JPH03222748A - インクジェット印字形成方法 - 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） 本発明は金属、プラスチック、ガラス、陶器。

紙、木、布等の素材に、文字やデザイン等をインクジェ
ットで印字し、印字後その被印字物上に直接塗装し、文
字やデザインやマークの耐候性。

耐転写性が良好で、保存性が良く、付着性の良い印字物
を形成する方法に関する。

（従来の技術） 被印字物に印字する方法としては、被印字物に塗料を塗
装し、焼付は等により塗膜を乾燥硬化させ、その後、イ
ンクジェットにより模様・柄や文字等のデザインを付与
するか、被印字物に塗装をせず、直接インクジェットに
より、デザインを付与する方法が行われている。

（発明が解決しようとする課Ｂ） しかしながら、これらの方法では、塗膜の上に印字した
インクの付着性が悪く、塗膜から剥離しやすかったり、
印字した塗膜と他の塗膜面又は印字面が接触し、荷重が
かかった状態で放置されると、印字したインクが接触し
た他の塗膜側に転写されたり、塗膜表面を汚したり、光
沢を低下させることになる。この現象は、重ねた状態又
は接触により、塗膜に限定されずに発生する。

さらに、塗膜上のインクの部分のみが耐候性の低下によ
り薄くなったり、長時間経過後には、インクの印字が消
失することもある。インクの耐候性をカバーするために
、塗膜上にインクを印字後、クリヤーの保護塗膜を形成
する方法も知られているが、工程が多くなると同時に、
クリヤー塗膜の膜厚骨だけ膜厚が増加することになり、
塗装後の加工性が低下する等の欠点を有している。この
例として、特開昭６１年５９９１号公報に、昇華性染料
を含むインク層を通電転写法又は電子写真方式で画像形
成後、熱処理と同時に、耐熱性フィルムをラミネート処
理する画像記録方法が記載されている。

（課題を解決するための手段） 本発明者は、インクジェットによる模様・柄。

文字等のマーク等を付与させた印字物の耐候性。

耐転写性、印字の保存性、プレコート材の加工性を良好
に保つ方法を検討し、高品質のインクジェット印字形成
方法を見出したものである。

素材に直接又は、これらのプレコート材からなる被印字
物にインクジェットで印字し、印字後、単層又は複層の
インクジェットの印字とは、非同一色の着色塗膜層を形
成し、塗膜層形成後さらに必要に応じて加熱、又は活性
エネルギー線で塗膜の硬化を行うインクジェット印字形
成方法を提供する。

本発明による、インクジェット印字形成方法によれば、
例えば、薄板上にインクジェットにより赤色のマークの
印字を行い、その印字された薄板に白色の塗料を塗装す
ると、赤色のマークが塗膜で隠ペイされずに、塗膜下か
ら印字されたインクがブリードして゛、塗膜表面からも
マークの印字を識別認知できるというものであり、イン
クの色相と塗膜の色相が同一では、インクがブリードし
ても識別認知が不可能なため、両者の色相が異ならなく
てはならない。さらに、前記の例では、塗膜表面で識別
認知したインクの色相は、塗膜の白色との組み合せで、
外見上はピンク色を呈した被印字物が得られる。

このように、インクと塗膜との色相の組み合せにより、
塗膜表層にブリードしてきたインクの色相を変えられる
ので、デザイン的にも多数の組み合せが可能になる。

本発明では、冷延鋼板、亜鉛（合金）めっき鋼叛、アル
ミニウム（合金）板、銅（めっき）板。

真鍮板、ステンレス板等の金属素材、ＦＲＰ、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体
、ポリアミド、ポリアクリル、ポリエステル、エチレン
−ポリビニルアルコール共重合体、塩化ビニル樹脂、塩
化ビニリデン樹脂、ポリカーボネート、ポリウレタン等
のプラスチック、ガラス、紙、木、布、瀬戸物、タイル
等の陶器、セメント、コンクリート等の無機質材料等の
素材に直接印字しても、又は前配素材にあらかじめ塗膜
が形成されたプレコート材に印字してもよい。

素材は、金属の場合には化成処理されていてもよく、ま
た脱脂の状態であってもよく、さらに表面を機械的処理
したものでもよい。非金属の場合、化成処理は不要だが
、脱脂や機械的さらに放電処理等の方法を行ってもよい
。本発明の印字の付与は、インクジェットによる非接触
法で付与できることから、平板だけでなく非平滑板、さ
らには立体的な形状を有する構造物等にも用いることが
できる。プレコート材にあらかじめ形成される塗膜の種
類は、印字によっては限定されないが、印字後の着色塗
膜層と付着性が保たれるものであればよい。プレコート
の塗膜は、単層でも複層でも可能である。また、素材に
よっては、高温での焼付乾燥が不可能な場合は、乾燥硬
化方式は、素材の耐熱温度を考慮して選択されなければ
ならない。

例えば、紙の素材では、富温乾燥、活性エネルギー線硬
化方式を選択しなければならない。電着塗料によるプレ
コート層の形成も可能である。

被印字物に印字する方法としては、コンティニュアス又
はオンデマンドのインクジェット方式が操作性、模様・
柄２文字等のマークの再現性の点で優れている。模様・
柄１文字等のマークは、インクジェットで発生するドツ
ト（点）の集合として形成される。インクジェット装置
としては、■日立製作新製ＦＸ−Ｓ、　ＦＸ−Ｇ、　　
ドツトウェル製コードボックス５ＱＬＯ５Ｐ−４，イマ
ージュ■製ＪＡＩＭＥ　１０００ＳＰＥＣＩＡＬ　ＪＡ
ＩＭＥ　１００ＯＧ等のＦＡ（ファクトリ−オートメー
ション）用の装置、さらにＯＡ（オフィスオートメーシ
ョン）用として用いられている市販のインクジェットプ
リンターも使用可能である。

印字に用いられるインクは、塗膜層にブリートするため
に、印字後に形成される塗膜層の塗料に用いられている
溶媒（水を含む）に可溶ものであればよ（、例えば、染
料で着色した水性インク又は油性インク、あるいは顔料
で着色した油性インクである。

水性インクの例として、ＣＩアシッドレッド５１゜ＣＩ
アシッドイエロー　１・３．ＣＩアシッドオレンジ１０
．ＣＩダイレクトブラック５９・９７・１１８・１３４
１３７等を、水でジエチレングリコール溶液に溶かした
もの。

油性インクの例として、オイルブラック、オイルブルー
等の有機溶媒可溶性染料を、イソプロピルアルコール、
ブタノール、エチルアルコール。

メチルエチルケトン等の有機溶媒に溶かしたもので、必
要に応じてフェノール系酸化防止剤等を加えたもの。

これらのインクとしては、■日立製作所製ＪＰＮ２３（
黒・染料タイプ）　、　ＪＰＮ−２１（白・顔料タイプ
）ドツトウェル製ＤＡＯＩ　（黒・染料タイプ）　、　
ＹＬＯ４０５（黄・顔料タイプ）、イマージュ■製ＪＩ
ＣＫ　Ｎ　（黒染料タイプ）　ＷＨＩＴＥ　ＪＩＰＫ　
ＡＦ（白・顔料タイプ）等が市販されている。

マークとしては、アルファベット、数字、カナ。

漢字、記号等の文字やこれらの組み合せや、かすり、し
ま、格子、水玉等の幾何学的模様や非幾何学的模様、図
案、絵柄等の模様・柄等をインクジェット装置、必要に
応じて、パターン・模様・柄等の認識装置や調色装置と
各装置の駆動を制御する制御装置と組み合せることによ
り、−高度かつ高品質の印字が可能となる。印字後の着
色塗膜層としては、単層でも、また２層以上の複層でも
よい。

また２層以上の塗膜層を形成する場合には、既に印字さ
れたマークと同一のもの、又は異なるものを２層以上の
層間に付与することにより、同一の場合にはマークの鮮
明性と持続性の点から良好であり、異なる場合はマーク
のズレによる立体的な形成と、インクジェット印字の色
と着色塗膜層の色を変化させるなどして、意匠性、奇抜
性のインクジェット印字形成体が得られる。

着色塗膜層を形成する塗料としては、前述したように、
素材がプレコート材の場合には、プレコート塗膜との付
着性が得られる種類、即ちリコートの良い塗料を選択し
、さらに印字のインクを溶解する溶媒を含んでいればよ
い。

素材によっては、耐熱性の点で乾燥硬化方式を選択しな
ければならない点では、前述のプレコート材にあらかじ
め形成された塗料の場合と同じことがいえる。

このような塗料に用いられる熱硬化性樹脂としては、例
えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂。

アルキド樹脂、イソシアネート硬化型アクリル樹脂等の
塗膜形成性樹脂を挙げることができ、これらは必要に応
じて、アミノ樹脂やブロックイソシアネート等の架橋剤
と一緒に用いられる。

該樹脂には、必要に応じて油脂又は脂肪酸を３０重量％
程度まで加えて、柔軟性を付与したアルキド樹脂として
用いることもできる。

さらに、本発明に用いることができる熱可塑性樹脂とし
ては、塗料分野で通常用いることのできる塩素化ポリエ
チレン、塩素化ポリプロピレン等の塩素化オレフィン系
樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル、塩化ビニリデン及
びこれらを共重合したビニル樹脂、セルロース系樹脂、
アセタール樹脂、アルキド樹脂、塩化ゴム系樹脂等を挙
げることができる。本発明では、有機溶剤可溶の樹脂だ
けでなく、水溶性、水性、水懸濁性の水系塗料を水系の
インクと組み合せることができる。また、活性エネルギ
ー線硬化塗料としては、−船釣には塗膜形成性成分とし
て、その構造中にラジカル重合性の二重結合を有するポ
リマー、オリゴマーモノマー等を主成分とし、その他必
要に応じて、非反応性のポリマー、有機溶剤、ワックス
、その他の添加剤を含有するものである。活性エネルギ
ー線としては、電子線、紫外線等が挙げられ、塗膜形成
樹脂として好ましいものは、アクリレート系の官能基を
有するものである。

さらに、塗料組成物に一般的に使用されている任意成分
、例えば、顔料や各種添加剤を配合することができる。

前記した顔料としては、二酸化チタン、フタ口シャニン
ブルー、フタ口シャニングリーン、キナクリドン、イン
ダンスロン、イソインドリノン。

ペリレン、アンスラピリミジン、カーボンブラック、ベ
ンズイミダシロン、グラファイト、黄色酸化鉄、赤色酸
化鉄等の着色顔料、及び場合により硫酸バリウム、アル
ミニウムシリケート等の体質顔料の中から選ばれた１種
以上を用いることができる。さらに光輝性顔料として、
マイカ顔料、アルミ箔、ブロンズ箔、スズ箔、金箔、銀
箔、チタン金属箔、ステンレススチール箔、ニッケルー
銅等の合金箔、プラスチックで被覆した金属箔、箔状フ
タロシャニンブルーなどの金属箔顔料を用いることもで
きる。配合することのできる各種添加剤としては、ドデ
シルベンゼンスルホン酸等の硬化触媒、ベンゾフェノー
ル系等の紫外線吸収剤、フェノール系、スルフォイド系
等の酸化防止剤、シリコーンや有機高分子等の表面調整
剤、タレ止め剤、増粘剤等の添加剤を挙げることができ
、これらは塗料中に５重量部以下の量で配合して、塗料
性能や塗膜性能を改善することができる。但し、これら
の配合量が多くなりすぎると、塗膜形成時にハジキが生
じたり、眉間付着性が悪くなったりするおそれがあるの
で好ましくない。

これらの塗料の塗装方法は、特に限定されずエアスプレ
ー塗装、エアレス塗装、静電塗装などの通常の塗装方法
、また特に、塗布厚の精度、塗布表面の平滑性等に優れ
たグラビアコーティング方法ロールコーティング方法、
カーテンコーティング方法、バーコーティング方法、オ
フセットグラビアコーティング方法等も採用される。

本発明では、必要に応じて加熱又は活性エネルギー線で
の乾燥硬化を行い、作業性の向上、形成体の高品質化の
点で、常温乾燥より好ましい点があるが、材料の耐熱性
の制約や活性エネルギー線硬化方式の場合は、装置が必
要になる点などから常温乾燥でも本発明の目的は達成さ
れる。

加熱乾燥の場合は１００〜３００℃、時間５秒〜１０分
、目的、材料に応じて適宜選択すればよい。

（作用） 本発明に従えば、各種素材又はこれらの素材にプレコー
トした表面にインクジェットで印字を付与し、その後に
形成される塗膜層の溶媒により、印字されたインクが塗
膜層をブリードし、印字付与位置から塗膜層内部を通っ
て塗膜層表面に至るまで、塗膜層の断面方向に対して連
続的な印字層が形成されるので、印字したインクが塗膜
から剥離することを防止し、塗膜層に荷重付加がかかっ
ても荷重物に転写せず、さらには耐候性の点においても
、優れたインクジェット付与形成体が得られる。

（実施例） 以下、本発明を実施例に基づいて、さらに具体的に説明
するが、本発明の技術範囲をこれらの実施例に限定する
ものでないことはいうまでもない。

宜」Ｌ泗」。

脱脂したアルミニウム板を素材とし、これを塗布型クロ
メート処理剤（日本ペイント■製サーフコートＮＲＣ３
００）により化成処理した後、アルミニウム板にドツト
ウェル製インクジェット装置コードボックスを用いて、
油性・染料タイプの黒色インク（ＤＡＯＩ／ドツトウェ
ル製）によりｒＡＢＣ１２３＝＄？Ｊ　　ｒ市松模様」
　「水玉模様」を印字した。引き続き、ロールコータ−
によりポリエステル系塗料にッペスーパーコート２００
ＨＱ白／日本ペイント■製）を乾燥膜厚が２０μｍ、乾
燥条件を２４０℃、３０秒で塗膜厚を形成した。このよ
うにして得られたインクジェット印字形成体の外し、ブ
ロッキング性、耐候性、摩耗性を第１表に示した。

衷ＪＪ引ｌ 実施例１の素材を溶融亜鉛めっき鋼板にし、同じ化成処
理後、印字前にエポキシ系ブライマーにッペスーパーコ
ート６００フライマー黄／日本ペイント■製）をバーコ
ーターにより、乾燥膜厚が５μｍ、乾燥条件を２００℃
、３０秒でプレコート層を形成し、さらに印字後の塗膜
層をポリエステル系塗料にッペスーパーコート１００Ｈ
Ｑ　白／日本ペイント■製）に変えた以外は、以下実施
例１と同様に行い、結果を表１に示した。

１１旦ユ 実施例２の素材をステンレス鋼板（５ＵＳ３０４）にプ
レコート層として、１層目をエポキシ系ブライマー（ス
ーパーラックＤＩＦブライマーＰ−１００黄／日本ペイ
ント■製／乾燥膜厚　５ｕｍ、乾燥条件２００℃、３０
秒）　　２層目をシリコーンポリエステル系塗料（シリ
コーン２００ＨＱ赤／日本ペイント■製／乾燥膜厚１５
ＬＬｍ　、乾燥条件２４０℃、４０秒）で形成後、■日
立製作所製インクジェット装置ＦＸ−Ｇを用いて、油性
・顔料タイプの白インク（ＪＰ訃２１／■日立製作所製
）により、実施例１と同一の印字をし、印字後、ポリエ
ステル系塗料にッペスーパーコート１００ＨＱ青／日本
ペイント■製）に変えた以外は、実施例１と同様に行い
、結果を表１に示した。

夫ＪＬ！ＩＩＡ 実施例２の素材を冷延鋼板に、インクジェット装置をイ
マージュ■製ＪＡＩＭＥ１００Ｏ、インクを油性・染料
タイプの赤インク（ＪＩＣＫ／イマージュ■製）に、印
字後の塗膜層を同じポリエステル系塗料の２回塗りで膜
厚をｌＯＬＬｍＺ回に変えた以外は、実施例２と同様に
行い、結果を表１に示した。

支上皇ｊ 実施例２の素材を電気亜鉛めっき鋼板に、印字のインク
を油性・染料タイプの緑インクに変えて１回目の印字を
行い、印字後の第１次塗膜層を実施例２の同じ塗料で膜
厚だけを１０μｍに変え、第１次塗膜層形成後、１回目
と同じ位置に同じ装置とインクで２回目の印字を行い、
第２次塗膜層として第１次塗膜層と同じものを形成した
以外は実施例２と同様に行い、結果を表１に示した。

Ｌｉ里１ 実施例５の素材を鋼板に変えて、１回目の印字を■日立
製作新製のインクジェット装置（ＦＸ−５）に、インク
を油性・染料タイプ赤（ＪＰＲ−２３／■日立製作所製
）に、２回目の印字のインクを色相の異なる油性・染料
タイプ青（ＪＰＢ−２３／■日立製作所製）に変えた以
外は、実施例５と同様に行い、結果を表１に示した。

！ｉエユ 実施例６の素材を真鍮板に変え、２回目の印字位置を１
回目に比べて２ドツト分ずらして印字した以外は、実施
例６と同様に行い、結果を表１に示した。

１１上上 実施例２の素材を紙に変え、清浄後プレコート層として
ラッカー塗料（カースプレー黄／日本ペイント■製／乾
燥膜厚１０ＬＬｍ、乾燥条件２０℃、１時間）に変え、
印字後の塗膜層として、乾燥条件を紫外線硬化塗料にッ
ペユービーコート白／日本ペイント■製／乾燥膜厚１５
μｍ、高圧水銀灯８０Ｗ／ｃｍ、　５秒）を用いた以外
は、実施例２と同様に行い、結果を表１に示した。

１五±ユ 実施例２の素材をタイル板に変え、プレコート層を水系
塗料（水性ニッペワイド／日本ペイント■製／乾燥膜厚
１５ｇｍ、乾燥条件２０℃、２時間）印字をドツトウェ
ル製インクジェット装置（マクロジェット）、インクを
水性・染料タイプの黒インクｆＤＡ５００７ドツトウエ
ル製）に変え、印字後の塗膜層を、本実施例９と同じも
のに変えた以外は実施例２と同様に行い、結果を表１に
示した。

１１０〜１４ 実施例２の素材を、実施例１０は透明アクリル板に、実
施例１１は杉板に、実施例１２は透明ガラス板に、実施
例１３は織物（綿）壁紙に、実施例１４は陶製の花びん
に変え、プレコート層の塗料をエアゾールスプレーにツ
バワイドスプレー０フ日本ペイント■製／乾燥膜厚１５
μｍ、乾燥条件２０℃、２時間）に、印字後の塗膜層を
上記エアゾールスプレーで色相をディープグリーンにし
、同じ条件で形成した以外は、実施例２と同様に行い、
結果を表１に示した。

１１且±１ 実施例１の素材をアルミ板に、インクジェット装置を■
日立製作新製ＦＸ−３に、インクも同社の水性・染料タ
イプの黒インク（ＪＰＫ−０４）を用いて印字した。印
字後の塗膜層として、ロームアンドハース社の水懸濁性
塗料（ＡＣ１５３３ディープブラウン）を乾燥膜厚１２
μｍ、乾燥条件２００℃。

４０秒で形成し、実施例１と同様に行い、結果を表１に
示した。

Ｌ較１ 実施例１に用いた素材に、実施例１の印字後に形成した
同じ塗膜層を形成後、実施例１と同じ印字を行った。結
果を表１に示した。

なお、性能評価は、以下の測定方法及び評価基準によっ
て、 （１）印字外観 目視により何色であるかを評価した。

（２）耐ブロッキング性 ホットプレス試験器（−小平製作新製　型式ＰＳ−１０
１を用い、印字物と被印字物に用いた同様の塗装板で印
字を施してないものをお互いに合せ、圧力を４０　ｋｇ
／　ｃｍ２、温度を４０℃かけ、２４時間試験この状態
を継続した後、お互いの板をはずし、印字が無印字面に
どれだけ転写されたかを、次の基準で表示した。

転写が認められない　　　　　○ 転写が認められる　　　　　　× （３）耐候性 サンシャインウェザオメーター（スガ試験機製ＷＥＬ　
５ＵＮ−ＨＣＨ）を用い、１５０時間試験に供した。試
験終了後、印字の状態を次の基準で表示した。

変色、退色が認められない　　Ｏ 変色、退色が認められる　　　Ｘ （４）耐摩耗性 ＴＡＢＥＲＡＢＲＡＳＩＯＮ　ＴＥＳＴＥＲ（東洋精器
製作所タイプＡ）を用い（ＪＩＳ−７１００−ＭＭ−１
０６１）　、印字個所に５００　ｇｒの荷重、摩耗リン
グとしてＣ５−１０を用い、３０回転させて印字の消滅
具合を次の基準で表示した。

印字が残っており完全に判読可能　　○印字がかなり消
滅している　　　　　×表１゜ （発明の効果） 以上説明したように、素材又はプレコートした素材にイ
ンクジェットで印字し、印字されたインクを溶解する溶
媒を含む塗料を用いて塗膜層を形成することにより、イ
ンクが塗膜層をブリードすることで、ブロッキング性の
良好な、しかも耐候性、摩耗性も兼ね備え、かつ印字を
複数の塗膜層に付与することで、高品質、高意匠性のイ
ンクジェット印字形成体が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のインクジェット印字の形成方法を示す図
であり、第２図　（ａ）〜（ｆｌは本発明の方法を示す
図である。 第２図　（ａｌ〜＋ｆｌでは、印字を示す黒マークの上
方に斜線で示しているが、この部分は、印字のインクが
塗膜層にブリードして、塗膜層内に印字層を形成してい
ることを表している。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、下記（１）〜（３）の工程を順次経ることを特徴と
   するインクジェット印字形成方法（１）素材又はこれら
   のプレコート材からなる被印字物にインクジェットでマ
   ークを形成する工程 （２）単層又は複層のインクジェット印字とは非同一色
   の着色塗膜層を形成する工程 （３）必要に応じて加熱又は、活性エネルギー線で塗膜
   を硬化させる工程