JPS5934302B2 - マ−キング方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は暗色の表面を有し、常温から比較的高温まで変
化する部材例えば製造工程における鋼板等に微粉棒状マ
ーキング材料を用いて文字等のパターンを施すマーキン
グ防法に関するものである。

製鉄所のプラントにおいては、製造ラインの適当な位置
で、圧延された鋼板に製造メーカー名、製造記録、寸法
、出荷先等の情報をマーキングすることが行なわれてい
る。

この鋼板の製造工程では、鋼板が前の圧延工程で加熱さ
れたままの状態でマーキング位置に送られてくるため、
薄い鋼板の場合は常温まで放熱されているが、厚い鋼板
の場合には比較的高温度例えば４００〜５００℃程度に
なつている。このように部材が常温から比較的高温に至
る温度範囲を有するものは、この温度範囲とくに高温領
域でマーキングした場合でもパターンが明瞭に記録され
ることが要求される。従来、鋼板のマーキング力法の最
も一般的な方法として、アルミあるいはブリキで作つた
ステンシルを鋼材に当てがつて、その上から無機物質を
主体とする液状の耐熱性塗料（熱によつて変色しないも
の）をスプレィして所望の情報をマーキングするものが
知られている。

鋼板の表面は常温で暗色をしているため、耐熱性塗料と
しては白色のものが用いられる。この方法は、常温から
数１００℃という高温の鋼板上においても安定で適度の
耐久性を有するが、作業者の手作業で行なうため、コス
トがかかるという欠点がある。一方、近年、省力化のた
めにコンピューターを使用し、コンピューターからの情
報にしたがつてマーキングパターンを作成し、液状また
は微粉棒状のマーキング材料をパターン状に鋼材上へ施
すようにしたものが多数提案され、このうちの一部がす
でに実用化されている（計測技術１９７４年” ８月号
Ｐ、６２、〜７０鈴木久夫著参照）。

ここで使用される液状のマーキングとしては、無機質を
主体としたものが用いられている。これは、無機質のも
のは、安価であり、有機溶剤を用いなくともよいという
理由のほかに、鋼材のように厚さによつて常温から４０
０℃〜５００℃あるいはそれ以上の高温になるものに使
用しても安定で適度の耐久性をもつた像（マーキングパ
ターン）が得られるという理由に基づく。これに対し、
はとんどの有機物質のものは上記のように部材が比較的
高温になる場合には耐えることができない。一力、微粉
体状のマーキング材料は、開発の歴史が浅く、粉体であ
るという付加的条件もあるため、いまだに液状のマーキ
ング材料に匹敵するものが開発されていない。したがつ
てこれまでは、温度範囲が限られた低温の製造ラインに
しか用いられていない本出願人は、微粉体のマーキング
材料を用いた遠隔転写式電子写真法により、部材にマー
キングする力法を既に提案した（特願昭５０−１４９２
４４号）。

この電子写真法によるマーキング坊法は、鋼板の厚みに
変動がある場合でもこれに影響されることなく任意の複
雑なパターンを自動的にマーキングすることができるこ
とを特徴とするものである。上記の力法に使用する微粉
体としては、現像特性が安定している有機材料を用いる
ことが望ましい。無機材料は吸湿性が高く、現像特性を
大きく変動させるため好ましくない。上記のように電子
写真法に用いるマーキング材料は、有機材料として微粉
体状の有機樹脂力Ｓ用いられ、これに耐熱顔料を加えて
作られる。この有機樹脂は、広い温度範囲に亘つて流動
性を与え、部材に耐熱顔料を結合させる作用がある。し
かし、有機樹脂を用いた場合は、前記したように比較的
高温度における安定性すなわち熱変色、熱分解が問題と
なり、また、この微粉体には、電気絶縁特性、および摩
擦帯電特性といつた条件も要求される。

さらに、鋼板のように、表面力Ｓ暗色な部材にマーキン
グを施すには、有機樹脂に白色ないし淡色の不透明顔料
を加えたマーキング材料が用いられる。しかし３５０℃
を越える高温の鋼板においては、有機樹脂が変色、熱分
解するため、マーキングコントラストが低下し、パター
ンを判別することが困難になるという問題がある。本発
明は上記事情に鑑み、有機材料を含む微粉体状のマーキ
ング材料を使用して、高温領域においても、マーキング
コントラストが低下しないようにして、鮮明な像を得る
ことができるようにしたマーキングカ法を提供すること
を目的とするものである。また本発明の別の目的は、と
くに電子写真法によるマーキングに適したマーキング方
法を提供す］ることにある。

本発明は暗色の表面を有する部材例えば鋼板に白色ない
し淡色の耐熱塗装（熱によつて変色しないもの）を一様
に施し、しかる後この耐熱塗装上に暗色の耐熱性顔料と
暗色の有機樹脂とからなる微粉体状のマーキング材料を
パターン状に施したことを特徴とするものである。

このように白色ないし淡色の背景の上に、暗色のマーキ
ング材料を施すから、高温領域においてマーキング材料
の有機樹脂が濃く熱変色しても、マーキングコントラス
トが低下しないためパターンを明瞭に判続することが可
能となる。すなわち、有機樹脂は熱変色しても、顔料を
強く部材に結合すること力Ｓできる温度領域を有するた
め、マーキングコントラストを良好に保つたまま、従来
の有機樹脂をベースとしたマーキング材料の利用できる
温度上限を約２０〜５０℃ほど高めることができる。こ
のように、暗色のマーキング材料を用いれば第一に白色
ないし淡色のマーキング材料を用いたときに支障となつ
た有機樹脂の熱変色は何ら問題とならなくなる。

この利点は換言すると、熱変色力Ｓ支障となつて従来利
用することが不可能とされてきた。いくつかの有機樹脂
も積極的に利用することができるということであり、ま
た前記したように使用温度の上限を高めること力３でき
るということである。また、本発明の力法を利用すると
、静電潜像現像特性のとくに優れたマーキング材料を得
ることができる。

さらに、本発明の力法は耐熱性の高い新しい有機樹脂類
をもマーキングの目的に利用する道を開くものであり、
有機樹脂の構造を適切に選択することによつて、約５０
０℃の高温゛まで有機樹脂ベースのマーキング材料でカ
バーできる可能性を与えるものである。

以下、本発明の力法を詳細に説明する。

本発明の力法が利用できる部材としては、暗色の表面を
もつた鋼板力Ｓ挙げられる。

まず、この暗色の表面に耐熱性の白色ないし淡色の塗装
を施す。この塗装の範囲は最終的にマーキングパターン
カＳ施される部分である。この塗料としては、従来から
広く用いられている水ガラス、エチルシリケートをベー
スとし、これに耐熱性の白色顔料等を配合した液状のマ
ーキングインクが使用される。これらのマーキングイン
クは、黒皮の構造に浸透して部材の表面に強く接着する
。平滑な部材の場合には、これが充分に表面に密着する
ように配慮する必要がある。これらのマーキングインク
の組成については、例えば特公昭４７−４３２０１号、
特公昭４７−１４２８５号、特公昭４７−１４２８６号
、特開昭５０−５９１０９号に記載がある。

上記のマーキングインクは、分散媒である水を主体とす
る溶媒の揮発で固着するが、これは必ず １しもマーキ
ングの行なわれる時までに乾燥していなくともよい。

とくに特願昭５０−１４９２４４号に記載されている遠
隔転写を含む電子写真法によつてマーキング材料をパタ
ーン状に施す場合には、マーキングインクが乾燥してい
る必要がない。・マーキングは、有機樹脂をベースとし
た暗色の微粉体状のマーキング材料を、前記白色ないし
淡色の塗装上に施して行なう。これには、代表例として
遠隔転写による電子写真法が挙げられる。これは記録ド
ラムの潜像をマーキング材料で現像し、トこの粉体像を
担持した記録ドラムに導電体のエンドレスベルトを密着
させてこのエンドレスに粉体像を転写するものである。
このエンドレスベルトは耐熱性を有しており、転写され
た粉体像をマーキング部材に密着させて転写する。この
エンドレスベルトによつてマーキング部材に寸法、メー
カー名、出庫先等の記録情報がマーキングされる。つぎ
に部材の温度に応じてマーキング材料が定着する機構に
ついて説明する。（１）部材の温度が１００℃以下の場
合マーキング材料は溶剤可溶の状態の有機樹脂と耐熱性
顔料を含むから、溶剤または可塑剤を含む定着剤を噴露
することで、有機樹脂が溶けて部材上へ定着される。

なお有機樹脂は溶剤可溶なものでなく、熱に溶けるもの
であつてもよい。このような有機樹脂を用いる場合は、
定着剤の代わりに熱を加えればよい。耐熱性顔料はカー
ボンブラツクを代表とする暗色のものが用いられ、明る
い背景に暗いパターンとしてマーキングパターンが形成
される。溶剤は樹脂の組成に依存して選択されるが、作
業上の便宜から不燃性のものが望ましく、これには塩素
化炭化水素溶剤がある。（）部材の温度が１００℃以上
の場合、この場合つは有機樹脂が熱流動し得る範囲であ
るから、部材のもつ熱手ネルキ一を利用して最も簡単に
定着することができる。

有機樹脂は微粉体の状態では非硬化状態であるが、配合
された硬化剤によつて硬化しても構わない。有機樹脂が
安定して定着するに望ましい上限の温度は３００〜３５
０℃である。

このあたりから有機樹脂は熱分解して着色が始まる。な
お化合物によつてはもつと低い温度で熱分着、着色が始
まる。エポキシ樹脂、ナイロン樹脂は３００℃を越える
と、急激に着色しはじめるので、淡色の顔料と組合せた
場合には、マーキンギコントラストが低下するが、本発
明のように暗色の顔料と組合せたときには、より高温度
（約２『Ｃ）まで利用することができる。

線状ポリエステルのある種のものは、３５『Ｃを越える
と、ゆつくり着色しはじめるが、４００℃付近まで顔料
を結合させる機能を失わない。

したがつて４００℃までの範囲までマーキングコントラ
ストを低下させることなく使用することができない。上
記の説明における部材の温度は、部材がマーキング位置
に達し、マーキングが行なわれる時の部材の温度であつ
て、後の実施例において［マーキング温１と称するもの
である。

したがつてこの温度は鋼板が薄い場合には急速に低下す
るが、厚いものではなかなか低下しない。実際には、厚
み５〜１０Ｖ１程度の鋼板の場合、この温度は１０〜３
０℃の雰囲気中において、かなり速く低下するＯシリコ
ーン変性のエポキシ樹脂、アルキド樹脂等のようにより
高温に耐える成分を含む有機樹脂を常温で微粉体にした
ときに、プロツキングを起さないような配合を行なうと
、マーキング材料は一層高温域へ拡張される。

このような有機棚冒ま途中でかなり着色する領域をもつ
が、耐熱性の高いシリコーン成分の作用で顔料を部材に
結合させることができる。したがつて本発明のように背
景を白くしておけば、着色性によつてマーキング・コン
トラストが低下しないのでこのシリコーン成分の耐熱性
を完全に利用することができる。なお、さらに耐熱性の
高い有機樹脂も知られているが、それらの多くは共軛二
重結合をもつので、それ自身比較的濃く着色している。
したがつてこれらは前駆体の型で粉体として本発明にそ
のまま利用することができ、便利である。以下本発明の
マーキング材料についてより詳細に説明する。

耐熱性顔料としては、酸化鉄、四三酸化鉄、黒鉛、カー
ボンブラツク、酸化鉛、クロム黒、クロム銅、アッパー
、酸化コバルト等の暗色のもの力３ある。プロツキング
防止、比重の過度の増加防止のため、体質顔料（Ａｌ２
Ｏ３，ＭｇＯ，滑石、ＳｉＯ２・，ＣａＳｉＯ３、クレ
ー等）を併用してもよい。また難燃性を増大するため、
Ｓｂ２Ｏ３等る配合してもよい。有機樹脂は、極端に軟
化点のひくいものは、粉体にしたときプロツキンギしや
すいので用いることが困難である。

Ｔ９〉５０℃のもので、多少結晶性のものがよい。これ
にはポリ塩化ビニル、セルロース、アセテート・ブチレ
ート、アクリル酸エステルを主体とする共重合体、スチ
レンを主体とする共重合体、線状ポリエステル樹脂、熱
硬化性ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリシロキサ
ン樹脂、フエノール樹脂、ロジンとその誘導体、ポリア
ミド樹脂等がある。これらには流れ調節剤可塑剤、顔料
分散剤が適宜添加される。本発明では、有機樹脂の軟化
へ以下の領域では溶剤の作用でマーキング材料が部材へ
固着し、定着することが多いため、これらの樹脂の中で
常温で溶剤に可溶なものが用いられる。

有機樹脂は微粉体化しやすく、適当な温度範囲で溶融し
て部材上になじんでから硬化するものが望ましい。硬化
速度は温度に依存するが、部材の温度は常温から約４０
０℃に亘る広い温度範囲に分布するので、全ての温度領
域で硬化に先だつて充分な流動が起るように、熱硬化性
組成を設定することは困難である。実際には対象とする
製造ラインにおける部材の頻度の高い温度域に合わせて
組成の成分を設定して、最も効果的に流動と硬化を起す
ようにする。より高い温度領域では適当な補助手段を用
いて部材とのなじみを保証するのがよい。以上の説明か
ら本発明の力法に適した有機樹脂としては一般に熱可塑
性樹脂組成あるいは使用温度範囲の上限でやつと硬化す
るといつた組成のものがよい。

これには、線状熱可塑性ポリエステルがある。この線状
ポリエステルは、３００℃を越えると徐々に熱硬化反応
を起すことが確認された。これは分子鎖末端の０Ｈ基は
ＣＯＯＨが相互に脱水するか、開裂したエステル結合が
末端基と結合したことによるものと考えられる。一般的
にいえば、いわゆる微粉体塗料の技術は本発明のマーキ
ング材料の製造に有効に転用できるが、しかし、塗料の
場合とことなり、パターンは必ずしも光沢をもつ必要が
なく、またある場合には比重の高いことが望またるので
、顔料の含有率が高くともよいことがある。

以下、本発明を実施例を挙げて説明する。

実施例 １ 圧延工程後の黒皮を有する鋼板のマーキングを施すべき
領域に下記成分の白色塗料をスプレイガンで一様に散布
した。

塗装時の鋼板の温度は常温から４００℃までの範囲で、
鋼板の厚みは１０？であつた。

一力、アルミ蒸着したＰＥＴフイルムに負極性の静電潜
像を形成し、つぎの組成の暗色の微粉体状のマーキンギ
材料（粒径約２０μ）で現像した。現像した粉体像を塗
装面に５？の間隙をあけて平行に対面させ、ＰＥＴ背面
の電極ど鋼板との間に９００の電位を印加して（鋼板が
負極性）、ＰＥＴに超音波振動を与えたところ、微粉体
状のマーキング材料のほぼ全量が鋼板上へ転写された。

マーキング温度が３７０℃以下では、鮮明なパターンが
冷却後の鋼板に残つた。３８０℃以上の鋼板にマーキン
グしたときには、有機樹脂がボロボロになり、パターン
がすぐに剥離した。

なおマーキング温度が１２５℃以下では、トリクロロエ
チレンを溶剤として用いて定着することができた。実施
例１ υの組成を混練粉砕して平均粒径３０μの黒色微
粉体のマーキング材料を得た。

このマーキング材料を用いて実施例１と同様な力法でＰ
ＥＴ上に静電潜像を現像した。一力、厚み５０？の鋼板
上に実施例１と同じ液状の白色塗料を一様に塗布した。

鋼板温度を２００℃〜３６０℃まで変えてその上へ実施
例１と同じマーキングパターンを間隙転写した。鋼板温
度が３４『Ｃまでは強固な像が残つたが、３５０℃以上
では炭化して機械的にすぐ崩壊剥離した。実施例次の成
分からなる白色塗料を鋼板上へ塗装した。

これにブチルアタリレート／メチルメタタリレート共重
合体（重量比６０：４０）の濃度４０％の水エマルジヨ
ン８０部を加えて作つた。

マーキング材料はつぎの成分からなり、乾式の混練・粉
砕によつて作つた。

ポリエステル樹脂 ８０重量部 （テレフタル酸５０ｍ０１％、イソフタル酸５０ｍ０１
係と、ネオペンチルグリコール６０！ＮＯｌｆ）、エチ
レングリコール４０ｍ０１％よりなるコポリエステル、
分子量約２万）平均粒径は約４０μであつた。

このマーキング材料を用いて白色塗料の上に、実施例と
同一の力法でマーキング・パターンを転写した。鋼板の
厚みは５０１Ｉ１１１で、２００〜４２０℃まで温度を
変え↓たところ、４００℃までは強固な暗緑色の像が得
られ、鋼板の自然冷却後も剥離しなかつた。

比較例 １黒皮のある厚さ１０７７Ｉ１１ｔの鋼板に、
つぎの成分からなる白色粉体のマーキング材料を実施例
１と同様に直接に転写した。

この像は３００℃以下の鋼板では高コントラストを保つ
たが、鋼板温度がそれ以上になると着色がはじまり、マ
ーキング温度３４０℃以上ではコントラストが低下して
判続が困難となつた。

３７０℃ではコントラストがほとんどなくなつた。

すなわち、実施例１と比較した場合に、実施例Ｉでは使
用可能な上限の温度が約４０℃だけ拡張されていること
が確認された。比較例 ］ を混練粉砕して白色の微粉体状のマーキンギ材料を得て
、これを実施例と同じ力法で直接黒皮鋼板上に転写した
。

３００℃から着色がはじまり、３４０℃ではほとんどコ
ントラストがなくなり、３５０℃で黒く炭化した。

マーキングに使用される上限の温度は３２『Ｃまでであ
つた。本発明の実施例と比較した場合に、実施例は約３
４０℃まで使用可能であるから、実施例の力が上限温度
が約２０℃だけ拡張された。

比較例実施例の二酸化クロムとカーボンの代わりに酸化
チタン２５重量部を用いて黒皮の鋼板に直接転写した。

３００℃以上でゆつくりと変色がはじまり、３８０℃で
は変色がひどくなり、コントラストが大幅に低下した。

４００℃では黒皮の反射濃度１．６に対し、画像部は１
．１５と高く、コントラス卜は約０．４５となり、実際
に使用しえる上限温度は約３７００Ｃであつた。

これに対して実施例は約４００℃まで使用可能であるか
ら、上限温度が約３０゜Ｃだけ拡張されている。

上記したように本発明の力法は白色ないし淡色の塗料を
部材上に塗布し、この明るい背景の上に暗色のマーキン
グ材料を施すものであるから、結合剤としての有機材料
のもつ熱変化熱分解の影響を解消することができ、それ
によつて使用可能な上限温度を拡張することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 暗色の表面を有する高温の鉄板にマーキングを施す
   方法において、前記鉄板の少なくともマーキングパター
   ンを施す領域に白色ないし淡色の耐熱性塗装を施し、さ
   らにこの上に耐熱性顔料と有機樹脂とからなる暗色の微
   粉体状のマーキング材料を電子写真法による転写によつ
   てパターン状に施すことを特徴とするマーキング方法。