説明

画像付き樹脂シートの製造方法

【課題】発色が難しい小孔が形成された樹脂シートへ、鮮明な画像を簡単に印刷でき、プライマー層などの後加工をしなくとも、耐水性・耐熱性に優れた画像付き樹脂シートの製造方法の提供。
【解決手段】多数の小孔が形成された樹脂シート1の両面を、各々昇華性染料にて画像の形成された一対の転写シート2で挟み、加圧しながら加熱して樹脂シート1の両面に、一対の転写シート2の画像を転写する画像付き樹脂シートの製造方法の提供。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、鮮明な画像を形成することが難しい樹脂シートへ、簡単に、また樹脂シートへ特別な加工を施す必要もなく、鮮明な画像を一度に両面に印刷できる製造方法とそれを用いた製品に関する。
【背景技術】
【0002】
現在、樹脂シートは生活のあらゆる場所に使用されており、その形態も用途に応じてまちまちである。用途によっては、樹脂シートに色をつけることが必須となるが、その場合には、顔料により単色で色づけするものがほとんどであった。
【0003】
また、プリンタ技術の向上により、オフセット印刷、グラビア印刷、インクジェット印刷、または、レーザー印刷等の印刷方法によりシート上に画像を形成することが可能となったが、これらの印刷方法によっても、色のにじみが出たり、画像の形成がシートの片面のみにしかできないという問題点があった。
【0004】
また、カードのようなプラスチックシートへの印刷に関しては、前述の印刷方法以外に、昇華転写方式が知られているが、この昇華印刷転写方式は、一度転写シートへ画像を形成した後に、加熱加圧ロールを通してカードに画像を転写させた後に、画像の保護のために表面に透明フィルムを被覆させる必要があった。
【0005】
さらに、通気性の必要な用途には、無数の小孔を形成した樹脂シートを用いるが、このような形態の樹脂シートでは、画像を形成後に、パンチングやドリルで孔あけ加工を施していたため、樹脂シートにバリが出たり、形成した画像に傷が付くなどの問題もあった。
【0006】
以上のような問題を解決するために、樹脂シートの裏面にインク吸収性・吸着性あるいは定着性のよい層を形成することで、孔を空けた後に印刷をしても、余分なインクが裏の定着層に吸収されることで乾燥時間を短縮し、小孔周辺部のインクのにじみやインクの汚れが少なくできる方法が提案されている(例えば特許文献1参照)。
【0007】
また、他の方法として、熱融着タイプのイエロー、マゼンダ、シアン、それぞれのインクをのせたインクリボンを加熱ヘッドにより樹脂シートへ熱融着転写させることで画像を形成するという印刷方法も提案されている(例えば特許文献2参照)。
【0008】
また、昇華性染料を用いた両面印刷方法としては、昇華性染料のインクリボンを用いたプリンタが提案されている(例えば特許文献3,4,5参照)。
【特許文献1】特開平9−226032号公報
【特許文献2】特開2002−180016号公報
【特許文献3】特開平9−226161号公報
【特許文献4】特開平10−217516号公報
【特許文献5】特開2001―89038号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、インクジェットプリンタで小孔を形成したシートに直接印刷する方法ではシートの裏面にインク吸収性・定着性のよい膜や層が必要であるため、両面に画像を形成したい場合は利用できない。また、熱転写印刷法でも、樹脂シートの表面上に画像を形成するにすぎないため、透明基材に画像を形成しても、裏面から見た時の画像は不鮮明になってしまい、かつ、耐水性や耐熱性をあげるためにはプライマー層を、シート表面上に形成せざるを得ない。さらに、インクを固定させるためのバインダーを必要とするため、どうしても表面に光沢が出てしまい、ツヤ消し画像を形成することができない。そして、小孔が形成された樹脂シートの場合には、画像を熱転写する際の加熱により、急激にシートが収縮して、シート表面に凹凸が出てしまうことがある。
【0010】
また、既存の両面印刷プリンタでは印刷対象が紙であり、樹脂シートを使用する場合には、インクを充分昇華させるだけの温度を確保することは構造的に困難であり、また、転写ロールに表裏どちらかの画像を一度転写させる工程が必須となるため、転写ロールの円周以上の物は印刷できないという問題がある。さらに、前述の熱転写印刷と同じく、インクシートを使っているので、インクの無駄が出てしまい効率が悪い。
【0011】
本発明はこのような従来の問題を解決するためになされたもので、小孔が形成された樹脂シートへ、誰でも簡単に効率よく鮮明な画像が形成でき、さらにプライマー層などの後加工をしなくても耐水性・耐熱性に優れた画像付き樹脂シートの製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0012】
第1の発明は、多数の小孔が形成された樹脂シートの両面を、各々昇華性染料で画像が形成された一対の画像転写用の転写シートではさみ、これら一対の転写シートではさまれた樹脂シートを、加圧しながら加熱して、樹脂シートの両面に、一対の転写シートの画像を各々転写する画像付き樹脂シートの製造方法である。
【0013】
また、第2の発明は、第1の発明において、樹脂シートは、あらかじめヒートセット加工を施した樹脂シートである画像付き樹脂シートの製造方法である。
【0014】
また、第3の発明は、第1または第2の発明において、一対の転写シートではさまれた樹脂シートを加熱する方向は、少なくとも一対の転写シートではさまれた樹脂シートの片面からである画像付き樹脂シートの製造方法である。
【発明の効果】
【0015】
本発明の画像付き樹脂シートの製造方法によれば、印刷時に、特別な技術を必要としないため、誰でも簡単に鮮明な画像形成ができ、また、小ロット生産に向いている。そして、画像の樹脂シートへの転写方法も、転写シートにインクジェットプリンタで印刷した画像を樹脂シートへ転写する方法によるため、インクリボンに比べインクの無駄もない。さらに、加工する樹脂シートの大きさも、転写シートを大きくすることによって対応できるため制限はなく、小孔が形成されているため、片面からの加熱でも充分両面に鮮明な画像が形成できるため、両面からの加熱製造法に比べ、大きく省エネ化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
以下に本発明の実施形態の画像付き樹脂シートの製造方法について、図を参照して説明する。
【0017】
図1は本実施形態の製造方法の工程を示した工程図である。
【0018】
樹脂シート1は、ポリエステル、ポリエチレンなどの合成樹脂からなるシートである。外観の事を考えると透明性の高い方がよいが、特に規定はなく、材質についてもポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリアセタール、ウレタンなどの合成樹脂を用いることも可能である。
【0019】
この樹脂シート1には、多数の小孔が形成されている。この小孔を形成する方法としては、ドリル、パンチングなど公知の方法が用いられる。小孔の大きさ・形状については、樹脂シート1の利用状況に対応して変化させるものである。
【0020】
転写シート2は、樹脂シート1に転写する画像が予め形成されているシートである。転写シート2には、その表面に昇華性染料で画像が形成されている。転写する画像は、パーソナルコンピューター(以下PCと呼ぶ)等で作成後に、昇華性染料のインクカートリッジを備えるインクジェットプリンタで、転写シート2へ印刷する。昇華性染料・転写シート2については、おのおの市販のものを使用できるが、転写シートに関しては、シート厚は80μm〜150μmのものが好適である。その理由として、風景画のように画像の細かいものを印刷する際はインクの排出量が少ないので厚みの薄いものでもよいが、ベタ印刷のように全面に印刷をする場合はインクの排出量が多いため、転写シートが破れたり、インクで膨潤して波打ってしまったりするからである。
【0021】
次に、転写シート2を長尺で使う場合の印刷時の構成について図2を参照して説明する。インクジェットプリンタ5は、転写シート2へ画像を形成する。転写シート2は、インクジェットプリンタ5の裏側にあるパイプ6にロールの状態でセットされ、図中のB方向に搬送されてインクジェットプリンタ5の裏側から入って、インクジェットプリンタ5により画像を印刷された後に、図中のB方向に搬送されて前面から排出され、インクジェットプリンタ5の表側の、所定の離れた位置にある巻き取りパイプ7に巻き取られる。これは、印刷後すぐに転写シート2を巻き取りパイプ7に巻き取ると昇華性染料が充分乾燥していないことがあり、にじみやかすれや汚れの原因となるためである。ただし、インクの排出量があまり多くなく、すぐに充分乾燥するような場合には、印刷後すぐに巻き取りパイプ7へ巻き取ってもよい。
【0022】
印刷時の転写シート2とインクジェットプリンタ5のヘッドのクリアランスは1〜5mmに設定する。これはインクの排出量に応じて調整するものである。クリアランスを設定する理由としては、インク排出量と転写シート2とのクリアランスのバランスが悪い場合には、転写シート2がインクによって膨潤し波打ってしまった場合に、ヘッドが転写シートに当たって印刷の不具合が出る原因となるからである。
【0023】
樹脂シート1の表面への画像を転写シート2―aへ印刷完了後に、同様の方法で、樹脂シート1の裏面への画像を転写シート2−bへ印刷を行う。表裏同じ画像を印刷する場合は、PCにて、転写シート2−aへ形成した画像と鏡面対称となる画像を形成し、インクジェットプリンタ5にて転写シート2―bへ画像を印刷し、巻き取りパイプ7へ転写シート2−bを巻き取る。また、各画像の四隅には、樹脂シート1を2枚の転写シートで挟む際の位置あわせのために、トンボマーク4を印刷しておく。
【0024】
転写シート2−a、2−bへの印刷が完了した後に、これらの2枚を画像の印刷面(転写面)同士が対向する向きで、転写シート1をはさむ。
【0025】
このとき、樹脂シート1は一度、面積にして10〜20%程度、熱収縮する温度でヒートセットをしておく。これは最初に、ある程度シートの収縮を起こしておくことで、後工程で加熱ロール3―aで画像を転写する際の熱により、樹脂シート1が急激に収縮することを防ぐことができるためである。そして、これにより、急な樹脂シートの収縮が原因で起きる表面の凹凸の発生を防ぐことが可能となる。
【0026】
また、2枚の転写シート2−a、2−bの画像同士がずれないようにするために、転写シート2−a、2−bの表面に形成された位置決めマークであるトンボマーク4を互いに重ね合わせて、鏡面対称の画像同士が重なり合うようにする。これにより、2枚の転写シート2−a、2−bの位置決めがなされる。そして、転写シート2−a、2−b、及び、樹脂シート1の計3枚のシートに対して、垂直方向に、糸をつけた針で刺し糸で止めておく。なお、各シートの固定法は上記の方法に限られず、3枚のシートが印刷時にずれない方法であればよい。
【0027】
その後、加熱ロール3―aと圧着ロール3―bとの間に、昇華性染料が充分昇華して樹脂シートへ含浸できる程度の搬送スピードで通して、転写シート2−a、2−bに形成された両画像を樹脂シート1の表裏両面へ各々熱転写する。
【0028】
加熱ロール3―aについては、樹脂シート1に無数の小孔が形成されているため、片面からの加熱のみで充分にシート両面に熱が伝わるため、両面加熱時と変わらない画像が両面に形成できるが、樹脂シート1の厚みが厚い場合や、小孔が小さくて反対面までうまく熱が伝わらないような場合には、ロール3−aと3−bの両方を加熱ロールにしてもよい。また、加熱する温度については、昇華性染料を転写できる160℃以上が好適である。また、加圧力については、樹脂シート1と2枚の転写シート2−a、2−bが密着する程度であればよい。
【0029】
画像が転写された樹脂シート1は、加熱ロール3―a、圧着ロール3―bの間を通過後に、2枚の転写シート2−a、2−bをはがして、自然冷却する。
【0030】
本発明の実施形態の製造方法で製造された画像付き樹脂シートは、どんな画像も簡単に印刷できる上に、印刷された画像が樹脂シート中に含浸しているため、縫製やプレス加工などの後加工を施しても画像が劣化することがなく、樹脂シートに紫外線吸収剤を練り込んだものに画像をつけた遮光用シートや、スーパーが閉店する時に冷凍棚・冷蔵棚の保冷のためにつかうロールブラインド、プレスで打ち抜いた後、加熱成型する、スピーカーグリルなどの樹脂成型品などの材料として好適に用いられる。
【0031】
また、転写シートの画像の一方に背景を、もう一方に任意の画像を印刷して両面印刷すると、奥行きのある立体的な絵が印刷された樹脂シートになったり、同じ画像をずらして印刷した転写シートを用いて樹脂シートへ両面印刷することで、3D効果のある樹脂シートを作る事ができる。
【0032】
以上説明したように、本発明の実施形態による画像付き樹脂シートの製造方法によれば、画像形成に使う染料に、昇華性染料を用いたことで、樹脂シートへ画像を熱転写させた際に、染料が樹脂シートの内部にすばやく浸透してゆき、インクだれによる画像のにじみや汚れが回避できる。また、シート表面へのコーティング膜を必要としないため、ツヤ消し画像の形成も可能になる。また、特に、特別な技術も必要としないため、誰でも簡単に鮮明な画像形成ができ、小ロット生産に向いている。
【0033】
さらに、熱収縮するような樹脂シートの場合でも、あらかじめヒートセットをしてある程度収縮させておくことによって、熱転写時の熱で樹脂シートの表面に凹凸がでることを防止できる。
【0034】
また、加熱方向についても、シートに小孔が形成されていることにより、片面からの加熱でも反対面への熱伝導が良いため、両面からの加熱が不要となり、加熱装置も簡易化でき、省エネ化も図れる。
【0035】
そして、画像の樹脂シートへの転写方法も、転写シートにインクジェットプリンタで形成した画像を、樹脂シートへ転写する印刷方法であるため、インクリボンによる印刷方法に比べインクの無駄もない。さらに、加工する樹脂シートの大きさも、転写シートを大きくすることによって対応できるため、制限はなく、量産に向いている。
【0036】
以下に、本発明の実施形態の実施例を示す。
【0037】
(実施例1)
厚さ250μmのポリエステルシート(東レ(株)製、ルミラー(登録商標))に、パンチングにてφ0.5mmの小孔をシート全体に渡って形成した。このポリエステルシートを200℃で10分間ヒートセットを行った後、自然冷却した。
【0038】
また、PCにて任意の画像(ビル群の画像)を形成し、インクジェットプリンタにて厚さ150μmの転写シートに昇華性染料を印刷した。このとき、インクのヘッドと転写シートとのクリアランスは4mmであった。
【0039】
印刷された転写シートは、排出口から1.5m離れた所にある巻き取りパイプに巻き取られた。もう1枚の転写シートにもこの画像(ビル群の画像)の鏡面対称となる画像を印刷し、巻き取りパイプに巻き取った。そして、これら2枚の画像を印刷した転写シートを、印刷面が内側になるようにポリエステルシートを挟み、1.5m/minのスピードで加熱・圧着ロールの間を通した。この時の加熱ロールの温度は195℃であった。
【0040】
通過したポリエステルシートは転写シートをはがし、自然冷却させた後、ロールに巻き取った。
【0041】
(比較例1)
厚さ250μmのポリエステルシート(東レ(株)製、ルミラー(登録商標))を200℃で10分間ヒートセットを行った後、自然冷却した。その後、実施例1と同様の方法にて両面印刷を行った。
【0042】
図3は、実施例1と比較例1の画像を加熱ロール側から見た比較写真である。画像8は、実施例1の製造方法にて形成された画像であり、画像9は、比較例1の製造方法にて形成された画像である。
【0043】
実施例1の画像8と比較例1の画像9との両者ともに、小孔の有無に関わらず充分熱が当たっているので、画像の鮮明さには差は見られない。
【0044】
図4は、実施例1と比較例1の画像を加圧ロール側から見た比較写真である。画像10は、実施例1の製造方法にて形成された画像であり、画像11は、比較例1の製造方法にて形成された画像である。
【0045】
実施例1の画像10では、シート全面にあけられた小孔から熱が伝わるため、図3の8と変わらないほど充分画像が転写されているが、比較例1の画像11では、熱がうまく伝わらず染料が充分昇華しきれなかったため、画像が薄く、不鮮明である。
【0046】
また、画像の鮮明さを定量的に評価すべく、実施例1の「小孔ありシート」と比較例1の「小孔なしシート」について光の透過試験を行った。図5は、実施例1と比較例1のフィルムの光の透過率を測定したグラフである。色による誤差をなくすために、同じ色の同じ場所のフィルムを切り取り測定した。図より、実施例1の「小孔あり」シートの方が、大部分の波長にわたって光の吸収率が高い、つまり画像が鮮明であるということが分かる。
【図面の簡単な説明】
【0047】
【図1】本発明の実施形態の画像付き樹脂シートの製造工程の工程図である。
【図2】インクジェットプリンタにて転写シートへ画像を印刷する工程の工程図である。
【図3】実施例1と比較例1の画像を加熱ロール側から見た比較写真である。
【図4】実施例1と比較例1の画像を加圧ロール側から見た比較写真である。
【図5】実施例1と比較例1の樹脂シートの光の透過率を測定したグラフである。
【符号の説明】
【0048】
1:樹脂シート
2:転写シート
3:加圧ロール
4:トンボマーク
5:インクジェットプリンタ
6、7:パイプ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
多数の小孔が形成された樹脂シートの両面を、各々昇華性染料で画像が形成された一対の画像転写用の転写シートではさみ、
前記一対の転写シートではさまれた樹脂シートを、加圧しながら加熱して、
前記樹脂シートの両面に、前記一対の転写シートの画像を各々転写する、
ことを特徴とする画像付き樹脂シートの製造方法。
【請求項2】
前記樹脂シートは、あらかじめヒートセット加工を施した樹脂シートであることを特徴とする請求項1に記載の画像付き樹脂シートの製造方法。
【請求項3】
前記一対の転写シートではさまれた樹脂シートを加熱する方向は、前記一対の転写シートではさまれた樹脂シートの、少なくとも片面からであることを特徴とする請求項1または2に記載の画像付き樹脂シートの製造方法。



【図1】
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【図2】
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【図5】
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【図3】
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【図4】
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