JP4602918B2 - 化粧建築板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、塗装が施された化粧建築板の製造方法に関するものである。

外壁材、屋根材、塀材などの建築用外装材には、セメント系の化粧建築板が広く用いられている。このような化粧建築板は、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。たとえばセメント系成形材料を抄造、押出成形、注型成形等により成形して得られる湿潤シートを養生硬化させ、得られる無機質板に塗装を施すことが一般的に行われている。

塗装の一方式として、最近、コンベア上で搬送される無機質板の表面に向けて、この無機質板の搬送速度と同期させてインクジェットノズルヘッドより塗料を噴射するインクジェット塗装が考えられている。このようなインクジェット塗装は、これまで一般的に用いられてきた塗装ロール等に比べ、局所的なしかも位置制御された塗装が可能である。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化粧建築板が製造可能であるという利点がある（特許文献１参照）。
特開２００４−１７００７号公報

しかし、近年の建材に対する更なる高意匠化への要請により、従来にない高意匠性の化粧建築板が求められるようになってきている。

本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、高意匠模様を有する化粧建築板の製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明に係る化粧建築板の製造方法は、セメント系の水性スラリーから湿潤シートを形成すると共にこの湿潤シートに凹溝を形成し、この湿潤シートを養生硬化することにより無機質板を作製し、この無機質板の一面側に塗装を施してすじ状の塗装模様を形成することにより、一面に凹溝３で区切られた領域５が形成され、前記領域５がその内側に形成されたすじ状の塗装模様４にて更に複数の領域６に区切られている化粧建築板を得ることを特徴とする。

また、本発明に係る他の化粧建築板の製造方法は、セメント系の水性スラリーから湿潤シートを形成すると共にこの湿潤シートに凹溝を形成し、この湿潤シートを養生硬化することにより無機質板を作製し、この無機質板の一面側に塗装を施してすじ状の塗装模様を形成することにより、一面にすじ状の塗装模様４で区切られた領域７が形成され、前記領域７がその内側に形成された凹溝３にて更に複数の領域８に区切られている化粧建築板を得ることを特徴とする。

上記化粧建築板においては、すじ状の塗装模様４をインクジェット塗装にて形成することが好ましい。

本発明によれば、化粧建築板には全体的には線状の模様が形成されて統一感が現出されると共に、前記線状の模様は、すじ状の塗装模様で構成されている部分と凹溝で形成されている部分とが存在することで変化に富んだ外観が現出され、高い意匠性が付与された化粧建築板を得ることができる。

また、塗装模様をインクジェット塗装にて施すことで、塗装模様を凹溝に対して位置精度良く容易に形成することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

化粧建築板１の下地となる基材２としては、適宜のものを用いることができるが、例えばセメント系の無機質板を用いることができる。無機質板の作製には、セメントと補強繊維を主成分とする湿潤シート（グリーンシート）を用いることができる。この湿潤シートは、セメント系の水性スラリーを原料組成物として用いて、長網式、丸網式の各種の抄造法により抄造することができるが、押出成形等の他の適宜の手法も採用することができる。原料組成物としては、例えば水硬性のセメント成分が３０〜９５質量％、シリカ、珪石粉、フライアッシュ等の充填材が２〜６０質量％、パルプ等の補強繊維が３〜１０質量％を占める固形分からなるものとし、この固形分１００質量部に対し、水５０〜２０００質量部程度の割合としたスラリーを用いることができる。尚、セメント成分は、普通ポルトランドセメントをはじめ、高炉セメント等の、適宜に組成調整されたものを用いることができる。補強繊維のパルプは、針葉樹パルプ、広葉樹パルプ、古紙パルプ、あるいはこれらのうち二種以上の混合物等を用いることができる。この湿潤シートを養生硬化することにより、基材２を得ることができる。

上記湿潤シートの養生硬化は適宜の手法で行うことができるが、オートクレーブ養生をすることが望ましく、その際の温度としては１４０℃以上とすることが好適である。また、実際的には、養生は、オートクレーブ養生と、これに先行しての促進前養生、つまり加温のために水蒸気が投入される前養生との二段階での養生であることが望ましい。これによって、基材２の強度が向上し、組織と性能の均一化が図られることになる。

この養生時には、養生前の湿潤シートの表面にシーラーを塗布することが望ましい。このシーラーを塗布することにより、養生時にエフロレッセンスが発生することを防止することができ、更にシーラーの塗膜が耐透水性を発揮することで、基材２の耐透水性を向上することができる。

シーラーは特に制限されないが、例えばアクリル系、酢酸ビニル系、エポキシ系、塩化ゴム系、ウレタン系、シリコン系、フッ素系等の水性樹脂エマルションを用いることができる。

また、このようなシーラー中には、重質炭酸カルシウム、沈降性炭酸カルシウム、顔林、ベントナイト、セリサイト、ドロマイト、タルク、クレー、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、珪藻土等の無機粒子を混合することができる。

そして、このようなシーラーを湿潤シートの表面に塗布し、加熱成膜することでシーラーの塗膜を形成することができる。

このようなシーラーの塗装は、養生前に行うものであるが、上記のように促進前養生を行う場合には促進前養生後にシーラーを塗布し、次いでオートクレーブ養生を行うことが好ましく、これにより基材２の耐凍害性や寸法安定性を向上することができる。

このような養生硬化により得られた基材２には、必要に応じて乾燥処理や切削加工が施される。

この基材２の、模様形成が施される一面側には、凹溝３を形成してこの凹溝３にて区切られた領域５を形成する。この凹溝３は、例えば湿潤シートをプレス成形や押出成形等により形成する際に同時に形成することができる。

図１（ａ）に示す例では、基材２の一面に凹溝３を形成すると共にこの凹溝３にて区切られた平面視矩形状の複数の領域５を形成している。この領域５として、図示の例では寸法の異なる複数のものが形成されている。

このように凹溝３が形成された基材２に対して塗装を施すことにより、図１（ｂ）に示すように上記領域５の内側にすじ状の塗装模様４を形成すると共に、この塗装模様４によって凹溝３にて区切られた領域５の内側を更に複数の領域６に区切る。

図示の例では、凹溝３によって区切られた各領域５の一又は二の隅部にそれぞれ塗装模様４を平面視Ｌ字状に形成すると共に各塗装模様４の両端部を前記領域５の二つの辺の縁部に接触させて、この領域５を矩形状の領域６ａと他の領域６ｂとに区切っている。

このように模様形成を行うにあたり、図示の例では凹溝３にて区切られる領域５の形状及び寸法は適宜のものとすることができるが、例えば図示のように矩形状の領域５を形成する場合は、この領域５の一辺が１０〜４００ｍｍの範囲となるようにすることができる。また、領域５を形成するための凹溝３の寸法も適宜設定されるが、例えば幅３〜５０ｍｍ、深さ１〜１５ｍｍの範囲に形成することができる。

また、塗装模様４にて区切られた領域６も適宜の形状及び寸法とすることができるが、例えば図示の例のように矩形状の領域６ａとそれ以外の領域６ｂとを形成する場合、矩形状の領域６ａの一辺が３〜４００ｍｍの範囲となるようにすることができる。また、領域６を形成するための塗装模様４の寸法も適宜設定されるが、例えば幅３〜４００ｍｍの範囲に形成することができる。

また、図２（ａ）に示す例でも、基材２の模様形成が施される一面側には凹溝３を、例えば湿潤シートをプレス成形や押出成形等により形成する際に同時に形成するが、この凹溝３は平面視Ｌ字状に屈曲した形状のものが、所定位置に複数形成されている。この凹溝３の形成位置は、続いて形成される塗装模様４との間で後述するような位置関係となる位置とする。

このように凹溝３が形成された基材２に対して塗装を施すことにより、図２（ｂ）に示すように、すじ状の塗装模様４で区切られた複数の矩形状の領域７を形成している。この領域７として、図示の例では寸法の異なる複数のものが形成されている。

また、この塗装模様４の形成と同時に、この塗装模様４が前記凹溝３に対して位置合わせして形成されることにより、塗装模様４にて区切られた領域７の内側に、凹溝３にて区切られた複数の領域８が形成される。図示の例では、塗装模様４によって区切られた各領域７の一又は二の隅部にそれぞれ凹溝３が平面視Ｌ字状に形成されると共に各凹溝３の両端部が前記領域７の二つの辺の縁部に接触して、この領域７が矩形状の領域８ａと他の領域８ｂとに区切られる。

このように模様形成を行うにあたり、図示の例では塗装模様４にて区切られる領域７の形状及び寸法は適宜のものとすることができるが、例えば図示のように矩形状の領域７を形成する場合は、この領域７の一辺が１０〜６００ｍｍの範囲となるようにすることができる。また、領域７を形成するための塗装模様４の寸法も適宜設定されるが、例えば幅３〜６００ｍｍの範囲に形成することができる。

また、凹溝３にて区切られた領域８も適宜の形状及び寸法とすることができるが、例えば図示の例のように矩形状の領域８ａとそれ以外の領域８ｂとを形成する場合、矩形状の領域８ａの一辺が３〜６００ｍｍの範囲となるようにすることができる。また、領域８を形成するための凹溝３の寸法も適宜設定されるが、例えば幅３〜５０ｍｍ、深さ１〜１５ｍｍの範囲に形成することができる。

このようにして得られる化粧建築板１は、全体的には線状の模様が形成されている点で統一した外観が得られるものであるが、この線状の模様は、すじ状の塗装模様４で構成されている部分と凹溝３で構成されている部分とが存在し、そのため各部の外観が微妙に異なったものとなって、変化に富んだ外観が現出される。このため、高い意匠性が付与された化粧建築板を得ることができる。

上記の図１，２に示す各実施形態において、塗装模様４を形成するにあたっては、例えば基材２の模様形成が施される一面側の全面に亘って塗装を施すと共に、塗装模様４を形成する部位を他の部位とは異なる色に塗装することができる。塗装方法としては、適宜の手法を採用することができるが、特にインクジェット塗装を施すことが好ましい。すなわち、インクジェット塗装は基材２に対して塗装模様４を位置精度良く容易に形成することができるため、塗装模様４を凹溝３に対して位置合わせして形成する際に位置精度良く容易に形成することができるものである。

インクジェット塗装を施す場合には、基材２の模様形成が為される一面側に、必要に応じて予めインク受理層（インク受容層）を形成する。インク受理層はインクジェット塗装時に塗布されるインクを滲みなく定着させる機能を有し、インクを吸収する性質を有するもの、例えば吸水性を有する多孔質の層を形成するものであるが、このようなインク受理層を形成するための組成物（受理層形成組成物）としては、水性のものを用いることが好ましい。

上記受理層形成組成物としては、アクリル系エマルションをベースにしたアクリル樹脂塗料や、アクリルシリコン系エマルションをベースにしたアクリルシリコン樹脂塗料を用いることができる。受理層形成組成物には、体質顔料と吸湿性樹脂のうちの少なくとも一方を配合しておくのが好ましい。これにより、インクの定着性を向上させることができる上に、後で水性塗料でクリアー層を形成する際に滲みを防止することができると共に、発色性も向上させることができるものである。ここで、体質顔料としては、シリカ、アルミナ、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、多孔質シリカ、珪藻土等を用いることができ、吸湿性樹脂としては、酢酸ビニル、ウレタン系ポリマー、アクリル系ポリマー、ポリビニルアルコール等のインキ吸収性ポリマー等を用いることができる。また、インク受理層を受理層形成組成物で形成するにあたっては、基材２の表面に受理層形成組成物を塗布量３０〜２００ｇ／ｍ^２・ｗｅｔで塗布するのが好ましい。なお、受理層形成組成物の塗布は、スプレーガン、ロールコーター、フローコーター、カーテンコーター等を用いて行うことができる。

また、受理層形成組成物中の顔料は、上述した体質顔料のほか、着色顔料も意味する。着色顔料としては、酸化チタン、弁柄、オーカー、炭酸カルシウム、複合金属酸化物等の無機顔料や、カーボンブラック、キナクリドン、ナフトールレッド、シアニンブルー、シアニングリーン、ハンザイエロー、群青等の有機顔料を用いることができる。顔料は一種のみを用いたり、二種以上を組み合わせて用いたりすることができる。化粧建築板１の耐候性を向上させることができることから、顔料の中でも無機顔料を用いるのが好ましい。顔料の粒径は、特に限定されるものではないが、平均粒径で０．０１〜４μｍ程度が好ましい。また、顔料の分散は通常の方法で行うことができ、また、その際に分散剤、分散助剤、増粘剤、カップリング剤等を使用することが可能である。

このような水性の受理層形成組成物を用いると、インクジェット塗装において水性インクを用いる場合の塗装模様４の発色性が高くなる。

上記のような受理層形成組成物を、シーラーが設けられた基材２の表面に例えばスプレーコート、カーテンコート、浸漬、ワイヤーバーコート、アプリケーターコート、スピンコート、ロールコート、電着コート、刷毛塗り等の適宜の手法にて塗布し、加熱硬化することでインク受理層を形成することができる。

インク受理層の形成後、このインク受理層の表面にインクジェット塗装を施す。インクジェット塗装を行うために用いる塗装装置としては、図３に示すものを挙げることができる。この塗装装置は、噴射ノズル１０を設けた塗装ノズルヘッド１５、塗装ノズルヘッド１５の噴射ノズル１０に塗料を供給する塗料供給タンク９、塗装ノズルヘッド１５の噴射ノズル１０からの塗料の噴射を制御する塗装制御システム１１などを設けたインクジェット式塗装機１２と、基材２を搬送する搬送手段７とを備えて形成されるものである。

塗装ノズルヘッド１５はインクジェット式塗装機１２の下端に設けられているものであり、基材２の送り方向と垂直な方向に長いラインヘッドとして形成してある。

塗装ノズルヘッド１５はイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色の塗料を噴出する４種類の塗装ノズルヘッド１５ｙ，１５ｃ，１５ｍ，１５ｋから形成してあり、フルカラー印刷による塗装を行うことができるようにしてある。塗装ノズルヘッド１５の個数はこれに限られず、使用するインクの種類に応じた個数が設けられる。塗料供給タンク９も同様に４種類のものからなるものであり、イエローの塗料を供給する塗料供給タンク９ｙは塗装ノズルヘッド１５ｙに、シアンの塗料を供給する塗料供給タンク９ｃは塗装ノズルヘッド１５ｃに、マゼンタの塗料を供給する塗料供給タンク９ｍは塗装ノズルヘッド１５ｍに、ブラックの塗料を供給する塗料供給タンク９ｋは塗装ノズルヘッド１５ｋにそれぞれ接続してある。そして各塗装ノズルヘッド１５ｙ，１５ｃ，１５ｍ，１５ｋは基材２の搬送方向に沿って配列してある。

塗装制御システム１１は、各種のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成されるものであり、塗装データ作成部、塗装制御部、噴射ノズル制御部等を備えて形成してある。塗装データ作成部は、原画をスキャナ等して得た色柄パターンのデータを入力して保存するものであり、塗装制御部は、塗装を行う基材２に応じた色柄パターンのデータを塗装データ作成部から取り出し、この色柄パターンのデータに基づいて、噴射ノズル制御部に制御信号を出力するものである。また噴射ノズル制御部は塗装ノズルヘッド１５ｙ，１５ｃ，１５ｍ，１５ｋの各噴射ノズル１０に接続してあり、噴射ノズル制御部から入力される制御信号に基づいて各噴射ノズル１０を制御するものである。前記色柄パターンは、塗装に供される基材２上の所定位置に所定パターンのすじ状の塗装模様４が形成されるように生成しておく。各噴射ノズル１０は例えばピエゾ制御方式や光熱交換素子にレーザ光を照射する制御方式により噴射を制御されるようになっており、噴射ノズル制御部で各噴射ノズル１０を制御することによって、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各塗料の噴射と停止を個別に制御して、色柄パターンに対応したフルカラー印刷による塗装を行なうことができるものである。

搬送手段７はタイミングベルトなどの無限帯状のベルト１３をプーリ１４間に懸架したベルトコンベア７ａで形成することができ、無限帯状のベルト１３の上面で構成される搬送面１５がインクジェット式塗装機１２の下側に配置されるものである。

インクジェット塗装を行うにあたっては、まず搬送手段７に基材２を供給する。このとき、複数の基材２を順次間隔をあけて搬送することができる。

このように搬送手段７にて搬送される基材２は、塗装ノズルヘッド１５の下方を通過する。このとき塗装ノズルヘッド１５から基材２上のインク受理層に向けてインクがインクジェット方式で噴射されて塗装が施され、意匠模様が付与された基材２が得られる。

かかるインクジェット塗装により、基材２に所望の意匠模様を発現させることができる。またこのようなインクジェット塗装を施すことで位置制御された塗装が可能である。また、濃淡表現や、シャープ或いはソフトな表現などにより自然な風合いの高意匠塗装が可能となる。また、このときインク受理層にインクが浸入して定着することで、鮮明な意匠模様が付与される。

このように形成される化粧建築板１には、更に必要に応じて、表面保護用のクリアー層を形成する。クリアー層は適宜のクリアー塗料を塗布成膜することにより形成することができ、例えばアクリル系エマルション等を用い、これをスプレー等にて塗布した後、１００〜１５０℃で３０秒以上加熱乾燥することにより成膜して、クリアー層を形成することができる。このクリアー層の厚みは特に制限されないが、５〜１００μｍの範囲であることが好ましい。

また、化粧建築板１には、更に無機質塗料層を形成することもできる。無機質塗料層はクリアー層の表面に無機質塗料を塗布成膜することで形成することができ、これにより化粧建築板１の耐候性を向上することができる。無機質塗料としては適宜のものを用いることができるが、例えばオルガノシランのシリカ分散オリゴマー溶液に、ポリオルガノシロキサンや、アルキルチタン酸塩等の縮合反応触媒を加え、或いは更にシリカを加えたケイ素アルコキシド系塗料等を用い、これを静電塗装等して塗布した後、６０〜１２０℃で焼き付け乾燥等することにより成膜することにより、無機質塗料層を形成することができる。この無機質塗料層の厚みは特に制限されないが、１〜１０μｍの範囲であることが好ましい
また、更に光触媒層を形成することも好ましい。光触媒層は、無機質塗料層の表面に光触媒を含有する無機質塗料を塗布成膜することで形成することができ、これにより化粧建築板１の防汚性を向上することができる。光触媒を含有する無機質塗料としては適宜のものを用いることができるが、例えば上記のようなケイ素アルコキシド系塗料に酸化チタン等の光触媒を加えたものを等を用い、これをスプレー塗装等して塗布した後、６０〜１２０℃で焼き付け乾燥等することにより成膜することにより、光触媒層を形成することができる。この光触媒層の厚みは特に制限されないが、０．２〜１．０μｍの範囲であることが好ましい。

本発明の実施の形態の例を示すものであり、（ａ）及び（ｂ）は斜視図である。 本発明の他の実施の形態の例を示すものであり、（ａ）及び（ｂ）は斜視図である。 インクジェット塗装装置の構成の一例を示す概略図である。

符号の説明

１ 化粧建築板
２ 基材
３ 凹溝
４ 塗装模様
５ 領域
６ 領域
７ 領域
８ 領域

Claims (3)

1. セメント系の水性スラリーから湿潤シートを形成すると共にこの湿潤シートに凹溝を形成し、この湿潤シートを養生硬化することにより無機質板を作製し、この無機質板の一面側に塗装を施してすじ状の塗装模様を形成することにより、一面に凹溝で区切られた領域が形成され、前記領域がその内側に形成されたすじ状の塗装模様にて更に複数の領域に区切られている化粧建築板を得ることを特徴とする化粧建築板の製造方法。
2. セメント系の水性スラリーから湿潤シートを形成すると共にこの湿潤シートに凹溝を形成し、この湿潤シートを養生硬化することにより無機質板を作製し、この無機質板の一面側に塗装を施してすじ状の塗装模様を形成することにより、一面にすじ状の塗装模様で区切られた領域が形成され、前記領域がその内側に形成された凹溝にて更に複数の領域に区切られている化粧建築板を得ることを特徴とする化粧建築板の製造方法。
3. 上記すじ状の塗装模様をインクジェット塗装にて形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の化粧建築板の製造方法。

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