JP2008195068A - ステアリングホイールに模様を転写する転写装置 - Google Patents

Abstract

【課題】立体曲面をなすステアリングホイールの広い面積にシワができないように綺麗な模様を転写する。
【解決手段】転写装置は、基材シート２１の表面に離型層２２を介してインク層２４を設けてなる転写用シート２をステアリングホイール１の表面に配置し、この転写用シート２のステアリングホイール１と対向する裏面側の圧力をその反対側の表面側の圧力よりも低くして、転写用シート２をステアリングホイール１の表面に密着する状態で加熱して転写用シート２のインクをステアリングホイール１に転写する。転写装置は、ステアリングホイール１に沿う細長い帯状であって、ステアリングホイール１の横断面における全周をカバーできる幅を有する転写用シート２をステアリングホイール１に配設する状態で、転写用シート２の裏面側の空気を吸入開口１２から排気して、転写用シート２をステアリングホイール１の表面に密着させる状態で加熱してインクを転写する。
【選択図】図４

Description

本発明は、真空成形法において、転写用シートの模様を、自動車、ヨット、クルーザー等のステアリングホイールの表面に転写する装置に関する。

高級車には、木製のステアリングホイールが使用される。木製のステアリングホイールは、高級な木材を円形に加工して内部に金属製の芯材を埋設している。この構造のステアリングホイールは、天然木に独特の美しい木目柄の模様を表面に装飾する。天然木として、メープルやウォールナットを使用している。これ等の天然木は、美しい木目柄のものとそうでないものとがある。極めて美しい木目柄である一級品の天然木を使用して製作されるステアリングホイールと、三級品の天然木を使用して製作されるステアリングホイールでは、製造工程は同じであっても、ステアリングホイールとしての商品価値は著しく異なる。三級品の天然木を使用して、一級品のステアリングホイールとするために、天然木の表面に、インクで美しい木目柄を表示する方法が提案されている。

この方法を実現するための転写方法として、転写用シートを使用してステアリングホイール表面に木目柄を付着する真空成形法と、水圧転写法で模様を付着する方法（特許文献１参照）とが開発されている。

従来の真空成形法は、真空成形温度の６０〜８０℃に加温されて良く伸びて立体曲面に沿う転写用シートの基材シートとして、塩化ビニル系樹脂やポリオレフイン系樹脂、ポリエステル系樹脂シートを使用する。この転写用シートを使用して、例えばステアリングホイールに模様を転写すると、この転写用シートを使用してステアリングホイールに模様を転写するとき、転写用シートを円形ステアリングホイールの全周には密着できず、表面側と裏面の一部までにしか模様を転写できない。さらに、従来の転写用シートは、ステアリングホイールに広い面積で接触させると、ステアリングホイールの裏面でシワがきて、綺麗な模様に転写できない。このため、ステアリングホイールの円柱状の全周３６０度に切れ目無く木目模様を転写できない。シワができる状態で転写用シートをステアリングホイールに付着させると、シワの部分で木目柄を綺麗に付着できなくなる。

水圧転写法は、水面にインクを木目柄に浮かせてこれをステアリングホイール表面に付着させる。この方法は、転写フィルムのようにシワによる模様の品質低下がない。ただ、この方法もステアリングホイールの表面に綺麗に木目柄を付着するのは極めて難しい。また、転写用シートと同じように、ステアリングホイール表面に薄膜の木目柄を付着するので、スクリーンメッシュがあって天然木と同じ模様にはできない。このため、この方法によっても高級なステアリングホイールを製作できない。さらに、この方法は、転写フィルムよりも木目柄を安定して付着するのが難しく、剥がれないように綺麗に木目柄を転写するのが難しい。このため、能率よく高級なステアリングホイールを安価に量産できない欠点がある。

さらにまた、水圧転写法の最大の欠点は、転写環境に水を使用するので、水濡れを嫌う素材には使用できない。たとえば、木材の表面に模様を水圧転写すると木材が吸湿して綺麗な模様にできない欠点がある。

本出願人は、このような欠点を解消する方法を開発した（特願２００５−１１５０９１号）。この転写方法は、ステアリングホイールの表面に転写用シートを配置し、転写用シートがステアリングホイールと対向する裏面側の圧力を反対側の圧力より低くして、転写用シートを被転写体の表面に密着させて、転写用シートのインクを被転写体に転写する。転写用シートは、破断時伸度が常温で６００％以上、かつ弾性回復率が１０％以下とするウレタン系基材シートの表面に離型層を介してインク層を設けたものである。この転写方法は、この転写用シートを被転写体の表面に密着する状態で加熱し、インクドットを溶融、拡大してインクドットの間隔を減少させながら被転写体に模様を転写する。
特願２００５-１１５０９１号

この転写方法は、ステアリングホイールの全周に模様を転写するのが難しく、また、模様のつなぎ合わせ面の近傍における模様の歪が大きく、境界部分で伸び模様が不自然な形状となる欠点があった。さらに、以上の転写方法は、ステアリングホイールの長手方向の全周に模様を転写するのが難しく、また転写用シートの無駄が多く転写用シートのコストが高くなる欠点があった。

本発明の目的は、簡単にステアリングホイールの横方向の全周に模様を転写できると共に、模様のつなぎ合わせ面の近傍における模様の歪が少なく、境界部分で模様を自然な形状にでき、さらに、ステアリングホイールの長手方向の全周に長く模様を転写することができ、しかも、転写用シートを有効に無駄なく使用して転写用シートのコストを低減でき、さらに転写用シートの伸縮差による模様の濃淡を少なくして模様を綺麗に転写できる転写装置を提供することにある。

本発明は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
本発明の請求項１に記載しているステアリングホイールに模様を転写する転写装置は、基材シート２１の表面に離型層２２を介してインク層２４を設けてなる転写用シート２をステアリングホイール１の表面に配置し、この転写用シート２のステアリングホイール１と対向する裏面側の圧力をその反対側の表面側の圧力よりも低くして、転写用シート２をステアリングホイール１の表面に密着し、密着状態で加熱して転写用シート２のインクをステアリングホイール１に転写する。さらに、本発明の転写装置は、ステアリングホイール１に沿う細長い帯状であって、ステアリングホイール１の横断面における全周をカバーできる幅を有する転写用シート２をステアリングホイール１に配設する状態で、転写用シート２の裏面側の空気を排気する吸入開口１２を有し、この吸入開口１２から排気して、転写用シート２をステアリングホイール１の表面に密着し、密着状態で加熱してインクを転写するように構成している。

本発明のステアリングホイールに模様を転写する転写装置は、転写用シート２の裏面側を負圧とする吸入開口１２の位置を、ステアリングホイール１の背面側から中心側に移動する位置とすることができる。

さらに、本発明のステアリングホイールに模様を転写する転写装置は、吸入開口１２をスリットとすることができる。

さらに、本発明の転写装置は、破断時伸度を３０％以上として弾性回復率を１０％以下とする熱可塑性エラストマー、又はゴムなどのエラストマーのシートであるエラストマー基材シート２１の表面に、離型層２２を介してインク層２４を設けた転写用シート２をステアリングホイール１の表面に密着することができる。

本明細書において、転写用シートの破断時伸度は、幅１５ｍｍ、長さ（チャック間距離）１００ｍｍの転写用シートを５００ｍｍ／ｍｉｎの速度で伸長してこれが破断を開始するときの伸びた長さの基準長に対する比率を意味する。仮に、破断時伸度が３０％の転写用シートは、伸びた長さが基準長の０．３倍となるので、全体の長さが１．３倍になるまで伸長されると破断する。

また、本明細書において、弾性回復率は、以下の式で測定される値を意味する。
ただし、測定に使用する転写用シートの寸法は、幅１５ｍｍ、長さ（チャック間距離）１００ｍｍとする。
弾性回復率（％）＝〔（ｌ−ｌ０）／ｌ０〕×１００
この式において、ｌ０は初期の長さ、ｌは室温下で転写用シートを５００ｍｍ／ｍｉｎの速度で、破断を開始する限界長さの９０％（破断伸度が３０％の場合は、全長が基準長の１．３×０．９倍となる長さ）まで伸長し、その後、５００ｍｍ／ｍｉｎの速度で収縮させて歪みを解放した時の長さである。
この定義から、弾性回復率の数値が小さいほど、弾性回復性に優れている。すなわち、弾性回復率の小さい転写用シートは、引っ張って長く伸長した後、伸長しない状態とすると元の長さに近い値まで収縮できるシートとなる。

本発明の転写装置は、転写用シート２を弾性的に伸長させる状態でステアリングホイール１の外周に沿って配設し、裏面側と表面側の圧力差で、ステアリングホイール１の全周をカバーするようにステアリングホイール１の表面に密着させ、この状態で転写する温度に加熱して、インク層２４を転写して、ステアリングホイール１に模様を転写することができる。

さらに、本発明の転写装置は、転写用シート２を、５〜３０％伸長させる状態でステアリングホイール１の外周に沿って配設し、裏面側と表面側の圧力差で、ステアリングホイール１の全周をカバーするようにステアリングホイール１の表面に密着させ、この状態で転写する温度に加熱して、インク層２４を転写して、ステアリングホイール１に模様を転写することができる。

さらに、本発明の転写装置は、ステアリングホイール１の表面に密着する転写用シート２を、８０〜１２０℃に加熱して、転写用シート２に設けたインクドット２４Ａを熱溶融して転写面積を拡開し、ドット間隙間２４Ｂを減少することができる。

また、本発明の転写装置は、熱可塑性エラストマー、又はゴムなどのエラストマーのシートを基材シート２１とする転写用シート２を使用することができる。

また、本発明の転写装置は、基材シート２１に、オフセット印刷またはグラビア印刷のインク層２４を設けている転写用シート２を使用することができる。

さらにまた、本発明の転写装置は、転写用シート２として、エラストマー基材シート２１の溶融温度よりも低い温度に加熱されて転写されるインクドット２４Ａからなる模様のインク層２４を有するシートを使用することができる。

写転用シートは、ステアリングホイール１の表面に圧力差で密着されて、離型層２２を介して表面に設けているインク層２４をステアリングホイール１の表面に転写する。この転写用シートは、破断時伸度が１３０％以上であって弾性回復率が１０％以下であるエラストマー基材シート２１の表面に、インクドット２４Ａからなる模様のインク層２４を、離型層２２を介して設けているものが使用できる。さらに、転写用シートは、ステアリングホイール１に沿う細長い形状であって、ステアリングホイール１の全周をカバーできる幅を有するシートとしている。この転写用シートは、ステアリングホイール１に沿って配設され、裏面側と表面側の圧力差で、ステアリングホイール１の全周をカバーするようにステアリングホイール１の表面に密着される。さらに、密着状態で加熱されて、インクドット２４Ａからなるインク層２４がステアリングホイール１に転写されて、ステアリングホイール１に模様を転写する。

転写用シートは、インク層２４のインクドット２４Ａを、エラストマー基材シート２１の溶融温度よりも低い温度に加熱されて転写されるインクドット２４Ａとすることができる。

転写用シートは、好ましくは、幅を８ｃｍ以上であって、２０ｃｍ以下とする細長い帯状とする。８ｃｍよりも狭い幅の転写用シートは、ステアリングホイールの全周に密着させるのが難しくなる。また、２０ｃｍよりも幅の広い転写用シートは、ステアリングホイールに密着させない面積が大きくなって、利用効率が低下する。幅を８ｃｍ以上２０ｃｍ以下とする転写用シート２は、ステアリングホイール１の外周に沿って配置され、裏面側と表面側の圧力差でステアリングホイール１の全周に密着される。

転写用シートは、８０〜１２０℃に加熱される状態でインク層２４のインクドット２４Ａを熱溶融させて、転写面積を拡開させて、ドット間隙間２４Ｂを減少することができる。

また、転写用シートは、熱可塑性エラストマー、又はゴムなどのエラストマーのシートを基材シート２１とすることができる。

さらにまた、転写用シート２は、基材シート２１にオフセット印刷またはグラビア印刷しているインクドット２４Ａのインク層２４を設けることができる。

本発明は、立体曲面をなすステアリングホイールの広い面積にもシワができないように綺麗な模様を転写できる特長がある。それは、本発明が、基材シートの表面に、加熱すると転写される模様を設けたインク層を設けた転写用シートをステアリングホイールの表面に密着する状態で加熱して、ステアリングホイールに模様を転写しているからである。

また、本発明は、模様のつなぎ合わせ面の近傍における模様の歪が少なく、模様のつながりが自然にできる。たとえば、模様を木目模様とする場合は、１本の木を曲げて加工したような天然木と識別できないほどの高級感、本物感を出すことが可能になる。また、ステアリングホイールの裏面における模様の伸びが水圧転写に較べて小さく、柄の伸びによるインク薄れができないため、つなぎ目を極めて綺麗に仕上げることができる。さらに、従来の水圧転写では、模様のつなぎ面が必ず転写正面の反対側にできるが、本発明は、模様のつなぎ位置を自由に設定でき、外観上目立ちぬくい位置に設定できるため、デザインの自由度が向上する。

また、本発明は、従来の水圧転写法、メンブレン式真空成形法、インモールドコーティング法などに比較して、小さい転写用シートでステアリングホイールに模様を転写できる。従来の水圧転写法に使用される転写用シートは、ステアリングホイールの外形よりより大きなシートを必要とするが、本発明は、細長い転写用シートをステアリングホイールに沿って配設して模様を転写するので、転写用シートを小さくして、シート量を節約できる。

また、本発明は、立体曲面を有するステアリングホイールや大きな凹凸のステアリングホイールであっても、局部的に伸延させて表面に密着させると共に、ステアリングホイールの裏面のように収縮させる部分においては、シートを収縮させてシワになるのを防止しながら密着できる。したがって、本発明では、複雑な立体曲面や絞りのあるステアリングホイールであっても、その表裏の面に転写用シートをシワにならないように密着させて、広い面積にわたって切れ目無く綺麗な模様を転写できる。このように、立体曲面のステアリングホイールの広い面積に一度に転写できる本発明の転写方法と転写用シートは、転写にかかるコストを低減して、美しい模様を能率よく安価に多量生産できる特長が実現できる。

また、本発明は、転写環境として水を使用しないので、シワの発生を防止して、シワのない綺麗な模様を転写できると共に、水に弱い吸湿性素材の表面にも綺麗に転写できる特長がある。

さらにまた、従来の水圧転写法、メンプレン式真空成形法、インモールドコーティング法などでは、エアーだまりやしわができると補修不可能であったが、本発明では、ステアリングホイールから基材シートを剥がしてインク層だけを転写できるので、従来では行えなかった不良部分だけの部分転写による補修が可能になり、仕上がりを綺麗にしながら、補修にかかるコストを低減できる特長がある。

さらにまた、本発明では、ステアリングホイールの表面に模様を転写するので、その表面が透明シート等で被覆されることがなく、必要であれば、転写後に筆等でインクを塗布して補修することができ、複雑曲面のしわなども簡単に補修できる特長もある。

さらにまた、本発明は転写用シートの利用効率を高くして製造コストを低減できる特徴がある。それは、転写用シートをステアリングホイールに沿う細長い形状としているからである。この転写用シートは、ステアリングホイールの外形よりも大きなシート状とする必要がなく、ステアリングホイールに沿ってＵ曲するように密着させて全周をカバーできる。このため、無駄が少なく、製造コストを低減できる。

また、本発明は、転写用シートをＵ曲してステアリングホイールの表面に密着できるので、ステアリングホイールの部分による転写用シートの伸縮差を少なくできる。このため、伸縮差で発生する模様の濃淡を少なくできる。

さらに本発明は、ステアリングホイールの全周に密着させて、模様が転写されない非転写面積を極減できる特徴がある。それは、転写用シートをＵ曲してステアリングホイールの表面に密着させるからである。また、転写用シートをＵ曲してステアリングホイールに密着させるために、転写用シートの裏面側を負圧とする空気の吸入開口の位置を、ステアリングホイールの背面側から中心側に移動させて、最適位置に移動できることも、非転写面積を極減することに効果がある。

さらに、本発明は、転写用シートを裏面側と表面側の圧力差で、ステアリングホイールの全周をカバーするようにステアリングホイールの表面に密着させ、この状態で加熱して、インク層を転写して、ステアリングホイールに模様を転写するので、綺麗な模様を実現し、高級感、本物感を出すことができる。

さらにまた、本発明の請求項２の転写装置は、転写用シートの裏面側を負圧とする吸入開口の位置を、ステアリングホイールの背面側から中心側に移動された位置とするので、非転写面積を極減することができる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための転写装置を例示するものであって、本発明は転写装置を以下のものに特定しない。

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

本発明者は、先に図１ないし図３に示す転写装置を開発した。この転写装置は、転写用シート２を裏面側と表面側の圧力差を利用してステアリングホイール１の表面に密着させる。この装置は、図１に示すように、ステアリングホイール１の上方に転写用シート２を配設し、これを図２に示すように圧力差でステアリングホイール１に密着させる。この転写用シート２は、ステアリングホイール１の外形よりも大きくする必要がある。このため、転写用シートが大きくなって高価になる。また、この転写用シートには大きいものを使用するが、中央部をステアリングホイールに密着させずに廃棄するので、有効に利用できる範囲が少なく、転写用シートの利用効率が悪くなる。

また、図２に示すように、ステアリングホイール１の上面に転写用シート２を配設して圧力差で密着させる装置は、転写用シート２の伸縮がステアリングホイール１の表面で部分的に異なる。転写用シートは大きく伸長させる部分ではインク層を転写して設けられる模様の薄い色となり、伸縮の少ない部分では模様の色が濃くなって濃淡ができる。また、転写用シートをステアリングホイールの全周に密着させるのに高度な技術を要し、ステアリングホイールにインク層の転写されない部分を目だたない程度に小さくするのが難しい。

図４ないし図６の転写装置は、さらに改良した装置であって、これ等の転写装置が、ステアリングホイール１の表面に木目模様等を転写する具体例を以下に示す。ただ、図４ないし図６に示す装置と、図１ないし図３に示す装置において、同じ番号を付している部材は、同じ働きをして転写用シートをステアリングホイールに転写する。

図のステアリングホイール１は、細長い円柱をリング状に連結してなる円形リング３１と、この円形リング３１に連結しているスポーク３２と、このスポーク３２を介して中心に連結しているボス３３を備える。ステアリングホイール１は、円形リング３１の全周、すなわち円形リング３１の断面の３６０度に木目等の模様転写するのは極めて難しい。図４ないし図６において、ステアリングホイール１は、下縁部分の転写が難しい。全周に転写用シート２を密着させるのが難しいからである。ステアリングホイール１の全周に模様を転写できる方法は、極めて複雑な立体曲面のステアリングホイールに美しい模様を転写できる。すなわち、本発明は、転写が最も難しい立体曲面のステアリングホイール１に模様を綺麗に転写できる。

図４ないし図６に示す転写装置は、転写用シート２の裏面側を真空に減圧する。裏面側の圧力が低下した転写用シート２は、大気圧である表面側の圧力で押圧されて、ステアリングホイール１の表面に密着される。これ等の図は、真空成形法で転写用シート２をステアリングホイール１の表面に転写する。

以上の転写装置は、ステアリングホイール１をセットするセット台３と、このセット台３を内部に配置している本体ケース４と、この本体ケース４のセット台３にセットする転写用シート２で気密チャンバを設ける蓋ケース５と、本体ケース４の気密チャンバ内を減圧する真空ポンプ６と、セット台３にセットしている転写用シート２を加熱する加熱ランプ７と、気密チャンバを開閉する開閉機構８とを備える。

セット台３は、ステアリングホイール１を脱着できるように水平な姿勢でセットする。図のセット台３は、ステアリングホイール１の中心のボス３３をネジ止めして固定している。このボス３３は、円形リング３１の内側に保護カバー３４を設けている。保護カバー３４は、外径をステアリングホイール１の内形よりも小さい円盤状として、ステアリングホイール１のボス３３とスポーク３２の中心部分をカバーしている。この保護カバー３４は、ステアリングホイール１の内側に、転写用シート２が無理に吸い込まれて破損するのを防止する。

図のセット台３は、上下機構９を介して本体ケース４に連結している。上下機構９は、セット台３を上下に往復運動させる。図のセット台３は中心に上下軸１０を固定し、この上下軸１０を上下方向に往復運動できるように本体ケース４に連結している。さらに、この上下軸１０は、下端にシリンダー等の往復運動機構１１を連結している。往復運動機構１１は、上下軸１０を介してセット台３を上下に往復運動させて、転写用シート２をより広い面積でステアリングホイール１に密着させる。

本体ケース４は、上方を開口する箱形で、周囲に周壁４Ａを突出して設けている。周壁４Ａは上面を転写用シート２の密着面としている。この本体ケース４は、周壁４Ａ上面の密着面に転写用シート２を隙間なく密着させて、周壁４Ａと転写用シート２とで囲まれる内側を気密チャンバとしている。さらに、本体ケース４は、気密チャンバの空気を排気して減圧するために、ステアリングホイール１の円形リング３１の下縁から内側に遍在する位置に沿って吸入開口１２を設けている。吸入開口１２は真空ポンプ６に連結される。図の本体ケース４は、ステアリングホイール１の円形リング３１の下面と内周面との間に沿う形状のスリット状としている。

蓋ケース５は、下方を開口している箱形で、周囲には下方に突出して凸条５Ａを設けている。凸条５Ａは、その下面を本体ケース４の周壁４Ａの上面に密着する。したがって、蓋ケース５の凸条５Ａと本体ケース４の周壁４Ａは、同じ平面形状として、蓋ケース５で本体ケース４の開口部を気密に密閉する。凸条５Ａは、その下面を、周壁４Ａの密着面に沿う平滑な平面としている。

さらに、図の蓋ケース５は、天板５Ｂの内面に、転写用シート２を加熱する加熱ランプ７を固定している。加熱ランプ７は、転写用シート２に上面から赤外線を放射して、転写用シート２を短時間で設定温度に加熱する。

蓋ケース５は、開閉機構８を連結している。図の開閉機構８は、図４に示すように蓋ケース５を上昇させて、蓋ケース５の凸条５Ａと本体ケース４の周壁４Ａを離して開口する。この状態で、ステアリングホイール１がセット台３に脱着され、また転写用シート２がセットされる。蓋ケース５を降下させて、転写用シート２をステアリングホイール１に密着して転写する。降下した蓋ケース５は、本体ケース４の開口部を閉塞して、気密チャンバを密着する。

以上の転写装置は、図４ないし図６に示すようにして、以下の工程で転写用シート２の模様をステアリングホイール１に転写する。
(1) 図４に示すように、開閉機構８が蓋ケース５を上昇して、凸条５Ａを周壁４Ａから離して本体ケース４の上方開口部を開口する。
(2) セット台３にステアリングホイール１がセットされる。図のステアリングホイール１は、ボス３３をネジ止して、セット台３にセットされる。このとき、セット台３は上昇位置にある。
(3) 図７に示すように、転写用シート２が、ステアリングホイール１の外周に沿ってＵ曲される状態でセットされる。

(4) その後、開閉機構８が蓋ケース５を降下させる。降下する蓋ケース５は、凸条５Ａを周壁４Ａに密着させて、本体ケース４の内部を密閉された気密チャンバとし、気密チャンバ内にステアリングホイール１を配設する。
(5) 真空ポンプ６が気密チャンバ内の空気を排気する。気密チャンバが減圧されると、図５に示すように、転写用シート２がステアリングホイール１の表面に沿って密着される。
(6) 加熱ランプ７で転写用シート２を加熱すると共に、蓋ケース５の内部に加熱されたホットエアーを供給する。加熱された転写用シート２はより柔軟で伸長しやすくなり、ステアリングホイール１の表面に広い面積で密着される。さらに、図６に示すように、セット台３を上下に往復運動させて、転写用シート２をステアリングホイール１の下面まで密着させる。この状態で、真空ポンプ６はさらに気密チャンバの空気を排気する。気密チャンバが減圧される状態で、セット台３が上下に移動されて、加熱された転写用シート２はステアリングホイール１の全周に密着される。この状態でステアリングホイール１に密着される転写用シート２は、非転写部が極減されて、全周に密着される。
(7) 加熱状態にある転写用シート２は、ステアリングホイール１の全周に密着されて、表面の模様をステアリングホイール１の表面に転写する。転写用シート２は、図８に示すように、加熱されて熱溶融するインクドット模様のインク層２４を設けている。この転写用シート２は、加熱状態でステアリングホイール１の表面に押圧して密着させるので、図９に示すように、インクドット２４Ａが溶融、拡大して、ドット間隙間２４Ｂを減少する状態でステアリングホイール１に模様を転写する。ただし、転写用シートは、加熱されてインクドットを溶融することなくステアリングホイールに転写できるもの、たとえば、熱賦活性のある接着剤からなるインクドットのものも使用できる。
(8) 模様が転写された後、真空ポンプ６の運転を停止して気密チャンバを大気圧とする。この状態になると、転写用シート２はステアリングホイール１に密着しなくなる。この状態で、セット台３が上昇され、また開閉機構８が蓋ケース５を上昇して、蓋ケース５を本体ケース４から離して、本体ケース４の上を開口する。
(9) 模様を転写した転写用シート２を除去して、ステアリングホイール１をセット台３から外して、本体ケース４から取り出す。

以上の用途に使用される転写用シート２の拡大断面図を図８に示す。この図の転写用シート２は、図において上から順番に、基材シート２１／離型層２２／インク受容層２３／インク層２４（インクドット２４Ａ）／接着剤層２５を積層して設けている。

転写用シート２は、ステアリングホイール１に沿う細長い形状であって、ステアリングホイール１の全周をカバーできる幅を有する。この転写用シート２は、たとえば幅を８ｃｍ以上であって２０ｃｍ以下とする細長い帯状としている。転写用シート２の幅は、ステアリングホイール１の全周をカバーできる幅とする。転写用シートは、幅が狭すぎるとステアリングホイールの全周をカバーできなくなる。反対に広すぎると、ステアリングホイールの表面カバーに使用されない割合が多くなり、すなわち無駄な部分が多くなって製造コストが高くなる。

転写用シート２は、ステアリングホイール１の転写部分の全長よりも多少長く裁断されている。たとえば、図７に示すステアリングホイール１は、上下の２カ所に分離して木目模様などを転写する転写部３０を設けてる。このステアリングホイール１は、２枚の転写用シート２を転写部３０にセットして、転写用シート２の模様を転写部３０に転写する。このステアリングホイール１は、転写部３０の全長よりも多少長く裁断された転写用シート２をその外側にＵ曲してセットする。セットされた転写用シート２は、両端部をクリップ等の仮止具３５でステアリングホイール１に仮止めする。仮止具３５は、転写部３０の両端で転写用シート２をステアリングホイール１に仮止めする。

基材シート２１の素材は、熱可塑性エラストマー、又はゴムなどのエラストマー等のシートであって、転写時の加熱で溶融せず、破断時伸度が常温で１３０％以上で、かつ弾性回復率が１０％以下とするものである。基材シート２１には、好ましくは日本マタイ株式会社製の「エスマーＵＲＳ」を使用する。この基材シート２１は、転写時の加熱で溶融せず、常温で真空成形される際、局部的な伸延に対して、耐屈曲性や引き裂き性に優れた特性がある。

基材シート２１の破断時伸度を３０％以上とするのは、破断時伸度がこれより小さいと、大きな凹凸のステアリングホイール１のように、裏まで全周に転写できないからである。また、基材シート２１は、単に破断時伸度が大きいのみのものは使用できない。それは、凹凸のあるステアリングホイール１は、伸長する部分では充分に延びてステアリングホイール１に密着するが、たとえばステアリングホイール１の裏面のように収縮させる部分では収縮しないで、シワになって、綺麗な模様を転写できないからである。したがって、転写用シート２は、破断時伸度のみでなく、弾性回復率を１０％以下とすることも大切である。基材シート２１は、破断時伸度と弾性回復率を前述の範囲とするものであれば、必ずしも前述の素材とする必要はなく、転写時の加熱で溶融せず、破断時伸度が常温で３０％以上で、かつ弾性回復率が１０％以下とする他のプラスチックシートも使用できる。

離型層２２は、転写用シート２をステアリングホイール１に密着させる状態で加熱されて、インク層２４をステアリングホイール１の表面に転写する層であって、加熱されてインク層２４を離型する層である。この層には、シリコン系樹脂あるいはワックス系樹脂が使用される。

インク層２４は、６色以上のインクドット２４Ａでカラーの模様を表現している。ただし、インク層は、５色以下のインクドット２４Ａのカラー模様とすることもできる。インクドット２４Ａでカラー模様を表現するインク層２４は、コンピュータ処理した文様データで６色以上のアルミ板製特殊刷り版を作り、定寸カット専用シート上に厚乗せ可能エポキシ系インクで６色以上のフルカラーオフセット印刷して解像度の高い微細な仕上が得られる枚葉印刷して設けられる。ただ、インク層２４は、オフセット印刷に代わって、グラビア印刷、スクリーン印刷して、あるいはインクジェットプリンターで設けることもできる。このインク層２４は、各々のカラーのインクドット２４Ａを独立して特定の配列で基材シート２１に塗布して、カラー模様とする。したがって、インクドット２４Ａの間に、ドットの付着されないドット間隙間２４Ｂができる。スクリーン印刷されたインク層２４は、カラードットをスクリーンメッシュに配列するので、スクリーンメッシュの間にドット間隙間２４Ｂができる。ドット間隙間２４Ｂのあるインク層２４は、転写用シート２を伸長しても模様に亀裂や割れが発生しない。ドット間隙間２４Ｂが延びて広くなるからである。また、仮に微細なインクドット２４Ａに亀裂や割れが発生しても、これが模様の品質を低下することがない。インク層２４のインクドット２４Ａが微細なために、インクドット２４Ａの集合として模様を表現するからである。

ただ、インクドット２４Ａからなるインク層２４がステアリングホイール１の表面に転写されると、光の方向や反射の状態によっては、スクリーンメッシュが見えるのを解消できない。スクリーンメッシュが見えると、たとえば天然木の木目模様が、印刷による人工的な処理模様であることがわかって、品質が著しく低下する。

この欠点を解消するために、インク層２４は、エラストマー基材シート２１の溶融温度よりも低い温度、たとえば８０〜１２０℃に加熱されると、インク表層が熱溶融するインクドット２４Ａで模様を設けている。このインク層２４は、転写時に加熱されて、インクドット２４Ａが溶融する。溶融するインクドット２４Ａは、転写時の押圧力で押しつぶされて面積が大きくなる。拡大したインクドット２４Ａは、インクのないドット間隙間２４Ｂを埋める。この状態で転写されたカラー模様は、スクリーンメッシュ等のドット間隙間２４Ｂが目だたなくなる。この事によって、高級感を出すことが可能になる。

インク層２４は、真空成形法で転写用シート２をステアリングホイール１の表面に密着して転写される。インク層２４の転写は、破断時伸度の大きい基材シート２１を、転写前に加熱軟化させることなく、図５に示すように真空ポンプ６で減圧して、立体曲面のステアリングホイール１の表面に被覆させる。この状態で、転写用シート２は、円形リング３１全周を被覆せず、約２４０度程度まで被覆する。その後、ホットエアーを供給すると共に、加熱ランプ７で赤外線を照射する。この状態で、ステアリングホイール１と転写用シート２は急速に加熱され、基材シート２１の伸延度が上昇される。伸びやすくなった基材シート２１は、ホットエアーと真空ポンプ６の減圧力の差圧により、ステアリングホイール１のより広い面積に密着する。さらにこの状態で、伸びた転写用シート２は弾性回復力により、元に戻ろうとしてステアリングホイール１の下部に沿う部分で収縮する。したがって、転写用シート２は、ステアリングホイール１の下部の裏面まで、しわがよることなく密着される。ホットエアーと加熱ランプ７で加熱されて、インク層２４の表面に、あるいはステアリングホイール１の表面に設けている接着剤層２５が接着力を発現し、インク層２４をステアリングホイール１に接着する。その後、冷却してステアリングホイール１から基材シート２１を剥がせばインク層２４だけが転写される。このように転写用シート２の基材シート２１に常温での伸度が高く、かつ弾性回復性が高い基材シート２１を使用することで、立体曲面の表から裏面まで全面にわたってしわや亀裂を起こさずに転写用シート２のインク層２４のインクドット２４Ａによる絵柄を転写できる。

また、ステアリングホイール１に転写されるインクドット２４Ａは、転写されてドット間隙間２４Ｂを減少し、スクリーンメッシュ等が目だたなくなる。このため、ステアリングホイール１の表面に転写されたカラーの木目模様は、インクドット２４Ａのドット間隙間２４Ｂが見えなくなって、本物の木目模様と見間違う高品質な仕上がりとなる。さらに、ステアリングホイール１の表面にインクドット２４Ａによる模様を転写しており、その表面を透明シート等で被覆しないので、必要であれば、転写後に筆等でインクを塗布して補修することもできる。このため、複雑曲面のしわなども補修可能となり、更に水圧転写では不可能な凹部や複雑な入り込みも転写できる特徴がある。

接着剤層２５は、インク層２４の表面に設けているが、ステアリングホイール１の表面に塗布して設けることもできる。接着剤層２５は、加熱されて接着力を発現してインク層２４をステアリングホイール１の表面に付着する。したがって、この接着剤層２５には、例えば熱賦括型のアクリル系接着剤やエポキシ系接着剤、ホットメルト系接着剤が使用される。

以上の転写用シート２は、エンボス加工面のような凸凹面でもきれいに密着、転写できる。また、転写用シート２は、真空ポンプ６を運転して、下面を減圧する圧力差のみで、ステアリングホイール１のほぼ全面に密着できるが、ホットエアーや加熱ランプ７で加熱して、基材シート２１の伸延度をさらに上昇して、ステアリングホイール１の全面に密着できる。加熱時間を保持することによって、接着剤層２５の接着力を発現できる。その後、冷却し、ステアリングホイール１から転写基材シート２１を剥がせばインク層２４だけを転写できる。

以下の工程で、ステアリングホイール１に木目模様を転写する。
基材シート２１（エスマーＵＲＳ：日本マタイ株式会社製、厚さ５０μｍ、破断時伸度６８０％、弾性回復率１０％）の表面に、離型層２２及びインク受容層２３をロールコ一タでコーティングする。この基材シート２１を定寸にカットし、コンピュータ処理した木目文様データで６色のアルミ板製刷り版を作り、上に厚乗せ可能インクで６色のフルカラーオフセット印刷を行ってインク層２４を設ける。インク層２４を設けた転写用シート２を１０ｃｍ幅に裁断する。

ステアリングホイール１として、ウレタン発砲成型品のステアリングホイール１を使用する。あらかじめ、ポリウレタン系エマルジョン接着剤（三木理研製、Ｅ−０５−０３９）をスプレーコーティングして設ける。

図４に示すように、ステアリングホイール１をセット台３の定位置にセットした後、吸入開口１２がステアリングホイール１の背面となるように、吸引用カバー治具をセットする。その後、転写用シート２を、そのインク層２４をステアリングホイール１に向けて、ステアリングホイール１の外周に沿ってセットする。転写用シート２は、ステアリングホイール１に沿う細長い形状であって、転写するステアリングホイール１の転写部分をカバーする幅を有する。転写用シート２は、幅を１０ｃｍとする細長い帯状で、長さをステアリングホイール１の転写部分の全長より長く裁断している。この転写用シート２は、約１０％伸びるようにテンションをかけながら、ステアリングホイール１の外側にＵ曲して巻き付けられる。巻き付けられた転写用シート２は、両端部をクリップ等の仮止具３５でステアリングホイール１にセットされる。クリップは転写部分の外側で転写用シート２をステアリングホイール１に仮止めする。

その後、図５に示すように、蓋ケース５を降下させた後、真空ポンプ６で気密チャンバの空気を排気する。空気は、吸引用カバー治具を介して排気される。吸引用カバー治具は、ステアリングホイール１の形状に合わせたスリットの吸入開口１２を有し、この吸入開口１２から空気を排気する。テンションをかけて、弾性的に伸長している転写用シート２は、弾性回復力で復元しようとする力と、減圧力の両方で、ステアリングホイール１の裏面まで密着する。この状態において、気密チャンバは、真空度を約６０トールとして排気される。この状態で、転写用シート２は、図５に示すように、ステアリングホイール１の円形リング３１の約２４０度に沿う程度まで密着する。

その後、蓋ケース５の内部に、１１０℃に加熱して５気圧に加圧したホットエアーの圧縮空気が供給される。さらに加熱ランプ７が赤外線を放射して、釜内温度を８０℃とし、この状態を３分間保持する。この状態で接着剤は硬化される。ホットエアーの圧縮空気は、加熱して伸びやすくなった転写用シート２の上面をステアリングホイール１の表面に押圧する。この状態で、転写用シート２は、ステアリングホイール１の円形リング３１の裏面まで、全周の３６０度にしわや空気溜まりを発生させずに密着する。

その後、冷却して、基材シート２１をステアリングホイール１から剥す。転写用シート２に設けたインク層２４の木目文様は、柄伸びや色が薄くなることもなく、ステアリングホイール１の裏面まで１本の木を曲げたように、同心円状に柾目模様が綺麗に揃っており、つなぎ目もわからず、本物と見間違う高品質な仕上がりとなる。また、インク層２４のインクドット２４Ａは溶融して拡開され、ドット間隙間２４Ｂが減少してなくなり、印刷ドットが識別できない、本物の木目と見間違う高品質な仕上がりとなる。

以下の工程で、ステアリングホイール１に木目模様を転写する。
基材シート２１（エスマーＵＲＳ：日本マタイ株式会社製、厚さ５０μｍ、破断時伸度６８０％、弾性回復率１０％）の表面に、離型層２２及びインク受容層２３をロールコ一タでコーティングする。この基材シート２１を定寸にカットし、コンピュータ処理したカエデ縮れ杢（カーリー杢）文様データで、６色のアルミ板製刷り版を作り、５版のグラビア印刷を行って木目模様のインク層２４を設ける。

ステアリングホイール１として、ウレタン発泡成型品（全周タイプ）のステアリングホイール１を使用する。あらかじめ、ウレタン発泡成形部分の表面に接着剤層２５を設ける。接着剤層２５は、ポリウレタン系エマルジョン接着剤（三木理研製、Ｅ−０５−０３９）をスプレーコーティングして設ける。

図４に示すように、ステアリングホイール１をセット台３の定位置にセットした後、吸引用カバー治具を取り付ける。吸引用カバー治具は、吸入開口１２をステアリングホイール１の背面とするようにセットする。

その後、転写用シート２を、そのインク層２４をステアリングホイール１に向けて、ステアリングホイール１の外周に沿ってセットする。転写用シート２は、ステアリングホイール１に沿う細長い形状であって転写するステアリングホイール１の全周をカバーする幅を有する。転写用シート２は、幅を８ｃｍとする細長い帯状としている。転写用シート２の長さは、ステアリングホイール１の全周より長く裁断されている。この転写用シート２は、弾性的に約１０％伸びるように、テンションをかけながら、ステアリングホイール１の外側にＵ曲して巻き付られる。巻き付けた転写用シート２は両端部をクリップ等の仮止具３５でステアリングホイール１にセットする。

その後、図５に示すように、蓋ケース５を降下させた後、真空ポンプ６で気密チャンバの空気を排気する。空気は、吸引用カバー治具を介して排気される。吸引用カバー治具は、ステアリングホイール１の形状に合わせたスリットの吸入開口１２を有し、この吸入開口１２から空気を排気する。テンションをかけて、弾性的に伸長している転写用シート２は、弾性回復力で復元しようとする力と、減圧力の両方で、ステアリングホイール１の裏面まで密着する。この状態において、気密チャンバは、真空度を約６０トールとして排気される。この状態で、転写用シート２は、図５に示すように、ステアリングホイール１の円形リング３１の約２４０度に沿う程度まで密着する。

さらに続いて、蓋ケース５の内部に、１１０℃に加熱して５気圧に加圧したホットエアーの圧縮空気を供給し、加熱ランプ７で赤外線を放射して、釜内温度を８０℃とし、この状態を３分間保持する。この状態で接着剤は硬化される。ホットエアーの圧縮空気は、加熱して伸びやすくなった転写用シート２の上面をステアリングホイール１の表面に押圧する。この状態で、転写用シート２は、ステアリングホイール１の円形リング３１の裏面まで、全周の３６０度にしわや空気溜まりを発生させずに密着する。

その後、冷却して、基材シート２１をステアリングホイール１から剥す。転写用シート２に設けたインク層２４の木目文様は、ステアリングホイール１の全周にわたって、柄伸びや色が薄くなることもなく、裏面まで縮れ杢模様が放射状にきれいにそろっており、つなぎ目もわからず、本物と見間違う仕上がりが得られる。

比較例

カエデ縮れ杢（カーリー杢）柄の転写用シートをステアリングホイールに水圧転写する。この方法で製造されたステアリングホイールは、正面部分の木目模様を少ない歪で転写できる。ただ、裏面のつなぎ目においては、カエデ縮れ杢（カーリー杢）柄がつながらない不連続な木目模様となり、一目で天然木ではない印刷による木目と区別される。

この方法で製造されるステアリングホイールのカエデ縮れ杢（カーリー杢）柄が歪む状態を図１０に示す。この図に示すように、水圧転写でステアリングホイール１に転写されたカエデ縮れ杢（カーリー杢）柄は、ステアリングホイール１の背面において、木目模様がつなぎ目で不自然な状態となり、とくにステアリングホイール１の内周側の両端部分で木目模様の伸びが大きく、色が薄くなる欠点がある。

図１１は、本発明の装置で製造されるステアリングホイール１のカエデ縮れ杢（カーリー杢）柄を示す。この図に示すように、本発明の装置でカエデ縮れ杢（カーリー杢）柄の木目模様をステアリングホイール１に転写すると、正面と背面の両方においてカエデ縮れ杢（カーリー杢）柄の歪が極めて少なく、部分的に大きく伸びて色が薄くなることもない。

さらに、本発明の実施例１で製作されるステアリングホイール１の木目（柾目）文様は、図１２で示す状態となる。このステアリングホイール１は、正面と背面の両方の木目が、天然木を曲げて製造されるステアリングホイールの木目と同じ模様となる。これに対して、水圧転写して製作されるステアリングホイール１の木目（柾目）文様は、図１３に示す状態となる。このステアリングホイール１の木目（柾目）文様は、正面の木目模様においても、ステアリングホイール１の円周に沿う木目とはならず、天然木を円弧状に曲げて製作される天然木のステアリングホイールとは異なる木目模様となる。また、ステアリングホイール１の背面にできるつなぎ目の木目模様は不連続な状態となって、天然木で製造されるステアリングホイールの木目とは全くことなる模様となる。とくに、背面の内側にできる木目の歪は、ステアリングホイール１に木目模様を転写する全長が長くなるにしたがって、さらに甚だしくなる。

図１４と図１５は、ステアリングホイールに転写される模様の位置ずれを測定した図である。ただし、この図は、転写用シートに１ｃｍ角のラインを印刷して設け、このラインがステアリングホイールに転写された状態でどの位置に転写されるかを実測したものである。図１４は実施例１と同じ方法で転写したステアリングホイール、図１５は水圧転写によるステアリングホイールを示している。図１４から明かなように、本発明の装置で製造されるステアリングホイールは、縦線と横線の歪が少なく、転写用シートの模様が理想に近い状態で転写されることを示す。これに対して図１５に示すように、水圧転写されたステアリングホイールは、縦線と横線の歪が大きく、転写用シートの模様が大きく変形して転写されることがわかる。

本発明者等が先に開発した転写装置の概略断面図である。 図１に示す転写装置でステアリングホイールに模様を転写する工程を示す概略断面図である。 図１に示す転写装置がステアリングホイールに模様を転写する工程を示す概略断面図である。 本発明の一実施例にかかる転写装置の概略断面図である。 図４に示す転写装置がステアリングホイールに模様を転写する工程を示す概略断面図である。 図４に示す転写装置がステアリングホイールに模様を転写する工程を示す概略断面図である。 ステアリングホイールに転写用シートをセットする状態を示す平面図である。 転写用シートの拡大断面図である。 図８に示す転写用シートでステアリングホイールに模様を転写した状態を示す拡大断面図である。 従来の転写装置で木目模様が転写されたステアリングホイールの一例を示す正面図及び背面図である。 本発明の実施例の転写装置で木目模様が転写されたステアリングホイールの一例を示す正面図及び背面図である。 本発明の実施例の転写装置で木目模様が転写されたステアリングホイールの他の一例を示す正面図及び背面図である。 従来の転写装置で木目模様が転写されたステアリングホイールの一例を示す正面図及び背面図である。 本発明の実施例の転写装置でステアリングホイールに転写される模様の位置ずれを測定した図である。 従来の転写装置でステアリングホイールに転写される模様の位置ずれを測定した図である。

符号の説明

１…ステアリングホイール
２…転写用シート
３…セット台
４…本体ケース ４Ａ…周壁
５…蓋ケース ５Ａ…凸条
５Ｂ…天板
６…真空ポンプ
７…加熱ランプ
８…開閉機構
９…上下機構
１０…上下軸
１１…往復運動機構
１２…吸入開口
２１…基材シート
２２…離型層
２３…インク受容層
２４…インク層 ２４Ａ…インクドット
２４Ｂ…ドット間隙間
２５…接着剤層
３０…転写部
３１…円形リング
３２…スポーク
３３…ボス
３４…保護カバー
３５…仮止具

Claims (8)

1. 基材シート(21)の表面に離型層(22)を介してインク層(24)を設けてなる転写用シート(2)をステアリングホイール(1)の表面に配置し、この転写用シート(2)のステアリングホイール(1)と対向する裏面側の圧力をその反対側の表面側の圧力よりも低くして、転写用シート(2)をステアリングホイール(1)の表面に密着し、密着状態で加熱して転写用シート(2)のインクをステアリングホイール(1)に転写する装置であって、
   ステアリングホイール(1)に沿う細長い帯状であって、ステアリングホイール(1)の横断面における全周をカバーできる幅を有する転写用シート(2)がステアリングホイール(1)に配設される状態で、転写用シート(2)の裏面側の空気を排気する吸入開口(12)を有し、この吸入開口(12)から排気して、転写用シート(2)をステアリングホイール(1)の表面に密着し、密着状態で加熱してインクを転写するように構成してなるステアリングホイールに模様を転写する転写装置。
2. 前記転写用シートの裏面側を負圧とする前記吸入開口の位置が、ステアリングホイールの背面側から中心側に移動された位置である請求項１に記載されるにステアリングホイールに模様を転写する転写装置。
3. 前記吸入開口(12)がスリットである請求項２に記載されるステアリングホイールに模様を転写する転写装置。
4. 前記転写用シート(2)が、弾性的に伸長される状態でステアリングホイール(1)の外周に沿ってセットされる請求項１に記載されるステアリングホイールに模様を転写する転写装置。
5. 前記ステアリングホイール(1)に配設される前記転写用シート(2)が、熱可塑性エラストマー、又はゴムなどのエラストマーのシートである破断時伸度を３０％以上として弾性回復率を１０％以下とするエラストマー基材シート(21)の表面に、離型層(22)を介してインク層(24)を設けてなるシートである請求項１に記載されるステアリングホイールに模様を転写する転写装置。
6. 前記転写用シート(2)が、５〜３０％伸長される状態でステアリングホイール(1)の外周に沿って配設され、裏面側と表面側の圧力差で、ステアリングホイール(1)の全周をカバーするようにステアリングホイール(1)の表面に密着され、密着状態で加熱してインク層(24)を転写して、ステアリングホイール(1)に模様を転写する請求項１に記載されるステアリングホイールに模様を転写する転写装置。
7. 前記ステアリングホイール(1)の表面に密着する前記転写用シート(2)を８０〜１２０℃に加熱して、転写用シート(2)に設けているインクドット(24A)を転写する請求項１に記載されるステアリングホイールに模様を転写する転写装置。
8. 前記転写用シート(2)として、エラストマー基材シート(21)の溶融温度よりも低い温度に加熱されて転写されるインクドット(24A)からなる模様のインク層(24)を有するシートを使用する請求項１に記載されるステアリングホイールに模様を転写する転写装置。

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