(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印字部、支持ベース部、電極部からなり、電極部へ通電することで印字部を発熱させる発熱印字体であって、
前記印字部は板状の刻印部と周辺部からなり、
刻印部は周辺部より膨出した状態となっているとともに、刻印部の厚みを周辺部の厚みよりも薄くし、刻印部の断面積を周辺部の断面積よりも小さくして、刻印部の抵抗値を大きくしたことを特徴とする発熱印字体。
【請求項２】
印字部、支持ベース部、電極部からなり、電極部へ通電することで印字部を発熱させる発熱印字体であって、
前記印字部は板状の刻印部と周辺部からなり、
各々電極部が設けられた２つの周辺部の間に設けられる刻印部の幅を前記周辺部の幅よりも狭くし、刻印部の断面積を周辺部の断面積よりも小さくして、刻印部の抵抗値を大きくしたことを特徴とする発熱印字体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、箔押しや熱転写等する際に用いられ、通電すると発熱して印字を行う発熱印字体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、金属、ガラス、セラミックス等からなる各種の部品や商品に箔押しや熱転写等するのに、通電すると発熱して印字を行う発熱印字体を用いることが知られている。また本件出願人も、特許文献１に示すように、軟質材、硬質材を問わず鮮明な印影を得ることができる発熱印字体を開発し、先に出願している。
【０００３】
特許文献１に示す発熱印字体は、印字部、支持ベース部、電極部からなるものであり、電極部へ通電することで印字部を発熱させ、箔押しや熱転写等するという基本的なものである。しかしながら、従来の発熱印字体では、印字部の発熱効率についてはほとんど考慮されていないものであり、また、印字部は印影のデザインのみが重要視される傾向があって、面積的には刻印部がその周辺部の面積に比べて大きくなっているのが普通であった。
この結果、刻印部の発熱効率が劣り、使用電力が大きくなるという問題点や、鮮明な印影を得るには長時間通電する必要があり作業性に劣るという問題点があった。
【特許文献１】特許第３５２１９９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記のような問題点を解決して、印字部の発熱効率を向上させることにより消費電力を小さくすることができるうえに、鮮明な印影を得ることができ、また面積的に印影のデザイン等の制限を受けることを極力抑えることができる発熱印字体を提供することを目的として完成されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するためになされた請求項１に係る発明の発熱印字体は、印字部、支持ベース部、電極部からなり、電極部へ通電することで印字部を発熱させる発熱印字体であって、前記印字部は板状の刻印部と周辺部からなり、刻印部は周辺部より膨出した状態となっているとともに、刻印部の厚みを周辺部の厚みよりも薄くし、刻印部の断面積を周辺部の断面積よりも小さくして、刻印部の抵抗値を大きくしたことを特徴とするものである。
【０００６】
また、請求項２に係る発明の発熱印字体は、印字部、支持ベース部、電極部からなり、電極部へ通電することで印字部を発熱させる発熱印字体であって、前記印字部は板状の刻印部と周辺部からなり、各々電極部が設けられた２つの周辺部の間に設けられる刻印部の幅を前記周辺部の幅よりも狭くし、刻印部の断面積を周辺部の断面積よりも小さくして、刻印部の抵抗値を大きくしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、印字部、支持ベース部、電極部からなる発熱印字体であって、前記印字部は刻印部と周辺部からなり、この刻印部の断面積が周辺部の断面積よりも小さくしてあるので、刻印部の抵抗値が大きくなり、この結果、発熱効率が向上し、短時間で鮮明な印影を得ることができることとなる。
【０００８】
また、本発明では、刻印部の厚みを周辺部の厚みよりも薄くして、刻印部の断面積を周辺部の断面積よりも小さくしたので、平面的には刻印部の面積は小さくならないので、印影デザインのスペース的な制約を受けることがない。
【０００９】
更に、本発明では、刻印部の幅を周辺部の幅よりも狭くして、刻印部の断面積を周辺部の断面積よりも小さくしたので、印字部の厚みを同一にすることができ、成形が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態を示す。
図１は、本発明に係る発熱印字体の一例を示す斜視図、図２はその断面図であり、図において、１は印字部、２は支持ベース部、３は電極部である。また、前記印字部１は、刻印部４と周辺部５から構成されており、以上の構成は従来の発熱印字体と基本的に同じである。
【００１１】
そして本発明では、前記印字部１は刻印部４と周辺部５からなり、この刻印部４の断面積が周辺部５の断面積よりも小さくしてある点に特徴を有する。
これは本発明者が、より小さな消費電力で、より鮮明な印影を得ることを目的として研究した結果、従来の発熱印字体１では、印字部の発熱効率についてはほとんど考慮されておらず、また印字部１は印影のデザインのみが重要視される傾向があって、面積的には刻印部４がその周辺部５の面積に比べて大きくなっている場合が大半であることが判明した。そこで本発明者は、刻印部４における発熱効率を向上させる研究をした結果、刻印部４の断面積を周辺部５の断面積よりも小さくすることで抵抗値を上げてやれば、簡単な構造で容易に発熱効率を向上させることができ、この結果、使用電力を小さくし、かつ鮮明な印影も得られるとの知見を得、本発明を完成するに至った。
【００１２】
刻印部４の抵抗値を上げるには、図２に示すように、刻印部４の厚み（ｄ１）を周辺部５の厚み（ｄ２）よりも薄くして、刻印部４の断面積を周辺部５の断面積よりも小さくすればよい。
このような刻印部の成形は、文字金型で製作する場合は、キャビティの設計で任意の厚み寸法に調整すればよい。また、レーザで彫刻する場合は、前記文字金型をベタ印にして厚みを調整後、レーザで模様等を彫刻すればよい。
なお、刻印部４の断面積は、周辺部５の断面積に対して１０〜５０％の範囲となるように調整することが好ましい。また、成形性を勘案すると、３０〜５０％の範囲となるように調整することが、より好ましい。
【００１３】
また、図３に示すように、刻印部４の幅（ｗ１）を周辺部５の幅（ｗ２）よりも狭くして、刻印部４の断面積を周辺部５の断面積よりも小さくしてもよい。
このような刻印部の成形は、文字金型で製作する場合は、キャビティの設計で任意の幅寸法に調整するか、あるいは、従来の文字金型で同一幅の印字体を製作した後に、裁断加工により任意の幅寸法に調整すればよい。
なお、図２に示すような、刻印部４の厚み（ｄ１）を周辺部５の厚み（ｄ２）よりも薄くして、刻印部４の断面積を周辺部５の断面積よりも小さくする技術と組み合わせれば、より大きな効果が得られることは勿論である。
【００１４】
以下に、印字部１、支持ベース部２、電極部３について説明する。
本発明で使用する印字部は、カーボン含有シリコーンゴムに文字等を形成して作成される。カーボン含有シリコーンゴムとは、生シリコーンゴム、カーボン、架橋剤を混合し均一に分散させた混合物を、一定の圧力下で加熱して架橋させたものである。ここで使用できる生シリコーンは特に限定されないが、東芝シリコーン(株)社製ＴＳＥ２２１−５Ｕ・ＴＳＥ２２１−６Ｕ・ＴＳＥ２１２２−６Ｕ・ＴＳＥ２７０−６Ｕ・ＴＳＥ２６０−５Ｕ・ＴＳＥ２６１−５Ｕ・ＴＳＥ２３２３−５Ｕ等や、信越化学工業(株)社製ＫＥ９４１−Ｕ・ＫＥ９５１−Ｕ・ＫＥ９６１１−Ｕ・ＫＥ７６５−Ｕ・ＫＥ５４０−Ｕ・ＫＥ５５２−Ｕ等や、東レダウコーニングシリコーン(株)社製ＳＨ７４５Ｕ・ＳＨ３５Ｕ・ＳＨ５２Ｕ・ＳＨ８４１Ｕ・ＳＥ１１２０Ｕ・ＳＥ１６０２Ｕ・ＳＥ４７０６Ｕ等を例示することができる。カーボンは粒径０．０１〜０．３μｍのものが好ましく用いられ、前記混合物中２０〜６０重量％の割合で配合される。なお、生シリコーンゴムにカーボンを分散させたシリコーンゴムとして市販されている、東芝シリコーン(株)社製ＹＥ３４５２ＵＢ・ＴＣＭ５４０６Ｕ・ＴＣＭ５４０７Ｕ・ＴＣＭ５４１７Ｕ等や、信越化学工業(株)社製ＫＥ３６０３−Ｕ・ＫＥ３６０１ＳＢ−Ｕ・ＫＥ３６１１−Ｕ・ＫＥ３７１１−Ｕ・ＫＥ３８０１Ｍ−Ｕ等や、東レダウコーニングシリコーン(株)社製ＳＥ６７５８Ｕ・ＳＥ６７６５Ｕ・ＳＥ６７７０Ｕ・ＳＲＸ５３９ＵＴ・ＤＹ３８−００８等を用いてもよい。架橋剤は、公知のパーオキサイドが使用でき、例えばベンゾイルパーオキサイド、２，４ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジターシャリーブチルパーオキサイド、２，５ジメチル２，５ジターシャリーブチルパーオキシヘキサン、パラクロロベンゾイルパーオキサイド、ターシャリーブチルクミルパーオキサイド、ターシャリーブチルパーベンゾエートなどを用いることができ、前記混合物中１〜５重量％の割合で配合できる。
また、前記カーボンとして、カーボンナノチューブを配合することもできる。カーボンナノチューブは、チューブ径０．４〜９０ｎｍのものが好ましく用いられ、具体的には、チューブ径０．４〜９０ｎｍ・チューブ長１〜１００μｍ・チューブ層５〜５０の多層カーボンナノチューブ（ＭＷＮＴ）、又は、チューブ径０．４〜９０ｎｍ・チューブ長０．０１〜１００μｍの単層カーボンナノチューブ（ＳＷＮＴ）を用いることができる。当該カーボンナノチューブは、前記未架橋シリコーンゴム１００重量部に対して、２０〜８０重量部の割合（２０〜８０ｐｈｒ）で配合される。配合量が少なすぎると十分に発熱しない発熱印字体となるし、配合量が多すぎると割れたり脆くなったり柔軟性が無くなったり物性的に劣る発熱印字体となるので好ましくない。
印字部は、前記混合物をシート状にして、凹状の文字等を彫った金型に入れ、加圧加熱して得る方法が一般的である。圧力は１００〜２００ｋｇ/ｃｍ2、温度は１５０〜２００℃、加熱時間は５〜２０分が適当である。本発明において印字部の厚さは０．１〜５ｍｍにすることができるが、０．３〜３ｍｍが最も好ましい。０．３ｍｍ以下では文字部分の成形が困難であり、３ｍｍ以上では発熱効率が低下するからである。
また、未架橋シリコーンゴム、カーボンナノチューブ、架橋剤、その他必要に応じて添加剤を加え、これを均一に分散した混合物をシート状に成形し、一定の圧力下で加熱して架橋させた後、彫刻機やレーザ加工機などで文字等を彫刻してもよい。架橋時の圧力は１００〜２００ｋｇ／ｃｍ2、温度は１５０〜２００℃、加熱時間は５〜２０分が適当である。
【００１５】
また、前記支持ベース部２には、絶縁性、断熱性、耐熱性に優れた材質を使用する。特に、ガラス、セラミックス、フッ素ゴム、シリコーンゴム等が好ましく、一般の市販品を用いることができる。その他、ガラス繊維やアラミド繊維等からなる耐熱布や、使用条件によっては綿布も用いることができる。
【００１６】
また、前記電極部３は、導電性のものであればよく、特に導電性の高い銅が好ましい。しかし、銅は熱伝導性も高いので極めて薄くして使用するか、プラスチックフィルムに銅を蒸着させたものを断熱材に巻くか、または断熱材に銅を直接蒸着して電極とする等の工夫が必要である。更に、接触抵抗を下げるために印字部１との接地面積を大きくすることが好ましい。
【００１７】
前記印字部１と支持ベース部２と電極部３とは、接着剤によって接着一体化したり、クリップ等により挟みこんで挟着一体化したり、支持体により保持して一体化したりすることで容易に一体化することができる。また、一体化は、先ず二つを一体化した後に、更に残りの一つを一体化することも、３者を一度に一体化することも可能である。
【実施例】
【００１８】
[実施例１]
本実施例の印字部は、チュ−ブ径４０ｎｍ、粒径０．０４μｍ、１００ｇのカーボンナノチューブを生シリコーンゴム１００ｇ中に分散混練りさせた後、架橋剤として２，５ジメチル２，５ジターシャリーブチルパーオキシヘキサン１ｇを加え、再び混練りした混合物を厚さ１ｍｍのシートにし（硬度は８０であった。）、これを、直径8ｍｍのベタ印文字を彫った金型に入れ、１５０ｋｇ/ｃｍ2、１７０℃で１０分間加熱して作成した。そして離型した後、さらに２００℃で４時間オーブンでアフターキュアを行い、これを一辺１０ｍｍの角型に切断した。これにより、刻印部４の厚み（ｄ１）を１ｍｍ、周辺部５の厚み（ｄ２）を２ｍｍとした印字部１を得た。ここで、両電極間と直行する向きに切断した断面積は、刻印部４が８ｍｍ2、周辺部５が２０ｍｍ2とした。
基底部は、市販のシリコーンゴムを適当な大きさに裁断して使用した。本実施例は、前記基底部の上に電極となる銅箔を接着し、更にその上に前記印字部を接着した後、三者を一体化して発熱印字体とした。
比較例１としては、次の発熱印字体を作成した。実施例１の刻印部４の厚み（ｄ１）を１ｍｍ、周辺部５の厚み（ｄ２）を１ｍｍとし、両電極間と直行する向きに切断した断面積は、刻印部４が８ｍｍ2、周辺部５が１０ｍｍ2とした。それ以外は、前記実施例１と全く同一の方法で発熱印字体を作成し、比較例１とした。
比較例２としては、次の発熱印字体を作成した。実施例１の刻印部４の厚み（ｄ１）を２ｍｍ、周辺部５の厚み（ｄ２）を１ｍｍとし、両電極間と直行する向きに切断した断面積は、刻印部４が１６ｍｍ2、周辺部５が１０ｍｍ2とした。それ以外は、前記実施例１と全く同一の方法で発熱印字体を作成し、比較例２とした。
【００１９】
[実施例２]
本実施例の印字部は、チュ−ブ径４０ｎｍ、粒径０．０４μｍ、１００ｇのカーボンナノチューブを生シリコーンゴム１００ｇ中に分散混練りさせた後、架橋剤として２，５ジメチル２，５ジターシャリーブチルパーオキシヘキサン１ｇを加え、再び混練りした混合物を厚さ１ｍｍのシートにし（硬度は８０であった。）、これを、直径8ｍｍのベタ印文字を彫った金型に入れ、１５０ｋｇ/ｃｍ2、１７０℃で１０分間加熱して作成した。そして離型した後、さらに２００℃で４時間オーブンでアフターキュアを行い、これを３０×６０ｍｍ（縦×横）の角型に切断した。その後、刻印部４の幅（ｗ１）を１２ｍｍ、周辺部５の幅（ｗ２）を３０ｍｍに裁断加工して、印字部１を得た。
ここで、両電極間と直行する向きに切断した断面積は、刻印部４が１２．０ｍｍ2、周辺部５が３０ｍｍ2とした。
基底部は、市販のシリコーンゴムを適当な大きさに裁断して使用した。本実施例は、前記基底部の上に電極となる銅箔を接着し、更にその上に前記印字部を接着した後、三者を一体化して発熱印字体とした。
比較例３としては、次の発熱印字体を作成した。実施例２の刻印部４の幅（ｗ１）が１２ｍｍ、周辺部５の幅（ｗ２）が１２ｍｍに裁断加工して、印字部１を得た。ここで、両電極間と直行する向きに切断した断面積は、刻印部４が１２ｍｍ2、周辺部５が１２ｍｍ2とした。それ以外は、前記実施例２と全く同一の方法で発熱印字体を作成し、比較例３とした。
比較例４としては、次の発熱印字体を作成した。実施例２の刻印部４の幅（ｗ１）が３０ｍｍ、周辺部５の幅（ｗ２）が１２ｍｍに裁断加工して、印字部１を得た。ここで、両電極間と直行する向きに切断した断面積は、刻印部４が３０ｍｍ2、周辺部５が１２ｍｍ2とした。それ以外は、前記実施例２と全く同一の方法で発熱印字体を作成し、比較例４とした。
【００２０】
実施例１、２および比較例１、２の発熱印字体を用いて、次のような捺印試験を行った。発熱印字体にリード線を接続し、１５Ｖの電圧を印加し、印面部が１３０℃に到達する時間を測定した。次に、通電を停止し感熱紙（ＰＬＵＳ社製  Ｔｒｅｅ‘ｓＯＡワープロ用紙  感熱用スタンダードタイプ）に押印したときの印影を目視で確認した。試験環境は、温度２０℃湿度６５％で行った。
【００２１】
実施例１、２および比較例１〜４の捺印試験結果を表１に示す。
【表１】
0005401811.tif 000002
【００２２】
以上の説明からも明らかなように、本発明は印字部、支持ベース部、電極部からなる発熱印字体であって、前記印字部は刻印部と周辺部からなり、この刻印部の断面積が周辺部の断面積よりも小さくしてある構造としたので、印字部の発熱効率を向上させて、捺印時間を短くすることができるという利点や、鮮明な印影を得ることができるという利点や、更には、面積的に印影のデザイン等の制限を受けることも極力抑えてデザイン性に優れた印影を実現することができるという利点等、種々の利点を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態を示す斜視図である。
【図２】図１の断面図である。
【図３】その他の実施の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  印字部
２  支持ベース部
３  電極部
４  刻印部
５  周辺部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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