JP4253729B2 - 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

Description

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（passage）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２５ｃＰ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。

Claims (10)

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る任意のタイプの１又はそれ以上の支持体上の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複製された、インクに基づく前記所望のデザインを持つガラス基材を製造する方法であって、前記少なくとも１つのインク層が、エアログラフからなる印刷手段によって前記ガラス基材上に直接適用されることを特徴とする方法。
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前記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. 前記少なくとも１つのインクがエナメルであることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
5. 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１〜４の１つに記載の方法。
6. 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１〜５の１つに記載の方法。
7. 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４５０〜７５０℃の温度に加熱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１〜７の１つに記載の方法。
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１〜７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１〜４の１つに記載の方法。