WO2020105612A1 - 印刷物製造方法、発泡体製造方法、発泡抑制インク、立体形成物の形成方法及び立体形成物の形成システム - Google Patents
印刷物製造方法、発泡体製造方法、発泡抑制インク、立体形成物の形成方法及び立体形成物の形成システムInfo
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- B41M7/00—After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock
- B41M7/009—After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock using thermal means, e.g. infrared radiation, heat
Definitions
- Patent Document 1 or Patent Document 2 heats the layer of the expandable resin composition so as to gel at a temperature lower than the decomposition temperature of the foaming agent lowered by the foaming inhibitor, and the surface thereof is An ink containing a chelating agent is printed by gravure printing or the like, an abrasion resistant layer is applied on the printed surface if necessary, and then heated to melt the resin composition and decompose the foaming agent.
- a plate-type printing method such as gravure printing as in Patent Document 1
- it is necessary to preliminarily make a plate for transferring or passing ink it is necessary to preliminarily make a plate for transferring or passing ink.
- the plate type is good at repeatedly and continuously printing the plate-made drawings, the plate type is not suitable for small-lot production. Further, the plate type is unsuitable for outputting a large picture, for example, when a roll is used, the size of the picture is limited by the diameter and width of the roll.
- a method for producing a foam according to a second aspect of the present invention is a method for producing a foam having an uneven surface pattern,
- the printed matter is heated at a temperature that causes a difference between the thermal decomposition of the region in which the foaming-suppressing ink of the layer of the expandable resin composition is printed and the thermal decomposition of the non-printed region, and the chemical foaming agent.
- the thermal decomposition of the region in which the foaming-suppressing ink of the layer of the expandable resin composition is printed and the thermal decomposition of the non-printed region, and the chemical foaming agent.
- a foaming step of foaming the foam layer by heating the medium after the applying step and the cutting step (for example, step S4 in FIG. 5), Equipped with.
- the ratio of the length of the uncut portion to the length of the cut portion (for example, L1: L2 or L3: L4 for L1 to L4 in FIG. 9) is in the range of 1: 1 to 1: 5. Forming the perforations, You may do it.
- the three-dimensionally formed object forming system (for example, the forming system 100) according to the second aspect of the present invention is Ink (for example, foaming) for controlling foaming of the foamed layer is formed on a sheet-shaped medium (for example, the print medium 10, 50) having a foamed layer (for example, the foamed layers 12, 54) that foams when heated.
- Ink for example, foaming
- foamed layer for example, the foamed layers 12, 54
- the method for producing a foam according to the first aspect of the present invention is A method for producing a foam, which foams by heating and processes and foams the workpiece in the process of transporting a continuous sheet-shaped workpiece over the transportation path, A processing step of processing the workpiece while intermittently conveying the workpiece, A conveying step of conveying the workpiece processed in the processing step in a slack state, A foaming step of foaming the workpiece by heating in a heating region while continuously conveying the workpiece conveyed in the conveying step, Equipped with.
- the working step, the carrying step, and the foaming step are performed for a predetermined time from a state in which the work piece is slackened by a first length, and in the working step, the work piece is set to the predetermined length.
- the foaming step conveys the workpiece for a third length over the predetermined time,
- the third length is less than or equal to the sum of the first length and the second length, Preferably.
- FIG. 3 is a conceptual diagram of a printing process and a foaming process according to an embodiment of the present invention.
- the photograph of the foam concerning one embodiment of the present invention.
- the photograph of the foam concerning one embodiment of the present invention.
- the flowchart which showed the process of the formation method of the three-dimensional formed object which concerns on embodiment of this invention.
- FIG. 6A is a perspective view of a print medium after forming an image layer and the like.
- (B) is an AA sectional view in (a).
- FIG. 6A is a perspective view of a print medium after perforations are formed.
- FIG. 1 shows a flow chart of a method for producing a foam according to an embodiment of the present invention.
- a print product is manufactured by printing inkjet printing (printing process) on a print medium with a foaming-suppressing ink using an inkjet printer, and optionally with a colored ink (heating step), and heating the print product ( A heating process is shown to produce a foam having an uneven pattern.
- printing process printing on a print medium with a foaming-suppressing ink using an inkjet printer, and optionally with a colored ink (heating step), and heating the print product ( A heating process is shown to produce a foam having an uneven pattern.
- the present invention will be described in detail from the method for producing a printed matter.
- the foam having a concavo-convex pattern on the surface in addition to those having concave portions and convex portions on the surface, those having only concave portions, those having only convex portions, those having stepwise concave portions, convex portions, etc. Includes uneven foam.
- the foamable resin composition according to the present invention preferably further contains a foaming aid.
- the foaming aid is not particularly limited as long as it promotes the foaming reaction of the chemical foaming agent, but more specifically, it is preferably a catalyst that lowers the decomposition temperature of the chemical foaming agent, and a metal-containing metal-based agent.
- a foaming aid is more preferred.
- the foaming aid is a metal-based foaming aid, the chelating agent described later can be used to easily adjust the foamability of the chemical foaming agent.
- the printing medium used in the present invention preferably further comprises a substrate in addition to the layer of the expandable resin composition.
- a layer of the expandable resin composition can be directly or indirectly laminated on the surface of the substrate to increase the strength of the printing medium.
- the layer of the expandable resin composition comprises a substrate
- the layer of the expandable resin composition is heated and foamed, the layer of the expandable resin composition that has been melted and softened is retained and the foamability is improved. Since the direction in which the layer of the resin composition foams and expands in volume is toward the side opposite to the side in contact with the substrate, the height difference of the unevenness can be increased.
- the triazole compound is not particularly limited as long as it has a triazole skeleton represented by the following chemical formula (1) or (2).
- the benzotriazole-based compound has a decomposition temperature and a boiling point higher than the heating temperature described below, in that it can prevent decomposition during the heating step described later and can prevent diffusion to other than the printed portion due to sublimation. Is preferred.
- glycol ether solvent examples include ethylene glycol, diethylene glycol, diethylene glycol ethyl methyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether and dipropylene glycol butyl ether, but diethylene glycol ethyl methyl ether is inkjet printed. It is preferable from the viewpoint of the drying property of the subsequent foaming suppression ink.
- a coloring ink containing a colorant can be further inkjet printed on the printing medium in the printing step described above. This makes it possible to impart a color pattern to the foam in addition to the uneven pattern.
- the colored ink 4 and the foam suppression ink 5 are ejected by the printer nozzle 6 that ejects the colored ink 4 and the foam suppression ink 5 onto the printing medium 1 in which the layer 2 of the expandable resin composition is laminated on the substrate 3.
- the state is shown.
- the printing medium 1 has a layer 2 of the expandable resin composition containing a chemical foaming agent, and thus is a thick medium. However, since it is about 0.2 to 0.3 mm thick before foaming, a known inkjet ink is used. You can use a printer.
- the ink amount of the foaming suppression ink to be inkjet printed can be appropriately selected, but the strength of the uneven pattern can be adjusted by adjusting the ink amount. For example, by reducing the amount of ink so that the foaming agent in the foam suppressing ink does not diffuse to the bottom of the layer of the foamable resin composition, the suppression of foaming in the area printed with the foam suppressing ink is moderated. You can When the amount of ink is increased, the foaming agent in the foam suppressing ink is radially diffused not only in the bottom direction of the layer of the foamable resin composition but also in the surface direction thereof. As a result, the foaming of the portion beyond the boundary between the area printed with the foaming-suppressing ink and the area not printed is also suppressed, and the cross-section of the layer of the foamable resin composition can be inclined.
- the solvent of the foaming-suppressing ink is a non-aqueous solvent
- the non-aqueous solvent dissolves the layer of the foamable resin composition of the printing medium and a high speed with the foaming inhibitor. Then, the foamable resin composition penetrates to the bottom of the layer, and the foaming inhibitor suppresses the foamability of the foamable resin composition.
- the foaming-suppressing ink and the coloring ink are printed by inkjet printing, the cost of the embossing cylinder is relatively high, and it is possible to efficiently produce a small lot of embossed printed matter that could not be implemented. Is. Further, since inkjet printing is performed, a long lot of embossed printed matter, which requires a plurality of printed matter to be bonded together, can be produced in a small lot with an embossing roll or a rotary screen.
- Example 1 As a printing medium, a foamable resin composition (chemical foaming agent: azodicarbonamide, foaming aid: zinc stearate, zinc oxide, filler: calcium carbonate) on a substrate (fine paper, thickness: 0.1 mm) , Flame retardant: aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, plasticizer: isononyl phthalate, resin: vinyl chloride resin) was prepared in a thickness of 0.15 mm to prepare a sheet.
- chemical foaming agent azodicarbonamide
- foaming aid zinc stearate
- zinc oxide filler: calcium carbonate
- filler calcium carbonate
- Flame retardant aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, plasticizer: isononyl phthalate
- resin vinyl chloride resin
- Non-aqueous solvent diethylene glycol ethyl methyl ether and ⁇ -caprolactone (weight ratio 5: 3) were used as the solvent, and 1- [N, N-bis (2-ethylhexyl) aminomethyl] methylbenzotriazole was used as the foaming inhibitor. And dissolved at a ratio of 20% by weight to prepare a foam suppression ink E1.
- a foam suppression ink E1 Using an inkjet printer JV-300 manufactured by Mimaki Engineering Co., Ltd., the foaming suppressing ink E1 was applied to the above-mentioned printing medium in an atmosphere of 25 ° C., an ink head was 60 ° C., and an ink usage amount was 8.7 g / m 2 .
- Inkjet printing was carried out in order to prepare a foamable printed matter E1. During printing, the solvent was dried by heating with a heater to 60 ° C.
- a foamed body having no deviation between the uneven pattern and the color pattern can be manufactured without making a plate, it is suitable for small-lot production.
- Examples of the chemical foaming agent for the foam layer 12 include azodicarbonamide, N, N'-dinitrosopentamethylenetetramine, and 4,4'-oxybis (benzenesulfonylhydrazide), and it is preferable to use azodicarbonamide. ..
- the chemical foaming agent is vaporized by heating, whereby the foam layer 12 foams (the surface rises). That is, the foam layer 12 foams when heated.
- Step S2 the foam suppression layer 13 and the image layer 14 are formed (printed) on the surface of the print medium 10.
- FIG. 7 shows a print medium 10P which is the print medium 10 after the foam suppression layer 13 and the image layer 14 are formed.
- the foam suppression layer 13 is a layer that suppresses foaming (reaction) of the foam layer 12, and is formed in a region of the foam layer 12 where foaming is not desired.
- the image layer 14 is a layer that represents an image, and the image is printed by printing the image layer 14.
- the image to be printed is a landscape, a pattern, characters, etc., and the content thereof is not particularly limited.
- the foam suppression layer 13 is formed first, and then the image layer 14 is formed.
- FIG. 7 shows a print medium 10P which is the print medium 10 after the foam suppression layer 13 and the image layer 14 are formed.
- the foam suppression layer 13 is a layer that suppresses foaming (reaction) of the foam layer 12, and is formed in a region of the foam layer 12 where foaming is not
- the foam suppressing ink When the foam suppressing ink is a solvent ink, the foam suppressing ink contains a solvent and a foam suppressing agent.
- the foaming inhibitor mixed in the solvent ink include 1- [N, N-bis (2-ethylhexyl) aminomethyl] methylbenzotriazole.
- the concentration of the foam suppressing agent in the foam suppressing ink is, for example, 1 to 80 wt%, preferably 5 to 20 wt%.
- Step S4 the print medium 10Q is heated.
- the heating is performed by, for example, the heater 121 shown in FIG.
- the print medium 10R in FIG. 10 is the print medium 10Q after heating.
- the heater 121 heats the print medium 10Q in a non-contact manner. It is preferable that the heating of the print medium 10Q is performed as soon as possible after the foam suppression layer 13 and the image layer 14 are formed.
- the heater 121 can heat the print medium 10Q at 180 ° C. to 240 ° C., and heats the print medium 10Q for 1 to 4 minutes. As a result, as shown in FIG. 10, the region of the foam layer 12 where the foam suppression layer 13 is not formed is heated and expands (foams).
- the inkjet printer 101 may be, for example, a device such as the CJV300 series or CJV150 series, which is an inkjet printer having a cutting function of Mimaki Engineering Co., Ltd. (for example, a cutting function capable of forming perforations by the cutter 118).
- the inkjet printer 101 prints the foam suppression layer 13 and the image layer 14 on the print medium 10 running forward (may be temporarily stopped for printing and cutting), and then forms the perforations 23 and 24. Make a cut.
- the cutting may be performed while the printing is performed.
- a printer other than the inkjet printer may be adopted as the device for printing and cutting (for example, a screen printing device).
- the plurality of print media a plurality of pairs of a print medium before foaming and a print medium after foaming are prepared, and perforations (lengths L1 to L4) are different for each pair (printing of the same pair). Perforations between media (lengths L1 to L4 are common). The perforations of the print medium after foaming are formed before foaming.
- Each print medium is the same print medium (same material and formation method) with or without foaming and only perforations.
- Azodicarbonamide (ADCA) as a foaming agent
- PVC polyvinyl chloride
- plasticizer a plasticizer
- the print medium 50 includes a laminated release paper 51, an adhesive layer 52, a base material 53 (which may be the same as the base material 11), and a foam layer 54 (which may be the same as the foam layer 12). There is.
- the print medium 50 is a seal with release paper, and the adhesive layer 52, the base material 53, and the foam layer 54 can be separated from the release paper 51 as a unit. It should be noted that a portion composed of the adhesive layer 52, the base material 53, and the foam layer 54 is also referred to as a seal material that is peeled off from the release paper 51.
- Modification 2 By laminating the surface of the print medium 10 on which the image layer 14 is formed, the water resistance and the wear resistance of the three-dimensionally formed objects (print media 10R and 50R) may be improved.
- the laminating process for example, liquid laminating can be used.
- the laminating process can be performed at any stage such as after printing or after heat treatment.
- the foam layers 12 and 54 are made of a thermoplastic resin layer in which microcapsules made of a thermoplastic resin (such as acrylonitrile) encapsulating a volatile solvent (such as liquid hydrocarbon) that volatilizes and expands by heating are dispersed and foamed.
- the area (heated area) may be printed with carbon black ink to form a three-dimensional object. This method utilizes the characteristics of carbon molecules that absorb electromagnetic waves due to the molecular structure of covalent bonds, and by irradiating the electromagnetic waves, the areas of the foamed layers 12, 54 on which the carbon black ink is printed are heated. Inflate.
- fillers examples include calcium carbonate, talc, and clay minerals.
- a decomposition agent such as acetone, methyl ethyl ketone, ethyl butyl ketone, methanol, ethanol, ethyl acetate, ⁇ -butyrolactone, ⁇ -caprolactone or dimethylformamide is used as the foaming inhibitor.
- the foam suppressant preferably does not decompose or evaporate while heating the foamable medium 110.
- the heat resistant temperature of the foaming inhibitor is preferably 210 ° C. or higher as measured by a thermogravimetric differential thermal analyzer (TG-DTA).
- the heating device 150 may further include a housing that covers the heating device 151 and the heating portion of the foamable medium 110 in order to prevent heat radiation to the outside of the heating device 150 and improve heating efficiency. .. Further, the casing may further cover the cooling device 152, as shown in FIG. Further, the heater 150 may further include a ventilation device for exhausting gas (particularly, toxic gas) generated from the foamable medium 110 due to heating by the heating device 151.
- the positional relationship between the heating region H of the foamable medium 110 heated by the heating device 151 and the cooling region C of the foamable medium 110 cooled by the cooling device 152 is as follows. It is optional as long as the above-mentioned suitable temperature gradient is formed.
- a non-contact type cooling device is used as the cooling device 152. You may use.
- a contact type cooling device as shown in FIG. 20, a cooling roller (for example, a water cooling type cooling roller, a thermoelectric cooling roller, etc.) can be mentioned.
- the foaming promoting layer, the foaming suppressing layer, and / or the image layer may be formed on the foamable medium after the preparation step S1 and before the foaming step S2. ..
- the foaming promoting layer 115, the foaming suppressing layer 116, and / or the image layer 117 may be formed on the foaming layer 112. ..
- the foam layer 212 is a thermoplastic resin layer that expands when the foam component in the layer is heated to foam and expands to have a greater thickness than before foaming.
- the expansion of the foam layer 212 by heating in this manner is also referred to as “foaming” of the foam layer 212.
- the temperature at which the foaming component foams is also referred to as the foaming temperature.
- the principle of foaming by heating is arbitrary, and as the foaming component, for example, it is possible to use a chemical foaming agent that generates gas with heating such as thermal decomposition or a thermoplastic resin microcapsule encapsulating a volatile solvent that volatilizes and expands by heating. it can.
- the manufacturing apparatus 2100 includes a carrying device 230, a printing device 250, and a foaming device 270. Further, the manufacturing apparatus 2100 also includes a control unit 290 that controls the transport device 230, the printing device 250, and the foaming device 270. The operations of the transport device 230, the printing device 250, and the foaming device 270 described below are performed based on the control of the control unit 290.
- the transport device 230, the printing device 250, and the foaming device 270 may each be provided with a control unit for controlling the operation, and the control unit 290 may control the operation of each device via each control unit.
- the transport device 230 intermittently transports the foamable workpiece 10 from the time when the foamable workpiece 10 leaves the raw material roll until it is supplied to the slack holding device B. From the time the foamable work 10 leaves the slack holding device B until it enters the product roll, the foamable work 10 is continuously conveyed at a constant speed.
- the foaming accelerator is optional as long as it can promote foaming of the foam layer 212 at the heating temperature of the foaming device 270 described later.
- the principle by which the foaming accelerator promotes foaming of the foaming component is not particularly limited.
- an agent that chemically promotes a chemical reaction necessary for foaming the foaming component (chemical foaming accelerator)
- An endothermic agent that locally raises the temperature of the application site can be used.
- a chemical foaming accelerator such as a urea compound (urea) or a zinc compound can be used as the foaming accelerator.
- a heat absorbing agent such as carbon black can be used as the foaming accelerator.
- the colored ink is a colored ink that can be inkjet printed.
- each ink of CMYK water-based ink in which pigment is dispersed in water, solvent pigment ink in which pigment is dispersed in organic solvent, water-based dye ink in which dye is dissolved in water, or dye is dissolved in organic solvent
- solvent dye ink, etc. can be used.
- the image layer 215 is an ink layer forming an image formed on the surface of the foamable work 10 by the above-described colored ink.
- the image layer 215 may be formed over the foam layer 212 and the foam promotion layer 213 or the foam suppression layer 214.
- the coating material of the image layer 215 has a shape of a convex portion 213a or a concave portion 214a formed on the foamed work piece 210 ′ by the foaming promoting layer 213 or the foaming suppressing layer 214. It may be a paint that provides the image layer 215 with a breaking strength that allows deformation along the line.
- the printing device 250 prints on the foamable work piece 10 carried by the carrying mechanism A for the printing device 250 of the carrying device 230.
- the transport mechanism A transports the foamable work piece 10 delivered from the raw material roll along the transport direction (sub-scanning direction).
- the transport mechanism A includes the guide rollers 232 and 233 as described above, and at least the guide roller 233 is a drive roller.
- the guide roller 232 may be a driven roller or a drive roller.
- the foaming promoting ink and the foaming suppressing ink ejecting print head 252 eject the foaming promoting ink and the foaming suppressing ink onto the foamable workpiece 10 by an inkjet method.
- the inkjet method used for the print head 252 is arbitrary, and is, for example, a piezo method or a thermal method.
- the print head 252 usually includes a plurality of nozzles for ejecting ink, but may have only a single nozzle for each of the bubbling promoting ink and the bubbling suppressing ink. Further, the print head 252 may be a single print head or may be composed of a plurality of print heads.
- the drive device 255 of the print head 254 moves the print head 254 in the direction (main scanning direction) orthogonal to the conveying direction of the foamable work piece 10.
- the drive device 255 includes, for example, a carriage 255a on which the print head 254 is mounted, a guide rail 255b that supports the carriage 255a so as to be movable in the main scanning direction, and a set of carriages 255a arranged at each end of the guide rail 255b. And a winding mechanism for winding the tow line.
- the first transport mechanism B1 may be a transport mechanism that is driven in conjunction with the transport mechanism A.
- the first transport mechanism B1 may be a guide roller 234 that is a drive roller that is driven in conjunction with the transport mechanism A.
- the guide roller 233 of the transport mechanism A is a drive roller, it may be used as the drive roller of the first transport mechanism B1 and the guide roller 234 may be omitted.
- the heater 272 may include a plurality of (five in FIG. 23) heating devices 273.
- the heating region H as shown in FIG. 24A is obtained, and only some (for example, three) of the heating devices 273 on the printing device 250 side are operated. Then, the heating region H as shown in FIG. 24 (b) is obtained.
- the number of heating devices 273 to be operated can be performed manually or by switching the switch of each heating device 273 by the control unit 290.
- the changing device that changes the number of heating devices 273 to be operated is, for example, a manual switch or a switch circuit controlled by the control unit 290.
- the heating device 272 and the heating device 273 are non-contact type heating devices in which their heating portions do not come into contact with the surface of the foamable workpiece 10 (in particular, the foam layer 212).
- Examples of the non-contact heating device include a radiation heating device (for example, an infrared heating device such as an infrared heater) and a microwave heating device.
- the foamable workpiece 10 is placed in the transport device 230.
- the foamable work 10 may be arranged in the slack holding device B with a predetermined amount of slack, or may be arranged without slack.
- the control unit 290 stops the drive roller of the second transport mechanism B2 and / or the transport mechanism C, for example. Meanwhile, by operating the drive rollers of the first transport mechanism B1 and / or the transport mechanism A, the slack of the foamable workpiece 10 is generated between the first transport mechanism B1 and the second transport mechanism B2.
- the control unit 290 controls the guide roller 233, which is the drive roller of the transportation mechanism A, to foam in the printing area in accordance with the printing condition of the printing device 250.
- the workpiece 10 is intermittently conveyed along the sub-scanning direction (conveying direction).
- the control unit 290 controls the printing device 250 when print heads (for example, a print head 252 for ejecting bubbling promoting ink and a bubbling suppression ink, a print head 254 for ejecting colored ink) are scanned in the main scanning direction.
- the guide roller 233 of the transport mechanism A is stopped to stop the transport of the foamable workpiece 10 in the print area, and when the scanning and the discharge of the ink associated therewith are finished, the guide roller 233 of the transport mechanism A is driven. Then, the foamable work piece 10 in the print area corresponding to the print width is conveyed along the sub-scanning direction.
- the foamable work piece 10 is slackened by the first length in the slack holding device B, and a predetermined time after that time. Over the second length, the expandable workpiece 10 is intermittently sent from the printing device 250 to the slack holding device B, and the foamable workpiece 10 is transferred from the slack holding device B to the foaming device 270 for the third length.
- the control unit 290 sets the third length to be equal to or less than the sum of the first length and the second length.
- the control unit 290 may set such a third length at the time of starting the production of the foamed material, periodically during the production of the foamed material, or continuously during the production of the foamed material. You may go to
- the required number of passes also differs depending on the resolution of the image to be printed as the image layer 215, which allows the image to be printed at a predetermined print speed (conveyed from the printing device 250 by the end of printing with respect to the planned time until the end of image printing).
- the length of the foamable work piece 10 to be processed also changes. For example, if JV-300 (manufactured by Mimaki Engineering Co., Ltd.) is adopted as the printing device 250, the relation between images A to C having different resolutions, the number of passes when printing these images, and the planned printing speed is as follows. ..
- Images A to C having different resolutions are alternately and continuously formed on the same foamable work 10 along the length direction (conveyance direction) (for example, A ⁇ B ⁇ C ⁇ A ⁇ B ⁇ C ⁇ A ...
- the printing device 250 may change the type of the image printed in the area of the foamable work piece 10 existing in the foaming device 270. Instead, if the constant transport speed of the transport mechanism C for the foaming device 270 is made equal to the planned print speed of the image A (or B, C), it is sent to the slack holding device B within the period for printing the image. Since the length of the expandable workpiece 10 to be blown and the length of the expandable workpiece 10 delivered from the slack holding device B are balanced, the length of the slack in the slack holding device B is maintained substantially constant.
- the control unit 290 controls the length slack of the current slack, the planned printing speed b of the image being printed, the foaming device 270 for each predetermined time t and each time the image to be printed changes.
- c the current transport speed c of the transport mechanism C
- a corresponds to the first length
- b ⁇ t corresponds to the second length
- c ⁇ t corresponds to the third length. If c ⁇ t> a + b ⁇ t, c is set to be a ⁇ t + b or less (for example, b).
- the current c is maintained.
- the length a of the slack in the slack holding device B becomes 0 or more and the slack can be maintained at least until the predetermined time t elapses.
- the third length can be set substantially continuously.
- the foamable work piece 10 may not be supplied from the raw material roll, or may not be wound up as a product roll.
- the intermittent carrying in the printing step S1 can be connected to the continuous carrying in the foaming step S3.
- the work piece that has been subjected to both printing and processing or only processing is sent to the carrying step S2 while being carried intermittently, and this intermittent carrying is carried out as in the second embodiment.
- the transfer step S2 the transfer is converted into continuous transfer at a constant speed, which is sent to the foaming step S3.
- the foaming of the work piece can be continuously performed while the work piece is subjected to processing such as cutting, which involves intermittent conveyance.
- the transport speed (third length over the predetermined time) of the foaming step S3 can be changed according to the variation of the printing speed (second length over the predetermined time) in the printing step S1, for example, ,
- the second length and the third length can be substantially equal. Therefore, the printing speed can be optimized according to the required resolution.
- Modification 8 The printing device 250, the slack holding device B, and the foaming device 270 of the manufacturing apparatus 2100 according to the first embodiment and Modifications 1 to 5 may be provided as independent modules.
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Abstract
表面に凹凸模様を有する発泡体の、簡便であり、かつ小ロットの生産に適した、発泡性の印刷物の製造方法、それに適した発泡体製造方法、発泡抑制インクを提供する。 印刷物製造方法は、発泡することにより表面に凹凸模様を形成する発泡性の印刷物の製造方法であって、化学発泡剤を含有する発泡性樹脂組成物の層を有する印刷用メディアに、発泡性樹脂組成物の熱分解能を低下させる発泡抑制剤と、発泡抑制剤が固体のときには発泡抑制剤を溶解し発泡抑制剤が液体のときには発泡抑制剤と相溶し、かつ発泡抑制剤を発泡性樹脂組成物に移動させることができる溶媒とを含有する発泡抑制インクを、発泡性樹脂組成物の軟化温度未満の温度条件下でインクジェット印刷する印刷工程、を含む。
Description
本発明は、印刷物製造方法、発泡体製造方法、発泡抑制インクに関する。
本発明は、発泡層により凹凸が形成された印刷物などの立体形成物を形成する立体形成物の形成方法、及び立体形成物の形成システムに関する。
本発明は、加熱機、発泡性メディアの発泡機、及び発泡済みメディアの製造方法に関する。
本発明は、発泡物の製造方法、発泡物の製造装置、及び発泡装置に関する。
発泡シートの表面に凹凸模様を設けたシートは、クッションフロアーや壁紙として広く使われている。このようなシートを製造する方法としては、ケミカルエンボス法がある。ケミカルエンボス法は、熱で発泡する発泡剤を樹脂に配合した発泡用シートを用意し、その発泡用シートの特定の領域にだけ発泡抑制剤を塗布して発泡を抑制し、その後、そのシートを加熱することで、発泡抑制剤を塗布していない領域を膨らませて凸部に、塗布した領域を凹部にして凹凸模様を設ける。発泡抑制剤の塗布は、通常、グラビア印刷、ロータリースクリーン印刷、フレキソ印刷などで行なわれている。
例えば、特許文献1には、凹凸模様のついた細胞質発泡製品の製造方法が開示されている。この方法は、基材シート上の、特定の温度(分解温度)でガスを発生して分解する発泡剤と、その発泡剤の分解温度を低下させる触媒(金属触媒)と、が配合された発泡性樹脂組成物の層に、接触する発泡剤の分解温度を実質的に変える抑制剤(触媒の金属をキレート化するキレート剤)を模様として塗布し、発泡剤固有の分解温度と触媒で低下した分解温度の2つの温度の中間の温度で加熱して、模様を凹ませている。また、特許文献1又は特許文献1が引用する特許文献2には、発泡性樹脂組成物として塩化ビニル重合体、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体などが例示され、発泡剤としてアゾジカルボナミド(分解温度163~204℃)などが例示され、金属触媒として二塩基性亜燐酸鉛、ステアリン酸亜鉛などが例示され、キレート剤としてアリザリン、1,8-ジヒドロキシアントロキノン、アセトアセタニリドなどが例示されている。
また、特許文献3には、発泡防止剤をインクジェット印刷する方法が開示されている。特許文献3には、インクジェットプリンタにおける長期間にわたる水性のエンボス加工用組成物(発泡防止剤のインク)の使用が、インクジェット印刷ヘッドの目詰まりを起こすこと、それを防ぐことを目的として、ポリ塩化ビニルの発泡可能層に、発泡可能層のポリ塩化ビニルに可塑剤として添加されているアジピン酸ジオクチルなどの高沸点化合物を稀釈剤として発泡防止剤を稀釈した発泡防止組成物を、150℃未満に加熱してゲル化した発泡可能層にインクジェット印刷することが記載されている。
発泡層により凹凸が形成された印刷物などの立体形成物を形成するための種々の技術が開発されている。
例えば、特許文献4には、発泡層(発泡可能層)を発泡させ、膨張させることにより壁紙などの立体形成物に凹凸を付与する方法、つまり、凹凸が付与された壁紙などの立体形成物を形成する方法が開示されている。
機能性を高めるため、異なる材料層を積層してなるメディアが開発されている。
例えば、特許文献5は、発泡樹脂層、基材、接着剤、剥離紙が積層された記録媒体を開示する。発泡樹脂層を発泡させて立体的な意匠を形成するために、発泡樹脂層の発泡させたい部分に黒ベタ画像を印刷した後にこの記録媒体は加熱される。
シート状の発泡性被加工物に印刷、カット等の加工を施した後に当該被加工物を加熱して発泡させて、立体的な凹凸を備える発泡物を製造する製造方法が開発されている。
例えば、特許文献6は、テクスチャーのある表面被覆を形成する装置であって、支持層上に発泡可能層を積層して表面被覆原素材を形成するスクリーン・コーティング装置と、発泡可能層上に画像と発泡防止組成物とを印刷する、ラインプリンタの一種であるドラム式インクジェット印刷装置と、表面被覆原素材を加熱して所望の形状の凹部(テクスチャー)と画像とを有する表面被覆を形成する発泡装置とを備える装置を開示する。
特許文献1や特許文献2に記載の方法は、発泡性樹脂組成物の層を、発泡抑制剤で低下した発泡剤の分解温度よりも低い温度でゲル化するように加熱し、その表面に、キレート剤を含むインクをグラビア印刷などで印刷し、必要により印刷した表面上に耐摩耗層を塗布し、次いで加熱して樹脂組成物を融解させかつ発泡剤を分解させている。特許文献1のように凹部の形成をグラビア印刷などの有版式の印刷法で用いて行う方法は、インクを転写したり通過させる版を予め製版したりする必要がある。有版式は、製版された図面を繰り返し連続的に印刷することには長けているが、有版式は、小ロットの生産には不適切である。また、有版式は、例えばロールを用いる場合、絵のサイズがロールの直径と幅で限定されるため、大きな絵を出力するには不適切である。
表面に凹凸模様及び色彩模様のあるシートの小ロットの生産に対応する方法としては、エンボスロールによって予め物理的に漆喰調、キャンバス調などの凹凸模様を付けた印刷用メディアに、色彩模様の印刷を行う方法が考えられる。色彩模様の印刷を、インクジェットプリンタで行えば、色彩模様に関しては、デジタルオンデマンドの小ロット印刷に適している。しかし、この方法は、エンボスロールを準備する必要があるため、予め凹凸模様を付けた印刷用メディア自体が大ロット生産となるため、小ロット生産である色彩模様の印刷と同期しないという問題がある。
また、特許文献1に記載の方法は、キレート剤を含むインクを印刷する際に、発泡性樹脂組成物の層にキレート剤を浸透させるために、発泡性樹脂組成物の層を加熱してゲル化しておく必要があり、操作が煩雑である。
特許文献3に記載の方法は、発泡防止剤の印刷にインクジェット印刷を採用するため小ロットの生産に適用しうるが、発泡防止剤をインクジェット印刷する際に、発泡可能層に発泡防止剤を浸透させるために、発泡可能層を150℃程度に加熱してゲル化させておく必要があり、特許文献1に記載の方法と同様に操作が煩雑である。
従って、本発明の課題は、表面に凹凸模様を有する発泡体の、簡便であり、かつ小ロットの生産に適した、発泡性の印刷物の製造方法、それに適した発泡体製造方法、発泡抑制インクを提供することである。
発明者は、特許文献4で得られるような立体形成物に、ミシン目又は切れ込みを形成するカットを施すことを考えた。ここで、ミシン目は、例えば立体形成物の一部を他の部位から容易に切り離すために形成される。切れ込み(例えば、ハーフカット)は、立体形成物が例えば剥離紙付きのシールの場合に、シール材(剥離紙から剥がされ、他に貼り付けられる部分)を画定するために形成される。しかし、前記カットを凹凸が形成された立体形成物に施そうとした場合、発泡により形成された凸部が邪魔をして正確な位置でのカット又はカット自体が困難になる。
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、ミシン目又は切れ込みを形成するカットを精度良く容易に実行できる立体形成物の形成方法及び立体形成物の形成システムを提供することを目的としている。
特許文献5の場合、接着剤や粘着剤、剥離紙は、発泡樹脂層とともに加熱されるため、発泡樹脂層を発泡させるための発泡温度よりも耐熱温度が低い接着剤や剥離紙を用いることができない。このように、耐熱温度が異なる層を積層してなるメディアを所定温度以上で加熱する必要がある場合、所定温度未満の耐熱温度の材料を当該メディアの材料として使うことができないので、材料選択の幅が狭い。
本発明は、種々のメディアを好適に加熱できる、加熱機、発泡性メディアの発泡機、及び発泡済みメディアの製造方法を提供することを目的とする。
特許文献6に示すような、従来の発泡物の製造方法及び装置では、被加工物に印刷処理と発泡処理とを施すために、両方の処理で被加工物を同じ速度で連続的に搬送する。ここで、例えば、印刷処理をラインプリンタの代わりに走査型プリンタで行ったり、印刷処理の代わりにメディアのカッティング処理を行ったりすることも考えられるが、これらのような加工処理では被加工物を断続的に搬送することになるので、これらの処理に続く発泡処理でも同様に被加工物を断続的に搬送する必要がある。しかし、被加工物を断続的に搬送しながら発泡処理を行うと発泡にむらなどの不具合が生じるおそれがあった。
以上を鑑み、本発明は、発泡性被加工物の搬送を好適に行える、発泡物の製造方法、発泡物の製造装置、及び発泡装置を提供することを目的とする。
本発明者は、上記課題に鑑みて検討を行い、印刷用メディアの発泡性樹脂組成物を構成する樹脂と、発泡抑制インクの溶媒とを特定の組み合わせにすると、印刷用メディアの発泡性樹脂組成物がゲル化していない状態で発泡抑制インクをインクジェット印刷しても、発泡抑制インク中の発泡抑制剤が、印刷用メディアの発泡性樹脂組成物に浸透し、有効に熱分解能を低下させることを見出した。本発明者らは、この知見を基に更に検討を行い、本発明を完成するに至った。
前述の課題を解決するため、本発明の第1の観点に係る印刷物製造方法は、
発泡することにより表面に凹凸模様を形成する発泡性の印刷物の製造方法であって、
化学発泡剤を含有する発泡性樹脂組成物の層を有する印刷用メディアに、前記発泡性樹脂組成物の熱分解能を低下させる発泡抑制剤と、前記発泡抑制剤が固体のときには前記発泡抑制剤を溶解し前記発泡抑制剤が液体のときには前記発泡抑制剤と相溶し、かつ前記発泡抑制剤を前記発泡性樹脂組成物に移動させることができる溶媒とを含有する発泡抑制インクを、前記発泡性樹脂組成物の軟化温度未満の温度条件下でインクジェット印刷する印刷工程、を含む。
発泡することにより表面に凹凸模様を形成する発泡性の印刷物の製造方法であって、
化学発泡剤を含有する発泡性樹脂組成物の層を有する印刷用メディアに、前記発泡性樹脂組成物の熱分解能を低下させる発泡抑制剤と、前記発泡抑制剤が固体のときには前記発泡抑制剤を溶解し前記発泡抑制剤が液体のときには前記発泡抑制剤と相溶し、かつ前記発泡抑制剤を前記発泡性樹脂組成物に移動させることができる溶媒とを含有する発泡抑制インクを、前記発泡性樹脂組成物の軟化温度未満の温度条件下でインクジェット印刷する印刷工程、を含む。
上記構成の印刷物の製造方法によれば、表面に凹凸模様を有する発泡体を簡便に製造できる。また、この方法は、小ロットの生産に適している。
前記発泡性樹脂組成物は、前記化学発泡剤の発泡反応を促進する金属系の発泡助剤を更に含有し、
前記発泡抑制剤は、前記発泡助剤の金属をキレート化するキレート剤であり、
前記溶媒は、前記発泡性樹脂組成物の樹脂が塩化ビニル系樹脂であるときには非水系溶媒であり、前記発泡性樹脂組成物の樹脂が非塩化ビニル系熱可塑性樹脂であるときには水系溶媒である、と好ましい。
前記発泡抑制剤は、前記発泡助剤の金属をキレート化するキレート剤であり、
前記溶媒は、前記発泡性樹脂組成物の樹脂が塩化ビニル系樹脂であるときには非水系溶媒であり、前記発泡性樹脂組成物の樹脂が非塩化ビニル系熱可塑性樹脂であるときには水系溶媒である、と好ましい。
この構成により、塩化ビニル系樹脂の発泡性樹脂組成物の層に、非水系溶媒によって発泡抑制剤が浸透しやすくなり、又、非塩化ビニル系熱可塑性樹脂の発泡性樹脂組成物の層に、水系溶媒によって発泡抑制剤が密着することにより発泡抑制剤自体の浸透性で発泡抑制剤が浸透しやすくなり、好ましい。
前記印刷工程は、更に、着色剤を含有する着色インクをインクジェット印刷し、
前記発泡性樹脂組成物の樹脂が塩化ビニル系樹脂であるときには前記着色インクは非水系インクであり、
前記発泡性樹脂組成物の樹脂が非塩化ビニル系熱可塑性樹脂であるときには前記着色インクはラテックスインクである、と好ましい。
前記発泡性樹脂組成物の樹脂が塩化ビニル系樹脂であるときには前記着色インクは非水系インクであり、
前記発泡性樹脂組成物の樹脂が非塩化ビニル系熱可塑性樹脂であるときには前記着色インクはラテックスインクである、と好ましい。
この構成により、表面に凹凸模様及び色彩模様を有し、それらの模様のずれがない発泡体を、インクの凝集などによるインクヘッドの詰まりなく、小ロットで、簡便に得ることができる。
前述の課題を解決するため、本発明の第2の観点に係る発泡体製造方法は、表面に凹凸模様を有する発泡体の製造方法であって、
前記の印刷物を、前記発泡性樹脂組成物の層の前記発泡抑制インクが印刷された領域の熱分解と、印刷されていない領域の熱分解の差が生じる温度で加熱して、前記化学発泡剤の少なくとも一部を発泡させて、前記発泡抑制インクが印刷された領域を凹部にする加熱工程、を含む。
前記の印刷物を、前記発泡性樹脂組成物の層の前記発泡抑制インクが印刷された領域の熱分解と、印刷されていない領域の熱分解の差が生じる温度で加熱して、前記化学発泡剤の少なくとも一部を発泡させて、前記発泡抑制インクが印刷された領域を凹部にする加熱工程、を含む。
上記構成の発泡体の製造方法によれば、表面に凹凸模様を有する発泡体を簡便に製造できる。また、この方法は、小ロットの生産に適している。
前述の課題を解決するため、本発明の第3の観点に係る発泡抑制インクは、
化学発泡剤を含有する発泡性樹脂組成物の層を有する印刷用メディアにインクジェット印刷する発泡抑制インクであって、
前記発泡性樹脂組成物の熱分解能を低下させる発泡抑制剤と、前記発泡抑制剤が固体のときには前記発泡抑制剤を溶解し前記発泡抑制剤が液体のときには前記発泡抑制剤と相溶し、かつ前記発泡抑制剤を前記発泡性樹脂組成物に移動させることができる溶媒とを含有し、
前記発泡抑制剤は、ベンゾトリアゾール系化合物であり、
前記発泡性樹脂組成物の樹脂が塩化ビニル系樹脂であるときには前記溶媒は非水系溶媒であり、
前記発泡性樹脂組成物の樹脂が非塩化ビニル系熱可塑性樹脂であるときには前記溶媒は水系溶媒である。
化学発泡剤を含有する発泡性樹脂組成物の層を有する印刷用メディアにインクジェット印刷する発泡抑制インクであって、
前記発泡性樹脂組成物の熱分解能を低下させる発泡抑制剤と、前記発泡抑制剤が固体のときには前記発泡抑制剤を溶解し前記発泡抑制剤が液体のときには前記発泡抑制剤と相溶し、かつ前記発泡抑制剤を前記発泡性樹脂組成物に移動させることができる溶媒とを含有し、
前記発泡抑制剤は、ベンゾトリアゾール系化合物であり、
前記発泡性樹脂組成物の樹脂が塩化ビニル系樹脂であるときには前記溶媒は非水系溶媒であり、
前記発泡性樹脂組成物の樹脂が非塩化ビニル系熱可塑性樹脂であるときには前記溶媒は水系溶媒である。
上記構成の発泡抑制インクによれば、発泡抑制剤が印刷用メディアの発泡性樹脂組成物中の化学発泡剤の発泡性を抑制し、表面に凹凸模様を有する発泡体を簡便に製造できる。また、インクジェットプリンタの部材の腐食を防ぐことができる。
(1)上記目的を達成するため、本発明の第1の観点に係る立体形成物の形成方法は、
加熱されることにより発泡する発泡層(例えば、発泡層12、54)を有するシート状の媒体(例えば、印刷媒体10、50)に、前記発泡層の発泡を制御するためのインク(例えば、発泡抑制層13を形成する発泡抑制インク)を塗布する塗布工程(例えば、図5のステップS2)と、
前記媒体にミシン目(例えば、ミシン目23,24)又は切れ込み(例えば、切れ込み63,64)を形成するカットを施すカット工程(例えば、図5のステップS3)と、
前記塗布工程及び前記カット工程後に前記媒体を加熱することで前記発泡層を発泡させる発泡工程(例えば、図5のステップS4)と、
を備える。
加熱されることにより発泡する発泡層(例えば、発泡層12、54)を有するシート状の媒体(例えば、印刷媒体10、50)に、前記発泡層の発泡を制御するためのインク(例えば、発泡抑制層13を形成する発泡抑制インク)を塗布する塗布工程(例えば、図5のステップS2)と、
前記媒体にミシン目(例えば、ミシン目23,24)又は切れ込み(例えば、切れ込み63,64)を形成するカットを施すカット工程(例えば、図5のステップS3)と、
前記塗布工程及び前記カット工程後に前記媒体を加熱することで前記発泡層を発泡させる発泡工程(例えば、図5のステップS4)と、
を備える。
このような構成によれば、発泡前にミシン目又は切れ込みを形成するカットを行うので、当該カットが、発泡により形成された凸部により邪魔されることもなく、前記のカットを精度良く容易に実行できる。なお、上記形成方法における塗布工程とカット工程との順序は任意であり、塗布工程が先の形成方法もカット工程が先の形成方法も、上記立体形成物の形成方法に含まれる。
(2)上記(1)の立体形成物の形成方法において、
前記媒体に、画像を印刷する印刷工程(例えば、図5のステップS2)を備える、
ようにしてもよい。
前記媒体に、画像を印刷する印刷工程(例えば、図5のステップS2)を備える、
ようにしてもよい。
このような構成によれば、画像を付加した立体形成物を形成することができる。
(3)上記(2)の立体形成物の形成方法において、
前記印刷工程では、前記媒体に、当該媒体の幅方向に並んだ複数の画像を印刷し(例えば、図7(a)に示すように、幅方向に並んだ複数の画像層14を印刷する)、
前記カット工程では、前記複数の画像の間に、前記媒体の長さ方向に沿って延びた前記ミシン目又は切れ込みを形成する(例えば、ミシン目23、切れ込み63を形成する)、
ようにしてもよい。
前記印刷工程では、前記媒体に、当該媒体の幅方向に並んだ複数の画像を印刷し(例えば、図7(a)に示すように、幅方向に並んだ複数の画像層14を印刷する)、
前記カット工程では、前記複数の画像の間に、前記媒体の長さ方向に沿って延びた前記ミシン目又は切れ込みを形成する(例えば、ミシン目23、切れ込み63を形成する)、
ようにしてもよい。
このような構成によれば、好適な形状のミシン目又は切れ込みを形成することができる。例えば、ミシン目を形成する場合、その後にミシン目に沿って立体形成物の一部を他の部分から切り離すことができ、この際、当該一部の幅を媒体の幅方向よりも狭くすることができ、所望の大きさで前記立体形成物の前記一部を切り離すことができる。
(4)上記(1)~(3)のいずれかの立体形成物の形成方法において、
前記塗布工程と、前記カット工程とを同一の装置(例えば、ミシン目又は切れ込みを形成可能な機能を有するインクジェットプリンタ)で実行する、
ようにしてもよい。
前記塗布工程と、前記カット工程とを同一の装置(例えば、ミシン目又は切れ込みを形成可能な機能を有するインクジェットプリンタ)で実行する、
ようにしてもよい。
このような構成によれば、ミシン目又は切れ込みを容易に形成することができる。なお、前記塗布工程と前記カット工程とを異なる装置(塗布工程についてはインクジェットプリンタなどの印刷装置、カット工程についてはカッティングプロッタなどのカッティング装置)により実行するようにしてもよい。
(5)上記(1)~(4)のいずれかの立体形成物の形成方法において、
前記カット工程では、前記ミシン目を形成するカットを前記媒体に施す、
ようにしてもよい。
前記カット工程では、前記ミシン目を形成するカットを前記媒体に施す、
ようにしてもよい。
このような構成によれば、ミシン目によって立体形成物の一部を他の部分から切り離すことができる。
(6)上記(5)の立体形成物の形成方法において、
前記カット工程では、カットしない部分の長さ対カットする部分の長さの比(例えば図9のL1~L4についての、L1:L2あるいはL3:L4)が1:1~1:5の範囲である前記ミシン目を形成する、
ようにしてもよい。
前記カット工程では、カットしない部分の長さ対カットする部分の長さの比(例えば図9のL1~L4についての、L1:L2あるいはL3:L4)が1:1~1:5の範囲である前記ミシン目を形成する、
ようにしてもよい。
このような構成によれば、ミシン目によって立体形成物の一部を他の部分から容易に切り離すことができる。
(7)上記目的を達成するため、本発明の第2の観点に係る立体形成物の形成システム(例えば、形成システム100)は、
加熱されることにより発泡する発泡層(例えば、発泡層12、54)を有するシート状の媒体(例えば、印刷媒体10、50)に、前記発泡層の発泡を制御するためのインク(例えば、発泡抑制層13を形成する発泡抑制インク)を塗布する塗布手段(例えば、インクジェットプリンタ101の印刷機能)と、
前記媒体にミシン目(例えば、ミシン目23,24)又は切れ込み(例えば、切れ込み63,64)を形成するカットを施すカット手段(例えば、インクジェットプリンタ101のカット機能、又は、カッティングプロッタなどのカッティング装置)と、
前記インクが塗布され、かつ、前記カットが施された前記媒体を加熱することで前記発泡層を発泡させる発泡手段(例えば、ヒーター121)と、
を備える。
加熱されることにより発泡する発泡層(例えば、発泡層12、54)を有するシート状の媒体(例えば、印刷媒体10、50)に、前記発泡層の発泡を制御するためのインク(例えば、発泡抑制層13を形成する発泡抑制インク)を塗布する塗布手段(例えば、インクジェットプリンタ101の印刷機能)と、
前記媒体にミシン目(例えば、ミシン目23,24)又は切れ込み(例えば、切れ込み63,64)を形成するカットを施すカット手段(例えば、インクジェットプリンタ101のカット機能、又は、カッティングプロッタなどのカッティング装置)と、
前記インクが塗布され、かつ、前記カットが施された前記媒体を加熱することで前記発泡層を発泡させる発泡手段(例えば、ヒーター121)と、
を備える。
このような構成によれば、発泡前にミシン目又は切れ込みを形成するカットを行うので、前記のカットが、発泡により形成された凸部により邪魔されることもなく、前記のカットを精度良く容易に実行できる。
本発明の第1の観点に係る加熱機は、
所定の搬送方向に搬送されているメディアの一面を当該一面側から非接触で加熱する加熱装置と、
前記メディアの一面への前記加熱装置の加熱により前記メディアの他面の温度が所定温度以上にならないように前記メディアの他面を当該他面側から冷却する冷却装置と、
を備える。
所定の搬送方向に搬送されているメディアの一面を当該一面側から非接触で加熱する加熱装置と、
前記メディアの一面への前記加熱装置の加熱により前記メディアの他面の温度が所定温度以上にならないように前記メディアの他面を当該他面側から冷却する冷却装置と、
を備える。
上述の構成によれば、種々のメディアを好適に加熱できる。
前記加熱装置は、輻射式である、
ことが好ましい。
ことが好ましい。
上述の構成によれば、種々のメディアを好適に加熱できる。
前記冷却装置は、冷却ロール又は冷却ファンである、
ことが好ましい。
ことが好ましい。
上述の構成によれば、種々のメディアを好適に加熱できる。
本発明の第2の観点に係る発泡性メディアの発泡機は、
本発明の第1の観点に係る加熱機を備え、
前記メディアは、加熱により発泡する発泡層と、粘着性を有する粘着層と、前記粘着層を挟んで前記発泡層とは反対側で前記粘着層に貼り付けられており前記粘着層とは剥離可能な離型材と、を備える発泡性メディアであり、
前記加熱装置は、前記発泡性メディアを前記発泡層側から加熱し、
前記冷却装置は、前記発泡性メディアを前記離型材側から冷却し、
前記加熱装置による加熱と前記冷却装置による冷却とにより、前記発泡性メディア内に、前記発泡層が発泡温度以上となり、前記粘着層又は前記離型材が前記発泡層の発泡温度未満の温度であって前記粘着層又は前記離型材の機能性が失われない又は低下しない温度となる温度勾配を形成する。
本発明の第1の観点に係る加熱機を備え、
前記メディアは、加熱により発泡する発泡層と、粘着性を有する粘着層と、前記粘着層を挟んで前記発泡層とは反対側で前記粘着層に貼り付けられており前記粘着層とは剥離可能な離型材と、を備える発泡性メディアであり、
前記加熱装置は、前記発泡性メディアを前記発泡層側から加熱し、
前記冷却装置は、前記発泡性メディアを前記離型材側から冷却し、
前記加熱装置による加熱と前記冷却装置による冷却とにより、前記発泡性メディア内に、前記発泡層が発泡温度以上となり、前記粘着層又は前記離型材が前記発泡層の発泡温度未満の温度であって前記粘着層又は前記離型材の機能性が失われない又は低下しない温度となる温度勾配を形成する。
上述の構成によれば、種々の発泡性メディアを好適に加熱できる。特に、粘着層又は離型材の機能性を維持しつつ発泡層を発泡させることができる。
本発明の第3の観点に係る発泡済みメディアの製造方法は、
加熱により発泡する発泡層と、粘着性を有する粘着層と、前記粘着層を挟んで前記発泡層とは反対側で前記粘着層に貼り付けられており前記粘着層とは剥離可能な離型材と、を備える発泡性メディアを準備する工程と、
前記発泡性メディアを前記発泡層側から加熱し且つ前記離型材側から冷却することで、前記発泡層が発泡温度以上となり、前記粘着層又は前記離型材が前記発泡層の発泡温度未満の温度であって前記粘着層又は前記離型材の機能性が失われない又は低下しない温度となる温度勾配を形成し、前記粘着層又は前記離型材の機能性を維持しつつ前記発泡層を発泡させる、発泡工程と、
を備える。
加熱により発泡する発泡層と、粘着性を有する粘着層と、前記粘着層を挟んで前記発泡層とは反対側で前記粘着層に貼り付けられており前記粘着層とは剥離可能な離型材と、を備える発泡性メディアを準備する工程と、
前記発泡性メディアを前記発泡層側から加熱し且つ前記離型材側から冷却することで、前記発泡層が発泡温度以上となり、前記粘着層又は前記離型材が前記発泡層の発泡温度未満の温度であって前記粘着層又は前記離型材の機能性が失われない又は低下しない温度となる温度勾配を形成し、前記粘着層又は前記離型材の機能性を維持しつつ前記発泡層を発泡させる、発泡工程と、
を備える。
上述の構成によれば、種々の発泡性メディアを好適に加熱できる。特に、粘着層又は離型材の機能性を維持しつつ発泡層を発泡させることができる。
本発明の第1の観点に係る発泡物の製造方法は、
加熱により発泡し且つ搬送経路にわたって連続するシート状の被加工物を当該搬送経路に沿って搬送する過程において当該被加工物を加工し且つ発泡させる発泡物の製造方法であって、
前記被加工物を断続的に搬送しながら当該被加工物を加工する加工工程と、
前記加工工程で加工された前記被加工物をたるませた状態で搬送する搬送工程と、
前記搬送工程で搬送された前記被加工物を連続的に搬送しながら加熱領域にて加熱することで当該被加工物を発泡させる発泡工程と、
を備える。
加熱により発泡し且つ搬送経路にわたって連続するシート状の被加工物を当該搬送経路に沿って搬送する過程において当該被加工物を加工し且つ発泡させる発泡物の製造方法であって、
前記被加工物を断続的に搬送しながら当該被加工物を加工する加工工程と、
前記加工工程で加工された前記被加工物をたるませた状態で搬送する搬送工程と、
前記搬送工程で搬送された前記被加工物を連続的に搬送しながら加熱領域にて加熱することで当該被加工物を発泡させる発泡工程と、
を備える。
以上の構成によれば、発泡物を製造するにあたって、被加工物の搬送を好適に行うことができる。特に、被加工物に印刷する画像の解像度に対して印刷速度を最適化できる。
前記搬送工程で第1の長さだけ前記被加工物をたるませた状態から所定時間にわたって前記加工工程、前記搬送工程、及び前記発泡工程を行い、前記加工工程では、前記被加工物を前記所定時間にわたって第2の長さだけ搬送し、前記発泡工程では、前記被加工物を前記所定時間にわたって第3の長さだけ搬送する場合に、
前記第3の長さは前記第1の長さと前記第2の長さとの合計以下である、
ことが好ましい。
前記第3の長さは前記第1の長さと前記第2の長さとの合計以下である、
ことが好ましい。
以上の構成によれば、発泡物を製造するにあたって、被加工物の搬送を好適に行うことができる。特に、被加工物に印刷する画像の解像度に対して印刷速度を最適化できる。
前記発泡工程における前記被加工物の搬送速度を変更し、且つ、前記被加工物の搬送経路に沿った前記加熱領域の長さを、変更後の前記搬送速度に応じて変更する発泡条件変更工程をさらに備える、
ことが好ましい。
ことが好ましい。
以上の構成によれば、発泡物を製造するにあたって、被加工物の搬送を好適に行うことができる。特に、被加工物に印刷する画像の解像度に対して印刷速度を最適化できる。
本発明の第2の観点に係る発泡物の製造装置は、
加熱により発泡し且つ搬送経路にわたって連続するシート状の被加工物を当該搬送経路に沿って搬送する搬送装置と、
前記搬送経路の途中に設けられた加工領域において前記被加工物を加工する加工装置と、
前記搬送経路の途中且つ前記加工領域の下流に設けられた加熱領域において、前記加工装置で加工された前記被加工物を加熱することで当該被加工物を発泡させる発泡装置と、を備え、
前記搬送装置は、
前記加工領域において前記被加工物を断続的に搬送し、
前記加熱領域において前記被加工物を連続的に搬送し、且つ、
前記加工装置と前記発泡装置との間で前記被加工物をたるませる。
加熱により発泡し且つ搬送経路にわたって連続するシート状の被加工物を当該搬送経路に沿って搬送する搬送装置と、
前記搬送経路の途中に設けられた加工領域において前記被加工物を加工する加工装置と、
前記搬送経路の途中且つ前記加工領域の下流に設けられた加熱領域において、前記加工装置で加工された前記被加工物を加熱することで当該被加工物を発泡させる発泡装置と、を備え、
前記搬送装置は、
前記加工領域において前記被加工物を断続的に搬送し、
前記加熱領域において前記被加工物を連続的に搬送し、且つ、
前記加工装置と前記発泡装置との間で前記被加工物をたるませる。
以上の構成によれば、発泡物を製造するにあたって、被加工物の搬送を好適に行うことができる。特に、被加工物に印刷する画像の解像度に対して印刷速度を最適化できる。
前記搬送装置は、前記加熱領域における前記被加工物の搬送速度を変更可能に構成されており、
前記発泡装置は、前記搬送速度に応じて前記加熱領域の長さを変更可能に構成されている、
ことが好ましい。
前記発泡装置は、前記搬送速度に応じて前記加熱領域の長さを変更可能に構成されている、
ことが好ましい。
以上の構成によれば、発泡物を製造するにあたって、被加工物の搬送を好適に行うことができる。特に、被加工物に印刷する画像の解像度に対して印刷速度を最適化できる。
本発明の第3の観点に係る発泡装置は、
連続的に搬送される、加熱により発泡するシート状の被加工物を加熱領域にて加熱することで当該被加工物を発泡させる発泡装置であって、
前記加熱領域における加熱を行う加熱手段と、
前記加熱領域における前記被加工物の搬送速度に応じて前記加熱領域の長さを変更する変更手段と、
を備える。
連続的に搬送される、加熱により発泡するシート状の被加工物を加熱領域にて加熱することで当該被加工物を発泡させる発泡装置であって、
前記加熱領域における加熱を行う加熱手段と、
前記加熱領域における前記被加工物の搬送速度に応じて前記加熱領域の長さを変更する変更手段と、
を備える。
以上の構成によれば、発泡物を製造するにあたって、被加工物の搬送を好適に行うことができる。特に、被加工物に印刷する画像の解像度に対して印刷速度を最適化できる。
前記加熱手段は、前記被加工物の搬送経路に沿って並んで配置された複数個の加熱装置を備え、
前記変更手段は、動作させる前記加熱装置の数を変更することで、前記加熱領域の前記長さを変更する、
ことが好ましい。
前記変更手段は、動作させる前記加熱装置の数を変更することで、前記加熱領域の前記長さを変更する、
ことが好ましい。
以上の構成によれば、発泡物を製造するにあたって、被加工物の搬送を好適に行うことができる。特に、加熱領域の長さの変更を簡便に行うことができる。
本発明によれば、表面に凹凸模様を有する発泡体の、簡便であり、かつ小ロットの生産に適した、発泡性の印刷物の製造方法、それに適した発泡体製造方法、発泡抑制インクを提供できる。
本発明によれば、種々のメディアを好適に加熱できる。
以上によれば、発泡物を製造する際に、発泡性被加工物の搬送を好適に行える。
図1に、本発明の一実施形態に係る、発泡体の製造方法のフロー図を示す。図1には、本発明の一実施形態として、印刷用メディアに、インクジェットプリンタで発泡抑制インクを、必要により更に着色インクをインクジェット印刷(印刷工程)して印刷物を製造し、その印刷物を加熱(加熱工程)して、凹凸模様を有する発泡体を製造するフロー図が示してある。以下、本発明について印刷物の製造方法から、詳細に説明する。
本発明の印刷物製造方法は、発泡することにより表面に凹凸模様を形成する発泡性の印刷物の製造方法であって、化学発泡剤を含有する発泡性樹脂組成物の層を有する印刷用メディアに、発泡抑制インクを発泡性樹脂組成物の軟化温度未満の温度条件下でインクジェット印刷する印刷工程を含む。また、前述の印刷工程で、更に、印刷用メディアに着色インクをインクジェット印刷することもできる。
ここで、表面に凹凸模様を有する発泡体とは、表面に凹部と凸部を有するものの他、凹部のみを有するもの、凸部のみを有するもの、階段状に凹部、凸部があるものなど、平らでない発泡体を含む。
(印刷用メディア)
本発明に用いる印刷用メディアは、発泡性樹脂組成物の層を備える。この発泡性樹脂組成物は、化学発泡剤を含有する。
本発明に用いる印刷用メディアは、発泡性樹脂組成物の層を備える。この発泡性樹脂組成物は、化学発泡剤を含有する。
(化学発泡剤)
本発明に用いる化学発泡剤は、所定の温度で化学的にガスを発生して分解する物質であれば特に限定されないが、具体例としては、アゾジカルボンアミド(ADCA)、4,4’-オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)、1,1’-アゾビス(1-アセトキシ-1-フェニルエタン)、ジメチル-2,2’-アゾビスブチレート、ジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレート、2,2’-アゾビス(2,4,4-トリメチルペンタン)、1,1’-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)、2,2’-アゾビス[N-(2-カルボキシエチル)-2-メチル-プロピオンアミジン]等のアゾ化合物;N,N’-ジニトロソペンタメチレンテトラミン(DPT)等のニトロソ化合物;4,4’-オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)、ジフェニルスルホン-3,3’-ジスルホニルヒドラジド等のヒドラジン誘導体;p-トルエンスルホニルセミカルバジド等のセミカルバジド化合物;トリヒドラジノトリアジンなどの有機系熱分解型発泡剤、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素アンモニウム等の重炭酸塩、炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム等の炭酸塩;亜硝酸アンモニウム等の亜硝酸塩、水素化合物などの無機系熱分解型発泡剤が挙げられる。
本発明に用いる化学発泡剤は、所定の温度で化学的にガスを発生して分解する物質であれば特に限定されないが、具体例としては、アゾジカルボンアミド(ADCA)、4,4’-オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)、1,1’-アゾビス(1-アセトキシ-1-フェニルエタン)、ジメチル-2,2’-アゾビスブチレート、ジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレート、2,2’-アゾビス(2,4,4-トリメチルペンタン)、1,1’-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)、2,2’-アゾビス[N-(2-カルボキシエチル)-2-メチル-プロピオンアミジン]等のアゾ化合物;N,N’-ジニトロソペンタメチレンテトラミン(DPT)等のニトロソ化合物;4,4’-オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)、ジフェニルスルホン-3,3’-ジスルホニルヒドラジド等のヒドラジン誘導体;p-トルエンスルホニルセミカルバジド等のセミカルバジド化合物;トリヒドラジノトリアジンなどの有機系熱分解型発泡剤、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素アンモニウム等の重炭酸塩、炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム等の炭酸塩;亜硝酸アンモニウム等の亜硝酸塩、水素化合物などの無機系熱分解型発泡剤が挙げられる。
例えば、アゾジカルボンアミドは、230℃程度で分解して、窒素ガス、一酸化炭素ガス、炭酸ガスなどが発生する。
化学発泡剤としては、有機系熱分解型発泡剤が好ましく、アゾ化合物がより好ましく、アゾジカルボンアミド、N,N’-ジニトロソペンタメチレンテトラミン、又は4,4’-オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)が特に好ましい。これらの化学発泡剤は、単独、又は複数種類を用いることができる。
(発泡助剤)
本発明に係る発泡性樹脂組成物は、更に発泡助剤を含有すると好ましい。発泡助剤は、化学発泡剤の発泡反応を促進するものであれば特に限定されないが、より具体的には、化学発泡剤の分解温度を低下させる触媒であると好ましく、金属を含む金属系の発泡助剤がより好ましい。発泡助剤が金属系の発泡助剤であると、後述のキレート剤を用いて化学発泡剤の発泡性を容易に調整できる。
本発明に係る発泡性樹脂組成物は、更に発泡助剤を含有すると好ましい。発泡助剤は、化学発泡剤の発泡反応を促進するものであれば特に限定されないが、より具体的には、化学発泡剤の分解温度を低下させる触媒であると好ましく、金属を含む金属系の発泡助剤がより好ましい。発泡助剤が金属系の発泡助剤であると、後述のキレート剤を用いて化学発泡剤の発泡性を容易に調整できる。
発泡助剤としては、例えば、亜鉛化合物、バリウム化合物等の有機金属化合物又は無機金属化合物、有機酸、尿素、これらの誘導体が挙げられる。中でも有機金属化合物又は無機金属化合物が好ましく、亜鉛化合物、バリウム化合物が好ましい。
亜鉛化合物の有機金属化合物又は無機金属化合物の具体例としては、酸化亜鉛(ZnO)、ステアリン酸亜鉛が挙げられる。有機酸の具体例としては、ホウ酸、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸が挙げられる。
例えば、化学発泡剤としてアゾジカルボンアミド(ADCA)を用いた場合に、発泡助剤として酸化亜鉛を用いると、化学発泡剤の分解温度が、約240℃から約150℃程度に低下する。
これらの発泡助剤は、単独、又は複数種類を用いることができる。例えば、ステアリン酸亜鉛と酸化亜鉛とを併用することができる。
印刷用メディアの発泡助剤が有機金属化合物又は無機金属化合物などの金属化合物である場合は、後述する発泡抑制剤がこの発泡助剤をキレート化するなどにより発泡助剤としての効果を無効化して、印刷用メディアの特定領域のみの発泡を抑制して、相対的に凹部を形成させることができる。
(樹脂)
本発明に係る発泡性樹脂組成物は、少なくとも前述の化学発泡剤を含有する樹脂組成物である。樹脂組成物を構成する樹脂は、熱可塑性樹脂であると好ましい。熱可塑性樹脂として、塩化ビニル系樹脂、非塩化ビニル系熱可塑性樹脂が挙げられる。
本発明に係る発泡性樹脂組成物は、少なくとも前述の化学発泡剤を含有する樹脂組成物である。樹脂組成物を構成する樹脂は、熱可塑性樹脂であると好ましい。熱可塑性樹脂として、塩化ビニル系樹脂、非塩化ビニル系熱可塑性樹脂が挙げられる。
塩化ビニル系樹脂としては、塩化ビニルモノマーを単独重合した重合体、塩化ビニルモノマーと他のモノマーとを共重合した重合体、これらの変性体が挙げられる。塩化ビニル系樹脂は、可塑剤を含有する軟化塩化ビニル系樹脂であると好ましい。
ここで、非塩化ビニル系熱可塑性樹脂は、塩化ビニル系樹脂を除く熱可塑性樹脂である。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、エチレン-酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂など、モノマーとして塩化ビニルを含まない重合体の熱可塑性樹脂が挙げられる。
発泡性樹脂組成物は、本発明の目的を損なわない範囲で、他の添加剤を含有することができる。他の添加剤としては、充填材、難燃剤、可塑剤、耐熱安定剤、耐候安定剤、顔料、染料などが挙げられる。
充填材としては、炭酸カルシウム、タルク、マイカなどが挙げられる。
難燃剤としては、水酸化ナトリウム、水酸化マグネシウム、リン系難燃剤、ハロゲン系難燃剤などが挙げられる。
可塑剤としては、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジブチルなどのフタル酸エステル;アジピン酸ジオクチル、アジピン酸ジイソノニルなどのアジピン酸エステル;トリメリット酸トリオクチルなどのトリメット酸エステル;フタル酸イソノニルなどのフタル酸エステルなどが挙げられる。
(基材)
本発明に用いる印刷用メディアは、発泡性樹脂組成物の層の他に、更に基材を備えると好ましい。印刷用メディアが基材を備える場合には、発泡性樹脂組成物の層を、基材の面上に直接的に又は間接的に積層して、印刷用メディアの強度を上げることができる。また、発泡性樹脂組成物の層が基材を備えると、発泡性樹脂組成物の層を加熱して発泡させる際に、溶解、軟化した発泡性樹脂組成物の層を保持すると共に、発泡性樹脂組成物の層が発泡して体積膨脹する方向が基材と接する面の反対の面の側の方向になるため、凹凸の高低差を大きくすることができる。
本発明に用いる印刷用メディアは、発泡性樹脂組成物の層の他に、更に基材を備えると好ましい。印刷用メディアが基材を備える場合には、発泡性樹脂組成物の層を、基材の面上に直接的に又は間接的に積層して、印刷用メディアの強度を上げることができる。また、発泡性樹脂組成物の層が基材を備えると、発泡性樹脂組成物の層を加熱して発泡させる際に、溶解、軟化した発泡性樹脂組成物の層を保持すると共に、発泡性樹脂組成物の層が発泡して体積膨脹する方向が基材と接する面の反対の面の側の方向になるため、凹凸の高低差を大きくすることができる。
基材としては、裏打ち紙、不織布などが挙げられる。
本発明に係る印刷用メディアは、基材に発泡性樹脂組成物を膜厚0.15mm程度でコーティングするなど、特許文献1~3に記載の方法などの公知の方法で製造することができる。
(発泡抑制インク)
本発明に用いる発泡抑制インクは、前述の発泡性樹脂組成物の熱分解能を低下させる発泡抑制剤と、発泡抑制剤が固体のときには発泡抑制剤を溶解し発泡抑制剤が液体のときには発泡抑制剤と相溶し、かつ発泡抑制剤を発泡性樹脂組成物に移動させることができる溶媒とを含有する。
本発明に用いる発泡抑制インクは、前述の発泡性樹脂組成物の熱分解能を低下させる発泡抑制剤と、発泡抑制剤が固体のときには発泡抑制剤を溶解し発泡抑制剤が液体のときには発泡抑制剤と相溶し、かつ発泡抑制剤を発泡性樹脂組成物に移動させることができる溶媒とを含有する。
(発泡抑制剤)
本発明に用いる発泡抑制インクが含有する発泡抑制剤は、前述の発泡性樹脂組成物の熱分解能を低下させるものであれば特に限定されない。例えば、発泡性樹脂組成物が、化学発泡剤と発泡助剤を含有し、発泡助剤が金属触媒からなるものである場合には、発泡抑制剤としては、その触媒金属をキレート化(配位)し、触媒機能を低下させることが出来るものが好ましい。そのような発泡抑制剤としては、キレート剤が挙げられる。
本発明に用いる発泡抑制インクが含有する発泡抑制剤は、前述の発泡性樹脂組成物の熱分解能を低下させるものであれば特に限定されない。例えば、発泡性樹脂組成物が、化学発泡剤と発泡助剤を含有し、発泡助剤が金属触媒からなるものである場合には、発泡抑制剤としては、その触媒金属をキレート化(配位)し、触媒機能を低下させることが出来るものが好ましい。そのような発泡抑制剤としては、キレート剤が挙げられる。
キレート剤は、触媒金属をキレート化(配位)しうるものであれば、特に限定されない。キレート剤としては、グリコール酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸などのオキシカルボン酸及びこれらの塩、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、ニトリロ三酢酸(NTA)、ジエチレントリアミン五酢酸(DTPA)、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸(HEDTA)、グリコールエーテルジアミン四酢酸(GEDTA)、トリエチレンテトラミン六酢酸(TTHA)、ヒドロキシエチルイミノ二酢酸(HIDA)、ジヒドロキシエチルグリシン(DHEG)などのアミノカルボン酸及びこれらの塩、2-アミノエチルホスホン酸、1-ヒドロキシエチリデン-1,1-ジホスホン酸、アミノトリ(メチレンホスホン酸)、エチレンジアミンテトラキス(メチレンホスホン酸)、ジエチレントリアミンペンタ(メチレンホスホン酸)、エタン-1,1-ジホスホン酸、エタン-1,1,2-トリホスホン酸、エタン-1-ヒドロキシ-1,1-ジホスホン酸、エタン-1-ヒドロキシ-1,1,2-トリホスホン酸、エタン-1,2-ジカルボキシ-1,2-ジホスホン酸、メタンヒドロキシホスホン酸、2-ホスホノブタン-1,2-ジカルボン酸、1-ホスホノブタン-2,3,4-トリカルボン酸およびα-メチルホスホノコハク酸などのホスホン酸及びこれらの塩、5-メチル-1H-ベンゾトリアゾール(別名:トルトリアゾ-ル)、ベンゾトリアゾールなどのトリアゾール系化合物及びこれらの塩が挙げられる。中でも、インクジェットヘッドなどの印刷装置の部材を腐食させず、またその撥水層を溶解しないキレート剤が好ましい。この様なキレート剤としては、トリアゾール系化合物が挙げられる。
ベンゾトリアゾール系化合物としては、印刷用メディアの発泡性樹脂組成物の層中への浸透性などの点で、1,2,3-ベンゾトリアゾール、1-[N,N-ビス(2-エチルヘキシル)アミノメチル]ベンゾトリアゾール、1-[N,N-ビス(2-エチルヘキシル)アミノメチル]メチルベンゾトリアゾール、及び2,2’-[[(メチル-1H-ベンゾトリアゾール-1-イル)メチル]イミノ]ビスエタノールが好ましい。
また、ベンゾトリアゾール系化合物は、後述の加熱工程中の分解を防ぎ、昇華による印刷部以外への拡散を防ぐことができるなどの点で、分解温度及び沸点が、後述の加熱温度よりも高いものが好ましい。
これらのベンゾトリアゾール系化合物は、市販の化合物を用いることができる。例えば、1,2,3-ベンゾトリアゾールとしては、城北化学工業株式会社のBT-120、1-[N,N-ビス(2-エチルヘキシル)アミノメチル]ベンゾトリアゾールとしては、城北化学工業株式会社のBT-LX(商品名)、1-[N,N-ビス(2-エチルヘキシル)アミノメチル]メチルベンゾトリアゾールとしては、城北化学工業株式会社のTT-LX(商品名)、2,2’-[[(メチル-1H-ベンゾトリアゾール-1-イル)メチル]イミノ]ビスエタノールとしては、城北化学工業株式会社のTT-LYK(商品名)などを用いることができる。
発泡抑制剤が常温で固体の場合、発泡抑制インクを印刷後に、印刷用メディア上で乾燥すると固体となることで後述の着色インクの滲みを防ぐことができる。一方、発泡抑制剤が常温で液体の場合、インクジェットヘッドの詰まりが発生しないのでメンテナンス性に優れる。発泡抑制剤は、単独、又は複数種類を用いることができる。
(溶媒)
本発明に用いる発泡抑制インクは、溶媒を含有する。溶媒は、常温(15℃~25℃)で液体の化合物であり、前記発泡抑制剤が固体のときには前記発泡抑制剤を溶解し前記発泡抑制剤が液体のときには前記発泡抑制剤と相溶し、かつ前記発泡抑制剤を前記発泡性樹脂組成物に移動させることができるものであれば特に限定されないが、発泡性樹脂組成物の可塑剤として用いられる高沸点化合物以外のものが、発泡抑制剤を発泡性樹脂組成物に浸透させる速度の速さ、印刷用メディアの可塑性などの物性の変化を防ぐことができる点などの観点で好ましい。
本発明に用いる発泡抑制インクは、溶媒を含有する。溶媒は、常温(15℃~25℃)で液体の化合物であり、前記発泡抑制剤が固体のときには前記発泡抑制剤を溶解し前記発泡抑制剤が液体のときには前記発泡抑制剤と相溶し、かつ前記発泡抑制剤を前記発泡性樹脂組成物に移動させることができるものであれば特に限定されないが、発泡性樹脂組成物の可塑剤として用いられる高沸点化合物以外のものが、発泡抑制剤を発泡性樹脂組成物に浸透させる速度の速さ、印刷用メディアの可塑性などの物性の変化を防ぐことができる点などの観点で好ましい。
発泡抑制インクは、印刷用メディアの発泡性樹脂組成物の樹脂に対応した溶媒を用いると好ましい。具体的には、発泡性樹脂組成物の樹脂が塩化ビニル系樹脂である場合には、発泡抑制インクの溶媒は非水系溶媒を用い、発泡性樹脂組成物の樹脂が非塩化ビニル系熱可塑性樹脂である場合には、発泡抑制インクの溶媒は水系溶媒を用いると好ましい。
非水系溶媒は、水に不溶な溶媒であり、例えば、揮発性有機化合物(VOC)が挙げられ、好ましくは沸点が、加熱工程の加熱温度未満であると好ましく、例えば200℃未満である化合物が好ましい。また、非水系溶媒としては、ラクトン系溶剤やグリコールエーテル溶剤が挙げられる。ラクトン系溶剤は、塩化ビニル系樹脂の溶解性が高く好ましい。これらの非水系溶媒は、塩化ビニル系樹脂を溶解するので、発泡抑制インク中の発泡抑制剤をインク中で溶解又は分散させるとともに、印刷用メディア上では、発泡抑制剤を発泡性樹脂組成物へ浸透させ、発泡性樹脂組成物の層の発泡性を変化させる。
ラクトン系溶剤としては、γ-ブチロラクトン、ε-カプロラクトンなどが挙げられ、得られるインクの粘度がインクジェット印刷に適した粘度にできる点で、ε-カプロラクトンが好ましい。
グリコールエーテル溶剤としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールブチルエーテルなどが挙げられるが、ジエチレングリコールエチルメチルエーテルが、インクジェット印刷後の発泡抑制インクの乾燥性の点で好ましい。
非水系溶媒は、1種単独、又は複数種類を用いることができるが、ラクトン系溶剤と、グリコールエーテル溶剤のうち一種類又は二種類以上を混合して用いると好ましい。
非水系溶媒は、可塑剤と比べると塩化ビニル系樹脂へ発泡抑制剤を浸透させる能力が高く、短時間で、発泡抑制剤を塩化ビニル系樹脂の層の底部まで浸透させることができる。また、非水系溶媒は、塩化ビニル系樹脂を溶解するが、非水系溶媒を乾燥させた後は、塩化ビニル系樹脂層は固体に戻るので、発泡性樹脂組成物の機能を低下させない。
発泡抑制インクの溶媒として、非水系溶媒を用いる場合には、発泡抑制剤としては、非極性溶媒への溶解度が高いものを用いることが好ましい。非極性溶媒への溶解度が高い発泡抑制剤としては、2,2’-[[(メチル-1H-ベンゾトリアゾール-1-イル)メチル]イミノ]ビスエタノールが挙げられる。
発泡抑制インクの溶媒として非水系溶媒を用いる場合、発泡抑制インク中の発泡抑制剤の比率は、1~80重量%であると好ましく、5~20重量%であるとより好ましい。また、発泡抑制インク中の非水系溶媒の比率は、20~99重量%であると好ましく、80~95重量%であるとより好ましい。
非水系溶媒として揮発性有機化合物を用いる場合、非水系溶媒中の50重量%以上の比率で揮発性有機化合物を含有していると好ましい。また、揮発性有機化合物の発泡抑制インク中の含有率は、1重量%以上であり、好ましくは10重量%以上であり、より好ましくは20重量%以上であり、特に好ましくは80重量%以上である。
水系溶媒は、水、及びアルコール類などの水に可溶性の溶媒が挙げられる。アルコール類としては、例えば、保湿剤の、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、1,2-ブタンジオール、1,4-ブタンジオールなどのジオール類;グリセリン、1,2,4-ブタントリオールなどのトリオールなどが挙げられる。これらの水及びアルコール類は、1種単独、又は複数種類を用いることができる。水系溶媒を用いる場合、発泡抑制インクは印刷用メディアの発泡性樹脂組成物の層を溶解せず浸透もしないが、保湿剤を併用すると、発泡抑制剤を発泡性樹脂組成物の層に定着させることができるので好ましい。保湿剤のアルコール類としては、プロピレングリコールが好ましい。
発泡抑制インクの溶媒として、水系溶媒を用いる場合には、発泡抑制剤としては、極性溶媒への溶解度が高いものを用いることが好ましい。極性溶媒への溶解度が高い発泡抑制剤としては、1,2,3-ベンゾトリアゾール、1-[N,N-ビス(2-エチルヘキシル)アミノメチル]ベンゾトリアゾールなどが挙げられ、1-[N,N-ビス(2-エチルヘキシル)アミノメチル]ベンゾトリアゾールが好ましい。発泡抑制インクの溶媒として水系溶媒を用いる場合、発泡抑制インクは印刷用メディアの発泡性樹脂組成物の層を溶解せず浸透もしないので、発泡抑制剤自体が、発泡性樹脂組成物の層に拡散しうるものであると好ましい。このような発泡抑制剤としては、1,2,3-ベンゾトリアゾール、1-[N,N-ビス(2-エチルヘキシル)アミノメチル]ベンゾトリアゾールなどが挙げられる。
発泡抑制インクの溶媒として水系溶媒を用いる場合、発泡抑制インク中の発泡抑制剤の比率は、1~40重量%であると好ましく、5~20重量%であるとより好ましい。また、発泡抑制インク中の水系溶媒の比率は、5~50重量%であると好ましく、10~30重量%であるとより好ましい。
発泡抑制インクの粘度は特に限定されないが、インクジェット印刷に適した粘度である3~18mPa・s程度とすることが好ましい。粘度は、溶媒組成や比率を変えることで調整できる。
(その他の成分)
本発明に係る発泡抑制インクは、本発明の効果を損なわない範囲で、更にその他の成分を含有することができる。その他の成分としては、着色剤、表面調整剤などが挙げられる。
本発明に係る発泡抑制インクは、本発明の効果を損なわない範囲で、更にその他の成分を含有することができる。その他の成分としては、着色剤、表面調整剤などが挙げられる。
発泡抑制インクは、無色透明とすることで、インク使用量を増減させても発泡体の色彩模様に影響を与えなくすることができるが、着色剤を含有することで、例えば、黒色の着色剤を用いて凹部を強調することもできる。
表面調整剤としては、例えばアセチレン系表面調整剤、シリコン系表面調整剤などが挙げられる。表面調整剤を用いる場合の表面調整剤の発泡抑制インク中の含有量は、0.1~1重量%であると好ましい。アセチレン系表面調整剤としてはアセチレン結合を有する多価アルコール化合物が挙げられ、例えば、エアープロダクツ社製のサーフィノール104、サーフィノール400等が挙げられる。シリコン系表面調整剤としては、日信化学工業株式会社製のシルフェイス等が挙げられる。発泡抑制インクがアセチレン系表面調整剤を含有すると、発泡抑制インクの表面張力が低減し、印刷用メディア表面でのはじきを防止できる。
(着色インク)
本発明に係る印刷物製造方法では、前述の印刷工程で、更に、着色剤を含有する着色インクを印刷用メディアにインクジェット印刷することができる。これにより発泡体に、凹凸模様に加えて、色彩模様を付与することができる。
本発明に係る印刷物製造方法では、前述の印刷工程で、更に、着色剤を含有する着色インクを印刷用メディアにインクジェット印刷することができる。これにより発泡体に、凹凸模様に加えて、色彩模様を付与することができる。
着色インクとして用いるインクセットは、色彩模様を表現できるものであれば特に限定されないが、C(シアン)、M(マゼンダ)、Y(イエロー)、K(黒)の4色を有するインクセットが挙げられる。また、これに加えて、Lc(ライトシアン)、Lm(ライトマゼンダ)、Lk(ライトブラック)、Or(オレンジ)、W(ホワイト)、Si(シルバー)を使用することで、得られる発泡体の意匠性を向上させることができる。
着色インクの態様は限定されない、例えば、溶剤インク、ラテックスインク、水性顔料インク、UV硬化インク、水性昇華インク、酸性染料インク、反応染料インク、捺染顔料インク、分散染料インクが挙げられる。
発泡抑制インクとして非水系溶媒を用いる場合には、着色インクも非水系溶媒を用いることが好ましく、非水系の顔料インクがより好ましく、溶剤インクが特に好ましい。これにより混液による内容物の凝集の発生を防ぐことができる。
溶剤インクとしては、ミマキエンジニアリング株式会社製のソルベントインクSS21(着色剤:顔料、溶媒:有機溶媒)のC(シアン)、M(マゼンダ)、Y(イエロー)、K(ブラック)、Lc(ライトシアン)、Lm(ライトマゼンダ)、Lk(ライトブラック)、Or(オレンジ)、W(ホワイト)、Si(シルバー)、ミマキエンジニアリング株式会社製のソルベントインクBS4(着色剤:顔料、溶媒:有機溶媒)のC(シアン)、M(マゼンダ)、Y(イエロー)、BK(ブラック)、LC(ライトシアン)、LM(ライトマゼンダ)等が挙げられる。
また、発泡抑制インクとして水系溶媒を用いる場合には、着色インクも水系溶媒を用いることが好ましく、ラテックスインク及び水性顔料インクがより好ましく、ラテックスインクが特に好ましい。これにより混液による内容物の凝集の発生を防ぐことができる。
ラテックスインクとしては、ミマキエンジニアリング株式会社製のラテックスインクLX101(着色剤:顔料、溶媒:水性、定着温度:約60℃)のC(シアン)、M(マゼンダ)、Y(イエロー)、K(黒)、Or(オレンジ)、G(グリーン)、W(ホワイト)が挙げられる。
(印刷装置)
本発明に係る印刷物製造方法は、例えば、化学発泡剤を含有する発泡性樹脂組成物の層を備える印刷用メディアを供給する供給手段と、発泡抑制剤を含有する発泡抑制インクを前記印刷用メディア上にインクジェット方式で吐出する発泡抑制インク塗布手段と、必要により着色剤を含有する着色インクを前記印刷用メディア上にインクジェット方式で吐出する着色インク塗布手段と、を備える、印刷装置を使用して行うことができる。
本発明に係る印刷物製造方法は、例えば、化学発泡剤を含有する発泡性樹脂組成物の層を備える印刷用メディアを供給する供給手段と、発泡抑制剤を含有する発泡抑制インクを前記印刷用メディア上にインクジェット方式で吐出する発泡抑制インク塗布手段と、必要により着色剤を含有する着色インクを前記印刷用メディア上にインクジェット方式で吐出する着色インク塗布手段と、を備える、印刷装置を使用して行うことができる。
印刷装置は、例えば、公知のインクジェットプリンタを改良して使用して行うことができる。具体的には、インクジェット用着色インクの1つを発泡抑制インクに置き換え、色彩模様のデータと別に凹凸模様の凹部のデータを用意し、それぞれのインクヘッドから、着色インクと発泡抑制インクを吐出するようにプログラムしたプリンタドライバーを用いて凹凸模様及び色彩模様を印刷用メディアに吐出する。図2の左側には、基材3上に発泡性樹脂組成物の層2が積層された印刷用メディア1に、着色インク4と発泡抑制インク5とをインクジェット方式で吐出するプリンタノズル6で吐出した状態が示してある。印刷用メディア1は、化学発泡剤を含有する発泡性樹脂組成物の層2を備えるため、厚手のメディアとなるが、発泡前は0.2~0.3mm厚程度であるため、公知のインクジェットプリンタを使用できる。
インクジェットプリンタとしては、例えば、ミマキエンジニアリング株式会社製のJV300、JV400Lx等を用いることができる。
(印刷物製造方法)
本発明に係る印刷物製造方法では、発泡性樹脂組成物の軟化温度未満の温度条件下で印刷用メディアに発泡抑制インクをインクジェット印刷する印刷工程、を含む。この印刷工程では更に印刷用メディアに着色インクをインクジェット印刷することもできる。
本発明に係る印刷物製造方法では、発泡性樹脂組成物の軟化温度未満の温度条件下で印刷用メディアに発泡抑制インクをインクジェット印刷する印刷工程、を含む。この印刷工程では更に印刷用メディアに着色インクをインクジェット印刷することもできる。
具体的には、印刷工程では、発泡性樹脂組成物の軟化温度未満の温度条件下の印刷用メディアに、発泡抑制インク、及び必要により着色インクを、インクジェット印刷する。発泡性樹脂組成物の軟化温度は、発泡性樹脂組成物により異なるが、通常、発泡性樹脂組成物を発泡させることができる温度より低温であり、例えば150℃程度である。
インクジェット印刷する発泡抑制インクのインク量は適宜選択可能であるが、インク量を調整することで凹凸模様の強弱を調整することができる。例えば、インク量を少なくして発泡抑制インク中の発泡剤が発泡性樹脂組成物の層の底部まで拡散しないようにすることで、発泡抑制インクを印刷した領域における発泡の抑制を緩やかにすることができる。また、インク量を多くした場合、発泡抑制インク中の発泡剤は、発泡性樹脂組成物の層の底方向に加えその面方向にも放射状に拡散される。これにより発泡抑制インクを印刷した領域と印刷しなかった領域との境界を越えた部分の発泡も抑制され、発泡性樹脂組成物の層の断面に傾斜を生じさせることができる。
インクジェット印刷する発泡抑制インクのインク温度は特に限定されないが、インクヘッドを60℃程度とすることで、メディアへのインクの浸透を促進することが出来る。
発泡抑制インクの溶媒が非水系溶媒の場合、発泡抑制インクが印刷用メディアに印刷されると、非水系溶媒が印刷用メディアの発泡性樹脂組成物の層を溶解しながら発泡抑制剤と共に速い速度で、発泡性樹脂組成物の層の底部まで浸透し、発泡抑制剤が発泡性樹脂組成物の発泡性を抑制する。
発泡抑制インクの溶媒が水系溶媒の場合、発泡抑制インクが印刷用メディアに印刷されると、水系溶媒は印刷用メディアの発泡性樹脂組成物の層を溶解しないが発泡抑制剤を発泡性樹脂組成物の層の表面に定着させる。発泡抑制剤は、溶媒乾燥の際又は後述の発泡のための加熱の昇温等の際に発泡性樹脂組成物の層に発泡抑制剤自体の浸透力で拡散し、発泡性樹脂組成物の発泡性を抑制する。
上述の様に本発明に係る印刷物製造方法では、前記発泡性樹脂組成物の軟化温度未満の温度条件下で発泡抑制インクを印刷用メディアにインクジェット印刷した場合でも、印刷用メディアの発泡性樹脂組成物の層へ発泡抑制剤を移動させて、発泡性樹脂組成物の発泡性を抑制することができるので、従来の方法に比べて容易である。
発泡抑制インクと共に着色インクをインクジェット印刷する場合、これらの吐出の順番は特に限定されないが、印刷用メディアの少なくとも一部の領域に発泡抑制インクの層を形成した後に、着色インクの層を積層すると、発泡抑制インク中の発泡抑制剤が、化学発泡剤を含有する発泡性樹脂組成物の層に浸透しやすい点、発色の点で好ましい。
着色インクのインクジェット印刷をドット印刷で行うと、加熱工程における発泡による印刷面の伸長による意匠性に与える影響が少ない。インクジェット印刷でドットの径を小さく、又はドットの密度を小さくすると意匠性に与える影響がより少なくなる。
発泡抑制インク、及び必要により着色インク、を印刷用メディアに吐出した以後に、溶媒を乾燥させるために加熱することが好ましい。加熱温度は特に限定されないが、着色インクと発泡抑制インクの主溶媒が乾燥する温度であると好ましい。具体的には、乾燥温度は60℃程度である。この加熱を行うと、溶媒を速く乾燥させることで滲みを押さることができ、また、発泡抑制剤自体の発泡性樹脂組成物の層への浸透を補助することができる。なお、60℃程度の加熱は、印刷用メディアをゲル化するための150℃程度の加熱に比べると容易である。
(発泡体の製造)
本発明に係る発泡体製造方法は、上述の印刷物の製造方法で得られた印刷物を、発泡性樹脂組成物の層の発泡抑制インクが印刷された領域の熱分解と、印刷されていない領域の熱分解の差が生じる温度で加熱して、化学発泡剤の少なくとも一部を発泡させて、発泡抑制インクが塗布された領域を凹部にする加熱工程、を含む。
本発明に係る発泡体製造方法は、上述の印刷物の製造方法で得られた印刷物を、発泡性樹脂組成物の層の発泡抑制インクが印刷された領域の熱分解と、印刷されていない領域の熱分解の差が生じる温度で加熱して、化学発泡剤の少なくとも一部を発泡させて、発泡抑制インクが塗布された領域を凹部にする加熱工程、を含む。
加熱工程は、例えば、発泡抑制インクと着色インクとが塗布された印刷用メディアを加熱して発泡させる加熱手段を備える加熱装置で行うことができる。
加熱工程では、発泡抑制インク及び着色インクを印刷用メディアに塗布した後に、加熱処理を行う。加熱工程は、印刷工程の直後に行うことが好ましい。
加熱温度は、前記発泡性樹脂組成物の層の発泡抑制インクが塗布された領域の熱分解と、塗布されていない領域の熱分解の差が生じる温度であれば、特に限定されないが、例えば、190℃~240℃の範囲が挙げられる。加熱温度がこの範囲であると、発泡する泡が微細となり発泡体の凹凸模様の高低差が大きくなり好ましい。加熱時間は特に限定されないが、例えば加熱温度が190℃の場合は4分以上、230~240℃の場合は1分程度である。加熱の態様は、印刷面に非接触で行うことが好ましい。図2の右側には、前述の着色インク4と発泡抑制インク5が印刷された印刷用メディア1を加熱し、発泡抑制インクが印刷されていない領域が発泡して膨らみ、発泡抑制インクが印刷された領域は発泡せずに凹部となった状態が示されている。
加熱工程は、排気手段により印刷用メディアから揮発する可塑剤などの排気を行うことで印刷時の作業環境を改善できる。特に発泡抑制インクまたは着色インクがVOC(Volatile Organic Compounds)成分を含有する場合には、排気手段によりVOC成分の排気を行うことで印刷時の作業環境をより改善できる。
本発明に係る発泡体製造は、発泡抑制インク及び着色インクの印刷をインクジェット印刷で行うので、エンボスシリンダーのコストが割高となって実施できなかった小ロットのエンボス印刷物を効率良く作成することが可能である。また、インクジェット印刷で行うので、エンボスロールやロータリースクリーンでは、複数の印刷物を貼り合わせることが必要となる、長いエンボス印刷物を小ロットで作成することができる。
本発明に係る、表面に凹凸模様及び色彩模様を有する発泡体は、更に、液体ラミネートを施すことができる。これにより、耐摩擦性などの染色堅牢度を向上させることができる。
(実施例)
以下、本発明を実施例に基づき説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。各発泡体の評価試験については、以下の方法で行った。
以下、本発明を実施例に基づき説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。各発泡体の評価試験については、以下の方法で行った。
(実施例1)
印刷用メディアとして、基材(上質紙、厚さ:0.1mm)上に発泡性樹脂組成物(化学発泡剤:アゾジカルボンアミド、発泡助剤:ステアリン酸亜鉛、酸化亜鉛、充填剤:炭酸カルシウム、難燃剤:水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、可塑剤:フタル酸イソノニル、樹脂:塩化ビニル樹脂)を膜厚0.15mmでコーティングしたシートを用意した。
印刷用メディアとして、基材(上質紙、厚さ:0.1mm)上に発泡性樹脂組成物(化学発泡剤:アゾジカルボンアミド、発泡助剤:ステアリン酸亜鉛、酸化亜鉛、充填剤:炭酸カルシウム、難燃剤:水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、可塑剤:フタル酸イソノニル、樹脂:塩化ビニル樹脂)を膜厚0.15mmでコーティングしたシートを用意した。
溶媒として非水性溶媒のジエチレングリコールエチルメチルエーテル及びε-カプロラクトン(重量比5:3)を用い、発泡抑制剤として、1-[N,N-ビス(2-エチルヘキシル)アミノメチル]メチルベンゾトリアゾールを用いて20重量%の比率で溶解して、発泡抑制インクE1を調製した。ミマキエンジニアリング株式会社製のインクジェットプリンタJV-300を用いて、前述の印刷用メディアに、発泡抑制インクE1を、25℃雰囲気下、インクヘッドを60℃でインク使用量8.7g/m2の条件でインクジェット印刷を行い、発泡性印刷物E1を作成した。印刷中に、ヒーターで60℃に加熱し、溶媒を乾燥させた。
非接触型ヒーターを用いて、発泡性印刷物E1を230℃で1分間、加熱して発泡させ、発泡体E1を得た。発泡体E1の表面はグロス状になっていた。また、凹部と凸部が形成されていた。発泡体E1のエンボス効果を評価した。評価結果を表2に示す。
(実施例2)
発泡抑制インクの溶媒として非水性溶媒のジエチレングリコールエチルメチルエーテルを用いた以外は実施例1と同様にして発泡抑制インクE2を調製した。発泡抑制インクE2を用い、インク使用量を2.0g/m2にした以外は実施例1と同様にして、発泡性印刷物E2を作成し、実施例1と同様に加熱して発泡体E2を作成した。発泡体E2のエンボス効果を評価した。評価結果を表2に示す。
発泡抑制インクの溶媒として非水性溶媒のジエチレングリコールエチルメチルエーテルを用いた以外は実施例1と同様にして発泡抑制インクE2を調製した。発泡抑制インクE2を用い、インク使用量を2.0g/m2にした以外は実施例1と同様にして、発泡性印刷物E2を作成し、実施例1と同様に加熱して発泡体E2を作成した。発泡体E2のエンボス効果を評価した。評価結果を表2に示す。
(実施例3)
実施例1で調製した発泡抑制インクE1を用い、インク使用量を2.3g/m2にした以外は実施例1と同様にして、発泡性印刷物E3を作成し、実施例1と同様に加熱して発泡体E3を得た。発泡体E3の表面はグロス状になっていた。凹部と凸部が形成されており、高低差は、発泡体E1と同じであったが、凹部と凸部の境界の断面が僅かになだらかであった。発泡体E3のエンボス効果を評価した。評価結果を表2に示す。
実施例1で調製した発泡抑制インクE1を用い、インク使用量を2.3g/m2にした以外は実施例1と同様にして、発泡性印刷物E3を作成し、実施例1と同様に加熱して発泡体E3を得た。発泡体E3の表面はグロス状になっていた。凹部と凸部が形成されており、高低差は、発泡体E1と同じであったが、凹部と凸部の境界の断面が僅かになだらかであった。発泡体E3のエンボス効果を評価した。評価結果を表2に示す。
(実施例4)
発泡抑制インクの溶媒として非水性溶媒のジエチレングリコールエチルメチルエーテル及びε-カプロラクトン(重量比5:3)を用い、発泡抑制剤として、2,2’-[[(メチル-1H-ベンゾトリアゾール-1-イル)メチル]イミノ]ビスエタノールを用いて20重量%の比率で溶解した以外は、実施例1と同様にして発泡抑制インクE4を調製した。発泡抑制インクE4を用い、インク使用量を2.4g/m2にした以外は実施例1と同様にして、発泡性印刷物E4を作成し、実施例1と同様に加熱して発泡体E4を作成し、エンボス効果を評価した。評価結果を表2に示す。
発泡抑制インクの溶媒として非水性溶媒のジエチレングリコールエチルメチルエーテル及びε-カプロラクトン(重量比5:3)を用い、発泡抑制剤として、2,2’-[[(メチル-1H-ベンゾトリアゾール-1-イル)メチル]イミノ]ビスエタノールを用いて20重量%の比率で溶解した以外は、実施例1と同様にして発泡抑制インクE4を調製した。発泡抑制インクE4を用い、インク使用量を2.4g/m2にした以外は実施例1と同様にして、発泡性印刷物E4を作成し、実施例1と同様に加熱して発泡体E4を作成し、エンボス効果を評価した。評価結果を表2に示す。
(実施例5)
発泡抑制インクの溶媒として水性溶媒の水及びプロピレングリコール(重量比1:1)を用い、発泡抑制剤として、2,2’-[[(メチル-1H-ベンゾトリアゾール-1-イル)メチル]イミノ]ビスエタノール(20重量%)を用いた以外は、実施例1と同様にして発泡抑制インクE5を調製した。発泡抑制インクE5を用い、インク使用量を2.4g/m2にした以外は実施例1と同様にして、発泡性印刷物E5を作成し、実施例1と同様に加熱して発泡体E5を作成した。発泡体E5の表面はグロス状になっておらず、凹部と凸部が形成されていた。凹凸の高低差は、実施例1に比べると小さかった。発泡体E5のエンボス効果を評価した。評価結果を表2に示す。
発泡抑制インクの溶媒として水性溶媒の水及びプロピレングリコール(重量比1:1)を用い、発泡抑制剤として、2,2’-[[(メチル-1H-ベンゾトリアゾール-1-イル)メチル]イミノ]ビスエタノール(20重量%)を用いた以外は、実施例1と同様にして発泡抑制インクE5を調製した。発泡抑制インクE5を用い、インク使用量を2.4g/m2にした以外は実施例1と同様にして、発泡性印刷物E5を作成し、実施例1と同様に加熱して発泡体E5を作成した。発泡体E5の表面はグロス状になっておらず、凹部と凸部が形成されていた。凹凸の高低差は、実施例1に比べると小さかった。発泡体E5のエンボス効果を評価した。評価結果を表2に示す。
(実施例6)
発泡抑制インクの発泡抑制剤として、1,2,3-ベンゾトリアゾール(融点99℃、沸点350℃)を20重量%の比率で用いた以外は、実施例1と同様にして発泡抑制インクE6を調製した。発泡抑制インクE6を用い、インク使用量を2.6g/m2にした以外は実施例1と同様にして、発泡性印刷物E6を作成し、実施例1と同様に加熱して発泡体E6を作成した。発泡体E6のエンボス効果を評価した。評価結果を表2に示す。
発泡抑制インクの発泡抑制剤として、1,2,3-ベンゾトリアゾール(融点99℃、沸点350℃)を20重量%の比率で用いた以外は、実施例1と同様にして発泡抑制インクE6を調製した。発泡抑制インクE6を用い、インク使用量を2.6g/m2にした以外は実施例1と同様にして、発泡性印刷物E6を作成し、実施例1と同様に加熱して発泡体E6を作成した。発泡体E6のエンボス効果を評価した。評価結果を表2に示す。
(実施例7)
発泡抑制インクの溶媒として水性溶媒の水及びプロピレングリコール(重量比1:1)を用い、発泡抑制剤として、1,2,3-ベンゾトリアゾール(20重量%)を用いた以外は、実施例1と同様にして発泡抑制インクE7を調製した。発泡抑制インクE7を用い、インク使用量を6.2g/m2にした以外は実施例1と同様にして、発泡性印刷物E7を作成し、エンボス効果を評価した。評価結果を表2に示す。
発泡抑制インクの溶媒として水性溶媒の水及びプロピレングリコール(重量比1:1)を用い、発泡抑制剤として、1,2,3-ベンゾトリアゾール(20重量%)を用いた以外は、実施例1と同様にして発泡抑制インクE7を調製した。発泡抑制インクE7を用い、インク使用量を6.2g/m2にした以外は実施例1と同様にして、発泡性印刷物E7を作成し、エンボス効果を評価した。評価結果を表2に示す。
(実施例8)
発泡性樹脂組成物(化学発泡剤:アゾジカルボンアミド、発泡助剤:ステアリン酸亜鉛、酸化亜鉛、樹脂:エチレン-酢酸ビニル、充填剤:炭酸カルシウム、難燃剤:水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、滑剤:ステアリン酸)をラミネート(膜厚0.15mm)した印刷用メディアに、発泡抑制インクE7を用い、インク使用量を6.2g/m2にした以外は実施例1と同様にして、発泡性印刷物E8を作成し、エンボス効果を評価した。評価結果を表2に示す。
発泡性樹脂組成物(化学発泡剤:アゾジカルボンアミド、発泡助剤:ステアリン酸亜鉛、酸化亜鉛、樹脂:エチレン-酢酸ビニル、充填剤:炭酸カルシウム、難燃剤:水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、滑剤:ステアリン酸)をラミネート(膜厚0.15mm)した印刷用メディアに、発泡抑制インクE7を用い、インク使用量を6.2g/m2にした以外は実施例1と同様にして、発泡性印刷物E8を作成し、エンボス効果を評価した。評価結果を表2に示す。
(実施例9)
実施例1の発泡抑制インクE1と、着色インクを用いて、実施例1と同様にしてワニ皮様シートを製造した(図3)。着色インクは、ミマキエンジニアリング株式会社製のソルベントインクSS21(着色剤:顔料、溶剤:エコソルベント、定着温度:約60℃)のC(シアン)、M(マゼンダ)、Y(イエロー)、K(黒)、Lm(ライトマゼンタ)、Lc(ライトシアン)、Lk(ライトブラック)を用いた。発泡抑制インクE1を印刷した領域を小豆色に着色し、発泡抑制インクE1を印刷していない部分を茶色に着色し、それを加熱することで、凹部が赤色で、凸部が茶色のワニ皮様シートが得られた。凹凸模様と色彩模様のずれがないことが判る。
実施例1の発泡抑制インクE1と、着色インクを用いて、実施例1と同様にしてワニ皮様シートを製造した(図3)。着色インクは、ミマキエンジニアリング株式会社製のソルベントインクSS21(着色剤:顔料、溶剤:エコソルベント、定着温度:約60℃)のC(シアン)、M(マゼンダ)、Y(イエロー)、K(黒)、Lm(ライトマゼンタ)、Lc(ライトシアン)、Lk(ライトブラック)を用いた。発泡抑制インクE1を印刷した領域を小豆色に着色し、発泡抑制インクE1を印刷していない部分を茶色に着色し、それを加熱することで、凹部が赤色で、凸部が茶色のワニ皮様シートが得られた。凹凸模様と色彩模様のずれがないことが判る。
(実施例10)
実施例1の発泡抑制インクE1と、着色インクを用いてステンドグラス様シートを製造した(図4)。着色インクは、実施例9と同様のものを用いた。発泡抑制インクE1を印刷した領域を赤色、緑色、黄色、オレンジ色に着色し、発泡抑制インクE1を印刷していない部分を黒色に着色し、それを加熱することで、凹部が赤色、緑色、黄色、オレンジ色で、凸部が黒色のステンドグラス様シートを製造した。凹凸模様と色彩模様のずれがないことが判る。また、印刷面が、グロス状になっている。
実施例1の発泡抑制インクE1と、着色インクを用いてステンドグラス様シートを製造した(図4)。着色インクは、実施例9と同様のものを用いた。発泡抑制インクE1を印刷した領域を赤色、緑色、黄色、オレンジ色に着色し、発泡抑制インクE1を印刷していない部分を黒色に着色し、それを加熱することで、凹部が赤色、緑色、黄色、オレンジ色で、凸部が黒色のステンドグラス様シートを製造した。凹凸模様と色彩模様のずれがないことが判る。また、印刷面が、グロス状になっている。
本発明によれば、このように凹凸模様と色彩模様のずれがない発泡体を、版を作成することなく製造することができるので、小ロット生産にも好適である。
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。
以下、この発明の実施の形態に係る立体形成物の形成方法について図面を参照しながら説明する。
(立体形成物の形成方法)
立体形成物(ここでは、各種印刷が施された立体印刷物でもある)の形成方法は、図5に示すように、印刷媒体を準備するステップS1と、インクを印刷媒体に塗布することで発泡抑制層及び画像層を形成するステップS2と、印刷媒体にミシン目を形成するステップS3と、加熱により印刷媒体を発泡させるステップS4と、印刷媒体をミシン目に沿ってカットするステップS5と、を備える。以下、各ステップを詳細に説明する。
立体形成物(ここでは、各種印刷が施された立体印刷物でもある)の形成方法は、図5に示すように、印刷媒体を準備するステップS1と、インクを印刷媒体に塗布することで発泡抑制層及び画像層を形成するステップS2と、印刷媒体にミシン目を形成するステップS3と、加熱により印刷媒体を発泡させるステップS4と、印刷媒体をミシン目に沿ってカットするステップS5と、を備える。以下、各ステップを詳細に説明する。
(ステップS1)
ステップS1では、印刷媒体10を準備する(ステップS1)。印刷媒体10は、図6に示すように、表面が平坦なシート状の媒体であり、積層された基材11と発泡層12とから構成されている。
ステップS1では、印刷媒体10を準備する(ステップS1)。印刷媒体10は、図6に示すように、表面が平坦なシート状の媒体であり、積層された基材11と発泡層12とから構成されている。
基材11は、発泡層12を支持している。基材11としては、例えば、紙製シート、不織布製シート、プラスチックフィルムがあげられる。基材11の厚みは、例えば、0.025mm~0.3mm、より好ましくは0.05mm~0.12mmであってもよい。
発泡層12は、化学発泡剤を含有する熱可塑性樹脂の層であり、必要に応じて、発泡助剤、可塑剤、充填剤、顔料、難燃剤をさらに含んでもよい。発泡層12の厚みは、例えば、0.1mm~0.5mm、より好ましくは0.15mm~0.3mmであってもよい。
発泡層12の熱可塑性樹脂としては、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられる。さらに、ポリ塩化ビニルは、後述の可塑剤を含有する軟質ポリ塩化ビニルをベース樹脂とするのが望ましい。
発泡層12の化学発泡剤としては、アゾジカルボンアミド、N,N´―ジニトロソペンタメチレンテトラミン、4,4´―オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)が挙げられるが、アゾジカルボンアミドを使用するのが望ましい。化学発泡剤は、加熱により気化し、これにより、発泡層12が発泡する(表面が盛り上がる)。つまり、発泡層12は、加熱されることで発泡する。
発泡層12の発泡助剤としては、ステアリン酸亜鉛などの亜鉛化合物、ステアリン酸バリウムなどのバリウム化合物などが挙げられる。
発泡層12の可塑剤として、フタル酸ビス(2-エチルヘキシル)、フタル酸ジイソノニル(DINP)、フタル酸ジイソデシル(DIDP)、アジピン酸ジ-2-エチルヘキシル(DOA)、アジピン酸ジイソノ二ル(DINA)、トリメリット酸トリ-2-エチルヘキシル(TOTM)、リン酸トリクレジル(TCP)などが挙げられる。
発泡層12の充填剤としては、炭酸カルシウム、タルク、粘土鉱物などが挙げられる。
発泡層12の顔料としては、任意の色の顔料、例えば、酸化チタンなどの白色顔料などが挙げられる。
発泡層12の難燃剤としては、リン酸系難燃剤、リン酸エステル系難燃剤、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、塩素系難燃剤などが挙げられる。
(ステップS2)
ステップS2では、印刷媒体10の表面に、発泡抑制層13及び画像層14を形成(印刷)する。図7に、発泡抑制層13及び画像層14を形成したあとの印刷媒体10である印刷媒体10Pを示す。発泡抑制層13は、発泡層12の発泡(反応)を抑制する層であり、発泡層12のうち発泡させたくない領域に形成される。画像層14は、画像を表す層であり、当該画像層14が印刷されることで画像が印刷されたことになる。印刷される画像は、風景、模様、文字等であって、特にその内容が限定されるものではない。ステップS2では、発泡抑制層13が先に形成され、その後、画像層14が形成される。ここでは、図7(a)に示すように、9つの画像層14(つまり、9つの画像)が、長さ方向及び幅方向に3×3のマトリックス状に形成される。9つの画像層14は、それぞれが同じ画像を表すものとする。発泡抑制層13は、9つの画像層14それぞれの下に、各画像層14それぞれにおいて互いに同形状で形成されるものとする。つまり、後述の発泡により、9つの画像(画像層14により表される画像)に、同じ形状の凹凸(発泡により盛り上がった領域と、発泡抑制層13により発泡が抑制された領域とで形成される凹凸)が形成される。
ステップS2では、印刷媒体10の表面に、発泡抑制層13及び画像層14を形成(印刷)する。図7に、発泡抑制層13及び画像層14を形成したあとの印刷媒体10である印刷媒体10Pを示す。発泡抑制層13は、発泡層12の発泡(反応)を抑制する層であり、発泡層12のうち発泡させたくない領域に形成される。画像層14は、画像を表す層であり、当該画像層14が印刷されることで画像が印刷されたことになる。印刷される画像は、風景、模様、文字等であって、特にその内容が限定されるものではない。ステップS2では、発泡抑制層13が先に形成され、その後、画像層14が形成される。ここでは、図7(a)に示すように、9つの画像層14(つまり、9つの画像)が、長さ方向及び幅方向に3×3のマトリックス状に形成される。9つの画像層14は、それぞれが同じ画像を表すものとする。発泡抑制層13は、9つの画像層14それぞれの下に、各画像層14それぞれにおいて互いに同形状で形成されるものとする。つまり、後述の発泡により、9つの画像(画像層14により表される画像)に、同じ形状の凹凸(発泡により盛り上がった領域と、発泡抑制層13により発泡が抑制された領域とで形成される凹凸)が形成される。
発泡抑制層13は、発泡抑制インクにより印刷され、画像層14は、各種のカラーインクにより印刷される。これらインクは、例えば、インクジェットプリンタなどの各種プリンタ(印刷装置)により塗布される。
9つの画像層14は、互いに間隔を開けて形成されている。印刷媒体10Pにおいて、画像層14が形成されていない部分(画像層14同士の間)を、余白21及び余白22ともいう。余白21は、印刷媒体10Pの長さ方向に延び、余白22は、印刷媒体10Pの幅方向に延びている。余白21と余白22とで、格子状の余白が形成されている。
発泡抑制層13を形成する発泡抑制インクは、発泡層12の発泡を抑制する発泡抑制剤を含有し、後述するカラーインクに適合する任意の系のインク、例えば、溶剤インクあるいは水系インクである。なお、発泡抑制インクは、その材料によっては、発泡層12に浸透し、発泡層12の発泡を抑制する場合がある。この場合、発泡抑制層13は形成されない場合がある(この場合、図中の発泡抑制層13は、発泡抑制インクの塗布位置を示すものとする)。
発泡抑制剤としては、例えば、1,2,3-ベンゾトリアゾール、1-[N,N-ビス(2-エチルヘキシル)アミノメチル]ベンゾトリアゾール、1-[N,N-ビス(2-エチルヘキシル)アミノメチル]メチルベンゾトリアゾール、2,2´-[[(メチル-1H-ベンゾトリアゾール-1-イル)メチル]イミノ]ビスエタノールなどのベンゾトリアゾール系化合物が挙げられる。発泡抑制剤は、一種を単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。
発泡抑制インクが溶剤インクである場合、発泡抑制インクは、溶剤と、発泡抑制剤とを含有する。溶剤インクに配合する発泡抑制剤として、1-[N,N-ビス(2-エチルヘキシル)アミノメチル]メチルベンゾトリアゾールなどが挙げられる。発泡抑制インク中の発泡抑制剤の濃度は、例えば、1~80wt%、好ましくは、5~20wt%である。溶剤としては、例えば、ガンマブチロラクトン、イプシロンカプロラクトンなどのラクトン系溶剤と、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルなどのグリコールエーテル系溶剤のうち一種類、もしくは二種類以上を混合して使用する。
発泡抑制インクが水系インクである場合、発泡抑制インクは、水と、発泡抑制剤とを含有する。水系インクに配合する発泡抑制剤は、水に可溶で且つ常温で固体であることが好ましく、こうした発泡抑制剤として、2,2´-[[(メチル-1H-ベンゾトリアゾール-1-イル)メチル]イミノ]ビスエタノール、1,2,3-ベンゾトリアゾールなどが挙げられる。こうした発泡抑制剤は、発泡抑制層13上に印刷された画像層14でのカラーインクのにじみを防止できる点で有利である。発泡抑制インク中の発泡抑制剤の濃度は、例えば、1~30wt%、好ましくは、5~20wt%である。水系インクである発泡抑制インクは、必要に応じて、保湿剤、表面調整剤を更に含んでもよい。保湿剤として、グリセリン、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2-ブタンジオール、1,4-ブタンジオールなどが挙げられる。発泡抑制インク中の保湿剤の濃度は、例えば、5~50wt%、好ましくは、20~50wt%である。表面調整剤として、アセチレン系表面調整剤、シリコン系表面調整剤などが挙げられる。発泡抑制インク中の保湿剤の表面調整剤の濃度は、例えば、0.1~1wt%である。
画像層14を形成するカラーインクは、発泡層12の熱可塑性樹脂及び発泡抑制層13の発泡抑制インクと適合する任意の系のインク、例えば、ソルベントインク、ラテックスインクである。ソルベントインクの一例としては、株式会社ミマキエンジニアリングのBS4、SS21、ラテックスインクの一例として、株式会社ミマキエンジニアリングのLx101を使用することができる。
例えば、発泡層12の熱可塑性樹脂としてインク受容層を持たないポリ塩化ビニル(PVC)等を使用した場合、カラーインクとして、顔料を着色剤として含むソルベントインクを使用し、発泡抑制インクとして、前述の溶剤インクを使用することが好ましい。一方、発泡層12にその他の材料を用いた印刷媒体10に対しては、カラーインクとして、顔料を着色剤として含むラテックスインクを使用し、発泡抑制インクとして、前述の水系インクを使用することが好ましい。
(ステップS3)
ステップS3では、印刷媒体10Pにミシン目23,24を形成するカットを行う。ミシン目23,24の形成後の印刷媒体10Pを印刷媒体10Qとし、図8に示す。ミシン目23,24は、例えば、カッター118(図8(b))を、間隔をあけて断続的に印刷媒体10Pに貫通させるカットを行うことで形成することができる。ミシン目23,24のうち、ミシン目23は、余白21内に長さ方向に沿って直線状に形成され、幅方向に並んだ複数の画像層14の間を通る。ミシン目23は、図9に示すように、交互に配置された長さL1のカットしない部分と長さL2のカットする部分とから構成されている。また、ミシン目24は、余白22内に幅方向に沿って直線状に形成され、幅方向に並んだ複数の画像層14の間を通る。ミシン目24は、図9に示すように、交互に配置された長さL3のカットしない部分と長さL4のカットする部分とから構成されている。ミシン目23,24は、幅方向、及び、長さ方向それぞれにそって複数配置された画像層14の間に配置されている。
ステップS3では、印刷媒体10Pにミシン目23,24を形成するカットを行う。ミシン目23,24の形成後の印刷媒体10Pを印刷媒体10Qとし、図8に示す。ミシン目23,24は、例えば、カッター118(図8(b))を、間隔をあけて断続的に印刷媒体10Pに貫通させるカットを行うことで形成することができる。ミシン目23,24のうち、ミシン目23は、余白21内に長さ方向に沿って直線状に形成され、幅方向に並んだ複数の画像層14の間を通る。ミシン目23は、図9に示すように、交互に配置された長さL1のカットしない部分と長さL2のカットする部分とから構成されている。また、ミシン目24は、余白22内に幅方向に沿って直線状に形成され、幅方向に並んだ複数の画像層14の間を通る。ミシン目24は、図9に示すように、交互に配置された長さL3のカットしない部分と長さL4のカットする部分とから構成されている。ミシン目23,24は、幅方向、及び、長さ方向それぞれにそって複数配置された画像層14の間に配置されている。
(ステップS4)
ステップS4では、印刷媒体10Qを加熱する。加熱は、例えば、図10に示すヒーター121により実行される。なお、図10の印刷媒体10Rは、加熱後の印刷媒体10Qである。ヒーター121は、印刷媒体10Qに対して非接触で加熱する。この印刷媒体10Qに対しての加熱は、発泡抑制層13及び画像層14が形成された後なるべく早く行われるのが好ましい。ヒーター121は、印刷媒体10Qを180℃~240℃で加熱でき、印刷媒体10Qを1~4分間加熱する。これにより、図10に示すように、発泡層12のうち、発泡抑制層13が形成されていない領域は、加熱されて膨張(発泡)する。一方で、発泡層12のうち、発泡抑制層13が形成されている領域はその反応が抑制され、発泡層12の膨張(発泡)が抑制される。従って、図10の印刷媒体10Rは、印刷媒体10Qを加熱により発泡させたもの(凹凸が形成された印刷媒体10Q)であり、立体形成物でもある。図10に示すように、発泡後の印刷媒体10Qである印刷媒体10Rには発泡層12が膨張した膨張領域12a(盛り上がった領域)と、発泡層12の膨張が抑制された膨張抑制領域12bとが形成されている。これにより、印刷媒体10の所望の領域のみを膨らませることができ、印刷媒体10の表面に凹凸を形成することができる。ステップS4のあと、印刷媒体10Rを冷却し、ステップS5に進む。
ステップS4では、印刷媒体10Qを加熱する。加熱は、例えば、図10に示すヒーター121により実行される。なお、図10の印刷媒体10Rは、加熱後の印刷媒体10Qである。ヒーター121は、印刷媒体10Qに対して非接触で加熱する。この印刷媒体10Qに対しての加熱は、発泡抑制層13及び画像層14が形成された後なるべく早く行われるのが好ましい。ヒーター121は、印刷媒体10Qを180℃~240℃で加熱でき、印刷媒体10Qを1~4分間加熱する。これにより、図10に示すように、発泡層12のうち、発泡抑制層13が形成されていない領域は、加熱されて膨張(発泡)する。一方で、発泡層12のうち、発泡抑制層13が形成されている領域はその反応が抑制され、発泡層12の膨張(発泡)が抑制される。従って、図10の印刷媒体10Rは、印刷媒体10Qを加熱により発泡させたもの(凹凸が形成された印刷媒体10Q)であり、立体形成物でもある。図10に示すように、発泡後の印刷媒体10Qである印刷媒体10Rには発泡層12が膨張した膨張領域12a(盛り上がった領域)と、発泡層12の膨張が抑制された膨張抑制領域12bとが形成されている。これにより、印刷媒体10の所望の領域のみを膨らませることができ、印刷媒体10の表面に凹凸を形成することができる。ステップS4のあと、印刷媒体10Rを冷却し、ステップS5に進む。
(ステップS5)
ステップS5では、ミシン目23,24に沿って印刷媒体10Rをカットするカット工程を実行する。印刷媒体10Rのカットは、手で行ってもよいし、市販のカッターナイフを用いて行ってもよいし、カットの方法は特に限定されない。印刷媒体10Rをミシン目23,24に沿ってカットすることにより、図11に示すように、印刷媒体10R(立体形成物)のうち、1の画像層14及び凹凸が形成された部分を、小判の立体形成物40として、印刷媒体10Rの他の部分から切り離すことができる。このようにして、印刷媒体10Rを画像層14が形成された小判の立体形成物40ごとに分割することができる。なお、図11では、ドットにより、凹凸が形成されていることを表し、実際の凹凸は省略している。
ステップS5では、ミシン目23,24に沿って印刷媒体10Rをカットするカット工程を実行する。印刷媒体10Rのカットは、手で行ってもよいし、市販のカッターナイフを用いて行ってもよいし、カットの方法は特に限定されない。印刷媒体10Rをミシン目23,24に沿ってカットすることにより、図11に示すように、印刷媒体10R(立体形成物)のうち、1の画像層14及び凹凸が形成された部分を、小判の立体形成物40として、印刷媒体10Rの他の部分から切り離すことができる。このようにして、印刷媒体10Rを画像層14が形成された小判の立体形成物40ごとに分割することができる。なお、図11では、ドットにより、凹凸が形成されていることを表し、実際の凹凸は省略している。
(立体形成物の形成システム)
上記立体形成物(特に、印刷媒体10R)の形成方法は、例えば、図12に示すような立体形成物の形成システム100により実行することができる。形成システム100は、インクジェットプリンタ101と、加熱装置120と、を備える。この形成システム100では、印刷媒体10が図12及び13に示すように、ロール状に巻かれ、先端から順次前方に繰り出され、走行する(なお、当該繰り出しや走行の方向を、図7などの長さ方向とする)。形成システム100は、この印刷媒体10を前方に繰り出し走行させるための機構や、印刷媒体10を支持する機構なども備える(いずれも図示せず)。
上記立体形成物(特に、印刷媒体10R)の形成方法は、例えば、図12に示すような立体形成物の形成システム100により実行することができる。形成システム100は、インクジェットプリンタ101と、加熱装置120と、を備える。この形成システム100では、印刷媒体10が図12及び13に示すように、ロール状に巻かれ、先端から順次前方に繰り出され、走行する(なお、当該繰り出しや走行の方向を、図7などの長さ方向とする)。形成システム100は、この印刷媒体10を前方に繰り出し走行させるための機構や、印刷媒体10を支持する機構なども備える(いずれも図示せず)。
インクジェットプリンタ101は、たとえば、株式会社ミマキエンジニアリングのカット機能(例えば、上記のカッター118によりミシン目を形成可能なカット機能)を備えるインクジェットプリンタであるCJV300シリーズ、CJV150シリーズなどの装置であればよい。インクジェットプリンタ101は、前方に走行する印刷媒体10(印刷及びカットのために一時停止してもよい)に発泡抑制層13、画像層14を印刷し、その後に、ミシン目23,24を形成するカットを行う。なお、前記印刷を行いながら、カットを行ってもよい。なお、印刷及びカットを行う装置として、インクジェットプリンタ以外のプリンタを採用してもよい(例えば、スクリーン印刷装置等)。
加熱装置120は、インクジェットプリンタ101の下流に配置されている。加熱装置120は、上記のヒーター121を備え、当該ヒーター121により、発泡抑制層13、画像層14、及び、ミシン目23,24形成後の印刷媒体10(印刷媒体10Q)を加熱し、印刷媒体10の発泡層12を発泡させ、凹凸(膨張領域12a、膨張抑制領域12b)を形成する。
(ミシン目について)
ここで、印刷媒体10に形成するミシン目23,24について説明する。図5のステップS3において形成するミシン目23,24に求められる機能は、ステップS5で示す印刷媒体10のカットを手やカッターナイフを用いて容易に行えるようにすることである。またミシン目23,24は、印刷媒体10を走行させているときにミシン目23,24部分が切断されたり印刷媒体10を大きく変形させたりするものであってはならない。発明者は、図9に示すミシン目23,24のカットしない部分の長さL1,L3とカットする部分の長さL2,L4とを変えた複数の印刷媒体を準備し、上述した機能を満足するミシン目の寸法を実験により検証した。ここでは、前記複数の印刷媒体として、発泡前の印刷媒体及び発泡後の印刷媒体のペアを複数用意し、ミシン目(長さL1~L4)をペアごとに異ならせている(同じペアの印刷媒体同士のミシン目(長さL1~L4)は共通)。なお、発泡後の印刷媒体のミシン目は、発泡前に形成している。各印刷媒体は、発泡の有無やミシン目のみが異なる同じ印刷媒体(材料や形成方法が同じ)であり、発泡剤としてアゾジカルボンアミド(ADCA)、ベース樹脂としてポリ塩化ビニル(PVC)、可塑剤としてフタル酸ジイソノニル(DINP)、充填剤として炭酸カルシウム、顔料としてルチル型酸化チタン、安定剤(発泡助剤)としてステアリン酸亜鉛を使用した発泡性樹脂層(発泡層12)を紙にコーティングしたものである。発泡前の印刷媒体と発泡後の印刷媒体とを用意したのは、主に、印刷媒体を走行させたときのミシン目からの切断のしやすさを検証するためである(ミシン目形成後の印刷媒体は、発泡前後の両者で走行させられるため)。
ここで、印刷媒体10に形成するミシン目23,24について説明する。図5のステップS3において形成するミシン目23,24に求められる機能は、ステップS5で示す印刷媒体10のカットを手やカッターナイフを用いて容易に行えるようにすることである。またミシン目23,24は、印刷媒体10を走行させているときにミシン目23,24部分が切断されたり印刷媒体10を大きく変形させたりするものであってはならない。発明者は、図9に示すミシン目23,24のカットしない部分の長さL1,L3とカットする部分の長さL2,L4とを変えた複数の印刷媒体を準備し、上述した機能を満足するミシン目の寸法を実験により検証した。ここでは、前記複数の印刷媒体として、発泡前の印刷媒体及び発泡後の印刷媒体のペアを複数用意し、ミシン目(長さL1~L4)をペアごとに異ならせている(同じペアの印刷媒体同士のミシン目(長さL1~L4)は共通)。なお、発泡後の印刷媒体のミシン目は、発泡前に形成している。各印刷媒体は、発泡の有無やミシン目のみが異なる同じ印刷媒体(材料や形成方法が同じ)であり、発泡剤としてアゾジカルボンアミド(ADCA)、ベース樹脂としてポリ塩化ビニル(PVC)、可塑剤としてフタル酸ジイソノニル(DINP)、充填剤として炭酸カルシウム、顔料としてルチル型酸化チタン、安定剤(発泡助剤)としてステアリン酸亜鉛を使用した発泡性樹脂層(発泡層12)を紙にコーティングしたものである。発泡前の印刷媒体と発泡後の印刷媒体とを用意したのは、主に、印刷媒体を走行させたときのミシン目からの切断のしやすさを検証するためである(ミシン目形成後の印刷媒体は、発泡前後の両者で走行させられるため)。
実験の結果、ミシン目23,24のカットしない部分の長さL1,L3を1mmとしたとき、カットする部分の長さL2,L4を、1mm以上としなければ印刷媒体のカットが難しくなり、5mm以下(特に、長さL4)としなければ印刷媒体を走行させる際に切断されてしまう等の問題が生じた(発泡前でも発泡後でも同じ)。また、ミシン目23,24のカットしない部分の長さL1,L3を2mmとしたとき、カットする部分の長さL2,L4を、3mm以上(特に、長さL4)としなければ印刷媒体のカットが難しくなり、10mm以下としなければ印刷媒体10の走行の際に当該印刷媒体10が切断されてしまう等の問題が生じた(発泡前でも発泡後でも同じ)。このことから、ミシン目23のカットしない部分の長さL1とカットする部分の長さL2との比(L1:L2)、及びミシン目24のカットしない部分の長さL3とカットする部分の長さL4との比(L3:L4)を、1:1~1:5の範囲とすることが好ましいことが判明した。
また、ミシン目23,24のカットしない部分の長さL1,L3を2mm以下とすることが好ましいことが判明した。カットしない部分の長さL1,L3を3mm以上とすると、ステップS5での印刷媒体10のカット(ミシン目23、24に沿ったカット)が難しくなる。しかし、このことは、印刷媒体10の厚さや強度などにも依存する(印刷媒体10の厚さや強度が低ければ、カットしない部分の長さL1,L3を3mm以上としてもカットが容易の場合もある)。
(本実施の形態の効果)
本実施の形態では、印刷媒体10を加熱して膨張させる(図5のステップS4)前に、カット用のミシン目23,24を印刷媒体10に形成している(図5のステップS3)。そのため、カット用のミシン目23,24は、発泡前の印刷媒体10に形成される。すなわち、凹凸のない印刷媒体10に形成することにより、ミシン目23,24の形成を容易に行うことができる。また、ミシン目23,24の形成が容易なことから、ミシン目23,24を印刷媒体10の正確な位置に形成することができる。このことから、形成する立体形成物40の寸法の精度を高めることができる。例えば、ミシン目23,24の形成時に印刷媒体10を押さえつける必要が生じる場合があるが(上記インクジェットプリンタ101は、印刷媒体を押さえつけてカット時の位置ずれを防止する押圧機構を備えてもよい)、凹凸形成後の印刷媒体に対してミシン目23,24を形成する場合、前記の押さえつけにより、凸部がつぶれたり、邪魔をしたりする場合がある。ミシン目23,24を凹凸のない印刷媒体10に形成することによりこのような不都合が避けられ、ミシン目23,24の形成を容易かつ精度良く行うことができる。また、印刷媒体10に予め目印の画像(トンボ画像など)を印刷しておき、ミシン目23,24を形成する際に前記画像を基準にカッターの位置を補正すること(例えば、上記インクジェットプリンタ101は、カメラ及び制御部(印刷やカッターの動作を制御するコンピュータなど)を備え、カメラにより前記画像を読み取り、制御部により補正処理を行ってカッターの位置を調整してもよい)があるが、発泡後にミシン目23,24を形成する場合、前記目印の画像部分も盛り上がり、前記画像がゆがんで、カッターの位置を正確に補正できないこともある。ミシン目23,24を凹凸のない印刷媒体10に形成することにより、前記画像がゆがむこともなく、前記不都合が生じず、ミシン目23,24の形成を容易かつ精度良く行うことができる。また、発泡後の印刷媒体は凹凸があるので、例えば、凸部の斜面にカッターの刃を入れる場合などに、当該刃が斜面上をすべり当該刃を上手く切り込めないなどの不都合も生じ得るが、上記実施の形態では、発泡前の印刷媒体に対してカッターの刃を入れるので、前記不都合も生じない。従って、ミシン目23,24の形成を容易かつ精度良く行うことができる。
本実施の形態では、印刷媒体10を加熱して膨張させる(図5のステップS4)前に、カット用のミシン目23,24を印刷媒体10に形成している(図5のステップS3)。そのため、カット用のミシン目23,24は、発泡前の印刷媒体10に形成される。すなわち、凹凸のない印刷媒体10に形成することにより、ミシン目23,24の形成を容易に行うことができる。また、ミシン目23,24の形成が容易なことから、ミシン目23,24を印刷媒体10の正確な位置に形成することができる。このことから、形成する立体形成物40の寸法の精度を高めることができる。例えば、ミシン目23,24の形成時に印刷媒体10を押さえつける必要が生じる場合があるが(上記インクジェットプリンタ101は、印刷媒体を押さえつけてカット時の位置ずれを防止する押圧機構を備えてもよい)、凹凸形成後の印刷媒体に対してミシン目23,24を形成する場合、前記の押さえつけにより、凸部がつぶれたり、邪魔をしたりする場合がある。ミシン目23,24を凹凸のない印刷媒体10に形成することによりこのような不都合が避けられ、ミシン目23,24の形成を容易かつ精度良く行うことができる。また、印刷媒体10に予め目印の画像(トンボ画像など)を印刷しておき、ミシン目23,24を形成する際に前記画像を基準にカッターの位置を補正すること(例えば、上記インクジェットプリンタ101は、カメラ及び制御部(印刷やカッターの動作を制御するコンピュータなど)を備え、カメラにより前記画像を読み取り、制御部により補正処理を行ってカッターの位置を調整してもよい)があるが、発泡後にミシン目23,24を形成する場合、前記目印の画像部分も盛り上がり、前記画像がゆがんで、カッターの位置を正確に補正できないこともある。ミシン目23,24を凹凸のない印刷媒体10に形成することにより、前記画像がゆがむこともなく、前記不都合が生じず、ミシン目23,24の形成を容易かつ精度良く行うことができる。また、発泡後の印刷媒体は凹凸があるので、例えば、凸部の斜面にカッターの刃を入れる場合などに、当該刃が斜面上をすべり当該刃を上手く切り込めないなどの不都合も生じ得るが、上記実施の形態では、発泡前の印刷媒体に対してカッターの刃を入れるので、前記不都合も生じない。従って、ミシン目23,24の形成を容易かつ精度良く行うことができる。
また、形成システム100は、ロール状に巻き取られた印刷媒体10を走行させて、そのまま加熱処理を行うことができるため、印刷媒体のロスが少なくて済み、立体形成物の作成コストを抑制することができる。さらに、印刷媒体10には、画像層14による画像が表現されているので、意匠性が向上している。また、発泡抑制層13及び画像層14の形成と、ミシン目23,24の形成と、を同一の装置(インクジェットプリンタ101)により行うことで、これらの形成が容易となり、また、これらの形成位置の位置合わせが容易となっている。
また、印刷媒体10には、幅方向に沿ったミシン目24に加えて、長さ(流れ)方向に沿ったミシン目23も形成されている。これにより、好適な形状のミシン目を形成することができる。そして、所望の大きさの立体形成物を作成することができ、特に小さな立体形成物(特に、印刷媒体よりも幅の狭い小判の立体形成物40)を作成することが可能となる。このようにして作成した立体形成物は、ポスター、ポストカードなどに用いることができ、その適用範囲を広げることができる。また、ミシン目に沿って予めカットしてある立体形成物(立体装飾物)を被装飾物(化粧箱、家具、電化製品など)に貼り付けることができるため、被装飾物に貼り付けた後に立体形成物をカットするといった作業が不要となる。これにより、被装飾物の装飾作業を簡略化することができる。
この発明は、上記実施の形態に限定されず、様々な変形及び応用が可能である。以下、変形例を説明する。
(変形例1)
印刷媒体10は、例えば、図14の印刷媒体50を採用してもよい。印刷媒体50は、積層された剥離紙51と粘着層52と基材53(基材11と同様のものでよい)と発泡層54(発泡層12と同様のものでよい)とから構成されている。印刷媒体50は、剥離紙付きシールであり、粘着層52と基材53と発泡層54とは、一体に、剥離紙51から剥離可能となっている。なお、粘着層52と基材53と発泡層54とから構成される部分を剥離紙51から剥がされるシール材ともいう。
印刷媒体10は、例えば、図14の印刷媒体50を採用してもよい。印刷媒体50は、積層された剥離紙51と粘着層52と基材53(基材11と同様のものでよい)と発泡層54(発泡層12と同様のものでよい)とから構成されている。印刷媒体50は、剥離紙付きシールであり、粘着層52と基材53と発泡層54とは、一体に、剥離紙51から剥離可能となっている。なお、粘着層52と基材53と発泡層54とから構成される部分を剥離紙51から剥がされるシール材ともいう。
このような印刷媒体50を採用する場合、図15に示すように、ミシン目23の代わりに切れ込み63を形成し、ミシン目24の代わりに切れ込み64を形成してもよい。切れ込み63は、ミシン目23と同様、余白21内に長さ方向に沿って直線状に形成する。切れ込み64は、ミシン目24と同様、余白22内に幅方向に沿って直線状に形成する。
切れ込み63,64は、例えば、発泡抑制層13や画像層14を印刷したあとの印刷媒体50に、ステップS3においてハーフカットを施すことにより形成される。ハーフカットは、図15(b)に示すように、カッター119(カッター118と同じであってもよい)で行う。具体的に、カッター119により、粘着層52と基材53と発泡層54とを完全にカットする一方で、剥離紙51についてはその一部をカットする。これにより、切れ込み63,64が形成される。なお、切れ込み63,64形成後の印刷媒体50を印刷媒体50Qともいう。ステップS3のハーフカット後は、ステップS4により、印刷媒体50Qを加熱し、発泡層54を発泡させる。これにより、凹凸が形成された印刷媒体50(印刷媒体50Rともいう。また、立体形成物でもある)が得られる。
この変形例では、凹凸が形成されたあとの印刷媒体である印刷媒体50Rを構成するシール材(ここでは、凹凸や画像層14が形成された部分)のうち、切れ込み63,64に囲まれた部分(画像層14一つ分の部分)を、小判のシール材(画像1つ分のシール材、これも立体形成物である)70として剥離紙51から剥がすことができ(図16参照。図16では、ドットにより、凹凸が形成されていることを表し、実際の凹凸は省略している。)、当該シール材70は他の対象に貼り付けることができる。このようして、壁紙シール、ステッカー、ラベル等をシール材70として形成できる。
切れ込み63,64を形成した立体形成物の形成システムも、上記形成システム100と同様の構成を採用できる。但し、インクジェットプリンタ101は、ハーフカットの機能を有するものとする。また、インクジェットプリンタ101が、切れ込みとミシン目とを形成可能な機能を有する場合、印刷媒体に切れ込みとミシン目とを設けてもよい。この場合、ミシン目に沿って印刷媒体をカットすることで、切れ込みにより区画された複数の小判のシール材を有する剥離紙付きシール(凹凸が設けられたシール)を得ることができる。
切れ込み63,64も、ミシン目23,24と同様の方法で形成されるので(例えば、切れ込み63,64の形成時、印刷媒体を押さえつける必要が生じるなど)、切れ込み63,64を発泡前に形成することで、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
(変形例2)
画像層14を形成後の印刷媒体10の表面にラミネート加工を施すことで、立体形成物(印刷媒体10R、50R)の耐水性と耐摩耗性とを向上させるようにしてもよい。ラミネート加工は、例えば液体ラミネートを使用することができる。ラミネート加工は、印刷後や加熱処理後など任意の段階で行うことができる。
画像層14を形成後の印刷媒体10の表面にラミネート加工を施すことで、立体形成物(印刷媒体10R、50R)の耐水性と耐摩耗性とを向上させるようにしてもよい。ラミネート加工は、例えば液体ラミネートを使用することができる。ラミネート加工は、印刷後や加熱処理後など任意の段階で行うことができる。
(変形例3)
画像層14や発泡抑制層13の印刷と、ミシン目又は切れ込みの形成とを別の装置で行ってもよい。例えば、印刷についてはインクジェットプリンタ等の印刷装置(例えば、カッティング機能を有しないもの)で行い、ミシン目又は切れ込みを形成するカットについては前記印刷装置とは異なるカッティングプロッタなどのカッティング装置で行ってもよい。この場合、当該カッティング装置を、例えば、図12のインクジェットプリンタ101(ここではカット機能を備えないものとする)と加熱装置120との間に配置するとよい。
画像層14や発泡抑制層13の印刷と、ミシン目又は切れ込みの形成とを別の装置で行ってもよい。例えば、印刷についてはインクジェットプリンタ等の印刷装置(例えば、カッティング機能を有しないもの)で行い、ミシン目又は切れ込みを形成するカットについては前記印刷装置とは異なるカッティングプロッタなどのカッティング装置で行ってもよい。この場合、当該カッティング装置を、例えば、図12のインクジェットプリンタ101(ここではカット機能を備えないものとする)と加熱装置120との間に配置するとよい。
(変形例4)
幅方向又は長さ方向に複数印刷される画像(画像層14に表される画像)の数は任意である。また、幅方向又は長さ方向に並ぶ複数の画像のうちの少なくとも1つは、残りの画像と異なってもよい(各画像が互いに異なることを含む)。また、前記複数の画像(同じでも異なってもよい)それぞれに形成される凹凸(発泡層の発泡により得られる凹凸)のうちの少なくとも1つは、残りの画像に形成された凹凸と異なってもよい(各画像の凹凸が互いに異なることを含む)。
幅方向又は長さ方向に複数印刷される画像(画像層14に表される画像)の数は任意である。また、幅方向又は長さ方向に並ぶ複数の画像のうちの少なくとも1つは、残りの画像と異なってもよい(各画像が互いに異なることを含む)。また、前記複数の画像(同じでも異なってもよい)それぞれに形成される凹凸(発泡層の発泡により得られる凹凸)のうちの少なくとも1つは、残りの画像に形成された凹凸と異なってもよい(各画像の凹凸が互いに異なることを含む)。
(変形例5)
ミシン目及びハーフカットを、印刷媒体に対して斜め方向に沿って形成してもよいし、曲線状に形成してもよい。これにより、小判の立体形成物40,70(例えば、壁紙のシール)を所定の対象(例えば、壁)に貼り付けて装飾する場合に、当該対象が例えば曲線のある複雑な形状(例えば、壁と天井との境が曲線の形状)であっても、当該対象に合わせた形状の小判の立体形成物を予め得ることができ、立体形成物を前記対象に貼り付け後にカットして調整するなどの作業が不要となり、立体形成物による装飾を簡便なものとすることができる。
ミシン目及びハーフカットを、印刷媒体に対して斜め方向に沿って形成してもよいし、曲線状に形成してもよい。これにより、小判の立体形成物40,70(例えば、壁紙のシール)を所定の対象(例えば、壁)に貼り付けて装飾する場合に、当該対象が例えば曲線のある複雑な形状(例えば、壁と天井との境が曲線の形状)であっても、当該対象に合わせた形状の小判の立体形成物を予め得ることができ、立体形成物を前記対象に貼り付け後にカットして調整するなどの作業が不要となり、立体形成物による装飾を簡便なものとすることができる。
(変形例6)
印刷媒体の基材に、坪量150g/m2の厚紙を使用することで、表面に立体印刷が施された箱を作成することができる。このような箱を作成する場合には、箱の折り曲げ箇所に上記のようなミシン目を形成するか、あるいは上記のような切れ込みを入れる。このような、ミシン目及び切れ込みも、上記実施の形態と同様に印刷媒体の加熱処理の前に形成しておく。これにより、表面に発泡層の発泡による凹凸が施された箱を折り曲げ箇所で折り曲げて、容易に組み立てることができる。
印刷媒体の基材に、坪量150g/m2の厚紙を使用することで、表面に立体印刷が施された箱を作成することができる。このような箱を作成する場合には、箱の折り曲げ箇所に上記のようなミシン目を形成するか、あるいは上記のような切れ込みを入れる。このような、ミシン目及び切れ込みも、上記実施の形態と同様に印刷媒体の加熱処理の前に形成しておく。これにより、表面に発泡層の発泡による凹凸が施された箱を折り曲げ箇所で折り曲げて、容易に組み立てることができる。
(変形例7)
発泡抑制層13を画像層14の間の余白21,22に形成するようにしてもよい。これにより、ミシン目や切れ込みを形成する部分の発泡が抑制されることから、立体形成物のカットが容易となり、又は立体形成物を剥離紙から剥がす作業を容易に行える。この場合、画像層14の形成後に発泡抑制層13を形成してもよい。なお、発泡抑制インクが、画像層14を通過し、発泡層12,54に作用できる場合、画像層の形成後に発泡抑制インクを画像層の上から塗布してもよい。
発泡抑制層13を画像層14の間の余白21,22に形成するようにしてもよい。これにより、ミシン目や切れ込みを形成する部分の発泡が抑制されることから、立体形成物のカットが容易となり、又は立体形成物を剥離紙から剥がす作業を容易に行える。この場合、画像層14の形成後に発泡抑制層13を形成してもよい。なお、発泡抑制インクが、画像層14を通過し、発泡層12,54に作用できる場合、画像層の形成後に発泡抑制インクを画像層の上から塗布してもよい。
(変形例8)
上記実施の形態等では、図5のステップS2において、印刷媒体10に発泡抑制層13と画像を表す画像層14とを形成したが、予め画像を印刷した印刷媒体を準備して、ステップS2で発泡抑制層13の印刷(発泡抑制インクの塗布)のみを行うようにしてもよい。この場合、発泡抑制層13を印刷されていない領域に形成することにより、予め印刷された画像によってその機能を阻害されることなく、発泡層12,54の膨張を抑制することができる。なお、発泡抑制インクが、画像層14を通過し、発泡層12,54に作用できる場合、画像の上から発泡抑制インクを塗布してもよい。
上記実施の形態等では、図5のステップS2において、印刷媒体10に発泡抑制層13と画像を表す画像層14とを形成したが、予め画像を印刷した印刷媒体を準備して、ステップS2で発泡抑制層13の印刷(発泡抑制インクの塗布)のみを行うようにしてもよい。この場合、発泡抑制層13を印刷されていない領域に形成することにより、予め印刷された画像によってその機能を阻害されることなく、発泡層12,54の膨張を抑制することができる。なお、発泡抑制インクが、画像層14を通過し、発泡層12,54に作用できる場合、画像の上から発泡抑制インクを塗布してもよい。
(変形例9)
所望の色に着色した発泡抑制インクにより印刷媒体10に印刷される画像の一部又は全部を表現してもよい。例えば、発泡抑制層13と画像層14とが協働して1つの画像を表現するようにしてもよい。印刷時間を短くすることができる。なお、発泡層12,54の発泡により凹凸のみで意匠を表現してもよく、この場合画像は不要である。
所望の色に着色した発泡抑制インクにより印刷媒体10に印刷される画像の一部又は全部を表現してもよい。例えば、発泡抑制層13と画像層14とが協働して1つの画像を表現するようにしてもよい。印刷時間を短くすることができる。なお、発泡層12,54の発泡により凹凸のみで意匠を表現してもよく、この場合画像は不要である。
(変形例10)
発泡層12,54を、加熱により揮発し膨張する揮発性溶剤(液状炭化水素など)が封入された熱可塑性樹脂(アクリロニトリルなど)製のマイクロカプセルが分散した熱可塑性樹脂層で構成し、発泡させる領域(加熱領域)にカーボンブラックインクを印刷して立体形成物を形成してもよい。この方法は、共有結合の分子構造により電磁波を吸収するカーボン分子の特性を利用するものであり、電磁波を照射することにより、発泡層12,54のうちのカーボンブラックインクを印刷した領域を加熱・膨張させる。このように、発泡層12,54の発泡の制御(発泡させる場所と発泡を抑制する場所の制御)は、発泡を抑制するインクと、発泡を誘発又は促進するインクとのうちのいずれか(つまり、発泡層の発泡を制御するためのインク)により行えばよい。なお、カーボンブラックインクは、画像の一部を構成するように塗布されてもよい。
発泡層12,54を、加熱により揮発し膨張する揮発性溶剤(液状炭化水素など)が封入された熱可塑性樹脂(アクリロニトリルなど)製のマイクロカプセルが分散した熱可塑性樹脂層で構成し、発泡させる領域(加熱領域)にカーボンブラックインクを印刷して立体形成物を形成してもよい。この方法は、共有結合の分子構造により電磁波を吸収するカーボン分子の特性を利用するものであり、電磁波を照射することにより、発泡層12,54のうちのカーボンブラックインクを印刷した領域を加熱・膨張させる。このように、発泡層12,54の発泡の制御(発泡させる場所と発泡を抑制する場所の制御)は、発泡を抑制するインクと、発泡を誘発又は促進するインクとのうちのいずれか(つまり、発泡層の発泡を制御するためのインク)により行えばよい。なお、カーボンブラックインクは、画像の一部を構成するように塗布されてもよい。
(変形例11)
また、ミシン目23,24又は切れ込み63,64を形成するカットは、発泡抑制層13及び画像層14を形成する前の印刷媒体10に実行してもよいし、発泡抑制層13を形成後にカットを実行してその後に画像層14を形成してもよい。なお、カットは、発泡抑制層13の形成(又はカーボンブラックインクの塗布)後や画像層14の形成後に実行することが好ましい。これにより、カットした部分(ミシン目23,24のカット部分内、切れ込み63,64内)にインクが入り込むことを防止でき、これにより、例えば、カットする部分の上又は近傍にカラーインク等を塗布する場合などに、小判の立体形成物40,70(特に側端面)を綺麗に仕上げることができる。
また、ミシン目23,24又は切れ込み63,64を形成するカットは、発泡抑制層13及び画像層14を形成する前の印刷媒体10に実行してもよいし、発泡抑制層13を形成後にカットを実行してその後に画像層14を形成してもよい。なお、カットは、発泡抑制層13の形成(又はカーボンブラックインクの塗布)後や画像層14の形成後に実行することが好ましい。これにより、カットした部分(ミシン目23,24のカット部分内、切れ込み63,64内)にインクが入り込むことを防止でき、これにより、例えば、カットする部分の上又は近傍にカラーインク等を塗布する場合などに、小判の立体形成物40,70(特に側端面)を綺麗に仕上げることができる。
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態に係る発泡性メディア110の発泡機1100について、図面を参照しつつ、説明する。
本発明の第1の実施形態に係る発泡性メディア110の発泡機1100について、図面を参照しつつ、説明する。
(発泡性メディア110の構成)
発泡性メディア110は、シート(厚さは任意であり、薄いシートであるフィルムを含む)状のメディアであり、保管や輸送のために、ロール状に巻き取ることができる。発泡性メディア110は、いわゆる台紙付きのシールであり、図17(a)に示すように、基材111と、基材111の一面上に形成された発泡層112と、基材111の他面上に形成された粘着層113と、粘着層113の裏面に貼り付けられている離型材114とを備える。基材111~粘着層113がシールに、離型材114が台紙に相当する。
発泡性メディア110は、シート(厚さは任意であり、薄いシートであるフィルムを含む)状のメディアであり、保管や輸送のために、ロール状に巻き取ることができる。発泡性メディア110は、いわゆる台紙付きのシールであり、図17(a)に示すように、基材111と、基材111の一面上に形成された発泡層112と、基材111の他面上に形成された粘着層113と、粘着層113の裏面に貼り付けられている離型材114とを備える。基材111~粘着層113がシールに、離型材114が台紙に相当する。
基材111は、任意の材料からなるシートである。例えば、基材111の材料としては、紙、布、プラスチックなどが挙げられる。基材111は、特に、耐水性と後述の発泡層112への密着性とが高いことが好ましい。こうした基材111としては、不織布製シート、フリース製シート、多孔質フィルムなどが挙げられる。基材111の耐熱温度は、その種類ごとに異なるが、例えば、ポリプロピレン系多孔質フィルムの耐熱温度は、JIS K 7133に基づき測定して3%以上の熱収縮が観察された温度-10℃との定義のもとでなら、120℃以下である。また、基材111は、金属を含有するシート、例えば、難燃性シートや磁性シートでもよい。
発泡層112は、図17(b)に示すように、後述の加熱機150により所定温度(以降、発泡温度と呼ぶ)以上に加熱された当該層内の発泡成分が発泡することで当該層が膨張し発泡前よりも厚みが増加する熱可塑性樹脂層である。本明細書では、発泡層112がこのように加熱により膨張することを、発泡層112が『発泡』するとも表現する。
加熱による発泡原理は任意であり、発泡成分として、例えば、熱分解など加熱に伴い気体を発生する化学発泡剤や、加熱により揮発し膨張する揮発溶媒を包み込む熱可塑性樹脂マイクロカプセルを用いることができる。
例えば、前述の化学発泡剤としては、アゾジカルボンアミド、N,N’-ジニトロソペンタメチレンテトラミン、4,4’-オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)、炭酸水素カルシウムなどが挙げられ、特に、アゾジカルボンアミドが望ましい。
また、前述のマイクロカプセルとしては、揮発性有機溶媒が封入された熱可塑性樹脂のマイクロカプセルが挙げられる。揮発性有機溶媒としては、例えば、石油エーテル、炭化水素(イソブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタンなど)、低沸点ハロゲン化炭化水素、メチルシランなどが挙げられる。マイクロカプセルを構成する熱可塑性樹脂として、例えば、塩化ビニリデン-アクリロニトリル系共重合体、アクリロニトリル系共重合体、アクリル酸エステル系共重合体、メタクリル酸エステル系共重合体などが挙げられる。
発泡温度は、発泡成分及び熱可塑性時樹脂の種類に応じて異なるが、通常、約70℃以上であり、化学発泡剤を用いる場合、約120℃以上である。
発泡層112の主体となる熱可塑性樹脂は、発泡成分の発泡原理に適合し、発泡成分が発泡する温度で発泡成分の発泡によって膨張するのであれば任意である。例えば、熱可塑性樹脂としては、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)、アクリル樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられる。さらに、ポリ塩化ビニル樹脂は、後述の可塑剤を併用した軟質ポリ塩化ビニルをベース樹脂とするのが好ましい。
発泡層112は、発泡成分に応じて、追加の成分をさらに含んでもよい。例えば、発泡成分として化学発泡剤を用いる場合、熱可塑性樹脂に化学発泡剤の発泡を促進し発泡温度を低下させる発泡助剤をさらに配合することが好ましい。こうした発泡助剤としては、ステアリン酸亜鉛などの亜鉛化合物、ステアリン酸バリウムなどのバリウム化合物などが挙げられる。
発泡層112は、用途に応じて、任意で、可塑剤、充填剤、顔料、難燃剤などをさらに含んでもよい。
可塑剤としては、例えば、フタル酸ビス(2-エチルヘキシル)、フタル酸ジイソノニル(DINP)、フタル酸ジイソデシル(DIDP)、アジピン酸ジ-2-エチルヘキシル(DOA)、アジピン酸ジイソノニル(DINA)、トリメリット酸トリ-2-エチルヘキシル(TOTM)、リン酸トリクレジル(TCP)などが挙げられる。
充填剤としては、例えば、炭酸カルシウム、タルク、粘土鉱物が挙げられる。
顔料としては、任意の顔料、例えば、酸化チタンなどの白色顔料などが挙げられる。
難燃剤としては、リン酸系難燃剤、リン酸エステル系難燃剤、水酸化アルミニウム難燃剤、水酸化マグネシウム難燃剤、塩素系難燃剤などが挙げられる。
粘着層113は、当該層から後述の離型材114を剥がした後に、当該層を所望の部品に貼り付けることで、発泡性メディア110をその部品に接着するための、粘着剤(感圧接着剤)の層である。粘着剤は、基材111と所望の部品との間の接着に適しているのであれば任意である。粘着剤としては、例えば、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤などが挙げられる。粘着層の剥離力に基づいて評価した粘着剤の耐熱温度は、例えば、複数の温度で2分間加熱した後にJIS K-6854-3 T字剥離に基づき90°剥離を測定し剥離力が加熱により低下するか否かを判定し、剥離力の低下が観察されない最大温度を求めることで測定できる。例えば、ゴム系粘着剤で約120℃以下(例えば、SB-1273(株式会社レヂテックス製)なら120℃)、アクリル系粘着剤で約150℃以下(例えば、SKダイン1251(綜研化学株式会社製)なら150℃)、シリコーン系粘着剤で約250℃以下(例えば、KR-3700(信越化学工業株式会社製)なら250℃)である。
離型材114は、粘着層113に貼り付ける面に離型剤の層(離型層)が形成されているシートである。離型材114が粘着層113に貼り付けられていることで、発泡性メディア110を所望の部品に接着する前に、例えば、発泡性メディア110を積み重ねる又はロール状に丸めるなどして保存する場合などに、粘着層113が他の部品や発泡性メディア110自身に接着することが防がれる。一方、離型材114を粘着層113から剥がすことで、簡便に、粘着層113を所望の部品に接着可能な状態にできる。離型材114のシートの材料としては、例えば、上質紙、クラフト紙、ポリエチレンテレフタレート(PET)などが挙げられる。また、離型剤としては、例えば、シリコーン系離型剤、ポリオレフィン系離型剤、フッ素系離型剤などが挙げられる。
発泡性メディア110は、さらに、所望の意匠性に応じて、図17(a)に示すように、発泡層112上に、発泡促進層115、発泡抑制層116、及び/又は、画像層117が予め形成されていてもよい。また、これらの層が形成されていない発泡性メディア110を後述の搬送装置130によりロールから加熱機150に搬送する過程で、これらの層が搬送中の発泡性メディア110の発泡層112上に形成されてもよい。
発泡促進層115は、加熱による発泡層112の発泡を促進する発泡促進剤を含有する層である。このため、発泡性メディア110を後述の発泡機1100で加熱し発泡層112が発泡した発泡性メディア(以下、発泡済みメディア110’)を形成した場合、図17(b)に示すように、発泡層112における発泡促進層115が設けられた領域の盛り上がりは、発泡促進層115が設けられていない領域よりも、高くなる。この結果、発泡済みメディア110’には、平面視した際の発泡促進層115の形状を有する凸部115aが形成される。
発泡促進剤は、後述の加熱機150の加熱装置151の加熱温度で発泡層112の発泡を促進できれば任意である。発泡促進剤が発泡成分の発泡を促進する原理は特に限定されず、例えば、発泡促進剤として、発泡成分の発泡に必要な化学反応を化学的に促進する剤(化学的発泡促進剤)や、塗布箇所の温度を局所的に高める吸熱剤を用いることができる。例えば、発泡成分として上述の化学発泡剤を用いる場合、発泡促進剤として、尿素化合物(尿素など)、亜鉛化合物などの化学的発泡促進剤を用いることができる。また、発泡成分として上述のマイクロカプセルを用いる場合、発泡促進剤として、カーボンブラックなどの吸熱剤を用いることができる。発泡促進剤は、発泡性メディア110を加熱する間に分解又は蒸発しても構わないので、特段の耐熱温度を有しない。
発泡抑制層116は、加熱による発泡層112の発泡を抑制する発泡抑制剤を含有する層である。このため、発泡性メディア110を後述の発泡機1100で加熱し発泡済みメディア110’を形成した場合、図17(b)に示すように、発泡層112における発泡抑制層116が設けられた領域の盛り上がりは、発泡抑制層116が設けられていない領域よりも、低くなる、又は、発泡層112における発泡抑制層116が設けられた領域は、まったく盛り上がらない。この結果、発泡済みメディア110’には、平面視した際の発泡抑制層116の形状を有する凹部116aが形成される。
発泡抑制剤は、発泡層112を加熱して発泡させる温度で発泡層112の発泡を抑制できれば任意である。発泡抑制剤が発泡成分の発泡を抑制する原理は特に限定されず、例えば、発泡抑制剤として、発泡成分の発泡を促進させる発泡助剤の働きを抑制する機能剤(化学的発泡抑制剤)、塗布箇所の温度を局所的に下げる放熱剤、発泡成分を化学的又は物理的に分解する分解剤などを用いることができる。例えば、発泡成分として上述の化学発泡剤を用いる場合、発泡抑制剤として、1,2,3-ベンゾトリアゾール、1-[N,N-ビス(2-エチルヘキシル)アミノメチル]ベンゾトリアゾール、1-[N,N-ビス(2-エチルヘキシル)アミノメチル]メチルベンゾトリアゾール、2,2’-[[(メチル-1H-ベンゾトリアゾール-1-イル)メチル]イミノ]ビスエタノールなどのベンゾトリアゾール系化合物をはじめとする化学的発泡抑制剤を用いることができる。また、発泡成分として上述のマイクロカプセルを用いる場合、発泡抑制剤として、アセトン、メチルエチルケトン、エチルブチルケトン、メタノール、エタノール、酢酸エチル、γ-ブチロラクトン、ε-カプロラクトン、ジメチルホルムアミドなどの分解剤を用いることができる。発泡抑制剤は、発泡性メディア110を加熱する間に分解も蒸発もしないことが好ましい。発泡抑制剤の耐熱温度は、熱重量示差熱分析装置(TG-DTA)で測定して、210℃以上であることが望ましい。
画像層117は、発泡性メディア110の表面に形成された画像を構成するインク層である。画像層117は、例えば、CMYKの各インク(顔料が水に分散した水性インク、顔料が有機溶剤に分散した溶剤顔料インク、水に染料が溶けている水性染料インク、又は、有機溶剤に染料が溶けている溶剤染料インクなど)を用いて、インクジェットプリンタによりインクジェット方式で印刷される。画像層117は、オフセット印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷等によって印刷されてもよい。
画像層117は、例えば、図17(a)及び(b)に示すように、発泡層112、発泡促進層115、及び/又は発泡抑制層116の上に直接形成されてもよい。また、発泡層112、発泡促進層115、及び/又は発泡抑制層116に、白色インクなどによる下塗り層を形成した後、その下塗り層の上に画像層を形成してもよい。
画像層117は、発泡層112の上と発泡促進層115又は発泡抑制層116の上とにまたがって形成されてもよい。この場合、画像層117の塗料は、図17(b)に示すように、発泡促進層115又は発泡抑制層116により発泡済みメディア110’上に形成される凸部115a又は凹部116aの形状に沿って変形する程度の破断強度を画像層117にもたらす塗料であってもよい。また、画像層117のインクは、所望の意匠性に応じて、凸部115a又は凹部116aと周辺との境界で破断する程度の破断強度を画像層117にもたらすインクであってもよい。
インクの耐熱温度は、その種類に応じて異なるが、例えば、色材として顔料を用いるインクであれば、250℃以上の耐熱温度を有する。
(発泡機1100の構成)
発泡機1100は、図18に示すように、搬送装置130と、加熱機150とを備える。
発泡機1100は、図18に示すように、搬送装置130と、加熱機150とを備える。
搬送装置130は、発泡性メディア110を、加熱機150外から加熱機150内に運び入れ、後述の加熱装置151により加熱され発泡層112が発泡することで形成された発泡済みメディア110’を加熱機150外に運び出す。搬送装置130は、発泡性メディア110のロールから発泡性メディア110のシートを繰り出す繰り出しローラー131と、繰り出された発泡性メディア110を適宜方向転換し加熱機150内を通して搬送する1個以上(例えば、図中では4個)のガイドローラー132と、ガイドローラー132により搬送された発泡済みメディア110’のシートをロール状に巻き取る巻き取りローラー133とを備える。加熱膨張後の発泡済みメディア110’が冷却される前に発泡層112側から圧縮されると、発泡層112が圧縮された状態で固まるので、発泡済みメディア110’の発泡層112の膨張が抑制されてしまう。また、加熱機150で加熱されている間に発泡性メディア110が発泡層112側から圧縮されても、同様に、加熱膨張後の発泡済みメディア110’の発泡層112の膨張が抑制されてしまう。そのため、搬送装置130(例えば、ガイドローラー132)は、加熱中及び加熱膨張後の発泡性メディア110を搬送するときには、その後に発泡性メディア110が冷却されて発泡性メディア110の形状に不可逆性が生じる温度に至るまでの間(特に、発泡性メディア110が加熱機150により加熱されている間)、発泡性メディア110を発泡層112側から圧縮しないように(特に、搬送装置130が発泡層112に接触しないように)構成されることが好ましい。
加熱機150は、加熱装置151、冷却装置152を備える。
加熱装置151は、搬送装置130により加熱機150内に搬送された発泡性メディア110の発泡層112に面するように配置されており、当該発泡性メディア110を発泡層112側から加熱する加熱装置である。加熱装置151は、図19(a)に示すように、発泡性メディア110の加熱装置151側の面の全幅にわたる加熱領域Hを加熱する。加熱装置151は、加熱装置151の加熱部位が発泡性メディア110の表面(特に、発泡層112)と接触しない非接触式加熱装置である。非接触式加熱装置としては、輻射式加熱装置(例えば、赤外線ヒーターなどの赤外線加熱装置)、マイクロ波加熱装置、電熱線ヒーター、熱風乾燥機などが挙げられる。加熱装置151による加熱温度(加熱面の表面温度)は、後述の好適な温度勾配を形成できるのであれば任意である。
冷却装置152は、搬送装置130により加熱機150内に搬送された発泡性メディア110の離型材114に面するように配置されており、当該発泡性メディア110を離型材114側から冷却する冷却装置である。冷却装置152は、図19(a)に示すように、発泡性メディア110の冷却装置152側の面の全幅にわたる冷却領域Cを冷却する。冷却装置152は、冷却装置152の冷却部位が発泡性メディア110の表面(特に、離型材114)と接触しない非接触式冷却装置である。非接触式冷却装置としては、冷却ファン(例えば、空冷式冷風撹拌型ペルチェ冷却ファン、水冷式冷風撹拌型ペルチェ冷却ファン、空冷ファン)などが挙げられる。冷却装置152による冷却温度(冷却面の表面温度)は、後述の好適な温度勾配を形成できるのであれば任意である。
仮に、冷却装置152により冷却せず加熱装置151による加熱のみ行う場合、発泡性メディア110の加熱にともない加熱装置151により発泡層112に与えられた熱は離型材114まで伝わり、最終的に、離型材114の温度は発泡層112の温度と同程度まで加熱されることとなる。そのため、冷却装置152を省略した構成では、発泡層112以外の層(例えば、基材111、粘着層113、離型材114など)の成分(例えば、基材111の材料、粘着剤、離型剤など)を、その耐熱温度が発泡層112の発泡成分の発泡に必要な発泡温度未満となるように選択する必要がある。その結果、発泡層112以外の層の成分の選択の幅が極めて限定される。
一方、上述した本実施形態の発泡機1100によれば、発泡性メディア110は、発泡層112側からは加熱装置151により加熱され、離型材114側からは冷却装置152により冷却されているため、発泡性メディア110内には、発泡層112側から離型材114側へと徐々に温度が低下する温度勾配が形成される。従って、加熱装置151の加熱温度(加熱装置151により加熱されている発泡性メディア110の加熱面(発泡層112の表面)の表面温度)及び冷却装置152の冷却温度(冷却装置152により冷却されている発泡性メディア110の冷却面(離型材114の表面)の表面温度)を適宜調節すれば、発泡層112が発泡温度以上となり、その他の層は各層の耐熱温度未満となるような温度勾配を形成できる。このため、発泡層112以外の層(特に、粘着層113及び/又は離型材114)が、その機能性を失わない又は低下させない温度未満に冷却することができる。
例えば、化学発泡剤の発泡温度は120℃以上と高温である。こうした高温環境では、ゴム系粘着剤やアクリル系粘着剤などの耐熱温度が低い粘着剤からなる粘着層113は接着性が低下し、最悪の場合、接着性を失うこともある。また、高温環境では、耐熱温度が低い離型剤からなる離型層を有する離型材114は、離型性が低下し、粘着層113から剥がれづらくなり、最悪の場合、離型性を失い、粘着層113から剥がれなくなる。
加熱機150は、図18に示すように、加熱機150外への放熱を防ぎ、加熱効率を高めるため、加熱装置151と発泡性メディア110の加熱部分とを覆う筐体をさらに備えてもよい。また、筐体は、図18に示すように、冷却装置152をさらに覆うものでもよい。また、加熱機150は、加熱装置151による加熱により発泡性メディア110から生じる気体(特に、有毒気体)を排気するための、換気装置をさらに備えてもよい。
(第1の実施形態の効果)
従来の発泡性メディアの発泡機では、たとえ発泡性メディアを一面のみから加熱し他面から加熱しないとしても、発泡性メディアの両面が同程度まで加熱されるため、発泡性メディアの発泡層以外の層の成分の選択幅が極めて限られていた。特に、発泡成分として化学発泡剤を用いる場合、発泡温度が120℃以上と高温なので、粘着剤や離型剤の選択肢が限られる。
従来の発泡性メディアの発泡機では、たとえ発泡性メディアを一面のみから加熱し他面から加熱しないとしても、発泡性メディアの両面が同程度まで加熱されるため、発泡性メディアの発泡層以外の層の成分の選択幅が極めて限られていた。特に、発泡成分として化学発泡剤を用いる場合、発泡温度が120℃以上と高温なので、粘着剤や離型剤の選択肢が限られる。
一方、本実施形態に係る発泡性メディア110の発泡機1100では、発泡性メディア110を発泡層112側から加熱し離型材114側から冷却することで、発泡性メディア110内に、発泡層112が発泡温度以上となり、その他の層はその成分が機能性を失わない温度未満となる好適な温度勾配を形成することが可能となる。このため、発泡機1100によれば、さまざまな発泡性メディア110、特に、発泡層112以外の層の成分の耐熱温度が発泡層112の発泡成分の発泡温度未満である発泡性メディア110を、発泡層112以外の層の成分の機能性を維持しつつ発泡することができる。こうした特徴は、発泡成分として化学発泡剤を用いる場合に特に有利である。
また、発泡性メディア110において好適な温度勾配を形成するために必要な冷却は、冷却ファンなどの簡便な冷却装置でも行えるので、発泡機1100の構成を簡素化できる。
(変形例1)
第1の実施形態では、発泡性メディア110を用いたが、発泡機1100で発泡させるメディアはこれに限らず、発泡層112、粘着層113、及び離型材114を備えた発泡性メディアであれば任意である。例えば、発泡層112と粘着層113との間に、基材111以外の層が介在してもよいし、基材111が省略されてもよい。また、発泡層112の表面に、液体ラミネーションなどにより保護層が形成されていてもよい。
第1の実施形態では、発泡性メディア110を用いたが、発泡機1100で発泡させるメディアはこれに限らず、発泡層112、粘着層113、及び離型材114を備えた発泡性メディアであれば任意である。例えば、発泡層112と粘着層113との間に、基材111以外の層が介在してもよいし、基材111が省略されてもよい。また、発泡層112の表面に、液体ラミネーションなどにより保護層が形成されていてもよい。
(変形例2)
第1の実施形態において、加熱装置151と冷却装置152とは、図19(a)に示すように、加熱機150内に搬送された発泡性メディア110の裏と表とを同時に加熱し冷却するが、図19(b)に示すように、平面視において、加熱領域Hが発泡性メディア110全面に広がり、冷却領域Cが発泡性メディア110の搬送方向における下流側の一部のみに存在してもよい。
第1の実施形態において、加熱装置151と冷却装置152とは、図19(a)に示すように、加熱機150内に搬送された発泡性メディア110の裏と表とを同時に加熱し冷却するが、図19(b)に示すように、平面視において、加熱領域Hが発泡性メディア110全面に広がり、冷却領域Cが発泡性メディア110の搬送方向における下流側の一部のみに存在してもよい。
図19(a)及び(b)に示すように、加熱領域Hが発泡性メディア110全面に広がる場合でも、発泡性メディア110は加熱機150内で所定の搬送方向に搬送されながら加熱されるので、加熱機150の上流側(図18及び19では紙面左)にある発泡性メディア110は加熱時間が短いので温度が低く、加熱機150の下流側(図18及び19では紙面右)にある発泡性メディア110は加熱時間が長いので温度が高くなる。そのため、加熱機150の上流側の領域にある発泡性メディア110の温度が発泡性メディア110の所定層の耐熱温度未満ならば、当該領域での冷却を行わずともよい。
本変形例によれば、冷却装置152を小規模にでき、例えば、冷却ファンの大型化や増加を防止できる。
(変形例3)
第1の実施形態において、加熱装置151により加熱される発泡性メディア110の加熱領域Hと、冷却装置152により冷却される発泡性メディア110の冷却領域Cとの位置関係は、発泡性メディア110内に上述の好適な温度勾配が形成される限り、任意である。
第1の実施形態において、加熱装置151により加熱される発泡性メディア110の加熱領域Hと、冷却装置152により冷却される発泡性メディア110の冷却領域Cとの位置関係は、発泡性メディア110内に上述の好適な温度勾配が形成される限り、任意である。
例えば、発泡層112側から離型材114側への熱伝導率が低く、発泡層112が加熱されても粘着層113又は離型材114の温度が即座に上昇するわけではないのなら、図19(c)に示すように、平面視において、発泡性メディア110上で、加熱領域Hと冷却領域Cとが重ならずともよい。
(変形例4)
第1の実施形態において、冷却装置152として、非接触式冷却装置を用いたが、冷却装置152の冷却部位が発泡性メディア110の表面(特に、離型材114)と接触する接触式冷却装置を用いてもよい。こうした接触式冷却装置として、図20に示すように、冷却ローラー(例えば、水冷式冷却ローラー、熱電式冷却ローラーなど)が挙げられる。
第1の実施形態において、冷却装置152として、非接触式冷却装置を用いたが、冷却装置152の冷却部位が発泡性メディア110の表面(特に、離型材114)と接触する接触式冷却装置を用いてもよい。こうした接触式冷却装置として、図20に示すように、冷却ローラー(例えば、水冷式冷却ローラー、熱電式冷却ローラーなど)が挙げられる。
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態に係る発泡済みメディアの製造方法について説明する。本製造方法では、図21に示すように、準備工程S1、発泡工程S2を主に行う。
本発明の第2の実施形態に係る発泡済みメディアの製造方法について説明する。本製造方法では、図21に示すように、準備工程S1、発泡工程S2を主に行う。
(準備工程S1)
準備工程S1では、加熱により発泡する発泡層と、粘着性を有する粘着層と、粘着層を挟んで発泡層とは反対側で粘着層に貼り付けられており粘着層とは剥離可能な離型材と、を備える発泡性メディアを準備する。発泡層と粘着層との間には、基材などの別の層が介在してもよい。例えば、こうした発泡性メディアとして、第1の実施形態に記載の発泡性メディア110が挙げられる。
準備工程S1では、加熱により発泡する発泡層と、粘着性を有する粘着層と、粘着層を挟んで発泡層とは反対側で粘着層に貼り付けられており粘着層とは剥離可能な離型材と、を備える発泡性メディアを準備する。発泡層と粘着層との間には、基材などの別の層が介在してもよい。例えば、こうした発泡性メディアとして、第1の実施形態に記載の発泡性メディア110が挙げられる。
(発泡工程S2)
発泡工程S2では、準備工程S1で準備した発泡性メディアを、発泡層側から加熱し且つ離型材側から冷却することで、発泡層が発泡温度以上となり、粘着層又は離型材がその機能性を失う温度未満となる温度勾配を形成し、粘着層又は離型材の機能性を維持しつつ発泡層を発泡させる。発泡工程S2は、例えば、上述の発泡性メディア110を、第1の実施形態に記載の加熱機150により加熱冷却することで行える。
発泡工程S2では、準備工程S1で準備した発泡性メディアを、発泡層側から加熱し且つ離型材側から冷却することで、発泡層が発泡温度以上となり、粘着層又は離型材がその機能性を失う温度未満となる温度勾配を形成し、粘着層又は離型材の機能性を維持しつつ発泡層を発泡させる。発泡工程S2は、例えば、上述の発泡性メディア110を、第1の実施形態に記載の加熱機150により加熱冷却することで行える。
以上により、発泡層が発泡した発泡済みメディアを形成できる。こうした発泡済みメディアの裏面から離型材を剥がし所望の物品に添付することで、発泡した発泡層により装飾された物品が得られる。
(第2の実施形態の効果)
第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果が得られる。
第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果が得られる。
(変形例5)
第2の実施形態に係る製造方法では、準備工程S1の後で、発泡工程S2の前に、発泡性メディア上に、発泡促進層、発泡抑制層、及び/又は画像層を形成してもよい。例えば、発泡性メディア110を発泡させる場合、図17(a)に示すように、発泡層112上に、発泡促進層115、発泡抑制層116、及び/又は、画像層117を形成してもよい。発泡促進層115は、上述の発泡促進剤を含むインク、発泡抑制層116は、上述の発泡抑制剤を含むインク、画像層117は、有色インクを用いることにより、インクジェットプリンタによりインクジェット方式で印刷される。発泡促進層、発泡抑制層、及び/又は画像層は、オフセット印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷等によって印刷されてもよい。
第2の実施形態に係る製造方法では、準備工程S1の後で、発泡工程S2の前に、発泡性メディア上に、発泡促進層、発泡抑制層、及び/又は画像層を形成してもよい。例えば、発泡性メディア110を発泡させる場合、図17(a)に示すように、発泡層112上に、発泡促進層115、発泡抑制層116、及び/又は、画像層117を形成してもよい。発泡促進層115は、上述の発泡促進剤を含むインク、発泡抑制層116は、上述の発泡抑制剤を含むインク、画像層117は、有色インクを用いることにより、インクジェットプリンタによりインクジェット方式で印刷される。発泡促進層、発泡抑制層、及び/又は画像層は、オフセット印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷等によって印刷されてもよい。
(変形例6)
第2の実施形態に係る製造方法では、発泡工程S2の前又は後に、発泡性メディア(発泡済みメディアを含む)の発泡層の表面に保護層を形成してもよい。保護層の形成は、例えば、液体ラミネートなどにより行うことができる。
第2の実施形態に係る製造方法では、発泡工程S2の前又は後に、発泡性メディア(発泡済みメディアを含む)の発泡層の表面に保護層を形成してもよい。保護層の形成は、例えば、液体ラミネートなどにより行うことができる。
(変形例7)
第2の実施形態に係る製造方法では、発泡工程S2後に、発泡済みメディアを所望の形状に切断してもよい。発泡済みメディアの切断は、プロッターなどのカッティング装置により行うことができる。
第2の実施形態に係る製造方法では、発泡工程S2後に、発泡済みメディアを所望の形状に切断してもよい。発泡済みメディアの切断は、プロッターなどのカッティング装置により行うことができる。
(変形例8)
第2の実施形態に係る製造方法では、発泡工程S2の前又は後に、発泡性メディア(発泡済みメディアを含む)を所望の形状に破り分けるためのカッティングライン(例えば、ミシン目、発泡層から離型材の寸前までの切れ目など)を設けてもよい。発泡性メディアのカッティングは、プロッターなどのカッティング装置により行うことができる。
第2の実施形態に係る製造方法では、発泡工程S2の前又は後に、発泡性メディア(発泡済みメディアを含む)を所望の形状に破り分けるためのカッティングライン(例えば、ミシン目、発泡層から離型材の寸前までの切れ目など)を設けてもよい。発泡性メディアのカッティングは、プロッターなどのカッティング装置により行うことができる。
(変形例9)
第1の実施形態に記載の加熱機150は、発泡性メディア110の発泡以外にも、略平面上のメディア内に、当該メディアの一面から他面へと徐々に温度が低下する好適な温度勾配(例えば、メディアの一面への加熱装置151の加熱によりメディアの他面の温度が所定温度以上にならない温度勾配)を形成するために用いることができる。
第1の実施形態に記載の加熱機150は、発泡性メディア110の発泡以外にも、略平面上のメディア内に、当該メディアの一面から他面へと徐々に温度が低下する好適な温度勾配(例えば、メディアの一面への加熱装置151の加熱によりメディアの他面の温度が所定温度以上にならない温度勾配)を形成するために用いることができる。
例えば、発泡性メディア110の代わりに、裏に粘着層と離型材とを備えるシールなどの貼付シートを用い、当該貼付シートの表を滅菌などのために高温加熱する場合に、加熱機150を採用できる。
上述の実施形態及び変形例に記載の特徴は、矛盾しない限り、任意に組み合わせることができる。
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態に係る発泡物の製造装置2100について、図面を参照しつつ、説明する。製造装置2100は、発泡性被加工物10に印刷を施した後に当該被加工物を発泡させて発泡物を製造するロール・ツー・ロール方式の製造装置である。
本発明の第1の実施形態に係る発泡物の製造装置2100について、図面を参照しつつ、説明する。製造装置2100は、発泡性被加工物10に印刷を施した後に当該被加工物を発泡させて発泡物を製造するロール・ツー・ロール方式の製造装置である。
(発泡性被加工物10の構成)
発泡性被加工物10は、シート(厚さは任意であり、薄いシートであるフィルムを含む)状の被加工物であり、保管や輸送のために、ロール状に巻き取り可能である。発泡性被加工物10は、図22(a)に示すように、基材211と、基材211の一面上に形成された発泡層212とを備える。
発泡性被加工物10は、シート(厚さは任意であり、薄いシートであるフィルムを含む)状の被加工物であり、保管や輸送のために、ロール状に巻き取り可能である。発泡性被加工物10は、図22(a)に示すように、基材211と、基材211の一面上に形成された発泡層212とを備える。
基材211は、任意の材料からなるシートである。例えば、基材211の材料としては、紙、布、プラスチックなどが挙げられる。基材211は、特に、耐水性と後述の発泡層212への密着性とが高いことが好ましい。こうした基材211としては、不織布製シート、フリース製シート、多孔質フィルムなどが挙げられる。
発泡層212は、当該層内の発泡成分が加熱されて発泡することで膨張し発泡前よりも厚みが増加する熱可塑性樹脂層である。本明細書では、発泡層212がこのように加熱により膨張することを、発泡層212が『発泡』するとも表現する。また、発泡成分が発泡する温度を発泡温度ともいう。
加熱による発泡原理は任意であり、発泡成分として、例えば、熱分解など加熱に伴い気体を発生する化学発泡剤や、加熱により揮発し膨張する揮発溶媒を包み込んだ熱可塑性樹脂マイクロカプセルを用いることができる。
例えば、前述の化学発泡剤としては、アゾジカルボンアミド、N,N’-ジニトロソペンタメチレンテトラミン、4,4’-オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)、炭酸水素ナトリウムなどが挙げられ、特に、アゾジカルボンアミドが望ましい。
また、前述のマイクロカプセルとしては、揮発性有機溶媒が封入された熱可塑性樹脂のマイクロカプセルが挙げられる。揮発性有機溶媒としては、例えば、石油エーテル、炭化水素(イソブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタンなど)、低沸点ハロゲン化炭化水素、メチルシランなどが挙げられる。マイクロカプセルを構成する熱可塑性樹脂として、例えば、塩化ビニリデン-アクリロニトリル系共重合体、アクリロニトリル系共重合体、アクリル酸エステル系共重合体、メタクリル酸エステル系共重合体などが挙げられる。
発泡層212の主体となる熱可塑性樹脂は、発泡成分の発泡原理に適合し、発泡成分の発泡によって膨張するのであれば任意である。例えば、熱可塑性樹脂としては、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)、アクリル樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられる。さらに、ポリ塩化ビニル樹脂は、後述の可塑剤を併用した軟質ポリ塩化ビニルをベース樹脂とするのが好ましい。
発泡層212は、発泡成分に応じて、追加の成分をさらに含んでもよい。例えば、発泡成分として化学発泡剤を用いる場合、熱可塑性樹脂に化学発泡剤の発泡を促進し発泡温度を低下させる発泡助剤をさらに配合することが好ましい。こうした発泡助剤としては、ステアリン酸亜鉛などの亜鉛化合物、ステアリン酸バリウムなどのバリウム化合物などが挙げられる。
(製造装置2100の構成)
製造装置2100は、図23に示すように、搬送装置230と、印刷装置250と、発泡装置270とを備える。さらに、製造装置2100は、搬送装置230、印刷装置250、及び、発泡装置270を制御する制御部290も備える。下記で説明される搬送装置230、印刷装置250、及び、発泡装置270の動作は、制御部290の制御にもとで行われる。なお、搬送装置230、印刷装置250、及び、発泡装置270それぞれに動作を制御するための制御部を設け、制御部290は、各制御部を介して各装置の動作を制御してもよい。
製造装置2100は、図23に示すように、搬送装置230と、印刷装置250と、発泡装置270とを備える。さらに、製造装置2100は、搬送装置230、印刷装置250、及び、発泡装置270を制御する制御部290も備える。下記で説明される搬送装置230、印刷装置250、及び、発泡装置270の動作は、制御部290の制御にもとで行われる。なお、搬送装置230、印刷装置250、及び、発泡装置270それぞれに動作を制御するための制御部を設け、制御部290は、各制御部を介して各装置の動作を制御してもよい。
(搬送装置230)
搬送装置230は、発泡性被加工物10を印刷装置250及び発泡装置270内を通して所定の搬送経路に沿って搬送する、ロール・ツー・ロール方式の任意の搬送装置である。
搬送装置230は、発泡性被加工物10を印刷装置250及び発泡装置270内を通して所定の搬送経路に沿って搬送する、ロール・ツー・ロール方式の任意の搬送装置である。
搬送装置230は、例えば、図23に示すように、発泡性被加工物10の原料ロールから発泡性被加工物10を繰り出す繰り出しローラー231と、繰り出された発泡性被加工物10を適宜方向変換し印刷装置250及び発泡装置270内を通して搬送するガイドローラー232~239と、発泡装置270により発泡した後の発泡性被加工物10(以下、発泡済み被加工物210’)を製品ロールとして巻き取る巻き取りローラー240とを備える。さらに、搬送装置230は、繰り出しローラー231を回転させる駆動モーター(図示せず)、巻き取りローラー240を回転させる駆動モーター(図示せず)、ガイドローラー232~239のうち後述のように駆動ローラーとなるガイドローラーそれぞれを回転させる駆動モーターなども備える(上記制御部290は、各駆動モーターを制御することで、搬送装置230の動作を制御する)。
ガイドローラー232~239のうち、ガイドローラー232、233は、印刷装置250用の搬送機構Aを構成し、ガイドローラー234~236は、後述のたるみ保持装置Bを構成し(搬送装置230は、たるみ保持装置Bを備える)、ガイドローラー237、238は、発泡装置270用の搬送機構Cを構成する。
搬送装置230は、後述するように、発泡性被加工物10が原料ロールを出てから、たるみ保持装置Bに供給されるまでの間は、発泡性被加工物10を断続的に搬送し、発泡性被加工物10がたるみ保持装置Bを出てから製品ロールに入るまでの間は、発泡性被加工物10を定速で連続的に搬送する。
(印刷装置250)
印刷装置250は、発泡促進インク、発泡抑制インク、及び着色インクを用いて、図22(b)に示すように、発泡性被加工物10に、発泡促進層213、発泡抑制層214、及び画像層215を印刷する、任意の、ロール・ツー・ロール方式の走査型インクジェットプリンタである。
印刷装置250は、発泡促進インク、発泡抑制インク、及び着色インクを用いて、図22(b)に示すように、発泡性被加工物10に、発泡促進層213、発泡抑制層214、及び画像層215を印刷する、任意の、ロール・ツー・ロール方式の走査型インクジェットプリンタである。
走査型インクジェットプリンタで被加工物に印刷を行う場合、被加工物を印刷幅分だけ搬送方向に搬送した後、被加工物の搬送を停止し、この間に、搬送方向(副走査方向)に垂直な方向(主走査方向)に沿ってプリントヘッドを走査して被加工物への印刷を行うという工程が繰り返される。そのため、印刷装置250において、発泡性被加工物10は、断続的に搬送される。こうした断続的な搬送の影響は、後述するように、たるみ保持装置Bで形成されるたるみにより相殺される。
また、例えば、画像層215として印刷する画像の解像度が高くなるほど、それに応じて、パス数を増やす必要がある。パス数が増えると、同一箇所でプリントヘッドを走査する回数が増えるので、上述の搬送の停止時間も増大し、最終的に、印刷装置250による発泡性被加工物10の平均搬送速度(印刷速度)(画像の印刷終了までの時間に対する印刷終了までに印刷装置250から搬送される発泡性被加工物10の長さ)が低下する。このように、印刷する画像の解像度に応じて印刷速度も変わる。こうした印刷速度の変更の影響は、後述するように、たるみ保持装置Bで形成されるたるみ及び発泡装置270の加熱領域Hの長さの調節の両方又は一方により相殺される。
(発泡促進インク)
発泡促進インクは、加熱による発泡層212の発泡を促進する発泡促進剤を含有する任意のインクジェット印刷用インクである。当該インクにより発泡促進層213が形成される。
発泡促進インクは、加熱による発泡層212の発泡を促進する発泡促進剤を含有する任意のインクジェット印刷用インクである。当該インクにより発泡促進層213が形成される。
発泡促進剤は、後述の発泡装置270の加熱温度で発泡層212の発泡を促進できれば任意である。発泡促進剤が発泡成分の発泡を促進する原理は特に限定されず、例えば、発泡促進剤として、発泡成分の発泡に必要な化学反応を化学的に促進する剤(化学的発泡促進剤)や、塗布箇所の温度を局所的に高める吸熱剤を用いることができる。例えば、発泡成分として上述の化学発泡剤を用いる場合、発泡促進剤として、尿素化合物(尿素など)、亜鉛化合物などの化学的発泡促進剤を用いることができる。また、発泡成分として上述のマイクロカプセルを用いる場合、発泡促進剤として、カーボンブラックなどの吸熱剤を用いることができる。
(発泡促進層213)
発泡促進層213は、前述の発泡促進剤を含有する層である。このため、発泡性被加工物10を後述の発泡装置270で加熱し発泡済み被加工物210’を形成した場合、図22(c)に示すように、発泡層212における発泡促進層213が設けられた領域は、発泡促進層213が設けられていない領域よりも、高く盛り上がる。この結果、発泡済み被加工物210’には、平面視した際の発泡促進層213の形状を有する凸部213aが形成される。
発泡促進層213は、前述の発泡促進剤を含有する層である。このため、発泡性被加工物10を後述の発泡装置270で加熱し発泡済み被加工物210’を形成した場合、図22(c)に示すように、発泡層212における発泡促進層213が設けられた領域は、発泡促進層213が設けられていない領域よりも、高く盛り上がる。この結果、発泡済み被加工物210’には、平面視した際の発泡促進層213の形状を有する凸部213aが形成される。
(発泡抑制インク)
発泡抑制インクは、加熱による発泡層212の発泡を抑制する発泡抑制剤を含有する任意のインクジェット印刷用インクである。当該インクにより発泡抑制層214が形成される。
発泡抑制インクは、加熱による発泡層212の発泡を抑制する発泡抑制剤を含有する任意のインクジェット印刷用インクである。当該インクにより発泡抑制層214が形成される。
発泡抑制剤は、発泡層212を加熱して発泡させる温度で発泡層212の発泡を抑制できれば任意である。発泡抑制剤が発泡成分の発泡を抑制する原理は特に限定されず、例えば、発泡抑制剤として、発泡成分の発泡を促進させる発泡助剤の働きを抑制する機能剤(化学的発泡抑制剤)、塗布箇所の温度を局所的に下げる放熱剤、発泡成分を化学的又は物理的に分解する分解剤などを用いることができる。例えば、発泡成分として上述の化学発泡剤を用いる場合、発泡抑制剤として、1,2,3-ベンゾトリアゾール、1-[N,N-ビス(2-エチルヘキシル)アミノメチル]ベンゾトリアゾール、1-[N,N-ビス(2-エチルヘキシル)アミノメチル]メチルベンゾトリアゾール、2,2’-[[(メチル-1H-ベンゾトリアゾール-1-イル)メチル]イミノ]ビスエタノールなどのベンゾトリアゾール系化合物をはじめとする化学的発泡抑制剤を用いることができる。また、発泡成分として上述のマイクロカプセルを用いる場合、発泡抑制剤として、アセトン、メチルエチルケトン、エチルブチルケトン、メタノール、エタノール、酢酸エチル、γ-ブチロラクトン、ε-カプロラクトン、ジメチルホルムアミドなどの溶剤を用いることができる。
(発泡抑制層214)
発泡抑制層214は、前述の発泡抑制剤を含有する層である。このため、発泡性被加工物10を後述の発泡装置270で加熱し発泡済み被加工物210’を形成した場合、図22(c)に示すように、発泡層212における発泡抑制層214が設けられた領域は、発泡抑制層214が設けられていない領域よりも低く盛り上がる又はまったく盛り上がらない。この結果、発泡済み被加工物210’には、平面視した際の発泡抑制層214の形状を有する凹部214aが形成される。
発泡抑制層214は、前述の発泡抑制剤を含有する層である。このため、発泡性被加工物10を後述の発泡装置270で加熱し発泡済み被加工物210’を形成した場合、図22(c)に示すように、発泡層212における発泡抑制層214が設けられた領域は、発泡抑制層214が設けられていない領域よりも低く盛り上がる又はまったく盛り上がらない。この結果、発泡済み被加工物210’には、平面視した際の発泡抑制層214の形状を有する凹部214aが形成される。
(着色インク)
着色インクは、インクジェット印刷可能な有色インクである。例えば、着色インクとして、CMYKの各インク(顔料が水に分散した水性インク、顔料が有機溶剤に分散した溶剤顔料インク、水に染料が溶けている水性染料インク、又は、有機溶剤に染料が溶けている溶剤染料インクなど)を用いることができる。
着色インクは、インクジェット印刷可能な有色インクである。例えば、着色インクとして、CMYKの各インク(顔料が水に分散した水性インク、顔料が有機溶剤に分散した溶剤顔料インク、水に染料が溶けている水性染料インク、又は、有機溶剤に染料が溶けている溶剤染料インクなど)を用いることができる。
(画像層215)
画像層215は、前述の着色インクにより発泡性被加工物10の表面に形成された画像を構成するインク層である。
画像層215は、前述の着色インクにより発泡性被加工物10の表面に形成された画像を構成するインク層である。
画像層215は、例えば、図22(b)及び(c)に示すように、発泡層212、発泡促進層213、及び/又は発泡抑制層214の上に直接形成されてもよい。また、発泡層212、発泡促進層213、及び/又は発泡抑制層214に、白色インクなどによる下塗り層を形成した後、その下塗り層の上に画像層215を形成してもよい。
画像層215は、発泡層212の上と発泡促進層213又は発泡抑制層214の上とにまたがって形成されてもよい。この場合、画像層215の塗料は、図22(c)に示すように、発泡促進層213又は発泡抑制層214により発泡済み被加工物210’上に形成される凸部213a又は凹部214aの形状に沿って変形する程度の破断強度を画像層215にもたらす塗料であってもよい。また、画像層215のインクは、所望の意匠性に応じて、凸部213a又は凹部214aと周辺との境界で破断する程度の破断強度を画像層215にもたらすインクであってもよい。
(印刷装置250の構成例)
印刷装置250は、例えば、図23に示すように、インク貯蔵部(図示せず)と、インク供給機構(図示せず)と、発泡促進インク及び発泡抑制インク吐出用プリントヘッド252と、プリントヘッド252の駆動装置253と、着色インク吐出用プリントヘッド254と、プリントヘッド254の駆動装置255とを備える。
印刷装置250は、例えば、図23に示すように、インク貯蔵部(図示せず)と、インク供給機構(図示せず)と、発泡促進インク及び発泡抑制インク吐出用プリントヘッド252と、プリントヘッド252の駆動装置253と、着色インク吐出用プリントヘッド254と、プリントヘッド254の駆動装置255とを備える。
印刷装置250は、搬送装置230の印刷装置250用の搬送機構Aにより搬送される発泡性被加工物10に印刷を施す。搬送機構Aは、原料ロールから繰り出された発泡性被加工物10を搬送方向(副走査方向)に沿って搬送する。例えば、搬送機構Aは、上述のように、ガイドローラー232、233から構成され、少なくとも、ガイドローラー233は、駆動ローラーである。ガイドローラー232は、従動ローラーでも駆動ローラーでもよい。
インク貯蔵部は、発泡促進インク、発泡抑制インク、及び着色インクをそれぞれ貯蔵する複数のタンク又はボトルから構成され、インク供給機構を介して、これらのインクを対応するプリントヘッド(発泡促進インク、発泡抑制インクならプリントヘッド252、着色インクならプリントヘッド254)に供給する。
発泡促進インク及び発泡抑制インク吐出用プリントヘッド252は、発泡促進インク及び発泡抑制インクをインクジェット方式で発泡性被加工物10に吐出する。プリントヘッド252に採用するインクジェット方式は任意であり、例えば、ピエゾ方式又はサーマル方式である。プリントヘッド252は、通常、インクを吐出するノズルを複数備えるが、発泡促進インク及び発泡抑制インクのそれぞれについて単一のノズルのみを備えていてもよい。また、プリントヘッド252は、単一のプリントヘッドであってもよいし、複数のプリントヘッドから構成されていてもよい。
プリントヘッド252の駆動装置253は、プリントヘッド252を発泡性被加工物10の搬送方向と直交する方向(主走査方向)に移動させる。駆動装置253は、例えば、プリントヘッド252を搭載するキャリッジ253aと、キャリッジ253aを主走査方向に移動可能に支持するガイドレール253bと、ガイドレール253bの各端部に一組配置される、キャリッジ253aの牽引索及び牽引索を巻き取る巻き取り機構とを備える。
着色インク吐出用プリントヘッド254は、着色インク(例えば、CMYKの各インク)をインクジェット方式で発泡性被加工物10に吐出する。プリントヘッド254に採用するインクジェット方式は任意であり、例えば、ピエゾ方式又はサーマル方式である。プリントヘッド254は、通常、インクを吐出するノズルを複数備えるが、着色インクのそれぞれについて単一のノズルのみを備えていてもよい。また、プリントヘッド254は、単一のプリントヘッドであってもよいし、複数のプリントヘッドから構成されていてもよい。
プリントヘッド254の駆動装置255は、プリントヘッド254を発泡性被加工物10の搬送方向と直交する方向(主走査方向)に移動させる。駆動装置255は、例えば、プリントヘッド254を搭載するキャリッジ255aと、キャリッジ255aを主走査方向に移動可能に支持するガイドレール255bと、ガイドレール255bの各端部に一組配置される、キャリッジ255aの牽引索及び牽引索を巻き取る巻き取り機構とを備える。
上述の構成例の印刷装置250では、発泡促進インク及び発泡抑制インク吐出用プリントヘッド252により、発泡促進インク及び発泡抑制インクを発泡性被加工物10に吐出した後に、着色インク吐出用プリントヘッド254により、着色インクを吐出して、図22(b)に示すように、発泡促進層213、発泡抑制層214、及び画像層215を形成する。
なお、図22(b)の例では、発泡促進層213、発泡抑制層214、及び画像層215の全てを発泡性被加工物10上に形成する場合について説明したが、所望の意匠性に応じて、これらの層のうち2種又は1種のみを形成してもよい。
(たるみ保持装置B)
搬送装置230は、たるみ保持装置Bを備える。たるみ保持装置Bは、印刷装置250から発泡装置270まで発泡性被加工物10をたるませた状態で搬送する。たるみ保持装置Bは、第1の搬送機構B1と、第2の搬送機構B2とを備える。
搬送装置230は、たるみ保持装置Bを備える。たるみ保持装置Bは、印刷装置250から発泡装置270まで発泡性被加工物10をたるませた状態で搬送する。たるみ保持装置Bは、第1の搬送機構B1と、第2の搬送機構B2とを備える。
第1の搬送機構B1と第2の搬送機構B2とは、たるませた状態で発泡性被加工物10を支持できるように離間して配置されており、それぞれの搬送速度を独立して制御可能な搬送装置である。例えば、図23では、第1の搬送機構B1はガイドローラー234から、第2の搬送機構B2はガイドローラー235、236から、それぞれ構成されており、ガイドローラー234、235は、それらの上部(図23上では紙面上側)に差し渡された発泡性被加工物10をたるませた状態で支持している。
搬送装置230に発泡性被加工物10を配置するときに、発泡性被加工物10は所定量のたるみがある状態でたるみ保持装置Bに配置される。そして、たるみ保持装置B内で発泡性被加工物10のたるみが維持されるように、発泡性被加工物10の搬送が行われる。
具体的に、ある時点でたるみ保持装置B内で発泡性被加工物10が第1の長さだけたるませられており、当該時点以降の所定時間にわたって、印刷装置250からたるみ保持装置Bに発泡性被加工物10が第2の長さだけ断続的に送られ、且つ、たるみ保持装置Bから発泡装置270に発泡性被加工物10が第3の長さだけ定速で連続的に送られるとした場合、第3の長さが、第1の長さと第2の長さの合計以下となる状態が維持されるよう発泡性被加工物10は搬送装置230により搬送される。
第1の長さは、たるみ保持装置B内で発泡性被加工物10が搬送される領域(以下、搬送領域)内にある発泡性被加工物10の長さ(例えば、図23ではガイドローラー234~236にわたされている実線で示す発泡性被加工物10の長さ)から、搬送領域を最短距離で通過する際の発泡性被加工物10の長さ(例えば、図23ではガイドローラー234~236にわたされている一点鎖線で示す発泡性被加工物10の長さ)を減算した長さである。なお、図23では、可視性の都合で、ガイドローラー235、236の間で、実線と一点鎖線をずらして示しているが、実際は両者は一致する。
印刷装置250の印刷速度(第2の長さ)に対して発泡装置270の搬送速度(第3の長さ)を以上のように適宜調節すれば、印刷装置250から発泡性被加工物10が断続的に搬送されたり、印刷装置250の印刷速度の変更などにより当該印刷速度と発泡装置270の搬送速度とが異なっていたりしても、それらの影響をたるみで吸収し相殺することができる。このため、印刷装置250による断続的な搬送を発泡装置270による連続的な搬送につなげ、印刷と発泡とをロール・ツー・ロール方式で連続して行うことができる。
第1の搬送機構B1は、印刷装置250の搬送機構Aと同じ搬送速度で(即ち、所定時間にわたって第1の長さだけ)発泡性被加工物10を搬送する。
第1の搬送機構B1は、搬送機構Aに従属して、発泡性被加工物10を受動的に搬送する搬送機構であってもよい。例えば、第1の搬送機構B1は、従動ローラーであるガイドローラー234であってもよい。この場合、ガイドローラー233とガイドローラー234との間で発泡性被加工物10に皺が寄らないように発泡性被加工物10を支持する搬送機構(例えば、平坦な架台やベルトコンベアなど)をガイドローラー233とガイドローラー234との間に設けることが好ましい。
第1の搬送機構B1は、搬送機構Aと連動して駆動する搬送機構であってもよい。例えば、第1の搬送機構B1は、搬送機構Aと連動して駆動する駆動ローラーであるガイドローラー234であってもよい。また、搬送機構Aのガイドローラー233が駆動ローラーである場合、それを、第1の搬送機構B1の駆動ローラーとして使用し、ガイドローラー234を省略してもよい。
第2の搬送機構B2は、発泡装置270用の搬送機構Cと同じ搬送速度で(即ち、所定時間にわたって第3の長さだけ)発泡性被加工物10を搬送する。
第2の搬送機構B2は、発泡装置270用の搬送機構Cから独立して、発泡性被加工物10を能動的に搬送するものでもよい。この場合、第2の搬送機構B2は、発泡性被加工物10を発泡装置270用の搬送機構Cと同じ搬送速度で(即ち、所定時間にわたって第3の長さだけ)定速で連続的に送り出す駆動機構である。例えば、第2の搬送機構B2は、ガイドローラー235、236から構成され、少なくとも、ガイドローラー236は、駆動ローラーであり、ガイドローラー235は、従動ローラーでも駆動ローラーでもよい。
また、第2の搬送機構B2は、発泡装置270用の搬送機構Cに従属して、発泡性被加工物10を受動的に搬送するものでもよい。この場合、発泡装置270用の搬送機構Cは、第2の搬送機構B2から発泡性被加工物10を発泡装置270用の搬送機構Cと同じ搬送速度で(即ち、所定時間にわたって第3の長さだけ)定速で連続的に引き込む。例えば、第2の搬送機構B2は、従動ローラーであるガイドローラー235、236から構成されてもよい。
第1の搬送機構B1と第2の搬送機構B2との間にある発泡性被加工物10のたるんでいる部分(以下、たるみ部)は、その重量により、第1の搬送機構B1から送られてきた発泡性被加工物10と、第2の搬送機構B2に送られる発泡性被加工物10とに張力をもたらす。このため、たるみ部の重量が十分に大きければ、第1の搬送機構B1及びその上流の搬送装置230の部分(例えば、ガイドローラー233とガイドローラー234との間の領域)、及び、第2の搬送機構B2及びその下流の搬送装置230の部分(例えば、ガイドローラー235とガイドローラー236との間の領域)ではたるみやしわが生じない。このような十分な張力をもたらすたるみ部の最小重量をもたらす発泡性被加工物10の長さを第4の長さとすると、上述のように第3の長さを設定する際に、第1の長さと第2の長さとの合計から第3の長さを減算した値が第4の長さ以上となるように、第3の長さを設定すれば、上述のような好適なたるみを維持できる。
特に、たるみ部の長さ(ひいては重量)をほぼ一定に(例えば、前述の第4の長さに)維持できるので、たるみ保持装置B及び発泡装置270の搬送速度を、印刷装置250の印刷速度と実質的に等しくなるよう設定すること、即ち、第3の長さを第2の長さと等しくなるように設定することが好ましい。
(発泡装置270)
発泡装置270は、発泡性被加工物10を加熱して発泡させ、図22(c)に示すような発泡済み被加工物210’を形成する。発泡装置270は、加熱機272を備える。
発泡装置270は、発泡性被加工物10を加熱して発泡させ、図22(c)に示すような発泡済み被加工物210’を形成する。発泡装置270は、加熱機272を備える。
発泡装置270は、たるみ保持装置Bから送られ、発泡装置270用の搬送機構Cにより搬送される発泡性被加工物10を加熱し、発泡性被加工物10を発泡させる。搬送機構Cは、たるみ保持装置Bから送られてきた発泡性被加工物10を発泡装置270(後述の加熱機272により加熱される加熱領域H)内を通して定速で連続的に搬送する搬送装置である。搬送機構Cの搬送速度は、たるみ保持装置Bからの発泡性被加工物10の搬送速度と同じ(即ち、所定時間にわたって第3の長さ)である。搬送機構Cは、発泡性被加工物10を能動的に搬送する。例えば、搬送機構Cは、ガイドローラー237、238から構成され、少なくとも、ガイドローラー238は、駆動ローラーである。この場合、ガイドローラー237は、従動ローラーでも駆動ローラーでもよい。
加熱機272は、図24(a)に示すように、平面視において発泡性被加工物10の全幅に渡り長さdで広がる所定の加熱領域H内にある発泡性被加工物10を加熱し発泡させる、ロール・ツー・ロール方式の加熱機である。加熱機272は、その加熱領域Hの長さdを変更できるように構成されており、このための変更手段である変更装置(図示せず)を備える。
例えば、加熱機272は、複数の(図23中では5つの)加熱装置273から構成されていてもよい。この場合、全ての加熱装置273を作動させれば図24(a)に示すような加熱領域Hが得られ、印刷装置250側の加熱装置273のいくつか(例えば、3つ)のみを作動させれば図24(b)に示すような加熱領域Hが得られる。動作させる加熱装置273の数は、手動で又は制御部290により各加熱装置273のスイッチを切り替えることで行うことができる。動作させる加熱装置273の数を変更する変更装置は、例えば、手動スイッチ又は制御部290により制御されるスイッチ回路である。
搬送機構Cの搬送速度をvとすると、発泡性被加工物10のある部分が長さdの加熱領域Hを通過する時間tは、t=d/vとなる。加熱機272により加熱領域Hに掛けられる単位時間単位面積あたりの熱エネルギーをiとすると、発泡性被加工物10のある部分が受ける単位面積あたりの熱エネルギーQは、Q=id/vとなる。搬送速度vが変更された場合でも、熱エネルギーQを変えなければ、発泡性被加工物10の発泡の程度(発泡後の厚み)をおおよそ一定にでき、このためには、加熱領域Hの長さdを、d=Qv/iとすればよい。実際は、搬送にともなう発泡性被加工物10の放熱や熱エネルギーiのむらなどの要因のために、加熱領域Hの長さdと搬送機構Cの搬送速度vとの関係は前述の式から逸脱し得るが、両方のパラメーターが概ね比例関係にあるので、ルーチンワークにより、両者の関係式を予め求めることは容易である。
従って、当該関係式に基づき、発泡装置270の搬送機構Cの搬送速度(即ち、第3の長さ)に応じて加熱領域Hの長さを適宜変更することで(例えば、入口側(印刷装置250側)又は出口側から連続して適宜の個数の加熱装置273を作動させることで)、印刷装置250の印刷速度(即ち、第2の長さ)の変更に伴い発泡装置270の搬送機構Cの搬送速度を変更することとなった場合でも、発泡装置270による発泡性被加工物10の発泡程度をおおよそ一定に保つことができる。
加熱機272及び加熱装置273は、それらの加熱部位が発泡性被加工物10の表面(特に、発泡層212)と接触しない非接触式加熱装置である。非接触式加熱装置としては、輻射式加熱装置(例えば、赤外線ヒーターなどの赤外線加熱装置)、マイクロ波加熱装置などが挙げられる。
(制御部290)
制御部290は、搬送装置230、印刷装置250、及び発泡装置270が上記動作を行うよう、各装置を制御する。
制御部290は、搬送装置230、印刷装置250、及び発泡装置270が上記動作を行うよう、各装置を制御する。
制御部290は、プログラム、各種データを記憶する記憶装置(ハードディスク、フラッシュメモリ等)と、記憶装置に記憶されたプログラムを実行し、各種データを用いることで前記印刷処理を実際に実行するプロセッサ(CPU(Central Processing Unit)等)と、当該プロセッサのメインメモリと、各種インターフェースと、を含んで構成される。制御部290は、例えば、パーソナルコンピュータ等の各種のコンピュータにより構成されればよい。
(発泡物の製造処理)
制御部290が発泡物の製造を行うに先立ち、搬送装置230に発泡性被加工物10を配置する。発泡性被加工物10は、たるみ保持装置Bに、所定量のたるみがある状態で配置されてもよいし、たるみがない状態で配置されてもよい。発泡性被加工物10が、たるみ保持装置Bに、たるみがない状態で配置されている場合、制御部290は、例えば、第2の搬送機構B2及び/又は搬送機構Cの駆動ローラーを停止させつつ、第1の搬送機構B1及び/又は搬送機構Aの駆動ローラーを動作させることで、第1の搬送機構B1と第2の搬送機構B2との間に発泡性被加工物10のたるみを生じさせる。
制御部290が発泡物の製造を行うに先立ち、搬送装置230に発泡性被加工物10を配置する。発泡性被加工物10は、たるみ保持装置Bに、所定量のたるみがある状態で配置されてもよいし、たるみがない状態で配置されてもよい。発泡性被加工物10が、たるみ保持装置Bに、たるみがない状態で配置されている場合、制御部290は、例えば、第2の搬送機構B2及び/又は搬送機構Cの駆動ローラーを停止させつつ、第1の搬送機構B1及び/又は搬送機構Aの駆動ローラーを動作させることで、第1の搬送機構B1と第2の搬送機構B2との間に発泡性被加工物10のたるみを生じさせる。
その後、制御部290は、搬送装置230に発泡性被加工物10を搬送経路に沿って搬送させ、その過程で、印刷装置250に搬送経路の印刷領域において発泡性被加工物10に印刷を施させ、発泡装置270に搬送経路の加熱領域において発泡性被加工物10を加熱させて発泡性被加工物10を発泡させる。
印刷領域での発泡性被加工物10の搬送について、制御部290は、搬送機構Aの駆動ローラーであるガイドローラー233を制御して、印刷装置250による印刷の状況に合わせて印刷領域にある発泡性被加工物10を副走査方向(搬送方向)に沿って断続的に搬送する。例えば、制御部290は、印刷装置250でプリントヘッド(例えば、発泡促進インク及び発泡抑制インク吐出用プリントヘッド252、着色インク吐出用プリントヘッド254)が主走査方向に沿って走査されているときは、搬送機構Aのガイドローラー233を停止させ印刷領域での発泡性被加工物10の搬送を中断し、この走査及びそれに伴うインクの吐出が終了したときは、搬送機構Aのガイドローラー233を駆動させ印刷幅分だけ印刷領域にある発泡性被加工物10を副走査方向に沿って搬送する。
加熱領域での発泡性被加工物10の搬送について、制御部290は、搬送機構Cの駆動ローラーであるガイドローラー238を制御して、加熱領域にある発泡性被加工物10を搬送方向に沿って定速で連続的に搬送する。
たるみ保持装置Bによる発泡性被加工物10の搬送について、制御部290は、搬送装置230(特に、印刷装置250の搬送機構A、たるみ保持装置Bの第1の搬送機構B1及び第2の搬送機構B2、並びに発泡装置270用の搬送機構C)を制御して、たるみ保持装置B内で発泡性被加工物10のたるみを維持する。
具体的に、発泡物の製造開始時点で又は製造中のある時点において、たるみ保持装置B内で発泡性被加工物10が第1の長さだけたるませられており、当該時点以降の所定時間にわたって、印刷装置250からたるみ保持装置Bに発泡性被加工物10が第2の長さだけ断続的に送られ、たるみ保持装置Bから発泡装置270に発泡性被加工物10が第3の長さだけ定速で連続的に送られるとした場合、制御部290は、第3の長さを、第1の長さと第2の長さの合計以下となるように設定する。制御部290は、こうした第3の長さの設定を、発泡物の製造開始時点に行ってもよいし、発泡物の製造中に周期的に行ってもよいし、発泡物の製造中に連続的に行ってもよい。
この第3の長さの設定について、以下で具体例を挙げつつより詳細に説明する。上述したように、画像層215として印刷する画像の解像度に応じて必要なパス数も異なり、これにより画像の予定印刷速度(画像の印刷終了までの予定時間に対する印刷終了までに印刷装置250から搬送される発泡性被加工物10の長さ)も変わる。例えば、印刷装置250としてJV-300(ミマキエンジニアリング社製)を採用すれば、解像度の異なる画像A~Cとこれら画像を印刷する際のパス数及び予定印刷速度との関係は以下のようになる。
解像度が異なる画像A~Cを同一の発泡性被加工物10に長さ方向(搬送方向)に沿って交互に連続して(例えば、A→B→C→A→B→C→A・・のように)印刷する場合、印刷装置250で画像A(又はB、C)を印刷する間、発泡装置270内に存在する発泡性被加工物10の領域に印刷されている画像の種類によらず、発泡装置270用の搬送機構Cの定速の搬送速度を画像A(又は、B、C)の予定印刷速度に等しくすれば、当該画像を印刷する期間内において、たるみ保持装置Bに送り込まれる発泡性被加工物10の長さとたるみ保持装置Bから送り出される発泡性被加工物10の長さとが釣り合うので、たるみ保持装置Bでのたるみの長さはほぼ一定に維持される。
以上の方法を採用する場合、制御部290は、印刷対象の画像A~Cの画像データ及び解像度を受け取ると、周知の方法で予定印刷速度を決定する。例えば、制御部290は、解像度と当該解像度での印刷に適したパス数とが対応付けられているテーブルを参照して、解像度からパス数を求め、その後、パス数と当該パス数を採用した場合の予定印刷速度とが対応付けられているテーブルを参照して、パス数から予定印刷速度を求めることで、解像度から予定印刷速度を決定する。その後、発泡物の製造を開始すると、制御部290は、印刷対象の画像A~Cの画像データ及び解像度に応じた条件で印刷装置250及び搬送機構Aを制御し、印刷を行う。この結果、印刷領域では印刷中の画像に対応する上述の予定印刷速度と同じ平均搬送速度で断続的に発泡性被加工物10が搬送される。一方、制御部290は、発泡装置270及び搬送機構Cを制御して、加熱領域では、印刷中の画像の予定印刷速度と同じ定速の搬送速度で連続的に発泡性被加工物10を搬送する。この場合、たるみ保持装置Bに送り込まれる発泡性被加工物10の長さとたるみ保持装置Bから送り出される発泡性被加工物10の長さとが釣り合うので、たるみ保持装置Bでのたるみの長さはほぼ一定に維持される。また、所定時間をどのように設定しても、第2の長さ=第3の長さとなるので、第3の長さは、常に、第1の長さと第2の長さの合計以下となる。
また、画像A~Cを上述のように交互に印刷するとして、画像A~Cのそれぞれの印刷に30分掛かり、たるみ保持装置Bでのたるみの量(第1の長さ)が12m、発泡装置270用の搬送機構Cの搬送速度が20m/hとする場合、最初の画像Aの印刷では、搬送機構Aから約1.7mの印刷済みの発泡性被加工物10が送り出され、搬送機構Cに10mの発泡性被加工物10が送り込まれるので、たるみの量は3.7mになる。次の画像Bの印刷では、搬送機構Aから5mの印刷済みの発泡性被加工物10が送り出され、搬送機構Cに10mの発泡性被加工物10が送り込まれることになるが、たるみ保持装置Bに送り込まれる長さとたるみの長さの合計(5+3.7=8.7m)がたるみ保持装置Bから送り出される長さ(10m)よりも小さくなるので、そのままでは搬送に不具合が生じる。ここで、発泡装置270用の搬送機構Cの搬送速度を、画像Bの予定印刷速度に等しくすれば、搬送の不具合は解消できる。このとき、画像Bの印刷では、搬送機構Aから5mの印刷済みの発泡性被加工物10が送り出され、搬送機構Cに5mの発泡性被加工物10が送り込まれるので、たるみの量は3.7mのままである。その後、画像Cの印刷では、搬送機構Aから15mの印刷済みの発泡性被加工物10が送り出され、搬送機構Cに5mの発泡性被加工物10が送り込まれるので、たるみの量は13.7mになる。以上のように周期的に、たるみの消費量を監視し、発泡装置270用の搬送機構Cの搬送速度を調節することでも、たるみ保持装置Bでのたるみを維持できる。
以上の方法を採用する場合、制御部290は、所定時間t毎に及び印刷対象の画像が変わる毎に、現在のたるみの長さa、印刷中の画像の予定印刷速度b、発泡装置270用の搬送機構Cの現在の搬送速度cから、c×t>a+b×tであるかを判定する。ここで、aは第1の長さ、b×tは第2の長さ、c×tは第3の長さに対応する。c×t>a+b×tであれば、cをa÷t+b以下(例えば、b)に設定する。一方、c×t≦a+b×tなら現在のcを維持する。以上のようにすれば、少なくとも所定時間tが経過するまでは、たるみ保持装置Bでたるみの長さaが0以上となり、たるみが維持できる。
また、所定時間tを短くすれば、例えば、10秒又は1秒などにすれば、第3の長さの設定を実質的に連続的に行うことができる。
以上により、発泡性被加工物10から発泡済み被加工物210’からなる発泡物をロール・ツー・ロール方式で製造できる。
(第1の実施形態に係る効果)
発泡性被加工物に印刷を施した後に当該被加工物を発泡させて発泡物を製造する従来のロール・ツー・ロール方式の製造装置では、ロール・ツー・ロール方式で発泡性被加工物に印刷処理と発泡処理とを施すために、両方の処理で発泡性被加工物を同じ速度で連続的に搬送する必要がある。印刷処理を走査型プリンタで行う場合、走査型プリンタでは被加工物を断続的に搬送することになるので、印刷処理に続く発泡処理でも同様に被加工物が断続的に搬送される。この場合、被加工物を断続的に搬送しながら発泡処理を行うと、被加工物の長さ方向における一様な加熱が困難となり、発泡にむらなどの不具合が生じるおそれがあった。
発泡性被加工物に印刷を施した後に当該被加工物を発泡させて発泡物を製造する従来のロール・ツー・ロール方式の製造装置では、ロール・ツー・ロール方式で発泡性被加工物に印刷処理と発泡処理とを施すために、両方の処理で発泡性被加工物を同じ速度で連続的に搬送する必要がある。印刷処理を走査型プリンタで行う場合、走査型プリンタでは被加工物を断続的に搬送することになるので、印刷処理に続く発泡処理でも同様に被加工物が断続的に搬送される。この場合、被加工物を断続的に搬送しながら発泡処理を行うと、被加工物の長さ方向における一様な加熱が困難となり、発泡にむらなどの不具合が生じるおそれがあった。
一方、第1の実施形態に係る製造装置2100では、たるみ保持装置Bでの発泡性被加工物10のたるみの形成又は発泡装置270の加熱領域Hの長さの調節により、印刷を走査型プリンタで行いつつも、発泡のための加熱を発泡性被加工物10を定速で連続的に搬送しながら行うことが可能となる。これにより、被加工物の長さ方向における一様な加熱が確保され、発泡のむらなどの不具合を防止できる。
また、走査型プリンタでは、低解像度で構わない場合は低パス数(例えば、1パス)で印刷し、高解像度が必要な場合は高パス数(例えば、24パス)で印刷するといったように、解像度に応じてパス数を変更することで、解像度と印刷速度とを最適化できる。第1の実施形態に係る製造装置2100では、画像の解像度に応じて印刷速度(搬送速度)を変更しても、その影響が、たるみ保持装置Bでの発泡性被加工物10のたるみの形成又は発泡装置270の加熱領域Hの長さの調節により、相殺されるので、低解像度なら印刷速度を早くするといったように、解像度と印刷速度とを最適化することができる。これは、例えば、同一の発泡性被加工物10において高解像度の画像と低解像度の画像とを混在させて(例えば、搬送経路に沿って交互に)印刷する場合に、各画像の解像度に合わせて印刷速度を最適化することで、製造工程全体に掛かる時間を短縮できる点で有利である。そのため、製造装置2100によれば、複数種の画像の印刷を、ロール・ツー・ロール方式で、1つの原料ロールで連続してまとめて効率よく行うことができるので、複数種の小ロットの発泡物を効率的に製造できる。
(変形例1)
第1の実施形態では、発泡性被加工物10を用いたが、製造装置2100で発泡させる被加工物はこれに限らず、発泡層212を備え、一連の処理工程(例えば、印刷及び発泡)の搬送経路にわたり連続したシート状の発泡性被加工物であれば任意である。
第1の実施形態では、発泡性被加工物10を用いたが、製造装置2100で発泡させる被加工物はこれに限らず、発泡層212を備え、一連の処理工程(例えば、印刷及び発泡)の搬送経路にわたり連続したシート状の発泡性被加工物であれば任意である。
例えば、発泡性被加工物10において基材211が省略されてもよい。また、発泡層212の表面に、液体ラミネートなどにより保護層が形成されていてもよい。
また、発泡性被加工物10は、原料ロールから供給されずともよいし、製品ロールとして巻き上げられずともよい。
(変形例2)
第1の実施形態では、たるみ保持装置Bでの発泡性被加工物10のたるみの形成及び発泡装置270の加熱領域Hの長さの調節の両方を用いて、解像度と印刷速度とを最適化するが、いずれか一方のみでもこうした最適化を行える。
第1の実施形態では、たるみ保持装置Bでの発泡性被加工物10のたるみの形成及び発泡装置270の加熱領域Hの長さの調節の両方を用いて、解像度と印刷速度とを最適化するが、いずれか一方のみでもこうした最適化を行える。
例えば、たるみ保持装置Bにおいてたるみの長さを十分に長くとれるのであれば、発泡装置270の代わりにロール・ツー・ロール方式の従来の発泡装置を用いた上で、たるみ保持装置Bでの発泡性被加工物10のたるみの形成により、印刷装置250の印刷速度が変動しても当該印刷速度とは無関係に発泡装置270の搬送速度を一定に維持できる。このため、第1の実施形態と同様に、解像度に合わせて印刷速度を最適化することが可能となる。
また、例えば、印刷装置250による発泡性被加工物10の断続的な搬送における停止期間が十分に短ければ、小さなたるみしかできず、小さなたるみであれば、たるみ保持装置Bの代わりにロール・ツー・ロール方式の従来の搬送装置(例えば、2つのガイドローラー)を用いても、たるみ保持装置Bと同様に支障なく小さなたるみを維持できる。換言すれば、従来の搬送装置も、小さなたるみに対しては、たるみ保持装置Bと同様に機能する。従って、この場合、たるみ保持装置Bを省略しても、発泡装置270の加熱領域Hの長さの調節により、印刷装置250の印刷速度と発泡装置270の搬送速度とを実質的に等しくできる。このため、第1の実施形態と同様に、解像度に合わせて印刷速度を最適化することが可能となる。
(変形例3)
第1の実施形態において、印刷装置250の代わりに、発泡性被加工物10を断続的に搬送しつつ印刷を行う任意の印刷装置を用いてもよい。
第1の実施形態において、印刷装置250の代わりに、発泡性被加工物10を断続的に搬送しつつ印刷を行う任意の印刷装置を用いてもよい。
例えば、印刷装置250は、発泡促進インク、発泡抑制インク、及び着色インクを印刷するが、これらのうち一種類又は二種類のみしか印刷しない印刷装置を用いてもよいし、これらのインクの代わりに又はこれらのインクに加えて、他の機能性インクを印刷する印刷装置を用いてもよい。こうした機能性インクとしては、抗菌剤、消臭剤、防カビ剤、撥水剤、防汚剤、難燃剤などを含むインクが挙げられる。
また、例えば、印刷装置250の代わりに、インクジェットプリンタ以外の印刷装置、例えば、サーマルプリント印刷装置、スクリーン印刷装置、ディスペンサ印刷装置などを用いてもよい。こうした印刷装置でも、断続的に搬送しつつ印刷を行うのであれば、上述のたるみ保持装置B又は発泡装置270による利益がある。
(変形例4)
第1の実施形態において、印刷以外の加工を行う他の加工装置を印刷装置250の代わりに配置してもよいし、当該加工装置を印刷装置250の下流でたるみ保持装置Bの上流に配置してもよいし、当該加工装置を印刷装置250の上流に配置してもよい。
第1の実施形態において、印刷以外の加工を行う他の加工装置を印刷装置250の代わりに配置してもよいし、当該加工装置を印刷装置250の下流でたるみ保持装置Bの上流に配置してもよいし、当該加工装置を印刷装置250の上流に配置してもよい。
こうした加工装置としては、前処理装置、後処理装置、コーティング装置(例えば、液体ラミネーション装置)、カッティング装置、追加の発泡装置(例えば、予備発泡装置)などが挙げられる。
加工装置は、印刷装置250の代わりに配置する場合は、発泡性被加工物10を断続的に搬送しながら処理を行う装置であり、印刷装置250の上流又は下流に配置する場合は、発泡性被加工物10を定速で連続的に搬送しながら処理を行う装置でもよいし、発泡性被加工物10を断続的に搬送しながら処理を行う装置でもよい。
断続的に搬送を行う加工装置を印刷装置250の上流又は下流に配置する場合、印刷装置250と加工装置との間にたるみ保持装置Bを追加で配置することが好ましい。
さらに、断続的に搬送を行う加工装置を印刷装置250の下流に配置する場合、印刷装置250の代わりに発泡性被加工物10を定速で連続的に搬送しながら印刷を行う印刷装置(例えば、ラインインクジェットプリンタ)を用いてもよい。
本変形例によれば、印刷処理及び他の処理の両方又は他の処理のみを施された発泡性被加工物10が、たるみ保持装置Bに向けて断続的に搬送され、第1の実施形態と同様に、この断続的な搬送が、たるみ保持装置Bにより、発泡装置270に向かう定速で連続的な搬送へと変換される。これにより、カッティングなどの断続的な搬送を伴う加工を被加工物に施しながらも被加工物の発泡を連続的に行うことができる。
(変形例5)
第1の実施形態では、加熱領域Hは長方形だが、加熱領域Hの形状は所望の意匠性に応じて他の形状であってもよい。この場合も、加熱領域Hの長さを発泡装置270の搬送機構Cの搬送速度(所定時間にわたる第3の長さ)に応じて適宜変更することで、印刷装置250の印刷速度(所定時間にわたる第2の長さ)の変更に伴い発泡装置270の搬送機構Cの搬送速度を変更することとなった場合でも、発泡装置270による発泡性被加工物10の発泡程度をおおよそ一定に保つことができる。
第1の実施形態では、加熱領域Hは長方形だが、加熱領域Hの形状は所望の意匠性に応じて他の形状であってもよい。この場合も、加熱領域Hの長さを発泡装置270の搬送機構Cの搬送速度(所定時間にわたる第3の長さ)に応じて適宜変更することで、印刷装置250の印刷速度(所定時間にわたる第2の長さ)の変更に伴い発泡装置270の搬送機構Cの搬送速度を変更することとなった場合でも、発泡装置270による発泡性被加工物10の発泡程度をおおよそ一定に保つことができる。
例えば、加熱領域Hの形状は、図24(c)に示すように、発泡性被加工物10の一縁(図24(c)では紙面上方にある発泡性被加工物10の縁)付近で長く、他縁(図24(c)では紙面下方にある発泡性被加工物10の縁)付近では短い台形であってもよい。この加熱領域Hでは、発泡性被加工物10の一縁付近は厚く発泡し、他縁付近は薄く発泡するという発泡の厚みのグラデーションが形成される。また、この場合でも、図24(d)に示すように、加熱領域Hの形状を搬送方向に沿って一定の割合で縮小したり、あるいは、反対に、拡大したりすることで、印刷装置250の印刷速度が変動しても前述の発泡の厚みのグラデーションを保つことができる。こうした加熱領域Hの形状の変更は、例えば、当該形状と相似な形状の穴を有するフィルタなどの変更装置を手動で又は制御部290の制御により自動的に加熱機272(特に、輻射式加熱装置)の熱照射面に配置することで(例えば、異なる形状の穴を有する複数のフィルタを備える回転板を手動で又は制御部290により制御されたモーターにより回転させることで)行うことができる。
また、例えば、加熱領域Hの形状は、図24(e)に示すように、複数(図24(e)では5個)の副加熱領域h1~h5からなるものでもよい。この場合、各副加熱領域h1~h5の長さd1~d5を、図24(f)に示すように、搬送経路に沿って縮小したり、あるいは、反対に、拡大したりすることで、発泡装置270による発泡性被加工物10の発泡程度をおおよそ一定に保つことができる。こうした副加熱領域h1~h5の長さd1~d5の変更は、例えば、加熱装置273として赤外線ヒーターを採用し、各赤外線ヒーターの輻射幅を変更することで行える。輻射幅の変更は、変更装置である輻射板の形状又は傾きを、手動で、又は、制御部290により輻射板の形状又は傾きを変更する駆動部を制御することで、行える。
さらに、副加熱領域h1~h5の長さd1~d5を変更する代わりに、図24(g)に示すように副加熱領域を1つおきに有効にする、又は、図24(h)に示すように副加熱領域の一部のみを連続して有効にするなどにより、有効な副加熱領域h1~h5の数を減らしたり、あるいは、反対に、増やしたりすることでも、発泡装置270による発泡性被加工物10の発泡程度をおおよそ一定に保つことができる。こうした有効な副加熱領域h1~h5の数の増減は、動作させる加熱装置273の数を増減することで行える。動作させる加熱装置273の数の変更は、第1の実施形態でも説明したように、例えば、手動スイッチ又は制御部290により制御されるスイッチ回路などの変更装置により行える。
放熱による影響を抑制するため、副加熱領域h1~h5の間隔は短いことが好ましい。また、放熱による影響を抑制するため、各副加熱領域h1~h5の長さd1~d5を変更したり、有効な副加熱領域h1~h5の数を増減したりするときには、副加熱領域h1~h5の間隔を維持することが好ましい。
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態に係る発泡物の製造方法について説明する。本製造方法は、発泡性被加工物10に印刷を施した後に当該被加工物を発泡させて発泡物を製造する製造方法である。本製造方法では、加熱により発泡するシート状の被加工物を搬送経路に沿って搬送する過程で、図25に示すように、印刷工程S1、搬送工程S2、発泡工程S3を主に行う。
本発明の第2の実施形態に係る発泡物の製造方法について説明する。本製造方法は、発泡性被加工物10に印刷を施した後に当該被加工物を発泡させて発泡物を製造する製造方法である。本製造方法では、加熱により発泡するシート状の被加工物を搬送経路に沿って搬送する過程で、図25に示すように、印刷工程S1、搬送工程S2、発泡工程S3を主に行う。
(被加工物)
加熱により発泡するシート状の被加工物は、印刷工程S1から発泡工程S3までの搬送経路にわたり連続しており、一枚の被加工物に対して印刷工程S1から発泡工程S3が同時に行われている。当該被加工物は、発泡温度以上に加熱された層内の発泡成分が発泡することで当該層が膨張し発泡前よりも厚みが増加する熱可塑性樹脂層を備える。例えば、こうした被加工物として、第1の実施形態に記載の発泡性被加工物10が挙げられる。
加熱により発泡するシート状の被加工物は、印刷工程S1から発泡工程S3までの搬送経路にわたり連続しており、一枚の被加工物に対して印刷工程S1から発泡工程S3が同時に行われている。当該被加工物は、発泡温度以上に加熱された層内の発泡成分が発泡することで当該層が膨張し発泡前よりも厚みが増加する熱可塑性樹脂層を備える。例えば、こうした被加工物として、第1の実施形態に記載の発泡性被加工物10が挙げられる。
(印刷工程S1)
印刷工程S1では、加熱により発泡するシート状の被加工物を断続的に搬送しながら当該被加工物に印刷を施す。
印刷工程S1では、加熱により発泡するシート状の被加工物を断続的に搬送しながら当該被加工物に印刷を施す。
印刷工程S1は、加熱により発泡するシート状の被加工物を断続的に搬送しながら印刷を行う任意の印刷装置を用いて行える。例えば、こうした印刷装置として、第1の実施形態に記載の印刷装置250や、変形例3に記載の種々の印刷装置が挙げられる。
(搬送工程S2)
搬送工程S2では、印刷工程S1で印刷が施された被加工物をたるませた状態で搬送する。
搬送工程S2では、印刷工程S1で印刷が施された被加工物をたるませた状態で搬送する。
搬送工程S2で第1の長さだけ被加工物をたるませた状態から所定時間にわたって、印刷工程S1、搬送工程S2、及び発泡工程S3を行い、印刷工程S1では、被加工物を前述の所定時間にわたって第2の長さだけ搬送し、発泡工程S3では、被加工物を前述の所定時間にわたって第3の長さだけ搬送する場合、たるみが存在するようにするためには、第3の長さは第1の長さと第2の長さとの合計以下である必要がある。
このようなたるみをもった被加工物の搬送は、例えば、第1の実施形態に記載のたるみ保持装置Bにより行える。また、印刷工程S1、搬送工程S2、及び発泡工程S3での被加工物の搬送速度の制御は、例えば、第1の実施形態に記載の制御部290により行える。
印刷工程S1で被加工物の搬送が停止したり搬送速度が変更されたりしても、その影響はたるみに吸収されるので、搬送工程S2では、たるみが存在する限り、印刷工程S1の搬送状況によらず、発泡工程S3に向けて被加工物を定速で連続的に搬送できる。このため、印刷工程S1での断続的な搬送を発泡工程S3での連続的な搬送につなげることができる。
(発泡工程S3)
発泡工程S3では、搬送工程S2で搬送された被加工物を連続的に搬送しながら加熱領域にて加熱することで当該被加工物を発泡させる。
発泡工程S3では、搬送工程S2で搬送された被加工物を連続的に搬送しながら加熱領域にて加熱することで当該被加工物を発泡させる。
発泡工程S3は、例えば、第1の実施形態に記載の発泡装置270により行える。
以上により、加熱により発泡するシート状の被加工物から発泡層が発泡した発泡済み被加工物からなる発泡物を製造できる。
(第2の実施形態の効果)
発泡性被加工物に印刷を施した後に当該被加工物を発泡させて発泡物を製造する従来の製造方法では、第1の実施形態の効果でも述べたように、印刷処理をラインプリンタの代わりに走査型プリンタで行う場合、走査型プリンタでは被加工物を断続的に搬送することになるので、印刷処理に続く発泡処理でも同様に被加工物を断続的に搬送する必要がある。また、印刷処理の代わりに被加工物のカッティング処理を行ったりする場合も同様である。しかし、被加工物を断続的に搬送しながら発泡処理を行うと発泡にむらなどの不具合が生じるおそれがあった。
発泡性被加工物に印刷を施した後に当該被加工物を発泡させて発泡物を製造する従来の製造方法では、第1の実施形態の効果でも述べたように、印刷処理をラインプリンタの代わりに走査型プリンタで行う場合、走査型プリンタでは被加工物を断続的に搬送することになるので、印刷処理に続く発泡処理でも同様に被加工物を断続的に搬送する必要がある。また、印刷処理の代わりに被加工物のカッティング処理を行ったりする場合も同様である。しかし、被加工物を断続的に搬送しながら発泡処理を行うと発泡にむらなどの不具合が生じるおそれがあった。
一方、第2の実施形態に係る製造方法では、搬送工程S2でのたるみにより、印刷工程S1での断続的な搬送を発泡工程S3での連続的な搬送につなげることができる。
また、第1の実施形態でも説明したように、従来の製造方法では、どのような解像度でも一定の速度で印刷する必要があるため、低解像度なら印刷速度を早くするといったように、解像度と印刷速度とを最適化することができなかった。
一方、第2の実施形態に係る製造方法では、印刷工程S1での印刷速度(所定時間にわたる第2の長さ)が変動しても、当該変動がたるみに吸収されるので、当該印刷速度とは無関係に発泡工程S3の搬送速度(所定時間にわたる第3の長さ)を調節できる。このため、発泡に必要な搬送速度を維持しつつ、画像の印刷に必要な解像度に応じて印刷速度を変更できる。これにより、解像度と印刷速度とを最適化することができる。
(変形例6)
第2の実施形態において、変形例4と同様に、印刷工程S1の代わりに印刷以外の加工を行う加工工程を行ってもよいし、当該加工工程を印刷工程S1の後で搬送工程S2の前に行ってもよいし、当該加工工程を印刷工程S1の前に行ってもよい。
第2の実施形態において、変形例4と同様に、印刷工程S1の代わりに印刷以外の加工を行う加工工程を行ってもよいし、当該加工工程を印刷工程S1の後で搬送工程S2の前に行ってもよいし、当該加工工程を印刷工程S1の前に行ってもよい。
加工工程で行う加工としては、前処理、後処理、コーティング(例えば、液体ラミネート)、カッティングなどが挙げられる。
印刷工程S1の代わりに行う場合、加工工程において、被加工物は断続的に搬送される。一方、印刷工程S1の前後に行う場合、加工工程において、被加工物は、定速で連続的に搬送されてもよいし、断続的に搬送されてもよい。
また、印刷工程S1の後、かつ搬送工程S2の前を加工領域として、被加工物を断続的に搬送しながら他処理工程を行う場合、印刷工程S1において、ラインプリンタなどを用いて被加工物を定速で連続的に搬送しながら当該被加工物に印刷を施してもよい。
本変形例によれば、印刷及び加工の両方又は加工のみを施された被加工物が断続的に搬送されながら搬送工程S2に送られ、第2の実施形態同様に、この断続的な搬送が、搬送工程S2において、発泡工程S3に送られる定速で連続的な搬送へと変換される。これにより、カッティングなどの断続的な搬送を伴う加工を被加工物に施しながらも被加工物の発泡を連続的に行うことができる。
(変形例7)
第2の実施形態において、印刷する画像が変更され印刷に必要なパス数が変わるなどして印刷工程S1の印刷速度が変更された場合など、発泡工程S3での搬送速度(即ち、第3の長さ)を変更する場合に、被加工物の搬送経路に沿った加熱領域の長さを当該搬送速度(即ち、第3の長さ)に応じて変更する発泡条件変更工程を行ってもよい。
第2の実施形態において、印刷する画像が変更され印刷に必要なパス数が変わるなどして印刷工程S1の印刷速度が変更された場合など、発泡工程S3での搬送速度(即ち、第3の長さ)を変更する場合に、被加工物の搬送経路に沿った加熱領域の長さを当該搬送速度(即ち、第3の長さ)に応じて変更する発泡条件変更工程を行ってもよい。
例えば、発泡工程S3を第1の実施形態に記載の発泡装置270で行っている場合、加熱領域の長さの変更は、動作させる加熱装置273の数を、手動で又は発泡装置270の制御部(例えば、内蔵又は外付けの演算処理装置)により各加熱装置273のスイッチを切り替えることで行うことができる。
本変形例によれば、印刷工程S1での印刷速度(所定時間にわたる第2の長さ)の変動に応じて発泡工程S3の搬送速度(所定時間にわたる第3の長さ)を変更でき、例えば、第2の長さと第3の長さを実質的に等しくできる。このため、必要な解像度に応じて印刷速度を最適化することができる。
(変形例8)
第1の実施形態及び変形例1~5に係る製造装置2100の、印刷装置250、たるみ保持装置B、及び発泡装置270は、それぞれ、独立モジュールとして設けられてもよい。
第1の実施形態及び変形例1~5に係る製造装置2100の、印刷装置250、たるみ保持装置B、及び発泡装置270は、それぞれ、独立モジュールとして設けられてもよい。
上述の実施形態及び変形例に記載の特徴は、矛盾しない限り、任意に組み合わせることができる。
1 印刷用メディア
2 発泡性樹脂組成物の層
3 基材
4 着色インク
5 発泡抑制インク
6 プリンタノズル
10,10P,10Q,10R 印刷媒体
11 基材
12 発泡層
12a 膨張領域
12b 膨張抑制領域
13 発泡抑制層
14 画像層
21,22 余白
23,24 ミシン目
40 小判の立体形成物
50,50Q,50R 印刷媒体
51 剥離紙
52 粘着層
53 基材
54 発泡層
63,64 切れ込み
70 小判のシール材(立体形成物)
100 形成システム
101 インクジェットプリンタ
118,119 カッター
120 加熱装置
121 ヒーター
2 発泡性樹脂組成物の層
3 基材
4 着色インク
5 発泡抑制インク
6 プリンタノズル
10,10P,10Q,10R 印刷媒体
11 基材
12 発泡層
12a 膨張領域
12b 膨張抑制領域
13 発泡抑制層
14 画像層
21,22 余白
23,24 ミシン目
40 小判の立体形成物
50,50Q,50R 印刷媒体
51 剥離紙
52 粘着層
53 基材
54 発泡層
63,64 切れ込み
70 小判のシール材(立体形成物)
100 形成システム
101 インクジェットプリンタ
118,119 カッター
120 加熱装置
121 ヒーター
Claims (12)
- 発泡することにより表面に凹凸模様を形成する発泡性の印刷物の製造方法であって、
化学発泡剤を含有する発泡性樹脂組成物の層を有する印刷用メディアに、前記発泡性樹脂組成物の熱分解能を低下させる発泡抑制剤と、前記発泡抑制剤が固体のときには前記発泡抑制剤を溶解し前記発泡抑制剤が液体のときには前記発泡抑制剤と相溶し、かつ前記発泡抑制剤を前記発泡性樹脂組成物に移動させることができる溶媒とを含有する発泡抑制インクを、前記発泡性樹脂組成物の軟化温度未満の温度条件下でインクジェット印刷する印刷工程、を含む印刷物製造方法。 - 前記発泡性樹脂組成物は、前記化学発泡剤の発泡反応を促進する金属系の発泡助剤を更に含有し、
前記発泡抑制剤は、前記発泡助剤の金属をキレート化するキレート剤であり、
前記溶媒は、前記発泡性樹脂組成物の樹脂が塩化ビニル系樹脂であるときには非水系溶媒であり、前記発泡性樹脂組成物の樹脂が非塩化ビニル系熱可塑性樹脂であるときには水系溶媒である、請求項1に記載の印刷物製造方法。 - 前記印刷工程は、更に、着色剤を含有する着色インクをインクジェット印刷し、
前記発泡性樹脂組成物の樹脂が塩化ビニル系樹脂であるときには前記着色インクは非水系インクであり、
前記発泡性樹脂組成物の樹脂が非塩化ビニル系熱可塑性樹脂であるときには前記着色インクはラテックスインクである、請求項1に記載の印刷物製造方法。 - 表面に凹凸模様を有する発泡体の製造方法であって、
請求項1から3のいずれか1項に記載の印刷物を、前記発泡性樹脂組成物の層の前記発泡抑制インクが印刷された領域の熱分解と、印刷されていない領域の熱分解の差が生じる温度で加熱して、前記化学発泡剤の少なくとも一部を発泡させて、前記発泡抑制インクが印刷された領域を凹部にする加熱工程、を含む発泡体製造方法。 - 化学発泡剤を含有する発泡性樹脂組成物の層を有する印刷用メディアにインクジェット印刷する発泡抑制インクであって、
前記発泡性樹脂組成物の熱分解能を低下させる発泡抑制剤と、前記発泡抑制剤が固体のときには前記発泡抑制剤を溶解し前記発泡抑制剤が液体のときには前記発泡抑制剤と相溶し、かつ前記発泡抑制剤を前記発泡性樹脂組成物に移動させることができる溶媒とを含有し、
前記発泡抑制剤は、ベンゾトリアゾール系化合物であり、
前記発泡性樹脂組成物の樹脂が塩化ビニル系樹脂であるときには前記溶媒は非水系溶媒であり、
前記発泡性樹脂組成物の樹脂が非塩化ビニル系熱可塑性樹脂であるときには前記溶媒は水系溶媒である発泡抑制インク。 - 加熱されることにより発泡する発泡層を有するシート状の媒体に、前記発泡層の発泡を制御するためのインクを塗布する塗布工程と、
前記媒体にミシン目又は切れ込みを形成するカットを施すカット工程と、
前記塗布工程及び前記カット工程後に前記媒体を加熱することで前記発泡層を発泡させる発泡工程と、
を備える立体形成物の形成方法。 - 前記媒体に、画像を印刷する印刷工程を備える、
請求項6に記載の立体形成物の形成方法。 - 前記印刷工程では、前記媒体に、当該媒体の幅方向に並んだ複数の画像を印刷し、
前記カット工程では、前記複数の画像の間に、前記媒体の長さ方向に沿って延びた前記ミシン目又は切れ込みを形成する、
請求項7に記載の立体形成物の形成方法。 - 前記塗布工程と、前記カット工程とを同一の装置で実行する、
請求項6に記載の立体形成物の形成方法。 - 前記カット工程では、前記ミシン目を形成するカットを前記媒体に施す、
請求項6に記載の立体形成物の形成方法。 - 前記カット工程では、カットしない部分の長さ対カットする部分の長さの比が、1:1~1:5の範囲である前記ミシン目を形成する、
請求項10に記載の立体形成物の形成方法。 - 加熱されることにより発泡する発泡層を有するシート状の媒体に、前記発泡層の発泡を制御するためのインクを塗布する塗布手段と、
前記媒体にミシン目又は切れ込みを形成するカットを施すカット手段と、
前記インクが塗布され、かつ、前記カットが施された前記媒体を加熱することで前記発泡層を発泡させる発泡手段と、
を備える立体形成物の形成システム。
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| US17/295,046 US11780251B2 (en) | 2018-11-20 | 2019-11-19 | Manufacturing method for printed matter, manufacturing method for foam, foaming inhibition ink, forming method for three-dimensional formed object, and forming system for three-dimensional formed object |
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- 2019-11-19 US US17/295,046 patent/US11780251B2/en active Active
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