JP7106667B2 - 加飾部材製造装置及び加飾部材製造方法 - Google Patents
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Description
具体的には、本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、所望の触感となるように加飾層各部での触感をイメージワイズに調整することが可能な加飾部材製造装置及び加飾部材製造方法を提供することを目的とする。
上記の構成であれば、基材表面の各部位における流体の着弾量を制御することにより、加飾層各部での触感を調整することが可能となる。
上記の構成であれば、基材表面の各部位における流体の着弾量を制御することにより、加飾層各部での触感としての凹凸度合いを調整することが可能となる。
上記の構成であれば、基材表面の各部位に着弾させる流体の種類を制御することにより、加飾層各部での触感を調整することが可能となる。
上記の構成であれば、基材表面の各部位に着弾させる流体の種類及び量を制御することにより、加飾層各部での触感としての曲げ易さ及び凹凸度合いを調整することが可能となる。
上記の構成であれば、基材表面の各部位において流体に付着させる微粒子の量を制御することで、加飾層各部での触感としての摩擦の大きさを調整することが可能となる。
上記の構成であれば、基材表面の各部位において半硬化した流体の量を制御することで、流体に付着する微粒子の量が制御されることになり、結果として、加飾層各部での触感としての摩擦の大きさを調整することが可能となる。
上記の構成であれば、流体の吐出、微粒子の散布、及び流体の本硬化を複数回繰り返すことで、加飾層が形成されるようになる。
上記の構成によれば、微粒子の散布を複数回繰り返して加飾層を形成する場合において、各回における微粒子の散布量を調整することで、加飾層各部での触感(具体的には、摩擦の大きさ)を調整することが可能となる。
上記の構成によれば、微粒子の散布を複数回繰り返して加飾層を形成する場合において、各回に散布する微粒子の種類を調整することで、加飾層各部での触感(具体的には、摩擦の大きさ)を調整することが可能となる。
上記の構成によれば、基材表面の各部位において流体に付着させる微粒子の種類を制御することで、加飾層各部での触感としての温度(温かさ及び冷たさ)を調整することが可能となる。
上記の方法によれば、加飾層を表面に有する加飾部材を製造する際に、加飾層各部での触感を所望の触感となるように、且つイメージワイズに調整することが可能である。
なお、以下に説明する実施形態は、本発明の理解を容易にするために挙げた一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。すなわち、本発明は、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、以下に説明する実施形態から変更又は改良され得る。また、当然ながら、本発明には、その等価物が含まれる。
また、本明細書において、含有率及び使用量を表す「%」及び「部」は、特記しない限り質量基準である。
また、本明細書において、「部位」は、「領域(単位領域)」よりも広い概念であり、具体的に説明すると、一つの部位は、複数の領域(単位領域)が所定形状(例えば、矩形又は方形)をなすように並べて構成される。
本実施形態の加飾部材製造装置10は、基材の表面に加飾層が形成された加飾部材を製造する加飾部材製造装置であって、カラーインク、流体としてのクリアインク、及び後述する微粒子を用いて加飾部材を製造する装置である。加飾部材は、カラーインク及びクリアインクによって構成される加飾層を基材の表面に形成することで製造され、加飾層によって所定の質感(触感)が付与されている。
インクジェットプリンタ20は、基材表面に加飾層を形成する装置である。具体的に説明すると、インクジェットプリンタ20は、カラーインク及びクリアインクを基材表面に向けて吐出し、基材表面に着弾したクリアインクを硬化させ、且つ、硬化したクリアインクに向けて微粒子を散布する。
(延伸率の測定方法)
ポリカーボネート板(厚さ0.5mm)に、インク組成物を#12のバーコーターにより塗工し、厚さ20μmの塗工膜を形成する。この塗工膜に、ヘレウス社製UVランプ(Z-8ランプ)から120W/cm×23m/min、距離10cm(1パスあたりの積算光量は60mJ/cm2)の照射条件で紫外線を照射し、塗工膜が完全に硬化するまで硬化させる。硬化後、硬化塗膜を2cm×10cmのサイズに切り出して測定試料片を作製し、その測定試料片を、引張試験機により、180℃の環境下で引張速度50mm/minで延伸し、硬化塗膜がひび割れずに延伸できる長さにより延伸率を測定する。具体的には、測定試料片の中心を挟むように記した中心部の黒点と黒点との距離が、延伸前の1cmから延伸によりXcmになった場合に、延伸率を下記式により求める。
延伸率={(X-1)/1}×100
また、吐出部22からインクを吐出する方式としては、ピエゾ素子を用いる方式に限定されず、ヒーター等の発熱体によってインクを加熱して気泡を発生させ、その圧力でインク滴を飛ばすサーマルジェット方式など、各種方式を適用することができる。
また、本実施形態では、吐出部22がシリアルタイプのヘッドによって構成されていてシャトルスキャン方式にて印刷するものであるが、これに限定されるものではない。例えば、吐出部22が、フルラインタイプのヘッドによって構成されたものであり、シングルパス方式にて印刷するものであってもよい。
また、本実施形態では、同一のノズル面にカラーインクのノズルとクリアインクのノズルの両方が形成されているが、これに限定されるものではない。例えば、吐出部22が、基材Bの移動方向において互いに離れた位置に配置された2つの記録ヘッドを有しており、より上流の記録ヘッドの下面にカラーインクノズルが形成されており、より下流側の記録ヘッドの下面にクリアインクのノズルが形成されていてもよい。さらに、カラーインクノズルが形成された記録ヘッドは、インク色毎に分かれて設けられてもよい。
また、アクリル系化合物として共重合のものを用いる場合、その形式はブロック共重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体、あるいはこれらの組み合わせによるいずれの共重合体であってもよい。
(摩擦係数の測定方法)
カトーテック(株)製の摩擦感テスター(KES-SE)を用いて、摩擦係数(表面摩擦係数)を測定する。測定条件は、標準摩擦子のバーを使用し、摩擦子にカトーテック(株)製のシリコンセンサー(10mm×10mm×3mm)を用い、摩擦時の荷重0.245N/cm2(25gf/cm2)、測定感度H(感度20g/V)とする。摩擦距離、摩擦速度、及びその他の条件については、装置仕様通りである(具体的には、摩擦距離30mm、解析距離20mm、及び、試料移動速度1mm/sec等)。そして、摩擦感テスターにデータロガー(キーエンス社製マルチ入力データ収集システム)を繋ぎ、測定時に得られる荷重の電圧値を取得し、摩擦子が動き出した時点の電圧値を摩擦係数とする。なお、測定は、20℃及び65%RH(Relative Humidity)の環境下で行い、5回測定の平均値を採用するとよい。
なお、本硬化部25としては、メタルハイランドランプ、高圧水銀ランプ、及び紫外線LED(Light Emitting Diode)等を用いることができる。
なお、制御データについては、後に詳しく説明する。
ホストコンピュータ30は、インクジェットプリンタ20と通信可能に接続されており、加飾部材製造用のアプリケーションプログラム及びプリンタドライバ等のプログラムを実行する。プリンタドライバは、加飾部材製造用のアプリケーションプログラムによって生成された画像のデータ(画像データ)を前述の印刷データに変換する。
なお、プリンタドライバは、光ディスク等のホストコンピュータ30が読み取り可能な記録媒体に記録されていたり、インターネット等の通信網を通じてホストコンピュータ30にダウンロード可能であったりする。
データ送信部33は、印刷データ生成部31により生成された印刷データ、及び制御データ生成部32により生成された制御データを、加飾部材の製造指示と共にインクジェットプリンタ20に向けて送信する。
以下では、制御データの生成手順について詳しく説明するが、説明を分かり易くする目的から、図4に示す加飾部材(以下、加飾部材Wd)を製造するケースを例に挙げて説明することとする。図4は、加飾部材の一例である加飾部材Wdを示す平面図である。
なお、加飾層Aを構成するパターンの種類及びパターンの形状等については、特に限定されるものではなく、任意に決めることができる。
凹凸度合いは、凹凸の出現頻度によって表され、凹凸が頻繁に出現するほど凹凸度合いが大きいことになる。そこで、本実施形態では、例えば、凹凸度合いを設定する際に「大」及び「小」のいずれかを選択する。
摩擦の大きさは、表面の滑り難さであり、滑り難いほど摩擦の大きさが大きいことになる。そこで、本実施形態では、例えば、摩擦の大きさを設定する際に「大」、「中」及び「小」のいずれかを選択する。
図5に図示のケースを例に挙げて具体的に説明すると、例えば、パターンP1に対して、曲げ易さを「大」に、凹凸度合いを「大」に、摩擦の大きさを「大」に設定している。また、パターンP6に対しては、曲げ易さを「小」に、凹凸度合いを「大」に、摩擦の大きさを「中」に設定している。
ちなみに、各触感の設定方法については、上述した方法に限定されるものではなく、例えば、具体的な数値を入力することで設定してもよい。
なお、図6乃至図8は、各パターンが形成される様子を示す模式的な断面図である。詳しくは、図6は、パターンP1を構成するクリアインクのドットを示し、図7は、パターンP5を構成するクリアインクのドットを示し、図8は、パターンP3を構成するクリアインクのドットを示している。
なお、図9は、高延伸インクの割合と加飾部材の曲げ易さとの関係を示す図である。
なお、図10及び図11は、各パターンが形成される様子を示す模式的な断面図である。詳しくは、図10は、パターンP1を構成するクリアインクの層を示し、図11は、パターンP5を構成するクリアインクの層を示している。
なお、図12乃至図14は、各パターンが形成される様子を示す模式的な断面図である。詳しくは、図12は、パターンP1においてクリアインクに付着する微粒子を示し、図13は、パターンP2においてクリアインクに付着する微粒子を示し、図14は、パターンP6においてクリアインクに付着する微粒子を示している。
なお、図15は、クリアインクの着弾量と加飾層の表面における摩擦の大きさとの関係を示す図である。
次に、以上のように構成された加飾部材製造装置10の動作例として、加飾部材の製造フローについて説明する。なお、以下では、図4に図示した加飾層A(すなわち、8種類のパターンP1乃至P8によって構成された加飾層A)を有する加飾部材Wdを製造する流れを例に挙げて説明する。
上記の実施形態では、加飾部材を製造する際に、インクジェットプリンタ20の内部では基材Bが移動方向に沿って上流側から下流側に向かって一方向に移動することとした。ただし、これに限定されるものではなく、基材Bが移動経路において第一位置と第二位置との間を往復移動する構成(以下、「第一変形例」と言う。)も考えられる。以下、第一変形例に係る加飾部材製造装置について説明する。なお、以下では、第一変形例のうち、上記の実施形態と異なる点を主として説明する。
上述の実施形態では、加飾部材の触感として曲げ易さ、凹凸度合い及び摩擦の大きさを調整することとしたが、上記の項目に加えて、更に加飾層の温度を調整することができてもよい。つまり、加飾層の温度をその設定内容に応じてイメージワイズに調整する構成(以下、「第二変形例」と言う。)が考えられる。以下、第二変形例に係る加飾部材製造装置について説明する。なお、以下では、第二変形例のうち、上記の実施形態と異なる点を主として説明する。
(熱伝導率の測定方法)
縦30cm、横30cm及び厚み5cmの発泡スチロールの中心部を、縦24cm且つ横24cmの正方形状にくりぬき、発泡スチロールの枠を形成する。枠の一方に縦30cm、且つ横30cmのアルミ箔を貼り付けて凹部を形成し、試料台とする。なお、アルミ箔で覆った面を試料台の底面とし、発泡スチロールの厚み方向に対するもう一方の面を天井面とする。微粒子を凹部へ充填した後、天井面に縦30cm且つ横30cmのアルミ箔を載せたものを測定試料とする。測定試料を用いて、30℃での熱伝導率を、ヒートフローメーター HFM 436 Lambda(商品名、NETZSCH社製)を使用して熱伝導率を測定する。
以上のような構成により、第二変形例では、加飾層各部での温度が所望の温度となるように、加飾層各部での温度をイメージワイズに調整することができる。
以上までに本発明の加飾部材製造装置及び加飾部材製造方法について一例を挙げて説明してきたが、上述の実施形態は、あくまでも一例に過ぎず、他の例も考えられる。
なお、図16及び図17は、基材Bの種類と加飾層Aとの組み合わせによる触感制御についての説明図である。詳しくは、図16が低弾性基材Biを用いたときのケースを示しており、図17は、高弾性基材Bjを用いたときのケースを示している。
20 インクジェットプリンタ
21 移動機構
22 吐出部
23 半硬化部
24 散布部
25 本硬化部
26 制御部
27A,27B プラテン
30 ホストコンピュータ
31 印刷データ生成部
32 制御データ生成部
33 データ送信部
A 加飾層
B 基材
Bi 低弾性基材
Bj 高弾性基材
C カラーインク像
D クリアインク像
Ix 高延伸インク
Iy 低延伸インク
Qs ポリエチレン系粒子
Qt アクリル系粒子
Ny,Nm,Nc,Nk,Ng,Nh ノズル
P1,P2,P3,P4,P5,P6,P7,P8 パターン
Wd 加飾部材
Claims (12)
- 基材の表面に加飾層が形成された加飾部材を製造する加飾部材製造装置であって、
前記加飾層を形成するために、光を受けて硬化する流体を前記基材の表面の各部位に向けて吐出する吐出部と、
微粒子を前記各部位に着弾した前記流体に向けて散布する散布部と、
前記吐出部及び前記散布部を制御する制御部と、を有し、
前記加飾部材製造装置は、前記各部位に、複数のパターンのいずれか一つを割り当てて前記基材の表面に前記加飾層を形成し、
前記制御部は、前記吐出部及び前記散布部のうちの少なくとも一方を、前記加飾部材の触感に関する設定内容に応じて前記各部位と対応付けて前記パターン別に設定された制御条件に従って制御することを特徴とする加飾部材製造装置。 - 前記制御部は、前記設定内容に応じて前記各部位と対応付けて設定された量の前記流体が前記各部位に着弾するように前記吐出部を制御する請求項1に記載の加飾部材製造装置。
- 前記制御部は、前記加飾層の凹凸度合いに関する前記設定内容に応じて前記各部位と対応付けて設定された量の前記流体が前記各部位に着弾するように、前記吐出部を制御する請求項2に記載の加飾部材製造装置。
- 前記制御部は、前記設定内容に応じて前記各部位と対応付けて設定された種類の前記流体が前記各部位に着弾するように、前記吐出部を制御する請求項1に記載の加飾部材製造装置。
- 前記種類が異なる前記流体の間では、前記流体の硬化した状態での延伸率が異なり、
前記制御部は、前記加飾部材の曲げ易さ及び前記加飾層の凹凸度合いに関する前記設定内容に応じて前記各部位と対応付けて設定された種類及び量の前記流体が前記各部位に着弾するように、前記吐出部を制御する請求項4に記載の加飾部材製造装置。 - 前記制御部は、前記加飾層の表面における摩擦の大きさに関する前記設定内容に応じて前記各部位と対応付けて設定された量の前記微粒子が前記各部位に着弾した前記流体に付着するように、前記散布部を制御する請求項1に記載の加飾部材製造装置。
- 前記各部位に着弾した前記流体に光を照射して前記流体を半硬化させる半硬化部を有し、
前記散布部は、前記各部位に着弾して半硬化した前記流体に向けて前記微粒子を散布し、
前記各部位における半硬化した前記流体の量が増えるほど、前記各部位における前記微粒子の量が増加し、
前記制御部は、前記各部位における半硬化した前記流体の量が、前記摩擦の大きさに関する前記設定内容に応じて前記各部位と対応付けて設定された量となるように、前記吐出部及び前記半硬化部を制御する請求項6に記載の加飾部材製造装置。 - 前記各部位に着弾した前記流体に光を照射して前記流体を本硬化させる本硬化部と、
前記基材の表面が前記吐出部に対向する第一位置と、前記基材の表面が前記散布部に対向する第二位置との間で前記基材を移動させる移動機構と、を有し、
前記加飾層を形成するために、
前記基材が前記第一位置にある間に前記吐出部が前記基材の表面に向けて前記流体を吐出する吐出工程と、
前記移動機構が前記基材を前記第一位置から前記第二位置に移動させる第一移動工程と、
前記基材が前記第二位置にある間に前記散布部が前記微粒子を前記流体に向けて散布させる散布工程と、
前記基材が前記第二位置にある間に前記本硬化部が前記流体に光を照射して前記流体を本硬化させる本硬化工程と、
前記移動機構が前記基材を前記第二位置から前記第一位置まで戻す第二移動工程と、が複数回繰り返される請求項6に記載の加飾部材製造装置。 - 前記制御部は、複数回の前記散布工程によって前記各部位に着弾した前記流体に付着する前記微粒子の量が、前記摩擦の大きさに関する前記設定内容に応じて前記各部位と対応付けて設定された量となるように、各回の前記散布工程において前記散布部に各回の前記散布工程別に決められた量の前記微粒子を散布させる請求項8に記載の加飾部材製造装置。
- 前記制御部は、各回の前記散布工程において前記散布部に、前記摩擦の大きさに関する前記設定内容に応じて前記各部位と対応付けて設定された種類の前記微粒子を、前記各部位に着弾した前記流体に向けて散布させ、
前記種類が異なる前記微粒子の間では、前記微粒子の摩擦係数が異なる請求項8に記載の加飾部材製造装置。 - 前記制御部は、前記加飾層の温度に関する前記設定内容に応じて前記各部位と対応付けて設定された種類の前記微粒子が前記基材の表面に着弾した前記流体に付着するように前記散布部を制御し、
前記種類が異なる前記微粒子の間では、前記微粒子の熱伝導率が異なる請求項1に記載の加飾部材製造装置。 - 基材の表面に加飾層が形成された加飾部材を製造するための加飾部材製造方法であって、
前記基材の表面の各部位に、複数のパターンのいずれか一つを割り当てるステップと、
前記加飾層を形成するために、吐出部により、光を受けて硬化する流体を前記各部位に向けて吐出するステップと、
散布部により、微粒子を前記各部位に着弾した前記流体に向けて散布するステップと、
制御部により前記吐出部及び前記散布部のうちの少なくとも一方を制御する際の制御条件を、前記加飾部材の触感に関する設定内容に応じて前記各部位と対応付けて前記パターン別に設定するステップと、を実施することを特徴とする加飾部材製造方法。
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