JP6530724B2 - 化粧建築板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、建材の技術分野において使用される窯業系基材の表面にインクジェット印刷により模様を印刷する前に、特定条件下で火炎（フレーム）処理する、窯業系化粧建築板の製造方法に関する。

近年、インクジェット印刷により、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。
内装材、外装材や屋根材などに使用される窯業系建築板においても、高い意匠性が要求されるため、従来からインクジェット印刷を施すことが行われている（例えば、特許文献１等）。
また、インクジェット印刷をこのような窯業系建築板を行う場合は、通常、窯業系基材の表面に樹脂組成物から形成されるインキ受理層が形成されている。

建築板のインクジェット印刷では、従来では溶剤系インキを用いてインクジェット印刷することが知られていた（特許文献２及び３）。このとき、溶剤系インキに含まれる有機溶媒がインキ受理層表面の一部を溶解させて粗面化するため、溶剤系インキは、インキ受理層に対して濡れ広がり、かつ密着することができる。
一方、近年、インキとして活性光線硬化型インキを用いて、窯業系建築板にインクジェット印刷を施す技術も検討されている（特許文献４）。

さらに、窯業系建築板の意匠性を高める手段として、インクジェット印刷することに加えて、その表面に凹凸を形成し、立体的な模様を付することも行われている。そして、その立体的形状へ印刷することによる印刷ムラを改善する方法などが近年検討されている（特許文献５）。

特開２００３−５３２１３号公報 特開２０００−１０７６８３号公報 特開２００８−２７２９５３号公報 特開２０１１−１４３３４４号公報 特開２０１４−１６３１６０号公報

本発明の建築板１は図１に示すように、１．５ｍｍを超える高低差ｄの凹凸模様を有し、窯業系基材１１、及び該基材上にインキ受理層１２が形成されている。なお、窯業系基材１１上に下塗り塗膜を設け、その上にインキ受理層１２が形成されてもよい。

インキ受理層１２は、タイル調、レンガ調、木目調などの凹凸加工を施された窯業系基材上に、樹脂および顔料を含む樹脂組成物を塗料として塗布し、乾燥(または硬化)させることにより形成される。

このように形成された建築板１に溶剤系インキを用いてインクジェット印刷を行った場合にその意匠性に問題は認められなかったが、活性光線硬化型インキを用いてインクジェット印刷を行った場合に、該インキの均一な濡れ広がりが認められず、印刷画像の意匠性に問題が生じた。

上記問題について検討したところ、活性光線硬化型インキの均一な濡れ広がりを妨げているのは、活性光線硬化型インキがインキ受理層に対して非浸透性であるため、建築板１を印刷する際の印刷面の汚れ（異物）がインキ受理層１２に付着することが原因であることが分かった。この汚れに関し、製造機器と建築板１が接触する際にインキ受理層１２の一部が製造機器に付着し、これが後続ロッドに付着したり、印刷工程前の保管時や移動中に印刷面に別の汚れが付着するなどして、異物が表面に付着したことが原因と予想されるが、これに限定されない。

本発明者らは、この汚れ（異物）を除去すべく種々検討し、建築板１の表面にバーナーからの火炎を当てることで表面の汚れ（異物）を焼却・除去すれば上記問題が解決できると考えた。しかしながら、図１のように建築板１の表面（印刷面）に対して火炎を噴射すると、窯業系基材１の凹凸の高低差ｄが１．５ｍｍを超える高さであるとき、凹部でバーナーからの火炎が反射して（図１の破線矢印）、火炎が凹み部分に十分照射されないことが分かった。そのため、火炎（フレーム）処理することで建築板１の凸部の印刷は汚れによる影響はないが、凹部は汚れによる影響が顕著である。

本発明者らは、更に検討を続けた結果、従来よりも狭いバーナーの炎口（燃焼性ガスの噴出口）から噴射され、流速を一定の範囲に調整された燃焼性ガスが燃焼して形成される火炎を用いると、上述の火炎の反射が抑えられ、１．５ｍｍを超える高低差を有する窯業系基材表面の凹み部分でも火炎が十分に照射されることが分かった。本発明の条件で形成される火炎は従来の表面処理で用いられる火炎よりも断面が薄い形状を有する。

具体的に、窯業系基材及び該基材上に配置された樹脂組成物で形成されるインキ受理層を含み、表面に高低差が１．５ｍｍを超える凹凸模様を有する建築板を、長さが１〜８ｍｍであるバーナーの炎口から、バーナーの炎口１ｃｍ^２当たり３０〜２００Ｌ／分の流速で噴射される燃焼性ガスが燃焼して生じる火炎で表面処理した後、活性光線硬化型インキでインクジェット印刷することを含む、化粧建築板の製造方法を提供する。

本発明では、建築板の表面（印刷面）をインクジェット印刷前に、従来よりも断面が薄い形状の火炎で処理して汚れを除去することで、活性光線硬化型インキの均質な濡れ広がりが得られ、意匠性が高い化粧建築板が得られる。

本発明で用いる建築板１が建築板の印刷面に対する、従来の実施態様での火炎処理を示す図である。図１中の炎口の長さＬは、従来１０〜３０ｍｍが一般的である。 本発明の実施の一態様を表す図である。 本発明の実施の一態様を表す図である。 本発明の実施に使用するバーナーのバーナーヘッドの概略図である。 本発明の実施に使用するバーナーの好ましい態様のバーナーヘッドの概略図である（側面（ａ´）、底面図（ｃ´））。正面図の概略図は図５（ｂ）と同様になる。 本発明の別の実施の一態様を表す図である。 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。

本発明により製造される化粧建築板は、図２で示されるように、建築板１の表面を、従来よりも薄い形態（形状）の火炎を用いることで、火炎が届きにくかった凹部まで火炎を照射することができる。具体的には、従来よりも狭い炎口を有するバーナーから、特定の流速で噴射される燃焼性ガスから形成される火炎を用いて表面処理することで達成される。

本発明の建築板は、建材として使用される建築板であれば、その用途は特に限定されない。具体的には、壁材、床材、屋根材などが挙げられる。

本発明の建築板に使用される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。具体的な製造例としては、セメントを主成分として、シリカやフライアッシュなどの無機成分、任意にパルプ等の補強短繊維を配合した組成物の水性混練物や水性スラリーを、押出成形、注型成形、プレス成型あるいは抄造法などの成型方法で成形し、板状に硬化させる。さらに必要に応じて、エンボス加工等の凹凸加工を施して、基材の表面をタイル調、レンガ調、木目調などにすることができる。

窯業系基材は、例えば以下のような方法で製造することができる。
まず、セメント成分と繊維質を混ぜた軟らかい水性混練物を板状に押し出し、その板状混練物をベルトコンベアに乗せて、エンボス形状が掘り込まれたロールを押し付けて表面に凹凸を付けると同時に巾と端部を整える。この形状が整えられた板状の基材を適当な長さに切断してから、高温、高圧のオートクレーブ内で数時間焼成して、本発明で使用可能な窯業系基材を得ることができる。

本発明の窯業系基材は高低差が１．５ｍｍを超える凹凸模様を形成する。ここで、「高低差が１．５ｍｍを超える凹凸模様」とは、窯業系基材が高低差ｄが１．５ｍｍを超える凹凸を少なくとも１つ以上有し、その凹凸が模様を構成していることを意味する。従って、高低差が１．５ｍｍ以下の凹凸が存在してもよく、これらの凹凸が組み合わされて、タイル調や木目調などの模様を窯業系基材に形成することができる。また、高低差ｄは１．６ｍｍ以上が好ましく、１．８ｍｍ以上が更に好ましい。
なお、高低差ｄに関し、インキ受理層の厚さも考慮されるべきであるが、下記の通り、インキ受理層の厚みは通常３〜１００μｍの範囲内であるため、インキ受理層の厚みは考慮しなくてもよい。

また、本発明の効果が奏される限り、窯業系基材の高低差の上限は特に規定されないが、通常、窯業系基材の凹凸の高低差は７ｍｍ以下であり、５ｍｍ以下が好ましい。窯業系基材の凹凸の高低差が最大７ｍｍであれば、建築材として十分な意匠性を有する模様を形成することができるためである。また、窯業系基材の凹凸の高低差が７ｍｍを超えると、火炎を凹部に存在する異物にあてることができず除去することが難しい場合がある。

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り得る。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、建築材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、非水性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。

本発明のインキ受理層は、有機もしくは無機の固形粒子を含んでいてもよい。当該粒子の平均粒子径が４〜８０μｍ、好ましくは１０〜６０μｍである。
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。

さらに、前記インキ受理層は着色顔料を含んでいてもよい。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、酸化チタン、酸化鉄、黄色酸化鉄、フタロシアニンブルー、カーボンブラック、コバルトブルーなどが挙げられる。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。

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。

図３は、本発明の一実施態様を示したものである。この図では、建築板１がベルトコンベア等の搬送機４により、矢印の方向（図面３の左から右方向）に搬送されている。バーナー２は、火炎が噴射される炎口２１、バーナーヘッド２２を有する。

図４（ａ）は、バーナー２の側面の概略図を表し、図４（ｂ）はバーナー２の正面の概略図、図４（ｃ）はバーナー２の底面図である。図４（ａ）で示されるＬは、炎口２１の長さを表す。
炎口２１に関し、図３における搬送方向に平行の向きにその長さＬを変更することが可能である。本発明において、Ｌが１〜８ｍｍで炎口を有するバーナーを使用する。これは、従来、表面火炎処理に使用されているバーナーの炎口よりも狭くなっており、この狭い炎口により断面が薄い火炎を形成することが可能である。また、Ｌが２〜５ｍｍがより好ましい。

また、Ｌが１ｍｍ未満であると、燃焼性ガスの噴射が安定せず、バーナーヘッドの底面に対して垂直に火炎が噴出されず、建築板の表面に存在する凹部に火炎が届かない箇所が存在する場合があるため、均一な火炎処理ができない。また、Ｌが８ｍｍを超えると、凹部に火炎が反射（燃焼性ガスに伴う空気が反射）して、建築板の凹部に火炎が十分に届かない。

さらに、Ｌが８ｍｍを超えて、かつバーナーの炎口１ｃｍ^２当たり３０Ｌ／分を超える流速で燃焼性ガスが燃焼して生じる火炎は熱量が多くなることから、建築板の表面温度が高くなり、インキ受理層１２の樹脂が焼け焦げてしまう場合もある。

また、図４（ｂ）は、図２又は図３のバーナー２の正面概略図である。バーナー２の炎口２１の幅をＷで表している。なお、便宜上、図４（ｂ）では炎口２１に該当する部分を太い線で強調して記載している。実際に図４（ｂ）では炎口２１は見えない。バーナーヘッド２２には、ガス供給部２３、支持部（図示せず）が備えられている。このＷは建築板１の大きさを考慮して選択されるが、通常、４０〜５０ｃｍである。

ガス供給部２３に備わるガス供給管から燃焼性ガスが噴出される炎口２１に燃焼性ガスが供給される。炎口２１の態様については特に限定されないがリボン形状や丸穴形状のバーナーを用いることができる。

ガス供給部２３では、燃焼ガスと助燃ガスが予め混合された予混合ガスが燃焼性ガスとして供給される。つまり、本発明における燃焼性ガスとは、燃焼ガスと助燃ガスの予混合ガスである。燃焼ガスボンベ等の燃焼ガス供給源及び空気ボンベ、酸素ボンベ、コンプレッサーエアー、ブロアーによるエアー等の助燃ガス供給源がガス混合部に接続されており、ここで燃焼ガスと助燃ガスが混合される。さらに、ガス混合部が混合ガス供給部に接続されており、ガス供給管を通じてガス供給部２３に予混合ガスを供給する。ガス混合部では、燃焼性ガスにおける酸素の比率を一定にするための酸素供給器を具備していてもよい。

支持部は、バーナーヘッド２２を所定の位置で固定する。さらに、バーナーヘッド２２の傾斜角度を調整可能にする調整手段を有する。調節手段は炎口２１を搬送機４上に所定の角度に回動できるようにして、その傾斜角度を固定して保持できる構造を有する。

バーナーの別の態様として、バーナーヘッド２２に、炎口２１から２ｍｍ以上、好ましくは２ｍｍ〜７ｍｍ離れた所に、炎口２１と両側に平行して、補助炎口２４が存在することが好ましい（図５）。バーナーヘッド２２は、この補助炎口２４からは非常に微量の燃焼性ガスが通過するような構造を有する。ここでの補助炎口２４より噴射される燃焼性ガスの量は炎口２１の５％以下、あるいは３％以下であり、補助炎口２４により生じる火炎は建築板の表面処理に全く影響を与えない。この補助炎口２４を有することで、炎口２１から噴射される燃焼性ガスの直進性が増し、揺らぎが少ない火炎が形成できる。なお、「バーナーの炎口１ｃｍ^２当たり３０〜２００Ｌ／分の流速で噴射される燃焼性ガス」とは炎口２１から噴射される燃焼性ガスを指す。

上記の構造のバーナーヘッド及び燃焼ガス／助燃ガス混合ユニットを有するバーナーは市販されており、例えば、Ｆｌｙｎｎ Ｂｕｒｎｅｒ社（米国）の製品名Ｆ−３０００などを使用することができる。

燃焼ガスとして、通常、水素、液化石油ガス（ＬＰＧ）、液化天然ガス（ＬＮＧ）、アセチレンガス、プロパンガス、又はブタン等を使用することが可能であるが、本発明の所望の火炎を形成するためには、ＬＰＧ又はＬＮＧを使用することが好ましく、ＬＰＧが最も好ましい。
助燃ガスとしては、空気又は酸素を使用することができ、助燃ガスとして空気を使用することが好ましい。

燃焼ガスと助燃ガスの混合比は、当業者は燃焼ガス及び助燃ガスの種類に応じて適宜定めることができる。
例えば、燃焼ガスがＬＰＧ、助燃ガスが空気の場合、体積比で、ＬＰＧが１に対して、空気の混合比が２４〜２７が好ましく、２５〜２６がより好ましく、２５〜２５．５が更に好ましい。また、燃焼ガスがＬＮＧ、助燃ガスが空気の場合、体積比で、ＬＮＧが１に対して、空気の混合比が９．５〜１１が好ましく、９．８〜１０．５がより好ましく、１０〜１０．２が更に好ましい。

上記燃焼性ガスは、バーナーの炎口１ｃｍ^２当たり３０〜２００Ｌ／分の流速で噴射される。燃焼性ガスの流速がバーナーの炎口１ｃｍ^２当たり３０Ｌ／分未満であると、建築板１の表面に存在する凹み部からの、燃焼性ガスに伴う空気による火炎の反射を排除することができない。燃焼性ガスの流速がバーナーの炎口１ｃｍ^２当たり２００Ｌ／分を超えると、バーナーの炎口の幅方向に燃焼性ガスの噴射を一定に保つのが困難になることに加え、火力が強くなりすぎて、建築板表面のインキ受理層までも燃焼させることがある。燃焼性ガスは、バーナーの炎口１ｃｍ^２当たり５０〜１５０Ｌ／分の流速で噴射させることが好ましく、７０〜１２０Ｌ／分の流速で噴射させることがさらに好ましい。

バーナーから照射される火炎の出力は、本発明の効果を奏する限り特に限定されないが、通常、バーナーの炎口の幅１０ｍｍあたり８００ｋＪ／時〜１２０００ｋＪ／時、好ましくは、３６００ｋＪ／時〜９６００ｋＪ／時、さらに好ましくは４８００ｋＪ／時〜９６００ｋＪ／時である。バーナーの炎口の幅１０ｍｍあたり８００ｋＪ／時以上であると、建築板１の表面に存在する汚れ（異物）の焼却が十分に行われる。また、バーナーの炎口の幅１０ｍｍあたり１２０００ｋＪ／時以下で、火力は十分であり、これを超えると経済的にも非効率である。
また、上記の「バーナーの炎口の幅１０ｍｍあたり」記載は、図４（ｂ）のＷ´が１０ｍｍであることを意味する。

図６に示すように。バーナー２のバーナーヘッド２２を傾け、火炎を一定の角度傾けて照射することも可能である。ただし、傾斜角度を「Ｒ」と定義すると、Ｒは−１０°〜１０°、好ましくは−５°〜５°の範囲であることを要する。この角度の範囲内であれば、建築板１の凹部でも十分に火炎が届く。あるいは傾斜角度が０°でもよい。
この傾斜角度Ｒは以下のように定義できる。つまり、火炎の傾斜角度は、建築板１の印刷面に対して垂直に伸びる線（破線α）とバーナー２の炎口２１に対して垂直に伸びる線（破線β）が形成する角度Ｒである（図６）
また、バーナーの炎口２１が搬送方向に向かって傾斜しているときは、角度Ｒの値を正の数値とする。一方、バーナーの炎口２１が搬送方向と逆方向に向かって傾斜しているときは、角度Ｒの値を負の数値とする。なお、図６において、傾斜角度Ｒは正の値である。

バーナー２は、建築板１の印刷面からの距離Ｈの位置に設定する。Ｈは、バーナー２の印刷面からの最短の距離を意味する。つまり、Ｈは通常バーナーヘッド２２と印刷面との距離を示すが、炎口２１がバーナーヘッド２２から大きく突き出した構造で炎口２１と印刷面との距離がバーナーヘッド２２と印刷面との距離よりも近い場合、Ｈは炎口２１と印刷面との距離を示す。
図６のように、バーナーヘッド２２が傾いている場合も同様に、Ｈは、バーナー２の印刷面からの最短の距離を意味する。

通常、距離Ｈは５〜１２０ｍｍ、好ましくは、１０〜８０ｍｍ、さらに好ましくは２０〜５０ｍｍの範囲になるように設定する。前記距離Ｈが５ｍｍ未満であると、窯業系基材１１の反りのために、バーナー２と建築板１が接触してしまう場合がある。なお、建築板１はその長さが数メートル（３〜４ｍ）に及ぶ場合があり、このときに窯業系基材１１では反りが５〜２０ｍｍ生じ得る。そのため、距離Ｈは、窯業系基材１１の長さ、つまり、建築板１の長さに応じて距離Ｈを調整する必要がある。
また、距離Ｈが１２０ｍｍを超えると、フレーム処理の効果を奏するために高いエネルギーの火炎を照射する必要があり、非効率的であり好ましくない。

本発明の一実施形態を、図７を参照してより具体的に説明する。この実施形態では、建築板１のインキ受理層で形成される印刷面１−１を、本発明で規定する炎口の長さに制御されたバーナーヘッドを備えるバーナー２から、特定の流量で噴射される燃焼性ガスが燃焼して生じる火炎を照射して火炎（フレーム）処理を行う。また、使用するインクジェット記録装置は４色のインキ（イエロー、シアン、マジェンタ、ブラック（黒））の４色のインクジェット印刷が可能なライン式インクジェット記録装置Ｍである。そして、使用するインキは活性光線硬化型インキである。

図７における、ライン式インクジェット記録装置Ｍは、インクジェット記録ヘッド６（６１〜６４）、その記録ヘッドに接続するインキ供給タンク７（７１〜７４）及び印刷制御システム８を備えたインクジェット式塗装機５、並びに搬送機４を備える。さらに、このライン式インクジェット記録装置Ｍに、火炎処理を行うためのバーナー２、活性光線照射機９が設置されている。

建築板１の印刷面（インキ受理面）１−１は、搬送機４の搬送面４−１に接する面と反対側の面である。ここに、インクジェット記録ヘッドから吐出さ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。

図７に示されるように、建築板１の印刷面１−１はインクジェット印刷の前にバーナー２から照射される火炎３により火炎処理される。火炎処理時の印刷面１−１の温度を測定しておくことが好ましい。火炎処理の条件によっては、印刷面の温度が高くなりすぎて、インキ受理層が損傷する場合がある。

搬送機４による建築板１の移動速度は、本発明の効果を奏する限り特に限定されないが、固定されているバーナー２に対し、通常、５〜７０ｍ／分である。好ましくは、１０〜５０ｍ／分であり、更に好ましくは、２０〜４０ｍ／分である。５ｍ／分未満であると、作業効率が悪くなる。また、７０ｍ／分を超えると、バーナー２の火炎３が建築板１の移動により生じる気流の影響を受けてしまい、印刷面１−１に均一に火炎を照射することができず、汚れ（異物）の除去が十分にできない場合がある。

火炎により表面処理（フレーム処理）された建築板１は、インクジェット式塗装機５でインクジェット印刷される。インキは４色使用し、インクジェット記録ヘッド６１からイエロー、６２からシアン、６３からマジェンタ、６４からブラック（黒色）のインキがそれぞれ吐出される。これらのインクジェット記録ヘッドにそれぞれインキ供給タンク（７１〜７４）が接続されている。上記インキは市販されている活性光線硬化型インキを使用することが可能である。

各色のインクジェット記録ヘッドから吐出されたインキ滴は、印刷面１−１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、インクジェット記録ヘッドから吐出されたインキ滴がインキ吐出部から鉛直方向に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、インキのサテライトが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。

インクジェット記録ヘッドのノズルから印刷面１−１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。

活性光線照射機９は、インクジェット式塗装機５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。
活性光線照射機９は、搬送機４の搬送面４−１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４−１の方向に活性光線を照射する。
印刷面１−１に着弾したインク滴を活性光線照射機９からの活性光線で硬化させる。通常、インク滴が着弾してから１．０秒以上、好ましくは２．０秒以上、さらに好ましくは２．２秒以上経過した後に活性光線を照射するように、搬送機４の搬送速度及びインクジェット式塗装機５から活性光線照射機９までの距離を調整する。また、空気中の水分がインキの重合を阻害することがあるため、インキが着弾後３０秒以内に活性光線を照射する。

制御部８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やインクジェット記録ヘッドの温度調節を含む各種処理を制御する。制御部８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８に含まれる少なくとも一部の構成は、図７に示すようにインクジェット記録ヘッドの上部に設置されている。

ライン式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、印刷面１−１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クジェト記録ヘッドから吐出され、所望の画像が印刷面１−１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。

以下に実施例および試験例を挙げて、本発明を更に具体的に説明するが、これによって本発明が限定されるものではない。

以下の実施例では、建築板として窯業サイディング材を調製し、評価した。
１．窯業サイディング材（建築板）の製造
窯業系基材として、ＪＩＳ Ａ ５４２２に準拠して製造された、木繊維または木片を補強剤として使用した繊維補強セメント板系窯業サイディングを準備した。該基材の製造時に、エンボス形状が掘り込まれたロールを押し付けて表面に高低差１．８〜４．０ｍｍの凹凸を付した。

窯業サイディングの表面にアクリルエマルション系ベース塗料(IMコート４１００ : 関西ペイント株式会社)に平均粒径０．２８μｍの酸化チタン（テイカ製 ＪＲ−６０３） ４９質量％、平均粒径１０μｍのマイカ（株式会社ヤマグチマイカ製 ＳＪ−０１０）１３質量％、平均粒径５．５μｍの疎水性シリカ（サイリシア４５６；富士シリシア株式会社）６質量％、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）２質量％を添加して、スプレー塗装により乾燥膜厚１８μｍになるように塗布して、到達板温１３０℃で２分間焼き付けることでインキ受理層を形成した。

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）及びサイリシア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）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。

２．火炎処理のためのバーナー
火炎処理を行うためのバーナーとして、Ｆｌｙｎｎ Ｂｕｒｎｅｒ社（米国）製のＦ−３０００を使用した。燃焼ガスとしてＬＰガスを用い、バーナーの炎口の１ｃｍ^２に対し、ＬＰガス １．０〜８．０Ｌ／分、クリーンドライエアー ２５．０〜２００．０Ｌ／分をガスミキサーで混合した後に、この混合ガス（燃焼性ガス）を特定の流速で噴射しバーナーで燃焼させて火炎処理を行った（体積比、ＬＰガス : クリーンドライエアー = 1 : ２５）。また、バーナーの炎口における搬送方向に平行な向きの長さ（図４（ａ）又は図５（ａ´）におけるＬ）が１〜２０ｍｍのものを用いた。炎口の長さが８ｍｍ以下の場合は、図５に記載の補助炎口２４を有するバーナーを用いた。バーナーヘッドと建築板の印刷面との距離（Ｈ）は３０ｍｍ若しくは５０ｍｍであり、炎口の幅は４５０ｍｍである。
なお、火炎処理時の搬送速度は５〜７０ｍ／分で行った。

４．活性光線硬化型インキによるインクジェット印刷
（４−１）
活性硬化型インキとして、ラジカル重合型紫外線硬化性黒色インキ及びカチオン重合型紫外線硬化性黒色インキを用いた。各インキの具体的な組成は以下の通りである。

（ｉ）ラジカル重合型紫外線硬化性黒色インキ
ラジカル重合型紫外線硬化性黒色インキを、以下の成分を混合することにより調製した。具体的なの組成は以下の通りである。

顔料分散液^１）(顔料分：１０質量％） １０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） ５７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：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
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

（ｉｉ）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質量部にブラック：Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌａｃｋ ７を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、ブラックの顔料分散体を調整した。
上記分散体１４質量部に、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。

インキ液滴の体積を４２ｐｌ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）を用いて黒色インキでドット印刷を行った。この時の印刷条件は以下のとおりである。ドット同士が重ならないようにドット間の距離は５００μｍとして建築板全体にブラックインキによるドット印刷を行った。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。１ドットのみが見える範囲に拡大して（２００倍）、８個のドットのドット径を測定し、その平均値を示した。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。火炎処理する前の窯業系サイディングのドット径は汚れの付着度合いによって変化し、汚れ付着が多い箇所のドット径が約１３０μｍであるのに対して、汚れ付着がほとんどのない箇所は約１８０μｍと約５０μｍの差があった。

ラジカル重合型紫外線硬化インキのインクジェット印刷条件
（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

カチオン重合型紫外線硬化インキのインクジェット印刷条件
（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 ：６．１ｍ／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。紫外線照射はインク滴が着弾した５秒後に行った。
（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）

窯業サイディング材表面の汚れ付着の多少に係らず、特定条件で火炎処理することにより、均質かつ十分なインキの濡れ広がりを見せる。本実施例では、火炎処理によりラジカル重合型紫外線硬化性インキのドット径が１９０〜２１０μｍとなったものを○と評価した。また、カチオン重合型紫外線硬化性インキに関し、そのドット径が２００〜２２０μｍとなったものを○と評価した。

上記サイディング材を、上記のバーナーを用いて火炎処理し、上記印刷条件で印刷を行った。このサンプルの黒色インキのドット径を測定した。試験の結果を以下に示す。

１：建築板、１−１：印刷面、２：バーナー
１１：窯業系基材、１２：インキ受理層
２１：炎口、２２：バーナーヘッド、２３：ガス供給部、２４：補助炎口
３：火炎、４：搬送機、４−１：搬送面、５：インクジェット式塗装機、６１：インクジェット記録ヘッド（イエロー）、６２：インクジェット記録ヘッド（シアン）、６３：インクジェット記録ヘッド（マジェンタ）、６４：インクジェット記録ヘッド（ブラック）、７１：インキ供給タンク（イエロー）、７２：インク供給タンク（シアン）、７３：インク供給タンク（マジェンタ）、７４：インク供給タンク（ブラック）、８：制御部、９：活性光線照射機
ｄ：窯業系基材の凹凸の高低差、Ｈ：バーナー２と印刷面１−１との間の最短の距離
Ｍ：ライン式インクジェット記録装置、Ｒ：バーナー２の傾斜角度
α：印刷面に対して垂直方向に伸びる破線、β：炎口に対して垂直方向に伸びる破線

Claims (5)

1. 窯業系基材及び該基材上に配置された樹脂組成物で形成されるインキ受理層を含み、表面に高低差が１．５ｍｍを超える凹凸模様を有する建築板を、長さが１〜８ｍｍであるバーナーの炎口から、バーナーの炎口１ｃｍ^２当たり３０〜２００Ｌ／分の流速で噴射される燃焼性ガスが燃焼して生じる火炎で表面処理した後、活性光線硬化型インキでインクジェット印刷することを含む、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. 燃焼性ガスの流速が、バーナーの炎口１ｃｍ^２当たり５０〜１５０Ｌ／分の流速で噴射される、請求項１又は２に記載の化粧建築板の製造方法。
4. 燃焼性ガスの流速が、バーナーの炎口１ｃｍ^２当たり７０〜１２０Ｌ／分の流速で噴射される、請求項１又は２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活性光線硬化型カチオン重合性インキである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の化粧建築板の製造方法。

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