JP2004291383A - 多孔質熱可塑性樹脂印字体 - Google Patents

Abstract

【課題】プラスチックを用いた熱可塑性樹脂印字体は、物性が安定し尚且つ安価であるので、印材として非常に有用である一方、使用寿命が終わった後はリサイクルなどの処理が極めて困難であるので、埋め立てするほか処理する方法がなくゴミ問題を生じさせていた。また、自然には分解しないので、半永久的に土中に残存し、環境に著しい負担を強いていた。
【解決手段】ポリオレフィン系熱可塑性樹脂、水溶性化合物、酸化分解促進剤、及び、必要に応じて添加剤等を混合成形した後、前記水溶性化合物を除去して得られる多孔質熱可塑性樹脂印字体。

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、インク内蔵タイプの浸透印に使用される連続気泡を有する多孔質熱可塑性樹脂印字体に関するものであって、日光、紫外線、熱、水、酵素、微生物などの作用によって無害の物質に分解可能な印字体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
連続気泡を有する多孔質熱可塑性樹脂印字体は、特公昭４７−１１７３号や特公昭４７―３９２１２号、特開昭５１―７４０５７号などに開示されており、また、多孔質熱可塑性樹脂印字体をレーザ加工機で彫刻する方法として、特開平１０−３３７９４３号などが公知となっている。そしてこれら従来技術の熱可塑性樹脂としては、エチレン酢酸ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂等のプラスチックが用いられてきた。
このようなプラスチックを用いた熱可塑性樹脂印字体は、物性が安定し尚且つ安価であるので、印材として非常に有用である一方、使用寿命が終わった後はリサイクルなどの処理が極めて困難であるので、埋め立てするほか処理する方法がなくゴミ問題を生じさせていた。また、自然には分解しないので、半永久的に土中に残存し、環境に著しい負担を強いていた。
【０００３】
【特許文献１】
特公昭４７−０１１７３号公報
【特許文献２】
特公昭４７―０３９２１２号公報
【特許文献３】
特開昭５１―０７４０５７号公報
【特許文献４】
特開平１０−３３７９４３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は使用寿命が終わった後、環境に負担を強いることなく無害の物質に分解可能な熱可塑性樹脂印字体を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
ポリオレフィン系熱可塑性樹脂、水溶性化合物、酸化分解促進剤、及び、必要に応じて添加剤等を混合成形した後、前記水溶性化合物を除去して得られる多孔質熱可塑性樹脂印字体。
【０００６】
以下、本発明において使用する材料について説明する。
本発明に使用することができるポリオレフィン系熱熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリ−１，２−ブタジエン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アクリル酸メチルエステル、アクリル酸エチルエステル、アクリル酸プロピルエステル、アクリル酸ブチルエステル、ポリエチレン系熱可塑性エラストマー、ポリプロピレン系熱可塑性エラストマー、ポリブチレン系熱可塑性エラストマーなどの熱可塑性樹脂をあげることができ、融点が４０℃〜１５０℃のものが好ましく用いられる。
前記ポリオレフィン系熱熱可塑性樹脂の中で、耐侯性、耐薬品性、成形性等物理的側面からポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン系熱可塑性エラストマー、ポリプロピレン系熱可塑性エラストマーが好ましく用いられる。
【０００７】
本発明に使用することができる水溶性化合物としては、塩や糖などの微粉末をあげることができる。
塩は、微粉末化し易く、ポリオレフィン系熱可塑性樹脂の加工温度（４０℃〜１８０℃）において分解せず、かつ、加熱後は水によって容易に除去できる無機化合物をいい、具体的には塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウムなどの金属塩が好ましく用いられる。直径は、通常１〜５００μｍのものを使用し、その使用比率は熱可塑性樹脂１００部に対し約２００〜１２００部用いられ、特に４００〜６００部が好ましく用いられる。
糖は、ペントースやヘキトースなどの単糖類、サッカロースやマルトースなどの二糖類、デンプンやグリコーゲンなどの多糖類のいずれも使用でき、更に、これらを併用して使用することもできる。粒径は、通常１〜５００μｍのものを使用する。中でも特に、デンプンが可溶性において優れているうえ、均一な所要粒径を有する粉末が容易に得られ、また、安価であるため好ましく使用される。
水溶性化合物の使用比率は、ポリオレフィン系熱可塑性樹脂１００部に対し、約５０〜１０００部であり、好ましくは１００〜８００部である。水溶性化合物は、塩と糖をそれぞれ単独で用いてもよいし、併用して用いてもよく、用途によって適宜選択すればよい。
【０００８】
さらに本発明には酸化分解促進剤を配合する。本発明に使用することができる酸化分解促進剤としては、日光、紫外線、熱、水、酵素、微生物などの作用によって前記ポリオレフィン系熱可塑性樹脂を水や二酸化炭素などの無害な物質に分解可能な重合体組成物を用いることができ、具体的には（ａ）長鎖炭素−炭素結合から形成された熱可塑性ポリマー成分と（ｂ）前記熱可塑性ポリマー成分に混合され、日光、紫外線、熱、水、酵素および／または微生物の作用により分解され除去されることによって前記熱可塑性ポリマー成分の炭素−炭素結合の環境に対する露出面積を増加させる直接的生分解性成分と（ｃ）前記熱可塑性ポリマー成分の露出された炭素−炭素結合と反応してこの結合を分断することにより前記熱可塑性ポリマー成分を分解するための、脂肪酸、脂肪酸エステル、天然脂肪、天然もしくは合成ゴム、またはこれらの混合物から選ばれた酸化可能な成分と（ｄ）前記重合体組成物に対し相溶性があり、前記熱可塑性ポリマー成分に対する前記酸化可能な成分の反応を開始させる遷移金属成分と（ｅ）前記熱可塑性ポリマー成分の分解過程の開始を遅延させるヒンダードフェノールからなる非金属性安定化成分とからなる酸化分解促進剤などをあげることができる。実際は、直鎖状低密度ポリエチレンなどのベース樹脂に前記酸化分解促進剤が配合されたマスターバッチが主に使用され、デグラノボンＮＢＫ３１０（商品名：ノボンジャパン株式会社製）などを用いることができる。
【０００９】
更に、本発明では添加物等も必要に応じて使用することができる。例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール共重合体、ポリエチレングリコールアルキルエーテル、ポリプロピレングリコールアルキルエーテル、ポリビニルアルコール、ポリアリルアミン、パラフィン、ワックス、高級脂肪酸、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、非イオン界面活性剤などの滑剤、アミン系の老化防止剤、ワセリン、可塑剤などの軟化剤などを有効量添加することができる。
この中でも融点が４０℃以上であって、前記ポリオレフィン樹脂の融点（４０℃〜１８０℃）において分解せず、かつ、分子量７００〜３００００程度のポリエチレングリコールが印字体を作成する上で最も好ましく用いられる。当該ポリエチレングリコールは、融点が４０℃以上なので常温では固体で存在することができ、後述するシート体を作成する際に固結化した硬質シート体とすることができる。また、当該ポリエチレングリコールは水溶性なので、後述するシート体を洗浄する際に水溶性化合物と共に除去される。
添加剤の使用比率は、ポリオレフィン系熱可塑性樹脂１００部に対し、約１０〜５００部程度である。添加剤は用途によって適宜選択され、数種類併用して用いることができる。
【００１０】
さらに、本発明においてはカーボンブラック、ニグロシン、弁柄、群青等の着色剤を任意に添加することもできる。前記着色剤を混入させることで鮮やかな色のシートを得ることができる。
【００１１】
次に、本発明の多孔質熱可塑性印字体の作成方法について説明する。
まず二本ロールやニーダーに水溶性化合物、必要に応じて添加剤を投入し、加熱しながら撹拌する。次に、チップ化されたポリオレフィン系熱可塑性樹脂及び酸化分解促進剤が配合されたマスターバッチを加え、ポリオレフィン系熱可塑性樹脂の融点以上の温度にしながら更に混合する。次に、この混合物をカレンダーロールなどにてシート状に成形した後、空冷して、まずシート体を作成する。
当該シート体はポリオレフィン系熱可塑性樹脂中に、水溶性化合物や添加剤や酸化分解促進剤が渾然一体かつ均一に分散された状態となっており、また、固結化した硬質シート体となっているので容易に変形することがない。
次に、温水、流水等を用いて、前記シート体から水溶性化合物や添加剤などを除去した後、これを脱水乾燥させ、多孔質熱可塑性樹脂シート体を得る。
次に、炭酸ガスレーザ加工機やＹＡＧレーザ加工機を用い、前記多孔質熱可塑性樹脂シート体に対して非印面部分を０．１〜１０ｍｍ程度の深度に彫刻又は融解することにより印面を形成した後、所要のサイズに切断して本発明の多孔質熱可塑性印字体を得る。或いは、前記多孔質熱可塑性樹脂シート体を所要のサイズに切断し、印判ホルダー等に組み付けた後、炭酸ガスレーザ加工機やＹＡＧレーザ加工機を用い、非印面部分を０．１〜１０ｍｍ程度の深度に彫刻又は融解することにより印面を形成して本発明の多孔質熱可塑性印字体を得る。
なお、前記多孔質熱可塑性樹脂シート体又は所要のサイズに切断した多孔質熱可塑性樹脂を、加熱した金型に加圧しつつ押し付け、インキ滲み出し可能な印面部分とインキ滲み出し不可能な非印面部分からなる多孔質熱可塑性印字体を得ることもできる。
【００１２】
前記のようにして得られた多孔質熱可塑性印字体は、日光を照射したり、温水中に浸けたり、土中に埋めたりして、日光、紫外線、熱、水、酵素、微生物などの影響下に置くと、前記酸化分解剤の作用によって化学的に分解された後、更に代謝分解されて、水、二酸化炭素、バイオマスなどの無害な物質に変化する。
よって、いつまでも土中等に多孔質熱可塑性印字体が残存することがなく、また有害物質を一切放出しないので、環境に優しい多孔質熱可塑性印字体を得ることができる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。しかしながら、本発明はこれら実施例により何等限定されるものではない。
（実施例１）
５〜１５μｍの塩化ナトリウム化合物４５０重量部をニーダーに投入し９０℃に加熱しながら撹拌する。次に、分子量１００００の固体のポリエチレングリコール（融点６２℃、分解温度１６０℃）１００重量部を少量ずつ加え混合する。そうすると、ポリエチレングリコールは塩化ナトリウム化合物の熱によって溶融して液体となり、塩化ナトリウム化合物とポリエチレングリコールは渾然一体となる。次に、ポリエチレン樹脂チップ（融点１２０℃）１００重量部を加え、更にポリエチレンに酸化分解促進剤が配合されたマスターバッチ（デグラノボンＮＢＫ３１０（商品名）ノボンジャパン株式会社製）３０重量部を加え、熱を１３０℃に保ちながら混合する。そうすると、ポリエチレン樹脂及びマスターバッチも溶融し、均一に混合された混合物が得られる。次に、この混合物をカレンダーロールにてシート体に成形し空冷する。
以上の手順によって中間的なシート体が作成されるが当該シート体は、ポリエチレン樹脂シート中に水溶性化合物とポリエチレングリコールと酸化分解促進剤が均一に分散された状態となっており、また、すべての物質が固結しているので、指で押しても全く変形しない硬質シートとなる。
次に、当該シート体を流水で洗い流して塩化ナトリウム化合物及びポリエチレングリコールを完全に除去する。そして、これを乾燥機にて乾燥させると、連続気泡を有する多孔質熱可塑性樹脂シート体を得ることができる。
次に、炭酸ガスレーザ加工機を用い、前記多孔質熱可塑性樹脂シート体にショルダー部（印面保持部分）の深度０．５ｍｍになるようにレーザビームを照射すると、レーザビームが照射された部分の樹脂のみが燃焼蒸発し、レーザビームが照射されなかった部分の樹脂は全く何も変化しなかった。よって、極めてシャープなエッジを有する印面を形成することができた。これを所要のサイズに切断すると本発明の多孔質熱可塑性印字体を得ることができた。
当該多孔質熱可塑性印字体に５００〜２０００ｍＰａ・Ｓ（２５℃）の油性顔料インキを吸蔵させて使用したところ、インキ吸蔵量も充分で、にじみやかすれのない鮮明な捺印を長期間にわたって行なうことができた。
【００１４】
（実施例２）
５〜１５μｍの塩化ナトリウム化合物４５０重量部をニーダーに投入し９０℃に加熱しながら撹拌する。次に、分子量１００００の固体のポリエチレングリコール（融点６２℃、分解温度１５０℃）１００重量部を少量ずつ加え混合する。そうすると、ポリエチレングリコールは塩化ナトリウム化合物の熱によって溶融して液体となり、塩化ナトリウム化合物とポリエチレングリコールは渾然一体となる。次に、ポリプロピレン系熱可塑性エラストマー１００重量部を加え、更にポリエチレンに酸化分解促進剤が配合されたマスターバッチ（デグラノボンＮＢＫ３１０（商品名）ノボンジャパン株式会社製）３０重量部を加え、１６０℃まで徐々に温度を上げつつ回転力を加えながら更に混合する。そうすると、ポリプロピレン系熱可塑性エラストマー及びマスターバッチも溶融し、均一に混合された混合物が得られる。次に、この混合物をカレンダーロールにてシート体に成形し空冷する。
以上の手順によって中間的なシート体が作成されるが当該シート体は、ポリプロピレン系熱可塑性エラストマーシート中に水溶性化合物とポリエチレングリコールと酸化分解促進剤が均一に分散された状態となっており、また、すべての物質が固結しているので、指で押しても全く変形しない硬質シートとなる。
次に、当該シート体を流水で洗い流して塩化ナトリウム化合物及びポリエチレングリコールを完全に除去する。そして、これを乾燥機にて乾燥させると、連続気泡を有する多孔質熱可塑性樹脂シート体を得ることができる。
次に、炭酸ガスレーザ加工機を用い、前記多孔質熱可塑性樹脂シート体にショルダー部（印面保持部分）の深度０．５ｍｍになるようにレーザビームを照射すると、レーザビームが照射された部分の樹脂のみが燃焼蒸発し、レーザビームが照射されなかった部分の樹脂は全く何も変化しなかった。よって、極めてシャープなエッジを有する印面を形成することができた。これを所要のサイズに切断すると本発明の多孔質熱可塑性印字体を得ることができた。
当該多孔質熱可塑性印字体に５００〜２０００ｍＰａ・Ｓ（２５℃）の油性顔料インキを吸蔵させて使用したところ、インキ吸蔵量も充分で、にじみやかすれのない鮮明な捺印を長期間にわたって行なうことができた。
【００１５】
【比較例】
実施例１に配合されているポリエチレンに酸化分解促進剤が配合されたマスターバッチ（デグラノボンＮＢＫ３１０（商品名）ノボンジャパン株式会社製）を除いた以外は同様に作成した比較例１を同じ条件で作成した。
また、実施例２に配合されているポリエチレンに酸化分解促進剤が配合されたマスターバッチ（デグラノボンＮＢＫ３１０（商品名）ノボンジャパン株式会社製）を除いた以外は同様に作成した比較例２を同じ条件で作成した。
【００１６】
▲１▼（分解性試験）
実施例及び各比較例を８０℃温度促進テストによりシートの伸びの変化を測定したときの比較を表に示す。
○・・・８０℃で５日経過後、シートの伸びが著しく低下し、崩壊した。
×・・・８０℃で５日経過後、シートの伸びの変化はほとんどなし。
▲２▼（加工性試験）
実施例及び各比較例を炭酸ガスレーザ（加工条件：出力５Ｗ、加工速度３００ｍｍ／ｓｅｃ）で加工したときの比較を表に示す。
○・・・レーザビーム非照射部分が溶融せず、シャープなエッジの印面を形成した。
×・・・レーザビーム非照射部分が溶融し、ガタガタな印面を形成した。

【００１７】
【効果】
本発明による多孔質熱可塑性樹脂印字体は、日光を照射したり、水浴中に浸出させたり、土中に埋めたりして、日光、紫外線、熱、水、酵素、微生物などの影響下に置くと、前記酸化分解剤の作用によって化学的に分解された後、更に代謝分解されて、水、二酸化炭素、バイオマスなどの無害な物質に変化するため、いつまでも土中等に多孔質熱可塑性印字体が残存することがなく、また有害物質を一切放出しない。よって、環境に優しい多孔質熱可塑性印字体を得ることができる。
また、レーザ彫刻時にレーザビームが照射された部分の周辺樹脂を溶融しないので、シャープなエッジを有する印字体を得ることができ、よって、インキを含浸させると、インキ吸蔵量も充分で、にじみやかすれのない鮮明な捺印が可能な印判を提供することができる。

Claims (1)

1. ポリオレフィン系熱可塑性樹脂、水溶性化合物、酸化分解促進剤、及び、必要に応じて添加剤等を混合成形した後、前記水溶性化合物を除去して得られる多孔質熱可塑性樹脂印字体。