JP2003053213A

JP2003053213A - 建築基板のインクジェット塗装装置

Info

Publication number: JP2003053213A
Application number: JP2001250290A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Kirihata; 幸弘桐畑; Yukio Shimada; 幸雄嶋田; Yasuo Kuwaguchi; 億雄鍬口; Yasuhiro Mori; 靖洋森; Hitoshi Katsuta; 均勝田; Toshibumi Tsubokura; 俊文坪倉; Hidetaka Honda; 英隆本田; Yasuo Yabunaka; 康雄藪中; Tomohiro Minami; 知広皆見
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2001-08-21
Filing date: 2001-08-21
Publication date: 2003-02-25
Anticipated expiration: 2021-08-21
Also published as: JP3542081B2

Abstract

(57)【要約】【課題】インクジェット塗装時にインクを常時流動さ
せ、インク中の顔料成分が沈降するのを防止し、建築基
板に自然感のある高意匠塗装を維持可能とする。【解決手段】建築基板(4)のインクジェット塗装時
に、ポンプ(7)の作動によりインク貯留部(3)から取り出
すインク(1)をインク室(5)に加圧状態で供給し、インク
室を供給したインクで充填する一方、インク貯留部より
取り出すインクの一部をインク室に供給せず、第１イン
ク返送路(8)を通じてインク貯留部に返送し、かつイン
ク室内に供給したインクの一部を第２インク返送路(9)
を通じてインク貯留部に返送し、インクを常時循環流動
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この出願の発明は、建築基板
のインクジェット塗装装置に関するものである。さらに
詳しくは、この出願の発明は、インクジェット塗装時に
インクを常時流動させ、インク中の顔料成分が沈降する
のを防止し、建築基板に自然感のある高意匠塗装を維持
可能とする建築基板のインクジェット塗装装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】外壁材、屋根材、塀材などの建築用外装
材には、セメント板などの無機質系の建築板が広く用い
られている。この建築用外装材として用いられる建築板
は、建物の外観の形成を担うため、各種の意匠を実現す
る表面化粧について技術的な検討が加えられている。た
とえば抄造、押出成形などにより成形された建築基板の
表面にプレス成形により凹凸模様付けをし、その凹凸表
面を塗装することが一般的に行われている。

【０００３】塗装の一方式として、最近、インクを建築
基板表面に向けて噴射するインクジェット塗装が考えら
れている。下地着色塗装を行った建築基板をインクジェ
ットによりインク塗装すると、これまで一般的に用いら
れてきた塗装ロールに比べ、建築基板に局所的な、しか
も制御された所定パターンの模様が形成される。したが
って、濃淡表現などにより、自然な風合いの高意匠塗装
された建築板が製造可能であるという利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、建築基
板のインクジェット塗装については、インクの貯蔵安定
性の確保が難しく、インク供給経路内でインク中の固形
成分である顔料成分が沈降を起こしやすい。その結果、
インクが噴射するノズルなどのインク噴射口が目詰まり
を起こすなどし、塗装品質を高度に維持しにくいという
問題がある。

【０００５】この出願の発明は、このような事情に鑑み
てなされたものであり、インクジェット塗装時にインク
を常時流動させ、インク中の顔料成分が沈降するのを防
止し、建築基板に自然感のある高意匠塗装を維持可能と
する建築基板のインクジェット塗装装置を提供すること
を課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この出願の発明は、以上
の課題を解決するものとして、インクを溜め置くインク
貯留部と、建築基板に向けてインクを噴射するインク室
とをつなぐインク供給路にポンプが配設され、かつポン
プからインク貯留部に第１インク返送路が設けられると
ともに、インク室からインク貯留部に第２インク返送路
が設けられ、建築基板のインクジェット塗装時に、ポン
プの作動によりインク貯留部から取り出すインクをイン
ク室に加圧状態で供給し、インク室を供給したインクで
充填する一方、インク貯留部より取り出すインクの一部
をインク室に供給せず、第１インク返送路を通じてイン
ク貯留部に返送し、かつインク室内に供給したインクの
一部を第２インク返送路を通じてインク貯留部に返送
し、インクを常時循環流動させることを特徴とする建築
基板のインクジェット塗装装置（請求項１）を提供す
る。

【０００７】またこの出願の発明は、インク室内のイン
ク圧力を測定する圧力計が設けられ、第２インク返送路
に開度調整可能な流量調整バルブが設けられ、圧力計が
計測するインク圧力に応じて流量調整バルブの開度を自
動調整する制御部が設けられること（請求項２）を一態
様として提供し、この請求項２に係る発明に関し、塗装
時のインク室内のインク圧力を0.03MPa以上0.2MPa未満
とし、インク室からインク貯留部へのインク返送圧力を
0.02〜0.15MPaとすること（請求項３）を一態様として
提供する。

【０００８】さらにこの出願の発明は、以上の請求項１
〜３に係る発明に関し、ポンプからインク貯留部へのイ
ンク返送量を0.5〜5L/分とすること（請求項４）を一態
様として提供する。

【０００９】以下、図面に沿ってこの出願の発明の建築
基板のインクジェット塗装装置についてさらに詳しく説
明する。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は、この出願の発明の建築基
板のインクジェット塗装装置の一実施形態を概略的に示
した構成図である。

【００１１】たとえばこの図１に示したように、この出
願の発明の建築基板のインクジェット塗装装置には、イ
ンク（１）を溜め置く、たとえばタンク（２）などとす
ることのできるインク貯留部（３）と、建築基板（４）
に向けてインク（１）を噴射するインク室（５）とをつ
なぐインク供給路（６）にポンプ（７）が配設され、か
つポンプ（７）からタンク（２）などのインク貯留部
（３）に第１インク返送路（８）が設けられるととも
に、インク室（５）からインク貯留部（３）に第２イン
ク返送路（９）が設けられる。

【００１２】そして、この出願の発明の建築基板のイン
クジェット塗装装置では、建築基板（４）のインクジェ
ット塗装時に、ポンプ（７）の作動によりインク貯留部
（３）から取り出すインク（１）をインク室（５）に加
圧状態で供給し、インク室（５）を供給したインク
（１）で充填する一方、インク貯留部（３）より取り出
すインク（１）の一部をインク室（５）に供給せず、第
１インク返送路（８）を通じてインク貯留部（３）に返
送し、かつインク室（５）内に供給したインク（１）の
一部を第２インク返送路（９）を通じてインク貯留部
（３）に返送する。

【００１３】したがって、この出願の発明の建築基板の
インクジェット塗装装置は、インク（１）が建築基板
（４）のインクジェット塗装時に常時循環流動するた
め、インク（１）中の固形成分である顔料成分が、装置
のいずれの部位においても沈降するのを防止することが
でき、建築基板（４）に自然感のある高意匠塗装が維持
可能となる。

【００１４】具体的には、図１に示したように、この出
願の発明の建築基板のインクジェット塗装装置には、イ
ンク室（５）内のインク圧力を測定する圧力計（１０）
を設けることができ、また、第２インク返送路（９）に
開度調整可能な流量調整バルブ（１１）を設けるととも
に、圧力計（１０）が計測するインク圧力に応じて流量
調整バルブ（１１）の開度を自動調整する制御部を設け
ることができる。こうすることにより、インクジェット
塗装時のインク圧力とともに、インク（１）の常時循環
流動を可能とするインク室（５）からインク貯留部
（３）へのインク返送圧力を自動的に最適化することが
できる。

【００１５】一般に、インクジェット塗装時のインク室
（５）内のインク圧力は、0.03MPa以上0.2MPa未満とす
るのが好ましい。インク圧力が0.03MPa未満ではインク
（１）の噴射圧が低すぎ、また、0.2MPaを超えるとイン
ク（１）の噴射圧が高すぎ、いずれの場合も建築基板
（４）に鮮明な塗装を行うことができなくなる。

【００１６】また、インク室（５）からインク貯留部
（３）へのインク返送圧力は、0.02〜0.15MPaとするの
が好ましい。この範囲は、ポンプ（７）によるインク室
（５）へのインク供給圧力のほぼ10〜50%に相当し、こ
の範囲にあれば、インク（１）は、インク室（５）及び
第２インク返送路（９）内で滞留することなく流れ、顔
料成分の沈降を防止することができる。

【００１７】制御部は、前述の通り、圧力計（１０）が
計測するインク圧力に応じて流量調整バルブ（１１）の
開度を自動調整するが、これには、たとえば電気信号を
利用することができる。すなわち、計測したインク圧力
を圧力計（１０）が電気信号に変換し、この電気信号を
制御部に入力し、制御部に、あらかじめ以上に例示され
るインクジェット塗装時のインク室（５）内のインク圧
力及びインク室（５）からインク貯留部（３）へのイン
ク返送圧力に関するデータを設定しておき、このデータ
に基づき、自動的に最適な開度を流量調整バルブ（１
１）に出力することが例示される。

【００１８】もちろん、以上の自動制御によらず、圧力
計（１０）が計測するインク圧力に基づいて流量調整バ
ルブ（１１）の開度調整を手動式で行うことも可能であ
る。

【００１９】また、この出願の発明の建築基板のインク
ジェット塗装装置では、ポンプ（７）から第１インク返
送路（８）を通じ、インク貯留部（３）へインク（１）
を返送するインク返送量は、一般に0.5〜5L/分とするの
が好ましい。インク返送量が0.5L/分未満となると、イ
ンク中の顔料成分の沈降にさほど効果的でなく、5L/分
を超えると、インク室（５）へ供給するインク供給量が
不足することになる。ポンプ（７）からインク貯留部
（３）へのインク返送量の調整にも前記制御部を利用す
ることが可能である。

【００２０】すなわち、図１に示したように、インク供
給路（６）、第１インク返送路（８）の各々に、前記流
量調整バルブ（１１）と同様な開度調整可能な流量調整
バルブ（１２）を配設し、その開度調整を制御部により
自動的に行わせることができる。もちろん、これら流量
調整バルブ（１２）の開度調整についても、流量調整バ
ルブ（１１）と同様に手動式とすることができる。

【００２１】さらに、この出願の発明の建築基板のイン
クジェット塗装装置には、図１に示したように、インク
供給路（６）の先端にフィルター（１３）を設け、イン
ク室（５）に供給するインク（１）の品質を保持した
り、また、タンク（２）などのインク貯留部（３）内に
攪拌機（１４）を設け、インクジェット塗装時のインク
貯留部（３）におけるインク（１）の滞留を予防したり
することもできる。

【００２２】さらにまた、この出願の発明の建築基板の
インクジェット塗装装置には、建築基板（４）の塗装色
を替える際に装置内を洗浄可能とするために、タンク
（１５）などとすることのできる、洗浄液（１６）を溜
め置く洗浄液貯留部（１７）を設け、洗浄液供給路（１
８）をインク供給路（６）にポンプ（７）より上流側に
おいて接続し、洗浄液返送路（１９）を第２インク返送
路（９）に接続することができる。そして、これら洗浄
液供給路（１８）及び洗浄液返送路（１９）とともに、
ポンプ（７）より上流側のインク供給路（６）及び洗浄
液返送路（１９）との接続部より下流側の第２インク返
送路（９）に、バルブ（２０）を設けることができる。
洗浄時には、洗浄液供給路（１８）及び洗浄液返送路
（１９）に設けたバルブ（２０）を開放し、他のバルブ
（２０）は閉鎖する。インクジェット塗装時には、イン
ク供給路（６）及び第２インク返送路（９）に設けたバ
ルブ（２０）を開放し、その他のバルブ（２０）を閉鎖
する。このようなバルブ（２０）の開閉も、前述の流量
調整バルブ（１１）（１２）と同様に、制御部による自
動制御又は手動式とすることができる。

【００２３】そして、洗浄液供給路（１８）の先端にも
フィルター（２１）を設け、洗浄時にも洗浄液（１６）
を循環させて装置内を洗浄することができる。

【００２４】以上に示されるこの出願の発明の建築基板
のインクジェット塗装装置は、建築基板（４）のインク
ジェット塗装をたとえば以下に示すような条件において
実行することができる。 [1] 建築基板温度建築基板（４）は、あらかじめ下地着色塗装されたもの
を対象とするが、インクジェット塗装に際し、基板温度
は、40〜70℃とするのが好ましい。基板温度が40℃未満
であると、インク中の溶媒の蒸発する速度が遅く、顔料
成分に偏りが生じやすくなり、高意匠の塗装を実現しに
くくなる。上限の70℃は、基板加熱に要するエネルギー
やコストなどを考慮してのことである。 [2] インク噴射口径ノズルなどとすることのできる図１に概略的に示した、
インク室（５）の下面部に設けられるインク噴射口（２
２）の口径は、80〜350μmとすることが好ましい。口径
が80μm未満となると、インクジェット塗装時にインク
（１）の常時循環流動を行わせても、インク（１）中の
顔料成分がインク噴射口（２２）にどうしても詰まりや
すくなる。口径が350μmを超えると、噴射するインク量
が多くなり、塗装の解像度が低下し、高意匠の塗装を実
現しにくくなる。 [3] インク噴射量インク噴射量は、１回当たり0.2〜1.0mgとするのが好ま
しく、0.35〜0.6mgとするのがより好ましい。インク噴
射量が１回当たり0.2mg未満となると、塗装に必要なイ
ンク量とするために、図１に示したインク室（５）内に
設けられるピストン（２３）などを備えるインク噴射装
置を高速作動させる必要が生じ、ピストン（２３）及び
その周辺のインク噴射装置の部品の磨耗、消耗が激しく
なり、塗装装置の作動の長期信頼性が得られなくなるお
それがある。インク噴射量が１回当たり1.0mgを超える
と、噴射するインク量が多く、塗装の解像度が低下して
高意匠の塗装を実現しにくくなる。 [4] インク噴射口間隔前記インク噴射口（２２）の間隔は、2〜7mmとするのが
好ましく、3〜5mmとするのがより好ましい。インク噴射
口（２２）の間隔が2mm未満となると、間隔が狭いこと
に起因してインク（１）の噴射量が微量となり、前記し
たようなピストン（２３）などを備えるインク噴射装置
の高速作動にともなう弊害が生ずる。インク噴射口（２
２）の間隔が7mmを超えると、噴射するインク量が多く
なり、塗装の解像度が低下して高意匠の塗装を実現しに
くくなる。 [5] インク噴射口と建築基板との間の距離この出願の発明の建築基板のインクジェット塗装装置に
より、インク噴射口（２２）と建築基板（４）との間の
距離を最大70mmまで拡大することができる。これまでの
インクジェット塗装装置では、一般に、5mm以内としな
ければならなかった。このようにインク噴射口（２２）
と建築基板（４）との間の距離が拡大することにより、
建築基板（４）の放熱にともなうインク噴射口（２２）
の目詰まりも解消される。 [6] インクの噴射間隔建築基板（４）のインクジェット塗装におけるインク
（１）の濃淡表現は、インク（１）のドットの重なり幅
を変えることにより実現することができる。すなわち、
ドットの重なり幅が多いと濃くなり、少ないと薄くな
る。したがって、たとえば、薄くしたい場合には、ドッ
トの重なり幅が10%以下となるようにインク（１）の噴
射間隔を調整し、濃くしたい場合には、ドットの重なり
幅が80%以上となるように調整する。中間を表現する場
合には、50〜30%の重なり幅とするように調整する。こ
うして、単色のインク（１）により自然感のある濃淡表
現が可能となる。

【００２５】もちろん、この出願の発明は、以上の実施
形態によって限定されるものではない。インク貯留部、
インク室をはじめ、圧力計、流量調整バルブ、制御部な
どの構成及び構造などの細部については様々な態様が可
能であることはいうまでもない。

【００２６】

【発明の効果】以上詳しく説明した通り、この出願の発
明によって、インクジェット塗装時にインクが装置内を
常時循環流動し、インク中の顔料成分が沈降せず、建築
基板に自然感のある高意匠塗装が維持可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この出願の発明の建築基板のインクジェット塗
装装置の一実施形態を概略的に示した構成図である。

【符号の説明】

１インク２タンク３インク貯留部４建築基板５インク室６インク供給路７ポンプ８第１インク返送路９第２インク返送路１０圧力計１１流量調整バルブ１２流量調整バルブ１３フィルター１４攪拌機１５タンク１６洗浄液１７洗浄液貯留部１８洗浄液供給路１９洗浄液返送路２０バルブ２１フィルター２２インク噴射口２３ピストン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鍬口億雄大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者森靖洋大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者勝田均大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者坪倉俊文大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者本田英隆大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者藪中康雄大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者皆見知広大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内Ｆターム(参考） 2C056 EB20 EB34 EC18 EC32 EC46 FB01 KA01 KB04 KB08 KB16 KB21 KB26 2E110 AA57 BA02 BA12 BB02 BB05 GA33X GB23X 4F033 AA01 BA03 DA03 EA01 GA01 GA11 LA04 4F041 AA02 AB01 BA05 BA13 BA35 4F042 AA02 AB00 BA07 CA01 CA06 CB02 CB08 CB10 CB19 CC04 CC08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクを溜め置くインク貯留部と、建築
基板に向けてインクを噴射するインク室とをつなぐイン
ク供給路にポンプが配設され、かつポンプからインク貯
留部に第１インク返送路が設けられるとともに、インク
室からインク貯留部に第２インク返送路が設けられ、建
築基板のインクジェット塗装時に、ポンプの作動により
インク貯留部から取り出すインクをインク室に加圧状態
で供給し、インク室を供給したインクで充填する一方、
インク貯留部より取り出すインクの一部をインク室に供
給せず、第１インク返送路を通じてインク貯留部に返送
し、かつインク室内に供給したインクの一部を第２イン
ク返送路を通じてインク貯留部に返送し、インクを常時
循環流動させることを特徴とする建築基板のインクジェ
ット塗装装置。
【請求項２】インク室内のインク圧力を測定する圧力
計が設けられ、第２インク返送路に開度調整可能な流量
調整バルブが設けられ、圧力計が計測するインク圧力に
応じて流量調整バルブの開度を自動調整する制御部が設
けられる請求項１記載の建築基板のインクジェット塗装
装置。
【請求項３】塗装時のインク室内のインク圧力を0.03
MPa以上0.2MPa未満とし、インク室からインク貯留部へ
のインク返送圧力を0.02〜0.15MPaとする請求項２記載
の建築基板のインクジェット塗装装置。
【請求項４】ポンプからインク貯留部へのインク返送
量を0.5〜5L/分とする請求項１乃至３いずれかに記載の
建築基板のインクジェット塗装装置。