückstände, was zu einem Anstieg der Anlagenkosten führt.

[0056] Da andererseits das poröse Stempelmaterial der vorliegenden Erfindung als Hauptbestandteile ein thermoplastisches Harz und eine hydroxylierte Verbindung aufweist und keine Vernetzungsreaktion beinhaltet, erzeugt es bei der Laserbearbeitung wenig Gas oder Rauch und produziert wenig Verstreuung von Rückständen. Daher kann die vorliegende Erfindung die Notwendigkeit für den Luftabzug und die entfernbare Vorrichtung für die Rückstände aufheben oder diese vereinfachen. Und daher kann sie die Peripherie der Laserbearbeitungsanlagen vereinfachen und besitzt außerdem den Vorteil einer Verringerung der Produktions- und Anlagenkosten.

[0057] Da das poröse Stempelmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung keine Vernetzungsreaktion beinhaltet, ist es zudem möglich, Ausschussware, die zum Beispiel beim Strangpressen entsteht, als Kreislaufmaterial wiederzuverwenden. Folglich kann das Entsorgungsvolumen beim Produktionsprozess verringert werden, was zu einer Verringerung der Produktionskosten und einer Beschränkung der Abfallmenge führt, so dass die Umweltbelastung sinkt. BEISPIEL 1 [0058] 2 kg olefinbasiertes Elastomer als thermoplastisches Harz, 3,2 kg Aluminiumhydroxid als hydroxylierte Verbindung, 7,5 kg Porenmaterial und 1,7 kg Polyethylenglycol als porenbildender Hilfsstoff wurden 15 Minuten bei 150°C in einem 10-Liter-Kneter geknetet und mit einem Doppelschneckenextruder zu einem Pellet geformt. Das gebildete Pellet wurde von dem Extruder unter den Bedingungen einer Strangpressrate von 50 kg/Stunde und einer Zylindertemperatur von 130°C oder weniger stranggepresst, um ein plattenähnliches stranggepresstes Produkt zu erhalten. Das erhaltene plattenähnliche stranggepresste Produkt wurde unter Rühren mit 40°C warmem Wasser gewaschen, bis keine Konzentration des Porenmaterials in Wasser mehr nachweisbar war. Anschließend wurde es mit einer Walze entwässert und dann durch einen Trockner mit 40°C warmer Luft getrocknet, um ein poröses Stempelmaterial zu erzeugen, das aus einer porösen Substanz besteht, dessen Hauptsubstanzen ein olefinbasiertes Elastomer und Aluminiumhydroxid sind.

[0059] Das erhaltene poröse Stempelmaterial wies durchgängige Poren mit einem Porendurchmesser von 17 pm auf. BEISPIEL 2 [0060] Hinsichtlich des porösen Stempelmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung, das entsprechend Beispiel 1 hergestellt wurde, wurde die Beziehung zwischen dem Beimischungsanteil des Aluminiumhydroxids und der Klarheit der Kontur der durch die Laserbearbeitung geformten Stempelfläche untersucht. Das Testverfahren beinhaltet die Herstellung einer Mehrzahl von Druckplatten mit unterschiedlichen Beimischungsmengen an Aluminiumhydroxid und die Bestrahlung mit einem Laser, um ein T-förmiges Druckplattenrelief mit vorzugsweise 1 mm Breite und 1 mm Höhe auf jeder porösen Druckplatte auszubilden, wie dies in (A) und (B) von Fig. 1 dargestellt ist. Dann wurde die Breitenabmessung T1 im Querschnitt t1 der horizontalen Linie (Breite der ebenen Oberfläche) und die Breitenabmessung T2 im Querschnitt t2 der vertikalen Linie (ebener Teil der Oberfläche) der T-Form auf der tatsächlich hergestellten Stempelfläche gemessen.

[0061] In diesem Test wurde das poröse Stempelmaterial um den angestrebten T-förmigen Teil herum durch Laserbestrahlung verdampft, um eine Stempelfläche auszubilden. Wenn durch Laserbestrahlung Hitze auf die Stempelfläche einwirkt, ist anzunehmen, dass das thermoplastische Harz auch in dem Grenzbereich zwischen dem laserbestrahlten Teil und dem unbestraften Teil schmilzt, was eine unscharfe Kontur der Grenze zur Folge hat. Daher kann festgestellt werden, dass die Fläche von Hitze durch Laserbestrahlung umso weniger betroffen ist und die Kontur umso besser definiert ist, je näher die Werte des ebenen Teils T1 und T2 der Oberfläche der Stempelfläche an 1 mm liegen.

[0062] Die Testergebnisse sind wie in Fig. 2 dargestellt. In Fig. 2 ist der Anteil (%) von Aluminiumhydroxid ein Wert der Beimischungsmenge, der sich auf 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Harzes bezieht. In dem Vergleichsbeispiel, bei dem Aluminiumhydroxid nicht beigemischt wurde (0%), hat die Hitze durch Laserbestrahlung gleichzeitig auch den nicht bestrahlten Teil geschmolzen, und folglich konnten die meisten Teile der Stempelfläche nicht ausgebildet werden. Es zeigt sich, dass das Beimischen von 50 Gewichtsteilen Aluminiumhydroxid den nicht bestrahlten Teil in der Stempelfläche belässt und somit der Einfluss von Hitze auf den nicht bestrahlten Teil verringert werden kann. Es ist auch zu erkennen, dass das Beimischen von 150 oder mehr Gewichtsteilen Aluminiumhydroxid einen bemerkenswerten Effekt hinsichtlich der Unterdrückung der Hitzeeinwirkung auf den nicht bestrahlten Teil erzeugt und dass durch das Beimischen von 250 Gewichtsteilen Aluminiumhydroxid dieser Effekt seine obere Grenze erreicht.

WEITERES BEISPIEL

[0063] In dem oben erwähnten Beispiel wird Aluminiumhydroxid mit einem olefinbasierten Elastomer gemischt, um die Hitzeeinwirkung durch Laserbestrahlung abzumildern.

[0064] Je nach Art des thermoplastischen Harzes können auch andere hydroxylierte Verbindungen verwendet werden. Zum Beispiel kann für thermoplastische Harze wie z.B. verschiedene Arten technischer Kunststoffe mit einem hohen Schmelzpunkt eine hydroxylierte Verbindung mit einer hohen Dehydratisierungsstarttemperatur wie Magnesiumhydroxid verwendet werden.

[0065] Überdies wurde in dem oben erwähnten Beispiel das poröse Stempelmaterial durch das Strangpressverfahren hergestellt. Es ist auch möglich, die üblichen Verfahren zum Formen eines thermoplastischen Harzes wie zum Beispiel Spritzgießen, Blasformen und Kalanderformen anzuwenden.

GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT

[0066] Das poröse Stempelmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung wird nicht nur für eine Druckplatte eines Stempels verwendet, sondern auch für eine Druckplatte eines Permastempels, ein Ätzelement einer Leiterplatte, ein Grundierelement einer Grundiermaschine für Gummi oder Metall und einen Druckkopf einer Presse etc.

Claims

Patentansprüche

1. Verwendung eines porösen Stempelmaterials zur Herstellung eines porösen Stempels, wobei das poröse Stempelmaterial aus einer porösen Substanz mit durchgängigen Poren mit einem Porendurchmesser von 10-60 pm besteht und ein thermoplastisches Harz und 50-250 Gewichtsteile einer metallischen hydroxylierten Verbindung bezogen auf 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Harzes enthält.
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hydroxylierte Verbindung Aluminiumhydroxid oder Magnesiumhydroxid ist.
3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem die hydroxylierte Verbindung einen mittleren Partikeldurchmesser von 5 pm oder weniger aufweist.
4. Verfahren zur Herstellung eines porösen Stempels, das folgende Schritte aufweist: a) Mischen eines Materials, das wenigstens 100 Gewichtsteile eines thermoplastischen Harzes, 50-250 Gewichtsteile einer metallischen hydroxylierten Verbindung und ein wasserlösliches porenbildendes Material, das einen mittleren Partikeldurchmesser von 10-60 pm aufweist, enthält, wodurch ein gemischtes Material erhalten wird, b) Durchführen des Strangpressens unter Verwendung des erhaltenen gemischten Materials, um ein stranggepresstes Produkt zu erhalten, c) Weiterverarbeiten des erhaltenen stranggepressten Produkts mit einem wässerigen Lösungsmittel und Eluieren des wasserlöslichen porenbildenden Materials aus dem weiterverarbeiteten Produkt, um ein poröses Stempelmaterial zu erhalten, das durchgängige Poren mit einem Porendurchmesser von 10-60 pm aufweist, und d) Herstellen eines Stempels durch Laserbearbeitung des erhaltenen porösen Stempelmaterials. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen