JP2015033655A

JP2015033655A - 塗装基材の製造方法

Info

Publication number: JP2015033655A
Application number: JP2013164258A
Authority: JP
Inventors: 章次高木; Shoji Takagi
Original assignee: KMEW Co Ltd
Current assignee: KMEW Co Ltd
Priority date: 2013-08-07
Filing date: 2013-08-07
Publication date: 2015-02-19

Abstract

【課題】基材の表面の凹凸模様を形成すると共にそれに合致する色柄模様を形成するにあたり、凹凸模様と色柄模様との間のずれを著しく抑制すると共に、色柄模様を示すデータを予め用意する手間を削減する。
【解決手段】本発明に係る塗装基材の製造方法は、基材１を準備すると共にこの基材１の表面１１に凹凸模様を形成する工程、前記表面１１の三次元形状を計測し、その結果から、前記表面１１の三次元画像データを生成する工程、前記三次元画像データの高さ座標の値と色との対応関係を設定する工程、前記三次元画像データを、前記対応関係に従って変換することで、色柄模様を示すデータを生成する工程、及び前記色柄模様を示すデータに従って前記表面１１にインクジェット塗装を施す工程を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、建材等として利用される塗装基材の製造方法に関する。

外壁材、屋根材、塀材などの建材として、セメント系の化粧板が広く用いられている。このような化粧板に、その外観の向上のために、凹凸模様を形成したり、塗装を施したりすることが、一般的に行われている。

しかし、基材に凹凸模様を形成すると共に塗装を施す場合、凹凸模様と、塗装により形成される色柄模様との間に、ずれが生じることが避けがたい。すなわち、凹凸模様を有する基材にその凹凸模様と合致する色柄模様を塗装により形成しようとしても、基材の寸法変化、寸法誤差、搬送時の位置ずれ等により、塗料が塗布される位置がずれることで、凹凸模様と色柄模様との間にズレが生じてしまうことがある。

特許文献１は、このようなズレを抑制する技術として、インクジェット塗装前の基材における目地間隔を測定し、測定値に最も近い目地間隔を有する色柄パターンを目地間隔の設定値が異なる複数の色柄パターンから選択し、この選択された色柄パターンを基材にインクジェット塗装することを、開示している。

特許文献１に開示されている技術は、特に基材の目地と目地以外の部分とに異なる色を塗装する場合に有効である。

しかし、基材に明確な目地を有さない凹凸模様や複雑な凹凸模様が形成される場合には、特許文献１に開示されている技術でも、塗装のずれを抑制することが難しくなる。また、選択された色柄パターンを、基材の全体に亘って目地と合致させることは難しく、特に基材に部分的な寸法変化が生じている場合や、基材の寸法変化の程度が部分的に異なる場合には、色柄パターンと目地との間に、ある程度のずれが生じてしまう。また、複数の色柄模様を示すデータを用意するために多大な手間を要し、更に製品仕様が変更される度に新たに複数の色柄模様を示すデータを用意しなければならなかった。

特開２００７−３１３３９２号公報

本発明は上記事由に鑑みてなされたものであり、基材の表面の凹凸模様を形成すると共にそれに合致する色柄模様を形成するにあたり、凹凸模様と色柄模様との間のずれを著しく抑制すると共に、色柄模様を示すデータを予め用意する手間を削減することを、課題とする。

第一の態様に係る塗装基材の製造方法は、
基材を準備すると共にこの基材の表面に凹凸模様を形成する工程、
前記表面の三次元形状を計測し、その結果から、前記表面の三次元画像データを生成する工程、
前記三次元画像データの高さ座標の値と色との対応関係を設定する工程、
前記三次元画像データを、前記対応関係に従って変換することで、色柄模様を示すデータを生成する工程、及び
前記色柄模様を示すデータに従って前記表面にインクジェット塗装を施す工程を含む。

第二の態様に係る塗装基材の製造方法では、第一の態様において、前記対応関係を設定するにあたり、前記三次元画像データを構成する三次元座標点を、複数の集合に分類し、これらの集合の各々において、前記対応関係を独立して設定する。

本発明によれば、基材の表面の凹凸模様に合致する色柄模様を示すデータを正確に生成し、更にこのデータに従った色柄模様の基材への付与を、インクジェット塗装で位置精度よく行うことができるため、凹凸模様と色柄模様とを有する意匠性の高い塗装基材を得ることができると共に、凹凸模様と色柄模様との間のずれを著しく抑制することができ、更に、予め複数の色柄模様のデータを用意しておく必要がないため、ずれの抑制に要する手間を削減することができる。

本発明の一実施形態を示す概略図である。前記実施形態における基材を示す概略の断面図である。

本実施形態に係る塗装基材の製造方法は、基材１を準備すると共にこの基材１の表面１１に凹凸模様を形成する工程、表面１１の三次元形状を計測し、その結果から、表面１１の三次元画像データを生成する工程、前記三次元画像データの高さ座標の値と色との対応関係を設定する工程、前記三次元画像データを、前記対応関係に従って変換することで、色柄模様を示すデータを生成する工程、及び前記色柄模様を示すデータに従って表面１１にインクジェット塗装を施す工程を含む。

このため、本実施形態では、基材の実際の三次元形状に基づいて色柄模様を示すデータを正確に生成し、このデータに従って、インクジェット塗装により色柄模様を基材１に正確に付与することができる。このため、基材１の凹凸模様と色柄模様との間のずれを著しく抑制することができる。更に、色柄模様のデータを基材の形状に応じて生成するため、予め複数の色柄模様のデータを用意しておく必要がなくなる。

本実施形態では、前記対応関係を設定するにあたり、前記三次元画像データを構成する三次元座標点を、複数の集合に分類し、これらの集合の各々において、前記対応関係を独立して設定してもよい。この場合、互いに異なる規則で色分けされた複数の領域からなる複雑な色柄模様を、基材１に付与することができる。

本発明の実施形態を、図１及び図２を参照して、更に説明する。

本実施形態では、まず基材１を準備すると共にこの基材１の表面１１に凹凸模様を形成する。基材１の材質に、特に制限はない。基材１の一例は、セメント系の無機質板である。

凹凸模様は、例えばセメント系成形材料を成形してから養生硬化することで基材１を製造する過程で、形成される。この場合、例えばセメント系成形材料を板状に成形し、これに、養生硬化前にプレス成形、ロール成形等を施すことで、凹凸模様が形成される。また、基材１に対して切削加工等の機械的加工を施すことで凹凸模様を形成してもよい。

基材１には、必要に応じ、シーラー、受理層等を形成してもよい。尚、受理層は、インクジェット塗装時に塗布されるインクを保持する層である。受理層として、公知の構成の層が採用されうる。また基材１に下地塗装を施してもよい。

次に、基材１の表面１１の三次元形状を計測し、その結果から、基材１の表面１１の三次元画像データを生成する。

基材１の表面１１の三次元形状の計測と、三次元画像データの生成は、公知の方法でおこなわれる。例えば、白色二光束干渉方式の非接触三次元表面形状計測機を用いて、基材１の表面１１の三次元形状を計測すると共に三次元画像データを生成することができる。

三次元画像データは、例えば三次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）で表される複数の座標点の集合からなる。三次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は、例えば基材１の表面１１に沿った二次元平面座標（Ｘ，Ｙ）と、この表面１１と直交する方向の高さ座標（Ｚ）とからなる。

次に、三次元画像データを、高さ座標（Ｚ）の値と色との対応関係に従って変換することで、色柄模様を示すデータを生成する。この対応関係は、表面１１の三次元形状を計測する前に、予め設定しておくことが好ましい。対応関係の設定は、例えば高さ座標（Ｚ）がとりえる数値範囲を、複数の範囲に分割し、これらの複数の範囲を互いに異なる色と関連付けることで、おこなわれる。尚、色が異なるとは、例えば色相、明度及び彩度のうち、少なくとも一つの属性が異なることをいう。

この対応関係に従って、三次元画像データを変換すると、色柄模様を示すデータを生成することができる。この色柄模様を示すデータは、例えば二次元平面座標（Ｘ，Ｙ）で表される複数の座標点の集合と、各座標点に関連付けられた色の情報とからなる。

このように色柄模様のデータが生成されると、この色柄模様のデータにおける色は、計測された凹凸模様の高さに応じて変化する。このため、基材１に実際に形成されている凹凸模様と合致する色柄模様を示すデータが、正確に生成される。

対応関係の設定の仕方と、それにより生成される色柄模様を示すデータについての、より具体的な一例を説明する。本例では、対応関係を設定するにあたっては、高さ座標（Ｚ）がとりえる数値範囲を、高さが低い方から順番に、第一範囲Ｚ₁、第二範囲Ｚ₂、及び第三範囲Ｚ₃に分類する（図２参照）。第一範囲Ｚ₁が、例えば基材１の表面１１の凹部２１に相当し、第三範囲Ｚ₃が、例えば表面１１の凸部２３に相当し、第二範囲Ｚ₂が、例えば表面１１の凸部２３と凹部２１との間の領域２２に相当する。この第一範囲Ｚ₁、第二範囲Ｚ₂及び第三範囲Ｚ₃に、それぞれ異なる色を関連付ける。例えば第一範囲Ｚ₁、第二範囲Ｚ₂及び第三範囲Ｚ₃の順に、より明度の高い色を関連付ける。このような対応関係に従って色柄模様のデータを生成すると、表面１１の凸部２３、凹部２１、及び両者の間の領域２２に、それぞれ異なる色が付せられた色柄模様のデータが生成される。

勿論、対応関係の設定の仕方は上記に限られず、例えば高さ座標（Ｚ）がとりえる数値範囲を、二つの範囲に分類してもよいし、四つ以上の範囲に分類してもよい。

また、対応関係を設定するにあたり、三次元画像データを構成する三次元座標点を、複数の集合に分類し、これらの集合の各々において、対応関係を独立して設定してもよい。この場合、互いに異なる規則で色分けされた複数の領域からなる複雑な色柄模様のデータを生成することができる。三次元座標点の分類は、例えば三次元座標点の、基材１の表面１１に沿った二次元平面座標（Ｘ，Ｙ）に基づいてなされる。例えば、Ｘ座標が基材１の長手方向の座標である場合に、三次元座標点を、Ｘ座標の値が小さい方から順番に複数の集合に分類して、各集合で対応関係を独立して設定することができる。この場合、基材１の長手方向に沿って並ぶ複数の領域が、それぞれ異なる規則で色分けされた色柄模様のデータを生成することができる。また、三次元座標点を、Ｙ座標の値が小さい方から順番に複数の集合に分類して、各集合で対応関係を独立して設定してもよい。この場合、基材１の長手方向と直行する方向に並ぶ複数の領域が、それぞれ異なる規則で色分けされた色柄模様のデータを生成することができる。Ｘ座標による分類とＹ座標による分類を組み合わせてもよい。その場合、基材１の長手方向と、これに直行する方向とに並ぶ複数の領域が、それぞれ異なる規則で色分けされた色柄模様のデータを生成することができる。

次に、色柄模様を示すデータに従って、基材１の表面１１にインクジェット塗装を施す。インクジェット塗装では、微細なインクの液滴を基材１上に正確に付着させることができる。このため、色柄模様のデータに従った色柄模様を、位置精度よく形成することができる。

本実施形態における基材１の具体的な塗装方法について、更に説明する。図１に、本実施形態における塗装装置を示す。

この塗装装置は、コンベア１２、表面形状計測機１３、インクジェット塗装機１４及びコントローラ１５を備える。コンベア１２は、基材１を水平方向に連続的に搬送するように構成されている。このコンベア１２による基材１の搬送方向に沿って、表面形状計測機１３及びインクジェット塗装機１４が、順次設けられている。

表面形状計測機１３は、コンベア１２による搬送中の基材１の表面１１の三次元形状を計測し、その計測結果に基づいて三次元画像データを生成するように構成されている。更に、表面形状計測機１３は、三次元画像データをコントローラ１５へ伝送するように構成されている。表面形状計測機１３は、例えば、白色二光束干渉方式の非接触三次元表面形状計測機である。

コントローラ１５は、表面形状計測機１３から伝送された三次元画像データを、三次元画像データの高さ座標の値と色との対応関係に従って変換することで、色柄模様を示すデータを生成し、このデータに従ってインクジェット塗装機１４を制御するように構成されている。三次元画像データの高さ座標の値と色との対応関係は、基材１の塗装前に設定されて、予めコントローラ１５に記憶されている。

この塗装装置におけるコンベア１２に基材１が供給されると、コンベア１２が基材１を搬送しながら、まず表面形状計測機１３が基材１の表面１１の三次元形状を計測し、その結果から、基材１の表面１１の三次元画像データを生成する。この三次元画像データを、表面形状計測機１３はコントローラ１５へ伝送する。コントローラ１５は、この三次元画像データを、三次元画像データの高さ座標（Ｚ）の値と色との対応関係に従って変換することで、色柄模様を示すデータを生成する。更に、基材１がインクジェット塗装機１４に到達すると、コントローラ１５は、色柄模様を示すデータに従って、インクジェット塗装機１４を制御することで、基材１にインクジェット塗装を施す。これにより、基材１に、凹凸模様に合致する色柄模様が付与される。

このように基材１が塗装されることで、塗装基材が得られる。塗装基材には、更に必要に応じて、一又は複数の層を設けてもよい。例えば、塗装基材に有機クリア塗料を塗布成膜して表面保護用のクリア層を形成したり、ケイ素アルコキシド系塗料等の無機質塗料を塗布成膜して無機質塗料層を形成したり、光触媒を含有する無機質塗料を塗布成膜して無機質塗料層を形成したりしてもよい。

１基材
１１表面

Claims

基材を準備すると共にこの基材の表面に凹凸模様を形成する工程、
前記表面の三次元形状を計測し、その結果から、前記表面の三次元画像データを生成する工程、
前記三次元画像データの高さ座標の値と色との対応関係を設定する工程、
前記三次元画像データを、前記対応関係に従って変換することで、色柄模様を示すデータを生成する工程、及び
前記色柄模様を示すデータに従って前記表面にインクジェット塗装を施す工程を含むことを特徴とする塗装基材の製造方法。
前記対応関係を設定するにあたり、前記三次元画像データを構成する三次元座標点を、複数の集合に分類し、これらの集合の各々において、前記対応関係を独立して設定することを特徴とする請求項１に記載の塗装基材の製造方法。