(57)【要約】【課題】非金属成形体の表面に溶射される銅又はブロンズなどの装飾用金属の付着力向上が図れる非金属成形体の金属溶射膜処理を提供する。【解決手段】非金属製成形体の表面１を洗浄し珪砂Ｓでもってサンドブラスト処理を行った。次に、下地用金属４であるアルミニウム又は亜鉛を溶射して所定厚さの下地用金属４の被膜を形成した。この被膜面に合成樹脂液５を塗布浸透させた後、装飾用金属６である銅又はブロンズを溶射し、特に銅の溶射面に後処理としてイオウ含有溶液７を塗布して銅錆色を出した。この後溶射面に合成樹脂液５を再び塗布浸透させた。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非金属からなる成形体表面に装飾用金属を溶射して被膜を形成する方法において、成形体の表面に、下地用金属をフレーム溶射して被膜を形成し、該被膜面に合成樹脂液を塗布したのち装飾用金属を溶射することを特徴とする非金属成形体表面の金属溶射膜処理方法。
【請求項２】
金属溶射を行う際に、成形体の表面にゴム製マスク部材を当てて、目的部分の周囲をマスキングして溶射することを特徴とする請求項１記載の非金属成形体の金属溶射膜処理方法。
【請求項３】
装飾用金属としての銅を溶射した後に、溶射面にイオウ含有溶液を塗布することを特徴とする請求項１又は２に記載の非金属成形体の金属溶射膜処理方法。
【請求項４】
成形体が工芸品であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の非金属成形体の金属溶射膜処理方法。
【請求項５】
成形体が構造物であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の非金属成形体の金属溶射膜処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成形体に装飾用金属を溶射処理する方法に関し、より詳しくは、非金属からなる成形体の表面に銅又はブロンズなどの装飾用金属を溶射して金属被膜を形成する非金属成形体の金属溶射膜処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンクリート等からなる成形体において、経年劣化による腐蝕・剥落防止や表面装飾のために、銅などの装飾用金属を溶射して被膜を形成することがある。
【０００３】
非金属成形体表面の金属溶射被膜処理の公知文献としては、（例えば、特許文献１）がある。この金属溶射被膜処理方法では、コンクリートの表面に低アルカリセメントを用いて、ｐＨ３〜１０に調整したモルタル等を塗装することで、水分透過性のある下地層を形成し、この下地層の表面に銅などの装飾用金属を溶射して、金属溶射被膜を形成している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−２５８２０号公報（第１−３頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の金属溶射被膜形成方法では、コンクリートの表面におけるアルカリ腐蝕や剥離を防止することができる。しかし、セメントを用いたモルタル面に銅などの装飾用金属を直接溶射するので、装飾用金属の付着力が小さいという問題があった。本発明は、非金属成形体の表面に溶射される銅又はブロンズなどの装飾用金属の付着力を著しく高めることができる非金属成形体の金属溶射膜処理を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明は、非金属からなる成形体に装飾用金属を溶射して被膜を形成する方法において、成形体の表面に、下地用金属をフレーム溶射して被膜を形成し、該被膜面に合成樹脂液を塗布したのち装飾用金属を溶射することを特徴とする。金属溶射を行う際に、成形体の表面にゴム製マスク部材を当てて、目的部分の周囲をマスキングして溶射することができる。装飾用金属としての銅を溶射した後に、溶射面にイオウ含有溶液を塗布することができる。
【０００７】
本発明が対象とする成形体としては、工芸品、構造物、築造物が挙げられ、成形体表面の全部又は一部に装飾用金属を溶射して被膜を形成することができる。また、ビルなどの建築物の銘板や表札、あるいは地際部を含む建築物の支柱、屋根（コロニアルルーフ等）、機械設備や装置台座などにも本発明を適用できる。さらに成形体の表面としては平面部だけでなく、模様、家紋、図柄などの複雑な湾曲面部にも適用可能である。
【０００８】
本発明は、フレーム溶射が可能な自然石、コンクリート製品等の非金属成形体を対象にして、その表面に純銅や青銅（ブロンズ）等の表面装飾用の金属を溶射して被膜を形成する方法である。たとえば、神社、仏閣、公園等における既存もしくは新設した鳥居、灯籠、狛犬、彫像についても、必要に応じてその全部または一部の表面に本発明を適用できる。特に鳥居等の適所には、神社名、奉納者名、日付などの文字や模様もしくは画像が刻印された銘板等を取り付けたものが多い。しかし、既存の鳥居等は数十年以上の長い歳月を経ているものが殆どであり、文字などの刻印部分の細部は、一般に酸性雨などで腐食風化が相当進み外観性が低下している。
【０００９】
古い銘板等に対しては、本発明の溶射技術を適用することで、銘板等を新品同様に再生することができる。しかし、風化が進んでいるもののなかには、フレーム溶射前に行う表面研磨時のブラスト圧力に耐えないものがある。そこで、ブラスト施工の際は、例えば高圧水等によりブラスト圧力を適宜な圧力（５ｋｇｆ／ｃｍ２程度）に調整する。成形体表面に汚れなどが強く付着している部分は、アセトン、シンナーなどを用いて完全に除去洗浄する。そのあと、自然乾燥又は熱乾燥などで成形体表面を完全に乾燥させる。
【００１０】
次に、成形体の表面観察を行って、溶射に必要な刻みの有無を点検する。一般に、年数の古い既存の成形体では、ブラストしなくても溶射に必要な刻みが十分にあるものもあるが、サンドブラストが必要な場合は粒度の小さい珪砂研削材、例えば珪砂６号（０．４０〜０．０５ｍｍ）、珪砂６号Ａ（０．２０〜０．０６ｍｍ）、珪砂７号（０．１４〜０．０５ｍｍ）を使う。一方、新設の成形体では、珪砂特５号又は珪砂５号Ａでサンドブラストし、溶射に必要な深さの刻みを成形体表面に設ける。ここに、スチール研削材は使用しない方が良い。この理由は、素材に突き刺さってグリッドが残るおそれがあり、赤錆発生の原因にもなるからである。
【００１１】
次に、成形体の表面に、付着性の高い金属で下地層を作る。この下地作りでは、アルミニウム又は亜鉛で溶射して表面に被膜を形成する。平面部の被膜の厚さは５０〜１００ミクロ程度にする。実際には、これに純銅又はブロンズを溶射した際に、その色が付く程度の厚さにすればよい。このあと被膜の表面に、浸透性のある合成樹脂液を塗布する。合成樹脂液は市販のＦＲＰの濃縮液をアセトン等の希釈液で１０〜２０倍程度に希釈し、ハケなどで溶射面に手塗りして素材内部まで十分浸透させる。金属溶射面に合成樹脂液を塗る目的は、金属溶射面の耐アルカリ性又は耐酸性を増し、風化を防止して耐用性を高めるためである。尚、この後場合によっては再度ブラストを行うことがある。このブラスト施工時では、ブラストノズルと溶射面との間隔を通常よりも余裕をもってとり、研削材は粒度の小さい６号Ａ又はそれ以下のものを使う。
【００１２】
上記合成樹脂液としては、淡赤色透明液体であるビニールエステル系樹脂液体やビスフェノール系樹脂液体が挙げられ、具体的には硬化剤１％添加、比重１．１５〜１．２０の商品名ポリキュートＰＣ−７６０ＮやポリキュートＰＣ−７０１ＴＮ（九州塗料株式会社製造）を使用できる。ポリキュートＰＣ−７６０Ｎの性状は、粘度：２５０〜５５０ｃ．ｐ．ｓ．（２５℃）、組成：不飽和ポリエステル樹脂５５％及びスチレンモノマー４５％、硬化特性：Ｐ．Ｌ．２０〜５０分（２５℃）である。またポリキュートＰＣ−７０１ＴＮの性状は、粘度：６００〜９００ｃ．ｐ．ｓ．（２５℃）、組成：ビニルエステル樹脂５５％及びスチレンモノマー４５％、硬化特性：Ｐ．Ｌ．３５〜５５分（２５℃）でしたものである。
【００１３】
合成樹脂液が完全に硬化する前に、純銅又はブロンズの装飾用金属を溶射する。この場合、装飾用金属の活着力を高めるために、合成樹脂液が半乾きのままの状態で溶射するのが良い。装飾用金属を溶射して被膜を形成することで、成形体の表面が新品同様にきれいに装飾され、下地金属層及び合成樹脂効果層との三重構造により腐食防止効果が大幅に高まる。上記下地金属及び装飾金属を溶射して所定厚の被膜層を形成するときは、マスク部材を用いて周囲を覆って溶射することがある。特に、文字、記号、模様などの意匠部分を溶射被膜層で凸状に形成する際は、成形体表面に所定厚のマスク部材を当てて、意匠部分の周囲をマスキングした状態で金属溶射する。この場合、高温状態の溶射層で意匠部分を凸状に立ち上げて肉盛りするので、マスク部材の素材としては、熱に強いゴム例えばアクリルゴム、シリコンまたはエチレンプロピレンゴムを使用するのが好ましい。耐熱性の小さい天然ゴムを使用した場合は、マスク部材の細部が焼けて溶射面に黒く付着する恐れがある。
【００１４】
目的の溶射膜厚を施工したのち、希望の銅錆、色合いを出すために後処理工程を行って表面仕上げを行う。この後処理工程では、医薬品の商品名「六一〇ハップ」（武藤鉦薬株式会社製）などのイオウ含有濃縮液を希釈した溶液を用いて、溶射被膜面の上に塗布して艶出しする。艶出しを施工した後に、必要に応じて上述した合成樹脂液を再び浸透させる。溶射層の仕上げ代には、艶出しの前に合成樹脂液を浸透させないものとする。これは、先に合成樹脂液を浸透させると、仕上げのときに銅又はブロンズ等の本来の金属光沢が出にくくなる。
【００１５】
換言すると、艶出しの後に合成樹脂液を浸透させると、溶射層から毒素が出にくく、銅又はブロンズ等の本来の光沢が長持ちする効果がある。したがって、合成樹脂液の浸透作業は一番最後の工程で行う。金属溶射面に合成樹脂液を浸透させることで、金属溶射面の耐用性能が著しく強化され、風化防止の観点からも大いに寄与し得る。ここで用いる合成樹脂液としては、希釈濃度の濃いものが良く、例えば、合成樹脂：アセトンの比が１：１又は１：１以下の濃度のものが好ましい。尚、先述した六一〇ハップ（家庭温泉用）は、イオウ２０２．５ｇ、生石灰６７．５ｇ、カゼイン０．１２ｇ、硫化カリ０．１５ｇを常水７２９．７３ｇに加熱溶解し、常温の比重をボーメー約３０度に濃縮し濾過したもので、１Ｋｇ中にイオウ１６０〜１９５ｇを含むものである。
【００１６】
この方法によると、下地用金属を溶射した被膜面の上に装飾用金属を溶射するので、装飾用金属の付着力が著しく増大する。さらに、金属被膜面に合成樹脂液を塗布するので、金属溶射面の耐アルカリ性又は耐酸性を増大させ、成形体の経年変化に伴う風化を効果的に防止できる。さらにまた、後処理工程として、銅の溶射層にイオウ含有溶液を塗った場合は、希望の銅錆色又はしっとりとした褐色系の色合いを表現できる。また、可撓性のゴム製マスク部材で非目的部分をマスクして溶射被膜を形成した場合は、成形体の表面が湾曲面である場合でも容易に施工できると共に、意匠部分の溶射層を凸状に立ち上げて肉盛りでき、立体感を得ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に示す実施例に基づいて説明する。
図１は本発明に係る金属溶射膜処理方法の工程図、図２は本発明方法にて処理したコンクリート製彫像の（ａ）は金属溶射処理前の表面を示す写真、（ｂ）は金属溶射処理後の表面を示す写真、図３は本発明方法にて処理する前の石灯籠の表面を示す写真、図４は図３の石灯籠に銅を溶射した後の表面状態を示す写真、図５は図４の石灯籠にイオウ含有溶液を塗布した後の表面状態を示す写真、図６（ａ）は本発明方法にて作成した表札を示す斜視図、（ｂ）は表札の要部断面図である。
【００１８】
【実施例】
本実施例は、非金属からなる成形体の表面を、必要によりサンドブラストで研磨して刻みを設けたのち、アルミニウム又は亜鉛（下地用金属）を溶射して被膜を形成し、次いで被膜面に合成樹脂液を塗布し、この後、銅又はブロンズ（装飾用金属）を溶射して被膜を形成したものである。特に銅の被膜面には、イオウ含有希釈液を塗った後、合成樹脂液を塗布して仕上げたものである。以下、図１に基づいてこの金属溶射膜処理を、具体的な工程手順に従って説明する。
【００１９】
まず、図２（ａ）に示すようなコンクリート製彫像（非金属製成形体）の表面１を洗浄した。この場合、高圧ホースから水を高圧噴射して洗浄するか、あるいはタワシまたはマジックローンで手洗いした。特に、汚れなどが成形体の表面１に付着している場合は、付着部分をアセトンやシンナーで洗ったのち、自然乾燥又は熱乾燥により表面を完全に乾燥させた。乾燥後、成形体の表面１に下地用金属４を溶射する前に、成形体の表面１を観察して溶射に必要な深さの刻みがあるか否かを点検した。
【００２０】
古い成形体で必要な刻みがある場合は、ブラスト処理を省略できるが、新しい工芸品等の成形体では、溶射に必要な刻みを付けるべく、表面に珪砂Ｓによるサンドブラスト処理を行った（図１（Ａ））。このブラスト施工で使用する珪砂研削材は、新品でない成形体では、粒度の小さい珪砂６号（宇部サンド工業株式会社製、粒径０．４〜０．０５ｍｍ）、珪砂６号Ａ（粒径０．２〜０．０６ｍｍ）、珪砂７号（粒径０．１４〜０．０５ｍｍ）のいずれかを用いたが、新品の成形体では、粒度のやや大きい珪砂特５号〜珪砂５Ａ号（粒径１．６〜０．２ｍｍ）を用いた。
【００２１】
このあと、成形体の表面１に、下地用金属４であるアルミニウム又は亜鉛をフレームスプレイガンＧでフレーム溶射した（図１（Ｂ））。この場合、下地用金属４の被膜の厚さは５０〜１００ミクロンにした。次に、下地用金属４の溶射被膜の上に、浸透性のある合成樹脂液５を塗布した（図１（Ｃ））。この場合、合成樹脂液５は１０〜２０倍程度に希釈して、刷毛で溶射面上に丁寧に塗布した。金属溶射面の耐アルカリ性又は耐酸性を増大させるために、成形体の素材まで合成樹脂液５を浸透させた。合成樹脂液５としては、商品名ポリキュートＰＣ−７６０ＮもしくはポリキュートＰＣ−７０１ＴＮ（九州塗料株式会社製）を使用した。この合成樹脂液５は硬化すると、成形体１の耐用年数を延長させ、経年変化に伴う風化を防止する効果を有する。
【００２２】
このあと、合成樹脂液５が完全に硬化する前に、成形体の表面１に装飾用金属６である銅又はブロンズを溶射した（図１（Ｄ））。この溶射は、合成樹脂液５を半乾き状態に保ったまま行った。ここで、銅の溶射面については、希望に応じて銅錆色または色合いを出すために、装飾用金属６の膜面にイオウ含有溶液を塗った（図１（Ｅ））。この後処理工程で用いるイオウ含有溶液７としては、医薬品の家庭温泉用イオウ含有濃縮液（武藤鉦薬株式会社製、商品名「六一〇ハップ〕）を所定濃度に希釈して塗布した。このあと、成形体１の塗布面を柔らかい布で拭いて艶出しを行った。必要に応じて、塗布面の上に合成樹脂液５を再び塗布浸透させた（図１（Ｆ））。
【００２３】
このように、装飾用金属６である銅又はブロンズを成形体表面１に溶射する前に、下地用金属４のフレーム溶射及び合成樹脂液５の塗布を行ったため、装飾用金属６の付着力が著しく増大した。これら下地用金属４、合成樹脂液５の硬化層及び装飾用金属６の複合膜構造は、四者一体となって腐食防止効果を高めることができた。特に、合成樹脂液５の硬化層により、金属溶射面の耐アルカリ性又は耐酸性が著しく増大し、経年変化による成形体１表面の風化を効果的に防ぐことができた。更に、銅の溶射層６にイオウ含有溶液７を塗った場合は、希望の銅錆色あるいは落ち着いた褐色系の色合いを微妙に醸し出すことができた（図２（ｂ）の写真参照）。
【００２４】
図３の写真は下地用金属を溶射する前の非金属の灯籠を示すもので、これに下地用金属を溶射して合成樹脂液５を塗布した後に銅を溶射して被膜を形成すると、図４の写真に示すように、灯籠の表面が装飾用金属６により銅色に装飾された。このあと、更に灯籠の表面に上記イオウ含有希釈液７を塗布したら、図５の写真に示すように、高級感の漂う古風で格調ある色が表出された。
【００２５】
図６は非金属製の表札（又は銘板）８に本発明処理方法を適用した例で、描出すべき文字などの意匠部分２が型抜きされた可撓性のゴム製マスク部材３で周囲を覆って、所要厚さの溶射被膜層を形成して文字部分を凸状溶射層で形成するようにしたものである。すなわち、図７に示すように、文字部分２の周囲を所定厚さのマスク部材３でマスクした状態で、文字部分２を溶射して被膜を形成する。このとき用いるマスク部材３としては、シリコンゴムまたはエチレンプロピレンゴムなどの熱に強い可撓性のゴム製のものが良い。また、可撓性のゴム製マスク部材３を使用することで、対象物の表面が湾曲していた場合でも、マスキングを容易に行うことができる。
【００２６】
尚、本発明は上記実施例に限定されず、種々の応用変形が可能である。上記実施例では量産された工芸品（コンクリート製彫像）を例示したが、非金属の成形体であれば、自然石、構造物、例えば、鳥居、仏閣、狛犬などの築造物の全部表面又は一部表面に適用可能である。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、成形体に下地用金属及び合成樹脂液（層）の上に装飾用金属を溶射することにより、成形体の表面装飾、腐食・剥離防止効果が得られるだけでなく、装飾用金属の付着力が著しく増大させることができるという優れた効果がある。特に、金属被膜面に合成樹脂液を塗布することにより、金属溶射面の酸塩基に対する化学的耐用性を高めて、成形体の風化を未然に防止することができる。
【００２８】
可撓性のゴム製マスク部材を用いて溶射被膜を形成した場合は、湾曲表面に対しても周囲を確実に覆った状態で容易に溶射できるうえに、意匠部分を所望厚の溶射層で肉盛りして、浮き上がるような立体感を惹起させることができる。また、銅の溶射層にイオウ含有溶液を塗った場合は、希望に叶った渋い褐色系の色合いを表出させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る金属溶射膜処理方法の工程図である。
【図２】本発明方法にて処理したコンクリート製彫像の（ａ）は金属溶射処理前の表面を示す写真、（ｂ）は金属溶射処理後の表面を示す写真である。
【図３】本発明方法にて処理する前の石灯籠の表面状態を示す写真である。
【図４】図３の石灯籠に銅を溶射した後の表面状態を示す写真である。
【図５】図４の石灯籠にイオウ含有溶液を塗布した後の表面状態を示す写真である。
【図６】（ａ）は本発明方法にて作成した表札を示す斜視図、（ｂ）は表札の要部断面図である。
【符号の説明】
１　　　非金属製成形体の表面
２　　　意匠部分（文字や模様部分）
３　　　マスク部材
４　　　下地用金属
５　　　合成樹脂液
６　　　装飾用金属
７　　　イオウ含有溶液
８　　　表札
Ｓ　　　珪砂
Ｇ　　　フレームスプレーガン
【図１】
2004143573.tif 000003
【図２】
2004143573.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004143573.tif 000006
【図５】
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【図６】
2004143573.tif 000008