JP2015105508A - 化粧建築板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、耐水性、耐候性を有する建築板にインクジェット印刷で意匠性の優れた画像を形成する方法を提供することを目的とする。【解決手段】上記目的を達成するため、本発明は、金属系基材及び窯業系基材から選択される基材と、該基材上に配置され、樹脂組成物を硬化させて得られ、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１で規定する算術平均粗さ（Ｒａ）が０．４〜３μｍであるインキ受理層を含む建築板に、インクジェット記録ヘッドより活性光線硬化型インキを噴射して該インキ受理層上に印刷して、該活性光線硬化型インキが該インキ受理層上に着弾してから２．２秒以上３０秒以下の間に活性光線を照射することを含む、化粧建築板の製造方法を提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、建材の技術分野において使用される金属系基材または窯業系基材にインクジェット記録装置を用いて、意匠性の高い画像を形成して化粧建築板を製造する方法に関する。

近年、インクジェット記録方式により、多種多様な柄模様が簡便、安価に基材に形成することが可能であるため、様々な分野で利用されている。
その中でも、活性光線硬化型インクジェット方式は、溶剤型インクジェット方式に比べて比較的低臭気であり、即乾性、インキ吸収性がない記録材料への画像形成が可能であるため、注目されている（例えば、特許文献１）。

また、上述のように、インクジェット記録方式は様々な分野で利用され、紙類以外に、サイディング材などの建材にも利用されている（例えば、特許文献２）
この特許文献２では、建築材に対する模様付けにおいて好適な品質を容易に確保できるインクジェット記録方法を提供することを目的とし、インクジェット記録ヘッドからの吐出されたインキ滴の初速度および記録材料の表面に着弾する一滴の体積が４５ピコリットルのインキ滴によって、ドットが形成されて模様付けすることが記載されている。

さらに、先述の特許文献１では、様々な記録材料に高精細な画像を安定に再現できる活性光線硬化型インキを用いた画像形成方法を開示し、具体的に、活性光線硬化型インキが、該記録材料上に着弾した後、０．００１秒以上、１．０秒以下の間に、特定の光源で照射することを含む記録材料上に印刷を行う画像形成方法を開示している。

一方、従来から、インクジェット記録方式で使用するインキとして水性インキも使用されている。この場合のインクジェット記録材料のインキ受容層は多孔質な構造を有し、インキが記録材料のインキ受容層に着弾すると、毛細管現象により、インキが即座（０．５秒以内）に濡れ広がり、インキドット径は０．５秒以内に安定する。

特許第４５３９１０４号公報 特開２０１２−８７５０４号公報

一般に水系または溶剤系インキを用いてインクジェット印刷を行っている場合が大半であるが、活性光線硬化型インキは、溶剤や水などの揮発成分をほとんど含まないため、溶媒の揮発速度や浸透速度などの影響による不均一な発色や、インキの濡れ広がりの影響による印刷品質の低下などが生じにくく、高品質な印刷を安定して行えるという利点を有する。

しかしながら、活性光線硬化型インキが記録材料に着弾した直後に活性光線を照射して硬化させた場合に、例えば、特許文献１のようにインキが記録材料表面着弾後１秒以内に硬化させた場合、インキが濡れ広がりの途中であり、色合いが安定しないという問題が生じていた。加えて、インクジェット記録装置のインクジェットヘッドは色ごとに並列に配置され、色によって着弾してから活性光線の照射までの時間が若干であるが異なるため、活性照射までの時間がわずかであると色により濡れ広がり方に違いが出てしまい、画像の意匠性に問題が生じる。安定的にインキ滴が濡れ広がるために一定の時間が必要なのは、活性光線硬化型インキ中に溶剤や水などの揮発成分をほとんど含まないことも要因の一つとなっている。

また、記録材料表面が平坦であると、活性光線の照射までの時間を調節してもインキが十分に濡れ広がらない。そのため、適度な凹凸を設ける必要がある。
加えて、屋外で使用することを目的とする建材などでは、従来の水性インキを用いたインクジェット記録方式で画像を形成した場合、その記録材料表面は浸透性である必要があり、雨などの影響により形成された画像の耐久性に問題が生じることがあった。耐久性を確保するために防水用の塗料でコーティングした場合でも、このコーティングが破損したときに、破損部分から水分が浸透し、根本的な改善は難しい。

そこで、本発明者らは鋭意検討した結果、金属系基材または窯業系基材に塗料でインキ受理層を形成した建築板において、特定の凹凸を設け、そして、活性光線硬化型インキがインキ受理層表面に着弾して、特定の時間内に活性光線を照射することで、意匠性の高い画像を形成することを見出した。

具体的に、本発明は、金属系基材及び窯業系基材から選択される基材と、該基材上に配置され、樹脂組成物を硬化させて得られ、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１で規定する算術平均粗さ（Ｒａ）が０．４〜３μｍであるインキ受理層を含む建築板に、インクジェット記録ヘッドより活性光線硬化型インキを噴射して該インキ受理層上に印刷して、該活性光線硬化型インキが該インキ受理層上に着弾してから２．２秒以上３０秒以下の間に活性光線を照射することを含む、化粧建築板の製造方法である。

本発明の化粧建築板の製造方法によって、インクジェット記録方式で、耐候性、耐水性が要求される建築板などに、意匠性の高い柄模様を付すことができる。

図１は、固形粒子を塗料に添加して算術平均粗さＲａは０．４〜３μｍの範囲に調整した化粧建築板の概略断面図である。 図２は、本発明の実施に使用するライン型インクジェット記録装置の一例を表す。 実施例の実験１の結果を示す図である。

本発明の化粧建築板の製造方法は、上述のとおり、金属系基材及び窯業系基材から選択される基材の上に、樹脂組成物を硬化させて得られるインキ受理層を形成した建築板に、インクジェット記録ヘッドより活性光線硬化型インキを噴射して該インキ受理層上に印刷を行うことを含む。

本発明では、金属系サイディング、装飾用内装材、装飾用外装材、装飾用床材、エレベーター扉材等の建築板に用いる金属系基材に画像を形成するために使用することが好ましい。金属系基材の例には、溶融Ｚｎ−５５％Ａｌ合金めっき鋼板などのめっき鋼板、普通鋼板やステンレス鋼板などの鋼板、アルミニウム板および銅板が含まれる。これらの金属板には、エンボス加工や絞り成型加工などを行って、タイル調、レンガ調、木目調などの凹凸加工を施してもよい。さらに、断熱性や防音性を高める目的で、樹脂発泡体や石膏ボードなどの無機素材を芯材としたアルミラミネートクラフト紙などで金属系基材の裏面を被覆してもよい。

窯業系基材の例には、素焼陶板、施釉および焼成した陶板、セメント板、セメント質原料や繊維質原料などを用いて板状に成形したものが含まれる。具体的には、木繊維や木片を補強材とした「木繊維補強セメント板系」パルプや合成繊維を補強材とした「繊維補強セメント板系」および「繊維補強セメント・ケイ酸カルシウム板系」が存在する。
また、これらの窯業系基材にも、凹凸加工を施して、基材の表面をタイル調、レンガ調、木目調などにしてもよい。

本発明で使用するインキ受理層は、樹脂組成物を硬化させて形成される塗膜である。ここでは、上記基材に塗膜を形成できる塗料として一般的に使用されている高分子化合物の樹脂を使用することができる。例えば、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、フェノール樹脂等の高分子化合物が挙げられる。中でも本発明に用いられる高分子化合物としては、高耐候性で、インキとの密着性に優れることからポリエステル樹脂、アクリル樹脂が好ましい。
なお、従来の水性インキのインキ受理層として使用されてきた多孔質なインキ受理層を形成するような塗料は使用しないことが好ましい。このような多孔質なインキ受理層は耐水性、耐候性に問題がある場合があり、建材等の使用に適さない場合がある。

上記の高分子化合物の樹脂において、その性状や物性を調整するために、硬化剤を使用することができる。ポリエステル樹脂を使用する場合は、メラミン系硬化剤（メラミン樹脂硬化剤）を用いることが望ましい。例えば、メチル化メラミン(メチロールメラミンメチルエーテル)、ｎ−ブチル化メラミン(メチロールメラミンブチルエーテル)、およびメチルとｎ−ブチルとの混合エーテル化メラミン等が挙げられる。このように硬化剤を用いて架橋密度を高めたインキ受理層は、活性光線硬化型インキが浸透しないことから耐水性、および耐候性に優れるため特に好ましい。インキ受理層が活性光線硬化型インキに対して非浸透性であることは、インキ受理層およびインキ層の断面を１００〜２００倍の倍率で顕微鏡観察することにより、確認することができる。インキ受理層が非浸透性の場合は、インキ受理層とインキ層との界面を明確に識別することができるが、浸透性の場合は、界面が不明確となり識別することが困難である。

上記高分子化合物として、ポリエステル樹脂を使用する場合、その分子量はＧＰＣで測定した場合の数平均分子量が２，０００〜８，０００であることが好ましい。分子量が２，０００より小さくなると加工性が低下して塗膜ワレが発生しやすくなる場合がある。また、分子量が８，０００より大きくなると架橋密度の低下により耐候性が低下する場合がある。加工性と耐候性のバランスから数平均分子量は３，０００〜６，０００が特に好ましい。
また、上記高分子化合物として、アクリル樹脂エマルションを使用する場合、その分子量はＧＰＣで測定した場合の数平均分子量が２０万〜２００万であることが好ましい。

本発明のインキ受理層は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１で規定する算術平均粗さＲａが０．４〜３μｍである。０．４μｍ未満ではインクジェットインキの濡れ広がりが不十分なため、着弾後、２．２秒未満の紫外線等の活性光線照射でもドット径が安定するが、インキドットとインキドットの間に隙間が発生することから、インキ塗布量に対する色の発色性が不十分になるという問題がある。また、３μｍを越えるとインクジェットインキがインキ受理層表面の塗膜の凹凸溝中に埋没して色が薄くなってしまうので好ましくない。濡れ広がり性とインキ塗布量に対する発色性を十分に確保するための該算術平均粗さＲａは０．５〜２μｍが特に好ましい。

本発明のインキ受理層のＲａを上記の範囲に調整する方法は、特に、限定されないが、例えば、樹脂組成物である塗料に平均粒子径が４〜８０μｍ、好ましくは１０〜６０μｍの無機もしくは有機の固形粒子を添加する方法がある。
上記無機粒子としては、シリカ、硫酸バリウム、タルク、炭酸カルシウム、マイカ、ガラスビーズ、ガラスフレークが挙げられる。また、有機粒子として、アクリル樹脂ビーズ、ポリアクリロ二トリル樹脂ビーズが挙げられる。これらの樹脂ビーズは、公知の方法を用いて製造したものでもよいし、市販品を利用してもよい。市販のアクリル樹脂ビーズの例には、東洋紡株式会社の「タフチック ＡＲ６５０Ｓ（平均粒径１８μｍ）」、「タフチック ＡＲ６５０Ｍ（平均粒径３０μｍ）」、「タフチック ＡＲ６５０ＭＸ（平均粒径４０μｍ）」、「タフチック ＡＲ６５０ＭＺ（平均粒径６０μｍ）」、「タフチック ＡＲ６５０ＭＬ（平均粒径８０μｍ）」、「タフチック ＡＲ６５０Ｌ（平均粒径１００μｍ）」および「タフチック ＡＲ６５０ＬＬ（平均粒径１５０μｍ）」が含まれる。また、市販のポリアクリロニトリルビーズの例には、東洋紡株式会社の「タフチック Ａ−２０（平均粒径２４μｍ）」、「タフチック ＹＫ−３０（平均粒径３３μｍ）」、「タフチック ＹＫ−５０（平均粒径５０μｍ）」および「タフチック ＹＫ−８０（平均粒径８０μｍ）」が含まれる。

このときの、有機、無機粒子は、通常、塗膜質量の２〜４０質量％、好ましくは、１０〜３０質量％である。
上記固形粒子や着色顔料の平均粒径は、コールターカウンター法により求められる。

また、前記インキ受理層を形成するための塗料に、前記の凹凸に影響を与えない程度の着色顔料を添加することができる。このときの着色顔料の平均粒子径は、通常０．２〜２．０μｍである。このような着色顔料としては、カーボンブラック、酸化チタン、酸化鉄、黄色酸化鉄、フタロシアニンブルー、コバルトブルーが挙げられる。
さらに、着色顔料を加える場合、通常、塗膜質量の４０〜６０質量％となるように塗料に添加する。

なお、算術平均粗さ（Ｒａ）とは、粗さ曲線をｙ＝ｆ（ｘ）で表したとき、粗さ曲線からその平均線の方向に測定長さＬの部分を抜き取り、この抜き取り部分の平均線をＸ軸、縦倍率の方向をＹ軸とし、下記式Ｉから求められる値をマイクロメーター（μｍ）で表したものをいう。

ｆ（ｘ）は、触針式表面粗度計、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）、走査トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）など様々な方法により測定することができる。本願明細書において記載する算術平均粗さの数値は、以下の実施例でも示すとおり、触針式表面粗度計により求めた数値である。

本発明のインキ受理層塗膜の実施態様を図１を参照しながら説明する。
図１は、固形粒子を塗料に添加して算術平均粗さＲａは０．４〜３μｍの範囲に調整したインキ受理層の概略断面図である。
本発明の化粧建築板は、基材１、任意のプライマー層２、インキ受理層３、インキ層４、固形粒子５、任意の着色顔料６を含む。

基材１としては、上述のとおり、めっき鋼板、ステンレス鋼版、冷延鋼板、アルミニウム板等の金属系基材、もしくは窯業系サイディング材等の窯業系基材が挙げられる。
金属系基材１として、金属板を使用するときは、クロメート処理などの公知の化成処理を金属板表面に施してもよい。

基材１の上に、任意にプライマー層２を設けることができる。当該プライマー層を構成する樹脂としては、塗膜を形成する樹脂と同じ高分子化合物を使用することができ、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、フェノール樹脂等の高分子化合物が挙げられる。
また、プライマー層２の厚さは、一般に２〜１０μｍ、好ましくは、３〜７μｍである。プライマー層２は基材１とインキ受理層３の密着性を向上させる目的と防錆顔料を添加して基材１の防錆性を向上させるために設けている。従って、基材１とインキ受理層３の密着性が十分であり、かつ基材１が金属系基材でない場合はプライマー層２を設けなくても良い。

インキ受理層３は、固形粒子４および着色顔料５とともにインキ受理層表面を形成し、インキを受容する。インキ受理層３を形成する樹脂は上述のとおりである。

インキ受理層の膜厚は、特に限定されないが、通常３〜３０μｍの範囲内である。塗膜が薄すぎる場合、塗膜の耐久性および隠蔽性が不十分となるおそれがある。一方、塗膜が厚すぎる場合、製造コストが増大するとともに、焼付け時にワキが発生しやすくなるおそれがある。

本発明の活性光線硬化型インキは、当該技術分野で一般的に使用しているインキを使用し、これには、ラジカル重合型インキとカチオン重合型インキが存在し、いずれも使用することができる。
活性光線硬化型インキは、通常、モノマーもしくはオリゴマー、光重合開始剤、色材、分散剤、界面活性剤、その他の添加剤を含む。本発明では、当該技術分野で一般的に使用されている材料を用いる。カチオン重合型インキはラジカル重合型インキと比較して体積収縮率が少なく、架橋密度を高めた非浸透性のインキ受理層に対しても高い密着性が得られることから特に好ましい。

本発明の活性光線硬化型インキは、インキがインキ受理層表面に着弾後、２．２秒以上３０秒以下の間に活性光線を照射して硬化させる。２．２秒未満に活性光線に照射され硬化させると、インキドットの濡れ広がる速度が速い段階にあるためドット径が不安定で画質が安定しない。また、３０秒を超えて活性光線を照射した場合、ラジカル重合型インキでは酸素重合阻害により、十分な硬度を有するインキ皮膜を形成することが困難となる。また、カチオン重合型インキでは空気中の水分がインキ皮膜中に浸透することにより重合が阻害され、同様に十分な硬度を有するインキ皮膜を形成することが困難になる。カチオン重合による活性光線の硬化度はインキ中の水分含有量が多いほど低下し、湿度によって大きく影響されるのでインキ着弾後、１５秒以内に活性光線を照射することが好ましい。また、インキ受理層に吸着している水分を除去するために、インキ受理層をインクジェット印刷前に４０〜１００℃に加温してもよい。

本発明の化粧建築板の製造方法について、以下に説明する。
本発明の化粧建築板の製造方法では、図２に示すようなライン型のインクジェット記録装置を使用する。係るライン型インクジェット記録装置は特開２０１２−８７５０４号公報等に詳細に説明されている。
図２に示すライン型インクジェット記録装置Ｍは、搬送部１０、キャリッジ２０、記録部３０、活性光線照射部４０、制御部５０を備える。

建築板７０のインキ受理面７１は、搬送部１０の搬送面１１に接する面と反対側の面である。ここに、記録部から発せられる活性光線硬化型インキで着色され、所望の画像をインキ受理層の上に形成することができる。

搬送部１０は、コンベア等によって構成される。搬送部１０は搬送面１１に載せた建築板７０を搬送する。搬送方向は、図２の矢印に示したとおりで、図２に従うと搬送部１０の左側端部より、キャリッジ２０、活性光線照射部４０を通過させ、右側端部へと搬送する。その際の、搬送部１０が建築板７０を搬送する速度は、インキ受理面７１にインキが着弾してから２．２〜３０秒で活性光線照射部４０を追加するような速度で調整される。

キャリッジ２０は、記録部３０を備える。記録部３０は、キャリッジ２０に取り付け固定される。記録部３０は、例えば記録ヘッドユニット３１，３２，３３，３４を含む。記録ヘッドユニット３１は、ブラックインキを吐出する複数の記録ヘッドによって構成されている。記録ヘッドユニット３２は、シアンインキを吐出する複数の記録ヘッドによって構成されている。記録ヘッドユニット３３は、マゼンタインキを吐出する複数の記録ヘッドによって構成されている。記録ヘッドユニット３４は、イエローインキを吐出する複数の記録ヘッドによって構成されている。つまり、記録部３０は、複数の記録ヘッドによって構成されている。記録ヘッドユニット３１を構成する複数の記録ヘッドは、搬送方向に直交する方向に複数列に整列された状態で、且つ隣接する列同士の記録ヘッドの配置が千鳥状となるように配置されている。記録ヘッドユニット３２，３３，３４のそれぞれにおける複数の記録ヘッドについても、記録ヘッドユニット３１と同様に配置されている。なお、各色の記録ヘッドユニット３１，３２，３３，３４を構成する記録ヘッドには、複数のノズルが形成されている。各色のインキは、詳細には、このノズルから吐出される。なお、このような、４色のインキを使用することでフルカラーの画像の形成が可能である。

キャリッジ２０に固定された状態において記録部３０は、搬送面１１から鉛直方向に離間した位置であって、順次、搬送部１０によって搬送される建築板７０それぞれが記録部３０を通過する状態において、搬送面１１を基準としたインキ受理面７１の高さのばらつきを許容できる位置に設置される。具体的に、記録部３０は、搬送面１１と対向する記録部３０の面、詳細には、記録ヘッドユニット３１、３２、３３、３４のそれぞれを構成する複数の記録ヘッドにおけるインキ吐出面３５と、建築板７０のインキ受理面７１との間の距離Ｄが、２ｍｍ以上、具体的には５ｍｍ〜１０ｍｍ程度に離間した状態となる位置に設置される。記録部３０がキャリッジ２０に取り付けられた状態において、搬送面１１に対向するキャリッジ２０の面及びインキ吐出面３５は、同一の平面内に含まれるように、同一の高さに設定される。

なお、各色の記録ヘッドユニット３１、３２、３３、３４を構成する記録ヘッドから吐出されたインキ滴は、インキ吐出面３５とインキ受理面７１との距離Ｄの空間を、インキ受理面７１に向けて鉛直方向に飛翔する。インキ滴の初速は、一般に、３ｍ／ｓｅｃ〜９ｍ／ｓｅｃ、好ましくは４ｍ／ｓｅｃ〜７ｍ／ｓｅｃに設定される。インキ滴の初速とは、記録ヘッドからの吐出時におけるインキ滴の速度である。例えば、記録ヘッドから吐出されたインキ滴がインキ吐出面３５から鉛直方向に１ｍｍの距離と、この１ｍｍの距離を進むのに要する時間とで算出（所定の距離／時間）される。
インキ滴の初速が３ｍ／ｓｅｃ未満では液滴の速度が遅すぎるため、インキ滴の着弾精度が大幅に低下する場合がある。また、９ｍ／ｓｅｃを超える場合は、着弾精度は良いものの、サテライトが多量に発生して画質が低下するという問題が生じる場合がある。なお、サテライトとはインキ主液滴に付属して発生する小液滴を指す。

インキ吐出面３５のノズルからインキ受理面７１に吐出される一滴のインキ滴の体積は、特に限定されないが、一般には６０ｐｌ（ピコリットル）未満、好ましくは、１０ｐｌ以上４５ｐｌ未満に設定する。６０ｐｌ以上であるとドット径が大きくなりすぎて粒状感が目立ち、形成される画像の意匠性に問題がある場合があった。また、１０ｐｌ未満ではインキ液滴の着弾精度を確保するためにインキ吐出面とインキ受理層との間の距離を２ｍｍ未満にする必要があるため、基材１の平坦度から技術的に印刷が困難な場合がある。

活性光線照射部４０は、記録部３０に対して搬送方向下流側の所定の位置に設置されている。ここで、本発明における「活性光線」とは、電子線、紫外線、α線、γ線、エックス線等が挙げられる。本発明において、安全性やハンドリング性を考慮すると電子線、紫外線を用いることが好ましく、紫外線を用いることが最も好ましい。
活性光線照射部４０は、搬送部１０の搬送面１１に向けて設置された活性光線を照射するランプを備え、搬送面１１の方向に活性光線を照射する。

活性光線の照射は、例えば、記録部３０に対して搬送方向下流側で且つ紫外線照射部４０に対して搬送方向上流側の所定の位置に設置された検知センサ（図示せず）で、建築板７０が検知されたことを条件として開始される。このとき、活性光線照射部４０の位置は、インキ受理面７１にインキが着弾してから２．２秒以上３０秒以下に活性光線照射部４０の下を通過する位置であり、搬送部１０のベルトの移動速度を制御することも考慮して定める。活性光線の照射は、活性光線照射部４０に対して搬送方向下流側の所定の位置に設置された検知センサ（図示せず）で、建築板７０が照射部４０を通過したことが検知されたことを条件として停止される。紫外線の照射の開始後、所定の時間経過したとき、紫外線の照射を停止するようにしてもよい。

なお、活性光線照射部４０は、ライン型インクジェット記録装置Ｍの構造上、記録部３０から近くに設置できない場合もある。例えば、既存のライン型インクジェット記録装置が活性光線照射部を備えていない場合は別途設置する必要がある。また、一般に本発明で使用する建築板は１辺が数メートル〜十数メートルの板であり、安全性等の面から搬送ベルトの移動速度を上げすぎるのは好ましくない等を考慮すると、記録ヘッドからインキが吐出されて、インキ受理面に着弾後３秒以上、好ましくは４秒以上、さらに好ましくは５秒以上経過した後に、活性光線を照射することが製造上望ましい。
ただし、搬送ベルトの移動速度が遅すぎる場合は、生産効率が悪くなるため、活性光線照射部が記録部から離れて設置されていても、記録ヘッドからインキが吐出されて、インキ受理面に着弾後２５秒以内、好ましくは２０秒以内、さらに好ましくは１５秒以内で、活性光線を照射できるように移動速度を調整することが望ましい。

制御部５０は、インクジェット記録装置Ｍで形成される画像の記録による模様付けを含む各種処理を制御する。制御部５０は、電子部品が搭載された回路基板及び電気配線等を含む。制御部５０に含まれる少なくとも一部の構成は、図２に示すように記録部３０の上部に設置されている。

インクジェット記録装置Ｍは、この他、各色（ブラック、シアン、マゼンダ、イエロー）のインキを貯留するタンク（図示せず）を備え、インキ供給配管６０を通じて、各記録ヘッドユニット（３１〜３４）の複数の記録ヘッドに供給される。例えば、ブラックインキを貯留するタンクからインキ供給配管６０を介し記録ヘッドユニット３１の複数の記録ヘッドに供給される。他の色についても同様に行われる。

インクジェット記録装置Ｍは、ネットワークインターフェース等の所定のインターフェース（図示せず）を備える。インクジェット記録装置Ｍは、インターフェースを介して、パーソナルコンピュータ等の外部装置と通信可能に接続されている。外部装置は、インクジェット記録装置Ｍに対し、インキ受理面７１への画像の記録指令及び記録する画像を示すデータ等を入力する。記録指令が入力されたインクジェット記録装置Ｍでは、所定の処理が実行され、上記のインキがインキ吐出面３５から吐出され、所望の画像がインキ受理面７１に形成され、本発明の化粧建築板の製造方法が実行される。

本発明の化粧建築板の製造方法では、まず、搬送部１０の搬送面１１に置かれた建築板７０の搬送が開始される。次に、記録部３０において、ブラックインキによるブラックドットと、シアンインキによるシアンドットと、マゼンタインキによるマゼンタドットと、イエローインキによるイエロードットとが、インキ受理面７１に記録される。各色のインキは、対応する色の記録ヘッドユニット３１、３２、３３、３４の記録ヘッドから吐出される。この時のインキ滴の体積は上記のように、６０ｐｌ（ピコリットル）未満、好ましくは、１０ｐｌ以上４５ｐｌ未満に設定する。
その後、さらに搬送部１０によって建築板７０が搬送され、所定の時間経過後、活性光線照射部４０の下を通過し、インキ受理面７１に活性光線が照射される。その結果、インキ受理面７１に着弾したインキは活性光線硬化型インキであるため、活性光線照射により硬化する。
この様にして、建築板７０のインキ受理面７１に所望の画像が形成され、化粧建築板が製造される。

１．建築板の製造
・本発明例１−１〜１−５、比較例１−１、１−２
板厚０．２７ｍｍ、Ａ４サイズの片面当りめっき付着量９０ｇ／ｍ^２の溶融Ｚｎ−５５％Ａｌ合金めっき鋼板を基材として使用した。このめっき鋼板をアルカリ脱脂した後、塗布型クロメート（ＮＲＣ３００ＮＳ：日本ペイント株式会社製 Ｃｒとして５０ｍｇ／ｍ^２の付着量）、プライマー層として市販のエポキシ樹脂系プライマー塗料（日本ファインコーティングス株式会社製７００Ｐ）を乾燥膜厚が５μｍとなるようにロールコーターで塗装した後、最高到達板温２１５℃となるように焼き付けた。

インキ受理層を形成するための樹脂組成物である塗料の内容は以下の通りである。樹脂としては数平均分子量５，０００、ガラス転移温度３０℃、水酸基価２８ｍｇＫＯＨ／ｇの高分子ポリエステル樹脂(ＤＩＣ製)を用いた。架橋剤であるメラミン樹脂としては、メトキシ基９０モル％のメチル化メラミン樹脂（三井サイテック製サイメル３０３）を用いた。ポリエステル樹脂とメラミン樹脂の配合比は７０／３０であり、着色顔料としては平均粒径０．２８μｍの酸化チタン（テイカ製 ＪＲ−６０３）、平均粒径１０μｍのマイカ（株式会社ヤマグチマイカ製 ＳＪ−０１０）、平均粒径５. ５μｍの疎水性シリカ（富士シリシア株式会社製 サイシリア４５６）、平均粒径１２μｍの疎水性シリカ（富士シリシア化学株式会社製 サイリシア４７６）を添加した。詳細な添加量は表１に示した。触媒はドデシルベンゼンスルフォン酸を、樹脂固形分に対して１質量％加えた。またアミンとしてジメチルアミノエタノールをドデシルベンゼンスルフォン酸の酸当量に対してアミン当量として１．２５倍の量を加えた。塗料の乾燥膜厚が１８μｍとなるようにロールコーターで塗装した後、最高到達板温２２５℃となるように焼き付けた。

なお、上記マイカ、疎水性シリカ及び酸化チタンの平均粒径はコールターカウンター法により求めた。
具体的には以下のように測定した。測定装置として、コールターカウンター(米国コールターエレクトロニクス社製)ＴＡ−ＩＩ型を用いた。試料約０．５ｇを２００ｍｌのビーカーに取り、純水約１５０ｍｌを加え、超音波(ULTRASONIC CLEANER B-220)で６０〜９０秒分散させた。付属の電解液(ＩＳＯＴＯＮ ＩＩ：０．７％高純度ＮａＣｌ水溶液)１５０ｍｌに上記分散液をスポイトで数滴加え入れ、上記装置を用いて粒度分布を求めた。
但し、上記ＪＲ−６０３（酸化チタン）及びサイシリア４５６（疎水性シリカ）は３０μｍのアパッチャーチューブを使用した。また、ＳＪ−０１０（マイカ）およびサイシリア４７６（疎水性シリカ）は５０μｍのアパッチャーチューブを使用した。平均粒径は累積粒度分布図の５０％径を読み取り求めた。

・本発明例２−１〜２−５、比較例２−１、２−２
上記と同じめっき鋼板を用い、プライマー層を形成させるまでは同じ処理を行った。
インキ受理層用塗料として、アクリルエマルション系ベース塗料（関西ペイント製 ＩＭコート４１００）。これに、表１に示す量で、着色顔料および固形粒子を配合した。この塗料組成物をプライマー層の上に乾燥膜厚が２０μｍとなるようにエアースプレー塗装し、１３０℃、５分で焼き付けることによりインキ受理するための塗膜を有する建築板を調製した。

・本発明例３−１〜３−５、比較例３−１、３−２
外装用としてＪＩＳ Ａ ５４２２に準拠して生産された組成的には木繊維や木片を補強材とした繊維補強セメント板系窯業サイディングの表面に上記と同様のアクリルエマルション系ベース塗料を塗装して、同一の条件で焼き付けることによりインキ受理層を有する建築板を作製した。

２．建築板の塗膜表面の算術平均粗さ（Ｒａ）の測定
ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１に準拠した触針式表面粗度測定方法により、アルバックファイ社製 触針式表面粗度計 Ｄｅｋｔａｋ１５０（垂直方向分解能:０．１ｎｍ／６．５μｍ、１ｎｍ／６５．５μｍ、８ｎｍ／５２４μｍ)を用い、下記の条件で建築板のインキ受理層表面の算術平均粗さ（Ｒａ）を測定した。
（ｉ）触針圧 ：３ｍｇ
（ｉｉ）走査距離 ：１ｍｍ
（ｉｉｉ）走査時間 ：６０ｓｅｃ
（ｉｖ）触針半径 ：２．５μｍ
各発明品例、比較例の測定結果を表１に示した。

３．活性光線硬化型インキによる画像形成
インキ液滴の体積を４２ｐｌおよび１４ｐｌとし、インクジェット印刷機（株式会社トライテック製、パターニングジェット）で上記の発明品例、インクジェット印刷を行った。この時の印刷条件は以下のとおりである。

インクジェット印刷条件１
（ａ）ノズル径 ：３５μｍ
（ｂ）印加電圧 ：１１．５Ｖ
（ｃ）パルス幅 ：１０．０μｓ
（ｄ）駆動周波数 ：３，４８３Ｈｚ
（ｅ）解像度 ：３６０ｄｐｉ
（ｆ）インキ液滴の体積 ：４２ｐｌ
（ｇ）ヘッド加熱温度 ：４５℃
（ｈ）インキ塗布量 ：８．４ｇ／ｍ^２
（ｉ）ヘッドと記録面の距離 ：５．０ｍｍ
（ｊ）インキ滴の初速 ：５．９ｍ／ｓｅｃ

インクジェット印刷条件２
（ａ）ノズル径 ：３５μｍ
（ｂ）印加電圧 ：１１．５Ｖ
（ｃ）パルス幅 ：５．２μｓ
（ｄ）駆動周波数 ：７,８４６Ｈｚ
（ｅ）解像度 ：７２０ｄｐｉ
（ｆ）インキ液滴の体積 ：１４ｐｌ
（ｇ）ヘッド加熱温度 ：４５℃
（ｈ）インキ塗布量 ：１１．２ｇ／ｍ^２
（ｉ）ヘッドと記録面の距離 ：２．５ｍｍ
（ｊ）インキ滴の初速 ：６．０ｍ／ｓｅｃ

インクジェット印刷条件３
（ａ）ノズル径 ：３５μｍ
（ｂ）印加電圧 ：１３．２Ｖ
（ｃ）パルス幅 ：１０．０μｓ
（ｄ）駆動周波数 ：３，４８３Ｈｚ
（ｅ）解像度 ：３６０ｄｐｉ
（ｆ）インキ液滴の体積 ：４２ｐｌ
（ｇ）ヘッド加熱温度 ：４５℃
（ｈ）インキ塗布量 ：８．４ｇ／ｍ^２
（ｉ）ヘッドと記録面の距離 ：５．０ｍｍ
（ｊ）インキ滴の初速 ：８．１ｍ／sｅｃ

インクジェット印刷条件４
（ａ）ノズル径 ：３５μｍ
（ｂ）印加電圧 ：９．９Ｖ
（ｃ）パルス幅 ：１０．０μｓ
（ｄ）駆動周波数 ：３，４８３Ｈｚ
（ｅ）解像度 ：３６０ｄｐｉ
（ｆ）インキ液滴の体積 ：４２ｐｌ
（ｇ）ヘッド加熱温度 ：４５℃
（ｈ）インキ塗布量 ：８．４ｇ／ｍ^２
（ｉ）ヘッドと記録面の距離 ：５．０ｍｍ
（ｊ）インキ滴の初速 ：３．９ｍ／sｅｃ

本実施例では、活性光線として紫外線を用いた。インクジェット印刷後の以下の条件でインキの紫外線硬化を行った。
（１）ランプの種類：高圧水銀ランプ（フュージョンＵＶシステムズ・ジャパン株式会社製 Ｈバルブ）
（２）ランプの出力：２００Ｗ／ｃｍ
（３）積算光量：６００ｍＪ／ｃｍ^２（オーク製作所製紫外線光量計ＵＶ−３５１−２５を使用して測定）

本実施例では、活性光線硬化型インキとしてラジカル重合型紫外線硬化性インキおよびカチオン重合型紫外線硬化性インキを用いた。各インキの具体的な組成は以下のとおりである。

ラジカル重合型紫外線硬化性インキ
・マゼンダインキ
顔料分散液^１）(顔料分：２０質量％） ２０質量部
反応性オリゴマー^２） ２５質量部
反応性オリゴマー^３） ４７質量部
光重合開始剤^４） ５質量部
光重合開始剤^５） ３質量部

１）顔料：１６０ＥＤ、酸化鉄、戸田工業(株)製、分散媒：ＳＲ９００３、ＰＯ変性ネオペンチルグリコールジアクリレート サートマージャパン(株)製
２）ＣＮ９８５Ｂ８８、２官能脂肪族ウレタンアクリレート８８質量％、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート１２質量％の混合物 サートマージャパン(株)製
３）１，６−ヘキサンジオールジアクリレート
４）イルガキュア１８４、ヒドロキシケトン類 チバ・ジャパン(株)製
５）イルガキュア８１９、アシルフォスフィンオキサイド類 チバ・ジャパン(株)製

・イエローインキ
顔料分散液(顔料分：２０質量％）を変更し、これを２０質量部使用したこと以外は、上記のマゼンタインキと同じ組成で使用した。
顔料分散液の組成は以下のとおりである。
顔料：ＴＳＹ−１、黄色酸化鉄、戸田工業(株)製、分散媒：ＳＲ９００３、ＰＯ変性ネオペンチルグリコールジアクリレート サートマージャパン(株)製

・シアンインキ
顔料分散液（顔料分：４０質量％）の組成を以下に示すとおり変更し、添加量を２５質量部とした。また、反応性オリゴマー^３）の添加量を４２質量部にした以外はマゼンタと同じ組成で使用した。
顔料分散液の組成は以下のとおりである。
顔料：ダイピロキサイドブルー ９４１０、コバルトブルー 大日精化工業(株)製、分散媒：ＳＲ９００３、ＰＯ変性ネオペンチルグリコールジアクリレート サートマージャパン(株)製)

・ブラックインキ
顔料分散液(顔料分：２０質量％）の組成を以下に示すとおりに変更し、添加量を１０質量部とした。また、反応性オリゴマー^３）の添加量を５７質量部にした以外はマゼンタと同じ組成で使用した。顔料分散液を下記に変更し、反応性オリゴマーの添加量を５７重量部にした以外はマゼンタと同じ組成のインキを使用した。
顔料分散液の組成は以下のとおりである。
顔料：ＮＩＰｅｘ ３５、カーボン デグサジャパン(株)製、分散媒：ＳＲ９００３、ＰＯ変性ネオペンチルグリコールジアクリレート サートマージャパン(株)製

カチオン重合型紫外線硬化性インキ
高分子分散剤（味の素ファインテクノ社製 ＰＢ８２１） ９質量部とオキセタン化合物（東亜合成社製 ＯＸＴ２１１） ７１質量部に下記に示す４種類の顔料をそれぞれ２０質量部加えて、直径１ｍｍのジルコニアビーズ２００ｇと共にガラス瓶に入れて密栓し、ペイントシェーカーにて４時間分散処理した後、ジルコニアビーズを除去して、４色の顔料分散体を調整した。
ブラック：Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌａｃｋ ７
ブルー：Ｃｙａｎｉｎｅ Ｂｌｕｅ ４０４４ (山陽色素社製)
イエロー：Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １３８
マゼンタ：Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １２２
上記分散体１４質量部それぞれに、以下の光重合性化合物、塩基性化合物、界面活性剤、相溶化剤、光酸発生剤を混合して、カチオン重合型紫外線硬化性インクジェットインキを作製した。

（実験１）
上記のインクジェット印刷条件１の下、カチオン重合型紫外線硬化性インキ（マゼンダ）を使用して、記録材料の記録面に印刷を行った。インキ滴が記録面に着弾後、０．５秒０．８秒、１．０秒、１．６秒、２．０秒、２．２秒、２．７秒、３．５秒、４．６秒、６．８秒、１０．５秒および３０．０秒のインキ滴のドット径（μｍ）を測定した。
ドット径はオリンパス株式会社製走査型共焦点レーザ顕微鏡 ＬＥＸＴ ＯＬＳ３０００を用いて測定した。ドットの広がりが楕円に近い場合は、長径と短径の平均値をドット径とした。

結果を、図３に示す。
図３から、本発明例１−１〜１−５、比較例１−２で、インキ滴のドット径は１秒以内で急速に広がり、その後ほぼ横ばいに推移している。これに対して、比較例１−１（Ｒａ値：０．３６１μｍ）は１．５秒後にドット径の広がりが鈍くなり２．２秒後にはほぼ横ばいで推移し、ドット径も広がっていかないことが認められる。
従って、インキの十分な濡れ広がりを確保するためには、Ｒａ値が０．４μｍ以上必要であることが理解される。
なお、インクジェット印刷条件２で行った場合でも同様な結果が得られ、本発明例２−１〜２−５、３−１〜３−５においても同様な結果が得られた（図示せず）。

（実験２）
ブラックインキを用いて、上記インクジェット印刷条件で記録面を１００％黒色で印刷した。インキが記録面に着弾後２．２秒に紫外線照射し、このときのＬ^＊値を測定した。Ｌ^＊値の測定にはＸ-Ｒｉｔｅ社製の分光測色計、ＳｐｅｃｔｒｏＥｙｅを使用した。

Ｌ値が低いほどインキの濡れ広がりが大きく、隙間無くインキが濡れ広がっていることになる。また、インキの濡れ広がりが不十分な場合は下地塗装基材の塗膜面が一部露出するために高いＬ値となる。△以上であれば使用可能なレベルである。
○：Ｌ^＊値 ３０未満
△：Ｌ^＊値 ３０以上４０未満
×：Ｌ^＊値 ４０以上
インクジェット印刷条件１、インクジェット印刷条件３およびインクジェット印刷条件４で行った結果を表３−１、インクジェット印刷条件２で行った結果を表３−２に示す。

これらの表の結果から、ラジカル重合型のインキを用いても、カチオン重合型のインキを用いても同様な結果が得られることが分かる。また、算術平均粗さ（Ｒａ）が０．４μｍ〜３．０μｍの範囲内で十分なインキの濡れ広がり性が確保できることが確認された。

（実験３）
インキが硬化した後の物理的強度を確認するために、ＪＩＳ Ｋ５６００ ５−４に従い引っ掻き硬度（鉛筆法）測定を行った。
シアンインキ、マゼンダインキ、イエローインキ、ブラックインキを用いて、上記インクジェット印刷条件でインキ受理層面を１００％で印刷した。インキが記録面に着弾後２．２秒、３０秒および３５秒に紫外線照射し、上記の測定方法で鉛筆強度を評価した。色毎に鉛筆硬度の値が異なる場合は低い鉛筆硬度値を代表値とした。△以上であれば使用可能である。インクジェット印刷条件１で行った結果を表４−１、インクジェット印刷条件２で行った結果を表４−２に示す。
◎：２Ｈ以上
○：Ｈ
△：ＨＢ〜Ｆ
×：Ｂ以下

上記の結果から、インキ受理層に着弾して２．２秒経過後に紫外線照射されたインキは、ラジカル重合型、カチオン重合型を問わず、硬化後の物理的強度が良好であった。また、カチオン重合型は酸素阻害がなく、硬化収縮率も低いことからラジカル重合型と比較して鉛筆硬度が高かった。３０秒後に紫外線照射されたインキは２．２秒経過後の結果ほど良好ではないが、使用に問題ない程度の物理的強度を確保できる。しかしながら、インキ受理層面に着弾して３５秒経過後に紫外線照射されたインキはいずれのインキにおいても十分な物理的強度は認められなかった。

（実験４）
意匠性評価
シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色について、それぞれ印刷濃度０〜１００％を１０％毎に３ｃｍ×３ｃｍの面積に上記のインクジェット印刷条件１および２で印刷し、インキ受理層にインキ着弾後０．８秒および２．２秒に紫外線照射し、そのグラデーションから意匠性の評価を実施した。具体的には１００％印刷部でドットの濡れ広がりの状態を確認した。また、２０〜６０％印刷部を２ｍ離れて目視観察し、ドットによる粒状感を評価した。
評価結果はドットの濡れ広がり／ドットによる粒状感で記載した。△以上であれば使用可能なレベルにある。ドットの濡れ広がり性と粒状感評価はシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの平均値で評価した。

１００％印刷部のドット濡れ広がり性
○：インキでコートされた面積１００％
△：インキでコートされた面積９５％以上〜１００％未満
×：インキでコートされた面積９５％未満

ドットによる粒状感評価
◎：粒状感がない
○：粒状感はあるが目立たない
×：粒状感が目立つ
インクジェット印刷条件１で行った結果を表５−１、インクジェット印刷条件２で行った結果を表５−２に示す。

１：基材、２：プライマー層、３：インキ受理層、４：インキ層、５：固形粒子、６：着色顔料
Ｍ：ライン型インクジェット記録装置
１０：搬送部、１１：搬送面
２０：キャリッジ
３０：記録部、３１：記録ヘッドユニット（ブラック）、３２：記録ヘッドユニット（シアン）、３３：：記録ヘッドユニット（マゼンダ）、３４：記録ヘッドユニット（イエロー）、３５：インキ吐出面
４０：活性光線照射部
５０：制御部
６０：インキ供給配管
７０：建築板、７１：インキ受理面

具体的に、本発明は、金属系基材及び窯業系基材から選択される基材と、該基材上に配置され、樹脂組成物を硬化させて得られ、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１で規定する算術平均粗さ（Ｒａ）が０．４〜３μｍであるインキ受理層を含む建築板に、インクジェット記録ヘッドより活性光線硬化型インキを噴射して該インキ受理層上に印刷し、該活性光線硬化型インキが該インキ受理層上に着弾してから２．２秒以上３０秒以下の間に活性光線を照射することを含み、該インキ受理層は該活性光線硬化型インキに対して非浸透性である、化粧建築板の製造方法である。

Claims (9)

1. 金属系基材及び窯業系基材から選択される基材と、該基材上に配置され、樹脂組成物を硬化させて得られ、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１で規定する算術平均粗さ（Ｒａ）が０．４〜３μｍであるインキ受理層を含む建築板に、インクジェット記録ヘッドより活性光線硬化型インキを噴射して該インキ受理層上に印刷して、該活性光線硬化型インキが該インキ受理層上に着弾してから２．２秒以上３０秒以下の間に活性光線を照射することを含む化粧建築板の製造方法。
2. 前記インキ受理層は、前記活性光線硬化型インキに対して非浸透性である、請求項１に記載の化粧建築板の製造方法。
3. 前記活性光線硬化型インキが活性光線硬化型カチオン重合性インキである、請求項１又は２に記載の化粧建築板の製造方法。
4. 前記インキ受理層表面に着弾するインキの１滴の体積が１０ピコリットル以上４５ピコリットル未満である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の化粧建築板の製造方法。
5. 前記活性光線硬化型インキが噴射されたときのインキ滴の初速が３ｍ／ｓｅｃ〜９ｍ／ｓｅｃである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の化粧建築板の製造方法。
6. 前記樹脂組成物が固形粒子を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の化粧建築板の製造方法。
7. 前記固形粒子が無機粒子である、請求項６に記載の化粧建築板の製造方法。
8. 前記無機粒子が、シリカ、硫酸バリウム、タルク、炭酸カルシウム、マイカ、ガラスビーズおよびガラスフレークからなる群から選択される、１種又は２種以上である、請求項７に記載の化粧建築板の製造方法。
9. 前記固形粒子の平均粒子径が４〜８０μｍである、請求項６〜８のいずれかに記載の化粧建築板の製造方法。

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