JPH02284678A - セラミックスの加飾方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、セラミックスの表面に文字、模様等を容易
かつ罫明に加飾することのできるセラミックスの加飾方
法に関するものである。

（従来技術及びその課題） タイル等のセラミックスに模様を形成する場合は、従来
、先ずセラミックス素地を成形しｌ、−後、そのセラミ
ックス素地表面側に手掘って四部を形成し、その凹部内
へ色合いの異なる固形顔料を混合した坏土を充填し、全
体を焼成し、前記充填した坏土の部分だけがセラミック
ス全体の色合いと異なるようにして模様が形成されてい
る。

ところが、このような従来方法においては、セラミック
ス素地に凹部を加工する必要があり、セラミックス素地
が損傷し易いという欠点があり、しかも凹部は模様等の
複雑化に対応するために手掘りで行なうのが通常であり
、作業性が非常に悪いという問題点があり、又、凹部へ
充填する固形顔料を含む坏土は、その熱膨張係数と含水
率とをセラミックス素地に合わぜなければならず、熱膨
張係数及び含水率がセラミックス素地のものと不一致で
ある場合には、その境界においてキレやクラックが生じ
るという問題点があった。

又、従来において、セラミックス表面に装飾模様を形成
するためのスクリーン印刷法においては、顔料を水及び
有機バインダー、分散剤、可塑剤等と混合してペースト
を調製し、このベーストをマスクと呼ばれるナイＩ７ン
メツシユやステンレスメツシュ上に置き、スキージで前
記ベーストヲメッシュから強制的に通過させ、マスクの
下方に配置したセラミックスへ前記ペースト状の顔料を
付着させ、模様パターンを形成させ、印刷後はセラミッ
クスを所定の温度で熱処理し、ペーストに含まれる揮発
成分を揮発させ、同時に前記顔料を発色させるとともに
セラミックス素地と反応させ、所望する装飾模様を得て
いた。

しかしこのようなスクリーン印刷法にあっては、ペース
トの粘土や使用するスクリーンメツシュの摩耗及びスキ
ージの摩耗により、タイル素地に付着するベース］・重
量が大きく影響され、例えばペースト中の水分等の蒸発
により印刷条件が変化し、製品の発色状態に影響を受け
るため、スクリーン印刷法ではペーストの粘土やマスク
及びスキージの摩耗等を厳しく管理する必要があった。

又、スクリーン印刷に使用する設備は高価であり、しか
イ）マスクは定期的に交換しなければならず、ランニン
グコストが高くつくという欠点があった。さらに加えて
装飾模様を変更する場合は、マスクを新たな物に変えな
ければならず、その都度、マスクやスキージ等の条件設
定を行なう必要があり、多大の労力を伴うという欠点が
あった。

さらに、従来用いられている通常の液体顔料は可溶性金
属塩の溶液であり、この溶液のセラミックス素地内への
浸透は、可溶性金属塩が陽イオンであるため、負に帯電
しているセラミックス素地の原料粒子へ電気的に吸着さ
れ、しかも可溶性金属塩に含まれている陰イオンは水分
とともにセラミックス素地内を移動するので、前記陽イ
オンである可溶性金属塩もセラミックス素地原料粒子に
対【７吸着、解離を繰り返しながら移動することとなり
、そのため、このような液体顔料にあってはセラミック
ス素地の吸水速度によって可溶性金属塩の浸透深さが異
なり、その結果として浸透した可溶性金属塩の密度分布
が異なり、発色の濃淡も変化してしまい安定しないとい
う問題点があり、乾燥条件により色ムラ２バラツキ等が
生じ、鮮明な文字、模様等をセラミックス表面に印刷す
ることは極めて困難であるという問題点を有していた。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記従来の問題点に鑑み案出（、たイ）のであ
って、作業を簡略化し、かつ鮮明な模様等を容易にセラ
ミックス表面に加飾し得る加飾方法を提供せんことを目
的とし、その要旨は、キレート化合物の液体顔料をセラ
ミックスの表面へインクジェットプリンターで噴射する
ことにより、セラミックス表面から所定深さまで前記液
体顔料を均一な濃度で浸透させ、しかる後に焼成するこ
とで所定深さまで均一な濃淡の文字、模様等が形成され
るようにし、その後、表面を研摩し仕上げることである
。

（作用） セラミックス表面へインクジェットプリンターで液体顔
料を噴射し文字、模様を形成させることとしたため、イ
ンクシェツトプリンターにより、液体顔料が独立した小
滴としてセラミックス表面に１個ずつ配列されて付着さ
れることとなり、小滴の大きさは均一化するので、セラ
ミックス表面へ付着した液体原料のバラツキが少なく高
精度の文字、模様等の形成が可能となる。又、小滴を１
個ず一つ配列、付着させるので、乾燥条件等の如何によ
っても顔料の成分の移動が生じにくく、色ムラの発生が
ない。さらにスクリーン印刷法等のようにマスクを必要
とせず、設備の簡略化を図ることが可能であり、しかも
噴射する液体顔料の小滴の噴射密度や噴射方向等の制御
が電気的に行なえるため、極めて容易に模様等のパター
ン変更を行なうことができる。

又、液体顔料としてキレート化合物を使用するため、キ
レート化合物は分子量が多く、セラミックスの粒子へ分
子間力で吸着し、又、キレート化合物の分子自体が非常
に大きいものであるため、模様等の厚みと発色の′濃淡
を常に目的とする均一なものにすることが可能であり、
又、模様等の周縁を明瞭な輪郭に形成することができる
。さらに、表面を研摩仕上げすることにより、セラミッ
クス表面の平滑度と光沢度を極めて向上させた製品とす
ることができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を説明する。

先ず、文字、模様等を加飾すべきセラミックスについて
説明すると、このセラミックスは、平均粒径１μｍのア
ルミナ粉９２重量％と焼結助剤８重量％により、全体と
して１００重量％としたものであり、前記焼結助剤とし
てはタルク、炭酸カルシウム、シリカ微粉を用いた。

このように準備した原料をボールミルで混合し、さらに
３重量％の成形助剤（ＰＶＡ系バインダー）を添加した
。その後、スプレードライヤーで顆粒化し、１０００　
ｋｇｆ／ｃｍ２で加圧成形を行ない、その後に１５５０
℃で１時間焼成してセラミックス素地を得た。

次に、液体顔料であるキレート化合物として、コバルト
３％、鉄５．５％、ＥＤＴＡ４％、クエン酸２％、ＮＨ
，１％、水８４．５％の成分に調製し、このキレート化
合物をインクジェットプリンターのインクタンクへ供給
した。そして、インクジェットブリンク−のノズル先端
から約３０μｍ径の点滴を１５００個／秒の速さで噴射
し、前記セラミックス素地の表面へ一直線状に付若させ
た。

このインクジェットプリンターでセラミックス素地表面
へ模様パターンを形成する場合にあっては、ノズルから
噴射される点滴の大きさが均一であり、セラミックス素
地へ形成する模様等の全領域でのキレート化合物の成分
濃度のバラツキが少なく、均一な発色が得られた。又、
キレート化合物滴下量はインクジェットプリンターの噴
出回数を変更することにより容易に増減することができ
、結果として色調の濃淡が容易に変更可能であった。又
、これらの制御はコンピューターにより容易に制御する
ことが可能であった。

このようにして、インクジェットプリンターでセラミッ
クス素地表面へ模様パターンを形成させた後は、−昼夜
の間、自然乾燥させてから１ｏ。

ＯｏＣの温度で一時間セラミックス素地を焼成した。

このようにして得られたセラミックス製品は色ムラや発
色の程度の低下がなく、又、模様の色も鮮やかであり、
かつその輪郭も鮮明であった。

尚、その後、セラミックス表面を研摩し、表面の平滑度
と光沢度を向トさせたが、模様を構成するキレート化合
物はセラミックスの内部まで均等に浸透しているため、
研摩によっても表面の模様の色調の変化もなく、その輪
郭も鮮明であった。

ところでキレート化合物は、その分子量が２５０〜７０
０で極めて多く、そのためセラミックス素地の表面側へ
インクジェットプリンターにより噴射されたキレート化
合物は、セラミックス素地内へ浸透して分子間力でセラ
ミックス素地の各粒子間に吸着される。しかも分子自体
は金属原子単体に比べて非常に大きく、又、キレート化
合物自体が電気的に中性であることから、溶媒としての
水の移動によりキレート体が移動することもない。

従って、前記キレート化合物をセラミックス素地の表面
へ噴射させて内部へ浸透させた場合に、前記キレート化
合物は分子間力でその吸着が安定した状態でセラミック
ス素地内への浸透の進行が停止する。そのため、キレー
ト化合物へのセラミックス素地内への浸透はセラミック
ス素地の乾燥工程とは無関係に、常にセラミックス表面
から一定の深さまでとなり、その濃度も均一となる。

しかも、本実施例の場合、セラミックス素地を予め焼成
して含水率が低くなるように調節したため、キレート化
合物の周縁において該キレ−１・化合物がセラミックス
素地内の水分中へ拡散するということもなく、その境界
が極めて明瞭となっている。又、セラミックス素地の表
面に模様を形成させた後に全体を焼成すると、前記キレ
ート化合物が酸化反応して発色し、形成された模様はセ
ラミックス表面から常に一定の深さまで濃淡の均一な模
様として形成される。しかも、この模様はセラミックス
素地が焼成により含水率が極めて低くなるように調整さ
れているため、キレ−１へ化合物がその周縁においてセ
ラミックス素地に含まれていろ水分中へ拡散することも
なく、得られる模様の輪郭は極めて明瞭なものとなる。

尚、セラミックス素地内−・浸透させるキレ−１・化合
物の種類は本例のものに限定されるものではなく、又、
模様の浸透深さを変更させたい場合はギレーｊ・化合物
の粘性を調整し、又、着色の濃淡を変更したい場合はキ
レ−１・化合物の濃度を調整すれば良い。さらに、イン
クジェットプリンターにより繰り返し噴射を行なうこと
により、キＬ、　−ト化合物の浸透深さを容易に変更さ
せることができ、所望の厚みの模様を容易に得ることが
できる。又、模様の他にインクジェットプリンターによ
り細かい文字停をも鮮明に印字することが可能であり、
その他、絵等任意の文字、模様を容易にセラミックス表
面に形成さ廿ることか可能である。

（発明の効果） 本発明は、キレート化合物の液体顔料をセラミックスの
表面へインクジェットプリンク−で噴射することにより
、セラミックス表面から所定深さまで前記液体顔料を均
一・な濃度で浸透させ、１７かる後に焼成することで所
定深さまで均一な濃淡の文字、模様等が形成されるよう
にし、その後、表面を研摩し仕−Ｊ−げることとしたた
め、キレート・化合物を浸透させて焼成することで、所
定深さまで発色の濃淡が安定し、かつその輪郭が極めて
鮮明な模様等を得ることが可能となり、従来のように、
模様部の坏土とセラミックス素地の熱膨張係数や含水率
等を調節する等の煩わしい作業や手掘り作業等は全く不
要であり、又、従来のスクリーン印刷法のようにマスク
やスキージも不要であり、インクジェットプリンターの
ノズルから噴射されるキレート化合物の点滴の大きさが
均一で、セラミックス素地への濃度のバラツキが少なく
均一な発色及び鮮明な装飾模様等を得ることができ、し
かも、インクジェットプリンターでは模様２文字等のパ
ターンや色の濃度等を自由に変更することができ、作業
コストが低減し、タイル。

衛生陶器等のセラミックス製品へ容易かつ低コストで鮮
明な文字、模様等を容易に印字することが目丁能となる
。又、表面を研摩することにまり平滑度と光沢度を向上
させた製品とし、製品の品位向上を図ることができる効
果を有する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. キレート化合物の液体顔料をセラミックスの表面へイン
   クジェットプリンターで噴射することにより、セラミッ
   クス表面から所定深さまで前記液体顔料を均一な濃度で
   浸透させ、しかる後に焼成することで所定深さまで均一
   な濃淡の文字、模様等が形成されるようにし、その後、
   表面を研摩し仕上げることを特徴とするセラミックスの
   加飾方法。