JP4101683B2 - Printed thermoplastic resin - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、スタンプ台や朱肉などのインキを転写する非多孔質タイプの熱可塑性樹脂印字体に関するものであって、特にレーザ加工用の熱可塑性樹脂印字体に関する。
【0002】
【従来の技術】
スタンプ台や朱肉などのインキを転写する非多孔質タイプの熱可塑性樹脂印字体は、特開平4−202344号、特開平6−206366号、実開平6−9963号などが公知となっている。また、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。また、レーザ加工機で彫刻された印字体の刻印形状として、特開平6−234262号が公知となっている。
しかし、従来の熱可塑性樹脂印字体にレーザ彫刻を施すと、レーザビームが照射された部分の樹脂が燃焼蒸発するだけでなく、その周辺の樹脂も溶融してしまうので、図1(a)のような印字体となってしまってシャープなエッジを有する印字体を得ることができなかった。よって、インキを含浸させた時の印影は、ぼやけた感じになったり、にじみが生じたりしていた。また、樹脂が過剰に溶融してしまって、べたついた印字体となる欠点があった。
【0003】
【特許文献1】
特開平4−202344号公報
【特許文献2】
特開平6−206366号公報
【特許文献3】
実開平6−9963号公報
【特許文献4】
特開平10−337943号公報
【特許文献5】
特開平6−234262号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明はレーザ彫刻時において、不必要な部分の溶融を防止すると同時に、シャープなエッジが得られ鮮明な印影を得ることができる熱可塑性樹脂印字体を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために完成された本発明の熱可塑性樹脂印字体の製造方法は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリカーボネートから選ばれる熱可塑性樹脂と、珪酸カルシウムウイスカとを混合成形してシート体とした後、レーザ加工機を用いて前記シート体を彫刻することにより、熱可塑性樹脂印字体を形成することを特徴とする熱可塑性樹脂印字体の製造方法である。
【0006】
以下、本発明において使用する材料について説明する。
本発明で用いられる熱可塑性樹脂は、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、共重合ポリエステル、脂肪族ポリエステル、酢酸セルロース、ポリ乳酸、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などの熱可塑性樹脂を用いることができる。前記熱可塑性樹脂は、融点が50℃〜150℃のものが好ましく用いられる。
前記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、ポリブチレン、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、ポリブチレン系熱可塑性エラストマーなどのポリオレフィン系樹脂が最も好ましく用いられる。
【0007】
さらに本発明には珪酸カルシウムウイスカを配合する。珪酸カルシウムウイスカは、水酸化カルシウムと酸化珪素と水を原料として水熱合成によって得られるものであって、ワラスナイトと同じ珪酸カルシウム系(6CaO・6SiO2・H2O)のウイスカである。平均繊維長4μm平均繊維径0.4μmであって、コンパウンド後は平均繊維長0.4μm平均繊維径0.04μm程度になると考えられる。
具体的には、ゾノハイジ(商品名:宇部マテリアル株式会社製珪酸カルシウムウイスカ)などを用いることができる。
【0008】
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。
【0009】
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。
【0010】
次に、本発明の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珪酸カルシウムウイスカ、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、熱可塑性樹脂チップを加え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、この混合物をロールにてシート体に成形し空冷する。こうして、まず中間のシート体が作成される。
当該シート体は熱可塑性樹脂中に、珪酸カルシウムウイスカ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となっているので容易に変形することがない。
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程度の深度に彫刻することにより図1(b)又は(c)のような印面を形成した後、適当なサイズに切断して本発明の熱可塑性印字体を得ることができる。
【0011】
レーザ加工時において、何故前記熱可塑性印字体が不必要な部分の溶融を防止し、シャープなエッジと適切な彫刻深度を形成して優れた加工精度を達成するのかは不明であるが、珪酸カルシウムウイスカの代替として珪酸や珪酸カルシウムを使用した場合や硫酸マグネシウムウイスカを使用した場合では本発明のような結果を得ることができなかったことから、珪酸カルシウムであることとウイスカであることは絶対条件であると思われる。
【0012】
【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。
珪酸カルシウムウイスカ20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、ポリエチレン樹脂チップ(融点80℃)100重量部を加え、熱を90℃に保ちながら更に混合する。そうすると、ポリエチレン樹脂が溶融し、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。当該シート体は、ポリエチレン樹脂シート中に珪酸カルシウムウイスカが均一に分散された状態となっており、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、炭酸ガスレーザ加工機を用い、前記熱可塑性樹脂シート体に印面部(印面紋様保持部分)0.2mm、ショルダー部(印面台形部分)の最大深度0.8mmであって図1(b)の刻印形状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。これを所要なサイズに切断すると本発明の熱可塑性印字体を得ることができた。
【0013】
ここで、実施例に配合されている珪酸カルシウムウイスカを除いた以外は同様に作成した比較例1、実施例1に配合されている珪酸カルシウムウイスカを酸化チタン、珪酸アルミ、モスハイジ(宇部マテリアル株式会社製硫酸マグネシウムウイスカ)、にそれぞれ変更した比較例2、比較例3、比較例4をそれぞれ同じ条件で作成した。
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。
【0014】

Figure 0004101683
○・・・レーザビーム非照射部分の樹脂が全く溶融せず、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の樹脂が少し溶融し、がたついた印面を形成した。
×・・・レーザビーム非照射部分の樹脂がかなり溶融し、垂れた印面を形成した。
【0015】
【効果】
本発明による熱可塑性樹脂印字体は、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全く溶融しないので、シャープなエッジを有する印字体を得ることができる。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。
また、レーザビームが照射された部分の樹脂が完全に燃焼蒸発するので、深い深度の彫刻をしてもべたついた印字体になることは無く、彫刻カスも発生しないので、加工後の洗浄工程が不要である。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来例及び本発明の説明図[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a non-porous type thermoplastic resin printing body for transferring ink such as stamp bases and vermilion, and more particularly to a thermoplastic resin printing body for laser processing.
[0002]
[Prior art]
JP-A-4-202344, JP-A-6-206366, JP-A-6-9963, and the like are known as non-porous type thermoplastic resin prints for transferring ink such as stamp stand and vermilion. Japanese Patent Laid-Open No. 10-337943 is known as a method for engraving a thermoplastic resin printed body with a laser processing machine. Japanese Patent Laid-Open No. 6-234262 is known as a stamped shape of a printing body engraved with a laser processing machine.
However, when laser engraving is applied to a conventional thermoplastic resin printed body, the resin irradiated with the laser beam not only burns and evaporates, but also the surrounding resin melts. Thus, a printed body having a sharp edge could not be obtained. Therefore, the imprint when the ink is impregnated has a blurry feeling or blurring. In addition, there is a drawback that the resin melts excessively, resulting in a sticky print.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-4-202344 [Patent Document 2]
JP-A-6-206366 [Patent Document 3]
Japanese Utility Model Publication No. 6-9963 [Patent Document 4]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-337943 [Patent Document 5]
JP-A-6-234262 [0004]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a thermoplastic resin printing body that can prevent melting of unnecessary portions during laser engraving, and at the same time, can obtain a sharp image by obtaining a sharp edge.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, a method for producing a thermoplastic resin printed body of the present invention comprises a thermoplastic resin selected from polyethylene, polypropylene, polybutylene, polystyrene, polyvinyl chloride, polyester, and polycarbonate, and a calcium silicate whisker. Is formed into a sheet body, and then the sheet body is engraved using a laser processing machine to form a thermoplastic resin print body. .
[0006]
Hereinafter, the material used in the present invention will be described.
The thermoplastic resin used in the present invention is polyethylene, polypropylene, polybutylene, poly-1,2-butadiene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-butene copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, acrylic acid methyl ester. , Ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, polyurethane, polystyrene, polyvinyl chloride, polyester, polycarbonate, copolymer polyester, aliphatic polyester, cellulose acetate, polylactic acid, polyethylene thermoplastic elastomer, polypropylene Thermoplastic elastomer, Polybutylene thermoplastic elastomer, Polyurethane thermoplastic elastomer, Polystyrene thermoplastic elastomer, Polydiene thermoplastic elastomer, Poly chloride It may be a thermoplastic resin such as thermoplastic elastomer. The thermoplastic resin preferably has a melting point of 50 ° C to 150 ° C.
Among the thermoplastic resins, polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, polybutylene, polyethylene thermoplastic elastomer, polypropylene thermoplastic elastomer, and polybutylene thermoplastic elastomer from the physical aspects such as weather resistance, chemical resistance, and moldability. Is most preferably used.
[0007]
Furthermore, calcium silicate whisker is blended in the present invention. The calcium silicate whisker is obtained by hydrothermal synthesis using calcium hydroxide, silicon oxide and water as raw materials, and is the same calcium silicate (6CaO · 6SiO 2 · H 2 O) whisker as wollastonite. The average fiber length is 4 μm, the average fiber diameter is 0.4 μm, and after compounding, the average fiber length is considered to be about 0.4 μm and the average fiber diameter is about 0.04 μm.
Specifically, Zonoheiji (trade name: calcium silicate whisker manufactured by Ube Material Co., Ltd.) or the like can be used.
[0008]
Furthermore, in this invention, an additive etc. can be used as needed. For example, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyethylene glycol / polypropylene glycol copolymer, polyethylene glycol alkyl ether, polypropylene glycol alkyl ether, polyvinyl alcohol, polyallylamine, paraffin, wax, higher fatty acid, fluorosurfactant, silicone surfactant An effective amount of an agent, a lubricant such as a nonionic surfactant, an amine anti-aging agent, a softener such as petrolatum or a plasticizer, and the like can be added.
[0009]
Furthermore, in the present invention, colorants such as carbon black, nigrosine, petiole, ultramarine blue, etc. can be optionally added. By mixing the colorant, a brightly colored sheet can be obtained.
[0010]
Next, a method for producing the thermoplastic printed material of the present invention will be described.
First, a calcium silicate whisker and, if necessary, an additive are added to a two-roll or kneader and stirred while heating. Next, a thermoplastic resin chip is added and further mixed while the temperature is equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin. Next, this mixture is formed into a sheet body with a roll and air-cooled. In this way, an intermediate sheet is first created.
The sheet body is in a state in which calcium silicate whiskers are uniformly and uniformly dispersed in the thermoplastic resin, and is not easily deformed because it is a hardened solid sheet.
Next, a carbon dioxide laser beam machine or a YAG laser beam machine is used to engrave the non-printed surface portion to a depth of about 0.1 to 10 mm with respect to the thermoplastic resin sheet body as shown in FIG. After forming the marking surface as described above, the thermoplastic printing body of the present invention can be obtained by cutting into a suitable size.
[0011]
During laser processing, it is unclear why the thermoplastic printed matter prevents melting of unnecessary parts and forms sharp edges and appropriate engraving depth to achieve excellent processing accuracy. When silicic acid or calcium silicate is used as an alternative to whisker or when magnesium sulfate whisker is used, results such as those of the present invention cannot be obtained. It seems to be.
[0012]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
20 parts by weight of calcium silicate whisker is charged into a kneader and stirred while heating to 90 ° C. Next, 100 parts by weight of a polyethylene resin chip (melting point: 80 ° C.) is added and further mixed while keeping the heat at 90 ° C. If it does so, a polyethylene resin will fuse | melt and the mixture mixed uniformly will be obtained. Next, this mixture is formed into a sheet body with a roll and air-cooled.
An intermediate sheet is created by the above procedure. The sheet body is in a state in which calcium silicate whiskers are uniformly dispersed in a polyethylene resin sheet, and since all the substances are consolidated, it becomes a hard sheet that does not deform at all even when pressed with a finger.
Next, using a carbon dioxide gas laser processing machine, the thermoplastic resin sheet body has a stamp face portion (print face pattern holding portion) of 0.2 mm and a shoulder portion (print face trapezoid portion) having a maximum depth of 0.8 mm, and FIG. When the laser beam was irradiated so as to have the engraving shape, only the resin irradiated with the laser beam was burned and evaporated, and the resin not irradiated with the laser beam did not change at all. Therefore, it was possible to form a marking surface having an extremely sharp edge. When this was cut into a required size, the thermoplastic printing body of the present invention could be obtained.
[0013]
Here, except for excluding the calcium silicate whisker compounded in the examples, the calcium silicate whisker compounded in Comparative Example 1 and Example 1 prepared in the same manner was replaced with titanium oxide, aluminum silicate, moss heidi (Ube Material Corporation). Comparative Example 2, Comparative Example 3, and Comparative Example 4 were respectively changed under the same conditions.
A comparison is shown in the table when Examples and Comparative Examples were processed with a carbon dioxide laser (processing conditions: output 5 W, processing speed 300 mm / sec).
[0014]
Figure 0004101683
○ The resin in the non-irradiated portion of the laser beam was not melted at all, and a marking surface with a sharp edge was formed.
Δ: The resin in the non-irradiated portion of the laser beam was slightly melted to form a rattling marking surface.
X: The resin in the non-irradiated portion of the laser beam was considerably melted to form a dripping marking surface.
[0015]
【effect】
Since the thermoplastic resin printed body according to the present invention does not melt the peripheral resin at the portion irradiated with the laser beam at the time of laser engraving, a printed body having sharp edges can be obtained. Therefore, when the ink is impregnated, the ink occlusion amount is sufficient, and it is possible to provide a stamp that can be clearly printed without bleeding or blurring.
In addition, since the resin in the part irradiated with the laser beam completely burns and evaporates, there is no sticky print even when engraving at a deep depth, and no engraving residue is generated. It is unnecessary.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a conventional example and the present invention.

Claims (1)

熱可塑性樹脂印字体の製造方法であって、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリカーボネートから選ばれる熱可塑性樹脂と、珪酸カルシウムウイスカとを混合成形してシート体とした後、レーザ加工機を用いて前記シート体を彫刻することにより、熱可塑性樹脂印字体を形成することを特徴とする熱可塑性樹脂印字体の製造方法。A method for producing a thermoplastic resin printed body, wherein a thermoplastic resin selected from polyethylene, polypropylene, polybutylene, polystyrene, polyvinyl chloride, polyester, polycarbonate, and calcium silicate whisker are mixed and formed into a sheet body, A method for producing a thermoplastic resin printed body, comprising forming a thermoplastic resin printed body by engraving the sheet body using a laser processing machine.
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