JPS6039039B2 - 転写印刷方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、表面に条溝、突起、曲面などを有する凹凸物
体表面に美麗な印刷を施し得る転写印刷方法に関するも
のである。

薄質膜にパターンを印刷し、この際を印刷面を上にして
液面に浮かべ、ついで転写を行なわんとする物体をこの
膜に接しつつ液中に沈め、その際の液圧により上記パタ
ーンを物体表面に転写し、その後膜を物体表面より溶解
除去するいわゆる転写印刷法は、特開昭５１−２１９１
１号、袴関昭５１−２１９１４号公報により公知である
。

しかしてこれら公報には薄質膜の材料としてポリアクリ
ル酸ソ−ダ、ポリビニルアルコール、メチルセルローズ
、カルボキシメチルセルローズ、ポリエチレンオキサイ
ド、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸アミド等の
合成高分子、ニカワ、ゼラチン、カゼイン、ポリベプタ
ィト等の動物性高分子、澱粉、セルローズ、デキストリ
ン、アルブミン、大豆タンパク、アラビアゴム、トラガ
ントゴム等の植物性高分子、フノリ、寒天、アルギン酸
ソ−ダ等の海藻類高分子、或いはアクリル酸皮膜、メチ
ルヱステル皮膜、塩化ビニル樹脂、尿素ホルムアルデヒ
ド樹脂、ナイロン等が例示され、特にオブラート（澱粉
膜）について詳しく述べられている。しかしながら薄質
膜として上記の物質を用い、これを水面に浮かべて転写
印刷を行なわんとするとき、多色印刷を可能にする膜強
度と伸度を持ち、なおかつ下記に詳記する如き水面での
膨通性艮０ち展開性が良く、柔軟性、軟化性が大で物体
表面の凹凸に膜が伸長展開しつつ凹凸面に密着させるこ
とは非常に困難であり、上記多数数列挙した材料の中で
も実用性を有すると言えるものは事実上ポリビニルアル
コール系樹脂のみに限られる。しかして本発明者らはか
かるポリビニルアルコール系樹脂膜について種々研究を
重ねたが、ポリビニルアルコ−ル系樹脂薄質膜は水面に
浮かべたときの伸びが大きくかつ港断、飛散することが
あるため、忠実な印刷パターンが得られがたく、又物体
を押圧するに適した時期が狭いため転写ミスを起しやす
く、さらには複雑な曲面を有する物体鋭角部分を有する
物体、球の如き物体、総長の物体、凹部を有する物体等
においては物体に膜が沿っていくとき、印刷パターンの
切断や乱れ、重なり合いが生じることがあった。たとえ
ば球の場合で言えば、印刷面を上にして水面に浮かべた
ポリビニルアルコール系樹脂膜の上から球をゆっくりと
下降させていくと、はじめに膜と接触する球の下半分に
対する膜のつきまわりはスムズであるが、球の上半分に
対する膜のつきまわりは容易ではなく、この部分での印
刷パターンの乱れが生じやすい。すなわち球の下半分に
対しては膜は伸びるだけでよいが上半分に対しては縮ま
なければならす、それに対応できないと膜の付着に際し
シワができるからである。縦長の物体の場合も同様であ
り、たとえば角や稜にアールをとっていない正四角形柱
をその底面の方から水面に浮べた膜に押しくけていくと
まず角の部分が破れやすく、次に底面から離れた所の膜
のつきまわりが極端に悪くなってくる。本発明は上記の
ような問題点を抜本的に改善したものであって、ポリビ
ニルアルコール系樹脂薄質膜を浮かべる水を、単なる水
でなくホゥ酸又はその塩の希薄水溶液としたものである
。

本発明の方法を採用することにより、工業的な転写印刷
において次のような優れた効果が発揮される。

（１｝ 印刷されたポリビニルアルコール系樹脂薄質膜
は、水面に浮かべたときカール等の変形を起さず、水面
上で円滑に伸展する。

（２｝ 転写操作中膜は溶解することなくかつ強固すぎ
ることもなく適度に伸展し、良好な柔軟性を有し、物体
の凹凸面に対し無理なく沿いながら転写されるので、印
刷パターンの切断、乱れ、重なり合いなどが全くない。

‘３’転写後は水洗により膜成分を容易に物前面より除
去することができる。特に上記■の性質はすぐれており
、極めて複雑な曲面を有する物体、鋭角部分を有する物
体、球の如き形状の物体、縦長の物体、深い凹部を有す
る物体など常識的には到底連続した印刷パターンを付す
ことはできないと思われる物体にも美麗な印刷を施すこ
とができる。

本発明におけるポリビニルァルコール系樹脂としては種
々の重合度、ケン化度を有するポリビニルアルコールが
用いられる。

又不飽和カルボン酸又はそのェステル又は塩、不飽和ス
ルホン酸又はその塩、炭素数２〜３０のＱ−オレフィン
、不飽和アミド、不飽和ニトリル、ビニルェーテル、塩
化ビニル等で共重合変性されたポリビニルァルコールや
ポリビニルアルコール又は共重合変性ポリビニルアルコ
ールをアセタール化、ウレタン化、エステル化、エーテ
ル化、グラフト化等の手段により後変性したポリビニル
アルコールも用いられる。ポリビニルアルコール系樹脂
の好ましい組成は平均重合度３００〜３０００、ビニル
ェステル成分の平均ケン化度４０モル％以上、特に５０
〜９７モル％、変性度０〜１０モル％のものが用いられ
る。平均重合度が余りに小さいと印刷時の膜強度や水面
に浮かべたときの膜強度が劣り、一方平均重合度が極端
に高いと強度が余りに強すぎて物体への沿いが劣る。平
均ケン化度が余りにも低すぎるときは水面での膜の伸び
、柔軟性が不良である。ポリビニルアルコール系樹脂は
１種のみで薄質膜を製造するだけでなく、２種以上の品
種をブレンドして薄質膜を製造してもよい。

ところで薄質膜の基本成分は上言己ポリピニルアルコー
ル系樹脂Ａ単独であってもよいが、他に次のＢ，成分や
Ｂ成分を少量含んでいる方がより好ましい結果が得られ
る。

Ｂ，成分は澱粉類であり、これに属するものとしては澱
粉、化工澱粉、デキストリンなどがあげられる。

このＢ成分が存在することにより薄質膜の伸度が適当と
なって印刷性の向上が可能になると共に、転写印刷にお
ける伸展率の低下とっさまわり性試験におけるつきまわ
り阻害点の向上に貢献することが出釆ることが判った。
ただし５の重量％を越える量の添加は薄質膜が脆弱とな
り、パターン印刷における薄質膜の強度を著しく低下さ
せるので避けなければならない。次に＆成分はポリアク
リル酸アミド、ポリエチレンオキシド又はメチルセルロ
ーズの中から選択される。

これらは１種のみならず２種以上を併用しても良い。こ
のＢ，成分の割合は０〜５の重量％の範囲から選択され
、５０重量％を越える場合は腰強度が低下し、印刷性や
転写性が劣る。Ａ成分の割合は５０重量％以上であり、
Ａ成分が５の雲量％未満では膜強度が低すぎて印刷性に
障害を起すと共に、印刷された膜を水面に浮べたときの
伸展性が劣る。

Ｂ，成分と＆成分の役割は若干異なり、Ｂ，成分は薄質
膜の剛性、弾性を調節して印刷性、転写性を向上するの
に効果があり、＆成分は膜の粘性を高めて転写における
つきまわり性を向上するのに効果がある。もっとも各成
分の役割は上記ほど明確なわけではなく、各成分が有機
的に結合して転写用膜として好ましい作用を示すのであ
る。ＡとＢ又はＢ２を併用する場合の含量はＡ
磯〜５の重量％量８之唾鰍
２〜５蝿量％が適当であり、Ｂ，又は／及びＢが２重量
％以上存在すると腰伸度が適当に抑制されて印刷性、特
に多色印刷性が向上し、かつ膜の物体へのつきまわり性
が向上する。

さらに好ましい結果はＡ
９８〜５の重量％量三こ三薄雲菱｝ ２〜５瞳量％の
如くＡ，Ｂ，，Ｂ２の三者を併用するときに得られ、最
適の効果はＡ ９４〜５の
重量％漆３鰐鰍 ６〜雌戦の場合に得られる。

もっとも実用上は２成分の組合せ、たとえばＡとＢ，と
の組合せで相当複雑な曲面、凹凸部を有する物体にも充
分対処できる。

上に述べたＡ，Ｂ，，Ｂ２成分は膜の基体となる成分で
あるが、これらの成分以外に他の水溶性高分子、ポリビ
ニルァルコール系樹脂Ａの柔軟剤（多価アルコールなど
）、多糖類、界面活性剤、スリッピング剤へｐＨ調整剤
（酸やアルカリや塩など）、フィラー等を必要に応じ適
当量配合することができる。

薄質膜の製造は上記各成分を含む水溶液を流延製膜法に
より行なうのが通常であるが、含水押出法での製膜も可
能である。

薄質膜は印刷加工を行なう為に平滑な膜面であることが
好ましいが、場合により梨地処理、各種ェンボス処理な
どの表面加工をその片面又は両面に施すこともできる。

薄質膜の厚みは特に限定はないが１０〜１００仏の範囲
から選択することが好ましい。膜厚が余りに薄いと膜の
強度が低下し印刷性を損ねるのみならず、転写工程にお
いて溶解までの時間が短かくなりすぎて転写可能範囲が
狭められると共に、膜の破断が起り易い。一方膜厚が余
り‘こ厚いと転写時水面での表裏の含水率差が大きくな
りすぎ、水面でのカール性が大きくなるので実用に供し
得なくなる。特に好ましい範囲は２０〜７０ｒである。
なお２枚以上の薄質膜を貼合せて１枚としたものを用い
ることもできる。薄質膜に対するパターン印刷は公知の
任意の印刷方法が適用し得ることは言うまでもない。

本発明においてホウ酸又はその塩とは日３Ｂ０３で表わ
されるホゥ酸、Ｎａ２Ｂ４０７・１０日２０で表わされ
るホウ砂を言う。無水ホウ砂やナトリウム塩以外のホウ
酸塩も用いられる。次に伸展曲線について説明する。本
発明の方法に従い上述の如きポリビニルアルコール系樹
脂薄質腰をその印刷面を上にしてホゥ酸又はその塩の希
薄水溶液の水面に浮べると、薄質膜は縦、横方向に均一
に伸展する。

このありさまを第１図にモデル的に示す。第１図におい
て曲線１はホウ酸又はその塩の水溶液での伸展状況であ
る。浮かべた薄質膜は、伸展率がある程度高くなり図の
Ｌ点に達すると膨潤軟化してシワ、歪等がなくなり、完
全に平滑な膜面となる。そしてその後も伸展を続け、Ｍ
点をすぎると急速に溶解が進み、Ｎ点に至れば腰自身の
凝集力はなくなり急速膨大すると共に溶解、逸散がはじ
まり、ＥＯ刷パターンは崩壊する状態となる。伸展率が
Ｌ点からＭ点に至る間に膜の上から物体を押しつけて沈
降させていくと好適な転写印刷が可能になる。伸展率が
余りに小さいうちに物体を押しつけていくと膜がまだ硬
くて物体へのつきまわりが悪くなる。一方伸展率が余り
に高くなってから物体を押しつけていくと膜強度が弱く
なって破れたり、印刷パターンが崩壊してしまう危険が
ある。本発明においてはこの転写操作可能域が長く、安
全操作ができる。なおフィルムの種類（前記のＡ成分、
Ｂ，成分、＆成分の組合せなど）やホゥ酸又はその塩の
濃度によってはＭ点の出現が遅く、かつＮ点の発現が見
られない場合も生ずるが、このような場合でも後述のつ
きまわり性を満足する限り、本発明の方法を適用できる
。これに対し薄質膜を単なる水の表面に浮かべた場合は
どうなるであろうか。

この場合薄質膜は弟１図の曲線２の如き伸展性を示す。
即ち伸展が余りに急速に進みすぎて転写操作可能城が小
さく安全操作が困難となる上、膜が破れやすく、印刷パ
ターンの再現性も悪いという不利を生ずる。伸展曲線は
ホウ酸とホウ砂の差異、その濃度により種々の挙動を示
す。一般にはホウ酸よりホウ砂の方が伸展率抑制効果が
大きく、同じホウ酸又はホゥ砂の水溶液にあってはその
濃度が大きい方が伸展率抑制効果が大きい。第２図は薄
費膜として平均重合度１４００、平均ケン化度８６．５
モル％のポリビニルアルコールの厚み２５仏の薄質膜を
用い、この薄質腰を温度２５００の種々の濃度のホウ酸
又はホウ砂水溶液上に浮かべたときの膜の伸展状況を示
したものである。

実線がホウ砂水溶液、点線がホゥ酸水溶液、一点鎖線が
単なる水の場合である。この曲線の傾きは薄質腰の厚み
、ポリビニルアルコール系樹脂の種類、薄質腰基体にポ
リビニルアルコール系樹脂以外の高分子（前述のＢ，成
分やＢ２成分など）を含むかどうか、水温などの原因に
よって種々変化することはもちろんである。ホゥ酸又は
その塩の水溶液中のホゥ酸又はその塩の濃度はホウ酸の
場合で０．０２〜０．５重量％、ホゥ砂の場合で０．０
０２〜０．１重量％の範囲から選ぶのが適当である。

濃度が余りに小さければ改良効果を欠き、一方余りに濃
度が高いと薄質膜の膨酒、軟化が阻害され、所望のつき
まわり性が得られなくなる。次につきまわり性試験につ
いて説明する。

ホウ酸又はその塩の希薄水溶液の水面に浮かべた印刷さ
れた薄質膜は、上記の如き転写可能領域で被転写物体を
水中に沈めていくと、膜は液圧により物体の凹凸面に沿
ってつきまわって行く。

この性能を評価する簡易測定法として次の如き試験を行
なう。今、円錐台形状の有底の溝付きカップ（底部直径
６５ｍ′ｍめ、頭部直径９０ｍ′ｍマ、高さ２５仇ｍノ
ｍで底部より５０ｍノｍの所に中２ｍ／ｍ、深さｌｍ／
ｍのスリットを有するもの）を標準物体として採用し、
水面上の薄質膜が第１図のＬ′点をすぎ約３０％伸展す
るに至った時点より上記カップを底の方から２０ｃｍ／
ｍｊｎの速度で腹におし当て水中に沈降させて行く試験
をつきまわり性試験と称することとする。つきまわり性
の悪い膜は、カップを水中に沈降させて行くとき膜が途
中で切断したり、あるいはシワ、折れ込みとなって重合
したりするが、そのような欠陥が生じないようなカップ
底面からの垂直距離でもつて薄質膜の転写性能を評価し
得ることが判った。又凹凸の激しい、或いは曲率の小さ
い曲面や、狭い溝部に対する転写適性をも併せ、上記の
スリットに対する沿い方で評価しうるのである。本発明
の方法においては良好なつきまわり性が得られ、全面均
一にカップ壁面に沿って行き、スリットでのつきまわり
性も良く、つきまわり阻害点までのカップ底面よりの距
離が８０ｍ′ｍ以上、さらには１０仇ｈ′ｍ以上になる
。

これは実用的に凹凸の複雑な被転写物体に充分沿い得る
特性である。なお印刷面の転写を行なう際、インク膜の
性質につてはそのまま転写操作を行なうこともできるし
、又インク膜が硬い場合は転写に必要な柔軟性を与える
ために、溶剤等を表面に塗布してから転写操作を行なう
こともできる。

物体に転写印刷を施した後膜の部分だけを除去するには
、物体を水中または流水中に浸溝する方法、噴流水を吹
き付ける方法、シャワリングを行なう方法、水と接触さ
せながら軽くブラッシングする方法など任意の方法が採
用される。

洗浄水中には必要に応じ酸、アルカリ、界面活性剤、酵
素、ポリビニルアルコール系樹脂の凝集剤又はゲル化剤
等を存在させてもよい。これにより物体表面に残ってい
る膜は容易に除去されて印刷パターンのみが物体表面に
残り、所望の転写印刷が完了する。パタ−ンの上からは
さらにトップコートを行なって表面仕上げをすることが
できる。次に実施例をあげて本発明の方法をさらに詳し
く説明する。

以下「部」又は「％」とあるのは特にことわりのない限
り重量基準で表わしたものである。なおホゥ砂の部数は
結晶水を含まない計算での部数である。実施例 １ 平均重合度１４００、平均ケン化度８６．５モル％のポ
リビニルアルコールの２０％水溶液を用いてドラム流延
製膜法によりドラム温度９５００の条件で厚み４５仏の
薄質膜を製造した。

この薄質膜に公知の印刷装置により木目模様をＥＯ刷し
た。次にホウ砂の０．０２％水溶液（温度２５００）の
水面に上記薄質膜を印刷面を上にして浮かべ、１４０秒
経過し伸展率が４５％となった時点からカップ（底部直
径６５ｍ′ｍ、頭部直径９皿／ｍ、高さ２５０ｍ／ｍの
スリット付の有底の円錐台状カップ）を底の方から２０
肌／ｍｉｎの速度で膜に押しあて水中に沈降させていく
つきまわり性試験を行なったところ、カップの底面と側
面全体にわたり木目模様が転写され、膜のラップは全く
認められなかった。

つきまわり性試験後のカップに常温の噴射水をシャヮ１
」ングさせることにより、膿部分は容易に溶解除去され
、木目模様のみをカップの底面及び側面全体に付するこ
とができた。対照例 １ 実施例１の薄質膜を温度２５こ０の水面に浮かべ、５秒
経過し伸展率が４５％となった時点からカップを押しあ
てていったが、つきまわり性試験の結果は４８ｈ／ｍで
溶解切断が見られ、伸展率が高いため３肌／ｍ付近から
木目模様が極端に伸びて、忠＊＊実な印刷パターンの転
写が得られなかった。

なお膜の水洗除去性は良好であった。実施例 ２ 実施例１の薄質膜を無水ホウ砂の０．０３％水溶液（温
度２がｏ）の水面に浮かべ、１２の砂経過し伸展率が４
０％となった時点からカップを押しあてていったが、つ
きまわり性試験の結果は第１表に示した如く良好であっ
た。

実施例 ３ 実施例１の薄質膜をホゥ酸の０．１％水溶液（温度２５
ｑｏ）の水面に浮かべ、８０秒経過し伸展率が１００％
となった時点からカップを押しあてていったが、つきま
わり性試験の結果は第１表に示した如くであった。

以上実施例１〜３、対照例１の結果を第１表に示す。

第１ 表 実施例 ４ 平均重合度１４００、平均ケン化度８８．５モル％のポ
リビニルアルコールＡ ＩＯの部澱粉Ｂ
磯部の２成分混合物を水
に溶解して２０％水溶液とし、ドラム流延製膜法により
ドラム温度９５ｑｏの条件で厚み０．０３５ｍ／ｍの薄
質膜を製造した。

この薄質膜に公知の印刷装置により木目模様を印刷した
。上記薄質膜をホウ砂の０．００５％水溶液（温度２５
℃）の水面に浮かべ、以下実施例１の場合と同様に転写
印刷を行なった。対照例 ２ 実施例４の薄質膜を温度２５００の水面に浮かべ、以下
実施例１の場合と同様に転写印刷を行なった。

実施例 ５ 実施例４の薄質膜をホゥ砂の０．０５％水溶液（温度３
０００）の水面に浮かべ、以下実施例１の場合と同機に
転写印刷を行なった。

実施例 ６ 実施例４の薄質膜ホゥ酸の０．１５％水溶液（温度３０
こ０）の水面に浮かべ、以下実施例１の場合と同様に転
写印刷を行なった。

以上実施例４〜６、対照例２の結果を第２表に示す。

第 ２ 表 実施例 ７ 平均重合度１７００、平均ケン化度８８．２モル％のポ
リビニルアルコール ８礎都平均重合度
１２００、平均ケン化度９６．５モル％のポリビニルア
ルコール ２碇部の各成分を水に溶かし
て１７％水溶液とし、実施例１の場合と同様にして厚み
０：０３５ｈ′ｍの薄質膜を製造した。

この薄質膜に公知の印刷装置により木目模様を印刷した
。上記薄質膜をホゥ砂の０．０１％水溶液（温度２５℃
）水面に浮かべ、以下実施例１の場合と同様に転写印刷
を行なった。

対照例 ３ 実施例７の薄質膜を温度２５００の水面に浮かべ、以下
実施例１の場合と同様に転写印刷を行なった。

実施例 ８〜１０ 次の組成の混合水溶液（なお常用の汎用の柔軟剤及び改
質剤としてジプロピレングリコール６％（対樹脂）、ノ
ニオン系界面活性剤０．４％（対樹脂）を添加した。

）から厚み３５山の薄質膜を製造した。薄質膜の片面に
大理石模様を印刷し、これにインクと親和性のある溶剤
の一定量を薄く塗布した後転写印刷に供した。実施例
８ 平均重合度１７００、平均ケン化度７７．８モル％のポ
リビニルアルコール ９５部分子量４００
万のポリエチレンオキサィド ５部実施例 ９平均重合
度１７００、平均ケン化度８８．２モル％のポリビニル
アルコール ７５部白色デキストリン
湖部メチルセルロース
５部実施例 １０ 平均重合度１７００、平均ケン化度８８．２モル％のポ
リビニルアルコール ９碇部平均分子量
２００万のポリアクリル酸アミド１〇部なお転写は上記
薄質膜をホウ砂の０．０１％水溶液（温度２５００）の
水面に浮かべ、これにカップを押しつけていくことによ
り行った。

以上実施例７，８，９，１０及び対照例３の結果を第３
表に示す。

第 ３ 表

【図面の簡単な説明】

第１図は伸展曲線のモデル図、第２図は伸展曲線の実際
の例を示した図である。 弟′図 繁之図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ホウ酸又はその塩の希薄水溶液の水面に、印刷パタ
   ーンを施したポリビニルアルコール系樹脂薄質膜をその
   印刷面を上にして浮かべ、ついで物体をその上から押圧
   、沈降させていくことにより物体表面に印刷パターンを
   転写させることを特徴とする転写印刷方法。 ２ ホウ酸の濃度が０．０２〜０．５重量％である特許
   請求の範囲第１項記載の方法。 ３ ホウ酸塩の濃度が０．００２〜０．１重量％である
   特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４ ポリビニルアルコール系樹脂が平均重合度３００〜
   ３０００、平均ケン化度５０〜９７モル％のポリビニル
   アルコール系樹脂である特許請求の範囲第１項記載の方
   法。