JP2002019391A

JP2002019391A - 曲面転写方法

Info

Publication number: JP2002019391A
Application number: JP2000203480A
Authority: JP
Inventors: Reiko Suga; 玲子菅
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2000-07-05
Filing date: 2000-07-05
Publication date: 2002-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】転写不良を改善するとともに、粉塵問題も解
消することのできる曲面転写方法を提供する。【解決手段】被転写基材の被転写面側に、支持体と転
写層とからなる転写シートの転写層側を対向させて、該
転写シートの支持体側に多数の固体粒子Ｐを衝突させ、
その衝突圧により転写シートを被転写基材の被転写面に
圧接して転写層を被転写基材に転写する曲面転写方法に
おいて、転写に使用した後の固体粒子Ｐから所定の粒径
に満たないものを除去し、所定の粒径を満たす固体粒子
Ｐを再度転写に使用する。転写に供する固体粒子Ｐの粒
径が均一になり、転写シートを被転写基材に押圧する力
にムラが生じないことから、転写不良を改善することが
できる。また、安定した転写ができるので、生産性を向
上させることができ、所定の粒径に満たない固体粒子を
分別するので、粉塵問題を解消することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、住宅の外装や内装
などの各種用途に用いる化粧材等の転写製品を製造する
技術分野に属し、詳しくは装飾された凹凸表面を有する
化粧材を製造するための曲面転写方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、被転写基材の被転写面が凹凸面の
場合に適合する転写法として、固体粒子衝突圧を転写圧
に利用する方法が提案されている（例えば、特開平９−
３１５０９５号公報、特開平１０−１９３８９３号公報
等参照）。

【０００３】この転写法は、図１の概略構成図で示す如
く、被転写基材Ｂの被転写面（表面）側に、支持体と転
写層とからなる転写シートＳの転写層側を対向させて、
該転写シートＳの支持体側に多数の固体粒子Ｐを衝突さ
せ、その衝突圧を利用することで、転写シートＳを被転
写基材Ｂの表面凹凸形状に追従させて圧接、密着して転
写するようにしたものである。図示の例では、ホッパ１
０に供給された固体粒子を固体粒子噴出器２０を用いて
転写シートＳに向けて噴射するように構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した固体粒子を使
用する転写方法では、図１に示す如く、固体粒子の飛散
を防止するとともに固体粒子を循環して再利用するため
に、固体粒子の噴射をチャンバ３０内で行うようにして
いる。そして、転写シートＳに衝突した後の固体粒子Ｐ
は、チャンバ３０の下部に集まり、そこから図１及び図
２に示すようなバケットエレベータ４０にて移送され、
元のホッパ１０に収集されて、再使用のために貯蔵され
るようになっている。ところが、転写時に砕けて小さく
なった固体粒子も再度転写に用いられるため、転写圧に
ムラが生じ、衝突エネルギーの分布が一定でなくなり、
転写不良の原因となっていた。また、固体粒子の破片か
らなる粉塵が発生するという問題も生じていた。

【０００５】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、転写不良を改
善するとともに、粉塵問題も解消することのできる曲面
転写方法を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、被転写基材の被転写面側に、支持体と転
写層とからなる転写シートの転写層側を対向させて、該
転写シートの支持体側に多数の固体粒子を衝突させ、そ
の衝突圧により転写シートを被転写基材の被転写面に圧
接して転写層を被転写基材に転写する曲面転写方法にお
いて、転写に使用した後の固体粒子から所定の粒径に満
たないものを除去し、所定の粒径を満たす固体粒子を再
度転写に使用するようにしたことを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の曲面転写方法で使用する
固体粒子としては、ガラスビーズ、セラミックビーズ、
炭酸カルシウムビーズ、アルミナビーズ、ジルコニアビ
ーズ、コランダムビーズ、アランダムビーズ等の無機粉
体である非金属無機粒子、鉄、又は炭素鋼、ステンレス
鋼等の鉄合金、アルミニウム、又はジュラルミン等のア
ルミニウム合金、チタン、真鍮、亜鉛等の金属ビーズ等
の金属粒子、或いは、フッ素樹脂ビーズ、ナイロンビー
ズ、シリコーン樹脂ビーズ、ウレタン樹脂ビーズ、尿素
樹脂ビーズ、フェノール樹脂ビーズ、架橋ゴムビーズ等
の樹脂ビーズ等の有機粒子等、或いは金属等の無機粒子
と樹脂とからなる無機物・樹脂複合粒子等を挙げること
ができる。固体粒子の形状は球形状が好ましいが、回転
楕円体形状、多面体形状、鱗片状、無定形、その他の形
状のものでもよい。使用する固体粒子の粒径は、通常１
００〜１０００μｍ程度である。

【０００８】固体粒子は噴出器から転写シートに向かっ
て噴出させ、転写シートに衝突したその衝突圧が転写圧
となる。噴出器としては、代表的には羽車や吹出ノズル
が用いられる。羽車は図２及び図３に示されるような構
造をしており、羽車の回転により固体粒子Ｐを力学的に
加速する。一方、吹出ノズルは図６に示すような構造を
しており、高速の流体Ｆで固体粒子Ｐを加速して噴出す
る。図示の吹出ノズル６０は、固体粒子Ｐと流体Ｆを混
合する誘導室６１と、誘導室６１内に流体Ｆを噴出する
内部ノズル６２と、固体粒子Ｐ及び流体Ｆを噴出するノ
ズル開口部６３からなる。羽車や吹出ノズルには、サン
ドブラスト或いはショットブラスト、ショットピーニン
グ等とブラスト分野にて使用されているものを流用でき
る。例えば、羽車には遠心式ブラスト装置、吹出ノズル
には加圧式や吸引式ブラスト装置、ウェットブラスト装
置等である。遠心式ブラスト装置は羽車の回転力で固体
粒子を加速し噴出する。加圧式ブラスト装置は、圧縮空
気に混合しておいて固体粒子を空気と共に噴出する。吸
引式ブラスト装置は、図６に示す如く、圧縮空気の高速
流で生ずる負圧部に固体粒子を吸い込み、空気と共に噴
出する。ウェットブラスト装置は、固体粒子を液体と混
合して噴出する。

【０００９】本発明の曲面転写方法では、転写に使用し
た後の固体粒子をその粒径で分けるための分別装置を具
備した曲面転写装置を使用する。そして、転写に使用し
た固体粒子を分別装置にかけ、所定の弁別閾値として設
定した粒径Ｄ₀よりも粒径が大なるもの（以後これを、
特に「固体粒子」と呼称する）をホッパに供給して再度
転写に使用する。転写後に摩耗したり或いは砕けて小さ
くなり、その粒径が弁別閾値Ｄ₀未満となった固体粒子
（以後これを、特に「粉塵」と呼称し、「固体粒子」と
は区別することにする）を分離するための分別装置とし
ては、風力式、重力式、遠心力式、洗浄式、濾過式、電
気式のいずれもが使用可能である。

【００１０】風力式の分別装置としては、トロンメル式
（別名ロータリースクリーン式）と振動スクリーン式と
がある。このうちトロンメル式は、回転するドラムに貼
られた金網の網目によって粒度を選別した上で、集塵機
の吸引力により比重分別する方式であり、振動スクリー
ン式は、振動する網目を使って選別した上で、やはり吸
引力を使った比重で選別する方式である。

【００１１】重力式の分別装置は、沈降室を使用するも
ので、排水やスラリーを水平に流し、それらの中に含ま
れる固形分を重力で沈降させて分離する装置である。比
較的希薄な懸濁液中の固体粒子群をそれぞれの粒子径の
差異によって分別する。

【００１２】遠心力式の分別装置は、所謂サイクロンを
使用した装置である。粉塵を含んだ空気がサイクロンに
入り、その外筒で旋回運動を起こしながら下方に流れる
と、粉塵は遠心力作用で外筒及び円錐部の壁面に沿って
滑り落ちるのでこれを捕集する。一方、粉塵を除去され
た清浄な空気は、円錐部の下方まで下降すると、次には
上昇を始め、内筒を通って外部に出る。外筒は径が小さ
いほど効率がよく、大量処理の時は径の小さいサイクロ
ンを数多く組み合わせたマルチサイクロンが用いられる
ことがあるが、含塵気流の分配が不均一になったり、隣
接サイクロン間の相互干渉などの問題もあり、設計時に
入念な検討が必要である。一般的にマルチサイクロンを
使用する場合の分別できる粉塵の粒径は５〜１００μｍ
の範囲で、粒径の閾値Ｄ₀はこれらの範囲の数値よりも
大きな値となる。また分別できる粉塵の比重は１．５〜
３．５程度と言われている。

【００１３】洗浄式の分別装置は、粉塵を含んだガスを
高圧水で洗浄する装置である。粉塵を含んだガスを水で
洗浄すると、粉塵の粒子は主に水滴と衝突して水滴に捕
捉されるため、粉塵と水滴の接触面積を大きくして捕集
効果を向上できる。この方式の一つにベンチュリースク
ラバーがある。ベンチュリースクラバーは、水を加圧供
給して洗浄を行うもので、粉塵を含んだガスの流れをベ
ンチュリー管で絞り、流れを高速としこの中に水を吹き
込み、生じた水滴に粉塵粒子を衝突付着させて集塵す
る。一般にベンチュリー管のスロート部における処理ガ
ス速度は６０〜９０ｍ／秒程度で、圧力損失は３００〜
８００ｍｍＨ₂Ｏとなり、使用水量は１０μｍ以下の粒
子で１．５ｌ／ｍ³前後が必要となる。長所は構造が簡
単で床面積が少なく捕集効率がよい。短所として動力費
がかさみ、排水の処理と集塵泥などの処理が必要とな
る。

【００１４】濾過式の分別装置は、粉塵を含んだガスを
フィルター（濾布、或いは濾紙）を通して粉塵粒子を分
離捕集する装置である。内面濾過（充填式）と表面濾過
（濾過式）の二方式があり、内面濾過方式のものはフィ
ルターを比較的緩やかに枠などにかさを持たせ充填し、
これを濾過層として含粉塵ガスの清浄を行うもので、粒
子の捕集はフィルターの内面で行われる。パッケージ形
フィルターなどがこの方式で、濾過速度は約１ｍ／秒と
遅く、付着粒子の除去は困難で、一定量の粉塵の付着し
たものは新品と交換使用する。粉塵の含有量の多い場合
は用いられない。表面濾過方式のものは、濾布又は濾紙
などの比較的薄いフィルターを使用し、表面に最初に付
着した粒子層（初層）を濾過層として微粒子の捕集を行
う。この方式では、粒子の付着が一定量になった時点で
払い落としを行うが、初層の大部分は残留するので、一
旦初層が形成された後は常時１μｍ以下の微粒子の捕集
ができる。いわゆるバグフィルターはこの方式のもので
ある。

【００１５】電気式の分別装置は、コロナ放電を利用し
て、含塵ガス中の粒子に電荷を与え、この帯電粒子をク
ーロン力によって集塵極に分離捕集する装置である。集
塵極と放電極を相対して配置し、この間に含塵ガスを通
すと、コロナ放電によって＋−イオンを生じ、ダストは
−電荷が与えられ＋極に捕集される。通常、電気式の分
別装置は、集塵極部、放電極部、槌打又は洗浄部から構
成される本体と付属設備として直流電圧数千〜数万ボル
トに必要な整流装置などがある。この性能を左右するも
のは、ダストの電気抵抗で１０⁴〜１０¹¹Ωｃｍが最適
といわれ、ガス流量、ガス成分、ガス温度、湿度などで
ある。含塵ガスの電気抵抗を下げる方法として、重油の
使用、水又は水蒸気による加湿などが行われることもあ
る。

【００１６】上記のような各種の分別装置により、破砕
して転写圧の印加用としては不十分な程の小径となった
固体粒子、すなわち粉塵を効率よく固体粒子から分別す
るには、異なる分別装置を組み合わせて使用することが
望ましい。その他、注意する事項として、分別装置本体
と同時にフード、配管及び送風機などの性能を考慮しな
ければならない。設備費用は、電気式、濾過式、洗浄
式、遠心力式、重力式、風力式の順で、運転費はほぼこ
の逆である。ただし、ベンチュリースクラバーの運転費
は極めて高いものとなる。この他、摩耗、腐食なども含
めたメンテナンス費用も考慮しなければならない。

【００１７】本発明の転写方法で用いる転写シートは、
支持体上に転写層を形成してなるものである。支持体と
しては、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂等の熱
可塑性樹脂の厚さ２０〜２００μｍ程度のシートが用い
られる。転写層は、ウレタン樹脂、アクリル樹脂等のバ
インダー樹脂中に染料、顔料等の着色剤を添加したイン
キによる絵柄層、アルミニウム、クロム等の金属薄膜等
から構成される。また、被転写基材としては、セメント
等の窯業系材料、木質材料、金属材料等からなる板状或
いは立体形状のものが用いられる。表面は平坦なもので
あってもよいが、特に本発明の転写方法が有効なのは、
表面（被転写面）に各種凹凸形状乃至は曲面を有する基
材である。代表的な形状としては、多数の煉瓦を平面に
配列してなり、各煉瓦間は目地溝となり、また煉瓦の表
面（天面）には、砂目等の微小凹凸を有する形状が挙げ
られる。通常は、転写層と被転写基材との接着性を十分
なものとするため、被転写基材側、転写層側、或いはこ
れらの両側にウレタン樹脂等からなる接着剤層を塗工形
成する。本発明の転写方法によって得られる化粧材は、
建築物の壁、床、天井等の内装材、外壁等の外装材の
他、各種用途に使用できる。

【００１８】

【実施例】次に実施例により本発明をさらに説明する。

【００１９】図４はバグフィルター方式の固体粒子分別
装置を用いた曲面転写装置における固体粒子噴出器と固
体粒子分別装置、及びその周辺を図示した概略構成図で
あり、図５は図４における固体粒子分別装置の拡大断面
図である。それ以外の部分は、図１及び図２に示した従
来の固体粒子衝突方式の曲面転写装置と同様であるた
め、これらの図を援用して説明する。

【００２０】まず、被転写基材Ｂは、必要に応じてシー
ラー塗工、着色塗工、接着剤塗工等の下地処理を施した
り、予熱処理を施したりした後、図１に示す如くベルト
コンベアからなる基材搬送装置１上に載置して搬送す
る。そして、供給ロール２から巻き出した転写シートＳ
を、その転写層側を基材側に向けて加圧ローラ３で基材
と接触させる。次いで、被転写基材Ｂと転写シートＳは
チャンバー３０内に搬入される。そして、チャンバー３
０内において、固体粒子噴出器２０から噴出、投射され
た多数の固体粒子Ｐを転写シートＳの支持体側から基材
に向かって衝突させ、衝突圧として転写圧を印加する。
この固体粒子噴出器２０の周辺が本発明の特徴部分であ
るが、これについては後述する。次いで、転写シートＳ
が表面に追従して接着した被転写基材Ｂをチャンバー３
０の外に搬出し、剥離ローラ４を介して被転写基材Ｂか
ら支持体のみを剥離除去し、表面に転写層が接着残留し
た化粧材Ｄを得る。剥離した支持体は巻取ロール５で巻
き取る。また、化粧材Ｄには必要に応じて転写層の表面
に上塗塗装を施す。

【００２１】次に、本発明の特徴部分である固体粒子噴
出器（以下、単に噴出器と呼称）の周辺を固体粒子の流
れに沿って説明する。

【００２２】図１に示した転写装置における噴出器２０
は、図２及び図３に示す如く回転する羽車２１から構成
される。この羽車２１の回転軸２２は中空円筒状をな
し、各羽の間にはその軸方向に延設されたスリット状開
口部２２ａが設けられている。さらに回転軸２２の内周
には、回転方向の特定の位相角部分に開口部２３ａを有
し、回転軸２２と同軸の中空円筒からなる方向制御器２
３が嵌めこまれている。この方向制御器２３は、半固定
となっており、予め設定された位相角の方向に開口部２
３ａを調節して固定される。一方、羽車２１の回転軸２
２は、電動機等の羽車駆動動力源２５によって一定の回
転数（ｒｐｍ）で回転駆動される。すなわち、羽車２１
の回転軸２２と方向制御器２３とは互いに摺動する。方
向制御器２３の内周側には、方向制御器２３と同軸円筒
であって、しかも軸方向に伸設されたスリット状の開口
部が回転方向に複数隣接した籠型をなす撒布器２４が設
けられている。この撒布器２４は羽車駆動動力源２５に
よって回転駆動される。そして、撒布器２４の内部は、
固体粒子Ｐを貯留したホッパー１０が導管１１によって
接続されている。

【００２３】また、図１に示すように噴出器２０下方の
チャンバー３０の底部には固体粒子貯留部３１が形成さ
れており、この固体粒子貯留部３１からホッパー１０に
かけては、チェーン等のコンベア４１によって循環駆動
される多数のバケット４２からなるバケットエレベータ
４０が設置されている。そして、このバケットエレベー
タ４０によって使用後の固体粒子Ｐはホッパー１０に帰
環される。ホッパー１０の上方には、バケット４２で帰
環された固体粒子Ｐを受け取る受皿４３と受皿４３から
ホッパー１０に固体粒子Ｐを導く樋４４が設けられてい
る。

【００２４】本発明の転写方法を実施する装置において
は、以上の構成に加えて、図４に示すように、樋４４と
ホッパー１０との間に固体粒子分別装置５０が設けられ
ている。この固体粒子分別装置を設けた転写装置におけ
る固体粒子の流れと粉塵の分別について次に説明する。

【００２５】ホッパー１０から落下した固体粒子Ｐは導
管１１を通って噴出器２０の中心軸部分にある撒布器２
４の内部に供給される。撒布器２４の内部に供給された
固体粒子Ｐは、図３の如く遠心力によって撒布器２４の
スリット状開口部から外周方向に撒布される。そして、
方向制御器２３の開口部２３ａを通り、さらに羽車２１
の回転軸２２のスリット状開口部２２ａを通って各羽の
空間に固体粒子Ｐが放出される。回転する羽車２１との
衝突によって加速され運動量を付加された固体粒子Ｐは
カバー２６の開口部２７を通って噴出し、図１の如く被
転写基材Ｂ上の転写シートＳに向かって投射され転写圧
を印加する。転写圧を印加し終わった後の固体粒子Ｐ
は、重力によってチャンバー３０の下方に落下し、固体
粒子貯留部３１に溜まる。固体粒子貯留部３１に溜まっ
た固体粒子Ｐは、バケットエレベータ４０のバケット群
によってすくい上げられ、コンベア４１によってホッパ
ー１０の斜上方まで運び上げられる。そこで、図２の如
くバケット４２が上下反転して、運び上げた固体粒子Ｐ
を受皿４３に落とし、さらに受皿４３から樋４４を通っ
て図４の如く固体粒子分別装置５０に投入される。

【００２６】図４に示した固体粒子分別装置５０は、前
述したようにバグフィルター方式の分別装置である。そ
の作用を図５に示す拡大断面図により説明する。

【００２７】ホッパー１０内に投入された固体粒子Ｐ
は、一旦ホッパー１０の下方の導管１１との境界部にあ
る括れ部分に滞留する。そして、この滞留部に向かって
空気圧縮機に繋がった気流入力管５２から気流を流入さ
せて吹き付け、固体粒子Ｐを舞い上がらせる。その際、
質量（重量）の大きい摩耗していない又は摩耗量の少な
い固体粒子Ｐは、重力が浮力に勝って落下し、再び滞留
部に戻る。一方、摩耗量の多い固体粒子或いは固体粒子
の破片からなる粉塵ｐは、浮力の方が重力に勝って気流
と共に上昇する。そして、貯留部上方に設けられた濾布
５４によって濾過されて、粉塵ｐは濾布５４に捕捉され
る。粉塵ｐを除去された気流のみが濾布５４の上方に設
けられた気流出力管５３を通して排気される。この固体
粒子分別装置５０の周囲は、外壁５１によって外界と気
密的に遮断隔離される。吹き付ける気流の流速、気圧、
固体粒子滞留部と濾布との高度差を調整することによ
り、粒径の弁別閾値Ｄ₀を調整する。

【００２８】濾布５に捕捉された粉塵ｐは、所定量溜ま
った時点で濾布ごと交換するか、或いは振動等により濾
布５から払い落とす等により除去する。また、固体粒子
分別装置５０で粉塵として除去されて減少した固体粒子
を補給するため、図４及び図５に示す如く、ホッパー１
０に補給用固体粒子貯蔵槽１２を具備させる。この補給
用固体粒子貯蔵槽１２内には、常時補給用の固体粒子が
貯留されており、貯留槽１２は弁を通して導管１３を介
してホッパー１０と接続されている。ホッパー１０或い
は固体粒子貯留部３１に設置された粒子残量センサー３
２により、転写装置を循環する固体粒子の残量を検知
し、該センサー３２からの信号に基づいて弁の開閉を制
御し、所定量よりも不足した分の固体粒子を補給用固体
粒子貯蔵槽１２から放出させて、導管１３を通してホッ
パー１０内に固体粒子を補給するようにする。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、被転写
基材の被転写面側に、支持体と転写層とからなる転写シ
ートの転写層側を対向させて、該転写シートの支持体側
に多数の固体粒子を衝突させ、その衝突圧により転写シ
ートを被転写基材の被転写面に圧接して転写層を被転写
基材に転写する曲面転写方法において、転写に使用した
後の固体粒子から所定の粒径に満たないものを除去し、
所定の粒径を満たす固体粒子を再度転写に使用するよう
にしたので、転写に供する固体粒子の粒径が均一にな
り、転写シートを被転写基材に押圧する力にムラが生じ
ないことから、転写不良を改善することができる。ま
た、安定した転写ができるので、生産性を向上させるこ
とができる。また、所定の粒径に満たない固体粒子を分
別するので、粉塵問題を解消することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】固体粒子の衝突による転写方法を行う従来の転
写装置の概略構成図である。

【図２】図１に示す転写装置における噴出器の一部破断
斜視図である。

【図３】図２に示す噴出器の羽車の断面図である。

【図４】バグフィルター方式の固体粒子分別装置を用い
た曲面転写装置における固体粒子噴出器と固体粒子分別
装置の周辺を図示した概略構成図である。

【図５】図４における固体粒子分別装置の拡大断面図で
ある。

【図６】吹出ノズルの構造を示す断面図である。

【符号の説明】

Ｓ転写シートＢ被転写基材Ｄ化粧材Ｐ固体粒子ｐ粉塵Ｆ流体１基材搬送装置２供給ロール３加圧ローラ４剥離ローラ５巻取ロール１０ホッパ１１導管１２補給用固体粒子貯蔵槽１３導管２０固体粒子噴出器２１羽車２２回転軸２２ａスリット状開口部２３方向制御器２３ａ開口部２４撒布器２５羽車駆動動力源２６カバー２７開口部３０チャンバー３１固体粒子貯留部３２粒子残量センサー４０バケットエレベータ４１コンベア４２バケット４３受皿４４樋５０固体粒子分別装置５１外壁５２気流入力管５３気流出力管５４濾布６０吹出ノズル６１誘導室６２内部ノズル６３ノズル開口部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被転写基材の被転写面側に、支持体と転
写層とからなる転写シートの転写層側を対向させて、該
転写シートの支持体側に多数の固体粒子を衝突させ、そ
の衝突圧により転写シートを被転写基材の被転写面に圧
接して転写層を被転写基材に転写する曲面転写方法にお
いて、転写に使用した後の固体粒子から所定の粒径に満
たないものを除去し、所定の粒径を満たす固体粒子を再
度転写に使用するようにしたことを特徴とする曲面転写
方法。