(57)【要約】【課題】あらゆる金属材料の表面に木目模様を簡単に施すことができ、しかもその表面は木質の風合いを備え、長期に渡って良好な外観を保つことのできる木目模様を有する金属材料の製造方法を提供する。【解決手段】金属材料の表面に切削具２を接触（Ａ）させて木目調の筋溝模様を形成し、その表面をサンダー処理（Ｂ）し、第一塗装工程（Ｅ）により下塗り塗装し、第二塗装工程（Ｆ）により上塗り塗装し、第二の塗装工程の後未乾燥状態の塗料を掃拭し、ウレタンビーズを混入したトップコート処理（Ｇ）する。【選択図】        図１
2004338153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属材料の表面に切削具を用いて木目調の筋溝模様を形成し、その表面を塗装したことを特徴とする木目模様を有する金属材料の製造方法。
【請求項２】
金属材料の表面に切削具を用いて木目調の筋溝模様を形成し、その表面をサンダー処理し、塗装したことを特徴とする木目模様を有する金属材料の製造方法。
【請求項３】
金属材料の表面に切削具を用いて木目調の筋溝模様を形成し、その表面をサンダー処理し、第一塗装工程により下塗り塗装し、第二塗装工程により上塗り塗装し、第二塗装工程の後未乾燥状態の塗料を掃拭したことを特徴とする木目模様を有する金属材料の製造方法。
【請求項４】
金属材料の表面に切削具を用いて木目調の筋溝模様を形成し、その表面をサンダー処理し、第一塗装工程により下塗り塗装し、第二塗装工程により上塗り塗装し、第二塗装工程の後未乾燥状態の塗料を掃拭し、ウレタンビーズを混入したトップコート処理したことを特徴とする木目模様を有する金属材料の製造方法。
【請求項５】
切削具が周縁に切削刃を設けた回転ロータであり、金属材料の表面に切削刃を接触させて木目調の筋溝模様を形成したことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の木目模様を有する金属材料の製造方法。
【請求項６】
切削具が周縁に切削刃を設けた回転ロータであり、金属材料の表面に切削刃を接触させ、且つ回転ロータと金属材料を相対移動させて木目調の筋溝模様を形成したことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の木目模様を有する金属材料の製造方法。
【請求項７】
切削具が周縁に切削刃を設けた回転ロータであり、金属材料の表面に切削刃を接触させ、且つ回転ロータと金属材料を相対移動し、相対移動する方向が回転ロータの回転方向と、回転ロータの回転方向と直交する方向とを複合したことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の木目模様を有する金属材料の製造方法。
【請求項８】
複数の回転ロータを並設し、隣接する回転ロータの切削刃の位置をずらして配置したことを特徴とする請求項５〜７の何れかに記載の木目模様を有する金属材料の製造方法。
【請求項９】
周縁に切削刃を設けた複数の回転ロータを並設し、且つ隣接する回転ロータの切削刃の位置をずらして配置し、金属材料の表面に切削刃を接触させると共に回転ロータと金属材料は回転ロータの回転方向と、回転ロータの回転方向と直交する方向とを複合した相対移動を行い、金属材料の表面に木目調の筋溝模様を形成し、その表面をサンダー処理し、第一塗装工程により下塗り塗装し、第二塗装工程により上塗り塗装し、第二塗装工程の後未乾燥状態の塗料を掃拭し、ウレタンビーズを混入したトップコート処理したことを特徴とする木目模様を有する金属材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、表面に木目模様を有する金属材料の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、木目模様を表面に形成した金属材料として、木目模様を有するフィルムを表面に貼着したもの（特許文献１参照）、あるいは塗料によって表面を木目模様に塗装したものがある。
しかしながら、木目模様のフィルムを貼着したものあるいは塗装を施したものは、金属材料表面が平坦なものとなり、木の風合いに欠けるものであった。また、表面に貼着しているフィルムが損傷した場合には、部分的に補修することが困難であり、所定の領域のフィルムを剥がし、その領域に合わせた形状のフィルムを貼りなおさなければならないものであった。一方塗装の場合、塗料の剥がれた部分だけを塗装することが可能なので、部分的な補修には向いているものの、補修を施した部分とその周りの領域とを色むら無く木目模様を描くことが困難なものであった。
【０００３】
特許文献２には、木目模様を形成した金属板の製造方法が開示されており、これは複数枚の金属板を融着させ、その後表面を掘孔して、掘孔が平坦化するように圧延するものである。しかしながら、特許文献２に示される金属板の製造方法では、大規模な製造装置が必要となり、安価に木目模様を施した金属材料を提供し難いものであった。
【０００４】
さらに特許文献３には、銅メッキ層に木目導管凸状のエンボス模様を腐蝕によって形成し、その表面をサンドブラスト処理し、さらにクロムメッキ加工を施した木目模様エンボス版の製造方法が開示されているが、地金の表面に銅メッキを施さなければならず、金属材料が高価となり、コストアップを招くものであった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−１７７２３８号公報
【特許文献２】
特開平１０−２４９５５０号公報
【特許文献３】
特開平７−１１８８９０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の目的は、あらゆる金属材料の表面に木目模様を簡単且つ安価に施すことができ、しかもその表面は木の風合いを備え、長期に渡って良好な外観を保つことのできる木目模様を有する金属材料の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、このような事情に鑑み鋭意検討を重ねた結果、金属材料の表面に切削具を用いて木目調の筋溝模様を形成し、その表面を塗装したことによって、所期の目的を達成したものである。
【０００８】
金属材料の表面に切削具を用いて木目調の筋溝模様を形成し、その表面をサンダー処理し、塗装したものであり、サンダー処理によって表面の切り屑が除去されると共に、より細かな筋溝模様が付与され、木の風合いをより一層高めることができる。
【０００９】
金属材料の表面に切削具を用いて木目調の筋溝模様を形成し、その表面をサンダー処理し、第一塗装工程により下塗り塗装し、第二塗装工程により上塗り塗装し、第二塗装工程の後未乾燥状態の塗料を掃拭したことにより、金属材料の表面に上塗り塗装による不均一な模様が表出され、未乾燥状態にある大半の上塗り塗料が掃拭されるものの、筋溝模様を形成する金属表面の凹みには上塗り塗料が残存し、筋溝模様が鮮明に表れる。
【００１０】
金属材料の表面に切削具を用いて木目調の筋溝模様を形成し、その表面をサンダー処理し、第一塗装工程により下塗り塗装し、第二塗装工程により上塗り塗装し、第二塗装工程の後未乾燥状態の塗料を掃拭し、ウレタンビーズを混入したトップコート処理したことにより、ウレタンビーズによる凸凹が金属材料の表面に付与され、木材表面と同様のざらつき感を与えることができ、しかもこのざらつき感はウレタンビーズによるものであるから、人が触れて怪我をすることはない。
【００１１】
切削具が周縁に切削刃を設けた回転ロータであり、金属材料の表面に切削刃を接触させて木目調の筋溝模様を形成したものであるから、筋溝模様の両端部が緩やかに形成され、木の風合いを一層高めることができる。
【００１２】
切削具が周縁に切削刃を設けた回転ロータであり、金属材料の表面に切削刃を接触させ、且つ回転ロータと金属材料を相対移動させることにより、連続して木目調の筋溝模様を形成することができるので量産に適している。
【００１３】
切削具が周縁に切削刃を設けた回転ロータであり、金属材料の表面に切削刃を接触させ、且つ回転ロータと金属材料を相対移動し、相対移動する方向が回転ロータの回転方向と、回転ロータの回転方向と直交する方向とを複合したことにより、木目模様が単純な繰り返しパターンとならず、より自然な木目の風合いを醸し出すことができる。
【００１４】
切削具は複数の回転ロータを並設し、隣接する回転ロータの周縁に設けた切削刃の位置をずらして配置したことにより、切削時に全ての回転ロータの切削刃が金属材料と同時に接触することがなく、回転ロータを回転させる動力の負荷を低減することができると共に、隣接する筋溝模様が同じ位置に平行状に形成されないので、より自然な木目の風合いを醸し出すことができる。
【００１５】
【作用】
この発明によれば、金属材料の表面に切削具を用いて木目調の筋溝模様を形成し、その表面を塗装しているので、立体的な木目模様が形成され、しかも塗材は筋溝模様の凹部に充填されているので塗装が剥がれ難く、仮に塗装が剥がれたとしても、金属材料の表面が立体的な木目模様となっているので、部分的に補修することによって木目模様を簡単に復元することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態として実施例を図面に基づいて説明する。
図１ないし８は本発明方法の実施例を表わすものであり、図１は全体の工程の流れを表わす説明図であり、切削処理工程Ａ→サンダー処理工程Ｂ→塗装前処理工程Ｃ→乾燥→プライマー処理工程Ｄ→乾燥（焼付）→第一塗装工程Ｅ（下塗り塗装）→乾燥（焼付）→第二塗装工程Ｆ（上塗り塗装）→トップコート処理工程Ｇ→乾燥（焼付）となっている。
本実施例は、アルミニウム金属材料１に木目模様を施す場合について説明しているが、金属材料はアルミニウムに限定されるものでなく、鉄、銅等種々のものが使用できる。なお、アルミニウム金属材料１は、アルマイト処理を施していないものの方が、材料コストを抑えることができ、また表面が柔らかく加工に適している。
【００１７】
切削処理工程Ａは、アルミニウム金属材料１の表面に木目調の筋溝模様１１を形成する工程であり、切削具２によって金属材料１の表面に筋溝模様１１が形成される。
切削具２は、複数の回転ロータ３を平行に配置したものであり、回転ロータ３の周縁４箇所には、人工ダイヤにより形成された高さ３ｍｍの切削刃４が設けられている。より詳しくは、直径９４ｍｍ、板厚１．５ｍｍの鋼鉄製円板３１の周縁に人工ダイヤから成る切削刃４が中心角９０°の間隔で４個設けられたものである。切削刃４の先端は、図３に示したとおり、鋭利な刃先となっている。
【００１８】
隣接する回転ロータ３は、３０°の位相差をもって配置されている。従って、３枚毎に切削刃４が同じ位置に形成されており、切削具２を側方から見た場合、図５に示すとおり中心角３０°毎に切削刃４が形成されている。回転ロータ３は図２並びに図５において、右回転を行い、金属材料１は回転ロータ３の回転方向とは逆方向、即ち図２並びに図５の回転ロータ３の下側位置を左方向から送り込まれる。
隣接する回転ロータ３は、１ｍｍの間隔をおいて配置されており、切削具２によって一度に加工できる幅を１００ｍｍとする場合には、約４０枚の回転ロータ３が必要となる。各回転ロータ３の中心は出力軸２１に固着されており、出力軸２１は電動モータ等の動力（不図示）に接続されている。
【００１９】
筋溝模様１１を形成するに当たり、回転ロータ３の回転数並びに切削具２と金属材料１の相対する移動速度の一例としては、回転ロータ３の回転数を３０００ｒｐｍ、切削具２の位置は定位置とし、金属材料１の送り速度を１２ｍ／分としている。さらに切削具２は、出力軸２１の軸方向〔図６中（イ）の方向〕にも往復運動を行っており、その振幅が１ｍｍ、１分間に約３００往復を行う。このようにして、図７に模式図として示したとおりの筋溝模様１１を、金属材料１の表面に形成することができる。
【００２０】
切削処理工程Ａの次はサンダー処理工程Ｂであり、サンダー処理工程Ｂにはサンドペーパー、研磨用不織布、砥石等が使用される。本実施例では、サンドペーパー５を使用しており、サンドペーパー５は無端ベルト状に形成され、サンドペーパー５は複数の回転ローラ６によって張設され、回転ローラ６を回転駆動することにより、無端ベルト状のサンドペーパー５が回転する。そして、回転しているサンドペーパー５の裏面側から押圧具７によって、サンドペーパー５の表面を２〜３ｋｇｆの力で金属材料１の表面に押し当てることにより、サンダー加工が施され、先の切削処理工程Ａの際に発生した切屑を除去すると共に、より細かな筋溝模様１１が金属材料１の表面に形成される（図８参照）。
サンドペーパー５の目の粗さは、番数６０程度の比較的目の粗いものが使用される。サンドペーパー５の目が細かくなると、金属材料１の表面にサンドペーパー５による筋溝模様１１が形成されず、木の風合いを低下させることになるので、目の粗いものを使用した方が筋溝模様１１を形成し易く好適である。
【００２１】
サンダー処理工程Ｂの次は塗装前処理工程Ｃであり、クロム酸液の中に金属材料１が浸漬され、金属材料１の表面の汚れ除去、脱脂を行い、金属材料１を防錆処理すると共に、この後に続く塗装工程の塗料の密着性を向上させる。クロム酸液の中に浸漬処理された金属材料１は、取り出した後に常温で乾燥させる。
【００２２】
塗装前処理工程Ｃの次はプライマー処理工程Ｄであり、金属材料１の表面にプライマー層を形成する。プライマー塗料は、自動ガン装置８により吹き付け塗装されているが、通常知られている方法で塗装することができる。プライマー塗料は、プライマー層の上に塗装される塗材と金属材料との密着性及び防錆性を高めるために、エポキシ系塗料が用いられる。プライマー塗料は、１００〜１５０℃で約５分間焼付処理される。
【００２３】
プライマー処理工程Ｄの次は第一塗装工程Ｅであり、金属材料１の表面に下塗り塗装が施される。下塗り材はアクリル系塗料であり、耐候性を高めるために無機顔料が配合されている。下塗り材は、自動ガン装置８により吹き付け塗装される。下塗り材は、温度１５０〜２００℃で約２０分間焼付処理される。
【００２４】
第一塗装工程Ｅの次は第二塗装工程Ｆであり、下塗り塗装された金属材料１の表面に上塗り塗装が施される。上塗り材は、下塗り材と同様にアクリル系塗材であり、耐候性を高めるために無機顔料が配合されている。なお上塗り材は、下塗り材よりも明度の低い濃い色合のものが用いられる。上塗り材の塗布は、トレイ上に貯留した上塗り材に表面がクロムメッキされた転写ロール９の下部を浸漬し、転写ロール９の上部で回転するウレタンロール１０の上部に金属材料１を接触させて塗布する。上塗り材が塗布された直ぐ後の位置には、バフローラ１２が設けられており、未硬化状態の上塗り材が掃拭される。上塗り材は筋溝模様１１の凹部に残存するもの以外は、大半がバフローラ９によって掃拭される。よって、筋溝模様１１内に残った上塗り材により、下塗り材よりも濃い色の筋模様が表出され、木目模様がより鮮明に現れる。なお、バフローラ１２は未硬化状態の塗料を掃拭することができる構成であれば種々のものを使用することができ、ローラ表面にブラシ、スポンジゴム等を設けたものが挙げられる。
【００２５】
第二塗装工程Ｆの次はトップコート処理工程Ｇであり、上塗り塗装された金属材料１の表面にトップコート層が形成される。トップコート用塗料は、ポリエステル系クリア塗料であり、下塗り材、上塗り材の耐候性を高める目的により微量の紫外線吸収材が配合されている。
さらに、トップコート用塗料には、平均粒径５０μｍのウレタンビーズが配合されている。ウレタンビーズの配合量はトップコート用塗料９５重量部に対し、５重量部の割合で配合される。ウレタンビーズは金属材料１の表面に細かな凸凹を付与し、木肌表面特有のざらつき感を付与する。トップコート塗料は、温度１５０〜２００℃で約２０分間焼付処理される。
【００２６】
上記実施例において、切削処理工程Ａにおける金属材料１の送り速度を１２ｍ／分、切削具２の回転ロータ３の回転数を３０００ｒｐｍとしたが、金属材料の硬さ、木目模様（筋溝模様）の大きさによって適宜変更すことができる。金属材料１の送り速度を速くした場合には、回転ロータ３の回転数を高くすることにより、同じ大きさの筋溝模様１１が形成される。また、出力軸２１の軸方向における切削具２の移動も、適宜の振幅並びに速さに変更することができ、出来上がった木の風合いを変化させることができる。
【００２７】
回転ロータ３の大きさ、回転ロータ３に設けた切削刃４の数、回転ロータ３の枚数及び隣接する回転ロータ３の間隔も適宜変更することができる。
上記実施例において、切削具２は一箇所だけに配置しているが、位置をずらして二つあるいはそれ以上の切削具２を配置しても構わない。切削具２を複数箇所に配置する場合は、切削刃４の刃先形状を変えたものを使用することによって、木の風合いに変化を持たせることができる。
さらに出力軸２１の軸方向に沿った切削具２の往復運動は、振幅が１ｍｍ、３００往復／分としたが、振幅を１〜５ｍｍ、１００〜５００往復／分の範囲で適宜調整を行い、木目模様に変化を持たせることができる。
【００２８】
サンダー処理工程Ｂにおけるサンドペーパー５の押圧力、回転速度も適宜変更することができ、木目模様の仕上り状態を確認しながら調整すれば良い。また切削処理工程Ａにおいて、金属材料１の表面に凹みが生じ、サンドペーパー５が接触しない部位が残った場合には、手作業によってサンダー処理をすれば良い。
【００２９】
プライマー処理工程Ｄ、第一塗装工程Ｅ、第二塗装工程Ｆ、トップコート処理工程Ｇにおける塗料は、塗膜の剥離強度、塗膜の耐候性等を満足し得るものであれば、種々のものを用いることができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明木目模様を有する金属材料の製造方法によれば、金属材料の表面に切削具を用いて木目調の筋溝模様を形成し、その表面を塗装しているので、木の風合いに富んだ立体的な木目模様が形成され、表面の塗材は筋溝模様の凹部に充填され、容易に剥がれることがなく、長期に渡って良好な外観を保つことのできる等実施上の効果は多大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明木目模様を有する金属材料の製造方法の全工程図
【図２】本発明方法に使用される回転ロータの説明図
【図３】本発明方法に使用される切削刃の拡大断面図（図２におけるＡ−Ａ線拡大断面図）
【図４】本発明方法に使用される切削具の説明図
【図５】図４におけるＢ−Ｂ線断面図
【図６】本発明方法の切削処理工程における切削具と金属材料の関係を表わす説明図
【図７】本発明方法によって処理された金属材料の表面模式図（切削処理工程後）であり、（Ａ）が表面図、（Ｂ）が断面図
【図８】本発明方法によって処理された金属材料の表面模式図（サンダー処理工程後）であり、（Ａ）が表面図、（Ｂ）が断面図
【符号の説明】
１      金属材料
２      切削具
３      回転ロータ
４      切削刃
５      サンドペーパー
Ａ      切削処理工程
Ｂ      サンダー処理工程
Ｃ      塗装前処理工程
Ｄ      プライマー処理工程
Ｅ      第一塗装工程
Ｆ      第二塗装工程
Ｇ      トップコート処理工程
【図１】
2004338153.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004338153.tif 000007
【図６】
2004338153.tif 000008
【図７】
2004338153.tif 000009
【図８】
2004338153.tif 000010