(57)【要約】      （修正有）【課題】液状の熱硬化性塗料製の塗膜表面に、密着性が高く、耐久性の高い印字マークを印刷する印刷方法を提供する。【解決手段】被塗装物の表面に液状の熱硬化性塗料を塗布し、熱硬化性塗料が硬化しない温度で加熱して熱硬化性塗料中の溶剤を揮発させた後に、インクの一部が塗料に浸透するように、熱硬化性塗料の硬化が開始していない状態の塗膜の表面に、インクジェット式の印刷装置を使用して印字マークを印刷し、その後、熱硬化性塗料が硬化する温度で塗装を焼き付ける。【選択図】図１
2019089069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクブレーキパッドの表面に液状の熱硬化性塗料を塗装して表面に塗膜を形成する塗装工程、
塗膜表面を加熱して熱硬化性塗料中の溶剤を揮発させる加熱処理工程、
熱硬化性塗料の硬化が開始されていない塗膜表面に、印字マークを、インクジェット式の印刷装置を用いてインクの一部が塗膜組織に浸透するように印刷する印刷工程、
熱硬化性の塗料が硬化する温度で塗膜表面を加熱して塗装を焼き付ける焼付工程
から成る塗膜表面への印刷方法であって、
前記印刷工程における塗膜表面の温度が１０℃〜１００℃であることを特徴とする、
塗膜表面への印刷方法。
【請求項２】
前記印刷工程における塗膜表面の温度が２０℃〜８０℃であることを特徴とする、請求項１に記載の塗膜表面への印刷方法。
【請求項３】
前記加熱処理工程において、塗膜表面を５０℃〜１４０℃で５分〜６０分加熱することを特徴とする、請求項１に記載の塗膜表面への印刷方法。
【請求項４】
前記焼付工程を１８０℃〜２５０℃で４分〜３０分の範囲で行うことを特徴とする、請求項１に記載の塗膜表面への印刷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液状の熱硬化性塗料からなる塗膜表面へインクジェット式の印刷装置を用いて印刷する印刷方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のディスクブレーキに使用されるディスクブレーキパッドは、金属製のバックプレートと呼ばれるベース部材の片面に摩擦材を貼り合せた工業製品であり、摩擦材の摩擦面を除く表面全体に液状の熱硬化性塗料からなる保護用の塗膜を塗布し、その塗膜表面にインクジェット式の印刷装置を用いて各種文字や数字等を印刷している。
図２を参照しながら以下にディスクブレーキパッドの製造から印刷までの工程の一例について説明する。
【０００３】
＜１＞混合工程
繊維基材、熱硬化性樹脂等の結合材、潤滑材、研削材等の無機摩擦調整材、有機摩擦調整材等の摩擦材原料を所定量配合した摩擦材原料配合物を混合機に投入して均一に分散するまで撹拌混合し、摩擦材原料混合物を得る。
【０００４】
＜２＞予備成型工程
計量した摩擦材原料混合物を予備成型用型に投入し、プレス装置を用いて加圧して摩擦材予備成型品を得る。
【０００５】
＜３＞バックプレート洗浄・表面処理・接着剤塗布工程
金属製のバックプレートを洗浄し、防錆処理等の表面処理を行い、摩擦材の貼着予定面に接着剤を塗布する。
【０００６】
＜４＞加熱加圧成型工程
予備成型工程で得られた摩擦材予備成型品と、接着剤を塗布したバックプレートとを重ねて熱成型用型に投入し、プレス装置を用いて加熱加圧して摩擦材を成型すると同時に、バックプレートに摩擦材を貼り付ける。
【０００７】
＜５＞熱処理工程
摩擦材の成型品を炉の中で加熱して、摩擦材に結合材として含まれる熱硬化性樹脂の硬化反応を完了させる。
【０００８】
＜６＞研磨工程
砥石を具備する研磨装置で摩擦材の表面を研磨して摩擦面を仕上げる。
【０００９】
＜７＞塗装工程
防錆や商品価値の向上を目的とし、摩擦材の摩擦面を除く表面全体に液状の熱硬化性の塗料をスプレー塗装し、加熱して塗装を焼き付ける。
【００１０】
＜８＞印刷工程
塗膜の表面に、製造業者の商標、品番、材質名、ロット番号、バーコード等の複数の印字マークを、インクジェット式の印刷装置を用いて印刷する。
【００１１】
＜９＞選択工程
必要に応じて、チャンファーと呼ばれる面取り部を形成するチャンファー加工工程や、スリットを加工するスリット加工工程、バーナーや熱板により摩擦面を焼くスコーチ工程等を適宜実施する。
【００１２】
このようにして製造したディスクブレーキパッドは、梱包作業性の要請から、各ディスクブレーキパッドのバックプレートの表面に他の摩擦材の摩擦面を接面させて積み重ねた状態で出荷している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平１１−１２３５７１号公報
【特許文献２】特開平０３−２２２７４９号公報
【特許文献３】特開平０７−１０１１３９号公報
【特許文献４】特開２００７−２９６７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従来の塗膜表面への印刷技術にはつぎのような問題点を有する。
＜１＞複数のディスクブレーキパッドを重ねた状態で運搬すると、振動によって、バックプレートの表面に印刷した印字マークが摩擦材の摩擦面に存在する研削材等の硬質原料に削り取られて識別できなくなるという問題が生じる。
＜２＞印字マークの摩滅防止を目的として、摩擦材の摩擦面同士を向い合せて梱包すると、梱包作業の効率が極端に低下するといった問題がある。
＜３＞印字マークの剥落は運搬中に限らず、ブレーキ装置に組み込んで使用する際にも、キャリパやピストン等の周辺部品との摩擦により印字マークが剥落する。さらにブレーキフルードやブレーキ鳴き止め用のグリス等の油脂にインクが侵されることにより印字マークが消滅して識別できなくなるという問題が生じる。
＜４＞一方で、塗装工程でディスクブレーキパッドに形成される塗膜自体にも、ブレーキフルードやブレーキ鳴き止め用のグリス等の油脂に侵されないように高い耐油性が要求されており、この要求を満たすために塗料として、エポキシ系塗料、アクリル系塗料、アルキド系塗料等の耐油性の高い熱硬化性塗料が使用されている。
しかし、このような耐油性の高い塗膜に対しては、印刷工程で用いられるインクの濡れ性が極めて悪く、塗膜とインクとの間に充分な密着性を得ることができず、印字マークの耐摩擦性と耐油性を低下させる要因となっている。
＜５＞塗膜表面へのインクの濡れ性を向上させる目的で、塗膜表面に、コロナ処理、プラズマ処理、又はフレーム処理等の前処理を施す方法も考えられるが、前処理装置が煩雑となり、処理工数や製造コストが増加するので好ましくない。
【００１５】
又、従来の一般的な印字手段をディスクブレーキパッド等の工業製品へ適用する場合にはつぎのような問題点を有する。
＜１＞特許文献１に開示されたレーザー光を照射して刻印する方法にあっては、塗装を除去して刻印するため、刻印した部位の塗膜が薄くなり、塗膜強度が低下しやすくなる。
＜２＞特許文献２には、素材に単層、又は複層の塗膜層を形成する工程、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印字マークを形成する工程、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を経て印字するインクジェット印字方法が開示されている。
特許文献３には、耐熱性基材表面に、耐熱性塗料を塗布し、未硬化着色塗膜を形成し、次いで該塗膜表面に、溶剤可溶性含金属染料及び溶剤可溶性の耐熱性結合剤を主成分とし、前記塗料より比重及び表面張力が小さく前記塗料とは異色のインクをインクジェット印刷法にて吐出し、マーキング膜を形成し、次いで得られたマーキング膜及び前記塗膜を同時に硬化せしめることを特徴とするマーキング方法が開示されている。
特許文献４には、素材の表面に塗料、又はインクにより下地層を形成する下地層形成処理工程と、下地層形成工程で形成された下地層が生乾き状態の時に、その下地層の表面に、インクジェットプリンタにより所定の画像を油性インクによりプリントするプリント処理工程とからなることを特徴とするインクジェット式プリンタによる画像プリント方法が記載されている。
これらの特許文献２〜４に開示された従来の印刷技術は過酷な環境での使用を前提としていないために、ディスクブレーキパッドのように過酷な環境で使用されることが多い工業製品に適用した場合には、印字マークの剥落を防止できるだけの耐久性が得られない。
【００１６】
本発明は以上の点に鑑みて成されたもので、その目的とするところは、液状の熱硬化性塗料からなる塗膜表面に、インクジェット式の印刷装置を用いてインクを印刷する印刷方法において、塗膜表面とインクとの密着性を向上させつ、耐久性の高い印字マークを得ることができる、塗膜表面への印刷方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、ディスクブレーキパッドに液状の熱硬化性塗料を塗装し、熱硬化性塗料が硬化しない温度で加熱することにより溶剤を揮発させた後、塗膜表面にインクジェットプリンタを用いて印刷し、その後、熱硬化性塗料が硬化する温度で加熱して塗装を焼き付けることにより耐久性の高い印刷物を得られることを知見した。
【００１８】
又、この印刷方法は、ディスクブレーキパッド以外の、液状の熱硬化性塗料からなる塗膜が形成される工業製品においても好適である。
【００１９】
本発明は、液状の熱硬化性塗料からなる塗膜表面に、インクジェット式の印刷装置を用いてインクを印刷する印刷方法に関し、以下の技術を基礎とするものである。
【００２０】
（１）ディスクブレーキパッドの表面に液状の熱硬化性塗料を塗装して表面に塗膜を形成する塗装工程、塗膜表面を加熱して熱硬化性塗料中の溶剤を揮発させる加熱処理工程、熱硬化性塗料の硬化が開始されていない塗膜表面に、印字マークを、インクジェット式の印刷装置を用いてインクの一部が塗膜組織に浸透するように印刷する印刷工程、熱硬化性の塗料が硬化する温度で塗膜表面を加熱して塗装を焼き付ける焼付工程から成る塗膜表面への印刷方法であって、前記印刷工程における塗膜表面の温度が１０℃〜１００℃であることを特徴とする、塗膜表面への印刷方法。
（２）前記印刷工程における塗膜表面の温度が２０℃〜８０℃であることを特徴とする、（１）の印刷方法。
（３）前記加熱処理工程において、塗膜表面を５０℃〜１４０℃で５分〜６０分加熱することを特徴とする（１）の印刷方法。
（４）記焼付工程を１８０℃〜２５０℃で４分〜３０分の範囲で行うことを特徴とする（１）の印刷方法。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、液状の熱硬化性塗料からなる塗膜表面に、インクジェット式の印刷装置を用いてインクを印刷する印刷方法において、塗膜表面とインクとの密着性を向上させて、耐久性の高い印字マークを印刷することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係るディスクブレーキパッドの製造から印刷までの作業工程のフロー図
【図２】従来のディスクブレーキパッドの製造から印刷までの作業工程のフロー図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に図１を参照しながら、本発明を実施するための形態について説明する。
【００２４】
＜１＞塗膜表面への印刷方法の概要
本発明は液状の熱硬化性塗料からなる塗膜表面へ向けて、インクジェット式の印刷装置を用いて各種の印字マークを印刷する印刷方法であり、液状の熱硬化性塗料を塗装し、熱硬化性塗料が硬化しない温度で加熱して溶剤を揮発させた後、塗膜表面にインクジェットプリンタを用いて印刷し、その後、熱硬化性塗料が硬化する温度で加熱して塗装を焼き付ける印刷方法である。
【００２５】
＜２＞印刷対象（被塗装物）
本例ではディスクブレーキパッドを対象に説明するが、印刷対象は液状の熱硬化性塗料を塗装する製品であればディスクブレーキパッドに限定されず、過酷な環境で使用される各種の工業製品に適用可能である。
【００２６】
＜３＞ディスクブレーキパッドの製造から印刷までの工程
以下にディスクブレーキパッドの製造から印刷までの作業工程の一例について説明する。
【００２７】
＜３．１＞混合工程
繊維基材、熱硬化性樹脂等の結合材、潤滑材、研削材等の無機摩擦調整材、有機摩擦調整材等の摩擦材原料を所定量配合した摩擦材原料配合物を混合機に投入して均一に分散するまで撹拌混合し、摩擦材原料混合物を得る。
【００２８】
＜３．２＞予備成型工程
計量した摩擦材原料混合物を予備成型用型に投入し、プレス装置を用いて加圧して摩擦材予備成型品を得る。
【００２９】
＜３．３＞バックプレート洗浄・表面処理・接着剤塗布工程
金属製のバックプレートを洗浄し、防錆処理等の表面処理を行い、摩擦材の貼着予定面に接着剤を塗布する。
【００３０】
＜３．４＞加熱加圧成型工程
予備成型工程で得られた摩擦材予備成型品と、接着剤を塗布したバックプレートとを重ねて熱成型用型に投入し、プレス装置を用いて加熱加圧して摩擦材を成型すると同時に、バックプレートに摩擦材を貼り付ける。
【００３１】
＜３．５＞熱処理工程
摩擦材の成型品を炉の中で加熱して、摩擦材に結合材として含まれる熱硬化性樹脂の硬化反応を完了させる。
【００３２】
＜３．６＞研磨工程
砥石を具備する研磨装置で摩擦材の表面を研磨し、摩擦面を仕上げる。
【００３３】
＜３．７＞塗装工程
防錆や商品価値の向上を目的とし、摩擦材の摩擦面を除く表面全体に液状の熱硬化性塗料を塗装して表面に塗膜を形成する。
【００３４】
＜３．７．１＞塗装方法
液状の熱硬化性塗料を塗装方法としては、例えばスプレー塗装方式、ローラ塗装方式、刷毛塗塗装方式等を適宜選択して塗装する。
【００３５】
＜３．７．２＞液状の熱硬化性塗料
塗膜に用いる液状の熱硬化性塗料は加熱することで溶剤が揮発すると共に、塗装中の樹脂が反応して重合を伴って硬化する塗料であり、例えばエポキシ系塗料、アクリル系塗料、アルキド系塗料から選択される塗料を使用することができる。
溶剤としては、例えばアルコール系溶剤、炭化水素系溶剤、エーテル系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、芳香族系溶剤、水等を使用できる。
【００３６】
＜３．８＞加熱処理工程
塗膜を形成したディスクブレーキパッドを熱硬化性塗料の硬化が開始しない温度で加熱して塗料中の溶剤を揮発させる。
塗料中の溶剤を揮発させるための加熱は、熱風対流式、赤外線による輻射式加熱を使用することができ、加熱条件は、塗料に含まれる溶剤の種類や塗料の種類にもよるが、通常は５０℃〜１４０℃、５分〜６０分の範囲で行う。
【００３７】
＜３．９＞印刷工程
塗膜の表面に、製造業者の商標、品番、材質名、ロット番号、バーコード等の複数の印字マークを、インクジェット式の印刷装置を用いて印刷する。
本発明では、以下に説明するように液体の熱硬化性塗料中の溶剤が揮発し、且つ、熱硬化性塗料の硬化が開始されていない状態で印刷を行うことが肝要である。
【００３８】
＜３．９．１＞インク
印刷に用いるインクは、顔料系、染料系どちらでもよく、メチルエチルケトン、メタノール、アセトン等の有機溶剤を使用した速乾性のインクを使用するのが好ましい。
【００３９】
＜３．９．２＞印刷時における塗膜の表面温度
インクを塗膜に強固に定着させるには、印刷時における塗膜の表面温度も重要である。
印刷時における塗膜の表面温度は工業製品の種別と、塗膜とインクの物性等を考慮して適宜選択する。
すなわち、ディスクブレーキパッドの塗膜表面に印刷する場合は、塗料中の溶剤を揮発させるための加熱処理工程の後に、塗膜表面にインクジェット式の印刷装置を用いて印刷を行う。
塗膜の表面温度は１０℃〜１００℃の範囲であり、実用上は２０℃〜８０℃の範囲であり、２５℃〜６０℃が最適な温度である。
【００４０】
液体の熱硬化性塗料中の溶剤が揮発し、且つ、熱硬化性塗料の硬化が開始されていない状態（熱による架橋反応の開始前）の下でインクジェット式の印刷装置を用いて印刷すると、インクが未硬化状態の塗膜組織に浸透してインクの定着性(付着性)が格段に高くなる。また、溶剤が揮発しているのでインクの滲みが発生することがない。
これにより、塗膜の焼き付け後における塗膜とインク間の機械的強度が増強されて、耐久性の高い印字マークを得ることができる。
【００４１】
＜３．１０＞塗装の焼き付け
印字マークの印刷を行った後、熱硬化性の塗料が硬化する温度（熱による架橋反応を生じる温度）で加熱して塗装を焼き付ける。
塗装の焼き付けは、熱風対流式、赤外線による輻射式加熱を使用することができ、塗装の焼き付け条件は、塗料の種類にもよるが、通常は１８０℃〜２５０℃、４分〜３０分の範囲で行う。
【００４２】
＜３．１１＞塗膜の冷却
塗膜表面の冷却方法としては、例えば強制冷却、室温での常温冷却等を適用することができる。
【実施例】
【００４３】
＜実施例１〜４＞
被塗装物として自動車用ディスクブレーキパッドのバックプレートに使用される自動車構造用熱間圧延鋼板ＳＡＰＨ４４０（厚さ６．０ｍｍ）を用い、表１の条件にて塗装し、溶剤を揮発させるための加熱を行った後、インクジェットプリンタにて「１２３４５６」の印字マークの印刷を行い、その後、塗装の焼き付けを行った。
【００４４】
＜比較例１＞
被塗装物として自動車用ディスクブレーキパッドのバックプレートに使用される自動車構造用熱間圧延鋼板ＳＡＰＨ４４０（厚さ６．０ｍｍ）を用い、表１の条件にて塗装し、塗装の焼き付けを行った後、塗膜の表面が２５℃の状態のときにインクジェットプリンタにて、「１２３４５６」の印字マークの印刷を行った。
【００４５】
【表１】
2019089069.tif 000003
【００４６】
印字マークの耐久性は耐摩耗性と耐油性を評価した。評価方法および評価基準を表２に示す。
【００４７】
【表２】
2019089069.tif 000004
【００４８】
実施例１〜４については、印字マークの耐摩耗性と耐油性に関し、実用条件に耐え得る評価が得られた。
これに対し、塗装の焼き付けを行った後に印字マークを印刷した比較例１では、印字マークの耐摩耗性及び耐油性において印字マークが剥落して判別不能であった。
【図１】
2019089069.tif 000005
【図２】
2019089069.tif 000006