(57)【要約】本発明は、基材にフォイルの転写プライを適用するための方法に関する。当該方法は、ａ）インクジェットプリントヘッドにより、転写プライの少なくとも１つの副領域にラジカル硬化型接着剤を適用するステップと、ｂ）接着剤を紫外線の照射により予備硬化するステップと、ｃ）接着剤を有する転写プライの少なくとも１つの副領域を基材に適用するステップと、ｄ）紫外線の照射により接着剤を完全に硬化させるステップと、ｅ）転写プライの少なくとも１つの副領域からフォイルのキャリアプライを剥がすステップと、を含む。さらに、本発明は、上記方法を実行するための適用装置及びプリント装置に関する。
2018520903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材にフォイルの転写プライを適用する方法であって、
ａ）インクジェットプリントヘッドにより、前記転写プライの少なくとも１つの副領域にラジカル硬化型接着剤を適用するステップと、
ｂ）前記接着剤を紫外線の照射により予備硬化するステップと、
ｃ）前記接着剤を備えた前記転写プライの前記少なくとも１つの副領域を前記基材に適用するステップと、
ｄ）紫外線の照射により前記接着剤を完全に硬化させるステップと、
ｅ）前記転写プライの前記少なくとも１つの副領域から前記フォイルのキャリアプライを剥がすステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記基材の少なくとも１つの副領域及び／又はさらなるフォイルの転写プライの少なくとも１つの副領域に熱可塑性トナーを適用するステップと、
前記基材に前記転写プライを適用するステップと、
前記転写プライ及び／又は前記基材に作用させるように圧力又は熱を加えるステップと、
前記転写プライの前記少なくとも１つの副領域から前記フォイルのキャリアプライを剥がすステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
基材にフォイルの転写プライを適用する方法であって、
ａ）前記基材の少なくとも１つの副領域及び／又は前記転写プライの少なくとも１つの副領域に熱可塑性トナーを適用するステップと、
ｂ）前記転写プライを前記基材に適用するステップと、
ｃ）前記転写プライ及び／又は前記基材に作用させるように圧力又は熱を加えるステップと、
ｄ）前記転写プライの前記少なくとも１つの副領域から前記フォイルのキャリアプライを剥がすステップと、
を含む方法。
【請求項４】
ａ）インクプリントヘッドにより前記転写プライの少なくとも１つの副領域にラジカル硬化型接着剤を適用するステップと、
ｂ）紫外線の照射により前記接着剤を予備硬化するステップと、
ｃ）前記接着剤を備えた転写プライの前記少なくとも１つの副領域を前記基材に適用するステップと、
ｄ）紫外線の照射により前記接着剤を完全に硬化させるステップと、
ｅ）前記転写プライの前記少なくとも１つの副領域から前記フォイルのキャリアプライを剥がすステップと、
をさらに含む請求項３に記載の方法。
【請求項５】
３００〜１２００ノズル／インチ（ｎｐｉ）の解像度を有するインクジェットプリンタヘッドにより前記接着剤が適用されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
１５μｍ〜２５μｍ、公差±５μｍ以下のノズル直径を有し、かつ／あるいは、５０μｍ〜１５０μｍ、公差±５μｍ以下のノズル間隔を有するインクジェットプリントヘッドにより前記接着剤が適用されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記接着剤は、０．５ｇ／ｍ２〜２０ｇ／ｍ２の単位面積当たり重量、かつ／あるいは、０．５μｍ〜２０μｍ、好ましくは１μｍ〜１５μｍの層厚で、前記少なくとも１つの副領域に適用されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記インクジェットプリントヘッドは、６ｋＨｚ〜１１０ｋＨｚの周波数で接着剤の液滴を供給することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記インクジェットプリントヘッドは、２ｐｌ〜５０ｐｌ、公差±６％以下の液滴量で接着剤の液滴を供給することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記インクジェットプリントヘッドは、５ｍ／秒〜１０ｍ／秒、公差±１５％以下の飛散速度で接着剤の液滴を供給することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記接着剤は、４０℃〜４５℃の適用温度、及び／又は、５ｍＰａｓ〜２０ｍＰａｓ、好ましくは７ｍＰａｓ〜１５ｍＰａｓの粘度で、前記転写プライに適用されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記接着剤の適用時におけるインクジェットプリントヘッドと基材との距離は、１ｍｍを超えないことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記接着剤の適用時におけるインクジェットプリントヘッドと転写プライとの間の相対速度は、１０ｍ／分〜３０ｍ／分であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
２−フェノキシエチルアクリレートが、１０％〜６０％、好ましくは、２５％〜５０％であり、
４−（１−オキソ−２−プロペニル）モルホリンエキソ−１，７，７−トリメチルビシクロ［２．２．１］が、５％〜４０％、好ましくは、１０％〜２５％であり、
ヘプタ−２−イルアクリレート２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルが、１０％〜４０％、好ましくは、２０％〜２５％であり、
ホスフィンオキシドが、５％〜３５％、好ましくは、１０％〜２５％であり、
ジプロピレングリコールジアクリレートが、１％〜２０％、好ましくは、３％〜１０％であり、
ウレタンアクリレートオリゴマーが、１％〜２０％、好ましくは、１％〜１０％である、
体積組成を有する接着剤が用いられることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
１ｇ／ｍｌ〜１．５ｇ／ｍｌ、好ましくは１．０ｇ／ｍｌ〜１．１ｇ／ｍｌの密度を有する接着剤が用いられることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記接着剤の予備硬化は、前記接着剤の適用後、０．０２秒〜０．０２５秒後に生じることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
前記接着剤の予備硬化は、少なくとも９０％のエネルギーが３８０ｎｍ〜４２０ｎｍの波長範囲で照射される紫外線により行われることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
前記接着剤の予備硬化は、
２Ｗ／ｃｍ２〜５Ｗ／ｃｍ２の総照射出力で、及び／又は、
０．７Ｗ／ｃｍ２〜２Ｗ／ｃｍ２の正味照射出力で、及び／又は、
８ｍＪ／ｃｍ２〜１１２ｍＪ／ｃｍ２の前記接着剤に対するエネルギー入力で、
行われることを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
前記接着剤の予備硬化は、０．０２秒〜０．０５６秒の露光時間の間行われることを特徴とする請求項１〜１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
前記接着剤の予備硬化は、５０ｍＰａｓ〜２００ｍＰａｓへの粘度の増加により実現されることを特徴とする請求項１〜１９のいずれかに記載の方法。
【請求項２１】
接着剤を有する前記転写プライの少なくとも１つの副領域の前記基材に対する適用は、プレスローラとインプレッションローラとの間において行われることを特徴とする請求項１〜２０のいずれかに記載の方法。
【請求項２２】
接着剤を有する前記転写プライの少なくとも１つの副領域の前記基材に対する適用は、１０Ｎ〜８０Ｎの圧力を加えることにより行われることを特徴とする請求項１〜２１のいずれかに記載の方法。
【請求項２３】
接着剤を有する前記転写プライの少なくとも１つの副領域の前記基材に対する適用は、前記接着剤の予備硬化の後、０．２秒〜１．７秒後に行われることを特徴とする請求項１〜２２のいずれかに記載の方法。
【請求項２４】
接着剤を有する前記転写プライの少なくとも１つの副領域の適用前に、前記基材は、特に、コロナ処理、プラズマ処理又は火炎処理によって前処理されることを特徴とする請求項１〜２３のいずれかに記載の方法。
【請求項２５】
前記接着剤の完全硬化は、前記転写プライを前記基材に適用した後、０．２秒〜１．７秒後に生じることを特徴とする請求項１〜２４のいずれかに記載の方法。
【請求項２６】
前記接着剤の完全硬化は、少なくとも９０％のエネルギーが３８０ｎｍ〜４２０ｎｍの波長範囲で照射される紫外線により行われることを特徴とする請求項１〜２５のいずれかに記載の方法。
【請求項２７】
前記接着剤の完全硬化は、
１２Ｗ／ｃｍ２〜２０Ｗ／ｃｍ２の総照射出力で、及び／又は、
４．８Ｗ／ｃｍ２〜８Ｗ／ｃｍ２の正味照射出力で、及び／又は、
２００ｍＪ／ｃｍ２〜９００ｍＪ／ｃｍ２、好ましくは２００ｍＪ／ｃｍ２〜４００ｍＪ／ｃｍ２の前記接着剤に対するエネルギー入力で、
行われる、ことを特徴とする請求項１〜２６のいずれかに記載の方法。
【請求項２８】
前記接着剤の完全硬化は、０．０４秒〜０．１１２秒の露光時間の間行われることを特徴とする請求項１〜２７のいずれかに記載の方法。
【請求項２９】
前記キャリアプライの剥離は、前記接着剤の完全硬化後、０．２秒〜１．７秒後に行われることを特徴とする請求項１〜２８のいずれかに記載の方法。
【請求項３０】
前記基材に対する前記転写プライの適用は、１００℃〜２５０℃、好ましくは１３０℃〜１９０℃で、及び／又は、１バール〜６バール、好ましくは３バール〜６バールの圧力で、熱可塑性トナーを用いて行われることを特徴とする請求項１〜２９のいずれかに記載の方法。
【請求項３１】
前記基材に対する前記転写プライの適用は、５ｍｍ〜２０ｍｍ、好ましくは５ｍｍ〜１０ｍｍのプレスニップを有するローラ形態の熱可塑性トナーを用いて行われることを特徴とする請求項１〜３０のいずれかに記載の方法。
【請求項３２】
５μｍ〜５０μｍ、好ましくは７μｍ〜２３μｍの層厚を有し、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリビニル、ポリイミド、ＡＢＳ、ＰＥＴ、ＰＰ、ＰＥ、ＰＶＣ又はＰＳからなるキャリアプライを有するフォイルを用いることを特徴とする請求項１〜３１のいずれかに記載の方法。
【請求項３３】
フォイルが用いられ、当該フォイルの転写プライは剥離層を有し、当該剥離層は、アクリレート共重合体、特に、水性ポリウレタン共重合体からなり、好ましくはワックス及び／又はシリコーンを含まず、０．０１μｍ〜２μｍ、好ましくは０．１μｍ〜０．５μｍの層厚を有し、前記キャリアプライの表面に配置されていることを特徴とする請求項１〜３２のいずれかに記載の方法。
【請求項３４】
フォイルが用いられ、当該フォイルの転写プライはワニス層を有し、当該ワニス層は、ニトロセルロース、ポリアクリレート及び／又はポリウレタン共重合体からなり、０．１μｍ〜５μｍ、好ましくは１μｍ〜２μｍの層厚を有し、前記キャリアプライとは反対側となる前記剥離層の表面に配置されていることを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
フォイルが用いられ、当該フォイルの転写プライは金属層を有し、当該金属層は、アルミニウム及び／又はクロム及び／又は銀及び／又は金及び／又は銅からなり、１０ｎｍ〜２００ｎｍ、好ましくは１０ｎｍ〜５０ｎｍの層厚を有し、前記キャリアプライと反対側となるワニス層の表面に配置されていることを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
フォイルが用いられ、当該フォイルの転写プライはプライマー層を有し、当該プライマー層は、ポリアクリレート及び／又はビニルアセト共重合体からなり、０．１μｍ〜１．５μｍ、好ましくは０．５μｍ〜０．８μｍの層厚を有し、前記キャリアプライとは反対側となる転写プライの表面を形成することを特徴とする請求項１〜３５のいずれかに記載の方法。
【請求項３７】
前記プライマー層は微小孔性であることを特徴とする請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記プライマー層は、３８ｍＮ／ｍ〜４６ｍＮ／ｍ、好ましくは４１ｍＮ／ｍ〜４３ｍＮ／ｍの表面張力を有することを特徴とする請求項３６又は３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記プライマー層は、０．５ｃｍ３／ｇ〜１２０ｃｍ３／ｇ、好ましくは１ｃｍ３／ｇ〜１０ｃｍ３／ｇの色素数を有することを特徴とする請求項３６〜３８のいずれかに記載の方法。
【請求項４０】
前記プライマー層は、６０℃〜１３０℃、好ましくは、８０℃〜１１５℃の融点を有することを特徴とする請求項３６〜３８のいずれかに記載の方法。
【請求項４１】
前記転写プライの適用前及び／又は後に、さらなるインクジェットプリントヘッドにより前記基材及び／又は前記転写プライにプリント層が適用されることを特徴とする請求項１〜４０のいずれかに記載の方法。
【請求項４２】
前記転写プライは、三次元、特に、ドーム状、湾曲状、円筒形又は平坦な基材に適用されることを特徴とする請求項１〜４１のいずれかに記載の方法。
【請求項４３】
前記転写プライは、特に接着剤の予備硬化及び／又は完全硬化に用いられる波長に対して透過性のプレス装置により適用されることを特徴とする請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記転写プライの適用中、前記基材は、前記接着剤の予備硬化及び／又は完全硬化に用いられる波長に対して透過性の保持手段によって、固定されて又は回転可能に保持されることを特徴とする請求項４２又は４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記接着剤の予備硬化及び／又は完全硬化は、前記プレス装置内に配置された光源及び／又は前記保持手段の反対側となる前記プレス装置の側に配置された光源を用いて照射することにより行われることを特徴とする請求項４２〜４４のいずれかに記載の方法。
【請求項４６】
前記プレス手段及び／又は前記保持手段は、好ましくは一つ又は複数のシリコーン層からなるプレス層を有し、当該プレス層は、特に１ｍｍ〜２０ｍｍ、好ましくは３ｍｍ〜１０ｍｍの層厚を有し、及び／又は、２０°ショアＡ〜７０°ショアＡ、好ましくは２０°ショアＡ〜５０°ショアＡの硬度、及び／又は、０．５μｍ未満、特に０．０６μｍ〜０．５μｍ、好ましくは約０．１μｍ〜０．５μｍの表面粗さ（平均粗さ値）を有することを特徴とする請求項４３〜４５のいずれかに記載の方法。
【請求項４７】
前記プレス層は、特に、パターン又は装飾の形態をなす表面構造を有することを特徴とする請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記転写プライは、１Ｎ〜１０００Ｎ、好ましくは、５０Ｎ〜３００Ｎの力で適用されることを特徴とする請求項４３〜４５のいずれかに記載の方法。
【請求項４９】
特に、請求項１〜４８のいずれかに記載の方法を用いてフォイルの転写プライを基材に適用するための適用装置であって、
前記フォイルを供給する供給ローラと、
前記フォイルの搬送方向において前記供給ローラの下流側に配置されたラジカル硬化型接着剤を適用するためのインクジェットプリントヘッド、及び／又は、熱可塑性トナーを前記転写プライの少なくとも１つの副領域に適用するためのプリント装置と、
前記フォイルの搬送方向において前記インクジェットプリントヘッド及び／又は前記プリント装置の下流側に配置され、紫外線の照射により前記接着剤を予備硬化するための第１のＵＶ光源と、
前記フォイルの搬送方向において前記インクジェットプリントヘッド及び／又は前記プリント装置の下流側に配置され、接着剤及び／又はトナーを含む前記転写プライの前記少なくとも１つの副領域を前記基材に適用するための少なくとも１つのローラ列と、
前記フォイルの搬送方向において前記ローラ列の下流側に配置され、紫外線の照射により前記接着剤を完全硬化するための第２のＵＶ光源と、
前記フォイルの搬送方向において前記ローラ列の下流側に配置され、前記転写プライの少なくとも１つの副領域から前記フォイルのキャリアプライを剥がすピーリングユニットと、
を備える適用装置。
【請求項５０】
特に、請求項１〜４８のいずれかに記載の方法を用いてフォイルの転写プライを基材に適用するための適用装置であって、
前記フォイルを供給する供給ローラと、
前記フォイルの搬送方向において前記供給ローラの下流側に配置されたラジカル硬化型接着剤を適用するためのインクジェットプリントヘッド、及び／又は、熱可塑性トナーを前記転写プライの少なくとも１つの副領域に適用するためのプリント装置と、
前記フォイルの搬送方向において前記インクジェットプリントヘッド及び／又は前記プリント装置の下流側に配置され、接着剤及び／又はトナーを含む前記転写プライの前記少なくとも１つの副領域を前記基材に適用するための少なくとも１つのローラ列と、
前記フォイルの搬送方向において前記ローラ列の下流側に配置され、前記転写プライの少なくとも１つの副領域から前記フォイルのキャリアプライを剥がすピーリングユニットと、
を備える適用装置。
【請求項５１】
前記フォイルの搬送方向において前記インクジェットプリントヘッド及び／又は前記プリント装置の下流側に配置され、紫外線の照射により前記接着剤を予備硬化するための第１のＵＶ光源と、
前記フォイルの搬送方向において前記ローラ列の下流側に配置され、紫外線の照射により前記接着剤を完全硬化するための第２のＵＶ光源と、
をさらに備えることを特徴とする請求項５０に記載の適用装置。
【請求項５２】
前記インクジェットプリントヘッドは、３００〜１２００ノズル／インチ（ｎｐｉ）の解像度を有することを特徴とする請求項４９〜５１のいずれかに記載の適用装置。
【請求項５３】
前記インクジェットプリントヘッドは、ノズル直径が１５μｍ〜２５μｍ、公差±５μｍ以下であり、及び／又は、ノズル間隔が５０μｍ〜１５０μｍ、公差±５μｍ以下であることを特徴とする請求項４９〜５２のいずれかに記載の適用装置。
【請求項５４】
前記第１のＵＶ光源はＬＥＤ光源であることを特徴とする請求項４９〜４５３のいずれかに記載の適用装置。
【請求項５５】
前記第１のＵＶ光源は、前記フォイルの搬送方向において、１０ｍｍ〜３０ｍｍの窓幅を有することを特徴とする請求項４９〜５４のいずれかに記載の適用装置。
【請求項５６】
前記第１のＵＶ光源は、前記フォイルの搬送方向において、前記インクジェットプリントヘッドの１ｃｍ〜４ｃｍ下流側に配置されていることを特徴とする請求項４９〜５５のいずれかに記載の適用装置。
【請求項５７】
前記ローラ列は、プレスローラ及び機械的なカウンタベアリング、特に、インプレッションローラ、平坦又は凹状のカウンタベアリングを含むことを特徴とする請求項４９〜５６のいずれかに記載の適用装置。
【請求項５８】
前記プレスローラ及び／又は前記インプレッションローラは、１ｃｍ〜３ｃｍの直径を有することを特徴とする請求項５７に記載の適用装置。
【請求項５９】
前記プレスローラは、７０シェアＡ〜９０シェアＡの硬度を有するプラスチック又はゴムから形成されていることを特徴とする請求項５７又は５８に記載の適用装置。
【請求項６０】
前記カウンタベアリングは、６０°シェアＡ〜９５°シェアＡ、好ましくは８０°シェアＡ〜９５°シェアＡの硬度を有しかつ／あるいは、４５０ＨＶ１０〜５２０ＨＶ１０、好ましくは４６５ＨＶ１０〜５００ＨＶ１０の硬さを有する材料から形成されていることを特徴とする請求項５７〜５９のいずれかに記載の適用装置。
【請求項６１】
前記カウンタベアリングは、超音波軸受手段のソノトロードとして設計されていることを特徴とする請求項５７〜６０３のいずれかに記載の適用装置。
【請求項６２】
前記ローラ列は、加熱装置、特に赤外線ヒーター、前記プレスローラ内に配置された電気加熱エレメント、又は前記プレスローラ内に配置された熱媒体回路、より具体的にはオイル回路を含むことを特徴とする請求項５７〜６１のいずれかに記載の適用装置。
【請求項６３】
前記ローラ列は、前記第１のＵＶ光源から１０ｃｍ〜３０ｃｍの距離に設けられていることを特徴とする請求項４９〜６２のいずれかに記載の適用装置。
【請求項６４】
前記第２のＵＶ光源はＬＥＤ光源であることを特徴とする請求項４９〜６３のいずれかに記載の適用装置。
【請求項６５】
前記第２のＵＶ光源は、前記フォイルの搬送方向において、２０ｍｍ〜４０ｍｍの窓幅を有することを特徴とする請求項４９〜６４のいずれかに記載の適用装置。
【請求項６６】
前記第２のＵＶ光源は、前記フォイルの搬送方向において、前記ローラ列の１０ｃｍ〜３０ｃｍ下流に配置されていることを特徴とする請求項４９〜６５のいずれかに記載の適用装置。
【請求項６７】
前記ピーリングユニットは、直径０．５ｃｍ〜２ｃｍのローラを備え、当該ローラの外周に沿って前記キャリアプライが剥がされることを特徴とする請求項４９〜６６のいずれかに記載の適用装置。
【請求項６８】
前記ピーリングユニットは、前記フォイルの搬送方向において、前記第２のＵＶ光源の１０ｃｍ〜３０ｃｍ下流側に配置されていることを特徴とする請求項４９〜６７のいずれかに記載の適用装置。
【請求項６９】
プリントされる基材に対して直交する二方向に移動可能に配置されたインクジェットプリントヘッドを備え、プリントされる前記基材に対して直交する二方向に移動可能に配置された、請求項４９〜６８のいずれかに記載の適用装置を備えたプリント装置。
【請求項７０】
シート状の基材を固定するための支持面を有することを特徴とする請求項６９に記載のプリント装置。
【請求項７１】
前記インクジェットプリントヘッド及び／又は前記適用装置は、印刷される前記基材に直交する二方向に移動可能なキャリッジにそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項７０に記載のプリント装置。
【請求項７２】
前記シート状の基材又は連続的な基材を前記インクジェットプリントヘッド及び前記適用装置に対して相対的に移動させるための搬送装置を有することを特徴とする請求項６９に記載のプリント装置。
【請求項７３】
前記インクジェットプリントヘッド及び／又は前記適用装置は、印刷される前記基材の搬送方向に直交するように移動可能なキャリッジにそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項７２に記載のプリント装置。
【請求項７４】
前記搬送装置は、２つのローラの周囲に巻かれたスチールベルトとして設計されていることを特徴とする請求項７２又は７３に記載のプリント装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォイルの転写プライを基材に適用するための方法及び装置に関するとともに、このような適用装置を有するプリント装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォイルを適用するためのデジタルプリント印刷によるフォイル又は基材のコーティングは、付加的な装飾効果を生じさせる。この種のコーティングは、通常、カチオン硬化型接着剤をインクジェット印刷により直接基材又はフォイルに適用することを含む。接着剤は、カチオン反応を生じさせる乾燥装置により硬化する。適用されるフォイルの層は、接着剤によって基材に付着し、次いでフォイルのキャリアプライから取り除かれる。周知の他の例では、電子写真印刷技術を用いて基材に熱可塑性のトナーが適用される。圧力及び熱による適用時に、結果として溶融するトナーによって、適用されるフォイルの層は、基材に付着し、次いでフォイルのキャリアプライから取り除かれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
接着剤を基材に直接適用して、フォイルを適用するインクジェット印刷では、吸引により基材に導かれ、適用される接着剤のため許容品質が得られない。この状況は、プレスローラを用いた圧力下におけるフォイルの適用により悪化する。接着剤の適用及び圧力により、基材上のフォイルのエッジに亀裂が生じてしまう。さらに、フォイルに開口が生じることがある。基材に適用後のフォイル表面の光沢は、基材表面の性質に大きく依存している。接着剤は、例えば、ＰＥ、ＰＰ又はＰＥＴなどのプラスチックからなる非吸収性の基材上では、プレスローラにより幅方向へと急速に移動する。したがって、一般的に、正確なエッジを有する高解像度のフォイルを確実に適用することは不可能である。
【０００４】
本発明の目的は、高品質のフォイルを適用することができる方法、適用装置及びプリント装置を提供することである。
【０００５】
上記の目的は、請求項１に記載の特徴を有する方法、請求項３に記載の特徴を有する方法、請求項４９に記載の特徴を有する適用装置、請求項５０に記載の特徴を有する適用装置、及び請求項６９に記載の特徴を有するプリント装置により実現し得る。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
基材にフォイルの転写プライを適用する方法は、
ａ）インクジェットプリントヘッドにより、転写プライの少なくとも１つの副領域にラジカル硬化型接着剤を適用するステップと、
ｂ）接着剤を紫外線の照射により予備硬化するステップと、
ｃ）接着剤を有する転写プライの少なくとも１つの副領域を基材に適用するステップと、
ｄ）紫外線の照射により接着剤を完全に硬化させるステップと、
ｅ）転写プライの少なくとも１つの副領域からフォイルのキャリアプライを剥がすステップと、
を含む。
【０００７】
基材にフォイルの転写プライを適用する他の方法は、
ａ）基材の少なくとも１つの副領域及び／又は転写プライの少なくとも１つの副領域に熱可塑性トナーを適用するステップと、
ｂ）転写プライを基材に適用するステップと、
ｃ）転写プライ及び／又は基材に作用するように圧力又は熱を加えるステップと、
ｄ）転写プライの少なくとも１つの副領域からフォイルのキャリアプライを剥がすステップと、
を含む。
【０００８】
上記のような方法を実行するのに適した装置は、基材にフォイルの転写プライを適用するための適用装置である。当該装置は、
フォイルを供給する供給ローラと、
フォイルの搬送方向において供給ローラの下流側に配置され、ラジカル硬化型接着剤を転写プライの少なくとも１つの副領域に適用するためのインクジェットプリントヘッド、並びに／あるいは転写プライ及び／又は基材の少なくとも１つの副領域に熱可塑性トナーを適用するためのプリント装置と、
任意選択的に、フォイルの搬送方向においてインクジェットプリントヘッドの下流側に配置され、紫外線の照射により接着剤を予備硬化するための第１のＵＶ光源と、
フォイルの搬送方向においてインクジェットプリントヘッド及び／又はプリント装置の下流側に配置され、接着剤を含む転写プライの少なくとも１つの副領域を基材に適用するための少なくとも１つのローラ列と、
任意選択的に、フォイルの搬送方向においてローラ列の下流側に配置され、紫外線の照射により接着剤を完全硬化するための第２のＵＶ光源と、
フォイルの搬送方向においてローラ列の下流側に配置され、転写プライの少なくとも１つの副領域からフォイルのキャリアプライを剥がすピーリングユニットと、
を備える。
【０００９】
このような適用装置は、プリント装置に内蔵され得る。プリント装置は、プリントされる基材に対して直交する二方向に移動可能に配置されたインクジェットプリントヘッドを備える。適用装置は、同様に、プリントされる基材に対して直交する二方向に移動可能に配置されている。
【００１０】
フォイルの転写プライに対して接着剤を適用することにより、フォイル適用時の質が向上する。より具体的には、この手段によって、接着剤を基材に直接適用する際に通常生じる問題を回避することができる。したがって、転写プライは、適切なプライマーにより、例えば、基材、特に紙等の多孔質基材に接着剤を適用する場合と比べて、より正確でよりシャープな輪郭を備えた適用により、接着剤の適用を最適化することができる。この場合、プライマーは、適用される接着剤のための正確に調整可能な表面特性を有する接着促進ベース材として機能する。また、これにより、フォイルの適用が可能な基材のスペクトルが拡張される。この方法及び装置では、特に、異なる表面特性、特に異なる粗さ及び／又は吸収率を有する種々の紙やプラスチック等の多数の基材を処理することができる。
【００１１】
１つの有利な実施例では、特に回転式のインデックス機又は線形のインデックス機において、三次元物品、より具体的には、円筒形、楕円形、矩形又は平坦な物品の形態を有する基材にフォイルを適用することができ、フォイルの適用は基材上で行われる操作の一部である。この種の機械では、例えば、フォイルの適用前及び／又は後に、種々の印刷及び／又はコーティングを行ってもよい。フォイルの適用時、特に、基材は、回転軸を中心として回転可能に保持されるか、あるいは取付け手段により強固に固定されて保持される。次いで、フォイルの転写プライは、プレス手段により基材に押し付けられ、同時に接着剤が硬化する。
【００１２】
この場合、少なくとも副領域においてプレス手段がＵＶ照射に対して透過性（透明）であることが好ましい。これにより、ＵＶ（紫外線）を照射するＵＶ照射源と保持手段との間にプレス手段を配置することができる。プレス層が透過性である領域は、保持手段が透過性である領域によって案内される。代替的に、プレス層は全体的に透過性であり、保持手段が所定の箇所において透過性であってもよい。
【００１３】
プレス手段及び／又はプレス層は、好ましくは、２５０ｎｍ〜４２０ｎｍ、好ましくは３８０ｎｍ〜４２０ｎｍ、より好ましくは３８０ｎｍ〜４００ｎｍの波長範囲のＵＶ照射に対して透過性（透明）又は半透過性（半透明）である。ここで、透過性又は半透過性は、特に、３０％〜１００％、好ましくは４０％〜１００％である。透過性又は半透過性は、プレス層の厚さに基づく。より高い強度のＵＶを用いることにより、透過性又は半透過性をより低くすることができる。
【００１４】
ＵＶ照射源は、例えば、プレス手段の円筒部内に配置され得る。このため、円筒部は、少なくとも所定の領域において中空である。円筒部の材料は、接着剤の硬化に必要なＵＶ照射の波長が円筒部を透過し得るように選択される。円筒部は、ＵＶ照射に対して完全に透過性であってもよいし、あるいは、接着剤の硬化のためにＵＶ照射が特に必要なときだけに円筒部からＵＶ照射がもたらされるように、円筒部に透過性（透明）の窓部を設けてもよい。
【００１５】
特に、ＵＶ照射により露光される基材の領域は以下のように調整され得る。転写フォイルが接着剤に押し付けられたときに、フォイルの転写プライが基材に固着し、キャリアフォイルから分離され得る程度までＵＶ接着剤の硬化が進行するように、ＵＶ照射により露光される基材の領域が調整され得る。この目的のため、使用する接着剤及びＵＶ照射の強度に基づいて、基材とフォイルとの間の接触線の前であっても、基材上の接着剤を露光することが必要な場合がある。例えば、ＵＶ照射源と基材との間における（任意選択的に調節可能又は交換可能な）スクリーンにより、露光される範囲を調整してもよい。一つ又は複数のスクリーンをプレス手段に直接取り付けてもよい。また、ＵＶ照射源により照射されるＵＶ照射の発散を調整することによっても調整することができる。
【００１６】
上記方法のさらなる好ましい実施例では、プレス装置は、柔軟性を有するプレス層を保持手段に付加的に備える。このようにして、三次元の基材、フォイル及び／又は機械的な構成における不規則性を補償することが可能となる。柔軟性を有するプレス層は、例えば、シリコーンから形成される。
【００１７】
プレス手段及び／又はプレス層は、好ましくはシリコーンから形成され、紫外線（ＵＶ）が透過する範囲、すなわち、１ｍｍ〜２０ｍｍ、好ましくは３ｍｍ〜１０ｍｍの厚さを有する。シリコーンは、好ましくは、２０°ショアＡ〜７０°ショアＡ、好ましくは、２０°ショアＡ〜５０°ショアＡの硬度を有する。シリコーンは、熱加硫型又は冷加硫型であり、好ましくは、熱加硫型である。
【００１８】
プレス手段及び／又はプレス層を複数のシリコーン層から構成してもよい。この場合、個々のシリコーン層は、それぞれ異なる硬度を有する。例えば、第1の層、すなわち内側層は、１０°ショアＡ〜５０°ショアＡ、好ましくは、１５°ショアＡ〜３５°ショアＡの硬度を有する。外側層は、２０°ショアＡ〜７０°ショアＡ、好ましくは、２０°ショアＡ〜５０°ショアＡの硬度を有する。
【００１９】
プレス手段は、特に、圧力ばめ（圧入）により、及び／又は密に係合させることによってプレス層に接続され得る。これにより、特に耐久性のある接続が実現する。
【００２０】
プレス層の形状は、平坦又は三次元形状（平滑又は構造化／テクスチャ加工された表面を有する三次元的に皿状又は弓状の輪郭）とし得る。平坦なプレス層は、特にフォイルを円筒形状に適用するのに適しており、三次元形状のプレス層は、特に非円形、楕円形及び角形状に適している。また、プレス層に対する構造化された表面及び／又はテクスチャ加工された表面は、フォイルの転写プライを転写する際に重ね合わせた状態で構造及び／又はテクスチャを基材の表面に転写するときに有利である。ここで、構造及び／又はテクスチャは、連続的なパターン又は連続的なモチーフ、あるいは個々のパターン及び／又はモチーフ又はそれらの組み合わせとし得る。
【００２１】
一連の実験において、特に、プレス層のシリコーン面の表面は、処理されるフォイルに対して接着性を有することが分かっている。この場合、この種の接着性表面の表面粗さ（平均粗さ値）は、経験から、約０．５μｍ未満、より詳細には、０．０６μｍ〜０．５μｍ、好ましくは約０．１μｍ〜０．５μｍである。この種の接着性表面に関して、プレス層とフォイルとの間に、特にＰＥＴからなる中間層が存在する場合に有利である。中間層は、プレス層の接着性を低下させ、フォイルの処理を著しく容易にする。これは、もはやフォイルがプレス層の表面に付着しないためである。中間層の厚さは、シリコーンダイの補償効果の有効硬度を増加させる。いくつかの例示的な実施例を以下に示す。
【００２２】
１５μｍの中間層（ＰＥＴホイル）を有する５ｍｍのシリコーン製のプレス層（４９°ショアＡ）は、７３°ショアＡをもたらす（４９％の増加に対応する）。
【００２３】
５０μｍの中間層（ＰＥＴホイル）を有する５ｍｍのシリコーン製のプレス層（４９°ショアＡ）は、８５°ショアＡをもたらす（７０％の増加に対応する）。
【００２４】
１５μｍの中間層（ＰＥＴホイル）を有する１０ｍｍのシリコーン製のプレス層（４７°ショアＡ）は、７１°ショアＡをもたらす（５１％増加に対応する）。
【００２５】
５０μｍの中間層（ＰＥＴホイル）を有する１０ｍｍのシリコーン製のプレス層（４７°ショアＡ）は、７８°ショアＡをもたらす（５９％の増加に対応する）。
【００２６】
上記数値に関して、ショアＡ測定法の測定条件の定義に基づいて、プレス層と中間層とを有するサンドイッチ構造の測定は、実際にはもはや許容されないことに留意されたい。ショアＡ測定法は、０ｍｍ〜２．５ｍｍの試験体の浸透深さを測定し、６ｍｍの最小試験片厚さを規定する。したがって、ショアＡ測定法及び中間層の結果、見かけの硬度は実際の硬度よりも大きい。測定値は、実際の／有効な硬度に関する結論を導き出すために使用することはできない。ここで述べていることは、サンドイッチ構造の有効硬度がシリコーンダイの硬度よりも大きく、フォイルが、優勢であり、サンドイッチ構造の全体硬度をシリコーン層の厚さとは無関係に規定していることである。
【００２７】
プレス層は、好ましくは、非接着性の面を有しており、このため、中間層の使用を省略することができる。この場合、全体的な構成はより柔軟なため、より小さい押圧力で基材をプレス層に十分に押し付けることができる。この種の非接着性面の表面粗さ（平均粗さ値）は、経験から、約０．５μｍ以上、より具体的には０．５μｍ〜５μｍであり、好ましくは約０．６μｍ〜４μｍ、より好ましくは約０．８μｍ〜３μｍである。
【００２８】
プレス手段又はプレス層は、特定の条件下で、確実かつ均質な三次元基材のアンローリング（展開）を保証し、同時に、寸法及び動きに関連する公差を均一にする。プレス手段又はプレス層は、例えば、プラスチック基材の場合、僅かな押圧力しか有していない。そうでない場合には変形してしまうためである。したがって、より硬く、かつ／あるいは、より耐久性の高い材料、例えば、ガラス、磁器又はセラミック等で形成された基材の場合には、基材のより高い寸法公差及び／又はより大きな機械的安定性は、やや高い押圧力が有利であることを意味する。押圧力は約１Ｎ〜１０００Ｎである。プラスチック基材の場合、例えば、押圧力は、約５０Ｎ〜２００Ｎであり、ガラス、磁器又はセラミックからなる基材の場合、押圧力は、約７５Ｎ〜３００Ｎである。さらに、プラスチック部品の変形を防止するために、装飾される三次元基材は、例えば、これに応じて設計された保持手段において、エンボス加工中に圧縮空気で充填される。
【００２９】
ラジカル硬化型接着剤の予備硬化は、適用の質をさらに向上させる。特に、この接着剤は、転写プライがローラ列において基材に押圧される前に、接着剤の粘度を上昇させる。これにより、転写時に、適用される接着剤画素の走行又は過度の流出（染み出ること）が防止され、基材に対する転写プライの適用において、特にシャープな輪郭を有する適用が可能となり、転写された層の部分において表面品質が特に高くなる。ここで、直接的に隣接する接着剤画素が互いに接近し、結合するためには、接着剤画素の流出が僅かであることが最も望ましい。これは、閉領域の場合において及び／又はモチーフエッジにおいて、表現のピクセル化を防止するため、すなわち、個々の画素が視覚的な観点から混乱しないようにするために有益である。流出は、所望とする解像度が過度に低下しないようにするものでなければならない。
【００３０】
さらに、カチオン硬化型接着剤と比較すると、ラジカル硬化型接着剤の使用は、フォイルを適用する前に接着剤を予備硬化することにより実際に可能となる特に迅速な完全硬化をもたらすという利点を有する。さらに、ラジカル硬化の場合、カチオン系と対照的に、酸が生成されないため、酸との親和性の観点から使用可能な基材が制限されない。
【００３１】
接着剤は、好ましくは、３００〜１２００ｎｐｉ（ノズル／インチ）の解像度を有するインクジェットプリンタヘッドにより適用される。これにより、高解像度の接着剤の適用が可能となり、微細なフォイル構造をシャープな輪郭を有して転写することが可能となる。一般的に、インクジェットプリントヘッドの解像度は、ｄｐｉ（ドット／インチ）で表される、転写プライにおける接着剤の液滴の解像度に対応している。
【００３２】
接着剤はインクジェットプリントヘッドにより適用され、当該インクジェットプリントヘッドは、１５μｍ〜２５μｍ、公差±５μｍ以下のノズル直径を有し、かつ／あるいは、３０μｍ〜１５０μｍ、より具体的には３０μｍ〜８０μｍ、公差±５μｍ以下のノズル間隔を有することが好ましい。
【００３３】
狭いノズル間隔（特に印刷方向に対して横断している）により、適用される接着剤の液滴が転写プライ上で互いに十分に近接するか、あるいは、場合によってオーバラップするため、印刷領域全体に亘って効果的な接着が実現する。
【００３４】
接着剤は、０．５ｇ／ｍ２〜２０ｇ／ｍ２の単位面積当たり重量を有し、かつ／あるいは、０．５μｍ〜２０μｍ、好ましくは１μｍ〜１５μｍの層厚を有して、少なくとも１つの副領域に適用されることがさらに好ましい。効果的な接着を保証するこの範囲内において、接着剤の適用速度又は層厚は、適用結果をさらに最適化するために、使用される基材の関数、特に吸収性の関数として変化させることができる。
【００３５】
インクジェットプリントヘッドは、６ｋＨｚ〜１１０ｋＨｚの周波数で接着剤の液滴を供給することが好ましい。印刷されるフォイルの通常の搬送速度が１０ｍ／分〜３０ｍ／分である場合、搬送方向において、所望とする３６０ｄｐｉ〜１２００ｄｐｉの解像度が実現する。
【００３６】
インクジェットプリントヘッドは、２ｐｌ〜５０ｐｌ、公差±６％以下の液滴量で接着剤の液滴を供給することが好ましい。したがって、上記の適用速度及び解像度で、必要な量の接着剤が転写プライに対して均一に適用される。
【００３７】
インクジェットプリントヘッドは、５ｍ／秒〜１０ｍ／秒、公差±１５％以下の飛散速度で接着剤の液滴を供給することが好ましい。これにより、接着剤の液滴の偏向、特にプリントヘッドから転写プライへの転写時の気流による偏向が最小限に抑えられ、接着剤の液滴が転写プライ上の所望とする規定された位置に適用される。
【００３８】
さらに、接着剤は、４０℃〜４５℃の適用温度、及び／又は、５ｍＰａｓ〜２０ｍＰａｓ、好ましくは、７ｍＰａｓ〜１５ｍＰａｓの粘度を有して転写プライに適用される場合に有益である。ここで、プリントヘッドの温度をモニタすることにより、接着剤が所望の粘度を有することが保証される。粘度は、転写プライに適用される接着剤の画素（ピクセル）サイズ及び画素形状の決定要因である。前記の値で接着剤の最適な印刷適性が保証される。
【００３９】
接着剤がプリントヘッドを離れ、周囲空気及び／又は転写プライと接触するとすぐに、冷却され、接着剤の粘度が上昇する。これにより、適用された接着剤の液滴の走行又は広がりが妨げられる。
【００４０】
接着剤を適用する際におけるインクジェットプリントヘッドと基材との距離は、１ｍｍを超えない場合にさらに有益である。
【００４１】
これにより、接着剤に対する気流の効果が低減する。
【００４２】
接着剤を適用する際におけるインクジェットプリントヘッドと転写プライとの間における相対速度は、好ましくは、１０ｍ／分〜１００ｍ／分であり、より好ましくは、１０ｍ／分〜７５ｍ／分である。
【００４３】
これらの速度により、特に前述したパラメータと組み合わせて、転写プライ上に印刷される接着剤の所望の解像度が実現する。
【００４４】
以下の組成の接着剤を使用することが好ましい（％で示した数字は体積％である）。
２−フェノキシエチルアクリレート：１０％〜６０％、好ましくは２５％〜５０％
４−（１−オキソ−２−プロペニル）モルホリン・エキソ−１，７，７−トリメチルビシクロ［２．２．１］：５％〜４０％、好ましくは１０％〜２５％
ヘプタ−２−イルアクリレート２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニル：１０％〜４０％、好ましくは２０％〜２５％
ホスフィンオキシド：５％〜３５％、好ましくは１０％〜２５％
ジプロピレングリコールジアクリレート：１％〜２０％、好ましくは３％〜１０％
ウレタンアクリレートオリゴマー：１％〜２０％、好ましくは１％〜１０％
カーボンブラック顔料：０．０１％〜１０％、好ましくは０．１％〜０．５％
【００４５】
この種の調合は、所望の特性、特に急速な完全硬化をもたらすとともに、安定しかつシャープな適用と共に効果的な印刷適性を可能にする粘度をもたらす。
【００４６】
１ｇ／ｍｌ〜１．５ｇ／ｍｌ、好ましくは１．０ｇ／ｍｌ〜１．１ｇ／ｍｌの密度を有する接着剤を用いることが有益である。
【００４７】
接着剤の予備硬化は、接着剤の適用後、０．０２秒〜０．０２５秒後に生じる。この予備硬化は、印刷後に非常に迅速に転写プライに接着剤を固定するため、接着剤の液滴の走行又は広がりが回避され、高い印刷解像度が効果的に維持される。
【００４８】
接着剤の予備硬化は、少なくとも９０％のエネルギーが３８０ｎｍ〜４２０ｎｍの波長範囲で照射されるＵＶ光により行われる場合に有益である。前記波長において、特に前述した接着剤の配合を用いることにより、ラジカル硬化が確実に開始される。
【００４９】
接着剤の予備硬化は、２Ｗ／ｃｍ２〜５Ｗ／ｃｍ２の総照射出力で、及び／又は、０．７Ｗ／ｃｍ２〜２Ｗ／ｃｍ２の正味照射出力で、及び／又は、８ｍＪ／ｃｍ２〜１１２ｍＪ／ｃｍ２の接着剤に対するエネルギーの入力で行われる場合にさらに有益である。これにより、接着剤は、所望とする粘度の上昇を確実に実現するが、完全には硬化せず、したがって、基材への転写プライの適用時に、必要とする接着剤の接着効果が保持される。
【００５０】
接着剤の予備硬化は、好ましくは、０．０２秒〜０．０５６秒の露光時間の間行われる。前述の基材の搬送速度及び前述の照射出力では、予備硬化のために必要なエネルギー入力が確保される。
【００５１】
接着剤の予備硬化は、５０ｍＰａｓ〜２００ｍＰａｓへの粘度の増加により実現される場合に有益である。この種の粘度の増加により、接着剤の液滴が、転写プライの基材への適用時に染み出なく（流出しなく）なり、これにより、接着剤の印刷中に実現される解像度と実質的に同じ解像度で転写プライが基材に転写され得る。
【００５２】
接着剤を有する転写プライの少なくとも１つの副領域の基材への適用は、好ましくは、プレスローラとインプレッションローラとの間で行われる。
【００５３】
これにより、基材の全幅に亘って一定である線形プレスが実現し、したがって転写プライの均一で高品質な適用が実現する。
【００５４】
接着剤を有する転写プライの少なくとも１つの副領域の基材への適用は、１０Ｎ〜８０Ｎの圧力を加えることにより行われる場合に有益である。本方法を基材の性質に適合させるため、及び基材の損傷又は変形を防止するため、適用される圧力を前記範囲内で変動させてもよい。
【００５５】
接着剤を有する転写プライの少なくとも１つの副領域の基材への適用は、接着剤の予備硬化の後、０．２秒〜１．７秒後に行われる場合に有益である。予備硬化反応は、接着剤を過度に硬化させることなく、上記時間内に進行する。接着剤の過度の硬化は接着剤に悪影響を及ぼす恐れがある。
【００５６】
接着剤を有する転写プライの少なくとも１つの副領域の適用前に、基材は、特に、コロナ処理、プラズマ処理、火炎処理、又はワニス層、より具体的には着色されたワニス層及び／又はプライマー層のコーティングによって、前処理される場合にさらに有益である。これにより、本質的に低い接着性を有する基材であっても接着剤の接着性を向上させることができ、この種の基材に対して転写プライを信頼性高くかつシャープな輪郭を有するように適用することができる。
【００５７】
接着剤の完全硬化は、転写プライを基材に適用した後、０．２秒〜１．７秒後に生じる。これにより、基材及びフォイルの通常の搬送速度で、ローラ列と完全硬化ステーションとの間に十分な物理的距離が確保される。
【００５８】
接着剤の完全硬化は、少なくとも９０％のエネルギーが３８０ｎｍ〜４２０ｎｍの波長範囲で照射される紫外線（ＵＶ光）により行われる場合に有益である。前記波長において、特に前述した接着剤の配合を用いることにより、ラジカル硬化が確実に開始される。
【００５９】
さらに、接着剤の完全硬化は、１２Ｗ／ｃｍ２〜２０Ｗ／ｃｍ２の総照射出力で、及び／又は、４．８Ｗ／ｃｍ２〜８Ｗ／ｃｍ２の正味照射出力で、及び／又は、２００ｍＪ／ｃｍ２〜９００ｍＪ／ｃｍ２、好ましくは２００ｍＪ／ｃｍ２〜４００ｍＪ／ｃｍ２の接着剤に対するエネルギー入力で行われることが好ましい。この種のエネルギー入力では、接着剤の確実なスルー硬化が実現し、したがって、完全硬化ステップ後に、適用された転写プライに損傷を与えることなくフォイルのキャリアプライを除去することができる。
【００６０】
接着剤の完全硬化は、０．０４秒〜０．１１２秒の露光時間の間行われる場合に有益である。このようにして、上記の総照射出力及び通常の搬送速度で、接着剤のスルー硬化のために必要な正味エネルギー入力が確保される。
【００６１】
キャリアプライの剥離は、前記接着剤の完全硬化後、０．２秒〜１．７秒後に行われることが好ましい。このようにして、基材及びフォイルの通常の搬送速度で、完全硬化ステーションと剥離ステーションとの間に十分な物理的距離が確保される。
【００６２】
前述のＵＶ硬化型接着剤の代わりに又はこれに加えて、熱可塑性トナーを、接着促進剤として基材の少なくとも１つの副領域及び／又は転写プライの少なくとも１つの副領域に適用してもよい。フォイルの適用のため、フォイルを基材に適用した後、圧力及び熱が、層アセンブリにおけるフォイル及び／又は基材に導入されて、熱可塑性トナーが溶融し、フォイルの転写プライが基材に接合される。
【００６３】
この接合は、ＵＶ硬化型接着剤による適用と同様に、好ましくはプレスニップを形成する少なくとも２つの相互作用するローラからなるローラ列において同様に行われることが好ましい。ローラ列は、好ましくは、少なくとも１つのプレスローラと、少なくとも１つのインプレッションローラと、からなる。フォイル及び基材はプレスニップを通過する。ここで、対応する熱をもたらすために、少なくとも１つのローラを直接的又は間接的に加熱してもよい。プレスニップにより加えられる圧力よって必要なプレス圧を提供する。
【００６４】
フォイル及び基材がプレスニップから離れた後、層アセンブリが冷却され、トナーが再び硬化する。フォイルのキャリアプライは、少なくとも副領域において基材に転写されたフォイルの転写プライから取り除かれる。
【００６５】
ＵＶ硬化型接着剤を有するフォイルの基材への適用のためのローラ列及び熱可塑性トナーによるフォイルの適用のためのローラ列は、同一であってもよく、又は異なっていてもよい。
【００６６】
プレスローラは、３ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲の厚さを有するエラストマーのコーティングを有していてもよい。プレス圧が加えられたとき、コーティングの表面は、線形プレスニップではなく、二次元のプレスニップに応じて変形する。プレスニップは、例えば、５ｍｍ〜２０ｍｍの幅を有する。５ｍｍ〜１０ｍｍの幅を有するプレスニップを設定することが好ましいことが分かっている。対応するプレス圧は、例えば、１バール〜６バールである。３バール〜６バールの範囲内のプレス圧を選択することが好ましい。
【００６７】
エラストマーは、シリコーンゴム又はプラスチックであることが望ましい。
【００６８】
コーティングが６０°ショアＡ〜９５°ショアＡ、好ましくは７０°ショアＡ〜９０°ショアＡの範囲の硬度を有していてもよい。
【００６９】
さらなる実施例では、支持エレメントが超音波支持手段のソノトロードの端面の形態をなすようにしてもよい。超音波支持手段は、ソノトロード及び超音波トランスデューサを含む。ソノトロードと、押し付けられた基材の下側との間で、超音波照射は、空気の膜を形成し、この膜上を押し付けられた基材が滑らかに動く。形成されたベアリングギャップにおいて、ソノトロードの端面と、押し付けられた基材の下面との間に圧力が生じる。この圧力は、空気膜の厚さのように、正確に調整され得る。ベアリングギャップにおける圧力に対抗して基材を吸引し、確立される平衡圧力によってベアリングギャップをより正確に調節可能とするために、ソノトロードの端面を、チャンネルを介して真空ポンプに接続された吸引開口を有するように設計してもよい。
【００７０】
プレスローラは、当該プレスローラの外側に配置された加熱手段により加熱されてもよい。温度調節器を備えた赤外線加熱手段を設けることが好ましい。プレス温度は、１００℃〜２５０℃の範囲、好ましくは１３０℃〜１９０℃の範囲とし得る。プレスローラ内に配置された加熱手段を用いてもよい。プレスローラ内に設けられたこの種の加熱手段は、例えば、電気加熱エレメント、より具体的には、加熱スパイラル又は加熱コイルとし得る。プレスローラ内において、プレスローラを所望の温度に加熱する温度調節されたオイル回路を配置してもよい。
【００７１】
プレスニップの幅は、実質的にプレス圧により、プレス圧下で行われるプレスローラコーティングの局所的な変形により決定される。プレスニップは、５ｍｍ〜２０ｍｍ、好ましくは５ｍｍ〜１０ｍｍの幅を有する。プレスニップ内では、１バール〜６バールのプレス圧、好ましくは３バール〜６バールのプレス圧が生成される。プレス温度は、１００℃〜２５０℃の範囲、好ましくは１３０℃〜１９０℃の範囲とし得る。転写プライは、７５ｍ／分までの速度で基材に転写される。圧力、温度及び速度について設定される値は、使用するフォイル材料の物理的特性、転写プライの装飾及び基材材料の物理的特性等の種々のパラメータに基づいている。多様な決定要因のため、数学的モデリングは非常に複雑であり、上記の値は装置の基本設定から出発して、好ましくは実験によって決定される。
【００７２】
一実施例において、例えば、以下の処理パラメータを設定した。
【表１】
2018520903.tif 000003
【００７３】
双方の変形例について同一のローラ列が用いられる場合、ＵＶ硬化型接着剤を用いてフォイルを適用するとき、加熱エレメントが不活性化される。同様に、熱可塑性トナーを用いてフォイルを適用するとき、接着剤の硬化のためのＵＶ光源が不活性化される。
【００７４】
代替例として、一方ではＵＶ硬化型接着剤によるフォイルの基材への適用のため、他方では熱可塑性トナーによるフォイルの基材への適用のために、それぞれ異なるローラ列を使用してもよい。この目的のため、両方のローラ列を、例えば、基材及びフォイルの搬送方向において順に配置し、適用例の選択に応じて少なくともフォイルのために異なる搬送経路を選択してもよい。このようにして、フォイルが各々のローラ列に供給され、各々のローラ列によって適用が行われる。
【００７５】
ＵＶ硬化型接着剤又は熱可塑性トナーによるフォイルの基材への適用は、互いに交互に、つまり、２つの連続する操作ステップで同時に行われてもよい。
【００７６】
交互に使用する場合、例えば、適用されるフォイルは、特定の用途のために選択され、これに応じて供給されてもよい。交互の適用モードに切り替えると、これに応じてフォイルが交換されて再供給される。
【００７７】
いわゆる同時使用の場合には、上述の２つのローラ列を基材の走行方向に順次に配置してもよく、２つの異なる適用モードにより２つの異なるフォイルを１つの共通の基材又は異なる複数の基材に適用してもよい。
【００７８】
この場合、熱可塑性トナーによる適用が最初に行われ、圧力及び熱がフォイル及び基材に作用することが好ましい。後続の操作ステップでは、フォイルにＵＶ硬化型接着剤が適用される。この場合、基材及びフォイルに対して既に熱が加えられているため、フォイルに対して熱の暴露は繰り返されない。これにより、基材、特にフォイルは損傷及び／又は再剥離から保護される。
【００７９】
５μｍ〜５０μｍ、好ましくは７μｍ〜２３μｍの層厚を有する、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリビニル、ポリイミド、ＡＢＳ、ＰＥＴ、ＰＣ、ＰＰ、ＰＥ、ＰＶＣ又はＰＳからなるキャリア層を有するフォイルを用いることが望ましい。キャリアプライは、フォイルの生成、保存及び処理中に、転写プライを保護しかつ安定させる。接着剤の予備硬化又はスルー硬化中に、キャリアプライの側から紫外線により露光を行う場合、露光波長範囲におけるキャリアプライの対応する透過性に応じて材料を選択する必要がある。
【００８０】
さらに、フォイルが用いられ、当該フォイルの転写プライは剥離層を有し、当該剥離層が、アクリレート共重合体、特に、水性ポリウレタン共重合体からなり、好ましくはワックス及び／又はシリコーンを含まず、０．０１μｍ〜２μｍ、好ましくは０．１μｍ〜０．５μｍの層厚を有し、キャリアプライの表面に配置されている場合に有益である。剥離層は、基材への適用後に、簡単かつ損傷なく転写プライからキャリアプライを剥離することを可能にする。
【００８１】
さらに、フォイルが用いられ、当該フォイルの転写プライはワニス層を有し、当該ワニス層が、ニトロセルロース、ポリアクリレート及びポリウレタン共重合体からなり、０．１μｍ〜５μｍ、好ましくは１μｍ〜２μｍの層厚を有し、キャリアプライとは反対側となる剥離層の表面に配置されている場合に有益である。この場合、ワニス層は、透明、半透明、色彩を有する透明、色彩を有する半透明とし得る。
【００８２】
さらに、フォイルが用いられ、当該フォイルの転写プライは金属層を有し、当該金属層が、アルミニウム及び／又はクロム及び／又は銀及び／又は金及び／又は銅からなり、１０ｎｍ〜２００ｎｍ、好ましくは１０ｎｍ〜５０ｎｍの層厚を有し、キャリアプライと反対側となるワニス層の表面に配置されていることが好ましい。
【００８３】
また、金属層に代えて又は金属層に加えて、ＨＲＩ（ＨＲＩ＝高屈折率）材料からなる層を設けてもよい。ＨＲＩ材料の例として、ＺｎＳ、ＴｉＯＸ等の金属酸化物、又は対応するナノ粒子を有するワニスが挙げられる。
【００８４】
転写層が基材に転写された後、ワニス層だけでなく金属層により、所望とする転写層の装飾効果が生成される。異なるワニスの色と金属の組み合わせにより、特に魅力的なデザインを実現することができる。
【００８５】
フォイルが用いられ、当該フォイルの転写プライはプライマー層を有し、当該プライマー層は、ポリアクリレート及び／又はビニルアセト共重合体からなり、０．１μｍ〜１．５μｍ、好ましくは０．５μｍ〜０．８μｍの層厚を有し、キャリアプライとは反対側となる転写プライの面を形成する場合に特に有益である。このプライマー層は、使用する接着剤に対する物理的及び化学的な特性について最適化され、したがって、基材とは無関係に、基材と転写プライとの間に最適な接着が確実に実現される。さらに、このようにして最適化されたプライマー層は、適用された接着剤が、転写プライ上において過度に走行、拡散又は流出することなく、所望の解像度で維持されることを保証する。
【００８６】
プライマー層が微小孔性であり、特に１００ｎｍ〜１８０ｎｍの範囲、より詳細には１２０ｎｍ〜１６０ｎｍの範囲の表面粗さを有する場合に特に有用である。接着剤は、そのような層内に部分的に浸透することができ、これにより、高い解像度で固着され、特に良好な効果が得られる。
【００８７】
プライマー層は、１．５ｃｍ３／ｇ〜１２０ｃｍ３／ｇ、好ましくは１０ｃｍ３／ｇ〜２０ｃｍ３／ｇの色素数を有することが特に望ましい。
【００８８】
以下、計算のため、プライマー層の組成を示す（数値はグラム単位で示している）。
４９００  有機溶媒エチルアルコール
１５０    有機溶媒トルエン
２４００  有機溶媒アセトン
６００    有機溶媒ミネラルスピリット８０／１１０
１５０    水
１２０    バインダーＩ：エチルメタクリレートポリマー
２５０    バインダーＩＩ：酢酸ビニルホモポリマー
５００    バインダーＩＩＩ：酢酸ビニル−ラウリン酸ビニル共重合体、ＦＫ＝５０＋／−１％
４００    バインダーＩＶ：イソブチルメタクリレート
２０      顔料多官能性酸化ケイ素、平均粒径３μｍ
５        フィラーミクロ化アミドワックス、粒径３μｍ〜８μｍ
【００８９】
以下の関係が上記接着層の色素数（ＰＮ）に適用される：
【数１】
2018520903.tif 000004
ここで、
ｍｐは、２０ｇの多官能性酸化ケイ素であり、
ｆは、ＯＮ／ｄ＝３００／０．４ｇ／ｃｍ３＝多官能性酸化ケイ素について７５０ｃｍ３／ｇであり、
ｍＢＭは、１２０ｇのバインダーＩ＋２５０ｇのバインダーＩＩ＋（０．５×５００ｇ）のバインダーＩＩＩ＋４００ｇのバインダーＩＶ＝１０２０ｇであり、
ｍＡは、０ｇ、である。
【００９０】
このようにして、良好であることが見出されたプライマー層組成物から出発して、この系から逸脱するさらに可能な色素数を迅速かつ単純な方法で計算することができる。
【００９１】
さらに、プライマー層の表面張力は、３８ｍＮ／ｍ〜４６ｍＮ／ｍ、好ましくは４１ｍＮ／ｍ〜４３ｍＮ／ｍである場合に有益である。この種の表面張力により、接着剤の液滴、より詳細には、規定された幾何学的形状を有する前述の接着系からの液滴が、流れることなく、表面に付着することが可能となる。
【００９２】
熱可塑性トナーを使用する場合、０．５ｃｍ３／ｇ〜１２０ｃｍ３／ｇ、特に、１ｃｍ３／ｇ〜１０ｃｍ３／ｇの範囲の色素数を有するプライマー層を用いることが特に好ましいことが分かっている。
【００９３】
上記の使用に係る計算のため、以下にプライマー層の組成を示す（数値はグラム単位で示している）。
３４０    有機溶媒エチルアルコール
３７００  有機溶媒トルエン
１５００  有機溶媒アセトン
２２５    バインダーＩ：塩素化ポリプロピレン
１２５    バインダーＩＩ：ポリ−ｎ−ブチル−メチルメタクリレート
３５      バインダーＩＩＩ：ｎ−ブチル−メチル−メチルメタクリレート共重合体
１４８    顔料多官能性酸化ケイ素、平均粒径１２ｎｍ
【００９４】
以下の式はこのプライマー層の色素数に適用される。
【数２】
2018520903.tif 000005
ここで、
ｍｐは、１４８ｇの多官能性酸化ケイ素であり、
ｆは、ＯＮ／ｄ＝２２０／５０ｇ／ｃｍ３＝多官能性酸化ケイ素について４．４ｃｍ３／ｇであり、
ｍＢＭは、２２５ｇのバインダーＩ＋１２５ｇのバインダーＩＩ＋３５ｇのバインダーＩＩＩ＝３８５ｇであり、
ｍＡは、０ｇ、である。
【００９５】
プライマー層は、６０℃〜１３０℃の範囲、好ましくは、８０℃〜１１５℃の範囲の融点を有することが好ましい。このようにして、良好であることが見出されたプライマー層組成物から出発して、この組成物から逸脱するさらに可能な色素数を迅速かつ単純な方法で計算することができる。
【００９６】
さらに、好ましくは、転写プライの適用前及び／又は後に、さらなるインクジェットプリントヘッドにより及び／又はさらなる電子写真プリント装置により、基材及び／又は転写プライにプリント層が適用される。このようにして、転写プライにオーバラップするか、あるいは転写プライによりオーバラップされるさらなるデザインを提供することができる。
【００９７】
さらに、第１のＵＶ光源がＬＥＤ光源である場合に有益である。ＬＥＤ光源によれば、実質的に単色光を供給することができ、これにより、必要な照射強度が接着剤の硬化に必要な波長範囲内で利用可能となる。これは、通常、従来の中圧水銀蒸気ランプでは実現することができない。
【００９８】
さらに、第１のＵＶ光源は、フォイルの搬送方向において、１０ｍｍ〜３０ｍｍの窓幅を有することが好ましい。これにより、適用される接着剤が二方向に照射され得る。
【００９９】
第１のＵＶ光源は、フォイルの搬送方向において、インクジェットプリントヘッドの１ｃｍ〜４ｃｍ下流側に配置されている。このようにして、フォイルの通常の搬送速度で接着剤の適用と予備硬化との間に前述の時間を維持することができる。
【０１００】
インプレッションローラ又はカウンタベアリングは、好ましくは、６０°ショアＡ〜９５°ショアＡの範囲、好ましくは８０°ショアＡ〜９５°ショアＡの範囲の硬度を有する材料で形成され、かつ／あるいは、４５０ＨＶ１０（ＨＶ＝ビッカース硬さ）〜５２０ＨＶ１０の範囲の硬度、好ましくは４６５ＨＶ１０〜５００ＨＶ１０の範囲の硬度を有する材料で形成される。この材料は、例えば、プラスチック又はシリコーン、あるいはアルミニウム又はスチール等の金属である。
【０１０１】
一方では、転写プライと基材との間の最適な接着を保証するために、他方では、接着剤が染み出る（流出する）のを防止し、かつ／あるいは転写プライ又は基材の損傷を防止するために、ローラ列の特定の形状及び物理的パラメータは、処理される基材の特性及び処理されるフォイルの特性に基づいて、特定の範囲内において適合され得る。
【０１０２】
好ましくは、ローラ列は、第１のＵＶ光源から１０ｃｍ〜３０ｃｍの距離に設けられている。
【０１０３】
これにより、フォイル及び基材の通常の搬送速度で、接着剤の露光とフォイルの適用との間における、前述した予備乾燥時間が保証される。
【０１０４】
さらに、第２のＵＶ光源がＬＥＤ光源であることが好ましい。ＬＥＤ光源によれば、実質的に単色光を供給することができ、これにより、必要な照射強度が接着剤の硬化に必要な波長範囲内で利用可能となる。これは、通常、従来の中圧水銀蒸気ランプでは実現することができないか、あるいは、実現するためには極めて大きなエネルギーの消費が必要となる。
【０１０５】
有利には、第２のＵＶ光源は、フォイルの搬送方向において、１０ｍｍ〜４０ｍｍの窓幅を有する。これにより、接着剤に対して二方向の照射が可能となる。
【０１０６】
第２のＵＶ光源は、フォイルの搬送方向において、ローラ列の１０ｃｍ〜３０ｃｍ下流側に配置されている。これにより、ローラ列と完全硬化ステーションとの間に十分な物理的な距離が確保される。
【０１０７】
さらに、ピーリングユニットは、直径０．５ｃｍ〜２ｃｍのローラを備え、このローラの外周に沿ってキャリアプライが剥がされる。
【０１０８】
ピーリングユニットは、フォイルの搬送方向において、第２のＵＶ光源の１０ｃｍ〜３０ｃｍ下流側に配置されていることが好ましい。
【０１０９】
このようにして、フォイル及び基材の通常の搬送速度において、フォイルと基材の通常の搬送速度により、フォイルの適用とキャリアプライの剥離との間の前述の乾燥時間が保証され、キャリアプライを破損することなく分離することができる。
【０１１０】
さらに、プリント装置がシート状の基材を固定するための支持面を有することが好ましい。この実施例では、プリント装置は大判フラットベッドプリンタである。別の実施例として、プリント装置としてロール・ツー・ロール式のプリント装置を提供するため、帯（ストリップ）状の基材のための支持領域を設計してもよい。
【０１１１】
この場合、インクジェットプリントヘッド及び／又は適用装置は、印刷される基材に直交する二方向に移動可能なキャリッジにそれぞれ配置されていることが有益である。このようにして、基材自体が移動することなく、インクジェットプリントヘッド及び適用装置がシート状の基材の全ての位置に到達することが可能となる。
【０１１２】
これに代わるものとして、プリント装置は、シート状の基材又は連続的な基材をインクジェットプリントヘッド及び適用装置に対して相対的に移動させるための搬送装置を有していてもよい。
【０１１３】
インクジェットプリントヘッド及び／又は適用装置は、印刷される基材の搬送方向に直交するように移動可能なキャリッジにそれぞれ配置されている場合に有用である。この実施例により、インクジェットプリントヘッド及び適用装置を案内するための、機械的によりシンプルな設計が可能となる。これは、基材の移動により動きの自由度がもたらされるためである。
【０１１４】
搬送装置は２つのローラの周囲に巻かれたスチールベルトとして設計されている場合に有益である。この種のスチールベルトは、フォイルの適用時に必要な強度を有し、逆圧プレートとして作用することができる。
【０１１５】
例示的な実施例を用いて本発明をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】図１は、例示的な実施例に係る、フォイルの転写プライを基材に適用するための適用装置の概略図である。
【図２】図２は、従来技術に係るフラットベッドプリンタの概略図である。
【図３】図３は、例示的な実施例に係る、図１の適用装置を有するフラットベッドプリンタの概略図である。
【図４】図４は、従来技術に係る、連続的な基材を処理するための大判プリンタの概略図である。
【図５】図５は、例示的な実施例に係る、図１の適用装置を備えた連続的な基材を処理するための大判プリンタの概略図である。
【図６】図６は、例示的な実施例に係る、図５の大判プリンタの概略断面図である。
【図７】図７は、例示的な実施例に係る、基材に適用されたフォイルの概略断面図である。
【図８】図８は、他の例示的な実施例に係る、フォイルの転写プライを基材に適用するための適用装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０１１７】
フォイル２の転写プライ２１を基材４に適用するための適用装置１は、供給ローラ１１を有し、この供給ローラの周囲に沿ってフォイル２が設けられている。
【０１１８】
ガイドローラ１２によりフォイル２がインクジェットプリントヘッド１３へと導かれ、接着剤の液滴３が転写プライ２１に適用される。
【０１１９】
次いで、接着剤の液滴３は、第１のＵＶ光源１４により予備硬化される。次に、フォイル２は、偏向ローラ１５を介してプレスローラ１６に供給され、プレスローラ１６により、接着剤が適用された転写プライ２１の面が基材４に押し付けられる。インプレッションローラ、あるいは図示しない他の平坦でかつ中実のベース部などにより、対向する圧力を付与してもよい。
【０１２０】
フォイル２を基材４に適用した後、フォイル２及び基材４は、第２のＵＶ光源１７に供給される。第２のＵＶ光源１７により、接着剤の完全硬化が行われる。
【０１２１】
さらなるローラ１８及び／又は剥離縁部（詳細には図示せず）により、最終的に、フォイル２のキャリアプライ２２が剥がされて、ローラ１９に巻き取られる。基材４には接着剤の液滴３が適用されているため、転写プライ２１は基材４上に留まる。上記の剥離縁部は、キャリアプライと剥離縁部との間にガスのクッションを形成するために、棒状で中空の本体から形成されている。この本体には圧縮ガスの入口が形成されており、有孔の剥離縁部の形態をなす剥離エレメントの少なくとも１つの長縁部に圧縮ガスの出口が形成されている。この場合では、剥離角度は、ローラ１８の直径に依存し、剥離縁部の場合には、剥離縁部の方向（姿勢）に依存している。
【０１２２】
したがって、適用装置１を用いることにより、接着剤３がインクジェット印刷によりフォイル２のプライマー層に適用されて予備硬化し、次いで、プレスローラ１６により加圧されて基材４上に押し付けられる。接着剤３を有するフォイル２は、基材に支持される。
【０１２３】
次のステップでは、フォイル２と基材４との間における接着剤３は、強い紫外線（ＵＶ）光によりスルー硬化（ｔｈｒｏｕｇｈ−ｃｕｒｅ）する。接着剤３はＵＶ光の下で硬化する。硬化した後、キャリアプライ２２が基材４から剥がされる。このようにして、転写プライ２１が基材に適用される。
【０１２４】
適用装置１の他の例示的な実施例を図８に図示する。本実施例では、プレスローラ１６に対向する圧力は、平坦なベース部ではなく、インプレッションローラ１６’によって付与される。
【０１２５】
フォイル２は、まず、インクジェットプリントヘッド１３を通過し、前述のように、接着剤３によりコーティングされる。フォイルは、偏向ローラ１５により偏向され、接着剤３は第１のＵＶ光源１４により予備硬化する。
【０１２６】
予備硬化した接着剤を有するフォイル２は、プレスローラ１６とインプレッションローラ１６’との間に案内され、ここで、フォイルと基材とが接触し、フォイルが前述のように基材に適用される。
【０１２７】
次いで、図１の場合と同様に、第２のＵＶ光源１７により完全硬化が行われ、ローラ１８によりキャリアプライが剥離される。コーティングされた基材４は、偏向ローラ１５を介して送られ、直接的にさらに処理されるか、あるいは図示せぬローラに巻き取られる。
【０１２８】
フォイルは、望ましくは、少なくとも５層、すなわち、キャリアプライ２２、剥離層２３、ワニス層２４、金属層２５及びプライマー層２６（結合層）を含む。
【０１２９】
図７は、基材４に適用された後であり、かつキャリアプライを剥がす前の状態にあるフォイル２の断面図である。
【０１３０】
キャリアプライ２２は、層厚が５μｍ〜５０μｍ、好ましくは、７μｍ〜２３μｍの層厚を有し、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリビニル、ポリイミド、ＡＢＳ、ＰＥＴ、ＰＣ、ＰＰ、ＰＥ、ＰＶＣ又はＰＳからなることが望ましい。キャリアプライ２２は、フォイルの形成中、保管中及び処理中に、転写プライ２１を保護し、安定化させる。ＵＶ光の露光が接着剤の予備硬化又はスルー硬化中にキャリアプライ２２の側から行われる場合、露光波長範囲内にあるキャリアプライの対応する透過性（透明性）に基づき材料の選択が行われる。
【０１３１】
剥離層２３は、好ましくは、アクリレート共重合体、より具体的には、水性ポリウレタン共重合体から形成され、ワックス及び／又はシリコーンを含まず、０．０１μｍ〜２μｍ、好ましくは０．１μｍ〜０．５μｍの層厚を有し、キャリアプライ２２の表面に配置される。
【０１３２】
基材に転写プライ２１を適用した後、剥離層２３により、簡単でかつ損傷を与えることなく、転写プライ２１からキャリアプライ２２を剥がすことができる。
【０１３３】
ワニス層２４は、ニトロセルロース、ポリアクリレート及びポリウレタン共重合体からなり、０．１μｍ〜５μｍ、好ましくは１μｍ〜２μｍの層厚を有する。ワニス層２４は、キャリアプライ２２に面する側と反対側となる剥離層２３の面に配置される。
【０１３４】
金属層２５は、好ましくは、アルミニウム及び／又はクロム及び／又は銀及び／又は金及び／又は銅からなり、１０ｎｍ〜２００ｎｍ、好ましくは１０ｎｍ〜５０ｎｍの層厚を有している。金属層２５は、キャリアプライ２２に面する側と反対側となるワニス層２４の面に配置される。
【０１３５】
基材４に転写プライ２１が適用された後、ワニス層２４及び金属層２５は、所望とする転写プライ２１の装飾効果をもたらす。異なるワニスの色彩及び金属の組み合わせにより、特に魅力的なデザインを実現することができる。
【０１３６】
プライマー層２６は、好ましくは、ポリアクリレート及び／又は酢酸ビニル共重合体からなり、０．１μｍ〜１．５μｍ、好ましくは０．５μｍ〜０．８μｍの層厚を有する。プライマー層２６は、キャリアプライ２２に面する側と反対側となる転写プライ２１の面を形成する。
【０１３７】
フォイル２のプライマー層２６に対してインクジェット印刷を行うことにより、接着剤の走行が大幅に減少する。基材の表面と比較して、フォイル２のプライマー層２６は、僅かに微小孔性であるか、あるいは粗面となっているため、したがって、フォイル及び後に基材に、よりシャープでかつ画成された接着剤の画素が確保される。
【０１３８】
フォイル２の表面特性、特に、表面の微小孔性又は表面粗さ、又は表面エネルギーは、プライマー層２６及び／又はその組成及び／又は適用モードの適切な選択により調整され得る。基材４及びその特定の特性は実際に規定されており、さらに修正することができないため、上記の調整は、基材４おいては容易なことではない。
【０１３９】
適用品質をさらに向上させるため、接着剤３がプライマー層に印刷された後で、かつプレスローラ１６によりフォイル２が基材４に押し付けられる前に、フォイル２の転写プライ２１のつや出し及び接着剤３の接着や部分硬化が行われる。
【０１４０】
プライマー層における接着剤３の粘度の変化は、上記の利点だけでなく、使用することができる基材スペクトルのサイズの増大をもたらす。粘度の変化により、プライマー層において接着性の強い接着剤の層が形成され、適用及びスルー硬化後に、転写プライ２１の金属のワニス層が鏡のようにプライマー層に付着する。これにより、特に、基材４として粗い天然紙を用いた場合、フォイルの適用が改善される。他の全ての基材４についても、フォイルの適用品質及び耐久性が向上する。
【０１４１】
インクジェットプリントヘッド１３は、好ましくは、圧電型ドロップオンデマンドプリントヘッドとして設計される。高品質を得るために、プリントヘッド１３は特定の物理的な解像度、液滴サイズ及びノズルの間隔を有する必要がある。
【０１４２】
ノズルは、一つ又は複数の列に配置される。物理的な解像度は、３００ｎｐｉ〜１２００ｎｐｉ（ノズル／インチ）とすることが望ましい。印刷方向に対して横断する方向におけるノズルの間隔が小さい場合、接着剤の量に応じて、印刷方向に対して横断する方向における印刷された画素が互いに近接するかあるいはオーバラップする。通常、ｎｐｉは、印刷されたフォイルにおけるｄｐｉ（ドット／インチ）に対応している。
【０１４３】
ノズル間隔は、好ましくは、５０μｍ〜１５０μｍであり、ノズルの直径は、好ましくは、１５μｍ〜２５μｍである。各々の場合、一定の結果を得るため、公差は±５μｍである。
【０１４４】
グレーステージ技術を用いる場合、同一の一画素に複数のグレーステージが形成される。通常、グレーステージは、同じサイズを有する複数の液滴を印刷する一画素に適用することにより形成される。印刷用インクを適用するとき、フォイル２における接着剤の量の作用は、グレーステージの作用と類似している。
【０１４５】
接着剤の量は、プライマー層の吸収性に応じて異なる。フォイルにおける接着剤の量は、全ての基材４に対するフォイルの適用を確実に完了するため、好ましくは、１．２ｇ／ｍ２〜１２．６ｇ／ｍ２である。適用する接着剤の層厚は、１．２０５μｍ〜１２．６５５μｍである。
【０１４６】
接着剤３を有するフォイル２のプライマー層の最適な湿潤のため、プライマー層は、３８ｍＮ／ｍ〜４６ｍＮ／ｍの表面張力を有し、特にインクの受容を最適化するため、４１ｍＮ／ｍ〜４３ｍＮ／ｍの表面張力を有する。
【０１４７】
印刷方向における高解像度を確実に得るため、インクジェットプリントヘッド１３の圧電アクチュエータは、６ｋＨｚ〜１１０ｋＨｚの周波数で、接着剤の液滴３を適用しなければならず、したがって、１０ｍ／分〜３０ｍ／分の印刷媒体速度（すなわち、フォイル２及び基材４の搬送速度）で、３６０ｄｐｉ〜１２００ｄｐｉのフォイル２の解像度が得られる。
【０１４８】
液滴を供給するときのインクジェットプリントヘッドのノズルチャンバ内の圧力は、好ましくは、１バール〜１．５バールであり、圧電アクチュエータに対するダメージを回避するため、上記圧力を過度なものとしてはならない。他の時間においては、望ましくないインクの流出を防ぐため、ノズル開口において約−５〜−２５ミリバールの僅かな負圧が生じる。
【０１４９】
インクジェットプリントヘッド１３のノズルプレートとフォイル２との間の距離は、気流による接着剤の微細な液滴３の偏向を最小限に抑えるため、１ｍｍを超えてはならない。
【０１５０】
液滴の体積は、好ましくは２ｐｌ（ピコリットル）〜５０ｐｌであり、液滴の体積の公差は±６％である。このように、所定の解像度、必要かつ均一な接着剤の量がフォイル２上に適用される。
【０１５１】
飛散する液滴の速度は、接着剤の全ての液滴３が互いに対して正確にフォイル２上に付着するように、好ましくは、５ｍ／秒〜１０ｍ／秒±１５％である。個々の液滴の速度が互いに対して著しく異なると、印刷画像が不均一となる。
【０１５２】
結果として生じる画素サイズは、接着剤３の粘度に依存する。接着剤３の最適な印刷適性について、接着剤の粘度は、好ましくは、５ｍＰａｓ〜２０ｍＰａｓであり、特に好ましくは、１０ｍＰａｓ〜１５ｍＰａｓである。
【０１５３】
接着剤３を一定の粘度に保つため、インクジェットプリントヘッド１３又は接着剤供給システムを加熱しなければならない。上記粘度を実現するため、作動時における接着剤の温度は、４０℃〜４５℃である。
【０１５４】
フォイル２に対する液滴の飛散及び入射は、冷却の結果、接着剤の液滴３の粘度を２０ｍＰａｓ〜５０ｍＰａｓに増加させる。このような粘度の増加は、フォイル２のプライマー層における接着剤３の走行や広がりと反作用する。
【０１５５】
使用する接着剤３は、好ましくは、圧電型ドロップオンデマンドインクジェットプリントヘッドで使用するＵＶ硬化型インクであり、特に、透明又は半透明であるか、あるいは透明、着色された半透明又は不透明、例えば、灰色又は黒色である。ＵＶ光によるエネルギーの入力により、上記のような接着剤３（又は他のワニスやのり）においてラジカル連鎖反応が誘発される。この反応では、ポリマー及びモノマーが結合して分子の固体ネットワークを形成する。接着剤３は硬化又は乾燥する。この連鎖反応は、３５０ｎｍ〜４００ｎｍ±１０ｎｍの波長範囲のＵＶ光によって誘発される。
【０１５６】
この種のラジカル硬化系と比較して、従来技術からのカチオン硬化型接着剤との主な違いは、カチオンのメカニズムが実質的に遅いことである。つまり、スルー硬化はより長い時間を要する。しかし、フォイルの適用については、迅速に硬化するシステムが必要である。これは、迅速に硬化しない場合、フォイルを完全に適用することができないためである。
【０１５７】
さらに、カチオン性接着剤のＵＶ照射の過程で、接着剤のスルー硬化を担う酸が形成される。このメカニズムのため、カチオン硬化型接着剤を使用する場合、フォイル及び基材について、カチオン系との親和性を最初に確認しなければならない。これは、基材表面のアルカリ性又は塩基性物質が接着剤３のスルー硬化に影響を及ぼすか、あるいは接着剤３のスルー硬化を妨げるためである。さらに、酸は、金属層、特にフォイルのアルミニウム層に作用するという悪影響を有することもある。
【０１５８】
以下の組成を有する透明な接着剤を使用することが好ましい。
２−フェノキシエチルアクリレート：１０％〜６０％、好ましくは２５％〜５０％
４−（１−オキソ−２−プロペニル）モルホリンエキソ−１，７，７−トリメチルビシクロ［２．２．１］：５％〜４０％、好ましくは１０％〜２５％
ヘプタ−２−イルアクリレート２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニル：１０％〜４０％、好ましくは２０％〜２５％
ホスフィンオキシド：５％〜３５％、好ましくは１０％〜２５％
ジプロピレングリコールジアクリレート：１％〜２０％、好ましくは３％〜１０％
ウレタンアクリレートオリゴマー：１％〜２０％、好ましくは１％〜１０％
【０１５９】
第１のＵＶ光源１４（ＵＶピニングとも言う）による接着剤３の部分硬化は、時間及び空間に関して、フォイルに対する印刷作業のほぼ直後に行われる。このようにすることによってのみ、明瞭（シャープ）な装飾をプライマー層に固着させることができる。固着は、ラジカル連鎖反応の部分的な誘発によって生じる接着剤の粘度の増加によってもたらされる。
【０１６０】
空間的には、部分硬化は、フォイルに沿った機械方向における印刷後、好ましくは１ｃｍ〜４ｃｍ後に行われる。これは、機械方向における約０．０２秒〜０．２５秒の時間間隔に対応している。
【０１６１】
第１のＵＶ光源１４は、接着剤に必要かつ最適なエネルギー入力をもたらすため、好ましくは、２Ｗ／ｃｍ２〜５Ｗ／ｃｍ２の総ＵＶ照放出力を生成する。供給されるＵＶ光の９０％は、３８０ｎｍ〜４２０ｎｍの波長スペクトルにあることが好ましい。
【０１６２】
上記の条件は、ＬＥＤ型ＵＶシステムによって特に良好に満たされる。これは、ＬＥＤ型ＵＶシステムが実質的に単色のＵＶ光を供給し、したがって、送出される波長スペクトルが従来の中圧水銀蒸気ランプの場合よりもはるかに狭いためである。従来の中圧水銀蒸気ランプでは、送出されるスペクトルは、相対的に大きな波長範囲を包含する。
【０１６３】
照射を行われる第１のＵＶ光源１４の窓部は、接着剤３の二次元照射を可能にするために、機械方向において約１０ｍｍ〜３０ｍｍの大きさであることが好ましい。
【０１６４】
１０ｍ／分〜３０ｍ／分（又はそれ以上）のウェブ速度及びフォイル速度に応じて、かつフォイル２を通るＵＶ光の５０％〜６０％の吸収及び反射により、ＵＶ照射出力が減少する。さらに、第１のＵＶ光源１４とフォイルウェブとの間の距離により、例えば、２ｍｍの照射距離について約１０％だけ照射出力が減少する。
【０１６５】
これらの要因を考慮すると、本方法の場合における接着剤３には、約０．７Ｗ／ｃｍ２〜２Ｗ／ｃｍ２の正味ＵＶ照射出力で照射が行われる。これは、０．０５６秒（１０ｍｍの照射窓で１０ｍ／分のウェブ速度）と０．０２０秒（３０ｍ／分；１０ｍｍ）との間の好適な照射時間における、約８ｍＪ／ｃｍ２〜１１２ｍＪ／ｃｍ２の接着剤３に対する正味のエネルギー入力（線量）に対応している。数値は要求される部分硬化に応じて変化し得る。結果として照射時間が変化するため、ウェブ速度を介して上記の線量を付加的に適合させてもよい。
【０１６６】
前述したように、冷却の結果、部分硬化の前に、フォイル２上における接着剤の液滴３の粘度は既に２０〜５０ｍＰａｓに増加している。部分硬化は、粘度の変化をさらに進ませる。部分硬化後、層の厚さに応じて、液滴は５０ｍＰａｓ〜２００ｍＰａｓの粘度を有し、これにより、プライマー層上に液滴が確実に固着される。
【０１６７】
フォイル２上の接着剤３によって画成されるモチーフは、固着されているがまだ湿っており、上記モチーフは、次のステップにおいて、基材４に印刷され得る。
【０１６８】
この操作の時点において、接着剤３を有するフォイル２が基材４に押し付けられる。このとき、接着剤３は、まだ湿っており、上述の粘度を有している。圧力は、線圧として、プレスローラ１６によりフォイル２及び基材４に加えられる。
【０１６９】
プレスローラ１６は、平坦な表面を有する中実のプラスチック又はゴムからなり、好ましくは、７０〜９０ショアＡの硬度を有する。
【０１７０】
対向する側の圧力は、インプレッションローラ、又は図１に示すような平坦で中実のベース部等によって加えられる。
【０１７１】
インプレッションローラ又はベース部は、好ましくは、６０°ショアＡ〜９５°ショアＡの範囲の硬度、好ましくは８０°ショアＡ〜９５°ショアＡの範囲の硬度、及び／又は４５０ＨＶ１０（ＨＶ＝ビッカース硬さ）〜５２０ＨＶ１０の範囲、好ましくは４６５ＨＶ１０〜５００ＨＶ１０の範囲の硬度を有する材料から形成されることが望ましい。この材料は、例えば、プラスチック又はシリコーン、あるいはアルミニウムやスチール等の金属である。プレスローラ１６の半径及びインプレッションローラ（必要な場合）の半径は、１ｃｍ〜３ｃｍである。
【０１７２】
空間的には、フォイル２の基材４への押圧（プレス）は、機械方向における部分硬化後、約０．２秒〜１．７秒の時間間隔に対応する、約１０ｃｍ〜３０ｃｍ後に行われる。
【０１７３】
プレスローラ１６による線圧は、好ましくは、１０Ｎ〜８０Ｎの間の力で行われる。この数値は基材の性質に応じて適合され得る。
【０１７４】
湿った接着剤３を有するフォイル２は、種々の基材４に適用され得る。フォイル２は、好ましくは、コーティングされた表面又はコーティングされていない表面を有する紙基材、天然紙、プラスチック（ＰＥ、ＰＰ、ＰＥＴ、ＰＳ、ＰＣ、ＰＶＣ）、アセテートラミネーション及びラベル材料に適用される。
【０１７５】
プラスチック製の基材を用いる場合、基材４に対する接着剤３の接着性を向上させるために、前処理が必要な場合がある（例えば、ＡＣコロナ処理（ＡＣ＝交流）、プラズマ処理、火炎処理あるいはワニス及び／又はプライマーによるコーティング処理）。基材表面が平滑であるほど、適用結果がより良好なものとなる。
【０１７６】
部分硬化及びこれに伴う接着剤３の粘度の変化により、粘度が変化しない従来の方法と比べて、粗い基材４への適用結果が著しく向上する。
【０１７７】
フォイル２が基材４上に押し付けられた後、まだ湿っている接着剤３を有するフォイル２は、接着剤３がスルー硬化を経て、キャリアプライ２２が剥がされるまで、基材４上に残留する。
【０１７８】
接着剤３のスルー硬化（後硬化）の過程において、フォイル２の適用後、接着剤３、したがって、フォイル２の基材４に対する最終的な固着が行われる。このステップにおいて、フォイル２は、基材４上においてまだ湿っている接着剤３に対して非常に近接しており、接着剤３のスルー硬化を介して、基材４とスムーズにかつ強固に固着する。
【０１７９】
好ましくはＬＥＤ型ＵＶランプの形態を有する第２のＵＶ光源１７によりスルー硬化が行われる。第２のＵＶ光源１７は、高照射出力を供給し、接着剤３におけるラジカル連鎖反応を確実に完了させる。ＬＥＤ型ＵＶシステムを使用する理由及び照射出力の要因については、第１のＵＶ光源１４下での予備硬化を参照して説明したが、本操作ステップにおいても同様に有効である。
【０１８０】
空間的には、機械方向にフォイルを適用した後、ウェブ速度に応じて、約０．２秒〜１．７秒の時間間隔に対応する、約１０ｃｍ〜３０ｃｍ後にスルー硬化が行われる。
【０１８１】
最適なスルー硬化を実現するとともに、第２のＵＶ光源１７と基材との物理的な接触を防ぐため、第２のＵＶ光源１７とフォイル基材ウェブとの間の距離は、１ｍｍ〜２ｍｍである。機械方向における第２のＵＶ光源１７の照射窓部は、２０ｍｍ〜４０ｍｍの大きさである。
【０１８２】
総ＵＶ照射出力は、好ましくは、１２Ｗ／ｃｍ２〜２０Ｗ／ｃｍ２であり、したがって、１０ｍ／分〜３０ｍ／分（又はそれ以上）の速度と、予備硬化に関して既に説明した他の要因とを伴って、接着剤３に対して完全なスルー硬化が行われる。
【０１８３】
これらの要因を考慮して、本方法における接着剤３は、好ましくは、約４．８Ｗ／ｃｍ２〜８．０Ｗ／ｃｍ２の正味ＵＶ照射出力で照射される。これは、０．１１２秒（１０ｍ／分のウェブ速度でかつ２０ｍｍの照射窓部を有する）〜０．０４０秒（３０ｍ／分；２０ｍｍ）の好ましい照射時間の間に亘る、約５３７ｍＪ／ｃｍ２〜８９６ｍＪ／ｃｍ２の接着剤３に対する正味のエネルギー入力（線量）に対応している。数値は要求されるスルー硬化に応じて変化させてもよい。
【０１８４】
これらの値は理論的に（１００％のランプ電力で）のみ可能であることに留意されたい。第２のＵＶ光源１７のフル出力では、例えば、２０Ｗ／ｃｍ２の場合、例えば、１０ｍ／分の低いウェブ速度では、フォイル基材ウェブは引火する程度まで加熱される。したがって、正味エネルギー入力は、ウェブ速度に応じて、２００ｍＪ／ｃｍ２〜４００ｍＪ／ｃｍ２であることが好ましい。
【０１８５】
スルー硬化後、フォイル２は接着剤３に完全に接着され、接着剤３は基材４に完全に固着する。このときキャリアプライ２２を剥がすことができる。
【０１８６】
空間的には、機械方向におけるスルー硬化後、ウェブ速度に応じて約０．２〜１．７秒の時間間隔に対応する、好ましくは約１０ｃｍ〜３０ｃｍ後にキャリアプライ２２の剥離が行われる。キャリアプライ２２の剥離は、０．５ｃｍ〜２ｃｍの半径を有するローラ１８上を通過し、ローラ１８を介して半径方向に剥離される。剥離角度は、基材の性質に応じて可変的に調節可能である。接着剤３が適用された領域では、基材４が強化されている、すなわち転写プライ２１が設けられている。
【０１８７】
このようにして強化された基材４に対して、さらなる操作ステップにおいて、デジタル印刷により、かつ必要に応じて従来の印刷プロセス（例えば、オフセット印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、レタープレス印刷、スクリーン印刷）により、重ね印刷が行われる。レジスタ内生産（in-register production）を可能にするために、レジスタクロスを印刷又は適用してもよい。強化された基材４は、直ちにさらなる操作ステップ又はさらなる処理のために準備される。使用された接着剤は、後硬化のＵＶランプ１７による硬化の約２４時間後に、最適なスルー硬化を実現する。
【０１８８】
インクジェット印刷及び／又はデジタル印刷方法の組み合わせは、特に有用である。 この場合、適用装置１は、フラットベッド又は大判プリンタに直接組み込まれてもよい。
【０１８９】
図２に従来技術によるフラットベッドプリンタ５の例示的な実施例を示す。フラットベッドプリンタ５のインクジェットプリントヘッド５１は、レール５２に取り付けられており、このレールに沿って矢印５３の方向に移動する。レール５２自体は、レール５２に直交する矢印５４の方向に移動可能であり、インクジェットプリントヘッド５１は、シート状をなす基材４のための基材支持体５５上を自由に移動する。
【０１９０】
図３に示すように、適用装置１は、この種のフラットベッドプリンタ５に容易に一体化され得る。この場合、適用装置１は、他のレール５６に配置され、このレール５６に沿って同様に矢印５３の方向に移動可能である。レール５６自体は、レール５６に直交する矢印５４の方向に移動可能である。
【０１９１】
明らかなように、基材支持体５５上に配置されたシート状の基材４を所望とする任意の位置においてインクジェットプリントヘッド５１及び適用装置１の双方が通過することが可能となる。したがって、黒色又はカラーのインクジェット印刷をフォイルの適用と組み合わせることが可能であり、この場合、インクジェット印刷は、基材４に対して、かつ及び既に適用された転写プライ２１に対して、直接行われ得る。
【０１９２】
代替案として、適用装置１は、シート状又は連続的な基材のための大判プリンタに統合することも可能である。図４は、先行技術に係るそのようなプリンタ６の例示的な実施例を示している。
【０１９３】
ここで再び、インクジェットプリントヘッド６１は、レール６２上に配置されており、このレールに沿って矢印６３の方向に移動可能である。この場合、レール６２は、フラットベッドプリンタ５と異なり、所定の位置に固定されている。代わりに、基材４が、適切な搬送手段によって、インクジェットプリントヘッド６１の移動方向に直交する矢印６４の方向へと、インクジェットプリントヘッド６１に対して移動する。
【０１９４】
適用装置１の統合について図５に示すように、この装置は、レール６２に対して平行に延在する他のレール６５上に配置されている。したがって、適用装置１は、インクジェットプリントヘッド６１と平行に、矢印６３の方向に移動可能である。したがって、インクジェットプリントヘッド６１の移動方向に直交する矢印６４の方向への基材の移動と組み合わせて、基材４全体がインクジェットプリントヘッド６１及び適用装置１の双方を通過することが可能である。これにより、フラットベッドプリンタ５について既に説明した印刷及び適用効果を実現することができる。代替例として、レール６５がインクジェットプリントヘッド６１の後に一体化されてもよく、この場合、適用された転写プライ２１の重ね刷りはもはや不可能となる。
【０１９５】
図６の概略的な断面図は、上記の場合における、例えば、基材の移動を実現する方法を示している。基材４は、循環するスチールベルト６６上に配置されている。このスチールベルト６６は、２つのローラ６７によって前後に移動可能である。この場合、スチールベルト６６は、フォイルを適用するための逆圧ユニットとして、適用装置１のプレスローラ１６と同時に作用する。
【符号の説明】
【０１９６】
１      適用装置
１１    供給ローラ
１２    ガイドローラ
１３    インクジェットプリントヘッド
１４    第１のＵＶ光源
１５    偏向ローラ
１６    プレスローラ
１６’  インプレッションローラ
１７    第２のＵＶ光源
１８    ローラ
１９    ローラ
２      フォイル
２１    転写プライ
２２    キャリアプライ
２３    剥離層
２４    ワニス層
２５    金属層
２６    プライマー
３      接着剤
４      基材
５      フラットベッドプリンタ
５１    インクジェットプリントヘッド
５２    レール
５３    矢印
５４    矢印
５５    基材支持部
５６    レール
６      大判プリンタ
６１    インクジェットプリントヘッド
６２    レール
６３    矢印
６４    矢印
６５    レール
６６    スチールベルト
６７    ローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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