(57)【要約】      （修正有）【課題】窯業系基材の化粧面の上に平滑で透明な保護層を形成する塗装手段と実施するための方法を提供することである。【解決手段】窯業系基材の表面に下地処理を施した上に化粧層を設け、該化粧層の上に顔料を含み研磨可能な透明層を形成しこれを硬化させた後、該透明層を平滑に研磨して平面を形成し、更にその上に透明な紫外線硬化型樹脂塗料を塗布する際に溝ロールを用いて正確な膜厚を形成する。溝の形状は略三角形状を成す。基材厚をｔとして溝ロールと受けロールの間隔をｇとした場合、ｇ−ｔの数値を−１．２〜−２．０ｍｍに設定し、溝の幅に相当する箇所に正確な量を塗布し、隣接する溝で塗布された塗料と平均化して部分的に同じ膜厚を形成し、これらが集合して塗布幅全体に同じ厚みの塗膜を形成し、塗布面に紫外線を照射して硬化させ、ゆらぎのない反射光を示す透明保護層を有する窯業系化粧基材を提供する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケイ酸カルシウム板など窯業系基材の表面にシーラや目止め等の下地処理を施した上に化粧層を設け、該化粧層の上に顔料を含み研磨可能な透明層を形成しこれを硬化させた後、該透明層を平滑に研磨し研磨粉を除去して先ず平面を形成し、更にその上に透明な紫外線硬化型樹脂塗料を塗布する際に用いる塗布ロールが、該ロール表面を構成する弾性材に所定のピッチで同じ形状の溝を形成しており、溝の側面を傾斜面とし、底面と開口部に平坦部を形成した略三角形状を成し、底面の平坦部は開口部の平坦部の幅に等しいかそれより広い形状に成し、基材厚をｔとして溝ロールと受けロールの間隔をｇとした場合、ｇ−ｔの数値を−１．２〜−２．０ｍｍに設定して溝内に保持されている塗料を前記の研磨された平面に押しつけ、溝の幅に相当する箇所に正確な量を塗布し、隣接する溝で塗布された塗料と平均化して部分的に同じ膜厚を形成し、これらが集合して塗布幅全体に同じ厚みの塗膜を形成し、塗布面に紫外線を照射して硬化させ、ゆらぎのない反射光を示す透明保護層を有する窯業系基材の塗装方法。
【請求項２】
前記の所定のピッチで形成される溝の本数が３０〜９０本／吋であり、深さが０．１〜０．３ｍｍの範囲から選択された溝ロールを用いて塗布することを特徴とする請求項１に記載の窯業系基材の塗装方法。
【請求項３】
透明な紫外線硬化型樹脂塗料を塗装する際に、前記の研磨面の上にロールコータによる湿し塗装を行わずに、溝ロールのみで塗装することを特徴とする請求項１又は２に記載の窯業系基材の塗装方法。
【請求項４】
請求項１〜３に記載の塗装方法により製造された化粧層の上に研磨透明層と、更にその上に透明な樹脂層を形成したゆらぎのない反射光を示す透明保護層を有する窯業系化粧基材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、表面に透明層を有する窯業系化粧板とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
化粧層を有する窯業系化粧板において、その化粧層を保護するための透明な保護層の形成については多数の先願があり、紫外線硬化型樹脂塗料を用いて平滑な透明層を形成している。透明な保護層を平滑にする方法としては基材をできるだけ平滑にしその上に均一な厚みを有する化粧層を形成することが基本であるが、その上に透明な保護層を形成するためにフローコータを用いて透明樹脂塗料を塗布しレベリングさせるか塗布面にフィルムを被せてその上をロールで押圧し平滑面を得るようにしている。しかしながら透明樹脂層が単層で構成される場合膜厚を厚くする必要があり、硬化させた後蛍光灯などの反射光がゆらいで見える場合が多い。このような欠点を排除するには化粧層の上に透明で研磨可能な炭酸カルシウムのような体質顔料を多く含んだ塗膜を形成し、該塗膜面を平滑に研磨し、更にその上に透明な薄膜を形成することで平滑な面を形成し反射光にゆらぎのない化粧板を得ることができる。しかしながら最後に塗布する透明薄膜の塗装は難しく安定した塗装手段が求められている。本願発明はこの点に鑑み提案するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
解決しようとする課題は、窯業系基材の化粧面の上に平滑で透明な保護層を形成する塗装手段と実施するための方法を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ケイ酸カルシウム板など窯業系基材の表面にシーラや目止め等の下地処理を施した上に色彩塗装あるいは転写などによる化粧層を設け、該化粧層の上に顔料を含み研磨可能な透明層を形成しこれを硬化させた後、該透明層を平滑に研磨し研磨粉を除去して先ず平面を形成する工程と、更にその上に透明な紫外線硬化型樹脂塗料を塗布する工程とから成り、後者の工程に使用される溝を形成した塗布ロールは、該ロール表面を構成するブチル、ウレタンなどの高分子弾性材に所定のピッチで同じ形状の溝を形成しており、溝の側面を傾斜面とし、底面と開口部に平坦部を形成した略三角形状を成し、底面の平坦部は開口部の平坦部の幅に等しいかそれより広い形状にする。塗装条件としては、基材厚をｔとして溝ロールと受けロールの間隔をｇとした場合、ｇ−ｔの数値を−１．２〜−２．０ｍｍに設定して溝内に保持されている塗料を前記の研磨された平面に押しつけ、溝の幅に相当する箇所に正確な量を塗布し、隣接する溝で塗布された塗料と平均化して部分的に同じ膜厚を形成し、これらが集合して塗布幅全体に同じ厚みの塗膜を形成し、塗布面に紫外線を照射して硬化させ透明保護層を形成する。この透明保護層はフローコータによる塗装で塗料のレベリングにより得られる塗膜に比較して膜厚が均一であり、反射光特に蛍光灯などの映像がゆらぎ無く写り品質の高さをアピールする。上記のｇ−ｔの値は基材の厚さの精度により、１枚の基材の表面を押圧する圧力が全ての箇所で同じ圧力を示さないが上記の範囲にロール間隔を設定すると基材全体に良好な透明保護層を形成することができることを意図している。基材の厚み精度が高く塗布面の性状が良好であれば、上記ｇ−ｔの値は−１．５〜−１．８ｍｍの範囲に設定し平滑性は向上する。
【０００５】
また、前記の所定のピッチで形成される溝の数は密度で示すのが一般的であり、溝本数は３０〜９０本／吋の範囲が使用できる。但しロール表面部分を構成する弾性材の材質と硬度により溝の耐久性と塗布量を勘案し適宜本数が設定されるべきであり、弾性材のショア硬度が３０度程度と軟らかい場合は溝本数を３０〜６５本／吋とし溝の深さを０．２１〜０．２５ｍｍ、硬度が５０度程度と硬い場合は６５〜９０本／吋とし溝の深さは０．１６〜０．２０ｍｍが好ましい条件である。溝の深さは塗布される面の平滑度や面性状によりバラツキがあり利用しうる深さとしては０．１〜０．３ｍｍの範囲であり、摩耗度合いを考慮して長期間の使用を可能にする場合若干深めに加工されるべきである。塗布量は目安として４０〜５９本／吋、深さ０．２１〜０．２５ｍｍの場合は３０〜３５ｇ／ｍ２に塗装され、６０〜８０本／吋、深さ０．１６〜−０．２０ｍｍの場合は２０〜２５ｇ／ｍ２の割合で塗布される。
【０００６】
塗装の際に特に注目されるところは、透明な紫外線硬化型樹脂塗料を塗装する際に、前記の研磨面の上にロールコータによる湿し塗装を行わずに、溝ロールのみで塗装することである。湿し塗装は塗料を塗布面に強く押しつけてその後に塗装される塗料の塗布面との密着性を向上させるために行うが、本発明では溝に含まれる塗料を塗布面に強く押し出す作用を有しており、密着性を確保することができると共に、湿しロールによる塗布面の形状がその後に形成される透明薄膜に与える影響を排除して平滑な透明膜を形成する。その他の塗装時の条件は、透明な紫外線硬化型樹脂塗料を塗装する際に、該塗料温度を４０〜５０℃に加温し、基板の塗布面の温度を４０〜７０℃に設定するが、本発明に於いては塗料のレベリングを積極的に行わないから塗布面の温度は上記範囲の低い温度で行うのが好ましくその方が光沢度は良好となる。
【０００７】
本発明ではケイ酸カルシウム板など窯業系基材の表面に化粧層を保護する透明でゆらぎのない平滑な保護層を形成することを目的としているので塗布量とその塗布された塗料が平滑になり易い条件を見出すことが重要な課題である。透明な保護層は加工場の環境に大きく左右され粉塵やゴミなどが塗布面に付着しやすいから塗布後できるだけ速く乾燥させることが得策であり、また保護層の耐擦傷性の見地から硬度は高い程良いことから、紫外線硬化型樹脂塗料が主として用いられる。本実施例では最上層の透明な保護層を形成するためにアクリル樹脂のオリゴマー、モノマーとシリカやワックスなどの顔料を含む紫外線硬化型樹脂を使用しており、チクソ性の乏しい塗料を使用している。このような塗料は基材の上に付着し難い性質があり強く押しつけて付着性を高めることが必要である。また膜厚が大きいと化粧板として柔軟性に乏しくクラックが生じたり反射光がゆがんだりして壁面に取着したときに高級感が損なわれる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
【実施例１】
窯業系基材として、サイズが９１０ｍｍ×１８２０ｍｍで厚さｔが６ｍｍのケイ酸カルシウム板（比重０．８）の表面にメチレンヂイソシアネート７０％、酢酸メチル５％、トルエン２０％酢酸ブチルからなる分子量が約５００の湿気硬化型イソシアネート樹脂塗料（トウペ（株）製、商品名ＡＳシーラ＃５０）をシーラ剤とし、６０ｇ／ｍ２（Ｗｅｔ）の割合でスポンジロールコータにより塗布し自然乾燥する。そして３６時間後に（通常養生時間は８時間〜１週間程度）塗布面にリバースロールコータを用いて紫外線硬化型アクリル樹脂目止剤（大日本インキ工業（株）製、品番ＳＫＳ６−ＨＶ−Ｗ）を１１０ｇ／ｍ２の割合で塗布し、３６０ｎｍを主波長とする出力８０Ｗ／ｃｍの紫外線ランプ３本の下をコンベヤー速度１５ｍ／分で通過させ目止剤を硬化させる。その表面を＃２８０、＃３２０の２連式ワイドベルトサンダーを用いて研磨し研磨粉をブラシで除去する。以上周知のシーラーと目止処理の成された基板の表面にアクリルウレタンエナメル（ＵＣカラーＤＲＳ大日本インキ（株）製）をロールコーター及びフローコーターを用いて１１０ｇ／ｍ２の割合で塗布し８０℃で１０分間乾燥する。次ぎにロールコーターを用いて接着剤（大日本インキ（株）製、プライマーＷ−１００）を２０〜３０ｇ／ｍ２塗布し赤外線を用いて溶剤を蒸発させ転写ベースを形成し、その後板温を７０〜８０℃まで加熱し、転写フィルムを硬度６０度のシリコンゴムロール２本を用いて圧着温度７０〜８０℃、圧力４ｋｇ／ｍ２で圧着し、４０〜４５℃まで表面を冷却して基体フィルムを剥がして転写ベース上に大理石調模様の図柄を転写し、転写印刷層を形成させた。更にその上に、紫外線硬化型アクリル樹脂透明ベースコート（伊、アーチコーティング社製、ＲＵ７５８８）をリバースロールコーターで４０ｇ／ｍ２の割合で転写面に塗布し上記紫外線ランプ３本の下をコンベヤー速度１５ｍ／分で通過させることにより紫外線照射を行い硬化させる。次ぎに＃３２０のワイドベルトサンダーにより硬化した塗面を研磨し転写印刷、ＵＶベースコート工程までに付着したゴミ、異物などを除去して機械的に平滑面を形成するがサンダーの研削面になるため透明感は失われる。研磨粉をブラシロールでなどで入念に除去した後で基材表面を４０℃に加熱し、ショア硬度４０度の弾性材をライニングしたロールの表面に、溝の密度が８０本／吋（溝ピッチ０．３２ｍｍ）、深さ０．１６ｍｍの略三角状の溝を加工した溝付きロールを取り付け、艶消しアクリル樹脂ＵＶトップコートクリヤー（伊、アーチコーティング社製、ＲＺ７７２０）を塗布温度を４５℃に調整してロール間隔を基材厚ｔ−１．５ｍｍで塗装速度１５ｍ／分で塗装を行い、上述した出力８０Ｗ／ｍの紫外線ランプ３本の下をコンベヤー速度１５ｍ／分で通過させることにより紫外線照射を行って硬化させゆらぎのない平滑な艶消しクリヤー塗装化粧板を得た。ワイドベルトサンダーの研削面はその上に塗布された艶消しクリヤーを塗布することで消滅し透明感が回復する。
【０００９】
次ぎに、溝付きロールの溝の形状と平滑な塗装面が得られる理由を説明する。図１（ａ）は厚さｔのケイ酸カルシウム板を用いた基材１を溝ロール２と受けロール３の間に挟んで塗装する状態を示す模式正面図であり、ロールの間隔ｇは基材の厚さと等しくｇ＝ｔの状態を示す。（ｂ）図は側面図で溝付きロール２に彫刻された溝４とこれに接するドクターロール５及び塗料６を示す。塗料は深さｄの溝４を満たして基材１の表面に転移するようになっている。矢印は各ロールの回転方向と基材の進行方向を示す。（ｃ）図は溝ロール２を矢印Ｅの方向に移動させて基材の厚さｔよりロールの間隔ｇをｇ＜ｔの状態にすることで、溝４が基材１の表面で圧縮されて変形し、深さｄの溝の中に含まれた塗料を押し出すところを示している。またｇ−ｔの数値が溝の深さｄより大きくなるが、溝を構成する弾性材が同時に圧縮されるので溝の形状は変形するが塗布面との間に隙間が生じこの隙間に塗料が流れ込み塗布されていく。押し出される塗料は化粧層の上に形成された平滑な研磨面に押しつけられて密着性の向上を図りながら基材の進行方向に対して後方に生じるが、変形した溝の隙間から前方に移動し隣接する溝から同様に塗布された塗料と混じり合い平均化して部分的に同じ膜厚になり結果として塗布面全体が同じ膜厚の塗布面を形成する。溝に含まれる塗料の量は溝の形状により決定されるが、溝に含まれた量の全てが基材の表面に転移するとは限らないが溝が変形する際に塗料の撹拌が行われ塗料の滞留はない。本発明では溝付きロール２の基材に対する圧力を圧力値で示さず、溝ロールと基材の間隔が基材の厚さｔよりどれだけ小さくしたかをマイナス数値で表示するようにしている。
【００１０】
溝の形状は２種類に分類され、図２に示すように（Ａ）と（Ｂ）は溝の側面が垂直であり底面はほぼ平坦である。（Ｃ）と（Ｄ）は溝の側面が傾斜しており、底面はほぼ平坦である。実際にはこれらの溝の各面の形状は溝加工の手段により、各面は直線にならずに曲線になる場合があるが、大略上記の２種類で構成される。溝の加工手段には機械的に行う方法とレーザを用いた光学的手段があり、光学的手段の方が微調整が容易でありこの手段が主に使用されるため製作される溝ロールをオプチロールと呼称している。溝がロールの周面に独立もしくは螺旋状に形成されるが、溝のピッチが１吋あたり３０〜９０本と密であるために著しい差異は認められない。実際にテストした結果を次表に示す。
【００１１】
【表１】
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【００１２】
上述したように塗料が紫外線硬化型樹脂塗料でチクソ性が乏しく基材表面に付着しにくいことから、塗料を強く基材表面に押しつけることが必要であり、また膜厚が厚くなると化粧板として柔軟性を損なうことになり、クラックや反射光に歪みが生じて高級感を損なうことになる。このような理由から本願では溝付きロールを選択したのであるが、実験を重ねるうちに特定の条件の時に良好な結果が得られることが判明した。先ず溝のピッチであるが少なくとも全面に一様な塗料を配置するためには１吋間に３０乃至４０本の溝が必要であり、これより少ないとたとえ塗料がレベリングしたとしても全面に塗料を行き渡らせることができない。また溝の密度が８０乃至９０本を超えると、塗布量が少なくなり、溝の機械的強度が無くなり塗料を強く基材表面に押しつけることができない。溝の形状は前出の表１によれば溝の側面が傾斜した（Ｃ）、（Ｄ）が適しており、その中でも（Ｃ）が優れている。（Ｃ）の特徴は溝の側面が傾斜した略三角形状で開口部から延びる平坦部７の幅をｍとし底面の平坦部８の幅をｎとした場合、底面の平坦部の幅が開口部から延びる幅に等しいかそれより大きい条件、即ちｍ≦ｎの時が良い結果を得ることができる。その理由としては平坦部７に圧力が加わったとき凹みやすいことと、これに続く斜面の変形が塗料の流出時に抵抗なく押し出すように作用し残留する塗料が無いことが挙げられる。また開口部から延びる平坦部７の幅ｍはできるだけ小さい方が隣接した溝から塗布される塗料と混じりやすくすじの痕跡が残らない。上述した平坦部の形状は必ずしも平面に限らす湾曲して加工される場合があるが、ここでは説明を簡単にするために単に平坦部として溝形状の特徴を示した。（Ａ）、（Ｂ）は溝内に塗料が残留し易く空気の巻き込み現象が見られ塗膜に小さな気泡が生じやすい。
【００１３】
【発明の効果】
以上述べたように、化粧層を有する窯業系基材に平滑性に優れた透明保護層を形成することができるので、ゆらぎのない反射光を示す化粧基材を提供できる。特に蛍光灯などの映像が歪み無く反射し品質の高さを強調することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は溝付きロールを用いた塗装時の模式正面図であり、（ｂ）図はその側面図であり、（ｃ）図は溝ロールを基材に押しつけた状態を示す側面図である。
【図２】溝の形状の種類を（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）で示す模式断面図である。
【符号の説明】
１  窯業系基材
２  溝ロール
３  受けロール
４  溝
５  ドクターロール
６  塗料
７  開口部から延びる平坦部
８  底面の平坦部８
【図１】
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【図２】
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