インクジェット塗装方法
【課題】高低差が５ｍｍ以上の凹凸を有する立体物の基体上に任意の画像を形成するインクジェット塗装方法を提供する。
【解決手段】被塗物からインクジェットヘッドまでの距離が８０ｍｍ以下で、ヘッドオリフィスのサイズが４５μｍ〜２００μｍであり、インクを吐出するための圧力が０．００５〜０．５ＭＰａであることを特徴とするソレノイドバルブ式インクジェット塗装方法、及び、前記インクジェットヘッドの周りをエアーカーテンで覆うことを特徴とするソレノイドバルブ式インクジェット塗装方法。
【解決手段】被塗物からインクジェットヘッドまでの距離が８０ｍｍ以下で、ヘッドオリフィスのサイズが４５μｍ〜２００μｍであり、インクを吐出するための圧力が０．００５〜０．５ＭＰａであることを特徴とするソレノイドバルブ式インクジェット塗装方法、及び、前記インクジェットヘッドの周りをエアーカーテンで覆うことを特徴とするソレノイドバルブ式インクジェット塗装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基体上に画像を形成するインクジェット塗装方法に関し、ソレノイドバルブ式インクジェット方式によって凹凸を有する自動車・バス・車両等の車体面、建物の壁面や、家電、携帯電話等の立体物に任意の画像を形成するインクジェット塗装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のインクジェット方式では、インクジェットヘッドと被塗物との距離が最長でも５ｍｍ程度であったので、高低差が５ｍｍ以上の凹凸を有する立体物の基体上に任意の画像を形成することは困難であった（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１６８５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、高低差が５ｍｍ以上の凹凸を有する立体物の基体上に任意の画像を形成するインクジェット塗装方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者等は、上記の目的を達成するため鋭意検討した結果、被塗物からインクジェットヘッドまでの距離を通常より大幅に広く取れるようにすることで上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
本発明に従って、被塗物からインクジェットヘッドまでの距離が８０ｍｍ以下で、ヘッドオリフィスのサイズが４５μｍ〜２００μｍであり、インクを吐出するための圧力が０．００５〜０．５ＭＰａであることを特徴とするソレノイドバルブ式インクジェット塗装方法が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のインクジェット塗装方法により、高低差が５ｍｍ以上の凹凸を有する自動車・バス・車両等の車体面、建物の壁面や、家電、携帯電話等の立体物の基体上に任意の画像を形成することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】インクジェットヘッドの周りをエアーカーテンで覆うインクジェット塗装方法の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
紙等のメディアでは印字面は平面であり、そのような場合には、インクジェットヘッドからメディアまでの距離は通常数ミリで、近ければ近いほどよりインクの着弾精度が良くなり画像の精度は高くなる。しかしながら、本発明で塗装される被塗物は凹凸を有する立体物を想定しており、インクジェットヘッドから被塗物までの距離を十分とる必要がある。鋭意検討した結果、本発明の手法を用いることで８０ｍｍ以下であれば、高精細な印字が可能になった。８０ｍｍを超える距離ではメイン粒子の着弾位置の精度が低下するとともに、メイン粒子とサテライト粒子の着弾位置のずれが生じ始め、画像が乱れる現象が生じる。
【００１０】
インクジェットヘッドのオリフィスは液滴のサイズに相関があり、ヘッドオリフィスのサイズが４５μｍ未満では空気抵抗の影響をかなり受けて飛行速度が失速し、着弾位置精度が低下してしまう。また、ヘッドオリフィスのサイズが２００μｍを超えると空気抵抗による失速はなくなるものの被塗物に着弾後の液滴径が大きくなってしまい画像解像度が低下してしまう。
【００１１】
ソレノイドバルブ式インクジェットでは気体の圧力を利用し吐出を行うが、その圧力は０．００５ｍＰａ〜０．５ｍＰａであり、圧力が０．００５ｍＰａ未満ではインクを押し出す力が弱く安定して吐出できなくなってしまう。逆に０．５ｍＰａを超える圧力では、ソレノイドの動きが鈍くなりバルブの開閉がうまくいかなくなり吐出ができなくなったり、吐出できても吐出されたインクの伸びが長くメイン粒子とサテライト粒子の速度差が大きくなり画像が乱れ易くなる。
【００１２】
吐出前のインクの粘度は２ｍＰａ・Ｓ〜１００ｍＰａ・Ｓが望ましく、インク粘度が２ｍＰａ・Ｓ未満ではサテライト粒子が数多く発生し、１００ｍＰａ・Ｓを超える場合では吐出できないことがある。また、吐出されたインクが被塗物に着弾するまでの飛行間でインクの揮発成分が大気中に拡散しインクの粘度が上昇することにより、着弾後のインクのタレ性や滲み性が抑えられ、着弾後の粘度は吐出前の粘度に対して１００％〜２００％に上昇することが望ましい。２００％より高い場合は、吐出する前にインクジェットヘッドのオリフィスの所でもインクの乾燥が生じ、オリフィスを詰まらせる可能性が高くなってしまう。
【００１３】
インクジェットヘッドから被塗物までの距離が通常の数倍から数十倍も離れているために、風の影響を受け易く、インクジェットヘッドの周りをエアーカーテンで覆うことにより着弾位置精度を上げることができ、インク中に揮発成分を有する場合では被塗物に着弾したインクの乾燥を促進する。インクジェットヘッドの周りをエアーカーテンで覆う構造の概略図を図１に示す。図１の構造ではインクジェットヘッドを２重の筒で覆い、その筒の間から均一にエアーを放出しエアーカーテンを形成している。エアー風速は１ｍ／ｓ〜５ｍ／ｓになるように調節することが好ましい。
【００１４】
インクジェットヘッドのオリフィス両端を結んだ直線が常に水平にすることにより、インクジェットヘッド内のインクの圧力分布を常に一定にすることで吐出の安定を図り、被塗物である立体物に印字された画像の再現性を向上することが出来る。
【００１５】
着色剤として用いることができる顔料として、例えば、
ピグメントイエロー１２、１３、１４、１７、２０、２４、３１、５５、７４、８３、８６、９３、１０９、１１０、１１７、１２０、１２５、１２８、１２９、１３７、１３８、１３９、１４７、１４８、１５０、１５１、１５３（ニトロン系ニッケル錯体イエロー）、１５４、１５５、１６６、１６８、１８０、１８１、１８５、
ピグメントオレンジ１６、３６、３８、４３、５１、５５、５９、６１、６４、６５、７１、
ピグメントレッド９、４８、４９、５２、５３、５７、９７、１２２（キナクリドンマゼンタ）、１２３、１４９、１６８、１７７、１８０、１９２、２０２、２０６、２１５、２１６、２１７、２２０、２２３、２２４、２２６、２２７、２２８、２３８、２４０、２４４、２５４、
ピグメントバイオレット１９（キナクリドンバイオレット）、２３、２９、３０、３２、３７、４０、５０、
ピグメントブルー１５（フタロシアニンブルー）、１５：１、１５：３、１５：４、１５：６、２２、３０、６４、８０、
ピグメントグリーン７（塩素化フタロシアニングリーン）、３６（臭素化フタロシアニングリーン）、
ピグメントブラウン２３、２５、２６、
ピグメントブラック７（カーボンブラック）、２６、２７、２８、
酸化チタン、酸化鉄、群青、黄鉛、硫化亜鉛、コバルトブルー、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等を挙げることができる。
【００１６】
着色剤として顔料を用いる場合にはその体積平均粒子径は一般的には５０〜５００ｎｍであることが好ましく、８０〜３００ｎｍであることがより好ましい。
【００１７】
また、着色剤として用いることができる染料として、例えば、
ダイアリライド・イエロー（Ｄｉａｒｙｌｉｄｅ Ｙｅｌｌｏｗ）、
アシド・イエロー（Ａｃｉｄ Ｙｅｌｌｏｗ）１３、
ソルベント・イエロー（Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ）１３、
アシド・グリーン（Ａｃｉｄ Ｇｒｅｅｎ）７３、
ソルベント・レッド（Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｒｅｄ）１２５、
アシド・グリーン（Ａｃｉｄ Ｇｒｅｅｎ）７３、
ソルベント・レッド（Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｒｅｄ）２５、
アシド・イエロー（Ａｃｉｄ Ｙｅｌｌｏｗ）１６６、
アシド・ブルー（Ａｃｉｄ Ｂｌｕｅ）２６０、
アシド・ブルー（Ａｃｉｄ Ｂｌｕｅ）２２９、
アシド・ブラック（Ａｃｉｄ Ｂｌａｃｋ）５２
等を挙げることができる。
【００１８】
着色剤の配合量は使用する着色剤の種類等によって異なるが、一般的には０．５〜４０質量％を占める量で用いる。着色剤として顔料を用いる場合にはプリンタヘッドのノズル詰まりが生じない程度に配合することが必要である。
【００１９】
基体との密着性を確保するためにバインダー樹脂を含有することが出来る。バインダー樹脂として、例えば、架橋するタイプとしてアルキドメラミン樹脂、アクリルメラミン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、ロジン変性フェノール樹脂、メラミン、ベンゾグアナミン等のアミノ樹脂、ポリアミド樹脂、紫外線硬化樹脂、ウレタン樹脂が挙げることができ、架橋しないタイプとしてセルロースジアセテート、セルローストリアセテート、ニトロセルロース、硝酸セルロース、プロピオン酸セルロース、セルロースアセテートブチレート等のセルロースエステル樹脂、メチルセルロース、エチルセルロース、ベンジルセルロース、トリチルセルロース、シアンエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、カルボシキエチルセルロース、アミノエチルセルロース等のセルロースエーテル樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂等を挙げることができる。
【００２０】
これら樹脂は単独で用いることも２種以上を併用して用いることもできる。バインダー樹脂の種類については特には限定されないが、基体との密着性を確保するために、基体上に塗膜が形成されている場合、主たる樹脂系と同種のバインダー樹脂系を含有していることが好ましい。例えば、基体上に形成されている塗膜の主たる樹脂系が、アクリル樹脂である場合は、バインダー樹脂にアクリル樹脂を含有させた方がよい。基体上に形成されている塗膜の主たる樹脂系と同種のバインダー樹脂系の配合量は、インク中の全バインダー樹脂の５〜１００質量％であることが好ましい。
【００２１】
塗布された膜厚は１〜２０μｍであることが好ましく、５〜１５μｍであることがより好ましい。膜厚が１μｍ未満であると隠蔽性が低下する不具合が生じ易くなり、２０μｍを超えると塗布時にタレが生じ易くなるので好ましくない。
【００２２】
ポリエステル樹脂としては、飽和ポリエステル、不飽和ポリエステル樹脂の何れも用いることができる。ポリエステル樹脂は多塩基酸と多価アルコールとの縮合反応により得られるものであり、多塩基酸としては、例えば、
フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、１，５−ナフタレンジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、９，１０−アントラセンジカルボン酸、ジフェン酸等の芳香族ジカルボン酸；
ｐ−オキシ安息香酸、ｐ−（ヒドロキシエトキシ）安息香酸等の芳香族オキシカルボン酸；
コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸；
フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、メサコン酸、シクロヘキセンジカルボン酸、ダイマー酸、トリマー酸、テトラマー酸等の脂肪族不飽和多価カルボン酸；
ヘキサヒドロフタル酸、テトラヒドロフタル酸等の脂環族ジカルボン酸；
トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸等の多価カルボン酸
等を例示することができる。また、多塩基酸と共に少量の一塩基酸を併用しても良い。一塩基酸類としては、例えば、安息香酸、クロロ安息香酸、ブロモ安息香酸、パラヒドロキシ安息香酸、ｔ−ブチル安息香酸、ナフタレンカルボン酸、３−メチル安息香酸、４−メチル安息香酸、サリチル酸、チオサリチル酸、フェニル酢酸、ナフタレンカルボン酸、アントラセンカルボン酸、ｔ−ブチルナフタレンカルボン酸、シクロヘキシルアミノカルボニル安息香酸等を例示することができる。
【００２３】
ポリエステル樹脂の製造に用いられる多価アルコール類として、例えば、
エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、２，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等の脂肪族ジオール類、
トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール等のトリオール及びテトラオール類等の脂肪族多価アルコール類；
１，４−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、スピログリコール、ビスフェノールＡ、水素化ビスフェノールＡ、トリシクロデカンジオール、トリシクロデカンジメタノール等の脂環族多価アルコール類；
パラキシレングリコール、メタキシレングリコール、オルトキシレングリコール、１，４−フェニレングリコール等の芳香族多価アルコール類
等を例示することができる。また、多価アルコールと共に少量の一価アルコールを併用しても良い。
【００２４】
本発明においてはポリエステル樹脂の数平均分子量は１０００〜５００００の範囲であることが好ましく、更には２０００〜２００００の範囲であることがより好ましい。ポリエステル樹脂の数平均分子量が１０００よりも小さい場合には基体に対し密着性が悪くなり、５００００よりも大きい場合にはインクの糸曳き現象が発生し易く、インク吐出性が安定しない等の不都合が生ずることがあるので好ましくない。
【００２５】
アクリル樹脂としては、通常用いられているラジカル重合性単量体を共重合させたものを用いることができる。ラジカル重合性単量体として、例えば、
アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル等のアクリル酸エステル類；
メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ｔ−ブチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸２−エチルヘキシル等のメタクリル酸エステル類；
スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン等の芳香族ビニル類；
酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル類；
ビニルピロリドン等の複素環式ビニル化合物；
塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニリデン等のハロゲン化ビニル類；
エチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類；
エチレン、プロピレン等のα−オレフィン類
等を挙げることができる。
【００２６】
また、酸や塩基等の官能基を含む重合性単量体も用いることができる。官能基含有単量体として、例えば、
アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、マレイン酸モノｎ−ブチル、フマル酸モノｎ−ブチル、イタコン酸モノｎ−ブチル、クロトン酸等のカルボキシル基含有単量体；
（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸３−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸４−ヒドロキシブチル、アクリル酸（２−ヒドロキシメチル）エチル、アクリル酸（２−ヒドロキシメチル）ブチル、（メタ）アクリル酸（４−ヒドロキシメチルシクロヘキシル）メチル、グリセリンモノ（メタ）アクリレート、２−（メタ）アクリロイルオキシエチル２−ヒドロキシプロピルフタレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピル（メタ）アクリレート等の水酸基含有（メタ）アクリル酸エステル類；
アクリルアミド、メタクリルアミド、マレイン酸アミド、ジアセトンアクリルアミド等のアミド基含有単量体類；
メタクリル酸グリシジル、アリルグリシジルエーテル等のグリシジル基含有単量体；
アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアノ基含有単量体；
ブタジエン、イソプレン等のジエン類；
アリルアルコール、２−ヒドロキシエチルアリルエーテル等の水酸基含有アリル化合物；
メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル等の３級アミノ基含有単量体；
ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルジメチルメトキシシラン、ビニルジメチルエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン等のアルコキシシリル基含有単量体類
等を挙げることができる。また、フタル酸ジアリル、ジビニルベンゼン、アクリル酸アリル、トリメチロールプロパントリメタクリレート等の１分子中に２個以上の不飽和結合を有する単量体類等も使用できる。これらの単量体は単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００２７】
塩化ビニル樹脂として種々のものを使用することができ、例えば、塩化ビニルと酢酸ビニル、塩化ビニリデン、アクリル、マレイン酸等の他のモノマーとの共重合樹脂を挙げることができる。好ましい塩化ビニル樹脂は塩化ビニルと酢酸ビニルとを共重合させた塩化ビニル・酢酸ビニル共重合樹脂であり、特に好ましくは分子量３０，０００以下の共重合樹脂を挙げることができる。
【００２８】
上記以外の樹脂として、通常のインク組成物に用いられる樹脂は何れも使用することができる。例えば、アルキドメラミン樹脂、アクリルメラミン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、ロジン変性フェノール樹脂、メラミン、ベンゾグアナミン等のアミノ樹脂、ポリアミド樹脂、紫外線硬化樹脂、ウレタン樹脂、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、ニトロセルロース、硝酸セルロース、プロピオン酸セルロース、セルロースアセテートブチレート等のセルロースエステル樹脂、メチルセルロース、エチルセルロース、ベンジルセルロース、トリチルセルロース、シアンエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、カルボシキエチルセルロース、アミノエチルセルロース等のセルロースエーテル樹脂等を挙げることができる。また、これら樹脂は単独で用いることもでき、他の樹脂と併用して用いることもできる。
【００２９】
着色インク組成物に用いる樹脂の配合量は１〜２０質量％であることが好ましく、２〜１０質量％であることがより好ましい。樹脂の配合量が１質量％より少ない場合には下塗塗料塗膜との密着性が不足する恐れがあり、２０質量％より多い場合にはインク組成物の粘度が高くなり吐出性が不安定になる等の不都合が生じることがあり、好ましくない。
【００３０】
本発明で用いる着色インク組成物は顔料の分散性を向上するため顔料分散剤を使用することが望ましい。顔料分散剤として、ポリアミド系樹脂、水酸基含有カルボン酸エステル、長鎖ポリアミノアマイドと高分子量酸エステルの塩、高分子量ポリカルボン酸の塩、長鎖ポリアミノアマイドと極性酸エステルの塩、高分子量不飽和酸エステル、変性ポリウレタン、変性ポリアクリレート、ポリエーテルエステル型アニオン系活性剤、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩、芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物塩、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ステアリルアミンアセテート等を用いることができる。それら分散剤の中でも１分子中に２個以上のアミド基を有し、且つ、数平均分子量が７００〜１５０００であるポリエステルポリアミド樹脂を用いることが好ましい。この顔料分散剤の配合量は、使用する顔料の種類等により異なるが、通常はインク組成物の０．１〜１５質量％となる量が好ましく、更には０．５〜１０質量％となる量であることが顔料分散性を一層向上させるので好ましい。
【００３１】
上記のポリエステルポリアミド樹脂は酸末端ポリエステル樹脂と１分子中に２個以上のアミノ基を有するポリアミン化合物とを反応させることにより製造される。ポリエステルポリアミド樹脂として、例えば、ルーブリゾール社製のソルスパース３２０００、ソルスパース３２５００、ソルスパース３２６００、ソルスパース３３５００、ソルスパース３４７５０、ソルスパース３５１００、ソルスパース３７５００等や、ビックケミー社製のＢＹＫ９０７７等を挙げることができる。
【００３２】
なお、ポリエステルポリアミド樹脂のアミド基が１分子中に２個未満の場合には、顔料分散性が低下するので好ましくない。また、数平均分子量が７００未満の場合には顔料分散性が低下し、数平均分子量が１５０００を超える場合にはインク中への分散性が低下するので好ましくない。
【００３３】
本発明で用いる着色インク組成物は通常の溶剤系インクに用いられている有機溶剤を使用する。有機溶剤として、例えば、
メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、トリデシルアルコール、シクロヘキシルアルコール、２−メチルシクロヘキシルアルコール等のアルコール類；
エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン等のグリコール類；
エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルアセテート、エチレングリコールモノエチルアセテート、エチレングリコールモノブチルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルアセテート、トリエチレングリコールモノブチルエーテル等のグリコールエーテル類；
酢酸エチル、酢酸イソプロピレン、酢酸ｎ−ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル等のエステル類；
アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン、ジアセトンアルコール等のケトン類；
Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−ピロリドン等の含窒素化合物；
トルエン、キシレン、アセトニトリル、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、
等を挙げることができる。これらの有機溶剤については、印刷時のヘッドノズルの特性への適合性、安全性、乾燥性の観点から種々の溶剤が選択され、必要に応じて複数の溶剤を混合して用いることができる。
【００３４】
本発明で用いるインクジェット用インク組成物は、有機溶剤としてグリコールエーテル類を含むことが好ましい。中でも、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートは、プリンタヘッド部分でのインクの再溶解性に優れるので特に好ましい。
【００３５】
本発明で用いる着色インク組成物は、表面調整剤、光安定化剤、酸化防止剤、可塑剤、防錆剤等の添加剤を含有していても良い。
【００３６】
画像を形成するために使用するインクジェット方式により着色インクを塗布するプリンタヘッドは、従来から公知のソレノイドバルブ式プリンタヘッドを使用することができ、例えば、Ｐｒｉｎｔｏｓ社製Ｐ１６シリーズ等が挙げられる。
【００３７】
画像の形成方法については、着色インクを塗布して画像を形成し、画像を形成した後、着色インク中のバインダー樹脂の種類によって異なるが、例えば６０〜２００℃で強制乾燥させる。
【００３８】
本発明においては、画像を形成する工程の後に、画像の色落ち防止、耐候性等を考慮して、更にその上にクリアーコートを形成する工程を有することが好ましい。この場合には画像を形成した後、着色インク中のバインダー樹脂の種類によって異なるが、例えば６０〜２００℃で強制乾燥させ、その後クリアー塗料を塗布し常温〜２００℃で乾燥させる方法を採用しても、画像を形成した後、１〜６０分間のインターバルをおいた後にクリアー塗料を塗布し、強制乾燥させる方法を採用してもよい。
【００３９】
本発明で使用できる上塗りクリアー塗料は、従来から一般的に用いられているクリアー塗料であるが、アクリル共重合体、ヒンダードアミン基含有アクリル共重合体、加水分解性シリル基含有アクリル共重合体、含フッ素共重合体、加水分解性シリル基含有含フッ素共重合体、アルコキシシラン縮合体からなる群から選ばれる少なくとも１種をバインダーとして含有する上塗りクリアー塗料を用いることが高度の耐候性能を得る上で好ましい。
【００４０】
なお、本発明で使用できる上塗りクリアー塗料は、透明性を失わない範囲で艶消し剤、体質顔料、着色顔料あるいはカラーマイカ、ウレタン系、アクリル系等の着色ビーズ、ウレタン系、アクリル系等の透明ビーズ、鱗片状黒鉛、鱗片状酸化鉄、メッキ処理ガラスフレーク、アルミ箔カラークリアー塗布切断品等の各種顔料類を含有することができる。
【００４１】
更に、本発明で使用できる上塗りクリアー塗料は、必要に応じて各種の添加剤、改質剤を適宜混合して使用することができる。各種の添加剤、改質剤として、分散剤、沈殿防止剤、表面改質剤、紫外線吸収剤、光安定剤、水分捕捉剤、電導度調整剤、界面活性剤等を挙げることができる。これらの成分はバインダーの固形分１００質量部に対し０．１〜１０質量部の範囲で使用可能である。
【００４２】
この上塗りクリアー塗料は、常法のエアースプレー、エアレススプレー、静電塗装、ロールコーター、フローコーター等の公知の塗装方法を使用して好適に塗布できる。またこの上塗りクリアーは、着色インクの塗膜が未乾燥状態でも、あるいは乾燥状態いずれの時でも塗り重ねることが可能である。
【００４３】
更に、上塗りクリアー塗膜の鮮映性等の向上のためにクリアー塗装後に更にクリアー塗装する、いわゆるダブルクリアーを施してもよい。また本上塗りクリアーの乾燥条件は常温〜２００℃の温度範囲にて３分〜２４時間である。
【実施例】
【００４４】
以下に本発明を実施例及び比較例により更に具体的に説明する。
【００４５】
表１に示す配合量で含有する混合物をそれぞれ顔料分散機で練合して着色インク１〜３を調製した。
【００４６】
【表１】
【００４７】
マゼンタ顔料：ＤＩＣ株式会社製、ファストゲンスーパーマゼンタＲＧ
ポリエステル樹脂：三井化学社製、アルマテックスＰ６４５
アクリル樹脂：ＤＩＣ社製、アクリディックＡ−４３０−６０
メラミン樹脂：三井化学社製、ユーバン１２５
ＵＶ樹脂： 日本合成化学社製、ＵＶ−７６０５Ｂ
開始剤：チバスペシャリティケミカルズ社製、Ｉｒｇａｃｕｒｅ３７９
有機溶剤Ａ：シクロヘキサノン
有機溶剤Ｂ：エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート
有機溶剤Ｃ：エクソンモービル社製、ソルベッソ１５０
有機溶剤Ｄ：ブチルアセテート
有機溶剤Ｅ：イソボロニルアクリレート
各インクは５００メッシュのステンレスフィルターろ過を行った。
【００４８】
（実施例１〜２６及び比較例１〜３）
電着塗膜が設けられている鋼板上にアルキッドメラミン系塗料（大日本塗料社製：デリコン１００）を塗布し、１５０℃で３０分間乾燥させ、その後アクリルメラミン系塗料（大日本塗料社：アクローゼ＃９９００）を塗布し、１５０℃で３０分間乾燥させ、平板状の基板を作製した。
【００４９】
また、ＪＩＳ Ｇ３３１６ 波板１号に準ずる波板上にアクリルメラミン系塗料（大日本塗料社：アクローゼ＃９９００）を塗布し、１５０℃で３０分間乾燥させ、凹凸が１８ｍｍの波板状の基板を作製した。
【００５０】
実施例１〜２６及び比較例１〜３において、Ｇｌｏｂａｌ ｉｎｋｊｅｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ社製ＨＰＢ−ＰＲ−Ｍ８を用い、ソレノイドバルブ式インクジェットヘッド（Ｐｒｉｎｔｏｓ社製；Ｐ１６）を制御し、上記で得られたインク１〜３の吐出を行った。また、ロボットアーム（株式会社リバスト社製：ＲＣＳ５０００）にソレノイドバルブ式インクジェットヘッドを装着しインクジェットヘッドのオリフィス両端を結んだ直線が常に水平になるようにして、基板に印字を行なった。
【００５１】
結果を表２〜４に示す。
【００５２】
粘度の測定はレオメーター（ＡｎｔｏｎＰａａｒ社製；Ｐｈｙｓｃｉａ ＭＣＲ３０１）を用いて２５℃で粘度の測定を行なった。
【００５３】
インクの飛行による粘度変化率を測定する方法は、ヘッドの吐出ノズルから９ｍｌサンプル管の口の部分が所定の距離になるように配置し、そのサンプル管に約２ｍｌ貯まるまで１つのノズルからインクの吐出を行い、得られたインクの粘度を測定し、吐出前の粘度との比較を行なった。
【００５４】
コンプレッサー（アネスト岩田社製；ＳＬＰ−０７ＥＤ）を使用し配管中にレギュレーターを取り付け所定の値に圧力を調整した。
【００５５】
インクの塗膜化を促進させるために、基板にインクが着弾後、ＵＶランプ（ウシオ電機社製；ＳＰ９−２５０ＵＢ）によるＵＶ照射又はハロゲンランプ（三菱電機オスラム社製；ＪＤ１１０Ｖ６０Ｗ／ＳＰ／Ｋ５Ｅ）にスライダック（東京理工社製：ＲＳＡ−２）を用いて光量を調整可能な状態にして光を照射した。
【００５６】
図１のようにインクジェットヘッドを２重の筒で覆い、その筒の間から均一にエアーを放出し、風速が１ｍ／ｓ〜５ｍ／ｓになるように調節した。風速はＹＫ−２００５ＡＨ（佐藤商事）を用いて測定した。
【００５７】
＜着弾精度＞
インクを吐出し、メイン粒子とサテライト粒子の着弾位置の差により評価を行った。
◎：メイン粒子中心部とサテライト粒子中心部の差が０．５ｍｍ未満。
○：メイン粒子中心部とサテライト粒子中心部の差が０．５ｍｍ以上〜１．０ｍｍ以下。
×：メイン粒子中心部とサテライト粒子中心部の差が１．０ｍｍ超過。
【００５８】
＜たれ性評価＞
インクのたれ性については目視にて行った。
◎：べた印字面は均一で全くたれ無し。
○：べた印字面の縁にわずかにもり上がりが有り。
×：べた印字面の縁からスジ状のたれ有り。
【００５９】
【表２】
【００６０】
【表３】
【００６１】
【表４】
【００６２】
表２〜４から明らかなように、本発明により着弾精度が良く、たれ性も良好な画像が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明において画像形成の対象となる基体としては、特に限定されるものではなく、例えば、乗用車、トラック、バス、電車等の車体、建物の壁面、家電、携帯電話等が挙げられ、基体の水平面及び垂直面を問わず印刷して利用することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基体上に画像を形成するインクジェット塗装方法に関し、ソレノイドバルブ式インクジェット方式によって凹凸を有する自動車・バス・車両等の車体面、建物の壁面や、家電、携帯電話等の立体物に任意の画像を形成するインクジェット塗装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のインクジェット方式では、インクジェットヘッドと被塗物との距離が最長でも５ｍｍ程度であったので、高低差が５ｍｍ以上の凹凸を有する立体物の基体上に任意の画像を形成することは困難であった（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１６８５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、高低差が５ｍｍ以上の凹凸を有する立体物の基体上に任意の画像を形成するインクジェット塗装方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者等は、上記の目的を達成するため鋭意検討した結果、被塗物からインクジェットヘッドまでの距離を通常より大幅に広く取れるようにすることで上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
本発明に従って、被塗物からインクジェットヘッドまでの距離が８０ｍｍ以下で、ヘッドオリフィスのサイズが４５μｍ〜２００μｍであり、インクを吐出するための圧力が０．００５〜０．５ＭＰａであることを特徴とするソレノイドバルブ式インクジェット塗装方法が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のインクジェット塗装方法により、高低差が５ｍｍ以上の凹凸を有する自動車・バス・車両等の車体面、建物の壁面や、家電、携帯電話等の立体物の基体上に任意の画像を形成することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】インクジェットヘッドの周りをエアーカーテンで覆うインクジェット塗装方法の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
紙等のメディアでは印字面は平面であり、そのような場合には、インクジェットヘッドからメディアまでの距離は通常数ミリで、近ければ近いほどよりインクの着弾精度が良くなり画像の精度は高くなる。しかしながら、本発明で塗装される被塗物は凹凸を有する立体物を想定しており、インクジェットヘッドから被塗物までの距離を十分とる必要がある。鋭意検討した結果、本発明の手法を用いることで８０ｍｍ以下であれば、高精細な印字が可能になった。８０ｍｍを超える距離ではメイン粒子の着弾位置の精度が低下するとともに、メイン粒子とサテライト粒子の着弾位置のずれが生じ始め、画像が乱れる現象が生じる。
【００１０】
インクジェットヘッドのオリフィスは液滴のサイズに相関があり、ヘッドオリフィスのサイズが４５μｍ未満では空気抵抗の影響をかなり受けて飛行速度が失速し、着弾位置精度が低下してしまう。また、ヘッドオリフィスのサイズが２００μｍを超えると空気抵抗による失速はなくなるものの被塗物に着弾後の液滴径が大きくなってしまい画像解像度が低下してしまう。
【００１１】
ソレノイドバルブ式インクジェットでは気体の圧力を利用し吐出を行うが、その圧力は０．００５ｍＰａ〜０．５ｍＰａであり、圧力が０．００５ｍＰａ未満ではインクを押し出す力が弱く安定して吐出できなくなってしまう。逆に０．５ｍＰａを超える圧力では、ソレノイドの動きが鈍くなりバルブの開閉がうまくいかなくなり吐出ができなくなったり、吐出できても吐出されたインクの伸びが長くメイン粒子とサテライト粒子の速度差が大きくなり画像が乱れ易くなる。
【００１２】
吐出前のインクの粘度は２ｍＰａ・Ｓ〜１００ｍＰａ・Ｓが望ましく、インク粘度が２ｍＰａ・Ｓ未満ではサテライト粒子が数多く発生し、１００ｍＰａ・Ｓを超える場合では吐出できないことがある。また、吐出されたインクが被塗物に着弾するまでの飛行間でインクの揮発成分が大気中に拡散しインクの粘度が上昇することにより、着弾後のインクのタレ性や滲み性が抑えられ、着弾後の粘度は吐出前の粘度に対して１００％〜２００％に上昇することが望ましい。２００％より高い場合は、吐出する前にインクジェットヘッドのオリフィスの所でもインクの乾燥が生じ、オリフィスを詰まらせる可能性が高くなってしまう。
【００１３】
インクジェットヘッドから被塗物までの距離が通常の数倍から数十倍も離れているために、風の影響を受け易く、インクジェットヘッドの周りをエアーカーテンで覆うことにより着弾位置精度を上げることができ、インク中に揮発成分を有する場合では被塗物に着弾したインクの乾燥を促進する。インクジェットヘッドの周りをエアーカーテンで覆う構造の概略図を図１に示す。図１の構造ではインクジェットヘッドを２重の筒で覆い、その筒の間から均一にエアーを放出しエアーカーテンを形成している。エアー風速は１ｍ／ｓ〜５ｍ／ｓになるように調節することが好ましい。
【００１４】
インクジェットヘッドのオリフィス両端を結んだ直線が常に水平にすることにより、インクジェットヘッド内のインクの圧力分布を常に一定にすることで吐出の安定を図り、被塗物である立体物に印字された画像の再現性を向上することが出来る。
【００１５】
着色剤として用いることができる顔料として、例えば、
ピグメントイエロー１２、１３、１４、１７、２０、２４、３１、５５、７４、８３、８６、９３、１０９、１１０、１１７、１２０、１２５、１２８、１２９、１３７、１３８、１３９、１４７、１４８、１５０、１５１、１５３（ニトロン系ニッケル錯体イエロー）、１５４、１５５、１６６、１６８、１８０、１８１、１８５、
ピグメントオレンジ１６、３６、３８、４３、５１、５５、５９、６１、６４、６５、７１、
ピグメントレッド９、４８、４９、５２、５３、５７、９７、１２２（キナクリドンマゼンタ）、１２３、１４９、１６８、１７７、１８０、１９２、２０２、２０６、２１５、２１６、２１７、２２０、２２３、２２４、２２６、２２７、２２８、２３８、２４０、２４４、２５４、
ピグメントバイオレット１９（キナクリドンバイオレット）、２３、２９、３０、３２、３７、４０、５０、
ピグメントブルー１５（フタロシアニンブルー）、１５：１、１５：３、１５：４、１５：６、２２、３０、６４、８０、
ピグメントグリーン７（塩素化フタロシアニングリーン）、３６（臭素化フタロシアニングリーン）、
ピグメントブラウン２３、２５、２６、
ピグメントブラック７（カーボンブラック）、２６、２７、２８、
酸化チタン、酸化鉄、群青、黄鉛、硫化亜鉛、コバルトブルー、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等を挙げることができる。
【００１６】
着色剤として顔料を用いる場合にはその体積平均粒子径は一般的には５０〜５００ｎｍであることが好ましく、８０〜３００ｎｍであることがより好ましい。
【００１７】
また、着色剤として用いることができる染料として、例えば、
ダイアリライド・イエロー（Ｄｉａｒｙｌｉｄｅ Ｙｅｌｌｏｗ）、
アシド・イエロー（Ａｃｉｄ Ｙｅｌｌｏｗ）１３、
ソルベント・イエロー（Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ）１３、
アシド・グリーン（Ａｃｉｄ Ｇｒｅｅｎ）７３、
ソルベント・レッド（Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｒｅｄ）１２５、
アシド・グリーン（Ａｃｉｄ Ｇｒｅｅｎ）７３、
ソルベント・レッド（Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｒｅｄ）２５、
アシド・イエロー（Ａｃｉｄ Ｙｅｌｌｏｗ）１６６、
アシド・ブルー（Ａｃｉｄ Ｂｌｕｅ）２６０、
アシド・ブルー（Ａｃｉｄ Ｂｌｕｅ）２２９、
アシド・ブラック（Ａｃｉｄ Ｂｌａｃｋ）５２
等を挙げることができる。
【００１８】
着色剤の配合量は使用する着色剤の種類等によって異なるが、一般的には０．５〜４０質量％を占める量で用いる。着色剤として顔料を用いる場合にはプリンタヘッドのノズル詰まりが生じない程度に配合することが必要である。
【００１９】
基体との密着性を確保するためにバインダー樹脂を含有することが出来る。バインダー樹脂として、例えば、架橋するタイプとしてアルキドメラミン樹脂、アクリルメラミン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、ロジン変性フェノール樹脂、メラミン、ベンゾグアナミン等のアミノ樹脂、ポリアミド樹脂、紫外線硬化樹脂、ウレタン樹脂が挙げることができ、架橋しないタイプとしてセルロースジアセテート、セルローストリアセテート、ニトロセルロース、硝酸セルロース、プロピオン酸セルロース、セルロースアセテートブチレート等のセルロースエステル樹脂、メチルセルロース、エチルセルロース、ベンジルセルロース、トリチルセルロース、シアンエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、カルボシキエチルセルロース、アミノエチルセルロース等のセルロースエーテル樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂等を挙げることができる。
【００２０】
これら樹脂は単独で用いることも２種以上を併用して用いることもできる。バインダー樹脂の種類については特には限定されないが、基体との密着性を確保するために、基体上に塗膜が形成されている場合、主たる樹脂系と同種のバインダー樹脂系を含有していることが好ましい。例えば、基体上に形成されている塗膜の主たる樹脂系が、アクリル樹脂である場合は、バインダー樹脂にアクリル樹脂を含有させた方がよい。基体上に形成されている塗膜の主たる樹脂系と同種のバインダー樹脂系の配合量は、インク中の全バインダー樹脂の５〜１００質量％であることが好ましい。
【００２１】
塗布された膜厚は１〜２０μｍであることが好ましく、５〜１５μｍであることがより好ましい。膜厚が１μｍ未満であると隠蔽性が低下する不具合が生じ易くなり、２０μｍを超えると塗布時にタレが生じ易くなるので好ましくない。
【００２２】
ポリエステル樹脂としては、飽和ポリエステル、不飽和ポリエステル樹脂の何れも用いることができる。ポリエステル樹脂は多塩基酸と多価アルコールとの縮合反応により得られるものであり、多塩基酸としては、例えば、
フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、１，５−ナフタレンジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、９，１０−アントラセンジカルボン酸、ジフェン酸等の芳香族ジカルボン酸；
ｐ−オキシ安息香酸、ｐ−（ヒドロキシエトキシ）安息香酸等の芳香族オキシカルボン酸；
コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸；
フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、メサコン酸、シクロヘキセンジカルボン酸、ダイマー酸、トリマー酸、テトラマー酸等の脂肪族不飽和多価カルボン酸；
ヘキサヒドロフタル酸、テトラヒドロフタル酸等の脂環族ジカルボン酸；
トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸等の多価カルボン酸
等を例示することができる。また、多塩基酸と共に少量の一塩基酸を併用しても良い。一塩基酸類としては、例えば、安息香酸、クロロ安息香酸、ブロモ安息香酸、パラヒドロキシ安息香酸、ｔ−ブチル安息香酸、ナフタレンカルボン酸、３−メチル安息香酸、４−メチル安息香酸、サリチル酸、チオサリチル酸、フェニル酢酸、ナフタレンカルボン酸、アントラセンカルボン酸、ｔ−ブチルナフタレンカルボン酸、シクロヘキシルアミノカルボニル安息香酸等を例示することができる。
【００２３】
ポリエステル樹脂の製造に用いられる多価アルコール類として、例えば、
エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、２，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等の脂肪族ジオール類、
トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール等のトリオール及びテトラオール類等の脂肪族多価アルコール類；
１，４−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、スピログリコール、ビスフェノールＡ、水素化ビスフェノールＡ、トリシクロデカンジオール、トリシクロデカンジメタノール等の脂環族多価アルコール類；
パラキシレングリコール、メタキシレングリコール、オルトキシレングリコール、１，４−フェニレングリコール等の芳香族多価アルコール類
等を例示することができる。また、多価アルコールと共に少量の一価アルコールを併用しても良い。
【００２４】
本発明においてはポリエステル樹脂の数平均分子量は１０００〜５００００の範囲であることが好ましく、更には２０００〜２００００の範囲であることがより好ましい。ポリエステル樹脂の数平均分子量が１０００よりも小さい場合には基体に対し密着性が悪くなり、５００００よりも大きい場合にはインクの糸曳き現象が発生し易く、インク吐出性が安定しない等の不都合が生ずることがあるので好ましくない。
【００２５】
アクリル樹脂としては、通常用いられているラジカル重合性単量体を共重合させたものを用いることができる。ラジカル重合性単量体として、例えば、
アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル等のアクリル酸エステル類；
メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ｔ−ブチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸２−エチルヘキシル等のメタクリル酸エステル類；
スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン等の芳香族ビニル類；
酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル類；
ビニルピロリドン等の複素環式ビニル化合物；
塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニリデン等のハロゲン化ビニル類；
エチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類；
エチレン、プロピレン等のα−オレフィン類
等を挙げることができる。
【００２６】
また、酸や塩基等の官能基を含む重合性単量体も用いることができる。官能基含有単量体として、例えば、
アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、マレイン酸モノｎ−ブチル、フマル酸モノｎ−ブチル、イタコン酸モノｎ−ブチル、クロトン酸等のカルボキシル基含有単量体；
（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸３−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸４−ヒドロキシブチル、アクリル酸（２−ヒドロキシメチル）エチル、アクリル酸（２−ヒドロキシメチル）ブチル、（メタ）アクリル酸（４−ヒドロキシメチルシクロヘキシル）メチル、グリセリンモノ（メタ）アクリレート、２−（メタ）アクリロイルオキシエチル２−ヒドロキシプロピルフタレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピル（メタ）アクリレート等の水酸基含有（メタ）アクリル酸エステル類；
アクリルアミド、メタクリルアミド、マレイン酸アミド、ジアセトンアクリルアミド等のアミド基含有単量体類；
メタクリル酸グリシジル、アリルグリシジルエーテル等のグリシジル基含有単量体；
アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアノ基含有単量体；
ブタジエン、イソプレン等のジエン類；
アリルアルコール、２−ヒドロキシエチルアリルエーテル等の水酸基含有アリル化合物；
メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル等の３級アミノ基含有単量体；
ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルジメチルメトキシシラン、ビニルジメチルエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン等のアルコキシシリル基含有単量体類
等を挙げることができる。また、フタル酸ジアリル、ジビニルベンゼン、アクリル酸アリル、トリメチロールプロパントリメタクリレート等の１分子中に２個以上の不飽和結合を有する単量体類等も使用できる。これらの単量体は単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００２７】
塩化ビニル樹脂として種々のものを使用することができ、例えば、塩化ビニルと酢酸ビニル、塩化ビニリデン、アクリル、マレイン酸等の他のモノマーとの共重合樹脂を挙げることができる。好ましい塩化ビニル樹脂は塩化ビニルと酢酸ビニルとを共重合させた塩化ビニル・酢酸ビニル共重合樹脂であり、特に好ましくは分子量３０，０００以下の共重合樹脂を挙げることができる。
【００２８】
上記以外の樹脂として、通常のインク組成物に用いられる樹脂は何れも使用することができる。例えば、アルキドメラミン樹脂、アクリルメラミン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、ロジン変性フェノール樹脂、メラミン、ベンゾグアナミン等のアミノ樹脂、ポリアミド樹脂、紫外線硬化樹脂、ウレタン樹脂、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、ニトロセルロース、硝酸セルロース、プロピオン酸セルロース、セルロースアセテートブチレート等のセルロースエステル樹脂、メチルセルロース、エチルセルロース、ベンジルセルロース、トリチルセルロース、シアンエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、カルボシキエチルセルロース、アミノエチルセルロース等のセルロースエーテル樹脂等を挙げることができる。また、これら樹脂は単独で用いることもでき、他の樹脂と併用して用いることもできる。
【００２９】
着色インク組成物に用いる樹脂の配合量は１〜２０質量％であることが好ましく、２〜１０質量％であることがより好ましい。樹脂の配合量が１質量％より少ない場合には下塗塗料塗膜との密着性が不足する恐れがあり、２０質量％より多い場合にはインク組成物の粘度が高くなり吐出性が不安定になる等の不都合が生じることがあり、好ましくない。
【００３０】
本発明で用いる着色インク組成物は顔料の分散性を向上するため顔料分散剤を使用することが望ましい。顔料分散剤として、ポリアミド系樹脂、水酸基含有カルボン酸エステル、長鎖ポリアミノアマイドと高分子量酸エステルの塩、高分子量ポリカルボン酸の塩、長鎖ポリアミノアマイドと極性酸エステルの塩、高分子量不飽和酸エステル、変性ポリウレタン、変性ポリアクリレート、ポリエーテルエステル型アニオン系活性剤、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩、芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物塩、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ステアリルアミンアセテート等を用いることができる。それら分散剤の中でも１分子中に２個以上のアミド基を有し、且つ、数平均分子量が７００〜１５０００であるポリエステルポリアミド樹脂を用いることが好ましい。この顔料分散剤の配合量は、使用する顔料の種類等により異なるが、通常はインク組成物の０．１〜１５質量％となる量が好ましく、更には０．５〜１０質量％となる量であることが顔料分散性を一層向上させるので好ましい。
【００３１】
上記のポリエステルポリアミド樹脂は酸末端ポリエステル樹脂と１分子中に２個以上のアミノ基を有するポリアミン化合物とを反応させることにより製造される。ポリエステルポリアミド樹脂として、例えば、ルーブリゾール社製のソルスパース３２０００、ソルスパース３２５００、ソルスパース３２６００、ソルスパース３３５００、ソルスパース３４７５０、ソルスパース３５１００、ソルスパース３７５００等や、ビックケミー社製のＢＹＫ９０７７等を挙げることができる。
【００３２】
なお、ポリエステルポリアミド樹脂のアミド基が１分子中に２個未満の場合には、顔料分散性が低下するので好ましくない。また、数平均分子量が７００未満の場合には顔料分散性が低下し、数平均分子量が１５０００を超える場合にはインク中への分散性が低下するので好ましくない。
【００３３】
本発明で用いる着色インク組成物は通常の溶剤系インクに用いられている有機溶剤を使用する。有機溶剤として、例えば、
メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、トリデシルアルコール、シクロヘキシルアルコール、２−メチルシクロヘキシルアルコール等のアルコール類；
エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン等のグリコール類；
エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルアセテート、エチレングリコールモノエチルアセテート、エチレングリコールモノブチルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルアセテート、トリエチレングリコールモノブチルエーテル等のグリコールエーテル類；
酢酸エチル、酢酸イソプロピレン、酢酸ｎ−ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル等のエステル類；
アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン、ジアセトンアルコール等のケトン類；
Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−ピロリドン等の含窒素化合物；
トルエン、キシレン、アセトニトリル、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、
等を挙げることができる。これらの有機溶剤については、印刷時のヘッドノズルの特性への適合性、安全性、乾燥性の観点から種々の溶剤が選択され、必要に応じて複数の溶剤を混合して用いることができる。
【００３４】
本発明で用いるインクジェット用インク組成物は、有機溶剤としてグリコールエーテル類を含むことが好ましい。中でも、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートは、プリンタヘッド部分でのインクの再溶解性に優れるので特に好ましい。
【００３５】
本発明で用いる着色インク組成物は、表面調整剤、光安定化剤、酸化防止剤、可塑剤、防錆剤等の添加剤を含有していても良い。
【００３６】
画像を形成するために使用するインクジェット方式により着色インクを塗布するプリンタヘッドは、従来から公知のソレノイドバルブ式プリンタヘッドを使用することができ、例えば、Ｐｒｉｎｔｏｓ社製Ｐ１６シリーズ等が挙げられる。
【００３７】
画像の形成方法については、着色インクを塗布して画像を形成し、画像を形成した後、着色インク中のバインダー樹脂の種類によって異なるが、例えば６０〜２００℃で強制乾燥させる。
【００３８】
本発明においては、画像を形成する工程の後に、画像の色落ち防止、耐候性等を考慮して、更にその上にクリアーコートを形成する工程を有することが好ましい。この場合には画像を形成した後、着色インク中のバインダー樹脂の種類によって異なるが、例えば６０〜２００℃で強制乾燥させ、その後クリアー塗料を塗布し常温〜２００℃で乾燥させる方法を採用しても、画像を形成した後、１〜６０分間のインターバルをおいた後にクリアー塗料を塗布し、強制乾燥させる方法を採用してもよい。
【００３９】
本発明で使用できる上塗りクリアー塗料は、従来から一般的に用いられているクリアー塗料であるが、アクリル共重合体、ヒンダードアミン基含有アクリル共重合体、加水分解性シリル基含有アクリル共重合体、含フッ素共重合体、加水分解性シリル基含有含フッ素共重合体、アルコキシシラン縮合体からなる群から選ばれる少なくとも１種をバインダーとして含有する上塗りクリアー塗料を用いることが高度の耐候性能を得る上で好ましい。
【００４０】
なお、本発明で使用できる上塗りクリアー塗料は、透明性を失わない範囲で艶消し剤、体質顔料、着色顔料あるいはカラーマイカ、ウレタン系、アクリル系等の着色ビーズ、ウレタン系、アクリル系等の透明ビーズ、鱗片状黒鉛、鱗片状酸化鉄、メッキ処理ガラスフレーク、アルミ箔カラークリアー塗布切断品等の各種顔料類を含有することができる。
【００４１】
更に、本発明で使用できる上塗りクリアー塗料は、必要に応じて各種の添加剤、改質剤を適宜混合して使用することができる。各種の添加剤、改質剤として、分散剤、沈殿防止剤、表面改質剤、紫外線吸収剤、光安定剤、水分捕捉剤、電導度調整剤、界面活性剤等を挙げることができる。これらの成分はバインダーの固形分１００質量部に対し０．１〜１０質量部の範囲で使用可能である。
【００４２】
この上塗りクリアー塗料は、常法のエアースプレー、エアレススプレー、静電塗装、ロールコーター、フローコーター等の公知の塗装方法を使用して好適に塗布できる。またこの上塗りクリアーは、着色インクの塗膜が未乾燥状態でも、あるいは乾燥状態いずれの時でも塗り重ねることが可能である。
【００４３】
更に、上塗りクリアー塗膜の鮮映性等の向上のためにクリアー塗装後に更にクリアー塗装する、いわゆるダブルクリアーを施してもよい。また本上塗りクリアーの乾燥条件は常温〜２００℃の温度範囲にて３分〜２４時間である。
【実施例】
【００４４】
以下に本発明を実施例及び比較例により更に具体的に説明する。
【００４５】
表１に示す配合量で含有する混合物をそれぞれ顔料分散機で練合して着色インク１〜３を調製した。
【００４６】
【表１】
【００４７】
マゼンタ顔料：ＤＩＣ株式会社製、ファストゲンスーパーマゼンタＲＧ
ポリエステル樹脂：三井化学社製、アルマテックスＰ６４５
アクリル樹脂：ＤＩＣ社製、アクリディックＡ−４３０−６０
メラミン樹脂：三井化学社製、ユーバン１２５
ＵＶ樹脂： 日本合成化学社製、ＵＶ−７６０５Ｂ
開始剤：チバスペシャリティケミカルズ社製、Ｉｒｇａｃｕｒｅ３７９
有機溶剤Ａ：シクロヘキサノン
有機溶剤Ｂ：エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート
有機溶剤Ｃ：エクソンモービル社製、ソルベッソ１５０
有機溶剤Ｄ：ブチルアセテート
有機溶剤Ｅ：イソボロニルアクリレート
各インクは５００メッシュのステンレスフィルターろ過を行った。
【００４８】
（実施例１〜２６及び比較例１〜３）
電着塗膜が設けられている鋼板上にアルキッドメラミン系塗料（大日本塗料社製：デリコン１００）を塗布し、１５０℃で３０分間乾燥させ、その後アクリルメラミン系塗料（大日本塗料社：アクローゼ＃９９００）を塗布し、１５０℃で３０分間乾燥させ、平板状の基板を作製した。
【００４９】
また、ＪＩＳ Ｇ３３１６ 波板１号に準ずる波板上にアクリルメラミン系塗料（大日本塗料社：アクローゼ＃９９００）を塗布し、１５０℃で３０分間乾燥させ、凹凸が１８ｍｍの波板状の基板を作製した。
【００５０】
実施例１〜２６及び比較例１〜３において、Ｇｌｏｂａｌ ｉｎｋｊｅｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ社製ＨＰＢ−ＰＲ−Ｍ８を用い、ソレノイドバルブ式インクジェットヘッド（Ｐｒｉｎｔｏｓ社製；Ｐ１６）を制御し、上記で得られたインク１〜３の吐出を行った。また、ロボットアーム（株式会社リバスト社製：ＲＣＳ５０００）にソレノイドバルブ式インクジェットヘッドを装着しインクジェットヘッドのオリフィス両端を結んだ直線が常に水平になるようにして、基板に印字を行なった。
【００５１】
結果を表２〜４に示す。
【００５２】
粘度の測定はレオメーター（ＡｎｔｏｎＰａａｒ社製；Ｐｈｙｓｃｉａ ＭＣＲ３０１）を用いて２５℃で粘度の測定を行なった。
【００５３】
インクの飛行による粘度変化率を測定する方法は、ヘッドの吐出ノズルから９ｍｌサンプル管の口の部分が所定の距離になるように配置し、そのサンプル管に約２ｍｌ貯まるまで１つのノズルからインクの吐出を行い、得られたインクの粘度を測定し、吐出前の粘度との比較を行なった。
【００５４】
コンプレッサー（アネスト岩田社製；ＳＬＰ−０７ＥＤ）を使用し配管中にレギュレーターを取り付け所定の値に圧力を調整した。
【００５５】
インクの塗膜化を促進させるために、基板にインクが着弾後、ＵＶランプ（ウシオ電機社製；ＳＰ９−２５０ＵＢ）によるＵＶ照射又はハロゲンランプ（三菱電機オスラム社製；ＪＤ１１０Ｖ６０Ｗ／ＳＰ／Ｋ５Ｅ）にスライダック（東京理工社製：ＲＳＡ−２）を用いて光量を調整可能な状態にして光を照射した。
【００５６】
図１のようにインクジェットヘッドを２重の筒で覆い、その筒の間から均一にエアーを放出し、風速が１ｍ／ｓ〜５ｍ／ｓになるように調節した。風速はＹＫ−２００５ＡＨ（佐藤商事）を用いて測定した。
【００５７】
＜着弾精度＞
インクを吐出し、メイン粒子とサテライト粒子の着弾位置の差により評価を行った。
◎：メイン粒子中心部とサテライト粒子中心部の差が０．５ｍｍ未満。
○：メイン粒子中心部とサテライト粒子中心部の差が０．５ｍｍ以上〜１．０ｍｍ以下。
×：メイン粒子中心部とサテライト粒子中心部の差が１．０ｍｍ超過。
【００５８】
＜たれ性評価＞
インクのたれ性については目視にて行った。
◎：べた印字面は均一で全くたれ無し。
○：べた印字面の縁にわずかにもり上がりが有り。
×：べた印字面の縁からスジ状のたれ有り。
【００５９】
【表２】
【００６０】
【表３】
【００６１】
【表４】
【００６２】
表２〜４から明らかなように、本発明により着弾精度が良く、たれ性も良好な画像が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明において画像形成の対象となる基体としては、特に限定されるものではなく、例えば、乗用車、トラック、バス、電車等の車体、建物の壁面、家電、携帯電話等が挙げられ、基体の水平面及び垂直面を問わず印刷して利用することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被塗物からインクジェットヘッドまでの距離が８０ｍｍ以下で、ヘッドオリフィスのサイズが４５μｍ〜２００μｍであり、インクを吐出するための圧力が０．００５〜０．５ＭＰａであることを特徴とするソレノイドバルブ式インクジェット塗装方法。
【請求項２】
吐出前の粘度が２ｍＰａ・Ｓ〜１００ｍＰａ・Ｓであり、吐出されたインクが被塗物に着弾するまでの飛行で粘度が吐出前の１００％〜２００％となるインクジェットインクを用いる請求項１に記載のソレノイドバルブ式インクジェット塗装方法。
【請求項３】
前記インクジェットヘッドの周りをエアーカーテンで覆う請求項１又は２に記載のソレノイドバルブ式インクジェット塗装方法。
【請求項４】
前記インクジェットヘッドのオリフィス両端を結んだ直線が常に水平である請求項１〜３のいずれかに記載のソレノイドバルブ式インクジェット塗装方法。
【請求項１】
被塗物からインクジェットヘッドまでの距離が８０ｍｍ以下で、ヘッドオリフィスのサイズが４５μｍ〜２００μｍであり、インクを吐出するための圧力が０．００５〜０．５ＭＰａであることを特徴とするソレノイドバルブ式インクジェット塗装方法。
【請求項２】
吐出前の粘度が２ｍＰａ・Ｓ〜１００ｍＰａ・Ｓであり、吐出されたインクが被塗物に着弾するまでの飛行で粘度が吐出前の１００％〜２００％となるインクジェットインクを用いる請求項１に記載のソレノイドバルブ式インクジェット塗装方法。
【請求項３】
前記インクジェットヘッドの周りをエアーカーテンで覆う請求項１又は２に記載のソレノイドバルブ式インクジェット塗装方法。
【請求項４】
前記インクジェットヘッドのオリフィス両端を結んだ直線が常に水平である請求項１〜３のいずれかに記載のソレノイドバルブ式インクジェット塗装方法。
【図１】
【公開番号】特開２０１２−７１２４０（Ｐ２０１２−７１２４０Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１７１９３（Ｐ２０１０−２１７１９３）
【出願日】平成２２年９月２８日（２０１０．９．２８）
【出願人】（０００００３３２２）大日本塗料株式会社 (275)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２８日（２０１０．９．２８）
【出願人】（０００００３３２２）大日本塗料株式会社 (275)
【Ｆターム（参考）】
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