(57)【要約】【課題】低コストで、凸部を有する転写面に対して良好に箔を転写することができるホットスタンプ装置を提供する。【解決手段】実施の形態に係るホットスタンプ装置は、凸部を有する転写面に転写される転写フィルム１０と、転写フィルム１０を転写面に対して押圧する押圧パッド１０４とを備え、押圧パッド１０４は、シリコン材料からなり、転写面に対向する押圧面１０６ａと、押圧面１０６ａに対向する対向面１０６ｂを有し、対向面１０６ｂには、転写面の凸部に対応した凹部１０６ｃが形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凸部を有する転写面に転写される転写フィルムと、
前記転写フィルムを前記転写面に対して押圧する押圧パッドと、
を備え、
前記押圧パッドは、シリコン材料からなり、
前記転写面に対向する押圧面と、前記押圧面に対向する対向面を有し、
前記対向面には、前記転写面の凸部に対応した凹部が形成されている、
ホットスタンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホットスタンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、凹部を有する転写面に対して箔を転写するホットスタンプ方法が開示されている。特許文献１では、減圧状態で凹部を有する転写面に対して箔をスタンプ部材により押圧した後、大気圧状態でスタンプ部材の押圧を解除する。
【０００３】
特許文献２には、カラーコピーの曲面転写方法が開示されている。特許文献２に記載の転写方法では、加熱プリンターに設けたシリコンゴムによって加熱押圧することにより、カラートナー画像を、曲面を有する被複写素材の表面に転写する。
【０００４】
特許文献３には、三次元曲面に対する熱転写方法が記載されている。特許文献３では、三次元曲面の箔転写面を傾けることにより近似二次元曲面とし、箔転写面と平行に傾斜軸設された熱転写ロールの水平相対移動で箔転写を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１１１０４５号公報
【特許文献２】特開平１０−２３６０８８号公報
【特許文献３】特許第２０４６６４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、押圧工程を減圧状態で行うため、転写面を有する製品とスタンプ部材とを配置する真空チャンバーが必要となり、設備が大型化、複雑化し、設備コストが高くなる。また、真空チャンバー内を所定の圧力とするため、真空引きの時間が必要となり、成形サイクルが長く、生産コストが高くなる。製品が大型化すると、上記の問題はさらに顕著となる。
【０００７】
特許文献３では、直線部とこれに連続する曲面部を有する三次元曲面を被転写対象としており、直線状のローラーで箔を製品に押さえつけるため、三次元の自由曲面には対応できない。また、製品の傾きとローラーの移動を同期させる必要があるため、設備が複雑になり、設備コストが高くなる。
【０００８】
本発明は、上記のような問題点を背景としてなされたものであり、本発明の目的は、低コストで、凸部を有する転写面に対して良好に箔を転写することができるホットスタンプ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施の形態に係るホットスタンプ装置は、凸部を有する転写面に転写される転写フィルムと、前記転写フィルムを前記転写面に対して押圧する押圧パッドとを備え、前記押圧パッドは、シリコン材料からなり、前記転写面に対向する押圧面と、前記押圧面に対向する対向面を有し、前記対向面には、前記転写面の凸部に対応した凹部が形成されているものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、低コストで、凸部を有する転写面に対して良好に箔を転写することができるホットスタンプ装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態に係るホットスタンプ装置の前体構成を示す図である。
【図２】実施の形態に係るホットスタンプ装置で転写される転写フィルムの構成の一例を示す図である。
【図３】実施の形態に係るホットスタンプ装置を用いた転写工程を説明する図である。
【図４】実施の形態に係るホットスタンプ装置を用いた転写工程を説明する図である。
【図５】実施の形態に係るホットスタンプ装置を用いた転写工程を説明する図である。
【図６】実施の形態に係るホットスタンプ装置を用いた転写工程を説明する図である。
【図７】転写時の押圧パッドの状態を示す図である。
【図８】転写時の接着層と製品の状態を示す図である。
【図９】実施の形態のホットスタンプ装置に用いられる押圧パッドの構成を説明する図である。
【図１０】実施の形態のホットスタンプ装置に用いられる押圧パッドの構成を説明する図である。
【図１１】転写時の図９、１０で示される押圧パッドの状態を示す図である。
【図１２】転写時の図９、１０で示される押圧パッドの状態を示す図である。
【図１３】転写時の図９、１０で示される押圧パッドの状態を示す図である。
【図１４】接着層温度と接着圧力との関係を示すグラフである。
【図１５】製品温度と接着層温度との関係を示すグラフである。
【図１６】製品温度と押圧パッド温度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、実施の形態について説明する。以下の図面においては、同じ作用を奏する構成要素には同じ符号を付している。なお、各図における寸法関係は実際の寸法関係を反映するものではない。
【００１３】
実施の形態に係るホットスタンプ装置について、図１を参照して説明する。図１は、ホットスタンプ装置１００の全体構成を示す図である。ホットスタンプ装置１００は、凸状に湾曲した板状の部材である製品１０１に対して転写を行う。図１に示すように、ホットスタンプ装置１００は、固定治具１０２、ヒータ１０３、押圧パッド１０４を備えている。
【００１４】
製品１０１に転写される転写フィルム１０としては、例えば、図２のような構成のものを用いることができる。図２に示すように、転写フィルム１０は、キャリア層１１、離型層１２、クリア層１３、蒸着層１４、接着層１５を有している。
【００１５】
キャリア層１１は、製品１０１に転写されるクリア層１３、蒸着層１４を保持するベースフィルムである。キャリア層１１としては、例えば、厚みが５０〜１００μｍのオレフィン系の樹脂や、ウレタン系の樹脂を用いることができる。離型層１２は、転写後に、キャリア層１１をクリア層１３から剥離するために設けられている。
【００１６】
クリア層１３は、蒸着層１４を保護するための層である。クリア層１３は、厚みが４〜１０μｍのアクリル系、ウレタン系、又はポリエステル系の樹脂からなる。蒸着層１４は、Ｓｎ（錫）、Ｉｎ（インジウム）等の金属層である。
【００１７】
接着層１５は、蒸着層１４を製品１０１の転写面上に固着する。接着層１５は、厚みが３〜１０μｍのアクリル系、塩化酢酸ビニル系の接着剤からなる。接着層１５は、加熱することにより低粘度化するホットメルト系接着剤である。
【００１８】
なお、転写フィルム１０の構成は上記のものに限定されない。例えば、ベースフィルム上に、転写される金属蒸着膜が直接形成されたものであってもよい。
【００１９】
固定治具１０２は、被転写対象となる製品１０１を保持する。製品１０１は、固定治具１０２上に、凸部を有する転写面が上向きになるように配置される。製品１０１の上部には、ヒータ１０３が配置される。また、ヒータ１０３の上側には、転写フィルム１０が配置される。ヒータ１０３は、製品１０１を加熱すると同時に、転写フィルム１０を加熱する。
【００２０】
さらに、転写フィルム１０の上部には、押圧パッド１０４が配置される。押圧パッド１０４は、製品１０１の転写面に対向するように配置される。転写フィルム１０は、製品１０１と押圧パッド１０４との間に配置される。押圧パッド１０４は、転写の際に、所定の接着圧力で転写フィルム１０を製品１０１に押し付ける。押圧パッド１０４は、シリコン材料からなり、例えば、ゴム硬度５〜５０度、延伸性２００％以上、耐熱性１５０℃以上のものが好ましく用いられる。
【００２１】
押圧パッド１０４には図示しない駆動部が接続されている。転写フィルム１０の製品１０１への接着圧力は、適宜変更可能である。押圧パッド１０４は、例えば、内部に２００〜２５０℃の熱風を流すことにより加熱される。ヒータ１０３は、例えば、製品１０１の温度が６０〜８０℃、転写フィルム１０の温度が１００〜１２０℃となるように、各構成部材を加熱する。なお、固定治具１０２、押圧パッド１０４を加熱するヒータコイル等の加熱手段をそれぞれ設けることも可能である。
【００２２】
なお、図１においては図示していないが、押圧パッド１０４には、製品１０１の凸部に対応して形成された凹部が設けられている。押圧パッド１０４の詳細な構成については後に詳述する。
【００２３】
ここで、図３〜図６を参照して、ホットスタンプ装置１００を用いて転写工程について説明する。図３〜図６は、ホットスタンプ装置１００を用いた転写工程を模式的に示す工程図である。
【００２４】
図３は、転写フィルム１０、製品１０１のセット工程を示している。図３に示すように、まず、製品１０１の凸部を有する転写面が上向きになるように、固定治具１０２上に取付けられる。また、製品１０１の転写面に接着層１５が対向するように、転写フィルム１０が配置される。
【００２５】
図４は、転写フィルム１０、製品１０１の加熱工程を示している。図４に示すように、ヒータ１０３により、転写フィルム１０、製品１０１が加熱される。
【００２６】
図５は、プレス・転写工程を示している。図５に示すように、押圧パッド１０４が、製品１０１側に移動し、転写フィルム１０を製品１０１の転写面に押し付ける。本実施の形態では、接着圧力を、例えば、０．２ＭＰａとすることができる。
【００２７】
図６は、転写フィルム１０、製品１０１の取出し工程を示している。押圧パッド１０４による押圧を解除している間に、接着層１５が冷却されて、接着層１５が固化し、蒸着層１４が製品１０１の転写面に固着する。その後、製品１０１から転写フィルム１０のキャリア層１１、離型層１２を剥がすことにより、クリア層１３及び蒸着層１４が凸部を有する転写面上に接着層１５により固着した製品１０１が得られる。
【００２８】
ここで、図７、８を参照して、実施の形態の効果について説明する。図７は転写時の押圧パッドの状態を示す図であり、図８は転写時の接着層と製品の状態を示す図である。図７において、押圧パッド１０４が最初に転写フィルム１０に接触する点を丸で示し、これを起点とする。図７に示す例では、製品１０１の凸部の頂点が起点となる。
【００２９】
上述したように、押圧パッド１０４は、ゴム硬度が５〜５０度の軟らかいパッドである。このため、押圧パッド１０４が転写フィルム１０側に押し付けられるに従い、押圧パッド１０４と転写フィルム１０の接触する面積が、起点から転写フィルム１０の外側へ向かって徐々に増える。
【００３０】
これにより、転写フィルム１０を起点から外側へ向かって製品１０１に貼り合せることができる。すなわち、製品１０１の凸部の頂点から裾部に向かって、徐々に転写フィルム１０が貼着される。このため、凸部を有する製品１０１に押圧転写を行う際に、気泡を押出しながら、シワを伸ばして、転写フィルム１０を貼り合せることができ、外観品質を向上させることが可能となる。
【００３１】
また、上述の通り、製品１０１、押圧パッド１０４、転写フィルム１０がそれぞれ所定の温度に加熱された状態で、転写が行われる。このため、図８に示すように、転写フィルム１０の接着層１５が製品１０１に接触した際に、転写フィルム１０から製品１０１側に逃げる熱を抑制することが可能となる。これにより、接着層１５の温度低下を抑制することができ、低い接着圧力で転写フィルム１０を製品１０１に接着することが可能となる。
【００３２】
ここで、図９〜図１３を参照して、押圧パッド１０４の構成について詳細に説明する。押圧パッド１０４は、図９に示す第１押圧パッド部１０５と、図１０に示す第２押圧パッド部１０６とを有する。
【００３３】
図９に示すように、第１押圧パッド部１０５は平板状の部材であり、第１面１０５ａ、第２面１０５ｂ、凹部１０５ｃを備える。第１面１０５ａには、凹部１０５ｃが形成されている。凹部１０５ｃは、製品１０１の凸部に対応して形成されている。第１面１０５ａに対向する第２面１０５ｂは、ホットスタンプ装置１００に取付けられる。
【００３４】
図１０に示すように、第２押圧パッド部１０６は平板状の部材であり、押圧面１０６ａ、対向面１０６ｂ、凹部１０６ｃを備える。押圧面１０６ａは、製品１０１の転写面に対向して配置され、転写フィルム１０に接触して当該接触フィルムを製品１０１に押し付ける。押圧面１０６ａに対向する対向面１０６ｂには、凹部１０６ｃが形成されている。凹部１０６ｃは、製品１０１の凸部に対応して形成されている。
【００３５】
図１１に示すように、対向面１０６ｂは、図９に示す第１面１０５ａに対向して配置される。したがって、押圧パッド１０４には、凹部１０５ｃと凹部１０６ｃとにより、製品１０１の転写面の形状に対応した肉抜き部が形成される。本実施の形態では、第１押圧パッド部１０５はゴム硬度５０度であり、第２押圧パッド部１０６はゴム硬度１０度である。
【００３６】
ここで、図１１〜１３を参照して、転写時の図９、１０で示される押圧パッドの状態について説明する。図１１において、押圧パッド１０４の押圧面１０６ａが最初に転写フィルム１０に接触する点を丸で示し、これを起点とする。
【００３７】
上述したように、押圧パッド１０４が転写フィルム１０側に押し付けられるに従い、図１２に示すように、押圧パッド１０４と転写フィルム１０の接触する面積が、起点から転写フィルム１０の外側へ向かって徐々に増える。
【００３８】
上述したように、第１押圧パッド部１０５よりも第２押圧パッド部１０６の方が軟質であるため、第１押圧パッド部１０５よりも第２押圧パッド部１０６の変形が大きくなる。押圧パッド１０４には、凹部１０６ｃ、凹部１０５ｃからなる肉抜き部が形成されているため、製品１０１に押し付けられるに従って、第２押圧パッド部１０６が転写面に倣うように変形する。これにより、減圧状態とすることなく、凸部を有する製品１０１に適切にホットスタンプを行うことが可能となる。
【００３９】
図１４に、接着層温度と接着圧力との関係を示す。上述の通り、実施の形態では、製品１０１を６０〜８０℃、転写フィルム１０を１００〜１２０℃となるように加熱している。この場合、図１４に破線で示すように、接着層１５の温度が９０〜１００℃となる。接着層１５はホットメルト系接着剤であり、温度が高くなるにつれ軟化するため、低い接着圧力で転写フィルム１０を貼り付けることが可能となる。
【００４０】
図１５に、製品温度と接着層温度との関係を示す。図１５において、ひし形で示す結果が押圧パッド１０４の温度が１００℃の場合であり、四角で示す結果が押圧パッド１０４の温度が１５０℃の場合である。
【００４１】
図１５に示すように、製品１０１の温度を上げると、接着層１５の温度が上がることがわかる。また、押圧パッド１０４の温度の上昇に伴い、接着層１５の温度が上がる。このため、押圧パッド１０４の接着圧力を低下させるために、製品１０１の温度、押圧パッド１０４の温度を調整し、接着層１５の温度が低下しないようにする必要がある。
【００４２】
図１６に、製品温度と押圧パッド温度との関係を示すグラフである。上述のように、製品１０１の温度が６０〜８０℃、押圧パッド１０４の温度が１００〜１５０℃となるようにすることにより、０．２ＭＰａ以下の接着圧力で転写フィルム１０の接着を行うことが可能となる。
【００４３】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。実施の形態において示した工程手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合せ等は一例であって、プロセス条件や設計要求等に基づき種々変更可能である。例えば、第１押圧パッド部１０５、第２押圧パッド部１０６の凹部の形状（押圧パッド１０４の肉抜き部の形状）は、製品１０１の凸部の形状に応じて適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１００  ホットスタンプ装置
１０１  製品
１０２  固定治具
１０３  ヒータ
１０４  押圧パッド
１０５  第１押圧パッド部
１０６  第２押圧パッド部
１０５ａ  第１面
１０５ｂ  第２面
１０５ｃ  凹部
１０６ａ  押圧面
１０６ｂ  対向面
１０６ｃ  凹部
１０  転写フィルム
１１  キャリア層
１２  離型層
１３  クリア層
１４  蒸着層
１５  接着層
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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