JP6068297B2 - スポーツ用品のメタリック外観形成方法 - Google Patents
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Description
本発明は、紫外線が照射されることにより硬化する紫外線硬化型樹脂（ＵＶ（ultraviolet）インクなど）を用いたインクジェット印刷により基材の表面に文字や装飾が施されて成るスポーツ用品（例えば、釣竿を含む釣具、ゴルフクラブ、ラケットなど）に関し、特に、紫外線硬化型樹脂を用いて立体的なメタリック外観を形成する方法に関する。
従来から、基材表面にインクジェット印刷により装飾等を施すことが一般に行なわれている。また、その場合に使用されるインクジェット用インクは、主に、水性、油性、溶剤系、ＵＶ系に分かれるが、とりわけ、ＵＶインクは、無溶剤型のインクであり、速乾性・耐久性に優れ、ガラス、木材、金属、プラスチックなど、多様な素材への印刷が可能であることから、様々な分野で使用されている（例えば、特許文献１参照）。
また、このようなインクを用いた装飾では、立体的なメタリック外観を形成して審美性等を向上させることも行なわれており（例えば、特許文献２参照）、その場合には、例えば金属フレーク顔料を含むメタリックインクが用いられ、また、そのバインダーとして種々の樹脂（例えば、粘着性を有するプライマーなど）も用いられる。また、金属フレーク顔料を含むＵＶメタリックインクも知られている（例えば、特許文献３参照）。
ところで、ＵＶメタリックインクを用いてインクジェット印刷により立体的なメタリック外観を得ようとする場合には、幾つかの問題が伴う。
すなわち、ＵＶインクは、温度の違いによる粘度変化が大きいという性質を有するため、低粘度を成す状態では、そのようなＵＶインクに適合するインクジェット用のノズルから、インクに分散して含まれる粒径の大きい金属粉が吐出し難く、したがって、ノズルが詰まってしまうなどといった事態が起こり得る。
また、ＵＶメタリックインクにおいては、フレーク顔料である金属が紫外線硬化型樹脂中に存在するモノマーまたはオリゴマーの重合開始を促進させるため、インクの保存中に短期間でゲル化するという問題がある。更に、これらのインクを用いて印刷されたものは、時間経過とともに生じる金属フレークの酸化により、インク膜の金属光沢が失われる傾向がある。
このように、金属フレーク顔料を含むＵＶメタリックインクを用いて立体的なメタリック外観を得ようとする場合には、これらの問題を解決するために多大な労力と高いコストを余儀なくされ、また、十分に立体的なメタリック外観を得ることが難しい。
さらに、ＵＶメタリックインクを用いることなく、粘着性のある樹脂をインクジェットで所望の厚さに形成し、その上に箔状の金属材料や金属シートを被着することによって、比較的安価に立体的なメタリック外観を形成することも可能である。しかし、インクジェットノズルで塗布する樹脂層の肉厚には限界があるため、立体感が乏しくなってしまう。また、立体感を出すために塗布する樹脂層の肉厚を変化させると、薄い部分と厚い部分では粘着性が異なってしまい、安定した状態の金属層を形成することはできない。
本発明は、上記した問題に着目してなされたものであり、紫外線硬化型樹脂を用いたインクジェット印刷により、立体的なメタリック外観を、安価で安定して形成することができるスポーツ用品のメタリック外観形成方法を提供することを目的とする。
上記した目的を達成するために、本発明は、スポーツ用品を構成する基材の表面に、金属材料を含んだ装飾層を立体的に形成するメタリック外観形成方法であって、前記基材の表面に、インクジェット印刷によって紫外線硬化型の粘着層を、下側の粘着層の一部が露出するように複数層形成する粘着層形成工程と、前記複数層形成した粘着層の表面に金属材料層を形成する金属材料層形成工程と、を有し、前記粘着層形成工程は、下側に形成される粘着層の紫外線照射光量が、それよりも上側に形成される粘着層の紫外線照射光量よりも小さく設定されて層形成することを特徴とする。
上記した構成によれば、スポーツ用品を構成する基材の表面に、インクジェット印刷によって紫外線硬化型の粘着層を、下側の粘着層の一部が露出するように複数層形成することで、粘着層の肉厚を厚くすることができ、かつ、その上から金属材料層を形成するため、金属材料層を、より立体的にすることが可能となる。すなわち、粘着層は、下側にある粘着層の一部が露出するようにして複数層形成されるため、その上から形成される金属材料層は、各粘着層の表面に形成された状態となり、金属外観（メタリック外観）が立体的なる。特に、粘着層の層数を増やすことで、メタリックの立体部分を際立たせることができ、外観を向上することが可能となる。この場合、粘着層は、インクジェット印刷によって形成するため、装飾層を構成する模様の配列状態に応じて容易に高さを変えることができ、金属模様の凹凸を際立たせることが可能となる。
また、上記した構成では、ＵＶメタリックインクを用いずに、インクジェット印刷による紫外線硬化型樹脂の粘着層を形成し、その上から金属材料層を形成するため、立体的なメタリック外観を安価に得ることができる。
上記した粘着層形成工程では、下側に形成される粘着層の紫外線照射光量を、それよりも上側に形成される粘着層の紫外線照射光量よりも小さく設定するのが好ましい。
インクジェット印刷によって、紫外線硬化型の粘着層を複数層形成する場合、下側に形成される粘着層は、時間が経過していることから、上側の粘着層よりも硬化状態が進んでしまう（下側の粘着層の露出領域と、上側の粘着層の露出領域では、硬化状態が異なり、粘着性に相違が生じる）。このため、下側に形成される粘着層の紫外線照射光量を、それよりも上側に形成される粘着層の紫外線照射光量よりも小さく設定することで、硬化状態を遅くすることができ、下側の粘着層の硬化状態と上側の粘着層の硬化状態を均一化することが可能となる。これにより、その上に形成される金属材料層の被着状態が安定化される。
また、上記した紫外線の照射光量の調整に加え、或いは、これとは別に、下側に形成される粘着層を構成する樹脂吐出量を、それよりも上側に形成される粘着層を構成する樹脂吐出量よりも多く設定しておいても良い。
このような形態でも、下側に形成される粘着層の硬化状態を遅らせて上側の粘着層の硬化状態と均一化することが可能となる。
このような形態でも、下側に形成される粘着層の硬化状態を遅らせて上側の粘着層の硬化状態と均一化することが可能となる。
なお、本発明では、各種のスポーツ用品に、上記したようなメタリック外観形成方法によって装飾層を形成することにより、立体的なメタリック外観を有するスポーツ用品を安価に得ることが可能となる。
本発明によれば、紫外線硬化型樹脂を用いたインクジェット印刷により、立体的なメタリック外観を安価で安定して形成することが可能となる。
以下、図面を参照しながら本発明に係るスポーツ用品の実施形態について説明する。
図１ないし図３は、本発明に係るスポーツ用品の一例を示しており、図１は、装飾層を基材表面に有する魚釣用の疑似餌（ルアー）の概略側面図、図２は、装飾層を基材表面に有する釣竿の一部の概略側面図、図３は、装飾層を基材表面に有するテニスラケットの概略平面図である。
図１ないし図３は、本発明に係るスポーツ用品の一例を示しており、図１は、装飾層を基材表面に有する魚釣用の疑似餌（ルアー）の概略側面図、図２は、装飾層を基材表面に有する釣竿の一部の概略側面図、図３は、装飾層を基材表面に有するテニスラケットの概略平面図である。
図１に示されるルアー１００は、魚の形態を模したルアー本体１０２と、ルアー本体１０２の頭部１０２ａに設けられる糸結合部１０６と、ルアー本体１０２の腹部と尾部とに設けられた釣針１０４とを備え、ルアー本体１０２の背部には鱗の模様を成す装飾層２０が設けられている。ここで、装飾層２０は、文字、線図、模様（色分け模様を含む）、または、これらの結合などにより構成されたものであり、立体的な金属色を含んだ部分が該当する。このため、装飾層が形成されるエリアの一部に立体的な金属色を含む部分が存在したものであっても良いし、立体的な金属色の一部に通常のカラー部分、例えば、インクジェット印刷等によってカラー印刷が施されたものであっても良い。
図２に示される釣竿２００は、例えば振出式の釣竿であり、元竿２００ａと、元竿２０内に伸縮自在に収納可能な複数の竿杆２００ｂ、２００ｃ・・・とを備え、例えば元竿２００ａに文字および模様から成る装飾層２０が設けられている。
図３に示されるテニスラケット３００は、テープ等を巻回して構成されるグリップ３０１を具備したシャフト３０２と、シャフト３０２の先端から延び、ネット（ガット）３０５を編み込んだフレーム３０６とを有しており、シャフト３０２には文字および模様から成る装飾層２０が設けられている。
上記した装飾層は、例えば、図４及び図５に示すように形成される。
図４は、装飾層の第１の実施形態を示しており、その形成方法を説明する図、図５は、図４に示す粘着層の積層構造に対し、金属材料層が形成された状態を示す図である。
図４は、装飾層の第１の実施形態を示しており、その形成方法を説明する図、図５は、図４に示す粘着層の積層構造に対し、金属材料層が形成された状態を示す図である。
図４に示すように、本実施形態の装飾層２０は、基材（例えば、図１のルアー１００のルアー本体１０２の基材、図２の釣竿２００の元竿２００ａの基材、図３のテニスラケット３００のシャフト３０２の基材など）１０の表面に積層した状態で立体的に設けられる。
前記基材１０は、例えば、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、アクリル樹脂（例えばＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル樹脂））などの合成樹脂を採用することができる。また、合成樹脂の他には、複合材料、例えば強化材として各種の繊維材料を合成樹脂に混入した繊維強化樹脂（ＦＲＰ）や、ステンレス、アルミニウム、黄銅、真鍮等の金属を採用することができる。また、無機物である、セラミック、陶器、ガラス等も採用することができる。
装飾層２０は、紫外線硬化型の樹脂をインクジェット印刷によって、複数層、積層した粘着層を有する。本実施形態では、このような粘着層は、３層設けられており（図において、符号３１，３２，３３が積層される粘着層を示す）、各粘着層３１，３２，３３は、その下の粘着層の一部が露出するように形成されている。
各粘着層３１，３２，３３は無色透明層または着色透明層（無論、非透過性のものであってもよい）から成ってもよく、また、粘着層３１，３２，３３を構成する紫外線硬化型樹脂（ＵＶ樹脂）は、紫外線が照射されることによって重合反応を起こし硬化するタイプの粘着性を有する樹脂である。具体的には、このＵＶ樹脂は、光重合性のオリゴマー、モノマー（エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレートなど）を主成分とし、触媒としての光重合開始剤を含むとともに、顔料、その他消泡剤等の補助剤を含んでもよい。そして、このＵＶ樹脂は、紫外線が照射されることで光重合開始剤がラジカルを発生するとともに、このラジカルがオリゴマーの重合を開始させ、このような重合反応によって硬化して印刷対象物に定着する。なお、光重合開始剤としては、様々な種類が存在するが、ベンゾフェノン系、ベンゾイン系、アセトフェノン系、チオキサントン系、アシルフォスフィンオキサイド系等が一般的に用いられる。
本実施形態では、前記粘着層３１，３２，３３を構成する紫外線硬化型樹脂を積層する工程は、インクジェット印刷が用いられ、基板１０上に、下側の粘着層の一部が露出するようにして順次印刷することで成される（下側の粘着層の露出する部分を符号３１ａ，３２ａで示す）。インクジェット印刷を行なうインクジェット印刷機は、図示しないが、複数の吐出ノズルを有してキャリッジにより走査方向に往復動する記録ヘッドと、キャリッジに搭載されるＵＶ硬化用の光源とを備える。この光源は、紫外線を照射する照射手段であって、例えばＬＥＤを採用することができる。ＬＥＤを採用することで、熱の発生を抑え、省エネにも寄与できる。無論、光源としては、ＬＥＤだけでなく、メタルハライドランプや高圧水銀ランプ等を採用することもできる。
このようなインクジェット印刷機を用いた印刷工程では、前記吐出ノズルから粘着層３１，３２，３３を構成する紫外線硬化型樹脂が吐出される。この場合、紫外線硬化型樹脂の吐出量が多くなるように制御すれば、ドット状に付着する樹脂密度が変わり、それに伴って粘着層の層厚も変化する。本実施形態では、粘着層３１，３２，３３は、略同じ層厚になるように制御される。
上記のように積層された粘着層３１，３２，３３の表面には、金属材料層形成工程によって、図５に示すように、金属材料層４１，４２，４３が形成される。具体的に、紫外線硬化型樹脂の粘着層３１，３２，３３上に金属材料層４１，４２，４２を形成する方法としては、例えば、図４に示す金属箔のフィルム４０を粘着層３１，３２，３３上に貼り付けて押さえた後にそれを剥がすことで行なうことができる。このようにすることで、金属箔のフィルム４０は、第１の粘着層３１の露出した領域３１ａ、第２の粘着層３２の露出した領域３２ａ、第３の粘着層３３の表面３３ａに付着して、積層された粘着層の高さに応じて立体的な金属材料層が形成される。
なお、金属材料層４１，４２，４３を構成する金属材料としては、例えば、金、銀、銅、白金、アルミニウム、スズ、真鍮、蒸着フィルムなどが挙げられ、特に光輝性を有するものが好ましい。また、粘着層３１，３２，３３上に金属材料層を形成する別の方法として、例えば、積層状態にある粘着層に対して金属フレークを吹き付けるようにしても良く、金属材料層の形成方法については特に限定さることはない。
上記した構成によれば、スポーツ用品を構成する基材１０の表面に、インクジェット印刷によって紫外線硬化型の粘着層を、下側の粘着層の一部が露出するように複数層形成することで、粘着層の肉厚を厚くすることができる。これにより、その上から形成される金属材料層を、より立体的にすることが可能となる。図４及び図５に示した構成では、１つの粘着層の膜厚を０．０２ｍｍ程度とすれば、３層重ねることで、膜厚は、０．０６ｍｍ程度となり、１層の粘着層と比較すると、金属模様（メタリック模様）をより立体化することが可能となる。特に、粘着層の層数を増やすことで、メタリックの立体部分を際立たせることができ、外観を向上することが可能となる。
なお、積層される粘着層は、インクジェット印刷によって形成するため、模様の配列状態に応じて容易に高さを変えることができ、例えば鱗のように、位置によって金属模様の凹凸を際立たせることが可能となる。また、ＵＶメタリックインクを用いないことから、立体的なメタリック外観を安価な方法で得ることができる。
上記したような粘着層の積層構造では、その積層工程において、下側に形成される粘着層の紫外線照射光量を、それよりも上側に形成される粘着層の紫外線照射光量よりも小さく設定しておくことが好ましい。
これは、粘着層の硬化時間は、紫外線の照射光量に依存しており、照射光量が弱ければ硬化時間が長くなり、結果として、その上に形成される粘着層の硬化状態と略同じような粘着性にすることができるためである。すなわち、インクジェット印刷によって、紫外線硬化型の粘着層を複数層形成する場合、下側（基材１０側）に形成される粘着層３１は、上側の粘着層３２を形成するまでに時間が経過していることから、上側の粘着層よりも硬化状態が進んでしまう（下側の粘着層の露出領域３１ａと、上側の粘着層の露出領域３２ａでは、硬化状態が異なり、粘着性に相違が生じる）。このため、下側に形成される粘着層３１の紫外線照射光量を、それよりも上側に形成される粘着層３２の紫外線照射光量よりも小さく設定することで、硬化状態を遅くすることができ、下側の粘着層の硬化状態と上側の粘着層の硬化状態を均一化することが可能となる。これにより、粘着層上に形成される金属材料層４１，４２の被着状態が安定化される。
図４及び図５に示す実施形態では、粘着層が３層構造となっており、このような積層構造では、例えば、第１の粘着層３１のＵＶの照射光量を最大照射光量の５〜２０％、第２の粘着層３２のＵＶの照射光量を最大照射光量の２０〜３０％、第３の粘着層３３のＵＶの照射光量を最大照射光量の３０〜４０％に設定するなど、上の層を形成する度に、次第に照射光量を上げるように設定しておけばよい。
なお、粘着層の積層数を３層以上にする場合、均一的に盛り上がるような模様を形成するのであれば、上記のように、下の層（基材側の層）に移行するに従って照射光量が小さくなるように設定するのが好ましいが、形成する模様によっては、隣接する層間において、必ずしもこの条件が満足されていなくても良い。これは、各層における硬化速度は、各粘着層の大きさ（面積）や、樹脂の吐出量（層厚）によっても変化するためである。このため、粘着層を形成するに際しては、基材側にあるいずれかの粘着層の照射光量が、表面側にあるいずれかの粘着層の照射光量よりも小さくなる関係が成立していればよい。
また、上記したように基材１０に形成される装飾層では、露出した状態にある金属材料層４１，４２，４３上に、インクジェット印刷によって色彩模様（模様層）を形成してもよい。このような色彩模様は、例えば、いずれかの金属材料層上の全てに亘って形成してもよいし、ある金属材料層上に部分的に形成してもよい。この場合、色彩模様については、単色又は複数色のカラーインクを用いることができ、これにより、金属色とカラー色が混在した立体模様を容易に得ることができる。また、装飾層２０の最外層は、無色透明層または着色透明層（保護層）によってコーティングされてもよい。この透明層は、溶剤を含む塗料（溶剤型インク）であってもよく、または、紫外線硬化型の樹脂を含むＵＶインクであってもよい。
図６及び図７は、スポーツ用品の基材に形成される装飾層の第２の実施形態を示しており、図６は、その形成方法を説明する図、図７は、図６に示す粘着層の積層構造に対し、金属材料層が形成された状態を示す図である。
上述した実施形態では、紫外線の照射光量を表面側よりも基材側の方を少なくして、各層の粘着性を略均一にしたが、本実施形態では、下側（基材側）の層ほど、印刷時における樹脂の吐出量が多くなるように制御している。
このように粘着層を積層するに従って、樹脂の吐出量を制御することで、各層の膜厚を制御することができるとともに、各層の硬化状態を制御して略同じような粘着性にすることが可能となる。すなわち、下側（基材１０側）に形成される粘着層３１の膜厚を厚くする（樹脂の吐出量を多くする）ことで、硬化時間を遅らせることができ、上側の粘着層３２の硬化時間に近付けて、下側の粘着層の露出領域３１ａと、上側の粘着層の露出領域３２ａの粘着性を略同じにすることが可能となる。これにより、粘着層上に形成される金属材料層４１，４２の被着状態が安定化される。
なお、図６及び図７に示す実施形態では、粘着層が３層構造となっており、このような積層構造では、例えば、第１の粘着層３１の吐出量を最大吐出量の７０〜１００％、第２の粘着層３２の吐出量を最大吐出量の４０〜７０％、第３の粘着層３３の吐出量を最大吐出量の１０〜４０％に設定するなど、上の層を形成するたびに、次第に吐出量を下げて膜厚を薄くして（Ｔ３＜Ｔ２＜Ｔ１）硬化時間を調整すればよい。
なお、上記の第１の実施形態と同様、粘着層の積層数を３層以上にする場合、均一的に盛り上がるような模様を形成するのであれば、下の層（基材側の層）に移行するに従って吐出量が多くなるように設定するのが好ましいが、形成する模様によっては、隣接する層間において、必ずしもこの条件が満足されていなくてもよい。これは、各層における硬化速度は、各粘着層の大きさ（面積）や、紫外線の照射光量によっても変化するためである。このため、粘着層を形成するに際しては、基材側にあるいずれかの粘着層の層厚が、表面側にあるいずれかの粘着層の層厚よりも厚くなる関係が成立していればよい。
また、本実施形態においても、形成された金属材料層４１，４２，４３の上に、別途、インクジェット印刷によって色彩模様を形成しても良いし、その上に保護層を形成してもよい。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、前述した実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。例えば、前述した装飾層２０は、その一部分と他の部分とで粘着層の積層数が異なっていてもよく、全体にわたって同じ積層数であってもよい。また、装飾層２０は、基材１０の一部にわたって、或いは全体にわたって設けられてもよい。また、各金属材料層の上に、更にインクジェット印刷によって粘着層を形成し、その上に異なる色彩の金属材料層を別途形成しても良い。さらに、各粘着層は、紫外線の照射光量を制御することに加え、吐出量を制御しながら形成されていてもよい。
１０ 基材
２０ 装飾層
３１，３２，３３ 粘着層
４０ 金属フィルム
４１，４２，４３ 金属材料層
１００ ルアー（スポーツ用品）
２００ 釣竿（スポーツ用品）
３００ テニスラケット（スポーツ用品）
２０ 装飾層
３１，３２，３３ 粘着層
４０ 金属フィルム
４１，４２，４３ 金属材料層
１００ ルアー（スポーツ用品）
２００ 釣竿（スポーツ用品）
３００ テニスラケット（スポーツ用品）
Claims (4)
- スポーツ用品を構成する基材の表面に、金属材料を含んだ装飾層を立体的に形成するメタリック外観形成方法であって、
前記基材の表面に、インクジェット印刷によって紫外線硬化型の粘着層を、下側の粘着層の一部が露出するように複数層形成する粘着層形成工程と、
前記複数層形成した粘着層の表面に金属材料層を形成する金属材料層形成工程と、
を有し、
前記粘着層形成工程は、下側に形成される粘着層の紫外線照射光量が、それよりも上側に形成される粘着層の紫外線照射光量よりも小さく設定されて層形成することを特徴とするスポーツ用品のメタリック外観形成方法。 - 前記粘着層形成工程は、３層以上の粘着層を形成するとともに、基材側の粘着層に移行するに従って紫外線照射光量が小さくなるように設定されて層形成することを特徴とする請求項１に記載のスポーツ用品のメタリック外観形成方法。
- 前記粘着層形成工程は、下側に形成される粘着層を構成する樹脂吐出量が、それよりも上側に形成される粘着層を構成する樹脂吐出量よりも多く設定されて層形成することを特徴とする請求項１または２に記載のスポーツ用品のメタリック外観形成方法。
- 前記粘着層形成工程は、３層以上の粘着層を形成するとともに、基材側の粘着層に移行するに従って粘着層を構成する樹脂吐出量が多くなるように設定されて層形成することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のスポーツ用品のメタリック外観形成方法。
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