JP6013719B2 - 印刷付き人工皮革製品の製造方法 - Google Patents

Description

本願発明は、印刷付き人工皮革の製造方法に関するものである。

塩化ビニル系の人工皮革は柔軟な手触りと天然皮革に似た風合いとを有しており、例えば椅子の表皮材などの様々な分野で使用されているが、印刷性が悪いという問題があった。特に、椅子の背もたれ用表皮材のように摩擦を受ける物の場合は、使用しているうちにインキが剥げ落ちる現象が見られ、このため、椅子の表皮材に印刷を施すことは一般には行われていない。

また、レザーの表面には耐磨耗性アップや汚れ防止のためにフッ素樹脂等の保護層をコーティングすることが広く行われており、このように保護層を設けるとインキの乗り（接着性）が悪化するため、印刷性の悪さが倍加していた（保護機能が高くなればなるほど印刷性は悪化する。）。従って、保護層をコーティングした塩化ビニル系レザーに印刷を施すことは、事実上、行われていない。

さて、公共施設や車両など、お年寄りや身体障害者、妊婦、怪我人などのための優先席を設置しており、これらの優先席には、優先席であることを示す表示を設けている。そして、これらの優先席においても、背もたれや座の表皮材を塩化ビニル系のレザー仕様にしていることが多く、従って、優先席であることの表示（マークや文字）は背もたれの表皮材に施すのが合理的であるが、従来は、既述のようにレザーは印刷性が悪いために表皮材に直接に表示を施すこと（印刷すること）は行われておらず、背もたれに上から被さる袋状のカバーに表示を施している。しかし、これは見栄えが悪いという問題があった。

他方、レザーに耐磨耗性が高い印刷を施すことが考えられており、その例として特許文献１には、レザーの表面に塩化ビニル系のインキで印刷してから、印刷部を紋押しして凹ませることが開示されている。また、レザーに表示を直接に施す手段として、レザーの表面にレーザー光線を照射して、レザーの表層を変質（変色）させて図柄を表示することも一部でトライされている。

特許第３４０６３８７号公報

特許文献１はインキ層をレザーの内部にめり込ませて、レザー層でインキ層を保護することでインキに外力が作用することを低減せんとしたものと思われるが、表示が細い線のみである場合ならまだしも、印刷された表示がある程度の面積を有するとレザー層による保護機能は全く期待できず、印刷部を凹ませたことの意味が没却されてしまう。また、フッ素樹脂層のような保護層を設けている場合のインキの乗りの悪さは、解消するに至っていない。

他方、レザーの表面を焼く方法は、表れる色が１種類に限定されるため多様な商品展開ができない問題がある。また、レザーには、一般に白色顔料として二酸化チタンが混入されていることが多く、レザーの表面をレーザーで除去すると、混入していた二酸化チタンが露出して紫外線と反応し、数日のうちに色が薄まって視認性が著しく悪化する問題がある。

本願発明はこのような現状に鑑み成されたものであり、耐久性や視認性等に優れて商品価値が高い印刷付きレザー製品を提供せんとするものである。

本願発明は、請求項１で特定されている。すなわちこの発明は、
「基布の片面にレザー層が形成されている人工皮革を用意し、前記人工皮革におけるレザー層の表層を図柄の状態に除去して凹所状の印刷部を形成し、次いで、前記印刷部にインキを塗着して図柄を表示する、という製造方法であって、
前記印刷部へのインキの塗着は、前記人工皮革を保持枠に固定して、前記人工皮革の図柄に対応した図柄が形成されたスクリーンを前記人工皮革に上から重ねて、スクリーンに形成された図柄のとおりにインキを前記印刷部に転移させる、というスクリーン印刷によって行われており、
前記スクリーンの図柄を、前記人工皮革の印刷部内に僅かの遊びを持って収まるように形成することにより、前記スクリーン印刷に際してインキが前記レザー層の印刷部からはみ出ることを防止している、」
という構成である。

なお、本願発明において「表層を除去する」とは、少なくとも表層を除去するということであり、表層のみを除去するという意味ではない。従って、除去部の深さには特に制限はない。

本願製法は、請求項２〜５の構成も含んでいる。このうち請求項２の発明は、請求項１において、前記印刷部の形成は、前記レザー層にレーザー光を照射することによって行われている。
また、請求項３の発明は、請求項２において、前記レザー層の表面の全体にフッ素樹脂又はその他の素材より成る保護層が予め形成されており、前記レーザー光の照射によって前記保護層も図柄のとおりに除去されるものである。

更に、請求項４の発明は、請求項１又は２において、前記人工皮革にスクリーン印刷にて図柄を印刷してから、前記人工皮革の表面全体に保護層をコーティングしている。

請求項５の発明では、請求項１〜４のうちのいずれかにおいて、前記人工皮革は、椅子における背もたれの表皮材又は座の表皮材、若しくは椅子における他の表皮材である。

本願発明では、様々なインキを使用できる。人工皮革のレザー層への接着性・耐剥離性、耐磨耗性、耐光性、耐移行性、耐アルコール性（耐薬品性）等の諸要素を考慮して選択したらよい。当然ながら、安全性は第１条件として考慮されねばならない。塩化ビニル系のレザーに使用する場合は、アクリル系（水性エマルジョン）が好適であった。

本願発明では、レザー層の印刷部は表層が除去されていて内部の組織が露出しているため、インキの乗り（接着性）が非常によい状態になっている。このため、従来と同じインキを使用しても、接着性・耐剥離性に優れると共に高い耐磨耗性を確保できる。また、レザー層の内部が露出したままになることはないため、紫外線によって色落ちするような問題は全く無くて耐光性にも優れている。また、インキの成分が衣服等に転移する移行性の問題や、耐アルコール性等の耐薬品性の問題も、インキを選択することで解消できる。

本願発明の特徴の一つは、請求項３のように、予め保護層が形成されていてもこれを除去して印刷を施すことができる点であり、このため、保護層による保護機能を損なうことなく、耐磨耗性等に優れた印刷を施すことができる。

レザー層の表層を除去する方法としては各種の方法を採用できるが、請求項２のようにレーザー光を使用すると、型やマスクを使用することなく各種の図柄を簡単に形成できると共に、均一で良好な仕上がり面を形成できる利点がある。また、印刷には、インクジェット方式や凸版印刷、オフセット印刷など各種の印刷方法があるが、本願発明のようにスクリーン印刷を採用すると、柔軟な人工皮革に簡単に印刷できる。

さて、スクリーン印刷は、保持枠に固定保持されたワークにスクリーンを重ねて、スキージとスクリーンとを相対動させてインキを図柄のとおりにワークに転移させるものであるが、本願発明のようにレザー層の印刷部に除去によって図柄が形成されていると、スクリーンの図柄とレザー層の図柄とがごく僅かながらずれる可能性がある。そして、ずれによってインキがレザー層のうち除去部又は破壊部の外側にはみ出ていると、印刷部が剥がれやすくなる。さりとて、ずれが生じないように正確に位置合わせすると能率が悪くなる。

この点、本願発明のように、スクリーンの図柄が人工皮革の図柄の内部に収まるように設定すると、両図柄に僅かのずれがあってもインキがレザー層の図柄からはみ出ることを防止できるため、高い作業能率を確保しつつ、剥がれにくい状態に印刷することができる。
請求項４の発明では、耐磨耗性等の耐久性がより完全になる利点がある。

本願発明は、例えば、バッグ類やマウスパッド、幼児用遊具の表面材、各種部材のグリップなどの各種の物品に適用できるが、請求項５において、椅子の背もたれの表皮材に適用すると、例えば優先席の表示を美麗に表示することができるため、椅子の商品価値を向上できる。椅子に使用する場合、座の表皮材に適用することも可能である。また、椅子に使用する場合の図柄は優先席であることの表示には限らず、キャラクターや動物、チェック柄など、用途に応じて様々の図柄を選択できる。

（Ａ）は実施形態に係る椅子（ベンチ）の正面図、（Ｂ）は（Ａ）のうち二点鎖線で囲った部分の拡大図、（Ｃ）は背もたれの底面視での断面図である。 （Ａ）は図１（Ａ）のIIA-IIA 視断面図、（Ｂ）〜（Ｄ）は製造工程を示す図である。 （Ａ）は印刷工程を示す分離断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ視部分平面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ視部分平面図である。 第２実施形態を示す図である。 第３実施形態を示す図である。 第４実施形態を示す図である。 第５実施形態を示す図である。

(1).第１実施形態の構成
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず、図１〜図３に示す第１実施形態から説明する。本実施形態は、一人ずつ掛けることのできるユニットを左右に３連並設したベンチ方式の椅子に適用している。各ユニットは座１と背もたれ２とを有しており、各座１は共通のフレーム３に取り付けられている。

背もたれ２は、座１の基板（図示せず）に連続した背板（図示せず）を有しており、図１（Ｃ）に示すように、背板の前面にクッション４を配置している。クッション４は、本願発明に係るレザー製品の一例としての表皮材５で手前から覆われている。表皮材５の周囲は背板に固定されている。表皮材５は、メリヤス編地等の基布（ベース）６に塩化ビニル系等のレザー層７を一体に設けた人工皮革を使用しており、レザー層７の表面には、フッ素樹脂等の薄い保護層（保護膜）８がコーティングされている。

本実施形態の椅子は妊婦等のための優先席であり、そこで、各背もたれ２の表皮材５の前面に、優先席であることを表示するマークと文字（以下、「優先席表示図柄」と呼び、符号９で示す）が印刷されている。優先席表示図柄９の厚さは、例えば０．０９〜０．１２ｍｍ程度が好ましいが、０．３ｍｍ程度であっても構わない。

図２（Ａ）に示すように、優先席表示図柄９を構成するインキ１４は、保護層８を除去すると共にレザー層７を表面側から除去して形成された印刷部たる凹所１０の内部に埋め込まれた状態になっている。図では、優先席表示図柄９の表面は保護層８の表面と同一面に描いているが、現実には、加工誤差により、優先席表示図柄９が保護層８の表面から多少突出していたり、逆に、優先席表示図柄９が保護層８の表面から凹んでいたりすることがある。

(2).第１実施形態の印刷工程（製造工程）
優先席表示図柄９の印刷は、図２（Ｂ）〜（Ｄ）に示す手順で行われる。すなわち、図２（Ｂ）のとおり、表面の全体に保護層８が形成されている人工皮革（レザー生地）を表皮材５として用意し、次いで、図２（Ｃ）に示すように、表皮材５の表面にレーザー光１１を照射して、保護層８及びレザー層７の表面側を除去することにより、優先席表示図柄９と同じ形状の凹所（印刷部）１０を形成し、次いで、スクリーン１２及びスキージ１３を使用したスクリーン印刷により、凹所１０にインキ１４を充填し、次いで、表皮材５乾燥炉に入れてインキ１４を乾燥させる、という手順で行われる。

なお、レーザー光によって保護層８及びレザー層７を部分除去する工程は、図示しない保持テーブルに表皮材５を正確に位置決めしてから、ＸＹ方向に移動自在なレーザー照射器を使用して、レーザー光を図柄のとおりに走査させることで行われる（レーザー照射器を固定して、テーブルをＸＹ方向に移動させてもよい。）。レーザーの種類には特に限定はなく、ＹＡＧレーザーやＣＯ2 レーザーなど、加工に供される各種レーザーを使用できる。また、本実施形態では、熱によって乾燥するインキ（水性又は油性）を使用しているが、ＵＶ樹脂系のインキを使用することも可能である。

このように、レザー層７の凹所１０にインキ１４を充填する（塗着する）ことで印刷しているため、インキ１４の乗り（接着性）は極めて良好であり、従って、高い耐磨耗性を確保できる。また、優先席表示図柄９はインキ１４で構成されているため、単にレーザー光で図柄を施した場合のような色落ちの問題は生じない。また、接着性に優れていることから各種のインキを採用できるため、移行性や耐薬品性の確保についても対応が容易である。

スクリーン１２には、優先席表示図柄９に対応した図柄としてインキ透過部１５が形成されているが、図２（Ｄ）に示すように、平面視においてインキ透過部１５は若干の寸法Ｅの間隔（遊び）を持ってレザー層７の凹所１０に収まるように設定している。単純に述べると、インキ透過部１５を凹所１０の図柄よりも僅かに小さく設定している（但し、「ＰＲＩＯＲＩＴＹ ＳＥＡＴ」を単に縮小しても、縮小前後で互いに重ならずにずれることから判るように、インキ透過部１５を凹所１０の図柄よりも僅かに小さくしているというのは、正確ではない。優先席表示図柄９を構成する個々の要素について、インキ透過部１５が凹所１５よりも僅かに小さいということである。）。

このようにインキ透過部１５が凹所１０の内部に収まっているため、スクリーン１２と表皮材５との間に若干のずれがあっても、そのずれを吸収してインキ１４が凹所１０からはみ出ることを防止できる。その結果、使用しているうちに優先席表示図柄９が縁の箇所から剥がれてしまうような現象を、的確に防止できるのである。

スクリーン印刷の工程を更に説明する。図３（Ａ）に示すように、本実施形態のスクリーン印刷では、表皮材５を押さえ固定する上下の保持枠１６，１７が使用される。上保持枠１６は四辺の平面視四角形で上下に開口しており、他方、下保持枠１７は、上保持枠１６が上からきっちり嵌まり込むように上向きに開口したトレー状になっており、図示しないクランプ装置で上保持枠１６を下保持枠１７に固定することにより、表皮材５はずれ不能に保持される。

敢えて説明するまでもないが、スクリーン１２は、その四周部が四角形のスクリーン枠１８の下面に固定されており、スクリーン１２とスクリーン枠１８とでスクリーンマスク１９が構成されている。スクリーン１２は、細い樹脂繊維から成る織地にインキ不透過樹脂をコーティングしたものであり、インキ不透過樹脂を除去することによって、スクリーン１２の図柄たるインキ透過部１５が構成されている。従って、インキ１４は、スクリーン１２の厚さだけ表皮材５に転移する。

表皮材５の凹所１０とスクリーン１２のインキ透過部１５とを一致させるための位置決め手段として、本実施形態では、表皮材５の四辺の各中間部に平面視Ｖ形のノッチ（切欠き）２０を形成している一方、下保持枠１７の底面の周縁部に、ノッチ２０がきっちり嵌まる平面視山形の突起２１を設けている。上保持枠１６には、突起２１との衝突を防止するための逃がし溝２２を形成している。このように、表皮材５は、ノッチ２０と突起２１とによって下保持枠１７に正確に位置決めされる（ノッチ２０と突起２１とによる位置決め機能を担保するため、表皮材５の外周と下保持枠１７の内周との間には、若干の隙間を設けるのが好ましい。）。

位置決め手段としてノッチ２０と突起２１との組み合わせを採用する場合、各辺に複数ずつ設けることも可能である。表皮材５が長方形である場合は、短辺の部位に１つ設けて長辺の部位に複数設けることも可能である。位置決め手段としてのノッチ２０及び突起２１の平面視形態は、Ｕ形や角形等の各種の形態を採用できる。また、位置決め手段としては、表皮材５に丸穴を空けて、下保持枠１７にピンを設けるといったことも可能である。

(3).他の実施形態
次に、図４以下に示す他の実施形態を説明する。図４に示す第２実施形態は、凹所１０を形成する手段の別例である。素材としての表皮材５に図柄に対応した抜き穴２３が形成されたマスク２４を重ねて、マスク２４上からブラシ２５を回転させながら移動させることにより、表皮材５に凹所１０を形成している。ブラシ２５で物理的に除去することに代えて、薬品を使用して化学的に除去することも可能である（凹所１０が環状になっていてその内部がアイランド部になっている場合は、マスク２４のうちアイランド部に対応した部位とその外側の部位とを細いブリッジで繋いだらよい。）。

図５に示す第３実施形態も凹所１０を形成する手段の別例であり、この実施形態では、図柄に対応した突起２６を下面に形成した加振型２７が使用されており、位置決めして保持部材に固定された表皮材５の上面に加振型２７を重ねて、加振型２７を、高周波振動や超音波振動等によってごく短い振幅で水平振動させることによって、表皮材５に凹所１０を形成している。

図６に示す第４実施形態も凹所１０を形成する手段の別例であり、この実施形態では、図柄に対応した突起２８を上面に形成した支持型２９が使用されており、支持型２７の上に表皮材５を位置決めした状態で重ねて、表皮材４の上面に平板状の擦り板３０を重ねてこれを加圧状態で水平動させることで、表皮材５の表面部のうち突起２６に対応した部位だけを除去している。

図７に示す第５実施形態では、まず表皮材５の表面に凹所１０を形成してこれに印刷を施し、次いで、印刷部（優先席表示図柄９）を含む全体にフッ素樹脂等の保護層８をコーティングしている。この実施形態では、耐磨耗性等の耐久性がより完全になる利点がある。

(4).その他
本願発明は、上記の実施形態の他にも様々に具体化できる。例えば、適用対象は椅子及びその表皮材に限らず、既述のとおりバッグ等の各種の物品に適用できる。椅子に適用する場合、ヘッドレストの表皮材や肘当ての表皮材に適用することも可能である。スクリーン印刷において、印刷工程を複数回行うことで多色表示を実現できる。）。

本願発明は、各種の人工皮革製品に実際に適用できる。従って、産業上、利用できる。

２ 椅子の背もたれ
５ 人工皮革からなる背もたれ用表皮材
６ 基布
７ 塩化ビニル系のレザー層
８ 保護層
９ 図柄の一例としての優先席表示図柄
１０ 表層部を除去して形成された印刷部たる凹所
１１ レーザー光
１２ スクリーン
１３ スキージ
１４ インキ
１５ スクリーンの図柄であるインキ透過部
１６ 上保持枠
１７ 下保持枠
１８ スクリーン枠
１９ スクリーンマスク
２０ 位置決め手段を構成するノッチ
２１ 位置決め手段を構成する突起

Claims (5)

1. 基布の片面にレザー層が形成されている人工皮革を用意し、前記人工皮革におけるレザー層の表層を図柄の状態に除去して凹所状の印刷部を形成し、次いで、前記印刷部にインキを塗着して図柄を表示する、という製造方法であって、
   前記印刷部へのインキの塗着は、前記人工皮革を保持枠に固定して、前記人工皮革の図柄に対応した図柄が形成されたスクリーンを前記人工皮革に上から重ねて、スクリーンに形成された図柄のとおりにインキを前記印刷部に転移させる、というスクリーン印刷によって行われており、
   前記スクリーンの図柄を、前記人工皮革の印刷部内に僅かの遊びを持って収まるように形成することにより、前記スクリーン印刷に際してインキが前記レザー層の印刷部からはみ出ることを防止している、
   印刷付き人工皮革製品の製造方法。
2. 前記印刷部の形成は、前記レザー層にレーザー光を照射することによって行われている、
   請求項１に記載した印刷付き人工皮革製品の製造方法。
3. 前記レザー層の表面の全体にフッ素樹脂又はその他の素材より成る保護層が予め形成されており、前記レーザー光の照射によって前記保護層も図柄のとおりに除去される、
   請求項２に記載した印刷付き人工皮革製品の製造方法。
4. 前記人工皮革にスクリーン印刷にて図柄を印刷してから、前記人工皮革の表面全体に保護層をコーティングしている、
   請求項１又は２に記載した印刷付き人工皮革製品の製造方法。
5. 前記人工皮革は、椅子における背もたれの表皮材又は座の表皮材、若しくは椅子における他の表皮材である、
   請求項１〜４のうちいずれかに記載した印刷付き人工皮革製品の製造方法。

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