JP2006123264A - 水圧転写方法及び水圧転写装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 残存フィルムの排出を容易かつ効率よく行うことができる水圧転写方法及び水圧転写装置を提供すること。
【解決手段】 フィルム上にインキ皮膜を有する転写フィルム３を水槽２の水面に浮かべた状態で、インキ皮膜が溶解可能な有機溶剤を吹きつけ、浴槽５を転写フィルム３に押しつけてインキ皮膜を浴槽５に転写させるように、浴槽５を転写フィルム３に押しつけた後に水槽２の一端に向けて空気を吹き流してから、インキ皮膜を浴槽５に転写させた後の転写滓や残滓を水槽２の一端から水槽２の外へ押し流す。
【選択図】 図１

Description

本発明は、各種物品からなる被転写体の水圧転写方法及び水圧転写装置に関する。

水圧転写装置は、曲面などの３次元形状面を表面に有する被転写体を、転写フィルムを水面上に浮かべた水槽内に浸水あるいは水没させ、転写フィルムを被転写体の転写部位に水圧によって付着させて転写する装置である。
ここで、転写フィルムは、水溶性あるいは水膨張性の樹脂からなる支持体フィルムと、その支持体フィルム上に形成された有機溶剤に溶解可能な疎水性物質からなる転写層とを有している。支持体フィルムとしては、例えばＰＶＡ（ポリビニルアルコール）などがある。また、転写層としては、例えば印刷インキ皮膜または塗装皮膜などがある。

また、転写フィルムにおいて、その転写層が、活性エネルギー線照射あるいは加熱の少なくとも一種硬化可能な硬化性樹脂層を有する転写フィルムがあり、その転写フィルムについては、特にトップコート付転写フィルムと呼んでいる。ここで、硬化性樹脂層としては、例えば下記の（１）〜（６）が挙げられる。
（１）活性エネルギー線硬化性樹脂を含む硬化性樹脂層。
（２）活性エネルギー線硬化性樹脂と非重合性の熱可塑性樹脂とを含む硬化性樹脂層。
（３）熱硬化性樹脂を含む硬化性樹脂層。
（４）熱硬化性樹脂と非重合性の熱可塑性樹脂とを含む熱硬化性樹脂層。
（５）活性エネルギー線硬化性樹脂と熱硬化性樹脂とを含む硬化性樹脂層。
（６）活性エネルギー線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂及び非重合性の熱可塑性樹脂を含む硬化性樹脂層。

この水圧転写装置を用いて、転写層が転写される物品である被転写体に転写フィルムを付着させて転写する場合、転写フィルムの転写層を転写させる転写部位を含む部分を水槽内の水中に水没させると、その転写部位に転写フィルムが付着されると共に、転写フィルムの一部が転写部位に付着されずに水槽内に浮遊あるいは沈降して残存フィルムとして残存する。この残存フィルムは、転写部位に転写フィルムを付着させた後、水槽から除去される。

従来の物品の水圧転写方法としては、例えば、水槽と接続して副槽を設け、水槽と副槽との間に高さの低い仕切り板を配置し、副槽から水槽へ給水パイプを接続し、その中間にポンプを設けた水圧転写装置において、副槽の水をポンプによって水槽へ供給すると、水槽の水が溢れて仕切り板を越えて副槽へ水が流れ込むと共に水面に浮遊する残存フィルムが流れ込んで、その残存フィルムが副槽に集められるという方法がある（例えば、特許文献１参照）。

また、水槽に少なくとも一部が水中に水没するように設けられた仕切り板を、水槽の副槽から離間した一端から副槽に向けて移動させることによって、仕切り板によって押し出された水槽の水と共に水面に浮かぶ残存フィルムを副槽に流し込むという方法がある。
特開平４−４３１００号公報

しかしながら、上記従来の水圧転写方法及び水圧転写装置においては、以下の問題がある。すなわち、上記従来の水圧転写方法及び水圧転写装置では、転写層の被転写体への付着性を向上させるために、転写部位を水槽内に水没させる前に転写層に有機溶剤を吹きつけることで転写層を活性化させている。したがって、残存フィルムの転写層が活性化されているので、残存フィルムは粘着性を有していることになる。この状態で、仕切り板を副槽に向けて移動させると、粘着性を有する残存フィルムが仕切り板に付着し、効率よく排出することができないという問題がある。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、残存フィルムの排出を容易かつ効率よく行うことができる水圧転写方法及び水圧転写装置を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明の水圧転写方法は、フィルム上に転写層を有する転写フィルムを水槽の水面に浮かべた状態で、前記転写層が溶解可能な有機溶剤を吹きつけ、被転写体を転写フィルムに押しつけて前記転写層を前記被転写体に転写させるようにした水圧転写方法において、前記被転写体を前記転写フィルムに押しつけた後に前記水槽の一端から他端に向けて空気を吹き流してから、前記転写層を前記被転写体に転写させた後の残存フィルムや残存転写層を排出または回収することを特徴とする。

また、本発明の水圧転写装置は、水溶性または水膨潤性の樹脂からなるフィルム上に有機溶剤に溶解可能な疎水性の転写層を設けた転写フィルムを水槽の水面に浮かべた状態で、被転写体を前記転写フィルムに押しつけて前記転写層を前記被転写体に転写させるようにして、前記転写層を前記被転写体に転写させた後の残存フィルムや残存転写層を前記水槽の外へ押し流す水圧転写装置において、前記水槽の一端に空気を吹き流す空気吹き出し手段と、前記残存フィルムや前記残存転写層を前記水槽の外へ押し流す押し流し手段とを備えることを特徴とする。

この発明によれば、転写層を被転写体に押しつけた後に空気を吹き流すことで、被転写体に転写層を良好に転写するために転写層に吹きつけた有機溶剤が水面から除去される。これにより、残存転写層にある転写層の活性化が停止し、残存転写層が装置内に付着することを防止する。また、残存フィルムや残存転写層が有機溶剤を含有したまま水中に引き込まれて転写層が分離することなく、残存フィルムや残存転写層が一体となった状態で水槽の一端に吹き寄せられる。したがって、残存フィルムや残存転写層の排出または回収を容易かつ効率よく行うことができる。そして、残存フィルムや残存転写層が有機溶剤を含んだまま水中に沈降することを抑制するので、水の汚濁を防止することができる。
以上より、被転写体の転写品質を向上させることができる。

本発明の水圧転写方法及び水圧転写装置によれば、転写後の不要な有機溶剤を吹き飛ばすことで転写後の残存フィルムや残存転写層の排出または回収を容易かつ効率よく行うことができるので、被転写体の品質を向上させると共に品質の安定化が図れる。

また、本発明の水圧転写方法は、前記残存フィルムや前記残存転写層を前記水槽の一端から該水槽の外へ押し流すことが好ましい。
この発明によれば、残存フィルムや残存転写層を水槽から押し流すことで排出する。

また、本発明の水圧転写方法は、前記転写層を前記被転写体に転写させ、該被転写体を水槽から引き上げた後で、該水槽の一端に向けて空気を吹き流すことが好ましい。
この発明によれば、水槽から被転写体を引き上げた後で空気を吹き流すことで、残存フィルムが水槽の一端に向けて吹き寄せられるときに、この残存フィルムが被転写体に付着することを防止する。これにより、被転写体の品質を向上させることができる。

また、本発明の水圧転写方法は、空気の吹流し角度が、前記水槽の水面に対して５°以上３０°以下であることが好ましい。
この発明によれば、転写後の有機溶剤を除去すると共に、水面上に浮遊する残存フィルムを確実に水槽の一端に吹き寄せることができる。

以下、本発明にかかる水圧転写装置の一実施例を図１から図７を用いて説明する。ここで、図１は水圧転写装置の概略構成図、図２は転写フィルムの縦断面図、図３は水槽の斜視図、図４は水槽上に浴槽を保持する昇降ユニットを示す斜視図、図５はエア吹き出しノズルの斜視図、図６及び図７は水圧転写工程を示す図である。

本実施例による水圧転写装置１は、図１に示すように、内部に水を貯留した水槽２と、水槽２の上流側端部に設けられていて転写フィルム３を繰り出す繰り出し機構４と、水槽２の上方に位置して被転写体（物品）として例えば浴槽５を保持して水槽２の水面下に降下及び上昇させる昇降手段６と、水槽２の上流側端部に設けられていて下流端部に向けて空気を吹き流すエア吹き出しノズル（空気吹き出し手段）７と、水槽２の上流端部から下流端部に向けて移動する仕切り板（押し流し手段）８とを備えている。なお、本明細書において、水槽２の上流側と下流側とは転写フィルム３を繰り出す方向または後述するように浮遊する転写滓や残滓を押し流す方向の位置関係をいうものとする。

水槽２は、例えばほぼ直方体形状とされ、内部には例えば３０℃前後の水が貯留されている。水槽２の水面には繰り出し機構４から繰り出された転写フィルム３が浮かべられている。
また、水槽２の下流側端部（以下、下流端という）２ａのさらに下流側には副槽９が設けられており、水槽２の下流端２ａから溢れた水や転写滓などを収容する。転写滓は、後述するように、転写後に残るインキ皮膜３ｂの滓である。

転写フィルム３は、図２に示すように、水溶性または水膨潤性の樹脂、例えばＰＶＡ（ポリビニルアルコール）からなる支持体フィルム（以下、単にフィルムという）３ａの上に有機溶剤に溶解可能な疎水性物質からなる転写層としてインキ皮膜３ｂが設けられている。インキ皮膜３ｂには、例えば大理石の模様が印刷されている。そして、フィルム３ａとインキ皮膜３ｂとの間には、活性エネルギー線照射あるいは加熱の少なくともいずれかによって硬化可能な硬化性樹脂層、例えば活性エネルギー性硬化性樹脂層３ｃが介在している。なお、転写フィルム３は、活性エネルギー性硬化性樹脂層３ｃが含まれていなくてもよい。

繰り出し機構４は、図１及び図３に示すように、水槽２の上流側端部（以下、上流端という）２ｂに帯状に連続する転写フィルム３が巻回された繰り出しロール１１を備えている。また、水槽２の両側部に直交し、かつ両側部に沿って上流端２ｂからこれと対向する下流端２ａとの間を往復動する走行架台１２Ａ上に転写フィルム３の先端を把持して繰り出しロール１１から水槽２上に繰り出すグリッパ１２が設けられている。このグリッパ１２は、走行架台１２Ａに水槽２の幅方向にわたって所定の間隔で４箇所に設けられており、往工程で転写フィルム３を下流側に繰り出し、転写フィルム３を離して転写フィルム３に活性剤を噴霧する前に復工程で繰り出しロール１１近傍まで戻ることになる。なお、転写フィルム３を浴槽５に転写した後に復工程で繰り出しロール１１近傍まで戻るように構成してもよい。

また、繰り出しロール１１のキャタピラ状の移送テーブル１３が設けられている。移送テーブル１３は、水槽２の両側部に設けられたチェーンガイド１４に沿って移動可能であり、グリッパ１２による転写フィルム３の引き出しに連動して水槽２内の水面上に進出して、移送テーブル１３上面で転写フィルム３を支える。これによって、移送テーブル１３は転写フィルム３の繰り出し時に転写フィルム３が水に浸ることを防止する。
移送テーブル１３は、往工程の途中で停止し、グリッパ１２で引き出された転写フィルム３は所定長さごとに図示しないカッタで切断され、ほぼ矩形状のシートとなる。

また、走行架台１２Ａ上の水槽２の幅方向ほぼ中央には、繰り出された転写フィルム３の先端部を水面に押しつけるための押し棒１５が設けられていて、上下動または旋回運動によって転写フィルム３に空気が巻き込まないように水を浸すことができる。
また、図１では省略されているが、図３に示すように、水槽２の上流端には、ほぼ門型の支持部１６が設けられ、その両端は水槽２の両側部に摺動可能に取り付けられている。支持部１６内には、水平方向に支持棒１７が架けられており、支持棒１７には所定間隔で複数（図３では６本）の噴霧ノズル１８が取り付けられている。各噴霧ノズル１８は、水面に載置された転写フィルム３のインキ皮膜３ｂ上にトルエンやキシレンなどの有機溶剤を活性剤として噴霧して、インキ皮膜３ｂを活性化処理して粘性、接着性を付与することになる。

昇降手段６は、図１（ａ）及び図４に示すように、図示しないフレームまたは天井に固定された吊り下げ部２１と、吊り下げ部２１に例えばチェーン及びギアまたはラック及びピニオンなどにより上下動可能に連結された昇降ユニット２２とを備えている。
昇降ユニット２２には、二対のアーム部２３ａ、２３ａ、２３ｂ、２３ｂが対向して取り付けられている。各アーム部２３ａ、２３ａ、２３ｂ、２３ｂには、それぞれ保持部としてバキュームパッド２４が取り付けられており、浴槽５の対向する２つの側面を吸着保持するように構成されている。

ここで、浴槽５は、例えばほぼ四角錐台形状または縦断面視略台形状を呈しており、四周の側面は、底面から開口に向けて漸次外側に傾斜して形成され、開口では全周にわたって外側にほぼＬ字状に折り曲げられまたは湾曲させられた耳部５ａを形成している。そして、本実施例では、浴槽５の耳部５ａと開口の内面上部５ｂとの断面視ほぼコ字形状部分にインキ皮膜３ｂを転写させるようにしている。

エア吹き出しノズル７は、水槽２の水面または水中に残っている、浴槽５にインキ皮膜３ｂを転写した後のインキ皮膜３ｂの残り屑である転写滓とフィルム３ａの水に溶け残ったフィルム滓と活性エネルギー性硬化性樹脂層３ｃの滓とを含む残滓を下流側に吹き寄せるように構成されており、このエア吹き出しノズル７の空気を供給するコンプレッサ２５に接続されている。
このエア吹き出しノズル７は、図５に示すように、先端に向かって内部の貫通孔の幅が徐々に狭くなるテーパー形状を有しており、水圧転写用水槽３の幅方向に適宜間隔をあけて複数配置されている。これにより、エア吹き出しノズル７から吹き出される空気の風速降下率を低くし、空気を下流側の端部まで到達させることができるように構成されている。また、このエア吹き出しノズル７からの空気の噴射角度は、水面に対して５°以上３０°以下となっている。

仕切り板８は、図１（ｂ）に示すように、水槽２の両側部にわたって設けられた板状部材であって、水槽２内の両側部に設けられた図示しない無端状のチェーンによって一方向に周回運動するように構成されている。すなわち、上流端から下流端に向けて移動する際に、仕切り板８の上端は水面上に露出した状態で残滓や水槽２の水面近傍の水を押し出して、下流端２ａから副槽９内に落下させるように構成されている。

次に、上述の構成を有する水圧転写装置１を用いた水圧転写方法について、図６及び図７を用いて説明する。
まず、転写フィルム３のインキ皮膜３ｂを浴槽５に転写させる耳部５ａおよび内面上部５ｂを除いて、浴槽５の内部をマスキングテープでマスクする（図１（ａ）参照）。

そして、水槽２の上流端２ｂに設けた繰り出し機構４において、移送テーブル１３を水槽２上に水平に繰り出し、これと同時に移送テーブル１３の上側ではグリッパ１２によって繰り出しロール１１に巻回された転写フィルム３を繰り出す。そのため、移送テーブル１３によってグリッパ１２及び繰り出される転写フィルム３が水槽２の水面に非接触に載置されながら連動して水槽２の水面上に繰り出され、下流側に進行する（図６（ａ）参照）。

次いで、水槽２の水面上に転写フィルム３が所定長さだけ繰り出されると、上流端２ｂ側で送りローラと移送テーブル１３とで挟持された部分の転写フィルム３を図示しないカッタによって切断する。この状態で水槽２内の転写フィルムは、移送テーブル１３に載置されており、グリッパ１２より若干上流側の位置に押し棒１５が位置している。そして、押し棒１５でグリッパ１２の近傍の先端側部分の転写フィルム３を押動しながら、移送テーブル１３を若干後退させる。すると、押し棒１５で押された転写フィルム３の先端部の中央は、水面に押しつけられる（図６（ｂ）参照）。

そして、移送テーブル１３を順次上流側に後退させていくと、先端部が水面に浸された転写フィルム３は、順次降下して水面に接触していく（図６（ｃ）参照）。このとき、転写フィルム３は、押し棒１５で押されて水面に接触する先端部中央から順次水面の上流側に向けて水面への接触面積が増大していく。そして、グリッパ１２を転写フィルム３から離すと、転写フィルム３は、水面との間にエアを巻き込むことなく水面と同一平面状に載置された状態となる。そして、グリッパ１２及び押し棒１５を上流側に後退させる。

転写フィルム３は、上側にインキ皮膜３ｂが、下側にＰＶＡなどのフィルム３ａが位置している。転写フィルム３にしわが残っている場合には、手でつつくなどすることでこのしわを延ばす。また、フィルム３ａは、水に接触することで徐々に水に溶け始める。次に、支持部１６を水槽２の両側部に沿って上流側から下流側に移動させながら、噴霧ノズル１８で活性剤を転写フィルム３のインキ皮膜３ｂの全面に噴霧する（図６（ｄ）参照）。ここで、図３に示す走行架台１２Ａを上流側に後退させておくことで、グリッパ１２及び押し棒１５が走行架台１２Ａで保護され、活性剤がグリッパ１２及び押し棒１５に付着することを防止する。

そして、図１に示すように昇降手段６の４つのアーム部２３ａ、２３ａ、２３ｂ、２３ｂの各バキュームパッド２４で浴槽５を上下反転状態で保持して移動させ、水槽２内の転写フィルム３の上方に位置させる。この状態で、昇降ユニット２２を水面にほぼ直交する方向に降下させる。水面上、約２０〜４０ｍｍ程度までは高速で降下させ、その後は微速（例えば５〜３０ｍｍ／分）で降下させて入水させる。すると、図７（ａ）に示すように浴槽５の耳部５ａ部分が転写フィルム３に押しつけられ、インキ皮膜３ｂを転写させながら水面下に浸入する。このとき、転写フィルム３のＰＶＡからなるフィルム３ａは水に溶け出しており、溶け残った一部がインキ皮膜３ｂと共に浴槽５に被着する。また、インキ皮膜３ｂは浴槽５への転写部分の外側領域が分断され、転写滓となって水面に浮遊するか沈下する。浴槽５の内部に位置するインキ皮膜３ｂは、マスクに転写させられる。

浴槽５の耳部５ａと内面上部５ｂへのインキ皮膜３ｂの転写が終了したら、昇降ユニット２２を上昇させて、浴槽５を引き上げる。その後、水槽２内では、エア吹き出しノズル７によって水面の上流側から下流側に向けてエアを吹き出すことで、転写滓などを下流側に吹き寄せる（図７（ｂ）参照）。
さらに、仕切り板８を水槽２の上流側から下流側に移動させることで、同様に水面や水面下に浮遊する転写滓や残滓などを下流側に押しやり、水槽２から副槽９内に水と共に落下させる（図７（ｃ）参照）。そして、無端状のチェーンによって水槽２の上流側の所定位置に戻る。
昇降ユニット２２によって引き上げられた浴槽５を次工程に搬送し、洗浄工程でフィルム３ａの滓などを除去し、乾燥させ、トップコーティングして光沢させる。
そして、次の浴槽５について同様の工程を繰り返して、インキ皮膜３ｂを転写させる。

このように構成された水圧転写装置１及び水圧転写方法によれば、浴槽５への転写後に、エア吹き出しノズル７を用いて不要な有機溶剤を吹き飛ばすことによって、転写滓の粘着力が増大することを防止する。これにより、仕切り板８で水槽２の水と共に転写滓を副槽９内に押し流すときに、転写滓が仕切り板８に付着することを抑制する。また、エア吹き出しノズル７によって転写滓が下流端２ａ側に吹き寄せられる。したがって、転写滓の排出を容易かつ効率よく行うことができる。以上より、被転写体である浴槽５の転写品質を向上させることができる。

ここで、水槽２から浴槽５を引き上げた後でエア吹き出しノズル７から空気を吹き出すので、転写滓が浴槽５に付着することが回避できる。これによっても、浴槽５の転写品質を向上させることができる。
また、エア吹き出しノズル７による空気の吹き出し角度が、水槽２の水面に対して５°以上３０°以下であるので、吹き出された空気が確実に下流端２ａに至る。したがって、転写後の有機溶剤を確実に吹き飛ばすことができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施例では、被転写体として浴槽を用いたが、本発明の被転写体はこのような物品に限定されることなく、冷蔵庫や洗濯機、エアコンなどの各種大型家庭用電化製品の扉や本体、自動車のドアやボンネットなど、各種の大型物品に適用できる。さらに、携帯電話機の筐体などのような小型物品にも適用できる。
また、上記実施例では、エア吹き出しノズルにコンプレッサを用いて空気を供給したが、高圧ブロワや低圧ブロワであってもよい。
また、エア吹き出しノズルは、図８（ａ）に示すように、先端に噴出する空気の指向性を高めるためのスリットが設けられた構造を有するエア吹き出しノズル４１であってもよく、図８（ｂ）に示すように、先端にスリットが設けられると共に先端を分割した構造を有するエア吹き出しノズル４２であってもよい。また、図９に示すように、先端を絞った構造を有するエア吹き出しノズル４３であってもよい。
さらに、エア吹き出しノズルは、転写フィルムを被転写体に転写して被転写体を引き上げた後で残存フィルムに対して空気を吹き出しているが、被転写体全体を水槽内に水没させた場合など、被転写体によって被転写体の引き上げ前に残存フィルムに対して空気を吹き出してもよい。
また、仕切り板は、水槽の上流側と下流側との間で往復運動するように構成されてもよい。このとき、エア吹き出しノズルを仕切り板と一体的に形成し、エア吹き出しノズルが仕切り板と共に水槽の上流側から下流側まで移動するような構成としてもよい。

本発明の一実施例における水圧転写装置の概略構成図である。 図１の転写フィルムの縦断面図である。 図１の水槽の斜視図である。 図１の水槽上に浴槽を保持する昇降ユニットを示す斜視図である。 図１のエア吹き出しノズルの斜視図である。 本発明の水圧転写方法による水圧転写工程を示す図である。 図６に続く、本発明の水圧転写方法による水圧転写工程を示す図である。 本実施例以外の、本発明を適用可能なエア吹き出しノズルの斜視図である。 同じく、本実施例以外の、本発明を適用可能なエア吹き出しノズルの斜視図である。

符号の説明

１ 水圧転写装置
２ 水槽
３ 転写フィルム
３ａ フィルム（支持体フィルム）
３ｂ インキ皮膜（転写層）
５ 浴槽（被転写体）
７ エア吹き出しノズル（空気吹き出し手段）
８ 仕切り板（押し流し手段）

Claims (5)

1. フィルム上に転写層を有する転写フィルムを水槽の水面に浮かべた状態で、前記転写層が溶解可能な有機溶剤を吹きつけ、被転写体を転写フィルムに押しつけて前記転写層を前記被転写体に転写させるようにした水圧転写方法において、
   前記被転写体を前記転写フィルムに押しつけた後に前記水槽の一端から他端に向けて空気を吹き流してから、前記転写層を前記被転写体に転写させた後の残存フィルムや残存転写層を排出または回収することを特徴とする水圧転写方法。
2. 前記残存フィルムや前記残存転写層を前記水槽の一端から該水槽の外へ押し流す請求項１に記載の水圧転写方法。
3. 前記転写層を前記被転写体に転写させ、該被転写体を水槽から引き上げた後で、該水槽の一端に向けて空気を吹き流す請求項１または２に記載の水圧転写方法。
4. 空気の吹流し角度が、前記水槽の水面に対して５°以上３０°以下である請求項１から３のいずれか１項に記載の水圧転写方法。
5. 水溶性または水膨潤性の樹脂からなるフィルム上に有機溶剤に溶解可能な疎水性の転写層を設けた転写フィルムを水槽の水面に浮かべた状態で、被転写体を前記転写フィルムに押しつけて前記転写層を前記被転写体に転写させるようにして、前記転写層を前記被転写体に転写させた後の残存フィルムや残存転写層を前記水槽の外へ押し流す水圧転写装置において、
   前記水槽の一端に空気を吹き流す空気吹き出し手段と、前記残存フィルムや前記残存転写層を前記水槽の外へ押し流す押し流し手段とを備えることを特徴とする水圧転写装置。
   

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