JP2008213315A - 回転印用無端印字ベルトの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 シート末端の重ね合わせ部をピンポイントで強固に融着が行なえ、歩留まりが高く、無端印字ベルトの全長を最短にできる回転印用無端印字ベルトを提供することを目的とする。
【解決手段】 基材の上に連続気泡を有する熱可塑性樹脂部材が融着されてなる多孔質印材の両端を重ねて重ね合わせ部とし、前記重ね合わせ部の上からレーザ透過性冶具を用いて押圧し、前記レーザ透過性冶具の上からレーザ光線を照射して前記重ね合わせ部を融着させてなる回転印用無端印字ベルトの製造方法。
【選択図】 図１

Description

本発明は、浸透印タイプの回転印に使用される連続気泡を有する多孔質印材を用いた無端印字ベルトの製造方法に関するものである。

特開昭５４−１０３１２７や実開昭５４−１１８２１０等に開示されている連続気泡を有する多孔質印材を用いた無端印字ベルトからなる回転印は、自身にインクを内蔵できるので、使用の度にインクを付着させなくても連続して押印することができ、大変有用である。
従来このような無端印字ベルトの素材には、主にスポンジ化した多孔質ゴムが用いられていたが、本出願人は過去に多孔質印材を熱可塑性樹脂に変更した特開平１１−１２９５９５号、特開平１１−１２９５９６号、特開２００５−２０５７９８号を出願した。これらは、気泡形成剤等を配合した熱可塑性樹脂を厚み２ｍｍ程度の板状部材に成形した後、ホットメルトシートや綿布等の基材と共に金型にて加圧加熱して一体化したシートを得てこのシートから気泡形成剤を除去し、その両端を重ね合わせ、熱シール機にて熱融着し、無端印字ベルトが製造されるものであった。
また、特開平１１−３０１０８２号は、気泡形成剤等を配合した熱可塑性樹脂を厚み２ｍｍ程度の板状部材に成形した後、気泡形成剤を除去して多孔質印材を得て、ホットメルトシートや綿布等の基材の適当な部分に融着して一体化し、その両端を重ね合わせ、熱シール機にて熱融着した無端印字ベルトを製造するものであった。
上記の通り、最終的にはリング状の無端印字ベルトとするため、熱シール機にて熱融着することが必須となっていた。

特開平１１−１２９５９５号公報 特開平１１−１２９５９６号公報 特開平１１−３０１０８２号公報 特開２００５−２０５７９８号公報

しかしながら、熱シール機は温度制御が困難であって、高温になりすぎた場合は熱可塑性樹脂の文字部分など好ましくない部分まで溶融してしまうことがあり、低温になりすぎた場合は熱可塑性樹脂の溶融不足で接着力が足りなくなることがあった。また、余分な熱シール機の影響を受けないようにするため、のりしろに該当する前記重ね合わせ部の広さを十分に取る必要があり、無端印字ベルトの全長が長くなる欠点があった。
そこで、本発明はシート末端の重ね合わせ部をピンポイントで強固に融着が行なえ、歩留まりが高く、無端印字ベルトの全長を最短にできる回転印用無端印字ベルトを提供することを目的としている。

基材の上に連続気泡を有する熱可塑性樹脂部材が融着されてなる多孔質印材の両端を重ねて重ね合わせ部とし、前記重ね合わせ部の上からレーザ透過性冶具を用いて押圧し、前記レーザ透過性冶具の上からレーザ光線を照射して前記重ね合わせ部を融着させてなる回転印用無端印字ベルトの製造方法。

本発明は、素材として熱可塑性樹脂を用いた回転印用無端印字ベルトを作成する場合の無端化する工程、所謂ベルト繋ぎをする工程に特徴を有するものであって、多孔質印材の両端の重ね合わせ部の上から押圧しつつレーザ光線を照射するものであるので、重ね合わせ部をピンポイントで融着が行なえ、またレーザ光線の出力が安定しているため強固な融着を失敗することなく行なえ、かつ融着部分を理論的にはレーザ光線のスポット径まで極めて限定できるので重ね合わせ部は極小化することが可能であって、無端印字ベルトの全長を最短にすることができるものである。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
まず、熱可塑性樹脂、水溶性有機溶剤、水溶性気泡形成剤を適量の割合で配合して混練したものを厚み０．１〜２．０ｍｍに押し出し成形した熱可塑性樹脂部材を作成し、次に熱可塑性樹脂部材を織編物や不織布からなる基材の上に重ね合わせた状態で金型に収容し、これを加圧加熱して一体化したシートを得た後、当該シートから水溶性有機溶剤及び水溶性気泡形成剤を水等で除去して多孔質印材を作成し、必要に応じてインキ滲み出し可能な印字部とインキ滲み出し不可能な非印字部とからなる印面を形成した後、超音波カッター等を用いて必要な幅に切断し、更に多孔質印材の両端を重ねて重ね合わせ部とし、重ね合わせ部の上からアクリル板やガラス板等のレーザ透過性冶具を用いて押圧し、レーザ透過性冶具の上からレーザ光線を照射して前記重ね合わせ部を融着させて、本発明の回転印用無端印字ベルトは製造される。
以下、詳述する。

本発明で用いることができる熱可塑性樹脂としては、５０℃〜２５０℃で融解する熱可塑性樹脂が用いられ、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリカーボネート、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、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリジエン系熱可塑性エラストマー、ポリ塩化物系熱可塑性エラストマー、エチレン酢酸ビニール共重合樹脂などを用いることができるが、特にポリエチレンが好ましく用いられる。
また、水溶性有機溶剤としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセリンなどを使用することができる。
また、水溶性気泡形成剤としては、塩化ナトリウムや塩化カルシウム等のアルカリ金属塩、ペンタエリスリトールなどを用いることができ、２〜１００μｍの粒径のものが好ましく用いられる。
次に、熱可塑性樹脂、水溶性有機溶剤、水溶性気泡形成剤をよく混練し、押し出し機を使用して厚み０．１〜２．０ｍｍに成形した熱可塑性樹脂部材を作成する。ここで、本発明では熱可塑性樹脂、水溶性有機溶剤、水溶性気泡形成剤を１．０：０．１〜０．８：３．０〜４．０の割合で配合することが好ましい。この配合比率を逸脱すると、たわみによる押し出し成形不良や強度不足による破断等を起こしたり、多孔質印材中の連続気泡の形成に支障をきたし、薄型の多孔質印材を得ることができない。当該配合とすることによって、初めて各性能を満足する薄型の多孔質印材を得ることができる。
なお、多孔質印材を作成する際には、カーボンブラック・有機顔料・パール顔料など赤外線を吸収して発熱する微粉末を加えてもよく、また、当該発熱微粉末は着色剤としても機能する。

本発明に用いる基材には、熱可塑性樹脂部材の厚みと比較してバランスが取れるように、厚み０．５ｍｍ以下の織編物が主に用いられる。材質としては、主に綿、絹、羊毛、アセテート、ビニロン、ビニリデン、ポリ塩化ビニル、アクリル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリウレタン、フッ素系フィラメント、ポリクラール、レーヨン、ナイロン、ポリエステルなどの繊維を平織り布や綾織り布、各種編物布や不織布とした布を用いることができる。特に、極微細繊維といわれる繊度１ｄ以下の合成繊維を使用した織編物は、耐インキ性、インキの流通性、強度、ほつれ、耐熱性、接着性、回転性、耐久性などに優れているので、最も好ましい。例えば、シルフローラＸ（商品名：東洋紡績株式会社製）、ザヴィーナミニマックス、クラウゼンＭＣＦ、ベルセイムハイテクロス（商品名：鐘紡株式会社製）がある。

次に、前記熱可塑性樹脂部材と基材とを重ね合わせて金型に収容し、適度な圧力を加えつつ熱可塑性樹脂の融点以上の温度約５０℃〜２５０℃に加熱して一体化したシートを得る。圧力を加えることによって当該シート厚みは前記熱可塑性樹脂部材の厚みより若干収縮する。
他の方法として、前記熱可塑性樹脂部材の押し出し口に熱ロールを設置して連続的に基材と圧着してシートを得ても良い。
次に、当該シートから前記水溶性有機溶剤及び水溶性気泡形成剤を水等で除去して多孔質印材を作成する。

次に、必要に応じて前記多孔質印材に印面を形成する。通常本発明のような熱可塑性樹脂製の多孔質印材は、多孔質印材表面に文字図形等の印面を形成するために、余白に相当する部分の熱可塑性樹脂を溶融固化させてインキが滲み出し不能な非多孔質印材保護被膜で非印字部を形成すると共に、文字図形等に相当する部分をインキが滲み出し可能となるように多孔質印材を溶融せずに残すことによって印面を形成する。ここで、必要に応じてというのは、この段階で印面を形成しても構わないし、無端印字ベルトを製造した後に印面を形成しても構わないためである。
印面を形成する方法としては、加熱した金型を直接押し当てて余白部分を溶融する方法、サーマルヘッドで余白部分を直接加熱して溶融する方法、炭酸ガスレーザやＹＡＧレーザといった各種レーザ光を用いて余白部分を加熱して溶融する方法、発熱材を介在させ赤外線キセノンフラッシュランプなどによって余白部分を加熱して溶融する方法などを用いることができる。

次に、前記多孔質印材を超音波カッター等を用いて必要な幅に切断する。超音波カッターや加熱した刃物などで切断すると、切断面を溶融固化させてインキが滲み出し不能な非多孔質印材保護膜を形成できるので好ましい。
切断する際は、まず多孔質印材の所要箇所に超音波カッターの刃を当てて位置決めをする。次に、超音波カッターの電源を入れカッター部を振動させる。これを上方から押し付けながら手前にゆっくりと引く。そうすると、多孔質印材が切断されると同時にその切断面が溶融固化される。また、複数の刃を持つ超音波カッターを製作し、一度に複数の切断を行なうことも可能である。
本発明では、１秒間に数千〜数十万回振動する超音波カッターを用いることができる。具体的には、先端にステンレスや合金のカッター刃を備えた超音波カッターを用いることができ、１秒間に４万回振動することが可能な超音波小型カッターＵＳＷ−３３３（商品名：本多電子株式会社製）などを例示することができる。

次に、切断した多孔質印材の両端を重ねて重ね合わせ部とし、レーザ透過性冶具を用いて数Ｋｇ／ｃｍ²〜数十Ｋｇ／ｃｍ²の圧力で前記重ね合わせ部を押圧する。レーザ透過性冶具は、レーザ光の透過率が高いものが用いられ、かつ、重ね合わせ部を押圧するために０．５〜２．０ｃｍの厚さを有する耐久性のあるものが用いられる。また、レーザ透過性冶具はレーザ光線の波長によって最も好ましいものが選択され、炭酸ガスレーザを用いる場合はＮａＣｌ（塩化ナトリウム）・ＺｎＳｅ（ジンクセレン）・Ｇｅ（ゲルマニウム）などの単結晶体が使用され、ＹＡＧレーザや半導体レーザを用いる場合は合成サファイア・ホウケイ酸クラウン光学ガラス・合成石英・ＣａＦ₂（フッ化カルシウム）・アクリル板・ガラス板、透明シリコーンゴム板などが使用される。
次に、前記重ね合わせ部をレーザ透過性冶具によって押圧しつつ、その上からレーザ光線を照射して前記重ね合わせ部を融着させる。レーザ装置としては、炭酸ガスレーザ・ＹＡＧレーザ・ダイオードレーザ・半導体レーザといった各種工業用レーザ装置を用いることができる。これらのレーザ光線の出力は安定しており、また自由に出力を調節できるので、多孔質印材シートの厚みに応じて適宜調節することが可能であって、よって強固な融着を失敗することなく行なえる。またレーザ光線の最小焦点は理論的に振幅と一致するので、理論的には融着部分をレーザ光線のスポット径まで極めて限定でき、よって重ね合わせ部は極小化することが可能であって、見た目には重ね合わせ部が判別できない程度にまですることが可能であり、無端印字ベルトの全長を最短にすることができる。

本発明において前記レーザ透過性冶具の下面又は前記重ね合わせ部の上面に、カーボンシートを貼り付ける又はカーボンを塗布すると、レーザ光線が効率よく吸収される。特に、発熱微粉末を配合しない多孔質印材を用いる場合は、この方法が好ましく用いられる。

以下、本発明を実施例によって詳細に説明する。
まず、ポリエチレン樹脂１００重量部、分子量４００のポリエチレングリコール２０重量部、粒径１０〜６０μｍの塩化ナトリウム３５０重量部を配合したものに、若干のカーボンブラックを加えて混練し、厚み１．０ｍｍの板状の熱可塑性樹脂部材を作成する。
次に、当該熱可塑性樹脂部材と０．５デニールのポリエステル製極微細繊維を平織りにした基材とを重ね合わせて金型に収容し、２００Ｋｇ／ｃｍ²の圧力を加えつつ１４０℃に加熱して一体化したシートを得る。当該シートの厚さは圧力の効果により０．５ｍｍに収縮している。
次に、当該シートを温水中に浸してポリエチレングリコールと塩化ナトリウムを洗除し、完全に除去できたら十分に乾燥させ、厚さ０．５ｍｍの薄型多孔質印材を得る。
次に、所要の文字図面等を黒地とし余白を透明地で表したポジフィルムを前記多孔質印材に重ね、前記フィルム側から赤外線を照射する。そうすると、ポジフィルムの黒地の部分では赤外線が多孔質印材に到達するのを妨げるので多孔質印材がそのまま残り、一方、ポジフィルムの透明地の部分では赤外線が透過して対応する部分の多孔質印材中のカーボンを発熱させ、多孔質印材を溶融固化させて非多孔質印材保護被膜を形成するので、よって、インキ滲み出し可能な印字部とインキ滲み出し不可能な非印字部が形成されることになって、印面が形成される。
次に、多孔質印材に複数の刃を有する超音波カッターの刃を当てて位置決めをする。そして、超音波カッターの電源を入れカッター部を振動させる。そうすると、多孔質印材が切断されると同時にその切断面が溶融固化されてインキが滲み出し不能な非多孔質印材保護膜を形成される。
次に、切断された多孔質印材の両端を重ねて３．０ｍｍの重ね合わせ部とし、重ね合わせ部の上下から１．０ｃｍの厚さを有するアクリル板２枚で挟み込み、重ね合わせ部の上から１０Ｋｇ／ｃｍ²の圧力で上側のアクリル板を押圧する。
次に、上側のアクリル板の上からＹＡＧレーザ装置を用いてレーザ光線を照射し、前記重ね合わせ部を融着させ、本発明の回転印用無端印字ベルトを製造することができる。

本発明の説明図

符号の説明

５ 多孔質印材
６ 重ね合わせ部
７ レーザ透過性冶具
８ レーザ光線

Claims (1)

1. 基材の上に連続気泡を有する熱可塑性樹脂部材が融着されてなる多孔質印材の両端を重ねて重ね合わせ部とし、前記重ね合わせ部の上からレーザ透過性冶具を用いて押圧し、前記レーザ透過性冶具の上からレーザ光線を照射して前記重ね合わせ部を融着させてなる回転印用無端印字ベルトの製造方法。

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