JP6855000B2 - 天然木調化粧繊維強化セメント板及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、天然木調化粧繊維強化セメント板とその製造方法にかかわる。基板としては石綿以外の繊維で補強され成形されたスレート、ケイ酸カルシウム板及びスラグ石膏板等とする。意匠を付与する方法として塗装、印刷、ラミネート等が実施されているが天然木に似せた高意匠化粧板を得るための多品種少量生産に適した下地処理と印刷技術に関する。

化粧紙の印刷はグラビア印刷が一般的である。グラビア印刷は高価な印刷用の版が必要で多色刷りになるほど高価な印刷版を複数使用する。最近の住宅事情は他社と差別化した色柄の壁材を使用するケースが多くなってきた。また建築主の要望によりオリジナルデザインが求められる場合も多くなってきた。このような事情からインクジェットプリンターが使用されるケースが出てきた。インクジェットプリンターは印刷版を使用しないので１枚から製造ができる。印刷内容はデーターとして保存が可能で何度でも同じものを作ることができる。色の表現は従来のグラビア印刷に比べ多彩で深みのある印刷ができる。少量生産に最適な印刷手段である。

従来東京カラーグラビヤ工業（株）では実際に凹部のある導管孔が形成された木目化粧シートの特許（特許文献１）を取得して永年製造販売してきた。寿工業（株）は東京カラーグラビヤ工業（株）の特許技術を利用して多品種少量生産の要求に適応する天然木調の化粧繊維強化セメント板の製造方法についてインクジェットプリンターを使用する製造方法を研究してきた。

寿工業（株）は永年ケイ酸カルシウム板を使用して化粧ケイ酸カルシウム板の製造に従事してきた。従来ケイ酸カルシウム板の化粧方法としては塗装、印刷、ラミネートなどが一般的であるがいずれの方法においても基板の下地処理として基材補強とアルカリ止めを目的としたシーラー処理がなされ仕上げの程度に応じて目止め処理が行われる。その表面をサンドペーパーで平滑に研磨して塗装、印刷、ラミネートの化粧が行われる。この目止め処理工程を次工程のインクジェット印刷に適した機能、外観を持たせた目止めシートで行うことを東京カラーグラビヤ工業（株）に依頼した。依頼内容は目止めシートがインクジェット印刷のインク受理層の機能を有すること。基板の凹部を平滑処理できること。癖のない導管孔が形成されておりインクジェットプリンターで印刷される様々な木目に違和感なく適合できること。凹部の深さが最大で３０μｍ程度であること。目止めシートの色がインクジェット印刷の印刷効果を高めるために白色系であることなどである。

この目止めシートはインクジェット印刷のインク受理層として機能するように設計されており印刷が映えるように白色系に着色されている。白色系のベース印刷層上に設けられた透明なインク受理層は特許技術（特許文献１）により実際凹部のある導管孔が形成されている。白インキの使用により高価なインクジェット印刷のインク使用量を減ずる効果もある。導管孔はいろいろな樹種(柄)に適応できるように凹部が癖のない導管模様となるようにする。不燃性を求められる場合を想定して基材補強シーラーはケイ酸のアルカリ塩からなる無機系シーラーを使用する場合もある（例えば特許文献２）。

特許第４３８７２７２号 特開２０１０―２２２２２９号公報 特開２０１１―２４６３０１号公報

現代の住宅事情に適合できるように少ない数量の場合によっては１枚からの注文に応じられるような生産方法を確立する。外観が多彩で天然木のように見える。見た目の風合いが実際の天然木のように導管孔が凹状になっている。下地処理が共通である。目止めシートが白色のインク受理層となっておりそこに凹凸のある導管孔が設けられてインクジェットの印刷が少ないインキ量で多彩に表現できることが求められている。
平滑に研磨された繊維強化セメント板は巣穴、研磨スジが多数存在しそのまま印刷しても美しい仕上がりは得られない。表面を平滑にして印刷の鮮明さと美しさを得るために下地処理を行う（例えば特許文献３）。これらの目止め処理による下地処理を行わないで目止めシートを貼付することにより平滑下地を得る。この下地処理方法は印刷手段であるインクジェット印刷に適した構成を持ち導管孔を形成するインキ層がインクジェット印刷のインク受理層として機能し更にインクジェット印刷が映えるように白色のインキで作られた目止めシートを多孔質の表面に貼付する。この目止め処理シートを含めて印刷、トップコートした化粧板が不燃規格をクリヤーするためには基材補強シーラーは有機成分の少ない無機系シーラーを使用する場合もある。本発明の目止めシートの紙間補強は有機樹脂で補強されている。目止めシートに設けられる導管孔の凹部は癖のない導管孔が散在するものが望ましい。なぜならば本発明に使用する目止めシートはインクジェット印刷される多品種の意匠に対して共用できることを前提としているからである。導管孔の凹部の深さはインクジェット印刷で埋まらない深さでありインクジェット印刷でインキが流れ込まないように、インキが着弾したら直ちに硬化が始まるＵＶ硬化型のインクジェットプリンターが適している。硬化に時間がかかるとインクが凹部に流れ込んでレベリングしてしまうからである。

多品種少量生産に対応できるように印刷手段としてインクジェットプリンターを採用する。本法は前項で述ベタように高価な印刷版を使用することなく画像データーをもとに印刷を行う。この印刷方法はマゼンタ、黒、シアン、イエロー、白を複合或は単体で発色して多彩な色彩表現をすることが可能である。模様付けするためのインクジェットプリンターはインキが着弾して直ちに硬化が始まるＵＶ硬化装置を備えたインクジェットプリンターが適している。なぜならば硬化に時間がかかるとインクが凹部に流れ込んでレベリングしてしまうからである。

基板の平滑処理には導管孔が設けられた本発明の根幹の一つとなっているインクジェット印刷用目止めシートを用いる。このシートは東京カラーグラビヤ工業（株）が寿工業（株）の要望を取り込んで開発した実際に凹部のある導管孔がシート表面に設けられた目止め用のシートである。このシートは紙間強度を増すために紙間補強用樹脂が含浸されている。又表面が白色に印刷されその表面にインクジェット印刷のインク受理層として機能するクリヤーが塗布され導管孔のエンボス処理がなされている。（特許文献１）孔目止めシートは癖のない導管孔が設けられておりインクジェット印刷される多くの柄に適応できるようにデザインされている。又インクジェット印刷の色が映えるように目止めシートは白色でできておりインクジェット印刷で白ベタを印刷する必要がなくインキの膜厚を薄くできエンボスの凹部にインキが流れ込むのを少なくしエンボスを目立たせる効果がある。導管孔のエンボスの深さは最大で約３０μｍである。

基材表面を補強し目止めシートとの付着強度を上げるために基材補強有機系シーラーを塗布するが不燃性を重視する場合は例えば（特許文献２）の無機シーラーを使用してもよい。

実際に凹部のある導管孔付きの目止めシートをケイ酸カルシウム板に貼り合わせてオーク柄のデーターを用いて（株）ミマキエンジニアリングのＬＥＤＵＶフラットベッドタイププリンターＪＦＸ２００−２５１３のインクジェットプリンターを用いて印刷条件を６００×９００ｄｐｉの１２パスで印刷したところオーク柄の天然木調の化粧ケイカル板が鮮やかに再現できた。微細な導管孔もはっきり視認できた。インクの塗膜厚は最大で１０μｍで最大深さ約３０μｍの目止めシートの導管孔は埋まることはなく微細な導管孔が再現できた。インク受理層が白色でクリヤー層にエンボスが形成されているためインクジェット印刷で白ベタを印刷しなくても鮮明な画像が得られインクジェット印刷のインキの使用量が少なく、導管孔がインキで埋まることがなく、導管孔の凹がはっきり表現できた。今回使用したインクジェットプリンターは１２３０ｍｍ×２４３０ｍｍが印刷できる装置で９１０ｍｍ×２４３０ｍｍ厚さ６ｍｍのケイ酸カルシウム板に無機シーラーを塗布し目止めシートをＰＵＲで貼った基板にオーク柄を印刷したところ印刷時間は１５分で１枚印刷できた。この印刷は１枚から印刷でき少量の印刷に最適である。

目止めシートを貼ることにより平滑な仕上がり面を得ることができた。

（００１１）項で作られた印刷板にアクリルウレタンクリヤー（商品名：ＵＣクリヤー３部艶 ＤＩＣ（株））を３３ｇ／m²エアースプレーで塗布したのち１００℃で３分間乾燥して透明カバー層を設け天然木調化粧ケイ酸カルシウム板を得た。コーンカロリーメーターで発熱量を調ベタところ７．２ＭＪ／cm²で不燃規格をクリヤーした。

本発明の天然木調化粧繊維強化セメント板の製造方法においてはインクジェットプリンターがＵＶ硬化装置を備えることによりインクの流れ込みを防ぎ微細な導管孔の凹を表現できる。

本発明に係る天然木調化粧繊維強化セメント板の第１実施形態を模式的に示す斜視図である。 第１実施形態に係る天然木調繊維強化セメント板の目止めシートを模式的に示す斜視図である。 本実施形態に係る天然木調繊維強化セメント板の製造方法を示すフローチャートである。 本実施形態に係る天然木調繊維強化セメント板の製造方法に用いられるスキャナーを模式的に示す斜視図である。

以下必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。又図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。本発明の導管孔が実際に凹部を有する化粧板は天然木を対象物とし当該対象物の表面の模様が描かれた不燃性の化粧板である。

図１は、本発明に係る凹凸化粧板の一実施形態を模式的に示す斜視図である。図１に示すように、本実施形態に係る不燃性の微細な導管孔を有する化粧板は板状の基部１と基部の表層を強化しアルカリ滲出を防止するシーラー層２と接着剤層３（例えばＰＵＲＨＭ）と微細な導管孔を有する白色の目止めシート４とインクジェットプリンターにより描かれた木目模様層５とその上面をカバーする透明カバー層６を備える。板状基部としてはケイ酸カルシウム板、繊維補強スレート板、スラグ石膏ボード等が適当である。図２は微細な導管孔を有する目止めシートの模式斜視図である。基体シート７、白インキ層８、インクジェットプリンターのインキ受理層の働きをするクリヤー層９及び微細な導管孔１０よりなる。

本実施形態に係る微細な導管孔を有する天然木調化粧板は実際に凹部を有する目止めシートを使用しているので触手でも窪みを認識できる。又この目止めシートに設けられた導管孔は癖のない導管孔が設けられているのでインクジェット印刷で描かれる多くの木目模様に適合できる。

以下、各構成について更に詳細に説明する。
基部１としては、繊維強化セメント板（フレキシブルボード、ケイ酸カルシウム板、スラグ石膏ボード等）の窯業系基材が適している。まず基材補強及びアルカリ止めの観点から湿気硬化型イソシアネート樹脂、エポキシ樹脂等を表面シーラーとして塗装する。シーラー剤としては有機系のウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、無機系プライマー等があるが不燃性を確保し火災時に煙を発生させないように不燃性を重視する場合は無機系シーラーが適している。目止め用シートとしては本発明のインクジェット印刷に適した東京カラーグラビヤ工業（株）製ＰＥＰＩＪＰ１シートが最適である。シーラーで強化された繊維強化セメント板の表面に例えばＰＵＲＨＭ（商品名ＭＲ５５Ｐメーカー名ヘンケル株式会社）系の接着剤を１１０ｇ±１０ｇ／m²塗布して東京カラーグラビヤ工業（株）製ＰＥＰＩＪＰ１を目止めシートとして貼り合わせる。本目止めシートは基材であるケイ酸カルシウム板の表面の巣穴を隠し木目模様の導管孔を形成しインクジェット印刷のインク受理層の機能を持ち白印刷されているのでインクジェット白印刷の白ベタを省略できる。従ってインキ量が少なくて済み高価なインクジェット印刷のインキ使用量を減じてコストダウンでき深さ最大約３０μｍの深さで形成される導管孔を埋め込むことは少なくなり微細な導管孔を立体的に表現する。白ベタ印刷をしない分膜厚が薄くて不燃性試験に対しても有利となる。インクジェットプリンターはＵＶ硬化型が最適で例えばミマキエンジニアリング（株）のＪＦＸ２００−２５１３が１例である。着弾したインキ粒が直ちに硬化するのでインキの凹部への流れ込みは極めて少ない。前記のインクジェットプリンターでハイスピード印刷した時インクジェットプリンターによるインキの膜厚は最大１０μｍの厚さであった。透明カバー層として３部艶のアクリルウレタンクリヤーをエアースプレーで３０ｇ±３ｇ／m²塗布して１００℃で３分間乾燥する。図１に示される微細な凹部を有する導管孔とそれにマッチした木目が描かれた天然木にきわめて近い表情を持つ不燃性の木目調化粧板を得た。

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

(実施例１)
オーク柄の天然木調化粧板について説明する。基部として９１ｃｍ×１８２ｃｍ×６ｍｍのケイ酸カルシウム板（商品名：ハイラックＭ、株式会社エーアンドエーマテリアル製）を用意した。シーラー剤として無機プライマー（商品名：寿プライマー、寿工業（株）製）を水で１００％希釈して表面に８８ｇ／m²となるように塗布した。１日放置後ＰＵＲＨＭ（商品名：ＭＲ５５Ｐヘンケル株式会社（株）製）をホットメルト塗布ロールコータ―により表面に１１０ｇ／m²塗布し直ちにラミネーティングマシンを通して微細な導管孔が設けられた目止めシート（商品名：ＰＥＰＩＪＰ１、東京カラーグラビヤ工業株式会社製）を貼付した。

次に、図４に示すスキャナー（商品名：ＳＣＡＭＥＲＡ、ニューリー製）を用いてオークの天然木をスキャニングし画像処理を行い９１ｃｍ×１８２ｃｍ用の画像データーＡを用意した。

次に（００２１）項で目止めシートを貼付したケイ酸カルシウム板をインクジェットプリンター（商品名：ＪＦＸ２００−２５１３、株式会社ミマキエンジニア製）を用いて印刷を行った。まずは、目止めシートが貼付された繊維強化セメント板を正確に位置決めして静置したのちに画像データーＡを用いてオーク柄の印刷を行った。印刷の木目と目止めシートに設けられた微細な導管孔がマッチして天然木にきわめて類似したオーク柄の天然木調化粧繊維強化セメント板を得た。更にその上に３部艶アクリルウレタンクリヤー（商品名：ＵＣクリヤー３艶、ＤＩＣ株式会社製）をエアースプレーで３０ｇ／m²塗布し１００℃で３分間乾燥して透明カバー層を得た。
こうして実際に凹部を有する導管孔のある天然木調化粧繊維強化セメント板を得た。これらはオーク柄の突き板と同等の意匠性を有するものであった。

本発明の実際に凹部のある天然木調化粧ケイ酸カルシウム板はプレハブ化、ユニット化した住宅また、この他にも一般公共施設、ビル、マンション等の装飾をする建築材料として利用することもでき、また機能性、耐久性を必要としない装飾物例えば段ボール、発泡スチロールの装飾にも可能性がある。

１. 基部
２. シーラー
３. 接着剤層（例えばＰＵＲＨＭ）
４. 目止めシート
５. インクジェット層
６. 透明カバー層（ＴＯＰコート）
７. 基材シート
８. 白インキ層
９. クリヤー層
１０．導管孔

Claims (5)

1. 板状の基部と該基部上に設けられた目止めシートの微細な窪みを持つ導管孔がＵＶ硬化型のインクジェットプリンターにより印刷される木目模様と同化する天然木調繊維強化セメント板であって、
   前記基部と、
   該基部の表層を強化しアルカリ滲出を防止するためのシーラー層と、
   該シーラー層に接着剤層を介して貼り合わされた目止めシートと、
   その上面に設けられ、木目模様が描かれた木目模様層と、
   その上面をカバーする透明カバー層と、
   を備え、
   前記目止めシートが、ケイ酸カルシウム板からなる基体シート、該基体シートに白印刷を施した白インキ層、及び、インク受理層の機能を有するクリヤー層、を前記基体シートが前記接着剤層側となるように順次積層させたものであり、
   前記クリヤー層には、深さが最大３０μｍである微細な導管孔が設けられており、
   前記木目模様層が、着弾したＵＶ硬化型のインキ粒が硬化したものである天然木調繊維強化セメント板。
2. 前記接着剤層が、ＰＵＲＨＭからなる請求項１記載の天然木調繊維強化セメント板。
3. 前記シーラー層が無機プライマーからなる請求項１又は２に記載の天然木調繊維強化セメント板。
4. 前記インキ粒が硬化した際のインキの膜厚が最大１０μｍである請求項１〜３のいずれか１項に記載の天然木調繊維強化セメント板。
5. 前記接着剤層が、ＰＵＲＨＭからなり、
   前記シーラー層が無機プライマーからなり、
   前記インキ粒が硬化した際のインキの膜厚が最大１０μｍであり、
   前記透明カバー層が、アクリルウレタンクリヤーにより形成されたものである請求項１記載の天然木調繊維強化セメント板。

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