JP3737857B2 - パウダー付着方法と装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート表面に印刷した可塑樹脂層に接着剤粉，顔料粉，ガラス粒などを適量付着させる方法と装置に関し、特殊印刷法として固体パウダーを含む樹脂層を形成できるパウダー付着方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特殊印刷法の一種である植毛印刷法では、ナイロン，ポリエステルなどの繊維を植毛するほかに、金銀粉，顔料粉などのパウダーを静電気によって付着させる場合がある。既存の植毛印刷法において、スクリーン印刷で紙や布地の表面に文字や図柄の模様を印刷し、次に静電気のプラスにつないだ電極板上に金銀粉，顔料粉，ガラス粉などを散布する。この電極板にスクリーン印刷済みの印刷面を接近させ、マイナス電極につなぐと、パウダーは印刷面に吸い付けられるので、これを乾燥してから印刷面以外の不要パウダーを払い落とす。
【０００３】
この植毛印刷法は、金銀粉や顔料粉などのパウダーが微粉末で軽量であることを要し、しかも印刷面に吸着されるパウダー量は全体に均一であっても非常に少なく、印刷面との接着強度も十分とはいえない。このため、パール顔料を含む接着剤の塗布面にガラス小球を付着させる再帰反射シートでは、ガラス小球を上方から接着剤層の塗布面に散布し、所望に応じて上方からプレスしてガラス小球を十分に接着剤層の中へ押し込んでいる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記のパウダー散布法は、ガラス小球を接着剤の塗布面に散布するだけであると、ガラス小球と接着剤層との接着強度が十分でない。パウダー散布において、別個にプレス工程を加えると作業工程が増加するうえに、接着剤層が横方向へ流れたりガラス小球の上方に出てしまうようなトラブルが発生しやすい。
【０００５】
本発明は、固体パウダーを含む樹脂層を形成する特殊印刷法における前記の問題点を改善するために提案されたものであり、接着剤粉，顔料粉，ガラス粒などを可塑樹脂層に適量固着させるパウダー付着方法を提供することを目的としている。本発明の他の目的は、接着剤粉，顔料粉，ガラス粒などの固着を効率良く達成できるパウダー付着装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るパウダー付着方法では、まず水平の支持シート１（図１）の表面に図柄模様状または全面に可塑樹脂層２を形成する。支持シート１は、紙，布地，樹脂フィルム，皮革，ガラス板，木板などであればよく、転写ラベルの場合には剥離可能なベースシートを用いる。可塑樹脂層２は、一般にスクリーン印刷法でシート表面に形成するが、パウダー３（図３）が付着可能な層厚にできるならば他の印刷法も適用可能である。本発明で用いるパウダー３は、可塑樹脂層２に付着可能な小径物であればよく、一般的な粉末のほかにいわゆる粒状物やフレークなどを包含する。典型的なパウダー３として、接着剤粉，顔料粉，ガラス粒，活性炭粉，金銀粉などが例示できる。
【０００７】
支持シート１は、樹脂層が可塑状態の間に裏返すことを要する。可塑状態の樹脂層とは、支持シートの表面に印刷した直後で粘着性を有する場合と、硬化後に加熱や溶媒で粘着性を付与する場合とを包含する。支持シート１の裏返しは、図４に例示するような回転ステージ１０に取り付けて自動的に行い、該回転ステージの代わりに無端ベルト，八角ドラムや円筒ドラムに取り付けたり、手動によって裏返してもよい（図９参照）。
【０００８】
図５に例示するように、支持シート１を裏返した後に、パウダー槽１２を接近させる。この接近については、パウダー付着装置８のようにパウダー槽１２が下方から上昇しても、固定したパウダー槽に向かって支持シート１が下降するような態様でもよい。パウダー槽１２は、パウダー流動層１４が保持可能なように、一般に広くて浅い形状であればよく、パウダー付着装置８において交換可能に設置すると好ましい。
【０００９】
パウダー槽１２内のパウダー３は、可塑樹脂層２に押付けて付着させる。可塑樹脂層２へのパウダー付着には、例えばスプリンクルバー１６がパウダー流動層１４中で水平移動することにより、適量のパウダー３を連続的に盛り上げて可塑樹脂層２の表面に接触させる。スプリンクルバー１６は、図７に示すように近接した２本または３本以上の丸棒からなり、各丸棒が自転可能であってもよい。パウダー付着には、図９に示すように１本のスプリンクルバーを用い、１本のバーでパウダー槽内の下方に設置した平ベルトを押上げるような構成などでもよい。パウダー流動層１４の表面を平らにならすために、パウダー槽１２の横幅とほぼ等しい長さのスキージ（図示しない）を取り付け、該スキージをスプリンクルバー１６の水平移動後に水平方向に作動してもよい。
【００１０】
支持シート１について、パウダー３を付着した後に可塑樹脂層２を乾燥し、パウダー３を樹脂層の表面に固着する。図４のパウダー付着装置８では、パウダー３を付着してから回転ステージ１０をさらに９０度回転し、垂直位置の支持シート１の表面から不要パウダーを直ちに除去し、該装置から支持シート１を取り外した後に可塑樹脂層２の乾燥を行う。不要パウダーの除去工程は、可塑樹脂層の乾燥工程の次であってもよく、コンベヤや八角ドラムなどを適用することにより、可塑樹脂層の乾燥工程を不要パウダーの除去工程の前後に設定して連続的な作業工程を達成してもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明のパウダー付着装置８は、図４に示すように、複数枚の支持シート１を吸着できる回転ステージ１０と、該回転ステージの下方に配置するパウダー槽１２と、パウダー槽内部で水平移動可能なスプリンクルバー１６とを備える。また、図８に例示するように、回転ステージ１０の側方には、上下方向に走行可能な回転ブラシ２８と３０およびブロー吸引機構３２を配置する。回転ステージ１０、パウダー槽１２、２本のスプリンクルバー１６、シート押え２０と２２、回転ブラシ２８と３０、ブロー吸引機構３２は、シーケンサ（図示しない）などによって相互に同期作動し、回転ステージ１０の回動時には他の部材は停止しており、該回転ステージが９０度回動して停止すると他の部材が作動する。
【００１２】
回転ステージ１０は、図４および図６から明らかなように、通常、４側面にそれぞれ支持シート１を吸着できる正方形断面の直方体形状であり、各側面において多数の小貫通孔２４を設けた吸引板２６をそれぞれ取外し可能に固着する。各吸引板２６の表面には、支持シート１の損傷や変形を防ぐために、ネジ孔やざぐり孔を形成しない。回転ステージ１０の内部において、各々の吸引板２６の吸引室（図示しない）は独立しており、吸引板２６ごとにエアの吸引・吹出し操作が可能である。
【００１３】
矩形のシート押え２０または２２は、回転ステージ１０の下方位置においてパウダー槽１２との間、および回転ステージ１０の側方位置において回転ブラシ２８，３０との間に設置する。シート押え２０，２２は、吸引板２６に対応する平面形状を有し、その内寸は支持シート１のそれよりのわずかに小さい。シート押え２０，２２の裏面にゴム板３３を固着することにより、回転ステージ１０の下方位置でパウダー槽１２が接近する前、該ステージの側方位置で回転ブラシ２８，３０が走行する前に、支持シート１の周囲を吸引板２６の表面に密着させることが可能である。
【００１４】
パウダー槽１２は、吸引板２６の平面形状に対応する広さの浅い矩形平面形状であり、回転ステージ１０の下側で水平に位置し、パウダー付着装置８に対して容易に着脱可能に設置する。パウダー槽１２は、回転ステージ１０が９０度回動するごとに、下方に位置する水平吸引板２６に向かって接近できるように昇降可能に設置する。パウダー槽１２の前後部には、スプリンクルバー１６が水平移動した際にパウダー３が外部へ流出するのを防ぐ垂直壁１８ （図７）を設ける。
【００１５】
２本の丸棒からなるスプリンクルバー１６，１６は、パウダー槽１２の内部において相互に近接して水平に固定保持し、該パウダー槽とともに昇降作動させる。スプリンクルバー１６，１６は、両持ちまたは片持ち支持でその高さ位置を適宜に調整でき、パウダー槽１２内のパウダー流動層１４中に位置するように定める。スプリンクルバー１６，１６は、パウダー槽１２の横幅とほぼ等しい長さであり、図７の矢印で示すようにパウダー槽１２の縦幅のほぼ全域にわたって前方または後方へ水平移動する。
【００１６】
回転ステージ１０の側方には、図８に例示するように、上下方向に走行する回転ブラシ２８と３０およびブロー吸引機構３２を配置し、これらは吸引板２６の縦幅に相当する長さを有し、水平および上下方向に移動可能である。回転ブラシ２８または回転ブラシ３０とブロー吸引機構３２は、それぞれ別個に作動し、回転ブラシ２８が往復作動してから回転ブラシ３０とブロー吸引機構３２が往復作動する。
【００１７】
回転ブラシ２８，３０は、図８の矢印方向に自転し、各ブラシに払い取り棒（図示しない）を取り付ける。回転ブラシ２８で掻き落としたパウダーは、図８に示すようにガイド３４によってパウダー槽１２に戻しても、または別の回収槽（図示しない）に収納してもよい。一方、回転ブラシ３０で掻き落としたパウダー残渣は、ブロー吸引機構３２で吸い取り、集塵機３６で一括してから廃棄する。
【００１８】
パウダー付着装置８において、回転ステージ１０は、９０度回動するごとに停止するように設定する。上方に位置した吸引板２６について、まずエアを吹き出してパウダー付着済みの支持シートを取り外し、次に可塑樹脂層２を形成した新たな支持シート１を載置して、該支持シートを内部エアを抜いて吸引板２６に吸着・固定する。回転ステージ１０が次に９０度回動しても、支持シート１はそのままである。
【００１９】
回転ステージ１０が、さらに９０度回動して支持シート１が下方に位置すると、シート押え２０が上昇し、支持シート１の周囲を吸引板２６の表面に密着させる。ついでパウダー槽１２が上昇し、パウダー流動層１４の表面が支持シート１と近接する（図５と図７参照）。この状態において、２本のスプリンクルバー１６，１６が水平移動することにより、適量のパウダー３を連続的に盛り上げて支持シート１の可塑樹脂層２に押付けて付着させる。パウダー付着が完了すれば、パウダー槽１２およびシート押え２０は下降する。
【００２０】
回転ステージ１０が、さらに９０度回動して支持シート１が垂直に位置すると、側方からシート押え２２が前進し、支持シート１の周囲を吸引板２６の表面に密着させる。ついで回転ブラシ２８が前進し、支持シート１と接触してからシート下端まで下降し、再びシート上端まで上昇してから後退して不要パウダーを掻き取る。さらに回転ブラシ３０とブロー吸引機構３２が前進し、回転ブラシ３０が支持シート１と接触してからシート下端まで下降し、再びシート上端まで上昇してから後退してパウダー残渣を除去する。
【００２１】
回転ステージ１０が、最後に９０度回動して支持シート１が再び上方に位置すると、吸引板内部のエアを吹き出して支持シート１を取り外し、パウダー付着作業を繰り返す。可塑樹脂層２にパウダー３が付着した支持シート１は、適宜の加熱炉または自然乾燥によって可塑樹脂層２を硬化させ、パウダー３を樹脂層の表面に固着する。
【００２２】
図９は本発明の変形例を示し、支持シート４０の表面に可塑樹脂層２を形成し、該支持シートを無端ベルト４２上に順次取り付けていく。各支持シート４０は、屈曲可能な矩形の押え枠４４によってベルト４２に固定し、磁性材を含む支持シート４０を帯磁性のベルト４２に接着させてもよい。ベルト４２の下方には、パウダー槽４６，ヒータおよび回転ブラシと吸引機構（いずれも図示しない）を所定間隔をおいて配置する。パウダー槽４６では、下方に張設した平ベルト４８の上にパウダー流動層５０を載置し、１本のスプリンクルバー５２の水平移動によって平ベルト４８を押上げるような構成である。
【００２３】
可塑樹脂層２を形成した支持シート４０は、無端ベルト４２の上方において取り外しついで取り付けを順次行われ、該ベルトの走行によって裏返しになる。各支持シート４０がパウダー槽４６の上方で一旦停止するならば、該パウダー槽が上昇してパウダー流動層５０が接近し、ついでスプリンクルバー５２が水平移動して平ベルト４８を押上げ、適量のパウダー３を連続的に盛り上げて可塑樹脂層２に付着させる。また、ベルト４２が連続走行して支持シート４０がパウダー槽４６の上方で停止しないならば、パウダー槽４６が上昇・接近してからシート４０の間隔だけベルト４２と水平方向に並走し、この際にスプリンクルバー５２は平ベルト４８を押上げるだけで停止している。
【００２４】
【実施例】
次に、本発明を実施例に基づいて説明すると、図４および図６において正方形断面の回転ステージ１０を示す。回転ステージ１０の４側面には、寸法５００×６００ｍｍである吸引板２６を固着し、該吸引板に直径１ｍｍの貫通孔２４を３００個以上設ける。回転ステージ１０の１／４回転時間は２秒以内であり、シート１枚当りのパウダー付着時間は約１０秒である。シート押え２０，２２は、支持シート１の外周５ｍｍ以内を押え、シート押え２０は環状平面であり、シート押え２２は逆Ｕ字形平面を有する。
【００２５】
パウダー槽１２およびスプリンクルバー１６，１６は、１ブロックとして構成し、ブロック全体の昇降距離は５０ｍｍである。パウダー槽１２は、深さ３５ｍｍのステンレス鋼製バットである。スプリンクルバー１６，１６は、直径１０ｍｍ，長さ８００ｍｍのクロムめっきの鉄棒製であり、両持ち支持で２本同時に、バットを基準して高さ±１０ｍｍ調整可能である。両スプリンクルバーは、１行程が８００ｍｍであって、１００〜５００ｍｍ／秒の調整可能な速度で水平方向に往復作動する。
【００２６】
回転ブラシ２８と３０およびブロー吸引機構３２は、１ブロックとして構成し、回転ブラシ２８または回転ブラシ３０とブロー吸引機構３２は別個に作動し、ブロック全体の水平および昇降速度は１００〜５００ｍｍ／秒で調整可能である。回転ブラシ２８，３０には、長さ４０ｍｍの羊毛が放射状に植設され、その回転数は１００〜５００ｒｐｍで個別に調整可能である。
【００２７】
パウダー付着装置８によって転写ラベルを製造する場合、支持シート１として、セルロース系樹脂で表面の剥離処理をしたポリエステルフィルムを用い、該フィルムは厚さ５０μｍで寸法５００×６００ｍｍである。支持シート１の表面には、スクリーン印刷によって経時架橋性のポリウレタン樹脂の図柄模様を印刷し、厚さ８０μｍの可塑樹脂層２を形成する。
【００２８】
支持シート１は、取入れシートガイド３８の吸引パッド３９に吸着され、該ガイドによって搬送する。支持シート１は、回転ステージ１０において上方に位置した吸引板２６上に載置し、吸引室の内部エアを抜いて吸引板２６に吸着・固定する。パウダー付着装置８において、回転ステージ１０が９０度さらに９０度回動すると、支持プレート１は下方に位置して裏返しになる。
【００２９】
パウダー槽１２に収納するパウダー３は、粒径５０〜３００μｍのポリアミド樹脂の接着剤粉末である。この樹脂粉末を収納したパウダー槽１２は、支持シート１が下方に位置すると、シート押え２０の上昇についで上昇し、この状態において、２本のスプリンクルバー１６，１６が水平移動する。スプリンクルバー１６，１６により、適量のパウダー３を連続的に盛り上げて支持シート１の可塑樹脂層２に押付けて付着させる。
【００３０】
回転ステージ１０が、さらに９０度回動して支持シート１が垂直に位置すると、まず回転ブラシ２８によって不要パウダーを掻き取り、これをガイド３４を経てパウダー槽１２に戻す。ついで回転ブラシ３０でパウダー残渣を掻き落とし、ブロー吸引機構３２で吸い取って集塵機３６に集める。
【００３１】
支持シート１は、回転ステージ１０の次の９０度回動で再び上方に位置すると、吸引室からエアを吹出して吸引板２６から取り外す。支持シート１は、別の取出しシートガイド（図示しない）の吸引パッドに吸着され、該ガイドによって搬出する。得た支持シート１は、最後に１２０℃で７０秒加熱処理をして、可塑樹脂層２を硬化させる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明に係るパウダー付着方法は、スクリーン印刷法と比較して、支持シートの可塑樹脂層を裏返してパウダーを付着させることにより、必要な量のパウダーだけが可塑樹脂層に付着し、不要なパウダーは大部分直ちに重力で落下してしまうので作業効率がすぐれている。本発明方法は、パウダーの飛散が少なくなり、工場内において周囲への飛散が減って作業環境の悪化が少ない。
【００３３】
本発明のパウダー付着方法は、植毛印刷法に比べて、付着すべきパウダーの形状や重量で影響を受けることが少なく、樹脂層に付着するパウダー量は全体に均一であるうえに、その付着量の調整も容易である。本発明方法は、スプリンクルバーでパウダーを盛り上げて付着させるので、支持シートの可塑樹脂層における凹凸の影響を受けることが少なく、多少の凹凸があってもパウダーの付着が可能である。しかも、パウダー流動層の盛り上げで可塑樹脂層の表面へパウダーを食い込ませるため、樹脂層との接着強度が十分であって安定した接着力を得ることができる。
【００３４】
本発明のパウダー付着装置は、パウダー槽の交換だけで使用パウダーを変更でき、スクリーン印刷装置と比較して顔料系のパウダーを使用しても段取り時間が短くなる。本発明装置では、パウダー付着と掻き取り工程を別個にすることにより、全体のパウダー付着時間を短縮することができる。
【００３５】
本発明の付着装置では、支持シートを垂直に立てた状態で不要パウダーを除去するため、掻き取られたパウダーが支持シートに再付着することは少ない。掻き取ったパウダーは、元のパウダー槽へ戻すため、パウダーの使用効率が高くなる。また、回転ブラシによって比較的小さい力で掻き取るため、可塑樹脂層であるデザイン部の損傷を低く押えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 可塑樹脂層を形成した支持シートの一例の概略断面図である。
【図２】 図１の支持シートの平面図である。
【図３】 図１の支持シートにおいてパウダーを可塑樹脂層に付着させた状態を示す概略断面図である。
【図４】 本発明に係るパウダー付着装置を示す概略横断面図である。
【図５】 回転ステージの吸引板に吸着・固定された支持シートに対して、パウダー槽が接近した状態を示す部分横断面図である。
【図６】 図３のパウダー付着装置を示す概略縦断面図である。
【図７】 図５のパウダー槽の接近状態を示す部分縦断面図である。
【図８】 パウダー付着装置における回転ブラシおよびブロー吸引機構を概略的に示す部分横断面図である。
【図９】 裏返した支持シートに対して、パウダーを可塑樹脂層に押付けて付着させる他の例を概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
１ 支持シート
２ 可塑樹脂層
３ パウダー
８ パウダー付着装置
１０ 回転ステージ
１２ パウダー槽
１４ パウダー流動層
１６，１６ スプリンクルバー
１８ 垂直壁
２０，２２ シート押え
２６ 吸引板
２８，３０ 回転ブラシ

Claims (6)

1. 水平の支持シートの表面に図柄模様状または全面に可塑樹脂層を形成し、この樹脂層が可塑状態である間に支持シートを裏返し、ついで下方からパウダー槽を近づけ、このパウダー流動層中で１本または２本以上のスプリンクルバーを水平移動することにより、適量のパウダーを連続的に盛り上げて可塑樹脂層に押付けて付着させ、この後に可塑樹脂層を乾燥してパウダーを樹脂層の表面に固着するパウダー付着方法。
2. 表面に図柄模様状または全面に可塑樹脂層を形成した支持シートを用い、該支持シートを四角形断面の回転ステージの上方吸引板に吸着・固定し、支持シートの樹脂層が可塑状態である間に、回転ステージを１８０度回転して支持シートを裏返し、ついで下方からパウダー槽を上昇させ、このパウダー流動層中で１本または２本以上のスプリンクルバーを水平移動することにより、適量のパウダーを連続的に盛り上げて可塑樹脂層に押付けて付着させ、この後に回転ステージをさらに９０度回転し、垂直位置の支持シートの表面をブラシで払い、且つブロー吸引によって不要パウダーを除去するパウダー付着方法。
3. 複数枚の支持シートを吸着できる回転ステージと、回転ステージの下方に配置するパウダー槽と、パウダー槽内部で水平移動可能なスプリンクルバーとを備え、表面に図柄模様状または全面に可塑樹脂層を形成した支持シートを用い、該支持シートを回転ステージの上方面に順次吸着・固定するとともに、回転ステージが回動するごとに、下方に位置する支持シートに向かってパウダー槽が接近し、スプリンクルバーがパウダー流動層中で水平移動して適量のパウダーを可塑樹脂層に付着させるパウダー付着装置。
4. ４面にそれぞれ吸引板を取り付けた正方形断面の回転ステージと、回転ステージの下方に配置するパウダー槽と、パウダー槽内部で水平移動可能な１本または２本以上のスプリンクルバーとを備え、表面に図柄模様状または全面に可塑樹脂層を形成した支持シートを用い、該支持シートを回転ステージの上方で吸引板に順次吸着・固定するとともに、回転ステージが９０度回動するごとに、下方に位置する水平吸引板に向かってパウダー槽が接近し、１本または２本以上のスプリンクルバーがパウダー流動層中で水平移動して適量のパウダーを可塑樹脂層に付着させる際に、残りのパウダーが外側へ流出するのを防ぐ垂直壁をパウダー槽に設けているパウダー付着装置。
5. ４面にそれぞれ吸引板を取り付けた正方形断面の回転ステージと、回転ステージの下方に配置するパウダー槽と、パウダー槽内部で水平移動可能な１本または２本以上のスプリンクルバーと、回転ステージの側方に配置する上下動可能なブロー吸引機構と、ブロー吸引機構の前面に配置する回転ブラシとを備え、表面に図柄模様状または全面に可塑樹脂層を形成した支持シートを用い、該支持シートを回転ステージの上方で吸引板に吸着・固定するとともに、回転ステージが９０度回動するごとに、下方に位置する水平吸引板に向かってパウダー槽が接近し、１本または２本以上のスプリンクルバーがパウダー流動層中で水平移動して適量のパウダーを可塑樹脂層に付着させ、一方、側方に位置する垂直吸引板の表面を回転ブラシが垂直方向に走行し、不要パウダーをブロー吸引機構によって除去するパウダー付着装置。
6. 四角形断面の回転ステージにおいて、下方位置でパウダー槽が接近する前に、矩形のシート押えによって支持シートの周囲を吸引板の表面に密着させる請求項３から５のいずれかに記載の装置。

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