JP4679863B2

JP4679863B2 - 水圧転写装置とその残滓排出機構

Info

Publication number: JP4679863B2
Application number: JP2004273820A
Authority: JP
Inventors: 盛昌人山; 合達己落
Original assignee: Trinity Industrial Corp
Current assignee: Trinity Industrial Corp
Priority date: 2004-09-21
Filing date: 2004-09-21
Publication date: 2011-05-11
Anticipated expiration: 2024-09-21
Also published as: JP2006088385A; US20060060291A1

Description

本発明は、水圧転写槽の水面に供給された水圧転写用フィルムの上から被転写物を押し当てて水没させる水圧転写装置に係り、特に、水圧転写槽の水面に浮かんだ水圧転写用フィルムの残滓を水圧転写槽の槽外へ排出させる残滓排出機構を有した水圧転写装置とその残滓排出機構に関する。

水圧転写により柄付けした被転写物は、水圧転写の媒体としての役目を果たして不要となった水溶性フィルムを水洗洗浄により除去して、表面に付着した水分を乾燥させた後、最終仕上げとして表面保護のためのトップコートをクリア塗装によって施すのが一般的であるが、例えば自動車の内装部品や外装部品のように様々な三次元形状を有する被転写物に全体的に均一な表面保護コートを施すクリア塗装は高度な技術が要求されると同時に、その塗装作業を自動的に行なう塗装装置は煩雑な制御が必要となるので、トップコートを施すための加工コストや設備費が著しく嵩むという問題があった。

そこで、高度な技術や煩雑な制御を要しない簡易な手段によって被転写物に均一な表面保護コートを施すことができる水圧転写用フィルムが提案されている。この種の水圧転写用フィルムは、水溶性フィルムとその片面に形成した印刷層との間に、紫外線等の活性エネルギー線の照射もしくは加熱により硬化させて表面保護コートとする非水溶性の硬化性樹脂層が形成された多層フィルムで成り、該フィルムの印刷層を硬化性樹脂層と共に被転写物の表面に水圧転写した後、その硬化性樹脂層が紫外線硬化型樹脂で形成されている場合は紫外線を照射し、また、硬化性樹脂層が熱硬化型樹脂で形成されている場合はその硬化温度に加熱するだけの簡単な加工によって、被転写物の表面に均一な表面保護コートを施すことができるようになっている（特許文献１参照）。

しかし、この種の水圧転写用フィルムを使用すると、被転写物に転写されない該フィルムの余剰部分が水圧転写槽の水面に滓として残り、そのフィルムの残滓は、硬化性樹脂層を形成していた低比重で非水溶性の樹脂膜が主体となっているため、水圧転写槽の水面を浮遊して水圧転写槽から出槽する被転写物や水圧転写槽内に入槽する後続の被転写物に付着し、その表面にブツ等の欠陥不良を生じさせるおそれがある。

そのため、従来は、水圧転写用フィルムが供給される水圧転写槽の水面に該フィルムに皺を生じない程度の流速で一方向に流れる表面流を生じさせるように水圧転写槽内の水を常時循環させて、その表面流で水面に浮かんだ残滓を押し流すようにしているが（特許文献２参照）、このような手段のみでは、水圧転写槽の水面に浮かんだフィルムの残滓をその水面から短時間で効果的に取り除くことが困難であるため、水圧転写の生産タクトを早めて生産効率を高めようとすると、先行の被転写物に転写されなかったフィルムの残滓が被転写物の表面に付着してその表面にブツを生ずるおそれがあった。
特開２００３−２００６９８号公報特開２００３−２６１１２２号公報

そこで本願出願人は、水圧転写槽の水面に残った水圧転写用フィルムの残滓が被転写物の表面に付着してその表面にブツが生ずることを防止するために、水圧転写用フィルムの上から押し当てた被転写物が水圧転写槽の槽内に水没している間に、その水面に浮かんだ水圧転写用フィルムの残滓を被転写物が入出槽する水圧転写槽の入槽側と出槽側の双方から吸い込んで槽外へ排出させる一対の吸引機構付きゲートを設けた水圧転写装置を開発した（特願２００４−２０８７４９号）。

この水圧転写装置に設けられた吸引機構付きゲートは、水圧転写槽の幅方向に沿ってスリット状に開口する吸込口から水圧転写槽の水面に浮かんだ水圧転写用フィルムの残滓をその槽内の水と共に吸い込んで、その吸込口に接続した吸引ホースを通じて水圧転写槽の槽外へ排出させる構成となっているが、上記の如く水溶性フィルムと印刷層との間に非水溶性の硬化性樹脂層が形成された水圧転写用フィルムは、被転写物の表面に転写されなかった余剰の硬化性樹脂層が薄い樹脂膜の残滓となって水圧転写槽の水面に浮かび、その樹脂膜は非水溶性で膜切れし難い性状を有しているので、水圧転写用フィルムの使用サイズが大きく、残滓となる樹脂膜のサイズも大きい場合は、被転写物が水圧転写槽内に水没している間にその樹脂膜の全てを前記吸込口から素早く吸い込んで槽外へ排出させることが困難であるという問題があった。

本発明は、使用する水圧転写用フィルムが水溶性フィルムと印刷層との間に非水溶性の硬化性樹脂層が形成されたものであっても、また、その使用サイズが大きい場合であっても、該フィルムの残滓を水圧転写槽の槽外へ素早く排出させて、その残滓が被転写物の表面に付着してブツが生ずることを確実に防止できるようにすることを技術的課題としている。

上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明は、水圧転写槽の水面に浮かんだ水圧転写用フィルムの残滓を水圧転写槽の槽外へ排出させる残滓排出機構を有した水圧転写装置であって、水圧転写槽の水面に浮かんだ水圧転写用フィルムの残滓をその槽内の水と共に吸い込む吸込口に接続された管を通じて前記残滓と水を真空吸引する真空チャンバが設けられ、該真空チャンバに、そのチャンバ内に吸引された前記残滓と水を排出する排出口と、該排出口を開閉するドレーン弁とが設けられ、該ドレーン弁が、前記真空チャンバ内を真空化する真空ポンプの吸引力によって閉弁し、該真空ポンプの吸引力が前記真空チャンバ内に吸引された前記残滓と水の重量に抗し得なくなったときにその重量によって開弁するように構成されている残滓排出機構を有することを特徴としている。

本発明の水圧転写装置は、真空チャンバの排出口をドレーン弁で閉鎖してそのチャンバ内を真空化することにより、水圧転写槽の水面に浮かんだ水圧転写用フィルムの残滓が水圧転写槽内の水と共に吸込口から素早く吸い込まれて、該吸込口に接続された管を通じて真空チャンバ内に真空吸引される。そして、ドレーン弁を開弁させて真空チャンバの排出口を開放することにより、その排出口から真空チャンバ内に吸引された水圧転写用フィルムの残滓と水が排出される。

また、請求項７に係る発明は、水圧転写槽の水面に浮かんだ水圧転写用フィルムの残滓を水圧転写槽の槽外へ排出させる残滓排出機構であって、前記残滓を水圧転写槽内の水と共に真空吸引する真空チャンバに、該チャンバ内に吸引された前記残滓と水を排出する排出口と、該排出口を開閉するドレーン弁とが設けられ、該ドレーン弁が、前記真空チャンバ内を真空化する真空ポンプの吸引力によって閉弁し、該真空ポンプの吸引力が前記真空チャンバ内に吸引された前記残滓と水の重量に抗し得なくなったときにその重量によって開弁するように構成されていることを特徴としている。

本発明の残滓排出機構は、真空ポンプの吸引力で真空チャンバ内を真空化することにより、ドレーン弁が閉弁して、該ドレーン弁で真空チャンバの排出口が閉鎖され、そのチャンバ内に残滓と水が真空吸引される。そして、真空チャンバ内に吸引された残滓と水の重量に抗することができない程度に真空ポンプの吸引力を低下させると、その残滓と水の重量でドレーン弁が開弁して真空チャンバの排出口が開放され、該排出口から真空チャンバ内の残滓と水が排出される。

本発明によれば、水圧転写槽の水面に浮かんだ水圧転写用フィルムの残滓を真空チャンバで真空吸引するので、使用する水圧転写用フィルムが例えば水溶性フィルムと印刷層との間に非水溶性の硬化性樹脂層が形成されたものであっても、また、その使用サイズが大きい場合であっても、該フィルムの残滓を水圧転写槽の槽外へ素早く排出させて、その残滓が被転写物の表面に付着してブツが生ずることを確実に防止できるという効果がある。

本発明に係る水圧転写装置の最良の実施形態は、水圧転写槽の水面に浮かんだ水圧転写用フィルムの残滓をその槽内の水と共に吸い込む吸込口に接続された管を通じて残滓と水を真空吸引する真空チャンバが水圧転写槽の槽外に設置され、該真空チャンバに、そのチャンバ内に吸引された残滓と水を排出する排出口と、該排出口を開閉するドレーン弁とが設けられた残滓排出機構を有している。

また、その残滓排出機構は、前記ドレーン弁が、真空チャンバ内を真空化する真空ポンプの吸引力によって自動的に閉弁し、該真空ポンプの吸引力が真空チャンバ内に吸引された残滓と水の重量に抗し得なくなったときにその重量により自動的に開弁するように構成されると共に、真空チャンバ内に吸引される残滓と水が一定量に達したときに、その真空ポンプの吸引力を低下させることによりドレーン弁を開弁させて、真空チャンバ内に吸引された残滓と水を該チャンバの排出口から排出させる制御装置が設けられている。

また、制御装置は、真空チャンバ内の真空度を検出する圧力計の検出信号もしくは真空チャンバ内の水位を検出する液面計の検出信号に基づいて、真空チャンバ内に吸引された残滓と水が一定量に達したか否かを判断するように構成されている。

また、前記ドレーン弁で開閉する真空チャンバの排出口は、該排出口から排出される残滓と水を落とし込んでその残滓を余剰水と共に槽外へ溢出させるオーバーフロー槽の水面下に配置されている。

更に、水圧転写装置は、水圧転写槽の水面に浮かんだ水圧転写用フィルムの残滓がその槽内の水と共に前記吸込口から吸い込まれる際に水圧転写槽の水位が低下しないようにその槽内に水を補給する給水装置と、前記オーバーフロー槽の槽外へ溢出した余剰水を回収する回収槽と、その余剰水と共にオーバーフロー槽の槽外へ溢出した残滓を分離回収する残滓回収装置が設けられると共に、省資源のために、真空チャンバの排出口から前記オーバーフロー槽に排出されて前記回収槽に回収された水を前記給水装置に送給する送水径路が形成されている。

図１は本発明に係る水圧転写装置の一例を示す全体図、図２はその残滓排出機構の主要な動作を示す図である。

図１に示す水圧転写装置は、水圧転写槽１の槽内に、その水面に浮かんだ水圧転写用フィルムの残滓を槽内の水と共に吸い込む吸込口２が設置され、水圧転写槽１の槽外に、吸込口２から吸い込む残滓と水をその吸込口２に接続されたサイフォン管３を通じて真空吸引する真空チャンバ４が設置されている。

真空チャンバ４は、縦筒型に形成されて、その上端側に、チャンバ内を真空ポンプ５で排気して真空化するための排気口６が形成されると共に、チャンバ内の真空度を検出する圧力計７と、チャンバ内の水位を検出する液面計８が設置され、下端側に、チャンバ内に吸引された水圧転写用フィルムの残滓Ｆと水Ｗを排出するための排出口９と、該排出口９を開閉するドレーン弁１０が設けられている。

ドレーン弁１０は、排出口９を密閉できる程度の大きさを有した平板状の弁体１１と、該弁体１１が排出口９に対して進退可能なようにその弁体１１の周囲を複数本のバーによって上下方向に揺動自在に支持するガイド枠１２とで構成されている。そして、ドレーン弁１０と排出口９が、該排出口９から排出される残滓Ｆと水Ｗを落とし込んでその残滓Ｆを余剰水と共に槽外へ溢出させるオーバーフロー槽１３の水面下に配置されている。これにより、ドレーン弁１０は、その弁体１１が、図１鎖線図示の状態から、真空チャンバ４内を真空化する真空ポンプ５の吸引力でオーバーフロー槽１３内の水と共に排出口９に吸い寄せられて、図１実線図示の如く、排出口９を閉鎖する閉弁状態となり、また、真空ポンプ５の吸引力を低下させてその吸引力が真空チャンバ４内に吸引された残滓Ｆと水Ｗの重量に抗し得なくなったときに、その重量で弁体１１が排出口９から離脱して、該弁体１１が図１鎖線図示の如く排出口９を開放した開弁状態となるように構成されている。つまり、ドレーン弁１０は、真空チャンバ４内を真空化する真空ポンプ５の吸引力によって閉弁し、該真空ポンプ５の吸引力が真空チャンバ４内に吸引された残滓Ｆと水Ｗの重量に抗し得なくなったときにその重量によって開弁するように構成されている

真空ポンプ５は、ブロワを駆動するインバータモータの回転速度を制御することによってそのブロワによる真空チャンバ４の排気口６からの排気量を可変できるルーツブロワ等が用いられると共に、その真空ポンプ５の吸引力によって真空チャンバ４内に吸引された残滓Ｆと水Ｗが一定量に達したときに、該真空ポンプ５の排気量を低減させてその吸引力を低下させることによりドレーン弁１０を開弁させる制御装置１４が設けられている。

制御装置１４は、真空チャンバ４内の真空度を検出する圧力計７の検出信号に基づいて真空ポンプ５のブロワを駆動するインバータモータの回転数を可変することにより、ブロワの排気量を調節してポンプの吸引力を加減する制御信号を出力するようになっている。すなわち、真空チャンバ４内に真空吸引される残滓Ｆと水Ｗの量が増加すると、それに応じてチャンバ内の圧力が高まり、その圧力によってチャンバ内の残滓Ｆと水Ｗの量を検出する圧力計７からその量が一定量に達したことを検出する信号が出力されると、その検出信号に基づいて、制御装置１４から真空ポンプ５に対して該ポンプの排気量を低減して吸引力を低下させる制御信号が出力される。これにより、ドレーン弁１０が、真空チャンバ４内に吸引された残滓Ｆと水Ｗの重量で自動的に開弁して、真空チャンバ４の排出口９が開放され、該排出口９を通じて真空チャンバ４内の残滓Ｆと水Ｗがオーバーフロー槽１３内に落とし込まれる。

なお、圧力計７から真空チャンバ４内の残滓Ｆと水Ｗが一定量に達したことを検出する信号が出力されるのは、真空チャンバ４内に真空吸引される残滓Ｆと水Ｗが排気口６から流出して真空ポンプ５内に流入しない程度の満杯状態に達したときである。

液面計８は、真空チャンバ４内の残滓Ｆと水Ｗが排気口６から流出して真空ポンプ５に故障が生ずることを防止するために、真空チャンバ４内に吸引される残滓Ｆと水Ｗが一定量を超えたときに真空ポンプ５の稼動を停止させる安全装置として設けられており、該液面計８で検出される水位が一定以上になると制御装置１４から真空ポンプ５に対してその稼動を停止させる制御信号が出力されるようになっている。なお、圧力計７に代えて、真空チャンバ４内に吸引される残滓Ｆと水Ｗが一定量に達したか否かを液面計８で検出し、その検出信号により真空ポンプ５の吸引力を低下させるようにしてもよい。

また、真空チャンバ４の排出口９から残滓Ｆと水Ｗが落とし込まれるオーバーフロー槽１３には、ドレーン弁１０の弁体１１やガイド枠１２に付着する残滓を払拭させると同時に、その槽内の残滓を余浄水と共に槽外へ溢出させる水流を生じさせるノズル１５が設置されている。更に、図１の水圧転写装置には、オーバーフロー槽１３の槽外へ溢出した余剰水を回収する回収槽１６と、その余剰水と共に溢出した残滓を分離回収する残滓回収装置１７が設けられており、該残滓回収装置１７は、例えばオーバーフロー槽１３から溢出して回収槽１６に落とし込まれる余剰水から残滓だけを濾し取るネットコンベア１８と、該コンベアで濾し取った残滓の貯留槽１９とで構成されている。

また、本例の水圧転写装置は、水圧転写槽１の水面に浮かんだ水圧転写用フィルムの残滓がその槽内の水と共に吸込口２から吸い込まれる際に水圧転写槽１の水位が低下しないようにその槽内に水を補給する給水装置２０が設けられている。この給水装置２０は、真空チャンバ４の排出口９から排出されてオーバーフロー槽１３から回収槽１６に回収された水を有効利用するために、その回収槽１６内の水が送水径路２１を通じて送給されるようになっている。

なお、給水装置２０は、回収槽１６から送水径路２１を通じて送給される水を貯留する給水槽２２の槽内から水圧転写槽１内へ水を補給する給水配管２３に、制御装置１４で開閉制御される自動バルブ２４が設けられて、給水量を調節することができるようになっており、給水槽２２には、余剰水を水圧転写槽１内に溢流させるオーバーフロー配管２５が設けられている。また、送水径路２１は、送水ポンプ２６と、該ポンプ２６で送水する回収槽１６内の水を濾過するストレーナ２７と、該ストレーナ２７で濾過した水を送水ポンプ２６で給水装置２０の給水槽２２に送給する送水配管２８とで構成されている。

以上が、図１に示す水圧転写装置の全体的な構成と動作であり、次に、その水圧転写装置が有する残滓排出機構の主要な動作を図２によって具体的に説明する。

未だ水圧転写槽の水面に水圧転写用フィルムが供給されていないときは、真空ポンプ５を停止もしくは低速運転して、第２図（ａ）の如く、ドレーン弁１０が自重で開弁して真空チャンバ４の排出口９が開放状態となっている。

この状態から、水圧転写用フィルムが水圧転写槽の水面に供給されてそのフィルムの上に押し当てられた被転写物が槽内に水没すると、直ちに真空ポンプ５を稼動させて真空チャンバ４内を真空化する。これにより、図２（ｂ）の如く、ドレーン弁１０の弁体１１がオーバーフロー槽１３内の水と共に真空チャンバ４の排出口９に吸い寄せられてドレーン弁１０が自動的に閉弁し、該ドレーン弁１０で排出口９が閉鎖されると同時に、水圧転写槽の水面に浮かんだ水圧転写用フィルムの残滓Ｗとその槽内の水Ｗが、図１の吸込口２に接続されたサイフォン管３を通じて図２（ｃ）の如く真空チャンバ４内に真空吸引される。

そして、図２（ｄ）の如く、真空チャンバ４内に吸引される残滓Ｆと水Ｗが排気口６から流出しない限界量に近い一定量に達すると、その量を真空チャンバ４内の真空度によって検出する圧力計７の検出信号に基づいて、図１の制御装置１４から真空ポンプ５の排気量を低減させてその吸引力を低下させる制御信号が出力され、真空チャンバ４内の真空度が低下して該チャンバ内に吸引された残滓Ｆと水Ｗの重量でドレーン弁１０が自動的に開弁し、その残滓Ｆと水Ｗが排出口９からオーバーフロー槽１３の槽内に落とし込まれて、真空チャンバ４とドレーン弁１０が、図２（ａ）の状態に復帰する。したがって、真空チャンバ４が小型のものであっても、図２（ａ）〜（ｄ）の動作を繰り返すことにより、使用サイズの大きい水圧転写用フィルムの残滓を短時間で素早く吸引して水圧転写槽の槽外へ排出させることができる。

なお、本発明の吸込口は、水圧転写槽の水面に浮かんだ水圧転写用フィルムの残滓をその槽内の水と共に吸い込めるものであればよく、その形状、構造及び設置場所等は限定されない。また、真空チャンバの排出口を開閉するドレーン弁は、水圧転写用フィルムの残滓を真空チャンバ内に真空吸引するときに閉弁し、そのチャンバ内に吸引された残滓を排出するときに開弁するものであればよく、その構造は実施例に限定されるものではない。

本発明は、水圧転写槽の水面に浮かんだ水圧転写用フィルムの残滓が、非水溶性の樹脂膜でなるものであっても、また、サイズが大きいものであっても、その残滓を水圧転写槽の槽外へ素早く排出させて被転写物の表面にブツが生ずることを確実に防止することができるので、水圧転写の品質の向上と生産性の向上に資するものである。

本発明に係る水圧転写装置の一例を示す図図１の水圧転写装置が有する残滓排出機構の動作を示す図

符号の説明

１水圧転写槽
２吸込口
３サイフォン管
４真空チャンバ
５真空ポンプ
６排気口
７圧力計
８液面計
９排出口
１０ドレーン弁
１３オーバーフロー槽
１４制御装置
１６回収槽
１７残滓回収装置
２０給水装置
２１送水径路

Claims

水圧転写槽の水面に浮かんだ水圧転写用フィルムの残滓を水圧転写槽の槽外へ排出させる残滓排出機構を有した水圧転写装置であって、水圧転写槽の水面に浮かんだ水圧転写用フィルムの残滓をその槽内の水と共に吸い込む吸込口に接続された管を通じて前記残滓と水を真空吸引する真空チャンバが設けられ、該真空チャンバに、そのチャンバ内に吸引された前記残滓と水を排出する排出口と、該排出口を開閉するドレーン弁とが設けられ、該ドレーン弁が、前記真空チャンバ内を真空化する真空ポンプの吸引力によって閉弁し、該真空ポンプの吸引力が前記真空チャンバ内に吸引された前記残滓と水の重量に抗し得なくなったときにその重量によって開弁するように構成されている残滓排出機構を有することを特徴とする水圧転写装置。
水圧転写槽の水面に浮かんだ水圧転写用フィルムの残滓がその槽内の水と共に前記吸込口から吸い込まれる際に水圧転写槽の水位が低下しないようにその槽内に水を補給する給水装置が設けられている請求項１記載の水圧転写装置。
前記排出口から排出された水を前記給水装置に送給する送水径路が形成されている請求項２記載の水圧転写装置。
前記真空ポンプの吸引力で前記真空チャンバ内に吸引される前記残滓と水が一定量に達したときに、その真空ポンプの吸引力を低下させて前記ドレーン弁を開弁させる制御装置が設けられている請求項１、２又は３記載の水圧転写装置。
前記ドレーン弁で開閉する前記排出口が、該排出口から排出される前記残滓と水を落とし込んでその残滓を余剰水と共に槽外へ溢出させるオーバーフロー槽の水面下に配置されている請求項１、２、３又は４記載の水圧転写装置。
前記オーバーフロー槽の槽外へ溢出した余剰水を回収する回収槽と、その余剰水と共に溢出した前記残滓を分離回収する残滓回収装置が設けられている請求項５記載の水圧転写装置。
水圧転写槽の水面に浮かんだ水圧転写用フィルムの残滓を水圧転写槽の槽外へ排出させる残滓排出機構であって、前記残滓を水圧転写槽内の水と共に真空吸引する真空チャンバに、該チャンバ内に吸引された前記残滓と水を排出する排出口と、該排出口を開閉するドレーン弁とが設けられ、該ドレーン弁が、前記真空チャンバ内を真空化する真空ポンプの吸引力によって閉弁し、該真空ポンプの吸引力が前記真空チャンバ内に吸引された前記残滓と水の重量に抗し得なくなったときにその重量によって開弁するように構成されていることを特徴とする残滓排出機構。