JP5346267B2

JP5346267B2 - 建材の塗装方法

Info

Publication number: JP5346267B2
Application number: JP2009233701A
Authority: JP
Inventors: 隆幸後藤; 泰史小川
Original assignee: Kubota Matsushitadenko Exterior Works Ltd; KMEW Co Ltd
Current assignee: KMEW Co Ltd
Priority date: 2009-10-07
Filing date: 2009-10-07
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2029-10-07
Also published as: JP2011078912A

Description

本発明は、建材の表面にインクジェットにより塗装する方法に関するものである。

従来より、合抉りにより隣接する建材を接続することが行われており、また、このような建材にインクジェットプリンターにより仕上げ等の塗装することも行われている（例えば、特許文献１参照）。

図４に合抉りにより接続されている建材を示す。建材Ａは、例えば、窯業系の矩形板として形成される基材１の一端部に接合片２が、他端部に受け接合片３がそれぞれ全長に亘って一体に突設されている。また、接合片２の先端の表面側には傾斜面２０が形成されていると共に、受け接合片３側の端部において基材１の表面には凹段部２１が形成されている。この建材Ａを外壁材などとして家屋の外壁などの下地に取付て施工する場合、複数の建材Ａを上下あるいは左右に並べて接続するが、隣合う一方の建材Ａの受け接合片３の前面側に、他方の建材Ａの接合片２を接合させて合抉りにより接続を行なうものであり、従って、受け接合片３は他の建材Ａの接合片２の裏側に隠れて外部に露出することがなくなる部分である。また、建材Ａの接続部分には傾斜面２０と凹段部２１とからなる目地溝２２が形成されることになる。ここで、目地溝２２における合抉り接続を目立たなくするために、基材１のコーナー部１ａは傾斜面２０の先端部２０ａよりも少し手前（表面側）に位置するように設計されており、これにより、日差しによる影の発生を防止して接続部分が目立つのを防止している。

一方、上記のような建材Ａにインクジェット塗装で仕上げをする場合、インク定着のために白色系の下地塗膜を受理層３０として基材１の表面に形成し、受理層３０の表面にインクジェット塗装によりインクジェット層２８を形成することが行われている。この受理層３０は、接合片２の表面（傾斜面２０を含む）と凹段部２１の側面２１ａ及び底面２１ｂと基材１の表面に形成されるが、接合片２で覆い隠される受け接合片３の表面及び凹段部２１の底面２１ｂと受け接合片３の表面との間に形成される基材端面２３には、受理層３０を形成しないようにしている。

特開２００８−８０５４２号公報

しかし、底面２１ｂと基材端面２３とはコーナー部１ａを介して連続しているために、底面２１ｂに受理層３０を形成する際の塗装で、オーバースプレイなどにより部分的（スパッタ調）に受理層３０が基材端面２３にまで付着することになる。また、基材端面２３は基材１の表面や受け接合片３の表面に対して略垂直に形成されているため、基材端面２３に付着した受理層３０にインクジェット塗装でインクジェット層２８が形成されない。そして、上記のように、基材１のコーナー部１ａは傾斜面２０の先端部２０ａよりも少し手前に位置しているため、目地溝２２に基材端面２３が少し露出することになり、基材端面２３に形成された受理層３０の不要部分３０ａが白い線となって目地溝２２に現れて、接続された建材Ａの外観を損ねるという問題があった。特に、目線の高さや見下げる位置にある目地溝２２では白い線が非常に目立って商品価値を低下させていた。また、例えば、建材Ａの板厚公差が±０．５ｍｍであれば、最大１．０ｍｍの段差が底面２１ｂと基材端面２３との間に生じることになり、この場合は特に、受理層３０の不要部分３０ａが白い線となって目立って外観が大きく損なわれるおそれがあった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、外観を損なわないようにすることができる建材の塗装方法を提供することを目的とするものである。

本発明の請求項１に係る建材Ａの塗装方法は、基材１の一方の端部に接合片２を突設すると共に、隣接する基材１、１同士を接続した状態で他の基材１の接合片２の背面側に配置される受け接合片３を基材１の他方の端部に突設し、この基材１に受理層３０を形成した後、受理層３０の表面にインクジェット塗装する建材Ａの塗装方法において、受け接合片３の凹段部２１の底面２１ｂと略垂直に形成された基材端面２３の少なくとも底面２１ｂと近接する部分をインクジェット塗装で塗装される色と近似する色で塗装した後、隠蔽率が７０〜８０％の受理層３０を形成することを特徴とするものである。

本発明では、受理層３０の形成前に、インクジェット塗装で塗装される色と近似する色で基材端面２３を着色し、しかも、受理層３０の隠蔽率が７０〜８０％であるために、基材端面２３に受理層３０の不要部分３０ａが形成された場合でも、その受理層３０の不要部分３０ａを透して基材端面２３の着色が発現されることになり、受理層３０の不要部分３０ａの色が目立たなくなって建材Ａの外観が損なわれないようにすることができるものである。

本発明の実施の形態の一例を示す断面図である。インクジェット装置の一例を示す概略図である。本発明の建材の層構成を示す断面図である。建材の接続状態を示す断面図である。従来例を示す断面図である。

以下、本発明を実施するための形態を説明する。

基材１としては、窯業系基材や金属系基材のように無機質のものであっても、樹脂系基材のように有機質のものであっても、いずれでもよい。窯業系基材の外装材は、瓦や外壁材等の用途に使用されるものである。窯業系基材は、無機質硬化体の原料となる水硬性膠着材に無機充填剤、繊維質材料等を配合し、成形した後に養生硬化させて作製されるものであり、水硬性膠着材としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポルトランドセメント、高炉セメント、高炉スラグ、ケイ酸カルシウム、石膏等から選ばれたものの一種あるいは複数種を用いることができる。また、無機充填剤としては、フライアッシュ、ミクロシリカ、珪砂等を、繊維質材料としては、パルプ、合成繊維等の無機繊維や、スチールファイバー等の金属繊維を、それぞれ単独であるいは複数種併せて用いることができる。成形は押出成形や注型成形、抄造成形、プレス成形等の方法により行うことができ、成形の後、必要に応じてオートクレーブ養生、蒸気養生、常温養生を行って、外装材として使用される窯業系基材を作製することができる。このように作製される窯業系基材の外装材の表面には、溶剤系、水溶性あるいはエマルション系のシーラーにより目止めを行い、基材１表面への吸い込みのばらつきを調整するようにしてもよい。使用されるシーラーとしては、特に限定されるものではないが、アクリル系やラテックス系のものを使用することができる。このシーラーの上には意匠性や耐久性の向上のために、アクリル系やラテックス系の有機塗膜を形成するようにしてもよい。その他、基材１としては、例えば、フレキシブルボード、珪酸カルシウム板、石膏スラグパーライト板、木片セメント板、プレキャストコンクリート板、ＡＬＣ板、石膏ボード等の無機質板を用いることができる。

このような基材１の一端部（例えば、下端部）には接合片２が突設されていると共に、基材１の他側部（例えば、上端部）には受け接合片３が突設されている。接合片２及び受け接合片３は基材１の全長に亘って一体に形成することができる。また、接合片２は基材１の略半分〜１／３程度の厚みであって、基材１の表面側に片寄らせて形成することができる。受け接合片３は基材１の略半分〜１／３程度の厚みであって、基材１の裏面側に片寄らせて形成することができる。また、接合片２の先端の表面側には傾斜面２０が基材１の全長にわたって形成されていると共に基材１の受け接合片３側の端部には凹段部２１が基材１の全長にわたって形成されている。この傾斜面２０と凹段部２１の側面２１ａと底面２１ｂにより、隣接する基材１（建材Ａ）が接続された際に目地溝２２を形成するものである。

そして、上記のような基材１に塗装することにより建材Ａを形成することができる。まず、基材１の基材端面２３に後述のインクジェット塗装で塗装される色と近似する色を塗装して近似色塗膜２９を形成する。ここで、基材端面２３は凹段部２１の底面２１ｂと受け接合片３の表面との間に形成されている面であって、凹段部２１の底面２１ｂ及び受け接合片３の表面と略垂直に形成されている。また、インクジェット塗装で塗装される色と近似する色とは、インクジェット塗装で目地溝２２の傾斜面２０と側面２１ａと底面２１ｂとに塗装される色と同じ色もしくはほとんど見分けのつかない色であって、近似色塗膜２９とインクジェット塗装で塗装される色との色差（Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系におけるΔＥ）が、ΔＥ＝３以下であることが好ましい。近似色塗膜２９を形成するための塗料はアクリル樹脂系塗料などのベース塗料に各種の顔料を配合して色を調整することができる。また、近似色塗膜２９を形成する際の塗装はスプレーや刷毛塗りやロール塗装などの任意の塗装方法を採用することができる。また、近似色塗膜２９の膜厚は特に限定されないが、例えば、１０〜２０μｍとすることができる。また、近似色塗膜２９は基材端面２３の底面２１ｂと近接する部分（例えば、基材端面２３と底面２１ｂのコーナー部分１ａから１〜５ｍｍ幅の部分）に近似色塗膜２９を形成することができるが、基材端面２３の全面に近似色塗膜２９を形成しても良い。

次に、基材１の表面に受理層３０を形成する。この場合、必須ではないが、一般的にはシーラーを基材１の表面に塗布した後に受理層３０を形成する。また、受理層３０は接合片２の表面（傾斜面２０を含む）及び凹段部２１の側面２１ａや底面２１ｂにも受理層３０を形成するが、受け接合片３の表面には受理層３０が形成されない。しかし、基材１の基材端面２３と底面２１ｂはコーナー部１ａを介して連続しているため、底面２１ｂへの受理層３０形成時に基材端面２３に不可避的に受理層３０が付着することがある。そして、本発明では、図１に示すように、この受理層３０の不要部分３０ａが近似色塗膜２９の表面に付着することになる。

受理層３０はインクジェット塗装のインクを定着させるために必要な層であり、有機溶剤で希釈した塗料で形成することもできるが、水性塗料で形成するのが好ましい。このように、水性塗料で受理層３０を形成することによって、環境負荷を低減することができるものである。ただし、いずれの塗料を用いる場合であっても、後述する顔料を配合しておくものである。

上記水性塗料としては、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。水性塗料には、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４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、受理層３０を水性塗料で形成するにあたっては、基材１の表面に水性塗料を塗布量３０〜２００ｇ／ｍ^２・ｗｅｔで塗布するのが好ましい。なお、水性塗料の塗布は、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、本発明において顔料は、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１種のみを用いたり、２種以上を組み合わせて用いたりすることができる。建材Ａ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。

そして、本発明においては、受理層３０は、顔料を顔料重量濃度（ＰＷＣ）で５０〜７０％含有していることが好ましい。通常の塗料は顔料重量濃度が４０％程度であるが、本発明のように顔料重量濃度を通常よりも高く設定することによって、受理層３０の表面が粗くなり、この受理層３０に水性インクが吸収されやすくなり、定着性を高めることができるものである。また、本発明では通常よりも顔料重量濃度が高いので、粘度が上昇してチクソ性となり垂れにくく、つまり、厚く付けやすくなり、また、乾燥性が良くなると共に、隠蔽性も向上するものである。しかし、受理層３０の顔料重量濃度が５０％未満であると、上記のような効果を得ることができない上に、粘度が低下してニュートン性となり垂れやすくなり、乾燥性が悪くなると共に、隠蔽性も低下してしまうものである。逆に、受理層３０の顔料重量濃度が７０％を超えると、水性インクを吸収しすぎる状態となり、インクの発色性が悪化するものである。

また、受理層３０の厚みは２０〜１８０μｍであることが好ましい。下地である基材１を隠蔽し、また基材１を保護することができると共に、水性インクの吸収性が良くなるものである。しかし、受理層３０の厚みが２０μｍより薄いと、基材１の隠蔽性が悪化し、また基材１を十分に保護することができないおそれがあり、逆に、受理層３０の厚みが１８０μｍより厚いと、乾燥性が悪く、タレが生じたり、クラックが生じたりするおそれがある。

また、本発明においては、受理層３０の隠蔽率を７０〜８０％にする。ここで「隠蔽率」とは「ＪＩＳＫ５６００−４−１隠ぺい力」に規定される方法Ｂにより算出されるものである。受理層３０の隠蔽率が７０％未満であると、基材１の表面の隠蔽性が低くなってインクジェット塗装による色や柄模様の発現が低下して建材Ａの外観が低下するおそれがある。また、受理層３０の隠蔽率が８０％を超えると近似色塗膜２９の色が透けずに見えにくくなって、受理層３０の白色が目立つことになり、建材Ａの外観が低下するおそれがある。

次に、受理層３０の表面に水性インクをインクジェット塗装することによってインクジェット層２８を形成する。ここで、インクジェット塗装するためのインクジェット装置としては、例えば、図２に示すようなものを用いることができる。このインクジェット装置は、噴射ノズル７を設けた塗装ノズルヘッド８、塗装ノズルヘッド８の噴射ノズル７に水性インクを供給する塗料供給タンク９、塗装ノズルヘッド８の噴射ノズル７からの水性インクの噴射を制御する塗装制御システム１０などを設けたインクジェット式塗装機１１と、基材１を搬送する搬送コンベア１２とを備えて形成されるものである。

塗装ノズルヘッド８は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色の水性インクを噴出する４種類の塗装ノズルヘッド８ｙ、８ｃ、８ｍ、８ｋ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、イエローの水性インクを供給する塗料供給タンク９ｙは塗装ノズルヘッド８ｙに、シアンの水性インクを供給する塗料供給タンク９ｃは塗装ノズルヘッド８ｃに、マゼンタの水性インクを供給する塗料供給タンク９ｍは塗装ノズルヘッド８ｍに、ブラックの水性インクを供給する塗料供給タンク９ｋは塗装ノズルヘッド８ｋに、それぞれ接続してある。また、各塗装ノズルヘッド８ｙ、８ｃ、８ｍ、８ｋは基材１の搬送方向に沿って配列してある。

塗装制御システム１０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１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、この色柄の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８ｙ、８ｃ、８ｍ、８ｋの各噴射ノズル７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７を制御するものである。各噴射ノズル７は例えばピエゾ制御方式により噴射を行ったり噴射を停止したりするようになっており、噴射ノズル制御部で各噴射ノズル７を制御することによって、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各水性インク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うことができるものである。

搬送コンベア１２は、インクジェット式塗装機１１の下側に配置されるものであり、ベルトコンベアで形成することができる。

そして、上記のように形成されるインクジェット装置でインクジェット塗装するにあたっては、まず、受理層３０を形成した基材１を搬送コンベア１２上に導入する。導入された基材１はそのまま送られてインクジェット式塗装機１１の塗装ノズルヘッド８ｙ、８ｃ、８ｍ、８ｋの下を順に通過する。このように、基材１を搬送コンベア１２で送りながら、塗装ノズルヘッド８ｙ、８ｃ、８ｍ、８ｋから水性インクを噴射させて塗着させることによって、受理層３０の表面にインクジェット層２８を形成することができるものである。このように塗装された基材１はさらに送られ、次工程に搬出されるものである。

インクジェット層２８を形成した後、図３に示すように、このインクジェット層２８の表面にクリアー層２７を形成することができる。クリアー層２７は、この下に形成されたインクジェット層２８を保護する層であり、有機溶剤で希釈した塗料で形成することもできるが、水性塗料で形成するのが好ましい。このように、水性塗料でクリアー層２７を形成することによって、環境負荷を低減することができるものである。

上記水性塗料としては、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のが好ましい。これにより、後述する無機質塗料層２６をクリアー層２７に強く付着させることができるものである。水性塗料には、アクリルビーズ、マイカ等の骨材を配合しておくのが好ましい。これにより、意匠性を向上させることができる。また、クリアー層２７を水性塗料で形成するにあたっては、インクジェット層２８の表面に水性塗料を塗布量２０〜２００ｇ／ｍ^２・ｗｅｔで塗布するのが好ましい。そして、焼付け乾燥は、例えば、ジェット乾燥機を用いて、１００〜２００℃、３０秒以上の条件で行うのが好ましい。十分に焼付け乾燥を行わないと、温度湿度等環境条件によって、建材Ａの耐久性が低下しやすくなる場合がある。なお、水性塗料の塗布は、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。

その後、図３に示すように、クリアー層２７の表面に無機質塗料層２６を形成することができる。無機質塗料層２６は、建材Ａの耐候性等の耐久性を向上させる層であり、ＳｉＯ_２骨格で構成された塗膜で、紫外線吸収剤、場合によっては、艶消し剤が配合された塗膜からなるものである。例えば、特許第３２４２４４２号公報や特許第３１９３８３２号公報に記載されたコーティング用組成物や、特開平９−２４９８２２号公報に記載された無機コーティング剤で形成することができる。

さらに、本発明においては、図３に示すように無機質塗料層２６の表面に光触媒塗料層２５を形成するのが好ましい。光触媒塗料層２５は、超親水性を有しており、建材Ａの防汚性を向上させるために必要な層であり、ＳｉＯ_２骨格で構成された塗膜で、光触媒、場合によっては、艶消し剤が配合された塗膜からなるものである。例えば、特許第２７７６２５９号公報に記載された抗菌性無機塗料や、パナソニック電工（株）製「フレッセラＰＳ１０００」で形成することができる。

上記のようにして形成される建材Ａは、外壁材などとして家屋の外壁などの下地に取付て施工されるものであり、この場合、図４に示すように、複数の建材Ａを上下あるいは左右に並べて接続するが、隣合う一方の建材Ａの受け接合片３の前面側に、他方の建材Ａの接合片２を接合させて合抉りにより接続を行なうものである。このとき、受け接合片３は他の建材Ａの接合片２の裏側に隠れて外部に露出することがなくなり、基材端面２３は他の建材Ａの接合片２の先端面と当接又は近接してほとんど隠れる。また、建材Ａの接続部分には接合片２の傾斜面２０と凹段部２１の側面２１ａ及び底面２１ｂとからなる目地溝２２が形成されることになる。そして、目地溝２２には基材１のコーナー部１ａにおける基材端面２３が少し露出する場合があるが、この露出部分には、目地溝２２に形成されたインクジェット層２８と近似する色の近似色塗膜２９が形成されており、この近似色塗膜２９の表面に受理層３０の不要部分３０ａが形成されているため、露出部分の基材端面２３の色は受理層３０の不要部分３０ａを透して近似色塗膜２９の色が視認されるものであり、インクジェット層２８による目地溝２２の色と上記露出部分の色とがほぼ同じになって、目地溝２２への露出部分が目立たなくなるものである。従って、建材Ａの接続部分（目地溝２２の部分）に白色系の受理層３０の線が明確に形成されず、外観が損なわれないようにすることができる。この結果、従来では、インクジェット塗装としてインクジェット層２８の色が受理層３０の色に近い白色系の色しか採用できなかったが、本発明では白色系以外の色（特に、濃色系）でインクジェット層２８を形成することができるものである。また、建材Ａの板厚公差等により施工現場での不陸が生じた場合でも、違和感なく建材Ａを施工することが可能となるものである。

１基材
２接合片
３受け接合片
２３基材端面
３０受理層
Ａ建材

Claims

基材の一方の端部に接合片を突設すると共に、隣接する基材同士を接続した状態で他の基材の接合片の背面側に配置される受け接合片を基材の他方の端部に突設し、この基材に受理層を形成した後、前記受理層の表面にインクジェット塗装する建材の塗装方法において、前記受け接合片の凹段部の底面と略垂直に形成された基材端面の少なくとも前記底面と近接する部分を前記インクジェット塗装で塗装される色と近似する色で塗装した後、隠蔽率が７０〜８０％の前記受理層を形成することを特徴とする建材の塗装方法。