(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石材若しくはガラスを素材とする床用基材の鏡面状態の表面に対し、光沢度を保つために、窪みの基材表面における最大幅を上限値の８００（μｍ）とするときは隣り合う窪みの間隔の下限値を１（ｍｍ）とするように、また、滑り防止効果を発揮するために、前記最大幅を下限値の５００（μｍ）とするときは前記間隔の上限値を５（ｍｍ）とするように、エネルギーを０．２〜０．６ジュールに、照射時間を０．００２〜０．００５秒に設定したパルスレーザ光を照射位置を順次相対移動するように照射し、その熱衝撃によって間隔を置いて照射した箇所を爆裂させて複数の窪みを形成することで、前記鏡面状態の床用基材の表面に形成された各窪みの最大幅と間隔が、前記下限値と上限値の範囲内においてほぼ均一とされている床材。
【請求項２】
前記床用基材がＳｉＯ２成分を含有しているとき、予めレーザ光を透過可能な冷却剤を付与した状態で、前記パルスレーザ光の照射を行うことで、レーザによる熱衝撃による窪みの周りのミクロなひび割れのない請求項１に記載された床材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物の床、階段の踏板、歩道の表面を形成する床材、及びその床材の滑り防止加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、床面を滑りにくくするときには、床面を形成する床材の表面仕上げを粗く加工して滑り防止効果を付与している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、建築空間の意匠性の観点から、鏡面状態の本磨きの石材を床材として使用することも多く行われている。
しかし、この鏡面状態の床材について、滑り難くする目的で面仕上げを粗く仕上げようとすると、床材の光沢が失われ、意匠性に影響が生じるという問題がある。
【０００４】
また、最近、床材として厚板のガラスを採用することで、透光性の床とする場合も増えている。ガラス板からなる床材表面を滑り難くする場合には、通常、艶消し仕上げ加工が施されることが多い。しかし、艶消し仕上げにすると、透光性が損なわれるという問題がある。
本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、鏡面状態を損なうことなく滑り防止処理が施された床材、及びそのような床材の滑り防止加工方法を提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、次の特徴を有する。
【０００６】
請求項１に記載された発明は、石材若しくはガラスを素材とする床用基材の鏡面状態の表面に対し、光沢度を保つために、窪みの基材表面における最大幅を上限値の８００（μｍ）とするときは隣り合う窪みの間隔の下限値を１（ｍｍ）とするように、また、滑り防止効果を発揮するために、前記最大幅を下限値の５００（μｍ）とするときは前記間隔の上限値を５（ｍｍ）とするように、エネルギーを０．２〜０．６ジュールに、照射時間を０．００２〜０．００５秒に設定したパルスレーザ光を照射位置を順次相対移動するように照射し、その熱衝撃によって間隔を置いて照射した箇所を爆裂させて複数の窪みを形成することで、前記鏡面状態の床用基材の表面に形成された各窪みの最大幅と間隔が、前記下限値と上限値の範囲内においてほぼ均一とされている床材である。
【０００７】
次に、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した構成に対し、床用基材がＳｉＯ
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成分を含有しているとき、予めレーザ光を透過可能な冷却剤を付与した状態で、前記パルスレーザ光の照射を行うことで、レーザによる熱衝撃による窪みの周りのミクロなひび割れのない床材とされたことを特徴とするものである。
上記レーザ光を透過可能な冷却剤としては、水が簡便（コスト安で使用が容易）で好適であるが、液体に限定されず、冷却された空気などの気体や氷などの固体からなる冷却剤であっても良い。要は、レーザ光を透過すると共に、レーザ光が照射された位置の基材表面の熱を吸収可能な冷却剤であれば良い。
【０００９】
ここで、各窪みの最大幅を、「基材表面において」定義しているのは、窪み内部では、幅が上記幅よりも小さくなることもあるためである。
最大幅とは、窪みの断面が円形形状であれば直径を、楕円形状であれば長径を、矩形であれば対角線の長さを指す。窪みの断面形状に特に限定はない。
また、上記窪みの間隔とは、隣り合う２つの窪みの中心と中心とを結ぶ距離である。なお、１平方センチ当たりの窪みの数に換算すると、本願発明では、１００個未満、４個以上となる。
【００１０】
本発明によれば、上記のような条件で複数の窪みを形成することで、鏡面状態（表面の光沢度）を損なうことなく、床面に滑り防止加工を施した状態にすることができる。
また、集光したレーザ光を床用基材に照射することにより、レーザが当たった箇所の表面層を瞬時に爆裂させることで、鏡面状態の表面にミクロ的な窪みを形成することができる。
【００１１】
上記表面層の爆裂は、レーザ照射に伴う急加熱と冷却によって発生する熱衝撃に起因するものである。
ここで、床用基材の素材が石材やガラスからなる場合には、基材の素材によっては、上記のようにレーザで窪みを形成する際の熱によって、窪みの周りにミクロなひび割れが生じる場合がある。このひび割れがあると、光が乱反射して白っぽく見えることから鏡面状態の床材に影響を与える。
【００１２】
これに対し、窪みを形成する面に水膜などの冷却剤の層などが形成されている状態でレーザ光を照射する場合には、上記レーザ照射による熱を冷却剤水が吸収して、上記ひび割れを抑える。この結果、窪みの周りが白っぽく見えることを防止できる。
ここで、上記最大幅の窪みを形成するためのレーザ光の設定は、例えば、エネルギーを０．２〜０．６ジュールに設定し照射時間を０．００２〜０．００５秒に設定することで可能である。
【００１３】
また、窪みの最大幅や間隔については、次の理由から規定したものである。
鏡面仕上げの表面に種々の寸法の窪みを形成してみたところ、窪みの最大幅を８００μｍとしても、表面の光沢度への影響が小さかったので、窪みの最大幅の上限値を８００μｍとしている。
ただし、窪みの最大幅を８００μｍとした場合に、窪みの間隔が１mm未満と小さすぎる場合には、肉眼において鏡面状態の表面の光沢度が損なわれ始めたので、窪みの間隔を１mm以上に規定している。
【００１４】
一方、窪みの最大幅を５００μｍとした場合に、窪みの間隔が５mmを超えると、滑り防止効果が薄れてきたため、窪みの間隔の上限値を５mmと規定している。
このように、窪みの間隔を１〜５mmと広めに設定した場合において、窪みの最大幅を５００〜８００μｍの範囲に特定することで、肉眼による光沢度を良好にしながら、充分な滑り防止効果が得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
板状の石材からなる基材表面について鏡面仕上げ加工を施した後、図１に示すように、基材１の表面に水を噴霧するなどによって水の膜２を形成して当該基材１の表面に冷却剤を付与した状態でレーザ光３を照射し、レーザ光３が当たった箇所の表面層を瞬時に爆裂させることで、基材１の表面にミクロ的な窪み４を形成する。
【００１６】
上記ミクロな窪み４を形成する作業を基材１の表面に沿って繰り返すことで、表面全体に多数の窪み４が形成される。
このとき、基材１の表面での各窪み４の最大幅が、５００（μｍ）〜８００（μｍ）の範囲の大きさとなるように、レーザのエネルギー密度や照射時間を設定する。なお、各窪み４の断面形状は、最大幅が上記範囲となっていれば、円形や矩形など、特に限定されない。
【００１７】
また、基材１若しくはレーザ光の出力部５のどちらか一方を相対移動させる際の移動距離等を調整することで、隣り合う窪みの間隔が、１（ｍｍ）〜５（ｍｍ）の範囲に収まるように設定する。
ここで、使用するレーザの種類は特に限定されない。鏡面仕上げの基材１の表面で爆裂を引き起こすためのエネルギー密度を保有するレーザ光であれば、炭酸ガスレーザ、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ、エキシマ−レーザ、半導体レーザなど各種レーザが使用できる。
【００１８】
また、レーザ光３があたった箇所の表面層を瞬時に爆裂させてミクロ的な窪み４を設けるために必要なレーザ光３のエネルギー密度（＝レーザ光の平均出力（ワット）／基材表面上のレーザ光の面積（ｃｍ2 ））は小さく、数千ワット／ｃｍ2 のオーダーであれば充分である。表面を爆裂させて上記最大幅の範囲の窪み４を形成するために必要なレーザ光のエネルギーは、対象とする基材の種類にもよるが、０．２〜０．６ジュール（Ｊ）で、且つ照射時間を０．００２〜０．００５秒に設定すればよい。
【００１９】
レーザ光３のエネルギーが０．２ジュール未満、または照射時間が０．００２秒未満だと、熱衝撃が弱く、表面爆裂が発生し難くなるため、必要な幅の窪み４が形成され難くなり、充分な滑り止め効果が得られないおそれがある。一方、レーザ光３のエネルギーが０．６ジュールを超えたり、照射時間が０．００５秒を超える場合には、窪み４の最大幅が必要以上に大きくなり、基材１の光沢度が損なわれるおそれがある。
【００２０】
ここで、レーザの出力は連続出力でも、パルス出力でも良いが、制御性や作業性の観点からは、パルス出力レーザを使用することが便利である。
本実施形態で使用するレーザのエネルギー密度は小さく照射時間が短いため、基材１への熱影響は小さく、したがって基材１の強度低下やひび割れの心配は小さい。
【００２１】
ただし、基材中にＳｉＯ2 などの成分が含有している場合には、図２に示すように、上記レーザによる熱衝撃で窪み４の周りにミクロなひび割れ６が生じ、そのひび割れ６で光が乱反射して窪み４の周りが白っぽく見えることがあり、このようなことは、床の意匠性に影響を与える。なお、図１及び図２における破線内は、熱の影響を受ける範囲を模式的に示したものである。
【００２２】
これに対し、本実施形態では、水の層２がレーザ照射部に付与されていることから、上記熱衝撃時の熱が水の蒸発熱として吸収されて、基材１の熱劣化が抑えられる。この結果、上記現象が抑えられてきれいな窪み４を形成することができる。基材１の表面への水の付与は、噴霧でも良いし、水を掛けることでも良い。また、冷却剤は水に限定されず、冷却された窒素などであっても良い。
【００２３】
上記のように鏡面状態の表面にミクロな窪み４を全面に亘って形成した床材を、建物の床面や階段の踏み板表面など、人が歩く部分に使用する。
上記構成の床材にあっては、表面が鏡面状態に維持しつつ、当該表面に滑り防止加工を施すことができる。この結果、建物の意匠性に影響を与えず床を滑り難くすることが可能となる。
【００２４】
また、上記のように滑り防止効果を有するが、窪み４の間隔が１mm〜５mmと広め目に設定されていることから、形成する窪み４の個数が抑えられるので、その分、滑り防止加工の作業性が良い。
ここで、上記実施形態では、基材１の素材として石材を例示しているが、ガラスであっても良い。
【００２５】
【実施例】
以下、実施例により本発明を更に詳しく説明する。
大きさ３０ｃｍ×３０ｃｍ×３ｃｍの本磨き仕上げ黒御影石１の表面に対し、集光したレーザ光を相対的に移動させながらレーザ照射を繰り返し実施して窪み４を形成した。
【００２６】
使用したレーザはパルス出力の炭酸ガスレーザである。レーザ照射条件を表１に示す。
【００２７】
【表１】
0004107565.tif 000002
【００２８】
また、レーザ照射方法を図３を参照しつつ説明する。
レーザ光を、図３に示すように、基材表面に対し直角に照射しながら、当該図３におけるＸ方向に毎秒２５０ｍｍの速度で御影石１の表面に沿って移動させた。
ここで、レーザのパルス周波数が１６６．６６７Ｈｚであるので、２５０÷１６６．６６７≒１．５mm間隔で、上記御影石１の表面にレーザ光が照射されることとなる。レーザパルスの波形を図４に示す。
【００２９】
これによって、Ｘ方向に沿って、１．５ｍｍ間隔おきに窪み４が形成され、もって１列目の窪み群が形成される。このとき、各窪み４の幅の最大寸法はほぼ６００ミクロンであった。
上記のように１列の窪み群を形成する度に、レーザ光の照射位置をＹ方向に２ｍｍずらして、上記の条件下でレーザ照射を行う。これを、順次繰り返すことにより、図５に示すように、御影石１の表面全体に多数の窪み４を設けた。
【００３０】
上記のようにして滑り防止加工を施した本磨き仕上げ御影石を、数枚用意して床に敷設した。比較のために、上記滑り防止加工を施していない本磨き仕上げのままの御影石について、別途数枚用意して床に敷設した。
そして、２つの床について、同じ条件下で、雨ぬれ、または油ぬれの状態を再現し、滑り具合について実験的に調べたところ、本願発明に基づき滑り防止加工を施した床は、滑り防止加工を施していない床に比べて大幅に滑り難くなっていた。
【００３１】
また、両方の床について、１〜１．５ｍの高さ（人間の目の位置の高さ）から垂直下方または斜め下方に向けて肉眼で見た場合の光沢度を調べたところ、本磨き仕上げのままの床面の光沢度と、レーザ加工を施し窪みを設けた床面との光沢度との間に差が見られなかった。
すなわち、本願発明に基づく滑り防止加工は、床材表面の光沢度を損なわないまま滑り止め効果を得ることができることが分かった。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明を採用すると、床材表面の光沢度を損なうことなく滑り防止効果を付与することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく第１実施形態に係る滑り防止加工を説明するための図である。
【図２】水膜を形成しない場合の問題を説明する図である。
【図３】実施例における窪み形成を説明する図である。
【図４】実施例におけるレーザパルスの波形を示す図である。
【図５】実施例における窪みを形成した状態を説明する図である。
【符号の説明】
１    基材
２    水膜（冷却剤）
３    レーザ光
４    窪み
【図１】
0004107565.tif 000003
【図２】
0004107565.tif 000004
【図３】
0004107565.tif 000005
【図４】
0004107565.tif 000006
【図５】
0004107565.tif 000007