JPH1016178A - レーザー加工用ゴム印材およびその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発泡ゴムを用いることにより、従来の
ソリッドゴムに比べてレーザー加工の所要時間を大幅に
短縮でき、かつべたつきがなく、シャープな輪郭のレリ
ーフが容易に得られるゴム印材を提供する。 【解決手段】 発泡ゴムからなる本体層の表面に微発
泡ゴムからなる平滑なスキン層を有するゴム印材を製造
するに当たり、未加硫の本体層および未加硫のスキン層
の積層体を一次加硫用金型に入れて１２５〜１４５℃の
温度で５〜１５分間プレス加硫し、次いで二次加硫用金
型に移して１４５〜１６５℃の温度で５〜１５分間二次
加硫を行い、更にオーブンに移して温度５０〜１００℃
で６〜１２時間加熱する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、レーザー加工で
彫刻することができ、かつフレキソ印刷用として好適な
ゴム印材およびその製造法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ゴム印材の表面に凹凸を形成して印版と
する手段として、加硫ゴムからなる板状の印材に印刀で
彫刻する方法が一般的であるが、この印刀による方法
は、印刀を手で操作するので、高度の熟練を必要とし、
微細で複雑な文字や図形を彫刻するには限界があった。
また、感光性樹脂を紫外線で架橋、硬化させて製版する
方法が開発されているが、この方法は微細で複雑な文
字、図形を容易に彫刻できる反面、有機溶剤の使用を必
要とし、環境汚染の問題があった。また、最近になっ
て、レーザー加工機を用いる方法が開発されたが、従来
のソリッドゴムからなる印材にレーザー加工を施すと、
加工に時間がかかり、ゴム印材が溶けてべたついたり、
ヌケが悪くてシャープな輪郭が得られない等の問題があ
った。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、発泡ゴム
を用いることにより、従来のソリッドゴムに比べてレー
ザー加工の所要時間を大幅に短縮でき、かつべたつきが
なく、シャープな輪郭のレリーフが容易に得られるゴム
印材を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明に係るレーザー
加工用ゴム印材は、発泡ゴムからなる本体層の表面に微
発泡ゴムからなる平滑なスキン層を有しており、このス
キン層の厚さが０．３〜１．０mmで、その表面の硬さが
ＳＲＩＳ（Ｃ）４０〜６５度であることを特徴とする。

【０００５】上記の印材は、発泡ゴムからなり、多孔質
であるため、ソリッドゴム製に比べて軽量化される。し
たがって、レーザー加工で溶融するゴム量が大幅に減少
し、そのためレーザー加工の所要時間が短縮されると共
に、放熱が容易になってベタツキが生じ難くなり、結果
的にシャープな輪郭が得られる。そして、ソリッドゴム
に比べて柔軟であるため、印刷に際して印圧を下げるこ
とができる。しかも、平滑なスキン層を有するので、ソ
リッドゴム製と同様に表面に印刷インキが均一に付着
し、むらのない印刷が可能になる。ただし、スキン層の
厚さが０．３mm未満の場合は印刷性が悪くなり、反対に
１．０mmを超えると彫刻性が悪くなり、かつ反り易くな
り、取扱いが困難になる。また、印材表面の硬さ（ＳＲ
ＩＳ（Ｃ））が４０度未満の場合は、印刷ずれが生じ、
反対に６５度を超えた場合は、印圧がソリッドゴムとほ
ぼ同様に高くなる。

【０００６】上記のスキン層は、天然ゴムや合成ゴム等
のゴム、無機充填剤、可塑剤、加硫剤、加硫促進剤、発
泡剤、発泡助剤、加工助剤および老化防止剤等の配合物
からなる微発泡層で形成されるが、ゴムとしては天然ゴ
ムの使用が好ましく、天然ゴムを使用し、無機充填剤
（例えば、炭酸カルシウム）および可塑剤を従来よりも
多く配合することにより、印刷特性が特に良好になると
共に、発泡ゴム層のオゾン亀裂の防止が可能になる。な
お、上記無機充填剤の配合量は、天然ゴム１００重量部
当たり１００〜３００重量部、特に１５０〜３００重量
部が好ましく、上記配合量が１００重量部未満ではレー
ザー彫刻の際にべとつきが生じ、かつシャープな輪郭が
得られなくなり、反対に３００重量部を超えると硬くな
って印刷性が悪くなる。

【０００７】また、可塑剤の配合量は、天然ゴムの１０
０重量部当たり１０〜１００重量部、特に５０〜８０重
量部が好ましく、上記配合量が１０重量部未満では硬く
なって印刷性が悪くなり、反対に１００重量部を超える
とコンパウンドが軟らかくなり過ぎて加工性が悪くな
る。なお、その他の薬剤は、通常通りに配合される。例
えば、加硫剤は硫黄で１〜５重量部が、加硫促進剤は
０．１〜５重量部が、微発泡とするための発泡剤は１〜
５重量部が、発泡助剤は０．３〜１．５重量部がそれぞ
れ好ましい。

【０００８】上記スキン層の下の本体層は、原料ゴム、
無機充填剤、加硫剤、加硫促進剤、発泡剤、発泡助剤、
可塑剤、加工助剤および老化防止剤等との配合物からな
る発泡層で形成されるが、原料ゴムとしては、天然ゴ
ム、ＥＰＤＭ、ＳＢＲおよびＢＲを単体で使用するか、
天然ゴムにＳＢＲおよびＢＲのいずれか一以上を混合す
るか、ＥＰＤＭにＳＢＲおよびＢＲのいずれか一以上を
混合するかして使用するのが好ましく、これらのゴムを
使用した場合は、特にべたつきが少なくなって彫刻性が
向上する。

【０００９】上記の無機充填剤としては、乾式シリカ、
湿式シリカおよびケイ酸塩類のいずれかを単独で、また
は二以上を混合して使用するのが好ましく、これによっ
て彫刻深さを容易に深くすることが可能になり、かつベ
タツキが減少する。この無機充填剤の合計配合量は、原
料ゴムの１００重量部当たり１０〜２００重量部、特に
８０〜１２０重量部が好ましく、この配合量が１０重量
部未満ではレーザー彫刻の際にべたつきが生じ、反対に
２００重量部を超えるとゴムが硬くなって印刷性が悪く
なる。なお、上記の乾式シリカ、湿式シリカおよびケイ
酸塩類は、炭酸カルシウム等、他の無機充填剤との併用
を妨げるものではない。また、加硫剤その他の薬剤は、
通常通りに配合される。

【００１０】上記のレーザー加工用ゴム印材は、未加硫
の本体層および未加硫のスキン層からなる積層体を一次
加硫用金型に入れ、１２５〜１４５℃の温度で５〜１５
分間プレス加硫する一次処理と、一次処理後の積層体を
二次加硫用金型に入れ、１４５〜１６５℃の温度で５〜
１５分間加硫する二次処理と、二次処理後の積層体を温
度５０〜１００℃のオーブン中で６〜１２時間加熱する
三次処理とを順に施すことによって製造される。

【００１１】すなわち、本体層用ゴムおよびスキン層用
ゴムをそれぞれ個別に無機充填剤や加硫剤その他の配合
剤と共に混練し、所望の厚さのシートに成形し、本体層
用ゴムシートにスキン層用ゴムシートを重ねて積層体と
し、この積層体を一次加硫用金型に入れて一次処理のプ
レス加硫を行う。

【００１２】この一次処理は、温度１２５〜１４５℃で
５〜１５分間行われる。温度が１２５℃未満では加硫に
遅れが生じ、反対に１４５℃を超えると過加硫となり、
十分な発泡が得られなくなる。また、処理時間が５分未
満では加硫が不十分となり、反対に１５分を超えると過
加硫となり、二次処理において十分に発泡させることが
できず、ゴムが硬くなる。

【００１３】二次処理のための二次加硫用金型は、内法
寸法を一次加硫用金型よりも２０〜４０％程度大きく形
成される。そして、この二次加硫用金型の内側空所に上
記一次処理後の積層体を充填し、二次処理の低圧プレス
加硫を行う。

【００１４】この二次処理は、温度１４５〜１６５℃で
５〜１５分間行われる。温度が１４５℃未満では発泡が
不十分となり、反対に１６５℃を超えると亀裂を生じ易
くなる。また、処理時間が５分未満では発泡が不十分と
なり、反対に１５分を超えると亀裂を生じ易くなる。

【００１５】三次処理は、上記二次処理後の積層体を温
度５０〜１００℃のオーブン中で６〜１２時間加熱して
行われる。温度が５０℃未満では後収縮が取れにくく、
処理に時間を要し、反対に１００℃を超えるとゴムの劣
化を早める。また、加熱時間が６時間未満では製品寸法
が不安定となり、反対に１２時間を超えるとゴムの劣化
が早められる。なお、三次処理後の積層体は、裏面に研
磨仕上げを施して印材としての厚み精度を向上すること
ができる。また、スキン層を本体層の表裏両面に重ねて
上記の一次処理、二次処理および三次処理を行い、しか
るのち本体層を中間でスライスして２枚の印材を得るこ
ともできる。

【００１６】

【発明の実施の形態】

実施形態１ 天然ゴム１００重量部に付き無機充填剤として炭酸カル
シウムを１５０〜３００重量部、可塑剤を１０〜１００
重量部添加し、更に加硫剤、加硫促進剤、発泡剤、発泡
助剤、加工助剤および老化防止剤等を適量添加し、混練
して厚み０．３〜１．０mmのスキン層用ゴムシートを成
形する。また、天然ゴム、ＳＢＲおよびＢＲの混合ゴム
１００重量部に付き無機充填剤として湿式シリカ、乾式
シリカおよびケイ酸カルシウムのいずれか１種または２
種以上を合計で１０〜２００重量部添加し、更に加硫
剤、加硫促進剤、発泡剤、発泡助剤、可塑剤、加工助剤
および老化防止剤等を適量添加し、混練して厚み５．０
〜８．０mmの本体層用ゴムシートを成形する。なお、本
体層用として上記の湿式シリカ、乾式シリカおよびケイ
酸カルシウムのいずれか一種以上に炭酸カルシウム等の
他の無機充填剤を併用することもある。

【００１７】上記本体層ゴムシートにスキン層用ゴムシ
ートを重ね、得られた積層体を、プレス機の上下の熱盤
間に枠ゲージを挟んで形成した一次加硫用金型に充填
し、温度１２５〜１４５℃で５〜１５分間のプレス加硫
を一次処理として行う。次いで、一次処理後の積層体
を、上記同様にプレス機の上下の熱盤間に枠ゲージを挟
んで形成した二次加硫用金型に充填し、温度１４５〜１
６５℃で５〜１５分間の低圧プレス加硫を二次処理とし
て行う。更に、二次処理後の積層体を温度５０〜１００
℃のオーブン中で６〜１２時間加熱する三次処理を行
い、しかるのち積層体の裏面に研磨仕上げを行ってレー
ザー加工用ゴム印材を製造する。得られた印材は、レー
ザー加工によって任意の文字や図形を彫刻したのち、フ
レキソ印刷に使用される。

【００１８】実施形態２ 上記の実施形態１において、本体層用ゴムシートの天然
ゴムの代わりにＥＰＤＭを用いる以外は、実施形態１と
同様にして一次処理、二次処理および三次処理を行い、
研磨仕上げを行ってレーザー加工用ゴム印材を製造し、
しかるのちレーザー加工で彫刻し、フレキソ印刷に使用
する。

【００１９】

【実施例】表１の配合で５種類のスキン層ゴムシートを
厚さ３mmに成形した。この表１において、ケイ酸カルシ
ウムは白石工業社製「シルモスＴ」、可塑剤は植物油、
老化防止剤はワックス、発泡剤は４，４’オキシビスベ
ンゼン−スルフォニルヒドラジド（永和化成工業社製、
「ネオセルボンＮ５０００」）、発泡助剤は尿素化合物
（永和化成工業社製、「セルペーストＫ−５」）、加硫
促進剤はＮ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルス
ルフェンアミド（三新化学社製、「促進剤ＣＭ」）であ
る。

【００２０】 表 １ スキン層番号 Ａ Ｂ Ｃ Ｄ Ｅ 天然ゴム 100 100 100 100 100 軽微性炭酸カルシウム 150 50 300 150 150 ケイ酸カルシウム 50 30 50 50 50 可塑剤 70 70 70 5 120 酸化亜鉛 5 5 5 5 5 ステアリン酸 2 2 2 2 2 老化防止剤 1 1 1 1 1 発泡剤 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 発泡助剤 1 1 1 1 1 硫黄 3 3 3 3 3 加硫促進剤 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5

【００２１】表２の配合で天然ゴムを主体とする５種類
の本体層用ゴムシートを厚さ６．５mmに成形した。この
表２において、ＳＢＲは日本合成ゴム社製「ＪＳＲ１５
０２」、ＢＲは日本合成ゴム社製「ＪＳＲ ＲＢ８２
０」、湿式シリカは日本シリカ工業社製「ニップシール
ＶＮ３」、乾式シリカは日本アエロジル社製「アエロジ
ルシリカ２００」である。なお、ケイ酸カルシウム、可
塑剤、老化防止剤、発泡剤、発泡助剤および加硫促進剤
は表１のものと同じである。

【００２２】 表 ２ 発泡層番号 ａ ｂ ｃ ｄ ｅ 天然ゴム 50 50 50 50 50 ＳＢＲ 25 25 25 25 25 ＢＲ 25 25 25 25 25 軽微性炭酸カルシウム 50 50 50 50 50 湿式シリカ 50 − 50 5 150 乾式シリカ − 50 50 − 100 ケイ酸カルシウム 50 50 − − − 可塑剤 70 70 70 70 70 酸化亜鉛 5 5 5 5 5 ステアリン酸 2 2 2 2 2 老化防止剤 1 1 1 1 1 発泡剤 6 6 6 6 6 発泡助剤 3 3 3 3 3 硫黄 3 3 3 3 3 加硫促進剤 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8

【００２３】表３の配合でＥＰＤＭを主体とする５種類
の本体層用ゴムシートを厚さ６．５mmに成形した。この
表３において、ＥＰＤＭは三井石油化学社製「ＥＰＴ３
０４５」であり、その他は表１または表２のものと同じ
である。

【００２４】 表 ３ 発泡層番号 ｆ ｇ ｈ ｉ ｊ ＥＰＤＭ 50 50 50 50 50 ＳＢＲ 25 25 25 25 25 ＢＲ 25 25 25 25 25 軽微性炭酸カルシウム 50 50 50 50 50 湿式シリカ 50 − 50 5 150 乾式シリカ − 50 50 − 100 ケイ酸カルシウム 50 50 − − − 可塑剤 70 70 70 70 70 酸化亜鉛 5 5 5 5 5 ステアリン酸 2 2 2 2 2 老化防止剤 1 1 1 1 1 発泡剤 6 6 6 6 6 発泡助剤 3 3 3 3 3 硫黄 3 3 3 3 3 加硫促進剤 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8

【００２５】上記本体層用ゴムシートの片面にスキン層
用ゴムシートを種々の組合わせで重ね、実施形態１また
は２のようにして一次処理（１３５℃×１０分）、二次
処理（１５５℃×１０分）および三次処理（８０℃×５
分）を順に施し、実施例１〜６および比較例１〜８の合
計１４種類のレーザー加工用ゴム印材を製造し、強度５
００Ｗ、スポット径８０μｍの炭酸ガスレーザーで加工
し、その特性を比較した。上記ゴムシートの組合わせお
よび特性を表４に示す。なお、表４において、加工性Ａ
はスキン層ゴムシートの混練から成形までの加工性を、
また加工性Ｂは本体層用ゴムシートの混練から成形まで
の加工性の総合評価であり、また彫刻性はレーザー彫刻
を行った際の彫刻の深さ、ベタツキの程度、彫刻面のエ
ッジのシャープさの総合評価であり、さらに印刷性は水
性インキによる印刷時の着肉性、転写性、印刷物の鮮明
さの総合評価であり、いずれも４段階に評価し、非常に
良好を◎で、良好を〇で、若干劣るを△で、また非常に
劣るを×で示した。また、硬度はＳＲＩＳ（Ｃ）で示し
た。

【００２６】 表 ４ 試料番号 スキン層 本体層 加工性Ａ 加工性Ｂ 彫刻性 印刷性 硬度 実施例１ Ａ ａ ◎ 〇 ◎ ◎ 52 実施例２ Ａ ｂ ◎ 〇 ◎ ◎ 52 実施例３ Ａ ｃ ◎ 〇 ◎ ◎ 53 比較例１ Ａ ｄ ◎ △ △ △ 23 比較例２ Ａ ｅ ◎ × △ △ 70 実施例４ Ａ ｆ ◎ 〇 ◎ ◎ 49 実施例５ Ａ ｇ ◎ 〇 ◎ ◎ 50 実施例６ Ａ ｈ ◎ 〇 ◎ ◎ 50 比較例３ Ａ ｉ ◎ △ △ △ 22 比較例４ Ａ ｊ ◎ × △ △ 69 比較例５ Ｂ ａ × 〇 △ × 43 比較例６ Ｃ ａ × 〇 △ × 71 比較例７ Ｄ ａ △ 〇 △ × 73 比較例８ Ｅ ａ × 〇 △ × 41

【００２７】上記の表１〜４で示すように、実施例１〜
６は、加工性Ａ、加工性Ｂ、彫刻性、印刷性および硬度
がすべて良好であり、レーザー加工用ゴム印材として優
れていた。これに対し、比較例１は、用いた本体層ゴム
シートｄにおける湿式シリカ、乾式シリカおよびケイ酸
カルシウムの配合量が少ないため、加工性Ｂ、彫刻性お
よび印刷性が劣っていた。比較例２は、用いた本体層ゴ
ムシートｅにおける湿式シリカおよび乾式シリカの合計
配合量が過剰のため、加工性Ｂ、彫刻性および印刷性が
劣っていた。比較例３は、用いた本体層ゴムシートｉに
おける湿式シリカ、乾式シリカおよびケイ酸カルシウム
の配合量が少ないため、加工性Ｂ、彫刻性および印刷性
が劣っていた。比較例４は、用いた本体層ゴムシートｊ
における湿式シリカおよび乾式シリカの合計配合量が過
剰のため、加工性Ｂ、彫刻性および印刷性が劣ってい
た。

【００２８】また、比較例５は用いたスキン層Ｂにおけ
る無機充填剤の配合量が不足するため、また比較例６は
用いたスキン層Ｃにおける無機充填剤の配合量が過剰の
ため、また比較例７は用いたスキン層Ｄにおける可塑剤
の配合量が不足のため、更に比較例８は用いたスキン層
Ｅにおける可塑剤の配合量が過剰のため、いずれも加工
性Ａ、彫刻性および印刷性が劣っていた。

【００２９】

【発明の効果】上記のとおり、請求項１〜４に記載され
たレーザー加工用ゴム印材は、発泡ゴムからなり、表面
に平滑なスキン層を有するので、加工性、彫刻性、印刷
性に優れており、従来のソリッドゴム製のレーザー加工
用ゴム印材に比べて彫刻の所要時間を大幅に短縮するこ
とができ、かつフレキソ印刷用として優れている。そし
て、請求項５に記載されたレーザー加工用ゴム印材の製
造法は、上記の優れたレーザー加工用ゴム印材を容易に
製造することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｋ 5/24 ＫＤＪ Ｃ０８Ｋ 5/24 ＫＤＪ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発泡ゴムからなる本体層の表面に微発泡
   ゴムからなる平滑なスキン層を有しており、このスキン
   層の厚さが０．３〜１．０mmで、その表面の硬さがＳＲ
   ＩＳ（Ｃ）４０〜６５度であることを特徴とするレーザ
   ー加工用ゴム印材。
2. 【請求項２】 スキン層が天然ゴム、無機充填剤、可塑
   剤、加硫剤、加硫促進剤、発泡剤、発泡助剤、加工助剤
   および老化防止剤等の配合物からなる微発泡層で形成さ
   れ、上記無機充填剤および可塑剤の配合量がそれぞれ天
   然ゴム１００重量部当たり１００〜３００重量部および
   １０〜１００重量部である請求項１記載のレーザー加工
   用ゴム印材。
3. 【請求項３】 本体層が原料ゴム、無機充填剤、加硫
   剤、加硫促進剤、発泡剤、発泡助剤、可塑剤、加工助剤
   および老化防止剤等との配合物からなる発泡層で形成さ
   れ、上記の無機充填剤が乾式シリカ、湿式シリカおよび
   ケイ酸塩類のいずれか一以上を含み、その合計配合量が
   原料ゴムの１００重量部当たり１０〜２００重量部配合
   である請求項１または２に記載のレーザー加工用ゴム印
   材。
4. 【請求項４】 本体層の原料ゴムが天然ゴム、ＥＰＤ
   Ｍ、ＳＢＲ、ＢＲ、天然ゴム・ＳＢＲの混合物、天然ゴ
   ム・ＳＢＲ・ＢＲの混合物、ＥＰＤＭ・ＳＢＲの混合物
   またはＥＰＤＭ・ＳＢＲ・ＢＲの混合物のいずれかであ
   る請求項３記載のレーザー加工用ゴム印材。
5. 【請求項５】 発泡ゴムからなる本体層の表面に微発泡
   ゴムからなる平滑なスキン層を有するゴム印材を製造す
   るに当たり、未加硫の本体層および未加硫のスキン層か
   らなる積層体を一次加硫用金型に入れ、１２５〜１４５
   ℃の温度で５〜１５分間プレス加硫する一次処理と、一
   次処理後の積層体を二次加硫用金型に入れ、１４５〜１
   ６５℃の温度で５〜１５分間加硫する二次処理と、二次
   処理後の積層体を温度５０〜１００℃のオーブン中で６
   〜１２時間加熱する三次処理とからなるレーザー加工用
   ゴム印材の製造法。