(57)【要約】      （修正有）【課題】多様なシートや真空成形物に小ロット、短納期、低コストで、任意のカラーや画像を印刷する。【解決手段】昇華性染料に非親和性の樹脂よりなるラミネートフイルムを用いて、シートをラミネートする工程と、ラミネート済みシートのラミネート面に、溶媒瞬間蒸発型のインクジェットプリンタを用いて、昇華性染料を含有するインクで印刷する工程と、印刷済みシートを非接触加熱してシートを染色する工程と、染色済みシートよりラミネートフイルムを剥離する工程を用いる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
昇華性染料に非親和性の樹脂よりなるラミネートフイルムを用いて、シートをラミネートする工程と、ラミネート済みシートのラミネート面に、溶媒瞬間蒸発型のインクジェットプリンタを用いて、昇華性染料を含有するインクで印刷する工程と、印刷済みシートを非接触加熱してシートを染色する工程と、染色済みシートよりラミネートフイルムを剥離する工程、を有することを特徴とするシートの印刷方法。
【請求項２】
ラミネートフイルムがポリプロピレンまたはポリエチレン製の表面保護フイルムであること、を特徴とする請求項１記載のシートの印刷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明はシートの印刷方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  本発明者は先に「昇華染色方法」（日本特許第３４４１７２１号、米国特許第６６５２０８７号）を開示した。この概要は、表面に樹脂層を有するフイルム上にインクジェット受容層を積層してなるフイルムに、昇華性染料を含有するインクを用いてインクジェット印刷したあと、このフイルムを非接触で加熱し、昇華性染料をフイルム上の樹脂層に拡散させ、しかるのちインクジェット受容層を剥離する、というものである。これによりフイルム上の樹脂層は元の光沢を保持したままの状態で高濃度、高解像に染色される。この場合、インクジェット受容層の積層を工業的に実施するには、数１０００ｍ単位の長尺フイルムへキャスティング方式によりコーティングする手法をとっている。この技術が想定している分野はディスプレーなどに利用される大判画像フイルムで、そのフイルム厚は厚くてもせいぜい２００ミクロン程度である。なお、以下の記述においてシートという用語も使用するが、これは平板状の樹脂製品一般を意味する広義の概念である。一般には厚さ２００ミクロン程度以下でロール状に巻き取り可能なシートをフイルムと称し、それ以上の厚みで平板として取り扱われるものをシートと称して区別する。【０００３】  一方、シートが利用される分野として真空成形（圧空成形も含む。）がある。真空成形は出来上がり成形物の寸法精度がシビアでない代わりに、型費用をあまりかけずに、小型から大型までの成形物を容易に製造できる方法として多用されている。その分野は容器、ケース、筐体、各種支持体の外被など様々で、自動車、家電、遊戯機器、生活用品、看板など様々である。このとき使用される成形用シートの樹脂は、アクリル、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、塩化ビニルなどである。また各樹脂の特性を生かすために、複数の樹脂を共押出しで多層化した成形用シートもつくられている。【０００４】  成形用シートのカラーはナチュラル、透明以外ではせいぜい１０色未満の樹脂の原料着色によるカラーしか選択枝はなく、それ以外はユーザーが負担して特注で原料着色するしかない。また成形用シート全体に模様をつけたタイプはまれで、あったにしても木目柄、大理石柄などの２〜３種類から選択するしかない。また文字やロゴなどを入れたい場合においては、成形用シートにスクリーン印刷するが、これらの印刷画像は成形段階で大きく変形するので、事前に格子模様印刷を行なったもので何度も変形をシミュレーションする必要があるなどコスト負担は容易ではない。ここにおいて重要なことは成形用シートが部分的に２〜３倍近くまで延伸するので、印刷画像が剥離や破断するとか、濃度低下が目立つなど、一般印刷では発生しない特殊な困難があることである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  前記昇華染色方法を利用する大判画像フイルム分野においては、インクジェット受容層のコーティング工程を小ロット単位に行いたい、また多様なフイルムに利用したい、という課題がある。また真空成形分野においては、小ロット、短納期、低コストで、任意のカラー着色や画像印刷を行いたいという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  本発明者はまず、前記昇華染色方法が真空成形の印刷に適用できないか鋭意検討した。即ち、成形用シートにインクジェット受容層を積層し、その上に昇華性染料を含有するインクでインクジェット印刷し、これを真空成形機にセットして加熱および吸引し、取り外した成形物よりインクジェット受容層を剥離する、という方法である。この結果、真空成形時の加熱条件（温度と継続時間）が、昇華性染料が成形用シートへ拡散するための条件を十分包含していることが分かり、各種の成形用シートへ適用可能性があるとの見解に達した。故にあとは、成形用シートに工業レベルでインクジェット受容層を積層出来れば、課題は解決されたといえる。【０００７】  平板である成形用シートへのインクジェット受容層の積層は、スクリーン印刷によるコーティングで実施可能である。しかし、成形用シートは樹脂の種類、厚み、サイズが様々であり、しかも沢山のメーカー単位に存在しているので、或る特定のメーカーの特定の品番に絞って、大量生産方式でコーティングするということはビジネス的に成り立たない。その意味で前記昇華染色方法が真空成形に技術的に適用可能だとしても、必要に応じ、指定された成形用シートに、小ロット単位に、即座に、インクジェット受容層の積層が実施出来ないと、実用性はないと言わざるを得ない。ここにおいて大判画像フイルム分野と真空成形分野における課題を解決するための、より具体化された課題は一致することとなった。即ち、フイルム、シートを問わず、小ロット単位に、即座に、インクジェット受容層を積層する、という課題である。以下の記述において、フイルムとシートを区別せず一般化して論ずべき事柄についてはシートという用語で代表する。【０００８】  本発明者は、インクジェット受容層というものを原点に立ち帰って考えたとき、更なる可能性の存在に気付いた。昇華性染料を含有するインクとは、主成分である水に昇華性染料を分散したものであるので、インクが着地したとき滲まずに水分が急速に吸収されるように、多孔質顔料や水膨潤性物質を含んだインクジェット受容層が必要とされる。もし水分吸収の必要がなければ、上記のような機能のインクジェット受容層は必要なくなり、単に加熱による昇華性染料の拡散後のインク残滓を除去する機能として、剥離性のフイルムが積層されていればよいだけのことになる。これはインク着地の瞬間にハロゲンランプなどの高温熱源から赤外線を照射して、水分を瞬時に蒸発させる溶媒瞬間蒸発型のインクジェットプリンタにより実現される。この方式によるプリント作業を継続したときには、プリンタのヘッド回りが昇温していくので、このままではノズルの閉塞が発生してしまう。このためヘッド回りを常温に冷却する機構も同時に必要となる。この方式のインクジェッ  トプリンタは最近「Ｈｅａｔ  Ｊｅｔ」（商標、マスタ−マインド社）として実用化されており、本発明に好ましく利用できる。【０００９】  この場合の剥離性のフイルムは、昇華性染料のシートへの拡散を妨げないこと、シートと熱融着しないこと、および、必要に応じ少ロットで容易にシートに積層できること、を要件とする。本発明者は先に「染色方法」（日本特許第２８４７５８８号）を開示している。ここにおいて昇華性染料に親和性のない樹脂層を通過して、それに接合した昇華性染料に親和性ある樹脂層に、昇華性染料が拡散していく現象を開示している。昇華性染料に親和性のない樹脂とはまずはフッ素系樹脂で、フルオロオレフィン類の単独重合体、フルオロオレフィン類の共重合体、あるいはフルオロオレフィン類とフルオロオレフィン類以外の単量体との共重合体である。次にはシリコーン系樹脂で、純シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂などである。次にはオレフィン系樹脂で、ポリエチレン、ポリプロピレンなどである。【００１０】  上記のような昇華性染料に親和性のない樹脂が剥離性のフイルムに選択されれば、この上に定着した印刷画像は剥離性のフイルムを通過して、シートにスムーズに拡散する。剥離性のフイルムの厚みは薄いほど画像は高解像に拡散するが、真空成形後の剥離の際のフイルム強度も考慮したとき、適正な厚みは３０〜６０ミクロン程度である。また昇華性染料に親和性のない樹脂は化学的な活性度が低く、熱で軟化してもシートと熱接着することがないので好都合である。一方、このような樹脂は通常の条件では溶剤に溶解しないので、フイルム化はペレットからの押出し方式に拠っており、２５ミクロン厚程度までの薄膜化が可能となっている。しかし、これらはこのままではラミネーターを通してもシートと密着することは出来ない。ここで好都合なのは、シートや鋼板などの表面を保護するための表面保護フイルムが商品化されていることである。これらはポリプロピレンやポリエチレン製で厚みは５０〜６０ミクロン程度である。そして相手と密着できるように微粘着加工が施されている。この微粘着加工は数ミクロン内外の膜厚に微粘着性物質を積層したものである。粘着剤としては加熱工程を経てもシートへの後残りがなく、かつ発泡が発生しないように残留溶剤がないタイプが好ましい、それらはＥＶＡ系などの粘着剤を共押出しで積層する方式で製造される。ラミネーターにこれらの表面保護フィルムをセットしておくことにより、大判画像フイルム分野のフイルムに対しても、真空成形分野のシートに対しても、必要に応じ、少ロットで、即座に、所定の機能をもった剥離性のフイルム層を積層することが可能となる。【００１１】  真空成形においては成形用シートの周囲をクランプして外枠に水平に固定したあと、上下両方から４００℃程度にまで加熱したヒーターを一定時間近接させて成形用シートを軟化させる。この時間は成形用シートの厚みに依存し、薄いものであれば１０〜３０秒くらい、厚いものであれば１分〜４分くらいである。この加熱条件は昇華性染料を成形用シートに拡散させるに十分以上の条件であり、通常条件であれば昇華性染料で染色されにくいポリカーボネートやアクリルをも染色させ得る。また昇華性染料のなかでも分子量が大きい分散染料と呼ばれる耐光性に優れたタイプも利用できる利点もある。通常の成形用シートの加熱条件そのままで、昇華性染料の成形用シートへの拡散が必要十分に行われるのがベストであるが、場合によれば加熱工程を２段階に分け、まず昇華性染料の拡散に相応しい加熱条件で成形用シートの染色を終え、そのあと成形用シートの成形のための別途の加熱条件で成形を実施するという方法をとっ��もよい。【００１２】  通常のスクリーン印刷においては、インクの接着成分が顔料を抱え込んで成形用シートに固着している形態をとるので、耐摩擦性を考慮して印刷面が内側になるように真空成形する。それに対し本発明においては昇華性染料が成形用シートに入り込んで着色しているので耐摩擦性があり、必ずしも印刷面を内側になるように真空成形する必要はない。このため成形用シートがＡＢＳのようにナチュラルで乳白色であれば、別途白色の裏打ちを行わなくとも、その乳白色をバックにしてフルカラー画像を表現できる。これは共押出しでベースが白色で表皮が透明という構成の２層シートであっても同様である。また昇華性染料が成形用シート内部に拡散して着色しているという特徴は、成形用シートの延伸に印刷画像がスムーズに追従できるという特徴にも繁がり好都合である。なお昇華性染料による印刷画像は屋外用途向けには耐光性に難があるが、昇華性染料の拡散層に事前に紫外線吸収剤、酸化防止剤を配合しておくことにより相当耐光性を向上さすことができる。
【発明の効果】
【００１３】  本発明によりインクジェットプリンタを使用して、多様なフイルムや真空成形物に、小ロット、短納期、低コストで、任意のカラーや画像を印刷することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】  例えば、厚さ３ｍｍのポリカーボネート製の成形用シート「ユーピロン」（商標、三菱エンジニアリングプラスチックス社製）に、厚さ５０ミクロンのポリプロピレン製の表面保護フイルム「プロテクテープ  ＃６２４Ｃ」（商標、積水化学工業社製）を熱ラミネートし、このラミネート面に前記インクジェットプリンタ「Ｈｅａｔ  Ｊｅｔ」を使用して、昇華性染料を含有したインクを用いてベタカラーもしくは画像を印刷し、所定の条件にて真空成形を行い、その後ラミネートフイルムを剥離する。
【産業上の利用可能性】
【００１５】  従来大量ロットを前提にして製造されていた真空成形物が、単に１色の色付きのものではなく、形状は同じであっても、自由な色使い、自由な柄で、即座に低コストで単品製造できるので、真空成形のビジネスの可能性を大きく広げることとなった。