(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３５〜４５重量％のポリエチレン樹脂、１１〜２２重量％の熱可塑性エラストマー、３５〜４５重量％の充填剤、２〜７重量％の架橋剤及び２〜７重量％の発泡剤を混合して成形材料を得る工程と、
前記成形材料を成形型に注入し、１６０〜１９０℃、３〜１０分の直圧成形を行い、前記成形材料を架橋反応及び発泡反応させて単泡からなる発泡成形物を得る工程と、
前記成形物をスライスする工程と、
前記スライスされた面に、レーザー光を用いて彫刻する工程と、を備える合成樹脂製スタンプの製造方法。
【請求項２】
前記充填剤は、無機化合物である請求項１に記載の合成樹脂製スタンプの製造方法。
【請求項３】
前記充填剤は、タルクである請求項１又は２に記載の合成樹脂製スタンプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー彫刻にて印面が形成される合成樹脂製スタンプの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザー彫刻スタンプとしては、基材ゴムに炭酸カルシウムが配合されてなるものが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−４２８４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種のゴム印材は、レーザー光を用いて彫刻する際に強い臭気が発生するほか、彫刻した印面にゴムの燃焼粕がこびりつき、このゴム粕の除去に相当の時間がかかるという問題がある。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、レーザー光彫刻に際して強い臭気が発生せず、印面の清掃作業性に優れた合成樹脂製スタンプの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、３５〜４５重量％のポリエチレン樹脂、１１〜２２重量％の熱可塑性エラストマー、３５〜４５重量％の充填剤、２〜７重量％の架橋剤及び２〜７重量％の発泡剤を混合した成形材料を成形型に注入し、１６０〜１９０℃で５〜１０分の直圧成型を行うことで架橋反応・発泡反応させ、得られた単泡からなる発泡成形物をスライスし、スライスした面にレーザー彫刻を施すことにより、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、従来のゴム印材に使用される加硫剤（硫黄）や、加硫促進剤（窒素化合物）を使用しないため、レーザーを用いて彫刻しても強い臭気は発生しない。燃焼時に硫黄酸化物や窒素酸化物は発生しない。また、レーザー彫刻後の印面に付着した燃え粕は水洗又はブラシ等のみで容易に除去することができるので、清掃作業性が著しく優れている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施の形態を適用したスタンプの製造方法を示す工程図である。
【図２】図１の架橋発泡成形工程で得られた成形物を示す斜視図である。
【図３】図１のスライス工程で得られたスタンプと、レーザー彫刻工程の様子を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の一実施の形態を適用したスタンプの製造方法及びこれにより得られるスタンプについて図面を参照しながら説明する。本例のレーザー光を用いた彫刻により印面が形成されるスタンプは、図１に示すように、ポリエチレン樹脂、熱可塑性エラストマー、充填剤、架橋剤及び発泡剤並びに必要に応じて添加剤を混合して成形材料を得る混合分散工程ＳＴ１と、前記成形材料を成形型に注入し、１６０〜１９０℃で３〜１０分の直圧成型を行って架橋反応及び発泡反応を成立させる架橋発泡成形工程ＳＴ２と、得られた成形体を所望の厚さにスライスするスライス工程ＳＴ３と、スライスした面を印面としてここにレーザ光を用いて彫刻するレーザー彫刻工程ＳＴ４と、を有する製造方法により得ることができる。
【００１０】
《成形材料》
本例で用いられるポリエチレン樹脂及び熱可塑性エラストマーは、架橋型ポリマーであり、後述する架橋剤で架橋される。本例で用いられるポリエチレン樹脂としては特に限定されないが、エチレン・アルファオレフィン共重合体であってメタロセン触媒により合成されるメタロセンプラストマが好ましい。また本例で用いられる熱可塑性エラストマーは特に限定されないが、水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーが好ましい。また本例で用いられる充填剤は、無機化合物、なかでもタルク（滑石）であることが望ましい。
【００１１】
本例で用いられる架橋剤は、用いられるポリエチレン樹脂及び熱可塑性エラストマーを架橋することがきる架橋剤であればよい。これらの合成樹脂を架橋することができる架橋剤としては、ジアルキルパーオキサイド系、パーオキシケタール系、ヒドロペルオキシド系、ペルオキシエステル系、ジアルキルペルオキシド系などがあるが、成形材料を混練加工する段階で９０〜１２０℃に加熱されるため、架橋分解温度が高い方が望ましい。
【００１２】
ただし、分解温度が高すぎると架橋温度が高くなり、架橋時間も長くなるので好ましくない。一方で、架橋分解温度が低すぎると混練加工中に架橋剤の分解がはじまり、良好な成形物を得ることができない。したがって、最高混練温度が１００℃以上であること、標準架橋温度が１６０〜１９０℃である架橋剤が望ましい。こうした架橋剤として、ジアルキルパーオキサイドの選択が望ましい。
【００１３】
本例で用いられる発泡剤は特に限定されないが、有機熱分解型発泡剤であって、分解温度が１５０℃程度に調製されたアゾ系発泡剤、特にアゾジカルボンアミドが好ましい。
【００１４】
本例の成形材料には、上述したポリエチレン樹脂、熱可塑性エラストマー、充填剤、架橋剤及び発泡剤の他に、必要に応じて、分散剤、可塑剤、鉱物油、界面活性剤、顔料、熱安定剤、滑剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、難燃剤、老化防止剤などの各種添加物を使用してもよい。こうした添加物は、上述した主成分１００重量部に対して１０重量部以下であることが望ましい。
【００１５】
混合分散工程ＳＴ１で混合される、ポリエチレン樹脂、熱可塑性エラストマー、充填剤、架橋剤及び発泡剤の各重量比率は、ポリエチレン樹脂が３５〜４５重量％、熱可塑性エラストマーが１１〜２２重量％、充填剤が３５〜４５重量％、架橋剤が２〜７重量％、発泡剤が２〜７重量％であることが望ましい。架橋剤の重量比率は、架橋対象となるポリエチレン樹脂及び熱可塑性エラストマーの重量比率に応じた比率とすればよい。発泡剤の重量比率は印面のインク浸透性（いわゆるインクの乗り）に影響するので、２重量％より小さいとインクの乗りが低下し、逆に７重量％を超えると印面全体に単泡が占める割合が大きくなって彫刻の緻密さが低下する。
【００１６】
本例のスタンプを構成する成形材料には、３５〜４５％の充填剤が含まれる。換言すれば、スタンプの主成分となる合成樹脂のポリエチレン樹脂と熱可塑性エラストマーの合計が４６〜６７重量％であるのに対し、最低でも５７％、最高では９８％の重量割合で充填剤を含む成形材料である。ちなみに、上記最低割合の５７％は、ポリエチレン樹脂と熱可塑性エラストマーの合計が６１重量％、充填剤が３５重量％、架橋剤と発泡剤の合計が４重量％（３５÷６１＝０．５７）の場合であり、上記最高割合の９８％は、ポリエチレン樹脂と熱可塑性エラストマーの合計が４６重量％、充填剤が４５重量％、架橋剤と発泡剤の合計が９重量％（４５÷４６＝０．９８）の場合である。主成分樹脂に対する充填剤の重量割合を５７〜９８％と大きくすることで、レーザー彫刻する際に生じる燃え粕が少なくなり、発生した燃え粕も印面に強固に付着せず、水洗又はブラシ等のみで容易に除去することができる。
【００１７】
《混合分散工程》
本例の混合分散工程ＳＴ１では、上記のポリエチレン樹脂、熱可塑性エラストマー、充填剤、架橋剤、発泡剤及び必要に応じて使用される添加物を配合し、均質に混合することにより成形材料を得る。混合分散工程ＳＴ１では、オープンロール、加熱加圧ニーダー、インテシブミキサー、単軸押出機、２軸押出機、インターナルミキサー、コニーダー、２軸ローター付き連続混練機などが適宜使用される。
【００１８】
《架橋発泡成形工程》
本例の架橋発泡成形工程ＳＴ２は、上記混合分散工程ＳＴ１で得られた成形材料を、成形体の形状に対応したキャビティを有する成形型に充填し、以下の条件で直圧成形（圧縮成形・コンプレッション成形・熱プレスとも言う）することで、架橋反応させるとともに発泡反応させる。
【００１９】
架橋及び発泡させる温度と時間は、ポリエチレン樹脂や熱可塑性エラストマーなどの熱可塑性樹脂組成物が、溶融軟化する温度であり、かつ架橋剤が分解して架橋物ができるとともに発泡剤が発泡する、１５０〜１９０℃の範囲である。時間は、予熱・エヤー抜き・ガス抜きを含めて３〜１０分である。架橋温度が１５０℃未満になると、架橋反応が充分成立しないため、気泡が発生したり、窪みが生じたり、成形型より離型し難くなったりして、良好な成形物が得られない。架橋・成形時間については、３分より短いと架橋反応が終了していない場合が発生して、良好な成形物が得られないことがある。また、架橋時間が１０分より長くなると生産性が低くなりコスト高になる。
【００２０】
なお、架橋発泡成形工程ＳＴ２で用いられる成形型は、アルミニウムや鉄などの金属製成形型と、フェノール樹脂やエボナイトなどの合成樹脂製成形型のいずれでもよい。ただし、金属製成形型で銅やその合金である真鍮製の成形型は、銅が架橋反応を阻止するため、本例の使用には適していない点に留意するべきである。架橋発泡成形工程ＳＴ２で用いられる直圧成形機は、ゴムの架橋に一般使用されている加熱式のプレス機で、加圧能力が１０〜５０トン程度のものであればよい。温度は２００℃程度昇温できればよいが、温度制御は正確であることが必要とされる。
【００２１】
架橋発泡成形工程ＳＴ２での手順は、使用する成形型を成形温度まで予備加熱した後にペレット状の成形材料を成形型に均一に充填し、予熱・加圧・エヤー抜き・ガス抜きの順にトータル３〜１０分加熱・加圧状態で成形する。成形物は、３０〜６０秒自然冷却後、成形型より取り出した方が安定した形状になる。
【００２２】
架橋発泡成形工程ＳＴ２を終えて得られた成形物の一例を図２に示す。同図に示す成形物１は直方体とされているが、目的とするスタンプ２の形状に応じて適宜の形状の成形物にすればよい。たとえば、スタンプ２が円形の場合には成形物１を円筒形状に成形すればよい。成形物１のスライス工程ＳＴ３は、成形物１を例えば図２に示す点線に沿って所定厚さに切断する工程である。本例では、成形物１をそのままの状態でスタンプとするのではなく、成形物１をスライスし、そのスライスされた面を印面として用いる。なお、図２に示す切断線の方向は一例であって、目的とするスタンプ２の形状に応じてスライスすればよい。
【００２３】
図３は、スライス工程ＳＴ３にて所定厚さｔに切断されたスタンプを示す斜視図であり、符号２１で指し示す面がスライスされた面である。場合によっては、スライスされた面は、図示する面２１の裏面にもある。
【００２４】
上述した架橋発泡成形工程ＳＴ２を終了して得られる成形物１は、１５〜４０重量％のポリエチレン樹脂、１４〜４０重量％の熱可塑性エラストマー及び３８〜４５重量％の充填剤を主成分とする。そして、スライス工程ＳＴ３によりスライスされた面は、発泡反応による単泡からなる発泡面となる。次のレーザー彫刻工程ＳＴ４では、この発泡面であるスライスされた面２１に、図３に示すようにレーザー照射ノズルを二次元平面又は三次元空間で動作させ、所望の文字、模様などの彫刻を施す。
【００２５】
このようにして得られたスタンプ２によれば、レーザー光が照射されて印面２１が燃焼しても殆ど臭いがしない。これは、本例のスタンプ２は、従来のゴム印材のように、悪臭・強臭の原因となる硫黄や窒素化合物が含まれないことと、これに代わるポリエチレン樹脂及び熱可塑性エラストマーに対して、５７〜９８％の量の無機化合物からなる充填剤、具体的にはタルクを含むため、燃焼対象重量が小さいことによる。
【００２６】
また本例のスタンプ２によれば、ポリエチレン樹脂及び熱可塑性エラストマーに対して、５７〜９８％の量の無機化合物からなる充填剤、具体的にはタルクを含むため、レーザー彫刻する際に生じる燃え粕が少なくなり、発生した燃え粕も印面に強固に付着せず、水洗又はブラシ等のみで容易に除去することができる。
【００２７】
本例のスタンプ２を使用する際には、レーザー彫刻された印面２１をスタンプパッド（インクパッド）に押し付け、印面２１に付着したインクを目的とする部位に捺印するものである。本例のスタンプ２によれば、多数の単泡からなる発泡面を印面２１とするため、微細な凹部からなる各単泡にインクが浸入して溜るから、精細な捺印品質の印字を得ることができる。
【００２８】
また本例のスタンプ２は、ポリエチレンを主成分とするため速乾性の溶剤性インクに対する耐薬品性にも優れ、印面が溶解したりすることがない。
【実施例】
【００２９】
《実施例１》
熱可塑性エラストマー７０部、超低密度ポリエチレン３０部、充填剤（タルク）７０部、架橋剤４部、発泡剤４部をドラムタンブラーで１０分混合して均一な混合物を得た。この混合物を２軸押出機で混練加工して、実施例１の成形材料を得た。
《実施例２》
熱可塑性エラストマー３０部、超低密度ポリエチレン７０部、充填剤（タルク）７０部、架橋剤４部、発泡剤４部を実施例１と同じ処理をして、実施例２の成形材料を得た。
《実施例３》
エチレン酢酸ビニルコーポリマー（酢ビ２０％）５０部、超低密度ポリエチレン５０部、充填剤（タルク）７０部、架橋剤４部、発泡剤４部を実施例１と同じ処理をして、実施例３の成形材料を得た。
【００３０】
《評価用試料作製》
上記のようにして得られた実施例１，２，３の成形材料３４０ｇを、厚さ７．５ｍｍ、内容積２７４ｃｍ３の金枠に入れ、１９０℃で５分間、架橋発泡させて、発泡倍率が２．９〜３．５倍、厚さが１３．５ｍｍの成形物を得た。この成形物の上面及び下面のそれぞれ１ｍｍをスライスして除去し（厚さ１１．５ｍｍ）、さらに４枚にスライスして、１枚の厚さが２．８ｍｍのスタンプを作製した。
【００３１】
《捺印評価》
スタンプ台（シャチハタ社製の顔料系，黒  ＨＧＮ−２）を使用して、実施例１，２，３で得たスタンプを捺印評価した。成形物は、一見同じような成形物にみえるが、実施例２は実施例１，３に比べると相対的に劣る。これに対し、実施例１，３の捺印物は、きれいな転写ができていた。以下の評価は、実施例１，３のみを対象にする。
【００３２】
《耐溶剤性》
本例でいう耐溶剤性とは、スタンプ台インキに使用されている溶剤に対しての評価である。スタンプ台として市販されているものの中で、非吸収面対応スタンプ台（金属・プラスチック・ガラス・皮革・布など）がこれに該当するものである。
【００３３】
溶剤としては、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレグリコールモノプロピルエーテルなどグリコールエーテル類、エチレグリコール、プロピレングリコール、２メチル２，４ペンタンジオールなどジオール類、ポロピレングリコールモノリシリレートなどエステル類、メタノール、エタノール、ＩＰＡ、ブタノール、３メトキシ１−ブタノールなどアルコール類である。
これらのうち、一般によく使用されている、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、３メトキシ１ブタノールを選び、３０日間常温浸漬して評価した結果、実施例１，３は、変化なく問題なく使用できた。
【００３４】
《燃焼試験》
ゴム材と実施例１，３の燃焼時の油煙発生の多寡を目視比較した。両者とも油煙は発生するが、その量は、数倍ゴム材の方が多かった。ゴム材は、硫黄や窒素化合物を含むため、燃焼すると硫黄酸化物や窒素酸化物を発生して強い臭気が出る。これに対して本発明に係る実施例１，３は、素材に硫黄や窒素化合物を使用していないためその発生はなく、燃焼させても臭気は少ない。
【００３５】
《保存性について》
実施例１，３の成形材料を室内・常温で６カ月放置した後、樹脂成形型に投入し、１６０℃×６分の条件で直圧成形機により架橋させたところ、良好な成形物を得た。
ゴム材は、冷蔵保存が求められるが、本発明に係る実施例１，３のものは、常温室内保存であればよい。
【００３６】
《レーザー彫刻試験》
実施例１の成形材料を、厚さ３ｍｍ、たて・よこ１００ｍｍのアルミ製型枠に投入して、１７０℃×６分の条件で加圧成形した。得られた成形物にレーザー彫刻したところ良好な彫刻物を得た。
【符号の説明】
【００３７】
ＳＴ１…混合分散工程
ＳＴ２…架橋発泡成形工程
ＳＴ３…スライス工程
ＳＴ４…レーザー彫刻工程
１…成形物
２…スタンプ
２１…印面
３…レーザー照射ノズル
【要約】
【課題】レーザー光彫刻に際して強い臭気が発生せず、印面の清掃作業性に優れた合成樹脂製スタンプの製造方法及び合成樹脂製スタンプを提供する。
【解決手段】３５〜４５重量％のポリエチレン樹脂、１１〜２２重量％の熱可塑性エラストマー、３５〜４５重量％の充填剤、２〜７重量％の架橋剤及び２〜７重量％の発泡剤を混合して成形材料を得る工程ＳＴ１と、前記成形材料を成形型に注入し、１６０〜１９０℃、３〜１０分の直圧成形を行い、前記成形材料を架橋反応及び発泡反応させて成形物１を得るＳＴ２工程と、前記成形物１をスライスする工程ＳＴ３と、前記スライスされた面２１に、レーザー光を用いて彫刻する工程ＳＴ４と、を備える。
【選択図】  図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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