JPH10152632A - 印刷性を改善した塗料およびこれを用いたガラス基材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 裁断等の２次加工性が可能で、更に印刷する
際に発生しやすい塗料のハジキをなくし、印刷後のレベ
リングに優れ、また連続印刷時の粘度上昇を阻止して印
刷性を一段と改善した塗料およびガラス基材を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 有機樹脂に、ウレイド基を含有した少な
くとも１種の３官能性のシリコンアルコキシドを１〜２
５重量％、一次粒子径１５ｎｍ以下のシリカ微粉末を２
〜４重量％、そして１５０〜２５０°Ｃの沸点を有する
高沸点溶剤を３０〜７０重量％含んだ印刷性を改善した
塗料である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は印刷性を改善した塗
料およびこれを用いたガラス基材に係り、詳しくはガラ
ス基材に塗料を印刷する際に発生しやすい塗料のハジキ
をなくし、印刷後のレベリングに優れ、また連続印刷時
の粘度上昇を阻止して印刷性を一段と改善した塗料およ
び裁断等の２次加工性が可能になるガラス基材に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】今日、店舗、オフィスのドアガラス、間
仕切りガラス、棚板ガラス等は、施工現場で様々な設計
に応じて様々な形状に裁断されるため２次加工性が重要
になっているばかりか、色彩を含む意匠性も重視されて
いる。

【０００３】従来からガラスの着色方法として、ガラス
フリット、顔料、バインダーからなる着色剤をガラス表
面に印刷し、５００°Ｃ以上の温度で焼き付けるガラス
フリット法や、着色したポリエステルフィルムをポリブ
チラールフィルムでサンドイッチし、更にガラス板でサ
ンドイッチした５層構造の合わせガラスを作製する合わ
せガラス法、また塗料用の有機樹脂に顔料を添加しガラ
ス板の表面にスプレーや刷毛塗り等の方法で塗布し、３
００°Ｃ以下の温度で熱処理して硬化し、着色する有機
樹脂法が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ガラスフリッ
ト法では、５００°Ｃ以上の温度で焼き付けするために
冷却時にガラスが半強化状態になり、２次加工性（裁
断）が出来なくなる問題があった。また、合わせガラス
法でも構造や製造工程が複雑であり、コスト高になって
いた。更に、有機樹脂法では、低沸点溶剤を使用してい
るため、スクリーン印刷しにくく、また着色膜とガラス
との接着性が弱いために耐酸性や耐塩基性といった耐薬
品性が劣る問題を有していた。

【０００５】本発明はこのような問題点を改善するもの
であり、裁断等の２次加工性が可能で、更に印刷する際
に発生しやすい塗料のハジキをなくし、印刷後のレベリ
ングに優れ、また連続印刷時の粘度上昇を阻止して印刷
性を一段と改善した塗料およびガラス基材を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】即ち、本願の請求項１の
発明は、有機樹脂に、ウレイド基を含有した少なくとも
１種の３官能性のシリコンアルコキシドを１〜２５重量
％、一次粒子径１５ｎｍ以下のシリカ微粉末を２〜４重
量％、そして１５０〜２５０°Ｃの沸点を有する高沸点
溶剤を３０〜７０重量％含んだ印刷性を改善した塗料に
あり、１５０〜３００°Ｃの温度で焼き付けを可能と
し、また一次粒子径１５ｎｍ以下のシリカ微粉末を添加
していることにより、スクリーン印刷等の印刷後に塗料
がガラス基材上ではじいてしまうハジキがなくなり、ス
クリーン印刷等の印刷後に残っているスクリーン・メッ
シュの跡が時間がたつにつれて消えていくレベリングに
優れ、また連続印刷中の粘度上昇が減少して、印刷回数
が増しても印刷が出来る。

【０００７】また、本願の請求項２の発明は、有機樹脂
に、ウレイド基を含有した少なくとも１種の３官能性の
シリコンアルコキシドを１〜２５重量％、一次粒子径１
５ｎｍ以下のシリカ微粉末を２〜４重量％、そして１５
０〜２５０°Ｃの沸点を有する高沸点溶剤を３０〜７０
重量％含んだ印刷用塗料を、ガラスの表面に印刷した
後、１５０〜３００°Ｃで熱処理したガラス基材であ
り、基材の上に設けた塗料を重縮合反応が可能な１５０
〜３００°Ｃの温度で焼き付けて塗膜を付着するために
裁断等の２次加工性が可能になり、また耐薬品性にも優
れるガラス基材になる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明で使用する有機樹脂は、一
般に塗料に使用される樹脂であり、例えばアクリル樹
脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、
メラミン樹脂、尿素樹脂等の中から１種もしくは２種を
混合したものを、トルエン、キシレン、アセトン、ブタ
ノール、酢酸ブチル等の沸点２０〜１５０°Ｃの低沸点
溶剤に溶かしたものである。不揮発の樹脂分は３０〜８
０重量％になっている。本発明で使用する有機樹脂のう
ち、とりわけアクリル樹脂とメラミン樹脂との混合物が
ガラス状膜の硬度、透明性、耐薬品性、耐候性、耐熱性
において優れている。

【０００９】本発明で使用するウレイド基を含有した３
官能性のシリコンアルコキシドは、例えばγ−ウレイド
プロピルトリエトキシシラン、そしてγ−ウレイドプロ
ピルトリメトキシシラン等から選ばれたものである。こ
の添加量は１〜２５重量％であり、好ましくは５〜１５
重量％であり、１重量％未満の場合には、膜の接着性、
耐薬品性が低下する。一方２５重量％を越えると、熱処
理後の膜が黄変し、耐熱性が低下する。

【００１０】本発明で使用する高沸点溶剤は、１５０〜
２５０°Ｃの沸点を有するものであり、例えばカルビト
ール、ジメチルホルムアミド、ジメチルイミダゾリジノ
ン、ターピノール、ジアセトンアルコール等がある。高
沸点に限定した理由として、沸点が１５０°Ｃ未満にな
ると、本発明の組成物が印刷時にスクリーンのメッシュ
に詰まりやすくなり、また２５０°Ｃを越えると、熱処
理時に溶剤が揮発しなくなるためである。上記高沸点溶
剤の含有量は、３０〜７０重量％であり、スクリーン印
刷の条件に応じて調整される。

【００１１】また、本発明で使用するシリカ微粉末は、
非結晶質の合成シリカであって乾式法による無水珪酸タ
イプで、一次粒子径が１５ｎｍ以下のものであり、代表
的なものとしてアエロジルがある。一次粒子は微粉末が
凝集していない状態であり、二次粒子は一次粒子が凝集
した大きな粒子であるが、本発明で使用するシリカ微粉
末は一次粒子であり、二次粒子は不適当である。このシ
リカ微粉末を主に一次粒子として２〜４重量％分散させ
ると、塗料のハジキをなくし、印刷後のレベリングに優
れ、また連続印刷時の粘度上昇を阻止して印刷性を一段
と向上させる。この一次粒子径の範囲外になると、印刷
後の塗膜の光透過性が悪くなる。この添加量は前記のと
おり２〜４重量％であり、２重量％未満の場合には、連
続してスクリーン印刷をするときの塗料の粘度上昇が大
きくなり過ぎる不具合があり、また４重量％を超える
と、光透過性が悪くなり、印刷後のレベリングも悪くな
る。

【００１２】本発明の印刷性を改善した塗料の作製方法
では、低沸点溶剤に溶かした有機樹脂に、所定量のウレ
イド基を含有した３官能性のシリコンアルコキシド、そ
して１５０〜２５０°Ｃの沸点を有する高沸点溶剤を混
合し、ロータリエバポレータ等を用いて２０〜１２０°
Ｃで蒸留を行い、有機樹脂中の低沸点溶剤を揮発させマ
トリックス剤を作製する。その後、マトリックス剤中に
一次粒子径１５ｎｍ以下のシリカ微粉末を添加し、ホモ
ジナイザーやインクロール等の強剪断攪拌機で混合して
塗料を作製する。強剪断攪拌機を用いることで、シリカ
微粉末を主に一次粒子として分散させることができる。

【００１３】上記塗料は直接ガラスの基材表面にスクリ
ーン印刷の方法で塗布し、厚さ約５００μｍまでの膜厚
に調節することができる。それ以上の膜厚にすると、熱
処理の段階で気泡が入りやすくなる。使用するガラス基
材は、表面が平坦であれば特に材質において制限されな
いため、アルカリガラス、石英ガラス、フロートガラ
ス、強化ガラス等が使用される。尚、上記熱処理は上記
有機樹脂と３官能性のシリコンアルコキシドの混合物が
重縮合反応する条件であればよく、具体的には１５０〜
３００°Ｃの雰囲気温度下で１０〜６０分間である。１
５０°Ｃ未満になると、有機樹脂と３官能性のシリコン
アルコキシドの混合物が重縮合反応しなくなり、また３
００°Ｃを越えると、塗膜が黄色に変色する。

【００１４】このスクリーン印刷の手順は、水平に置か
れたスクリーン（例えば、ポリエステル平織物、２５５
メッシュ）の下に、数ミリメートルの間隔をもたせて印
刷基板（ガラス）を設置する。このスクリーンの上に上
記組成物をのせた後、スキージーを用いてスクリーン全
面に組成物を広げる。この時には、スクリーンと印刷基
板とは間隔を有している。続いて、スクリーンが印刷基
板に接触する程度にスキージーでスクリーンを押さえ付
けて移動させ、印刷をする。以後これを繰り返す。

【００１５】また、本発明では、上記４成分の他に各種
添加材として、例えば二次粒子径が１〜３０μｍのシリ
カ粉、セラミックス粉、有機や無機顔料、金属粉、蛍光
色素、紫外線吸収剤、抗菌剤を使用することができる。

【００１６】

【実施例】次に、本発明を具体的な実施例により更に詳
細に説明する。 実施例１〜２、比較例１〜５ 表１に示すように、有機樹脂としてトルエンに溶かされ
たアクリル樹脂と酢酸ブチルに溶かされたブチル化メラ
ミン樹脂、ウレイド基を含有した３官能性のシリコンア
ルコキシドとしてγ−ウレイドプロピルトリエトキシシ
ラン、高沸点溶剤としてカルビトールを用いた。

【００１７】これらの原料を各表の配合にしたがって混
合し、この混合物をロータリエバポレータで９０°Ｃに
て蒸留を行い、有機樹脂中の酢酸ブチルやトルエンを揮
発させ、その後所定の粒径を有するシリカ微粉末のシリ
カ粉を添加し、ホモジナイザーで攪拌して塗料を得た。
得られた塗料をガラス基板にスクリーン印刷（ポリエス
テル＃３５５メッシュ）し、２００°Ｃに設定されたオ
ーブン中で３０分間熱処理して重合を終え、ガラス板上
に厚さ２０μｍの塗膜を作製した。

【００１８】上記スクリーン印刷した後のレベリング
性、ハジキ、塗膜のヘーズ率、連続印刷時の粘度上昇、
塗膜の耐酸性、耐塩基性の結果を求めた。その結果を表
１に併記する。尚、評価方法は以下の通りである。

【００１９】１．レベリング性 塗料をガラス基板にスクリーン印刷した後のメッシュの
後がなくなるまでの時間を測定した。この場合、○はほ
とんど時間を必要としない場合、△は約１分以内でレベ
リングする場合、×はレベリングしない場合を示す。

【００２０】２．塗膜のヘーズ率 濁度計によりガラス基板上に作製した塗膜の光透過性と
ヘーズ率を測定した。この場合、印刷後の塗膜の透明性
の評価として、○は透明、△は少し白く濁っている状
態、×はかなり濁っている状態を示す。

【００２１】３．連続印刷時の粘度上昇 ガラス基板２０枚へ連続してスクリーン印刷した後、塗
料の粘度上昇を粘度計により測定した。尚、スクリーン
印刷の実施時間は３０分であった。２０枚印刷した後に
塗料の粘度上昇が大きすぎて使用できない場合には×、
使用できる場合には○とした。

【００２２】４．耐酸性 ガラス基板上に作製した塗膜を１規定の塩酸水溶液に２
４時間浸積し、浸積後の光透過性の変化（△Ｔ）および
外観の変化（変色、塗膜の剥離）を調べた。

【００２３】５．耐塩基性 ガラス基板上に作製した塗膜を１規定の水酸化ナトリウ
ム水溶液に２４時間浸積し、浸積後の光透過性の変化
（△Ｔ）および外観の変化（変色、塗膜の剥離）を調べ
た。

【００２４】

【表１】

【００２５】この結果によると、本実施例の塗料は、印
刷後のメッシュの後も短時間で消えてレベリング性がよ
く、塗膜の光透過性もよく、ハジキもなく、また連続印
刷時の粘度上昇も小さくなっており、印刷性に優れてい
ることが判る。一方、シリカ微粉末を添加しない比較例
１や、シリカ微粉末の添加量が少ない場合（比較例２）
や多い場合（比較例３）、またシリカ微粉末の粒径が大
きい場合（比較例４、５）には、上記レベリング性、塗
膜の光透過性、ハジキ、そして連続印刷時の粘度上昇に
おいていずれかを欠いており、印刷性判定において問題
があることが判る。本実施例や比較例のガラス基板上に
作製した塗膜の耐酸性や耐塩基性は、優れている。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本願の請求項１の発明で
は、粒径１５ｎｍ以下のシリカ微粉末を所定量添加して
いることにより、スクリーン印刷等の印刷後に塗料がガ
ラス基材上ではじいてしまうハジキをなくし、スクリー
ン印刷等の印刷後に残っているスクリーン・メッシュの
跡が時間がたつにつれて消えていくレベリングに優れ、
また連続印刷中の粘度上昇が減少して、印刷回数が増し
ても印刷が出来る効果がある。

【００２７】また、本願の請求項２の発明では、印刷用
塗料を、ガラスの表面に印刷した後、１５０〜３００°
Ｃで熱処理したガラス基材であり、基材の上に設けた塗
料を重縮合反応が可能な１５０〜３００°Ｃの温度で焼
き付けて塗膜を付着するために裁断等の２次加工性が可
能になり、また耐薬品性にも優れるガラス基材になる効
果はある。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機樹脂に、ウレイド基を含有した少な
   くとも１種の３官能性のシリコンアルコキシドを１〜２
   ５重量％、一次粒子径１５ｎｍ以下のシリカ微粉末を２
   〜４重量％、そして１５０〜２５０°Ｃの沸点を有する
   高沸点溶剤を３０〜７０重量％含んだことを特徴とする
   印刷性を改善した塗料。
2. 【請求項２】 有機樹脂に、ウレイド基を含有した少な
   くとも１種の３官能性のシリコンアルコキシドを１〜２
   ５重量％、一次粒子径１５ｎｍ以下のシリカ微粉末を２
   〜４重量％、そして１５０〜２５０°Ｃの沸点を有する
   高沸点溶剤を３０〜７０重量％含んだ印刷用塗料を、ガ
   ラスの表面に印刷した後、１５０〜３００°Ｃで熱処理
   したことを特徴とするガラス基材。