JP2006123265A - 水圧転写装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 時間が経つにつれて浮遊してくる残存フィルムや残存転写層を排出して被転写体の転写品質を向上させることができる水圧転写装置を提供すること。
【解決手段】 フィルム上に有機溶剤に溶解可能な疎水性のインキ皮膜を設けた転写フィルム３を水槽２の水面に浮かべた状態で、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に転写させる水圧転写装置において、転写フィルム３を水槽２の水面に浮かべる繰り出し機構４と、水槽２の水面に浮遊する転写滓や残滓などを回収する回収機構７とを備え、回収機構７によって水面に浮遊する転写滓や残滓などを回収しながら転写フィルム３を繰り出した後、転写フィルム３を水面に浮かべるようにした。
【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）。
特開平４−４３１００号公報

しかしながら、上記従来の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装置では、水槽内に被転写体を水没させたときに被転写体と共に水中に引き込まれた転写フィルムが微細に飛散して残存フィルムや残存転写層として水中に存在している。この残存フィルムや残存転写層は、時間が経つにつれて支持体フィルムが水中で溶解し、比重が軽くなって水面に浮遊する。これが、水面上に浮かべた転写フィルムに接触することで転写フィルムに欠陥が生じ、被転写体の転写品質に影響を与えるという問題がある。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、時間が経つにつれて浮遊してくる残存フィルムや残存転写層を排出して被転写体の転写品質を向上させることができる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水圧転写装置において、前記転写フィルムを前記水槽の水面に浮かべる繰り出し機構と、前記水槽の水面に浮遊する残存フィルムや残存転写層を回収する回収機構とを備え、該回収機構によって水面に浮遊する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回収しながら前記転写フィルムを繰り出した後、前記転写フィルムを水面に浮かべるようにしたことを特徴とする。

この発明によれば、転写フィルムを繰り出しながら、時間が経つにつれて水面に浮遊してきた残存フィルムや残存転写層を回収することで、水面に転写フィルムを浮かべた後で浮遊する残存フィルムや残存転写層に転写フィルムが接触することによって転写層が欠陥することを防止する。これにより、被転写体の転写品質を向上させることができる。

本発明の水圧転写装置によれば、時間が経つにつれて水面に浮遊してきた残存フィルムや残存転写層を、転写フィルムを水面に浮かべる前に回収することによって、浮遊してきた残存フィルムや残存転写層が転写層を欠陥することが回避できる。これにより、被転写体の転写品質を向上させることができる。

また、本発明の水圧転写装置は、前記繰り出し機構が、前記転写フィルムを前記水槽の一端から他端に向かって繰り出す繰り出し部材と、前記転写フィルムを水面に浸すプッシャとを備えることが好ましい。
この発明によれば、繰り出し部材が転写フィルムを水槽に繰り出してプッシャで繰り出した転写フィルムを水面に浸すことで、転写フィルムを水面に浮かべる。

また、本発明の水圧転写装置は、前記回収機構が、前記水槽の一端から他端に向かって移動可能であるフィルタ部材を備えることが好ましい。
この発明によれば、フィルタ部材が水槽の一端に向かって移動することで水面に浮遊してきた残存フィルムや残存転写層を回収すると共に、水溶性または水膨潤性の樹脂からなるフィルムが溶解するときに生じる気泡の除去や気泡の転写領域外への排除ができる。したがって、残存フィルムや残存転写層の浮遊に伴う転写層の欠陥だけでなく、発生する気泡による転写層の欠陥も回避することができる。

また、本発明の水圧転写装置は、前記繰り出し機構が、前記転写フィルムを前記水槽の一端から他端に向かって繰り出し、前記フィルタ部材が、繰り出される前記転写フィルムよりも繰り出し方向前方を移動するように構成されていることが好ましい。
この発明によれば、転写フィルムを繰り出すと共に水面に浮遊してきた残存フィルムや残存転写層を回収するので、転写フィルムを水面に浮かべる直前に残存フィルムや残存転写層を回収することとなる。したがって、より確実に転写層の欠陥を回避することができる。

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は濾過網の斜視図、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の水面上に浮遊する後述する転写滓や残滓を回収する回収機構７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８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と押し棒（プッシャ）１５とを備えている。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（繰り出し部材）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。

押し棒１５は、繰り出された転写フィルム３の先端部を水面に押し付けるように構成されており、走行架台１２Ａ上の水槽２の幅方向ほぼ中央に設けられている。そして、押し棒１５は、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。

なお、水槽２には、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の滓とを含む残滓が水面または水中に残るため、これらの滓を下流側に押し流して水槽２から副槽８に落下させる仕切り板２５が設けられている（図７（ｂ）参照）。仕切り板２５は、水槽２内に設け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させるように構成されている。

回収機構７は、図１に示すように、水槽２の水面に浮遊する転写滓や残滓などを回収する濾過網（フィルタ部材）３１と、水滴受け皿３２とによって構成されており、それぞれ走行架台１２Ａに設けられている。
濾過網３１は、水槽２の両側端にわたって着脱可能に設けられた箱状部材であって、前面３１Ａが背面３１Ｂよりも低背となっている。そして、濾過網３１は、走行架台１２Ａに設けられた図示しない回転軸の軸回りで回動可能となっており、図示しない空圧シリンダなどによって往工程において前面３１Ａが水面下に位置するようにその最下端が水面下１０ｍｍ〜３０ｍｍまで移動し、復工程において水滴受け皿３２上に位置するように構成されている。また、濾過網３１は、走行架台１２Ａに設けられた図示しない回転軸の軸回りで回動可能となっており、図示しない空圧シリンダなどによって往工程においてその最下端が水面下１０ｍｍ〜３０ｍｍまで移動し、復工程において水滴受け皿３２上に位置するように構成されている。なお、濾過網３１は、１インチ当たりのメッシュ数が２５〜１００のものが用いられている。
水滴受け皿３２は、復工程において濾過網３１に付着している水滴などが落下したときに、この水滴などが水面に落下しないように受け止めるように構成されており、走行架台１２Ａの往復工程において水面と接触しない位置に配置されている。

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。このとき、走行架台１２Ａの空圧シリンダを動作させることで、濾過網３１の最下端を水面下１０ｍｍ〜３０ｍｍに移動させる。そして、下流側に進行している間に水槽２の水面に浮遊する転写滓や残滓などを濾別する。濾別された転写滓や残滓などは、濾過網３１内に収容される。（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。また、空圧シリンダを動作させることで、濾過網３１を水中から引き上げて水滴受け皿３２の上に位置させる（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。

その後、図３に示す走行架台１２Ａを上流端１２ｂに向けて移動させることで、グリッパ１２、押し棒１５、濾過網３１及び水滴受け皿３２を上流端１２ｂに位置させる（図６（ｄ）参照）。このとき、濾過網３１が水滴受け皿３２の上方に位置することで、走行架台１２Ａを上流端２ｂに向けて移動している間に濾過網３１から落下した水滴などが水面に浮かべた転写フィルム３上に落ちない。したがって、転写フィルム３による転写品質が損なわれることを防止する。

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７（ａ）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（ｂ）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、仕切り板２５を水槽２の上流側から下流側に移動させることで、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８内に水と共に落下させる（図７（ｃ）参照）。
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。このとき、濾過網３１を水中に位置させた状態で下流端２ａに向かって移動させることで、仕切り板２５によって副槽８内に落下させることができずに水面に浮遊してきた転写滓や残滓などを濾別する。

このように構成された水圧転写装置１によれば、転写フィルム３を水面に浮かべる前に、時間が経つにつれて水面に浮遊してきた転写滓や残滓などを、濾過網３１が上流端２ｂから下流端２ａに向かって移動することで回収するので、転写滓や残滓などによるインキ皮膜３ｂの欠陥を回避し、浴槽５の転写品質を向上させることができる。また、転写フィルム３を繰り出しながら濾過網３１で水面に浮遊する転写滓などを回収することで、フィルム３ａが溶解するときに生じる気泡を除去したり転写領域外に排除したりすることができる。したがって、より確実にインキ皮膜３ｂの欠陥を回避することができる。
また、濾過網３１を上流端２ｂに向かって移動させるときに、水滴受け皿３２の上方に濾過網３１を位置させることで濾過網３１から落下した水滴などが転写フィルム３上に落ち、インキ皮膜３ｂに欠陥が生じることを回避することができる。
そして、濾過網３１の１インチ当たりのメッシュ数が２５以上１００以下であるので、上流端２ｂから下流端２ａに向かって移動させるときに濾過網３１の水に対する抵抗が大き過ぎず、水面の波立ちを小さくできる。

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、濾過網が走行架台に設けられた回転軸の軸回りで回転可能となるように構成されているが、濾過網が走行架台に対して上下及び前後に移動可能となるように構成されてもよい。
また、濾過網の材質は、不織布、プラスチック、金属などを用いることができる。また、濾過網の内面に例えば不織布などのフィルタ部材を配置してもよい。このようにすることで水面に浮遊する転写滓などを回収した後で、不織布を交換するだけでよいので、転写滓などを容易に廃棄することができる。

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の濾過網の斜視図である。 本発明の水圧転写装置による水圧転写工程を示す図である。 図６に続く、本発明の水圧転写装置による水圧転写工程を示す図である。

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）
４ 繰り出し機構
５ 浴槽（被転写体）
７ 回収機構
１３ 移送テーブル（繰り出し部材）
１５ 押し棒（プッシャ）
３１ 濾過網（フィルタ部材）

Claims (4)

1. 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水圧転写装置において、
   前記転写フィルムを前記水槽の水面に浮かべる繰り出し機構と、前記水槽の水面に浮遊する残存フィルムや残存転写層を回収する回収機構とを備え、
   該回収機構によって水面に浮遊する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回収しながら前記転写フィルムを繰り出した後、前記転写フィルムを水面に浮かべるようにしたことを特徴とする水圧転写装置。
2. 前記繰り出し機構が、前記転写フィルムを前記水槽の一端から他端に向かって繰り出す繰り出し部材と、前記転写フィルムを水面に浸すプッシャとを備える請求項１に記載の水圧転写装置。
3. 前記回収機構が、前記水槽の一端から他端に向かって移動可能であるフィルタ部材を備える請求項１または２に記載の水圧転写装置。
4. 前記繰り出し機構が、前記転写フィルムを前記水槽の一端から他端に向かって繰り出し、
   前記フィルタ部材が、繰り出される前記転写フィルムよりも繰り出し方向前方を移動するように構成されている請求項３に記載の水圧転写装置。
   

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