JP2015016655A

JP2015016655A - 熱転写用パッド

Info

Publication number: JP2015016655A
Application number: JP2013146392A
Authority: JP
Inventors: 彰簗瀬; Akira Yanase
Original assignee: TOKUSHU ABE SEIHANSHO KK
Current assignee: TOKUSHU ABE SEIHANSHO KK
Priority date: 2013-07-12
Filing date: 2013-07-12
Publication date: 2015-01-29

Abstract

【課題】経済的でメンテナンス性に優れた熱転写用パッドを提供する。【解決手段】この熱転写用パッド１は、電気絶縁性を有する弾性材料からなるベースパッド部２０と、弾性材料からなり通電によって発熱する発熱パッド部３０とを備え、発熱パッド部３０が、ベースパッド部２０に対して、着脱可能に装着されている。発熱パッド部３０は、導電フィラーを含有する弾性材料からなる発熱部３１と、該発熱部３１の表面側に被覆された、放熱フィラーを含有する電気絶縁性の弾性材料からなる保護層３２とで構成されていることが好ましい。また、ベースパッド部２０の発熱パッド部３０が装着される部分２１には、放熱フィラーが含有されていることが好ましい。【選択図】図１

Description

本発明は、被印刷物の表面に図柄等を熱転写する転写印刷などに用いる、熱転写用パッドに関する。

箔や図柄等が印刷された転写シートに、加熱したパッドを押し当てて、被転写体に図柄等を熱転写することが行われている。また、パッドを弾性材料で構成して、凹凸や曲面等、複雑な形状を有する被印刷物にも図柄等を熱転写することが行われている。

特許文献１には、絶縁性があり先端部よりも硬度の高いベース部と、ベース部の先端側に固定し、通電によって発熱する、導電性材を混練したシリコンゴムで構成された発熱部と、ベース部先端側および発熱部を耐熱性の柔軟弾性材で覆った先端部と、発熱部への通電用リード線をパッド外部に延ばした端子部とを備え、電源手段から端子部を介して発熱部に通電することによってパッドを加熱するようにした転写装置用パッド構造が開示されている。

特開２００９−６１６６２号公報

特許文献１に開示されたパッドは、ベース部と発熱部と先端部とが一体に形成されているので、発熱部等が劣化したときや、被転写物の仕様が変わったときに、パッド全体を交換しなければならず、コストが高くなるという問題があった。

また、発熱部に通電することによってパッドを高温に加熱した際に、先端部や発熱部等のゴム材料が熱分解してガスが発生し、このガスが内部にこもることでパッドの剥がれや亀裂からなる破損の原因となることがあった。更に、パッド内部に熱がこもり易く、先端部や発熱部が熱劣化しやすいという問題があった。

よって、本発明の目的は、経済的でメンテナンス性に優れた熱転写用パッドを提供することにある。

上記目的を達成するにあたり、本発明は、電気絶縁性を有する弾性材料からなるベースパッド部と、弾性材料からなり通電によって発熱する発熱パッド部とを備えた熱転写用パッドにおいて、前記発熱パッド部が、前記ベースパッド部に対して、着脱可能に装着されていることを特徴とする。

本発明によれば、発熱パッド部がベースパッド部に対して着脱可能に装着されているので、熱転写する対象物や、デザインに応じて発熱パッド部を交換することにより、汎用性を高めることができると共に、発熱パッド部が繰り返し使用によって劣化した場合に、発熱パッド部だけを交換すればよいので、経済的でメンテナンス性に優れている。また、発熱パッド部はベースパッド部よりも高温になることから、ベースパッド部よりも大きく熱膨張して、ベースパッド部との間に空隙が生じることがあるが、熱転写のための押圧の度に、上記空隙が密着して、発熱パッド部から発生する熱が空隙から流出する空気と共に放出されるので、ベースパッド部と発熱パッド部との間に熱がこもりにくくなり、ベースパッド部や発熱パッド部の熱劣化を抑制することができる。更に、発熱パッド部や、ベースパッド部を構成する弾性材料は、高温になるとゴム等が熱分化してガスが発生し、ガスが内部にこもって破裂する恐れがあるが、前記空隙から流出する空気と共に、熱分解したガスも流出しやすくなるため、高温使用における耐久性を高めることができる。

本発明において、前記発熱パッド部は、導電フィラーを含有する弾性材料からなる発熱部と、該発熱部の表面側に被覆された、放熱フィラーを含有する電気絶縁性の弾性材料からなる保護層とで構成されていることが好ましい。この態様によれば、通電がなされる発熱部の表面側が、保護層で覆われるので、取り扱い上安全であり、発熱パッド部で発生した熱が、放熱フィラーを含有する保護層によって効率良く転写シート等に伝熱されるので、消費電力を軽減することができる。

本発明において、前記ベースパッド部の前記発熱パッド部が装着される部分には、放熱フィラーが含有されていることが好ましい。この態様によれば、発熱パッド部の熱が、ベースパッド部の放熱フィラーが含有された部分を通して飛散されやすくなり、内部に熱がこもりにくくして、熱劣化を抑制することができる。

本発明において、前記ベースパッド部の前記発熱パッド部が装着される部分には、前記発熱パッド部が適合する凹部が形成されていることが好ましい。この態様によれば、発熱パッド部を安定してベースパッド部に装着でき、装着作業性が向上すると共に、繰り返し使用における位置ずれ等を防止することができる。

本発明において、前記発熱パッド部は、前記ベースパッド部に対して、絶縁材料で構成されたネジで締め付け固定されて装着されていることが好ましい。この態様によれば、発熱パッド部をベースパッド部にしっかりと固定できると共に、絶縁材料で構成されたネジによって、漏電等の虞れもなくすことができる。

本発明において、前記ベースパッド部の前記発熱パッド部が装着される部分には、一対の電極板が装着されており、前記発熱パッド部の前記ベースパッド部に当接する部分には、前記一対の電極板に当接する端子板が装着されており、前記電極板と前記端子板が重なる部分に、前記ネジが挿通されるネジ孔が形成されており、前記電極板には、前記ベースパッド部の外部に挿出されたリード線が接続されていることが好ましい。この態様によれば、発熱パッド部をベースパッド部にネジで締め付け固定することにより、ベースパッド部に設けた電極にしっかりと導通させることができる。

本発明の熱転写用パッドの一実施形態の斜視図である。同熱転写用パッドの分解斜視図である。同熱転写用パッドに用いる発熱パッドであって、（ａ）上面側の斜視図であり、（ｂ）裏面側の斜視図である。本発明の熱転写用パッドの他の実施形態の分解斜視図である。本発明の熱転写用パッドの発熱パッド部近傍の拡大断面図であって、（ａ）発熱パッド部の発熱前の状態であり、（ｂ）発熱パッド部が発熱して発熱パッド部が膨張している状態である。

本発明の熱転写用パッドの一実施形態について、図１，２を用いて説明する。

この熱転写用パッド１は、金属（鉄、真鍮、アルミニウム等）、熱硬化性樹脂（メラミン樹脂、フェノール樹脂等）、セラミックス等の硬質材料で構成されたベース基板１０上に、電気絶縁性を有する弾性材料で構成されたベースパッド部２０が形成されている。

ベースパッド部２０を構成する弾性材料としては、電気絶縁性、耐熱性、弾性を有するものであればよく、特に限定は無い。例えば、シリコンゴム、フッ素ゴム等のゴム材料を１０〜１００質量％含有するものなどが挙げられる。ゴム材料としては、耐熱性に優れ、安価であるという理由からシリコンゴムが好ましく用いられる。シリコンゴムとしては、ミラブル型シリコンゴム、ＲＴＶ型（室温硬化型）シリコンゴム等が挙げられる。

図２を併せて参照すると、ベースパッド部２０の上面には、発熱パッド部３０が適合する凹部２１が形成されている。そして、該凹部２１内には、一対の電極板２２，２２が、所定間隔をおいて配置されている。各電極板２２には、後述するネジ４０が螺着されるネジ孔２３が複数（図２では３ヶ所）形成されている。また、ペースパッド部２０には、図示しない外部電源に接続可能なリード線４１の一端が挿入されており、その一端が各電極板２２，２２に接続している。

本発明において、ベースパッド部２０の、発熱パッド部３０が装着される部分である、凹部２１の底面、すなわち発熱パッド部３０との当接面は、窒化ケイ素、窒化アルミ、窒化ホウ素、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化チタン、セラミックス等の放熱フィラーを含有する弾性材料からなる層（以下「放熱フィラー含有層」とする）で構成されていることが好ましい。放熱フィラー含有層は、ベースパッド部２０の発熱パッド部３０との当接面から２ｍｍ以上の深さで形成されていることが好ましく、上記当接面から３〜５ｍｍの深さで形成されていることがより好ましい。ベースパッド部２０の、発熱パッド部３０との当接面に放熱性フィラーを含有させることで、発熱パッド部３０の熱が、ベースパッド部２０の放熱フィラーが含有された部分を通して飛散されやすくなり、内部に熱がこもりにくくなって、ベースパッド部２０や、後述する発熱パッド部３０の熱劣化を抑制することができる。放熱フィラー含有層中の放熱フィラーの含有量は、１０〜５０質量％が好ましい。放熱フィラー含有層中の放熱フィラーの含有量が１０質量％未満であると、添加効果が殆ど得られないことがある。５０質量％を超えると、フレキシブル性が低下したり、強度が低下して、外力によって破損し易くなる傾向にある。なお、ベースパッド部２０全体に放熱フィラーを含有させても上記効果を得ることもできるが、重量が増加したり、放熱フィラーの使用量が増えるのでコストが増加する傾向にある。

電極板２２の材質は、電気伝導性に優れたものであればよく、特に限定は無い。例えば、銅、アルミニウム、銀、金、及びこれらの合金等からなる金属板や、金属箔等が挙げられる。電極板２２の厚みは、特に限定は無いが、０．５〜２．０ｍｍが好ましく、１．０〜１．５ｍｍがより好ましい。上記範囲であれば、パッドのフレキシブル性が損なわれ難い。

図１、２に示すように、この実施形態では、ベースパッド部２０の凹部２１に、発熱パッド部３０を配置し、発熱パッド部３０に形成された、後述するネジ挿通孔３４を通して、絶縁材料で構成されたネジ４０を挿入し、電極板２２，２２に形成されたネジ孔２３に締め付け固定することにより、ベースパッド部２０に発熱パッド部３０が装着されている。

ネジ４０を構成する絶縁材料としては、硬度があり、電気絶縁性、耐熱性に優れたものであればよい。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルファイド、ポリイミド等の耐熱性樹脂、セラミックス等が挙げられる。また、金属ネジを使用する場合は、表面を絶縁できるような処理（例えば、上記耐熱性樹脂やシリコン等でコーティングやビニルテープ、フッ素テープの露出部を被覆）したものでもよい。

次に、図３を併せて参照しながら発熱パッド部３０について説明する。図３（ａ）は、発熱パッド部３０の表面側の斜視図であり、図３（ｂ）は、発熱パッド部３０の裏面側の斜視図である。

この発熱パッド部３０は、導電フィラーを含有する弾性材料からなる発熱部３１と、該発熱部３１の表面及び外周側面に被覆された、電気絶縁性の弾性材料からなる保護層３２とで構成されている。また、発熱パッド部３０の裏面側には、発熱部３１が露出しているが、この発熱部３１の両端部に、端子板３３,３３が装着されている。端子板３３，３３は、発熱部３１の裏面に埋設されて、外周側面を覆う保護層３２と、端子板３３，３３と、発熱部３１とが、発熱パッド部３０の裏面において面一となっていることが好ましい。

図２〜４を併せて参照すると、発熱パッド部３０には、発熱パッド部３０をベースパッド部２０の凹部２１に配置した際に、発熱部３１の両端に配置された端子板３３が、ベースパッド部２０の凹部２１に配置された電極板２２と重なる部分であって、電極板２２のネジ孔２３と整合する位置に、保護層３２、発熱部３１及び端子板３３を貫通して形成されたネジ挿通孔３４が設けられている。

発熱パッド部３０の厚みｔ１は、凹部２１の深さｔ２とほぼ同じであることが好ましい。熱転写時に、転写シートを介して被転写体に発熱パッド部３０を押し付けやすくすることができる。

発熱部３１を構成する弾性材料の母材としては、例えば、シリコンゴム、フッ素ゴム等のゴム材料が挙げられ、これらの１種または２種以上を用いることができる。特に、シリコンゴムが好ましく用いられる。

発熱部３１を構成する弾性材料に含まれる導電フィラーとしては、導電性、熱伝導性に優れたものであれば特に限定はない。例えば、カーボンフィラー、カーボンナノチューブ、金属フィラー（インジウム、酸化亜鉛など）等が挙げられ、これらの１種または２種以上を用いることができる。弾性材料中における導電フィラーの含有量は、５〜５０質量％が好ましく、１０〜３０質量％がより好ましい。５質量％未満であると、通電時に十分な発熱が得られないことがある。５０質量％を超えると、フレキシブル性が低下する傾向にある。

保護層３２を構成する弾性材料としては、電気絶縁性、耐熱性、弾性を有するものであればよく、特に限定は無い。例えば、シリコンゴム、フッ素ゴム等のゴム材料を１０〜１００質量％含有するものなどが挙げられる。また、弾性材料には、窒化ケイ素、窒化アルミ、窒化ホウ素、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化チタン、セラミックス等の放熱性フィラーを更に含んでいてもよい。放熱性フィラーを含有させることで、発熱パッド部３０の熱が、効率良く転写シート等に伝熱されるので、消費電力を軽減することができる。保護層３２中の放熱フィラーの含有量は、１０〜５０質量％が好ましい。放熱フィラーの含有量が１０質量％未満であると、添加効果が殆ど得られないことがある。５０質量％を超えると、フレキシブル性が低下したり、強度が低下して、外力によって破損し易くなる傾向にある。

端子板３３の材質は、電気伝導性に優れたものであればよく、特に限定は無い。例えば、銅、アルミニウム、銀、金、及びこれらの合金等からなる金属板や、金属箔等が挙げられる。端子板３３の厚みは、特に限定は無いが、０．１〜１．０ｍｍが好ましく、０．３〜０．５ｍｍがより好ましい。上記範囲であれば、発熱パッド部３０のフレキシブル性が損なわれ難い。

この熱転写用パッドは、図示しない外部電源からリード線４１を通して電極板２２，２２間に電圧を印加すると、発熱パッド部３０の裏面側の端子板３３を伝って発熱部３１に通電し、発熱部３１が発熱して発熱パッド部３０の表面が加熱される。そして、熱転写用パッド１と被転写体との間に、箔やインキ等からなる転写図柄を形成した転写シートを配置し、熱転写用パッド１の加熱された発熱パッド部３０を被転写体に向けて押圧することで、図柄を被転写面に転写することができる。

本発明の熱転写用パッドは、発熱パッド部３０が、ベースパッド部２０にネジ４０で締め付けられて着脱可能に装着されているので、ネジ４０を外すことで、発熱パッド部３０を、ベースパッド部２０から容易に取り外すことができる。このため、熱転写する対象物や、デザインに応じて発熱パッド部のみを容易に交換でき、汎用性に優れている。更には、発熱パッド部３０が繰り返し使用によって劣化した場合に、発熱パッド部３０だけを交換すればよいので、経済的でメンテナンス性に優れている。

また、発熱パッド部３０とベースパッド部２０とが別個の部材で構成されているため、発熱部３１が発熱すると、発熱パッド部３０はベースパッド部２０よりも高温になり、図５（ｂ）に示すように、発熱パッド部３０がベースパッド部２０よりも大きく熱膨張して、ベースパッド部２０との間に空隙Ｓが生じることがある。図５（ａ）は発熱パッド部の発熱前の状態であり、同図（ｂ）は発熱パッド部が発熱して発熱パッド部が膨張して、ベースパッド部との間に空隙Ｓが生じている状態である。

このため、熱転写のための押圧の度に、上記空隙Ｓが密着して、発熱パッド部３０から発生する熱が空隙Ｓから流出する空気と共に放出されるので、ベースパッド部２０と発熱パッド部３０との間に熱がこもりにくくなり、ベースパッド部３０や発熱パッド部２０の熱劣化を抑制することができる。

また、発熱パッド部３０や、ベースパッド部２０を構成する弾性材料は、高温になるとゴム等が熱分化してガスが発生することがあるが、空隙Ｓから流出する空気と共に、熱分解したガスも流出するので、ガスが内部にこもることによる破損や、高温使用における耐久性を高めることができる。

なお、上記実施形態では、ベースパッド部２０の上面に、発熱パッド部３０が適合する凹部２１を形成して、該凹部に発熱パッド部３０を配置するようにしたが、図４に示すように、ベースパッド部２０の上面の全体に、発熱パッド部３０を配置して用いてもよい。

また、上記実施形態では、ネジ４０で、ベースパッド部２０と発熱パッド部３０とを固定したが、クリップ等の嵌合部材や、発熱パッドとベースパッド部をアンダーカット構造として圧入等で両者を固定してもよい。

更に、上記実施形態では、ベースパッド部２０及びそれに装着された発熱パッド部３０の外周面（被転写体への押圧面）が、緩やかな凸曲面をなしているが、被転写体の形状に応じて、上記外周面の形状は適宜変更することができ、例えば、平面状、凹面状等にすることもできる。

１：熱転写用パッド
１０：ベース基板
２０：ベースパッド部
２１：凹部
２２：各電極板
２３：ネジ孔
３０：発熱パッド部
３１：発熱部
３２：保護層
３３：端子板
３４：ネジ挿通孔
４０：ネジ
４１：金属リード線

Claims

電気絶縁性を有する弾性材料からなるベースパッド部と、弾性材料からなり通電によって発熱する発熱パッド部とを備えた熱転写用パッドにおいて、前記発熱パッド部が、前記ベースパッド部に対して、着脱可能に装着されていることを特徴とする熱転写用パッド。
前記発熱パッド部は、導電フィラーを含有する弾性材料からなる発熱部と、該発熱部の表面側に被覆された、放熱フィラーを含有する電気絶縁性の弾性材料からなる保護層で構成されている請求項１に記載の熱転写用パッド。
前記ベースパッド部の前記発熱パッド部が装着される部分には、放熱フィラーが含有されている請求項１又は２に記載の熱転写用パッド。
前記ベースパッド部の前記発熱パッド部が装着される部分には、前記発熱パッド部が適合する凹部が形成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱転写用パッド。
前記発熱パッド部は、前記ベースパッド部に対して、絶縁材料で構成されたネジで締め付け固定されて装着されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱転写用パッド。
前記ベースパッド部の前記発熱パッド部が装着される部分には、一対の電極板が装着されており、前記発熱パッド部の前記ベースパッド部に当接する部分には、前記一対の電極板に当接する端子板が装着されており、前記電極板と前記端子板が重なる部分に、前記ネジが挿通されるネジ孔が形成されており、前記電極板には、前記ベースパッド部の外部に挿出されたリード線が接続されている請求項５記載の熱転写用パッド。