本発明は、不燃性を有する建材の製造方法に関する。

住宅建材として、従来よりケイ酸カルシウム板、スラグ石膏板、木質セメントなどの窯業系サイディングボード、鉄やアルミニウムなどの板材と樹脂断熱材等の断熱効果のある裏打材とによって構成した金属系サイディングボードなどが使用されてきた。

これらの建材に対しては意匠に関する関心が高い。このため、これまでも建材に対してはその意匠性を向上させることが求められてきた。例えばアクリル樹脂、アクリルウレタン樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂塗料を建材の基材表面に塗装して仕上げることが知られている(特許文献1参照)。これらの樹脂塗料を用いることによって建材表面が鏡面仕上がりとなり高級感のある意匠性が付与される。

ところで、建材は一定の耐火基準を満たす耐火材料であることも求められている。基材表面を樹脂塗料で塗装することで建材に意匠性が付与されるものの、一方で、建材が塗料樹脂固形分を多く含むことで可燃性になるため、十分な不燃性を確保することが困難であった。

本発明は不燃性を有するとともに、意匠性に優れる建材の製造方法を提供するものである。

上記の課題は以下に記載する画像付き建材の製造方法によって解決することができる。 液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドから吐出された液体を受容する建材基材を支持する支持台と、を備えた液体吐出装置を用い、前記液体吐出ヘッドを水平方向に移動させて前記液体吐出ヘッドから重合性化合物を含む硬化型組成物を建材基材表面に吐出して建材基材表面に硬化型組成物の層を形成し、次いで該硬化型組成物を硬化して硬化物からなる画像を形成するようにした画像付き建材の製造方法であって、 液体吐出ヘッドの水平移動方向に対して垂直な方向の前記硬化型組成物の層の厚さを350μm以内に制御すると共に、得られた建材を硬化型組成物が形成された10cm×10cmの試験片で燃焼試験を行った際に、燃焼開始から20分間の総発熱量が8MJ/m²以下であることを特徴とする画像付き建材の製造方法。 なお、本発明においては、前記燃焼試験はISO5660に準じてコーンカロリーメーターで行う。

本発明によれば、不燃性を有するとともに、意匠性に優れる建材の製造方法を提供することができる。

図1は、本実施形態に係る画像形成装置の一例を模式的に示す図であり、図1Aは装置前面側から見た斜視図であり、図1Bは装置背面側から見た斜視図である。

本発明の画像付き建材の製造方法の実施形態を示す図である。

本発明の画像付き建材の製造方法の他の実施形態を示す図である。

本発明の画像付き建材の製造装置において、積算光量を検知する検知器を設けた例を示す図である。

次に、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

まず、本発明の画像付き建材の製造方法において、建材基材(以下「基材」ともいう)の表面に画像を形成するために用いる重合性化合物を含む硬化型組成物について説明する。 硬化型組成物は重合性化合物を含み、必要に応じて重合開始剤、色材、有機溶媒等のその他の成分を含む。 硬化型組成物は活性エネルギー線で硬化するので以下では硬化型組成物を活性エネルギー線硬化型組成物ともいう。 以下では、硬化型組成物に含まれる各成分及び硬化手段、被記録建材について述べる。

<重合性化合物> 重合性化合物としては例えば、フェノキシエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、イソボルニルアクリレート、ビニロキシエトキシエチルアクリレート、イソデシルアクリレート、N−−ε−ビニルカプロラクタム、トリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、環状トリメチロールプロパンホルマールアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、脂肪族ウレタンアクリレート等を挙げることができる。

<重合開始剤> 本発明の活性エネルギー線硬化型組成物は、重合開始剤を含有していてもよい。重合開始剤としては、活性エネルギー線のエネルギーによって、ラジカルやカチオンなどの活性種を生成し、重合性化合物(モノマーやオリゴマー)の重合を開始させることが可能なものであればよい。このような重合開始剤としては、公知のラジカル重合開始剤やカチオン重合開始剤、塩基発生剤等を、1種単独もしくは2種以上を組み合わせて用いることができ、中でもラジカル重合開始剤を使用することが好ましい。また、重合開始剤は、十分な硬化速度を得るために、組成物の総質量(100質量%)に対し、5〜20質量%含まれることが好ましい。 ラジカル重合開始剤としては、例えば、芳香族ケトン類、アシルフォスフィンオキサイド化合物、芳香族オニウム塩化合物、有機過酸化物、チオ化合物(チオキサントン化合物、チオフェニル基含有化合物など)、ヘキサアリールビイミダゾール化合物、ケトオキシムエステル化合物、ボレート化合物、アジニウム化合物、メタロセン化合物、活性エステル化合物、炭素ハロゲン結合を有する化合物、及びアルキルアミン化合物などが挙げられる。 また、上記重合開始剤に加え、重合促進剤(増感剤)を併用することもできる。重合促進剤としては、特に限定されないが、例えば、トリメチルアミン、メチルジメタノールアミン、トリエタノールアミン、p−ジエチルアミノアセトフェノン、p−ジメチルアミノ安息香酸エチル、p−ジメチルアミノ安息香酸−2−エチルヘキシル、N,N−ジメチルベンジルアミンおよび4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンなどのアミン化合物が好ましく、その含有量は、使用する重合開始剤やその量に応じて適宜設定すればよい。

<色材> 本発明の活性エネルギー線硬化型組成物は、色材を含有していてもよい。色材としては、本発明における組成物の目的や要求特性に応じて、ブラック、ホワイト、マゼンタ、シアン、イエロー、グリーン、オレンジ、金や銀等の光沢色、などを付与する種々の顔料や染料を用いることができる。色材の含有量は、所望の色濃度や組成物中における分散性等を考慮して適宜決定すればよく、特に限定されないが、組成物の総質量(100質量%)に対して、0.1〜20質量%であることが好ましい。なお、本発明の活性エネルギー線硬化型組成物は、色材を含まず無色透明であってもよく、その場合には、例えば、画像を保護するためのオーバーコート層として好適である。 顔料としては、無機顔料又は有機顔料を使用することができ、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 無機顔料としては、例えば、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャネルブラック等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類、酸化鉄、酸化チタンを使用することができる。 有機顔料としては、例えば、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、アゾレーキ、キレートアゾ顔料等のアゾ顔料、フタロシアニン顔料、ペリレン及びペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料等の多環式顔料、染料キレート(例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレート等)、染色レーキ(塩基性染料型レーキ、酸性染料型レーキ)、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、昼光蛍光顔料が挙げられる。 また、顔料の分散性をより良好なものとするため、分散剤をさらに含んでもよい。 分散剤としては、特に限定されないが、例えば、高分子分散剤などの顔料分散物を調製するのに慣用されている分散剤が挙げられる。 染料としては、例えば、酸性染料、直接染料、反応性染料、及び塩基性染料が使用可能であり、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。

<有機溶媒> 本発明の活性エネルギー線硬化型組成物は、有機溶媒を含んでもよいが、可能であれば含まない方が好ましい。有機溶媒、特に揮発性の有機溶媒を含まない(VOC(Volatile Organic Compounds)フリー)組成物であれば、当該組成物を扱う場所の安全性がより高まり、環境汚染防止を図ることも可能となる。なお、「有機溶媒」とは、例えば、エーテル、ケトン、キシレン、酢酸エチル、シクロヘキサノン、トルエンなどの一般的な非反応性の有機溶媒を意味するものであり、反応性モノマーとは区別すべきものである。また、有機溶媒を「含まない」とは、実質的に含まないことを意味し、0.1質量%未満であることが好ましい。

<その他の成分> 本発明の活性エネルギー線硬化型組成物は、必要に応じてその他の公知の成分を含んでもよい。その他成分としては、特に制限されないが、例えば、従来公知の、界面活性剤、重合禁止剤、レべリング剤、消泡剤、蛍光増白剤、浸透促進剤、湿潤剤(保湿剤)、定着剤、粘度安定化剤、防黴剤、防腐剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、キレート剤、pH調整剤、及び増粘剤などが挙げられる。

<活性エネルギー線硬化型組成物の調製> 本発明の活性エネルギー線硬化型組成物は、上述した各種成分を用いて作製することができ、その調製手段や条件は特に限定されないが、例えば、重合性モノマー、顔料、分散剤等をボールミル、キティーミル、ディスクミル、ピンミル、ダイノーミルなどの分散機に投入し、分散させて顔料分散液を調製し、当該顔料分散液にさらに重合性モノマー、開始剤、重合禁止剤、界面活性剤などを混合させることにより調製することができる。

<粘度> 本発明の活性エネルギー線硬化型組成物の粘度は、用途や適用手段に応じて適宜調整すればよく、特に限定されないが、例えば、当該組成物をノズルから吐出させるような吐出手段を適用する場合には、20℃から65℃の範囲における粘度、望ましくは25℃における粘度が3〜40mPa・sが好ましく、5〜15mPa・sがより好ましく、6〜12mPa・sが特に好ましい。また当該粘度範囲を、上記有機溶媒を含まずに満たしていることが特に好ましい。なお、上記粘度は、東機産業株式会社製コーンプレート型回転粘度計VISCOMETER TVE−22Lにより、コーンロータ(1°34´×R24)を使用し、回転数50rpm、恒温循環水の温度を20℃〜65℃の範囲で適宜設定して測定することができる。循環水の温度調整にはVISCOMATE VM−150IIIを用いることができる。

<硬化手段> 本発明の硬化型組成物を硬化させる手段としては、加熱硬化または活性エネルギー線による硬化が挙げられ、これらの中でも活性エネルギー線による硬化が好ましい。 本発明の活性エネルギー線硬化型組成物を硬化させるために用いる活性エネルギー線としては、紫外線の他、電子線、α線、β線、γ線、X線等の、組成物中の重合性成分の重合反応を進める上で必要なエネルギーを付与できるものであればよく、特に限定されない。特に高エネルギーな光源を使用する場合には、重合開始剤を使用しなくても重合反応を進めることができる。また、紫外線照射の場合、環境保護の観点から水銀フリー化が強く望まれており、GaN系半導体紫外発光デバイスへの置き換えは産業的、環境的にも非常に有用である。さらに、紫外線発光ダイオード(UV−LED)及び紫外線レーザダイオード(UV−LD)は小型、高寿命、高効率、低コストであり、紫外線光源として好ましい。

<建材基材> 建材基材は内装材、外装材に用いられる壁材、屋根材、床材などであれば特に限定は無いが、金属、石材、ブロック、レンガ、瓦、タイル、ALC(軽量気泡コンクリート)ボード、水酸化アルミニウム板、珪酸カルシウム板、ロックウール板、セメント板等を単体で使用する無機質ボードや、芯材としてのロックウール板を表面材としての一対の石膏ボード間または表面材としての一対の珪酸カルシウムボード間に挟み込んだ無機質複合ボードなどが挙げられ、ケイ酸カルシウム板や石膏ボード等のような、一般に無機材料のみで構成される材料などが好ましい。 これらの無機材料の厚みは耐火性能の観点から20mm以上の厚みが好ましい。 建材基材に直接印刷しても良いが審美性等のために建材基材が表層として紙やシート状の部分(本発明においてはこれを「付着層」という。また、本発明では付着層を含めて「建材基材」という)を有している場合がある。この付着層は約200〜220μmの厚さ(0.2mm)程度が好ましい。

<液体吐出装置> 本発明において用いる液体吐出装置は液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドを搭載して水平方向に移動するとともに上下方向に昇降可能なキャリッジを備える。 図1は、液体吐出装置の一例としてのインクジェット記録装置の全体構成を示す斜視図であって、図1Aは装置前面側から見た斜視図であり、図1Bは装置背面側から見た斜視図である。

このインクジェット記録装置10は、キャリッジ12と、記録媒体を載置するステージ13と、を備える。キャリッジ12は、複数のノズルが設けられた複数の記録ヘッド11を備えたインクジェット方式のキャリッジであり、液体を記録ヘッド11のノズルから吐出することによってドットを記録する。ノズルは、ステージ13との対向面に設けられている。なお、本実施形態では、液体は、一例として、紫外線硬化性を有する硬化型組成物を使用する。

また、キャリッジ12のステージ13との対向面には、紫外線を照射する光源である照射部33が設けられている。照射部33は、ノズルから吐出された液体を硬化させる波長の光を照射する。

左右の側板18a,18bにはガイドロッド19が架け渡されており、ガイドロッド19は、キャリッジ12をX方向(主走査方向)に移動可能に保持している。また、キャリッジ12、ガイドロッド19、および側板18a,18bは一体となって、ステージ13の下部に設けられたガイドレール29に沿ってY方向(副走査方向)に移動可能となっている。さらに、キャリッジ12は、Z方向(上下方向)に移動可能に保持されている。

すなわち、インクジェット記録装置10のキャリッジ12は、X方向およびY方向への走査が可能であるとともに、上下方向への昇降が可能となっている。

本発明の画像付き建材の製造方法を図2〜図4に模式的に示す。 本発明の画像付き建材の製造方法においては、図2に示すように、建材基材の付着層(インクによって形成された層も含む)とインク層との合計の層厚が350μm以内となるように制御しながら画像形成を行う。

単層印字の場合は図3Aに示すように、インク単層と付着層との合計の層厚が350μm以内となるように制御しながら画像形成を行い、複層印字の場合は図3Bに示すように複数のインク層と付着層との合計の層厚が350μm以内となるように制御しながら画像形成を行う。

インクジェット記録装置には、建材基材表面に形成された硬化型組成物の膜厚を例えば、レーザーの反射光を受光して検知し、検知データに基づいて吐出量、吐出器の移動速度を制御することにより、正確な膜厚制御を行うことができる。 また建材基材の厚さ(mm)、キャリッジ上昇量(mm)、印刷層(層数)を入力して自動的に指定した層の厚さまで印刷するプログラムを入力した制御装置を用いて吐出動作を制御することもできる。

更に、図4に示すように、吐出器に備えた紫外線照射器からの照射光を支持台に設けた検出器の受光部で検知してその積算光量を測定するようにしておくと、例えば1層あたりの積算光量が500mJ/cm²である場合、設定値を5000mJ/cm²とすると10層まで印刷して自動的に印刷を終えることができる。

建材基材表面に形成される硬化型組成物の厚みの制御は重要であり、硬化型組成物の厚さが350μmを超えるか、または建材基材が付着層を有している場合には硬化型組成物の厚さと付着膜の厚さとの合計厚さが350μmを超えると、燃焼試験において8MJ/m²を超えてしまい耐火性の基準を満たさなくなる。硬化型組成物の膜厚の下限値は5μm程度であるが10μmを下回ると連続膜にならず、素地が見えるため光沢感が付与されないので、10μm以上とすることが好ましい。

以下、実施例を示して本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。

まず、実施例で用いた硬化型組成物(以下「インク」ともいう)の調製例について述べる。 以下の表1に重合性化合物と重合開始剤の名称と略称を示す。

また、以下ではインク名を次のように略称する・ C :シアンインク M :マゼンタインク Y :イエローインク B :ブラックインク W :ホワイトインク CL:クリアインク

[シアンインクの調製] 以下の各成分を混合してシアンインクを作製した。 ・N−ビニル−ε−カプロラクタム(Ashland製) 15質量% ・フェノキシエチルアクリレート(大阪有機化学工業製) 35質量% ・環状トリメチロールプロパンホルマールアクリレート (大阪有機化学工業製) 30質量% ・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(日本化薬製) 4質量% ・脂肪族ウレタンアクリレート(サートマー製) 4質量% ・ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド (BASF製) 5質量% ・2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド (BASF製) 5質量% ・ピグメントブルー 3質量%

[マゼンタインクの調製] 上記シアンインクの調製において、脂肪族ウレタンアクリレートの配合量を2質量%とし、色材をピグメントレッド4質量%としたこと以外はシアンインクの調製と同様にしてマゼンタインクを調製した。

[イエローインクの調製] 上記シアンインクの調製において、脂肪族ウレタンアクリレートの配合量を2質量%とし、色材をピグメントイエロー3質量%としたこと以外はシアンインクの調製と同様にしてマゼンタインクを調製した。

[ブラックインクの調製] 上記シアンインクの調製において、脂肪族ウレタンアクリレートの配合量を3質量%とし、色材をカーボンブラック5質量%としたこと以外はシアンインクの調製と同様にしてマゼンタインクを調製した。

[ホワイトインクの調製] 上記シアンインクの調製において表2に示す処方とした以外はシアンインクの調製と同様にしてホワイトインクを調製した。

[クリアインクの調製] 上記シアンインクの調製において、表2に示す処方とした以外はシアンインクの調製と同様にしてクリアインクを調製した。

[実施例1] 建材基材として厚み12.5mmの石膏ボード(付着層なし)を用い、図1に示す液体吐出装置を用いて塗膜を形成した。 塗膜は、各色のインクを、各色のインクの塗布面積が同じで塗布厚が300μmとなるように縞状に印刷して100mm×100mmの塗膜(画像)のベタ画像を形成した。 次いで、高圧水銀ランプ(ヘレウス社製LightHammer6)を光源として所定の照度と積算光量で光照射して塗膜を硬化させた。照射条件(照度及び積算光量)は次の通りとした。 照射条件A : 3W/cm²、3J/cm²

(光沢度の評価) 以下に記載する測定方法を用いて、上記で得られた塗膜塗膜の光沢を測定した。 また、基材の光沢度も同様にして測定した。評価結果を表3に示す。 <測定方法> MULTI GLOSS(GM-268Plus、コニカミノルタ社製)の光沢度計を用い、測定方向60度にて、測定回数5点とし、測定した平均値を算出した。評価結果を表3に示す。 (発熱量の評価) ISO5660に準じてコーンカロリーメーターによる20分間の総発熱量を測定した。 コーンカロリーメーターによる総発熱量が8MJ/m²以下であるものを○とし、上回るものを×とした。 評価結果を表3に示す。

[実施例2] 各色の塗膜の厚みが350μmとなるようにした以外は実施例1と同様にしてベタ画像を形成し、光沢度、発熱量を評価した。評価結果を表3に示す。

[比較例1] 各色の塗膜の厚みが400μmとなるようにした以外は実施例1と同様にしてベタ画像を形成し、光沢度、発熱量を評価した。評価結果を表3に示す。

実施例1、2の建材は液体付着前の光沢値と比べると10%以上光沢が付与されており、コーンカロリーメーターによる総発熱量は8MJ/m²より小さく、不燃性も十分に備えていた。 一方、比較例1の建材においては、単位面積あたりのアクリル酸の成分が増えたことによりコーンカロリーメーターによる総発熱量が8MJ/m²よりも大きく不燃性を有していなかった。 上記では建材基材として石膏ボード使用したが珪酸カルシウム板を用いても同等の結果が得られることが確認できた。

以上に本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、特許請求項の範囲に記載の発明の範囲において種々の変形態を取り得る。 また、本発明の実施の形態を例示すると以下の通りである。 (1)液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドから吐出された液体を受容する建材基材を支持する支持台と、を備えた液体吐出装置を用い、前記液体吐出ヘッドを水平方向に移動させて前記液体吐出ヘッドから重合性化合物を含む硬化型組成物を建材基材表面に吐出して建材基材表面に硬化型組成物の層を形成し、次いで該硬化型組成物を硬化して硬化物からなる画像を形成するようにした画像付き建材の製造方法であって、 液体吐出ヘッドの水平移動方向に対して垂直な方向の前記硬化型組成物の層の厚さを350μm以内に制御すると共に、得られた建材を硬化型組成物が形成された10cm×10cmの試験片で燃焼試験を行った際に、燃焼開始から20分間の総発熱量が8MJ/m²以下であることを特徴とする画像付き建材の製造方法。 (2)前記建材基材が付着層を有するものであり、前記硬化型組成物の層と前記付着層の合計厚さを350μm以内に制御する上記(1)に記載の画像付き建材の製造方法。 (3)前記重合性化合物としてアクリル酸および/またはメタクリル酸を含有する上記(1)または(2)に記載の画像付き建材の製造方法。 (4)前記重合性化合物としてオリゴマーを含有する上記(1)〜(3)のいずれかに記載の画像付き建材の製造方法。 (5)前記硬化型組成物が活性エネルギー線硬化型の組成物であり、重合性化合物を硬化型組成物全量の70質量%以上95質量%以下含有する上記(1)〜(4)のいずれかに記載の画像付き建材の製造方法。 (6)上記(1)〜(5)のいずれかに記載の画像付き建材の製造方法を実施するための装置であって、 液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドから吐出された液体を受容する建材基材を支持する支持台とを備え、前記吐出ヘッドは前記支持台によって支持された建材基材の表面に対してX、Y、Z方向に移動可能であり、移動速度及び吐出量を制御する制御装置を備えている画像付き建材の製造装置。 (7)建材基材表面に重合性化合物を含む硬化型組成物が硬化してなる硬化物層からなる画像を形成した建材であって、前記硬化物の層は厚さが350μm以内であり、かつ、建材を硬化型組成物が形成された10cm×10cmの試験片で燃焼試験を行った際に、燃焼開始から20分間の総発熱量が8MJ/m²以下であることを特徴とする画像付き建材。 (8)前記建材基材が付着層を有するものであり、前記硬化物層と前記付着層との合計厚さが350μm以内である上記(7)に記載の画像付き建材。 (9)前記建材表面の光沢度が測定角度を60度としたときの前記建材基材表面の光沢度よりも少なくとも10%高いことを特徴とする、上記(7)または(8)に記載の画像付き建材。 (10)前記建材基材が、軽量気泡コンクリートボード、水酸化アルミニウム板、珪酸カルシウム板、ロックウール板、石膏ボードから選ばれる1種あるいはそれらの複合材であることを特徴とする上記(7)〜(9)のいずれかに記載の画像付き建材。

10 インクジェット記録装置 11 記録ヘッド 12 キャリッジ 13 ステージ 18a,18b 左右の側板 19 ガイドロッド 29 ガイドレール 33 照射部

特開平6−183862号公報