JP5049525B2 - 電線用着色インク - Google Patents

Description

本発明は、例えば、電線の外表面に向かって一定量ずつ滴射されて該電線の外表面を着色する電線用着色インクに関する。

移動体としての自動車などには、種々の電子機器が搭載される。このため、前記自動車などは、前記電子機器に電源などからの電力やコンピュータなどからの制御信号などを伝えるために、ワイヤハーネスを配索している。ワイヤハーネスは、物品としての複数の電線と、該電線の端部などに取り付けられたコネクタなどを備えている。

電線は、導電性の芯線と該芯線を被覆する絶縁性の合成樹脂からなる被覆部とを備えている。電線は、所謂被覆電線である。コネクタは、端子金具と、この端子金具を収容するコネクタハウジングとを備えている。端子金具は、導電性の板金などからなり電線の端部に取り付けられてこの電線の芯線と電気的に接続する。コネクタハウジングは、絶縁性の合成樹脂からなり箱状に形成されている。ワイヤハーネスは、コネクタハウジングが前述した電子機器などと結合することにより、端子金具を介して各電線が前述した電子機器と電気的に接続して、前述した電子機器に所望の電力や信号を伝える。

前記ワイヤハーネスを組み立てる際には、まず電線を所定の長さに切断した後、該電線の端部などの被覆部を除去（皮むき）して端子金具を取り付ける。必要に応じて電線同士を接続する。その後、端子金具をコネクタハウジング内に挿入する。こうして、前述したワイヤハーネスを組み立てる。

前述したワイヤハーネスの電線は、芯線の大きさと、被覆部の材質（耐熱性の有無などによる材質の変更）と、使用目的などを識別する必要がある。なお、使用目的とは、例えば、エアバック、ＡＢＳ（Antilock Brake System）や車速情報などの制御信号や、動力伝達系統などの電線が用いられる自動車の系統（システム）である。

そこで、ワイヤハーネスに用いられる電線は、前述した被覆部を構成する合成樹脂を芯線の周りに押し出し被覆する際に、被覆部を構成する合成樹脂に所望の色の着色剤を混入して、該被覆部を所望の色に着色してきた（例えば、特許文献１ないし３参照）。この場合、電線の外表面の色を変更する際に、前述した押し出し被覆を行う押し出し被覆装置を停止する必要がある。この場合、電線の色替えの度に、押し出し被覆装置を停止する必要があり、電線の製造にかかる所要時間と手間が増加して、電線の生産効率が低下する傾向であった。

または、押し出し被覆装置が押し出し被覆を行っている状態で合成樹脂に混入する着色剤の色を変更してきた。この場合、着色剤の色を変更した直後では、被覆部を構成する合成樹脂の色が、被覆部の変更前の着色剤の色と変更後の着色剤の色とが混ざり合った色になる。このため、電線の材料歩留まりが低下する傾向であった。

前述した電線の生産性の低下と電線の材料歩留まりの低下を防止するために、本発明の出願人は、例えば、単色の電線を製造しておき、必要に応じて物品としての電線の外表面を所望の色に着色してワイヤハーネスを組み立てることを提案している（特許文献４参照）。また、本発明の出願人は、製造後の単色の電線を着色する際に、液状の電線用着色インクを物品としての電線の外表面に向かって一定量ずつ滴射して、該電線用着色インクの液滴を電線の外表面に付着させることで電線を所望の色に着色する電線の着色装置を提案している（特許文献５参照）。

前述した特許文献５に記載された電線の着色装置では、溶媒としての有機溶剤と、バインダ（結合材）としてのＰＭＭＡ（Polymethylmethacrylate）樹脂と、色材と、分散剤などで構成された電線用着色インクを用いてきた。この種の電線の着色装置は、長尺の電線を所望の長さに切断する切断工程や、該電線の端末に端子金具を取り付ける圧着工程で用いられて、これらの工程中に電線の外表面を着色することが求められている。
特開平５−１１１９４７号公報 特開平６−１１９８３３号公報 特開平９−９２０５６号公報 国際公開第０３／０１９５８０号パンフレット 特開２００４−１３４３７１号公報

前述した電線用着色インクは、速乾性であることが求められて、粘度が比較的低いものが求められている。このため、前述した従来の電線用着色インクを用いると、該電線用着色インクが速乾性であるために、電線に付着した電線用着色インクの液滴の外縁が特に急速に乾燥して乾燥前の中央部の色材が徐々に外縁に引っ張られる。そして、従来の電線用着色インクを用いるとマイグレーション（乾燥工程で色材とより小さい粒子（分子）からなる結合材成分が早い乾燥によりインクの表層に集中する現象）が生じやすく、電線の外表面を着色した箇所の外縁部などに色材が集中するなどして、色むらが生じやすい。電線の外表面を着色した箇所の外縁部などに色材が集中すると、勿論、電線の外表面を着色した箇所の外縁部の色が濃くなり中央部の色が薄くなる。

このため、前述した従来の電線用着色インクを用いると、色むらが生じるので、ワイヤハーネスの組み立て工程などにおいて、見る角度によっては、作業員が誤識別（電線の品番を誤ること）することが考えられる。勿論、電線を誤識別することは、ワイヤハーネスの組立工程では望ましくない。

したがって、本発明の目的は、色むらの発生を防止できる電線用着色インクを提供することにある。

前記課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の電線用着色インクは、電線の外表面に一定量ずつ滴射されて該電線の外表面を着色する電線用着色インクにおいて、溶媒とアクリル樹脂と色材とを含んだインク本材１００重量部に対して、ポリビニルアルコール水溶液が５重量部以上１５重量部以下配合され、前記ポリビニルアルコール水溶液の濃度が１０質量％以上でかつ１５質量％以下であり、かつ、前記アクリル樹脂がポリメタクリル酸メチル、及び／または、ポリアクリル酸メチルであることを特徴としている

請求項１に記載された本発明によれば、インク本材１００重量部に対してＰＶＡ水溶液を５重量部以上１５重量部以下配合しているので、電線の外表面に付着した液滴の乾燥速度を若干遅らせて、乾燥中にアクリル樹脂が表層に集中することを防止できるとともに、色材の分散性が向上して（分散しやすくなって）、色むらの発生を防止できる。さらに、電線の外表面に付着した液滴の乾燥速度を若干遅らせるので、乾燥速度が極端に遅くなって、電線の外表面を汚すことを防止できる。

さらに本発明によれば、ＰＶＡ水溶液の濃度が１０％以上で１５％以下であるので、乾燥中にアクリル樹脂が表層に集中することをより防止できるとともに、色材の分散性が向上して（分散しやすくなって）、色むらの発生をより防止できる。

以上説明したように請求項１に記載の本発明は、色むらの発生を防止できるとともに、インク本材１００に対してＰＶＡ水溶液を配合しているので、溶媒の揮発を抑制できて濃度の変化を抑制できるとともに、乾燥して形成された塗膜の堅牢性の低下を防止できる。

請求項２に記載された本発明によれば、色むらの発生をより防止できる。

以下、本発明の一実施形態にかかる電線用着色インク（以下、単にインクと呼ぶ）を用いる電線の加工装置としての電線の着色装置（以下単に着色装置と呼ぶ）１を、図１ないし図４に基づいて説明する。着色装置１は、物品としての電線３を所定の長さに切断して、この物品としての電線３の外表面３ａの一部に印６を形成する装置である。即ち、着色装置１は、物品としての電線３の外表面３ａを着色する即ちマーキング（Marking）する。

物品としての電線３は、移動体としての自動車などに配索されるワイヤハーネスを構成する。電線３は、図４（ａ）に示すように、導電性の芯線４と、絶縁性の被覆部５とを備えている。芯線４は、複数の素線が撚られて形成されている。芯線４を構成する素線は、導電性の金属で構成されている。また、芯線４は、一本の素線から構成されても良い。被覆部５は、例えば、ポリ塩化ビニル（Polyvinylchloride：ＰＶＣ）、ポリオレフィン（ＰＥ、ＰＰ等）などの合成樹脂で構成されている。被覆部５は、芯線４を被覆している。このため、電線３の外表面３ａとは、被覆部５の外表面をなしている。

また、被覆部５は、単色Ｐである。なお、被覆部５を構成する合成樹脂に所望の着色剤を混入して、電線３の外表面３ａを単色Ｐにしても良く、被覆部５を構成する合成樹脂に着色剤を混入することなく、単色Ｐを合成樹脂自体の色として良い。被覆部５を構成する合成樹脂に着色剤を混入せずに、単色Ｐが合成樹脂自体の色の場合、被覆部５即ち電線３の外表面３ａは、無着色であるという。このように、無着色とは、被覆部５を構成する合成樹脂に着色剤を混入せずに、電線３の外表面３ａが合成樹脂自体の色であることを示している。電線３の外表面３ａは、前述した無着色であっても良く、例えば白色などの単色であっても良い。

電線３の外表面３ａには、複数の点７からなる印６が形成されている。点７は、色Ｂ（図４中に平行斜線で示す）である。色Ｂは、単色Ｐと異なる。点７は、複数設けられており、予め定められるパターンにしたがって、電線３の長手方向に沿って並べられている。図示例では、電線３の長手方向に沿って、点７が等間隔に並べられている。また、互いに隣り合う点７の中心間の距離は、予め定められている。

前述した構成の電線３は、複数束ねられるとともに端部などにコネクタなどが取り付けられて前述したワイヤハーネスを構成する。コネクタが自動車などの各種の電子機器のコネクタにコネクタ結合して、ワイヤハーネス即ち電線３は、各電子機器に各種の信号や電力を伝える。

また、前述した印６の各点７の色Ｂが種々の色に変更されることにより、電線３同士を識別可能としている。図示例では、全ての点７の色Ｂを同じにしているが、必要に応じて点７毎に色Ｂを変更して、点７同士の色Ｂを異ならせても良い。印６の各点７の色Ｂは、ワイヤハーネスの電線３の線種、系統（システム）の識別などを行うために用いられる。即ち、前述した印６の各点７の色Ｂは、ワイヤハーネスの各電線３の線種及び使用目的を識別するために用いられる。

着色装置１は、図１に示すように、装置本体としてのフレーム１０と、電線送り加工ユニット１１と、薬液吐出装置としての薬液吐出ユニット１５と、制御手段としての制御装置１９とを備えている。

フレーム１０は、工場などのフロア上などに設置される。フレーム１０は、水平方向に伸びている。電線送り加工ユニット１１は、制御装置１９からの命令とおりに、長尺の電線３を該電線３の長手方向に沿って間欠的に移動させながら、該電線３を所望の長さに切断する。電線送り加工ユニット１１は、制御装置１９に接続して、該制御装置１９に向かって電線３の移動量を出力するエンコーダ１７を備えている。このため、電線３は、図１中の矢印Ｋに沿って移動する。矢印Ｋは、電線３の移動方向をなしている。

薬液吐出ユニット１５は、図２に示すように、ユニット本体３０と、複数の着色ノズル３１と、薬液用容器３２と、加圧流体供給源としての加圧気体供給源３３とを備えている。ユニット本体３０は、フレーム１０に固定される。ユニット本体３０は、複数の着色ノズル３１を支持する。

着色ノズル３１は、後述の薬液用容器３２からの液状のインクを、電線３の外表面３ａに向かって一定量ずつ滴射する。着色ノズル３１は、滴射したインクの液滴を電線３の外表面３ａに付着させて、該電線３の外表面３ａの少なくとも一部を着色する（マーキング）する。

着色ノズル３１は、図３に示すように、円筒状（筒状）のノズル本体３４と、このノズル本体３４内に収容されたインサート部材３５と、流入管３６と、ノズル５４と、弁機構３８とを備えている。

インサート部材３５は、円筒状（筒状）に形成されているとともに、内側に電線用着色インクを通す流路３９が形成されている。流路３９内には、後述の薬液用容器３２などから供給されるインクで満たされる。インサート部材３５は、本明細書に記した液状のインクを収容する収容部をなしている。流入管３６は、流路３９と連通しており、薬液用容器３２からのインクを流路３９内に導く。

ノズル５４は、第１のノズル部材３７と、第２のノズル部材５０と、接続パイプ５１とを備えている。第１のノズル部材３７は、円筒状に形成されているとともに、流路３９内と連通しており、流路３９内のインクを着色ノズル３１外に導く。第１のノズル部材３７の内径は、ノズル本体３４の内径即ち流路３９の外径より小さい。第１のノズル部材３７は、ノズル本体３４と同軸に配されている。第１のノズル部材３７は、ステンレス鋼からなる。

第２のノズル部材５０は、円筒状に形成されている。第２のノズル部材５０は、ポリエーテルエーテルケトン（Polyetheretherketone：以下ＰＥＥＫと呼ぶ）からなる。第２のノズル部材５０の外径は、第１のノズル部材３７の外径と等しい。このように、ノズル５４は、筒状に形成されており、内側にインクが流れるとともに、インサート部材３５内に連通している。

また、第２のノズル部材５０の内径は、第１のノズル部材３７の内径より小さい。第２のノズル部材５０は、第１のノズル部材３７と同軸に配されているとともに、該第１のノズル部材３７に連結している。

第２のノズル部材５０は、第１のノズル部材３７より電線３寄りに配されている。また、第１のノズル部材３７と第２のノズル部材５０との間は、水密になっている。第２のノズル部材５０と第１のノズル部材３７は、内側に第１のノズル部材３７などの軸芯に沿ってインクが流れる。

このため、第２のノズル部材５０の第１のノズル部材３７寄りに端面５０ａは、第１のノズル部材３７の内面から該第１のノズル部材３７の内側に向かって突出している。また、端面５０ａは、軸芯に対し直交（交差）する方向に沿って平坦に形成されている。端面５０ａは、段差をなしており、第１のノズル部材３７と第２のノズル部材５０との間に形成されている。

接続パイプ５１は、フッ素樹脂からなり円筒状に形成されている。接続パイプ５１の内径は、第１のノズル部材３７と第２のノズル部材５０の外径と略等しい。接続パイプ５１は、第１のノズル部材３７と第２のノズル部材５０との双方の外側に嵌合しており、これらの第１のノズル部材３７と第２のノズル部材５０とを連結する。また、接続パイプ５１は、第２のノズル部材５０を第１のノズル部材３７から着脱自在としている。

弁機構３８は、コイル４０と、弁本体４１と、コイルばね４２と、を備えている。コイル４０は、流路３９の外側に設けられインサート部材３５内に埋設されている。コイル４０は、外部から電流が印加される。弁本体４１は、導電性の本体部４３と、弁体４４とを備えている。本体部４３は、円柱状の円柱部４５と、この円柱部４５の一端に連なる円盤状の円板部４６とを一体に備えている。

本体部４３は、円板部４６が第１のノズル部材３７の基端部３７ａと相対し、円柱部４５の長手方向がノズル本体３４の長手方向と平行な状態で、流路３９内に収容されている。また、本体部４３即ち弁本体４１は、円柱部４５の長手方向即ちノズル本体３４の長手方向に沿って移動自在に設けられている。

弁体４４は、本体部４３の円板部４６に取り付けられている。即ち、弁体４４は、インサート部材３５内に収容されている。弁体４４は、第１のノズル部材３７の基端部３７ａと相対する。弁体４４は、本体部４３の円板部４６に取り付けられているため、第１のノズル部材３７の基端部３７ａに接離自在になっている。なお、接離とは、近づいたり離れたりすることである。また、前述した第１のノズル部材３７の基端部３７ａは、ノズル５４の収容部としてのインサート部材３５内に位置する基端部をなしている。

弁体４４は、第１のノズル部材３７の基端部３７ａに接触すると、この基端部３７ａとの間を水密に保ち、流路３９内のインクが第１のノズル部材３７内に侵入することを防止する。また、弁体４４は、第１のノズル部材３７の基端部３７ａから離れると、第１のノズル部材３７及び第２のノズル部材５０内を通ってインクが電線３の外表面３ａに向かって滴射されることを許容する。

このように、弁体４４は、図３中に二点鎖線で示す開位置と、図３中に実線で示す閉位置とに亘って基端部３７ａに接離する。開位置では、弁体４４は、基端部３７ａから離れてインクを第１のノズル部材３７と第２のノズル部材５０内を通して電線３に向かって滴射させる。閉位置では、弁体４４は、基端部３７ａに接触してインクを第１のノズル部材３７と第２のノズル部材５０内を通して電線３に向かって滴射することを規制する。弁体４４は、基端部３７ａに接離することで、ノズル５４からインクを滴射させる。

コイルばね４２は、円板部４６を弁体４４が第１のノズル部材３７の基端部３７ａに近づく方向に付勢している。

前述した構成の着色ノズル３１は、ユニット本体３０に取り付けられている。また、着色ノズル３１は、ユニット本体３０に取り付けられると、電線３の移動方向Ｋに沿って複数並べられている。図示例では、ユニット本体３０は、着色ノズル３１を電線３の移動方向Ｋに沿って五つ並べている。

また、各着色ノズル３１は、図２に示すように、第１のノズル部材３７の軸芯の延長上に電線３の最上部が位置する状態で、ユニット本体３０に支持される。なお、着色ノズル３１は、軸芯に沿ってインクを滴射する。このため、着色ノズル３１は、電線３の最上部に向かってインクを一定量ずつ滴射する。前述した着色ノズル３１は、ノズルをなしている。

薬液用容器３２は、着色ノズル３１各々に対応して、設けられている。図示例では、薬液用容器３２と、着色ノズル３１とは、１対１で対応している。薬液用容器３２は、前述したインクを封入する。

薬液用容器３２には、加圧流体供給管５８と薬液排出管５９が取り付けられている。加圧流体供給管５８には、加圧気体供給源３３から加圧された流体としての加圧された気体が供給される。また、加圧流体供給管５８と、加圧気体供給源３３との間には、バルブ６２が設けられている。バルブ６２は、開くと加圧された気体を薬液用容器３２内に供給し、閉じると加圧された気体を薬液用容器３２内に供給することを停止する。

薬液排出管５９は、着色ノズル３１の流入管３６に接続している。薬液排出管５９は、薬液用容器３２内に加圧された流体としての加圧された気体が供給されると、薬液用容器３２内のインクを流入管３６即ち着色ノズル３１に向かって排出する。即ち、薬液排出管５９は、薬液用容器３２内のインクを排出するためのものである。

加圧気体供給源３３は、バルブ６２を介して薬液用容器３２の加圧流体供給管５８と接続している。加圧気体供給源３３は、バルブ６２及び加圧流体供給管５８を介して、薬液用容器３２内に加圧された流体としての加圧された気体を供給する。この加圧気体供給源３３は、複数の薬液用容器３２に対応して設けられて、該対応する薬液用容器３２に加圧された気体を供給しても良い。

前述した構成の薬液吐出ユニット１５は、制御装置１９からの命令に基づいて、バルブ６２が開放されて、加圧気体供給源３３からの加圧された気体が各薬液用容器３２内に供給される。そして、薬液吐出ユニット１５は、制御装置１９からの命令によって、薬液用容器３２内が所定の圧力に保たれる。すると、各薬液用容器３２内のインクが、着色ノズル３１に供給される。

そして、前述した構成の薬液吐出ユニット１５は、制御装置１９からの命令に基づいて、任意の着色ノズル３１のコイル４０に印加されて後述の弁体４４が第１のノズル部材３７の基端部３７ａから離れる。そして、薬液吐出ユニット１５は、任意の着色ノズル３１の流路３９内のインクを一定量ずつ電線３に向かって滴射する。

本明細書では、粘度が１０ｍＰａ・ｓ（ミリパスカル秒）以下のインクを用いる。前述したインクとは、色材（工業用有機物質）が水またはその他の溶媒に溶解、分散した液状物質である。有機物質としては、色材として染料、顔料（大部分は有機物であり、合成品）があり、時には染料が顔料として、顔料が染料として用いられることがある。より具体的な例として、インクとは、着色液または塗料である。なお、このインクの詳細な説明は、後ほど記載する。

着色液とは、溶媒中に染料が溶けているもの又は分散しているものを示しており、塗料とは、溶媒中に顔料が分散しているものを示している。このため、着色液が電線３の外表面３ａに付着すると、染料が被覆部５内にしみ込み、塗料が電線３の外表面３ａに付着すると、顔料が被覆部５内にしみ込むことなく外表面３ａに接着する。

即ち、薬液吐出ユニット１５は、電線３の外表面３ａの一部を染料で染める又は電線３の外表面３ａに顔料を塗る。このため、電線３の外表面３ａを着色するとは、電線３の外表面３ａの一部を染料で染める（染色する）ことと、電線３の外表面３ａの一部に顔料を塗ることとを示している。

また、前記溶媒は、被覆部５を構成する合成樹脂と親和性のあるものが望ましい。この場合、染料が被覆部５内に確実にしみ込んだり、顔料が外表面３ａに確実に接着することとなる。

さらに、前述した滴射とは、着色ノズル３１から液状のインクが、液滴の状態即ち滴の状態で、電線３の外表面３ａに向かって付勢されて打ち出されることを示している。

制御装置１９は、周知のＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵなどを備えたコンピュータである。制御装置１９は、電線送り加工ユニット１１と、着色ノズル３１則ち薬液吐出ユニット１５などと接続しており、これらの動作を制御することにより、着色装置１全体の制御をつかさどる。

制御装置１９は、予め印６のパターンを記憶している。制御装置１９は、バルブ６２を開閉（制御）して、薬液用容器３２内の圧力を、薬液用容器３２を破損させることなく該薬液用容器３２内のインクを押圧できる予め定められた所定の圧力に保つ。制御装置１９は、エンコーダ１７から所定のパルス状の信号即ち電線３の移動量に応じた情報が入力すると、予め定められた着色ノズル３１のコイル４０に一定時間印加して、該着色ノズル３１から電線３に向かってインクを一定量ずつ滴射させる。制御装置１９は、予め記憶した印６のパターンにしたがって、電線３の移動速度が速くなると着色ノズル３１からインクを滴射する時間間隔を短くし、電線３の移動速度が遅くなると着色ノズル３１からインクを滴射する時間間隔を長くする。こうして、制御装置１９は、予め記憶したパターンにしたがって、電線３を着色する。制御装置１９は、エンコーダ１７が測定した電線３の移動量に基づいて、着色ノズル３１にインクを一定量ずつ滴射させる。

また、制御装置１９は、エンコーダ１７からの情報により、電線３が所定量移動したと判定すると、電線３を停止した後、該電線３を切断する。

前述した構成の着色装置１で、電線３の外表面３ａに印６を形成する即ち電線３の外表面３ａを着色する際には、まず、フレーム１０に長尺の電線３を取り付ける。

また、所定の色のインクを封入した薬液用容器３２に加圧流体供給管５８と薬液排出管５９とを取り付けて、これらを加圧気体供給源３３と着色ノズル３１と接続する。そして、薬液吐出ユニット１５のユニット本体３０の所定箇所に着色ノズル３１を取り付ける。その後、バルブ６２を開いて、加圧気体供給源３３からの加圧された気体を、各薬液用容器３２内に供給する。すると、各薬液用容器３２内のインクが着色ノズル３１に供給される。

そして、電線送り加工ユニット１１を駆動して、電線３の長手方向に沿って移動させる。

そして、エンコーダ１７から所定の順番のパルス状の信号が制御装置１９に入力すると、制御装置１９は、予め定められた着色ノズル３１のコイル４０に一定時間、所定間隔毎に印加する。すると、着色ノズル３１は、インクを一定量ずつ電線３の外表面３ａに向かって滴射する。

そして、電線３の外表面３ａに付着したインクから前述した溶媒が蒸発して、電線３の外表面３ａを染料で染める又は外表面３ａに顔料を塗る。電線３の外表面３ａに付着したインクから蒸発した溶媒は、電線送り加工ユニット１１のダクト内から吸引手段に吸引される。こうして、電線３の外表面３ａが着色される。

エンコーダ１７などからの情報により、制御装置１９が所定の長さの電線３を送り出したと判定すると、この制御装置１９は、電線３の移動を停止する。

そして、制御装置１９は、電線３を切断する。こうして、図４などに示された外表面３ａに印６が形成された電線３が得られる。

また、前述した着色ノズル３１から液状のインクを電線３の外表面３ａに向かって一定量ずつ滴射すると、軸芯に沿って第１のノズル部材３７と第２のノズル部材５０内を流れるインクの一部は、第２のノズル部材５０の端面５０ａに衝突する。そして、端面５０ａに衝突した電線用着色インクの一部は渦を発生して、インクを攪拌することとなる。そして、第２のノズル部材５０内のインクの濃度が一様に保たれる。

また、前述した着色ノズル３１から液状のインクを電線３の外表面３ａに向かって一定量ずつ滴射する際に、流路３９から第１のノズル部材３７内にインクが侵入すると、該インクの圧力が高くなる。そして、インクの圧力は、第１のノズル部材３７内では略一定となる。インクの一部が端面５０ａに衝突すると、該インクの圧力は、急激に高くなる。そして、第２のノズル部材５０から電線３の外表面３ａなどに向かって滴射されると、インクの圧力は急激に低下する。

また、前述した着色ノズル３１から液状のインクを電線３の外表面３ａに向かって一定量ずつ滴射する際に、流路３９から第１のノズル部材３７内にインクが侵入すると、該インクの流速（速度）が低くなる。そして、インクの流速（速度）は、第１のノズル部材３７内では略一定となるとともに、第２のノズル部材５０に向かうにしたがって流速は遅く一定になる。

インクの一部が端面５０ａに衝突すると、該インクの流速（速度）は、急激に速くなる。そして、第２のノズル部材５０から電線３の外表面３ａなどに向かって滴射されると、インクの速度は速いままに保たれる。このように、インクが第２のノズル部材５０内に侵入すると、該インクの圧力と流速（速度）が急激に高く又は速くなる。そして、圧力が高くかつ流速が速い液状のインクが電線３の外表面３ａに向かって滴射される。

前述したインクは、溶媒と、アクリル樹脂と、色材とを含んだインク本材１００重量部に対して、濃度が１０％以上でかつ１５％以下のＰＶＡ（ポリビニルアルコールPolyvinylalcohol）水溶液５重量部以上１５重量部以下配合したものである。

本発明でいうインク本材とは、例えば、溶媒９６重量部と、アクリル樹脂３重量部と、色材１重量部とを配合したものである。溶媒としては、アクリル樹脂成分の溶解性、揮発性、取り扱い性等を勘案して用いるが、これらを満足するものとしてケトン類（有機溶剤）を用いる。具体的にはアセトン、メチルエチルケトン等のケトン類等を用いる。また、溶媒として、メタノール、エタノールなどの揮発性の高いアルコール類等の易揮発性溶媒が上記ケトン類に配合されたものを用いてもよい。

色材としては、インクジェット用インクに配合されうる着色成分であれば良く、顔料、染料、あるいはこれらの中間的な着色材料などを用いる。含有量としては電線３の外表面３ａに滴射されたときに、電線３の外表面３ａに明確なマーキングが可能な濃度で、かつ、滴射が可能な濃度であれば良い。

ここで具体的には顔料としてはアクリル樹脂の溶剤に対して均一分散し、着色ノズル３１を詰らせないものを適宜選択して使用することができる。また、染料としては黄色系ではオイルイエロー１２９（Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー２９）、オイルイエロー３Ｇ（Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１６）などが挙げられ、赤色系ではオイルレッド５１３（Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド２７）、オイルレッドＲＲ（Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド２４）などが挙げられる。青色系ではオイルブルー２Ｎ（Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー３５）、ファストブルー１６０５（Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー３８）、黒色系ではオイルブラックＨＢＢ（Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック８）、オイルブラックＢＳ（Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック７）などが挙げられ、これらはオリエント化学工業社等から入手できる。

ここで、電線３の外表面３ａの色が濃色の場合には、顔料や、顔料と染料との中間的な性格を持つ着色材料を色材として用いることが望ましく、電線３の外表面３ａの色が白色や淡色の場合には、色材として染料であっても好適に使い得る。

アクリル樹脂としては、ポリメタクリル酸メチル、及び、ポリアクリル酸メチル及びその変性体を用いることができ、これらから選択して用いるが、２種以上を混合使用しても良い。

また、本発明のインク中のアクリル樹脂としては、マーキングの堅牢性を高める柔軟成分であるゴム成分が予め配合されているアクリル樹脂を用いることもでき、このようなアクリル樹脂は旭化成社から入手可能である。

本発明のインク本材は、前述した溶媒とアクリル樹脂と色材との他に、顔料等の分散成分の分散性を向上させる分散剤、粘度を調整するための粘度調整剤などを適量配合してもよい。

本発明でいうＰＶＡ水溶液の濃度とは、所謂、質量パーセントであり、ＰＶＡ水溶液中のＰＶＡの質量をＰＶＡ水溶液全体の質量で除して、１００をかけた値である。

本発明のインクは、前述した原料を均一になるよう攪拌・混合して溶解・分散させて得るが、そのとき、ノズル５４（内径０．０３〜０．１ｍｍ）から適当な液量の液滴（１０〜１００ｎＬ）が吐出される粘度範囲に調整される。このような粘度範囲（使用温度での）としては通常０．１ｍＰａ・ｓ以上２ｍＰａ・ｓ以下であり、好ましい範囲は０．５ｍＰａ・ｓ以上１．４ｍＰａ・ｓ以下である。また、色材の配合量は、充分な視認性が得られる濃度以上とすることが必要である。

本実施形態によれば、インク本材１００重量部に対してＰＶＡ水溶液を５重量部以上１５重量部以下配合しているので、電線３の外表面３ａに付着したインクの液滴の乾燥速度を若干遅らせて、乾燥中に電線３の外表面３ａに付着したインクの液滴の外縁に色材が集中することを防止できるとともに、色材の分散性が向上して（分散しやすくなって）、色むらの発生を防止できる。

また、インク本材１００に対してＰＶＡ水溶液を配合しているので、溶媒の揮発を抑制できてインクの濃度の変化を抑制できるとともに、乾燥して形成された塗膜の堅牢性の低下を防止できる。

さらに、電線３の外表面３ａに付着した液滴の乾燥速度を若干遅らせるので、乾燥速度が極端に遅くなって、電線３の外表面３ａを汚すことを防止できる。

また、ＰＶＡ水溶液の濃度が１０％以上で１５％以下であるので、乾燥中にアクリル樹脂が表層に集中することをより防止できるとともに、色材の分散性が向上して（分散しやすくなって）、色むらの発生をより防止できる。

インクが第２のノズル部材５０の端面５０ａに衝突して、攪拌される。又、第１のノズル部材３７と第２のノズル部材５０とが同軸に配され、端面５０ａが軸芯に対し直交（交差）しているので、インクがより確実に攪拌される。このため、インク中の色材としての染料または顔料の濃度が一様に保たれる。このため、極端に濃度が濃くなったインクが着色ノズル３１のノズル５４に付着することを防止できる。

また、第１のノズル部材３７内から第２のノズル部材５０内に侵入すると、インクは、急激に加圧される。このため、第２のノズル部材５０から電線３の外表面３ａに向かって滴射されたインクは、勢い良く電線３の外表面３ａに向かって打ち出されることとなる。このため、インクが、第２のノズル部材５０に付着することを防止できる。

このように、インクが第２のノズル部材５０に付着することを防止できるので、第２のノズル部材５０から一定量ずつ確実に電線３の外表面３ａに向かってインクを滴射できる。また、インクが第２のノズル部材５０に付着することを防止できるので、勿論、第２のノズル部材５０などに付着したインクが、滴射されたインクの滴射される方向に影響を与えることを防止できる。したがって、電線３の外表面３ａの所望の位置に向かってインクを確実に一定量ずつ滴射することができ、電線３の外表面３ａの所望の位置を所望の色に着色できるとともに、着色した箇所（前述した点７）を所望の面積（大きさ）に保つことができる。

電線３の長手方向に沿って、電線３と着色ノズル３１とを相対的に移動させている間に、着色ノズル３１が一定量ずつインクを電線３に向かって滴射する。このように、電線３と着色ノズル３１との相対的な移動中に、電線３を着色する。このため、電線３を着色するために、電線３を停止する必要がないので、作業効率を低下させることがない。また、電線３と着色ノズル３１との相対的な移動中に電線３に向かって一定量ずつインクを滴射するため、電線３の任意の位置を着色でき、勿論連続的に電線３を着色できる。

エンコーダ１７が電線３の移動量を測定して、制御装置１９が着色ノズル３１を電線３の移動量に応じて制御する。このため、電線３の移動速度が速くなるとインクを滴射する間隔を短くし、電線３の移動速度が遅くなるとインクを滴射する間隔を長くすることができる。このように、電線３の移動速度が変化しても、電線３の外表面３ａに付着したインクの間隔を一定に保つことができる。

したがって、電線３の移動速度が変化しても、予め定められるパターンにしたがって電線３の外表面３ａにインクを付着させることができる。即ち、電線３の移動速度が変化しても、予め定められるパターンにしたがって、電線３を着色できる。

次に、本発明の発明者らは、濃度が５％、１０％、１５％、２０％のＰＶＡ水溶液各々を、前述したインク本材１００重量部に対して３重量部、５重量部、１０重量部、１５重量部、２０重量部配合して得たインクを、電線３の外表面３ａに向かって滴射した際のマーキング（着色）状況の良否を確認した。結果を表１に示す。

結果を表１に示した実験では、インク本材として、溶媒としての含有量９９％以上のアセトンを９６重量部と、アクリル樹脂としてのＰＭＭＡを３重量部と、色材としての油溶性染料（オリエント工業製Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー）を１重量部とを配合したものを用いた。結果を表１に示した実験では、内径が０．０６５ｍｍのノズル５４を用いて、被覆部５がポリプロピレンで構成された電線３（外径：１．４ｍｍ、外観色：白）を長さ方向に移動させながら、乾燥後の膜厚が約１０μｍになるようにマーキングを行った。

表１中の色むらが○とは、マーキング箇所（前述した点７）の表面の色の濃淡がある箇所の面積が、該マーキング箇所（前述した点７）の表面全体の面積の１／３より少なくて、該マーキング箇所（前述した点７）の色を確実に識別可能な場合を示している。表１中の色むらが×とは、マーキング箇所（前述した点７）の表面の色の濃淡がある箇所の面積が、該マーキング箇所（前述した点７）の表面全体の面積の１／３以上で、該マーキング箇所（前述した点７）の色を識別不可能な場合を示している。

表１中の堅牢性は、以下のように評価を行った。曲率Ｒ：３７．５（１５ｍｍ）の台の上に、台の曲面に沿わせてマーキングを施した一本の電線３を、そのマーキングが上になるように固定する。三橋フェルト社製白フェルト２号（羊毛８０％、厚さ３ｍｍ）を上方からこの電線３に一定圧力で押しつけながら、電線３に沿って一定距離間を３０回往復動させた。

その後にこの電線３を観察して、そのマーキング（点７）の形状が識別可能であり、インクの剥がれが全くない又はインクが多少剥がれた場合に自動車用ワイヤーハーネスでも用いることができる電線３としても優れた堅牢性があるとして、堅牢性「○」とした。インクの剥がれによりマーキング（印）の識別が不可能である場合を、堅牢性「×」とした。

表１中の回り込みが○とは、マーキング箇所（前述した点７）の裏側にインク間に隙間が無い場合を示し、表１中の回り込みが×とは、マーキング箇所（前述した点７）の裏側にインク間に隙間が有る場合を示している。

表１によれば、濃度が１０％未満のＰＶＡ水溶液とインク本材とを配合したインクでは、色むらと堅牢性に特に問題が生じることが明らかとなった。濃度が１５％を超えるＰＶＡ水溶液とインク本材とを配合したインクでは、特に回り込みに問題が生じることが明らかとなった。

表１によれば、ＰＶＡ水溶液５重量部未満とインク本材１００重量部とを配合したインクでは、色むらと堅牢性に特に問題が生じることが明らかとなった。ＰＶＡ水溶液１５重量部超とインク本材１００重量部とを配合したインクでは、特に回り込みに問題が生じることが明らかとなった。

表１によれば、濃度が１０％以上でかつ１５％以下のＰＶＡ水溶液５重量部以上１５重量以下と、インク本材１００重量部とを配合したインクでは、色むらと堅牢性と回り込みの全てに問題のないマーキングを行うことができることが明らかとなった。

前述した実施形態では、第１のノズル部材３７と第２のノズル部材５０とを互いに別体としている。しかしながら、本発明では、第１のノズル部材３７と第２のノズル部材５０とを一体にしても良い。

さらに、本発明では、インク本体として、アクリル系塗料、インク（染料系、顔料系）、ＵＶインクなどの種々のものを用いても良い。

さらに、前述した実施形態では、自動車に配索されるワイヤハーネスを構成する電線３に関して記載している。しかしながら、本発明では、電線３を自動車に限らず、ポータブルコンピュータなどの各種の電子機器や各種の電気機械に用いても良いことは勿論である。

また、前述した実施形態では、加圧された流体としての加圧された気体を薬液用容器３２内に供給している。しかしながら、本発明では、気体に限らず液体などの種々の流体を、加圧して薬液用容器３２内に供給しても良いことは勿論である。

また、前述した実施形態では、ノズルとして、弁機構３８を備えた着色ノズル３１を示している。しかしながら、本発明の特許請求の範囲に記載されたノズルは、弁機構３８を備えていない単なる筒やオリフィス状に形成しても良い。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明の一実施形態にかかる薬液吐出ユニットを備えた電線の着色装置の構成を示す側面図である。 図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う電線の着色装置の薬液吐出ユニットの断面図である。 図２に示された薬液吐出ユニットの各着色ノズルの構成を示す断面図である。 （ａ）は図１に示された電線の着色装置で着色された電線の斜視図である。 （ｂ）は図４（ａ）に示された電線の平面図である。

符号の説明

３ 電線
３ａ 外表面

Claims (1)

1. 電線の外表面に一定量ずつ滴射されて該電線の外表面を着色する電線用着色インクにおいて、
   溶媒とアクリル樹脂と色材とを含んだインク本材１００重量部に対して、ポリビニルアルコール水溶液が５重量部以上１５重量部以下配合され、
   前記ポリビニルアルコール水溶液の濃度が１０質量％以上でかつ１５質量％以下であり、かつ、
   前記アクリル樹脂がポリメタクリル酸メチル、及び／または、ポリアクリル酸メチルである
   ことを特徴とする電線用着色インク。

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