(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
未焼成の釉薬に帯電防止剤を混和することにより電気的に中性化する工程と、
描画素材の表面に、上記電気的に中性化された未焼成の釉薬による釉薬層を形成する工程と、
金属イオン水溶液よりなる液体顔料を上記釉薬層上にインクジェットノズルにより噴射し、上記液体顔料を釉薬層に浸透させる工程と、
上記描画素材を上記液体顔料が発色し、かつ上記釉薬層が上記描画素材の表面に融着する温度で焼成し、焼成により上記帯電防止剤を消失させる工程と、を含むことを特徴とする描画焼成体の製造方法。
【請求項２】
描画素材の表面に未焼成の釉薬層を形成する工程と、
上記未焼成の釉薬層に帯電防止剤を塗布することにより釉薬層を電気的に中性化する工程と、
金属イオン水溶液よりなる液体顔料を上記釉薬層上にインクジェットノズルにより噴射し、上記液体顔料を釉薬層に浸透させる工程と、
上記描画素材を上記液体顔料が発色し、かつ上記釉薬層が上記描画素材の表面に融着する温度で焼成し、焼成により上記帯電防止剤を消失させる工程と、を含むことを特徴とする描画焼成体の製造方法。
【請求項３】
未焼成の釉薬に帯電防止剤を混和することにより電気的に中性化する工程と、
表面に焼成済の第１の釉面を形成した描画素材の上記第１の釉面上に、上記電気的に中性化された未焼成の釉薬による第２の釉薬層を形成する工程と、
金属イオン水溶液よりなる液体顔料を上記第２の釉薬層上にインクジェットノズルにより噴射し、上記液体顔料を第２の釉薬層に浸透させる工程と、
上記描画素材を上記液体顔料が発色しかつ第２の釉薬層が第１の釉面に融着する温度で焼成し、焼成により上記帯電防止剤を消失させる工程と、を含むことを特徴とする描画焼成体の製造方法。
【請求項４】
表面に焼成済の第１の釉面を形成した描画素材の上記第１の釉面上に、未焼成の第２の釉薬層を形成する工程と、
上記未焼成の第２の釉薬層に帯電防止剤を塗布することにより第２の釉薬層を電気的に中性化する工程と、
金属イオン水溶液よりなる液体顔料を上記第２の釉薬層上にインクジェットノズルにより噴射し、上記液体顔料を第２の釉薬層に浸透させる工程と、
上記描画素材を上記液体顔料が発色しかつ第２の釉薬層が第１の釉面に融着する温度で焼成し、焼成により上記帯電防止剤を消失させる工程と、を含むことを特徴とする描画焼成体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は陶磁器のような描画素材の表面に耐久性に優れた画像を描画できる描画焼成体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、陶磁器などのセラミックス表面に精密に彩色描画する方法が、特公平５−７７４７４号公報に開示されている。
この方法は、液体顔料としてキレート化合物を用い、この液体顔料をセラミックスの表面へインクジェットプリンターにより噴射することにより描画し、液体顔料を均一な濃度でセラミックス表面から所定深さまで浸透させる。その後、液体顔料が発色する温度で焼成し、さらにその後でセラミックスの表面を研磨して仕上げるものである。
インクジェットプリンターは液体顔料を独立した小滴としてセラミックスの表面に１個ずつ配列して付着させ、かつ小滴の大きさは均一化されるので、セラミックス表面に付着した液体顔料のバラツキが少なく、高精度の描画が可能になるとともに、キレート化合物は電気的に中性であるため、負に帯電しているセラミックスに浸透した際に顔料が広がらず、細密な画像を描くことができる利点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、キレート化合物の場合、単位体積中に含まれる金属顔料の絶対量が少ないため、インクジェットによる小滴の画像では濃度が薄くなるとともに、セラミックスに浸透したキレート化合物の発色も不十分であり、鮮明な画像が得られない欠点がある。
一方、キレート化合物に代えて可溶性金属塩の水溶液（以下、金属イオン水溶液と呼ぶ）を用いる場合、単位体積中に含まれる金属顔料の絶対量がキレート化合物に比べて多く、画像の濃度を濃くすることができる。しかしながら、溶解している金属塩が陽イオンであるため、負に帯電しているセラミックスに小滴として付着させると、セラミックス内部で拡散し、画像がぼやけるという欠点があった。
そこで、本発明の目的は、金属イオン水溶液よりなる液体顔料を用いて描画素材の表面に鮮明で精密な画像を形成できる描画焼成体の製造方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の製造方法は、請求項１のように、未焼成の釉薬に帯電防止剤を混和することにより電気的に中性化する工程と、描画素材の表面に、上記電気的に中性化された未焼成の釉薬による釉薬層を形成する工程と、金属イオン水溶液よりなる液体顔料を上記釉薬層上にインクジェットノズルにより噴射し、上記液体顔料を釉薬層に浸透させる工程と、上記描画素材を上記液体顔料が発色し、かつ上記釉薬層が上記描画素材の表面に融着する温度で焼成し、焼成により上記帯電防止剤を消失させる工程と、を含むものである。
第２の製造方法は、請求項２のように、描画素材の表面に未焼成の釉薬層を形成する工程と、上記未焼成の釉薬層に帯電防止剤を塗布することにより釉薬層を電気的に中性化する工程と、金属イオン水溶液よりなる液体顔料を上記釉薬層上にインクジェットノズルにより噴射し、上記液体顔料を釉薬層に浸透させる工程と、上記描画素材を上記液体顔料が発色し、かつ上記釉薬層が上記描画素材の表面に融着する温度で焼成し、焼成により上記帯電防止剤を消失させる工程と、を含むものである。
第３の製造方法は、請求項３のように、未焼成の釉薬に帯電防止剤を混和することにより電気的に中性化する工程と、表面に焼成済の第１の釉面を形成した描画素材の上記第１の釉面上に、上記電気的に中性化された未焼成の釉薬による第２の釉薬層を形成する工程と、金属イオン水溶液よりなる液体顔料を上記第２の釉薬層上にインクジェットノズルにより噴射し、上記液体顔料を第２の釉薬層に浸透させる工程と、上記描画素材を上記液体顔料が発色しかつ第２の釉薬層が第１の釉面に融着する温度で焼成し、焼成により上記帯電防止剤を消失させる工程と、を含むものである。
第４の製造方法は、請求項４のように、表面に焼成済の第１の釉面を形成した描画素材の上記第１の釉面上に、未焼成の第２の釉薬層を形成する工程と、上記未焼成の第２の釉薬層に帯電防止剤を塗布することにより第２の釉薬層を電気的に中性化する工程と、金属イオン水溶液よりなる液体顔料を上記第２の釉薬層上にインクジェットノズルにより噴射し、上記液体顔料を第２の釉薬層に浸透させる工程と、上記描画素材を上記液体顔料が発色しかつ第２の釉薬層が第１の釉面に融着する温度で焼成し、焼成により上記帯電防止剤を消失させる工程と、を含むものである。
【０００５】
第１の方法の場合、まず描画素材の表面に顔料の融着に適した釉薬層を形成し、その上にインクジェットノズルで液体顔料を噴射することにより、液体顔料を釉薬層に浸透させ、その後で釉薬層と顔料を同時に焼成する。未焼成の釉薬は負に帯電しているので、帯電防止剤（陽イオン界面活性剤）を混和することにより釉薬層を予め電気的に中性化しておく必要がある。釉薬層は電気的に中性化されているので、金属イオン水溶液は拡散することなく浸透する。金属顔料は釉薬と反応して発色するので、発色性および定着性が良い。また、釉薬が透明ユウに限らないので、下絵方式に比べて焼成温度を低くでき、多彩な色調の顔料を使用できる。この場合の描画素材としては、セラミックスに限らず、浸透性のない材料（鉄，ステンレス，ガラス等）を用いることが可能である。
【０００６】
インクジェットノズルは、毛細管現象等により吸い上げた液体顔料を電気振動等を利用して点滴状に噴射するものであり、ペイントジェットプリンタ（商品名，ヒューレットパッカード製）やバブルジェットプリンタ（商標名，キャノン製）などの公知のプリンタも含む。インクジェットノズルは描点の直径を例えば６０〜２４０ミクロン程度にできるので、他の方式のノズル（例えばエアースプレーノズル等）に比べて細密な画像を描くことができる。その反面、噴射圧力が小さいので、無機金属顔料のように顔料中に金属粒子が含まれていると、金属粒子が沈澱してノズルが目詰まりを起こしやすい。これに対し、金属イオン水溶液よりなる液体顔料の場合には、金属粒子が沈澱する恐れがないので、公知のインクジェットプリンタで容易に描画できる。また、インクジェットノズルの場合、噴射される点滴が小さいため、金属顔料の発色に適した濃度は少なくとも２モル／リットル程度必要であるが、金属イオン水溶液の場合、上記の濃度を容易に得ることができるため、鮮明な描画を描くことができる。
【０００７】
第２の方法では、第１の方法のように予め釉薬に帯電防止剤を混和するのではなく、描画素材の表面に未焼成の釉薬層を形成した後、未焼成の釉薬層に帯電防止剤を塗布することにより釉薬層を電気的に中性化している。中性化する方法としては、例えば帯電防止剤（陽イオン界面活性剤）を釉薬層の表面部にスプレー等で塗布し、所定深さまで浸透させる方法や、合成のり，アクリル系樹脂などを塗布する方法を用いればよい。これにより、負に帯電している釉薬層の表層部が電気的に中性化される。その後の工程は、第１の方法と同じである。
【０００８】
金属イオン水溶液よりなる液体顔料をセラミックスへ直接描画した場合、セラミックス自身に釉（ガラス）成分が少ないと、顔料の十分な定着性，発色性が得にくい場合がある。本発明では描画素材の表面に釉薬層が形成され、その釉薬層に液体顔料をインクジェットノズルで噴射した後、液体顔料と釉薬とを同時に焼成しているため、金属顔料が釉薬層と反応して発色性および定着性が良くなる。
なお、ここで帯電防止剤とは、上記のような陽イオン界面活性剤のほか、合成のり、アクリル樹脂などを含むものであり、負に帯電している材料を電気的に中性化させる機能を有するものを指す。
【０００９】
第３，第４の方法では、描画素材の表面に予め焼成済の第１の釉面（ガラス質層）を形成してある。そのため、第２の釉薬との融着性がよく、かつ焼成時に素材表面から気泡などが発生する恐れがなく、描画の鮮明度が増すという利点がある。この場合の描画素材としては、セラミックスの他、ガラスや金属材料（鉄，ステンレス等）を用いることが可能である。ガラスの場合、その表面が既に第１の釉面を構成しているので、第１の釉面を別途形成する必要はない。
【００１０】
描画素材の形状は、平板のほか、例えば単純曲面体（例えば円筒形壺，円筒形花瓶，コーヒーカップ等）であってもよい。
また、本発明において描画とは、模様や絵画に限らず、文字、図形などあらゆる画像を含むものである。
未焼成の釉薬層を形成する方法としては、例えば釉薬をスプレー等で吹きつけて塗布する方法や、謄紙と呼ばれる釉薬層が予め設けられたシートを描画素材上に貼り付ける方法を用いることができる。謄紙を用いると、描画素材上に一定厚みの釉薬層を形成できる利点がある。
【００１１】
インクジェットプリンタは、コンピュータ処理により自在な濃淡で多彩な描画を描くことが可能である。例えば、カラー原画像の拡大画像を描画する場合、予めカラー写真や絵画などの原画像をイメージスキャナで読み込み、コンピュータ処理によって原画像の各画素の位置と色とを記憶しておく。次に、夫々が異なる色を発色する液体顔料を噴射する複数本のノズルを備えたノズルヘッドを描画素材の作画面に対向して配置する。そして、コンピュータ制御によりノズルヘッドを一定ピッチずつ間欠移動させながら、これと同期して原画像の画素と対応する作画面の部位に、その画素の色に対応する色を発色する液体顔料を小滴状に噴射すれば、精密な拡大画像を簡単に描くことができる。なお、画素を細分化すれば、一層精密な描画像を描けることは言うまでもない。
【００１２】
図１は第１の参考例である描画焼成体の製造方法を示す。この例は下絵方式の例である。
（Ｉ）において、描画素材１は素焼きのセラミックス板よりなり、その表面に帯電防止剤２を塗布して一定深さ（例えば１〜２ｍｍ）まで浸透させた。なお、この参考例ではセラミックス板として市販の素焼きのセラミックス板（例えば柴田陶器製）を用いた。また、帯電防止剤２として、市販の陽イオン界面活性剤を用いた。
【００１３】
次に、（II) のように帯電防止剤２を浸透させたセラミックス板１の表面にインクジェットノズル３ａを有する公知のインクジェットプリンタ３を配置し、各ノズル３ａから金属イオン水溶液よりなる液体顔料４を点滴状に噴射し、描画した。なお、この参考例のインクジェットプリンタ３は紙面と垂直方向に複数個（例えば４個〜８個）のインクジェットノズル３ａを配列してあり、各ノズルが個別の色を噴射するようになっている。そして、インクジェットプリンタ３を矢印方向に一定ピッチずつ間欠移動させながら、停止の度に所望のノズル３ａから液体顔料４を噴射することにより描画している。セラミックス板１上での描点の直径は例えば約２４０μｍであった。なお、金属イオン水溶液としては、例えば塩化コバルトと塩化アルミニウムを１対１のモル比で混合したもの（青色）、塩化スズと塩化カルシウムと塩化クロムを１．２対１対０．１のモル比で混合したもの（赤紫色）、塩化亜鉛と塩化アルミニウムと塩化クロムを１対５対２のモル比で混合したもの（黄色）などを用い、これらを少なくとも２モル／リットルの濃度に調整した。
【００１４】
次に、(III) のように所定時間放置することにより、液体顔料４をセラミックス板１の表層部に浸透させた。この浸透深さは約１ｍｍ程度であり、帯電防止剤２の浸透深さと同等またはこれより浅い。帯電防止剤２によりセラミックス板１が電気的に中性化されているので、液体顔料４の小滴は拡散しない。
次に、（IV) のようにセラミックス板１を所定条件で一次焼成した。この焼成温度は、液体顔料４の発色と定着に適した温度であり、例えば８００℃程度とし、最高温度の保留時間を３０分〜１時間程度とした。一次焼成により、帯電防止剤２は蒸発して消失し、液体顔料４も酸化反応により発色し、鮮やかな描画が浮かび上がった。
【００１５】
その後、（Ｖ）のようにセラミックス１板１の表面に釉薬５をスプレーで塗布し、二次焼成した。この釉薬５はケイ砂１８％，ホウ砂２６％，ホタル石１０％，長石３８％，ソーダ灰５％，カリ硝石３％の微粉末を水と混合し、スプレーによる吹きつけに適した粘度に調整した透明ユウであり、帯電防止剤を含む必要はない。二次焼成は釉薬５の融着に適した温度であり、例えば９５０〜１１５０℃とした。二次焼成後のセラミックス板１は、描画の表面が釉５で覆われるので、艶出しおよび耐久性の点で優れた描画焼成体となった。
なお、上記の例では、一次焼成後のセラミックス板１の表面に釉薬５を塗布し、二次焼成したが、一次焼成後のセラミックス板１の表面を研磨することにより、釉薬５の塗布および二次焼成の工程を省略してもよい。研磨によってセラミックス板１の表面に残留した金属顔料が除去されるので、平滑で鮮明な描画焼成板を得ることができる。
【００１６】
図２は第２の参考例である描画焼成体の製造方法を示す。この例も下絵方式の例である。
まず、（Ｉ）のように素焼きのセラミックス板１の表面に帯電防止剤２を塗布して一定深さまで浸透させた。ここで使用したセラミックス板１および帯電防止剤２は図１と同様である。
次に、（II）のようにセラミックス板１の表面にインクジェットプリンタ３により金属イオン水溶液よりなる液体顔料４を点滴状に噴射し、描画した。インクジェットプリンタ３および液体顔料４も図１と同様である。
次に、(III) のように所定時間放置することにより、液体顔料４をセラミックス板１の表層部に浸透させた。この浸透深さは約１ｍｍ程度であり、帯電防止剤２の浸透深さと同等またはこれより浅い。帯電防止剤２によりセラミックス板１が電気的に中性化されているので、液体顔料４の小滴は拡散しない。
次に、（IV) のようにセラミックス板１の表面に釉薬６を塗布した。この釉薬６の成分は図１の釉薬５と同様であるが、帯電防止剤が混和されている点で相違する。そのため、セラミックス板１の表層部に残った液体顔料４が釉薬６中に拡散するのが防止される。
その後、（Ｖ）のようにセラミックス板１を所定温度で焼成することにより、描画焼成体を得た。焼成温度は、液体顔料４の発色と定着に適し、かつ釉薬６の融着に適した温度であり、図１と同様である。焼成により、セラミックス板１に浸透していた帯電防止剤２は蒸発するとともに、釉薬６は透明に変化し、液体顔料４も酸化反応により発色する。そのため、釉面の下に鮮やかな描画が浮かび上がる。
【００１７】
図３は本発明にかかる描画焼成体の製造方法の第１実施例を示す。この実施例は上絵方式の例である。
（Ｉ）のように描画素材である素焼きのセラミックス板１の表面全面に、帯電防止剤を混和した色素融着用の釉薬７を一定厚みに塗布し、釉薬７が流動しない程度まで乾燥させた。ここで用いられる釉薬７は、ケイ砂２１％，ホウ酸４３％，ソーダ灰１０％，炭酸カリ１２％，亜鉛華１４％を水と混合し、スプレーによる吹きつけに適した粘度に調整したものである。釉薬７の厚みは、後で液体顔料が浸透する深さと同等またはこれより厚目とした。なお、この実施例では描画素材としてセラミックス板１を用いたが、これに限らず、鉄やステンレス等の耐熱性を有する金属板やガラス板を用いてもよい。
次に、（II）のようにセラミックス板１の表面に塗布された釉薬７面にインクジェットプリンタ３により金属イオン水溶液の液体顔料４を点滴状に噴射し、描画した。インクジェットプリンタ３および液体顔料４は図１と同様である。
次に、(III) のように所定時間放置することにより、液体顔料４を釉薬７に浸透させた。帯電防止剤により釉薬７が電気的に中性化されているので、液体顔料４の小滴は釉薬７中で拡散しない。
その後、セラミックス板１を所定温度で焼成する。この焼成温度は、液体顔料４の発色と定着に適し、かつ釉薬７の融着に適した温度であり、例えば９００〜１１００℃が望ましい。焼成により、釉薬７に含まれている帯電防止剤は蒸発するとともに、釉薬７が溶融し、液体顔料４も酸化反応により発色する。そのため、鮮やかな描画が浮かび上がる。
【００１８】
図４は本発明にかかる描画焼成体の製造方法の第２実施例を示す。この実施例も上絵方式の例である。
（Ｉ）において、描画素材であるセラミックス板１の表層部には予め施釉焼成されたガラス質層（釉面）８が形成されている。このガラス質層８は、素焼きのセラミック板１の表面に釉薬を塗布し、この釉薬が溶融する温度で焼成したものである。ガラス質層８を持つセラミックス板１としては、例えば三井タイル製，柴田陶器製またはイナックス製の市販のタイルを用いることができる。
次に、（II）のようにガラス質層８の表面の描画予定箇所に、帯電防止剤を混和した色素融着用の釉薬９を一定厚みに塗布し、釉薬９が流動しない程度まで乾燥させた。この釉薬９には図３の実施例の釉薬７と同様の材料が用いられ、その溶融温度は上記ガラス質層８の溶融温度と同等またはこれより低い。
次に、（III)のようにインクジェットプリンタ３から金属イオン水溶液よりなる液体顔料４を点滴状に噴射し、描画した。インクジェットプリンタ３および液体顔料４は図１と同様である。
次に、（IV）のように所定時間放置することにより、液体顔料４を釉薬９に浸透させた。帯電防止剤により釉薬９が電気的に中性化されているので、液体顔料４の小滴は釉薬９中で拡散しない。
その後、（Ｖ）のようにセラミックス板１を釉薬９が溶融し（ガラス質層８が部分的に溶融）、かつ液体顔料４が発色するのに適した温度で焼成した。焼成温度は、８００℃程度が望ましい。焼成により、釉薬９が溶融して同質のガラス質層８と融着して一体化された。また、液体顔料４は酸化発色し、鮮やかな画像が浮かび上がった。なお、釉薬９中に含まれる帯電防止剤は焼成により蒸発した。また、セラミックス板１の表面が予めガラス質層８で覆われているので、焼成時にセラミック板１から気泡が発生せず、気泡が釉薬８中に混入して画像を劣化させることがなかった。
なお、描画素材としては、セラミックス板に代えて金属板やガラス板を用いることが可能である。
【００１９】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、電気的に中性化された未焼成の釉薬層に金属イオン水溶液よりなる液体顔料をインクジェットノズルにより噴射するようにしたので、釉薬層内で液体顔料が拡散せず、細密な描画を描くことができる。しかも、金属イオン水溶液はキレート化合物に比べて単位体積中に含まれる金属顔料の絶対量が多いので、画像の濃度を濃くすることができ、鮮明な画像を描くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の参考例である製造方法を示す工程図である。
【図２】第２の参考例である製造方法を示す工程図である。
【図３】本発明の第１実施例を示す工程図である。
【図４】本発明の第２実施例を示す工程図である。
【符号の説明】
１        セラミックス板
２        帯電防止剤
３        インクジェットプリンタ
３ａ      インクジェットノズル
４        液体顔料
５〜７，９    釉薬
８        ガラス質層（釉面）
【図１】
0003609852.tif 000002
【図２】
0003609852.tif 000003
【図３】
0003609852.tif 000004
【図４】
0003609852.tif 000005