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JP-2026514776-A - 表面に三次元立体木目模様を有する板材の製造方法

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Abstract

本発明の課題は、従来技術において板材表面の三次元立体木目層と下層木目層との花合わせ精度が不十分である問題を解決し、より正確な視覚・触覚対応を実現することである。本発明は表面構造製備分野に関するものであり、特に表面に三次元立体木目を有する板材の製造方法に関するものであり、該方法は少なくとも以下のステップを含む：木目模様を取得し、これを処理して木材表面データベースを抽出するステップであって、該データベースは少なくとも下層木目印刷データセットおよび三次元木目印刷データセットを含む。第一印刷装置は該下層木目印刷データセットを用いて板材表面に出力し、木目模様に適合する下層木目層を得る。第二印刷装置は該三次元木目印刷データセットを用いて下層木目層上方に木目前駆体液を出力し、木材木目に適合する木目前駆体を得る。本出願は、下層木目印刷データセットと三次元木目印刷データセットとの対応的な協働関係により、板材表面に下層木目層に完全に適合する三次元立体木目層を得ることができ、これにより両者の花合わせ精度を有効に向上させる。

Inventors

  • 楊 国翠
  • 雷 忠山
  • ▲ドン▼ 梦徳
  • 黄 東輝
  • 敖 方兵
  • 黄 峰

Assignees

  • 杭州普霊特地板技術有限公司

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20240409
Priority Date
20230418

Claims (20)

  1. 表面に三次元立体木目を有する板材の製造方法であって、少なくとも以下の工程を含むことを特徴とする方法： （S.1）木目情報を取得し、これを処理して木材表面データベースを抽出すること； 該データベースは少なくとも下層木目印刷データセットおよび三次元木目印刷データセットを含む； ここで、該三次元木目印刷データセットは、下層木目印刷データセットに対応する二次元立体木目印刷形状データサブセットおよび該形状データサブセットに対応する立体木目印刷深度データサブセットを含む； （S.2）下層木目印刷データセットを第一印刷装置に割り当てること； 三次元木目印刷データセットを第二印刷装置に割り当てること； （S.3）第一印刷装置を用いて下層木目印刷データセットに基づき板材表面に印刷し、木目情報に適合する下層木目層を得ること； （S.4）第二印刷装置を用いて三次元木目印刷データセットに基づき木目前駆体液を出力し、三次元立体木目を形成し、かつ下層木目層に適合する木目前駆体を得ること、並びに該木目前駆体の高さが異なる立体木目印刷深度データサブセットに対応すること。
  2. 下層木目印刷データセットは複数の下層木目印刷底色データサブセットおよび複数の下層木目印刷形状データサブセットを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
  3. 下層木目印刷底色データサブセットは複数の底色印刷点座標データを含み、各底色印刷点座標データは色情報で標識され、第一印刷装置は底色印刷点座標データおよび該色情報に基づき印刷を行うことを特徴とする、請求項２に記載の方法。
  4. 下層木目印刷形状データサブセットは木目を印刷する複数の二次元平面木目印刷座標データの複数のグループを含み、各座標データは色情報で標識され、第一印刷装置は座標データおよび該色情報に基づき印刷を行い、各下層木目印刷形状データサブセットは一条の下層木目印刷経路に対応することを特徴とする、請求項２に記載の方法。
  5. 下層木目印刷底色データサブセットおよび下層木目印刷形状データサブセット中の標識された色情報は、少なくとも一種または複数の標準色を重ね合わせることにより得られることを特徴とする、請求項２、３または４に記載の方法。
  6. 該標準色は少なくとも赤色、青色、淡赤色、黄色、黒色および淡黒色を含むことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
  7. 底色印刷点座標データおよび平面木目印刷座標データの印刷解像度は100 DPI以上であることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
  8. 立体木目印刷形状データサブセットは木目を印刷する複数の二次元立体木目印刷座標データを含み、各立体木目印刷形状データサブセットは一条の立体木目印刷経路に対応し、複数の立体木目印刷経路は複数の下層木目印刷経路と二次元平面上で重合することを特徴とする、請求項４に記載の方法。
  9. 立体木目印刷形状データサブセットには各立体木目印刷座標データの印刷深度データが含まれることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
  10. 木目情報は天然木質板材をスキャンして取得されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
  11. 工程（S.1）における木目情報処理は、幾何変換、色および/または輝度および/またはコントラストの補正、不必要な画像要素の除去、画像歪み、画像畸変の少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項１または１０に記載の方法。
  12. 工程（S.4）の後に木目前駆体を固化させ、下層木目層の表面に三次元立体木目層を形成する工程を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
  13. 木目前駆体は少なくとも光触媒樹脂および光触媒樹脂の重合を誘発する光開始剤を含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
  14. 工程（S.3）と工程（S.4）の間に中間工程を含み、中間工程は塗布工具を用いて下層木目層上方に固化可能な液状樹脂を塗布し液状樹脂層を形成する工程を含み、工程（S.4）において木目前駆体液を液状樹脂層上面に施し、木目前駆体液および/または木目前駆体液と混合された少なくとも一部の液状樹脂および/または木目前駆体液で覆われた少なくとも一部の液状樹脂により木目前駆体を形成することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
  15. 木目前駆体液は少なくとも液状樹脂の重合を阻止または遅延させる阻聚剤を含むことを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
  16. 工程（S.4）の後に前工程で形成された木目前駆体以外の液状樹脂を固化させ、木目前駆体を除去し、下層木目層表面に三次元立体木目層を形成する工程を含むことを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
  17. 工程（S.3）終了後に直ちに前処理工程を行い、前処理工程は下層木目層上方の少なくとも一部表面を固化可能な液状樹脂で覆い、下層木目層表面の少なくとも一部液状樹脂を固化して三次元木目下層を形成する工程を含むことを特徴とする、請求項１２～１６のいずれかに記載の方法。
  18. 三次元立体木目層形成後、少なくとも一部表面を面塗料で覆い、固化して面塗料層を形成する工程を含むことを特徴とする、請求項１２または１６に記載の方法。
  19. 工程（S.3）の前に板材の少なくとも一部表面を下塗料で覆い、固化して下塗料層を形成する工程を含むことを特徴とする、請求項１または１２または１４に記載の方法。
  20. 表面に三次元立体木目を有する板材であって、請求項１～１９のいずれかに記載の方法により製造されることを特徴とする板材。

Description

本発明は、表面構造の製造分野に関し、特に板材表面に三次元立体木目模様を形成する方法に関する。 現在、板材製造分野において、製造業者は先進的な技術および材料を用いて、人工板材または非木材板材を基材として、視覚および触覚が天然木材に近い製品を作成することができる。これらの製品は、より優れた性能および耐久性を期待され、消費者の高品質、低メンテナンス、低コスト製品に対する需要を満たすものである。また、これらの天然木材に近い製品は、自然資源への依存を低減し、環境保護および持続可能な開発を促進することができる。 人工板材または非木材板材表面に天然木材に近い質感を得るために、製造業者は通常、以下の方法を採用する： 1.印刷技術：高解像度印刷技術を用いて、天然木材のテクスチャ模様を板材表面に印刷する； 2.薄木飾面：薄木板を板材表面に貼着し、天然木材の外観および質感を模倣する； 3.塗装技術：特殊な塗装工程により、板材表面に天然木材に類似したテクスチャおよび色を形成する。 これらの方法は、ある程度天然木材の外観および質感を模倣することができるが、一定の欠陥も存在する。例えば：印刷技術は天然木材の質感を完全に複製できない；薄木飾面は湿気により容易に変形または亀裂が生じる；塗装技術は環境に悪影響を及ぼす可能性がある。 公開番号CN 101659073 Bの特許は、防水フローリング基材表面の木目処理工程を公開しており、木塑フローリング表面に模擬木目を印刷し、その後模擬木目上方に耐摩耗層を追加することで、木目模様を保護し、長期間木目テクスチャ効果を維持するものである。しかし、このような表面に二次元平面画像のみ印刷された板材は、人々がより真実な視覚と触覚の組み合わせを追求する需要を満たすことができない。 したがって、板材表面に二次元平面画像に対応し、木材触感により近い三次元立体木目模様を形成することは、本分野で現在広く注目されている。 従来技術において、基材表面に三次元立体構造を形成するために、複数の異なる技術方案が提案されており、通常の方法は、モールドプレス法、上方積層法、および下方陥没法の3種類を含む。 伝統的なモールドプレス法は、モールド、ローラーまたはベルトを用いてプレスすることで、板材上に印刷される構造を再現するものである。該方法は、未完全硬化樹脂、熱可塑性材料、光架橋樹脂上にプレスし、同時に放射および光重合を行うことで実施できる。 モールドプレス法に関連する技術は、以下の特許を参照できる： 公開番号CN115027117Aの特許は、強化木材テクスチャフローリングを公開しており、シェル体を有する発泡コアおよびシェル体表面に分布する付着体を含み、シェル体は第一色樹脂により形成され、付着体は第二色樹脂により形成される。製備過程において、エンボスローラーによりエンボス加工を行い、第二色樹脂層の部分領域をシェル体表面以下に圧入し、シェル体および第二色樹脂層が共同で木材テクスチャを呈示する。 公開番号CN115122452Aの特許は、高模擬貴重樹種木フローリングの製造方法を公開しており、レーザー彫刻方法を用いて平プレス機の鋼板またはローラー塗布機のローラー筒に3Dテクスチャを彫刻し、その後テクスチャを素地材にプレスして、高模擬貴重樹種木目模様の美観高級木フローリングを製造する。 上方積層法は樹脂材料を基盤とし、プリントまたは印刷方式により逐層上方に積層し、連続した積層過程で最終的に三次元立体構造を有するフローリングを形成する。 上方積層法に関連する技術は、以下の特許を参照できる： 公開番号CN 112455110 Aの特許は、インクジェットプリントによる木質フローリング製造工程を公開している。該特許は、印刷模様テクスチャ表面に加法型インクを継続プリントすることで、模様テクスチャ表面に凸型三次元立体木目模様を形成できる。 下方陥没法は、未固化樹脂の表面に該樹脂の重合を阻害または遅延する阻聚物質の層をスプレー塗布し、後続の樹脂固化処理後、阻聚物質を含む部分の樹脂は液体状を維持し、後続の処理過程でこれらの液体状樹脂を下方にブラッシング除去するだけで、下方凹型三次元立体構造を形成する。 下方陥没法に関連する技術は、以下の特許を参照できる： 公開番号CN 110177691 Bの特許は、デジタル印刷技術を用いて基底上にエンボスを生産する方法および装置を公開しており、該方法は、非重合樹脂層上にエンボス液を塗布した後、UV固化を利用して樹脂の後続重合を行い、その後エンボス液を除去して三次元表面を形成する。 公開番号CN 112739463 Aの特許は、表面構造を生成する新規方法および装置を公開しており、以下のステップを含む：A)樹脂Aを材料表面に施加する；B)該樹脂Aが液体状または部分固化状態のとき、液体Bを該樹脂Aの少なくとも一部に施加する；C)該樹脂Aおよび該液体Bをそれぞれ重合させる；D)該重合された液体Bを除去する。 公開番号CN 112996649 Aの特許は、平坦基底表面に三次元構造を製造する方法、生成された基底、および該方法に基づく基底生産装置を公開しており、事前に木目継ぎ目を形成するための材料を基材表面に滴下し、その後基材表面の該木目継ぎ目を形成するための材料で覆われていない領域に固化可能樹脂を施加し、樹脂を固化した後木目継ぎ目を形成するための材料を除去して、固化後の樹脂中に木目継ぎ目を形成する。 現在、三次元立体木目模様と天然木目模様の近似度を測定する際、通常考慮される次元は以下の通りである：（1）三次元立体木目模様の幅狭、深さと天然木目模様の類似度；（2）三次元立体木目模様と底部二次元平面構造の対応度である。しかし、モールドプレス法、上方積層法または下方陥没法のいずれかを採用しても、不可避な欠陥が存在する。例えば、上記公開された従来技術の主な焦点は、天然木目模様により高い類似度を有する三次元立体木目模様を形成する方法にあり、すなわち従来技術は上記記述の第一次元のみを解決できる。一方、三次元立体木目模様と底部二次元平面構造をより良く対応させる方法については、上記従来技術に良好な解決方案は与えられておらず、したがって板材製造過程で花合わせ不正確の欠陥が生じやすく、最終的に視覚および触覚の不一致の問題を引き起こす。また、モールドプレス法を用いて三次元立体構造を有するフローリングを製備する過程で、モールドは作動過程で摩耗現象が生じやすく、モールドの使用寿命が短く、異なるバッチ間のフローリングの表面構造に差異が生じ、フローリング製造コストがより高くなる。 したがって、天然木目模様により高い類似度を有する三次元立体木目模様を得るために、天然木目構造により類似した三次元立体構造を製備する方法を考慮するだけでなく、底部二次元平面画像と三次元立体構造を対応させる方法をより考慮する必要がある。三次元立体構造の成形効果と三次元立体構造と底部二次元平面画像の対応関係を同時に考慮するだけで、人工板材または非木材板材表面に天然木材に近い質感を得る鍵となる。しかし、現在公開された技術中では、関連する先例は見当たらない。 発明内容 本発明は、従来技術において板材表面に三次元立体木目模様を形成し、底部印刷画像との対応が困難な欠陥を克服するために、表面に三次元立体木目模様を有する板材の製造方法を提供し、三次元立体木目模様と底部印刷画像との花合わせ不正確の問題を有効に解決する。 上記発明目的を実現するために、本発明は以下の技術方案により実現される： 第一方面、本発明はまず、表面に三次元立体木目模様を有する板材の製造方法を提供し、少なくとも以下のステップを含む： （S.1）木目情報を取得し、これを処理して木材表面データベースを抽出すること； 該データベースは少なくとも下層木目印刷データセットおよび三次元木目印刷データセットを含む； ここで、該三次元木目印刷データセットは、下層木目印刷データセットに対応する二次元の立体木目印刷形状データサブセット、および立体木目印刷形状データサブセットに対応する立体木目印刷深度データサブセットを含む； （S.2）下層木目印刷データセットを第一印刷装置に割り当てること； 三次元木目印刷データセットを第二印刷装置に割り当てること； （S.3）該第一印刷装置を利用して、該下層木目印刷データセットを用いて板材表面に出力し、木目情報に適合する下層木目層を得ること； （S.4）該第二印刷装置を利用して、該三次元木目印刷データセットを用いて木目前駆体液を出力し、三次元立体木目を形成し且つ下層木目層に適合する木目前駆体を得ること、且つ該木目前駆体の高さ（すなわち木目前駆体の上端面と木目前駆体の下端面との間の距離）が異なる立体木目印刷深度データサブセットに対応すること。 本発明出願人は、天然木質板材に対して広範かつ深入した研究を行った結果発見した：天然木質材料は、木材種類および生育環境の違いにより、木材が呈示する色、木目形状、および木材表面の立体構造も異なる程度で変化する。これにより、各天然木質板材が呈示できる視覚効果および触覚効果も異なる。本発見に基づき、人工板材表面により真実感のある立体木目模様を形成するために、平面二次元構造と天然木目模様の視覚類似性、および立体三次元構造と天然木目模様の視覚および触覚類似性を考慮する必要がある。 従来技術において、人工板材表面に二次元の下層木目層を形成する方法は多数存在し、例えば印刷工程、高精度プリント工程等であり、これらの工程は真実天然木質材料の色および木目模様を良好に再現でき、これらの模様を視覚効果において天然木目模様により近づけることができる。しかし、下層木目層上方に形状が下層木目層に適合し、触感が天然木目模様に近い三次元立体木目模様を得る方法は、本分野の難点である。 通常、板材表面に三次元立体木目模様を形成するために、まず印刷される二次元の下層木目層の形状を参照し、該二次元の下層木目層に基づいて印刷される板材をモデル化し、印刷装置が確立された三次元モデルに基づいて印刷を行い、該目標モデルの木目形状および木目の長さ、幅、深さに適合する三次元立体木目模様を得る。このようなモードでは、一つの三次元モデルは特定の二次元の下層木目層を有する一種の板材にのみ対応し、板材形成の任意変数を単独で変更する必要がある場合、モデルを再描画調整する必要があり、上記三次元立体木目模様形成方法の柔軟性が低く、短時間で板材の適応調整が難しく、生産コストが高い。したがって、このような伝統的方法で表面に三次元立体木目模様を有する板材を製備する企業の製品ラインは通常単一であり、顧客要求に基づくカスタマイズ需要を満たしにくい。 上記従来技術の欠陥を克服するために、本発明出願人は、平面の下層木目層および立体三次元立体木目模様に対してそれぞれさらに深入した研究を行った。そのうち、平面の下層木目層の研究後、出願人は発見した：下層木目層を形成する要素は通常木目の底色および底色上に設定された木目形状を含み、通常木目の底色および木目形状を相互に組み合わせるだけで、異なる木質材料に適合する木目模様を形成できる。一方、立体三次元立体木目模様の深入研究後、出願人は発見した：三次元立体木目模様を形成する要素は通常木目形状および異なる木目形状に対応する深さを含み、木目形状と異なる深度情報を組み合わせた後、天然木目構造により近い三次元立体木目模様を構成できる。 したがって、上記発見に基づき、本発明は従来技術に比べて、天然木目模様を含む情報を分析処理し、天然木目模様の形成パラメータを分類整理して、下層木目印刷データセットおよび三次元木目印刷データセットを得る。そのうち、下層木目印刷データセットには下層木目層形成を制御するためのデータ情報を記録し、三次元木目印刷データセットには三次元立体木目模様形成を制御するためのデータ情報を記録する。また、本出願の三次元木目印刷データセ