JPH09175098A

JPH09175098A - 絵付金属シートの製造方法。

Info

Publication number: JPH09175098A
Application number: JP35072095A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Suga; 和宏須賀
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1995-12-26
Filing date: 1995-12-26
Publication date: 1997-07-08

Abstract

(57)【要約】【課題】金属シートの片面または両面に対して、安定
した絵付を高能率にできる技術を提供する。【解決手段】転写シートＮが離型性を有する基材シー
ト３の片面に転写層として少なくとも絵柄層６が設けら
れており、少なくとも片面に、樹脂受容層２を設けた金
属シートＢの片面または両面に転写シートの接着剤層５
を向けて重ね合わせ、誘導加熱方式で加熱された金属ロ
ールＭＲとそれに接するゴム弾性体ロールＧＲとの間を
通して加熱及び加圧を行い、転写層と該樹脂層とを接着
せしめ、しかる後、基材シート３を転写層から剥離剥離
除去することを特徴とする絵付金属シートＰの製造方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】各種絵付金属シートの製造方
法に関するものである。更に詳しくは絵付けブラインド
の製造に特に優れた製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来金属シート表面に装飾を施したもの
が、各種製造されてきた。その代表的なものは金属製ブ
ラインドである。この様な金属シートは印刷適性に乏し
い為、金属ブラインドは、従来単色デザインのものが多
く、表裏別色としてもベタ塗りのため、意匠性に劣るも
のが多かった。そして、その加飾法としても、有機溶剤
含有の塗料を使用するため、溶剤揮散による作業場の環
境問題があった。また、コーティング時には、塗料の配
合、希釈、塗装条件等による製品の仕上がり状態を一定
に保つための微調整が必要であった。

【０００３】これらの点を改善し、金属ブラインド表面
に鮮明な絵柄を有する装飾層を付与する方法として、一
旦印刷適性のある離型性基材シート上に装飾層を形成
し、次いで該装飾層を金属ブラインド表面へ転写させる
所謂転写絵付法が試みられた。図８は、特開平3-235893
号公報に開示される従来技術による金属シートへの転写
絵付法の原理図である。近時、加熱されたシリコンゴム
ロールＳＧＲ( 通常、鉄芯の表面にシリコンゴムを被
覆) 同志の加圧による転写による加飾が行われるように
なり、前記有機溶剤による環境汚染や、加飾の仕上がり
に対する微調整の課題は解消されたが、この方式は転写
に必要な熱が外部ヒーターＨにより前記シリコンゴムロ
ールＳＧＲに供給されることと、前記シリコンゴムの熱
伝導率Ｋが小さいため、転写に必要な熱量が不足し、そ
の結果、転写層の密着性に劣り、十分な密着強度を得る
ための条件で転写すると高速生産ができない問題があっ
た。一般に、高温物体と低温物体とが接すると、熱力学
の第２法則、すなわち、閉鎖系におけるエントロピーの
増大則により熱は高温物体から低温物体へと移動し、高
温物体は冷却し、一方低温物体は加熱昇温する。そし
て、それに伴って両物体間の温度勾配は緩やかとなる。
図５は、上記方式における熱の移動に関する説明図であ
る。加熱ロール（高温物体１）がシリコンゴムのような
熱伝導率Ｋが小さく、被加熱物体である金属シート（低
温物体２）がＫが大きい場合には、熱平衡状態に於い
て、金属シートの昇温量ΔＴは小さく、又昇温領域の深
さ（厚み）Δｘも加熱ロールと接触した表面近傍に局在
し狭い。詳しく現象を分析した結果、以下の事がわかっ
た。即ち、加熱ロールは低熱伝導率の為、単位時間当た
りに加熱ロールから金属シートに入力される熱量（熱
流）は少なく、しかもその僅かの熱も一旦金属シート内
に入るや、金属の高熱伝導率の為、速やかに拡散・散逸
し、昇温に寄与するものが少ないからである。このこと
は、熱伝導方程式（数１）に、図５の如き初期条件及び
境界条件を当てはめて解くことによって、より精密に確
認し得る。尚、此処でＣは物体の比熱、ρは密度であ
る。

【０００４】

【数１】

【０００５】以上説明した通り、加熱効率、転写効率が
悪いことに加え、さらに、高温加熱によりシリコンゴム
ロールＳＧＲがダメージを受けるため、定期的にゴムを
貼り変えるなど、メンテナンスが必要である。

【０００６】従来技術の別の方法として熱伝導率の良い
金属ロールＭＲ同志の加圧により転写する方法があっ
た。金属ロールＭＲの加熱は、金属ロールＭＲの内部を
中空とし、そこに熱水、加熱水蒸気等を循環させること
により前記金属ロールの構造体に高速度で熱流が入力さ
れ、全体に行きわたり、通過して出て行くことにより、
被加熱物体の金属シートＢを短時間に均一性良く高温に
することを目指すものであった。しかし、剛体の金属ロ
ールＭＲのみでは転写時に、ロールの僅かの位置のズ
レ、変動、金属シートや転写シートＮの厚みのバラツキ
等により圧力変動があり、密着が不均一になる。又、金
属ロール表面温度が熱平衡状態になる迄にはかなり時間
を要する。その上、熱水、加熱水蒸気による金属ロール
の錆が発生することがあった。その上、予想した程の昇
温効率も得られない。前記の方法すなわち、加熱ロール
（高温物体１）を高熱伝導率の金属製とし、効率良く、
金属ロールから金属シートへの熱の入力速度を高め、又
圧胴をも金属製とする転写における熱の移動に関しても
解析したところ、予想外なことに以下のことが判明し
た。図６は、熱伝導率の良い金属ロール同志の加圧によ
り転写する方法に関する熱の移動についての説明図であ
る。前述のシリコンゴムロールを外部より加熱する方式
に比べて、前記熱伝導率の良い金属ロール同志の加圧に
より転写する方法は、確かに昇温量ΔＴ、昇温領域の深
さ（厚み）とも増加（改善）されたが、依然不十分であ
る。そして原理的にもこの方式では画期的な改善は期待
できないことが判明した。即ち、高熱伝導率の金属ロー
ルから高熱伝導率の金属シート（被加熱体）内へは単位
時間当たり多量の熱量が入力するが金属シート自体も高
熱伝導率の為、入力した熱は速やかに金属シート全体に
行きわたるけれども、圧胴も金属製のため、熱量はすぐ
に圧胴を通じて排出されてしまう。故に、昇温するの
は、加熱ロールに接触している表面近傍に限定されるこ
とになる。ただ、その程度が、前に述べたシリコンゴム
ロールの外部加熱方式より緩和されるだけである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】金属シートの片面また
は両面に対して、安定した熱転写による装飾、絵付けを
高能率にできる技術を提供する。

【０００８】

【課題を解決する手段】課題を解決できる製造方法は次
の通りである。すなわち、離型性を有する基材シートの
片面に転写層として少なくとも装飾層が設けられた転写
シートと、少なくとも片面に、樹脂受容層を設けた金属
シートの樹脂受容層表面に転写シートの転写層側を向け
て重ね合わせ、誘導加熱方式で加熱された金属加熱ロー
ルとそれに接するゴム弾性体加圧ロールとの間に該金属
シートと転写シートとを通して加熱及び加圧を行い、転
写層と該樹脂層とを接着せしめ、しかる後、基材シート
を転写層から剥離除去することを特徴とする絵付金属シ
ートの製造方法である。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本発明において用いられる
転写シート（ａ）、樹脂受容層を設けた金属シート
（ｂ）及び本発明の製造方法により得られる絵付金属シ
ート（ｃ）の断面図である。本発明の絵付金属シートの
製造方法は、転写シートＮと、樹脂受容層２を塗布した
金属シートＢを重ね合わせた状態で、金属製の加熱ロー
ルＭＲと弾性体の圧胴ＧＲとの間に通して加圧、加熱す
ることにより、高速で密着良好に金属シートに転写でき
るようにする方法である。

【００１０】本発明において用いる転写シートＮは、離
型性を有する基材シート３に転写層として剥離層４、装
飾層６、接着剤層５等を設けてなるものである。前記転
写層を構成する各層のうち、装飾層以外の層は不必須で
あり、必要に応じて形成する。転写シートの基材として
は、通常厚み12〜 100μｍ程度の次に挙げる樹脂により
製膜されたフィルムまたはシート３を用いる。前記フィ
ルムまたはシート３を構成する樹脂としては、ポリプロ
ピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレー
ト、ポリエチレンナフタレート等の線状ポリエステル、
ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアリレート、ポリ
エーテルエーテルケトン、酢酸セルロース等であり、こ
れらの樹脂を製膜して得られる無延伸または延伸フィル
ム又はシートである。又、上質紙等紙にポリメチルペン
テン、シリコン樹脂等離型性の樹脂を塗工したもの等の
熱や応力で寸法変化し難い樹脂を用いたものなども好適
に使用できる。さらに、前記各基材の表面は、転写表面
の艶調整用としてマット状態のものを用いることが好ま
しい。さらに必要に応じて、転写層と離型性基材シート
との離型性を促進するために基材シート上に離型層を設
けてもよい。なお、ここで離型層とは転写後も基材シー
ト側に残留し、転写層との剥離を容易ならしめる層を、
また剥離層とは転写後は被転写体側へ転移し、転写層の
表面保護層となる層をいう。離型層を設けるタイプの転
写シートでの剥離は離型層と剥離層との間で行われる。
離型層としては、フッ素系樹脂、各種ワックス、シリコ
ーン等の離型剤を公知のベヒクル、例えばアクリル系樹
脂、繊維素系樹脂、ビニル系樹脂等に添加した塗料の塗
膜を形成したり、離型性の樹脂、例えばフッ素系樹脂、
シリコーン、メラミン系樹脂、ポリオレフィン樹脂、電
離放射線架橋型の多官能のアクリレート、ポリエステ
ル、エポキシ等の樹脂を塗工、エクストルージョンコー
ト等で製膜したものを用いる。

【００１１】剥離層４としては剥離性基材と剥離性を有
し、且つ、転写終了後は転写層の表面保護層として所望
の物性を有する樹脂組成を選定する。剥離層として用い
られる樹脂としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂に滑
剤として脂肪酸エステル、パラフィンワックス、ポリエ
チレンワックスを添加し、転写品の表面滑性を出現させ
ることが望ましい。又、表面の耐擦傷性、耐薬品性、耐
汚染性を要する場合はポリエステル系、エポキシ系、ア
クリル系等の熱硬化性樹脂又は電離放射線硬化性樹脂を
用いることもできる。又膜厚も所望の物性等により選定
するが、通常 0.1〜20μｍ程度とする。

【００１２】次に装飾層６としては代表的には絵柄層で
あるる。この様な絵柄層はアクリル樹脂、ウレタン樹
脂、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体、ポリエステル、セ
ルロース樹脂等より選択されるバインダーに顔料を分散
させたインキを用いる。該インキを用いてグラビア法、
オフセット法等公知の手法により印刷乃至は塗工する。
その他、アルミニウム、クロム等の金属蒸着層を全面又
はパターン状に形成してもよい。装飾層としては、又、
硬質塗膜、撥水性塗膜等の機能性の層であっても良い。

【００１３】接着剤層５としては感熱接着剤を用いる。
感熱接着剤は加熱によって接着性が発現する物であり、
通常熱可塑性樹脂、アイオノマー、熱硬化性樹脂等が用
いられる。熱可塑性樹脂としては例えば、ポリスチレ
ン、ポリαーメチルスチレン等のスチレン樹脂又はスチ
レン共重合体、又は、ポリメタクリル酸メチル、ポリメ
タクリル酸エチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリ
ル酸ブチル等のアクリル樹脂、又はポリ酢酸ビニル、塩
化ビニルー酢酸ビニル共重合体、エチレンービニルアル
コール共重合体、ポリビニルブチラール等のビニル重合
体等からなる１種又は２種以上の混合物が用いられる。
又、熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、ジアリル
フタレート樹脂、ブロックイソシアネートを架橋剤とし
たポリウレタン樹脂等が用いられる。該接着層５は、グ
ラビアコート、ロールコート、オフセットコート等によ
り塗布され形成する。

【００１４】本発明の転写シートの転写層部分の厚さ
は、2 〜20μｍ、好ましくは3 〜15μｍである。すなわ
ち、 2μｍ以下では、転写層のバリ発生時にバリに可撓
性があり、ブラシによるバリ取り装置やオペレーターに
よる除去作業でも除去しにくい。又、15μｍを超える厚
さであると、箔バリが発生しやすい。その他、熱伝導性
が悪くなり、密着に劣ると共に、厚く塗布した分、巻き
が太くなり、重量増、保管スペースとしても無駄とな
る。

【００１５】次に被熱転写体である金属シートＢについ
て説明する。樹脂受容層を設けた、たとえば金属ブライ
ンドのベースとなる金属シート１としては、平坦なシー
ト乃至は板状であれば良く、その厚さは、おおよそ、0.
1mm 〜10mm程度のものを対象とする。その材質は鉄、ア
ルミニウム、銅、真鍮、青銅、ニッケル、チタニウム等
である。前記金属シートは、可撓性のある薄材の場合に
は長尺帯状シート（ウェブ）で供給すると生産性が良
い。前記樹脂受容層２は、転写層を金属シート表面に受
容して前記転写層と接着一体化するものであり、又自身
は金属シート１に接着するものである。用いる転写シー
トＮの転写層自体が金属との接着力が十分ならば省くこ
とも可能である。本発明に用いる樹脂受容層２を構成す
る樹脂系としては、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、
ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ塩
化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、メラミン樹脂、又はこ
れらの混合物を用いることができ、必要に応じて、シリ
カ、炭酸カルシウム等の微粒子からなる体質顔料、着色
料、熱安定剤等を添加することもある。

【００１６】本発明の転写方法について説明する。図
２，図３は、本発明を実施するための転写機の基本構造
を単純化した説明図である。被転写体Ｂの樹脂受容層２
と転写シートＮの転写層側（図１の転写シートであれば
接着剤層５側）とを対面させた状態で、本発明の誘導加
熱された金属加熱ロール（単に金属ロールとも呼称）Ｍ
Ｒと加圧ゴムロールＧＲとの間に、前記転写シートＮの
基材シート側が前記金属ロール側ＭＲに、又金属シート
側が加圧ゴムロールＧＲ側となるように通過させる（図
２）。金属シートの片面だけへの絵付は前記金属加熱ロ
ールとゴム加圧ロールの間に一回通過させることにより
終了するが、金属シートＢの両面に絵付する場合には、
図３に示すように、両面に樹脂受容層２を設けた金属シ
ートの両面に転写シートＮ１，Ｎ２を重ね合わせて片面
ずつ加熱加圧して転写していくことにより１工程で両面
への絵付けが可能となる。加熱ロールは金属製とし、金
属ロールＭＲの加熱方法は誘導加熱方式とする。ヒータ
ーによる内部または／および外部からの加熱方法も可能
であるが、前記誘導加熱方式が、昇温速度、温度安定性
の点で好ましい。誘導加熱は金属に交流電磁場をかけ
たときに起こるヒステリシス損、渦電流損、或いはその
双方による発熱を利用した加熱法である。

【００１７】本発明に用いる金属ロールＭＲの材質とし
ては、特にアルミニウム、或いはジュラルミン等のアル
ミニウム合金が加工性、コスト、熱伝導性の点で好まし
い。その他、鉄、銅等も使用できる。必要に応じ表面に
クロムメッキやフッ素樹脂コート処理を施したものを用
いることもある。本発明において金属ロールＭＲを用い
る理由として付け加えると、前記加熱加圧金属ロール
（以下、金属ロールという）は加熱によりダメージが少
ないため、メンテナンスフリーであり、熱伝導率大であ
るため、高速の絵付が可能であり、その結果高生産性と
なる。因みに、シリコンゴムロールは、加熱によるダメ
ージが大きく、熱伝導率が小さいため使用する価値がな
い。

【００１８】前記金属ロールと対向して配置される加圧
ゴムロール、即ち、圧胴は、ゴム弾性体加圧ロール（以
下、ゴムロールという）を用いる。金属製の加熱ロール
ＭＲと接するように設けたゴムロールは、転写シートと
金属シートが、前記のロール間を通る際に転写に必要な
圧を供給し、且つ、熱絶縁を行うものであり、該ゴムロ
ールＧＲのゴム弾性体材質としては、シリコンゴム、フ
ッ素ゴム等の耐熱性が高く、熱伝導率が金属に比べて小
さい物を用いる。圧胴としての屈曲、変形を防ぎ、強度
を持たせるため、金属の芯の周りにゴム弾性体を被覆し
た構造とする。

【００１９】図４は、両面絵付の実際的な方法を示す図
である。以下、両面に受容層を設けた金属シートＢへの
転写工程の、実際的な転写絵付方法について説明する。
それぞれ巻き取り状の金属シートＢと転写シートＮ１，
Ｎ２とが表裏両面に樹脂受容層を設けた金属シートＢを
挟む状態（転写シートの転写層面が金属シート側にす
る）にして、転写シートＮ１が金属ロールＭＲ１側とな
るようにして、金属ロールＭＲ１とゴムロールＧＲ１と
の間に供給する。この際金属ロールＭＲ１は密着に必要
な熱を転写シートと金属シートに供給し、ゴムロールＧ
Ｒ１は密着に必要な圧を供給すると同時に、金属シート
内に浸入した熱が逃げるのを防止する。次に、転写シー
トＮ２側が金属ロールＭＲ２側となるようにして、金属
ロールＭＲ２とゴムロールＧＲ２との間に供給する。こ
の際金属ロールＭＲ２は密着に必要な熱を転写シートＢ
と金属シートに供給し、ゴムロールＧＲ２は密着に必要
な圧を供給すると同時に金属シートの熱絶縁を行う。前
記２対の金属ロールとゴムロールとは、互いに同期する
周速度で間に挟んだ金属シートＢを、一方向に送りだす
様に、電動機等を用いて軸芯の回りに逆回りに回転させ
る。金属ロールＭＲとゴムロールＧＲとは、油圧シリン
ダー等公知の機構により通常 0.1〜10Kg/cm²程度の圧力
で加圧する。しかる後、転写シートの基材シート３のみ
を剥離して、巻取りロールＷＲ、ＷＲとして巻取って除
去する。

【００２０】本発明における熱の伝導に関しては図７に
示すように、被転写体である金属シート（低温物体２）
を金属製の加熱ロール（高温物体１）とゴム弾性体から
なる加圧ゴムロール（低温物体３）とで挟持し、しか
も、図７のように熱伝導率Ｋを、Ｋ₁（加熱ロール）と
Ｋ₂（金属シート）とを共に大とし、Ｋ₃（加圧ゴムロ
ール）を小とした。その結果、金属ロールＭＲから金属
シートＢ内部に向いては、単位時間に多くの熱量が入力
し、しかもその熱は高熱伝導率の金属シート全体に速や
かに、そしてあまねく瀰漫する。ところが、背後のゴム
ロールＧＲは低熱伝導率の為、金属シートから圧胴（低
温）側への単位時間当たりの熱量の移動（熱流）は僅か
である。従って、速やかに金属シート内は熱平衡状態と
なり昇温量ΔＴ、及び昇温領域の深さ（Δｘ）も共に大
となる。

【００２１】

【実施例】転写シート及び金属シート材質はつぎの仕様
とした。（１）転写シートとして、基材に２軸延伸ポリエステル
フィルム（東レ製Ｘ44）26μｍ厚を用い、該基材にグ
ラビア印刷方式により剥離層、装飾層、接着層を順次設
けた。装飾層は、木目の絵柄層とし、他の層は全面ベタ
層とした。それぞれのグレードと乾燥塗布量は次の通り
であった。剥離層ハクリインキ：（アクリル樹脂）塗布量 2g/m² 装飾層柄インキ：（アクリル樹脂）塗布量 2g/m² 接着層 HS：（塩化ビニル酢酸ビニル共重合体）塗布量 1g/m² （２）被転写シートとしては、厚さ 100μｍのアルミニ
ウムシートに、下記組成インキを塗布し、 200℃、30秒
で乾燥して樹脂受容層とした。アクリル樹脂 16.5 ％メラミン樹脂 10.4 ％エポキシ樹脂 10.5 ％酸化チタン 20.0 ％溶剤 (MEK/トルエン/IPA) 42.6 ％ (1/1/1)

【００２２】上記手法で得た転写箔を図４と同じ転写機
を用いて、塗装アルミの両面に、転写シートの接着剤側
を、金属シートの樹脂受容層塗装面、本実施例では両面
に向けて重ね、誘導加熱により 170℃に加熱したアルミ
ニウム製のヒートロールと、鉄心回りにシリコンゴムを
被覆したロールからなる圧胴との間を通した。各転写ロ
ール間の圧力は2kg/cmとした。「転写シート／アルミニ
ウムシート／転写シート」積層体の表裏両面を順次加
熱、加圧した。そして、「転写シート／アルミニウムシ
ート／転写シート」の積層体を室温（25℃) 迄冷却させ
た後、基材シートのみを剥離除去することにより両面に
絵柄を付与したアルミニウムシートを得た。転写速度
は、２０ｍ／ｍｉｎ．で従来技術の２倍であった。得ら
れた絵付表面の状態および接着強度も満足できるレベル
の絵付金属シートとなった。尚、以上の説明において
は、金属ロールを基材シート側に、又ゴムロールを金属
シート側に配置する態様を例示したが、本発明において
は金属ロールを金属シート側に、又ゴムロールを基材シ
ート側に配置することも可能である。

【００２３】

【発明の効果】熱転写法による高速で密着良好な絵付金
属シートを製造できた。すなわち、転写シート／金属シ
ートの昇温速度が早く、十分な高温迄、ムラ無く加熱で
きる。生産性よく、鮮明な絵付が可能な技術を提供する
ことができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いる転写シート、金属シート、及
び、本発明により得られる絵付金属シートの断面図

【図２】本発明の絵付方法を示す原理図

【図３】同上、両面への絵付法

【図４】実際的な機械の説明図

【図５】〜

【図７】熱転写における熱の移動に関する説明図

【図８】従来技術による金属シートへの絵付方法

【符号の説明】

１金属シートの基材２樹脂受容層３転写シートの基材４剥離層５接着剤層６絵柄層ＨヒーターＳＧＲシリコンゴムロールＮ転写シートＢ金属シートＰ絵付金属シートＭＲ金属ロールＧＲゴムロールＤＲガイドロールＷＲ転写後の離型された基材シートの巻取

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】離型性を有する基材シートの片面に転写
層として少なくとも装飾層が設けられた転写シートと、
少なくとも片面に、樹脂受容層を設けた金属シートの樹
脂受容層表面に転写シートの転写層側を向けて重ね合わ
せ、誘導加熱方式で加熱された金属加熱ロールとそれに
接するゴム弾性体加圧ロールとの間に該金属シートと転
写シートとの積層体とを通して加熱及び加圧を行い、転
写層と該樹脂層とを接着せしめ、しかる後、基材シート
を転写層から剥離除去することを特徴とする絵付金属シ
ートの製造方法。