JP5242990B2 - 水圧転写方法、水圧転写用転写フィルム及び水圧転写品 - Google Patents

水圧転写方法、水圧転写用転写フィルム及び水圧転写品 Download PDF

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本発明は、転写フィルムの印刷パターンを物品の表面に水圧転写して印刷層を形成する水圧転写方法、この水圧転写方法に用いられる転写フィルム及びこの方法によって製造された水圧転写品に関し、特に、水圧転写品の表面に微細な凹凸触感を得ることができる水圧転写方法、この方法に用いられるのに好適な転写フィルム及びこの方法によって製造された立体的な凹凸表面を有する水圧転写品に関するものである。
水圧転写方法は、一般には、水溶性フィルムの上に所定の非水溶性の印刷パターンが施されている転写フィルムを転写槽内の水面上に浮かばせ、この転写フィルムの水溶性フィルムを水で湿潤し、この転写フィルムに接触させながら物品(被転写体)を転写槽内の水に浸漬し、この際に発生する水圧を利用して転写フィルム上の印刷パターンを物品の表面に転写して印刷層を形成する方法である。
この水圧転写方法において、転写フィルムは、水溶性フィルムにグラビア印刷等によって印刷パターンを印刷して得られるが、この転写フィルムは、一般的には、印刷パターンのインクを乾燥し、ロール状態で出荷して水圧転写作業現場に供給される。
この水圧転写は、被転写体である物品の表面を加飾する目的で行われるが、近年、物品を加飾すると同時に、物品の表面に立体感を付与することが要求され、この要求に応えるために、従来から種々の凹凸付与技術が採用されてきている。
従来技術による1つの凹凸付与方法は、予め微細な凹凸表面を有する化粧板の凹凸表面に絵柄を印刷する方法である(特許文献1参照)。この方法は、化粧板の表面にエンボス加工又は化粧板の成形時に予め凹凸表面を形成しなければならないので、加飾工程の前に別途の加工作業を必要としたり特殊な成形型を必要としたりする上に、この凹凸表面上へ付着すべき絵柄が必ずしも凹凸表面に充分に倣って付着することができないで絵柄の下方に空洞が発生して絵柄が破損し易くなる虞があり、また化粧板を被加飾物品に付着しなければならないため、被加飾物品を直接加飾処理する場合に比べて作業性が低い欠点がある。
従来技術の他の方法は、転写フィルムの印刷パターンのインク層等の中に木粉を混入して水圧転写品の表面に微細な凹凸を付与する方法である(特許文献2参照)。この方法は、水圧転写と同時に、凹凸を付与することができるが、この方法によって得られる凹凸は、ドット状に限定されるので、例えば、木肌の筋状の凹凸感のように、ドット状以外の任意の形態の凹凸感を得ることができないため、利用範囲が限定される。また、木粉の如き粒状混入物をインクに入れて印刷することは、印刷パターンを形成する上で大きな弊害となり、柄の品質や特性等において多くの支障をきたすことが予想される。
従来技術の更に他の方法は、印刷パターンの転写前に施される表面凹凸付きのベースコートや転写後に施され硬化前にプレス成形機等によって異形凹凸が形成されたトップコートによって物品の表面に微細な凹凸を付与する方法である(特許文献3参照)。この方法は、印刷パターン自体の中に立体的凹凸部を形成するのではなく、ベースコートやトップコートに凹凸を付与して絵柄に凹凸感を付与するので、ベースコート、トップコートのない加飾表面には適用できないし、特にトップコートの凹凸付与は、この硬化前にプレス工程で行われるので、作業工程が増加し、また絵柄自体の凹凸ではないので、リアル感がでない欠点がある。
なお、水圧転写に際して物品の表面に施された加飾層のインク印刷部分にインクの顔料の吸油量やインクの濃度に応じてインク活性用の紫外線硬化樹脂組成物の粒子の吸収の程度を変化させてインク印刷部分に微細な凹凸の大小に応じて光沢変化性を付与する水圧転写方法が提案されている(特許文献4参照)。この方法は、加飾層のインク印刷部分に光沢感を変化させるだけであるので、視覚的な立体感は認識されるが、実際に手で触って感じられる触覚的な立体感を得ることはできない。
特開平05−270199号公報 特開平06−040198号公報 特開平07−276899号公報 特許第3881002号公報
本発明が解決しようとする第1の課題は、印刷パターン自体に任意のパターンの立体的な微細凹凸を形成してリアルな凹凸触感を特別な工程と必要とすることなく得ることができる水圧転写方法を提供することにある。
本発明が解決しようとする第の課題は、任意のパターンの立体的な微細凹凸に基づくリアルな凹凸触感を有する水圧転写品を提供することにある。
本発明の基本的な特徴は、物品の表面に転写フィルムの印刷パターンを水圧転写して形成される印刷層のインク印刷部分とインク印刷部分との間の空間(中間空間)に印刷パターンを活性化するのに用いられる活性剤のインク活性化に必要な量を越える余剰分を凸状に集合しながら転移させてこの中間空間にインク印刷部分よりも高い凸部を形成して立体的な凹凸触感を付与することにあり、この特徴は、以下の課題解決手段によって達成される。
本発明の第1の課題解決手段は、水溶性フィルム上に印刷パターンを施して形成された転写フィルムの印刷パターンを活性剤で活性化し、その後この印刷パターンを物品の表面に水圧転写する方法において、転写フィルムとして印刷パターンがインク層を有する第1の領域とインク層を有しないか第1の領域よりも薄いインク層を有する第2の領域とから成っていて全外表面固定層を有しない転写フィルムを用意し、この転写フィルムの表面に前記インク層を活性化するのに必要な量を越えて前記活性剤を塗布して第1の領域のインクを活性化した活性剤の余剰分を水圧転写時に物品の表面で押されて第2の領域に集合しつつ活性剤余剰分を物品の表面に突出させて活性剤凸状集合部分を形成し、物品上の印刷パターンの硬化時にこの活性剤凸状集合部分を収縮させることによって第1の領域に相応するインク印刷部分よりも第2の領域に相応する部分が突出して物品表面に立体的凹凸形状が付与されるようにしたことを特徴とする水圧転写方法を提供することにある。
本発明の第2の課題解決手段は、水溶性フィルム上に印刷パターンを施して形成された転写フィルムの印刷パターンを活性剤で活性化し、その後この印刷パターンを物品の表面に水圧転写する方法において、転写フィルムとして印刷パターンがインク層を有する第1の領域とインク層を有しないか第1の領域よりも薄いインク層を有する第2の領域とから成っていて全外表面固定層を有しない転写フィルムを用意し、この転写フィルムの表面に前記インク層を活性化するのに必要な量を越えて前記活性剤を塗布して第1の領域のインクを活性化した活性剤の余剰分を第1の領域のインク層によるはじき作用と活性剤の集合力とによって第2の領域に凸状に集合させて活性剤凸状集合部分を形成し、その後転写フィルムの印刷パターンを物品の表面に水圧転写する際に第2の領域の活性剤凸状集合部分を物品の表面に凹凸反転させ、その後物品上の印刷パターンの硬化時にこの活性剤凸状集合部分を収縮させることによって第1の領域に相応するインク印刷部分よりも第2の領域に相応する部分が突出して物品の表面に立体的凹凸形状が付与されるようにしたことを特徴とする水圧転写方法を提供することにある。
本発明の第2の課題解決手段において、活性剤の余剰分の集合は、第1の領域のインクが活性剤を引き付ける力よりも第2の領域でのインク集合力が大きく作用して行われるように第1の領域と第2の領域の活性剤に対する界面張力を設定して行われるのが好ましく、この界面張力の設定は、転写フィルムの第1の領域の活性剤に対する界面張力が第2の領域の活性剤に対する界面表面よりも低くなるように行われる。
余剰の活性剤が転写フィルムの第2の領域への移行を促進するために、活性剤は、0.01乃至3重量%のレべリング剤を含んでいるのが好ましい。
活性剤は、溶剤含有型または溶剤非含有型の紫外線硬化型活性剤とし、印刷パターンの紫外線硬化時に活性剤凸状集合部分も紫外線硬化させるのが好ましい。
水圧転写は、転写フィルムを縦横の少なくともいずれかに収縮するように転写フィルムを物品の表面に付き回らせて行うのが好ましいが、この転写フィルムの収縮による物品表面への付き回しは、物品の水への付き回り速さよりも転写フィルムの物品への付き回り速さが速くなるようにして行うことができる。
物品上の印刷層の硬化時に活性凸状集合部分を収縮させる際に、印刷パターンの第1の領域に相応するインク印刷部分と第2の領域に相応する部分との境目に収縮差を生じさせることができる。
本発明の第の課題解決手段は、第1及び第2の課題解決手段による水圧転写方法によって形成された立体的凹凸表面を有することを特徴とする水圧転写品提供することにある。
本発明によれば、物品表面上の印刷層のインク印刷部分とそれ以外の部分との間に微細な立体凹凸を付与するので、物品の加飾に一体化した凹凸特性を得ることができるため、単なる視覚的な立体感ではなく、物品の表面に印刷パターンに相応したリアルな立体的な触感を得ることができ、物品の表面加飾性を向上することができる。
また、この立体的な凹凸は、印刷パターンを水圧転写する際に印刷パターンを活性化するために用いられる活性剤の余剰分が水圧転写に際して第2の領域に流れ込むように集合して形成さたり、それと相俟って又はそれとは別に活性剤のはじき作用と活性剤自体の集合力とによって形成されたりするので、別途の工程を必要とすることなく、高い作業性で凹凸触感を得ることができる。
更に、この立体的な凹凸は、インクがないか又はインクが薄く施されている第2の領域に集合する活性剤の余剰分が転写フィルムの印刷パターンを物品の表面に水圧転写する際に自動的に凹凸反転状態で転写されて形成されるので、水圧転写と同時に容易に形成することができる。
転写フィルムを縦横の少なくとも一方を収縮して転写フィルムを物品の表面に付き回らせると、第2の領域の活性剤凸状集合部分が押し上げられながら物品の表面に転移されるので、その結果形成される立体的な凹凸を一層顕著にすることができる。この転写フィルムの収縮的な付き回りは、例えば、活性剤凸状集合部分の凹凸反転を物品が水に付き回る速さよりも転写フィルムが物品に付き回る速さが速く(例えば1乃至3倍程度速く)なるようにして容易に達成することができる。
また、物品上の印刷層又は装飾層(印刷パターンに相応する部分)の硬化時に活性剤凸状集合部分を第1の領域に相応するインク印刷部分よりも大きく収縮させて両者間に収縮差を生じさせると、第2の領域に二相応する空間内で活性剤凸状集合部分が一層大きく突出する上に、第1と第2の領域に相応する部分の境界において凹みが形成されて、物品表面に一層顕著な立体的凹凸形状を付与することができる。
更に、この立体的な凹凸は、印刷パターンのインクがある第1の領域とインクがないかインクが薄く印刷された第2の領域との間で形成されるので、印刷パターンのインク印刷部分間のスリット(第2の領域)に相応して筋条の如き任意のパターンで凹凸を付与することができ、利用範囲を拡大することができる。
本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に述べると、図1は、本発明が適用される水圧転写方法を概略的に示し、この水圧転写方法は、印刷パターン340が施された水溶性フィルム314から成る転写フィルム316(図3(A)参照)の印刷パターン340上に活性剤320を塗布してインクを活性化した後、この転写フィルム316を印刷パターン340が上面となるようにして図示しない転写槽内の水318上に供給して浮かばせ、水圧転写すべき物品10をこの転写フィルム316を介して水318の中に押し込んで(図1及び図3(B)参照)物品10の表面に印刷パターン340に相応するパターンを有する印刷層(又は加飾層)30(図2及び図3(C)参照)を有する加飾物品10Dを形成する方法である。なお、印刷パターン340のインクの成分や、水溶性フィルム314、活性剤その他の構成要素の材料は、後に述べる実施の形態及び実施例に記載されたものに限定されるものではなく、また物品10は、この水圧転写前に下地処理を適宜施すことができる。
水溶性フィルム314は、水を吸収して湿潤し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から成っている。この水溶性フィルム314は、水圧転写時に、転写槽内の水に触れて軟化し、水圧転写を容易にする。印刷パターン340は、水溶性フィルム314の上にグラビア印刷等によって施され、この転写フィルム316は、印刷パターン340のインクを乾燥した状態で保管し、水圧転写時に活性剤を用いて活性化される。
その後、印刷層30が形成された加飾物品10Dは、活性剤を硬化する硬化工程(図3(D)参照)、水溶性フィルム314を除去するシャワー洗浄工程(図3(E)参照)、物品の表面を乾燥する乾燥工程(図3(F)参照)を経て、完成品となる。
図示していないが、実際には、物品10は、適宜のコンベヤで搬送されたり、ロボットアームに支持されたりしながら水中に押し入れられる。また、場合によっては、印刷パターン340上に活性剤320を塗布する工程と転写フィルム316を水に浮かばせる工程とは、その工程の順序を逆にして、水に浮かばせた転写フィルム316の印刷パターン340上に活性剤320をスプレー塗布してもよい。
本発明の方法においては、図4(A)及び図6(A)に示すように、印刷パターン340は、インク層312Iを有する第1の領域312Aと、インク層を有しないか第1の領域312Aよりも薄いインク層を有する第2の領域312Bとから成り、第2の領域312内に活性剤の余剰分を集合するのに必要な空間を有し、且つ印刷パターン340の上に全外表面柄固定層を有しない転写フィルム316が用いられる。第1の領域312Aの活性剤に対する界面張力は、第2の領域312Bの活性剤に対する界面張力よりも低く設定されているのが好ましいが、その理由は、後述する。
活性剤320が転写フィルム316に塗布されると、この活性剤320は、印刷パターン312の第1の領域312Aのインク層312Iに浸透しながらこのインク層312Iを活性化してインク層の印刷時の状態と同じような付着性を復元して印刷パターン312の水圧転写を可能にするが、それと同時に以下に詳細に述べるように、物品10の表面に転写フィルム316の印刷パターン340を水圧転写して形成される印刷層(加飾層)30(図2参照)のインク印刷部分30Aとインク印刷部分30Aとの間の空間(中間空間)30Bに印刷パターン312を活性化するのに用いられる活性剤320の余剰分320Rを凸状に集合しながら転移させてこの中間空間30Bにインク印刷部分30Aよりも高い凸部30BPを形成して立体的な凹凸触感を付与する。
このように、転写フィルム316の印刷パターン340を活性化するための活性剤余剰分を物品の印刷層30のインク印刷部分30Aの間に凸状に集合して凸部30BPを形成するためには、次の2つの形態があり、第1の形態は、後に図4及び図5を参照して詳細に述べるが、転写フィルム316に塗布された活性剤の余剰分320Rを印刷パターン340のインク印刷部分312Aの間に流し込むようにして転写時にその余剰分320Rをインク印刷部分312Aの間に集合させながら物品の表面に転移させて凸部30BPを形成する形態であり、第2の形態は、後に図6及び図7を参照して詳細に述べるが、活性剤の余剰分320Rを印刷パターン340の第1の領域312Aのインク層312Iによるはじき作用と活性剤320の集合力とによって第2の領域312Bで凸状に集合させた後、転写時に、第2の領域312Bの活性剤凸状集合部分320Cを物品の表面に凹凸反転させて凸部30BPを形成する形態である。この第1の形態の方法と第2の形態の方法とは、単独で又は両者相俟って行われると考えられるが、以下にそれぞれの方法を具体的に述べる。いずれの場合も、活性剤320は、インク印刷部分312に浸透してインクを活性化するのに必要な量を越えて凸部32BPを形成するのに必要な余剰量を塗布する必要がある。
第1の形態の方法が図4及び図5に示されており、図4(A)に示される転写フィルム316に、図4(B)に示すように、活性剤320が塗布されると、この活性剤320は、印刷パターン312の乾燥している第1の領域312Aのインク層312Iに浸透してこのインク層312Iに付着性を復元するので、この転写フィルム316と共に物品10を上方から水中に押し込むと、印刷パターン312が物品10の表面に印刷層(加飾層)30として水圧転写されるが、この際、第1の領域312Aの上方にある活性剤320の余剰分320RAと第2の領域312B内にある活性剤320の余剰分320RBとがその流動性によって物品10の表面に押されて第2の領域312B内に流れ込みながら集合し(図4(C)参照)、第1の領域312Aのインク印刷部分312Iに相応する隣り合うインク印刷部分(印刷層30のインクを有する部分)30Aの間の空間(第2の領域312Bに相応する部分)30B内に凸状に転移し、この空間30B内に活性剤の集合による凸部30BPを形成する(図4(C)参照)。なお、この凸部30BPは、第2の形態に関連して図6(F)を参照して詳細に述べるように、硬化時に収縮差を生じさせて凸部30BPの周りにインク印刷部分30Aよりも低い凹部を形成して高低差を一層顕著にすることができる。
物品10を転写フィルム316を介して水中に押し込む状態が図5に詳細に示されており、この場合、物品10が水に付き回る速さよりも転写フィルム316が物品に付き回る速さの方を速くすると、凸部30BPの高さが一層顕著になるので好ましい。その理由は、後に図7を参照して述べる第2の形態による方法と同じである。なお、図1及び図4では、物品10は、便宜的に扁平であるのが示されているが、図5では、物品10は、転写フィルム316の付き回りの説明を容易にするために、高さと丸みとがある形態で示されている。
活性剤320は、通常の溶剤型活性剤でもよいが、好ましくは、インクに活性作用を付与することができる光重合性モノマー含有の紫外線硬化樹脂組成物、特に、無溶剤型の紫外線硬化樹脂組成物であるのが好ましい。この活性剤320は、例えば、グラビアロール、ミヤバー又はスプレーの何れかの方法で転写フィルム316に塗布することができる。活性剤には、レべリング剤、増感剤、充填材、不活性有機ポリマー、チキソトロピー付与剤、熱重合禁止剤、艶消し成分等を添加することができる。空間30に形成された凸部分30BPは、溶剤を含んでいるときにはこの溶剤を飛ばして硬化する樹脂成分であり、また無溶剤型である場合には、紫外線硬化される樹脂成分である。
次に、第2の形態による方法が図6及び図7に示されており、図6(A)に示される転写フィルム316に、図6(B)に示すように、活性剤320が塗布されると、この活性剤320は、印刷パターン312の乾燥している第1の領域312Aのインク層312Iに浸透してこのインク層312Iに付着性を復元するが、図6(C)に示すように、活性剤の余剰分320Rがインク層312Iの低い界面張力によってはじかれながら第2の領域312Bに移行し、またこの第2の領域312B内で活性剤自体の集合力が作用して第2の領域312Bで活性剤が凸状に集合する。図6(C)を参照すると、活性剤320の余剰分がインク層312Iを有する第1の領域312Aからインク層を有しない(又は薄いインク層を有する)第2の領域312Bに集合してやや盛り上がっているのが解る。このインクの盛り上がり部分を以下に活性剤凸状集合部分320Cと称する。この活性剤凸状集合部分320Cの盛り上がり高さは、数μm程度である。
インク層312Iの活性剤320に対する界面張力の調整は、活性剤320中のレベリング剤を調整することによって行うことができる。活性剤320中のレべリング剤を増加すると、第1の領域312Aのインク層312Iの活性剤320に対する界面張力が低下し、第2の領域312Bへの活性剤320の集合力を高めることができる。なお、第2の領域312Bに第1の領域312Aのインク層312Iよりも薄いインク層を設ける場合に、この第2の領域312Bのインク層の厚みは、後述する凹凸反転を阻害しない程度に設定する。例えば、グラビア印刷により第2の領域312Bに薄いインク層を設ける場合には、この薄いインク層は、例えば、極めて微細で相互に独立するドット状に設けられ、またインク層が活性剤で完全に溶解され活性剤を着色するものを用いるのが好ましい。この第2の領域312Bに充填される材料(薄いインク層又は活性剤)が着色されていると、着色を施さない場合に視認される物品の表面の肌色を隠蔽し、物品の表面の印刷層又は加飾層30の外観を良好にすることができる。
活性剤中に配合されるレベリング剤は、印刷パターン340のインクの組成との相性に応じて適宜調整されるが、レべリング剤が少なすぎる(レベリング性が全くない)と、第1の領域312Aのインク層312Iによるはじき作用が強すぎて第2の領域312Bへの活性剤の集合力は高まるものの、活性剤のインク層312Iへの十分な浸透(活性化)を確保することができない傾向が発生する。また、逆に、レべリング剤が多すぎると、インクのはじき作用が低くなって活性剤の集合力が低下して活性剤凸状集合部分320Cの高さが小さくなり凹凸反転によって形成される凸部30BPもレベリングされて低くなってしまう傾向が発生する欠陥がある。従って、レべリング剤は、このような欠陥を生ずることがないような範囲で調整される。好ましいレベリング剤としては、有機変性ポリシロキサンの如きシリコン系レベリング剤やポリアクリレートの如きアクリル系レベリング剤やBYKR―UV3500(登録商標)で市販されているジメチルポリシロキサンを骨格とするUVコーティング用レベリング剤がある。これらのレベリング剤は、0.01乃至3重量%の割合で活性剤に含有するのが好ましい。また、活性剤の集合力が高まると、第2の領域312Bの活性剤凸状集合部分320Cの高さが第1の領域の高さよりも高くなる傾向が発生するが、その高さは、それぞれの領域の特性、すなわちインクの固形分や顔料の如き成分や領域の間隔、活性剤の塗布量等によって異なり、レベリングの調整によって、例えば2〜10μm程度、第2の領域312Bが第1の領域312Aよりも高くなるように活性剤の集合力を高くするとよい。
第2の形態に用いられる活性剤320も、好ましくは、レベリング剤を所定量配合した光重合性モノマー含有の無溶剤タイプの紫外線硬化樹脂組成物から成っている。この活性剤320も、グラビアロール、ミヤバー又はスプレーの何れかの方法で転写フィルム316に塗布することができ、またこの活性剤には、レべリング剤の他に、必要に応じて、活性剤のはじき作用と集合力を阻害しない程度において、増感剤、充填材、不活性有機ポリマー、チキソトロピー付与剤、熱重合禁止剤、艶消し成分等を添加することができる。
活性剤320に対する界面張力を高める(水溶性フィルムの第2の領域となる表面の濡れ性をよくする)ために、予め印刷パターンを施す前の水溶性フィルム314に、例えば、UV照射による表面改質等の如き表面処理を施してもよく、このようにすると、第2の領域312Bの活性剤320の集合力を一層高めることができる。
このようにして、印刷パターン活性剤320を塗布して第2の領域312Bに活性剤凸状集合部分320Cが形成された転写フィルム316を用いて、図6(D)に示すように、物品10に印刷パターン340を水圧転写するが、このとき、図6(E)に示すように、第2の領域312Bの活性剤凸状集合部分320Cが転写フィルム316の水溶性フィルム314側に押し上げられるように、凹凸反転されながら、転写フィルム316の印刷パターン340が物品10の表面に転写される。即ち、転写フィルム316の水溶性フィルム314とは反対側に凸であった活性剤凸状集合部分320Cは、水圧転写によって、物品10の表面によって今まで凸であった部分が物品10の表面に反動的に押されて水溶性フィルム314側に凸となるように反転されて物品の表面上に装飾層(印刷パターン340の付着によって形成された層)30側に凸となる部分30BPを形成する。活性剤凸状集合部分320Cのこの凹凸反転は、印刷パターン340にインク層を有しない部分かインク層の薄い部分があり、且つこの印刷パターン340の全外表面を覆う全外表面柄固定層を有しないことによって達成される。
なお、活性剤凸状集合部分320Cの凹凸反転は、転写フィルム316を縦横の少なくともいずれかに収縮するように物品10の表面に付き回させて行うのが好ましいが、この転写フィルム316の収縮による物品10の表面への付き回しは、物品が水に付き回る速さよりも転写フィルムが物品に付き回る速さが速くなるようにして行うことができる。このようにすると、この部分320C(凸部30BP)の突出を一層顕著にすることができる。
この動きを図7を参照して一層具体的に説明すると、図7(A)に示すように、物品10を印刷パターン340に押しつけるときに、図7(B)及び図7(C)に示すように、印刷パターン340をその長手方向に沿って物品10側に寄せるようにして転写すると、第2の領域312Bと第1の領域312Aの間隔が狭められつつ物品10に沿うように転写されるが、実際には、第1の領域312Aは、インク層312Iを有するのに対して第2の領域312Bは、インク層を有しないかあってもインク層が薄いので、第1の領域312Aの幅よりも先に第2の領域312Bの幅の方がより狭められ、従って、狭くなった第2の領域312Bの空間内に活性剤余剰分が一層高く突出するように集合される(図7(B)参照)。このように活性剤余剰分が一層高く突出した状態で上方から物品10と接触するので、物品10の表面に押されて凹凸反転した時に、水溶性フィルム314側へ顕著に凸となるのである(図7(D)参照)。
印刷パターン340を物品10側に寄せるように収縮するために、静水式の転写槽を用いる水圧転写(転写毎に所定大きさの新しい転写フィルムを転写槽内に浮遊させて行う水圧転写)の場合には、その内部の水上で十分に膨潤した水溶性フィルム314を物品10を水没させる位置の両側から物品10の着水点へ寄せるようにしつつ物品10を水没させ、また水318が上流から下流に流れる流水式の転写槽を用いる水圧転写の場合には、物品10と水流との相対速度を物品側が遅くなるように(水流速度が速くなるように)移動させつつ水溶性フィルム314上の印刷パターン340を物品10へ一層寄せるようにして印刷パターン340を狭めたりすることができる。
図6(E)、図7(C)(D)の凹凸反転工程後、UV照射硬化装置322を用いて印刷層又は装飾層30(当初の印刷パターン340)をUV硬化させ(図3(D)、図6(F)参照)、その後、図3(E)を参照して説明したように、表面の残留した水溶性フィルム314をシャワー洗浄機324によって除去し、最後に物品の表面を乾燥機(例えばエアブロアー)326によって乾燥して微細な凹凸表面を有する加飾物品10Dを完成する。なお、本発明においては、装飾層30を硬化する工程(図3(D)参照)と水溶性フィルム314を除去する工程(図3(E)参照)とを逆にしてもよい。また、表面の乾燥は、自然乾燥であってもよい。
装飾層30の硬化は、使用する活性剤が溶剤型である場合には、加熱硬化であり、使用する活性剤が紫外線硬化型活性剤である場合には、紫外線硬化であり、使用する活性剤に応じて適宜の方法が選択される。
この装飾層30の硬化は、装飾層30の表面から硬化させるのが好ましい。このようにすると、図6(F)に示すように、装飾層30の凸部30BPのトップからサイドにかけて表面が先に硬化して収縮が開始し、この表面硬化に追従するように、内部が次第に収縮し始める。このため、柔軟性を有する内部の変形がおこり、内部を細くさせることで上方に凸形状を先細るように変形させることになり触指感が向上する。特に、この硬化速度を速めると、凸部30BPの収縮が一層大きくなってその高さ(先細り)が増大するので、この速度を調整することによっても凹凸差を適宜設定することができる(図5(D)及び図7(D)参照)。
また、インク層312Iを有する第1の領域312Aは、インクの固形分を多くしたり顔料の濃度を高くしたりすることによってその収縮を抑制することができる。このように、インクの収縮を抑制することによって、第1の領域312Aと第2の領域312Bとの間に大きな収縮差を生じさせて凸部分30BPの凸形状を一層先細るように変形させることができる。
装飾層30を硬化するUV照射硬化装置322は、低圧又は高圧の水銀ランプ、メタルハライドランプの如き光源ランプと照射器(ランプハウス)を含む任意の形態とすることができる。
UV照射硬化装置322は、UV照射によって活性剤凸状集合部分320C(凸部30BP)の表面を一気に硬化させるようにするのが好ましい。このように、一気に表面の皮膜を形成すると、第1の領域312Aに相応するインク印刷部分(第1の表面部分)30Aと第2の領域312Bに相応する部分(第2の表面部分)30Bとの収縮変形を顕著にすることができる。即ち、このように活性剤凸状集合部分320Cを一気に表面硬化させて収縮変形を高めると、第1の表面部分30Aと第2の表面部分30Bとの境目で両方から同時に「引け」を起こし、図6(F)に示すような凸部30BPの側面に高低差の低い(装飾層30のインク印刷部分=第1の表面部分30Aより低い)凹部分を形成しつつ、「引け」の部分の樹脂を第2の表面部分30Bの凸部30BPへと変形移行させることになり、凹部の減少した体積分を凸部へ移行させつつ、凸部30BPを一層高くすることができ、一層顕著な凹凸を形成することができる。ちなみに、溶剤含有型又は溶剤非含有型の紫外線硬化樹脂組成物の活性剤を用いると、印刷パターンの紫外線硬化時に活性剤凸状集合部分も紫外線硬化するが、その後表面の水溶性フィルムを洗浄し除去することによって、凸部30BPが水溶性フィルム314で覆われて空気に接触しない状態で紫外線硬化させることができるので、表面の硬化を一層速めて凹凸差を一層顕著にすることができる。
なお、本発明においては、表面保護層(トップコート層)を設けると、装飾層30の凹凸による立体感を損ねるため、表面保護層を設けない方が好ましいが、装飾層30の凹凸に倣った表面保護層であれば、表面保護層を設けることを必ずしも否定しない。
図8は、以下に述べる実施例によって得られた加飾物品10Dの実物を示し、加飾物品10Dの表面に顕著な微細凹凸が形成されているのが解る。図2の断面図では、装飾層30が第1の表面部分30Aと第2の表面部分30Bとを分けるように示されているが、実際には両表面部分とも堅牢かつ一体的になっている。
次に、本発明の2つの実施例1、2を比較例1、2と比較しつつ、これらの例によって得られた加飾物品の実物拡大写真(図8、図11は、実施例1、2、図9、図10は、比較例1、2の写真)を参照して説明する。図8乃至図11の写真とその凹凸の高低差とは、「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で測定したものである。
(実施例1)
この実施例1は、次の要領で実施された。
(1)転写フィルムは、図12に示すように、楕円形のドットが点在する印刷パターン部分(第1の領域)とドット間の印刷パターンのない部分(第2の領域)とから成る印刷パターンを有し、本出願人の一方の出願人である株式会社キュービックが水圧転写技術のライセンス先に「サークルチェックブラック2C」の「柄ナンバーK0200」と称する商品名で販売しているものであって、この商品から全外表面柄固定層又は全面インク層を有していないものを用いた。なお、「サークルチェック」の転写フィルムのパターンについて具体的に説明すると、図12に示すように、A部(縦)873.88μm、B部(横)580.28μmの整列間隔で互い違いに整列した楕円(C部(横)684.56μm、D部(縦)1011.27μm)サークル状にパール顔料系インク層から成る印刷パターンを有し、この楕円サークル状のインク層は約2μmの厚さを有し、また、水溶性フィルムは、約40μmの厚さを有している。なお、実際に販売しているものは、この全表面にさらにシルバー顔料インク等からなる全外表面固定層を設けたものであるが、本発明では、全外表面固定層を設ける前の状態の転写フィルムを用いている。
(2)被転写体である物品には、10cm×20cm×3mmのABS樹脂製の平板が用いられ、この物品に、図3(A)乃至図3(F)に示す工程順で記転写フィルムを水圧転写した。
(3)活性剤としては、大橋化学工業株式会社製の商品名「ユービックSクリアー33−N2」と称する無溶剤タイプの紫外線硬化樹脂組成物を使用し、この活性剤は、転写フィルムを転写槽内に導入する直前にミヤバー塗布方法によって転写フィルムの印刷パターン上に塗布した。
(4)このようにして活性化された転写フィルムを流水式の転写槽の水面上に順次供給して浮かばせ、活性剤のはじき作用と集合力によって凹凸を形成した後に、図1に示すように、転写フィルムを介して物品を水中に押し込んで水圧転写し、物品を水中から取り出した後、紫外線を照射し、水洗、乾燥を行って水圧転写品(加飾物品10D)を得た。
(5)このような条件において得られた物品の表面には、高低差で約12μmの凹凸を有し柄と一体的に隣接した装飾層(表面柄)が形成された。
図8の実物拡大写真は、実施例1により得られた加飾物品の表面の状態を示す。この写真から解るように、凹凸(高低差12.13μm)付きの装飾層は、触指するまでもなく、明らかに柄にリアルな立体感が付与されている。
(比較例1)
比較例1は、転写フィルムとして、印刷パターンの上に、シルバー顔料が添加された透明インクの全外表面柄固定層をグラビア印刷によって形成してこの印刷パターンと全外表面柄固定層との厚みが約4μmである転写フィルム(株式会社キュービック製の商品名「サークルチェックブラック2C」の「柄ナンバーK0200」の転写フィルムを使用したことを除いて、実施例1と同様の工程で印刷パターンを水圧転写した。従って、この比較例1では、活性剤の余剰分は、第1の領域のインク層によるはじき作用と活性剤の集合力との両方が作用することがなく、第2の領域で活性剤が集合しない。図9の実物拡大写真は、この比較例1によって得られた加飾物品の表面状態を示し、この写真から解るように、表面の凹凸の高低差が僅かに3μm程度でしかなく、触指しても、柄の立体感はさらっとした程度で凹凸感や立体感は付与されていない。これは、転写フィルムが全外表面柄固定層を有するため、凹凸反転がされない結果である。
(比較例2)
比較例2は、比較例1と同様の転写フィルムを用いたが、活性剤として、大橋化学工業株式会社製の商品名「C.P.A−H NORMAL EX」と称する溶剤タイプの樹脂組成物を用いた点で比較例1と異なる。図10の実物拡大写真は、この比較例2によって得られた加飾物品の表面状態を示し、この写真から解るように、その表面の凹凸の高低差が僅かに1.8μm程度でしかなく、凹凸触感(触覚的な立体感)は全く付与されていない。これも、比較例1と同様に、転写フィルムが全外表面柄固定層を有するため、凹凸反転がされない結果である。
(実施例2)
実施例2は、図7(A)乃至(C)に示すように、物品10に対して転写フィルムの付き回り速度を種々変えながら印刷パターンが凹凸反転するようにして水圧転写したことを除いて実施例1と同様の方法で実施した。実施例2の(A)乃至(C)は、それぞれ物品表面の転写フィルムの付き回り速度を異ならせた3つの例である。
その結果は、図11の実物拡大写真に示すような結果が得られた。
(A)転写フィルムの両側を固定して物品を水没させて転写フィルムの物品への付き回り速度は、水への付き回り速度と同じで水圧転写した場合(水流速度と転写フィルムのコンベヤ速度とを同じ1.3m/分とした場合)であり、その結果、物品に形成された「サークルチェック」の凹凸高低差は、図11(A)の実物拡大写真に示すように、11.37μmであった。
(B)転写フィルムの両側を、図7(B)(C)に示すように、狭めて物品表面の水への付き回り速度より約1.4倍に速度を早めて転写フィルムが付き回るようにした場合(水流速度1.3m/分に対して転写フィルムのコンベヤ速度0.9m/分とした場合)であり、その結果、物品に形成された「サークルチェック」の凹凸高低差は、図11(B)の実物拡大写真に示すように、16.75μmであった(これは、(A)の場合よりも約5.38μm高くなった)。
(C)転写フィルムの両側を、図7(B)(C)とは逆に、広げるように、物品表面の水への付き回り速度より約0.7倍に遅くして転写フィルムが付き回るようにした場合(水流速度1.3m/分に対して転写フィルムのコンベヤ速度1.7m/分とした場合)であり、その結果、物品に形成された「サークルチェック」の凹凸高低差は、図11(C)の実物拡大写真に示すように、9.31μmであった(これは、(A)の場合よりも約2.06μm低くなった)。
これらの例から解るように、転写フィルムの柄の間隔(第2の領域の幅又は大きさ)を狭めるようにして密着させることで物品に形成される凹凸をより顕著にすることができる。なお、本明細書において、「物品の水への付き回り速度」は、上記の説明から理解されるように、印刷パターンと物品表面とが1対1で密着することを基準にしており、印刷パターンと物品表面とが1未満対1のように印刷パターンを延ばす場合には、「物品の水への付き回り速度」が遅く、逆の場合には、「物品の水への付き回り速度」が速いと表現している。
本発明の水圧転写方法によれば、印刷パターン自体に微細な立体凹凸を付与するので、物品の加飾に一体化した凹凸特性を得て物品の表面に印刷パターンに相応したリアルな立体的な触感を得ることができ、またこの物品の表面の凹凸は、印刷パターンを活性化する活性剤の転写時の圧力によるインク印刷部分間の空間への流れ込みや、インクによるはじき作用と活性剤自体の集合力によって転写フィルム上に形成された活性剤凸状集郷部分を水圧転写時に凹凸反転して形成されるので、別途の工程を必要とすることなく、高い作業性で凹凸触感を得ることができ、高い産業上の利用性を有する。
本発明が適用される水圧転写方法の概略を示す概略図である。 本発明の方法によって得られた水圧転写品の部分拡大断面図である。 本発明の水圧転写方法の1つの形態を工程順に示し、図3Aは、転写フィルムの断面図、図3Bは、転写フィルムに活性剤を塗布した状態の断面図、図3Cは、転写後の物品の表面に活性剤余剰分による凸部が形成された状態を示す断面図、図3Dは、水圧転写後紫外線を照射する状態の断面図、図3Eは、物品から水溶性フィルムを水洗する状態の断面図、図3Fは、物品の表面を乾燥する状態の断面図である。 本発明の第1の形態による方法の工程を示す概略系統図である。 本発明の第2の形態で転写フィルムが物品に付き回る状態を説明する概略断面図である。 本発明の第2の形態による方法の工程を順次示す概略系統図である。 本発明の第2の形態で転写フィルムが物品に付き回る状態を説明する概略断面図である。 本発明の実施例1によって得られた製品の実物表面と断面とを拡大して示す写真ある。 比較例1によって得られた製品の実物表面と断面とを拡大して示す写真ある。 比較例2によって得られた製品の実物表面と断面とを拡大して示す写真ある。 本発明の実施例2によって得られた製品の実物表面と断面とを拡大して示す写真である。 実施例1に用いられた転写フィルムの印刷パターンを拡大して寸法とともに示す図である。
10 物品
10D 加飾物品
30 印刷層(装飾層)
30A インク印刷部分
30B インク印刷部分以外の部分(空間)
30BP 凸部(空間30Bに活性剤余剰分が凸状に流れ込み又は反転した部分)
312A 第1の領域
312I インク層
312B 第2の領域
312C 第2領域を凹凸反転して得られる印刷パターン
314 水溶性フィルム
316 転写フィルム
318 水
320 活性剤
320C 活性剤凸状集合部分
340 印刷パターン

Claims (10)

  1. 水溶性フィルム上に印刷パターンを施して形成された転写フィルムの前記印刷パターンを活性剤で活性化し、その後前記印刷パターンを物品の表面に水圧転写する方法において、前記転写フィルムとして前記印刷パターンがインク層を有する第1の領域とインク層を有しないか前記第1の領域よりも薄いインク層を有する第2の領域とから成っていて全外表面固定層を有しない転写フィルムを用意し、前記転写フィルムの表面に前記インク層を活性化するのに必要な量を越えて前記活性剤を塗布して前記第1の領域のインクを活性化した前記活性剤の余剰分を水圧転写時に前記物品の表面で押されて第2の領域に集合しつつ前記活性剤余剰分を前記物品の表面に突出させて活性剤凸状集合部分を形成し、前記物品上の前記印刷パターンの硬化時に前記活性剤凸状集合部分を収縮させることによって前記第1の領域に相応するインク印刷部分よりも前記第2の領域に相応する部分が突出して前記物品表面に立体的凹凸形状が付与されるようにしたことを特徴とする水圧転写方法。
  2. 水溶性フィルム上に印刷パターンを施して形成された転写フィルムの前記印刷パターンを活性剤で活性化し、その後前記印刷パターンを物品の表面に水圧転写する方法において、前記転写フィルムとして前記印刷パターンがインク層を有する第1の領域とインク層を有しないか前記第1の領域よりも薄いインク層を有する第2の領域とから成っていて全外表面固定層を有しない転写フィルムを用意し、前記転写フィルムの表面に前記インク層を活性化するのに必要な量を越えて前記活性剤を塗布して前記第1の領域のインクを活性化した前記活性剤の余剰分を前記第1の領域のインク層によるはじき作用と前記活性剤の集合力とによって前記第2の領域に凸状に集合させて活性剤凸状集合部分を形成し、その後前記転写フィルムの前記印刷パターンを前記物品の表面に水圧転写する際に前記第2の領域の前記活性剤凸状集合部分を前記物品の表面に凹凸反転させ、次いで前記物品上の前記印刷パターンの硬化時に前記活性剤凸状集合部分を収縮させることによって前記第1の領域に相応するインク印刷部分よりも前記第2の領域に相応する部分が突出して前記物品表面に立体的凹凸形状が付与されるようにしたことを特徴とする水圧転写方法。
  3. 請求項2に記載の水圧転写方法であって、前記活性剤の余剰分の集合は、前記第1の領域のインク層が前記活性剤を引き付ける力よりも前記第2の領域での活性剤集合力が大きく作用して行われることを特徴とする水圧転写方法。
  4. 請求項3に記載の水圧転写方法であって、前記転写フィルムの前記第1の領域の前記活性剤に対する界面張力は、前記第2の領域の前記活性剤に対する界面表面よりも低く設定されていることを特徴とする水圧転写方法。
  5. 請求項1乃至4のいずれかに記載の水圧転写方法であって、前記活性剤は、0.01乃至3重量%のレべリング剤を含んでいることを特徴とする水圧転写方法。
  6. 請求項1乃至5のいずれかに記載の水圧転写方法であって、前記活性剤は、溶剤含有型又は溶剤非含有型の紫外線硬化型樹脂組成物であり、前記印刷パターンの紫外線硬化時に前記活性剤凸状集合部分も紫外線硬化させることを特徴とする水圧転写方法。
  7. 請求項1乃至6のいずれかに記載の水圧転写方法であって、前記水圧転写は、前記転写フィルムを縦横の少なくともいずれかに収縮するように前記転写フィルムを物品の表面に付き回させて行うことを特徴とする水圧転写方法。
  8. 請求項7に記載の水圧転写方法であって、前記転写フィルムの収縮による物品表面への付き回しは、前記物品が水に付き回る速さよりも前記転写フィルムが物品に付き回る速さが速くなるようにして行われることを特徴とする水圧転写方法。
  9. 請求項1乃至8のいずれかに記載の水圧転写方法であって、前記物品上の前記印刷パターンの硬化時に前記活性剤凸状集合部分を収縮させる際に、前記第1の領域に相応するインク印刷部分と前記第2の領域に相応する部分との境目に収縮差を生じさせることを特徴とする水圧転写方法。
  10. 請求項1乃至8のいずれかに記載の水圧転写方法によって形成された立体凹凸表面を有することを特徴とする水圧転写品。
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