JPH03222749A - インクジェット印字方法 - 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
等の素材に塗膜層を形成し、その塗膜層が未硬化状態の
ときに、文字やデザイン等をインクジェットで印字し、
印字後、塗膜と印字インクを同時に硬化させて、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
物を形成するインクジェットの印字方法に関する。

（従来の技術） 塗装面の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・栖や文字・マーク等
の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題） 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、
印字した塗膜面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。また、
印字が他の金属等の硬いものとこすられたような場合に
も、簡単に印字が剥れてしまうこともある。

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、インりの印字が消
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
リヤー塗膜の膜厚分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。

これらの欠点を改良する方法として、インクの乾燥性を
早める方法が取られているが、限度があり、根本的な解
決にはなっていない。また、インクだけの乾燥工程を設
けることもあるが、作業性に問題があり、さらに前述の
問題点を解決するには至っていない。インクと塗膜層と
の付着性を改良するアイディアとして、塗膜層と同じバ
インダーをインクに添加することも考えられるが、イン
クの特性上、実用には至っていない。

塗料の分野においては、例えば、特開昭６０−１９３５
６８号公報に記載されるように、塗り重ね塗膜を未硬化
の状態で塗り重ねるウェット・オン・ウェット方式は知
られているが、塗膜と塗膜の塗り重ねであり、インクジ
ェットと塗膜との印字物の記載はされていない。

（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。

文字等のマークを付与させた印字物の耐候性、付着性、
耐転写性、印字の保存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方法を見出したものである。

本発明は、素材に単層又は複層の塗膜層を形成後、形成
された塗膜層が未硬化の状態の上にインクジェットで印
字し、インクと塗膜層を同時に硬化させる方法であり、
必要であれば硬化手段として加熱又は、活性エネルギー
線を用いることができるインクジェット印字方法を提供
する。

本発明で用いる素材としては、冷延鋼板、亜鉛（合金）
めっき鋼板、アルミニウム（台金）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素材、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を用いることが
できる。

素材が、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
法により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。

素材に単層又は複層の塗膜層を形成するための塗膜は、
素材の種類、塗装の目的に応じて選択することができる
。素材によっては、高温での焼付乾燥が不可能な場合が
あり、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、常温乾燥、活性エネルギー線硬
化方式を選択しなければならない。前記塗膜の形成前に
プレコートされていてもよく、通常のプレコート用塗料
を用いることができる。電着塗料によるプレコート層の
形成も可能である。

単層又は複層の塗膜層を形成する塗料としては、前述し
たように、素材がプレコートされている場合には、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、印字に用いるインクと相溶性のよい
溶媒を含んでいるとさらによい。

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
、その伯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
シルベンゼンスルボン酸等の硬化触媒、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置・
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、塗膜層形成後、未硬化の状態でインクジェ
ットにより印字を行う。

未硬化の状態とは、強制乾燥塗料にあっては乾燥前を、
自然（常温）乾燥塗料にあっては塗膜表面が乾燥し始め
る前の段階をいう。

従って、インクジェットによる印字までの時間は塗料の
種類、温度、湿度、風等の雰囲気条件によって選択でき
るが、通常は塗装置後に印字する。

未硬化の塗膜層の上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９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５ＯＬＯ５Ｐ
−４，イマージュ■製ＪＡＩＭＥ　１０００．５ＰＥＣ
ＩＡＬ　ＪＡＩＭＥ　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、特に限定されないが、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・１）８・１３４
・１３７等を、水でジエチレングリコール溶液に溶がし
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ＪＰＫ。

２３（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ＪＩＣＫ　Ｎ　（黒染料タイプ）　ＷＨＩＴＥ　ＪＩ
ＰＫ　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１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。

マークを形成後は、インクと塗膜層を同時に硬化させる
が、硬化方法としては、塗膜層を形成した塗料槽によっ
て選択すればよく、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、各種素材に形成された単層又は複層の
塗膜層が、未硬化の状態の内にインクジェットでインク
を印字するため塗膜層の凹凸に十分入り込み、染料タイ
プのインクでは染料を溶解している溶媒の官能基が、ま
た顔料タイプのインクでは顔料を分散させている樹脂の
官能基が、それぞれ塗膜層を形成する塗料の官能基と結
合することにより、さらに塗膜層と同時に硬化させるた
め、加温等により官能基同志の結合が一層強固となり、
塗膜層とインクとの付着性が極めて強固であり、その結
果、耐転写性に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。

夾ＪＬ遡」２ 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ｌ０ＤＨＱ白／日本ペイント■製）を乾燥膜厚が２
０μｍとなるように塗装した。直後の未硬化状態の塗膜
層にｒｘｙｚ７８９％＃：」「十字かすり模様」　「ヘ
アラインストライプ模様」を、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）により印字
した。引き続き、２２０℃、４０秒で印字と塗膜層を同
時に乾燥硬化させ、インクジェット印字形成体を得て、
付着性、耐ブロッキング性。

耐候性を第１表に示した。

ｍユ 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プライマーにッペスーパーコ
ート６００ブライマー／日本ヘイント■製／乾燥膜厚５
ｕｍ、乾燥条件２００”Ｃ。

３０秒）とポリエステル系塗料にッベスーパーコー　ト
１００ＨＱ青／日本ペイント■製／乾燥予定膜厚２０μ
ｍ）をバーコーターにより形成し、直後に■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ト２１／　Ｎ日立製作断裂）でイ
ンクを印字した以外は、実施例１と同様に行い、結果を
表１に示した。

及１五ユ 実施例２の素材をステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４）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／日本ペイン
ト■製／乾燥膜厚５μｍ、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／乾燥予定膜厚１５
μｍ）で形成後、イマージュ■製インクジェット装置Ｊ
ＡＩＭＥ　１０００を用いて、油性・染料タイプの赤イ
ンク（ＪＩＣＫ／イマージュ■製）によりインクを印字
し、２４０℃、４０秒の乾燥条件で乾燥硬化させた以外
は、実施例１と同様に行い、結果を表１に示した。

支１五Ａ 実施例１の素材を紙に変え、清浄後アクリルラッカー系
スプレー塗料（アクリルスプレー金色／日本ペイント■
製／乾燥予定膜厚１０ｕｍ）に変え、印字後２０℃で１
日間乾燥させた以外は、実施例１と同様に行い、結果を
表１に示した。

Ｌ１土ｊ 実施例４のアクリル系スプレー塗料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／乾燥予定膜
厚１５μｍ）に変え、印字後、高圧水銀灯８０Ｗ／ｃｍ
、５秒で硬化させた以外は実施例４と同様に行い、結果
を表１に示した。

１）上玉 実施例２の素材・をコンクリートブロックに変え、塗膜
層を水系塗料（水性ニッベワイド　チョコレート色／日
本ペイント■製／乾燥予定膜厚４０μｍ／回）をウェッ
ト・オン・ウェットで塗布し、■日立製作所製インクジ
ェット装置（ＦＸ−５）　、水性染料タイプの黒インク
（ＪＰＫ−０４／■日立製作所製）で印字し、印字後２
０℃で１日間乾燥させた以外は、実施例２と同様に行い
、結果を表１に示した。

見立ヱユ 実施例３の素材を硬質塩化ビニル板にし、サンドペーパ
ー＃２００で目荒し後、エアゾール塗料にッペワイドス
プレーシルキーホワイト／日本ペイント■製／乾燥予定
膜厚２０μｍ）を１同室りに変え、印字後２０℃で１日
乾燥させた以外は、実施例３と同様に行い、結果を表１
に示した。

１）里上 実施例４の素材を杉板に変え、エアゾール塗料にッペワ
イドスプレー茶色／日本ペイント■製／乾燥予定膜厚３
０μｍ）に変えた以外は、実施例４と同様に行い、結果
を表１に示した。

及１）ユ 実施例４の素材を織物（綿）壁紙に変え、エアゾール塗
料にッペワイドスプレーパステルエロー／日本ペイント
■製／乾燥予定膜厚５ＱＬＬｍ）に変え、実施例２のイ
ンクジェット装置とインクにより印字した以外は、実施
例４と同様に行い、結果を表１に示した。

Ｌ較１ 実施例１と塗膜の乾燥硬化を印字前に行い、印字後は乾
燥硬化を行わない以外は、実施例１と同様に行い、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）付着性 １０円玉を用いて塗面（印字面）より４５゜の角度にて
こすり、印字の剥離具合を次の基準で表示した。

少し力を入れても印字が取れない　　○軽い力で印字が
取れる　　　　　　　×（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
／　ｃｍ”　、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　　　　　Ｏ 転写が認められる　　　　　　× （３）耐候性 サンシャインウエザオメーター（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　　○ 変色、退色が認められる　　　Ｘ 表 １ （発明の効果） 以上説明したように、素材に単層又は複層からなる塗膜
層が半硬化の状態のときにインクジェットで印字し、塗
膜層とインクを同時に硬化させることにより、インクと
塗膜層が強固に付着することで、ブロッキング性の良好
な、しかも耐候性。

摩耗性も兼ね備えた高品質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図は本発明の方法を示す図である。

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方法 （１）素材に単層又は複層の塗膜層を形成する工程 （２）前記塗膜層が未硬化の状態の上に、インクジェッ
   トによりマークを形成する工程 （３）必要に応じて加熱又は、活性エネルギー線を用い
   てインクと塗膜を同時に硬化させる工程