(57)【要約】【課題】本発明は、安全性が高く、効率的かつ鮮明にアルミニウム材へ着色印刷したアルミニウム材印刷物の製造方法およびその印刷方法を提供することを目的とする。【解決手段】アルミニウム材印刷物の製造方法であって、アルミニウム材表面に予め設定された領域をマスクしてマスクパターンを形成するマスク形成工程と、  前記マスクパターン以外の非マスク領域を着色材により着色する着色工程と、前記マスクパターンを除去するマスク除去工程と、を含み、前記マスク形成工程において、前記マスクパターンが紫外線硬化型インクを用いたインクジェット方式で形成され、前記マスクパターンの厚さが０．５μｍ以上７μｍ以下とすることを特徴とするアルミニウム材印刷物の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム材印刷物の製造方法であって、
アルミニウム材表面に予め設定された領域をマスクしてマスクパターンを形成するマスク形成工程と、
前記マスクパターン以外の非マスク領域を着色材により着色する着色工程と、
前記マスクパターンを除去するマスク除去工程と、
を含み、
前記マスク形成工程において、前記マスクパターンが紫外線硬化型インクを用いたインクジェット方式で形成され、
前記マスクパターンの厚さが０．５μｍ以上７μｍｍ以下とすることを特徴とするアルミニウム材印刷物の製造方法。
【請求項２】
前記紫外線硬化型インクの２５℃での表面張力が１５ｍＮ/ｍ以上２２ｍＮ/ｍ以下であることを特徴とする請求項１記載のアルミニウム材印刷物の製造方法。
【請求項３】
前記紫外線硬化型インクの２５℃での粘度が４ｍＰａ・ｓｅｃ以上１２．５ｍＰａ・ｓｅｃ以下であることを特徴とする請求項１または２記載のアルミニウム材印刷物の製造方法。
【請求項４】
前記紫外線硬化型インクが有機顔料および染料から選ばれた少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のアルミニウム材印刷物の製造方法。
【請求項５】
アルミニウム材の印刷方法であって、
アルミニウム材表面に予め設定された領域をマスクしてマスクパターンを形成するマスク形成工程と、
前記マスクパターン以外の非マスク領域を着色材により着色する着色工程と、
前記マスクパターンを除去するマスク除去工程と、
を含み、
前記マスク形成工程において、前記マスクパターンが紫外線硬化型インクを用いたインクジェット方式で形成され、
前記マスクパターンの膜厚が０．５μｍ以上７μｍｍ以下とすることを特徴とするアルミニウム材印刷物の印刷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム材印刷物の製造方法およびアルミニウム材の印刷方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム材料へ文字や絵柄を着色して印刷する方法として、表面に酸化皮膜を形成したアルミニウム材料（以下「アルミニウム材」という。）表面に感光液を塗布してマスクを形成し、写真焼付け用フィルム等を用いて着色しない部分のみに光を照射して光照射部分を硬化させ、未硬化部分を洗い流した後、着色インクをアルミニウム材表面の細孔に浸み込ませて着色し、マスクの硬化部分を研磨除去し、アルミニウム材表面の細孔を閉じて（封孔）、印刷する方法が知られている。  
【０００３】
前記方法で用いる感光液としては、ゼラチンを主成分としたものが広く用いられ、特に、コロタイプ印刷に用いる重クロム酸ゼラチン溶液が、解像度が高いため汎用されているが、安全性の問題が懸念される。
【０００４】
また、特許文献１には、マスク形成工程と、着色工程と、マスク剥離工程とを備え、前記マスク形成工程において、インクジェット方式でマスクを形成することを特徴とするアルミニウム材着色物の製造方法が開示され、前記マスク形成用液体としてアクリル系の紫外線硬化型インクを用いることを特徴の一つとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−２２７５９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、着色工程後のマスク剥離工程においてＩＰＡ等の剥離液を用いるとしているが、このマスク剥離工程において、実際にマスクをＩＰＡ等の剥離液で剥離しようとするとアルミニウム材表面の細孔に取り込まれた染料も剥離液で流し出されたり、溶け出したりするので、マスク剥離前にその細孔を封孔する必要がある。  すなわち、一工程増えてしまうといった問題がある。  また、マスクの膜厚が大きいと剥離が困難となるといった問題もあった。
【０００７】
そこで、本発明は、安全性が高く、効率的かつ鮮明にアルミニウム材へ着色印刷したアルミニウム材印刷物の製造方法およびその印刷方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、アルミニウム材印刷物について鋭意検討した結果、マスク形成を紫外線硬化型インクによるインクジェット方式で行い、そのマスクの膜厚を最適化することによって優れたアルミニウム印刷物を製造できることを見出し、本発明を完成した。  
【０００９】
すなわち、本発明は、
（１）    アルミニウム材印刷物の製造方法であって、
アルミニウム材表面に予め設定された領域をマスクしてマスクパターンを形成するマスク形成工程と、
前記マスクパターン以外の非マスク領域を着色材により着色する着色工程と、
前記マスクパターンを除去するマスク除去工程と、
を含み、
前記マスク形成工程において、前記マスクパターンが紫外線硬化型インクを用いたインクジェット方式で形成され、
前記マスクパターンの膜厚が０．５μｍ以上７μｍｍ以下であることを特徴とするアルミニウム材印刷物の製造方法、
（２）  前記紫外線硬化型インクの２５℃での表面張力が１５ｍＮ/ｍ以上２２ｍＮ/ｍ以下であることを特徴とする（１）記載のアルミニウム材印刷物の製造方法、
（３）  前記紫外線硬化型インクの２５℃での粘度が４ｍＰａ・ｓｅｃ以上１２．５ｍＰａ・ｓｅｃ以下であることを特徴とする（１）または（２）記載のアルミニウム材印刷物の製造方法、
（４）  前記紫外線硬化型インクが有機顔料および染料から選ばれた少なくとも一つを含むことを特徴とする（１）から（３）のいずれかに記載のアルミニウム材印刷物の製造方法、
（５）  アルミニウム材の印刷方法であって、
アルミニウム材表面に予め設定された領域をマスクしてマスクパターンを形成するマスク形成工程と、
前記マスクパターン以外の非マスク領域を着色材により着色する着色工程と、
前記マスクパターンを除去するマスク除去工程と、
を含み、
前記マスク形成工程において、前記マスクパターンが紫外線硬化型インクを用いたインクジェット方式で形成され、
前記マスクパターンの膜厚が０．５μｍ以上７μｍ以下であることを特徴とするアルミニウム材印刷物の印刷方法、
である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、感光液として重クロム酸ゼラチン溶液を用いる従来法と比較して、前記マスク形成工程で重クロム酸ゼラチン溶液を用いないので安全性が高く、環境への影響も少なく、感光後の未硬化部分の除去工程が不要となるためマスク形成工程が簡略化される。  また、前記マスクパターンの膜厚が適度な厚さで平滑性も良好なため解像度に優れ、研磨工程での研磨除去も容易である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。  なお、本実施形態は、本発明を実施するための一形態に過ぎず、本発明は本実施形態によって限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更実施の形態が可能である。  
【００１２】
本発明のアルミニウム材印刷物の製造方法は、
アルミニウム材表面に予め設定された領域をマスクしてマスクパターンを形成するマスク形成工程と、
前記マスクパターン以外の非マスク領域を着色材により着色する着色工程と、
前記マスクパターンを除去するマスク除去工程と、
を含み、  
前記マスク形成工程において、前記マスクパターンが紫外線硬化型インクを用いたインクジェット方式で形成され、前記マスクパターンの膜厚が０．５μｍ以上７μｍ以下であることを特徴とする。
【００１３】
本発明で用いるアルミニウム材は、着色工程で少なくとも着色を行う領域に陽極酸化被膜が形成されたアルミニウムの部材である。  このアルミニウム材は、アノダイジング処理（アルマイト処理）がされたアルミニウムであってよい。  この処理において、アルミニウム材は、例えば硫酸等の酸性液を用いて酸化処理がされていることが好ましい。  このように処理されたアルミニウム材表面には酸化アルミニウムからなる細孔が形成されている。  アルミニウム材の印刷では、この細孔に着色材が浸透し着色される。
【００１４】
本発明のマスク形成工程では、アルミニウム材の予め設定された領域にインクジェット方式で紫外線硬化型インクを吐出し、紫外線で硬化させることによりマスクパターンが形成される。  従って、感光材を塗布してマスク設定領域のみを光硬化させ、残余の部分を洗い流すといった従来方法で必要とされた工程は不要となるばかりでなく、マスク設定領域を決める版といったものも不要である。
【００１５】
本発明のマスクパターンの膜厚は０．５μｍ以上７μｍ以下である。  ０．５μｍ未満ではマスクに欠陥が生じることがあり、７μｍを超えると剥離困難となるため好ましくない。  なお、本発明において膜厚は、インクおよびその固形分の比重を１として、インクの塗布量と固形分量から計算して得られる値である。
【００１６】
本発明で用いる紫外線硬化型インクの表面張力は、プレート法、２５℃で１５ｍＮ/ｍ以上２２ｍＮ/ｍ以下が好ましい。  表面張力を１５ｍＮ/ｍ未満にしようとするとフッ素系溶剤を多用しなければならず、その結果他のインク成分との相溶性が低下し、２２ｍＮ/ｍを超えるとマスクの平滑性が不十分となり、ピンホールが発生するため好ましくない。
【００１７】
前記紫外線硬化型インクの粘度は、コーンプレート型粘度計を用いて２５℃、４ｍＰａ・ｓｅｃ以上１２．５ｍＰａ・ｓｅｃ以下であることが好ましい。  ４ｍＰａ・ｓｅｃ未満では粘度が低すぎるため、インクジェット方式での印刷に適さない。  １２．５ｍＰａ・ｓｅｃを超えると吐出安定性に欠け、加温して粘度を下げても溶剤が含まれている場合には溶剤蒸発によって吐出不能となることがある。
【００１８】
前記紫外線硬化型インクの表面張力と粘度とを上記の範囲とすることによってマスクパターンとして好ましい膜厚に容易に調整可能となる。  また、アルミニウム材表面への濡れ性にも優れるためアルミニウム材表面へ密着して、その後の着色工程においてはマスクとして十分な機能を果たし、マスク除去工程では、適度な密着性であるため、膜厚が薄いこととも相まって、研磨等により簡単にマスクを除去できるものと考えられる。
【００１９】
前記紫外線硬化型インクは、マスクされた領域を容易に視認できるようにするため、有機顔料および染料から選ばれた少なくとも一つを含むことを特徴の一つとする。  これらの有機顔料および染料はインクへの分散性がよく、インクジェットの吐出に問題ないものであれば選ぶものではない。  その含有量も視認できる程度の濃度（例えば、１重量％以下）でよい。
【００２０】
本発明で用いる紫外線硬化型インクの溶剤等の揮発性成分は３０重量％以上が好ましい。  揮発成分が３０重量％未満では設定したマスクパターンの膜厚に印刷しようするとレベリングが不足し、マスク領域にピンホール等が生じるため好ましくない。  
【００２１】
なお、前記紫外線硬化型インクには、より容易に目的とする表面張力および粘度へ調整するためフッ素系化合物を用いることができる。  前記フッ素系化合物としては、ＤＩＣ製メガファック、ＡＧＣセイケミカル製サーフロン、ネオス製フタージェント等のうち、溶剤溶解性を有するものが例示できる。  また、前記フッ素系化合物として３Ｍジャパン 製ＮＯＶＥＣ シリーズ、旭硝子製アサヒクリンシリーズ等のフッ素系溶剤を用いることができる。
【００２２】
前記紫外線硬化型インクに用いる重合性化合物としては、紫外線照射によりラジカル重合可能なものであれば選ぶものではないが、アクリル系のモノマーやオリゴマーが好適に使用できる。  
【００２３】
前記紫外線硬化型インクに用いる光重合開始剤は、紫外線線照射によりラジカル重合を開始させる物質を発生させることが可能な化合物であれば選ぶものではないが、２，４，６−トリメチルベンゾインジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルフォスフィンオキサイドなどのアシルフォスフィンオキサイド系開始剤が好ましく用いられる。  これらの光重合開始剤の添加量は、前記紫外線硬化型インク中において、１〜１５重量％である。
【００２４】
前記紫外線硬化型インクは、光増感剤を含んでいてもよく、２，４−ジエチルチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、４−イソプロピルチオキサントン等のチオキサントン系増感剤が好ましく用いられる。  これらの光増感剤の添加量は、前記紫外線硬化型インク中において、０．０１〜１０重量％である。  
【００２５】
前記紫外線硬化型インクは、他に必要に応じて、非反応性化合物、無機充填剤、有機充填剤、カップリング剤、粘着付与剤、消泡剤、レベリング剤、可塑剤、酸化防止剤、重合禁止剤、紫外線吸収剤、難燃剤などを含んでいても良い。  公知慣用のものであればいかなるものも、その特性を損なわない範囲で、制限なく使用することができる。
【００２６】
マスク形成工程に次いで、マスクパターン以外の非マスク領域を着色材によって着色する。  着色材として染料または顔料の分散液または溶液を用いて、浸漬、塗布、スクリーン印刷、インクジェット方式による印刷等の方法により着色するが、着色材の使用量を少なくすることを考えると塗布が好ましい。  アルミニウム材表面に形成された細孔に着色材を浸透定着させるため、塗布時または塗布後にその表面を布等で擦りつけるのが好ましい。
【００２７】
なお、前記着色工程の前に、主に意匠性付与を目的として、水酸化ナトリウム水溶液または塩化鉄エッチング溶液でエッチングする工程を追加する場合もある。
【００２８】
前記着色工程に続いてマスク除去工程によりマスクを除去する。  マスクを除去するにはイソプロピルアルコール）等の剥離液を用いたり、研磨（物理的に除去）することによるが、剥離液を用いると着色部分も溶解してしまうといった問題があるため、炭酸カルシウム、シリカ、ゼオライト等の研磨剤の水縣濁液をバフに含浸させ、そのバフを用いて研磨除去するのが好ましい。
なお、剥離液を用いてマスク除去を行う場合は、剥離液による着色部分の溶解を防ぐため、その前に封孔処理を行ってアルミニウム材表面の細孔を閉じる必要があるが、その場合は、多色刷りができないという問題が生ずる。
【００２９】
マスク除去工程の後、必要に応じてアルミニウム材表面の細孔を閉じるため封孔処理を行う。  封孔処理は水蒸気、沸騰水、酢酸ニッケル、ケイ酸ナトリウム等でアルミニウム材を処理することにより行われるが、この封孔処理によりアルミニウム材表面の細孔に入った染料・顔料等が細孔内に閉じ込められ、耐久性のある印刷物となる。
【実施例】
【００３０】
以下、本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。  なお、例中、「部」は「重量部」を、「％」は「重量％」を表す。
【００３１】
表１に本発明に用いた紫外線硬化型インクの組成（実施例）を、表２に比較例を記載した。
【００３２】
【表１】
2017160534.tif 000002
【００３３】
【表２】
2017160534.tif 000003
【００３４】
［実施例１〜４］
表１の組成に従って混合し本発明で用いられるインクジェット用の紫外線硬化型インクを調製した。  
【００３５】
［比較例１〜７］
表２の組成に従って混合しインクジェット用の紫外線硬化型インクを調製した。
【００３６】
実施例および比較例の紫外線硬化型インクについて、以下に記載の評価試験を実施し、その結果を表３にまとめた。  
【００３７】
［相溶性］
調製したインクに濁りや分離が生じている場合は×、濁りがなく分離していない場合は○として評価した。
【００３８】
［粘度］
コーンプレート型粘度計ＴＶ−２２（東機産業製）を用いて２５℃、５０ｒｐｍにて測定した。
【００３９】
［表面張力］
表面張力計ＣＢＶＰ−Ｚ(協和界面科学製)を用いプレート法により、２５℃での表面張力を測定した。
【００４０】
［吐出安定性］
表面を脱脂研磨したアルミニウム板を定法により陽極酸化して作製したアルミニウム材に、ピエゾ型インクジェットヘッド（ＫＭ５１２MＨ、コニカミノルタ製）を搭載したインクジェットプリンタを用いて解像度７２０ｘ７２０ｄｐｉ、印字割合１００％で、実施例および比較例の紫外線硬化型インクを２００ｘ２００ｍｍでベタ印刷したときに、印刷終了までに不吐出や非画線部の汚れが生じない場合を○、不吐出や非画線部の汚れが生じる場合を×として評価した。
【００４１】
［レベリング性］
前記吐出安定性の試験で得られた試験片に１２０Ｗ／ｃｍの高圧水銀灯を用いて１０００ｍｉ／ｃｍ２の紫外線を照射してマスク層を硬化させた。  その得られた試験片の表面を観察し、ピンホールが多く確認できる場合×、 ピンホールが若干あるが実用上問題ないレベル△、 ピンホールが確認できないレベル○、ピンホールが無く且つ塗膜が平坦な場合◎、として評価した。
【００４２】
［物理現像性］
前記レベリング性の試験でマスク層を硬化させた試験片を、電気ドリルに水とクレンザーの混合スラリーを含浸させたコットン製のバフを装着して1分間擦り、1分間で剥離すれば○、剥離しなければ×、として評価した。
【００４３】
［マスク耐久性］
前記レベリング性の試験でマスク層を硬化させた試験片の非マスク領域に、染着インク（ソルベント ブラックW-B、 藤田商事（株）製）を布に浸み込ませ、擦り付けることによって着色後、マスク層の剥れおよび浮きを観察し、剥れまたは浮きが無いものを○、あるものを×として評価した。
【００４４】
【表３】
2017160534.tif 000004
【００４５】
なお、表３において、相溶性が×のものは当然にそれ以降の試験を実施しなかった。