(57)【要約】立体基材に設けられた塗膜の膜剥がれを防止できる塗布物を提供することを目的とし、本発明にかかる塗布物１は、傾斜面または曲面を有する立体基材２にインクジェットを用いて塗膜３が形成されたものであって、塗膜３表面が単一のインク滴で形成された凸形状を有していることを特徴とし、好ましくは、塗膜３表面にインク滴で形成された凸形状の直径Ｒに対するインク滴の直径の比が１．７０以下であることを特徴とし、さらに好ましくは、傾斜面または曲面に塗布された部分の高低差が２００μｍ以下であることを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
傾斜面または曲面を有する立体基材にインクジェットを用いて塗膜が形成されたものであって、塗膜表面が単一のインク滴で形成された凸形状を有している塗布物。
【請求項２】
塗膜表面にインク滴で形成された凸形状の直径Ｒに対するインク滴の直径の比が１．７０以下である請求項１に記載の塗布物。
【請求項３】
傾斜面または曲面に塗布された部分の高低差が２００μｍ以下である請求項１又は２に記載の塗布物。
【請求項４】
インクジェット走査時のピクセル間隔よりも直径Ｒが小さい請求項１〜３の何れか１項に記載の塗布物。
【請求項５】
立体基材に接する層よりも表面エネルギーが高い少なくとも１層以上の層を積層することにより塗膜が形成されている請求項１〜４の何れか１項に記載の塗布物。
【請求項６】
表面張力が３０ｍＮ／ｍ以下のインクを用い、複数回走査する方法で塗膜を形成する請求項１〜４の何れか１項に記載の塗布物。
【請求項７】
活性エネルギー線硬化型インクを用いる請求項１〜６の何れか１項に記載の塗布物。
【請求項８】
活性エネルギー線硬化型インクを用い、インクの着弾から活性エネルギー線照射までの時間を調整することにより、インク滴で形成されるドット形状の直径Ｒを制御する請求項７に記載の塗布物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗布物に関し、より詳しくは、立体基材に設けられた塗膜の膜剥がれを防止できる塗布物に関する。
【背景技術】
【０００２】
微小な凹凸を有する媒体へ機能材料を塗布する方法としてインクジェットを利用する試みがなされている。【０００３】
特許文献１は、実装基板などの段差部に配線パターンをインクジェットで形成する際、屈曲部で膜厚が薄くなって断線しやすいことから、屈曲部に丸みを設けることにより断線が防止されるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５０９９９８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術では、媒体形状が制約されることから、形状に左右されない技術が求められる。【０００６】
本発明者は、立体基材に対してインクジェットにより形成された塗膜について、膜厚が不均一化し易いことや、膜剥がれを起こしやすいことに着目した。【０００７】
塗膜は、基材上に付与された複数のインク滴によって形成される。通常は、複数のインク滴を濡れ広がりによって完全に合一させることによって、塗膜表面は平坦化され、膜厚が均一化される。【０００８】
これに対して、本発明者は、あえて複数のインク滴を完全に合一させず、塗膜表面に各々のインク滴に由来する凸形状を有する凸部を残留させることを試みた。【０００９】
このような凸部は、インク滴の濡れ広がりを制限した結果として現れたものであり、これを備える塗膜は、立体基材の傾斜面または曲面に形成されている場合においても、該塗膜全体としての膜厚の均一性を向上できる効果を奏することができる。膜厚の不均一化の原因となるインク流動の隙を与えずに硬化させているためである。特にインクジェットを用いることにより、単一のインク滴から形成される凸部を微細なものにできるので、これによる塗膜表面の凹凸も微細なものにできる。この点に鑑みれば、塗膜全体としての膜厚の均一性を向上できる効果は、塗膜の表面の凹凸による影響を差し引いたとしても有意な効果となり得る。【００１０】
本発明者は、塗膜表面に凸部を設けることについて更に鋭意検討し、単一のインク滴で形成された凸形状を有する凸部を備えることにより塗膜の膜剥がれを防止できることを見出して本発明を完成するに至った。このような効果が奏される理由としては、塗膜表面の凸形状乃至これによる凹凸による応力分散などが推定される。【００１１】
そこで、本発明の課題は、立体基材に設けられた塗膜の膜剥がれを防止できる塗布物を提供することにある。【００１２】
また本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題は、以下の各発明によって解決される。【００１４】
１．
傾斜面または曲面を有する立体基材にインクジェットを用いて塗膜が形成されたものであって、塗膜表面が単一のインク滴で形成された凸形状を有している塗布物。【００１５】
２．
塗膜表面にインク滴で形成された凸形状の直径Ｒに対するインク滴の直径の比が１．７０以下である前記１に記載の塗布物。【００１６】
３．
傾斜面または曲面に塗布された部分の高低差が２００μｍ以下である前記１又は２に記載の塗布物。【００１７】
４．
インクジェット走査時のピクセル間隔よりも直径Ｒが小さい前記１〜３の何れか１項に記載の塗布物。【００１８】
５．
立体基材に接する層よりも表面エネルギーが高い少なくとも１層以上の層を積層することにより塗膜が形成されている前記１〜４の何れか１項に記載の塗布物。【００１９】
６．
表面張力が３０ｍＮ／ｍ以下のインクを用い、複数回走査する方法で塗膜を形成する前記１〜４の何れか１項に記載の塗布物。【００２０】
７．
活性エネルギー線硬化型インクを用いる前記１〜６の何れか１項に記載の塗布物。【００２１】
８．
活性エネルギー線硬化型インクを用い、インクの着弾から活性エネルギー線照射までの時間を調整することにより、インク滴で形成されるドット形状の直径Ｒを制御する前記７に記載の塗布物。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の塗布物の一例を示す断面図
【図２】本発明の塗布物の他の例を示す断面図
【図３】本発明の塗布物の更なる他の例を示す断面図
【図４】本発明の塗布物の製造方法の一例を説明する図
【図５】本発明の塗布物の製造方法の他の例を説明する図
【図６】本発明の塗布物の製造方法の更なる他の例を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
【００２４】
図１は、本発明の塗布物の一例を示す断面図である。
【００２５】
塗布物１は、立体基材２と塗膜３とにより構成されている。
【００２６】
立体基材２は、塗膜３が形成される面として傾斜面または曲面を有するものであれば格別限定されない。傾斜面は、水平方向から傾斜した面であればよい。例えば、平板状の基材であっても、インク付与時からインク硬化時までの間で、インクが付与される面が傾斜するように設けられていればよい。好ましいのは、２以上の互いに傾斜角度が異なる面に亘って、塗膜３が形成されていることである。曲面については、傾斜角度が異なる微小な面を多数集合させたものとみることもできる。
【００２７】
傾斜面または曲面に塗布された部分（塗膜３の形成領域）の高低差ｈは、格別限定されないが、２００μｍ以下であることが好ましい。
【００２８】
塗膜３は、インクジェットを用いて塗布されたものであることが好ましい。図示の例において、塗膜３は、インクジェットを用いて付与された複数のインク滴から形成されており、塗膜３の形成領域に亘って立体基材２の表面を連続的に覆っている。
【００２９】
塗膜３の表面には、凸部３１が複数形成されている。これら凸部３１は、凸形状を有しており、それぞれが、インクジェットにより付与された単一のインク滴（一粒のインク滴）に由来して形成されている。凸部３１は、平面視したときに円形状であることが好ましく、その直径Ｒの大きさは格別限定されないが、インクジェットにより付与された単一のインク滴に由来して形成され得る範囲で任意の大きさを有することができる。
【００３０】
このような凸部３１を有する塗膜３は、該塗膜３の立体基材２からの膜剥がれを、高温・高湿度下においても長期にわたって好適に防止できる効果を奏する。このような効果が奏される理由としては、塗膜３表面の凸形状乃至これによる凹凸による応力分散などが推定される。特に、単一のインク滴に由来して形成される凸部３０の凸形状は、平面視したときに円形状となり易いため、応力を均一に分散し易いことなども推定される。
【００３１】
凸部３１は、インクジェットにより付与されたインク滴同士が、濡れ広がりにより完全に合一して平坦化される前に硬化されることにより形成されたものであることが好ましい。即ち、インク滴に由来する凸形状を完全に消失させずに残留させて形成させた凸部３１であることが好ましい。
【００３２】
かかる凸部３１は、インク滴の濡れ広がりを制限した結果として現れたものであり、これを備える塗膜３は、立体基材２の傾斜面または曲面に形成されている場合においても、該塗膜３全体としての膜厚の均一化に優れる効果を奏することができる。膜厚の不均一化の原因となるインク流動の隙を与えずに硬化させているためである。特にインクジェットを用いることにより、単一のインク滴から形成される凸部３１を微細なものにできるので、これによる塗膜３表面の凹凸も微細なものにできる。この点に鑑みれば、塗膜３全体としての膜厚を均一化できる効果は、塗膜３の表面の凹凸による影響を差し引いたとしても有意な効果となり得る。このとき、塗膜３の立体基材２からの膜剥がれを好適に防止できる効果も奏される。
【００３３】
塗膜３の表面にインク滴で形成された凸部３１の凸形状の直径Ｒに対するインク滴の直径の比（Ｒ／インク滴径）は、１．７０以下であることが好ましい。これにより、塗膜３の膜剥がれを更に好適に防止できる。なお、直径Ｒは、凸部３１が塗膜３から立ち上がる部位（平面視したときに円形状となる）で測定した直径を指す。また、インク滴の直径は、ヘッドから吐出された飛翔状態のインク滴の直径を意味する。
【００３４】
また、直径Ｒは、インク滴を付与する際のインクジェット走査時のピクセル間隔よりも小さいことが好ましい。これにより、塗膜３の膜剥がれを更に好適に防止できる。なお、ピクセル間隔は、一回のインクジェット走査により付与されるインク滴の付与間隔に相当する。
【００３５】
用いるインクとしては、格別限定されないが、該インクが付与される立体基材２上の表面よりも表面張力が高いものを好ましく用いることができる。これによりインク滴の濡れ広がりが防止されるので、凸部３１を好適に形成することができる。なお、本明細書において、表面張力は、表面エネルギーと実質的に同義として用いられる。
【００３６】
塗膜３は、単一の層により形成されていてもよいし、複数の層を積層することにより形成されていてもよい。特に、立体基材２に接する層よりも表面エネルギーが高い少なくとも１層以上の層を積層することにより塗膜３が形成されていることが好ましい。
【００３７】
図２の例では、立体基材２に接する層として第１層３２を有し、更に第１層３２上に、第１層３２よりも表面エネルギーが高い第２層３３を積層して、塗膜３が形成されている。そして、凸部３１は、第２層３３の表面に設けられている。
【００３８】
各層間に表面エネルギー差を設ける方法は、格別限定されないが、例えば、各層を表面張力の異なるインクを用いて形成する方法を好ましく例示することができる。具体的には、第２層３３を形成するインクとして、第１層３２を形成するインクよりも表面張力が高いものを用いることで、第１層３２よりも第２層の表面エネルギーを高くすることができる。
【００３９】
また、インクとして、表面張力が３０ｍＮ／ｍ以下であるインクを用い、複数回走査する方法で塗膜３が形成されていることも好ましい。インクの表面張力は、インク組成を適宜調整することにより行うことができる。例えば、インク中に界面活性剤などを添加して調整することができる。
【００４０】
このようなインクを用いて初期の走査により形成される塗布層は、インク中に含まれる成分（好ましくは界面活性成分）の疎水的な部分が、固体と空気の界面、すなわち塗布層の表面に配向しやすい。この結果、形成された塗布層の表面エネルギーに対し、次の走査により付与されるインクの表面エネルギーが相対的に高くなることにより、該インクの濡れ広がりが制限され、凸部を好適に形成することができる。このとき、インクの表面張力を、３０ｍＮ／ｍ以下の範囲内で適宜調整することによって、凸部の直径Ｒを制御することも好ましいことである。
【００４１】
また、インクとして、活性エネルギー線硬化型インクを用いることも好ましいことである。活性エネルギー線硬化型インクとは、活性エネルギー線の照射によって硬化する性質を有するインクを指す。活性エネルギー線としては、当該インクを硬化できるものであれば格別限定されないが、例えば、電磁波、特に紫外線、赤外線等の光を好ましく例示できる。また、電子線も好ましく用いることができる。
【００４２】
活性エネルギー線硬化型インクを用いる場合は、インクの着弾から活性エネルギー線の照射までの時間を調整することにより、インク滴で形成される凸部３１の直径Ｒを制御することも好ましいことである。
【００４３】
インクの着弾から光照射までの時間を短くすることにより、インク滴の濡れ広がりを減らすことができるので、直径Ｒは小さくなる。インクの着弾から光照射までの時間を長くすることにより、インク滴の濡れ広がりを増すことができるので、直径Ｒは大きくなる。このような制御によって、容易且つ高精度に所望の直径Ｒを付与でき、上述したＲ／インク滴径の比を好適に１．７０以下とすることもできる。
【００４４】
図３の例に示すように、凸部３１を有する塗膜３の表面に、更なる被覆層４が積層されていてもよい。被覆層４を積層することにより、必要に応じて、凸部３１による表面凹凸を減じることもできる。被覆膜４を形成するインクとしては、格別限定されないが、塗膜３の表面を形成するために用いたインクよりも表面張力が低いものを好ましく用いることができる。これにより、凸部３１による表面凹凸を更に好適に減じることもできる。なお、表面張力が低いインクは、本来的に流動し易いものであるが、凸部３１が存在することによりインク流動が好適に抑制され、立体基材２の傾斜面または曲面に形成されている場合においても、被覆層４全体としての膜厚が均一化され易い。被覆層４は、単一の層により構成されていても、複数の層により構成されていてもよい。
【００４５】
図４は、本発明の塗布物の製造方法の一例を説明する図である。
【００４６】
まず、図４（ａ）に示すように、あらかじめ塗膜３が形成された立体基材２を用意し、この塗膜３の表面に、インクジェットヘッド５から吐出されるインク滴を着弾させる。このようにして、図４（ｂ）に示すように、塗膜３の表面に、複数のインク滴３０を形成する。これらインク滴３０を硬化させることによって、図４（ｃ）に示すように、表面にこれらインク滴３０に由来する凸部３１が形成された塗膜３を得ることができる。
【００４７】
図示の例では、インク滴３０を１層で付与しているが、硬化させたインク滴３０の上に更なるインク滴３０を付与してもよい。この場合は、最終的に表面に付与されたインク滴３０に由来して凸部３１が形成される。
【００４８】
得られた塗布物１は、凸部３１の作用により、立体基材２に設けられた塗膜３の膜剥がれを防止できる効果が得られる。
【００４９】
また、インク滴３０を付与したことにより、塗膜全体としての厚みを増すことができるため、あらかじめ形成しておいた塗膜３に膜厚の不均一な部分が存在していたとしても、全体の厚みが増した分だけ相対的に不均一さを解消することができる。また、塗膜３の膜厚の薄い部分に比較的多くインク滴３０を付与する、及び／又は、塗膜３の膜厚の厚い部分に比較的少なくインク滴３０を付与するようにして、更なる膜厚の均一化を図ることもできる。
【００５０】
図５は、本発明の塗布物の製造方法の他の例を説明する図である。
【００５１】
まず、図５（ａ）に示すように、立体基材２を用意し、この表面に、インクジェットヘッド５から吐出されるインク滴を着弾させる。このようにして、図５（ｂ）に示すように、立体基材２の表面に、複数のインク滴３０を形成する。これらインク滴３０は、濡れ広がることにより互いに合一化される。このとき、これらインク滴３０を完全に合一化される前に硬化させることによって、図５（ｃ）に示すように、表面にこれらインク滴３０に由来する凸部３１が形成された塗膜３を得ることができる。
【００５２】
得られた塗布物１は、インクが流動する時間を与えず、インク滴３０が完全に合一化される前に、早期にインクを硬化させているので、インク流動による膜厚の不均一化が防止された塗膜３を有することができる。このとき、凸部３１の作用により、立体基材２に設けられた塗膜３の膜剥がれを防止できる効果も得られる。
【００５３】
図６は、本発明の塗布物の製造方法の更なる他の例を説明する図である。
【００５４】
まず、図６（ａ）に示すように、立体基材２を用意し、この表面に、インクジェットヘッド５から吐出されるインク滴を着弾させる。着弾したインク滴を硬化させた後、更なるインク滴を重ねて付与する操作を重ねることで、図５（ｂ）に示すように、硬化されたインク滴の集合体としての塗膜３を形成することができる。最終的に表面に付与されたインク滴に由来して凸部３１が形成されている。
【００５５】
図６の態様においても、図４、図５で説明した効果を得ることができる。
【００５６】
以上に説明したように、凸部３１は、塗膜３を形成した後に、該塗膜３の表面に形成されたものであってもよいし、塗膜３の形成に際して形成されたものであってもよい。
【００５７】
本発明の塗布物は、必ずしも以上に説明した方法により製造されたものに限定されるものではなく、傾斜面または曲面を有する立体基材にインクジェットを用いて塗膜が形成されたものであって、塗膜表面が単一のインク滴で形成された凸形状を有していればよい。
【００５８】
本発明の塗布物の用途は、何ら限定されるものではない。立体基材に塗膜形成した塗布物の例として、例えば、スマートフォン用カバーケースの加飾、ゴルフボールへのマーキング、パソコンキーボードへの印刷、３Ｄ形状のスマートフォンカバーガラスへの遮光窓枠の印刷、ＬＥＤ、ＯＬＥＤ等のデバイス立体素子への導電膜、半導体膜などの機能膜印刷（所謂プリンテッドエレクトロニクス分野）、種々レンズの遮光膜形成などを好ましく例示でき、本発明を好ましく適用できる。
【実施例】
【００５９】
以下に、本発明の実施例について説明するが、本発明はかかる実施例により限定されない。【００６０】
（試験１）
立体基材の表面に、活性エネルギー線硬化型であり、表面張力が３０ｍＮ／ｍ未満であるインクを用い、インクジェットにより、複数回走査する方法でインク滴を付与した。
インク滴の付与後、これら液滴が完全に合一される前に硬化させて塗膜とし、塗布物を得た。
塗膜表面には、単一のインク滴に由来する直径Ｒの凸形状を有する凸部が複数形成された。
Ｒの値（μｍ）、Ｒ／インク滴径比、Ｒ／ピクセル（Ｐｉｃ）間隔を、表１に示した。【００６１】
＜試験方法＞
得られた塗布物を、９０℃、湿度５５％の環境、あるいは、９０℃、湿度８５％の環境に、２か月放置した後、膜剥がれを観察した。
膜剥がれの状態を下記評価基準で評価した結果を表１に示す。【００６２】
＜評価基準＞
○：塗膜の膜剥がれが生じていない
×：塗膜の膜剥がれが生じた【００６３】
（試験２〜６）
試験１において、凸部の凸形状のＲの値が表１に示される値となるようにインクの表面張力を３０ｍＮ／ｍ未満の範囲で調整したこと以外は、試験１と同様にして試験２〜６の塗布物を得た。
塗膜表面には、単一のインク滴に由来する直径Ｒの凸形状を有する凸部が複数形成された。
Ｒの値（μｍ）、Ｒ／インク滴径比、Ｒ／ピクセル（Ｐｉｃ）間隔を、表１に示した。
また、試験１と同様に保存時の膜剥がれを観察した結果を表１に示す。【００６４】
（試験７）
立体基材の表面に、第１のインクを用いて第１層（塗膜）を形成した。次いで、該第１層の上に、第２のインクを用いて第２層（塗膜）を形成した。このようにして、第１層と第２層を積層してなる塗膜を有する塗布物を得た。
ここでは、第２のインクとして、第１のインクよりも表面張力の高いものを用いた。第２層は、第１層よりも表面エネルギーが高いものになった。
第２層の表面には、第２のインクによる単一のインク滴に由来する直径Ｒの凸形状を有する凸部が複数形成された。
Ｒの値（μｍ）、Ｒ／インク滴径比、Ｒ／ピクセル（Ｐｉｃ）間隔を、表１に示す。
また、試験１と同様に保存時の膜剥がれを観察した結果を表１に示す。【００６５】
（試験８）
立体基材の表面に、活性エネルギー線硬化型インクを用い、インクジェットによりインク滴を付与した。
インク滴の付与後、光照射までの時間を調整することにより、凸部の凸形状のＲの値が表１に示される値となるよう制御した。
塗膜表面には、単一のインク滴に由来する、直径Ｒの値が制御された凸形状を有する凸部が複数形成された。
Ｒの値（μｍ）、Ｒ／インク滴径比、Ｒ／ピクセル（Ｐｉｃ）間隔を、表１に示す。
また、試験１と同様に保存時の膜剥がれを観察した結果を表１に示す。【００６６】
（試験９；比較例）
立体基材の表面に、インクジェットにより、インク滴を付与した。
これらインク滴が互いに合一化され表面が完全に平坦化された後に、これを硬化させて、塗膜とし、塗布物を得た。
試験１と同様に保存時の膜剥がれを観察した結果を表１に示す。【００６７】
【表１】
2015105166.tif 000003
【００６８】
＜評価＞
傾塗膜表面が単一のインク滴で形成された直径Ｒの凸形状を有している本発明に係る試験１〜８では、凸形状を有さない比較例である試験９と比較して、保存時の膜剥がれを防止する効果に優れることがわかる。【００６９】
また、Ｒ／インク滴径比が１．７０以下である試験１、２、６及び７では、特に保存時の膜剥がれを防止する効果に優れることがわかる。【００７０】
また、試験１〜８では、試験９と比較して、塗膜全体としての膜厚の均一性が向上していた。
【符号の説明】
【００７１】
１：塗布物
２：立体基材
３：塗膜
３１：凸部
３２：第１層
３３：第２層
４：被覆層
【図１】
2015105166.tif 000004
【図２】
2015105166.tif 000005
【図３】
2015105166.tif 000006
【図４】
2015105166.tif 000007
【図５】
2015105166.tif 000008
【図６】
2015105166.tif 000009
【国際調査報告】
2015105166.tif 000010
2015105166.tif 000011
2015105166.tif 000012
2015105166.tif 000013