JPH0577474B2

JPH0577474B2 -

Info

Publication number: JPH0577474B2
Application number: JP10564789A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Goto; Kenji Izumi
Original assignee: Inax Corp
Current assignee: Inax Corp
Priority date: 1989-04-25
Filing date: 1989-04-25
Publication date: 1993-10-26
Also published as: JPH02284678A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、セラミツクスの表面に文字、模様
等を容易かつ鮮明に加飾することのできるセラミ
ツクスき加飾方法に関するものである。

（従来技術及びその課題）タイル等のセラミツクスに模様を形成する場合
は、従来、先ずセラミツクス素地を成形した後、
そのセラミツクス素地表面側に手掘りで凹部を形
成し、その凹部内への色合いの異なる固形顔料を
混合した坏土を充填し、全体を焼成し、前記充填
した坏土の部分だけがセラミツクス全体の色合い
と異なるようにして模様が形成されいている。

ところが、このような従来方法においては、セ
ラミツクス素地に凹部を加工する必要があり、セ
ラミツクス素地が損傷し易いという欠点があり、
しかも凹部は模様等の複雑化に対応するために手
掘りで行なうのが通常であり、作業性が非常に悪
いという問題があり、又、凹部へ充填する固形顔
料を含む坏土は、その熱膨張係数と含水率とをセ
ラミツクス素地に合わせなければならず、熱膨張
係数及び含水率がセラミツクス素地のものと不一
致である場合には、その境界においてキレやクラ
ツクが生じるという問題点があつた。

又、従来において、セラミツクス表面に装飾模
様を形成するためのスクリーン印刷法において
は、顔料を水及び有機バインダー、分散剤、可塑
剤等と混合してペーストを調製し、このペースト
をマスクと呼ばれるナイロンメツシユやステンレ
スメツシユ上に置き、スキージで前記ペーストを
メツシユから強制的に通過させ、マスクの下方に
配置したセラミツクスへ前記ペースト状の顔料を
付着させ、模様パターンを形成させ、印刷後はセ
ラミツクスを所定の温度で熱処理し、ペーストに
含まれる揮発成分を揮発させ、同時に前記顔料を
発色させるとともにセラミツクス素地と反応さ
せ、所望する装飾模様を得ていた。

しかしこのようなスクリーン印刷法にあつて
は、ペーストの粘土や使用するスクリーンメツシ
ユの摩耗及びスキージの摩耗により、タイル素地
に付着するペースト重量が大きく影響され、例え
ばペースト中の水分等の蒸発により印刷条件が変
化し、製品の発色状態に影響を受けるため、スク
リーン印刷法ではペーストの粘土やマスク及びス
キージの摩耗等を厳しく管理する必要があつた。
又、スクリーン印刷に使用する設備は高価であ
り、しかもマスクは定期的に交換しなければなら
ず、ランニングコストが高くつくという欠点があ
つた。さらに加えて装飾模様を変更する場合は、
マスクを新たな物に変えなければならず、その都
度、マスクやスキージ等の条件設定を行なう必要
があり、多大の労力を伴うという欠点があつた。

さらに、従来用いられている通常の液体顔料は
可溶性金属塩の溶液であり、この溶液のセラミツ
クス素地内への浸透は、可溶性金属塩が陽イオン
であるため、負に帯電しているセラミツクス素地
の原料粒子へ電気的に吸着され、しかも可溶性金
属塩に含まれている陰イオンは水分とともにセラ
ミツクス素地内を移動するので、前記陽イオンで
ある可溶性金属塩もセラミツクス素地原料粒子に
対し吸着、解離を繰り返しながら移動することと
なり、そのため、このような液体顔料にあつては
セラミツクス素地の吸水速度によつて可溶性金属
塩の浸透深さが異なり、その結果として浸透した
可溶性金属塩の密度分布が異なり、発色の濃淡も
変化してしまい安定しないという問題点があり、
乾燥条件により色ムラ、バラツキ等が生じ、鮮明
な文字、模様等をセラミツクス表面に印刷するこ
とは極めて困難であるという問題点を有してい
た。

（課題を解決するための手段）本発明は上記従来の問題点に鑑み案出したもの
であつて、作業を簡略化し、かつ鮮明な模様等を
容易にセラミツクス表面に加飾し得る加飾方法を
提供せんことを目的とし、その要旨は、キレート
化合物の液体顔料をセラミツクスの表面へインク
ジエツトプリンターで噴射することにより、セラ
ミツクス表面から所定深さまで前記液体顔料を均
一な濃度で浸透させ、しかる後に焼成することで
所定深さまで均一な濃淡の文字、模様等が形成さ
れるようにし、その後、表面を研摩し仕上げるこ
とである。

（作用）セラミツクス表面ヘインクジエツトプリンター
で液体顔料を噴射し文字、模様を形成させること
としたため、インクジエツトプリンターにより、
液体顔料が独立した小滴としてセラミツクス表面
に１個ずつ配列されて付着されることとなり、小
滴の大きさは均一化するので、セラミツクス表面
へ付着した液体原料のバラツキが少なく高精度の
文字、模様等の形成が可能となる。又、小滴を１
個ずつ配列、付着させるので、乾燥条件等の如何
によつても顔料の成分の移動が生じにくく、色ム
ラの発生がない。さらにスクリーン印刷法等のよ
うにマスクを必要とせず、設備の簡略化を図るこ
とが可能であり、しかも噴射する液体顔料の小滴
の噴射密度や噴射方向等の制御が電気的に行なえ
るため、極めて容易に模様等のパターン変更を行
なうことができる。

又、液体顔料としてキレート化合物を使用する
ため、キレート化合物は分子量が多く、セラミツ
クスの粒子へ分子間力で吸着し、又、キレート化
合物の分子自体が非常に大きいものであるため、
模様等の厚みと発色の濃淡を常に目的とする均一
なものにすることが可能であり、又、模様等の周
縁を明瞭な輪郭に形成することができる。さら
に、表面を研摩仕上げすることにより、セラミツ
クス表面の平滑度と光沢度を極めて向上させた製
品とすることができる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を説明する。

先ず、文字、模様等を加飾すべきセラミツクス
について説明すると、このセラミツクスは、平均
粒径1μmのアルミナ粉92重量％と焼結助剤８重量
％により、全体として100重量％としたものであ
り、前記焼結助剤としてはタルク、炭酸カルシウ
ム、シリカ微粉を用いた。

このように準備した原料をボールミルで混合
し、さらに３重量％の成形助剤（PVA系バイン
ダー）を添加した。その後、スプレードライヤー
で顆粒化し、1000Kgｆ／cm²が加圧成形を行ない、
その後に1550℃で１時間焼成してセラミツクス素
地を得た。

次に、液体顔料であるキレート化合物として、
コバルト３％、鉄5.5％、EDTA4％、クエン酸２
％、NH₃１％、水84.5％の成分に調製し、このキ
レート化合物をインクジエツトプリンターのイン
クタンクへ供給した。そして、インクジエツトプ
リンターのノズル先端から約30μm径の点滴を
1500個／秒の速さで噴射し、前記セラミツクス素
地の表面へ一直線状に付着させた。

このインクジエツトプリンターでセラミツクス
素地表面へ模様パターンを形成する場合にあつて
は、ノズルから噴射される点滴の大きさが均一で
あり、セラミツクス素地へ形成する模様等の全領
域でのキレート化合物の成分濃度のバラツキが少
なく、均一な発色が得られた。又、キレート化合
物滴下量はインクジエツトプリンターの噴出回数
を変更することにより容易に増減することがで
き、結果として色調の濃淡が容易に変更可能であ
つた。又、これらの制御はコンピユーターにより
容易に制御することが可能であつた。

このようにして、インクジエツトプリンターで
セラミツクス素地表面へ模様パターンを形成させ
た後は、一昼夜の間、自然乾燥させてから1000℃
の温度で一時間セラミツクス素地を焼成した。

このようにして得られたセラミツクス製品は色
ムラや発色の程度の低下がなく、又、模様の色も
鮮やかであり、かつその輪郭も鮮明であつた。

尚、その後、セラミツクス表面を研摩し、表面
の平滑度と光沢度を向上させたが、模様を構成す
るキレート化合物はセラミツクスの内部まで均等
に浸透しているため、研摩によつても表面の模様
の色調の変化もなくその輪郭も鮮明であつた。

ところでキレート化合物は、その分子量が250
〜700で極めて多く、そのためセラミツクス素地
の表面側へインクジエツトプリンターにより噴射
されたキレート化合物は、セラミツクス素地内へ
浸透して分子間力でセラミツクス素地の各粒子間
に吸着される。しかも分子自体は金属原子単体に
比べて非常に大きく、又、キレート化合物自体が
電気的に中性であることから、溶媒としての水の
移動によりキレート体が移動することもない。

従つて、前記キレート化合物をセラミツクス素
地の表面へ噴射させて内部へ浸透させた場合に、
前記キレート化合物は分子間力でその吸着が安定
した状態でセラミツクス素地内への浸透の進行が
停止する。そのため、キレート化合物へのセラミ
ツクス素地内への浸透はセラミツクス素地の乾燥
工程とは無関係に、常にセラミツクス表面から一
定の深さまでとなり、その濃度も均一となる。し
かも、本実施例の場合、セラミツクス素地を予め
焼成して含水率が低くなるように調節したため、
キレート化合物の周縁において該キレート化合物
がセラミツクス素地内の水分中へ拡散するという
こともなく、その境界が極めて明瞭となつてい
る。又、セラミツクス素地の表面に模様を形成さ
せた後に全体を焼成すると、前記キレート化合物
が酸化反応して発色し、形成された模様はセラミ
ツクス表面から常に一定の深さまで濃淡の均一な
模様として形成される。しかも、この模様はセラ
ミツクス素地が焼成により含水率が極めて低くな
るように調整されているため、キレート化合物が
その周縁においてセラミツクス素地に含まれてい
る水分中へ拡散中へ拡散することもなく、得られ
る模様の輪郭は極めて明瞭なものとなる。

尚、セラミツクス素地内へ浸透させるキレート
化合物の種類は本例のものに限定されるものでは
なく、又、模様の浸透深さを変更させたい場合は
キレート化合物の粘性を調製し、又、着色の濃淡
を変更したい場合はキレート化合物の濃度を調製
すれば良い。さらに、インクジエツトプリンター
により繰り返し噴射を行なうことにより、キレー
ト化合物の浸透深さを容易に変更させることがで
き、所望の厚みの模様を容易に得ることができ
る。又、模様の他にインクジエツトプリンターに
より細かい文字等をも鮮明に印字することが可能
であり、その他、絵等任意の文字、模様を容易に
セラミツクス表面に形成させることが可能であ
る。

（発明の効果）本発明は、キレート化合物の液体顔料をセラミ
ツクスの表面へインクジエツトプリンターで噴射
することにより、セラミツクス表面から所定深さ
まで前記液体顔料を均一な濃度で浸透させ、しか
る後に焼成することで所定深さまで均一な濃淡の
文字、模様等が形成されるようにし、その後、表
面を研摩し仕上げることとしたため、キレート化
合物を浸透させて焼成することで、所定深さまで
発色の濃淡が安定し、かつその輪郭が極めて鮮明
な模様等を得ることが可能となり、従来のよう
に、模様部の坏土とセラミツクス素地の熱膨張係
数や含水率等を調節する等の煩わしい作業や手掘
り作業等は全く不要であり、又、従来のスクリー
ン印刷法のようにマスクやスキージも不要であ
り、インクジエツトプリンターのノズルから噴射
されるキレート化合物の点滴の大きさが均一で、
セラミツクス素地への濃度のバラツキが少なく均
一な発色及び鮮明な装飾模様等を得ることがで
き、しかも、インクジエツトプリンターでは模
様、文字等のパターンや色の濃度等を自由に変更
することができ、作業コストが低減し、タイル、
衛生陶器等のセラミツクス製品へ容易かつ低コス
トで鮮明な文字、模様等を容易に印字することが
可能となる。又、表面を研摩することにより平滑
度と光沢度を向上させた製品とし、製品の品位向
上を図ることができる効果を有する。

Claims

【特許請求の範囲】

１キレート化合物の液体顔料をセラミツクスの
表面へインクジエツトプリンターで噴射すること
により、セラミツクス表面から所定深さまで前記
液体顔料を均一な濃度で浸透させ、しかる後に焼
成することで所定深さまで均一な濃淡の文字、模
様等が形成されるようにし、その後、表面を研摩
し仕上げることを特徴とするセラミツクスの加飾
方法。