JP3225844B2

JP3225844B2 - 金属溶射木材及びその製法

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Publication number: JP3225844B2
Application number: JP21633596A
Authority: JP
Inventors: 慶一村松
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1996-08-16
Filing date: 1996-08-16
Publication date: 2001-11-05
Anticipated expiration: 2016-08-16
Also published as: JPH1060616A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は木質基材表面に金属
溶射膜が設けられた金属溶射木材及びその製法に関し、
木質基材表面に水酸化ナトリウム水溶液または水酸化カ
リウム水溶液により疎性化処理を施し、さらにこの疎性
化された面に金属溶射膜を設けることにより、金属溶射
膜の木質基材に対する密着性を向上させたものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、木材表面にアルミニウムなど
の金属を溶射して金属溶射膜を設け、木材の耐火性、耐
風化性を改善し、独特のメタリックな外観を与えること
が行われている。しかしながら、このような金属溶射木
材にあっては、金属溶射膜表面が製法上必然的に微妙な
凹凸面となって艶消し状態で仕上ることになる。従っ
て、光沢仕上げが要求される場合には、この金属溶射膜
表面をバフ研磨などによって研磨し、光沢仕上げとせね
ばならない。ところが、金属溶射膜と木材との密着性が
不十分であるため、研磨作業時に金属溶射膜が摩擦力を
受けて剥離してしまうという問題があり、光沢面を得る
ことが困難であった。また、金属溶射膜の密着性が不十
分であるため、通常の使用に際しても金属溶射膜が剥離
しやすく、耐久性が悪かった。

【０００３】そこで、本願出願人は、金属溶射膜の木質
基材に対する密着性を向上させるために、特願昭６０−
２９５３８０号（特公平６−２３９１号）において特許
出願を行っている。図４は、この特願昭６０−２９５３
８０号の金属溶射木材の一例を示す概略断面図である。
この金属溶射木材２０は、木質基材２１と金属溶射膜２
３との間にプライマとして合成樹脂膜２２を介在させた
ものである。また、金属溶射膜の木質基材に対する密着
性を向上させた他の金属溶射木材としては、特公平３−
１７８９８号の金属溶射木材があり、前述の特願昭６０
−２９５３８０号の金属溶射木材と異るところは、合成
樹脂膜２２中にセラミックス粒子が混入されている点で
ある。

【０００４】これらの金属溶射木材の製造方法として
は、まず、木質基材２１の表面を４０〜１８０番手の研
磨紙あるいは砂吹き機を用いて研削して物理的な凹凸を
形成したのち、必要によりセラミックス粒子が添加され
た熱可塑性樹脂液または熱硬化性樹脂液を塗布、乾燥し
て合成樹脂膜２２を形成し、ついでこの合成樹脂膜２２
上にアーク溶射装置を用いて金属ワイヤーを溶射して金
属溶射膜２３を形成することにより金属溶射木材を製造
していた。ここでの木質基材２１としては、スギ，ヒノ
キ，マツ，ナラ，アガチス，スプルースなどの天然木ム
ク材や、合板が使用されていた。上記熱可塑性樹脂液し
ては、アクリル樹脂，酢酸ビニル樹脂などの有機溶剤溶
液やエマルジョンなどが使用されており、また、熱硬化
性樹脂液としては、メラミン樹脂，エポキシ樹脂，ポリ
ウレタン樹脂などの未硬化樹脂液やこれを有機溶剤で希
釈した樹脂溶液などが使用されていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の金
属溶射木材においては、木質基材と金属溶射膜との間に
合成樹脂膜を介在させても、木質基材が特に天然木ムク
材である場合、金属溶射膜の天然木ムク材に対する密着
性において不満があった。また、従来の金属溶射木材を
製造する際には、前述したように木質基材の表面に樹脂
液を塗布する前に、木質基材表面の研削等を行って木質
基材の調整を行う必要があるため、砂吹き機等の特殊な
装置を要するうえ樹脂液の塗布後の乾燥に時間がかか
り、その結果、製造時間が長くなるうえ、コストがかか
ってしまうという問題があった。さらに、前記樹脂液は
使用可能時間に制限がある（使用可能時間が短い）ため
製造作業が煩雑となってしまう。また、研磨紙あるいは
砂吹き機を用いて研削して物理的な凹凸を木質基材の表
面に形成すると、木質基材の変形が大きく、微細な凹凸
を形成しにくく、金属溶射膜の木質基材に対する密着性
に不満があった。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、製造時間の短縮ならびにコストの低減が可能で、し
かも金属溶射膜の木質基材に対する密着性が優れた金属
溶射木材とその製法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
木質基材表面に水酸化ナトリウム水溶液または水酸化カ
リウム水溶液により疎性化処理が施され、さらにこの疎
性化された面に金属溶射膜が設けられてなることを特徴
とする金属溶射木材を前記課題の解決手段とした。

【０００８】また、請求項２記載の発明は、木質基材表
面に水酸化ナトリウム水溶液または水酸化カリウム水溶
液を塗布、乾燥する疎性化処理工程と、この疎性化処理
工程により形成された疎性化された面に金属を溶射する
金属溶射工程とを少なくとも備えることを特徴とする金
属溶射木材の製法を前記課題の解決手段とした。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を更に理解しやすく
するため、実施形態について説明する。かかる実施形態
は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定
するものではなく、本発明の範囲で任意に変更可能であ
る。図１は、本発明の金属溶射木材の一実施形態を示す
断面図で、図中符号１は金属溶射木材である。この金属
溶射木材１は、木質基材２表面に水酸化ナトリウム水溶
液または水酸化カリウム水溶液により疎性化処理が施さ
れ、さらにこの疎性化された面２ａに金属溶射膜５が設
けられてなるものである。

【００１０】前記木質基材２は、この例では平板状であ
るがこれに限られず、任意の形状に加工されたものも使
用できる。木質基材２の種類は特に限定されず、天然木
ムク材、合板、化粧合板、パーティクルボード、ファイ
バーボードなどが用いられる。天然木としては、スギ，
ヒノキ，マツ，ブナ，ナラ，アガチス，マホガニー，セ
ン，スプルースなどの樹種が使用されるがこれに限られ
ることはなく、一般に木材中のヤニ成分が少ないものが
好ましい。また、この木質基材２は含水率１５％程度以
下に調整されたものを用いるのが好ましい。このような
木質基材２の表面、すなわち金属溶射膜５が設けられる
面には、疎性化処理が施されて微細な凹凸を有する面２
ａが形成されている。また、木質基材２の金属溶射膜５
が設けられる面には、前記疎性化処理により粗面が形成
されているので、前記疎性化された面２ａは粗面を有し
ている。

【００１１】前記疎性化処理は、木質基材２と金属溶射
膜５との密着性の向上を計るものであり、水酸化ナトリ
ウム水溶液または水酸化カリウム水溶液を木質基材２表
面に塗布、乾燥することによって木質基材２表面に疎性
化された面２ａを形成する処理である。さらに、この面
２ａ上には、金属が溶射されて金属溶射膜３が形成され
ている。

【００１２】金属溶射膜３は、その表面が微少な凹凸と
なって艶消し（マット）仕上げとなっており、金属に銅
を使えば赤銅色の、またアルミニウムや亜鉛を使えば銀
白色の溶射膜３が得られる。この金属溶射膜３と木質基
材２との界面は、微細な凹凸となって、金属溶射膜３と
木質基材２が相互に入り込んだ状態となっている。これ
は、木質基材２表面に、水酸化ナトリウム水溶液または
水酸化カリウム水溶液により疎性化処理が施されたこと
により、木質基材２表面のセルロースなどの有機物の一
部が分解されて、木質基材２表面に微細な凹凸を有する
面２ａが形成され、この面２ａ上に金属が溶射されてい
るからである。金属溶射膜３と木質基材２がこのように
微細な凹凸によって結合されることにより、結果的に金
属溶射膜３の木質基材２に対する密着性が格段に向上す
る。金属溶射膜３の厚さは、金属溶射木材の用途等に応
じて任意に決められるが、通常は密着性、経済性などの
点から５０〜２００μｍ程度の範囲とされる。

【００１３】次に、本発明の金属溶射木材の製法の一実
施形態について説明する。図２（ａ）〜（ｅ）は、図１
の金属溶射木材を製造する工程順に示す斜視図である。
図１に示したような金属溶射木材１を製造するには、ま
ず、図２（ａ）に示すように前述の木質基材２を用意す
る。この木質基材２は疎性化処理工程に送る前に熱風乾
燥器等を用いて含水率１５％程度以下、好ましくは含水
率１２％程度以下に調整しておくことが好ましい。木質
基材２の含水率が１５％を越えると、使用時の木材の収
縮が大きくなり、金属溶射膜の密着性悪化のため好まし
くない。ついで、図２（ｂ）に示すようにこの木質基材
２表面に水酸化ナトリウム水溶液または水酸化カリウム
水溶液を刷毛５などを用いて塗布した後、図２（ｃ）に
示すように塗布した水溶液の水分を乾燥する疎性化処理
工程を行うことにより、木質基材２表面に疎性化された
面２ａを形成する。

【００１４】ここで用いられる水酸化ナトリウム水溶液
や水酸化カリウムの濃度としては、１〜６％、好ましく
は４％程度の範囲のものが用いられる。水酸化ナトリウ
ム水溶液や水酸化カリウムの濃度が６％を越えると、濃
すぎて木材基材の変色、木材基材表面の強度低下のため
好ましくない。また、濃度が１％未満であると、淡すぎ
て目的とする効果が得られにくいため好ましくない。

【００１５】水酸化ナトリウム水溶液や水酸化カリウム
水溶液の塗布方法は、通常の刷毛塗り法以外に、スプレ
ー塗布、ロールコーター，フローコーター，シャワーコ
ーター，カーテンコーターなどのコーターを用いる方法
あるいは木質基材２の表面のみを浸漬する方法などが適
宜採用される。水酸化ナトリウム水溶液や水酸化カリウ
ム水溶液の塗布量は、５０〜１００ｇ／ｍ²程度が適当
である。水酸化ナトリウム水溶液や水酸化カリウム水溶
液の塗布量が１００ｇ／ｍ²を越えると、多過ぎて木質
基材の含水率が上昇するため好ましくない。また、塗布
量が５０ｇ／ｍ²未満であると、必要とされている微細
な凹凸を有する面や粗面の形成ができないため好ましく
ない。ここでの乾燥は、風乾、真空乾燥、加熱乾燥、赤
外線乾燥、高周波乾燥などの方法が適宜採用され、木質
基材２表面に塗布した水酸化ナトリウム水溶液や水酸化
カリウム水溶液の水分が揮散するまで行う。

【００１６】ついで、図２（ｄ）に示すように前述の疎
性化処理により形成された疎性化された面２ａに金属を
溶射する金属溶射工程を行うと、図１や図２（ｅ）に示
すような金属溶射木材１が得られる。金属溶射は、図２
（ｄ）に示したようなアーク溶射装置６を用いて行わ
れ、アーク中に銅，アルミニウム，亜鉛などのワイヤー
材を高速の溶融状態で木質基材２の疎性化された面２ａ
上に吹き付けることにより行われる。なお、金属溶射
は、ワイヤー材以外に金属粉末を溶融して吹き付ける粉
末式によっても行われる。また、実際の作業にあたって
は、ＪｌＳ−Ｈ−８３０１（アルミニウム溶射），Ｊｌ
Ｓ−Ｈ−９３０１（アルミニウム溶射作業標準），Ｊｌ
Ｓ−Ｈ−８３００（亜鉛溶射）、ＪｌＳ−Ｈ−９３００
（亜鉛溶射祖業標準）などを参照すると便利である。ま
た、金属溶射木材に光沢仕上げが要求される場合には、
さらに得られた金属溶射木材１の金属溶射膜３表面をサ
ンダーやバフ研磨などによって研磨し、光沢仕上げす
る。このとき金属溶射膜３は木質基材２に強固に密着し
ているので、摩擦力を受けて剥離することが殆どない。

【００１７】この実施形態の金属溶射木材１にあって
は、木質基材２表面に水酸化ナトリウム水溶液または水
酸化カリウム水溶液により疎性化処理が施されたことに
より、木質基材２表面に微細な凹凸を有する面２ａが形
成され、さらにこの微細な凹凸を有する面２ａに金属が
溶射されて金属溶射膜３が設けられたことにより、この
金属溶射膜３と木質基材２との界面が微細な凹凸となっ
て、金属溶射膜３と木質基材２が相互に入り込んだ状態
となり、金属溶射膜３の木質基材２に対する密着力が極
めて高いものになる。さらに、水酸化ナトリウム水溶液
または水酸化カリウムによる疎性化処理は、木質基材２
の変形が軽微で済み、木質基材２の表面に微細な凹凸を
形成することができ、また、表面ムラが発生しにくいの
で、金属溶射膜３の木質基材２に対する密着性が優れ
る。従って、この実施形態の金属溶射木材１は、通常の
使用において金属溶射膜３が簡単に剥離するような不都
合がなく、耐久性に富むものとなる。また、表面を光沢
仕上げとする場合も研摩によって金属溶射膜３が剥離す
ることがなく、安心して研摩作業が行え、かつ良好な光
沢面を得ることができる。

【００１８】また、この実施形態の金属溶射木材１にあ
っては、従来の金属溶射木材のように木質基材と金属溶
射膜との間に合成樹脂膜を介在させないので、その製造
の際には砂吹き機等の特殊な装置が不要であるうえ合成
樹脂膜形成用樹脂液の塗布後の乾燥工程も不要であり、
また、水酸化ナトリウム水溶液または水酸化カリウムの
塗布後の乾燥は短時間で済み、さらに、疎性化処理に用
いられる水酸化ナトリウム水溶液や水酸化カリウム水溶
液は、使用可能時間に制限がない（使用可能時間が長
い）ので製造作業が煩雑となることがなく、従って製造
時間の短縮ならびにコストの低減が可能である。

【００１９】実施形態の金属溶射木材の製法にあって
は、木質基材２表面に水酸化ナトリウム水溶液または水
酸化カリウム水溶液を塗布、乾燥する疎性化処理工程
と、この疎性化処理により形成された疎性化された面２
ａに金属を溶射する金属溶射工程とを少なくとも備える
ようにしたことにより、製造時間が長くなることやコス
ト高となることを改善でき、しかも容易に図１に示した
ような実施形態の金属溶射木材１を製造することができ
る。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を、実施例および比較例によ
り、具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみ
に限定されるものではない。（実施例１）木質基材としてアガチスの板材（１０ｍｍ
×２００ｍｍ×２００ｍｍ）を用い、このアガチスの板
材を熱風乾燥器を用いて含水率１０％に調整した後、板
材の表面に４％ＮａＯＨ水溶液を７０ｇ／ｍ²の塗布量
で刷毛を用いて塗布した後、ＮａＯＨ水溶液の水分を風
乾（雰囲気温度６０℃、３０分）して乾燥し、アガチス
の板材の表面に微細な凹凸を有する面を形成した。つい
で、形成された微細な凹凸を有する面上にアーク溶射装
置を用い、電流７０〜１００Ａ、電圧３０Ｖ、空気圧
０．５ＭＰａ、溶射距離約３０ｃｍで、アルミニウムワ
イヤーを溶射し、厚さ１００μｍのアルミニウム溶射膜
を設けて、アルミニウム溶射木材を得た。

【００２１】次に、実施例１で得られたアルミニウム溶
射木材のアルミニウム溶射膜の板材に対する密着性につ
いて試験した。ここでの密着性の試験は、アルミニウム
溶射膜に１ｍｍ間隔で縦横に切り目を入れてごばん目を
１００個つくり、この上からセロハン粘着テープを貼っ
た後、引き剥してアルミニウム溶射膜の剥離試験を実施
したところ、アルミニウム溶射膜の残存率は図３（ａ）
に示すように１００／１００（Ｎ＝５）であり、セロハ
ン粘着テープに取られるものはなく、極めて優れた密着
性を示した。

【００２２】（実施例２）４％ＮａＯＨ水溶液に代えて
４％ＫＯＨを用いた以外は前記実施例１と同様にしてア
ルミニウム溶射木材を得た。この実施例２で得られたア
ルミニウム溶射木材のアルミニウム溶射膜の板材（木質
基材）に対する密着性の試験を前述の剥離試験と同様に
して行ったところ、実施例１と同様にアルミニウム溶射
膜の残存率は１００／１００（Ｎ＝５）であり、極めて
優れた密着性を示した。

【００２３】（比較例１）４％ＮａＯＨ水溶液を板材に
塗布、乾燥する疎性化処理を施さない以外は実施例１と
同様にしてアルミニウム溶射木材を得た。この比較例１
で得られたアルミニウム溶射木材のアルミニウム溶射膜
の板材（木質基材）に対する密着性の試験を前述の剥離
試験と同様にして行ったところ、アルミニウム溶射膜の
残存率は図３（ｂ）に示すように３０／１００〜７０／
１００（Ｎ＝５）であり、密着性は著しく悪かった。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の金属
溶射木材は、前述の構成としたことにより、金属溶射膜
と木質基材との界面が微細な凹凸となって、金属溶射膜
と木質基材が相互に入り込んだ状態となり、金属溶射膜
の木質基材に対する密着力が極めて高くなる。さらに、
水酸化ナトリウム水溶液または水酸化カリウムによる疎
性化処理は、木質基材の変形が軽微で済み、木質基材の
表面に微細な凹凸を形成することができ、また、表面ム
ラが発生しにくいので、金属溶射膜の木質基材に対する
密着性が優れる。従って、この本発明の金属溶射木材
は、通常の使用において金属溶射膜が簡単に剥離するよ
うな不都合がなく、耐久性に富むものとなる。また、表
面を光沢仕上げとする場合も研摩によって金属溶射膜が
剥離することがなく、安心して研摩作業が行え、かつ良
好な光沢面を得ることができる。

【００２５】また、本発明の金属溶射木材にあっては、
従来の金属溶射木材のように木質基材と金属溶射膜との
間に合成樹脂膜を介在させないので、その製造の際には
砂吹き機等の特殊な装置が不要であるうえ合成樹脂膜形
成用樹脂液の塗布後の乾燥工程も不要であり、また、水
酸化ナトリウム水溶液または水酸化カリウムの塗布後の
乾燥は短時間で済み、さらに、疎性化処理に用いられる
水酸化ナトリウム水溶液や水酸化カリウム水溶液は、使
用可能時間に制限がない（使用可能時間が長い）ので製
造作業が煩雑となることがなく、従って製造時間の短縮
ならびにコストの低減が可能である。また、請求項２記
載の金属溶射木材の製法は、前述の構成としたことによ
り、製造時間が長くなることやコスト高となることを改
善でき、しかも容易に本発明の金属溶射木材を製造する
ことができる。

【００２６】なお、本発明の望ましい実施の態様として
は、次に記載したような構成要件を設定したときに、発
明の効果を特に得ることができる。１．請求項２の金属溶射木材の製法において、木質基材
表面に疎性化処理を施す前に木質基材の含水率を１５％
程度以下に調整することを特徴とする金属溶射木材の製
法。２．請求項２の金属溶射木材の製法において、金属溶射
工程により形成された金属溶射膜表面を研磨して光沢仕
上げする工程を備えることを特徴とする金属溶射木材の
製法。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の金属溶射木材の一実施形態を示す概
略断面図である。

【図２】本発明の金属溶射木材の製法の一実施形態を
工程順に示した斜視図である。

【図３】実施例１、比較例１でそれぞれ得られたアル
ミニウム溶射木材のアルミニウム溶射膜の木質基材に対
する密着性の試験を行った結果を示すグラフである。

【図４】従来の金属溶射木材の一例を示す概略断面図
である。

【符号の説明】

１・・・金属溶射木材、２・・・木質基材、２ａ・・・面、３・・・
金属溶射膜、５・・・刷毛、６・・・アーク溶射装置。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】木質基材表面に水酸化ナトリウム水溶液
または水酸化カリウム水溶液により疎性化処理が施さ
れ、さらにこの疎性化された面に金属溶射膜が設けられ
てなることを特徴とする金属溶射木材。
【請求項２】木質基材表面に水酸化ナトリウム水溶液
または水酸化カリウム水溶液を塗布、乾燥する疎性化処
理工程と、この疎性化処理工程により形成された疎性化
された面に金属を溶射する金属溶射工程とを少なくとも
備えることを特徴とする金属溶射木材の製法。