JP2019135095A - 水圧転写用フィルム - Google Patents

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誠法 斉藤
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史剛 佐原
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Abstract

【課題】曲面、さらにエッジ部を有する成形体表面に対して、印刷をより確実に行うことができ、かつ被転写体との密着に寄与する接着樹脂が含有された定着剤を熟練者が噴霧する工程を必要としない水圧転写フィルムを提供する。【解決手段】水溶性樹脂層と、厚さが14μm以下の水不溶性樹脂層が積層してなるフィルムの水不溶性樹脂層側の表面を印刷面とし、下記の(1)及び(2)を満たす水圧転写用フィルム。(1)水不溶性樹脂層を構成する樹脂のガラス転移温度が30℃以下であること(2)水不溶性樹脂層を、歪0.05%、周波数10Hz、10℃/minの昇温引張で測定した貯蔵弾性率が、30℃において100MPa以下であること【選択図】図1

Description

本発明は対象物表面に水圧転写によって印刷柄を転写するための材料に関する。
特許文献1及び2には、ポリビニルアルコール系重合体フィルムと、その一面にポリウレタン樹脂や硝酸セルロースからなる層を形成してなる、インクジェット法により印刷層を形成できる水圧転写用フィルムが記載されている。そしてこの水圧転写用フィルムによれば、凹凸がある立体面や曲面を有する成形体の表面に印刷層を形成させることができるとされている。但し、水圧転写の実施例としては平板表面への転写をするに留まっている。
特許文献3には、けん化度と重合度が特定の関係にある水溶性ポリビニルアルコールを含有する等の層(X層)と、水溶性ポリビニルアルコール等を含有する層(Y層)を有する水圧転写用多層ベースフィルムであり、Y層表面に各種印刷方法により印刷することが記載されている。加えて、実施例として、口径7cm、長さ23cmの円筒紙管にPETフィルムを巻き付けたものを転写体とし、この転写体の底面を下にして、中心部に沈めて転写した結果として、印刷適性及びまとわりつき性に優れることが記載されている。
特開2010−23519号公報 特開2003−94895号公報 国際公開第2010/082522号
水圧転写法により被転写体に絵柄等の被膜を転写する方法は、例えば被転写体が凹凸や曲面等の複雑な三次元形状をした場合であっても、適切に転写できる点において優れている。
特許文献1及び2には、ポリビニルアルコール系重合体フィルムと、その一面にポリウレタン樹脂や硝酸セルロースからなる層を形成してなるインクジェット法による印刷層を形成できる水圧転写用フィルムの、ポリウレタン樹脂や硝酸セルロースからなる層表面にインクジェット印刷し、その後水圧転写することは記載されているが、実施例に記載のように、実際には平面に対して転写できることを実現できているに過ぎない。このような平板表面であれば、水圧転写による手段を採用する必要はない可能性があるが、曲面、特に曲率が小さい曲面や、エッジを有する成形体のエッジを含む表面に対して、優れた印刷面を形成することまでを達成できていない。
特許文献3に記載の発明のように、水圧転写法により被転写体に模様等の被膜を転写する際には、基材層上に形成されたポリビニルアルコール等の水溶性樹脂層の表面に転写される絵柄等を印刷等によって形成しておくと、その絵柄が被転写体の三次元形状に追従し接着することができる。しかしながら、このとき、実際には印刷インクに被転写体との密着に寄与する接着樹脂を含有させたり、絵柄を形成した側の面に予め接着樹脂が含有された定着剤を噴霧したりする工程が必須である。
その結果、印刷インクに接着樹脂を含有させる場合には、インク成分との相性により成分が限定され、さらには成分が限定されることにより印刷方法についても限定される。
さらに定着剤の噴霧工程は、水溶性樹脂層及び印刷層表面に対し特に均一に噴霧することが求められる。しかしながら、この噴霧工程を手作業にて行っているために、印刷層の上にも均一に噴霧するには熟練者でなければ困難であって、その定着剤の噴霧が均一でない場合には、被転写体表面に対して意図した転写を行えないときがある。
また定着剤のなかでも、印刷するインクの物性やビヒクルの樹脂等による特性に応じて、接着樹脂を詳細に選択しないと確実な水圧転写を行うことが困難であり、自動化工程を採用することができなかった。
そのため、曲面、さらにエッジ部を有する成形体表面に対して、印刷をより確実に行うことができ、かつ定着剤を熟練者が噴霧する工程を必要としない水圧転写用フィルムが必要であった。
本発明者は、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、以下の手段で解決することができることを見出し、本発明をなすに到った。
1.水溶性樹脂層と、厚さが14μm以下の水不溶性樹脂層が積層してなるフィルムの、水不溶性樹脂層側の表面を印刷面とし、下記の(1)及び(2)を満たす水圧転写用フィルム。
(1)水不溶性樹脂層を構成する樹脂のガラス転移温度が30℃以下であること
(2)水不溶性樹脂層を、歪0.05%、周波数10Hz、10℃/minの昇温引張で測定した貯蔵弾性率が、30℃において100MPa以下であること
2.水溶性樹脂層に基材層を積層してなる1に記載の水圧転写用フィルム。
3.水不溶性樹脂層がシリカを含有する1又は2に記載の水圧転写用フィルム。
4.水溶性樹脂層と、厚さが14μm以下の水不溶性樹脂層が積層してなるフィルムの水不溶性樹脂層側の表面を印刷面とし、下記の(2)を満たす水圧転写用フィルムを用いて、下記(1)を満たす条件で水圧転写印刷を行う方法。
(1)水不溶性樹脂層を構成する樹脂のガラス転移温度が浸漬する水の温度以下であること
(2)水不溶性樹脂層を、歪0.05%、周波数10Hz、10℃/minの昇温引張で測定した貯蔵弾性率が、転写時の水温において100MPa以下であること
本発明の水圧転写用フィルムによれば、インクジェット用インクにより印刷をした絵柄であっても、水不溶性樹脂層による被転写体の三次元形状に対する優れた追従性および接着性により確実に水圧転写を行うことができる。
さらに、本発明の水圧転写用フィルムを使用すると、均一な水不溶性樹脂層が活性剤を吸収するため、仮に活性剤の噴霧にムラが生じても、水不溶性樹脂層に吸収される際に、ムラが解消して吸収量の均一化が可能である。そのため、水圧転写工程を自動化又は簡便化することができるので、生産性の向上が可能となる。
水圧転写用フィルム 基材層を有する水圧転写用フィルム 水不溶性樹脂層にシリカを含有する水圧転写用フィルム 水不溶性樹脂層が多層の水圧転写用フィルム 実施例に用いた被転写体サンプル1 実施例に用いた被転写体サンプル2
以下、本発明を実施するための好ましい形態の詳細を説明するが、本発明の範囲はこれらの形態に限定されるものではない。
本発明の水圧転写用フィルム1は、水溶性樹脂層2と水不溶性樹脂層3を順に積層してなる構造を基本とし、さらにインクジェット印刷等により形成される絵柄層4を積層させることができるものである。
以下に本発明の水圧転写用フィルムと、それを用いた水圧転写方法について述べる。
<水圧転写用フィルム>
(水溶性樹脂層)
水溶性樹脂層を形成する樹脂としては、その表面に形成する水不溶性樹脂層に対して十分に密着性を備えることが必要であり、水により溶解する際に、速やかに溶解することが望まれる。
本発明において使用される水溶性樹脂層形成用の水溶性樹脂としては、公知の水溶性樹脂でも良いが、特に好ましくはポリビニルアルコール、水性アクリル樹脂、水性ポリエステル樹脂、ポリオキシエチレン及びポリスチレンスルホン酸から選ばれた1種以上である。なお、多糖類を含有させる必要はない。
水溶性樹脂層2をポリビニルアルコール樹脂含有層とする場合には、そのポリビニルアルコールは変性及び/又は未変性のいずれでもよい。変性の場合は、主鎖中に本発明の効果を阻害しない範囲で、例えば10モル%以下、好ましくは7モル%以下の範囲において、他の単量体を共重合させることができる。かかる単量体としては、例えば、エチレン、プロピレン、イソブチレン、α−オクテン、α−ドデセン、α−オクタデセン等のオレフィン類、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸等の不飽和酸類あるいはその塩あるいはモノまたはジアルキルエステル等、アクリロニトリル、メタアクリロニトリル等のニトリル類、アクリルアミド、メタクリルアミド等のアミド類、エチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、メタアリルスルホン酸等のオレフィンスルホン酸あるいはその塩、アルキルビニルエーテル類、ポリオキシエチレン(メタ)アリルエーテル、ポリオキシプロピレン(メタ)アリルエーテル等のポリオキシアルキレン(メタ)アリルエーテル、ポリオキシエチレン(メタ)アクリレート、ポリオキシプロピレン(メタ)アクリレート等のポリオキシアルキレン(メタ)アクリレート、ポリオキシエチレン(メタ)アクリルアミド、ポリオキシプロピレン(メタ)アクリルアミド等のポリオキシアルキレン(メタ)アクリルアミド、ポリオキシエチレン(1−(メタ)アクリルアミド−1,1−ジメチルプロピル)エステル、ポリオキシエチレンビニルエーテル、ポリオキシプロピレンビニルエーテル、ポリオキシエチレンアリルアミン、ポリオキシプロピレンアリルアミン、ポリオキシエチレンビニルアミン、ポリオキシプロピレンビニルアミン、ジアクリルアセトンアミド、N−アクリルアミドメチルトリメチルアンモニウムクロライド、アリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジメチルジアリルアンモニウムクロリド、ジメチルアリルビニルケトン、N−ビニルピロリドン、塩化ビニル、塩化ビニリデン等が挙げられる。これらの他の単量体は、単独でも複数を組み合わせて用いてもよい。
ポリビニルアルコール樹脂のケン化度は70〜98モル%であれば良く、水圧転写時の水への溶解性を考慮して決定することができる。
ポリビニルアルコールの重合度は1000〜3000であることが好ましく、1500〜2500がさらに好ましい。ポリビニルアルコールの重合度が1000未満の場合は、水圧転写工程での被着体への追従性に劣り、3000を超える場合には、水圧転写工程での膨潤までに時間がかかるため工程に時間を要する。
また、水溶性樹脂層2は任意の顔料を水溶性樹脂層中50重量%まで含有することができ、これらの顔料としては、タルク、クレー、シリカ、ケイ藻土、カオリン、雲母、アスベスト、石膏、グラファイト、ガラスバルーン、ガラスビーズ、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸アンモニウム、亜硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、ウイスカー状炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ドーソナイト、ドロマイト、チタン酸カリウム、カーボンブラック、ガラス繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、ベントナイト、モンモリロナイト、銅粉などから選択できる。
また、水溶性樹脂層2は、インクジェット印刷工程において水不溶性樹脂層3に対して不具合なく絵柄層4の印刷を実施できる程度の強度を有する。さらに、寸法変化を抑えるために水溶性樹脂層2の表面に基材層5を設けることが可能である。基材層5は水圧転写工程直前にて水溶性樹脂層2から剥離できる。このような構成により、さらに絵柄層4を所望のデザイン通り正確に印刷でき、かつ印刷から水圧転写工程までの保管期間中に皺を発生させることなく被転写体表面に転写することができる。
このような基材層5として必要な性質としては、表面に形成した水溶性樹脂層2と適度な接着力によって接着できること、水圧転写する際に該水溶性樹脂層2から剥離することが容易であることが挙げられる。
そのため、必要に応じて、接着力を向上させるために基材層5の水溶性樹脂層形成側の面に微細な凹凸を形成したり、コロナ放電処理を施したり、プライマー層を形成することができる。
また、水溶性樹脂層2からの剥離を容易にするために、基材層5の水溶性樹脂層形成側の面にフッ素系化合物や長鎖アルキル基含有化合物による剥離剤層を設けることもできる。
そして、水溶性樹脂層2とその上の絵柄層4の取り扱い性を十分なものとするために、基材層5は、手や治具等で保持し易い程度の強度を必要とし、また、そのためにある程度の厚さを要するフィルムである。
そのような基材層5の材質としては、特に限定されるものではないが、金属、ガラス、樹脂、紙等で良く、例えばアルミニウム、鉄、銅等の金属のフィルム、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、PET等のポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、ポリウレタン、ポリアクリル酸メチル等のアクリル樹脂、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム等のエラストマー、等の各種樹脂からなるフィルム、コート紙等の紙が挙げられる。
水溶性樹脂層2を形成する手段としては、水溶液をドラムやスチールベルト上にTダイにより塗工し、熱風等で乾燥させて膜を得る流延法、加熱溶融させた樹脂をダイより吐出し、冷却ドラム上で固化させたり、円筒状に吐出させた樹脂を冷風により固化させて膜を得る溶融押出法等を採用することができる。また、支持体層表面に水溶性樹脂溶液をコーティングしたり、別に形成した水溶性樹脂シートを積層させる等の手段を採用することができる。
(水不溶性樹脂層3)
本発明中の水不溶性樹脂層3は、水溶性樹脂層2上に形成され、印刷される絵柄層4を確実に固定させると共に、水圧転写するときには、該絵柄層4を被転写体の三次元形状、特にエッジを有する表面に追従、接着させる機能を有するものである。このような水不溶性樹脂層3は単層でも多層であっても良い。
水不溶性樹脂層3は、樹脂のガラス転移温度が水圧転写時の水温よりも低く、この際の貯蔵弾性率が100MPa以下であることが好ましい。ガラス転移温度が水圧転写時の水温よりも低い場合には、転写時に十分な伸びが得られ、被転写体の三次元形状に追従することができる。一方で、水不溶性樹脂層3のガラス転移温度が水温よりも高い場合には、転写時に十分な伸びが得られず、被転写物の三次元形状に追従することができない可能性がある。また、水圧転写時の水温における貯蔵弾性率が100MPa以下であれば、三次元形状の被転写体との歪が緩和でき、印刷通りの絵柄を転写することが可能であるが、100MPaよりも高い場合には、三次元形状に追従できても被転写体との歪により絵柄層の割れが発生し、印刷通りの絵柄を転写することができない。
通常の水圧転写工程は水温が30℃以上の水を用いて転写を行うので、この場合には、水不溶性樹脂層3のガラス転移温度は30℃以下であればよい。
なお、仮に水温が30℃以上ではない水を用いて転写を行う際には、その水温以下のガラス転移温度を有していればよい。例えば20℃程度の水を使用することを想定すると、ガラス転移温度を20℃以下としても良い。
このような水不溶性樹脂層3形成用の樹脂としては、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、変性ポリプロピレン樹脂、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、石油炭化水素樹脂等が挙げられ、さらに溶解性パラメーター(SP値)が7.0〜12.0(cal/cm1/2のものが好ましい。SP値がこの範囲から外れる場合には、水圧転写時の活性剤噴霧により水不溶性樹脂層3が十分に膨潤・溶解されない場合があり、被転写体への追従性や接着性に不具合が生じる可能性がある。
水不溶性樹脂層3の厚みとしては、2.0〜14.0μmであることが好ましく、より好ましくは2.0〜10.0μmであり、さらに好ましくは3.0〜7.0μmである。2.0μm未満であると水圧転写時において皺が入る可能性が高く、15.0μm以上では水圧転写時において、活性剤噴霧による水不溶性樹脂層3の膨潤が不十分となり被転写体の三次元形状への追従性の悪化および絵柄層4の割れが発生する可能性がある。また、これを解決するために多量の活性剤を噴霧すると、被転写体表面を侵食し、転写後の表面に肌荒れを生じさせたり、絵柄層のハジキが発生し、被転写体表面に所望のデザインを転写することが難しい。
水不溶性樹脂層3はインクジェット印刷により形成される絵柄層4を十分に保持するためにシリカを含有することができる。シリカとしては、インクの定着やシリカの脱落によるインキ抜け、水不溶性樹脂層3の膨潤・溶解等の観点から、BET比表面積が450m/g以下、平均粒子径が3.5μm以下、吸油量が250ml/100g以上であることが好ましい。水不溶性樹脂層中のシリカの含有量は、好ましくは0〜70重量%であり、より好ましくは30〜60重量%である。
シリカとしては、沈殿法、ゲル法、乾式法で製造されたものが使用でき、ゲル法で製造されたシリカが好ましい。
水不溶性樹脂層3を形成する手段としては、均一かつ常時安定な膜厚のものが形成できる点から、各種グラビアコーター、ナイフコーター、バーコーター、スロットダイコーター等による水溶性樹脂層2上へのコート法を採用することが好ましい。スプレーコートの場合は、常時安定な膜厚の水不溶性樹脂層3を設けることが困難であり、水圧転写条件の定量化に問題が生じる可能性がある。
(絵柄層4)
本発明において使用される絵柄層4は、インクジェット印刷によって水不溶性樹脂層の表面に形成されることが好ましい。インクジェット印刷のインクの種類として、水性顔料インク、ソルベントインク、ラテックスインク、UVインクが挙げられ、この中でも水性顔料インクが好ましい。インクジェット印刷以外にも、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷等を適用することも可能である。
絵柄層4を形成するためのインク組成物は、樹脂、着色剤、各種添加剤等を含有する組成物であって、ここで使用される樹脂、着色剤、各種添加剤等としては、公知のインク組成物に使用される材料を採用できる。
絵柄層4は水不溶性樹脂層3上の一部の面に形成してもよく、また全面に形成してもよい。
(活性剤)
水不溶性樹脂層3及び絵柄層4に塗布する活性剤は、水不溶性樹脂層を溶解させることで活性化させて、被転写体の三次元形状に追従させ、接着させる組成物であり、水不溶性樹脂層に近いSP値を有することが好ましい。すなわちSP値が7.0〜12.0(cal/cm1/2のものが好ましい。この範囲を外れると、水不溶性樹脂層を十分に膨潤・溶解することができず、水圧転写時の被転写体の三次元形状への追従性に問題が生じ、さらには被転写体との接着性に不具合が生じる可能性が高くなる。
また、被転写体の被転写面に各層を転写させるまで過度に蒸発しないような性質を有することが好ましい。このような活性剤組成物としては、例えばエステル類、グリコールエーテル類、グリコールエーテルエステル類、ケトン類、炭化水素類、グリコール類、アルコール類が好ましく、高輝性のフィラーや樹脂が含まれていてもよい。
エステル類としては、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸sec−ブチル、酢酸tert−ブチル、シュウ酸ジブチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジイソオクチルなどが好ましく挙げられる。グリコールエーテル類としては、メチルセロソルブ、セロソルブ、ブチルセロソルブ、カルビトール、ブチルカルビトールなどが好ましく挙げられる。グリコールエーテルエステル類としては、セロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、エチルカルビトールアセテート、プロピルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテートなどが好ましく挙げられる。ケトン類としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコールなどが好ましく挙げられる。炭化水素類としては、シクロヘキサン、テトラリン、ジペンテン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、トルエン、キシレンなどが好ましく挙げられる。グリコール類としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコールなどが好ましく挙げられる。アルコール類としては、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、シクロヘキシルアルコール、2−メチルシクロヘキシルアルコール、トリデシルアルコールなどが好ましく挙げられる。
また、活性剤に樹脂を添加して、密着性を向上させたり、触感を高めた層としたり、転写後の層の耐候性を向上させることができる。そのような樹脂としては、アクリレート系単量体の単独又は共重合体などの熱可塑性樹脂や、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、フタル酸アルキッド樹脂、フタル酸ジアリル樹脂、アルキッド樹脂、ポリウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂などが好ましく挙げられる。
本発明で用いられる活性剤組成物の好ましい各組成の含有量は、エステル類では5〜40重量%、グリコールエーテル類では10〜40重量%、グリコールエーテルエステル類では10〜50重量%、ケトン類では0〜10重量%、炭化水素類では0〜20重量%、グリコール類では0〜20重量%、アルコール類では0〜10重量%、樹脂では0〜20重量%程度である。
活性剤組成物の塗布は、ロールコート法やスプレーコート法などにより行えばよく、その塗布量は通常1〜50g/mであり、好ましくは3〜30g/mであり、さらに好ましくは10〜20g/mである。
(その他の構造)
本発明の水圧転写用フィルムはその保管時の劣化や汚れを防止する目的で、水不溶性樹脂層3や、その上に形成した絵柄層4の表面をカバーフィルムにより被覆することができる。もちろんカバーフィルムはこれらの層表面から易剥離性であることが必要で、通常は水圧転写用フィルムを使用する直前まで被覆した状態とするものである。
<被転写体表面に転写する方法>
本発明の水圧転写用フィルムを採用して被転写体表面に転写層を形成する方法は、以下a〜fの工程を基本とする方法である。
a.基材層を有する場合は水圧転写用フィルムからこれを剥離し、絵柄層が上になるように水面上に配置し、水圧転写用フィルムを膨潤する工程
b. 膨潤した水圧転写用フィルム上にスプレーコートにより活性剤を噴霧し、水不溶性樹脂層を溶解・膨潤させる工程
c.被転写体の転写予定の面によって水圧転写用フィルムを上から押さえるように、被転写体を水中に向けて移動させる工程
d.転写の後に被転写体を引き上げる工程
e.残渣の水溶性樹脂層を水洗・乾燥させる工程
f.転写後の被転写体表面にトップコートを施す工程
a〜dの工程において、水温は40℃以下が好ましく、より好ましくは20〜40℃である。水温が40℃より高い場合には、活性剤を噴霧した際に蒸発し易くなるため、多量の噴霧が必要となり、また水溶性樹脂層の膨潤が速くなり、被転写体の三次元形状への追従性に優れるために必要なcおよびdの工程を安定的に行うことが困難となる可能性がある。水温が20℃以下の場合には、水溶性樹脂層の膨潤が遅くなり、生産性が低くなる可能性がある。
以下、実施例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明する。
尚、実施例は発明の1形態を示すものであり本発明はこれに限定されるものではない。
<水圧転写用フィルム>
(水溶性樹脂層)
基材層として厚み150μmの上質紙の両面に厚み16μmのポリエチレンテレフタレートフィルムをウレタン系接着剤で貼合させたものを使用し、該基材層上に水溶性樹脂層としてポリ酢酸ビニルの90モル%ケン化物(重合度2000、Jポバール、日本酢ビ・ポバール社製)を乾燥厚み30μmとなるようにバーコーターにて塗工形成した。これを実施例1〜4および比較例1〜6に使用した。
(水不溶性樹脂層)
(実施例1)
水不溶性樹脂層の材料としてウレタン樹脂が溶解した溶液(リオアルファS、東洋インキ社)にシリカ(ニップゲルAZ200、平均粒子径1.9μm、BET比表面積300m/g、吸油量330ml/100g、東ソー・シリカ社)を重量比率で水不溶性樹脂成分:シリカ=1:1になるように添加・攪拌し、希釈溶剤としてイソプロピルアルコールを用いて溶液粘度が100mPa・sになるように調製したものを、水溶性樹脂層上にグラビア塗工し、乾燥厚み5μmの水不溶性樹脂層を得た。
(実施例2)
水不溶性樹脂層の材料としてアクリル樹脂が溶解した溶液(アクリディックA−811−BE、DIC社)、シリカ、希釈溶剤として酢酸ブチルを用い実施例1と同様の方法にて、乾燥厚み3μmの水不溶性樹脂層を得た。
(実施例3)
水不溶性樹脂層の材料としてアクリル樹脂が溶解した溶液(メジュームRE300、サカタインクス社)、シリカ、希釈溶剤として酢酸ブチルを用い実施例1と同様の方法にて、乾燥厚み12μmの水不溶性樹脂層を得た。
(実施例4)
水不溶性樹脂層の材料としてウレタン樹脂が溶解した溶液(リオアルファS、東洋インキ社)に希釈溶剤としてイソプロピルアルコールを用いて溶液粘度が100mPa・sになるように調製し、これを水溶性樹脂層上にグラビア塗工し、乾燥厚み5μmの水不溶性樹脂層を得た。
(比較例1)
水不溶性樹脂層の材料として硝化綿樹脂が溶解した溶液(PCNT、東洋インキ社)、シリカ、希釈溶剤として酢酸エチルを用い実施例1と同様の方法にて、乾燥厚み5μmの水不溶性樹脂層を得た。
(比較例2)
水不溶性樹脂層の材料としてウレタン樹脂が溶解した溶液(レアルNEX、東洋インキ社)、シリカ、希釈溶剤としてイソプロピルアルコールを用い実施例1と同様の方法にて、乾燥厚み5μmの水不溶性樹脂層を得た。
(比較例3)
水不溶性樹脂の材料としてアクリル樹脂が溶解した溶液(アクリディックWAU−137−BA、DIC社)、シリカ、希釈溶剤として酢酸ブチルを用い実施例1と同様の方法にて、乾燥厚み5μmの水不溶性樹脂層を得た。
(比較例4)
水不溶性樹脂層の材料としてアクリル樹脂が溶解した溶液(アクリディックWDL−787、DIC社)、シリカ、希釈溶剤として酢酸ブチルを用い実施例1と同様の方法にて、乾燥厚み1μmの水不溶性樹脂層を得た。
(比較例5)
実施例1と同様の方法にて乾燥厚み15μmの水不溶性樹脂層を得た。
(比較例6)
実施例1において水不溶性樹脂層のないものを使用した。
(絵柄層)
実施例1〜3および比較例1〜5の水不溶性樹脂層に、又は比較例6の水溶性樹脂層に、水性顔料インクタイプのインクジェットプリンター(SC−T3250、セイコーエプソン社)にてデザインとして木目柄を印刷することで絵柄層を得た。また、実施例4の水不溶性樹脂層にソルベントタイプのインクジェットプリンター(SC−S40650、セイコーエプソン社)にてデザインとして木目柄を印刷することで絵柄層を得た。
<ガラス転移温度>
実施例1〜4および比較例1〜5の水不溶性樹脂層について、動的粘弾性測定装置(アイティー計測制御製)を用いて、歪0.05%、周波数10Hz、10℃/minで昇温引張させた際の損失弾性率のピーク値より評価した。
<貯蔵弾性率>
実施例1〜4および比較例1〜5の水不溶性樹脂層について、動的粘弾性測定装置(アイティー計測制御製)を用いて、歪0.05%、周波数10Hz、10℃/min分で昇温引張させた際の貯蔵弾性率の20、30、40および80℃における値にて評価した。
<水圧転写性>
(三次元形状への追従性)
直径180mm、深さ260mmの水槽に任意温度の水を深さ250mmまで入れ(約5L)、直径150mmの円状に切り出した実施例1〜4および比較例1〜6の各水圧転写用フィルムの基材層を剥がし、水溶性樹脂層側を水面側となるように水面に浮かべ、1分間静置して水溶性樹脂層を膨潤させた。次いで、酢酸ブチル40重量%、酢酸エチル30重量%、イソプロピルアルコール10重量%、メトキシプロピルアセテート10重量%、エチルセルソルブ10重量%からなる活性剤を絵柄層側にスプレーコートにより噴霧し、絵柄層および水不溶性樹脂層を膨潤させた。この際に水圧転写用フィルムが水槽の淵まで膨潤(1.2倍膨潤)するかどうかを確認した。その後、被転写体として直径20mm、高さ300mmの円柱状の被転写体サンプル1(図5、ABS製)を膨潤した水圧転写の中心部より水槽底面に向かって押し当て、円柱サンプルに追従した水圧転写用フィルムの高さを測定した。
水温:20、30、40および80℃
活性剤噴霧量:30g/m
評価基準
○:高さ220mm以上の追従
×:高さ220mm未満の追従
(絵柄層の転写)
200mm×300mmに切り出した実施例1〜4および比較例1〜6の各水圧転写用フィルムの周囲に幅18mmの紙製のマスキングテープを貼り基材層を剥がした後、水溶性樹脂層側を水面側となるように任意温度に設定した水槽に浮かべ、水溶性樹脂層を膨潤させた。次いで、酢酸ブチル40重量%、酢酸エチル30重量%、イソプロピルアルコール10重量%、メトキシプロピルアセテート10重量%、エチルセルソルブ10重量%からなる活性剤を絵柄層側にスプレーコートにより噴霧し、絵柄層および水不溶性樹脂層を膨潤させた。その後、被転写体として厚み3mm、50mm×50mmの先に2mmの段差エッジ部を設け、その先が厚み5mm、50mm×100mmの部位を有するABS製の被転写体サンプル2(図6)を用い、これを段差面が絵柄層側になるように押し当てていき転写を実施した。その後、被転写体に付着している水溶性樹脂層を水洗、乾燥後、被転写体に形成された絵柄層がデザイン通りに転写できたかどうかを評価した。転写は50mm×100mmの平面部、50mm×50mmのエッジ段差部および厚さ5mmのエッジ部を観察した。
水温:20、30、40および80℃
活性剤噴霧量:30g/m
評価基準
〇:皺、割れ、ハジキ等の不具合なくデザイン通りに転写可能
×:絵柄層に割れ、ハジキ等の不具合があり転写不十分
(密着性)
絵柄層の転写性の評価で作製した被転写体サンプル2の50mm×100mmの平面部および50mm×50mmのエッジ段差部について、JIS K5600−5−6:1999に規格されるクロスカット法にて被転写体と水圧転写用フィルムの密着性を評価した。
〇:分類0〜2
×:分類3〜5
<実施例および比較例の評価結果>
実施例1〜4および比較例1〜6の水圧転写用フィルムに対する各評価結果について表1に示す。
本発明の水圧転写用フィルムは、表1の結果によるとエッジ部やエッジ段差部を有する三次元形状に対し良好な転写性を示した。比較例1〜3によると平面部では良好な転写性を示したが、三次元形状への追従性が不十分であり、エッジ段差部、エッジ部において転写性が不十分であった。比較例4ではガラス転移温度が高く、平面部においても転写性が不十分であった。比較例5では、水不溶性樹脂層が厚いため、三次元形状への追従性が不十分であった。比較例6では水不溶性樹脂層を有していないため、被転写体との密着ができず転写性が不十分であった。
本発明の水圧転写用フィルムは、被転写体との密着に寄与する接着樹脂を含有しないインクにより印刷された絵柄層を、後工程で接着樹脂が含有された定着剤を噴霧することもなく被転写体の三次元形状に追従し転写させることが可能である。自動車部品、家電、スマートデバイスの筐体等のプラスチック表面の三次元加飾においてインクジェット印刷による多品種・少量のオンデマンド加飾に期待できる。
1 水圧転写用フィルム
2 水溶性樹脂層
3 水不溶性樹脂層
3a シリカ含有樹脂層
3b 樹脂層
4 絵柄層
5 基材層
6 被転写体サンプル1
7 被転写体サンプル2

Claims (4)

  1. 水溶性樹脂層と、厚さが14μm以下の水不溶性樹脂層が積層してなるフィルムの水不溶性樹脂層側の表面を印刷面とし、下記の(1)及び(2)を満たす水圧転写用フィルム。
    (1)水不溶性樹脂層を構成する樹脂のガラス転移温度が30℃以下であること
    (2)水不溶性樹脂層を、歪0.05%、周波数10Hz、10℃/minの昇温引張で測定した貯蔵弾性率が、30℃において100MPa以下であること
  2. 水溶性樹脂層に基材層を積層してなる請求項1に記載の水圧転写用フィルム。
  3. 水不溶性樹脂層がシリカを含有する請求項1又は2に記載の水圧転写用フィルム。
  4. 水溶性樹脂層と、厚さが14μm以下の水不溶性樹脂層が積層してなるフィルムの水不溶性樹脂層側の表面を印刷面とし、下記の(2)を満たす水圧転写用フィルムを用いて、下記(1)を満たす条件で水圧転写印刷を行う方法。
    (1)水不溶性樹脂層を構成する樹脂のガラス転移温度が浸漬する水の温度以下であること
    (2)水不溶性樹脂層を、歪0.05%、周波数10Hz、10℃/minの昇温引張で測定した貯蔵弾性率が、転写時の水温において100MPa以下であること
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