説明

建築板及び建築板印刷装置

【課題】同じインプットデータを使って表面凸部と傾斜部との色彩傾向の差異を緩和して自然な意匠感を生み出すことができる建築板及び建築板印刷装置を提供すること。
【解決手段】複数の溝部1aとこれらの溝部1aによって区画された複数のほぼ平坦な凸部1bとを有する基材1表面上に、下塗り層2を介して、インク吸着成分を含有する中塗り層3が配置されている。また、複数の溝部1aとこれらの溝部1aによって区画された複数のほぼ平坦な凸部1bとが形成されている基材1表面上に、下塗り層2を介して、インク吸着成分を含有する中塗り層3を塗装する中塗り塗装制御部と、前記中塗り層上をインクジェット印刷するインクジェットフルカラー印刷部とを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、建築板及び建築板印刷装置に係り、詳しくは、インクジェット技術を利用することで印刷のための版を不要にし、小ロット多品種生産に対応できるようにした建築板印刷装置、及び、インクジェット印刷方式によって化粧印刷が施された建築板に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、化粧建築板の製造方法としてインクジェット塗装法が使用されている。この方法によれば、予め作成したインク噴射ノズル個々の開閉制御データに従いインク滴を被塗装板の表面に滴下させて着色柄模様が発現形成される。具体的には、ノズルの孔径は同じであり、その寸法によってインクドットの大きさが決まり、さらに、被塗装板の走行速度とノズルの開閉周波数によってインク滴の着弾位置が決定される。このような印刷条件を決めることで同一柄模様が形成可能である。
【0003】
また、建築板に対する印刷技術として、フルカラーインクジェット印刷技術が開発されている。このフルカラーインクジェット印刷方法は、CMYK(Cyan Magenta Yellow BlacK)の4色の基本インクを使用して、各色基本インクがインクドットとなって、相対的に分散配置された画素が形成され、さらに、その画素が集合して全体印刷画像が形成されるようになっている。
【0004】
例えば、特許文献1には、目地の溝部は、一色のインクジェットで印刷し、表面凸部をフルカラーでインクジェット印刷する建築板印刷装置が開示されている。この建築板印刷装置は、溝部のインクジェット印刷と表面凸部の印刷とを一部重ならせると共に、前記溝部の斜面部のドット密度を細かく印刷している。
【特許文献1】特開2004−60241号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
凹凸のある建築板に、フルカラーのインクジェット塗装を施す場合、溝部の傾斜部に表面凸部と同様なデータ処理を行って塗装すると、傾斜部は、表面凸部よりやや色が薄くなり色が違ってしまう傾向があった。これは、傾斜部は、傾斜角度により、表面凸部に比較して面積や長さが広くまた長くなるためであり、同じインク量では、傾斜部の方が面積や長さがあるので、インク密度が薄くなり、白っぽくなっていた。このため、特許文献1記載の建築板印刷装置のように、表面凸部と傾斜部では、データを変更する必要があり煩雑な手間がかかる作業が必要であった。
【0006】
しかも、上記データ変更を手間をかけて行い正確にインクジェットのデータをインプットしたとしても、個々の建築板の長さのズレやコンベア速度のバラツキやインクジェットの塗装位置のバラツキがあり、これらのズレのため正確に印刷できないと言う問題点があった。
【0007】
本発明は、上記問題点に鑑み、インクジェット印刷データによらずに表面凸部と傾斜部との色彩傾向の差異を緩和して自然な意匠感を生み出すことができる建築板及び建築板印刷装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の建築板は、複数の溝部とこれらの溝部によって区画された複数のほぼ平坦な凸部とを有する基材の表面上に、直接又は下塗り層を介して、インク吸着成分を含有する中塗り層、及び、インクジェット塗装層が、この順に配置されており、前記凸部に配置される中塗り層の膜厚は、前記溝部の傾斜部に配置される中塗り層の膜厚よりも、前記中塗り層に浸透しているインクの量が有意に多い程度に、厚いことを特徴とする。
【0009】
前記インク吸着成分は、吸水性ポリマーであることで、効果的にインクを吸着することができる。
【0010】
本発明の建築板印刷装置は、複数の溝部とこれらの溝部によって区画された複数のほぼ平坦な凸部とを有する建築板の基材の表面上に、直接又は下塗り層を介して、インク吸着成分を含有する中塗り層を塗装する中塗り塗装部と、前記中塗り層上をインクジェット塗装するインクジェットフルカラー塗装部とを備え、前記中塗り塗装部は、前記凸部に塗装する中塗り層の膜厚を、前記溝部の傾斜部に塗装する中塗り層の膜厚よりも、前記中塗り層に浸透するインクの量が有意に多い程度に、厚く塗装することを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、溝部の傾斜部に表面凸部と同様なデータ処理を行い塗装することができ、一回のデータ工程で印刷することで大幅な省力化を図ることができる。また、溝部は、表面凸部に比較して、表面よりやや薄くなる色彩傾向を緩和することができ、違和感を起こさせない自然な意匠感を生み出すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【0013】
図1は、本発明の一実施の形態による建築板の模式断面図であり、図1(a)はその平坦凸部及び溝部の表面を示す図、図1(b)はその要部拡大図である。
【0014】
図1において、セメント板の基材1の意匠面には、複数の溝部1aとこれらの溝部1aによって区画された複数の凸部1bとが形成されている。
【0015】
基材1の意匠面の全面には、下塗り層2(補強塗膜)が形成され、さらに下塗り層2の全面には吸水性ポリマーを含有する中塗り層3が塗装されている。この中塗り層3にインクジェット印刷を施してインク4が塗装される。そして、インク塗装後の意匠面の全面にクリア塗装層(図示略)が施される。
【0016】
本実施の形態の特徴は、下塗り層2の全面に、溝部1aの斜面部と凸部1bとで膜厚を変えて(溝部1a膜厚<凸部1b膜厚)、吸水性ポリマーを含有する中塗り層3を塗装することにある。上記吸水性ポリマーは、インク4を吸着させる成分として含有させるものであり、インク4を吸着させる機能を持つ材料であれば吸水性ポリマーには限定されない。インク4を吸着させる材料としては多孔質層が挙げられる。以下、溝部1aの斜面部と凸部1bとで膜厚を変えた吸水性ポリマーを含有する中塗り層3について詳細に説明する。
【0017】
(1)下塗り層2の全面に、インク4を吸着させる吸水性ポリマーを含有する中塗り層3を塗布する。
【0018】
吸水性ポリマーはインク定着に効果がある。図1(b)に示すように、中塗り層3表面は、微細な凹凸のある微細多孔質の表面と考えられ、インク4(実線○印参照)は、表面に付着すると共に、インク4の一部4a(破線○印参照)はその表面の隙間から内部に入り込みポリマー表面に吸着されると考えられる。インク4の吸着の程度は、吸水性ポリマーの含有量に依存するが、下塗り層2の全面に塗布する中塗り層3それ自体は、溝部1aと凸部1bとで同一成分である。したがって、吸水性ポリマーを含む中塗り層3が、より厚い凸部1bの中塗り層3の方がより多くのインク4を吸着することになる。これは、図1(a)の破線○印の個数の差異で模式的に示されている。
【0019】
インク4を吸収する特性を有するものとしては、吸水性ポリマーが挙げられる。このような吸水性ポリマーとしては、天然ゲル、合成ゲルのいずれを使用してもよく、更に、これら天然ゲル及び合成ゲルは、ノニオン性化合物、カチオン性化合物、アニオン性化合物のいずれであってもよい。中でも溶媒吸収能が高く、色間滲みの発生を防止することによる画像品質の改善効果が大きいという観点から、親水性ポリマーの部分架橋体が好ましく使用できる。
【0020】
吸水性ポリマーの具体例としては、アガロース、アガロペクチン、アミロース、アミロペクチン、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸プロピレングリコールエステル、エチルヒドロキシエチルセルロース、カラギーナン、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチル澱粉、キチン、キトサン、グルコマンナン、ケラチン蛋白質、コラーゲン、シゾフィラン、ゼラチン、セルロース、澱粉、ポリスチレンスルホン酸、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒアルロン酸、ビスアクリルアミドメチルエーテル、ポリアクリルアミド、ポリ-(2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸)、ポリアクリル酸、ポリ-(N,N'-アクリル酸ジメチルアミノエチルエステル)、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム架橋体、ポリ-(N-イソプロピルアクリルアミド)、ポリアミジン、ポリイソブチルレンマレイン酸共重合体、ポリエチレンイミン、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピリジン等が挙げられる。
【0021】
上記の吸水ポリマーの中でも、アルギン酸ナトリウム、エチルヒドロキシエチルセルロース、カラギーナン、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチル澱粉、キチン、キトサン、セルロース、澱粉、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム架橋体、ポリ-(N-イソプロピルアクリルアミド)等が溶媒吸収能が高く、色間滲みの発生を防止することによる画像品質の改善効果が大きいという観点から好ましく使用できる。
【0022】
吸水性ポリマーを含有する中塗り層3の成分は、例えば上記吸水性ポリマー+SiO,CaCl,CaCO,TiO,Alである。その他にも、中塗り層3は、上記の吸水性ポリマーを添加剤とし、該吸水ポリマーと親水性の無機粒子若しくは有機粒子とを混合した混合物により形成することができる。親水性の無機粒子若しくは有機粒子としては、例えば、酸化アルミナ粒子、シリカ粒子、コロイダルシリカ、チタニア粒子、亜鉛華粒子等の無機酸化物粒子;親水性アクリル粒子、親水性セルロース系化合物粒子等の有機粒子;が挙げられる。親水性粒子は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。インク顔料の定着性、インク吸収性の観点からは、親水性無機粒子100重量部に対し、吸水ポリマーをl0〜100重量部の割合で混合することが好ましい。
【0023】
なお、比較のための吸水性ポリマーを含まない従来の一般的中塗りに対して使用される顔料を下記に示す。すなわち、TiO、Fe、カーボン、CaCO、(Al・SiO)、(3MgO・4SiO・HO)等がある。
【0024】
(2)中塗り層3は、溝部1aの斜面部と凸部1bとで膜厚を変える。すなわち、意匠面となるほぼ平坦な凸部1bの中塗り層3の膜厚を、溝部1aの傾斜部の膜厚よりも厚く塗装する。本実施の形態では、凸部1bは、25〜40ミクロンの塗膜、溝部1aの傾斜部は、その半分12〜20ミクロンの塗膜とし、やや薄く塗布する。インク塗料の流れの影響もある。インクジェットのインクは、耐候性の観点から無機質のものが適し、インクの定着、浸透がよく、ヘッドが詰まりにくい。有機系のインク顔料は、紙の印刷用にはよいが、建築板のように耐候性が要求されるものには適さない。インクは、インク顔料5〜20%、水75〜90%、助剤グリセリン系、界面活性剤、及びその消泡剤5%程度の混合物である。一般的な建築板のインク顔料の粒径は1000nm程度であるが、建築板には50〜300nm程度の小さい粒径が適する。吸水性ポリマーを含まない中塗り層の場合には、インク顔料が吸着しないのでインクの凝集や流れが激しく、板温の高低で溶媒を蒸発させるため、インクの定着は偶発的で安定しない。
【0025】
膜厚を変えて塗装する手段としては、エアレススプレー、エアースプレー、ベルスプレーなどがあり、これらの塗装機はチキソ性にもよるが、一般的に傾斜部は表面凸部の半分程度に塗装することができる。また、ロールコータで凸部1bのみ塗装し、膜厚を変えるようにしてもよい。
【0026】
こうした処理は、中塗り層3の吸水性ポリマー含有の層が、凸部1bと溝部1aの斜面部では、厚みが微妙に違いインクジェットのインクの吸着が違ってくるためである。膜厚が厚い凸部1bは、40ミクロンの中塗り層3であり、インク4が吸収されやすく、インク4が吸水性ポリマーに吸着されてしまう分だけ発色が弱い。これに対して、溝部1aの傾斜部は、中塗り層3の膜厚が薄く斜面ゆえに流れるので、20ミクロンとなり、インク4が吸着される吸水性ポリマー成分が少ない。吸水性ポリマーが少ない分だけインク4が吸着されにくくインク4が表面に漂うことで、結果的に発色が強くなる。つまり、吸水性ポリマーを含有する中塗り層3の膜厚が、溝部1aの斜面部では凸部1bの約半分であるため、溝部1aの斜面部では吸水性ポリマーに吸着されないインク4が多く、凸部1bと溝部1aの斜面部のインクの差が少なくなる。これにより、溝部1aの斜面部は、凸部1bに比較して、表面よりやや薄くなる色彩傾向を緩和することができる。
【0027】
図2は、本実施の形態による建築板の製造工程を示す図である。図中、Sはフローの各ステップを示す。
【0028】
まず、ステップS1でエアレススプレー(SP)、ロールなどの下塗り工程により基材補強となる下塗り塗料を塗装し、乾燥させる。
【0029】
次いで、ステップS2でエアレススプレー(SP)等の中塗り工程によりインク吸着成分の入った中塗り塗料を塗装する。このとき、溝部1aの形状及びスプレーによる塗料の入り込みに差を持たせ、凸部1bは塗膜が40〜25μm、溝部1aの斜面部はその半分程度とする。
【0030】
次いで、ステップS3でCMYKの4原色を画像データのCMYK分版に従って、塗装する。これは次世代インクジェットフルカラー印刷工程である。このとき、受理層(中塗)の膜厚等の影響により、インクの濃度が変わってくる。すなわち、膜厚が厚いと、インク4の吸収が大となり、発色が薄くなる。また、膜厚が薄いと、インク4の吸収が小となり、表面に残るインク中の顔料の量が多くなるため、発色は濃くなる。但し、最低量の膜厚がなければ、インクを定着することができないため、クリア工程などの塗料によりインクが流動してしまうことになる。
【0031】
次いで、ステップS4のクリア工程では、インクジェットインクの耐候性を上げるために、意匠面の全面にエアレススプレー(SP)によりクリア塗装を行い、乾燥させて取り出す。
【0032】
図3は、建築板の傾斜部を説明する図である。また、図4は、建築板のサンプルAの平坦部と傾斜部を100倍に拡大して示す写真、図5は、建築板のサンプルBの平坦部と傾斜部を100倍に拡大して示す写真である。サンプルA,Bとも傾斜部は平坦部に対して60°の角度を持つ。
【0033】
図4(a)及び図5(a)の平坦部と図4(b)及び図5(b)の傾斜部とを比較すれば明らかなようにインクのドット数は平坦部の方が多い。図3(a)は、角度45°の場合を示し、この場合は傾斜部は1/1.4となり、平坦部100%に対し71%のドット割合となる。同様に、図3(b)は、角度60°の場合を示し、傾斜部は1/2.0で50%の濃度密度のドット割合となる。
【0034】
ところが、図4(a)及び図5(a)に示すように、サンプルA,サンプルBとも平坦部は、吸着成分のため、インクが取り込まれインクのドットが滲んでいる。また、隣り合うドットが連続し凝集している。
【0035】
これに対して、図4(b)及び図5(b)に示すように、サンプルA,サンプルBとも傾斜部のドットは、吸着成分が少ないので、インクのドットは明確である。
【0036】
したがって、平坦部は傾斜部と比較してドット数は多く(角度60°では約二倍)、この面からは平坦部の彩度が傾斜部より高くなるものの、吸着成分を有する中塗り塗料の膜厚が傾斜部の約二倍あるため、インクは平坦部でより多く吸着され、発色に寄与する有効なインクは傾斜部の方が相対的に多くなる。これにより、傾斜部は、平坦部に比較して、表面よりやや薄くなる色彩傾向が緩和され、自然の意匠感を生み出すことができる。従来例では、表面凸部と傾斜部でデータを変更する必要があり煩雑な手間がかかる作業が必要であった。本実施の形態では、平坦部と傾斜部でデータを変更する必要がなく、かつ中塗り工程も平坦部と傾斜部で工程を変えることなく、単に所定の膜厚で塗装するだけで平坦部の膜厚が自然と傾斜部より厚くなるため手間もかからない。同じインプットデータを用いて表面凸部と傾斜部で印刷意匠をそれほど変化させず、一回のデータ工程で印刷し、違和感を起こさせない。その結果、建築板印刷効率を飛躍的に高めることが可能になる。
【0037】
図6は、本実施の形態によるインクジェットフルカラー印刷部の全体システム構成を示す図である。各印刷ヘッド毎にヘッド専用のコントローラ10とパターンメモリ(PM)11とノズル開閉制御用ピエゾ素子駆動回路(DC)12とを設け、各印刷ヘッド毎に個々に印刷制御動作を実行させる。各コントローラ10は、メインコントローラ13によって分散管理される。
【0038】
建築板に印刷すべき柄模様等の印刷データ(ノズル開閉制御パターンデータ)は、ノズル開閉制御パターン記録メモリ14に格納されている。メインコントローラ13は、ノズル開閉制御パターン記録メモリ14に格納されている印刷データ(ノズル開閉制御パターンデータ)を各印刷ヘッド毎に区分し、各コントローラ10を介して各パターンメモリ(PM)11へそれぞれ記録させる。
【0039】
なお、メインコントローラ13は、到来する1枚1枚の建築板に対して、異なる印刷パターンを用意しておき、どのパターンをどの順で使用するかを指示するようにしてもかまわない。これにより、建築板の1枚毎に異なる柄模様等を印刷することができる。
【0040】
メインコントローラ13には、印刷条件等の設定を行うための入力装置としてのキーボード15、及び、本建築板印刷装置の設定状態や動作状態等を表示するためのディスプレイ16が接続されている。
【0041】
印刷開始位置検出センサ17は、光電スイッチ等を用いて構成されており、建築板が所定位置に搬送されてきたことを検出する。印刷開始位置検出センサ17の検出出力は各コントローラ10へそれぞれ供給される。
【0042】
パルスエンコーダ18は、建築板を搬送するコンベア装置等に設けられており、建築板が所定の距離だけ搬送されるたびにパルス信号を出力する。パルスエンコーダ18から出力されたパルス信号は各コントローラ10へそれぞれ供給される。
【0043】
各コントローラ10は、印刷開始位置検出センサ17の検出出力を基準にしてパルスエンコーダ18からのパルス信号をカウントすることで、各ノズルアレイ群K,C,M,Yからのインク噴射のタイミングを制御する。
【0044】
図7は、本実施の形態によるインクジェットフルカラー印刷部の印刷ヘッド専用のコントローラの構成を示す図である。上記のインク噴射(印刷)動作を実行するために、各ヘッド専用のコントローラ10は、図7に示すような構成をとっている。すなわち、各色ノズルアレイ群K,C,M,Yに対してそれぞれ専用のノズル開閉制御用ピエゾ素子駆動回路(K−DC,C−DC,M−DC,Y−DC)12K,12C,12M,12Yを制御する各色用のコントロール部10K,10C,10M,10Yを設けている。また、パターンメモリ(PM)11は、色データ別に4分割されており、各色用コントロール部10K,10C,10M,10Yが直接アクセスできるようになっている。メインコントローラ13から事前に伝送される印刷(制御)パターンは、ヘッド管理部10Aによってパターンメモリ(PM)11に色データ別に記録される。
【0045】
ノズル詰まり検出手段19からの検出信号は、ヘッド管理部10Aに入力され、ノズル詰まり検出手段19によっていずれかのノズルアレイにノズルの詰りが検出された場合には、全ての色別コントロール部10K,10C,10M,10Yの制御を停止させるようにしている。
【0046】
個々の印刷ヘッドにおける個々の色別ノズルアレイ群K,C,M,Yからのインク噴射を固有のコントロール部10K,10C,10M,10Yによって制御することで、制御負担は極めて軽くなる。
【0047】
なお、インクタンクは図示していないが、各色ノズルアレイ群K,C,M,Y毎に濃度の異なるインクタンクがそれぞれ分離設置されており、適宜方法によってインクが補給されるようにしている。
【0048】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【0049】
【図1】本発明の一実施の形態による建築板の模式断面図である。
【図2】本実施の形態による建築板の製造工程を示す図である。
【図3】建築板の傾斜部を説明する図である。
【図4】本実施の形態の建築板のサンプルAの平坦部と傾斜部を100倍に拡大して示す写真である。
【図5】本実施の形態の建築板のサンプルBの平坦部と傾斜部を100倍に拡大して示す写真である。
【図6】本実施の形態によるインクジェットフルカラー印刷部の全体システム構成を示す図である。
【図7】本実施の形態によるインクジェットフルカラー印刷部の印刷ヘッド専用のコントローラの構成を示す図である。
【符号の説明】
【0050】
1 基材
1a 溝部
1b 凸部
2 下塗り層(補強塗膜)
3 中塗り層
4 インク
10 コントローラ
10A ヘッド管理部
10K,10C,10M,10Y コントロール部
11 パターンメモリ(PM)
12 ノズル開閉制御用ピエゾ素子駆動回路(DC)
13 メインコントローラ
14 ノズル開閉制御パターン記録メモリ
15 キーボード
16 ディスプレイ
17 印刷開始位置検出センサ
18 パルスエンコーダ
19 ノズル詰り検出手段
K,C,M,Y ノズルアレイ群


【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の溝部とこれらの溝部によって区画された複数のほぼ平坦な凸部とを有する基材の表面上に、直接又は下塗り層を介して、インク吸着成分を含有する中塗り層、及び、インクジェット塗装層が、この順に配置されており、前記凸部に配置される中塗り層の膜厚は、前記溝部の傾斜部に配置される中塗り層の膜厚よりも、前記中塗り層に浸透しているインクの量が有意に多い程度に、厚いことを特徴とする建築板。
【請求項2】
前記インク吸着成分は、吸水性ポリマーであることを特徴とする請求項1記載の建築板。
【請求項3】
複数の溝部とこれらの溝部によって区画された複数のほぼ平坦な凸部とを有する建築板の基材の表面上に、直接又は下塗り層を介して、インク吸着成分を含有する中塗り層を塗装する中塗り塗装部と、前記中塗り層上をインクジェット塗装するインクジェットフルカラー塗装部とを備え、前記中塗り塗装部は、前記凸部に塗装する中塗り層の膜厚を、前記溝部の傾斜部に塗装する中塗り層の膜厚よりも、前記中塗り層に浸透するインクの量が有意に多い程度に、厚く塗装することを特徴とする建築板印刷装置。
【請求項4】
前記インク吸着成分は、吸水性ポリマーであることを特徴とする請求項3記載の建築板印刷装置。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図6】
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【図7】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2007−162245(P2007−162245A)
【公開日】平成19年6月28日(2007.6.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−357055(P2005−357055)
【出願日】平成17年12月9日(2005.12.9)
【出願人】(000110860)ニチハ株式会社 (182)
【Fターム(参考)】