JPH10315696A - 曲面転写方法及び曲面転写装置 - Google Patents

曲面転写方法及び曲面転写装置

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JPH10315696A
JPH10315696A JP14119597A JP14119597A JPH10315696A JP H10315696 A JPH10315696 A JP H10315696A JP 14119597 A JP14119597 A JP 14119597A JP 14119597 A JP14119597 A JP 14119597A JP H10315696 A JPH10315696 A JP H10315696A
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JP
Japan
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transfer
transfer sheet
substrate
solid particles
sheet
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JP14119597A
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Masaru Okamoto
優 岡本
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Dai Nippon Printing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 三次元的な凹凸面を持つ化粧材を、確実に転
写しながら効率良く製造する。 【解決手段】 被転写基材Bの凹凸面側に、支持体と転
写層とからなる転写シートSの転写層側を対向させ、噴
出器から噴出させた固体粒子Pを転写シートの支持体側
に衝突させ、その衝突圧で転写シートを被転写基材に圧
接後、支持体を剥離して化粧材を得る際に、固体粒子を
噴出する複数の噴出器1a、1b、1cと、被転写基材
及びそれに対向させた転写シートとを相対移動させて、
転写シートに衝突圧を加える際に、前記相対移動の進行
方向に直交する幅方向に於いて、隣接する噴出器が受け
持つ各有効加圧領域Wp1、Wp2、Wp3が相互に分
離しない様にして衝突圧を加える事で、転写抜けが幅方
向一部で発生するのを防いで、確実に転写できる様にし
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、住宅の外装及び内
装材、家具、家電製品等の化粧板について、特に装飾さ
れた凹凸表面を有する化粧板の製造方法及び製造装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、化粧板の基材面に直刷り法、ラミ
ネート法、転写法等により絵柄等の装飾を施した化粧板
が種々の用途で使用されている。この場合、基材の表面
が平面ならば、絵柄装飾は容易にできるが、凹凸表面に
対しては格別の工夫により絵柄装飾を施している。例え
ば、窓枠、面縁材等の柱状で基材装飾面が二次元的凹凸
〔円柱の様に一方向(母線、或いは高さ方向に直交する
方向)にのみ曲率を有する形状〕の場合に適用できる曲
面装飾技術の一つが、特公昭61−5895号公報に提
案されている。すなわち、同号公報の技術はラミネート
法による表面装飾法であり、片面に接着剤を塗布した表
装シートを供給し、一方基材を表装シートの供給速度と
同調した速度で水平に搬送し、併設した多数の押え治具
にて表装シートの端部が貼着されない状態を維持しつつ
表装シートの接着剤塗布面側を基材に対して小面積毎に
段階的に押圧し、表装シートを基材面に加熱貼着するも
のである。なお、この方法はラッピング加工法と言われ
ている。また、表面凹凸がエンボス形状等の三次元的凹
凸(すなわち、半球面の様に2方向に曲率を有する形
状)の場合に適用できる曲面装飾技術としては、例えば
特開平5−139097号公報に提案されている。すな
わち、同号公報の技術は転写法による表面装飾法であ
り、転写シートの支持体として熱可塑性樹脂フィルムを
用い、該支持体上に剥離層、絵柄層、及び接着層を順次
設けた構成の転写シートを、凹凸表面を有する基材上に
設置し、支持体の裏面からゴム硬度60°以下のゴム製
の熱ローラで押圧して、絵柄を転写することによって化
粧板を得るものである。また、支持体と剥離層間に転写
時の熱で発泡する発泡層を設け、この発泡も利用して基
材の凹凸表面に追従させようとするものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
様な従来の方法では、特公昭61−5895号公報に開
示の技術では、二次元的曲面までしか対応できず、ま
た、特開平5−139097号公報が提案する技術で
は、三次元的曲面も対応できるが、基本的に回転する熱
ローラのゴムによる弾性変形を利用して表面凹凸に追従
させる為に、浅いエンボス形状は良いとしても大きな表
面凹凸には適用できない。その上、被転写基材の凹凸の
隅角部によって軟質のゴムローラが損耗し易い。また、
転写シートに発泡層を設ける構成では、転写シートが複
雑高価になり過ぎる。また、全体として平板状の基材に
限定されるといった問題があった。
【0004】そこで、本発明は、大きな三次元的凹凸表
面にも転写でき表面装飾性に優れた化粧材が得られ、且
つ転写圧の押圧に特殊形状の治具を必要とせず、ゴムロ
ーラ等部品の損耗による交換の必要の無い、曲面転写方
法及び装置を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】そこで、上記課題を解決
すべく、本発明の曲面転写方法では、支持体と転写層と
からなる転写シートを被転写基材へ押圧して圧接する手
段として、転写シートの支持体側に固体粒子を衝突さ
せ、その衝突圧を利用した。すなわち、凹凸表面を有す
る被転写基材の凹凸表面側に、支持体と転写層とからな
る転写シートの転写層側を対向させ、該転写シートの支
持体側に固体粒子を衝突させ、その衝突圧を利用して、
被転写基材の凹凸表面への転写シートの圧接を行い、転
写層が被転写基材に接着後、転写シートの支持体を剥離
除去することで、転写層を被転写基材に転写する様にし
た。しかも、固体粒子を転写シートに衝突させる際は、
固体粒子を噴出する噴出器に複数の噴出器を用い、被転
写基材及びそれに対向させた転写シートを、前記複数の
噴出器に対して相対移動させ、該記相対移動の進行方向
に直交する幅方向に於いて、前記複数の噴出器のうち隣
接する噴出器が受け持つ各有効加圧領域が相互に分離し
ない様にして、転写シートに衝突圧を加える様にした。
その結果、一つの噴出器では全幅を扱えない大きさの被
転写基材でも、全幅の全領域において十分な衝突圧を加
えられ、転写シートの成形不足に起因する転写不良を防
止して、安定的に転写できる様にした。また、本発明の
曲面転写装置は、上記曲面転写方法を実施する為に使用
する装置であり、少なくとも、固体粒子を噴出する固体
粒子噴出手段と、被転写基材を固体粒子噴出手段に対向
する位置まで搬送する基材搬送手段と、転写シートを固
体粒子噴出手段と被転写基材との間に位置させる転写シ
ート供給手段と、を備え、しかも、前記固体粒子噴出手
段は複数の固体粒子噴出手段からなり、固体粒子噴出手
段に対向する位置に於ける被転写基材及び転写シート
と、前記複数の固体粒子噴出手段との相対移動方向に直
交する幅方向に於いて、隣接する固体粒子噴出手段が受
け持つ各有効加圧領域を相互に分離しない様に各固体粒
子噴出手段が配置される成る構成の装置とした。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明の曲面転写方法及び
装置の実施の形態を説明する。先ず、図1は固体粒子噴
出手段である噴出器の一つで与えられる固体粒子の衝突
圧の概念図である。同図では、紙面に対して垂直方向に
噴出器1と、被転写基材B及び転写シートSとが相対移
動する。従って、被転写基材Bの幅方向は図面で左右方
向である。なお、被転写基材Bと転写シートSとは一体
となって移動する。相対移動とは、例えば噴出器1は
位置固定で、被転写基材Bと転写シートSとを搬送移動
させる場合、被転写基材Bと転写シートSとは静止状
態で、噴出器1を移動させる場合、或いは噴出器1も
移動させて、且つ被転写基材Bと転写シートSをも搬送
移動させる場合がある。通常はである(図12参
照)。
【0007】そして図1では、固体粒子Pは、噴出器1
から略鉛直方向下方に向かって広がり角をもって噴出さ
れ、転写シートSに向けて噴出される(図面で破線は固
体粒子の飛跡を表す)。従って噴出器から噴出される固
体粒子Pは、転写シートの或る面積を持った領域に衝突
する。しかし、該領域内部において転写シートに衝突す
る固体粒子の方向は必ずしも完全同一方向からとは限ら
ず、該領域周辺部では斜めに衝突し衝突圧は低下する。
また、衝突速度も該領域内部において必ずしも完全同一
とは限らない。この結果、一つの噴出器に於いて図1の
様な衝突圧分布P(x)が生じる(ここでxは該相対移
動方向の座標)。そして、最低限必要な衝突圧である許
容最小衝突圧Pminは、転写シートの延伸性に基づく
成形性、被転写基材の凹凸の大きさ、固体粒子の密度及
び噴出速度、必要な衝突角度、単位領域当たりの固体粒
子衝突総重量等の転写条件によって異なる。従って、有
効な衝突圧が得られる有効加圧領域は、実際に固体粒子
が衝突する領域よりも内側で小さい。幅方向で代表表示
しある図1では、衝突圧分布P(x)≧許容最小衝突圧
Pminが成立する有効加圧領域の幅Wpは、転写すべ
き被転写基材の幅Wbよりも狭い。従って、このままで
は一つの噴出器では幅方向の一部で衝突圧不足による転
写不良が発生する。一方、衝突圧は強すぎても不具合が
発生する事がある。それは例えば転写シートの歪み、被
転写基材の変形、破損等である。この様な場合には、最
大限許容できる衝突圧である許容最大衝突圧Pmaxが
存在する。従って、この様な場合には、図1の如く、衝
突圧分布P(x)は許容最大衝突圧Pmax以下で、且
つ許容最小衝突圧Pmin以上の範囲内に納まる様に、
固体粒子の密度及び噴出速度、噴出器から噴出される固
体粒子の方向及び広がり角度等を調整する。
【0008】そして、図1の様に一つの噴出器では被転
写基材の被転写面の全幅方向をカバーできない時は、複
数の噴出器で幅方向を分担して受持ち、全幅に適切な衝
突圧が与えられる様にする。図2はその概念図である。
同図では被転写基材Bの全幅を噴出器1a、1b及び1
cの3つで分担して受け持つ。噴出器1a、1b及び1
cの各有効加圧領域の幅は、それぞれWp1、Wp2、
Wp3である。但し、この際、幅方向で隣接する有効加
圧領域が分離しない様に、隣接する噴出器同士の位置関
係とする。隣接する有効加圧領域を分離しない様にする
には、有効加圧領域同士が多少重複する様にしても良い
し、重複させなくても良い。重複させておけば、噴出条
件、転写条件の多少の変動に対しても安定的に転写でき
る。以上の結果、一つの噴出器では全幅を扱えない大き
さの被転写基材でも、全幅の全領域において十分な衝突
圧を加えられ、転写シートの成形不足に起因する転写不
良を防止して、安定的に転写できる様になる。ちなみ
に、噴出器の配置間隔は、噴出条件、転写条件次第であ
るが、具体的には例えば幅方向に一直線上に羽根車から
なる噴出器を配置する場合では、幅1m以内に噴出器を
2台以上配置すると良い。
【0009】なお、噴出器から噴出する固体粒子の噴出
方向を、十分な衝突圧が得られる方向のみに予め噴出ガ
イド(後述)等で絞っておいても良い。この様にしたの
が、図2で概念的に描く衝突圧分布P1(x)、P2
(x)、P3(x)である。また、各噴出器が受け持つ
有効加圧領域のうち隣接する有効加圧領域を幅方向で隣
接させる為には、各噴出器の配置は通常は略幅方向に直
線状に配置する。しかし、かならずしも直線状でなくて
もよい。例えば図9(B)に示す様に、一列配置だが、
幅方向中央部は移動方向の上流側で衝突圧が与えられる
様にした配置である。なお、この作用効果については後
述する。なお、有効加圧領域は、基本的には、各噴出
器、被転写基材及び転写シートのそれぞれが停止してい
る静的位置関係に於いて捉える領域である。例えば被転
写基材及び転写シートが搬送移動し各噴出器が固定され
ている動的位置関係においての捉え方として、静的位置
関係では隣接する有効加圧領域同士が重複せず分離して
いるが(例えば図9(B)で、各噴出器が幅方向位置関
係はそのままで送り方向にのみ更に離れている場合)、
被転写基材の被転写面を基準に考えれば、被転写基材は
搬送されるにつれて、その全幅の全てが必要な衝突圧が
与えられる。この様な場合でも、広義の意味で、幅方向
で隣接する噴出器が受け持つ各有効加圧領域が相互に分
離しない状態となる。本発明はこの広義の意味をも含む
ものである。そして、この状態の典型的な例は、ラッピ
ング転写の様に柱状物の被転写面にその幅方向に段階的
に衝突圧を与える場合である。但し、平板的な被転写基
材であれば、静的位置関係においても隣接有効加圧領域
を分離させない方が、転写シートと被転写基材間に空気
を残留させにくい等の点で好ましい。
【0010】以下、さらに本発明を詳述する。
【0011】〔被転写基材〕先ず、本発明の被転写基材
Bとしては、被転写面が平坦な平面でももちろん適用で
きるが、本発明が真価を発揮するのは被転写面が凹凸表
面であり、特にその凹凸が三次元的である被転写基材で
ある。従来の回転接触する押さえ治具(前述の特公昭6
1−5895号公報)や、ゴム製の転写ローラ(前述の
特開平5−139097号公報参照)では、その回転軸
による方向性を本質的に有しているために、適用できる
表面凹凸形状が制約される。即ち前者では、1軸方向に
のみ曲率を有する二次元的凹凸に限定され、また、後者
では2軸方向に曲率を有する三次元的凹凸への転写が可
能でもその三次元形状は任意の方向に均質に適用できな
い。例えば、木目導管柄の長手方向は、転写シートの送
り方向に平行にしないと、導管凹部には旨く転写できな
い。しかも、後者は基材形状は平板状に事実上限定さ
れ、それ以外は基材形状毎にその都度合わせた特殊形状
の転写ローラとでもしない限り不可能である。ところ
が、本発明では、後述の様に、流体的に振る舞うことが
できる固体粒子群の衝突圧を利用するため、表面凹凸の
三次元的形状に対して圧力印加領域の面的な方向性を本
質的に持たない。(この方向性とは、圧力が印加される
被転写基材上のポイントの時間的位置変化の方向のこと
である。)従って、転写シートや被転写基材の送り方向
に凹凸がある形状を持つ被転写基材でも構わない。すな
わち、送り方向のみ又は幅方向のみ等と一方向にのみ凹
凸がある二次元的凹凸、送り方向及び幅方向の両方等と
2方向に凹凸がある三次元的凹凸にも適用できることを
意味する。なお、固体粒子群の衝突圧が方向性を持たな
い点は、枚葉の転写シートを被転写基材上に載置し一つ
ずつ圧接密着する様に、固体粒子を噴出する噴出器を移
動、又は噴出器固定で転写シートと被転写基材とを移動
させて、衝突圧が印加される領域が移動していく様子を
考えれば、容易に理解できる。
【0012】また、被転写基材は全体として(包絡面形
状が)平板状の板材だけでなく、断面が円弧状に凸又は
凹に送り方向又は幅方向に湾曲した二次元的凹凸を有す
る基材でも良く、またその湾曲面にさらに細かい三次元
的な表面凹凸があってもよい。なお、本発明では、被転
写基材の円弧状等の二次元的な凹凸に対して、それを例
えば幅方向として、或いは送り方向として転写するかは
作業性等を考慮して任意にできる。また、大柄な凹凸に
重畳して微細な凹凸を有する凹凸表面の被転写基材、或
いは凹凸表面の凹部底部や凹部内側面に転写すべき面を
有する被転写基材も可能である。前記大柄な凹凸と微細
な凹凸とは、例えば図13(B)の如く被転写基材の凹
凸が大柄な凹凸401、402とその凸部402上にあ
る微細な凹凸403とからなるもので、大柄の凹凸形状
は段差が1〜10mm、凹部の幅が1〜10mm、凸部
の幅が5mm以上のもので構成されるものであり、微細
な凹凸形状は、段差及び幅ともに大柄な凹凸形状よりも
小さく、具体的には段差が0.1〜5mm程度、凹部の
幅及び凸部の幅が0.1mm以上で、大柄な凹凸形状の
凸部の幅の1/2未満程度である。大柄な凹凸と微細な
凹凸との組み合わせの凹凸から成り、且つ三次元的な表
面凹凸を持つ化粧材の凹凸模様の具体例としては、例え
ば、大柄な凹凸として目地、溝等を有するタイル、煉
瓦、石等の二次元配列模様を有し、その上に微細な凹凸
としてスタッコ調、リシン調等の吹き付け塗装面の凹凸
模様、花崗岩の劈開面やトラバーチン大理石板等の石材
表面の凹凸等の石目調凹凸模様、或いは大柄な凹凸模様
として目地、溝、簓、サネ等を有する羽目板模様、浮造
木目板模様を有し、その上に微細凹凸として導管溝、ヘ
アライン等を有する木目調の凹凸模様が挙げられる。な
お、凹凸面を構成する各面は、平面のみから、曲面のみ
らか、或いは平面と曲面の組み合わせと任意である。従
って、本発明の被転写基材上の曲面とは、断面が下駄の
歯形の様に複数の平面のみから構成される曲面を持たな
い凹凸面も意味する。また、本発明でいう曲率とは、立
方体の辺或いは頂点の周辺の様に角張っている曲率無限
大(曲率半径=0)の場合も包含する。なお、被転写基
材表面を所望の凹凸とするには、プレス加工、エンボス
加工、押し出し加工、切削加工、成形加工等によれば良
い。
【0013】被転写基材の材質は任意であり、例えば、
板材であれば、ケイ酸カルシウム板、押し出しセメント
板、ALC(軽量発泡コンクリート)板、GRC(硝子
繊維強化コンクリート)板等の非陶磁器窯業系板、木材
単板や木材合板、パーティクルボード、或いは木質中密
度繊維板(MDF)等の木質板、また、鉄、アルミニウ
ム、銅等の金属板、陶磁器やガラス等のセラミックス、
ポリプロピレン、ABS樹脂、フェノール樹脂等の樹脂
成形品等でも良い。なお、後述の様に固体粒子加速流体
として液体を用い、該液体と共に固体粒子を噴出させる
場合は、該液体に対して不溶性且つ非吸収性の物が好ま
しい。例えば金属板、樹脂成形品、陶磁器やガラス等の
セラミックス等である。また、これらの被転写基材表面
には、予め、接着剤との接着を補助する為の易接着プラ
イマー、或いは表面の微凹凸や多孔質を目止めし封じる
シーラー剤を塗工しておいても良い。易接着プライマ
ー、或いはシーラー剤としては、イソシアネート、2液
硬化ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、酢酸
ビニル樹脂等の樹脂を塗工し形成する。
【0014】〔転写シート〕転写シートSは支持体と転
写移行する転写層とからなる。転写層は少なくとも装飾
層からなる。また、接着剤を、転写層の一部となる接着
剤層として、転写シートに形成しておいても良い。なお
液体を固体粒子加速流体に用い、液体と共に固体粒子を
噴出する場合は、支持体や転写層には、該液体に対して
不溶性の物を用いる。例えば、液体が水であれば、水溶
性樹脂等を除けば、一般の転写シートとして使用してい
る材料から下記に従い適宜選択使用すれば良い。
【0015】(支持体)上記支持体には、被転写基材が
二次元的凹凸表面であれば、延伸性が無い紙(但し、固
体粒子加速流体が液体の場合は、該液体に対して不溶性
のものを選ぶ)等も可能だが、本発明が真価を発揮する
三次元的凹凸表面に適用する為には、少なくとも転写時
には延伸性の有る支持体を用いる。延伸性により固体粒
子の衝突圧印加時に、被転写基材表面の凹部内部まで転
写シートを追従させて密着し転写することができる。転
写シート全体の延伸性は、主に支持体の延伸性に支配さ
れる。従って、支持体には、従来公知の熱可塑性樹脂フ
ィルムの他に、常温でも延伸するゴム膜も使用できる。
熱可塑性樹脂フィルムの場合、装飾層等の転写層形成時
には延伸性が殆どなく、転写時には、加熱により充分な
延伸性を発現し、且つ冷却後は変形した形状を保持し続
け、弾性による形状の復元を生じない転写シートとし
て、従来公知の通常の転写シート同様に容易に、本発明
で用い得る転写シートは用意出来る。支持体の具体例と
しては、延伸性の点で、従来多用されている2軸延伸ポ
リエチレンテレフタレートフィルムでも、表面凹凸形状
次第で、加熱条件、衝突圧条件等の設定によって、必要
充分な延伸性を発現させることができるので曲面転写は
可能だが、低温、低圧でより延伸性が発現し易いもの例
えば、ポリブチレンテレフタレート、又はテレフタレー
トイソフタレート共重合体等の共重合体ポリエステル系
フィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィ
ルム、ポリメチルペンテンフィルム等のポリオレフィン
系フィルム、ポリ塩化ビニル樹脂フィルム、ナイロンフ
ィルム等の低延伸又は無延伸のフィルム、天然ゴム、合
成ゴム、ウレタンエラストマー、オレフィン系エラスト
マー等のゴム(エラストマー)フィルムも好ましい支持
体である。支持体の厚さは、通常20〜200μmであ
る。
【0016】なお、固体粒子加速流体に液体を用いる場
合には、転写時に接する液体に対して、膨潤はするが不
溶である樹脂フィルムを使用する事も可能である。この
様な膨潤性且つ不溶性樹脂フィルムの例としては、液体
として水又は水溶液を用いる場合には、特開昭54−1
50208号公報、特公昭61−3276号公報等に開
示される様な、ポリビニルアルコール系フィルムであっ
て、平均重合度300〜3000、鹸化度65〜97m
ol%、厚さ20〜200μmのフィルムが代表的なも
のである。また、支持体には必要に応じ、その転写層側
に転写層との剥離性を向上させる為、離型層を設けても
良い。この離型層は支持体を剥離時に支持体と共に転写
層から剥離除去される。離型層としては、例えば、シリ
コーン樹脂、メラミン樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン
樹脂、ポリオレフィン樹脂、ワックス等の単体又はこれ
らを含む混合物が用いられる。
【0017】また、転写層に接する側の支持体面に凹凸
模様を設ければ、転写後の転写層表面に凹凸模様を賦形
することもできる。凹凸模様は、例えば、砂目、梨地、
ヘアライン、万線状溝、花崗岩の劈開面の凹凸模様、木
目導管溝、木目年輪模様、布目の表面テクスチュア、皮
絞、文字、幾何学模様等である。なお、凹凸模様の形成
は、支持体の樹脂シートに対して、熱プレスによるエン
ボス加工、サンドブラスト加工、ヘアライン加工をした
り、或いは支持体に、離型性の有る樹脂をバインダーと
するインキ(2液硬化ウレタン、シリコーン樹脂、メラ
ミン樹脂、紫外線又は電子線で架橋する多官能アクリレ
ート又はメタクリレートのモノマー又はプレポリマー等
からなる)を用いて所望の凹凸模様に、シルクスクリー
ン印刷等で盛り上げ印刷して賦形層を設け、賦形層を有
する支持体とする方法等がある。なお、賦形層は上記離
型層の機能を有する。
【0018】(転写層)転写層は少なくとも装飾層から
構成し、更に適宜、剥離層、接着剤層等も転写層の構成
要素とすることもある。接着剤層を有する構成では、転
写の際に転写シート又は被転写基材の片方又は両方に接
着剤を施すことを省略できる。装飾層はグラビア印刷、
シルクスクリーン印刷、オフセット印刷等の従来公知の
方法、材料で絵柄等を印刷した絵柄層、アルミニウム、
クロム、金、銀等の金属を公知の蒸着法等を用いて部分
的或いは全面に形成した金属薄膜層等であり、用途に合
わせたものを用いる。絵柄としては、被転写基材の表面
凹凸に合わせて、木目模様、石目模様、布目模様、タイ
ル調模様、煉瓦調模様、皮絞模様、文字、幾何学模様、
全面ベタ等を用いる。なお、絵柄層用インキは、バイン
ダー等からなるビヒクル、顔料や染料等の着色剤、これ
に適宜加える各種添加剤からなる。バンイダーには、ア
クリル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリエ
ステル樹脂、セルロース系樹脂、ポリウレタン樹脂、フ
ッ素樹脂等の単体又はこれらを含む混合物を用いる。着
色剤の顔料としては、チタン白、カーボンブラック、弁
柄、黄鉛、群青等の無機顔料、アニリンブラック、キナ
クリドン、イソインドリノン、フタロシアニンブルー等
の有機顔料を用いる。また、剥離層を、支持体乃至は離
型層と装飾層との間の剥離性を調整する為、また、転写
後の装飾層の表面保護の為等に、これら層間に設けるの
は、従来公知の転写シートと同様である。なお、この剥
離層は転写時に装飾層と共に被転写基材側に転写され、
装飾層の表面を被覆する。また、転写時に転写シートと
被転写基材との間に残留する空気を排除し易くする手段
として、必要に応じて転写シート全層を貫通する小孔を
多数転写シートに穿設しても良い。
【0019】〔接着剤〕接着剤は、転写シートの転写層
を構成する接着剤層としてや、被転写基材上の接着剤層
として、事前又は転写の直前に、オンライン塗工やオフ
ライン塗工で施す。被転写基材に施す場合には、転写シ
ート転写層の接着剤層を省略できる。用いる接着剤は、
用途、要求物性等により適宜選択すれば良いが、固体粒
子加速流体に液体を用いる場合には、該液体に対して不
溶性の物を選択する。用いる接着剤としては、例えば、
感熱型接着剤、湿気硬化型感熱溶融型接着剤、ホットメ
ルト接着剤、湿気硬化型ホットメルト接着剤、2液硬化
型接着剤、電離放射線硬化型接着剤、水性接着剤、或い
は粘着剤による感圧型接着剤等の各種接着剤を使用でき
る。なお、水を固体粒子加速流体に用いる場合は、湿気
硬化型の接着剤や水性接着剤は避ける。上記感熱型接着
剤としては、熱可塑性樹脂を用いた熱融着型と、熱硬化
性樹脂を用いた熱硬化型とのいずれの接着剤も使用でき
る。但し、短時間で接着が完了するという点からは、熱
融着型(感熱溶融型接着剤)が好ましい。また、接着剤
は溶剤希釈又は無溶剤、或いは常温で液体又は固体のい
ずれでも良く、適宜使い分ける。また、粘着性を呈する
感圧型の粘着剤以外の接着剤では、接着剤層の単層のみ
で転写層とすることができる。接着剤層中に顔料等の着
色剤を添加すれば、全面ベタのインク層からなる装飾層
ともいえる。
【0020】感熱溶融型接着剤としては、ポリ酢酸ビニ
ル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、アクリル樹
脂、熱可塑性ポリエステル樹脂、熱可塑性ウレタン樹
脂、ダイマー酸とエチレンジアミンとの縮重合により得
られるポリアミド樹脂等の従来公知の接着剤を用いるこ
とができる。熱硬化型接着剤としては、フェノール樹
脂、尿素樹脂、ジアリルフタレート樹脂、熱硬化型ウレ
タン樹脂、エポキシ樹脂等を用いることがてきる。
【0021】また、湿気硬化型感熱溶融型接着剤も感熱
溶融型接着剤の一種である。湿気硬化型感熱溶融型接着
剤は、自然放置により空気中の水分で硬化反応が進行す
るので、作業安定性の点で転写直前に施す。また、湿気
硬化型感熱溶融型接着剤は、転写直後は、通常の感熱溶
融型接着剤同様の接着力だが、自然放置により空気中の
水分で架橋・硬化反応が徐徐に進行する為に、最終的に
クリープ変形及び熱溶融がなく耐熱性等に優れ、大きな
接着力が得られる。但し、転写終了後に湿気で接着剤の
架橋・硬化を進行させる為、湿気を含む空気中に転写後
の化粧板を放置して養生する。養生の再の好ましい雰囲
気条件は、大体、相対湿度50%RH以上、気温10℃
以上である。温度・相対湿度とも高い方が、より短時間
で硬化が完了する。標準的な硬化完了時間は、通常の場
合、20℃、60%RHの雰囲気中で10時間程度であ
る。
【0022】湿気硬化型感熱溶融型接着剤は、分子末端
にイソシアネート基を有するプレポリマーを必須成分と
する組成物である。前記プレポリマーは、通常は分子両
末端に各々イソシアネート基を1個以上有するポリイソ
シアネートプレポリマーであり、室温で固体の熱可塑性
樹脂の状態にあるものである。イソシアネート基同士が
空気中の水分により反応して鎖延長反応を起こして、そ
の結果、分子鎖中に尿素結合を有する反応物を生じて、
この尿素結合に更に分子末端のイソシアネート基が反応
して、ビウレット結合を起こして分岐し、架橋反応を起
こす。分子末端にイソシアネート基を有するプレポリマ
ーの分子鎖の骨格構造は任意であるが、具体的には、ウ
レタン結合を有するポリウレタン骨格、エステル結合を
有するポリエステル骨格、ポリブタジン骨格等である。
適宜これら1種又は2種以上の骨格構造を採用すること
で、接着剤物性を調整できる。なお、分子鎖中にウレタ
ン結合ある場合は、このウレタン結合とも末端イソシア
ネート基が反応して、アロファネート結合を生じて、こ
のアロファネート結合によっても架橋反応を起こす。
【0023】ポリイソシアネートプレポリマーの具体例
としては、例えば、ポリオールに過剰のポリイソシアネ
ートを反応させた分子末端にイソシアネート基を有し、
且つ分子鎖中にウレタン結合を有するポリウレタン骨格
の、ウレタンプレポリマーがある。また、特開昭64−
14287号公報に開示されている様な、ポリイソシア
ネートに、ポリエステルポリオールと、ポリブタジエン
骨格を有するポリオールとを任意の順序で加え付加反応
させて得られた、ポリエステル骨格とポリブタジエン骨
格とがウレタン結合により結合された構造を有し且つ分
子末端にイソシアネート基を有する結晶性ウレタンプレ
ポリマー、或いは、特開平2−305882号公報に開
示されている様な、ポリカーボネート系ポリオールとポ
リイソシアネートを反応させて得られる分子中に2個以
上のイシソアネート基を有するポリカーボネート系ウレ
タンプレポリマー、ポリエステル系ポリオールとポリイ
ソシアネートを反応させて得られる分子中に2個以上の
イシソアネート基を有するポリエステル系ウレタンプレ
ポリマー等が挙げられる。
【0024】また、湿気硬化型感熱溶融型接着剤として
は、上記各種ポリイソシアネートプレポリマーの他に、
各種物性を調整する為に、上記必須反応成分に更に、必
要に応じて、熱可塑性樹脂、粘着付与剤、可塑剤、充填
剤等の各種副材料を添加することもできる。これらの副
材料としては、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合
体、低分子量ポリエチレン、変性ポリオレフィン、アタ
クチックポリプロピレン、線状ポリエステル、エチレン
−エチルアクリレート(EAA)等の熱可塑性樹脂、テ
ルペン−フェノール樹脂、アビエチン酸ロジンエステル
等の粘着付与剤、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、シリ
カ、アルミナ等の微粉末からなる充填剤(体質顔料)、
着色顔料、硬化触媒、水分除去剤、貯蔵安定剤、老化防
止剤等である。
【0025】電離放射線硬化型接着剤として用いる得る
電離放射線硬化性樹脂は、電離放射線により硬化可能な
組成物であり、具体的には、分子中にラジカル重合性不
飽和結合、又はカチオン重合性官能基を有する、プレポ
リマー(所謂オリゴマーも包含する)及び/又はモノマ
ーを適宜混合した電離放射線により硬化可能な組成物が
好ましくは用いられる。これらプレポリマー又はモノマ
ーは単体又は複数種を混合して用いる。
【0026】上記プレポリマー又はモノマーは、具体的
には、分子中に(メタ)アクリロイル基、(メタ)アク
リロイルオキシ基等のラジカル重合性不飽和基、エポキ
シ基等のカチオン重合性官能基等を有する化合物からな
る。また、ポリエンとポリチオールとの組み合わせによ
るポリエン/チオール系のプレポリマーも好ましくは用
いられる。なお、例えば(メタ)アクリロイル基とは、
アクリロイル基又はメタクリロイル基の意味である。ラ
ジカル重合性不飽和基を有するプレポリマーの例として
は、ポリエステル(メタ)アクリレート、ウレタン(メ
タ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、メ
ラミン(メタ)アクリレート、トリアジン(メタ)アク
リレート等が使用できる。分子量としては、通常250
〜100,000程度のものが用いられる。ラジカル重
合性不飽和基を有するモノマーの例としては、単官能モ
ノマーとして、メチル(メタ)アクリレート、2−エチ
ルヘキシル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル
(メタ)アクリレート等がある。また、多官能モノマー
として、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレー
ト、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ト
リメチールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメ
チロールプロパンエチレンオキサイドトリ(メタ)アク
リレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アク
リレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アク
リレート等もある。カチオン重合性官能基を有するプレ
ポリマーの例としては、ビスフェノール型エポキシ樹
脂、ノボラック型エポキシ化合物等のエポキシ系樹脂、
脂肪酸系ビニルエーテル、芳香族系ビニルエーテル等の
ビニルエーテル系樹脂のプレポリマーがある。チオール
としては、トリメチロールプロパントリチオグリコレー
ト、ペンタエリスリトールテトラチオグリコレート等の
ポリチオールがある。また、ポリエンとしては、ジオー
ルとジイソシアネートによるポリウレタンの両端にアリ
ルアルコールを付加したもの等がある。
【0027】なお、紫外線又は可視光線にて硬化させる
場合には、上記電離放射線硬化性樹脂に、さらに光重合
開始剤を添加する。ラジカル重合性不飽和基を有する樹
脂系の場合は、光重合開始剤として、アセトフェノン
類、ベンゾフェノン類、チオキサントン類、ベンゾイ
ン、ベンゾインメチルエーテル類を単独又は混合して用
いることができる。また、カチオン重合性官能基を有す
る樹脂系の場合は、光重合開始剤として、芳香族ジアゾ
ニウム塩、芳香族スルホニウム塩、芳香族ヨードニウム
塩、メタロセン化合物、ベンゾインスルホン酸エステル
等を単独又は混合物として用いることができる。なお、
これらの光重合開始剤の添加量としては、電離放射線硬
化性樹脂100重量部に対して、0.1〜10重量部程
度である。なお、電離放射線としては、接着剤中の分子
を架橋させ得るエネルギーを有する電磁波又は荷電粒子
が用いられる。通常用いられるものは、紫外線又は電子
線であるが、この他、可視光線、X線、イオン線等を用
いる事も可能である。紫外線源としては、超高圧水銀
灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク灯、ブラ
ックライト、メタルハライドランプ等の光源が使用され
る。紫外線の波長としては通常190〜380nmの波
長域が主として用いられる。電子線源としては、コック
クロフトワルトン型、バンデグラフト型、共振変圧器
型、絶縁コア変圧器型、或いは、直線型、ダイナミトロ
ン型、高周波型等の各種電子線加速器を用い、100〜
1000keV、好ましくは、100〜300keVの
エネルギーをもつ電子を照射するものが使用される。
【0028】上記電離放射線硬化性樹脂に、更に必要に
応じて、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビ
ニル、アクリル系樹脂、セルロース系樹脂等の熱可塑性
樹脂を添加することもできる。なお、希釈溶剤は添加せ
ずに用いれば、ホットメルト接着剤となる。
【0029】なお、電離放射線硬化型接着剤を用いた場
合には、曲面転写装置に紫外線や電子線を照射する電離
放射線照射装置を組み込むことができる。照射は、衝突
圧印加中、印加後、或いは印加中及び印加後に行う。
【0030】また、接着剤に用いる上記各種樹脂に、更
に必要に応じ、各種添加剤を添加する事もできる。これ
らの添加剤としては、例えば、炭酸カルシウム、硫酸バ
リウム、シリカ、アルミナ等の微粉末からなる体質顔料
(充填剤)、有機ベントナイト等のチキソトロピック付
与剤(特に凹凸段差の大きい被転写基材の場合、接着剤
が凸部から凹部へ流入する事を防止する為に添加すると
良い。)等である。
【0031】接着剤を、転写シート等のシートや被転写
基材に施すには、水、有機溶剤等の溶媒(又は分散媒)
に溶解(又は分散)した溶液(又は分散液)の形態で、
或いは熱溶融した熱可塑性組成物又は室温液状の未硬化
樹脂を無溶剤の樹脂液の形態で施す。塗工法としては、
従来公知の塗工法であるグラビアロールコート等による
溶液塗工や、アプリケータ等による熔融塗工(溶融塗
工)法により施せば良い。希釈溶剤を添加せずに用いれ
ば、溶剤乾燥は不要である。例えば、感熱溶融型接着剤
は、それぞれ無溶剤のホットメルト接着剤として使用で
きる。また、電離放射線硬化型接着剤なども無溶剤で施
すことができる。ホットメルト型接着剤として使用する
場合は無溶剤なので、転写直前の塗工でも溶剤乾燥が不
要で、高速生産できる。なお、接着剤の塗布量は、接着
剤の組成、被転写基材の種類及び表面状態で異なるが、
通常10〜200g/m2 (固形分)程度である。
【0032】また、接着剤をホットメルト接着剤として
用いる場合で、更に被転写基材の凹凸形状に転写シート
を追従変性させて転写する場合には、必然的に転写シー
トの支持体として、ポリプロピレン系樹脂等の熱可塑性
樹脂シートの様に室温乃至加熱状態で熱可塑性或いはゴ
ム弾性を呈する物を選ぶ必要があるが、これは別の観点
から観ると支持体に耐熱性が低い物を選ばざるを得ない
という事を意味する。故に、該接着剤を熔融塗工して転
写シートとする場合、接着剤層を厚く塗工すると、熔融
塗工時の熱で支持体が軟化し、また、接着剤塗工装置に
おいて加熱状態のアプリケータローラにシートが粘着
し、引きずられてシートが伸びたり、歪んだり、或いは
巻き込まれたりすることがある。そこで、この様な場合
には、シートに接着剤を直接に熔融塗工せず、離型シー
ト(セパレータ)経由で接着剤を施して転写シートとす
ると良い。すなわち、耐熱性及び離型性のある離型シー
トに、接着剤を加熱熔融塗工後、塗工された接着剤によ
り離型シートと、転写シートになるシートとをニップロ
ーラ等により一旦熱ラミネートし、次いで、剥離ローラ
等により離型シートのみをシートから剥離することで、
シートへの熱ダメージを少なくして、接着剤層が形成さ
れた転写シートとすることができる。なお離型シートに
は延伸性等は不要で2軸延伸ポリエチレンテレフタレー
トシート、ポリエチレンナフタレート、ポリアリレー
ト、ポリイミド等の耐熱性樹脂シートや紙等を基材とし
て、この表面をシリコーン樹脂、ポリメチルペンテン等
の塗工で、離型処理した従来公知の離型シートが使用で
きる。離型シートの厚みは通常50〜200μm程度で
ある。
【0033】なお、接着剤に感熱溶融型接着剤を用い、
接着剤を活性化して熱融着させる為に加熱するタイミン
グは、衝突圧印加前、衝突圧印加中、或いは衝突圧印加
前及び印加中などのいずれでも良い。接着剤の加熱は転
写シートや被転写基材を加熱して行う。接着剤が施され
た材料(転写シートや被転写基材)を加熱しても良く、
接着剤が施されていない側の材料を加熱しても良く、或
いはこれら両方の材料を加熱しても良い。また、衝突圧
印加中の加熱には、加熱固体粒子や、固体粒子加速用の
流体を加熱流体として用いても良い。一方、転写シート
が被転写基材の表面形状に追従し、成形され、接着剤が
十分活性化すれば、冷風等の冷却手段で接着剤の冷却を
促進しても良い。冷風は、転写シート側や被転写基材側
から吹き付ける。また、冷却手段として、冷却固体粒
子、冷却流体も用いることもできる。冷却促進は、被転
写基材の凹凸表面の凹部内部にまで追従成形された転写
シートが衝突圧開放後に復元力がある場合に戻るのも防
止する。(以下、次の文書ファイルに続く)
【0034】〔固体粒子〕固体粒子Pとしては、ガラス
ビーズ、セラミックビーズ、炭酸カルシウムビーズ、ア
ルミナビーズ、ジルコニアビーズ、アランダムビーズ、
コランダムビーズ等の無機粉体である非金属無機粒子、
鉄、炭素鋼、ステンレス鋼等の鉄合金、アルミニウム、
又はジュラルミン等のアルミニウム合金、チタン、亜鉛
等の金属ビーズ等の金属粒子、或いは、フッ素樹脂ビー
ズ、ナイロンビーズ、シリコーン樹脂ビーズ、ウレタン
樹脂ビーズ、尿素樹脂ビーズ、フェノール樹脂ビーズ、
架橋ゴムビーズ等の樹脂ビーズ等の有機粒子等を使用す
ることができる。なお、液体の水を固体粒子加速流体に
使う場合は、固体粒子には、水で錆や腐食しないステン
レスビーズや、ガラスビーズ、セラミックビーズ、樹脂
ビーズ等の非金属が好ましい。形状は球形状が好ましい
が、回転楕円体形状、多面体形状、鱗片状、無定形、そ
の他の形状のものでも用い得る。固体粒子の粒径として
は、通常10〜1000μm程度である。
【0035】なお、固体粒子は加熱手段や冷却手段を兼
用することもできる。加熱された加熱固体粒子を用いれ
ば、接着剤の加熱活性化やその架橋硬化の促進、或いは
転写シートの加熱による延伸性の向上を、転写シートの
押圧と共に行うこともできる。この場合、衝突圧印加前
に他の加熱方法で、ある程度まで転写シート、被転写基
材を加熱しておいても良い。また、固体粒子は、接着後
の冷却促進目的で、接着時の接着剤の温度よりも低温の
固体粒子を、冷却固体粒子として用いる事もできる。ま
た、固体粒子はその一部又は全部を加熱固体粒子、冷却
固体粒子として用いたり、加熱固体粒子を衝突させた
後、冷却固体粒子を衝突させる等と、併用しても良い。
また、他の加熱方法で転写シートや被転写基材、接着剤
等の加熱を要するものを充分に加熱しておき、これに冷
却固体粒子を用いて、転写シートの成形と接着及び冷却
を殆ど同時に行うこともできる。固体粒子を冷却又は冷
却するには、固体粒子の貯蔵をホッパ等の形態のタンク
に貯蔵する場合は、タンク内やタンク外壁の設けた、電
熱ヒータ、加熱蒸気、冷媒等により加熱手段、冷却手段
で行えば良い。また、固体粒子輸送管の外壁にこれら手
段を設けて、輸送管にて加熱又は冷却しても良い。或い
は、固体粒子の加速に流体を用いる場合では、冷却又は
加熱した流体を用いて、該流体からの熱伝導で固体粒子
を冷却又は加熱することもできる。その場合、流体も転
写シートに衝突させることで、流体も固体と共に加熱又
は冷却手段とすることができる。或いは、前記流体が液
体で該液体と共に固体粒子を貯蔵するタンクを用いる場
合では、貯蔵中に固体粒子及び液体を冷却、加熱しても
良い。
【0036】〔固体粒子による衝突圧印加〕固体粒子を
転写シートに衝突させて衝突圧を印加し、転写シートを
被転写基材に押圧するには、固体粒子を噴出する固体粒
子噴出手段から固体粒子を転写シートに向かって噴出さ
せて、転写シートに衝突圧を印加する。固体粒子噴出手
段としては、粒子加速器として例えば、回転する羽根車
を用いた噴出器や、吹出ノズルを用いた噴出器を用い
る。羽根車による噴出器は、羽根車の回転により固体粒
子を加速し噴出するものである。吹出ノズルによる噴出
器は、固体粒子加速流体を用いて、固体粒子を高速の該
流体の流体流で加速、搬送させて該流体と共に噴出する
ものである。羽根車や吹出ノズルには、サンドブラスト
或いはショットブラスト、ショットピーニング等とブラ
スト分野にて使用されているものを流用できる。例えば
羽根車には遠心式ブラスト装置、吹出ノズルには加圧式
や吸引式ブラスト装置、ウェットブラスト装置等であ
る。遠心式ブラスト装置は羽根車の回転力で固体粒子を
加速し噴出する。加圧式ブラスト装置は、圧縮空気に混
合しておいて固体粒子を、空気と共に噴出する。吸引式
ブラスト装置は、圧縮空気の高速流で生ずる負圧部に固
体粒子を吸い込み、空気と共に噴出する。ウェットブラ
スト装置は、固体粒子を液体と混合して噴出する。ま
た、固体粒子噴出手段としては、吹出ノズルや羽根車以
外にも、重力による自由落下を利用して固体粒子を加速
する方法、磁性体粒子を磁場によって加速する方法等を
採用することも可能である。なお、羽根車、重力、磁場
を用いた固体粒子噴出手段の場合は、真空中で固体粒子
を転写シートに向かって噴出させる事も可能である。
【0037】〔羽根車〕図3〜図6に、噴出器の粒子加
速器として用い得る羽根車の一例の概念図を示す。これ
らは、ブラスチング分野にて使用されている遠心式ブラ
スト装置に該当する。図面では、羽根車812は、複数
の羽根813がその両側を2枚の側面板814で固定さ
れ、且つ回転中心部は羽根813が無い中空部815と
なっている。更に、この中空部815内に方向制御器8
16を内在する。方向制御器816は、外周の一部が円
周方向に開口した開口部817を有し中空筒状で羽根車
812の回転軸芯と同一回転軸芯で、羽根車とは独立し
て回動自在となっている。実際に羽根車を使用する際に
は、開口部を適宜の方向に固定しておく。更に、この方
向制御器の内部に、内部中空で羽根車812の回転軸芯
と同一回転軸芯のもう一つの羽根車が散布器818とし
て内在する(図5参照)。散布器818は外側の羽根車
812と共に回転する。そして、前記側面板814の回
転中心には回転軸819が固定され、回転軸819は、
軸受820で回転自在に軸支され電動機等の回転動力源
(図示略)によって駆動回転され、羽根車812が回転
する。また回転軸819は、羽根813を間に有する2
枚の側面板814間には貫通しておらず、軸無しの空間
を形成している。そして、散布器818の内部に固体粒
子Pがホッパ等から輸送管を通って供給される。通常、
固体粒子は、羽根車の上方(直上又は斜上方)から供給
する。散布器内に供給された固体粒子は散布器の羽根車
で外側に飛び散る。飛び散った固体粒子は、方向制御器
816の開口部817によって許された方向にのみ放出
され、外側の羽根車812の羽根813と羽根813と
の間に供給される。そして、羽根813に衝突し、羽根
車812の回転力で加速され、羽根車から噴出する。
【0038】なお、固体粒子の噴出方向は、図3〜図4
の様に略鉛直下方であるが、水平方向、或いは斜下方
(図示略)等としても良い。図6(A)及び図6(B)
に方向制御器816の開口部817の向きの設定より固
体粒子の噴出方向を調整する噴出方向制御の概念図を示
す(図6(A)、(B)では方向制御器はそれぞれ図示
の位置で固定されている)。なお、方向制御器816
は、その開口部の円周方向、幅方向の大きさを調整する
ことで、固体粒子の噴出量を調整することもできる。な
お、図4に於いては、回転軸819は側面板814の外
側のみで中空部815にまで貫通していない構成となっ
ているが、この他、中空部の直径より細い回転軸を該中
空部にまで貫通させたり、外周に固体粒子通り抜け用の
開口部を設けた中空筒状の回転軸の内部自身を中空部と
する構成などでも良い(図示略)。羽根813の形は、
図3〜図6の様な長方形の平板(直方体)が代表的であ
るが、この他、湾曲曲面板、スクリュープロペラ等のプ
ロペラ形等を用いる事も可能であり、用途、目的に応じ
て選択する。又、羽根の数は2枚〜10枚の範囲から通
常は選択する。羽根車の形状、枚数、回転速度、及び固
体粒子の質量や供給速度と供給方向、方向制御器の開口
部サイズ及び向きの組み合わせにより、加速された固体
粒子の噴出(吹出)方向、噴出速度、投射密度、噴出拡
散角等を調整する。
【0039】また、図7は、羽根車の別の一例を示す概
念図である。同図の羽根車812aは、複数の平板状の
羽根813aがその両側を2枚の側面板814aで固定
された構造である。通常、固体粒子Pは、羽根車の上方
(直上又は斜上方)から供給する。また、側面板814
aは回転軸819aに対して幅方向の噴出方向の規制も
する。羽根車の形状、枚数、回転速度、及び固体粒子の
質量や供給速度と供給方向の組み合わせにより、加速さ
れた固体粒子の噴出(吹出)方向、噴出速度、投射密
度、噴出拡散角等を調整する。固体粒子の噴出方向は鉛
直下方(図示略)、水平方向(図7)、或いは斜下方
(図示略)等が可能である。また、上記した羽根車81
2、812a等の羽根車には、更に、更に必要に応じ、
固体粒子の噴出取出部分のみ開口させ、それ以外の羽根
車周囲を被覆する噴出ガイド(不図示)を備える事で、
固体粒子の噴出方向を揃えたり、固体粒子噴出方向制御
をすることもできる。噴出ガイドの開口部の形状は、例
えば、中空の円柱状、多角柱状、円錐状、多角錐状、魚
尾状等である。噴出ガイドは、単一開口部を有するもの
でも良いし、或いは内部がハニカム(蜂の巣)状に区画
されたものでも良い。
【0040】羽根車812、812a等の羽根車の寸法
は、通常直径5〜60cm程度、羽根の幅は5〜20c
m程度、羽根の長さは、ほぼ羽根車の直径程度、羽根車
の回転数は500〜5000〔rpm〕程度である。固
体粒子の噴出速度は10〜50〔m/s〕程度、投射密
度は10〜150〔kg/m2 〕程度である。
【0041】また、羽根車の羽根の材質は、セラミッ
ク、或いはスチール、高クロム鋳鋼、チタン、チタン合
金等の金属等から適宜選択すれば良い。固体粒子は羽根
に接触して加速されるので、羽根には、耐摩耗性のよい
高クロム鋳鋼、セラミックを用いると良い。
【0042】〔吹出ノズル〕固体粒子を流体と共に噴出
する固体粒子噴出手段として、図8に吹出ノズルを用い
た噴出器840の一例の概念図を示す。なお、同図に示
す噴出器840は固体粒子加速流体として気体を用い、
固体粒子噴出時に該気体と固体粒子を混合して噴出する
形態の噴出器の一例である。同図の噴出器840は、固
体粒子Pと流体Fを混合する誘導室841と、誘導室8
41内に流体Fを噴出する内部ノズル842と、ノズル
開口部843から固体粒子P及び流体Fを噴出する吹出
ノズル部844からなる。圧縮機又は送風機(不図示)
から適宜加圧タンク(不図示)を経て送られる流体F
を、内部ノズル842から噴出し誘導室841を経てノ
ズル844のノズル開口部843から噴出する際に、噴
出器内の誘導室841にて、高速で流れる流体流の作用
で負圧を作り、この負圧により固体粒子を流体流に導き
混合し、流体流で固体粒子を加速、搬送して、ノズル8
44のノズル開口部843から流体流と共に噴出するも
のである。なお、吹出ノズルには、固体粒子加速流体と
して液体を用いる吹出ノズル等もある。液体の場合は、
例えばポンプ(不図示、流体が液体の場合)により、流
体と固体粒子とを加圧タンク(不図示)に混合貯蔵して
おき、この混合液を吹出ノズルのノズル開口部から噴出
するもの等が使用される。
【0043】ノズル開口部の形状は、中空の円柱状、多
角柱状、円錐状、多角錐状、魚尾状等の形状のものを用
いる。吹出ノズルは、単一開口部を有するものでも良い
し、或いは内部がハニカム(蜂の巣)状に区画されたも
のでも良い。流体圧は吹付圧力で通常0.1〜100k
g/cm2 程度である。流体流の流速は、液流では通常
1〜20m/秒程度、気流では通常5〜80m/秒程度
である。誘導室やノズル部等の噴出器の材質は、セラミ
ック、スチール、チタン、チタン合金等から流体の種類
によって適宜選択すれば良い。なお、固体粒子は噴出器
内壁を通過するので、固体粒子に金属ビーズや無機粒子
を用いる場合には粒子が硬質であるので、耐摩耗性のよ
いセラミックを用いると良い。流体が液体の場合は、
錆、溶解、腐食等を生じない材料を選ぶ。例えば流体が
水ならば、ステンレス鋼、チタン、チタン合金、合成樹
脂、セラミックを用いる。但し、表面に防水加工すれ
ば、スチール等でも良い。
【0044】〔流体〕流体Fは、固体粒子加速流体とし
て、固体粒子を該流体流によって加速、搬送して、該流
体と共に固体粒子を固体粒子噴出手段から噴出させる場
合(吹出ノズル等)に用いる。流体Fは固体粒子を加速
する固体粒子加速流体である。流体には気体、液体とも
に利用可能であるが、通常は取扱いが容易な気体を用い
る。気体としては、空気が代表的であるが、炭酸ガス、
窒素等でも良い。液体としては、必ずしも限定されない
が、不燃性、乾燥の容易性、無毒性、低価格、入手の容
易性、等から水は好ましい材料の一つである。この他、
フロン、グリセリン、シリコン油等の不燃性の液体も使
用できる。液体を(気体もそうであるが)転写シートに
固体粒子と共に衝突させることができる。当然の事なら
がら、液体は気体よりも密度が高い為、気体よりも液体
の方が、流体流で固体粒子を加速する場合に加速し易
く、しかも液体が転写シートに衝突する場合に、気体と
等速度の衝突でも、衝突圧は気体に比べてより大きく且
つ実用性のある衝突圧が得られる。(また、固体粒子と
の密度差も少ないので固体粒子の搬送もし易い。)従っ
て、液体の場合は、転写圧として固体粒子の衝突圧以外
に、液体の衝突圧も利用でき、その分より大きな転写圧
を印加でき、その結果、転写シートを被転写基材の表面
凹凸形状へ追従させ成形する成形効果により大きなもの
が得られる。また、衝突圧印加時の加熱又は冷却手段と
して流体を用いる場合、気体よりも液体の方が比熱が大
きいので、より大きな加熱又は冷却効果が得られる。ま
た、液体が水の様な電気伝導体の場合は、気体の場合に
比べて静電気帯電に対する防爆対策もより容易となる。
【0045】〔衝突圧印加形態〕噴出器は、1個のみの
使用でも衝突圧印加領域の面積次第では基本的には可能
だが、要求する面積が大きい場合には、本発明の様に複
数用いると良い。この際、転写シートに衝突する固体粒
子によって得られる衝突圧が前述した許容最小衝突圧P
min以上の条件を満足する有効加圧領域となる衝突領
域が所望の形状となる様にすると良い。例えば、転写シ
ート及び被転写基材の送り方向に直交して幅方向に一直
線状に複数列を配置して、幅方向に直線状で幅広の帯状
形状の衝突領域とする。或いは、図9(A)の噴出器3
2の配置は千鳥格子状の配置であり、図9(B)は一列
配置だが、幅方向中央部は送り方向の上流側で衝突する
様にした配置である。図9(B)の配置では、転写シー
トの被転写基材への衝突圧による圧接は幅方向中央部か
ら始まり、順次、幅方向両端部に向かって圧接されて行
く。この様にすると、幅方向中央部に空気を抱き込んだ
まま、転写シートが被転写基材に密着することを防止で
きる。図9の様に噴出器を幅方向に複数個配列するに
は、前述した如く、個々の噴出器の(有効)加圧領域が
互いに一部重複し、全幅にわたってもれなく加圧できる
様に配列することが好ましい。図9(B)にそのような
配列の一例を示す。該図に於いて、点線部分が(有効)
加圧領域を示す。また、衝突圧印加時間を長くするに
は、噴出器は、転写シート及び被転写基材の送り方向に
向かって2列以上配置する多段配置が好ましい。この場
合、送り方向で隣接する噴出器の有効加圧領域同士は分
離していても良いが、続けて圧力を印加する方が転写は
安定する。
【0046】また、衝突圧(本発明では複数の噴出器を
用いるので、複数の噴出器で合成される衝突圧)は、必
ずしも衝突領域内で全て均一にする必要はない。図10
は、転写シートの搬送方向に直交する幅方向の中央部が
最大の衝突圧で、幅方向両端部に行くに従って衝突圧が
低下する山型圧力分布の設定例である。この設定は、圧
が高い所(同図では中央部)から低い所(同図では両側
部)に向かって順次段階的に圧接が進行することを助け
る。但し、図10の如き圧力分布とする場合、被転写基
材上に於ける衝突圧は、所望の凹凸面への転写が完全に
行えて、なお且つ圧過剰による転写シートの歪み、被転
写基材の変形、破損等の生じない適正圧力範囲内に全て
納まる様に調整する。なお、ゴム製転写ローラによる曲
面転写方法では、転写ローラの中央部直径を太めとすれ
ば、圧力的には中央部は強くできるが、中央部と両端部
とで円周長が異なってしまい、接触して圧印加され転写
シートの送りを均一に出来ない。衝突圧の調整は、噴出
器から転写シートに衝突する固体粒子の速度、単位時間
当たりの衝突する固体粒子数、及び1粒子の質量を制御
することで調整する。これらのうち、固体粒子の速度を
調整するには、例えば羽根車を用いる噴出器の場合は、
羽根車の回転数、羽根車の直径等で調整する。また、吹
出ノズルを用いる噴出器の場合は、バルブの開閉量、バ
ルブに連結する固体粒子を搬送する管の内径の大小、圧
力調整器(レギュレータ)等を用いて噴出器直前の流体
圧(流体単体、又は流体と固体粒子との混合物)の調整
により、噴出する固体粒子及び流体流の速度を制御する
ことで調整する。
【0047】〔噴出器の被転写基材に対する配置方法〕
羽根車を用いた噴出器の場合は、固体粒子の噴出方向
は、原理的に羽根車回転軸に平行方向にはあまり広がら
ず、該回転軸に直交方向に広がる傾向がある。一方、吹
出ノズルの場合は、噴出する固体粒子の広がりは、羽根
車による噴出器の場合よりも広がりが少なく、且つ広が
っても通常はどの方向にも均一で等方的である。このよ
うな噴出器の特性を考慮して、複数の噴出器の配置を決
めれば良い。複数の噴出器を被転写基材の被転写面に対
して配置するには、各噴出器は被転写基材に平行にし、
且つ各噴出器の噴出方向が被転写基材の法線方向になる
様な配置が基本である。この様な平行配置は、被転写基
材の被転写面の包絡面に垂直に固体粒子を衝突させ、基
本的に衝突圧を最大に有効利用できるからである。従っ
て、例えば、図11の様に、被転写基材Bの被転写面の
包絡面(の搬送方向に直角の断面形状)が円型になる円
筒状の凸曲面であれば、複数の噴出器32を用意し各噴
出器が主とし受け持つ個別の衝突面(凸曲面の接平面)
に対して、略垂直に固体粒子が衝突する様に、噴出器の
向きを近接する被転写基材面の包絡面の法線方向にして
配置すると良い。この様に噴出器の配置は、対象とする
被転写基材の凹凸形状に合わせて、噴出器の噴出方向を
固体粒子がなるべく垂直に衝突する様に合わせると良
い。ただ、噴出器の向きは、転写シート支持体側面に対
して必ずしも垂直にする必要はない。また、噴出器は多
めに設けておき、製造する被転写基材によっては、一部
の噴出器は停止させても良い。
【0048】〔チャンバ使用での連続転写の一形態〕と
ころで、固体粒子を実際に使用する場合、固体粒子を周
囲の雰囲気中に飛散させずに且つ循環再利用するのが好
ましい。そこで、次に、本発明の曲面転写方法の一形態
として、チャンバを使用して固体粒子の飛散防止及び循
環再利用をしながら連続転写を行う本発明の曲面転写装
置の一形態の概念図を示す図12に従い、本発明を更に
詳述する。
【0049】同図の装置は、長尺の転写シートSを用
い、凹凸表面を有する平板状の被転写基材Bに、装飾層
等を順次連続的に転写する装置である。同図装置は、基
材搬送手段として被転写基材Bを搬送する基材搬送装置
10と、シート供給手段として転写シートSを供給する
シート供給装置20と、チャンバ33内において固体粒
子Pを固体粒子噴出手段である複数の噴出器32から噴
出して、転写シートの支持体側に衝突させて衝突圧を順
次印加し、転写シートを被転写基材に押圧する衝突圧印
加手段である衝突圧印加部30を備える。各噴出器32
は、例えば前記した羽根車利用のものである。チャンバ
33は、転写シート及び被転写基材の出入口を除いて、
衝突圧にさらされる転写シート及び被転写基材、噴出器
の少なくとも開口部を外部から覆い、固体粒子を外部の
作業雰囲気中に漏らさないようにしている。この為、チ
ャンバー内部は、好ましくは外部よりも気圧を低く(負
圧)する。
【0050】基材搬送手段である基材搬送装置10は、
搬送用駆動回転ローラ列、無限軌道式のコンベアベルト
等から成る。なお、基材搬送手段は、被転写基材を少な
くとも噴出器に対向する位置まで搬送するが、同図装置
では、さらにその後、剥離ローラ60まで被転写基材を
搬送する。シート供給手段であるシート供給装置20
は、シート送出装置21、シート支持装置22、シート
排出装置23、その他ガイドローラ等から成る。なお、
シート供給手段は、転写シートを少なくとも噴出器に対
向する位置まで供給するが、同図装置では、更にその
後、剥離ローラ60を経てシート排出装置23まで搬送
する。衝突圧印加手段である衝突圧印加部30は、固体
粒子を貯蔵し複数の各噴出器32に供給するホッパ3
1、被転写基材及び転写シートの搬送方向に対して幅方
向に直線状に配列し且つ隣接する噴出器による有効加圧
領域が多少重複する様に配列した複数の噴出器32、チ
ャンバ33、衝突圧の固体粒子のホッパまでの帰還路で
あるドレン管34、固体粒子を気体と分離する分離装置
35、回収固体粒子の搬送気体を吸引排気する真空ポン
プ36等を備える。なお、本発明の曲面転写装置は、上
記固体粒子噴出手段、転写シート供給手段、基材搬送手
段を少なくとも備える装置だが、更に同図装置は、転写
シートを加熱するシート加熱装置40をチャンバ内の噴
出器の上流側に、被転写基材を加熱する基材加熱装置4
1をチャンバ外上流側に、被転写基材に接着剤の塗工や
下地塗装等を適宜行う基材塗工装置50を基材加熱装置
の上流側に、剥離ローラ60をチャンバ下流側に、チャ
ンバ下流側で剥離ローラ上流側に、転写シート上に残留
した固体粒子に空気を吹き付けて除去する除去装置70
(風冷による冷却装置を兼用する)を備え、更に、転写
シートと被転写基材との予備的密着を促進する吸引排気
装置90等も備えた装置となっている。
【0051】先ず、同図の装置では、板状の被転写基材
Bを、基材搬送装置10で一枚ずつ搬送し、基材塗工装
置50により接着剤を全面或いは凸部のみ等と所望の部
分に塗工する。もしも、接着剤に溶剤分がある場合は、
次の基材加熱装置41で被転写基材及び接着剤を加熱す
ると共に、蒸発成分を揮発乾燥させる。なお、基材塗工
装置50及び基材加熱装置41を複数連結して、接着剤
塗工前に、下塗り塗装や下塗り塗装前のシーラ塗装等を
転写と同時に連続的に行っても良い。そして、被転写基
材Bは、加熱装置41で加熱された後、衝突圧印加部3
0のチャンバ33内に搬送、供給される。
【0052】転写シートSは、シート送出装置21、シ
ート支持装置22、シート排出装置23等からなるシー
ト供給装置20により張力が加えられ、シート送出装置
21にセットされた供給ロールから巻き出され、ガイド
ローラを経て衝突圧印加部30のチャンバ33内に入
る。なお、転写時に接着剤を転写シートに施す場合は、
転写シートがシート送出装置21から衝突圧印加部30
に供給される間に、接着剤塗工装置(図示せず)で接着
剤を塗工し、更に溶剤乾燥を要す場合は、乾燥装置(図
示せず)乾燥後に、衝突圧印加部に供給する。
【0053】さらに、転写シートSはチャンバ33内に
入ったところで図12(B)に示す如く、幅方向両端を
シート支持装置22で挟持されつつ(図12(A)では
図示略)、その転写層側の面を搬送される被転写基材B
側に向ける様に対向して被転写基材Bの上方を僅かに空
間を開けて(衝突圧等を作用させない何もしない状態の
場合)、搬送される被転写基材Bと平行に等速度で移送
され、衝突圧を受けて被転写基材Bに接触させるまでの
間、両者の間隙を維持しながら搬送される。シート支持
装置22は、被転写基材の横幅よりも広幅とした転写シ
ートの両端を表裏両面から挟持しながら転写シートの移
送に合わせて回転するベルト等から成る。ここでは被転
写基材は包絡面が略平板状なので、シート支持装置によ
る上記間隙にて、衝突圧による転写シートの被転写基材
への完全な接触は、幅方向中央部では時間的に先に幅方
向の両端近傍は遅れて行われる様にしてある。これは、
被転写基材と転写シート間(特にその中央部付近)に空
気を残して密着しない様にするための策の一つである。
なお、転写シートを被転写基材の近傍を等速度で移送す
る際に、被転写基材に対して僅かに離すか又は接触状態
として移送するかは、被転写基材の表面凹凸の形状、被
転写基材の予熱温度と、転写シートの熱変形性、固体粒
子の衝突圧、接着剤の活性化温度等を適宜勘案して選択
する。そして、シート支持装置で挟持搬送されて衝突圧
の印加を受けるまでに、ヒータ加熱、赤外線加熱、誘電
加熱、誘導加熱、熱風加熱等によるシート加熱装置40
で、転写シートは加熱されて軟化し、衝突圧印加時に延
伸され易くなる。なお、同図ではシート加熱装置はチャ
ンバ内に設けてあるので、熱風加熱の場合は、風量は少
なくした方が良い。それは、空気をチャンバ内に入れる
ことになり、後述する様な、チャンバ内の負圧の維持を
邪魔し、また、固体粒子を攪拌するからである。なお、
基材加熱装置で加熱されて衝突圧印加部に供給される被
転写基材によっても、転写シートは間接的に加熱され
る。シート加熱装置による加熱は、転写シートの予熱不
要時は省略できる。
【0054】一方、固体粒子Pはホッパ31からチャン
バ33内にある幅方向一列に配置された複数の噴出器3
2に供給され、そこで図3〜図6の様な羽根車によって
加速されてチャンバ33内で転写シートSに向かって噴
出する。そして、転写シートは、噴出器から噴出する固
体粒子の衝突にさらされる。衝突時の固体粒子の単位時
間当たりの運動量の変化分が、転写シートを被転写基材
へ押し付ける衝突圧となる。ここでは、被転写基材は包
絡面が略平板状なので、固体粒子は転写シートの支持体
側に概ね垂直に衝突させる分を主体成分とし、被転写基
材及び転写シートが搬送される全幅を衝突領域とする。
この際、一つの噴出器ではこの全幅をガハーできないの
で、各噴出器による各有効加圧領域のうち幅方向で隣接
する有効加圧領域が一部重複する様に且つ全有効加圧領
域で全幅をカバーできる様に配置され複数の噴出器32
により、全幅をカバーさせる。そして、被転写基材及び
転写シートが搬送されるにつれて、長手方向の全領域が
順次衝突圧にさらされて行く。なお、シート支持装置
は、固体粒子が、転写シートの幅方向両端から回り込ん
で、転写シートと被転写基材間に流入する事も防止す
る。そして、転写シートは、固体粒子衝突圧で被転写基
材に押圧され、被転写基材の凹凸表面の凹部内へも転写
シートは延ばされて変形することで、被転写基材の凹凸
表面形状に追従して成形されて、活性化している接着剤
により転写層が被転写基材に密着する。転写シートが密
着した被転写基材は、衝突圧開放前から転写シートがチ
ャンバ外に出るまでの間に放冷等により冷却する。
【0055】一方、転写シートへの衝突に供された後の
固体粒子は、その一部はシート支持装置22の側面を迂
回して、チャンバ33の下部に落下する。また、残りの
部分は転写シート支持体上に載置されたまま下流側に移
送された後、チャンバ33とは基材搬送装置10の上部
のみ別室に区画された第2チャンバ71に入る。そし
て、そこでは、スリットノズル状の除去装置(兼冷却装
置)70から転写シート及び被転写基材上に向かって空
気を吹き付け、転写シート上に残留する固体粒子を転写
シート端部からチャンバ71下部に吹き落とす。また、
除去装置70から吹き出す空気には室温の空気を使い、
その空気を冷風として、固体粒子除去と同時に、被転写
基材及び転写シートを、転写シートの支持体が剥離可能
な温度にまで冷却させる。従って、除去装置は転写シー
トや接着剤、被転写基材等の冷却装置の役割も果たす。
チャンバの下部に集まった固体粒子は、そこからドレン
管34で吸引され元のホッパ31に収集される。また、
固体粒子の回収搬送用としてチャンバ中の空気も、固体
粒子と共にドレン管34で吸引され、ホッパ上部の気流
と固体粒子の分離装置35に搬送される。該分離装置3
5では図示の如く、気流で搬送されて来た固体粒子は水
平方向に装置空洞内に放出され、気体に対して密度の大
きい固体粒子は自重で下方に落下し、気体はそのまま水
平に流れて、フィルターで気流と共に移動しようとする
残余の固体粒子を濾過した上で、真空ポンプ36で系外
に排出される。この様にして固体粒子が、転写シート及
び被転写基材が出入りするチャンバ出入口開口部から、
空気と共に周囲に流出しない様にする。また、固体粒子
のチャンバ系外への流出防止、及び固体粒子のチャンバ
からホッパへの逆流防止には、チャンバ内を外部より低
圧にすると良い。このチャンバの圧力調整は、前記真空
ポンプ36の排気量、更に排風機(図示せず)をチャン
バに適宜接続してその排気量等によるチャンバ外に流出
する気体量と、噴出器から固体粒子と共にチャンバ内に
入る気体量(特に、気体を固体粒子加速流体として用い
る吹出ノズル等の噴出器の場合)、更に送風機(図示せ
ず)をチャンバに適宜接続してチャンバ内に入れる気体
量(特に、羽根車による噴出器の場合)等とのバランス
を調整する事で行う。
【0056】そして、密着した被転写基材と転写シート
とは、除去装置70で固体粒子除去と強制冷却された
後、転写シート(の支持体)を、剥離ローラ60により
被転写基材から剥離除去する。その結果、転写シートの
転写層として装飾層等が被転写基材の凹凸表面に転写形
成された、化粧材Dが得られる。一方、剥離ローラ通過
後の転写シート(の支持体)は、シート排出装置23に
排出ロールとして巻き取る。
【0057】なお、液体を固体粒子加速流体に用いた吹
出ノズルを噴出器とする場合は、冷却装置とは別にその
上又は下流に、或いは冷却装置自身と兼用で、乾燥機を
設けて、例えば室温又は温風の空気を吹きつけで、液体
を乾燥、又は吹き飛ばして除去する。また、接着剤等に
電離放射線硬化性樹脂を用い硬化させる場合は、噴出器
と剥離ローラ間に、水銀灯(紫外線光源)等の電離放射
線照射装置を設けて、硬化させる。
【0058】〔チャンバ使用時の接着剤等の加熱方法〕
以上、本発明の曲面転写方法の一形態として、チャンバ
内で固体粒子を衝突させる曲面転写方法の一例を説明し
たが、チャンバ使用時に於ける、接着剤活性化や転写シ
ート延伸性向上等の為の加熱方法を更に説明する。
【0059】転写シートの加熱手段は任意であり、衝突
圧印加前の加熱では、例えばヒータ加熱、赤外線加熱、
誘電加熱、誘導加熱、熱風加熱等を用いる。図12の装
置は、衝突圧印加前の加熱を、加熱後は冷却されない様
に噴出器直前で行うべくチャンバ33内にシート加熱装
置40を設けた例である。ただ、チャンバ内で加熱しそ
の手段に熱風加熱を用い場合は(後述する被転写基材の
加熱でも同様だが)、吹き付け風量は少なくした方が良
い。それは、空気をチャンバ内に入れることになり、固
体粒子加速用に空気を用いる場合も含めて、固体粒子回
収用の真空ポンプの負荷増になり、また固体粒子の流れ
を攪乱することになるからである。また、シート加熱は
図12に例示の様にチャンバ33内で行う以外に、加熱
による転写シートの伸びが転写シート搬送に支障を来さ
ない様にすれば、チャンバの外部、或いはチャンバの内
部及び外部の両方で行っても良い。また、加熱は転写シ
ートの裏面側、表面側、表裏両面のいずれから行っても
良い。なお、シート加熱は、シート支持装置によって幅
方向両端を支持されてから行うのが好ましい。その前で
は、シートが送り方向に伸びたり、下方に垂下して、移
送に支障を来し易い。次に、衝突圧印加中の加熱手段で
は、加熱固体粒子、固体粒子加速用流体を用いる場合は
その加熱流体も使用できる。また、噴出器の間隙に分散
して熱源を設けて加熱しても良い。もちろん、衝突圧の
印加中及び印加前の加熱を併用できるし、衝突圧印加中
の加熱のみの場合もある。
【0060】また、被転写基材に接着剤塗工やシーラ塗
装を施し、基材加熱装置41等で溶剤分を加熱乾燥する
のであれば、そこで被転写基材は加熱され、また、加熱
された被転写基材から間接的に転写シートもある程度加
熱できる。従って、転写シートの加熱も必要な場合で
も、被転写基材からの間接的加熱や、固体粒子や固体粒
子加速流体による加熱で充分な場合には、転写シート専
用のシート加熱装置は省略することもできる。
【0061】次に、被転写基材の加熱は、衝突圧印加
前、或いは衝突圧印加中、或いは衝突圧印加前及び印加
中のいずれでも良い。被転写基材を加熱することで、転
写シートを熱して延伸性向上を図る場合に、熱せられた
転写シート温度が低下するのを防止できる。また、被転
写基材側から転写シートを加熱することもできる。被転
写基材の加熱は、チャンバの外部又は内部、或いは外部
及び内部で行えば良い。外部及び内部の加熱では、充分
な予熱が必要な場合でも、長い搬送距離を使って加熱す
ることができる。長い基材加熱装置をチャンバの内部に
設ける為に、チャンバ自身の内容積が大きくなるなら
ば、基材加熱装置の一部又は全部をチャンバの外部に設
けて、チャンバの内容積を小さくした方が、固体粒子の
飛散、回収等を考慮した取扱上は有利だからである。チ
ャンバの内部で加熱する利点は、衝突圧印加の直前ま
で、或いは衝突圧印加中までも、加熱できることであ
り、特に熱容量が大きい被転写基材をその被転写面近傍
のみ効果的に予熱しようとする場合等である。なお、上
流側に配置した基材塗工装置による塗装や接着剤を乾燥
すべく、溶剤分や水分を蒸発させる役割も持たせた基材
加熱装置の場合は、チャンバ内部に配置するのは好まし
くない。チャンバ内に充満した蒸発した溶剤や水分の排
気手段が必要となり、また溶剤の場合は防爆対策を考慮
する必要も生じる。このような目的の基材加熱装置は、
チャンバの外部に配置するか、内部に配置したとして
も、外部に蒸発用の基材加熱装置(乾燥炉)を別に配置
することが好ましい。もちろん、下塗り塗装は別ライン
で行う形態とすれば、基材加熱装置を乾燥装置と兼用す
る必要はない。被転写基材の加熱手段としては、誘導加
熱や誘電加熱は基材内部から加熱できるが、一方、ヒー
タ加熱、赤外線加熱、熱風加熱は、凹凸表面側からの加
熱が効率的である。また、被転写基材は裏面側からも加
熱してもよい。チャンバの開口部に被転写基材が搬送さ
れた後に、衝突圧印加直前又は印加中まで加熱するなら
ば、基材裏面側からの加熱は、装置スペース的にも好ま
しい。衝突圧印加中加熱は、衝突圧印加部上流側での加
熱に加えて、噴出器の間隙に分散して熱源を設けてもよ
い(転写シートを通しての加熱となる)。
【0062】〔接着剤の強制冷却〕また、接着剤が熱融
着型の場合は、転写シートが被転写基材に密着後に接着
剤を強制冷却すれば、凹部内部にまで追従、成形された
転写シートの固着化を促進して、転写シートに復元力が
ある場合に圧解放後、転写シートが元の形状に戻ること
を防止し、転写シート(の支持体)の剥離除去をより早
くできるので、転写抜け防止や生産速度向上が図れる。
この為には、衝突圧印加中に、衝突圧を開放しないまま
冷却固体粒子を用いたり、或いは固体粒子加速流体を用
いる場合は冷却流体を用いたり、衝突圧印加後に、風冷
等の他の冷却手段を用いて接着剤層を冷却すると良い。
被転写基材の熱容量が大の場合は、冷却固体粒子及び冷
却流体以外にも、低温流体の吹き付け、基材搬送用のロ
ーラやベルトコンベア等の冷却により、被転写基材を裏
面から冷却できる。或いは、チャンバ内でのこれら冷却
の後にチャンバ外で、或いはチャンバ内では冷却せずに
チャンバ外のみで、表や裏からの冷風吹き付け等で冷却
しても良い。
【0063】〔支持体の剥離〕なお、支持体を剥離する
タイミングは、衝突圧の解除以降、支持体が剥離時応力
で切断や塑性変形をし無い程度に冷却し、接着剤層が冷
却や硬化反応で固化し転写シートが被転写基材に固着し
た時点以降に行えば良い。
【0064】〔空気抜き〕また、衝突圧印加前に、転写
層や被転写基材上の接着剤層等となる接着剤が加熱され
たとしても活性状態とならないならば、或いは活性状態
になる前の時間的過程が使えるならば、被転写基材と転
写シートとの非粘着の接触を行えるので、転写シートを
被転写基材の凹凸表面に接触させて、転写シートと被転
写基材間の空隙の空気を強制的に抜き取る、「空気抜
き」をすると良い。空気抜きで、転写シートと被転写基
材間の空気が転写時に残留する「エア噛み」、更にはそ
れに起因する転写抜けを防げる。空気抜きは、例えば図
12の装置では、吸引排気ノズル91及び真空ポンプ9
2等からなる吸引排気装置90で行う。吸引排気ノズル
91は、転写シートの転写層側で、且つ搬送される被転
写基材の搬送方向に沿う両辺に隣接する両側に(図12
(B)参照)、被転写基材の搬送方向に沿って設け、転
写シートと被転写基材間の空気を、真空ポンプ92で吸
引し排気すれば良い。吸引排気ノズル91の開口部外周
は例えばブラシで囲いブラシ先端を被転写基材及び転写
シートに接触させれば、それらの搬送に支障なく空気抜
きできる。また、空気抜きは衝突圧印加中まで行うのが
良い。なお、空気抜きと転写シートの予熱とのタイミン
グは、転写シートが予熱されて軟化する速度、軟化の度
合いにもより、どちらを先に開始しても良いが、両方を
同時に開始しても良い。空気抜きは、被転写基材の被転
写面が例えば岩肌調やスタッコ調等の凹凸面の場合は効
果的である。
【0065】〔その他〕以上、本発明の曲面転写方法及
び装置を説明して来たが、本発明は上記説明に限定され
るものではない。例えば、図12の装置による曲面転写
方法の説明では、転写シートの被転写基材への圧接は、
長尺帯状の転写シート及び枚葉の被転写基材を用い、両
者を一体的に搬送移動させつつ、固定の噴出器で固体粒
子衝突圧を連続印加する形態であったが、転写シートの
被転写基材への圧接は、その時だけ転写シート及び被転
写基材を停止させて、基材一個ごとに間欠的に行っても
構わない(これらに対して例えば噴出器を移動させ
る)。また、被転写基材及び転写シートともに枚葉の形
態で供給する形態でも構わない。また、噴出器の固体粒
子噴出方向と転写シート及び被転写基材との位置関係
は、両者ともに水平面内に載置し、その上方から鉛直方
向に真下に固体粒子を噴き出す位置関係に限定されな
い。転写シート支持体側面と噴出方向が垂直関係を維持
したとしても、転写シートの載置又は搬送方向は、水平
面内以外にも、斜面内、鉛直面内(図7(B))等があ
り、また転写シートが水平面内でも、支持体側が下側、
すなわち、下から上に固体粒子を噴出させ衝突させても
良い。もちろん、転写シート支持体面に対して角度をも
って固体粒子を噴出しても良い。また、衝突圧印加前
に、弾性体ローラによる転写シートの被転写基材への押
圧を予備的に行っても良い。また、チャンバ内は窒素等
の不活性ガスを充満させて、転写層の下地塗膜層等に
(硬化前の)電離放射線硬化性樹脂を用いる場合に、空
気中の酸素、水蒸気等が該樹脂の硬化を阻害するのを防
止しても良い。
【0066】〔化粧材〕本発明で得られる化粧材は、外
壁、塀、屋根、門扉、破風板等の外装材、壁面、天井等
の建築内装材、窓枠、扉、手摺、敷居、鴨居等の建具、
箪笥等の家具の表面材、弱電・OA機器のキャビネッ
ト、或いは自動車等の車両内装材等の各種分野で用いら
れ得る。
【0067】〔後加工〕なお、転写後の化粧材の表面
に、更に透明保護層を塗装する等しても良い。この様な
透明保護層としては、ポリ4フッ化エチレン、ポリフッ
化ビニリデン等のフッ素樹脂、ポリメタクリル酸メチル
等のアクリル樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂の1
種又は2種以上等をバインダーとし、これに必要に応じ
て、ベンゾトリアゾール、超微粒子酸化セリウム等の紫
外線吸収剤、ヒンダードアミン系ラジカル捕捉剤等の光
安定剤、着色顔料、体質顔料、滑剤等を添加した塗料を
用いる。塗工はスプレー塗装、フローコート等を用い
る。透明保護層の膜厚は1〜100μm程度である。
【0068】
【実施例】次に実施例により本発明を更に説明する。先
ず、三次元的表面凹凸を有する被転写基材Bとして図1
3(A)の平面図及び図13(B)の要部斜視図に例示
する様な、大柄な凹凸として深さ1.5mm、開口幅5
mmの目地の溝状凹部401と、煉瓦積み模様の平坦凸
部402とを有し、微細な凹凸として平坦凸部上に深さ
が0.1〜0.5mmの範囲に分布する梨地調の微細凹
凸403を有する、大柄な凹凸と微細な凹凸とが重畳し
た三次元的表面凹凸を有する厚さ12mmのケイ酸カル
シウム板を用意した。そして、該凹凸面に下地塗装及び
下塗り塗装をオフラインで別の装置で行った。また、転
写シートSは支持体に厚さ100μmのポリプロピレン
系熱可塑性エラストマーフィルムの片面に、転写層とな
る装飾層として該凹凸面形状と位置同調したセメントの
目地を有する煉瓦調の絵柄を順次グラビア印刷したもの
を用意した。絵柄インキのバインダーの樹脂としては、
アクリル樹脂と塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体との
8:2(重量比)の混合物を、また、着色顔料として
は、弁柄、イソインドリノン、カーボンブラック、チタ
ン白を用いた。
【0069】次に、図12に示す様な装置で、噴出器に
は図3〜図6の様な羽根車を用い幅方向に直線状に各有
効加圧領域が一部重複する様に配列した複数の噴出器を
使用した。そして、上記被転写基材Bを、その凹凸面を
上にして搬送用ローラ列からなる基材搬送装置10上に
載置して搬送し、基材塗工装置50にて、ポリアミド系
樹脂からなる無溶剤のホットメルト型の感熱溶融型接着
剤を30g/m2 溶融塗工後、基材加熱装置41で接着
剤及び被転写基材を加熱して、衝突圧印加部30に供給
した。一方転写シートSも、シート供給装置20によ
り、その支持体側を上にして、しかも絵柄の目地部と被
転写基材の目地状の溝状凹部とが位置合わせ(見当合わ
せ)される様にして衝突圧印加部に供給した。被転写基
材Bが衝突圧印加部のチャンバ33に入ったところで、
転写シートを被転写基材に接近させた。そして、1対の
エンドレスベルト状のシート支持装置22で転写シート
の幅方向両端を表裏で挟持した。その状態で、転写シー
トの支持体側から電熱線ヒータによる輻射熱を用いたシ
ート加熱装置40で、転写シートの予熱、接着剤の活性
化、被転写基材の加熱を行った。
【0070】次いで、固体粒子Pとして平均粒径0.4
mmの球形の亜鉛球を噴出器32から、噴出させ転写シ
ートの支持体側に衝突させて、転写シートを被転写基材
に圧接した。噴出器の羽根車の回転数は3600〔rp
m〕、固体粒子の噴出速度は40〔m/s〕であった。
そして、転写シートが目地の凹部内にまで延ばされて熱
融着し、チャンバ33から続いてその下流側に設けた第
2チャンバ71内に於いて除去装置(兼冷却装置)70
で冷風を吹き付けて、接着剤を冷却して接着温度以下に
冷却すると共に、転写シート上に残留した固体粒子を転
写シート端部からチャンバ下部に向かって落として除去
した後、転写シートの支持体を剥離ローラ60で剥がし
取り、化粧材Dを得た。化粧材は表面凹凸に追従して絵
柄が転写されていた。また、化粧板の全幅方向に於い
て、また全長さ方向に於いても、衝突圧不足により転写
層が転写されない転写抜け発生も無かった。更に、この
化粧材の転写層の表面に、2重量%のベンゾトリアゾー
ル系紫外線吸収剤を含むポリフッ化ビニリデンのエマル
ション塗料を乾燥時厚さ10μmに塗布して、透明保護
層を形成して、透明保護層付きの化粧材を得た。
【0071】
【発明の効果】 本発明によれば、大きな三次元的凹凸表面が装飾され
た化粧材が容易に得られる。もちろん、窓枠、サッシ等
の二次元的凹凸も可能であり、平板状の板材以外にも、
瓦の様に全体として(包絡面形状が)波うち形状のも
の、或いは凸又は凹に湾曲した形状のものでも容易に得
られる。 また、大柄な凹凸表面の凸部上、凹部内(底部や凸部
と底部の連結部分である側面)も転写できる。その上、
大柄な凹凸の凸部上に、更に微細な凹凸模様(例えば、
ヘアライン、梨地等)が有る場合でも、その微細凹凸の
凹部内にまで、転写にて装飾できる。 また、衝突圧印加時には、その有効加圧領域が幅方向
で分離しない様に衝突圧を加えるので、幅方向全幅にわ
たって圧ムラの少ない衝突圧を加えられる。その結果、
被転写基材の表面凹凸への転写シートの追従性に差が生
じにくく、衝突圧不足で転写層が転写されない転写抜け
が幅方向の一部で発生することが防止できる。従って、
被転写基材の広範囲な被転写面全面で安定して確実に転
写できる。 また、従来のゴムローラ押圧方式の様に、被転写基材
の凹凸部によるローラ等部品の損耗も無い。 以上の結果、従来に無く極めて意匠性に優れた化粧材
が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一つの噴出器によって得られる衝突圧分布を説
明する概念図。
【図2】複数の噴出器を隣接する加圧領域を分離させず
に配置する状況を説明する概念図。
【図3】羽根車を用いた噴出器の一形態を説明する概念
図(正面図)。
【図4】図3の羽根車部分の斜視図。
【図5】図3の羽根車内部を説明する概念図。
【図6】羽根車にて噴出方向を調整する説明図。
【図7】羽根車を用いた噴出器の別の形態を説明する概
念図であり、(A)は正面図、(B)は側面図。
【図8】吹出ノズルによる噴出器の一形態を説明する概
念図。
【図9】噴出器の各種配置形態を示す平面図。(A)は
千鳥格子状に並べた配置、(B)は中央部は上流側にし
て、両端になるにつれて下流側にずらした配置。
【図10】衝突圧に幅方向分布を設けた説明図。
【図11】噴出器の向き一形態を示す流れ方向からみた
側面図。
【図12】本発明の曲面転写方法を実施し得る本発明の
曲面転写装置の一形態の概念図で、(A)は基材搬送方
向の側面から見た図で、(B)は(A)の装置の噴出器
部分を基材搬送方向から見た概略装置図。
【図13】被転写基材の三次元表面凹凸の一例を示す説
明図であり、(A)は平面図、(B)は要部斜視図。
【符号の説明】
1、1a〜1c 固体粒子噴出手段(噴出器) 10 基材搬送装置(基材搬送手段) 20 シート供給装置(シート供給手段) 21 シート送出装置 22 シート支持装置 23 シート排出装置 30 衝突圧印加部(衝突圧印加手段) 31 ホッパ 32 噴出器(固体粒子噴出手段) 33 チャンバ 34 ドレン管 35 分離装置 36 真空ポンプ 40 シート加熱装置 41 基材加熱装置 50 基材塗工装置 60 剥離ローラ(剥離手段) 70 除去装置(兼冷却装置) 71 第2チャンバ 90 吸引排気装置(吸引排気手段) 91 吸引排気ノズル 92 真空ポンプ 401 溝状凹部 402 平坦凸部 403 微細凹凸 812、812a羽根車 813、813a 羽根 814、814a 側面板 815 中空部 816 方向制御器 817 開口部 818 散布器 819、819a 回転軸 820 軸受 840 吹出ノズルを用いた噴出器 841 誘導室 842 内部ノズル 843 ノズル開口部 844 ノズル B 被転写基材 D 化粧材 F 流体 P 固体粒子 Pmax 許容最大衝突圧 Pmin 許容最小衝突圧 P(x)、P1(x)〜P3(x) 衝突圧分布 S 転写シート Wb 被転写基材幅 Wp、Wp1〜Wp3 有効加圧領域幅

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 凹凸表面を有する被転写基材の凹凸表面
    側に、支持体と転写層とからなる転写シートの転写層側
    を対向させ、該転写シートの支持体側に固体粒子を衝突
    させ、その衝突圧を利用して、被転写基材の凹凸表面へ
    の転写シートの圧接を行い、転写層が被転写基材に接着
    後、転写シートの支持体を剥離除去することで、転写層
    を被転写基材に転写する曲面転写方法であって、 被転写基材及びそれに対向させた転写シートを、固体粒
    子を噴出する複数の噴出器に対して相対移動させて、転
    写シートに衝突圧を加える際に、前記相対移動の進行方
    向に直交する幅方向に於いて、隣接する噴出器が受け持
    つ各有効加圧領域が相互に分離しない様にして、転写シ
    ートに衝突圧を加える、曲面転写方法。
  2. 【請求項2】 凹凸表面を有する被転写基材の凹凸表面
    側に、支持体と転写層とからなる転写シートの転写層側
    を対向させ、該転写シートの支持体側に固体粒子を衝突
    させ、その衝突圧を利用して、転写シートを被転写基材
    の凹凸表面に圧接して転写する方法を実施する為に使用
    される装置であって、少なくとも、 固体粒子を噴出する固体粒子噴出手段と、 被転写基材を固体粒子噴出手段に対向する位置まで搬送
    する基材搬送手段と、 転写シートを固体粒子噴出手段と被転写基材との間に位
    置させる転写シート供給手段と、を備え、 前記固体粒子噴出手段は複数の固体粒子噴出手段からな
    り、固体粒子噴出手段に対向する位置に於ける被転写基
    材及び転写シートと、前記複数の固体粒子噴出手段との
    相対移動方向に直交する幅方向に於いて、隣接する固体
    粒子噴出手段が受け持つ各有効加圧領域を相互に分離し
    ない様に各固体粒子噴出手段が配置される成る、曲面転
    写装置。
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