図1は、本発明に係る塗装板の実施形態の一例である。この塗装板は、基材1の表面に塗装膜Mが設けられている。塗装膜Mは、インク受理層3とインクジェット印刷層4とを有している。本形態では、塗装膜Mは、下地層2、インク受理層3、インクジェット印刷層4、クリア層5、無機塗装層6及び機能性塗装層7を、基材1側からこの順で有している。
塗装板の基材1としては、無機質基材、金属サイディング材等の適宜のものを用いることができる。
基材1として無機質基材を用いる場合、その作製には、セメントと補強繊維を主成分とするセメント系成形材料を成形した湿潤シート(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セメント系成形材料として用いて、長網式、丸網式の各種の抄造法により抄造したり、押出成形したりするなどして得られるものである。セメント系成形材料としては、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20〜2000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。なお、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、あるいはそ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、無機質基材を得ることができる。
上記無機質基材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、無機質基材の強度が向上し、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。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、塗装板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、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、カオリン、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。なお、図1には図示していないが、シーラーの塗布によりシーラー層が形成されてもよい。シーラー層は基材1と下地層2との間に配置される。
シーラーの塗装は、通常、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、これにより塗装板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1(無機質基材)には、必要に応じて乾燥処理や切削加工が施される。
また、基材1として金属サイディング材を用いる場合には、基材1の一面に適宜のプライマーやエナメル塗料等を塗布しておくことができる。
このようにして得られた基材1の表面におけるシーラーの塗膜等の表面に、塗装膜Mが設けられる。塗装膜Mは、複数の塗膜が塗り重ねられて形成された複層構造によって構成されている。
基材1の表面におけるシーラーの塗膜等の表面には、下地層2が設けられることが好ましい。下地層2は、塗装膜Mのうちの下層(基材1側の層)となる。下地層2が形成されることにより、インク受理層3をより安定化して形成することができる。また、インク受理層3が透明である場合には、インクジェット印刷層4の下側での色を付与することができ、意匠性を高めることができる。下地層2は下塗り塗膜として構成される。
下地層2は、透明でないことが好ましい。すなわち、下地層2は有色であることが好ましい。この場合の有色には白色が含まれる。下地層2が有色であることにより、インクジェット塗装のインクによる着色をより鮮明に発色することができ、意匠性を高めることができる。
下地層2は、白色であることが好ましい。この場合、塗装膜Mは、インク受理層3の下層として、白色塗料層2aを有することになる。下地層2が白色塗料層2aで構成される態様である。下地層2が白色となることにより、インクジェット印刷による塗装をより鮮明に発色することができるため、意匠性をさらに向上することができる。
下地層2は、白色以外の着色塗装であってもよい。着色塗装は、同一色であることが好ましい。それにより、インクジェット印刷の塗装色を安定化させることができる。下地層2は、単色の塗装であってよい。また、下地層2は多色塗装であってもよい。下地層2は、白色以外では、例えば、黒色、青色、緑色、黄色、赤色などに設定することができる。ただし、意匠性を高めるためには、下地層2が白色である方が有利である。
下地層2は、下地層2を形成するための塗料(下地層形成用組成物)により形成することができる。
下地層形成用組成物としては、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。下地層形成用組成物には、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いてもよい。これにより、インクジェット塗装によるインクの発色性を向上させることができる。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る。また、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吸収性ポリマー等を用いることができる。
下地層形成用組成物中には、上述した体質顔料のほか、着色顔料を含有することが好ましい。着色顔料を含有させることにより、下地層2を白色などの所望の色に着色することができる。着色顔料としては、酸化チタン、ベンガラ、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。顔料の中でも無機顔料を用いるのが好ましい。その場合、塗装板の耐候性を向上させることができる。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。
下地層形成用組成物中に上記のような体質顔料や着色顔料を含有させる場合の顔料含有率(PWC)は適宜設定されるが、40〜80質量%の範囲とすることができる。ここで、顔料含有率は、前記組成物中の体質顔料と着色顔料とを含めた顔料成分の含有量をA(質量部)、樹脂成分の含有量をB(質量部)とした場合に、{A/(A+B)}×100(%)の式で定義される値である。
下地層形成用組成物は水性であることが好ましい一態様である。水性の下地層形成用組成物を用いると、インクジェット印刷において水性インクを用いる場合の塗装模様の発色性が高くなる。また、水性の塗料を用いることにより、環境への負荷を低減することができる。
下地層2は、上記のような下地層形成用組成物を、シーラー等が設けられた基材1の表面に、適宜の手法にて塗布し、加熱硬化することで形成することができる。下地層2を下地層形成用組成物で形成するにあたっては、基材1の表面に下地層形成用組成物を塗布量30〜200g/m2・wetで塗布するのが好ましい。下地層形成用組成物の塗布は、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行うことができる。その際、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の塗装装置を用いることができる。下地層2の厚みは特に制限されないが、例えば、1〜100μmの範囲にすることができる。
インク受理層3は、下地層2の表面に設けられる。インク受理層3は、基材1の表面における下地層2の表面に形成することができる。インク受理層3は、インク受容層とも呼ばれる。インク受理層3が設けられることにより、インクジェット印刷による塗装が安定化する。
インク受理層3は、少なくとも0〜200℃の範囲にガラス転移点(Tg)を有さない材料で構成された塗料で形成されている。それにより、焼付けによって熱が加えられた場合でも、インク受理層3が不安定にならず安定して形成されるため、インク受理層3へのインクの浸み込みを抑制することができる。そのため、色ムラや色違いのない意匠性の高い塗装板を生産性高く安定して得ることができる。
従来、インク受理層3を形成する塗料としては、アクリルエマルション系塗料や、アクリルシリコン系エマルション塗料などが用いられている。インク受理層3においては、塗装後に焼付けを行って塗膜を安定化させているが、焼付け条件や、焼付け後の温度環境によって、インク受理層3の状態が十分に安定しない場合がある。例えば、インク受理層3の焼付け温度でインク受理層3中の樹脂が軟化するなどすると、塗膜の状態が一様にならない。そして、インク受理層3の状態が基材1ごとに異なったり、インク受理層3の状態が基材1内で部分的に異なったりなどすると、インクジェット塗装のインクに浸み込みが部分的に生じるなどして、色のムラや色違いが発生するおそれがあった。この要因としては、焼付けにおける温度が樹脂のガラス転移点(Tg)よりも高いため、樹脂が軟化して塗膜が十分に安定化しない状態でインクジェット印刷を行うことにあると考えられる。焼付け条件や焼付け工程後の余熱の状態によって樹脂の軟化が一様にならない場合に、そのような塗膜の状態でインクジェット印刷を施すと、インク受理層3への浸み込みが生じ、一様でない樹脂の軟化で浸み込み度合いも一様でなくなるのである。特に、UV硬化インクを用いてインクジェット印刷する場合には、未硬化のUVインクではモノマー成分が多いため、インク受理層3への浸み込みが起きやすい。そして、結果として、インクの定着性が不均一になり、色ムラや色違いが発生することになる。色ムラなくインクジェット印刷を安定して行うために、インク受理層3の焼付け後に十分に基材1や周囲を冷却することも考えられる。しかしながら、一度加熱した基材1の温度や周囲温度を低下させようとすると、生産性が低下し、効率よく塗装板を製造することができない。
そこで、本形態では、インク受理層3を上記の温度範囲においてガラス転移点を有さない材料で構成された塗料で形成するようにしている。そのため、インク受理層3が雰囲気温度や基材温度による影響を受けにくくなる。それにより、焼付け後の温度条件によって塗膜の状態が一様でなくなることを抑制することができるため、インクの浸み込みがバラつくことが抑えられ、色ムラや色違いが発生することを抑制することができる。また、インク受理層3を形成した後の基材1や周囲の温度の設定を簡単にすることができ、また、温度が十分に低下していない状態であってもインクジェット印刷を行うことができるため、生産性を向上させることができる。
インク受理層3は、少なくとも−50〜500℃の範囲にガラス転移点(Tg)を有さない材料で構成された塗料で形成されていることが好ましい。それにより、インク受理層3がさらに安定化される。
インク受理層3は、ガラス転移点(Tg)を有さない材料で構成された塗料で形成されることがより好ましい。それにより、インク受理層3がさらに安定化し、インク受理層3へのインクの浸み込みを高く抑制することができる。ここで、ガラス転移点(Tg)を有さない材料とは、全温度範囲でガラス転移点(Tg)を有さないことを意味する。すなわち、ガラス転移点(Tg)が測定されない材料のことである。ガラス転移点(Tg)の測定は、例えばDSC(示差走査熱量測定)で行うことができる。そのため、ガラス転移点(Tg)を有さないことは、例えば、DSCなどで確認される。
インク受理層3は、インク受理層形成用の塗料により形成される。そのため、インク受理層形成用の塗料が、上記の温度範囲でガラス転移点を有さない材料で構成される。ガラス転移点を有さない材料としては、無機系塗料が例示される。
インク受理層3はポリシロキサン系の無機系塗料により形成されていることが好ましい。ポリシロキサン系の無機系塗料は、ガラス転移点を有さない(ガラス転移点が測定されない)ため、インク受理層3へのインクの不均一な浸み込みを抑制することができる。また、ポリシロキサン系の無機系塗料では、耐溶剤性が高いので、塗装膜Mを形成する工程内での温度の影響を小さくすることができる。そのため、安定なインク受理層3を形成することができるので、インクジェット印刷により安定した発色を実現することができる。さらに、ポリシロキサン系の無機系塗料は、下地層2の保護の機能も発現し得るため、耐久性及び耐候性を向上することができる。
ポリシロキサン系の無機系塗料は、ポリアルキルシロキサンを含むことが好ましい。それにより、インク定着性がよく、不均一な浸み込みを抑制し、意匠性の高いインクジェット塗装を行うことができる。ポリアルキルシロキサンとしては、アルキル基を有するシリケートから加水分解し、脱水及び/又は脱アルコール反応で架橋するものが有用である。
ポリシロキサン系の無機系塗料の具体例を以下に示す。
ポリシロキサン系無機系塗料としては、下記の成分(A)、及び、成分(B)を含有する塗料を好ましく用いることができる。
(A): 一般式 R1 nSiX4−n (式1)
で表される加水分解性オルガノシラン及び/又はその部分加水分解物。
(B): 平均組成式 R2 aSi(OH)bO(4−a−b)/2 (式2)
で表されるポリオルガノシラン。
上記(式1)において、R1は同一または異種の、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、ハロゲン置換炭化水素基、γ−メタクリロキシプロピル基、γ−グリシドキシプロピル基、3,4−エポキシシクロヘキシルエチル基およびγ−メルカプトプロピル基からなる群より選ばれる、炭素数1〜8の1価炭化水素基を示す。上記(式1)において、nは0〜3の整数を示す。上記(式1)において、Xはアルコキシ基、アセトキシ基、オキシム基、エノキシ基、アミノ基、アミノキシ基およびアミド基からなる群より選ばれる加水分解性基を示す。
上記(式2)において、R2は同一または異種の、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、ハロゲン置換炭化水素基、γ−メタクリロキシプロピル基、γ−グリシドキシプロピル基、3,4−エポキシシクロヘキシルエチル基およびγ−メルカプトプロピル基からなる群より選ばれる、炭素数1〜8の1価炭化水素基を示す。上記(式2)において、aおよびbはそれぞれ0.2≦a≦2、0.0001≦b≦3、a+b<4の関係を満たす数である。
上記(式1)におけるR1は、好ましくは、アルキル基である。例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが例示される。上記(式1)におけるXは、好ましくは、アルコキシ基である。例えば、メトキシ基、エトキシ基などが例示される。
上記(式2)におけるR2は、好ましくは、アルキル基である。例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが例示される。
ポリシロキサン系無機系塗料には、コロイダルシリカが含有されていることが好ましい。コロイダルシリカが含まれると、塗膜高度を高めることができる。コロイダルシリカは成分(A)に含有されていることがより好ましい。より好ましくは、成分(A)はコロイダルシリカ中で上記(式1)の化合物が部分加水分解されたものである。
上記のポリシロキサン系無機系塗料には、成分(A)と成分(B)との縮合反応を促進する触媒が含有されていることがより好ましい。このような触媒としては、アルキルチタン酸塩、オクチル酸錫およびジブチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジマレート等のカルボン酸の金属塩;アミン塩;アミン系シランカップリング剤;p−トルエンスルホン酸、フタル酸、塩酸等の酸類;水酸化カリウムなどのアルカリ触媒;メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルモノクロロシラン等のハロゲン化シラン等が例示される。
上記のポリシロキサン系無機系塗料には、さらに、下記の成分(C)が含有されていてもよい。
(C): 一般式 OH(R3 2SiO)mH (式3)
で表されるシリコーンジオール。
上記(式3)において、R3は同一または異種の、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、ハロゲン置換炭化水素基、γ−メタクリロキシプロピル基、γ−グリシドキシプロピル基、3,4−エポキシシクロヘキシルエチル基およびγ−メルカプトプロピル基からなる群より選ばれる、炭素数1〜8の1価炭化水素基を示す。上記(式3)において、mは1以上の整数を示す。
上記(式3)におけるR3は、好ましくは、アルキル基である。例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが例示される。上記(式3)において、mの上限は特にないが、例えば、mは1000以下でもよい。
上記のようなポリシロキサン系無機系塗料により、インクジェット塗装の際のインクの浸み込みの不均一化を高く抑制することができる。もちろん、上記以外のポリシロキサン系無機系塗料によりインク受理層3を形成してもよい。
ポリシロキサン系無機系塗料は、水性塗料であることが好ましい。それにより、塗布が容易になるとともに、インク受容性を高めることができる。また、浸み込みの少ないインク受理層3を形成することができる。また、環境への負荷を低減することができる。
インク受理層3の表面張力は40〔mN/m〕以下であることが好ましい。インクジェット塗装にUVインクを使用した場合、UVインクは表面張力が低いものの方が多いため、インク受理層3の表面張力が低い方がインクとの相性をよくすることができる。インク受理層3の表面張力の下限は特に限定されるものではないが、インク受理層3の表面張力は、例えば、10〔mN/m〕以上であってよい。
インク受理層3は透明であることが好ましい。インク受理層3が透明であると、インク受理層3の下層の層の色を発色させることができるため、意匠性を向上することができる。ここで、インクジェット印刷においては、通常、インクはドット状に塗装されており、微細に観察すると、インク塗装以外の部分が視認され得る。その際、インク受理層3が透明であると、インクが塗装された部分(ドット部分)ではインクの色が確認されるとともに、インクが塗装された以外の部分(ドットの周囲)では、透明なインク受理層3を通して下側の色が確認される。そして、インク受理層3の下側では、少なくともインク受理層3の厚み分、下側から色が発色されるため、全体としてはインクジェットのドットが浮かび上がり、奥行きのある色が発現される。そのため、意匠性が高まるのである。さらに、インク受理層3が透明で、下地層2が白色塗料層2aである場合には、全体の発色が、下地層2の白色と、インクジェット塗装のドットとによって作り出されるため、より鮮明にインク塗装の色が発現される。そのため、意匠性の高い塗装を行うことができる。
インク受理層3はインクジェット印刷時に塗布されるインクを滲みなく定着させる機能を有することが好ましい。それにより、インクの発色性を安定化させることができる。インク受理層3は、インクを吸収する性質を有することが好ましい。それにより、インクを定着させることができる。ただし、インク受理層3は、印刷されたドットをできるだけ広がらせずにインクを吸収することが好ましい。それにより、インクジェット印刷の色ムラを抑制することができる。インク受理層3は、例えば、吸水性を有する多孔質の層で形成されてもよい。
インク受理層3は、下地層2の表面に、インク受理層形成用の塗料を適宜の手法にて塗布し、加熱硬化することで形成することができる。インク受理層3を形成するにあたっては、基材1の表面にインク受理層形成用の塗料を塗布量30〜200g/m2・wetで塗布するのが好ましい。
インク受理層形成用の塗料の塗布は、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行うことができる。その際、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の塗装装置を用いることができる。また、インク受理層3は、静電塗装等で塗布することもできる。
インク受理層形成用の塗料を塗布した後に、焼付けを行うことが好ましい。焼付けは、例えば、60〜180℃の温度にすることにより行うことができる。このときの温度は基材温度であってよい。焼付けを行うことにより、インク受理層形成用の塗料が硬化及び乾燥し、インク受理層3が安定化して形成される。インク受理層3の厚みは特に制限されないが、例えば、1〜50μmの範囲にすることができる。インク受理層3の厚みは好ましくは、3〜30μmの範囲にすることができる。
インクジェット印刷層4は、インク受理層3の表面に設けられる。インクジェット印刷層4は、上記のように形成されたインク受理層3の表面にインクジェット印刷(インクジェット塗装)を施すことにより形成することができる。インクジェット印刷は、焼付け後のインク受理層3の表面に行う。インクジェット印刷は、焼付け時の熱がやや残存した状態で行われてもよい。それにより、生産性を高めることができる。
インクジェット印刷に用いるインクとしてはUVインクを用いることができる。それにより、意匠性の高い印刷を行うことができる。UVインクとは、UV(紫外線)により硬化するタイプのインクである。UVインクは、紫外線硬化インク、UV硬化インクとも呼ばれる。UVインクとしては、水性のインクを用いることもできるし、油性のインクを用いることもできる。UVインクは、モノマー及び/又はオリゴマーを含むものであってよい。
インクジェット印刷に用いるインクとしては水性インクを用いてもよい。水性インクとしては従来から知られている顔料を分散剤で分散した顔料インクも使用可能である。しかしながら、このタイプのインクは、インクジェット印刷では顔料濃度を高めることが困難で、かつバインダー樹脂量も少ないことから印刷物の色合いが暗くなりやすく、外装装飾材としての品位が著しく減少しやすい。このような観点からは、少なくとも一部が塩基で中和された酸基を有する皮膜形成性樹脂によって顔料粒子が被覆された着色樹脂粒子水性分散体からなる水性顔料タイプのインクが好適である。このタイプのインクは、優れた耐候性と共に色再現範囲が広く、高い印刷品位を得ることが可能である。
前記の酸基を有する皮膜形成性樹脂は、公知の酸基を有するものであれば特に種類の制限はないが、好ましくは酸価が50〜280のカルボキシル基を有する樹脂が好ましい。またその少なくとも一部が塩基で中和されてなる自己水分散性樹脂の場合は、特に優れたジェットインクとしての安定性を示す。
皮膜形成性樹脂としては、例えばアクリル酸樹脂、マレイン酸樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられる。特に好ましくは、スチレン−(メタ)アクリル酸系樹脂が例示される。なお、(メタ)アクリルとは、アクリルとメタクリルとの両方を包含する。スチレン−(メタ)アクリル酸系樹脂とは、スチレン系モノマーを必須成分として、(メタ)アクリル酸系モノマーを共重合させた樹脂である。(メタ)アクリル酸系モノマーとしては、例えば(メタ)アクリル酸及び/又は(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。皮膜形成性樹脂は、UV硬化性を有することがより好ましい。
当該樹脂としては、例えばスチレンあるいはα−メチルスチレンのような置換スチレンと、アクリル酸メチルエステル、アクリル酸エチルエステル、アクリル酸ブチルエステル、アクリル酸2−エチルヘキシルエステル等のアクリル酸エステルと、メタクリル酸メチルエステル、メタクリル酸エチルエステル、メタクリル酸ブチルエステル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等のメタクリル酸エステルとから選ばれる少なくとも一つ以上のモノマー単位と、アクリル酸、メタクリル酸から選ばれる少なくとも一つ以上のモノマー単位とを含む共重合体が例示される。これらの共重合体は、少なくともその一部が共有結合性の架橋や多価金属によるイオン架橋されていてもよい。
前記樹脂を用いて自己水分散性樹脂として用いる場合には、そのカルボキシル基の少なくとも一部を塩基で中和すればよい。塩基、即ちアルカリ性中和剤による中和は、得られる自己水分散性樹脂が水に溶解しない程度に中和すればよい。塩基としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属の水酸化物、アンモニア、トリエチルアミン、モルホリン等の塩基性物質の他、特にトリエタノールアミン、ジエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン等のアルコールアミンが好ましいものとして挙げられる。この中でも、とりわけトリエタノールアミンがジェットインクとして好ましい。
最終的に塩基の存在下のインクのpHとして、7〜10、好ましくは8〜9の範囲にある場合には顔料を包含している樹脂のインク中への溶解も少なく、ノズル目詰まりを防止すると共に鮮やかな発色を得ることができ、鮮明な絵柄模様が得られる。
上述した水性インクに用いる顔料は特に限定されるものはなく、例えばカーボンブラック、チタンブラック、チタンホワイト、硫化亜鉛、ベンガラ、イエローオーカー等の無機顔料や、フタロシアニン顔料、モノアゾ系、ジスアゾ系等のアゾ顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料等の有機顔料がある。かかる顔料の使用量(含有量)は、特に規定されないが、最終的に得られるインク中で0.5〜10質量%となるような量が好ましい。
前記の樹脂によって顔料が包含された着色樹脂粒子を作製する方法は、特に限定されるものではない。着色樹脂粒子は、例えば、樹脂着色工程と、懸濁工程と、再沈殿工程とを有する工程により着色樹脂粒子水分散液を得る方法で作製することができる。樹脂着色工程は、酸価を有する皮膜形成性樹脂に少なくとも着色剤を分散または溶解して固形着色コンパウンドを得る工程である。懸濁工程は、少なくとも、水、皮膜形成性樹脂を溶解する有機溶媒、塩基、前記樹脂着色工程で得られた固形着色コンパウンドを混合し、分散によって少なくとも樹脂の一部が溶解している着色剤懸濁液を得る工程である。再沈殿工程は、前記懸濁工程で得られた着色剤懸濁液中の着色剤表面に溶解樹脂成分を沈着させる工程である。
インクジェット印刷用のインクは顔料の分散液として得られる。この分散液には、必要に応じて添加剤類を加えることができる。添加剤としては、乾燥防止剤、浸透剤、水溶性樹脂、防腐剤、キレート剤等が挙げられる。
インクには乾燥防止剤が添加されることが好ましい。乾燥防止剤は、水性インクに添加される場合が多く、インクジェットの噴射ノズル口でのインクの乾燥を防止する効果を与えるものである。乾燥防止剤としては、通常、水以上の沸点を有する水溶性有機溶剤が使用される。このような乾燥防止剤としては、特に限定されるものではなく、従来知られているエチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン等の多価アルコール類、N−メチル−2−ピロリドン、2−ピロリドン等のピロリドン類、アミド類、ジメチルスルホオキサイド、イミダゾリジノン等が使用可能である。乾燥防止剤の使用量は、種類によって異なり、通常水100質量部に対して1〜150質量部の範囲から適宜選択される。
インクには浸透剤が添加されることが好ましい。浸透剤の添加により、インクのインク受理層3への浸透をより良好にすることができる。浸透剤は、適宜の量で用いることができる。浸透剤としては、インク受理層3への浸透性付与効果を示す、エタノール、イソプロピルアルコール等の低級アルコール、ジエチレングリコール−N−ブチルエーテル等のグリコールエーテル、プロピレングリコール誘導体、ピロリドン化合物等の水溶性有機溶媒やノニオン性やアニオン性、両性界面活性剤などが挙げられる。
なお、インクジェット印刷層4は、水性のインクに限らず、油性のインクを用いて形成されてももちろんよい。
インクジェット印刷を行うために用いる塗装装置としては、搬送された基材1を複数のノズルから各色ごとにインクジェット印刷を施す適宜のインクジェット塗装機を用いることができる。
クリア層5は、インクジェット印刷層4の表面に形成されている。クリア層5を設けることにより、塗膜を高く保護することができるとともに、印刷面にクリア性を付与して意匠性を高めることができる。クリア層5は、着色塗装の表面保護用の層となる。クリア層5は、インクジェット塗装後に、水性のクリア塗料を塗布成膜することにより形成することができる。クリア層5は、水性のクリア塗料で形成することが好ましい。水性のクリア塗料としては、例えば、アクリル系、アクリルシリコン系、アクリルウレタン系等の適宜の塗料を用いることができる。
クリア層5は、例えば、水性のクリア塗料をインクジェット印刷後の基材1の表面にスプレー等して塗布した後、80〜150℃で焼き付け乾燥等することにより成膜することにより形成することができる。クリア層5の厚みは特に制限されないが、例えば、1〜50μmの範囲にすることができる。
無機塗装層6は、クリア層5の表面に形成されている。無機塗装層6を設けることにより、耐久性を高めることができる。樹脂を含んで構成されることの多いクリア層5を無機質膜で構成される無機塗装層6により被覆できるので、耐久性を向上できるのである。無機塗装層6は、クリア層5の表面に無機系塗料を塗布成膜することで形成することができる。無機系塗料としては、適宜のケイ素アルコキシド系コーティング剤等を用いることができる。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を用いることができる。
また、無機塗装層6は、ポリシロキサン系の無機系塗料により形成することが好ましい。ポリシロキサン系の無機系塗料としては、上記のインク受理層3で説明したものと同様のものを用いることができる。ポリシロキサン系の無機系塗料をインク受理層3と無機塗装層6との両方で用いるようにすると、無機系塗料でインクジェット印刷層4をサンドイッチ(挟む)ことができる。それにより、インクジェット塗装を高く保護することができるととともに、インクジェット塗装の発色性を高めることができ、耐久性が高く意匠性に優れた塗装板を得ることができる。
無機塗装層6は、例えば、無機塗装層6を形成する塗料を静電塗装等して塗布した後、60〜120℃で焼き付け乾燥等して成膜することにより形成することができる。無機塗装層6の厚みは、特に制限されないが、例えば、1〜30μmの範囲にすることができる。
機能性塗装層7は、無機塗装層6の表面に形成されている。機能性塗装層7を設けることにより、適宜の機能を付与することができ、例えば、防汚性を高めることが可能になる。
機能性塗装層7は、光触媒を含有することが好ましい一態様である。それにより、光触媒作用によって、汚れが付着することを抑制することができるとともに、付着した汚れを落とすことができる。機能性塗装層7は、例えば、光触媒を含有する無機系塗料によって形成することができる。光触媒を含有する無機系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等を用いることができる。また、機能性塗装層7は、親水性を有することが好ましい一態様である。その場合、親水性の作用によって防汚性を高めることができる。機能性塗装層7は、撥水性を有することが好ましい一態様である。その場合、撥水性の作用によって防汚性を高めることができる。また、機能性塗装層7は、熱線反射能を有することが好ましい一態様である。その場合、熱線を反射することができるため、断熱性を高めることができる。機能性塗装層7においては、上記に例示した機能を複数有していてもよい。それにより、高い機能性が付与されるため、塗装板の耐候性及び耐久性が向上する。
機能性塗装層7は、機能性塗装層7を形成するための塗料をスプレー塗装などによって、無機塗装層6の表面に塗布した後、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形成することができる。機能性塗装層7の厚みは特に制限されないが、例えば、0.1〜5.0μmの範囲にすることができる。
本実施形態においては、塗装膜Mが、下地層2、インク受理層3、インクジェット印刷層4、クリア層5、無機塗装層6及び機能性塗装層7を有しているものを示したが、下地層2、クリア層5、無機塗装層6及び機能性塗装層7の一部又は全部はなくてもよい。その場合も、上記のインク受理層3により意匠性の高いインクジェット印刷を行うことができる。ただし、意匠性に優れ、耐久性及び耐候性が高い塗装板を得るためには、これらの層は少なくとも一部が設けられる方が好ましく、全部設けられることがより好ましい。
上記の塗装板は、建築板として有用である。塗装板は、外壁材、屋根材、塀材などの外装材として利用することができる。
(実施例1)
基材1として、セメント系無機質基板を用いた。
この基材1の作製にあたっては、セメント系成形材料を成形した養生硬化前の湿潤シートの表面にアクリルエマルション塗料からなるシーラーをロールコーターにて塗布し、250℃で20分間加熱することにより乾燥塗布量40g/m2のシーラーの塗膜を形成し、この湿潤シートを養生硬化することで基材1を得た。
この基材1のシーラーの塗膜を設けた面に、アクリルエマルション塗料に顔料として炭酸カルシウム微粒子を含有させた下地層形成用組成物(顔料含有比率PWC=50質量%)をスプレー塗布し、130℃で2分間加熱することで厚み30μmの下地層2を形成した。下地層2は白色塗料層2aとして構成されるようにした。
この下地層2を形成した基材1に対し、ポリシロキサン系の無機系塗料(インク受理層形成用塗料)をスプレー塗布し、160℃で5分間加熱することで厚み10μmのインク受理層3を形成した。このポリシロキサン系の無機系塗料はガラス転移点を有さない。また、インク受理層3の表面張力は29〔mN/m〕であった。
このインク受理層3を形成した基材1に対し、インクジェット塗装装置を用いて、インク受理層3の表面にインクジェット印刷を施した。ここで、インクジェット印刷前の基材1の温度として、40℃と70℃の2条件で塗装を行った。
インクジェット印刷には、水性のUVインクを用いた。インクとしては、顔料4質量%、エチレングリコール35質量%、グリセリン20%質量、添加剤3質量%、水38%質量の組成のものを用いた。前記顔料としては、イエローのインクにイエローオーカー、シアンのインクにフタロシアニン、マゼンタのインクにベンガラ、ブラックのインクにカーボンブラックを含有させたものを用いた。また、各噴射ノズルから噴射される1ドット分のインクの噴射量は27plとなるようにした。インクジェット印刷により、インクジェット印刷層4が形成された。
次に、インクジェット印刷後の基材1の表面に、クリア塗料をスプレー塗布し、130℃で2分間加熱することにより乾燥膜厚20μmのクリア層5を形成した。
次に、上記クリア層5の表面に、ポリオルガノシロキサンを含有する無機系塗料をスプレー塗布し、130℃で2分間加熱することにより、乾燥膜厚5μmの無機塗装層6を形成した。
次に、この無機塗装層6の表面に、ポリオルガノシロキサンを含有すると共に酸化チタンを50質量%の割合で含有する無機系塗料をスプレー塗布し、130℃で2分間加熱することにより、乾燥塗布量3g/m2で光触媒層を機能性塗装層7として形成した。
以上により、実施例1の塗装板を得た。
(比較例1)
インク受理層3の形成を、アクリルエマルション樹脂を含む塗料を用いて行ったこと以外は、実施例1と同様にして、塗装板を得た。このアクリルエマルション樹脂のガラス転移点は、32℃であった。また、インク受理層3の表面張力は42〔mN/m〕であった。なお、インクジェット印刷前の基材1の温度として、40℃と70℃の2条件で塗布を行った。
(評価)
インクジェット印刷前の基材1の温度の違い(40℃及び70℃の2条件)による、発色性(L*a*b*)、及び、ドット径の変化について、確認した。
発色性については、測色計にてL*a*b*を測定し、a*値及びb*値から、c*値を次の関係式、
c*=(a*^2+b*^2)^0.5
から算出し、40℃印刷でのc*値を基準(変化率0%)として、70℃印刷でのc*値の変化率を算出した。ここで、「^」は乗数を示す記号である。c*値の変化率が10%未満の場合を「○」とし、c*値の変化率が10%以上の場合を「×」とした。
ドット径は、塗装板の表面を顕微鏡観察することにより測定し、40℃印刷でのドット径を基準(変化率0%)として、70℃印刷でのドット径の変化率を算出した。ドット径の変化率が10%未満の場合を「○」とし、ドット径の変化率が10%以上の場合を「×」とした。
表1に結果を示す。
表1に示すように、実施例1は、比較例1よりも、発色性及びドット径の変化率が少なく、温度が高い条件で印刷された場合でも良好に塗装されている。これは、インク受理層3の材料がガラス転移点を有さないことにより、温度による影響が抑制されたためと推測される。よって、実施例1ではインクの浸み込みが抑制され、色ムラや色違いを抑え意匠性に優れた塗装板を得ることができることが確認された。