JP3626424B2 - 固体基体表面の変性方法および印刷方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス、セラミックまたは磁器などの固体基体の表面を変性し、さらにその表面にきれいに印刷する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
固体基体は家庭的、工業的分野にも、あるいは研究、開発分野にも使用されている。しかしながら、固体基体の表面はそのままでは表面の不均一構造または多孔性のために、多目的には使えない。
【0003】
固体基体の表面を生物的、化学的または物理的に変性する方法はすでによく知られている。変性は例えば、オイル、ワックスやワニスで、あるいは放射線照射やサンドブラストで、または、生体分子の被膜によって実行できる。工業的あるいは工芸的には、特に化学的変性が広く使用される。ここで、無定形物質から成る基体の表面を化学的変性により処理する場合には液体、例えば強酸や強塩基を用いる。
【0004】
この場合、変性方法は変性される層である上面層の物理、化学的構造により決定される。このため、用いられるよく知られた方法としては酸性浴、ワックス処理、火炎処理、例えば非極性プラスチックへのプラズマまたはコロナ前処理がある。表面は粘着増進層、例えば化成層の形成によっても変性できる。
【0005】
ドイツ特許公報DE3511720号は、ガラス板に親水性のガラス面を生成するための多工程方法を開示している。ここでは、ガラス板は液体アルカリ性リン酸塩ガラス洗浄液で処理され、水で洗浄後さらにリン酸を含む溶液で処理される。
【0006】
米特許公報US558515号では、印刷インキがシラン系粘着増進剤と共にガラス表面に直接塗布される方法が開示されている。
【0007】
しかし、表面がガラス、セラミック、磁器またはクリスタルガラスの場合、その表面エネルギーのため、液状物質を用いた表面の変性は限られたものであるか、あるいは全く不可能である。表面エネルギーと表面の極性は、液体による表面の湿潤性をもたらすために、これに引きつづく表面変性にとって重要な要因となり、変性された表面に塗布される印刷インクの接着性にとっても重要な要因となる。
【0008】
EP0594171は、ケイ酸塩ガラス基体の界面活性を改良するための方法と装置を開示している。ケイ酸塩ガラス基体の親水性は、有機ケイ素基体の熱分解によるSiOXのようなケイ素含有層の被膜を形成することによって達成される。このようなケイ酸塩ガラスの変性方法は、例えばワニス層の形成といった、後に行う操作を容易にする。
【0009】
AT−PS381693では、ケイ素塩ガラス基体表面上へスルホン酸塩−有機ケイ素化合物を塗布し、続いて乾燥させることによって、ケイ酸塩ガラス基体の表面に親水性を付与する方法が開示されている。
【0010】
DD 232 429 B1及びDD 236 758 A1は、炎加水分解バーナを使用して、常温常圧下、金属性人工歯補装部品を酸化ケイ素で被膜する方法を開示している。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら先行技術で明らかにされた固体基体、特にガラス、セラミック、磁器その他の表面の処理方法では、均一的な表面特性を高い再現精度で製造できない。これは主に、直接塗布される酸化ケイ素層は固体基体の表面構造に常に影響されるという事実に基づいている。基体表面は当然に局部的密度の変動や化学的変性の変動が起こるので、酸化ケイ素層の付着力にばらつきが生じる。この結果、不均一な被膜が生じてしまう。
【0012】
印刷インキ及びシラン系接着増進剤の表面への直接塗布では、表面に初めから存在するOH基とシラン接着増進剤との好ましくない相互作用が起こる。従って、表面が再現不能である不均一な特性を持つ場合には、表面への印刷インキや接着増進剤の接着は不満足なものとなる。
【0013】
均一な構造と均質な表面を得る目的で実施されるガラス表面の化学的処理は、浸漬槽で浸漬するため、帯状ガラスを個々のガラス板へ分割した後のみ適用が可能であるので不利である。また、浸漬処理は大がかりな装置を必要とする。さらに、親水性被膜は有機化合物が極微量残留し、これらと後に形成される層との相互作用は望ましくないものである。処理される表面が容器の一部か管状物の一部である場合、容器に蓄えられた溶液や、管状物を通って流れる液体も後に形成される層と望ましくない相互作用を発生する。
【0014】
ガラス様の固体基体では、表面に吸着している湿気のため別の問題が発生する。この湿気はゲル層の形で結びついており、形成される層の接着特性に負の影響を与える。ゲル層を均一にかつ再現可能に減少する方法は、本技術分野では知られていない。
【0015】
塗布または生成される反応性基は、後に形成される層が強固に付着するためのベースとなるので、これらによっても表面変性の質は左右される。しかし、周知の方法ではケイ酸塩層において反応性のOH基の密度を十分に得ることはできず、これは以後に形成される層の接着性を減少させる。
【0016】
それゆえ、本発明で取り組む技術的課題は、固体基体のアモルファス表面を処理する方法を提供することにある。この方法では、反応性のOH基を高密度で有する、再現可能でかつ均一な表面を生成し、同時にゲル層を減少させることにより、ミクロ的な保持力を有する表面を形成しうる。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明は技術的課題を、無定形物質から成る基体の表面を変性する方法を提供することにより解決した。すなわち、本発明の要旨とするところは、少なくとも1回の酸化炎処理で表面を変性する工程と、少なくとも1回のケイ酸化炎処理で表面を変性する工程とを含む固体基体表面の変性方法であることにある。
【0018】
前記固体基体は、ガラス、ほうろう、ガラスセラミック、セラミックあるいはクリスタルガラスを主成分とする固体から成る表面層を有しうる。
【0019】
前記固体基体は、ガラス、ほうろう、ガラスセラミック、セラミックあるいはクリスタルガラスを主成分とするものでありうる。
【0020】
前記ガラスは、ソーダ石灰ガラス、ケイ酸塩ガラス、ケイ酸ホウ素ガラス、ケイ酸ナトリウムガラスまたはケイ酸非含有ガラスでありうる。
【0021】
前記ガラスは、板ガラス、容器ガラス、中空ガラス、家庭用ガラス、白熱電球用ガラス、テレビジョン管用ガラス、実験用ガラス、鉛クリスタルガラス、繊維ガラス、装身ガラス、すりガラス、乳白ガラス、色ガラス、装飾ガラスまたは光学ガラスでありうる。
【0022】
前記固体基体は、プラスチック製品または金属製品でありうる。
【0023】
前記プラスチック製品または金属製品は、瓶状または管状でありうる。
【0024】
また、本発明の要旨とするところは、本発明に係る変性方法により変性された固体基体表面に、少なくとも一つの印刷インキまたは塗料を塗布する工程を含む固体基体表面の印刷方法であることにある。
【0025】
前記印刷インキは液体、ペーストあるいは粉末であり、またはエアゾール状あるいはスプレー状でありうる。
【0026】
前記印刷インキは、スクリーン印刷、平版印刷、凹版印刷、オフセット印刷、ローラ・フレキソ印刷または凸版印刷方法で固体基体表面に塗布されうる。
【0027】
前記印刷インキは、無機顔料、鉱物顔料、金属顔料、干渉顔料、炭酸顔料、有機顔料、可溶性有機染料またはUV染料からなる群から選択されうる。
【0028】
前記有機顔料は、アゾ顔料、イソインダリン顔料、フタロシアニン顔料、特殊ポリ環状顔料、塩基性塩顔料、ルミネセンス顔料、昼光顔料または残光顔料を含む群から選択されうる。
【0029】
前記印刷インキは、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム水和物、硫酸バリウム、二酸化ケイ素、ケイ酸アルミニウムまたはケイ酸マグネシウムからなる群から選択される充填材を含みうる。
【0030】
【作用】
表面を、少なくとも1回の酸化炎処理と少なくとも1回のケイ酸化炎処理を組み合わせて処理することによって、反応性基を高い密度で有する、均一的でかつミクロ的な保持力を有する表面が提供される。
【0031】
本発明の方法では、固体基体のアモルファス表面に不均一なゲル層の形で吸着されている湿気が減少する、という利点を有する。
【0032】
驚くべきことに、本発明による方法によって、ゲル層は高い再現性を持って減少する。ゲル層の特性は、ゲル層のその時々の無定形構造やエージング状態によって左右される。この方法では、第一工程として、酸化炎がゲル層とそれに介在する湿気を減少させる。ゲル層の減少は再現可能な、均一表面特性を生み出す。
【0033】
次に第二工程として、このように発生した表面の上に、ケイ酸化炎によって、60nm以下、好ましくは5〜50nm、さらに好ましくは10〜30nmの厚さの酸化ケイ素層が形成される。この層の特徴は、反応性OH基の密度が高いことにある。形成された酸化ケイ素層の均一性と良好な接着特性は、第一工程及び第二工程の処理工程の組み合わせによって得られる。
炎処理の回数は任意であり、1ないし5回の酸化炎処理及び1ないし5回のケイ酸化炎処理によって表面が変性されるが、この炎処理の回数は適宜選択しうる。酸化炎処理およびケイ酸化炎処理は、好ましくは、炎温度は900〜1200℃の範囲であり、固体基体は50〜100℃に加熱される。炎燃焼の継続時間は好ましくは0.1〜5秒、特に好ましくは0.1〜1秒である。
【0034】
反応性基は、後に形成される表面を変性する層、例えばロウ、ワニスまたはインキの層を強固に化学的接着させるための化学的基礎となる。
【0035】
無定形物質から成る基体が、例えばガラスである場合、本発明を用いて処理して得られる固体基体表面のOH基の密度は、処理されていない表面と比較して2〜5倍高い。
【0036】
第二工程の処理工程で形成される酸化ケイ素層やケイ酸塩層は、準顕微鏡的粗さを有する。この粗さは、次に形成される全ての層における接着性の向上を可能とする。酸化及びケイ酸化の処理工程によって、再現可能で均一的な、またミクロ保持力を有する表面が生成される。このように、両方の処理工程の組み合わせは、驚くべきことに、ゲル層の減少や、反応性OH基の密度の上昇及び均一な分布を引き起こす。
【0037】
【発明の実施の形態】
本発明に係る固体基体表面の変性方法の態様を詳しく説明する。
本発明において、用語「酸化炎」とは、引火性ガス、混合ガス、エアゾールまたはスプレーのいずれかを基にした火炎であり、これらは過剰酸素を含み、および/または酸化作用を有する。
【0038】
本発明において、用語「ケイ酸化炎」とは、ケイ素化合物を含む、引火性ガス、混合ガス、エアゾールまたはスプレーのいずれかを基にした火炎であり、炎熱分解によって基体の表面上に酸化ケイ素層を形成する。特にケイ素を含む層は殆んど炭素の存在なしに形成することができ、また炎熱分解の間、ケイ素化合物としてアルコキシシランを、空気や燃焼ガス、必要ならば酸素を含む混合ガスに加えることも可能である。引火性ガスは、例えばプロパンガス、ブタン、都市ガスおよび/または天然ガスを含む。
【0039】
本発明の好ましい実施例では、無定形物質の表面上に少なくとも一層の印刷インキまたは塗料が塗布される。ケイ酸塩層の粗さと良好な接着特性が、印刷インキの良好な接着性をもたらす。基体表面への直接印刷は、連続加熱炉での焼付けを必要とするセラミックエナメルを用いた既存の印刷方法に比べて、エネルギーコストの低下をもたらす。ケイ酸層に塗布されたインキは引っかきや摩擦に対して耐性を有し、さらに水及び水蒸気に対し高い撥水性を有するので好ましい。このような均一なケイ酸塩層の存在によって、印刷インキを非常に薄い層で塗布することができる。
【0040】
色相、インキ強度、メタメリズム(条件等色)、隠蔽力、透明度のような、印刷インキの特性は、本発明によって処理される表面に応じて自由に選択しうる。
【0041】
本発明の他の好ましい実施例では、印刷インキは液状、ペースト状、粉末状、またはエアゾール状やスプレー状である。エアゾールは好ましくは、例えば塵挨状や煙状、あるいは霧状である。特に、変性処理した表面に付着させるためには、エアゾール粒子は帯電できるので好ましい。エアゾールは、噴射口からガスとともに噴射させる、いわゆるスプレーとしても処理すべき表面に塗布することができるので好ましい。
【0042】
本発明の他の好ましい実施例では、印刷インキの塗布は、スクリーン印刷、平版印刷、凹版印刷、オフセット印刷、ローラ・フレキソ印刷または凸版印刷法で行われる。少なくとも一つの印刷インキの塗布は、直接的、あるいは間接的な塗布、または写真機械的、静電印刷法のいずれかによって行うことができる。印刷法は、好ましくは押し付け部分が隆起している版型によって行われたり、押し付け部分と押し付けられない部分が実際に同一平面内に置かれる版型によって行われたり、押し付け部分がくぼんでいる版型によって行われたり、また色透過性のステンシルや材質から成る版型によって行われる。また好ましくは、印刷されるパターンの部分が印刷インキ透過性を有するような印刷によってインキの塗布が行われる。印刷インキは、例えば、スクリーンから印刷されるべき表面に押し出される。本発明において、用語「直接印刷法」とはスクリーン印刷法や静電印刷法を含む。
【0043】
本発明の他の好ましい実施例では、塗料の塗布はスプレー塗装や静電塗装、刷毛塗りなどによって行われる。
【0044】
他の好ましい実施例では、印刷インキは、無機顔料、鉱物顔料、金属顔料、干渉顔料、有機顔料、有機溶解染料またはUV染料を含むグループから選択される。顔料は好ましくは合成物や自然物、鉱物、有機物、植物性または動物性の顔料である。無機顔料は、主に酸化チタン(白)、酸化鉄またはクロム酸鉛あるいはモリブデン酸鉛を含む。金属顔料は、例えばアルミニウム、黄銅または青銅等を含む。本発明において、用語「干渉顔料」とは、例えば真珠層顔料、真珠光沢顔料、青銅顔料をいう。カーボンブラック顔料は、黒の印刷インキに使用される。有機顔料は好ましくは、ニス引きをした場合に、高い色強度、色相の鮮やかさ、透明度、光沢、高い湿潤性、色堅ろう度、耐熱性、及び耐薬品性を有するのがよい。有機可溶性染料は、好ましくは、非常に純粋で、高いインキ強度を有するのが好ましい。UVインキは、UV線の下で非常に急速に硬化させることができるので比較的少ないエネルギーしか必要としない。さらに、UVインキは速い印刷速度と高い鮮明度を可能にし、それ故に非常に効率的に表面印刷物を生産することができる。
【0045】
本発明の特に好ましい実施例では、有機顔料は、アゾ顔料、イソインダリン顔料、フタロシアニン顔料、特殊ポリ環状顔料、塩基性塩染料、ルミネセンス顔料、昼光顔料または残光顔料からなる群から選択される。有機顔料の利点は、良好な色堅ろう度、光堅ろう度、耐久性、光沢、高い色強度、高い色集中性を有することであり、安価に使用されている。インキ顔料の使用は、色相を変化させるため、または商標として、広告のため、つや出し効果などを得るのに適している。
【0046】
本発明の他の好ましい実施例は、印刷インキが充填材を含む場合であり、これは、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム水和物、硫酸バリウム、二酸化ケイ素、ケイ酸アルミニウムまたはケイ酸マグネシウムからなる群から選択される。本発明において、用語「充填材」とは、粘着性は増加させることなく印刷インキの粘度を高める添加剤をいう。充填材は、例えば液体インキ中の顔料の沈降または多孔性表面へのインキの吸収を防止し、またその液体インキの層を際立たせる。また、本発明において、充填材は、結合剤、溶剤、希釈剤、添加剤も含まれる。結合剤、例えば樹脂や油は、分散の過程でインキ顔料を取り囲み、この取り囲みは染料の分散や溶解において最小の分子に対してすらおこる。結合剤は、例えば印刷機やインキ移転中の顔料の移動、また乾燥後の表面上の顔料固定に影響する。溶剤は、例えば炭化水素、石油、アルコール、グリコール、グリコールエーテル、エステル、ケトン、水、アセトン、ベンジン、ブタノン、シクロヘキサノン、トルエン、キシレン、ベンゾール、エタノールまたは植物油などが属する。この溶剤は、印刷インキ粘度に直接に影響する。また、この溶剤の蒸散速度がインキの乾燥性を決定し、特に凹版、フレキソ、スクリーン及びタンポン印刷インキ、またオフセットインキの場合の乾燥性を決める。好ましくは、この溶剤は印刷工程終了後の酸化によってインキを乾燥させるための乾燥オイル、及びインキ中の溶剤残留分の減少のための添加剤を加えうる。本発明において用語「添加剤」とは、目標とする特性に印刷インキを改質するために添加される全ての物質をいう。例えばロウは、摩擦の減少や、摩耗抵抗及び耐水性の向上のために利用できる。磨耗耐性、及び表面平滑さの向上は、脂肪酸アミドによって改善される。本発明の意味での添加剤として、例えば軟化剤、乾燥剤、乾燥遅延剤、湿潤剤、中和剤、重合剤、写真開始剤、泡立ち防止剤及び錯体形成剤がある。
【0047】
本発明の他の好ましい実施例では、無定形物質がガラス、ほうろう、ガラスセラミック、セラミックあるいはクリスタルガラス、またはそれらを主成分とする固形材である。また、本発明の他の好ましい実施例では、ガラス、ほうろう、ガラスセラミック、セラミックあるいはクリスタルガラス、またはそれらを主成分とする無定形物質が、任意の固形材や材料の表面層となってもよい。本発明において用語「無定形物質」とは、構成分子あるいはイオンの秩序だった配置を広範囲にわたってとらない物質のことをいう。従って、結晶形態をもたないこれらの物質は構造が液体に類似しており、極端に高い粘度を有する液体または過冷却液体として解釈される。無定形物質には、例えば無定形金属、無定形ケイ素、ガラス、ほうろう、ガラスセラミックその他が属している。本発明において用語「ガラス」とは、全ての無機物質、特に凍結過程を経て固体状態に変化する酸化溶融物質を含む。また、本発明において、ガラスは有機ガラスでもあり、例えばアクリルガラスまたはセロファン及びその類似物をいう。溶融相成分が結晶構造をもたないということは、本発明の意味でのガラスに不可欠な特性ではない。本発明において用語「ガラスセラミック」とは、セラミック化によって製造される、部分的に結晶構造を有する固体をいう。これらの物質は、特定の化学組成からなるガラス前駆体が熱処理されて秩序だって結晶化されることにより成っている。結晶化は放射線照射によっても開始できる。ガラスセラミック物質やセラミック物質は、好ましくは、ガラスマトリックスに分散した結晶相を含む。本発明において用語「他のガラスセラミック」とは、多結晶の酸化物または酸化化合物であり、ケイ酸非含有物質をいう。これらは、製造を容易にするためまたは特定の特性を得るための、焼結補助材や安定剤を添加剤として含む。多結晶のケイ酸非含有物質は好ましくは、セラミック方法によって製造される。
【0048】
無定形物質は、粘土鉱物質、カーバイト、窒化物、酸化物及びケイ化物から、粉末冶金の方法で製造される物質でもありうる。粘土鉱物質から製造された物質の製品は、例えばセラミック、実験装置用磁器、骨灰磁器、永久磁石材料、ケイ酸石及び/またはマグネシア石、壁タイル、製陶材料その他である。
【0049】
本発明の他の好ましい実施例において、ガラス、ほうろう、ガラスセラミック、セラミックまたはクリスタルガラスが、任意の固形材や材料の被膜となりうる。
【0050】
任意の固形材や材料あるいはガラス固体の表面は、ガラス様の凝固溶融物で形成できる。この溶融物の大部分は酸化物から成り立っている。このような、エナメルとも言われる溶融混合物は、化学的に、熱的に、また機械的に高い耐性を示す。
【0051】
他の実施例では、瓶状または管状に成形されるプラスチック製品や金属製品の表面に対して本発明の処理がなされる。
【0052】
ここで、このプラスチック製品に用いられるプラスチックとしては、PET(ポリエチレンテレフタレート)、ABS(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン)、ポリエチレン、およびポリプロピレンなどが挙げられる。
【0053】
また、この金属製品に用いられる金属としては、アルミニウム、スチール、ステンレススチール、マグネシウム合金などが挙げられる。
【0054】
本発明の特に好ましい実施例では、無定形物質は、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラス、ケイ酸ナトリウムガラス、ケイ酸ガラス及び/またはケイ酸非含有ガラス、特にリン酸塩ガラスである。好ましくは、無定形物質は二酸化ケイ素、酸化カルシウム、酸化ナトリウムの冷却溶融物からなり、三酸化ホウ素、酸化アルミニウム、酸化鉛、酸化マグネシウム、酸化バリウム、酸化カルシウムなども含む。
【0055】
他の実施例では、ガラスは板ガラス、容器ガラス、中空ガラス、家庭用ガラス、白熱電球用ガラス、テレビジョン管用ガラス、実験用ガラス、鉛クリスタルガラス、繊維ガラス、装身ガラス、すりガラス、乳白ガラス、色ガラス、装飾ガラス及び/または光学ガラスである。
【0056】
本発明を、図面によって以下に詳細に説明する。
【0057】
図1は、1個のバーナ3と固体基体5を含む表面変性ユニット1を示す。バーナ3は、供給管(本図面には示されていない)を有し、矢印7で示すように、供給管を通って引火性ガス、空気、あるいは必要に応じて有機ケイ素物質が供給される。引火性ガスはプロパンガス、ブタンガス、都市ガスまたは天然ガスを含む。引火性ガス、空気及び他の物質は、噴出口9を通って、燃焼混合気体11の形で固体基体5の表面13へ供給される。第一工程の間、引火性ガス/空気混合気体は、矢印7に示すようにバーナ3に供給される。この引火性ガス/空気混合気体は、噴出口9から出る時燃焼ガスとなり、過剰の酸素とともに燃焼する。従って、燃焼混合気体11は酸化作用をする。各々のバーナ3には1個の噴出口9を取り付けることが可能であるが、バーナ3に複数の噴出口9を一列に取り付けることもできる。酸化作用を有する燃焼混合気体11は、表面13上の有機不純物を酸化し、排除する。また表面13に付着する湿度層を減少させる。固体基体5は回転軸に対して対称である。固体基体5は酸化炎燃焼過程中、回転している。バーナ3が固体基体5の周りを回転してもよい。表面13は、70m/分の速度で、バーナ3の下を移動する。
【0058】
第二工程の間、バーナ3にはテトラメトキシシランを含む空気燃焼混合ガスが供給される。テトラメトキシシランは、10− 2〜10− 6のモル分率で引火性ガス/空気混合気体に添加される。引火性ガスと空気の体積比率は、1:3〜1:80の範囲である。この混合気体は、燃焼混合気体11として、ケイ酸化炎の形で噴出口9を離れる。いわゆる炎熱分解のこのプロセス中で、表面13上に酸化ケイ素が堆積する。炎熱分解の処理を複数繰り返すことによって、複数層あるいは少なくとも一層のSiOX層が表面13上に形成される。この場合、ケイ素を含む被膜は、層の数に応じて、1〜100nmの厚さである。固体基体の表面速度70m/分までのゆっくりとした回転運動によって、ケイ素を多く含む層をほぼ均等に形成でき、これによって、表面13は均等に親水性にされる。ケイ酸塩層の最上面は、反応性OH基を多く含有していることを特徴とする。第一工程の酸化処理で、第二工程のための準備として表面が均質にされているので、OH基の分布は表面13全体にわたってほぼ等しくなっている。
【0059】
図2は、他の実施例に従う表面変性ユニット1を示す。これは基本的に、図1に従う表面変性ユニット1と同様な構造である。その限りで、説明は前述のとおりであり、異なる点のみ詳細に説明する。図1による実施例と比較して、図2で示す表面変性ユニット1は2個のバーナ3を含む。バーナ3は、固体基体5の中心を通る共通線上に配置されている。バーナ3は表面13に対し等しい距離で配置される。噴出口9と表面13との間の距離は、30〜150mmである。この場合、各々のバーナ3は、一方のバーナで酸化処理を行い、他方のバーナでケイ酸処理を行うようにすることもできる。また、両方のバーナ3で、第一工程の間は酸化炎、また第二工程の間はケイ酸化炎とすることにより変性することも可能である。無定形物質から成る固体基体5は、回転軸のまわりを70m/分までの表面速度で回転する。回転中、表面13は均一に炎熱分解処理される。
【0060】
図3は表面変性ユニット1の他の実施例を示す。これは図2の表面変性ユニット1とほぼ同様に構成されている。異なっている点は、2個のバーナ3の代わりに、3個のバーナ3が固体基体5の周囲に放射状に配置されている点である。バーナ3は、二つの隣接するバーナ3の中軸間の角度が各々120°になるように、固体基体5の周囲に配置されうるが、他の配置も可能である。
【0061】
図4は、表面変性ユニット1の側面図を示しており、表面変性ユニット1と類似の構造である。固体基体5としては中空体15である。バーナ3の噴出口9は、噴出口9が中空体15の表面13を全長にわたってほぼ完全に変性できるように、バーナ3の長手方向に沿って配置される。中空体15の表面13とバーナ3は相互に対応して移動し、第一工程を経る間に、酸化炎によって表面13全体が変性され、表面13上のゲル層が減少され、不純物が酸化、排除される。このように前処理され、清浄化され、かつ均質化された表面13は、第二工程を経る間にケイ酸化炎で処理される。これによって、10〜30nmの厚みのSiO2層が形成される。
【0062】
【発明の効果】
本発明に係る固体基体表面の変性方法において、表面を少なくとも一回の酸化炎処理と少なくとも一回のケイ酸化炎処理を組み合わせて処理することによって、再現可能で均一的な、またミクロ保持力を有する表面が生成される。このように、両方の処理工程の組み合わせは、ゲル層の減少や、反応性OH基の密度の上昇及び均一な分布を引き起こす反応性基を高い密度で有する、均一的でかつミクロ的な保持力を有する表面を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図1】1個のバーナで固体基体を処理する態様を示す略図である。
【図2】2個のバーナで固体基体を処理する態様を示す略図である。
【図3】3個のバーナで固体基体を処理する態様を示す略図である。
【図4】中空体を2組のバーナで処理する態様を示す略図である。
【符号の説明】
1:表面変性ユニット
3:バーナ
5:固体基体
7:矢印
9:噴出口
11:燃焼混合気体
13:表面
15:中空体
Claims (13)
- 固体基体の表面の変性方法であって、
少なくとも1回の酸化炎処理で該表面を変性する工程と、
少なくとも1回のケイ酸化炎処理で該表面を変性する工程と
を含む固体基体表面の変性方法。 - 前記固体基体が、ガラス、ほうろう、ガラスセラミック、セラミックあるいはクリスタルガラスを主成分とする固体から成る表面層を有することを特徴とする請求項1に記載の固体基体表面の変性方法。
- 前記固体基体が、ガラス、ほうろう、ガラスセラミック、セラミックあるいはクリスタルガラスを主成分とするものであることを特徴とする請求項1または2に記載の固体基体表面の変性方法。
- 前記ガラスが、ソーダ石灰ガラス、ケイ酸塩ガラス、ケイ酸ホウ素ガラス、ケイ酸ナトリウムガラスまたはケイ酸非含有ガラスであることを特徴とする請求項2または3に記載の固体基体表面の変性方法。
- 前記ガラスが、板ガラス、容器ガラス、中空ガラス、家庭用ガラス、白熱電球用ガラス、テレビジョン管用ガラス、実験用ガラス、鉛クリスタルガラス、繊維ガラス、装身ガラス、すりガラス、乳白ガラス、色ガラス、装飾ガラスまたは光学ガラスであることを特徴とする請求項2から4のいずれかに記載の固体基体表面の変性方法。
- 前記固体基体がプラスチック製品または金属製品であることを特徴とする請求項1または2に記載の固体基体表面の変性方法。
- 前記プラスチック製品または金属製品が瓶状または管状であることを特徴とする請求項6に記載の変性方法。
- 固体基体の表面の印刷方法であって、請求項1から7のいずれかに記載の変性方法により変性された固体基体表面に少なくとも一つの印刷インキまたは塗料を塗布する工程を含むことを特徴とする固体基体表面の印刷方法。
- 前記印刷インキが液体、ペーストあるいは粉末であり、またはエアゾール状あるいはスプレー状であることを特徴とする請求項8に記載の固体基体表面の印刷方法。
- 前記印刷インキが、スクリーン印刷、平版印刷、凹版印刷、オフセット印刷、ローラ・フレキソ印刷または凸版印刷方法で固体基体表面に塗布されることを特徴とする請求項8または9に記載の固体基体表面の印刷方法。
- 前記印刷インキが、無機顔料、鉱物顔料、金属顔料、干渉顔料、炭酸顔料、有機顔料、可溶性有機染料またはUV染料からなる群から選択されることを特徴とする請求項8から10のいずれかに記載の固体基体表面の印刷方法。
- 前記有機顔料が、アゾ顔料、イソインダリン顔料、フタロシアニン顔料、特殊ポリ環状顔料、塩基性塩顔料、ルミネセンス顔料、昼光顔料または残光顔料を含む群から選択されることを特徴とする請求項11に記載の固体基体表面の印刷方法。
- 前記印刷インキが、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム水和物、硫酸バリウム、二酸化ケイ素、ケイ酸アルミニウムまたはケイ酸マグネシウムからなる群から選択される充填材を含むことを特徴とする請求項8から12のいずれかに記載の固体基体表面の印刷方法。
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