JP4544686B2

JP4544686B2 - 化粧板の製造方法

Info

Publication number: JP4544686B2
Application number: JP2000092716A
Authority: JP
Inventors: 靖大山; 康裕原田
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2000-03-30
Filing date: 2000-03-30
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2020-03-30
Also published as: JP2001277460A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、化粧板の製造方法に関し、特に、合板等の基材上にインクジェット方式のダイレクト印刷による化粧加工を行う化粧板の製造方法に関する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、合板等の基材の表面に化粧加工をする手法としては、任意の柄を印刷した化粧紙やフィルム等のシートを貼るシート貼り法や、木目を印刷した転写シートを用いて印刷柄を基材表面に転写させる転写法等の他、基材表面に直接印刷するダイレクト印刷法が知られている。
【０００３】
上記ダイレクト印刷法では、一般的にグラビヤオフセット印刷機が用いられるが、このグラビヤオフセット印刷機を用いた場合、特注製品や小ロット製品への対応が難しいという問題がある。しかも、印刷時にグラビヤロールを用いるため、得られた印刷柄に必ず柄の繰返しが生じることになり、意匠的に不自然感を与えることがある。そのため、長尺製品に対しては柄の制約を受ける。
【０００４】
また、このようなダイレクト印刷法の１つとして、特開平９―３２３４３４号や特開平１０―１２８２３１号の各公報に示されるように、インクジェット方式による印刷が提案されている。このインクジェット方式では、被印刷物に接触せずに印刷できるので、凹凸のある基材に対しても印刷できるという利点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、その反面、水平面に対して角度を持った形状の箇所に印刷するときには、着弾したインクが流れて画像が乱れることがある。
【０００６】
また、精細な画像を被印刷物上に形成するには、インクを惨ませずに素早く吸収し、着色成分をできるだけ表層に残して発色性を高めてやる必要があり、紙やフィルムでは、インクジェット用コート紙（フィルム）と称されるインク吸収層を表面に設けたものがあり、これに関する特許も非常に多く出願されている。
【０００７】
また、インクジェット方式で用いられるインクは水性インクが主流であるが、この水性インクを使用する場合、インクの主たる溶媒である水を吸収させる能力をインク吸収層に持たせてあるので、逆に耐水性が悪くなるという問題がある。
【０００８】
その中で、インク吸収層の耐水性を向上させる手法も種々検討されているが、これらのインク吸収層をそのまま化粧板の用途に転用しただけでは、表面を塗装したとしても建材として耐え得るだけの耐水性を有していない。密着性等の諸物性についても同様である。
【０００９】
また、印刷物の耐水性を付与する観点から、最近は油性インクも使われ始めているが、精細な画像を形成させるためにはインク吸収層は必要であり、これについても未だ密着性等の物性は不十分である。
【００１０】
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的は、上記ダイレクト印刷法により化粧板を製造する方法に改良を加えることにより、化粧板について特注製品や小ロット製品等の顧客の多用なニーズに対応できるようにするとともに、化粧板の基材表面全体に精繊な画像を精細に直接形成でき、化粧板として使用するに耐え得る性能が得られるようにすることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明では、基材の表面に、その基材の色を隠蔽する隠蔽層を設けた後、その隠蔽層上に、シリカ微粒子もしくはアルミナ微粒子又はそれらの混合物からなる溶媒吸収剤とバインダーとを必須成分としかつ該溶媒吸収剤の含有率が５０重量％〜９０重量％である、空隙率１０％〜６５％の空隙を持ったインク吸収層を設け、次いで、このインク吸収層上にインクジェット方式でインク吸収層の空隙にインクが吸収されかつ該インク吸収層に空隙が残るようにダイレクト印刷し、そのダイレクト印刷後に、粘度が５００ｍＰａ・Ｓ以下の塗料により透明又は半透明の仕上げ塗装を行って、上記インク吸収層に残った空隙を上記塗料で充填する。
【００１２】
上記インク吸収層中に含まれる溶媒吸収剤の含有率は、５０重量％未満であると、精細な画像が得難くなる一方、９０重量％を越えると、相対的にバインダが少なくなり過ぎて、インク吸収層と基材との接着性が悪くなるので、５０重量％〜９０重量％としている。また、空隙率とは、インク吸収層の乾燥膜厚から算出された全容量に対し、その全容量からインク吸収層中の固形分（上記微粒子、バインダー、その他の添加剤等）の容量を差し引いた値の割合をいうもので、この空隙率が１０％よりも小さいと、インクの乾燥が遅くて後工程に支障が生じたり、印刷後の塗装において塗料の浸透性が悪くなって化粧板としての性能が発揮できなくなったりする一方、６５％よりも大きいと、性能を発揮させるための塗料の充填量が多くなって不経済となる。
【００１３】
上記の構成によると、基材表面上に隠蔽層を介してインク吸収層を設け、このインク吸収層上にインクジェット方式でダイレクト印刷するとき、上記インク吸収層は空隙を持っているので、このインク吸収層にインクが惨まずに瞬時に吸収されるようになり、化粧板の表面に精緻な画像が精細に形成され、しかも塗装工程等の後工程にスムーズに移行できる。また、インク吸収層の空隙率を高めることにより、インクが吸収層の中に入り込み、インクの吸収層への密着性が向上する。
【００１４】
また、印刷後もインク吸収層に空隙が残るので、上記ダイレクト印刷後に、粘度が５００ｍＰａ・Ｓ以下の浸透し易い塗料により透明又は半透明の仕上げ塗装を行って、上記インク吸収層に残った空隙を塗料で充填することで、印刷後にインク吸収層に塗料がインクに妨げられることなく浸透して、インク吸収層に残った空隙に塗料が充填されることになる。よって、化粧板に耐水性や密着性等の建材に必要な性能を付与して、その耐水性や密着性等を向上させることができる。
【００１５】
以上により、化粧板について特注製品や小ロット製品等の顧客の多用なニーズへの対応が可能となるとともに、化粧板の表面全体に精繊な画像を精細に直接形成でき、化粧板として使用するに耐え得る性能が得られる。
【００１６】
また、インク吸収層の溶媒吸収剤として、シリカ微粒子やアルミナ微粒子を用いることで、インク吸収層として透明性のあるインク吸収成分が得られ、印刷柄の彩度を高めて本物の質感を表現することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る化粧板の製造方法について説明する。この実施形態の方法では、図１（尚、この図１は、製造された後の化粧板の断面構造を示している）に示すように、基材１（ボード）の表面上に目止め層２、隠蔽層３（着色下地層）及びインク吸収層４をそれぞれ順に設けた後、そのインク吸収層４上に、デジタル画像データをインクジェット方式によって顔料インクで印刷し、その上に塗装を行う。
【００１８】
以上の方法の詳細を以下に説明すると、基材１は合板、木質繊維板、無機質板等、化粧板基材として一般的に使用されているボード類とする。
【００１９】
（目止め処理）
次いで、この基材１の表面上に目止め層２を形成して目止め処理を行う。すなわち、基材１表面を隠蔽するに当たり、隠蔽剤の吸込みムラが生じると、隠蔽の程度にムラができるので、その防止のために目止め剤を塗布する。
【００２０】
目止め剤としては、上記目止め効果の他に耐水性や密着性等、化粧板としての性能を発揮できるもの、例えばウレタン系、ポリエステル系、アクリル系、エポキシ系等の塗料から適宜選んで使用する。
【００２１】
（隠蔽層の形成）
次に、基材１の色のバラツキをなくし、かつ再現性のある色表現を行うために、上記基材１表面上に着色下地塗料を塗布して隠蔽層３を設ける。
【００２２】
後述するインク吸収層４は、透明性のあるフィラーを使用していて、それ自体の隠蔽性が不十分であるので、隠蔽層３を設けることが不可欠である。
【００２３】
この隠蔽層３となる着色下地塗料についても上記目止め塗料と同様のものを適宜選んで使用する。また、添加する着色剤としてはタルク、クレー、シリカ、二酸化チタン、酸化亜鉛等の白色無機顔料の他、非白色の無機又は有機顔料も用いることができる。
【００２４】
（インク吸収層の形成）
そして、上記隠蔽層３上に、インクの溶媒吸収剤として、微細孔を有するシリカ微粒子及び／又はアルミナ微粒子を含みかつ空隙を持ったインク吸収層４を形成する。つまり、化粧板について本物の質感を表現するには印刷品の彩度を高める必要があり、そのためにはインク吸収層４は透明性のあるインク吸収成分を用いた方がよく、その点でシリカ微粒子やアルミナ微粒子が好適である。
【００２５】
インク吸収層４中に含まれるシリカ微粒子やアルミナ微粒子の量は全固形分のうち５０重量％〜９０重量％とする。これは、５０重量％未満であると、精細な画像が得られなくなる一方、９０重量％を越えると、バインダが少なくなり過ぎ、インク吸収層４と基材１との接着性が悪くなるからである。
【００２６】
上記シリカ微粒子は気相法や湿式法で合成された合成シリカが用いられるが、インクの吸収性の観点から湿式法で合成されたものが望ましく、ゲル法や沈殿法で合成されたものを適宜混合して用いる。また、インク吸収性や印刷適性の観点から、比表面積は２５０ｍ^２／ｇ以上、平均凝集粒子径は１〜２０μｍであることが望ましい。一方、アルミナ微粒子についても、その平均粒子径が１〜２０μｍ以下のものが好ましい。
【００２７】
上記隠蔽層３上に形成されるインク吸収層４の空隙率は１０％〜６５％とするのがよい。この空隙率とは、前述の如く、インク吸収層４の乾燥膜厚から算出された全容量に対し、その全容量からインク吸収層４中の上記無機微粒子、バインダー、その他の添加剤等の固形分容量を差し引いた値の割合をいう。空隙率が１０％未満であると、インクの乾燥が遅くて後工程に支障が生じ、しかも、印刷後の塗装において塗料の浸透性が悪くなって化粧板としての性能が発揮できないという難がある。一方、空隙率が６５％を越えると、性能を発揮させるための塗料の充填量を多く要して不経済となる。
【００２８】
また、インク吸収層４内の全固形分のうちのバインダー成分は１０％〜５０％であることが望ましい。バインダー量が１０％よりも少ないと、工程においてインク吸収層４が剥落し易くなる等の不具合を生じる。また、バインダー量が５０％よりも多いと、インク及び塗料の浸透性が悪くなり、十分な性能が発揮できなくなる。
【００２９】
上記バインダーは、化粧板として耐水性を付与する必要があるので、水による膨潤性の低いウレタン系、アクリル系、スチレンーブタジエン系等の樹脂が好ましい。
【００３０】
インク吸収層４の必要膜厚は空隙率、インク吐出容量、着弾したインクドットの横方向への広がりに関係し、次式により概算される。但し、Ｖはインクの吐出容量（ｐｌ）、Ｐはインク吸収層４の空隙率（％）、ｒは着弾したインクドットの半径（μｍ）である。
【００３１】
インク吸収層４の必要膜厚（μｍ）＝Ｖ／（Ｐ×π×ｒ^２）×１０^５
例えばＶ＝６０ｐｌ、Ｐ＝５０％、ｒ＝３０μｍとすると、インク吸収層４の必要膜厚は４２μｍとなる。尚、これはあくまでも目安であり、インクの吸収速度を上げたい場合はインク吸収層４の膜厚を適宜厚くすればよい。
【００３２】
インク吸収層４は染料又は顔料によって予め着色しておくことができる。すなわち、印刷する画像の中でベースとなる色がある場合に、インク吸収層４をそのベース色に着色しかつ印刷機に送り込むデータからその色だけを取り除いて印刷することができる。インクジェットにおいて淡色部分はドット密度が粗くなってドットが目立ち易くなる傾向にあるので、この方法によって以上の問題を解決できる。
【００３３】
（印刷処理）
この後、上記インク吸収層４上にインクジェット方式でダイレクト印刷してインク層５を形成する。このとき、上記インク吸収層４の空隙性が高いので、インクの吸収性が速くて生産性も高くなる。
【００３４】
また、１つのインクノズルから吐出されるインク容量は１００ｐｌ以下とする。インクの吐出容量がこれ以上多いと、精繊な画像が表現できなくなるからである。
【００３５】
さらに、印刷の解像度は３６０ｄｐｉ〜１４４０ｄｐｉであるのが望ましい。これは、３６０ｄｐｉ未満の解像度では精繊な画像が表現できない一方、１４４０ｄｐｉを越えた解像度では生産性が悪くなる理由による。
【００３６】
また、上記印刷する画像データは、木や石等の天然物又は繊維等の人工物から読み取った画像データ、及び／又は人工的に作図した画像データをコンピュータ上で任意の大きさや形状に切り取ったもの、又はそれらをさらに任意に繋ぎ合わせたものとする。
【００３７】
（塗装処理）
上記ダイレクト印刷後にインク吸収層４上に透明又は半透明の仕上げ塗装を行って塗膜層６を形成し、インク吸収層４内の残りの空隙部分を塗料により充填する。この塗料としては、粘度が５００ｍＰａ・Ｓ以下のウレタン系塗料、ポリエステル系塗料、アルキッド系塗料、アミノアルキッド系塗料、アクリル系塗料もしくはエポキシ系塗料を単独又は組み合わせて用いる。塗料の粘度が５００ｍＰａ・Ｓよりも高いと、インク吸収層４へ浸透し難くなり、化粧板としての性能が得られない。
【００３８】
また、このとき、化粧板としての性能を付与する目的で、インク吸収層４の空隙への充填率を８０％以上にする必要があり、そのためにインク吸収層４の膜厚や空隙率に応じて塗料の粘度、塗布量を適宜調整する。
【００３９】
耐摩耗性を付与するために、従来用いられている減摩剤を適宜添加することができる。また、仕上がりの色調を調えるために塗料を着色してもよい。
【００４０】
以上により印刷柄がインクジェット方式でダイレクト印刷された化粧板が得られ、この化粧板は、塗料も浸透し易くて建材としての性能が付与された化粧板となる。
【００４１】
【実施例】
次に、具体的に実施した例について説明する。まず、オーク単板を用いた幅７５ｍｍ、長さ４５０ｍｍの床材を３０ピース用意してそれを原稿とし、それら全てを２００ｄｐｉの解像度でカラースキャナーにより読み取り、デジタル画像データを得た。次に、画像処理ソフトを用いて、各ピース毎に色の調整、欠点等の不要箇所の除去等の補正を行った後、各ピースの画像を任意の長さにカットしてピースの並べ替えを行い、幅３００ｍｍ、長さ１８００ｍｍの乱尺模様の床材用画像データを作成した。
【００４２】
そして、実施例として以下の構成の化粧板を作製した。すなわち、基材として厚さ５．５ｍｍ、幅３００ｍｍ、長さ１８００ｍｍのＭＤＦを用い、表面をナチュラルリバースコーターを用いてアクリルウレタン塗料による目止めを行った後、タルク、酸化チタンを添加して白色に着色したウレタン塗料を隠蔽剤としてフロータで塗布した。次に、インクの溶媒吸収剤として平均粒径５．２μｍのシリカを１７％、バインダーとして水性ウレタン樹脂を６％それぞれ含む水溶液をインク吸収剤として１００ｇ／ｍ^２塗布した後、１２０℃で１分間乾燥させた。このときのインク吸収層の空隙率は３０％であった。
【００４３】
そして、インクジェット印刷機を用いて、上記基材の表面に上記画像データを水性顔料インクで１ドット当たりの吐出量を４０ｐｌ、解像度７２０ｄｐｉで印刷した。
【００４４】
この印刷後、直ちに表面を、粘度１００ｍＰａ・Ｓのウレタン塗料でナチュラルリバースコーターを用いて３０ｇ／ｍ^２塗装し、さらに減摩剤としてアルミナ粒子を添加したアクリル系ＵＶ塗料をナチュラルコーターにより塗装し、さらにアクリル系ＵＶ塗料で上塗りして化粧板を得た。このようにして得られた化粧板は、天然オークを忠実に再現したものであった。
【００４５】
さらに、比較例として、ダイレクト印刷後にインク吸収層を充填する塗料を６００ｍＰａ・Ｓのウレタン塗料とし、その他は実施例と同様にして化粧板を得た。
【００４６】
こうして得られた２種類の化粧板について、ＪＡＳ特殊合板の２類浸漬剥離試験（ＴｙｐｅII試験）後の湿潤時の碁盤目試験（２ｍｍクロスカット、１００マスでセロテープを貼って衝撃的に剥離させる）により湿潤時の層間密着性を評価した。その試験結果を表１に示す。
【００４７】
【表１】

【００４８】
この表１の試験結果によれば、本発明の実施例は比較例に比べ、優れた層間密着性を有しており、建材としての化粧板の性能を良好に満足していることが判る。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によると、基材表面に隠蔽層を介して、シリカ微粒子やアルミナ微粒子又はそれらの混合物からなる溶媒吸収剤とバインダーとを必須成分としかつ溶媒吸収剤の含有率が５０重量％〜９０重量％で空隙率１０％〜６５％の空隙を有するインク吸収層を設け、その上にインクをインクジェット方式でインク吸収層の空隙にインクが吸収されかつ該インク吸収層に空隙が残るようにダイレクト印刷し、その後に、粘度が５００ｍＰａ・Ｓ以下の塗料により透明又は半透明の仕上げ塗装を行って、インク吸収層に残った空隙を塗料で充填するので、インク吸収層の高い空隙性により、インクの吸収性が速くなって生産性も高く、その後の仕上げ塗装のための塗料も浸透し易くなり、よって特注製品や小ロット製品等の顧客の多用なニーズに対応できるとともに、表面全体に精繊な画像が精細に直接形成でき、耐水性や密着性等を有し、建材として耐え得る性能の化粧板が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態により製造された化粧板の要部を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
１基材
３隠蔽層
４インク吸収層
５インク層
６塗膜層

Claims

基材の表面に該基材の色を隠蔽する隠蔽層を設けた後、
上記隠蔽層上に、シリカ微粒子もしくはアルミナ微粒子又はそれらの混合物からなる溶媒吸収剤とバインダーとを必須成分としかつ該溶媒吸収剤の含有率が５０重量％〜９０重量％である、空隙率１０％〜６５％の空隙を持ったインク吸収層を設け、
次いで、上記インク吸収層上にインクジェット方式でインク吸収層の空隙にインクが吸収されかつ該インク吸収層に空隙が残るようにダイレクト印刷し、
上記ダイレクト印刷後に、粘度が５００ｍＰａ・Ｓ以下の塗料により透明又は半透明の仕上げ塗装を行って、上記インク吸収層に残った空隙を上記塗料で充填することを特徴とする化粧板の製造方法。