JPH0717869B2 - スクリーンプリント用インキ及びこれによりプリントされた製品 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は金属表面やその上に形成されたフッ素コーティ
ング被膜又はフッ素樹脂製品の表面に各種のマークや模
様を鮮明にプリントすることができるスクリーンプリン
ト用インキ及びこれによりプリントされた製品に関する
ものである。

（従来の技術） 金属表面にポリテトラフルオロエチレン樹脂のようなフ
ッ素樹脂をコーティングしたフッ素コーティング製品
は、厨房製品等として広く用いられている。しかしフッ
素樹脂は撥水性、非粘着性、耐薬品性、耐熱性等に優
れ、他の物質との親和性が低いという特徴を持つため、
金属表面に直接フッ素樹脂をプリントしたり、フッ素コ
ーティング被膜の表面又はフッ素樹脂製品の表面に更に
プリントを施すことは極めて困難とされていた。

従って、これまでにフッ素樹脂系の塗料についての特許
は極めて多数出願されているものの、それらはいずれも
基体の表面に複雑なプライマー処理やエッチング処理を
施したうえでフッ素コーティング被膜を形成するための
塗料についてのものであって、金属表面上やフッ素コー
ティング被膜又はフッ素樹脂製品上へプリントを施すた
めのインキについてのものではない。特に、スクリーン
プリント法によってプライマー処理されていない金属表
面上やフッ素コーティング被膜又はフッ素樹脂製品上へ
鮮明なプリントが可能なインキについては、従来全く知
られていなかった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明はこのような従来の問題点を解決して、従来は不
可能とされてきた金属表面上やフッ素コーティング表面
又はフッ素樹脂製品上へのスクリーンプリント等による
鮮明なプリントを可能としたスクリーンプリント用イン
キ及びこれによりプリントされた製品を提供するために
完成されたものである。

（課題を解決するための手段） 上記の課題を解決するためになされた第１の発明のスク
リーンプリント用インキは、高沸点の溶剤中に、450℃
以下で炭化することなく熱分解する樹脂を0.1〜30％溶
解したオイル（Ａ）と、フッ素樹脂粉末に必要に応じて
無機質顔料を混合した粉末（Ｂ）とを、粉末（Ｂ）／オ
イル（Ａ）が0.5〜2.5の重量比となるように混合したこ
とを特徴とするものである。

また第２の発明の製品は、金属表面又はその上に形成さ
れたフッ素コーティング被膜又はフッ素樹脂製品の表面
に、請求項１記載のスクリーンプリント用インキをプリ
ントしたことを特徴とするものである。なお、プリント
方法はスクリーンプリント法を主体とするものであるが
必ずしもこれに限定されず、例えば周知のマーキング法
を使用することもできる。

前述したように、フッ素樹脂は他の物質との新和性が機
わて低いのであるが、それ自体は熱可塑性樹脂でありコ
ーティング被膜は樹脂を溶融点まで加熱した状態で形成
されている。そこで本発明者等は熱分解型の樹脂バイン
ダーにフッ素樹脂の粉末を混入してスクリーンプリント
に適したペースト状とし、これを焼付けて樹脂バインダ
ーを飛ばすことによりコーティング被膜上へのプリント
が可能ではないかと考え、本発明に到達した。

本発明の第１の特徴はインキ組成中に多量のポリテトラ
フルオロエチレン樹脂等のフッ素樹脂粉末を混入させた
ことであり、これによってフッ素コーティング被膜等に
対して強い接着力を得ることができる。その粒径は0.2
〜10μが最適であり、細かすぎるとオイル中への分散量
が減少し、またチクソ性が増大して印刷が不可能とな
る。逆に粒径が大きすぎると、スクリーンプリントの際
にスクリーンに目詰りすることとなる。

本発明の第２の特徴は、このようなフッ素樹脂粉末を多
量に、かつ均一に分散させることができるようなオイル
を決定したことであり、特に均一分散を図るためのオイ
ルの粘度及びスクリーンプリントに適した印刷特性を得
るためのオイル組成が重要である。

以下に本発明の各成分について更に詳しく説明する。

まず溶剤としては、スクリーンプリント中に乾いて目詰
まりを生ずることがなく、しかも焼付時に熱分解して飛
散するように、150℃以上の沸点を持つ高沸点の有機溶
剤が用いられる。このような溶剤としては、パインオイ
ル、α−ターピネオールのような天然品や、ブチルカル
ビトール、ブチルカルビトールアセテート、ジブチルグ
リコールのような合成品を使用することができる。

このような溶剤50〜99％（重量％、以下同じ）中に、45
0℃以下で炭化することなく熱分解する樹脂が0.1〜30％
溶解される。これら溶剤により溶解する樹脂はフッ素樹
脂が焼付く段階以前における特性、すなわち印刷特性、
予備乾燥時の密着力等を付与するもので、フッ素樹脂が
焼付く段階ではもはやその必要性はなく、逆に残存はそ
の密着性を損なう。またこの樹脂は炭化することなく熱
時分解して低分子化、逸散するものがよい。炭化は焼付
け膜の色調を損なうし、フッ素樹脂の密着性をも損な
う。上記の利用で使用する樹脂は350℃でその大部分が
分解し、450℃で完全に分解逸散するものがよい。この
熱分解性の良好な樹脂としては、例えばセルロース系樹
脂0.1〜20％と、ポリメタクリレート樹脂0.1〜30％とを
用いることができる。このセルロース系樹脂はインキに
対して適度なフロー性を付与するためのものであり、具
体的には200℃以上で分解し始めるエチルセルロース等
が用いられる。この含有率が少な過ぎるとフロー性が不
足してスクリーンプリントを円滑に行うことができず、
逆に多すぎると過剰なフロー性が与えられ鮮明なプリン
トが不可能となる。

ポリメタクリレート樹脂はインキに対してチクソ性を付
与すると同時に、予備乾燥時に基板に対する密着性を向
上させるためのものであり、焼付時に300℃以上で分解
を始めるポリイソブチルメタクリレート、ポリメチル・
ブチルメタクリレート等が用いられる。これらの熱分解
性の樹脂の含有率が0.1％未満であるとチクソ性が不足
して円滑にスクリーンプリントを行うことができず、ま
た基板に対する密着力も不足する。逆に30％を越すと鮮
明なプリントが不可能となる。

このようなオイル中にフッ素樹脂粉末と無機質顔料とが
混合される。フッ素樹脂粉末は前述したようにフッ素コ
ーティング被膜等に対する強い接着力を発揮させるため
の基本的な成分であるが、このほかにインキの嵩密度を
高めて流動性の少ない切れの良いインキとするためにも
重要な役割を果たす。即ち、フッ素コーティング被膜又
はフッ素樹脂製品の表面は撥水性が強く接触角が108°
と大であるので、流動性の大きいインキははじかれてし
まい不鮮明なプリントとなる。しかし本発明のインキは
流動性が少ないためにフッ素コーティング被膜等の撥水
性によってもはじかれることがなく、エッジの崩れのな
い鮮明なプリントが可能となる。

無機質顔料は必要に応じて、フッ素樹脂粉末中に０〜40
％の割合で混入される。例えば、白色顔料としてはTi0₂
系顔料、青色顔料としてはCoO・Al₂O₃系顔料、黒色顔料
としてはCuO・Cr₂O₃系顔料、ブラウン顔料としてはFe₂O
₃系顔料、赤色顔料としてはCdS・3CdSe系顔料などが使
用される。透明インキの場合には無機質顔料を混入する
必要のないことはいうまでもない。無機質顔料の混入率
が40％を越えると相対的にフッ素樹脂粉末の比率が60％
以下に低下し、スクリーンプリント用インキに要求され
る印刷特性および焼成後の密着性が損なわれるので好ま
しくない。

これらのフッ素樹脂粉末及び無機質顔料とを混合した粉
末（無機質顔料がゼロの場合も含む）は、粉末／オイル
の重量比が0.5〜2.5の範囲で混合される。粉末の混合比
が0.5未満であるとインキの流動性が過剰となってイン
キの切れが悪くなり、金属表面やフッ素コーティング被
膜又はフッ素樹脂製品上に鮮明なスクリーンプリントを
施すことが困難となる。また混合比が2.5を越えるとイ
ンキのチソク性が増大し、流動性が低下してスクリーン
プリントが困難となる。

このほか、オイル中にフッ素樹脂粉末の分散性を向上さ
せるために界面活性剤を添加することもでき、特にフッ
素系の界面活性剤の使用が好ましい。またオイル中の樹
脂成分の自動酸化を防止するために、例えばターシャリ
ーブチルヒドロコシルトルエンのような抗酸化剤を加え
ることもできる。さらにフッ素樹脂の密着性向上剤とし
て通常使用されるポリイミド、ポリアミドイソドを粉末
又はワニス状で添加してもよい。

（作用） このように構成された本発明のスクリーンプリント用イ
ンキは、特殊なオイル組成とポリテトラフルオロエチレ
ン樹脂のようなフッ素樹脂粉末との組合せによってスク
リーンプリントに適した粘度、チクソ性、フロー性等を
備えたものであり、通常のスクリーンプリントの技法に
よって金属表面やフッ素コーティング被膜又はフッ素樹
脂製品の表面に切れの良い鮮明なプリントを施すことが
できる。特にポリテトラフルオロエチレン樹脂粉末の混
入によって嵩比重とインキの切れが向上し、フッ素コー
ティング被膜上等にエッジの崩れのない鮮明なプリント
が可能となる。

また本発明のスクリーンプリント用インキは焼成すると
まず溶剤が揮発し、ついで樹脂成分が熱分解、更に含有
されているフッ素樹脂粉末が溶融して無機顔料とともに
金属表面あるいは熱可塑性樹脂であるフッ素コーティン
グ被膜又はフッ素樹脂製品の表面と強固に接合される。
このようにして鮮明なスクリーンプリントが行われる。
そして本発明のスクリーンプリント用インキにより金属
表面上またはフッ素コーティング被膜上等にスクリーン
プリント等の手法によりプリントされた製品は、従来は
暗色無地が普通であった表面に美しいプリント模様を形
成したため意匠的に優れたものとなり、しかもプリント
部分もフッ素樹脂からなるものであるので従来品と同様
に使用してもその機能については全く変化のないもので
ある。

（実施例） 実施例１ ジブチルジグリコール44kg、α−ターピネオール44kgの
混合溶媒に80℃にてエチルセルロース11kg、ポリイソブ
チルメタクリレート1kgを溶解してオイルを作製した。
このオイルに使用したエチルセルロース、ポリイソブチ
ルメタクリレートの熱−重量曲線を第１図と第２図に示
す。いずれも350℃でその大部分が分解逸散し、450℃で
は完全に分解消失する。このオイル50kg中に平均粒径３
〜４μのポリテトラフルオロエチレン樹脂粉末を60kg加
え、予めバタフライミキサーで粗練りし、最終三本ロー
ルを二度通してインキとした。得られたインキは透明で
あり、これを鋼板上にフッ素コーティングを施したフラ
イパン用の素材の表面にスクリーンプリントし、350〜3
80℃で焼付けたところ、エッジ部分の崩れのない鮮明な
プリント模様が形成された。またこのプリント部分の接
着強度を測定したところ、基体に対するフッ素コーティ
ング被膜の接着強度と変わりのない優れた値を示した。

実施例２ 実施例１のオイル55kg中に、CuO・Cr₂O₃系の黒色顔料1
6.5kgとポリテトラフルオロエチレン樹脂粉末38.5kgと
を加え、実施例１と同様の工程により黒色インキを得
た。このインキをアルミニウム基体上に形成されたフッ
素コーティング被膜上にスクリーンプリントし、350〜3
80℃で焼付けたところ、鮮明で密着強度に優れたプリン
ト模様をえることができた。またプリント部分について
もフッ素コーティング被膜と同様の撥水性、比粘着性、
耐熱性のあることが確認された。

実施例３ 実施例１のオイル1kg中に、ポリアミド樹脂ワニス50gを
Ｎ−メチル−２−ビロリドン50gで稀釈したものと、TiO
₂系の白色顔料300gと、ポリテトラフルオロエチレン樹
脂粉末1kgとをそれぞれ加え、実施例１と同様の工程に
より白色インキを得た。このインキを樹脂状態のステン
レス刃物鋼の基体上に直接スクリーンプリントし、360
℃で焼付けたところ、鮮明で密着強度の優れた皮膜を得
ることができた。また形成された皮膜はフッソコーティ
ング皮膜に近い性能があることが確認された。

（発明の効果） 以上に説明したように、本発明のスクリーンプリント用
インキは、従来はスクリーンプリントが全く不可能とさ
れていた金属表面上やフッ素コーティング皮膜又はフッ
素樹脂製品上に鮮明で接着性に優れたスクリーンプリン
トを施すことができる。また本発明の製品は従来にない
意匠的価値を持ち、しかもフッソコーティング皮膜やフ
ッ素樹脂製品表面に機能が損なわれることもない。

よって本発明は従来の問題点を一掃したスクリーンプリ
ント用インキ及びこれによりプリントされた製品とし
て、産業の発展に寄与するところは極めて大である。

【図面の簡単な説明】 第１図は実施例１に使用されたエチルセルロースの熱−
重量曲線、第２図は同じく実施例１に使用されたポリイ
ソブチルメタクリレートの熱−重量曲線である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 肥後 徹 大阪府大阪市鶴見区今津南１丁目８番19号 (56)参考文献 特公 昭46−30337（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高沸点の溶剤中に、450℃以下で炭化する
   ことなく熱分解する樹脂を0.1〜30％溶解したオイル
   （Ａ）と、フッ素樹脂粉末に必要に応じて無機質顔料を
   混合した粉末（Ｂ）とを、粉末（Ｂ）／オイル（Ａ）が
   0.5〜2.5の重量比となるように混合したことを特徴とす
   るスクリーンプリント用インキ。
2. 【請求項２】金属表面又はその上に形成されたフッ素コ
   ーティング被膜又はフッ素樹脂製品の表面に、請求項１
   記載のスクリーンプリント用インキをプリントしたこと
   を特徴とする製品。