JPH05150690A - パターン表出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁性粉をパターン表出要素とする文字や模様
の形成方法において、磁性粉の凝集体である粉塊ドット
を画素としてパターン形成を行うことにより、一個のパ
ターン発生器であらゆるパターンの形成を行えるように
する。 【構成】 シート基材１の表面に磁性粉５と分散ベース
６を含むパターン表出材３を塗布する。シート基材１の
片面に一群の磁化エレメント７を備えたドットマトリッ
クス方式のパターン発生器４を配置する。シート基材１
とパターン発生器４を相対移動しながら磁化エレメント
７を稼働して粉塊ドット８を形成し、この粉塊ドット８
の一群で所望のパターン２を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、シート基材の表面に
文字、記号、模様などの目視できるパターンを形成する
ためのパターン表出方法に関し、とくにパターン表出要
素として磁性粉を用いる形態を対象とする。

【０００２】

【従来の技術】磁性粉をパターン表出要素とするパター
ン表出方法として、図６に示す形態が公知である（文献
不詳）。これは、シート基材３０の表面に磁性粉３１が
混入されたパターン表出材３２を塗布し、磁性粉３１を
シート基材３０の裏面側からマグネット３３で吸着して
マグネット３３と同じ形のパターン３４を形成し、パタ
ーン表出材３２中の溶剤の揮発乾燥を待ってパターン３
４を固定する。パターン表出材３２は印刷インキを構成
するビヒクル中に磁性粉３１を混入したものである。

【０００３】一般的なパターン表出法である印刷の場合
には、版に付着した印刷インキを対象面に転移して薄膜
状のパターンを形成するが、上記のパターン表出法で
は、ビヒクル中の磁性粉３１をマグネット３３で吸着し
て所定のパターンを形成する点が異なっており、印刷に
比べて立体的なパターンが得られること、そのため視覚
上、遠近感や深み感が得られることなどの特徴を有す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のパターン表出方
法では、印刷において刷版を用意するのと同様に、形成
したいパターンごとに個別にマグネットを準備する必要
があり、マグネットの製作費用が嵩み、段取り換えに時
間を要すること、そのため多品種少量のパターン形成に
不向きな点で問題があった。

【０００５】さらに上記のパターン表出方法では、パタ
ーン表出材層の厚みを大きくするほど、さらにビヒクル
の粘度を小さくするほど、ビヒクル内での磁性粉の移動
が容易となり、シャープで立体感に富むパターンが得ら
れる。しかし、パターン表出材層の厚みが増すほど、そ
の溶剤が蒸散し硬化するのに要する時間が長くなる。ビ
ヒクルの粘度が小さいと、磁性粉が移動して形崩れを生
じやすいため、ビヒクルがある程度硬化し、磁性粉の移
動が拘束されるまでマグネットによる吸着を持続する必
要があり、磁気吸着のためのサイクル時間が長くなる。
つまり、形成されたパターンの定着に長時間を要し、そ
の分パターン形成に要するコストが高く付く。

【０００６】例えば、パターン表出材層の厚みを薄く
し、あるいはその粘度を大きくすることは容易である
が、この場合は磁性粉が移動しにくくなるため、パター
ンを形成し終わるのに時間を要することになる。いずれ
にしても、従来方法ではパターンの形成から定着に至る
一連の作業を効率良く行えない点に問題があった。

【０００７】この発明の目的は、ドットマトリックス方
式のパターン発生器によって磁性粉をドット状に凝集さ
せ、凝集したドット群でパターン形成を行うことによ
り、形成すべきパターンごとにパターン発生器を製作
し、あるいはロットごとにパターン発生器を交換する手
間を排除でき、パターン形成に要するコストを低減でき
るパターン表出方法を得ることにある。本発明の他の目
的は、磁性粉によるパターンの形成から定着に至る一連
の作業を迅速に行うことができ、立体感とシャープさに
富むパターンを効率良く形成できる、生産性に優れたパ
ターン表出方法を得ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明のパターン表出
方法は、シート基材１の表面に、分散ベース６中に磁性
粉５が均等に分散されたパターン表出材３を塗布するこ
と、シート基材１の少なくとも片面に、一群の磁化エレ
メント７が列状に配置されたドットマトリックス方式の
パターン発生器４を配置すること、パターン発生器４と
シート基材１を相対移動しながら選択的に磁化エレメン
ト７の磁気をパターン表出材３に作用させて磁性粉５を
点状に凝集させ、凝集した粉塊ドット８の一群で所望の
パターン２を形成すること、分散ベース６を硬化して前
記パターン２を定着することを要件とする。

【０００９】具体的には、分散ベース６が紫外線硬化型
のＵＶ樹脂からなり、パターン形成後にパターン表出材
３に紫外線を照射してパターン２を定着する。磁化エレ
メント７が電磁石で構成されており、一群の磁化エレメ
ント７に選択的に磁化電流を供給して所望のパターン２
を形成する。磁化エレメント７が永久磁石１６と、この
磁石１６をシート基材１に対して接離操作するアクチュ
エータ１７とを含んで構成されており、一群の磁化エレ
メント７のアクチュエータ１７に選択的に駆動電流を供
給して所望のパターン２を形成する。

【００１０】

【作用】磁性粉５の凝集体である粉塊ドット８を画素に
して文字、模様などのパターン２を形成するので、一個
のパターン発生器４であらゆるパターン２の形成を行え
る。紫外線硬化型のＵＶ樹脂を分散ベース６とする場合
は、紫外線の照射を受けるのと同時に分散ベース６が硬
化を開始し、極く短時間で硬化を完了して、磁性粉５で
形成されたパターン２を速やかに定着できる。

【００１１】

【発明の効果】以上のようにこの発明では、一群の磁化
エレメント７を備えたドットマトリックス方式のパター
ン発生器４でパターン形成を行うようにしたので、従来
のパターン形成法において不可欠であった、パターンご
とのマグネットの製作、およびロットごとのマグネット
の交換などを全て不要として、磁性粉５を用いたパター
ン形成を低コストで行うことができ、とくに多品種少量
のパターン形成を行う場合でも、その処理コストを十分
に低減できる。

【００１２】さらに、分散ベース６として紫外線硬化型
のＵＶ樹脂を用いてパターン形成を行う場合には、極く
短時間でパターン２を定着できるので、例えばパターン
表出材３の層厚みが大きい場合や、その粘度が低い場合
にでも、形成されたパターン２を形崩れを生じることな
く速やかに定着でき、パターン形成から定着に至る一連
の作業を迅速化して、立体感とシャープさに富むパター
ン２を効率良く形成し、全体として磁性粉５を用いたパ
ターン表出処理を低コストで行える。

【００１３】

【実施例】図１ないし図４は本発明に係るパターン表出
方法の実施例を示す。この実施例ではプラスチックフィ
ルムをシート基材１として、その上面に文字や模様など
のパターンを形成する場合について説明する。

【００１４】図１において目的のパターンは、調整され
たパターン表出材３をシート基材１の表面全体に塗布す
る塗布工程Ａと、シート基材１の裏面側から磁気を作用
させて、パターン表出材３に含まれる磁性粉５によって
所望のパターン２を形成するパターン形成工程Ｂと、形
成されたパターン２を定着する定着工程Ｃを経て、断続
状に連続して形成する。

【００１５】シート基材１の形成素材としては、ポリ塩
化ビニル、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエステ
ル、ポリプロピレン、ポリアクリル、ポリビニルアルコ
ール、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリアミ
ド、ポリテトラフロロエチレン、ポリビニルアセター
ル、ポリホルムアルデヒド、セロファン、ポリフッ化ビ
ニルなどを使用できる。

【００１６】パターン表出材３は、図２（ｂ）に示すよ
うに粘度が低いペースト状の分散ベース６中に磁性粉５
を均等に分散させ、必要に応じて助剤および添加剤を加
えて調整する。分散ベース６は紫外線硬化型のＵＶ樹脂
からなる。ＵＶ樹脂は、光重合反応性のモノマー、オリ
ゴマー、ポリマーと重合開始剤を混合して形成され、ア
クリル系、エポキシ系、ウレタン系、不飽和ポリエステ
ル系、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合系、スピラック系
などの紫外線によって硬化する透明ないしは半透明樹脂
を使用できる。磁性粉５としてはフェライト、ガンマー
ヘマタイト、二酸化クロム、酸化鉄にコバルトイオンま
たはコバルト化合物を添加ないしは吸着した酸化鉄合
金、純鉄を主成分とする磁性合金粉末などを使用でき
る。磁性粉５の分散ベース６に対する混入率は、形成す
べきパターン２の精細度と表出したい立体感の度合、お
よびパターン表出材３の塗膜厚によって変更すべきであ
るが、一般的なパターン表出には５〜４５ｗｔ％が適当
であり、さらに精細度の高いパターン表出には２５〜４
０ｗｔ％が好ましい。

【００１７】塗布工程Ａにおいては、調整されたパター
ン表出材３をシート基材１の表面にスプレー塗布機１０
によって、あるいはロールコーター、ナイフコーター、
グラビアコーターなどの塗工機によって均一に塗布す
る。この塗布状態において、磁性粉５は分散ベース６中
に均等に分散している。塗膜厚を１０μｍ以下にする
と、出来上ったパターン２の鮮明度が低く、さらに立体
感が十分に得られないので、塗膜厚は２０μｍ以上、さ
らに好ましくは８０μｍ以上とする。

【００１８】パターン形成工程Ｂでは、シート基材１の
下面に配置したドットマトリックス方式のパターン発生
器４を用いて、シート基材１を断続的に送り移動しなが
らパターン２を形成する。図３において、パターン発生
器４は磁化エレメント７の一群からなり、磁化エレメン
ト７を一定ピッチで２個の列として配置してなる。一方
のエレメント列の磁化エレメント７は、他方のエレメン
ト列の磁化エレメント７の列方向間隔を埋める状態で配
置してある。パターン発生器４の全幅はシート基材１の
全幅寸法と同じかこれよりやや大きく設定する。図３
（ｂ）に示すように、各磁化エレメント７は、コア７ａ
とこれに巻き付けられた巻線７ｂとで電磁石として構成
されており、コア７ａの上端に磁化部７ｃを備えてい
る。従って、一群の磁化エレメント７の巻線７ｂに選択
的に磁化電流を供給すると、任意位置のコア７ａが励磁
されて、その磁化部７ｃから磁力を作用させることがで
きる。

【００１９】図２（ｃ）に示すように、各磁化エレメン
ト７はシート基材１の直下にある。そのため、励磁され
た磁化エレメント７と対応する個所では、パターン表出
材３中に分散していた磁性粉５が最寄りの磁化部７ｃへ
向かって移動し、シート基材１を介して磁化部７ｃに吸
着される。つまり、均等に分散していた磁性粉５は、各
磁化部７ｃの上部に凝集して粉塊ドット８を形成する。
この粉塊ドット８を縦横に組み合わせたドットマトリッ
クスパターンによって文字や模様を任意に形成できる。

【００２０】定着工程Ｃでは、図１および図２（ｄ）に
示すように、パターン表出材３の上方の紫外線ランプ９
を点灯し、パターン表出材３へ向かって紫外線を照射す
ることにより、分散ベース６を硬化させてパターン２を
定着する。硬化は数秒で終了する。この硬化状態におい
て、パターン２の形成個所には、磁性粉５が凝集してい
るのでその色（概ね黒色）が視認され、その間にシート
基材１の色ないしはシート基材１を透けた色が視認され
る。図４に完成されたパターン２の一例を示す。

【００２１】上記により得られたシート基材１は、その
パターン表出材３の表面に保護層を形成し、シート基材
１の裏面に粘着剤層および剥離紙層を形成した後、所定
の形状に打ち抜いて完成される。例えば、ラベルとな
る。このラベルは、自動車や家庭電気製品等の表面に貼
り付けて装飾目的や指標などとして使用する。

【００２２】図３（ｃ）に示すように、磁化部７ｃの形
状を台形状や三角形状、あるいは半円形状に形成してお
けば、凝集する磁性粉５の分布量を輪郭線に近付くほど
小さくできるので、ぼかし文字やぼかし模様を形成する
のに都合が良い。

【００２３】図１にパターン発生器４用の制御システム
を例示している。これは、各磁化エレメント７にパルス
電流を供給するパルス電流発生器１１と、制御部１２
と、データ入力部１３、およびシート基材１の送り動作
をモニターする送りセンサー１４などで構成されてい
る。制御部１２は、予めデータ入力部１３から入力され
たパターンに基づいて、シート基材１の送り動作に同期
して所定位置の磁化エレメント７が励磁されるよう、パ
ルス電流発生器１１に出力指令を与える。データ入力部
１３へのデータ入力は、キーボード、イメージスキャ
ナ、デジタイザなどの入力装置によって行われ、あるい
はフロッピーディスクや磁気テープ等の既成データを取
り込むことにより行われる。

【００２４】（別実施例）図５は磁化エレメント７の別
実施例を示す。これは、磁性粉５を吸着して凝集させる
ための永久磁石１６と、この磁石１６をシート基材１に
対して接離操作する小形のソレノイド（アクチュエー
タ）１７と、ソレノイド１７のプランジャ２０の下端に
装着した後帰ばね１８、およびプランジャ２０と永久磁
石１６を接続するゴム製の緩衝軸１９などで磁化エレメ
ント７を構成したものである。この磁化エレメント７で
は、ソレノイド１７を励磁して永久磁石１６がシート基
材１の下面直下に突き上げ移動された状態でのみ、分散
ベース６中に粉塊ドット８を形成できる。なお、これら
の磁化エレメント７は、スプレー塗布機やその他の塗工
機とシート材を介して対向位置に配置すれば、流動性の
高い塗布直後の状態で容易に粉塊を形成できる。

【００２５】パターン形成は、パターン発生器４をパタ
ーン表出材３の上面側に配置して行うこともでき、この
場合はパターン表出材３の上面側に浮き上った状態でパ
ターン２を形成できる。パターン形成に先立ってパター
ン表出材３に紫外線を短時間照射してその表面のみを硬
化させ、あるいはパターン表出材３の表面に透明の分離
フィルムを予め積層しておけば、磁性粉５が磁化部７ｃ
に付着することを防止できる。さらに、シート基材１を
透明フィルムで形成しておけば、シート基材１の下面側
から紫外線を照射してパターン２の定着を行える。

【００２６】必要があればシート基材１の表裏両面にパ
ターン発生器４を配置してパターン２を形成することも
できる。これでは、パターン表出材３の上面側と下面側
のそれぞれに片寄った状態でパターン２を形成できるの
で、例えば下面側のパターン２を縞模様とし、上面側の
パターン２をべた文字とするなど、上下のパターン２を
異なる表現状態で現わすことにより、多様な視覚効果が
得られる。

【００２７】分散ベース６としてはＵＶ樹脂を用いるの
が好ましいが、その必要はなく従来と同様に印刷インキ
用のビヒクルや透明塗料などを適用できる。また、分散
ベース６および磁性粉５は、それぞれ着色してあっても
良い。パターン表出材３をシート基材１の表裏にそれぞ
れ設け、それぞれの層内に所望パターンを形成すること
もできる。パターン発生器４は複数個設けてあっても良
い。基材シート１が枚葉シートである場合は、パターン
発生器４を移動させてパターン形成を行うこともでき
る。基材シート１はプラスチックフィルム以外に紙や布
地あるいは木材シート、アルミニウムシートなど非磁性
材製であってもよい。永久磁石１６を操作するアクチュ
エータ１７はソレノイドである必要はなく、ドットイン
パクト型のプリントヘッドの駆動機構を利用でき、また
マトリックス状に限らず単列状としてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のパターン表出方法を示す原理説明図で
ある。

【図２】パターン形成過程ごとの処理状態を示す説明図
である。

【図３】パターン発生器および磁化エレメントの構造を
示す構造説明図である。

【図４】完成したパターン例を示す平面図である。

【図５】磁化エレメントの別実施例を示す断面図であ
る。

【図６】従来のパターン表出方法を示す説明図である。

【符号の説明】

１ シート基材 ２ パターン ３ パターン表出材 ４ パターン発生器 ５ 磁性粉 ６ 分散ベース ７ 磁化エレメント ８ 粉塊ドット

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シート基材１の表面に、分散ベース６中
   に磁性粉５が均等に分散されたパターン表出材３を塗布
   し、 シート基材１の少なくとも片面に、一群の磁化エレメン
   ト７が列状に配置されたドットマトリックス方式のパタ
   ーン発生器４を配置し、 パターン発生器４とシート基材１を相対移動しながら選
   択的に磁化エレメント７の磁気をパターン表出材３に作
   用させて磁性粉５を点状に凝集させ、凝集した粉塊ドッ
   ト８の一群で所望のパターン２を形成し、 分散ベース６を硬化して前記パターン２を定着するパタ
   ーン表出方法。
2. 【請求項２】 分散ベース６が紫外線硬化型のＵＶ樹脂
   からなり、 パターン形成後にパターン表出材３に紫外線を照射して
   パターン２を定着する請求項１記載のパターン表出方
   法。
3. 【請求項３】 磁化エレメント７が電磁石で構成されて
   おり、 一群の磁化エレメント７に選択的に磁化電流を供給して
   所望のパターン２を形成する請求項１または２記載のパ
   ターン表出方法。
4. 【請求項４】 磁化エレメント７が永久磁石１６と、 この磁石１６をシート基材１に対して接離操作するアク
   チュエータ１７とを含んで構成されており、 一群の磁化エレメント７のアクチュエータ１７に選択的
   に駆動電流を供給して所望のパターン２を形成する請求
   項１または２記載のパターン表出方法。