JP6985690B2 - 液圧転写装置 - Google Patents

Description

本発明は、転写インクによってあらかじめ適宜の転写パターン（表面インク層）が施されて成る転写フィルムを、液面上で浮遊支持しながら、ここに被転写体を押し当てて転写液中に没入させることにより、その液圧を利用して転写フィルム上の転写パターンを被転写体に転写する液圧転写装置に関するものであって、特に転写フィルムを転写液面上に展開するにあたって、展開状態を適切なものにするための改良に係るものである。

水溶性フィルムに転写パターンを印刷ないしは金属蒸着等の手段で積層形成した転写フィルムを転写液面上に浮かべ、上方から被転写体を押し付けて転写パターンを被転写体に転写加飾する液圧転写が広く用いられている。この手法は、被転写体が複雑な曲面形状等を有している場合等でも図柄の再現性がよく、工業製品から身近な日用品まで加飾手法としての優位性が評価されている。
ところで、このような図柄の優れた再現性を現出させるためには、液面上で転写フィルムが膨出展開する状況を適切なものとする必要がある。このため従来から連続供給される転写フィルムを、転写液面上でフィルム展開ゾーンから転写ゾーンに導くにあたり、例えば本出願人はフィルム展開ゾーンの両側に液流速と同じ速度で動くガイド部材を設けたりして、転写フィルムの良好な展開を促すような試みがされている（例えば特許文献１参照）。

このような手法で実用面ではかなり満足できるものとなっているが、更に転写フィルムの膨潤展開状態を微視的にみると、根本的解決としては、液面水流が転写槽の中央（幅方向中央）と両側縁付近では異なること（中央部が速く、両側縁部が遅い）、特にフィルム展開ゾーンの深さ、あるいは転写槽の底部や側部の凹凸の状態などに応じて、表層付近の流れと表層以外の底部に近い深層に移動しようとする乱流とが、上記水流差（流速差）に影響を及ぼす、といったことに起因する、液面上の不均一な転写フィルムの展開やそれに伴うシワの発生等が観察された。結果的に被転写体への加飾状態が期待通りに達成できないという点で改善の余地があった。
とりわけ、転写フィルムが金属蒸着フィルム（ホログラムフィルム）の場合には、金属蒸着層が非伸展性であるために、上記不均一な流速の悪影響が通常の転写フィルムよりも顕著に表れ、転写に適した活性化状態を得るのに非常にシビアな条件調整が必要となっていた（例えば特許文献２参照）。

特開２０１２−１２１２８４号公報 国際公開第２０１６／０８８７０２号公報（特許第６０８４７５８号公報）

本発明は、このような背景を認識してなされたものであって、根本的に液面水流（流速）を適切なものとして、転写フィルムの膨潤展開が均一なものとできる装置の開発を技術課題としたものである。

まず請求項１記載の液圧転写装置は、
水溶性フィルムに転写パターンを積層形成して成る転写フィルムを、転写槽において、転写フィルムを転写槽の転写ゾーンの上流側であるフィルム展開ゾーンの液面上に、連続供給するとともに、前記転写パターン面には活性剤を付着させ、前記フィルム展開ゾーンに続く転写ゾーンにおいて、転写フィルム上方から被転写体を押し付け、これによって生じる液圧によって被転写体の意匠面に転写パターンを転写する装置であって、
前記転写槽のフィルム展開ゾーンには、転写液面に、転写槽の幅方向において液流の均一化を図る展開適化流を導出するための適化流導出構造が具えられ、この適化流導出構造は、少なくとも転写槽の幅方向端部寄りの位置において、転写液面から槽底部までの実質的な深さである作用液深が浅くなるように案内底板を配設したものであることを特徴して成るものである。

また請求項２記載の液圧転写装置は、前記請求項１記載の要件に加え、
前記案内底板は、前記転写槽の槽底部に対し別途独立して設けられ、前記転写槽の槽底部の上方に上げ底状に配設されることを特徴として成るものである。

また請求項３記載の液圧転写装置は、前記請求項１または２記載の要件に加え、
前記作用液深は、５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲に設定されることを特徴として成るものである。

また請求項４記載の液圧転写装置は、前記請求項１から３のいずれか１項記載の要件に加え、
前記案内底板は、フィルム展開ゾーンにおける全幅にわたって作用液深を同じ深さに設定したことを特徴として成るものである。

また請求項５記載の液圧転写装置は、前記請求項１から３のいずれか１項記載の要件に加え、
前記案内底板は、フィルム展開ゾーンにおいて、転写槽の幅方向中央部の作用液深を両端部より深く設定したことを特徴として成るものである。

また請求項６記載の液圧転写装置は、前記請求項１から３のいずれか１項記載の要件に加え、
前記案内底板は、フィルム展開ゾーンにおいて、少なくとも転写ゾーン寄りの位置における幅方向中央部位の作用液深を、その上流側より深くしたことを特徴として成るものである。

また請求項７記載の液圧転写装置は、前記請求項１から３のいずれか１項記載の要件に加え、
前記案内底板は、フィルム展開ゾーンにおいて、転写フィルムに活性剤を塗布する活性化ゾーンよりも転写ゾーン側の作用液深を、下流側に向かって漸次的に浅くしたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の液圧転写装置。

また請求項８記載の液圧転写装置は、前記請求項１から７のいずれか１項記載の要件に加え、
前記案内底板は、その全体、または分断した一部、または分断した複数部位において、作用液深、傾斜、幅寸法、長さ寸法のいずれか一つまたは複数を調節自在に構成したことを特徴として成るものである。

また請求項９記載の液圧転写装置は、前記請求項１から８のいずれか１項記載の要件に加え、
前記適化流導出構造は、前記案内底板に加えて、フィルム展開ゾーンの案内底板上方において、下流向きの適化支援流を形成する適化流支援ノズルを設けたことを特徴として成るものである。

また請求項１０記載の液圧転写装置は、前記請求項９記載の要件に加え、
前記適化流支援ノズルは、平面から視て下流側に突出するアーチ状パイプで形成され、パイプの下流側側面に開口された孔から、下流側に指向するように適化支援流が供給される構成であることを特徴として成るものである。

これら各請求項記載の発明の構成を手段として前記課題の解決が図られる。
まず請求項１記載の発明によれば、少なくとも転写槽の幅方向端部寄りの位置において、転写液面から槽底部までの実質的な深さである作用液深が浅くなるように案内底板を配設した適化流導出構造を具えるため、転写槽の幅方向における流速（表層流の流速）が均一化され、着液後の転写フィルムを全体的に同じ速度で下流側に送ることができ、流速差に起因するシワや柄ズレの発生を防止することができる。特に着液後の転写フィルムは、水分を吸収して周囲に拡大しようとするため、もともと伸びにくい転写フィルムにおいては（例えば金属蒸着層を有した転写フィルムや転写インクが多層状に形成された転写フィルム）、このような流速差によってシワや柄ズレが発生し易い状況にあったが、本発明ではこれを抑制することができる。逆に言えば、転写槽幅方向において流速差が激しいと、転写フィルムにおいて流速の速い部分と、流速の遅い部分との間にズレが生じ、これがシワの要因となっていたが、本願はこのような現象を防止することができる。

また請求項２記載の発明によれば、液面から槽底部までが深い転写槽、例えば既存の転写槽を用いた場合であっても、転写槽の槽底部の上方に、槽底部と別途独立させた案内底板を上げ底状に設けるため、作用液深を浅くした液圧転写装置（転写槽）を得ることができる。また、既存の転写槽が流用できるため、大幅な設計変更を行う必要がなく、低コストで液圧転写装置を得ることができる。

また請求項３記載の発明によれば、作用液深の具体的数値（構成）を現実のものとし、展開適化流を形成する案内底板の設置深さを具体的なものとする。

また請求項４記載の発明によれば、案内底板を極めてシンプルに形成することができ（例えば一枚のフラットな板部材で構成することができ）、案内底板の転写槽への設置も容易に行える。

また請求項５記載の発明によれば、案内底板が縦断面視でＶ字状断面となり、転写槽幅方向の流速をより細かく調整して均一化することができる。すなわち、転写槽を流れる転写液の流速は、転写槽の幅方向中央部よりも端部寄りの方が遅くなる傾向があり、このため転写槽の幅方向端部寄りの作用液深を幅方向中央部よりも浅くすることで、案内底板を一枚のフラットな板部材で形成するよりも、転写槽の流速を幅方向において、より細かく調整して均一化することができる。

また請求項６記載の発明によれば、案内底板は、転写ゾーン側の端部のみを下げて、当該部位の作用液深を深くするように形成されるため、転写ゾーン直前の表層流の流速を調整することができる。すなわち、転写フィルムは、転写ゾーンでは、転写時の被転写体への付き回りによって、下流側（転写ゾーン側）に引っ張られる傾向にある等、下流側（転写ゾーン側）への移動速度が加速する傾向にある。しかしながら、ここでは案内底板の下流末端側を幾らか深くするため、転写フィルムの移動速度を調整することができ（加速傾向を抑制することができ）、加速に伴う柄ズレやシワの発生を抑制することができる。

また請求項７記載の発明によれば、案内底板は、フィルム展開ゾーンにおける活性化ゾーンより転写ゾーン側の作用液深が、下流側に向かって徐々に浅くなるように形成されるため、活性剤が塗布されて伸展する転写フィルムを、より安定的に転写ゾーンへ誘導することができる。

また請求項８記載の発明によれば、フィルム展開ゾーンにおける転写液表層の水流（転写液表層流と称す）の流速を、より細かく調整することができ、転写フィルムの柄・インク厚み・粘度・性状、金属蒸着の応力、活性剤の濃度、転写時の湿度や温度等の環境等に合わせた微妙な調整が容易に行い得る（転写条件を容易に変更することができる）。

また請求項９記載の発明によれば、転写フィルムを上流から下流にかけてほぼ同じ速度（液流）で送ることができる。すなわち、転写槽に形成される転写液表層流の流れ（上流から下流に向かう液流）は、上流から下流にかけて一定であることが好ましいが、実際には下流に行くほど遅くなる傾向にある。この点、本発明では、適化流支援ノズルによって、遅くなる転写液の流速が補え、転写フィルムの下流側への移送力（液流）を再形成することができ、転写フィルムをほぼ同じ速度で下流側に移動させることができる。

また請求項１０記載の発明によれば、適化流支援ノズルの具体的構成を現実のものとする。なお活性化後の転写フィルムは、長手方向中央部において液流方向のシワ（いわゆる縦ジワ）と、幅方向端部寄りにおいて液流方向に交差するようなシワ（いわゆる横ジワ）とが発生し易いが、本発明では、平面視、下流側に突出するアーチ状パイプから適化支援流が形成されるため（下流側に放射状の水流が形成されるため）、転写フィルムが周囲に拡がろうとする傾向に合わせた液流を転写液の表層部に形成することができ、これらのシワ発生をより確実に防止することができる。

本発明の液圧転写装置の一例を骨格的に示す斜視図である。 同上平面図及び骨格的な側面断面図である。 被転写体搬送装置を転写槽と併せて示す側面断面図（ａ）、並びに本図（ａ）のＡ−Ａ線における断面図（ｂ）である。 案内底板を設けない場合（ａ）と、案内底板を設けた場合（ｂ）とにおいて転写液表層流の各地点の流速を計測した図及び表である。 案内底板を転写槽の幅方向において分断した構造を示す説明図（ａ）、並びに案内底板の平面視形状を等脚台形状にした様子を示す平面図（ｂ）、並びに案内底板の下側で給水を行うようにした形態を示す側面断面図（ｃ）である。 適化流支援ノズルの種々の形態を示す平面図である。 フィルム展開ゾーンにおいて活性化ゾーンよりも転写ゾーン側の作用液深が、下流側に向かって徐々に浅くなるように形成しながら、且つ転写ゾーン側の端部では、作用液深が深くなるように形成した案内底板の改変例を示す側面断面図である。

本発明を実施するための形態は、以下の実施例に述べるものをその一つとするとともに、更にその技術思想内において改良し得る種々の手法をも含むものである。

本発明は、転写槽幅方向における転写液Ｌの流速の均一化、特に転写フィルムＦが転写槽２の転写ゾーンＺ２に到達するまでのフィルム展開ゾーンＺ１において転写液表層流の流速の均一化（流速差の縮小化）を図るようにしたものであり、これにより転写ゾーンＺ２に達する転写フィルムＦの拡がり度合い（展開状態）を均一化し、液圧転写がより精緻に行えるようにしたものである。なお本明細書では、転写槽幅方向において均一化が図られた流れを展開適化流と称し、当該展開適化流を形成するための構造を適化流導出構造と称している。

まず本発明に適用される転写フィルムＦから説明する。転写フィルムＦは従来公知の市販されているものが適用できる。具体的には、転写フィルムＦとして、水溶性フィルム（例えばＰＶＡ；ポリビニルアルコール）上に転写インクによる転写パターンが形成されたフィルムが一般的である。
また、転写パターンとしては、従来より公知、市販されているパターンいずれも問わない。すなわち迷彩模様のパターン、木目模様のパターン、金属（光沢）模様のパターン、大理石模様などの岩石の表面を模した石目模様のパターン、布目や布状の模様を模した布地模様のパターン、タイル張り模様・レンガ積み模様などのパターン、幾何学模様、ホログラム効果を有するパターン等の各種パターンが挙げられ、更にはこれらを適宜複合したものでも構わない。なお、上記幾何学模様については、図形はもちろん文字や写真を施したパターンも含むものである。
また転写インクは、水溶性フィルム上に乾燥状態で付着形成されており、転写を行う直前に活性剤の塗布によって転写可能な状態とするものである（いわゆる活性化）。
因みに、転写フィルムＦとして特に金属蒸着フィルム（ホログラムフィルム）を適用した場合に、上記適化流導出構造によって、転写槽２の幅方向における流速が均一化するものであり、このため転写フィルムＦの展開状態が安定し、より精緻な液圧転写が行え、転写パターンが綺麗に再現できることが本出願人によって確認されている。

以下、液圧転写装置１について説明する。
液圧転写装置１は、一例として図１〜３に示すように、転写液Ｌを貯留する転写槽２と、転写フィルムＦを転写槽２におけるフィルム展開ゾーンＺ１に連続供給する転写フィルム供給装置３と、転写フィルムＦを転写可能な状態にする活性剤塗布装置４と、転写槽２に浮遊支持された転写フィルムＦの上方から適宜の姿勢で被転写体Ｗを没入させ、且つ出液させる（引き上げる）被転写体搬送装置５とを具えて成る。
また転写槽２は、転写液面上に供給された転写フィルムＦの両サイドを保持するフィルム保持機構６を具えるとともに、上述した適化流導出構造７を具える。
以下、液圧転写装置１を構成する各部材や機構（構造）について説明する。

まず転写槽２について説明する。
転写槽２は、液圧転写を行うにあたり、転写フィルムＦを浮遊支持する部位であり、転写液Ｌをほぼ一定の液レベル（水位）で貯留できる転写槽本体としての処理槽２１を主な構成部材とする。このため処理槽２１は天面が開口され、前後左右が壁面で囲まれた有底状を成し、特に処理槽２１の左右両サイドを構成する両側壁に符号２２を付すものである。
ここで本明細書では、処理槽２１において転写フィルムＦが転写液面上に繰り出されてから転写されるまでの領域をフィルム展開ゾーンＺ１と称しており、このフィルム展開ゾーンＺ１に対し、被転写体Ｗを転写液Ｌ中に投入させ、実質的に転写が行われる領域を転写ゾーンＺ２と称している。すなわち、フィルム展開ゾーンＺ１とは、転写フィルムＦが転写槽２の転写ゾーンＺ２の上流側である領域ともなる。また、フィルム展開ゾーンＺ１内において、本実施例では後述するように転写フィルムＦを転写液面上に繰り出してから、活性剤を塗布し、転写フィルムＦを転写可能な状態とするものであり（いわゆる水上活性）、この領域を活性化ゾーンＺ３とする。
因みに、液圧転写においては、被転写体Ｗの没入と同時に転写が実行・完了するものである。また、被転写体Ｗを転写液Ｌに没入させる角度（没入角）は、被転写体Ｗが没入し始めてから没入し終わるまで必ずしも一定に維持するとは限らないし、これは出液角についても同様であり、被転写体Ｗが出液し始めてから出液し終わるまで必ずしも一定に維持するとは限らない。

なお、転写槽２（処理槽２１）は、液圧転写を行うに当たり被転写体Ｗを移動させる没入から出液方向が長手方向となるように形成される。また、転写槽２（特に液面上）には上流側から下流側に向かう流れ（液流）が形成され、これによって転写フィルムＦを上流側から下流側に供給するものである。このため、本明細書では、上記「（転写槽２の）長手方向」とは、転写槽２の液面上に形成される液流方向にも相当する。また転写槽２に形成される転写液Ｌの流れ方向下流側を下流末端（末端）、上流側を上流先端（先端）と称することがある。更に、転写槽２の幅方向を左右と称することがある。

また、処理槽２１内には、上述したように液面付近（表層部分）において転写液Ｌを上流側から下流側に流す液流が形成される。
具体的には、まず処理槽２１（転写槽２）において転写フィルムＦが着液する上流先端部には、下流側に向かう水流が形成され、これを先端給水２３とする。この先端給水２３は、例えば水吹き出し口から水を下流側に向けて出水することによって形成される。なお、この先端給水２３は、後述する案内底板７１の上方に形成される水流である。
また、転写槽２の下流末端にオーバーフロー槽２４を設けるものであり、ここで回収した転写液Ｌを浄化した後、その一部を転写槽２の上流部分から循環供給することにより前記先端給水２３を形成し、転写液Ｌの液面付近に上記液流（上流側から下流側に向かう液流）を形成するものである。因みに回収した転写液Ｌを浄化するには、例えば沈殿槽やフィルタリング等によって、転写液Ｌ中に分散・滞留する余剰フィルムやフィルムカス等の夾雑物を回収液（懸濁液）から除去する手法が挙げられる。

また、処理槽２１の両側壁２２の内側には、フィルム保持機構６としてのベルト６１が設けられるものであって、これは液面上に供給された転写フィルムＦの両サイドを保持することで、転写フィルムＦを転写液Ｌの液流と同調した速度で、上流側から下流側に移送する意図である。もちろん、転写液面上に供給された転写フィルムＦ（特に水溶性フィルム）は、着液以降、徐々に周囲に延展して行くため（伸びて行くため）、上記フィルム保持機構６（ベルト６１）は、このフィルムの伸びを両サイドから規制する作用も担う。すなわち、フィルム保持機構６（ベルト６１）は、転写フィルムＦの伸びをほぼ一定に維持した状態で、転写フィルムＦを少なくとも転写ゾーンＺ２まで移送する作用を担うものであり、これにより転写ゾーンＺ２では転写フィルムＦの伸びが毎回同じ程度に維持され、連続して精緻な転写が行えるものである。
なお、フィルム保持機構６としては、上記ベルト６１の他、チェーンや比較的太いロープ・ワイヤ等も適用することができる。
また、本実施例では、フィルム展開ゾーンＺ１の下流側端部に設けられた活性化ゾーンＺ３では、フィルム保持機構６による規制を一旦解除するようにしている。すなわちフィルム展開ゾーンＺ１の前後で、フィルム保持機構６を作用的に分断するように構成しており、これは活性化ゾーンＺ３における活性剤の塗布を受けて、転写フィルムＦが一挙に周囲に伸展する（拡がる）ことに因み、この急激な伸展を妨げないようにするためである。もちろん、急激な伸展後の転写フィルムＦは、活性化ゾーンＺ３の下流側に設けられたフィルム保持機構６で伸びが規制された状態で、転写ゾーンＺ２に移送されるものである。

また、転写槽２（処理槽２１）は、上述したように適化流導出構造７を具えるものであり、これはフィルム展開ゾーンＺ１における転写液面に、転写フィルムＦの展開適化流を導出するための構造である。すなわち適化流導出構造７は、転写槽２の幅方向における流速を均一化するための構造であり、少なくとも転写槽２の幅方向端部寄りの位置において、液面から槽底部までの実質的な深さである作用液深が浅くなるように案内底板７１を配設して成るものである。
案内底板７１は、一例として図１〜図２に示すように、作用液深を形成する面が、転写槽幅方向及び長手方向においてフラット状を成す平板で形成される。なお、上記図１〜図２では、案内底板７１は転写槽２の槽底部（実槽底２７）に対し別途独立して設けられ、実槽底２７の上方に適宜の距離を隔てて浅底となる案内底板７１を設けているが（言わば上げ底状）、これは従来の転写槽２を流用して案内底板７１を付設した場合を想定したものである。そのため、転写槽２を新たに製作する場合には、当初から底（実槽底２７）を浅底状に形成し、実槽底２７を案内底板７１として機能させ、当初から作用液深を浅く形成しておくことが可能である。
因みに、従来の深い実槽底２７を有した転写槽２に、浅底状となるように案内底板７１を設けた上記実施例では、液面から深い実槽底２７までの転写液Ｌの深さを実液深とし、液面から浅底状の案内底板７１までの転写液Ｌの実質的な深さである作用液深と区別している。換言すると、上記実施例では浅い作用液深を形成するために案内底板７１を設けたものである。
なお、従来の転写槽２には、作用液深の概念は存在しないが、実質的には、実槽底２７の実液深が作用液深と考えられる。もちろん、このままでは作用液深が深いため、上記実施例では案内底板７１を上げ底状に設けて作用液深を浅くしたものである。

次に、適化流導出構造７として、案内底板７１を少なくとも転写槽２の幅方向端部寄りの位置で作用液深が浅くなるように配設する根拠について図４に基づき説明する。
本出願人は、作用液深を浅くした案内底板７１の効果を以下のような方法で検証した。
・案内底板ナシの場合（図４（ａ）参照）と、案内底板アリの場合（図４（ｂ）参照）で、転写槽２の各地点の液流の速度（流速）を計測した。
・案内底板ナシの場合は、転写液Ｌの液面からの深さは、２３０ｍｍである（既存の深さ）。
・案内底板アリの場合は、転写液Ｌの液面から深さ（作用液深）を、２０ｍｍに設定した。なお、案内底板７１は、転写槽２の長手方向及び幅方向ともフラットな平板として形成した。
・計測地点は、転写槽２のフィルム着液地点（着水地点）から下流側に３００ｍｍ、８００ｍｍ、１１００ｍｍ離れた位置で、且つ水深１０ｍｍの深さの流速を計測。また転写槽２の幅方向中央部と、ここから３００ｍｍ左右両端側に離れた位置で計測（計９箇所）。ここで、図４の表中では、左右両端側のうち一方を「＋３００」、もう一方を「−３００」として転写槽中央部からの位置を表示している。なお転写槽２の内幅寸法は、８５０ｍｍである。
・測定器
電磁流速計
本体：ＶＭ８０１ＬＲＳ
検出部：ＶＭＴ２−２００−０８ＰＳＬ
・また図４の表中の「比（％）」は、着水から３００ｍｍ地点における転写槽幅方向中央部の流速を１００（％）とした場合の値（比）を％表示したものである。
・図中の太矢印は、各地点における流速の大きさを示したものである。

次に、上記計測結果の考察を述べる。
・案内底板ナシの場合、着液地点から３００ｍｍ、８００ｍｍ、１１００ｍｍ下流側に離れた、いずれの地点でも転写槽中央部の流速に比べ、両端部の流速が低下していることが分かる（いずれの地点でも転写槽幅方向で観ると、中央部の矢印に比べ、両端部の矢印の方が短くなっている）。因みに、両端部の流速が低下するのは、側壁２２との摩擦による減速が一因と推測される。
・一方、案内底板アリの場合には、着液地点から３００ｍｍ、８００ｍｍ、１１００ｍｍ下流側に離れた、いずれの地点でも転写槽中央部の流速に比べ、両端部の流速が、それほど低下していないことが分かる（いずれの地点でも転写槽幅方向で観ると、中央部の矢印と、両端部の矢印との長さがあまり変わっていない）。
・従って、案内底板アリの場合は、案内底板ナシの場合に比べ、明らかに転写槽幅方向の流速が均一化していることが分かった。つまり案内底板７１が、転写槽幅方向の流速均一化に寄与していることが明確に分かった。
・また案内底板ナシの場合と、案内底板アリの場合とにおいて、転写槽中央部（幅方向中央部）の流速を比較すると、それほど変わらないことも分かった（矢印の長さがあまり変わっていない）。
・この結果から、転写槽幅方向の流速を均一化するには、少なくとも転写槽２の幅方向端部付近で浅底にすることが肝要と判断された。従って、少なくとも幅方向端部寄りの位置で作用液深を浅くするようにしたものである。
・なお、上記計測結果から案内底板アリの場合でも、案内底板ナシの場合と同様に、下流側に行くほど、流速が低下する傾向も判明した。

このような計測から適化流導出構造７の案内底板７１は、少なくとも幅方向端部寄りの作用液深を浅くするように形成すればよく、例えば幅方向中央部の作用液深は、深くすることも可能であり、これは端的に言えば、例えば図３（ｂ）に示すように、案内底板７１を縦断面視でＶ字状に形成し得ることを示している。
ただし実際に案内底板７１を製作する上では、転写槽２の長手方向及び幅方向において作用液深が一定（浅い寸法で一定）となるように、案内底板７１を一枚のフラット板で形成すれば、手間・時間・コスト等が掛からず、現実的である。因みに、本出願人が行った実験では、作用液深が５ｍｍ〜５０ｍｍとなるように案内底板７１を設けることが好ましく（転写槽幅方向における流速を均一化する点で好ましく）、より好ましくは作用液深が１０ｍｍ〜２０ｍｍとなるように案内底板７１を設けることが望ましいことが確認されている。この範囲であれば、フィルム展開ゾーンＺ１の深さ、あるいは転写槽２の底部や側部の凹凸の状態などに応じて、表層付近の流れと表層以外の底部に近い深層へ移動しようとする乱流の影響が減少し、転写液Ｌの流れとして、転写槽２の中央と両側縁付近とにおいて流速差が少なくなり、展開適化流が形成された状態となる。

次に転写フィルム供給装置３について説明する。
転写フィルム供給装置３は、上述したように転写槽２（処理槽２１）に転写フィルムＦを連続して供給する装置であり、一例として図１〜図３に示すように、ロール巻きされた原反ロール状のフィルムロール３１を、一対の送り出しローラ３２で挟み込んで、このものの回転によって転写フィルムＦを転写槽２（フィルム展開ゾーンＺ１）に繰り出すものである。

次に活性剤塗布装置４について説明する。
活性剤塗布装置４は、転写フィルムＦを転写可能な状態に活性化する装置であり、本実施例では転写フィルムＦを転写液面上に誘導（供給）した状態、換言すれば転写フィルムＦが液面上に浮遊した状態で活性剤を塗布するものである。すなわち、転写槽２の液面上に繰り出される前の転写フィルムＦは、水溶性フィルム上に転写パターンがインクによって事前に形成（印刷）されており、転写パターンのインクは乾燥状態にある。このため転写に際しては、転写フィルムＦ上の転写パターンに活性剤や溶剤類を塗布して、転写パターンを印刷直後と同様の湿潤つまり付着性を発現させた状態に戻す必要があり、これが活性化と称され、これを行うのが当該活性剤塗布装置４である。
活性剤を塗布する手法としては、一例として本出願人が既に特許取得に至っている特許第３８４５０７８号の静電スプレーによる手法が適用できる。この手法は、例えば図１・図２に示すように、転写液面上の転写フィルムＦ（転写パターン）に対し、スプレーガン（スプレーノズル）４１から活性剤を散布する塗布手法であって、転写液面上を移送される転写フィルムＦに対し、スプレーガン４１が転写フィルムＦを横切るように往復動（いわゆるトラバース）しながら活性剤をスプレーするものである。その際、スプレーガン４１の噴出口で活性剤を帯電させるとともに、転写液面上に浮遊する転写フィルムＦを、転写液Ｌ及び転写槽２を介して接地するものであり、これにより活性剤を転写フィルムＦに均一に塗布することができる。

また、スプレーガン４１は、転写フィルムＦの幅寸法よりも大きなストロークで往復動し、活性剤を転写フィルムＦの幅寸法を越えて散布するように構成される。これは、活性剤が散布されない部位が、転写フィルムＦに存在しないようにし、転写フィルムＦを均等に伸展させるためである。従って、転写フィルムＦの外方には、余剰もしくは不要な活性剤（転写フィルムＦのインクを活性化する本来の目的として使用されなかった活性剤）が必然的に転写液面上に散布される（浮遊する）ものである。
このようなことから、本実施例では往復動するスプレーガン（噴出口）４１の前後と両側部とがフード４２で覆われ、特に余剰・不要な活性剤が活性化ゾーンＺ３の外部に飛び散るのを防止し、作業環境を悪化させないようにしている。もちろんフード４２は、液面上の転写フィルムＦから幾らかの隙間をあけて設けられるため、この隙間からも極力、活性剤が漏出しないようにすることが好ましい。なお、液面上の余剰・不要な活性剤成分は、転写液Ｌとともに排水（回収）され、またフード４２内を浮遊飛散する余剰・不要な活性剤も、上記排水によってフード４２内に生じる空気流により同時に吸引され、転写液Ｌと混合排出される。また、回収された転写液Ｌは、不要な活性剤成分を含む空気と混合処理された後、廃棄される。ここで図中符号４３が、液面上の余剰・不要な活性剤成分を、転写液Ｌとともに回収する回収口である。
因みに、本実施例では、活性剤塗布装置４として転写フィルムＦを液面上に供給してから活性化させるものを示したが、転写フィルムＦを活性化するタイミングは、転写槽２に供給される前に活性化するものでも構わない。そして、この場合には、上述した転写フィルム供給装置３に活性化機構が組み込まれ、転写フィルムＦは、転写液Ｌに着液する前に、活性剤が塗布され、転写槽２に繰り出される。

次に被転写体搬送装置５について説明する。
被転写体搬送装置５は、被転写体Ｗを適宜の姿勢で転写液Ｌ中に没入させ、また転写液Ｌ中から引き上げるものであり、通常は転写用治具５２（以下、単に治具５２とする）を介して被転写体Ｗの取付けを図るものである。すなわち、液圧転写を行うにあたっては、予め被転写体Ｗを治具５２に取り付けておき、この治具５２を治具ホルダに着脱してコンベヤ５１へのセッティングを行うものである。以下、コンベヤ５１について更に説明する。
コンベヤ５１は、一例として図３（ａ）に示すように、平行に配置された一対のリンクチェーン５３にリンクバーを横架するとともに、このリンクバーに所定の間隔で治具ホルダを配設して成り、被転写体Ｗを治具５２とともに連続的に転写液Ｌ中に没入・出液させるものである。なお、没入側における被転写体Ｗ（治具５２）のコンベヤ５１への取り付けや、転写後の出液側における被転写体Ｗ（治具５２）のコンベヤ５１からの取り外しは、ロボットにより自動で行うことも可能であるし、作業者による手作業で行うことも可能である。また、コンベヤ５１による被転写体Ｗの搬送速度（特に転写ゾーンＺ２における速度）は、転写フィルムＦの液面上の移送速度とほぼ同調するように設定されるのが一般的である。

またコンベヤ５１は、一例として図３（ａ）に示すように、側面から視て逆三角形の搬送軌道を描く通常の三角コンベヤであり、被転写体Ｗの没入つまり転写が、下部の頂点部分で行われ、言わば短時間または瞬間的な没入・転写となる。なお、三角コンベヤ（コンベヤ５１）は、全体的に傾倒自在に構成され、これにより被転写体Ｗの没入角が適宜変更できるように構成されることが好ましい。
また被転写体搬送装置５は、必ずしも上述したコンベヤ５１に限定されるものではなく、例えばロボットを適用することも可能である（多関節形ロボットであり、いわゆるマニピュレータ）。

本発明の液圧転写装置１は、以上のような基本構造を有するものであり、以下、この液圧転写装置１を適用して行う液圧転写の作動態様について説明する。なお、説明にあたっては、上述した水上活性を基本として説明する。
（１）転写フィルムの供給
液圧転写の際には、例えば図１〜図３に示すように、ロール巻きされた転写フィルムＦが、転写フィルム供給装置３によって転写槽２のフィルム展開ゾーンＺ１に連続供給される。

（２）転写フィルムの着液
このようにして転写槽２に繰り出された転写フィルムＦは、転写槽２の上流先端部で転写液Ｌに着液する。その後、転写フィルムＦは、転写液Ｌの水分を吸水して、膨潤・軟化しながら徐々に周囲に拡がって行く（展開して行く）。
なお、転写槽２には上述したように上流から下流に向かう表層流が形成されているため、転写フィルムＦは、膨潤・軟化しながら下流側に移送される。

（３）案内底板による展開適化流の形成
ここで、本発明では転写槽２の底部に、少なくとも転写槽幅方向端部寄りの位置で作用液深を浅くするような案内底板７１が設けられているため、転写槽２の幅方向の流速がほぼ同じ速度に均一化される（幅方向の流速差が抑えられている）。これは、展開適化流が形成された状態であり、このため転写フィルムＦは、フィルム展開ゾーンＺ１において、周囲への均等な展開が図られ（転写フィルムＦの各部で同じ展開度合いに調整され）、展開度合いの差に起因して生じる柄ズレやシワの発生が抑制される。因みに、この段階（転写ゾーンＺ２に至る前段）で転写フィルムＦにシワが発生してしまうと、例えばその後、どのように被転写体Ｗの姿勢を操作しようとも精緻な転写はできない。また転写フィルムＦ自体、この段階で転写液面上に浮遊しており、不安定な状態であるため、転写フィルムＦの位置等を制御することも極めて難しく、転写前の当該段階で、できる限りシワを発生させないことが精緻な液圧転写を行う上で重要となっていた。

（４）活性剤の塗布
その後、転写フィルムＦは、活性剤塗布装置４が設けられた活性化ゾーンＺ３に至り、ここで活性剤が塗布される。活性剤が塗布された転写フィルムＦは、一挙に周囲に伸展し（拡がり）、転写可能な状態となる。

（５）転写（没入）
このようにして転写フィルムＦが活性化され、転写可能な状態となった後、被転写体搬送装置５によって上方から被転写体Ｗが、適宜の姿勢で転写液Ｌ中に没入される。なお、液圧転写では、この際の没入時の液圧によって転写フィルムＦが被転写体Ｗの意匠面に付き回るようになり転写が行われる。つまり液圧転写では、被転写体Ｗの没入と同時に転写が実行・完了となる。

（６）被転写体の引き上げ
その後、被転写体Ｗは、被転写体搬送装置５によって、転写液Ｌ中から引き上げられるものであり、次いで被転写体搬送装置５から取り外され、被転写体Ｗの転写加飾部を覆う水溶性フィルムを洗浄除去し、適宜、次工程の乾燥工程、トップコート工程等に送られる。

〔他の実施例〕
本発明は以上述べた実施例を一つの基本的な技術思想とするものであるが、更に次のような改変が考えられる。
まず、上述した基本の実施例では、適化流導出構造７の案内底板７１を、一枚のほぼ水平なフラット板で形成するか、あるいは縦断面視Ｖ字状断面を成す板材で形成するものであり、一旦設置した案内底板７１は、作用液深が変えられないものであった（作用液深不変タイプ）。しかしながら、案内底板７１は、作用液深（設置深さ）を適宜調整できるようにすることが可能である。具体的には例えば図５（ａ）−(i) に示すように、案内底板７１を幅方向で幾つかの分断案内底板７１Ｂとして構成し（例えば中央と両サイドの三分割）、各々の分断案内底板７１Ｂを別々に上下動できるように構成しておくことが可能である。これにより、例えば流速が遅くなる部分の分断案内底板７１Ｂを幾らか上昇させて、当該部位の作用液深だけ浅くするような調整が可能となり、より細かく表層流の調整が行い得る。
もちろん、このような可動式の分断案内底板７１Ｂ（案内底板７１）においては、全体的に流速が偏る場合など転写槽２の幅方向（左右方向）に傾斜させる可動状況も想定できる（図５（ａ）−(ii)参照）。また分断案内底板７１Ｂを柔軟板材で形成し、これを湾曲させることも可能である。

また、転写槽２の表層流として、常に遅くなる部位がある場合等には、案内底板７１の上に、更に分断案内底板７１Ｂ（調整板）を重ねるようにして作用液深を調整することも可能である（図５（ａ）−(iii) 参照）。
なお、この場合、調整板の作用を担う最上の分断案内底板７１Ｂは、長手寸法（転写槽２の長手方向寸法）や幅寸法（転写槽２の幅方向寸法）の異なるものを複数種用意しておくことが好ましく、これによって、より一層、細かく作用液深を調整することができる。
また分断案内底板７１Ｂは、傾斜状態も種々設定できる構成が好ましい。具体的には、図示は省略するものの、例えば分断案内底板７１Ｂの四隅の下方に、予めブロック片を設置（実槽底２７に設置）しておき、この上に分断案内底板７１Ｂを載置するような設置態様とすれば、ブロック片の選定により分断案内底板７１Ｂの傾斜も適宜調整可能である。因みに、この場合の傾斜とは、転写槽２の幅方向傾斜と長手方向傾斜とも想定できる。

また、案内底板７１は、フィルム展開ゾーンＺ１の液流方向（転写槽２の長手方向）において作用液深を変化させるような構造も採り得る。
具体的には、一例として図２の側面断面図や図３（ａ）に想像線で示すように、転写ゾーンＺ２側の端部を下げ、当該部位の作用液深を深くするような設置形態も可能であり、これにより転写ゾーンＺ２直前の流速を調整することができる。
すなわち、転写フィルムＦは、活性化の進行に伴い、水面（液面）上で拡がろうとする。また転写フィルムＦは、転写ゾーンＺ２では、一例として図２の平面図に示すように、被転写体Ｗによって当該ゾーンが部分的に突き破られたようになり（ここを孔空き部Ｆｈとする）、突き破られた転写フィルムＦ（孔空き部Ｆｈ）が被転写体Ｗの意匠面に付き回り、転写が成される。また、転写時の被転写体Ｗへの付き回りによって、後続の転写フィルムＦは、下流側（供給側）に引っ張られる傾向にある。このため転写ゾーンＺ２直前の転写フィルムＦは、転写ゾーンＺ２の孔空き部Ｆｈに入り込むように、下流の転写ゾーンＺ２側に移動するようになる。このように転写ゾーンＺ２直前の転写フィルムＦは、被転写体Ｗの没入によって、下流側（転写ゾーンＺ２側）への移動速度が加速する傾向にある。そのため、案内底板７１の下流末端側を幾らか深くして、当該部位の転写液Ｌの流速を遅くすることで、転写フィルムＦの移動速度を調整するものである。なお、このような構成、すなわち案内底板７１の下流側端部を下げ、作用液深を深くする構成も転写液Ｌの表層流を調整する思想であるため、適化流導出構造７に包含される。もちろん、当該構成により、転写フィルムＦの柄ズレやシワ発生も抑制される。

また、転写槽２の長手方向において作用液深を変化させる他の改変例としては、例えば図７に示すように、活性剤を転写フィルムＦに塗布（噴霧）する活性化ゾーンＺ３より下流側の作用液深が、活性化ゾーンＺ３の作用液深よりも浅くなるように、案内底板７１を構成することが考えられる。これにより活性剤が塗布されて伸展する転写フィルムＦを、より安定的に転写ゾーンＺ２へ誘導することができる。
より望ましくは、活性化ゾーンＺ３より下流側の作用液深が、転写ゾーンＺ２側に向かって漸次的に浅くなって行く構成を採ることがより好ましい。また、このような構成に、上述した転写ゾーンＺ２側の端部を下げ、当該部位の作用液深を深くするような構成を組み合わせた複合構成を採ることも可能であり、上記図７は、このような複合構成を図示したものである。

また案内底板７１は、転写槽２内に収容できればよく、基本的には転写槽２の内側に収まる矩形状であれば構わない。ただ案内底板７１の幅寸法は、必ずしも上流先端部〜下流末端部において同じ幅寸法である必要はなく、例えば基本の実施例で述べたように活性剤塗布装置４が水上活性タイプの場合には、例えばその端部寄りの位置に、余剰・不要な活性剤成分を転写液Ｌとともに排水する回収口４３（排水升や回収樋などの回収口４３）が設けられることから、当該部分では案内底板７１の幅寸法を、フィルム保持機構６のベルト６１よりも狭くしても構わない。
また案内底板７１は、例えば図５（ｂ）に示すように、上流先端側を短寸（短辺）とし、且つ下流末端側を長寸（長辺）とする平面視台形状（等脚台形状）状に形成することも可能である。これは、転写フィルムＦが着液以降、下流側への移動に伴い、徐々に膨潤・軟化して周囲に延展して行くことに因み、案内底板７１の平面視形状も、これに応じた形状（等脚台形状）に形成する思想である。このように案内底板７１は、転写フィルムＦが存在する部位だけ、流速の均一化を図るように形成することも可能である。

また、図５（ｃ）に示す形態（改変例）は、転写槽２の上流先端部で案内底板７１の下方から転写槽下流側に指向する水流を形成した形態であり（この水流を給水７２とする）、これにより転写フィルムＦの延展・伸展を阻害しないようにすることができる。すなわち給水７２によって、先端給水２３が、案内底板７１の下流側端部の上方から案内底板７１の裏側に戻るように流れる水流（図中の矢印参照）の速度や量を調整して、案内底板７１の下流側端部の流速ダウンを制御することができる。特に、先の計測結果で述べたように、転写槽２の上流側から下流側に向かう液流は、下流側に行くほど低下する（減速する）傾向にある。そして、先端給水２３の戻り液流（先端給水２３が、案内底板７１の下流側端部の上方から案内底板７１の裏側に戻るような液流）を利用して、柄ズレに影響しない範囲で、浅瀬状に設けた案内底板７１の上側に滞留しがちなＰＶＡや活性剤濃度の高い転写液Ｌを前記回収口４３に誘導するようにして、転写フィルムＦが膨潤しにくくなる傾向を抑制することができるものである。
なお給水７２の代わりに、図中符号７３で示す給水を設けることも可能であり、この給水７３は、案内底板７１の下流端直前（排水升や回収樋の回収口４３の直前）で案内底板７１の下方から下流側に向けてやや上向きに流す水流である。もちろん、給水７２と給水７３との双方を併用することも可能である。
因みに、給水７２・給水７３も表層流を調整する思想であるため、適化流導出構造７に包含される。

更にまた図２の平面図に想像線で示すように、活性化ゾーンＺ３の後段または転写ゾーンＺ２の前段には、適化流支援ノズル７４を設けることが好ましい。この適化流支援ノズル７４は、フィルム展開ゾーンＺ１の案内底板７１上方において、下流向きに放射状の水流を形成するものであり、この水流によってシワ発生の防止と、転写液Ｌの流速ダウン（下流に行くほど低下する（減速する）傾向の流速）を補う効果を奏する。
すなわち活性化ゾーンＺ３では、上述したように転写液面に浮遊する転写フィルムＦが、活性剤塗布によって一挙に周囲に拡がろうとする。一方、転写液中の表層流は、上述したように流速そのものが下流に行くほど、遅くなる傾向にある。このように転写液中の液流としては徐々に弱まる傾向にありながら、液面上に浮遊した転写フィルムＦは、活性化による急激な伸展作用によって、周囲に一気に拡がろうとする傾向を有しており、これらは相反する傾向である。更に、転写槽２の両側壁部には、フィルム保持機構６（ベルト６１）が設置されており、転写フィルムＦは、左右方向の伸びが規制されたような状態となっている。
このため活性化後の転写フィルムＦは、長手方向中央部において液流に沿ったシワ（いわゆる縦ジワ）と、幅方向両端部において液流に交差するようなシワ（いわゆる横ジワ）とが発生し易い環境にある。従って、適化流支援ノズル７４による放射状の水流によって、転写フィルムＦが周囲に拡がろうとする傾向に合わせた液流を転写液Ｌの表層部に形成することができ、上述したシワ発生を防止するものである。また、適化流支援ノズル７４による放射状の水流は、全体としては下流側に向けて指向されるため、減速しがちな液流を再度作り直す効果または転写液Ｌの流速ダウンを補う効果も奏する。

なお、上記図２・図６（ａ）では、適化流支援ノズル７４は、平面から視て下流側に突出するアーチ状パイプで形成され（例えば塩化ビニル製）、パイプの下流側側面に開口された孔から、下流側に指向するように放射状の水流（適化支援流）を形成するが、他の形態も採り得る。
具体的には例えば図６（ｂ）に示すように、直線状パイプ材を二回屈曲させるようにして、全体的に角張った下流突出形状を実現するようにした適化流支援ノズル７４を構成することが可能である。
また図６（ｃ）・図６（ｄ）に示す形態は、転写槽２の幅方向中央部で左右に分離した適化流支援ノズル７４を示したものであり、この場合には左右の側壁２２からパイプ材たる適化流支援ノズル７４を突き出すように設けることが可能である。因みに、図６（ｃ）は、側壁２２から短寸直線状の適化流支援ノズル７４を斜めに突き出した形態であり、図６（ｄ）は、当該図６（ｃ）に対し、転写槽２の幅方向中央部において転写槽幅方向に屈曲する部位を追加したような形態であり、この場合には、転写槽２の幅方向中央部で下流に指向する水流が形成される。もちろん、適化流支援ノズル７４は、これらを適宜組み合わせて複数採用することも可能である。

１ 液圧転写装置

２ 転写槽
２１ 処理槽
２２ 側壁
２３ 先端給水
２４ オーバーフロー槽
２７ 実槽底

３ 転写フィルム供給装置
３１ フィルムロール
３２ 送り出しローラ

４ 活性剤塗布装置
４１ スプレーガン
４２ フード
４３ 回収口

５ 被転写体搬送装置
５１ コンベヤ
５２ 治具
５３ リンクチェーン

６ フィルム保持機構
６１ ベルト

７ 適化流導出構造
７１ 案内底板
７１Ｂ 分断案内底板
７２ 給水
７３ 給水
７４ 適化流支援ノズル

Ｆ 転写フィルム
Ｆｈ 孔空き部
Ｌ 転写液
Ｗ 被転写体
Ｚ１ フィルム展開ゾーン
Ｚ２ 転写ゾーン
Ｚ３ 活性化ゾーン

Claims (10)

1. 水溶性フィルムに転写パターンを積層形成して成る転写フィルムを、転写槽において、転写フィルムを転写槽の転写ゾーンの上流側であるフィルム展開ゾーンの液面上に、連続供給するとともに、前記転写パターン面には活性剤を付着させ、前記フィルム展開ゾーンに続く転写ゾーンにおいて、転写フィルム上方から被転写体を押し付け、これによって生じる液圧によって被転写体の意匠面に転写パターンを転写する装置であって、
   前記転写槽のフィルム展開ゾーンには、転写液面に、転写槽の幅方向において液流の均一化を図る展開適化流を導出するための適化流導出構造が具えられ、この適化流導出構造は、少なくとも転写槽の幅方向端部寄りの位置において、転写液面から槽底部までの実質的な深さである作用液深が浅くなるように案内底板を配設したものであることを特徴とする液圧転写装置。
2. 前記案内底板は、前記転写槽の槽底部に対し別途独立して設けられ、前記転写槽の槽底部の上方に上げ底状に配設されることを特徴とする請求項１記載の液圧転写装置。
3. 前記作用液深は、５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲に設定されることを特徴とする請求項１または２記載の液圧転写装置。
4. 前記案内底板は、フィルム展開ゾーンにおける全幅にわたって作用液深を同じ深さに設定したことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の液圧転写装置。
5. 前記案内底板は、フィルム展開ゾーンにおいて、転写槽の幅方向中央部の作用液深を両端部より深く設定したことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の液圧転写装置。
6. 前記案内底板は、フィルム展開ゾーンにおいて、少なくとも転写ゾーン寄りの位置における幅方向中央部位の作用液深を、その上流側より深くしたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の液圧転写装置。
7. 前記案内底板は、フィルム展開ゾーンにおいて、転写フィルムに活性剤を塗布する活性化ゾーンよりも転写ゾーン側の作用液深を、下流側に向かって漸次的に浅くしたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の液圧転写装置。
8. 前記案内底板は、その全体、または分断した一部、または分断した複数部位において、作用液深、傾斜、幅寸法、長さ寸法のいずれか一つまたは複数を調節自在に構成したことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の液圧転写装置。
9. 前記適化流導出構造は、前記案内底板に加えて、フィルム展開ゾーンの案内底板上方において、下流向きの適化支援流を形成する適化流支援ノズルを設けたことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の液圧転写装置。
10. 前記適化流支援ノズルは、平面から視て下流側に突出するアーチ状パイプで形成され、パイプの下流側側面に開口された孔から、下流側に指向するように適化支援流が供給される構成であることを特徴とする請求項９記載の液圧転写装置。

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