(57)【要約】【課題】レーザの照射によって所望の表示を明確に付与可能な熱可塑性樹脂成形品を提供する。【解決手段】熱可塑性樹脂を用いた成形体である。熱可塑性樹脂中に、有機物にて構成された非熱可塑性の材料を１質量％以上含有しており、かつ表面にレーザ加工跡による表示が施されている。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂中に、有機物にて構成された非熱可塑性の材料を１質量％以上含有しており、かつ表面にレーザ加工跡による表示が施されていることを特徴とする熱可塑性樹脂を用いた成形体。
【請求項２】
有機物にて構成された非熱可塑性の材料が天然繊維であることを特徴とする請求項１記載の熱可塑性樹脂を用いた成形体。
【請求項３】
有機物にて構成された非熱可塑性の材料がセルロース系繊維であることを特徴とする請求項１または２記載の熱可塑性樹脂を用いた成形体。
【請求項４】
有機物にて構成された非熱可塑性の材料が、着色された繊維であることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項記載の熱可塑性樹脂を用いた成形体。
【請求項５】
天然繊維が故繊維であることを特徴とする請求項２記載の熱可塑性樹脂を用いた成形体。
【請求項６】
有機物にて構成された非熱可塑性の材料は、そのサイズが３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項記載の熱可塑性樹脂を用いた成形体。
【請求項７】
レーザ加工跡は、有機物にて構成された非熱可塑性の材料が焦げた状態にあることを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項記載の熱可塑性樹脂を用いた成形体。
【請求項８】
成形体の表面は艶消し状態で光を乱反射するように構成されていることを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項記載の熱可塑性樹脂を用いた成形体。
【請求項９】
熱可塑性樹脂中に有機物にて構成された非熱可塑性の材料を１質量％以上含有した原料にて成形体を形成し、この成形体の表面にレーザ加工により表示を施すことを特徴とする熱可塑性樹脂を用いた成形体の製造方法。
【請求項１０】
有機物にて構成された非熱可塑性の材料をレーザ加工により焦がすことを特徴とする請求項９記載の熱可塑性樹脂を用いた成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱可塑性樹脂を用いた成形体およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂にて形成された成形品の表面に所望の文字、マーク、柄など（以下、文字、マーク、柄などを「表示」と総称する）を付与することが知られている。表示を付与する手法としては、エンボス加工や焼き印などが知られている。例えば、特許文献１、特許文献２には、エンボス法により印字する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−９３１６号公報
【特許文献２】特開２０１４−２３１１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のようなエンボス加工や焼き印を施す従来法では、そのための金型を作製しなければならず、したがって多額な費用が発生するという問題点がある。また異なるデザインが必要な時は、その都度金型を作製する必要がある。そのため個人ユースで少量の成形品を作製する場合や、デザインを多く用いる方法としては、難がある。また熱可塑性樹脂だけで構成される樹脂成形品においては、熱で溶融された部分が表示となるが、周辺部分と同じ色となるため、その表示を明確に識別することが困難であるなどの問題点も有している。
【０００５】
本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであって、レーザの照射によって所望の表示を明確に付与可能な熱可塑性樹脂成形品を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するため本発明における課題を解決するための手段は、下記の通りのものである。
【０００７】
（１）熱可塑性樹脂中に、有機物にて構成された非熱可塑性の材料を１質量％以上含有しており、かつ表面にレーザ加工跡による表示が施されていることを特徴とする熱可塑性樹脂を用いた成形体。
【０００８】
（２）有機物にて構成された非熱可塑性の材料が天然繊維であることを特徴とする（１）の熱可塑性樹脂を用いた成形体。
【０００９】
（３）有機物にて構成された非熱可塑性の材料がセルロース系繊維であることを特徴とする（１）または（２）の熱可塑性樹脂を用いた成形体。
【００１０】
（４）有機物にて構成された非熱可塑性の材料が、着色された繊維であることを特徴とする（１）から（３）までのいずれかの熱可塑性樹脂を用いた成形体。
【００１１】
（５）天然繊維が故繊維であることを特徴とする（２）の熱可塑性樹脂を用いた成形体。
【００１２】
（６）有機物にて構成された非熱可塑性の材料は、そのサイズが３ｍｍ以下であることを特徴とする（１）から（５）までのいずれかの熱可塑性樹脂を用いた成形体。
【００１３】
（７）レーザ加工跡は、有機物にて構成された非熱可塑性の材料が焦げた状態にあることを特徴とする（１）から（６）までのいずれかの熱可塑性樹脂を用いた成形体。
【００１４】
（８）成形体の表面は艶消し状態で光を乱反射するように構成されていることを特徴とする（１）から（７）までのいずれかの熱可塑性樹脂を用いた成形体。
【００１５】
（９）熱可塑性樹脂中に有機物にて構成された非熱可塑性の材料を１質量％以上含有した原料にて成形体を形成し、この成形体の表面にレーザ加工により表示を施すことを特徴とする熱可塑性樹脂を用いた成形体の製造方法。
【００１６】
（１０）有機物にて構成された非熱可塑性の材料をレーザ加工により焦がすことを特徴とする（９）の熱可塑性樹脂を用いた成形体の製造方法。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、成形体において、有機物にて構成された非熱可塑性の材料を１質量％以上含有している熱可塑性樹脂の表面と、その表面に施されたレーザ加工跡による表示とが、視覚的にはっきりと区別できるほどの差異を有することになるため、レーザの照射によって所望の表示を明確に付与された熱可塑性樹脂成形体を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明における熱可塑性樹脂は、任意のものを用いることができる。具体的には、ポリエチレンやポリプロピレンに代表されるポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニルやポリ塩化ビニリデンに代表される塩素系樹脂、アクリル酸エステルやメタクリル酸エステルやポリメタクリル酸メチル樹脂に代表されるアクリル樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートやポリ乳酸に代表されるポリエステル系樹脂、ナイロン６やナイロン６６に代表されるポリアミド系樹脂、ポリオールとジイソシアネートからなるポリウレタン系樹脂、ポリテトラフルオロエチレンやポリフッ化ビニリデンに代表されるフッ素系樹脂などが挙げられる。さらに、これら樹脂の混合物や、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体）に代表される共重合体などを挙げることができる。本発明では、有機物にて構成された非熱可塑性の材料を熱可塑性樹脂に添加するが、上述の熱可塑性樹脂のうち、有機物にて構成された非熱可塑性の材料を添加しやすく、かつ比較的安価である、ポリオレフィン系樹脂や塩素系樹脂が好ましい。
【００１９】
有機物にて構成された非熱可塑性の材料も、任意のものを用いることができるが、レーザの照射による加熱によって変色するものであることが好ましい。ここにいう変色とは、熱劣化により黄色や黒色に変色することを意味する。換言すれば、明瞭な表示を形成するためには、焦げた状態であることが好ましい。
【００２０】
このような材料として、具体的には、セルロースに代表される多糖類にて構成された繊維や、タンパク質などに代表されるポリアミノ酸類にて構成された繊維が挙げられる。より具体的には、綿、麻、絹、ウールに代表される天然繊維や、セルロース系の植物繊維からなる天然パルプなどが、比較的容易に入手できるため好ましい。
【００２１】
より好ましくは、環境面を考慮して、故繊維と呼ばれる、不要になった中古衣類を含む廃繊維製品類などから得られる繊維を挙げることができる。故繊維は染色などによって着色されたものが多く、この着色繊維によって、得られる成形体に色彩を付与することができる。
【００２２】
有機物にて構成された非熱可塑性の材料のサイズ、例えばその粒径は、３ｍｍ以下であることがこのましい。そのサイズが３ｍｍより大きくなると、熱可塑性樹脂内に均一に混練することが難しくなるだけでなく、レーザを照射した際に燃焼する可能性がある。粒径の下限であるが、ナノファイバーレベルであっても分散としては良化方向となると想定されるため、本発明では特に下限を設けない。
【００２３】
本発明の成形体は、有機物にて構成された非熱可塑性の材料を１質量％以上含有していることが必要である。その含有率が１質量％未満であると、レーザを照射しても照射部が変色せず、このため明確な表示を施すことができなくなる。より明確な表示を施すためには含有率が２０質量％以上であることが好ましい。２０質量％以上含有することにより、成形品を補強する効果も期待できる。本発明では、含有率の上限は、母体となる樹脂や材料により異なるため、特に設定しない。しかしながら、好ましくは６０質量％以下である。含有率が６０質量％よりも高くなると、成形品としての強度が弱くなって、もろくて実使用に適さなくなる。
【００２４】
有機物にて構成された非熱可塑性の材料が熱可塑性樹脂に添加されることで、この樹脂により形成される成形体の表面を、樹脂による光の反射を抑えて光を乱反射させるつや消し状態とすることができる。このようにつや消し状態とすることで、レーザの照射による加熱によって、表示の部分において、熱可塑性樹脂が溶融固化したり、有機物にて構成された非熱可塑性の材料が変色したりした場合に、それらの部分と、熱可塑性樹脂の表面が露出したその他の部分との状態の差を明確なものとして、表示の部分をより確実に視認できるようにすることが可能となる。
【００２５】
有機物にて構成された非熱可塑性の材料を、ベースとなる熱可塑性樹脂に混練する方法は、任意である。例えば、熱可塑性樹脂を成形の目的で溶融するために加熱する際に直接付与しても良いし、当該材料の濃度の濃いマスターバッチをあらかじめ作製しておいてこれを添加しても良い。どの手法を採用するかは、有機物にて構成された非熱可塑性の材料の耐熱性を考慮して、適宜選択することができる。
【００２６】
本発明の成形品の成形方法も任意である。所望される成形品の形態などによって、押出成形、射出成形、真空成形、圧縮成形、カレンダー加工など種々の方法を選択することが可能である。
【００２７】
成形体にレーザを照射して表示を付与するために、レーザカッター、レーザ彫刻機、レーザ刻印機などと呼ばれるレーザ加工機を使用することができる。これらの加工機を使用すると、刃物などの成形体に接触する部材を使わなくて済むので、当該部材の摩耗・劣化がなく、このため消耗部品の交換が不要である。また接触せずに加工することができるため、加工時に加工材が応力・圧力による変形を受けない。このため、画像処理ソフトウェアと連動させてデータをそのまま加工機に転送することができ、それによって、公知の技術においては必要であった型や鋳型が不要になり、このため、これらの型や鋳型を製造する工程そのものが不要となり、また多品種の加工が可能となる。
【実施例】
【００２８】
以下の実施例において、有機物にて構成された非熱可塑性の材料は、次のようにして得た。すなわち、普通に着用して２年間着古された、綿製のブルーデニムを、三力製作所社製のＳＦ−４粉砕機とスクリーンメッシュ３ｍｍとを用いて、粒径３ｍｍ以下に粉砕したものを、故繊維として得た。
【００２９】
ポリプロピレン樹脂（サンアロマー社製、品番ＰＳ２０１Ａ）に、上述の故繊維を、５０質量％濃度になるように２本熱ロール装置（関西ロール社製）により、１８０℃で練り込んだ。これによりマスターバッチを得た。
【００３０】
（実施例１）
ポリプロピレン樹脂（サンアロマー社製、品番ＰＳ２０１Ａ）に、上述の故繊維を、１．５質量％濃度になるように２本熱ロール装置（関西ロール社製）により、１８０℃で２０分間練り込んで調整した。調整後の樹脂を単軸押出成形機（ユニオン・プラスチック社製ＵＳＶ型２５）にて１９０℃で押し出すことで、厚み４ｍｍ、幅１０ｍｍ、長さ８０ｍｍの紺色のプレートを作製した。このプレートに、コムネット社製のＬａｓｅｒＰｒｏシリーズ  Ｓｐｉｒｉｔｓ ＧＬＳのレーザーカッターを用いて、同カッターの設定によるＳｐｅｅｄ：１０、Ｐｏｗｅｒ：５０の条件で、表示としての「Taro Yamada」のローマ字の文字を刻印した。文字のサイズは１０ｐｔとし、刻印深さは０．３ｍｍとした。これによって、実施例１の樹脂成形品を得た。
【００３１】
（実施例２）
実施例１と同じポリプロピレン樹脂に、上述の故繊維を、５０質量％濃度になるように２本熱ロール装置（関西ロール社製）により、１８０℃で３０分間練り込んだ。これによりマスターバッチを得た。そして、上記と同じポリプロピレン樹脂に、上記のマスターバッチを添加し、上記と同じ２本熱ロール装置により１８０℃で２０分間練り込んで、故繊維が１．５質量％の濃度となるように調整した。
【００３２】
調整後の樹脂を用いて、実施例１と同じ条件で同寸のプレートを作製した。このプレートに、実施例１と同じ条件で同じ文字を刻印した。これによって、実施例２の樹脂成形品を得た。
【００３３】
（実施例３）
実施例２と同じポリプロピレン樹脂とマスターバッチとを用いて、上記と同じ２本熱ロール装置により１８０℃で３０分間練り込んで、故繊維が２０．０質量％濃度となるように調整した。
【００３４】
調整後の樹脂を用いて、実施例１と同じ条件で同寸のプレートを作製した。このプレートに、実施例１と同じ条件で同じ文字を刻印した。これによって、実施例３の樹脂成形品を得た。
【００３５】
（実施例４）
実施例１と同じポリプロピレン樹脂に、上述の故繊維を、６０．０質量％濃度になるように、上記と同じ２本熱ロール装置により、１８０℃で３０分間練り込んで調整した。
【００３６】
調整後の樹脂を用いて、実施例１と同じ条件で同寸のプレートを作製した。このプレートに、実施例１と同じ条件で同じ文字を刻印した。これによって、実施例４の樹脂成形品を得た。
【００３７】
（比較例１）
実施例１と同じポリプロピレン樹脂のみを使用し、有機物にて構成された非熱可塑性の材料は使用せずに、実施例１と同じ条件で押し出して、実施例１と同寸のプレートを作製した。このプレートに、実施例１と同じ条件で同じ文字を刻印した。これによって、比較例１の樹脂成形品を得た。
【００３８】
（比較例２）
実施例１と同じポリプロピレン樹脂に、上述の故繊維を、０．５質量％濃度になるように、上記と同じ２本熱ロール装置により、１８０℃で２０分間練り込んで調整した。
【００３９】
調整後の樹脂を用いて、実施例１と同じ条件で同寸のプレートを作製した。このプレートに、実施例１と同じ条件で同じ文字を刻印した。これによって、比較例２の樹脂成形品を得た。
【００４０】
（比較例３）
実施例２と同じポリプロピレン樹脂とマスターバッチとを用いて、上記と同じ２本熱ロール装置により１８０℃で２０分間練り込んで、故繊維が０．５質量％の濃度となるように調整した。
【００４１】
調整後の樹脂を用いて、実施例１と同じ条件で同寸のプレートを作製した。このプレートに、実施例１と同じ条件で同じ文字を刻印した。これによって、比較例３の樹脂成形品を得た。
【００４２】
実施例１〜４および比較例１〜３の樹脂成形品について、目視にて刻印の状態を確認した。その結果、表１に示すように、実施例１〜４においては、樹脂成形品内に存在する綿成分が焦げ色に変色し、紺色の樹脂に対して視認しやすい状態で明確に刻印されていることが認められた。実施例３、４のように大量に故繊維を含有させた場合には、刻印を施していない部分の樹脂表面がそれに対応して艶消しで光を乱反射する状態となっており、このため樹脂表面が白っぽい色調となり、焦げ色に刻印を施した部分と比べ色彩が大きく相違して、刻印をより鮮明に視認することができた。
【００４３】
これに対し、比較例１〜３は、刻印部分において明確な変色は確認できず、したがって刻印部分の視認性が良好であるとは言えないものであった。特に比較例１では、刻印部分が樹脂成形品におけるそれ以外の部分と同色で、明確ではなく、視認性に劣るものであった。
【００４４】
また実施例１〜４、比較例１〜３のプレート状の樹脂成形品について、ＪＩＳ  Ｋ  ７１７１に準じて曲げ強度および曲げ弾性率を測定した。その結果を表１に示す。実施例３〜４の樹脂成形品は、実施例１〜２や比較例１〜３の樹脂成形品と比べて、故繊維の含有率が高かったため、故繊維によって樹脂が強化されて、曲げ強度および曲げ弾性率が向上したものであった。
【００４５】
【表１】
2018002968.tif 000002