(57)【要約】【課題】  石材の彫刻において、サンドブラストにより微細な加工を行うことのできる技術を提供する。【解決手段】  サンドブラストにより石材２に彫刻を施す際に当該石材２に貼付されるマスキングシート１０と、マスキングシート１０を石材２に貼付するための粘着材１１と、粘着材１１を覆って保護する剥離ライナ１２とが積層された石材彫刻用積層体に関する。マスキングシート１０は、厚さが0.3mm 〜2.0mm で、ＪＩＳＡ硬度が７０〜９７度に設定されたプラスチックシートで形成されていることを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンドブラストにより石材に彫刻を施す際に当該石材に貼付されるマスキングシートと、前記マスキングシートを前記石材に貼付するための粘着材と、前記粘着材を覆って保護する剥離ライナとが積層された石材彫刻用積層体において、
前記マスキングシートは、厚さが0.3mm 〜2.0mm で、ＪＩＳＡ硬度が７０〜９７度に設定されたプラスチックシートで形成されていることを特徴とする石材彫刻用積層体。
【請求項２】
請求項１において、0.2MPa/mm2の引張応力を負荷した際の前記プラスチックシートの伸びが 0.5％〜7.0 ％に設定された石材彫刻用積層体。
【請求項３】
請求項１もしくは２の積層体を用いた石材の彫刻方法であって、
前記剥離ライナを剥がして前記プラスチックシートを石材の表面に貼付する工程と、
前記プラスチックシートを刃物でカッティングする工程と、
前記カッティングされたプラスチックシートの転写部分を剥がして石材の彫刻すべき部分を露出させる工程と、
前記プラスチックシートから露出した石材の彫刻すべき部分をサンドブラスト法により彫り込みを行う工程とを備えた石材の彫刻方法。
【請求項４】
請求項３において、前記刃物でプラスチックシートをカッティングする前に、当該刃物でカッティングするラインを予めペンで描く工程を更に備えた石材の彫刻方法。
【請求項５】
請求項３もしくは４において、前記刃物が針状ないし棒状の工具からなり、前記工具の先端近傍の刃部が錐状に形成されていると共に、前記刃物の進行方向に直交する断面における前記刃部の２つの側面がなす角が１５°〜２５°に設定されている石材の彫刻方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サンドブラストにより石材に彫刻を施す技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、墓標や記念碑などは、御影石のような石材にサンドブラストにより彫刻を施すことにより加工される。
【特許文献１】特開２００４−５８１９８号公報
【発明の開示】
【０００３】
近年、墓標には文字だけでなく紋が形成される場合がある。図４（ａ），（ｂ）に示すように、文字に比べ紋は形状が微細であることが多い。この紋の微細な部分Ｓの形状は、サンドブラストにより精度良く形成できない。その理由について説明する。
【０００４】
サンドブラストを行うには、図５のように、予めゴムシート１００を石材１０１に貼付する。貼付されたゴムシート１００に転写部分１０２を形成する際にゴムシート１００を切断するのであるが、この際に、ゴムのヤング率が小さいので、つまり、小さな外力でゴムが大きく変形するので、刃物の切断力でゴムが逃げて変形し、そのため、細い部分Ｓの形成が困難となる。
【０００５】
また、図５のゴムシート１００でマスキングした後、サンドブラストを行うと、ゴムはヤング率が小さく、そのため、変形が大きいので、風圧および砥粒の衝突力によりゴムシート１００が圧縮変形し、転写部分１０２においてゴムシート１００の端部が仮想線のように膨れる。そのため、微細な文字を形成できない。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、石材の彫刻において、サンドブラストにより微細な加工を行うことのできる技術を提供することである。
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明は、サンドブラストにより石材に彫刻を施す際に当該石材に貼付されるマスキングシートと、前記マスキングシートを前記石材に貼付するための粘着材と、前記粘着材を覆って保護する剥離ライナとが積層された石材彫刻用積層体において、前記マスキングシートは、厚さが0.3mm 〜2.0mm で、ＪＩＳＡ硬度が７０〜９７度に設定されたプラスチックシートで形成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、プラスチックシートが採用されているので、ゴム板と異なり、ヤング率が大きく伸び難いから、刃物でシートを切断し易くなる。また、プラスチックの方がヤング率が大きいので、サンドブラスト時に負荷される風圧や砥粒の衝突力によって、シートの端が膨れるような変形を生じない。このように、シートが切断し易く、かつ、風圧による変形を生じないので、微細な加工が可能になる。
【０００９】
ところで、前述のようにゴムシートの場合、被切断性を高めるために多量の炭酸カルシウムを添加しているので、靴底やタイヤに用いられているゴムと異なり耐摩耗性が著しく低くなる。しかも、石材加工の場合、マスキングシートの表面に文字を描くことを可能とするために、ならびに、石材を汚さないようにするため、ゴムシートにカーボンブラックを添加することができず、そのため、ホワイトカーボンなどの補強剤を添加しているので、耐摩耗（アブレシブ摩耗）性が低くなる。これに対し、プラスチックはゴムよりもヤング率が大きいので、耐摩耗（アブレシブ摩耗）性が高くなる。そのため、シートの板厚をゴムの場合の６０％〜７０％程度の厚さにすることができる。しかも、比重もゴムに比べプラスチックは小さいので、シートロールの重量が半減するから、ハンドリングが容易になる。
【００１０】
しかも、前述のように、板厚を薄くすることができるから、更に、微細な加工が可能になる。
【００１１】
本発明において、プラスチックシートの厚さは、砥粒による耐摩耗性の観点から0.3mm 以上は必要であり、一方、被切断性の観点から2.0mm 以下にする必要がある。かかる観点から、前記プラスチックシートの厚さは0.3mm 〜1.5mm 程度が好ましく、微細な加工を行うには0.3mm 〜0.9mm 程度が最も好ましい。
【００１２】
本発明において、プラスチックシートの硬度は、ＪＩＳＡ硬度で７０〜９７度に設定される。７０度以下であると、ヤング率が小さくなりすぎて耐摩耗性が小さくなるからである。一方、９７度以上であると、プラスチックロールの状態で運搬するのが困難となり、使用し難いからである。
【００１３】
かかる観点から、プラスチックシートの硬度は、ＪＩＳＡ硬度で７４〜９６度に設定されるのが好ましく、８０〜９０度に設定されるのが最も好ましい。
【００１４】
本発明において、前記ゴムシートとプラスチックシートとの差異は、0.2MPa/mm2の引張応力を負荷した際の伸びを限定することによって明瞭となる。ゴムはヤング率が小さいので、伸びが著しく大きいが、プラスチックはヤング率がゴムよりも大きいので、伸びもゴムよりも小さくなる。本発明に用いるプラスチックシートに0.2MPa/mm2の引張応力を負荷した際の伸びは0.5 ％〜7.0 ％に設定される。この伸びが0.5 ％よりも小さいと、一般に、硬すぎてシートをロールの状態で扱えず、一方、7.0 ％よりも大きいと切断し難く、かつ、変形が大きくなりすぎるからである。かかる観点から、前記0.2MPa/mm2の引張応力を負荷した際のプラスチックシートの伸びは、 2.0％〜 6.0％程度に設定するのが好ましい。
【００１５】
ここで、0.2MPa/mm2の引張応力時の伸びを基準とした理由を説明する。サンドブラスト時の圧力は約0.5Mpa/cm2＝0.005Mpa/mm2であるが、砥粒の衝突力で静圧よりも大きな押圧力が生じる一方で、0.005Mpa/mm2という小さな応力下では伸びが小さいので、測定精度が低下する。その反面、応力をあまり大きく設定すると、比例限度を超えてシートの伸びが大きくなりすぎる。そのため、応力を0.2MPa/mm2程度に設定するのが妥当である。
【００１６】
本発明のプラスチックシートとして用いることのできる樹脂ポリマーは、塩化ビニール樹脂、ポリウレタン樹脂が挙げられる。また、これらに他の樹脂ポリマーをブレンドして用いることも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態を図面にしたがって説明する。
図１（ａ）に示す積層体１は、マスキングシート１０、粘着材１１および剥離ライナ１２が積層されてなる。マスキングシート１０は、プラスチックシートで形成され、図１（ｂ）に示すように、粘着材１１を介して石材２に貼付される。図１（ａ）の剥離ライナ１２は、粘着材１１を覆って保護する。
なお、前記マスキングシート１０は柔軟であり、積層体１はロール状に巻かれて運搬される。
【００１８】
つぎに、前記プラスチックシート（マスキングシート）１０を用いた彫刻方法について説明する。
図１（ａ）の積層体１から前記剥離ライナ１２を剥がして粘着材１１を露出させ、図１（ｂ）のように、前記プラスチックシート１０を粘着材１１を介して石材２の表面に貼付する。つぎに、プラスチックシート１０の表面にカッティングするラインを予めプロッタで描き、この後、プラスチックシート１０を刃物でカッティングする。その後、図１（ｃ）のように、前記カッティングされたプラスチックシート１０の転写部分１０ａを剥がして石材２の彫刻すべき部分２ａを露出させる。その後、図１（ｄ）のプラスチックシート１０から露出した石材２の彫刻すべき露出部分２ａをサンドブラスト法により彫り込みを行う。この際、砥粒は、石材２の露出部分２ａに衝突して当該部分２ａに溝や孔２ｂが形成される一方で、プラスチックシート１０にも衝突して該プラスチックシート１０が削られる。
【００１９】
つぎに、前記プラスチックシート１０を切断するための工具である刃物について説明する。
図２（ａ），（ｂ）は刃物３の一部を拡大して示しており、図２（ｃ）は同刃物３の先端部を更に拡大して示す。
図２（ａ）において、前記刃物３は、直径が1.0mm 〜3.0mm 程度の針状ないし棒状に形成されていると共に、先端近傍の刃部３ａが錐状に形成されている。前記刃物３の進行方向に直交する断面における前記刃部３ａの２つの側面３ｂ，３ｂがなす第１の角αは１５°〜２５°に設定されている。一方、図２（ｃ）に示すように、前記刃部３ａの最先端の第２の角βについては、９０°程度ないし鈍角に形成されている。刃先が欠けないようにするためである。
【００２０】
このように、錐状で鋭利な第１の角αを持つ刃物３により、図１（ｂ）のプラスチックシート１０を切断すると、刃３ａの先端の押圧力がプラスチックシート１０に加わってもプラスチックシート１０が逃げにくく、容易に切断することができる。かかる観点から前記第１の角αは１８°〜２２°程度に設定されるのが好ましい。
【００２１】
つぎに、本発明の効果を明確にするために、実施例および比較例を示す。
下記の実施例１，２および比較例１にかかるシートを用意した。
実施例１：ポリウレタンシート
実施例２：ポリ塩化ビニルシート
比較例１：白色系ゴムシート
前記各シートについて下記の試験を行い、その結果を図３（ａ）図表１に示す。
【００２２】
各シートについてＪＩＳＡ型硬度、伸びおよび耐摩耗性を測定した。伸びは、シートが破断するまでの伸びを荷重と共に測定した後、荷重をシートの横断面積で除算して0.2MPa/mm2の応力時の伸びを求めた。耐摩耗性は0.5MPa/cm2の圧力で砥粒（砂）を１５秒間シートに吹き付け、シートの状態を目視で観察した。
【００２３】
図３（ａ）の試験結果から分かるように、実施例１，２の樹脂シートでは、細部の切断性および耐摩耗性が良好であり、一方、比較例１ではこれらの性能が著しく低い。
【００２４】
つぎに、硬度との関係を調べるために、図３（ｂ）の図表２に示す物性の塩化ビニル樹脂シートを用意した。
各シートについて、ＪＩＳＡ型硬度、伸びおよび前記耐摩耗性を測定した。
伸びおよび耐摩耗性は実施例１，２と同様の方法で測定した。
【００２５】
これらの試験結果から、Ａ硬度が９０度を超えると耐摩耗性が若干低下することが分かる。また、伸びが大きすぎたり小さすぎると、切断性の低下を招くことが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（ａ）は本発明の一実施形態を示す積層体の拡大断面図、（ｂ）〜（ｃ）は彫刻方法を示す拡大断面図である。
【図２】刃物を示す拡大側面図である。
【図３】実施例および比較例を示す図表である。
【図４】文字および紋を示す平面図である。
【図５】従来の例を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１：積層体
１０：マスキングシート（プラスチックシート）
１１：粘着材
１２：剥離ライナ
２：石材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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