JP2000513667A - インクに基づくデザインを持つガラス基材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は熱硬化インクの多色画像又は装飾を持つガラス基材を製造する方法に関し、ここでは任意のタイプのインクを用いてこれらのインクにふさわしい基材上に多色画像又は装飾のモデルを作る。画像を取得する装置、画像処理ソフトウェア及び印刷手段からなる複製装置によって、１又はいくつかの熱硬化インクを使用して、前記モデルを基材上に転写する。その後、インク層を熱硬化させる。

Description

【発明の詳細な説明】 インクに基づくデザインを持つガラス基材の製造方法 本発明は、１又はそれ以上のデザイン、例えば１又はそれ以上の単色又は多色 のデザインを構成する少なくとも１つのインク（有機又は無機インク）層でコー ティングされたガラス基材を製造する方法に関し、該デザインはガラスをコーテ ィングするのに適切な１又はそれ以上のインク、好ましくは１又はそれ以上の耐 光性のインクで作られ、例えば１種エナメル又は数種のエナメルで作られる。 従来技術において、耐光性の多色装飾又は画像を持つガラス板の製造は、焼付 け用のセラミック又はエナメルインクからなる所望の多色の画像を、人手又はセ リグラフィーによってガラス板に適用し、続いて該画像又は装飾を焼付けするこ とによって行う。 セリグラフィーの使用中は、いくつかのセリグラフィー操作を色の数に依存し て次々に行わなければならず（それぞれの色が一つのセリグラフィーパス（pass age）を要求する）、それぞれの印刷操作の後で、次のインク層の印刷の前に乾 燥操作を行わなければならないことが理解される。同じ画像又は同じ装飾を多数 のガラス板に適用しなければならないときのみ、この印刷は実行可能である。同 じ画像又は同じ装飾を少数の物品に印刷する場合、それぞれの下地の色に別々の スクリーンが必要とされるので多色セリグラフィーは非常に高価になってしまう 。加えてセリグラフィースクリーンの製造及び洗浄の費用は非常に高い。 実施回数が少ない、又は個々の画像、デザイン又は装飾が関連する場合、エナ メル又はセラミックインクは人手によってガラス板に適用することもできる。し かしながら、ガラスの表面に焼付けるた めインクを人手によって適用することには、インク及びこの操作を行う個人の器 用さ、適用されたインクがガラス表面の吸収能力の欠如と通常使用する焼付のた めのインクの特性のために、様々な色を代わるがわる適用する工程の間、簡単に にじむ状態を長時間維持することに関し、特定の要求がつきまとう。 本発明の目的は、インク、特に耐光性のインクに基づくデザインを持つガラス 基材を製造する方法を提供することであり、この方法は彩色してあるデザインを 持つ少数のガラス基材を安い費用で色の劣化の危険性なしに製造するのに適切で あり、この方法は素早く再現性のある様式で良好なグラフィック品質を持つ多様 なデザインを得ることも可能にする。 この目的は本発明の方法で達成することができ、本発明の方法では、任意のタ イプのインク又は着色物質(coloured material)からなりかつ、任意のタイプの １又はそれ以上の支持体上にある所望のデザインのモデル（model）を取得し、 前記モデル上の所望の前記デザインをデジタル又はアナログデータ（又は信号） に変換し、得られた前記データ（又は信号）を画像処理ソフトウェアを使用して 処理し、そしてこの所望のデザインを画像処理ソフトウェアを搭載したコンピュ ータに接続された印刷手段によってガラス基材に、１又はそれ以上のインク層の 形で複製（又は再構成）する。言い換えれば、画像を取り込む（又は取得する） （captureing(or taking)）装置、画像処理ソフトウェア及び印刷手段を含む複 製手段によって、所望のデザインをモデルからガラス基材上に複製する。前記デ ザインはその後一般的に、適切な温度（すなわち、例えばエナメルのような無機 インクでは高温、特に約４５０〜約７５０℃までの温度）で焼き付ける。 本発明の方法は、（それぞれのデザインが固有のセリグラフィー スクリーンを必要とするセリグラフィー法と違って）印刷するデザインに従って 複製装置を変える必要なしに任意のタイプのガラス表面に任意のタイプのデザイ ンを印刷することを可能にする。更に、単色（又は多色）のデザインをもたらし 、有色の印刷手段（例えば、印刷ヘッド又は装飾ヘッド又はプロッターを持つ装 置）を使用する場合、色の数に関わりなくシングルパス（single passage）で 印刷を行うことが可能であり、それによって製造効率を稼ぎ、並びに異なる色を 適用する操作の間の乾燥操作を削除することを可能にする。加えてモデルの選択 に依存して本発明の方法は、最終的な色を得る前に焼成操作を行うことを一般に 必要とするガラス基材上でよりも素早く、モデル上で所望の色及び色相（shade ）を分類及び確定することを可能にする。本発明の方法は既に存在する画像、装 飾又はデザインを直接再現すること、すなわちそれらをガラス基材に直接転写す ることも可能にし、得られる印刷されたデザインは非常に良いグラフィック品質 を持つ（特に、満足できる様式で写真を再現することができる）。 焼付け用のエナメルタイプの光堅牢性インクを使用する場合、印刷されたデザ インが焼成後に優れた耐久性を持ち、焼成されたエナメルがガラスへの良い接着 性、良い堅さ及び良い耐変色性を示すことに注目してもよい。 本発明の方法に従ってデザインでコーティングされるガラス基材は任意のタイ プのガラス質又はガラスに基づく基材でよく、特に１又はそれ以上のガラス板の 形でよい。例えばそれは建築業又は自動車工業で使用する板ガラスでよい。デザ インを付着させるこの基材は無地のガラス基材、又は場合によっては既にデザイ ン若しくは装飾若しくは機能性コーティングを持つ基材でよい。 モデルのためのインク又は着色物質は任意のタイプのインク又は 着色物質でよく、同様にモデルのための支持体は任意のタイプの１（又はそれ以 上）の支持体でよいが、インク又は着色物質と支持体は好ましくは親和性がある 。ガラス基材をコーティングするために使用するインクに関しては、ガラスをコ ーティングするのに適切な（例えば、エナメル又はセラミックインク、感光性樹 脂等から選択）、好ましくは焼成する耐光性インクに関係する（例えばエナメル 又はセラミックインク）任意のタイプのインク（有機又は無機）でよい。インク の選択は使用する基材、所望のデザイン及びコーティングされる基材で意図され る用途に依存して当業者の能力の範囲内のことである。 好ましくは、１又はそれ以上の無機成分（特に無機顔料又は色素）を含む焼成 のための少なくとも１つのインク、及び特に好ましい態様では、焼成のための少 なくとも１つのエナメルタイプインクを使用する。少なくとも１つのエナメルを 使用する場合、使用するエナメルは一般に、少なくとも１つのガラス焼結物及び 随意に１又はそれ以上の顔料で構成される粉末を含み、並びに基材に適用するた めの所望の粘度に硬化することを可能にし及び基材に接着することを可能にする 有機及び／又は無機（通常は有機）媒体を含む。 ガラス焼結物は、例えばケイ素、鉛、亜鉛、ビスマス、チタン、ジルコニウム 、ナトリウム、ホウ素、リチウム、カリウム、カルシウム、アルミニウム、スズ 、バナジウム、モリブデン、マグネシウム等の酸化物から選択される、酸化物に 基づく任意の既知のガラス焼結体でよい。 顔料は金属酸化物、例えば酸化クロム、酸化銅、酸化鉄、酸化コバルト及び酸 化ニッケルを含む化合物から選択することができ、又はクロム酸銅、クロム酸コ バルト等から選択することができる。 エナメルはいくつかの焼結物、１又はそれ以上の金属（鉄、亜鉛 、銀等）又はエナメルで使用することができる任意の他の添加剤を含むこともで きる。 エナメル中に存在する媒体は基材に適用（印刷手段によって）するために所望 の粘度にすることを可能にしなければならず、溶媒、希釈剤、パイン油及び他の 植物油のような油、アクリル樹脂のような樹脂、石油留分、フィルム成形物質、 グリコールに基づく製品を含むことができ、それはホットメルト媒体等でよい。 本発明によるモデルなる用語は、デザインが所望のデザインと同一に一致する モデル及び特に寸法に関して必ずしも厳密に一致しないがデザインが所望のデザ インにほぼ一致するモデルの両方を指示しようとするものである。特に、デザイ ンが支持体上での実際の寸法であることは、セリグラフィーで製造する場合に必 要であるようには、必要ではない。適切な画像処理ソフトウェアの使用によって 、何の問題もなく所望の様式でモデルを補正し、例えば異なる軸に沿ってスケー ル又は寸法を変更することが特に可能である。 本発明では、既に存在するモデルを使用することができる。モデルを作ること も可能である。従って本発明の１つの態様では、印刷するデザインは任意のタイ プの１（又はそれ以上）の支持体上に該支持体に適切なインク又は着色物質を使 用して初めに作り（又は任意のタイプのインク又は着色物質で該インク又は着色 物質に適切な１（又はそれ以上）の支持体上に作り）、及び必要ならば最終的な 形に達するまで補正する。この場合、使用し易く及び適合させることができる１ （又はそれ以上）のインク又は着色物質と単一の支持体、例えばそれぞれ塗装の ための有機インク又はクレヨンと厚紙又は紙が好ましくは選択される。 画像をデジタル又はアナログデータ（又は信号）に変換することを可能にする 画像を取り込む（又は取得する）装置、すなわちスキ ャナ又はＣＣＤ（電荷結合素子）タイプセンサーのような装置を使用して、デザ インを持つ支持体（すなわちモデル）をその後スキャンする。既知の装置（有利 には高解像度装置）、例えばカラースキャナ（特にデザインが単色（又は多色） の場合）を使用することができ、画像データ又は印刷手段を制御する働きをする 制御信号をその後適切な画像処理ソフトウェアで作製する。 印刷ヘッド又は装飾ヘッド又はプロッターを持つ装置の様な装置は、本発明の 方法を実施する印刷手段として適切である。インクジェットプリンタを特に印刷 手段として使用する場合（このプリンタは既にスキャナのような画像取り込み装 置を備えていることも随意に可能である）、例えば１又はそれ以上のデジタル制 御によって操縦される１又はそれ以上のインクジェットプリントヘッドに配置さ れた１又はそれ以上の開口（又はノズル又はノズルパイプ）から、インクの小滴 が噴射される。詳しくは、水平のレイアウトに特に適切な、デジタルエアログラ フ装置（「エアブラシ」）の名前で知られる装置を印刷手段として使用すること も可能である。随意に、エアログラフ（Aerograph）又はインクジェットプリン タのノズルパイプを使用するインクの粘度に適応させること（例えば、ノズルパ イプの直径は約５０〜１００μｍでよく又は２００〜３００μｍまで拡大するこ ともできるが、拡大は画像の解像度及び品質に関して不利である）、及び／又は 特に、使用するインクに適切な希釈剤を用いて稀釈し、前記インクの流動性（特 に粘度）がエアログラフ又はインクジェットプリンタのノズルパイプに適切なこ とを確実にするようにすることが望ましいことがある。 本発明の１つの有利な態様によれば、５０μｍ未満（好ましくは３０μｍ未満 、及び特に好ましい態様、殊にインクジェット印刷プロッターを使用する場合は ５μｍ未満）の最大粒度を持ち、及びそ の粒子の少なくとも９０重量％が好ましくは２５μｍ未満（有利には１５μｍ以 下、特にインクジェット印刷プロッターを使用する場合３又は５μｍ未満）の直 径を持つ１又はそれ以上にインク、好ましくは１又はそれ以上のエナメルを使用 して、ガラス基材にコーティングする。インクの粘度は、基材に適用する温度で 一般に２〜１０００ｃＰ（有利には２〜５００ｃＰ又は１００以下若しくは２５ ｃＰ以下）である。 インクを付着させるそれぞれの操作又はそれぞれのパス（所望のデザインは一 般にシングルパスで付着させる）の後で、十分な保持及びガラスへの接着を可能 にして、それによってコーティングされた基材を取り扱えるようにするため、イ ンク層を乾燥させることが好ましいことがある。デザインが十分に乾燥したら、 デザインを焼付けるために（例えばエナメルを溶融してガラス質化するために） 例えば約４５０〜約７５０℃の温度（通常のエナメル焼成温度に一致）にコーテ ィングされた基材を加熱する。基材に向上した機械的及び熱的性質を与えるため 、基材の硬化操作（例えば、急冷による熱硬化（heat-mediated hardening）） を考えることができる。適切な場合、焼成は基材の噴霧塗装と結び付いた熱処理 の間に行うことができる。 本発明に従って得られる基材は、１又はそれ以上のデザインを構成して特に（ セリグラフィーで得られる基材と違って）メッシュ状の痕跡がない表面を持つ１ 又はそれ以上のインク層を持つ。得られるデザインは良いグラフィック品質のも のである。 実施例を用いて本発明の方法を以下でより詳細に説明する。 この例では、厚さ６ｍｍ、大きさ２００×１００ｃｍのガラス板に多色の装飾 を付す。多色の装飾は耐光性の半透明又は透明インクからなっていなければなら ない。 多色の装飾は初めに厚紙又は別の塗装支持体に通常のインクで作り、必要なら ばそれが最終的な形に達するまで修正する。完成した装飾を持つ塗装支持体をそ の後、適切な大きさの高解像度カラースキャナを使用してスキャンする。画像デ ータ又は４色（黒及び三原色、つまり赤、黄、青）エアログラフ装置を制御する 働きをする制御信号を適切な画像処理ソフトウェアによってもたらす。 例えばスイスの会社のＢａｕｍｇａｒｔｎｅｒ Ｔｒａｄｉｎｇ ＡＧの水平 エアログラフ装置は、複製装置として十分であることが分かっている。このエア ログラフ装置を使用すると、全ての色が一度に同じ印刷操作で適用され、それぞ れの色で２５６グラデーションが可能である。このようにして、全体として同一 の色の再現を行うことが可能である。 約５００〜７００℃のガラス上で焼成するために、この例で使用するインクは エナメルのような無機色素から構成される焼成用のインクである。商業的に利用 できるインクは、エアログラフノズルパイプを使用して適用できる程度まで適切 な希釈剤を使用して稀釈する。適切な場合、エアログラフノズルパイプはこれら のインクに適応させる、すなわちそれらはわずかにより大きいオリフィスを備え なければならない。 例証した複製装置によって装飾をガラス板に転写し、インクが幾分乾燥するま で水平の位置にガラス板を保つ。その後、ガラス板を約６５０℃の温度で水平炉 において加熱して、その間に有色の装飾を溶融させてエナメル層にしガラス表面 に焼き付ける。ガラス板はその後、いわゆる硬化装置において空気中で急冷して 硬化させる。 本発明の方法を使用して、装飾又は機能性デザイン、スクリーン等を持つ板ガ ラスを製造することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ， ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，Ｌ Ｓ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ， ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，Ｅ Ｅ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，Ｚ Ｗ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．画像を取り込む装置、画像処理ソフトウェア及び印刷手段を含む複製装置 によって、任意のタイプのインク又は着色物質からなり任意のタイプの１又はそ れ以上の支持体上にある所望のデザインのモデルから、少なくとも１つのインク 層の形で所望のデザインをガラス基材上に複製することを特徴とするインクに基 づくデザインを持つガラス基材を製造する方法。 ２．前記複製装置を使用して前記ガラス基材上に複製する前に、任意のタイプ のインク又は着色物質からなる所望のデザインのモデルを該インク又は着色物質 にふさわしい支持体上に作ることを特徴とする請求項１に記載の方法。 ３．焼成するための少なくとも１つのインク、例えばエナメルを使用して前記 ガラス基材をコーティングすることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。 ４．粒子の少なくとも９０重量％が２５μｍ未満の直径を持つ１又はそれ以上 のインクを使用することを特徴とする請求項１〜３の１つに記載の方法。 ５．粘度が２〜１０００ｃＰの１又はそれ以上のインクを使用することを特徴 とする請求項１〜４の１つに記載の方法。 ６．前記デザインを焼成するためにコーティングされた前記基材を約４５０〜 約７５０℃の温度に加熱することを特徴とする請求項１〜５の１つに記載の方法 。 ７．印刷手段としてインクジェットプリンタ又はエアログラフ（Aerograph） を使用することを特徴とする請求項１〜６の１つに記載の方法。 ８．印刷手段として４色エアログラフを使用することを特徴とす る請求項７に記載の方法。 ９．画像取り込み装置としてカラースキャナを使用することを特徴とする請求 項１〜６の１つに記載の方法。 １０．前記デザインをシングルパスで印刷することを特徴とする請求項１〜３ の１つに記載の方法。