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樹脂成形体への印刷方法及び熱可塑性樹脂成形体 実績あり

国内特許コード P110004300
整理番号 RJ109P16
掲載日 2011年7月11日
出願番号 特願2008-531984
登録番号 特許第4327240号
出願日 平成19年6月29日(2007.6.29)
登録日 平成21年6月19日(2009.6.19)
国際出願番号 JP2007063161
国際公開番号 WO2008026373
国際出願日 平成19年6月29日(2007.6.29)
国際公開日 平成20年3月6日(2008.3.6)
優先権データ
  • 特願2006-236838 (2006.8.31) JP
発明者
  • 志熊 治雄
  • 山本 昌幸
  • 久保 直人
  • 大嶋 正裕
出願人
  • 独立行政法人科学技術振興機構
  • 財団法人 滋賀県産業支援プラザ
  • 新生化学工業株式会社
発明の名称 樹脂成形体への印刷方法及び熱可塑性樹脂成形体 実績あり
発明の概要

レーザーを照射により樹脂成形体に鮮明な印刷をする方法、及びその方法により得られる熱可塑性樹脂成形体に関する。
(1)熱可塑性樹脂成形体に、二酸化炭素及び/又は窒素を含浸させた後、レーザーを照射する樹脂成形体への印刷方法、(2)二酸化炭素及び/又は窒素を含浸させた熱可塑性樹脂粉粒体を成形してなる成形体に、レーザーを照射する樹脂成形体への印刷方法、(3)二酸化炭素及び/又は窒素を含浸させた熱可塑性樹脂成形体の表面に、レーザー照射により発泡させた印刷を施してなる熱可塑性樹脂成形体、及び(4)二酸化炭素及び/又は窒素を含浸させた熱可塑性樹脂で構成される単一層又はそれを内部層として含む積層体の該内部層を、レーザー照射により選択的に発泡させてなる熱可塑性樹脂成形体である。

従来技術、競合技術の概要


近年、樹脂製品への印刷において、環境への配慮から有機溶剤の使用量削減が要望されている。また、樹脂製品への印刷は、一般に印刷ラベルや金型への掘り込みによる表示によってなされているが、樹脂製品の使用環境が厳しいと印刷が消えてしまう等の問題がある。予め樹脂製品に印刷や塗装を行い、その後インキや塗料等をレーザービームで取り除く方法もあるがインキや塗料の厚みを再現性よく一定にすることの難しさや使用するインキや塗料について耐久性の高いものが求められる等課題が多い。そのため、樹脂材料にレーザー発色を助ける添加剤を混ぜた成形体を用いる方法も知られているが、樹脂材料が制限される等の問題がある。



一方、レーザー照射技術は、レーザー照射装置の進歩等により、インキ印刷に代わる技術としての応用が期待できる。レーザーマーキングは、主として基材表面の必要な部分にのみレーザー光を照射して加熱することにより基材を変質又は除去させるか、又は基材表面にコーティングされた被膜にレーザーを照射して被膜のみを除去し、基材のレーザー照射部分(マーキング部分)と非照射部分(地肌部分)との間でコントラストをつけることでマーキングする方法が大半である。また、レーザーを成形体に照射し、フルカラーの発色をさせて加飾を行うレーザー加飾も実用化を迎えている。
しかしながら、レーザー照射では樹脂表面が溶けて凹部の周囲が盛り上がり、印字が不鮮明となり、また、レーザーの出力を上げると凹部周辺の樹脂が劣化を起こして着色する等の問題がある。さらに、透明な樹脂製品や黒色やカラー色の不透明な樹脂製品等へのレーザー照射では、樹脂面に印字・印刷されたもののコントラストが低く見にくい等の問題がある。



樹脂成形体表面へのレーザーマーキング技術等については、種々の提案がなされている。
特許文献1には、カーボンブラックと、レーザー光の影響を受けにくい有機顔料・染料とを含有してなる熱可塑性樹脂組成物より成形された成形品の表面にレーザー光を照射してマーキングする方法が開示されている。
特許文献2には、微粒子状の長石類を含有する熱可塑性樹脂組成物からなる成形物にレーザ光を照射するレーザマーキング方法が開示されている。
特許文献3には、親水性表面を有する支持体表面に、スチレン-(メタ)アクリル酸系熱可塑性樹脂粒子、光を吸収して熱を発生する物質等を含有する組成物からなる感光層を有する平版印刷版原版に、レーザー光を照射した後、現像する画像形成方法が開示されている。
特許文献4には、PC樹脂、アクリル系樹脂、リン酸エステル系化合物、及びレーザー光により消滅又は変色する黒色物質を含有するレーザーマーキング用熱可塑性樹脂組成物が開示されている。
一方、特許文献5には、非晶性熱可塑性樹脂からなるシート状物に、圧力1~40MPa、温度50℃以下の条件下で二酸化炭素を収着させた後、二酸化炭素を収着した該シート状物を成形する樹脂成形体の製造方法が開示されている。
特許文献6には、超臨界状態の不活性流体(二酸化炭素及び/又は窒素ガス)を発泡剤として樹脂に含浸させ射出成形して得られる発泡射出成形体が開示されている。
また、特許文献7には、圧力容器内で超臨界状態の不活性流体を熱可塑性樹脂の粉粒体に含浸させた後、成形機に投入し、成形、発泡させる樹脂発泡体の製法が開示されている。
しかしながら、上記の技術では、樹脂成形体表面に満足しうる鮮明な印刷をすることができなかった。




【特許文献1】特開平6-297828号

【特許文献2】特開平10-297095号

【特許文献3】特開2003-167330号

【特許文献4】特開2006-83241号

【特許文献5】特開2006-7657号

【特許文献6】特開2003-103556号

【特許文献7】特開2003-261707号

産業上の利用分野


本発明は、レーザー照射により樹脂成形体に鮮明な印刷をする方法、及びその方法により得られる熱可塑性樹脂成形体に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】 熱可塑性樹脂成形体に、二酸化炭素を0.1~20.0重量%及び/又は窒素を0.03~1.0重量%含浸させた後、赤外分光全反射法又はラマン分光法による成形体表面の二酸化炭素及び/又は窒素残存濃度を、二酸化炭素及び/又は窒素含浸直後の成形体表面のガス濃度に対して20重量%以上に維持し、かつ成形体の表面温度を21.5℃以下にした後、出力0.3~6wの条件下でレーザーを照射することを特徴とする樹脂成形体への印刷方法。
【請求項2】 二酸化炭素及び/又は窒素の含浸を、1~15MPaの圧力で行う請求項1に記載の樹脂成形体への印刷方法。
【請求項3】 熱可塑性樹脂成形体の厚みが50μm~10mmである請求項1又は2に記載の樹脂成形体への印刷方法。
【請求項4】 熱可塑性樹脂が、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリメタクリル系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド系樹脂、及びポリフェニレンサルファイド樹脂から選ばれる一種又は二種以上のものである請求項1~のいずれかに記載の樹脂成形体表面への印刷方法。
【請求項5】 二酸化炭素を0.1~20.0重量%及び/又は窒素を0.03~1.0重量%含浸させた熱可塑性樹脂成形体表面の赤外分光全反射法又はラマン分光法によるガス残存濃度を、二酸化炭素及び/又は窒素含浸直後の成形体表面の二酸化炭素及び/又は窒素濃度に対して20重量%以上に維持し、かつ成形体の表面温度を21.5℃以下にした後、出力0.3~6wの条件下でレーザー照射により発泡させた印刷を施してなることを特徴とする熱可塑性樹脂成形体。
【請求項6】 二酸化炭素を0.1~20.0重量%及び/又は窒素を0.03~1.0重量%含浸させた熱可塑性樹脂成形体を、二酸化炭素及び/又は窒素未含浸の熱可塑性樹脂成形体上に重ねた積層体を形成し、赤外分光全反射法又はラマン分光法による二酸化炭素及び/又は窒素を含浸させた成形体表面のガス残存濃度を、二酸化炭素及び/又は窒素含浸直後の成形体表面の二酸化炭素及び/又は窒素濃度に対して20重量%以上に維持し、かつ成形体の表面温度を21.5℃以下にした後、出力0.3~6wの条件下でレーザー照射して積層体表面の、二酸化炭素及び/又は窒素を含浸させた熱可塑性樹脂成形体を選択的に発泡させてなることを特徴とする熱可塑性樹脂成形体。
【請求項7】 二酸化炭素を0.1~20.0重量%及び/又は窒素を0.03~1.0重量%含浸させた熱可塑性樹脂成形体上に、二酸化炭素及び/又は窒素未含浸の熱可塑性樹脂成形体を重ねた積層体を形成し、赤外分光全反射法又はラマン分光法による二酸化炭素及び/又は窒素を含浸させた成形体表面のガス残存濃度を、二酸化炭素及び/又は窒素含浸直後の成形体表面の二酸化炭素及び/又は窒素濃度に対して20重量%以上に維持し、かつ成形体の表面温度を21.5℃以下にした後、出力0.3~6wの条件下でレーザー照射して積層体内部の、二酸化炭素及び/又は窒素を含浸させた熱可塑性樹脂成形体を選択的に発泡させてなることを特徴とする熱可塑性樹脂成形体。
産業区分
  • 事務機
  • 高分子化合物
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2008531984thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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