JP2020189486A - 水圧転写方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】得られた水圧転写品における凹凸表面の高低差が大きい水圧転写方法を提供する。【解決手段】以下のステップを含む。(a)水溶性フィルム1に、少なくとも2つの所定のパターン区域21を有するパターン層2を形成するステップ。(b)親水性アクリレート単量体と疎水性アクリレート単量体とを含み、密度が1.00を超え且つ1.25以下にあって、紫外線の照射により硬化できる活性剤を、水溶性フィルム1及びパターン層2を覆うように塗布して活性剤層3を形成して、水圧転写フィルムを得るステップ。(c)該水圧転写フィルムを水面に配置し、所定のパターン区域21の間にある活性剤層3の底面がパターン層2の底面より低くなった軟化済みの水圧転写フィルムを得るステップ。(d)被転写物で該軟化済みの水圧転写フィルムを水中に押し込んで、前記軟化済みの水圧転写フィルムを被転写物の表面に覆わせるステップ。【選択図】図3

Description

本発明は、転写方法に関し、特に水圧転写方法に関する。
一般の水圧転写方法は、水溶性フィルムの上面にパターン層を形成し、そして、該パターン層の上面に活性剤層を形成して該パターン層を活性化した後、被転写物を、上から活性剤層に接触させながら水中に押し込んで、該パターン層を該被転写物の表面に覆わせ、そして、紫外線を該パターン層と該活性剤層とに照射して、該パターン層と該活性剤層とを硬化させた後、該水溶性フィルムを除去することにより、水圧転写品を得る方法である。
また、特許文献1には、活性剤の表面張力を調整することにより、水圧転写品の表面に微細な凹凸触感を付与することができる水圧転写方法が記載されている。
特許第5242990号公報
しかし、特許文献1の方法は、活性剤に含まれるレベリング剤(leveling agent)の使用量を精密に制御しないと、活性剤がパターン層に浸透しにくくなり、または、活性剤の集合力が低すぎるなどの問題点が生じる。また、該方法により得られた凹凸表面の高低差はわずか2μm〜10μmしかない。
上記問題点に鑑みて、本発明は、レベリング剤を使用せずに得られた水圧転写品における凹凸表面の高低差が大きい水圧転写方法の提供を目的とする。
上記目的を達成すべく、本発明は、
(a)上下2面を有する水溶性フィルムの上面に、紫外線硬化インクを用いて少なくとも2つの所定のパターン区域を有するパターン層を形成するステップと、
(b)親水性アクリレート単量体と疎水性アクリレート単量体とを含み、密度が1.00を超え且つ1.25以下にあって、少なくとも一部が前記パターン層に滲み込んで該パターン層と溶け合え、且つ、紫外線の照射により硬化できる活性剤を、前記水溶性フィルムの上面にある前記少なくとも2つの所定のパターン区域の間を充満しながら前記水溶性フィルム及び前記パターン層を覆うように塗布して活性剤層を形成して、水圧転写フィルムを得るステップと、
(c)該水圧転写フィルムを前記水溶性フィルムの下面が下方へ向かうように水面に配置して、前記水溶性フィルムが軟化し、且つ前記活性剤層内の前記活性剤が前記少なくとも2つの所定のパターン区域の間に集中して前記水溶性フィルムを下方へ押圧するようにさせ、前記少なくとも2つの所定のパターン区域の間にある前記活性剤層の底面が前記パターン層の底面より低くなった軟化済みの水圧転写フィルムを得るステップと、
(d)被転写物を、上から前記軟化済みの水圧転写フィルムの前記活性剤層に接触させながら、該軟化済みの水圧転写フィルムを水中に押し込んで、前記軟化済みの水圧転写フィルムを該被転写物の表面に覆わせるステップと、を含むことを特徴とする水圧転写方法を提供する。
本発明の水圧転写方法は、親水性アクリレート単量体と疎水性アクリレート単量体とを含む活性剤で活性剤層を形成するので、水溶性フィルムが軟化した後、活性剤層内の活性剤が少なくとも2つの所定のパターン区域の間に集中して水溶性フィルムを下方へ押圧するようにさせることで、少なくとも2つの所定のパターン区域の間にある活性剤層の底面がパターン層の底面より低くなって、凹凸表面を有する水圧転写フィルムを得られる。また、本発明の水圧転写方法は、レベリング剤を使用する必要がないので、従来の水圧転写方法にあるレベリング剤由来の問題点もない。
本発明の一実施形態としての水圧転写方法を示す部分断面図である。 上記の水圧転写方法を示す部分断面図である。 上記の水圧転写方法を示す部分断面図である。 上記の水圧転写方法を示す部分断面図である。 上記の水圧転写方法を示す部分断面図である。 上記の水圧転写方法を示す部分断面図である。
以下、図面を参照しながら、本発明の水圧転写方法について詳しく説明する。
本発明の水圧転写方法の一実施形態は、以下のステップを含む。
(a)図1に示されるように、上下2面を有する水溶性フィルム1の上面に、紫外線硬化インクを用いて少なくとも2つの所定のパターン区域21を有するパターン層2を形成するステップ。
(b)図2に示されるように、親水性アクリレート単量体と疎水性アクリレート単量体とを含み、密度が1.00を超え且つ1.25以下にあって、少なくとも一部がパターン層2に滲み込んで該パターン層2と溶け合え(混和、miscible)、且つ、紫外線の照射により硬化できる活性剤を、水溶性フィルム1の上面にある少なくとも2つの所定のパターン区域21の間を充満しながら水溶性フィルム1及びパターン層2を覆うように塗布して活性剤層3を形成して、水圧転写フィルムを得るステップ。
(c)図3に示されるように、該水圧転写フィルムを水溶性フィルム1の下面が下方へ向かうように水面に配置して、水溶性フィルム1が軟化し、且つ活性剤層3内の活性剤が少なくとも2つの所定のパターン区域21の間に集中して水溶性フィルム1を下方へ押圧するようにさせ、少なくとも2つの所定のパターン区域21の間にある活性剤層3の底面がパターン層2の底面より低くなった軟化済みの水圧転写フィルムを得るステップ。
(d)図4に示されるように、被転写物4を、上から前記軟化済みの水圧転写フィルムの活性剤層3に接触させながら、該軟化済みの水圧転写フィルムを水中に押し込んで、前記軟化済みの水圧転写フィルムを該被転写物4の表面に覆わせるステップ。
(e)ステップ(d)を行った後、図5に示されるように、前記被転写物4に覆わせたままで前記軟化済みの水圧転写フィルムを水から取り出してから、紫外線を前記軟化済みの水圧転写フィルムに照射して、パターン層2と活性剤層3とを硬化させるステップ。
(f)ステップ(e)を行った後、図6に示されるように、水溶性フィルム1を除去するステップ。
ステップ(a)においては、紫外線硬化インクとして、台湾Daigin Chemical社のWA-K、WA-C、WA-M、WA-Y、WABSなどが挙げられ、また、パターン層2を、厚さが0.5〜5μmの範囲内になるように形成することが好ましく、1〜2.5μmの範囲内になるように形成することがより好ましい。この実施形態において、紫外線硬化インクは、台湾Daigin Chemical社のWA-Kであり、パターン層2は厚さが2μmになるように形成された。
また、水溶性フィルム1として、水を吸収して軟化する、例えばポリビニールアルコールを主成分とする水溶性材料により構成され且つ厚さが25〜45μmの範囲内にあるものを使用することが好ましい。この実施形態において、水溶性フィルム1は、厚さが40μmのものを使用した。
ステップ(b)においては、レベリング剤を含んでいない活性剤を使用して、活性剤層3を形成する。なお、レベリング剤とは、具体的には、ポリシロキサン系レベリング剤及びポリアクリル酸系レベリング剤等である。
活性剤としては、紫外線硬化インクを活性化し、紫外線硬化インクと結合してから紫外線により硬化できるものを用いることができる。
また、活性剤に含まれる親水性アクリレート単量体としては、エトキシル化トリメチロールプロパントリアクリレート(ethoxylated trimethylolpropane triacrylate、以下EO−TMPTAと略称する、トリメチロールプロパンEO変性トリアクリレート)、エトキシ化ビスフェノールAジメタクリレート(ethoxylated bisphenol−A dimethacrylate、以下EO−BPADMAと略称する)、エトキシ化2−メチル−1,3−プロパンジオールジアクリレート (ethoxylated 2−methyl−1,3−propanediol diacrylate、以下EO−MPDDAと略称する)、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート(ethoxylated pentaerythrityl tetraacrylate、以下、EO−PET4Aと略称する)またはそれらの組み合わせが挙げられる。
EO−BPADMAは、エトキシル化(2)ビスフェノールAジメタクリレート(BPA2EODMA)、エトキシル化(4)ビスフェノールAジメタクリレート(BPA4EODMA)を含む。
EO−MPDDAは、エトキシ化(2)2−メチル−1,3−プロパンジオールジアクリレート(MPD2EODA)を含む。
EO−PET4Aは、エトキシ化(5)ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PET5EO4A)を含む。
EO−TMPTAは、エトキシル化(3)トリメチロールプロパントリアクリレート(EO3−TMPTAまたはTMP3EOTA)、エトキシル化(9)トリメチロールプロパントリアクリレート(EO9−TMPTAまたはTMP9EOTA)、エトキシル化(15)トリメチロールプロパントリアクリレート(EO15−TMPTAまたはTMP15EOTA)、を含む。この実施形態においては、親水性アクリレート単量体として、エトキシル化(3)トリメチロールプロパントリアクリレート(以下EO3−TMPTAと略称する)を使用した。
活性剤に含まれる疎水性アクリレート単量体としては、プロポキシル化ネオペンチルグリコールジアクリレート(propoxylated neopentyl glycol diacrylate、以下PO−NPGDAと略称する)、プロポキシル化グリセリルトリアクリレート(propoxylated glyceryl triacrylate、以下PO−GTAと略称する)、プロポキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート(propoxylated trimethylolpropane triacrylate、以下PO−TMPTAと略称する)、プロポキシル化ペンタエリトリトールテトラアクリレート(propoxylated pentaerythrityl tetraacrylate、以下PO−PET4Aと略称する)またはそれらの組み合わせが挙げられる。
PO−GTAは、プロポキシ化(3.5)グリセリルトリアクリレート(G3.5POTA)、プロポキシ化(6.6)グリセリルトリアクリレート(G6.6POTA)を含む。
PO−TMPTAは、プロポキシ化(3)トリメチロールプロパントリアクリレート(TMP3POTA)、プロポキシ化(4.5)トリメチロールプロパントリアクリレート(TMP4.5POTA)を含む。
PO−PET4Aは、プロポキシル化(5)ペンタエリトリトールテトラアクリレート(PET5PO4A)を含む。
PO−NPGDAは、プロポキシル化(2)ネオペンチルグリコールジアクリレート(PO2−NPGDAまたはNPG2PODA)を含む。この実施形態においては、疎水性アクリレート単量体として、プロポキシル化(2)ネオペンチルグリコールジアクリレート(以下PO2−NPGDAと略称する)を使用した。
また、ステップ(b)においては、親水性アクリレート単量体と疎水性アクリレート単量体との重量比が2:1〜3:1の範囲内にある活性剤を使用することが好ましい。この実施形態において、重量比が2:1の親水性アクリレート単量体及び疎水性アクリレート単量体を含み、且つ密度が1.14にある活性剤(台湾Daigin Chemical社のAE−A001)を使用した。
ステップ(c)においては、少なくとも2つの所定のパターン区域21の間にある活性剤層3の底面がパターン層2の底面より少なくとも20μm低くなるようにさせることが好ましく、この実施形態において、20μm低くなるようにさせた。
なお、少なくとも2つの所定のパターン区域21の間にある活性剤層3の底面とパターン層2の底面との高低差(即ち軟化済みの水圧転写フィルムの凹凸の高低差)は、例えば「キーエンス社製」カラーレーザー顕微鏡とそのコントローラ:VK−8700、測定部:VK−8710を使用し、測定倍率×1000で測定することができる。
ステップ(d)においては、被転写体4として、ABS、PCまたはABS/PCの混合材料により構成された方状のものが挙げられる。この実施形態において、被転写体4はABSにより構成された。
ステップ(e)においては、紫外線に照射された活性剤層3は、ミクロ相分離(microphase separation)状態になる。即ち、EO3−TMPTAで形成された繰り返し単位(repeat unit)とPO2−NPGDAで形成された繰り返し単位とが、ミクロスケール(microscopic scale)またはメゾスコピックスケール(mesoscopic scale)において相分離になっているが、マクロスケール(macroscopic scale) においては層化するような分離状態にはなっていない。
上記の方法によれば、凹凸表面が得られる本発明の水圧転写方法は、レベリング剤を含まず、親水性アクリレート単量体と疎水性アクリレート単量体とを含む活性剤で活性剤層3を形成するので、水溶性フィルム1が軟化した後、活性剤層3内の活性剤が少なくとも2つの所定のパターン区域21の間に集中して水溶性フィルム1を下方へ押し込んで、少なくとも2つの所定のパターン区域21の間にある活性剤層3の底面がパターン層2の底面より低くなって、凹凸表面を有する水圧転写フィルムを得られる。そして、該凹凸表面を有する水圧転写フィルムを被転写物4に覆わせることにより、被転写物4の表面を緊密に覆い且つ凹凸表面を有する水圧転写フィルムを得られる。
また、少なくとも2つの所定のパターン区域21の間にある活性剤層3の底面がパターン層2の底面より少なくとも20μm低くなるようにさせる(即ち水圧転写フィルムの凹凸の高低差を20μm以上にする)ことにより、本発明の方法で製造された水圧転写品における凹凸表面の高低差が少なくとも20μmになり、従来の方法で製造された水圧転写品における凹凸表面の高低差より大幅に大きくなる。また、本発明の水圧転写方法はレベリング剤を使用する必要がないので、従来の水圧転写方法にあるレベリング剤由来の問題点もない。
即ち、本発明は、従来の水圧転写方法にあるレベリング剤由来の問題点を解消する上、凹凸表面の高低差がより大きい水圧転写品を製造する方法である。
上記においては、説明のため、本発明の全体的な理解を促すべく多くの具体的な詳細が示された。しかしながら、当業者であれば、一またはそれ以上の他の実施形態が具体的な詳細を示さなくとも実施され得ることが明らかである。
以上、本発明の好ましい実施形態及び変化例を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、最も広い解釈の精神および範囲内に含まれる様々な構成として、全ての修飾および均等な構成を包含するものとする。
本発明の水圧転写方法は、一般の水圧転写品の製造に適用でき、特に凹凸表面を有する水圧転写品の製造に好適である。
1 水溶性フィルム
2 パターン層
21 パターン区域
3 活性剤層
4 被転写物

Claims (10)

  1. (a)上下2面を有する水溶性フィルムの上面に、紫外線硬化インクを用いて少なくとも2つの所定のパターン区域を有するパターン層を形成するステップと、
    (b)親水性アクリレート単量体と疎水性アクリレート単量体とを含み、密度が1.00を超え且つ1.25以下にあって、少なくとも一部が前記パターン層に滲み込んで該パターン層と溶け合え、且つ、紫外線の照射により硬化できる活性剤を、前記水溶性フィルムの上面にある前記少なくとも2つの所定のパターン区域の間を充満しながら前記水溶性フィルム及び前記パターン層を覆うように塗布して活性剤層を形成して、水圧転写フィルムを得るステップと、
    (c)該水圧転写フィルムを前記水溶性フィルムの下面が下方へ向かうように水面に配置して、前記水溶性フィルムが軟化し、且つ前記活性剤層内の前記活性剤が前記少なくとも2つの所定のパターン区域の間に集中して前記水溶性フィルムを下方へ押圧するようにさせ、前記少なくとも2つの所定のパターン区域の間にある前記活性剤層の底面が前記パターン層の底面より低くなった軟化済みの水圧転写フィルムを得るステップと、
    (d)被転写物を、上から前記軟化済みの水圧転写フィルムの前記活性剤層に接触させながら、該軟化済みの水圧転写フィルムを水中に押し込んで、前記軟化済みの水圧転写フィルムを該被転写物の表面に覆わせるステップと、を含むことを特徴とする水圧転写方法。
  2. 前記ステップ(b)においては、レベリング剤を含んでいない活性剤を使用して、前記活性剤層を形成することを特徴とする請求項1に記載の水圧転写方法。
  3. 前記ステップ(b)においては、親水性アクリレート単量体として、エトキシル化トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジメタクリレート、エトキシ化2−メチル−1,3−プロパンジオールジアクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレートまたはそれらの組み合わせを含む前記活性剤を使用することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の水圧転写方法。
  4. 前記ステップ(b)においては、疎水性アクリレート単量体として、プロポキシル化ネオペンチルグリコールジアクリレート、プロポキシル化グリセリルトリアクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート、プロポキシル化ペンタエリトリトールテトラアクリレートまたはそれらの組み合わせを含む前記活性剤を使用することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の水圧転写方法。
  5. 前記ステップ(b)においては、親水性アクリレート単量体と疎水性アクリレート単量体との重量比が2:1〜3:1の範囲内にある前記活性剤を使用することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の水圧転写方法。
  6. 前記ステップ(c)においては、前記少なくとも2つの所定のパターン区域の間にある前記活性剤層の底面が前記パターン層の底面より少なくとも20μm低くなるようにさせることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の水圧転写方法。
  7. 前記ステップ(a)においては、前記パターン層を、厚さが0.5〜5μmの範囲内になるように形成することを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の水圧転写方法。
  8. 前記ステップ(a)においては、前記水溶性フィルムとして、厚さが25〜45μmの範囲内にあるものを使用することを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の水圧転写方法。
  9. 前記ステップ(d)を行った後、(e)前記被転写物に覆わせたままで前記軟化済みの水圧転写フィルムを水から取り出してから、紫外線を前記軟化済みの水圧転写フィルムに照射して、前記パターン層と前記活性剤層とを硬化させるステップを更に含むことを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載の水圧転写方法。
  10. 前記ステップ(e)を行った後、(f)前記水溶性フィルムを除去するステップを更に含むことを特徴とする請求項9に記載の水圧転写方法。
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