JP2003024869A - 着色球体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面を部分的に着色塗工された着色球体を多
量にかつ低コストで製造できる方法を提供する。 【解決手段】 予め着色塗料２を保持させた面（着色塗
料保持面）１に球体３を載せることにより球体３の表面
の一部に塗料２を付着させ、その後塗料２が乾燥または
硬化する前に球体３を着色塗料保持面１から外し取る。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、２色以上に塗り分
けた球体（この明細書において「着色球体」ともいう）
を、多量にかつ安価に製造する方法に関するものであ
る。 【０００２】 【従来の技術】基体上に回転可能に保持された着色球体
を画素とし、これを電界や磁界等によって回転させて表
面に向ける色を変えることによって、画像や文字等を表
示する装置や媒体が各種提案されている。これらは反射
光で画像や文字等を表示するために、発光するＣＲＴや
バックライト型液晶等に比べて目が疲れにくく、また電
気泳動法等の他の反射光型表示装置または媒体に比べて
コントラストが得やすい等の特徴を有している。 【０００３】着色球体は、２種類以上の色の異なる樹脂
・ワックス類を溶融状態で合体させて、飛翔、落下、ホ
ットカット等で球形に製造する方法の他に、予め球形に
製造された球体の一部に球体とは異なる色の材料を蒸着
またはスパッタリング等により薄膜として表面に形成し
たり、球体とは異なる色の着色塗料（白色も含む、以下
同様）を塗工する方法も提案されている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、２種類
以上の色の異なる樹脂・ワックス類を用いる手法は、こ
れらが混ざらないように球形に仕上げるためには材料の
制約が大きく、また球形磁石に着色する場合等には用い
ることが困難である。 【０００５】一方、球体とは異なる色の材料を蒸着また
はスパッタリング等により薄膜として表面に形成する手
法は材料の制約も大きい上にコスト的にも高く、また球
体と球体の間の球体以外の部分にも薄膜が形成されるた
め、定期的な清掃が必要となり、生産コストをさらに上
昇させてしまう。 【０００６】これに対して、塗工により着色球体を製造
する方法は、材料の制約やコスト面では有利であるが、
スプレーを用いる方法や球体を半分埋め込んで塗工する
方法等では、球体以外の部分にも着色塗料が付着するた
めに定期的な清掃が必要であったり、廃棄物を多量に生
じたりする等、多量にかつ安価に製造するには不十分で
あった。 【０００７】本発明の目的は、これら従来例の不都合を
解消し、着色球体を多量にかつ安価に製造する方法を提
供することにある。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明の目的を達成する
ために鋭意検討を重ねた結果、予め着色塗料を保持させ
た面に球体を載せることにより球体の表面の一部に塗料
を付着させ、その後塗料が乾燥または硬化する前に球体
を着色塗料保持面から外し取る製造方法を用いて製造す
ることにより、着色球体を多量にかつ安価に製造できる
ことを見出した。すなわち、予め着色塗料を保持させた
面に球体を載せることにより、保持された着色塗料の厚
みと球体の直径に基づいて一定量の着色塗料を球体に部
分的に付着させることが可能である。以上の手法によれ
ば、簡便かつ生産コストの低い塗工法を用いることがで
き、さらに連続的な生産が可能になるため、単位時間当
たりの生産量を多くすることが可能になる。 【０００９】 【発明の実施の形態】本発明で使用する着色塗料保持面
（着色塗料を保持させる面）は、生産設備に合わせて種
々の形態を用いることが可能であるが、効率的な生産に
有効な形態の例としては、フィルム状・ベルト状、ロー
ル状・ドラム状等が挙げられる。 【００１０】着色に用いる着色塗料は、磁気的特性を必
要とする場合で球体が磁石球である場合等には所望の色
を有する塗料であればよい。一方、塗工により電気的、
磁気的等の特性を付与したい場合には、それらの特性を
発現するような塗料を用いる必要がある。 【００１１】着色塗料保持面に予め保持させた着色塗料
を球体に転写することにより球体の表面に着色塗料を塗
工する方法としては、正回転ロールコーター、リバース
ロールコーター、グラビアコーター等の一定量の着色塗
料が載ったロールや版胴で塗工する方法、これらのコー
ターの他ブレードコーター、エアーナイフコーター、バ
ーコーター、ロッドコーター、ダイコーター等種々のコ
ーターでフィルム、ベルト、ロール、ドラム等に塗工し
た着色塗料を転写する方法等が挙げられる。 【００１２】着色塗料保持面に保持させる着色塗料の量
（保持量）は、球体全体が着色塗料中に沈み込まない量
であることが必要である。この量以下であれば球面全体
に塗料が回らず表面を部分的に着色塗工することが可能
である。保持させる着色塗料の量を調節することによっ
て、球体の表面に部分的に付着させる着色塗料の被覆率
および塗工量を調節することが可能である。ただし、球
体の表面に対する着色塗料の被覆率および塗工量は、着
色塗料の厚さと球体の直径だけではなく、着色塗料の粘
性、表面張力、球体の表面特性等種々の影響を受けるた
め、着色塗料の厚さの決定にあっては実際の工程で確認
する必要がある。 【００１３】球体の直径に分布がある場合には、小さい
球体には表面に高い被覆率で、大きい球体には低い被覆
率で着色塗料が付着するため、最低限必要な被覆率と許
容される最大の被覆率を考慮して決定する必要がある。
しかし本手法によれば大小いずれのサイズの球体にも確
実に塗料を付着させることが可能であり、歩留りを高く
することができる。 【００１４】着色塗料保持面は平滑な面であっても凹凸
のある面でも構わない。球体の直径に対して小さい表面
粗さを持った面、微細な孔の開いた面、グラビアロール
のように凹凸のパターンを形成したもの等でもよい。ま
た表面がスポンジ状や布状であってもよい。球体が入り
込まない程度の大きさを有する凹部に着色塗料を主に保
持させれば、球体の剥離を容易にすることも可能であ
る。 【００１５】着色塗料保持面の材質は特に限定されず、
硬質（例えば金属）であっても軟質（例えばゴム）であ
っても構わない。着色塗料保持面に若干の柔らかさがあ
ると、後述するような球体付着材を用いて着色塗料保持
面から球体を外し取る際に、球体の直径にバラツキがあ
る場合や直径の異なる球体が混在している場合にも対応
し易やすくなる。 【００１６】球体が磁石である場合には、磁性を有する
かまたは球体を載せるときに磁場を印加できる着色塗料
保持面を用いるのがよく、着色塗料保持面が一様にＮ極
もしくはＳ極であるか、または球体を載せるときに着色
塗料保持面に垂直に磁力線が通っていると、球体の磁極
の向きが揃うので好ましい。 【００１７】着色塗料保持面に球体を載せるためには、
球体を所望の角度で落下させるかあるいは押し出すか吹
き付ける方法、球体を溜めてあるところに着色塗料保持
面を接触させる方法等が挙げられる。 【００１８】図１（ａ）〜（ｂ）は、着色塗料保持面に
球体を載せるこれらの工程の一例をそれぞれ示す断面図
である。図１中の符号１は着色塗料保持面、２は着色塗
料、３は球体、４は球体供給口、５はアプリケータロー
ル、６はバックアップロール、７はインクパンを示す。
図１の（ａ）は、上部から球体３を篩い等の球体供給口
より垂直に落下させて、着色塗料２を保持させた回転す
るアプリケータロール５のロール面である着色塗料保持
面１に載せる場合を示している。落下させた球体３の全
てもしくは殆どが着色塗料保持面に載るように落下量を
適切に制御する必要がある。図１の（ｂ）は、（ａ）と
同様に球体を垂直に落下させて、水平に走行する着色塗
料２を保持させた着色塗料保持面１に載せる場合を示し
ている。図１の（ｃ）は、傾斜させた球体供給口４から
球体３を斜めに落下させて、バックアップロール６に沿
って走行する着色塗料２を保持させた着色塗料保持面１
に載せる場合を示しており、着色塗料保持面１に付着す
ることなく落下した球体は球体供給口４に戻すようにし
てある。この場合、着色塗料保持面１は、図示のように
下方側から斜め上方側に向けて走行させるほうが着色塗
料保持面１に球体３が付着しやすい。図１の（ｄ）は、
インクパン７に球体３を収容し、これらと接触させうる
ような位置にバックアップロール６を配置して、このバ
ックアップロール６に沿って着色塗料２を保持させた着
色塗料保持面１を走行させることにより、着色塗料保持
面１に球体３を付着させるようにした場合を示してい
る。 【００１９】着色塗料保持面に載せた球体は、着色塗料
が乾燥または硬化する前に着色塗料保持面から外し取る
必要がある。さもないと着色塗料が硬くなり、球体に付
着した着色塗料の均一化が不十分になったり、球体の取
り外しが困難になったり、球体以外の着色塗料保持面に
付着した着色塗料もいっしょに外れたりする等の問題を
生じる。 【００２０】着色球を塗料保持面から外し取る方法に
は、外し取った時点で球体を単体として取り出せるよう
にする方法や、別の面等に付着させることによって着色
塗料保持面から外し取る方法等がある。 【００２１】前者の方法としては、自由落下や遠心分離
による方法、振動を与える方法、フィルム状・ベルト状
の着色塗料保持面を屈曲させる方法、風で飛ばすかまた
は吸引する方法等がある。この場合、球体に付着した着
色塗料が何かに接触する前に、熱風、紫外線、電子線等
用いて、着色塗料を乾燥または硬化させる必要がある。 【００２２】後者の方法としては、吸引により球体を付
着させる、球体を後で外し取ることが可能な手段で粘着
または接着させる、球体が磁石である場合には磁性を有
する面に吸着させる等の手法が挙げられる。 【００２３】本発明で使用する球体付着材（球体を付着
させて着色塗料保持面から球体を外し取る部材）は、生
産設備に合わせて種々の形態を用いることが可能である
が、効率的な生産に有効な形態の例としては、フィルム
状・ベルト状、ロール状・ドラム状等が挙げられる。 【００２４】吸引により球体付着材に球体を付着させる
には、球体付着材に多数の穴を設け、その背面側から一
般公知の吸引装置で吸引する等の手法を採ればよい。ま
た、球体付着材に付着した球体を外し取る際には吸引を
止めるか逆に圧を高くしてやればよい。 【００２５】球体を後で外し取ることが可能な粘着また
は接着手段としては、例えば、（ｉ）球体の機械的な剥
離が可能な程度の粘着力または接着力を有する粘着剤ま
たは接着剤、（ii）加熱や冷却、紫外線や電子線等の照
射等により粘着力や接着力が低下する物質、（iii ）乾
燥した着色塗料を溶かさない溶剤または溶液により溶解
するかまたは粘着力や接着力が低下する物質、などを予
め表面に設けておく等の手段が挙げられる。接着剤等の
接着性の物質を用いる場合には、溶剤が蒸発する前ある
いは硬化する前等、接着力を発現させうるタイミングを
見計らって球体を接触させる必要がある。 【００２６】上記（ｉ）の球体の機械的な剥離が可能な
程度の粘着力または接着力を有する粘着剤または接着剤
としては、球体の材質に応じて従来公知の粘着剤または
接着剤を用いればよい。粘着力または接着力を抑えるた
めに、粘着剤または接着剤の量を少なくしたり、接触面
積を小さくしたりすることは有効である。 【００２７】上記（ii）の加熱や冷却、紫外線や電子線
等の照射等により粘着力や接着力が低下する物質として
は、加熱により発泡する物質（これを表面に設けた例と
しては、日東電工（株）リバアルファ）、加熱または冷
却によって結晶性等が変化して（可逆的に）粘着性−非
粘着性の変化を生じる物質（これを表面に設けた例とし
ては、ニッタ（株）インテリマー）、紫外線により粘着
性が低下する物質（これを表面に設けた例としては、古
河電気工業（株）ダイシング用テープＵＣシリーズ）等
が挙げられる。 【００２８】上記（iii ）の着色塗料を溶かさない溶剤
または溶液により溶解するかまたは粘着力や接着力が低
下する物質としては、例えば、乾燥後には水に溶解しな
い着色塗料を用いる場合には、水溶性の樹脂、水膨潤性
の水系エマルジョン樹脂等の接着性物質、水膨潤・乾燥
により可逆的な粘着性または接着性の変化を発現する物
質等が挙げられる。 【００２９】これらの中で、球体の機械的な剥離が可能
な程度の粘着力を有する粘着剤、加熱または冷却によっ
て結晶性等が変化して可逆的に粘着性−非粘着性の変化
を生じる物質、着色塗料を溶かさない溶剤または溶液に
可溶な接着性物質、着色塗料を溶かさない溶剤または溶
液による膨潤・乾燥により粘着力または接着力が可逆的
に変化する物質等は、基材または基材と粘着性物質また
は接着性物質が繰り返し使用できるため、特に有効であ
る。 【００３０】以上のような粘着剤や接着剤等を球体付着
材の基材に塗工して球体付着材を形成するには、一般公
知の塗工法を用いることができ、例えば、正回転ロール
コーター、リバースロールコーター、グラビアコータ
ー、ブレードコーター、エアーナイフコーター、バーコ
ーター、ロッドコーター、ダイコーター、ディップコー
ター等種々のコーターを使用することができる。 【００３１】これらの一例として、図２に、着色塗料保
持面に載せた球体を球体付着面によって外し取る工程
の、代表的な形態の球体剥離部の概念図を示す。このう
ち、図２の（ａ）は、正回転ロールコーターのアプリケ
ータロール５のロール面を着色塗料保持面１とし、バッ
クアップロール６に沿って走行するフィルム状の球体付
着材８により着色塗料保持面１上の球体（着色球体）３
を外し取る方法を示したものである。また、図２の
（ｂ）は、フィルム状の着色塗料保持面１に保持した着
色塗料に載せた球体３を、バックアップロール６に沿っ
て走行するフィルム状の球体付着材８で外し取る方法を
示したものである。図中の符号９は、一方の面を着色塗
料保持面１としたフィルムを示している。 【００３２】フィルム、ベルト、ロール、ドラム等に若
干の柔らかさがあると、球体の直径に分布が大きい場合
にも対応し易い。 【００３３】着色塗料として磁気塗料を用いかつ球体に
磁性を付与する場合には、着色塗料保持面に球体を載せ
た後、または球体付着面に球体を付着させた後または付
着させた状態で着色塗料を乾燥または硬化後に、磁化さ
せることが好ましい。これにより塗工面の中心軸と磁化
軸を平行あるいは所望の角度に揃えることが可能にな
る。 【００３４】 【実施例】以下、実施例によって本発明を詳細に説明す
るが、これは本発明の効果を具体的に説明するためのも
のであって、これによって本発明が限定されるものでは
ない。 【００３５】＜実施例１＞ 〔材料〕 ＊着色塗料保持面基材：１００μｍ厚のＰＥＴフィルム ＊球体に塗工する着色塗料：金属鉄磁性分（ＤＭ−８
６、同和鉱業社製）と塩化ビニル・酢酸ビニル・ビニル
アルコール共重合体（ＭＲ−１１０、日本ゼオン社製）
とを分散させた黒色の磁性塗料 ＊球体：東洋紡績（株）製タフチックＡＲ６５０ＬＸ−
Ｗ (平均粒子径１３０μｍの白色の架橋アクリル微粒
子） ＊球体付着材：ニッタ（株）インテリマーＣＳ５０４０
Ｃ１０（５２℃以上で粘着力を発現し、それ以下では粘
着力が無く３８℃以下で被着体の剥離が可能。） 【００３６】上記の材料を使用し、下記の工程を経て着
色球体を製造した。 【００３７】〔工程〕 （１） 着色塗料保持工程： ダイコーターにより上記
ＰＥＴフィルム（着色塗料保持面基材）に上記着色塗料
を湿潤厚２０μｍで塗工した。 【００３８】（２） 球体を着色塗料保持面に載せる工
程： 上記着色塗料塗工直後に、図１（ｂ）に示すよう
に球体供給口４から球体３を落下させて着色塗料保持面
１に球体３を接触させた。これにより、着色塗料保持面
１上にほぼ均一・単層に球体３を載せることができた。 【００３９】（３） 球体を着色塗料保持面から外し取
る工程： 図２（ｂ）に示すように、フィルム状の球体
付着材８をバックアップロール６に沿って走行させ、着
色塗料が乾燥する前に、球体３に球体付着材８を加熱し
ながら接触させることにより、球体３を球体付着材８に
粘着させた。これにより、表面の一部が着色された球体
３を着色塗料保持面１から外し取って球体付着材８側に
移し取ることができた。 【００４０】（４） 球体を球体付着材から外し取る工
程： （３）で得られた球体３に付着した塗料を熱風乾
燥後、垂直磁場をかけて磁化させた。その後、球体３お
よび球体付着材８を室温まで冷却したうえで、球体付着
材８に付着している球体３を図示しないブレードにより
掻き取った。これにより、球体３を球体付着材８から外
し取ることができた。球体付着材８は加熱することによ
り再び粘着性を示し、再利用することができた。 【００４１】以上の工程により、黒い磁性塗料で表面が
部分的に塗工された白色樹脂球体を、低コストで多量に
製造することができた。 【００４２】 【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、表面
が部分的に着色塗工された着色球体を多量にかつ安価に
製造することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】この発明における球体を着色塗料保持面に付着
させる工程の一例をそれぞれ示すもので、（ａ）および
（ｂ）は球体を垂直に落下させる場合、（ｃ）は球体を
斜めに落下させる場合、（ｄ）はインクパンに溜めた球
体に着色塗料保持面を接触させる場合を示す工程図であ
る。 【図２】この発明における、着色塗料保持面に載せた球
体を、球体を付着させることが可能な部材により着色塗
料保持面から外し取る工程の一例をそれぞれ示すもの
で、（ａ）は正回転ロールコーターおけるアプケータロ
ールのロール面を着色塗料保持面として使用した場合、
（ｂ）はフィルムに着色塗料を保持させた場合を示す工
程図である。 【符号の説明】 １ 着色塗料保持面 ２ 着色塗料 ３ 球体 ４ 球体供給口 ５ アプリケータロール ６ バックアップロール ７ インクパン ８ 球体付着材 ９ フィルム（着色塗料保持面基材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D075 AC41 AC71 AC84 AC93 DA11 DA31 DB43 DC16 EA06 EA13 EB15 EB19

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 表面を部分的に着色塗工してなる着色球
   体の製造方法であって、予め着色塗料を保持させた面
   （着色塗料保持面）に球体を載せることにより球体の表
   面の一部に塗料を付着させ、その後塗料が乾燥または硬
   化する前に球体を着色塗料保持面から外し取ることを特
   徴とする着色球体の製造方法。