JP4019203B2

JP4019203B2 - 水圧転写加工における前処理方法

Info

Publication number: JP4019203B2
Application number: JP10817997A
Authority: JP
Inventors: 信之大滝
Original assignee: Taica Corp
Current assignee: Taica Corp
Priority date: 1997-04-09
Filing date: 1997-04-09
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2017-04-09
Also published as: JPH10277479A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はポリプロピレンまたはポリスチレンを材質とする成形体を被転写体とし、水圧による押圧力を利用して三次元物体たる被転写体に木目や大理石模様等の転写加工を行うにあたり、その前に被転写体に施される前処理方法に関するものである。
【０００２】
【発明の背景】
プラスチックは材質が豊富であり、容易に加工でき、また軽量である等、種々の理由により家電製品、自動車の電装部品等、あらゆる製品に利用され、複雑な三次元形状に成形される場合も多くなった。そのプラスチックの一つであるポリカーボネートは耐衝撃性、寸法安定性に非常に優れており、近年その用途を拡大している。
【０００３】
一方、複雑な三次元形状に成形されたプラスチック表面に対し、木目模様等の印刷や塗装がなされている製品の要求もあり、それに応える塗装法として水圧転写法がある。この加工法は水圧による押圧力を利用して被転写体に木目や大理石模様などを転写し、成形後の三次元物体たる被転写体にも自由な意匠表現が可能なものである。
【０００４】
しかしながら一般に被転写体となるプラスチック成形体は、その表面に成形時の離型剤、油脂類が付着しているため、転写等を含め塗装に際しては塗膜の付着性向上のため、離型剤、油脂類等を分解あるいはコーティング等の前処理が必要となる。そして特にポリカーボネートに転写する場合、ポリカーボネート自体が塗装や印刷し難く、その前処理には苦労しており、現状では煩雑でもウレタン系塗料によるプライマコートがなされていた。
【０００５】
そこで本出願人は、特開平９−４７７１８号「ポリカーボネート製成形体への水圧転写方法」に見られるようにポリカーボネート製の成形体を被転写体として、紫外線を被転写体に照射する前処理を施して行う水圧転写方法を出願している。しかしながらこの方法においても更に以下述べるような不都合が生じており、この点において改良の余地が残されていた。
【０００６】
すなわち被転写体がポリカーボネート以外の材質の場合、例えばポリプロピレンでは照射しても塗膜の密着が不完全という不都合が生じ、ポリスチレンでは照射の際に成形体が熱で変形する不都合が生じていた。そのため、ポリカーボネート以外の成形体に転写する際には、前処理として煩雑なプライマコートが余儀なくされていた。特に前記ポリプロピレン、及びポリスチレンは、ポリカーボネートに比べ安価に供給されていることから、これらを被転写体として用いた製品も多く見られるものの、前処理にプライマコートを必須とする以上、コストアップ要因となり、材質自体の価格面での優位性を活かし切れない。
【０００７】
【開発を試みた技術的課題】
本発明はこのような背景を認識してなされたものであり、ポリプロピレンまたはポリスチレンを材質とする成形体を被転写体として水圧転写するに際し、充分な塗膜密着力と優れた経済性をもって行える新規な前処理方法の開発を試みたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち請求項１記載の水圧転写加工における前処理方法は、ポリプロピレンまたはポリスチレンを材質とする成形体を被転写体とし、ベースフィルム上にインク組成物を印刷し乾燥させて成る転写フィルムを、活性剤組成物を塗布した状態、及び水槽内の水面上に浮かべた状態で供給し、その上方から被転写体を押し付け、水圧によって被転写体表面にインク組成物を転写するにあたり、被転写体が転写を受ける前の工程で、被転写体に対し低圧水銀灯により、１８０ｎｍ及び２５０ｎｍ付近の光線を主に照射することを特徴として成るものである。
この発明によれば、ポリプロピレンまたはポリスチレンを材質とする成形体を被転写体として水圧転写する際、前処理として低圧水銀灯による光を照射させるため従来行われていた前処理、すなわち煩雑なプライマコートが必要なく作業工程が簡略化でき経済的である。また、この発明によれば１８０ｎｍ及び２５０ｎｍ付近の光線を主に発光する低圧水銀灯の光を照射するため、被転写体は表面の汚れが分解され、充分な塗膜密着力を有する。
【０００９】
更にまた請求項２記載の水圧転写加工における前処理方法は、前記要件に加え、前記低圧水銀灯による光の照射は、コンベヤ上の被転写体の表面に影なく均一に照射されることを特徴として成るものである。
この発明によれば、被転写体の表面に影なく均一に低圧水銀灯による光が照射されるため、転写後の塗装も均一できれいに仕上がる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
まず本発明の水圧転写加工における前処理方法を適用した装置の概略について説明する。図１に示すように水圧転写法では、まず水槽Ｔ内に一定レベルの高さに水Ｌを張り、その水面上に転写フィルムＦが供給される。そして水槽Ｔの上方には被転写体Ｗを水槽Ｔ内の水中に押し付けるためのコンベヤＣが設けられる。このものは一例として側面から見て三角形状の搬送軌道を成し、その下部において被転写体Ｗを一定時間水面に押し付け模様が転写された後、再び引き上げるように構成されている。またコンベヤＣの前段に本発明に適用される低圧水銀灯１を設ける。このものはコンベヤ２上に複数本放射状に設けられ、周囲がトンネル状に被覆されるよう構成されている。なお本発明の水圧転写加工における前処理方法の説明に先立ち、次に水圧転写法の基本的な事項を説明する。
【００１１】
水圧転写法では、あらかじめ木目や大理石模様等の適宜な模様をグラビア印刷等の印刷手段によりベースフィルム、例えばポリビニルアルコールを主成分とする水溶性フィルム上に印刷し、乾燥の後、ロールまたはカットシート状の転写フィルムＦとして用意しておく。ここでベースフィルム上に印刷するのに用いるインク組成物はベースフィルムに仮接着し、乾燥被膜の形成が容易であり、被転写体Ｗの表面に対して接着し、且つ活性剤組成物に容易に膨潤する樹脂をビヒクルとして含むものである。従来の代表的なインク組成物は次のようなものであった。
樹脂分として、短油性アルキッド樹脂３重量％
ニトロセルロース１２重量％
溶剤分として、トルエン７５重量％
顔料として、１０重量％
【００１２】
そして転写に際しては、この転写フィルムＦを連続的あるいは一枚毎に引き出しながら、活性剤組成物を印刷模様層側にのみロールコータ等の塗布手段を用いて塗布する。ここで活性剤組成物は、インク組成物を膨潤させ得る溶剤を含み、被転写体Ｗの表面を浸食したり、被転写体Ｗがアンダーコートされている場合には、このアンダーコート層を急激に溶解させないものであることが望ましく、更にこの溶剤と親和性のある樹脂が添加されているなどの基本的条件を具える。
【００１３】
そして従来の代表的な活性剤組成物は次のようなものであった。
樹脂分として、短油性アルキッド樹脂９重量％
ニトロセルロース１重量％
溶剤分として、ブチルセロソルブ１４重量％
ブチルカルビトールアセテート１０重量％
可塑剤分として、フタル酸ジブチル１８重量％
体質顔料として、沈降性硫酸バリウム２３重量％
ここで、溶剤分は転写終了時までの粘着性を回復させるインク溶解を行い、樹脂分は初期密着性を確保するとともに、インクの拡散を防止し、可塑剤は樹脂分に可塑性を付与し、体質顔料はインク表面の見掛け乾燥化を図るとともに、インクズレを規制しつつ、伸展性を与えるなど、各成分がそれぞれ機能を分担ないし補完して、一つの活性剤組成物を構成していた。
なお、短油性アルキッド樹脂は、不乾性の比較的軟らかい樹脂であり、転写フィルムＦの変形に追従して伸展することができるため、よく用いられている。
【００１４】
活性剤組成物が塗布された面を上にして転写フィルムＦが水槽Ｔの水面に浮かべられると、転写フィルムＦにおけるベースフィルムは、水Ｌを吸収して膨潤軟化し、同時に印刷模様層も活性剤組成物に膨潤溶解して、印刷直後のような粘着性を帯びた状態となる。そこで頃合を見計らい、上方から被転写体Ｗを転写フィルムＦに当接させつつ、転写フィルムＦと共にその一部ないし全部が没するよう水中に押し入れる。これによって転写フィルムＦは被転写体Ｗの大きな曲面及び微細な凹凸に呼応しつつその表面に密着する。
その後、この被転写体Ｗを水中より引き上げ、別途ブースにて湯水シャワーを浴びせて残存するベースフィルム分を洗い落とし、熱風等を吹き付けてインク組成物及び活性剤組成物に含まれる溶剤分を揮発させ、更に必要に応じてクリア塗料等にてトップコートして終了する。
なお活性剤組成物を塗布するタイミングは、転写フィルムＦを先に水面に浮かべ、転写フィルムＦが水Ｌを吸収して膨潤するのを待ってからスプレーコート等してもよく、またベースフィルムは転写時に水面上で膨潤し、且つ被転写体Ｗの曲面に充分にまとわり付く性質のものでありさえすれば、溶解せずとも膨潤性のものであっても使用できる。
【００１５】
以上が水圧転写法の基本的な事項であるが、続いて本発明の水圧転写加工における前処理方法について説明する。
まず低圧水銀灯１について説明する。このものは管内に０．０１〜１ｍｍＨｇ程度の水銀蒸気を封入したランプであり、発光スペクトルには短波長の１８４．９ｎｍ及び２５３．７ｎｍの線が強く現れるものである。そしてこの低圧水銀灯１による光を被転写体Ｗに照射すると、被転写体Ｗ表面に付着した汚れ、すなわち有機物を主に１８４．９ｎｍ及び２５３．７ｎｍの二種の光線が分解し、被転写体Ｗの表面の分子運動を活発にさせ、活性な表面を作り出すのである。このように活性化された被転写体Ｗの表面は例えばニトロセルロースと短油性アルキッド樹脂とを樹脂分として含むインク組成物及び活性剤組成物との親和性が良くなり、充分な塗膜密着性が得られるのである。
【００１６】
そして低圧水銀灯１による光の照射は、被転写体Ｗに影なく均一に照射されるのが望ましく、一例としてコンベヤ２に対し複数本の低圧水銀灯１を放射状に配置するとともに、周囲をトンネル状に被覆した低圧水銀灯１の照射下をコンベヤ２上に載せた被転写体Ｗを通過させるような形態がとり得る。その後、被転写体Ｗは転写フィルムＦを浮かべた状態で供給した水槽Ｔ内に押し付けられ、表面に適宜の模様が転写され引き上げられた後、次工程に送られる。
【００１７】
次に転写後塗膜面にカッターで１ｍｍ間隔の切り込みを入れ、セロハンテープを貼り付け、引き剥がしての碁盤目試験を行い、塗膜密着度が良好な結果を示した条件について説明する。まず低圧水銀灯１の照射時間については、ポリスチレンで３分程度、ポリプロピレンでは４分程度が好ましい。また照射出力については、被転写体Ｗの表面上で測定してポリスチレンで８ｍＷ程度、ポリプロピレンでは４０ｍＷ程度が好ましい。しかしながらこれらの条件は被転写体Ｗの各材質グレード、照射アングル等により多少変動することも考えられるため、転写後の塗膜密着状況により適宜の照射時間、照射出力が設定され得る。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１記載の水圧転写加工における前処理方法によれば、ポリプロピレンまたはポリスチレンを材質とする成形体を水圧転写する際、従来前処理として行われていた煩雑なプライマコートが必要なく作業労力が軽減でき経済的である。
また、１８０ｎｍ及び２５０ｎｍ付近の光線を主に発光する低圧水銀灯１による光を照射するため、被転写体Ｗの表面は活性化され、充分な塗膜密着性が得られる。
【００１９】
更にまた請求項２記載の水圧転写加工における前処理方法によれば、被転写体Ｗの表面に影ができないよう均一に照射されるため、転写後の塗装も均一で、きれいに仕上がる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の水圧転写加工における前処理方法を骨格的に示す説明図である。
【符号の説明】
１低圧水銀灯
２コンベヤ
Ｃコンベヤ
Ｆ転写フィルム
Ｌ水
Ｔ水槽
Ｗ被転写体

Claims

ポリプロピレンまたはポリスチレンを材質とする成形体を被転写体とし、ベースフィルム上にインク組成物を印刷し乾燥させて成る転写フィルムを、活性剤組成物を塗布した状態、及び水槽内の水面上に浮かべた状態で供給し、その上方から被転写体を押し付け、水圧によって被転写体表面にインク組成物を転写するにあたり、被転写体が転写を受ける前の工程で、被転写体に対し低圧水銀灯により、１８０ｎｍ及び２５０ｎｍ付近の光線を主に照射することを特徴とする水圧転写加工における前処理方法。
前記低圧水銀灯による光の照射は、コンベヤ上の被転写体の表面に影なく均一に照射されることを特徴とする請求項１記載の水圧転写加工における前処理方法。