(57)【要約】【課題】凹凸が形成された基材の表面に多数の微小突起を形成して、もとの基材とは異なる模様や機能を付加させた住宅設備材料を提供する。【解決手段】凹凸１０ａ、１０ｂが形成された基材１０の表面に、凹凸１０ａ、１０ｂよりも微細な多数の微小突起１を、インクジェット方式によるインク噴射によって形成している。【選択図】図１
2008240261.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹凸が形成された基材の表面に、該凹凸よりも微細な多数の微小突起を、インクジェット方式によるインク噴射によって形成していることを特徴とする住宅設備材料。
【請求項２】
請求項１において、
上記多数の微小突起が集合して模様パターンを形成している住宅設備材料。
【請求項３】
請求項１または２において、
上記多数の微小突起の高さを種々異ならせている住宅設備材料。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において、
上記基材表面の凹部または／および凸部に、上記微小突起が形成されている住宅設備材料。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項において、
上記凹凸は金型によって形成されており、
上記微小突起の形成位置は、上記金型の設計データを解析して特定されている住宅設備材料。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項において、
上記凹凸は圧延加工によって形成されており、
上記微小突起の形成位置は、上記圧延加工の設計データを解析して特定されている住宅設備材料。
【請求項７】
基材の表面に形成された凹凸の位置を所定の凹凸検出手段によって検出し、上記基材の表面に形成すべき多数の微小突起の形成位置を上記検出した凹凸の位置に対応させて決定して微小突起形成データを生成し、該微小突起形成データにもとづいてインクジェット方式によるインク噴射によって上記多数の微小突起を形成することを特徴とする住宅設備材料の表面形成方法。
【請求項８】
請求項７において、
上記微小突起形成データは、上記多数の微小突起の集合によって形成すべき模様パターンについて、あらかじめ記憶手段に保存された模様データにもとづいて生成される住宅設備材料の表面形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凹凸が形成された基材の表面に、さらに多数の微小突起を形成している住宅設備材料、およびその表面形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
浴室の床パンや浴槽の底面など住宅設備材料の表面には、排水性や滑り止め性のためにエンボス加工による凹凸が形成されている。また、キッチンシンクにも耐キズ付き性のための細かな凹凸模様が施されているものがある。
【０００３】
従来、このような凹凸面を有した基材に対して柄模様を施す塗装技術が種々、提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１０５５２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながらこの種のものは、凹凸面を有した立体的な表面に、平面的な模様を施しているにすぎず、表面に塗料を塗布することによって、表面を新たな凹凸面に再形成する発想はない。例えば、表面の凹部の中に微小突起による新たな微細突面を形成することは想定されていない。
【０００５】
また、多数の微小突起の形成方法として、凹凸と微小突起とを含んで形成可能な金型により形成することも考えられるが、そのような金型では、生産を繰り返すうちに金型の微小突起を形成する箇所が傷んでしまうおそれがあり、量産する場合には一定品質の表面形成が達成できないことが予想される。
【０００６】
本発明はこのような事情を考慮して提案されたもので、その目的とするところは、凹凸が形成された基材の表面に多数の微小突起を形成して、もとの基材とは異なる模様や機能を付加させた住宅設備材料およびその表面形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の住宅設備材料は、凹凸が形成された基材の表面に、該凹凸よりも微細な多数の微小突起を、インクジェット方式によるインク噴射によって形成していることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の住宅設備材料は、多数の微小突起が集合して模様パターンを形成している。
【０００９】
請求項３に記載の住宅設備材料は、多数の微小突起の高さを種々異ならせている。
【００１０】
請求項４に記載の住宅設備材料は、基材表面の凹部または／および凸部に微小突起が形成されている。
【００１１】
請求項５に記載の住宅設備材料は、凹凸は金型によって形成されており、微小突起の形成位置が金型の設計データを解析して特定されている。
【００１２】
請求項６に記載の住宅設備材料は、凹凸は圧延加工によって形成されており、微小突起の形成位置が圧延加工の設計データを解析して特定されている。
【００１３】
請求項７に記載の住宅設備材料の表面形成方法は、基材の表面に形成された凹凸の位置を所定の凹凸検出手段によって検出し、基材の表面に形成すべき多数の微小突起の形成位置を検出した凹凸の位置に対応させて決定して微小突起形成データを生成し、該微小突起形成データにもとづいてインクジェット方式によるインク噴射によって多数の微小突起を形成することを特徴とする。
【００１４】
請求項８では、微小突起形成データは、多数の微小突起の集合によって形成すべき模様パターンについて、あらかじめ記憶手段に保存された模様データにもとづいて生成される。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の住宅設備材料は、凹凸が形成された基材の表面に微細な多数の微小突起がインクジェット方式によるインク噴射によって形成されているため、もとの基材の表面とは異なる、インクジェットによる微細な立体感を表現することができ、種々の設備に利用できる。また、もとの凹凸の機能（例えば、滑り止め性）を強化させることもできる。さらに、微小突起をインクジェット塗装で形成しているため、一定した品質の（例えば突起高さが一定した）表面形状を有した住宅設備材料を量産できる。また、多数の微小突起は金型により形成するものではないため、凹凸を有したもとの基材のみを金型により形成すればよく、そのため微小な表面凹凸を金型で形成する必要がなく金型が長持ちする。
【００１６】
請求項２に記載の住宅設備材料では、多数の微小突起の集合によって模様パターンが形成されているため、滑り止めのために凹凸パターンを有した浴室の床パンなどに、微細突面に形成された絵模様などを付加でき、浴室を単調な色空間から美的空間にすることができる。
【００１７】
請求項３に記載の住宅設備材料は、多数の微小突起の高さが種々異なっているため、もとの凹凸面とは異なる立体感を醸し出し、そのような住宅設備材料によって新たな住居空間を形成することができる。
【００１８】
請求項４に記載の住宅設備材料では、基材表面の凹部または／および凸部に微小突起が形成されているため、もとの凸部を強調したり、凹部の凹み具合を緩和したりすることができる。
【００１９】
請求項５、６に記載の住宅設備材料では、微小突起の形成位置を金型や圧延加工の設計データにもとづいて特定されているため、微小突起をもとの凹凸の位置に合わせて正確に形成できる。例えば、凸部のみに微小突起を形成して滑り止めの強化を図りたい場合、設計データにもとづいて位置合わせができているため、凸部以外に無駄な微小突起が形成されることがない。
【００２０】
請求項７に記載の住宅設備材料の表面形成方法によれば、基材の表面に形成された凹凸の位置を検出して、その検出位置に対応させて多数の微小突起を形成しているので、正確な位置に設計どおりに、微小突起を形成することができる。また、インクジェット塗装で形成しているため、もとの凹凸面に、微細でかつ立体感を有した模様パターンを付加することができる。
【００２１】
請求項８に記載の住宅設備材料の表面形成方法によれば、多数の微小突起の集合により形成すべき模様パターンについてあらかじめ記憶手段に保存された模様データにもとづいて微小突起形成データを生成しているので、基材表面の凹凸の位置検出が容易かつ確実に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【００２３】
図１は、本発明の一例である住宅設備材料の模式部分断面図である。
【００２４】
本例では住宅設備材料として浴室の床パンを示しており、床パン表面には滑り止め、排水のための縞、格子などの凹凸（複数の凹部１０ａ、凸部１０ｂ）パターンが金型などによるエンボス加工により規則的に形成されている。ここで、１０は床パンを構成する樹脂基材、１１は基材表面に形成されたインクジェット塗装をするために撥水処理が施された受理層である。
【００２５】
図１に示すように、基材１０の表面には、さらに多数の微小突起１が形成されている。本例におけるこれらの多数の微小突起１は、模様などの微細突面を形成するために、インクジェット方式によるインク噴射（以下、インクジェット塗装、インク塗装または塗装ともいう）によって施されている。微小突起１は図示するように、インク粒子を重ねたものもあり、高さも種々異なっている。
【００２６】
高さの種々異なる多数の微小突起１を集合形成すれば、なだらかな起伏を有した微細突面を形成でき、もとの基材１０の表面とは異なる立体感を表現することができる。キッチンのステンレスシンクなど種々の住宅設備にも利用できる。そのような住宅設備材料によって、新たな住居空間を形成することができる。
【００２７】
微小突起１の高さを異ならせる方法としては、同一位置へのインク噴射回数（重ね回数）を異ならせる方法が望ましいが、１回に噴射する液滴量を異ならせるようにしてもよい。
【００２８】
また、もとの凹凸が有している機能を強化させることもできる。例えば、凸部１０ｂ上に微小突起１を形成して、滑り止め性をさらに強化させることができる。ステンレスシンクの場合は、耐キズ付き性のために細かな柄パターンが形成されているが、さらに微細な微小突起１によって梨地などの柄パターンを付加形成して、耐キズ付き性を向上させることができる。
【００２９】
図例では、微小突起１を凹部１０ａ、凸部１０ｂの両方に施しているが、いずれか一方でもよい。また、いずれか一方を色付けしてもよいし、滑り止め性の強化であれば凸部１０ｂにのみ形成してもよいし、芳香剤などの機能剤をインクに含ませて凹部１０ａにのみ充填させてもよい。また、木製品の木目に応じた凹凸に微小突起１を形成して、木目を強調することもできる。
【００３０】
また、後述するように、多数の微小突起１による種々の微細突面をインクジェット塗装により容易に形成できるので、顧客の好みに合わせて個性豊かな住宅設備材料を提供することができる。また、形成方法が簡易なため、注文のつど顧客の要望に合った表面加工を行えばよく、そのため、表面模様の異なる多種の材料を多数準備しておく必要がなく、無垢の標準品（基材）を準備しておけばよい。したがって、在庫管理はきわめて簡易となる。
【００３１】
なお、図例では、凹凸の間隔が０．５ｍｍ、インク粒子は０．０５ｍｍ程度のものを示しているが、種々の組合せがあることはいうまでもない。インクジェットによるインク粒子としては、５μｍ〜２ｍｍ程度の粒径のものが好ましいが、それよりも微細な粒径５０〜１００ｎｍ程度の超微粒子でも使用できる。
【００３２】
またインクは、例えば樹脂、溶剤、硬化剤、添加剤等に、基本色を構成する顔料を混合した溶液であり、公知の産業用インクジェットインクの適用が可能である。重ね塗装するため、例えば、メチルエチルケトンやエタノール、アセトンなどを溶剤とする速乾性インク、速硬化性インク、オイルベースの油性インク、紫外線を照射して硬化させるＵＶ硬化インク、水性インクなどで少なくとも耐候性、耐水性のあるものとすることが好ましい。
【００３３】
速乾性、速硬化性の樹脂として、紫外線を照射して硬化させるＵＶ硬化型の樹脂が一般的に使用され、例えばラジカル重合型のＵＶ硬化樹脂、カチオン重合型のＵＶ硬化樹脂などが使用できる。また、インク塗装時に速硬化をねらう方法として、噴射する直前、ヘッド部分で固形樹脂を加熱して溶融させ、基材に滴下し、基材表面に塗装したところで放熱硬化する方法もある。
【００３４】
図２は、図１に示した、多数の微小突起１が形成された浴室の床パン１０の部分平面図である。多数の微小突起１の集合によって、床パン１０の表面には凹凸に関係なく枯葉模様の微細突面が形成されている。
【００３５】
なお、多数の微小突起１による模様は、エンボス（型押し）加工のように浮き出し模様としてもよいし、輪郭のみに微小突起１を形成させたものとしてもよい。
【００３６】
図３は、多数の微小突起を基材表面に形成する住宅設備材料の表面形成方法を示したフローチャート、図４は、同方法を実行可能とした表面形成装置の一例の基本構成を示すブロック図である。図３のフローに沿って、図４も参照しながら、多数の微小突起１の集合による微細突面の形成処理手順について説明する。
【００３７】
まず、基材１０の表面に形成された凹凸の位置の検出を行う（１０１）。凹凸位置は、その基材１０の金型の設計データつまり凹凸設計データが存在する場合には、記憶手段３２に保存された凹凸設計データ３２ｂを読み込んで判断すればよいが、凹凸設計データが存在しない基材の場合にはラインセンサ２１による画像処理によって検出すればよい。なお、ステンレスシンクなど金属基材を対象とする場合には、凹凸設計データとしては圧延加工用の設計データが使用される。
【００３８】
ついで、基材表面に形成すべき多数の微小突起１を、上記検出した凹凸の位置に対応させて決定して、微小突起形成データ３３ａを生成する（１０２）。微小突起形成データ３３ａは例えば、形成位置と模様とを対応付けた座標データよりなる。また、多数の微小突起１で構成すべき模様パターンは、模様データ３２ａとして記憶手段３２に保存されている。また、凹部１０ａ、凸部１０ｂに、それぞれに対応した各模様を施したい場合には、凹部１０ａに対する模様データ３２ａと、凸部１０ｂに対する模様データ３２ａとを個別に記憶するようにしてもよい。
【００３９】
最後に、生成された微小突起形成データ３３ａにもとづいて、基材１０に対してインクジェット塗装を行って多数の微小突起１を形成する（１０２）。それによって、基材１０の表面に所定の模様が形成される。
【００４０】
この表面形成方法によれば、基材１０の表面に形成された凹凸の位置を検出して、その検出位置に対応させて多数の微小突起を形成しているので、正確な位置に設計どおりに、多数の微小突起１を形成することができる。また、インクジェット塗装で形成しているため、もとの凹凸面に、微細でかつ立体感を有した模様を付加することができる。
【００４１】
また、多数の微小突起１の集合により形成すべき模様パターンについてあらかじめ記憶手段３２に保存された模様データ３２ａにもとづいて微小突起形成データ３３ａを生成しているので、基材表面の凹凸の位置検出が容易かつ確実に行える。
【００４２】
次に、上記方法を実行可能とした表面形成装置Ａの詳細構成について、図４のブロック図を参照しながら説明する。
【００４３】
表面形成装置Ａは、基材１０の表面を撮像するＣＣＤラインセンサユニット２１と、基材表面に多数の微小突起１を形成するためのインクジェット塗装噴射ユニット２５と、上記各ユニット２１、２５の制御やデータ処理をするＣＰＵ３１、種々のデータを記憶した記憶手段３２、メモリ３３などを備えた制御ユニット３０とを備えている。
【００４４】
ＣＣＤラインセンサユニット２１は、ＣＣＤラインセンサ２４ａと光源２４ｂを有した撮像部２４、サーボモータやステッピングモータなどの撮像部駆動手段２２ａ、撮像部２４で撮像された画像をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換部２２ｂを備えている。なお、ＣＣＤラインセンサユニット２１の他の構成については、図５で装置動作とともに後述する。
【００４５】
インクジェット塗装噴射ユニット２５は、インクを噴射するノズルヘッド２９、そのノズルヘッド２９を駆動させるノズルヘッド駆動手段２６ａを備えている。なお、インクジェット塗装噴射ユニット２５の他の構成については、図５で装置動作とともに後述する。
【００４６】
記憶手段３２には、上述したように、多数の微小突起１の集合によって構成する模様パターンの模様データ３２ａと、基材１０に形成された凹凸の設計データ３２ｂがあらかじめ保存されている。また、種々のデータ処理を行う各種プログラム（不図示）も保存されている。
【００４７】
メモリ３３は、上述した生成済みの微小突起形成データ３３ａを記憶するほか、ＣＰＵ３１が記憶手段３２より読み込んだ種々のデータや画像処理データを一時的に保存するために使用される。
【００４８】
上述しているように、凹凸設計データ３２ｂが記憶されている基材についてはそのデータ３２ｂを読み込んで凹凸位置を検出し、凹凸設計データ３２ｂが存在しない基材１０についてはラインセンサ２１による画像処理によって凹凸位置を検出すればよく、前者の場合はＣＰＵ３１、凹凸設計データ３２ｂ、データ処理プログラムなどが凹凸検出手段Ｂを構成し、後者の場合はＣＰＵ３１、画像処理プログラム、ＣＣＤラインセンサユニット２１などが凹凸検出手段Ｂを構成する。
【００４９】
次に、表面形成装置Ａの動作の具体例について、図４に加えて図５も参照しながら説明する。図５は同表面形成装置Ａの概略平面図である。なお以下には、ＣＣＤラインセンサユニット２１で凹凸を検出する場合について説明する。
【００５０】
ＣＣＤカラーラインセンサユニット２１は、基台２０に隣接して配設された装置本体２２と、基台２０を挟んで装置本体２２に対して対向配置された支持部２３と、装置本体２２及び支持部２３に支持架設された撮像部２４とを有し、少なくとも撮像部２４が基台２０に載置された化粧材１０に対して、白抜矢印Ｙ方向に移動可能な構成とされている。
【００５１】
撮像部２４は、ＣＣＤカラーラインセンサ２４ａ、化粧材１０の表面をＣＣＤカラーラインセンサ２４ａの撮像部位に応じて均一に照射するＬＥＤあるいはラインガイドなどからなる光源２４ｂ、レンズやミラーなどの光学系（不図示）を備えている。
【００５２】
ＣＣＤカラーラインセンサ２４ａは、基台２０に載置された基材１０の幅方向（白抜矢印Ｘ方向）を、一度の撮像により１ラインずつ順次撮像可能な構成とされている。
【００５３】
また、撮像部２４は、撮像部駆動手段２２ａによりラインごとの撮像ピッチに応じて、基材１０の表面全体の撮像が可能なように駆動制御がなされる。
【００５４】
なお、撮像手段としては、ＣＣＤカラーラインセンサユニット２１に限られず、化粧材の表面全体を撮像し、撮像画像データを得られるものであればどのようなものでもよく、例えば、ＣＣＤエリアセンサ、ＣＩＳセンサ、３ＣＣＤカラーラインセンサ、ＣＣＤモノクロラインセンサ、ＴＤＩカラーラインセンサなどを適用してもよい。
【００５５】
ここで、撮像画像データから凹部１０ａ、凸部１０ｂを特定する方法としては、公知の画像処理技術の適用が可能である。例えば、凹部１０ａ、凸部１０ｂを特定する方法として、光源２４ｂからの光が基材１０の表面に対して斜め方向から照射されるようにして撮影し、影が出来ている部分を凹部１０ａ、凸部１０ｂとして特定するようにしてもよい。
【００５６】
このような方法としては、濃淡処理により、画素ごとに２５６階調の輝度値で現された撮像画像データのうち、一定値（閾値）以上となったデータに対応する部分を、凹部１０ａ、凸部１０ｂとして特定するようにしてもよい。この際、微小なノイズを検出しないように膨張や収縮などのフィルタ処理を施すようにしてもよい。また、このように凹凸を検出する方法は、例えば、特開平２−２４２１０８号公報、特開平３−２９５４０８号公報に開示がある。
【００５７】
一方、インクジェット塗装噴射ユニット２５は、基台２０に隣接して配設された装置本体２６と、装置本体２６に連結されノズルヘッド２９を案内するノズルヘッド案内棹２８とを有し、少なくともノズルヘッド案内棹２８が基台２０に載置された化粧材１０に対して、白抜矢印Ｙ方向に移動可能な構成とされている。
【００５８】
ノズルヘッド案内棹２８は、基台２０を挟んで装置本体２６に対して対向配置された案内棹支持部２７と、装置本体２６とにより支持されている。
【００５９】
ノズルヘッド２９は、ノズルヘッド案内棹２８に沿って、白抜矢印Ｘ方向に移動可能に構成されており、裏面には、不良箇所１３ａに塗装するための複数のインクを噴射する複数の噴射ノズル（不図示）を有している。ノズルヘッド２９の移動は、ノズルヘッド駆動手段２６ａによりなされ、基材１０の表面の凹凸に応じて細かい制御がなされる。つまり、ノズルヘッド２９は、ノズルヘッド駆動手段２６ａ及びノズルヘッド案内棹２８により、化粧材１０に対してＸ−Ｙ方向に駆動制御がなされる。
【００６０】
このように、基台２０に載置された基材１０に対して、撮像部２４およびノズルヘッド２９が移動する構成としているため、凹凸の特定および基材１０への塗装の際の位置決めを、化粧材１０をＸ−Ｙ移動させるのに比べて、確実かつ容易にできる。
【００６１】
なお、噴射ノズルからインクを噴射するためのインクジェットのノズル駆動方式は、特に限定されず、適宜公知のものが選択可能であり、ドロップオンデマンドピエゾ方式、ドロップオンデマンドバルブ方式、コンティニュアス帯電偏向方式など任意のものが適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の一例である住宅設備材料の一部の模式断面図を示す。
【図２】同住宅設備材料の模様パターンの一例を示す平面図である。
【図３】同住宅設備材料の表面形成方法を示すフローチャートである。
【図４】同住宅設備材料の表面形成装置の一例を示すブロック図である。
【図５】同表面形成装置の概略平面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０      基材
１０ａ      凹部
１０ｂ      凸部
１      微小突起
Ａ      表面形成装置
３０      制御ユニット
３２      記憶手段
３２ａ      模様データ
３２ｂ      凹凸設計データ
３３ａ      微小突起形成データ
Ｂ      凹凸検出手段
【図１】
2008240261.tif 000003
【図２】
2008240261.tif 000004
【図３】
2008240261.tif 000005
【図４】
2008240261.tif 000006
【図５】
2008240261.tif 000007