JPH09291678A - 外観の均質性の良好な建築内・外装用押出形材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】建築内・外装用アルミニウム合金押出形材にお
いて、帯状筋模様の発生を防止し、帯状筋模様を軽減す
るための表面処理を行うことなく外観表面の均質性が良
好な材料を得る。 【解決手段】押出形材表面の少なくとも外観の均質性が
要求される部分に、押出形材の押出方向に連続し、かつ
押出方向に対し直角方向に並列する多数の微細溝が形成
され、該微細溝の溝の深さが０．００５〜０．１ｍｍ、
幅が０．０５〜１．０ｍｍであり、更に相隣る微細溝の
間隔が１ｍｍ以下であることを特徴とする外観の均質性
の良好な建築内・外装用押出形材である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】建築内・外装用押出形材に関
する。

【従来の技術】

【０００２】アルミニウム合金は押出性が良好で、耐食
性が優れ、耐食性は表面処理を施すことにより一層改善
され、メンテナンス作業を行わなくても長期間の使用に
耐えるため広く建築内・外装用押出形材として使用され
ている。ここで建築内・外装用押形出材とは建築物に使
用して特に外面の美観が要求されるスパンドレル用材
料、サッシ用材料を含む。通常、押出材には押出時に材
料とダイスとが摩擦することによってダイスマークと呼
ばれる筋模様が押出材表面に現れるがこのようなダイス
マークが表面に一様に現れる場合はこの筋模様は押出材
に不可避なものとして容認される。このような一様なダ
イスマークとは異なって、押出形材の表面には図１に示
すように、一般にストリークと呼ばれる不規則な幅と長
さをもつ光沢ムラがしばしば現れる。このような光沢ム
ラを呈する帯状筋模様は外観の均質性を損なうため表面
外観不良として忌避される。しかし、この帯状筋模様の
発生原因を、詳しく特定することは現状では困難で多く
の原因が錯綜して発生するものと云われている。建築内
・外装用押出形材は材料製造業者にて素材の押出を行
い、建材製造業者に納入されるが、この帯状筋模様の許
容限度は建材製造業者の示す限度見本と対比して選別を
行っている。また、材料製造業者において表面処理を行
い、半製品を製造する場合も同様に、需要家との協議に
よる限度見本によっている。しかし、押出形材の外観の
均質一様性が厳しく要求される建築内・外装用材料の場
合は著しく歩留を犠牲にしなければならないと云う問題
を抱えている。

【発明が解決しようとする課題】

【０００３】建築内・外装用アルミニウム押出形材はア
ルミニウム合金ビレットを熱間押出機を用い、押出機に
装着した押出ダイスを通過させて所要の形状に押出して
得られる。帯状筋模様は押出ダイス通過直後に既にその
発生が認められる。帯状筋模様の発生状況の例を模型図
で図１に示す。規則的に現れ易いものには、図１（Ａ）
に示すように形材形状が複雑で組立或いは補強のための
ウエブ１を有する場合ではウエブ位置に関係する反対面
に光沢ムラとして発生する帯状筋模様があり、また、サ
ッシ材等では図１（Ｂ）に示すように内側にネジ穴部２
を設けた反対側の外表面に光沢ムラをもつ帯状筋模様が
しばしば現れ問題となる。これらの帯状筋模様は押出ダ
イスを通過するメタルフローの不均一性が表面の光沢の
差異になって現れたものと解されている。形材が比較的
幅の広いフラットな面で構成されているスパンドレル材
のような場合には、図１（Ｃ）に示すように帯状の筋模
様が断続的に不規則に変化して現れ、光沢ムラを呈する
場合もある。この場合は押出ダイスに形成される酸化物
のビルトアップ及びダイス押出面の研磨面粗度等の仕上
げ状態が影響しているといわれている。これらの因子が
複雑に影響して、更にビッレトの組織状態、押出条件に
よって帯状筋模様の発生状況は変化する。このように現
状ではこの帯状筋模様を完全に防止することは殆ど不可
能である。建築内・外装用材の多くはクリヤー塗装、硫
酸浴によるアルマイト処理、二次電解法による着色処
理、更にはアルマイト処理後クリヤー塗装等の表面処理
が行われるが、これらの表面処理により形成される皮膜
は透明であるため帯状筋模様を隠蔽することは出来ず帯
状筋模様の発生は表面処理材においても大きな問題とな
っている。

【０００４】従って、この帯状筋模様による外観品質の
低下を軽減するために、押出形材の表面に軽度の苛性エ
ッチングを施すか或いはショットブラスティング、ホー
ニング等の表面加工を行って帯状筋模様による表面光沢
のムラを軽減して外観の不均質性を多少なりとも改善し
ようとする方法が採用されている。しかし、このような
方法は製造工程の増加をもたらし製造原価を高くする一
因になっている。このため押出の侭で外観表面の帯状筋
模様の発生がない建築内・外装用押出形材の製造を可能
にすることが長年の課題とされてきた。

【０００５】

【発明を解決するための手段】本発明者等は押出材に現
れる帯状筋模様による表面の不均質状態を改善する目的
で、この帯状筋模様の発生状況及びこれによる表面不均
質性の改善の方法について詳細に調査、検討して本発明
の完成に至ったものである。即ち、押出材に化学的或い
は機械的表面処理工程を施すことなく、この帯状筋模様
の原因となる光沢ムラの発生を防止し押出形材の表面状
態を均質、一様化し美観を向上させるための表面の改善
方法について種々の検討を行った結果得られたものであ
る。

【０００６】本発明の第１は、押出形材表面の少なくと
も外観の均質性が要求される部分に、押出形材の押出方
向に連続し、かつ押出方向に対し直角方向に並列する多
数の微細溝が形成され、該微細溝の溝の深さが０．００
５〜０．１ｍｍ、幅が０．０５〜１．０ｍｍであり、更
に相隣る微細溝の間隔が１ｍｍ以下であることを特徴と
する外観の均質性の良好な建築内・外装用押出形材であ
る。

【０００７】本発明の第２は、上記第２の発明に記載の
微細溝の断面形状が三角形、四角形、逆台形、半円形、
或いは半楕円形の内の何れかであることを特徴とする外
観の均質性の良好な建築内・外装用押出形材である。

【０００８】

【発明の実施の形態】押出したままの状態の押出形材は
押出ダイスと材料の摩擦によって生じる不可避的な微細
な筋のダイスマークで覆われる半光沢状態の金属光沢を
有している。帯状筋模様の部分も同様な微細な筋に覆わ
れており、表面粗度計により計測しても顕著な粗度の差
は検出できない程度のものであるが、光線の反射光に対
して光沢差を生じる程度の極く微細な凹凸の差によって
光沢ムラが生じているものと考えられる。

【０００９】本発明は、光沢ムラの原因となる光の反射
を一様にするため押出形材表面が特定の形状をもつこと
なく、目視による外観上は平滑的な面と見なし得るよう
に微細溝をつけることによって、この微細溝が光の乱反
射を助けて光沢ムラの防止を可能にすることを見出し
た。押出形材面上に微細溝を形成させるためには、押出
ダイスのベアリング部に押出方向に平行に多数の微細溝
からなる凹凸形状の加工を施した押出ダイスを用いて押
出を行う。この押出ベアリング部の微細溝形状が押出形
材表面に転写され表面に微細溝を有する押出形材が得ら
れる。

【００１０】押出ダイスのベアリング部に微細溝を設け
ることにより、通常の平滑表面をもつダイスベアリング
に比しベアリング部に成長する酸化物のビルトアップ等
の押出方向に対し直角方向の連続性がなくなり、帯状筋
模様の幅自体が著しく減少するという効果をもたらす。
従って、このように押出形材の表面に微細な溝状の凹凸
を設けることにより、形材表面の光線の乱反射を助ける
物理的作用と同時に、押出形材表面の酸化膜付着の厚薄
の差等の組織的欠陥に起因する光沢ムラの防止の作用も
生じて、帯状筋模様の防止に顕著な効果が得られる。

【００１１】次に、押出形材表面に設ける微細溝の形状
の限定理由について述べる。微細溝の形状について、溝
深さ、溝幅、溝間隔の定義を形材表面部分の断面拡大図
によって図２に例示した。建築内・外装用押出材は建築
物に使用されるとき、特に意識して詳しく観察するので
なければ通常２０〜３０ｃｍ以上の距離を置いて人目に
触れる。建築内・外装用押出材が平滑表面としてデザイ
ンされる時は表面が凹凸をもっていると云う印象を与え
ることを避けたい。そのために微細溝の深さを０．２ｍ
ｍ以下とした。また、微細溝の深さが０．００５ｍｍ未
満では形材表面が平滑になり過ぎて、微細凹凸を設けて
帯状筋模様を防止するという効果が得られなくなる。従
って、溝の深さは０．００５〜０．２ｍｍとする。

【００１２】次に微細溝の溝幅を０．０５〜１．０ｍｍ
としたのは、０．０５ｍｍ未満では凹凸による帯状筋模
様の防止効果が十分得られないだけでなく、押出ダイス
ベアリングへの安定した微細溝の加工が困難になり経済
的でないためである。微細溝の幅を１．０ｍｍを越える
場合は溝の凹凸の模様が強調され、縞状模様が顕著とな
り、平滑的な外観が損なわれるからである。

【００１３】押出材の表面に形成する微細溝の間隔は１
ｍｍ以下とする。ここで、個々の溝の間隔とは、図２に
例示するように隣接する溝間の距離、即ち溝間に存在す
る平面状の部分を指す。溝の間隔が１．０ｍｍを越える
と相隣る溝の間の部分は通常の押出形材の場合の平面部
と同様になり、この部分に帯状筋模様の発生が懸念さ
れ、溝の間隔に相当する幅の光沢ムラが発生し外観の均
質性が損なわれる恐れがあるからである。第二の発明に
おいて、微細溝の断面形状を三角形、四角形、逆台形、
半円或いは半楕円形としたのは何れの形状であっても同
様の帯状筋模様防止の顕著な効果が得られるからで、従
って、ダイス表面への溝形状の加工が容易なものを選択
すればよい。ただし、溝形状が溝の底部よりも上部表面
での開口部が狭くなっているものは、後の取付使用中の
汚れ付着後に内・外装材の清掃等を行う場合、付着した
塵埃を十分に除去しきれないことにより、微細溝の存在
が経時的に強調されるようになり、平滑的なデザイン上
の特徴が失われるので好ましくない。

【００１４】

【実施例】本発明の実施例について述べる。 （実施例１） 実施例に使用した建築内・外装用押出形
材の形状の３例を断面図で図３に示す。本発明例とし
て、ワイヤー放電加工機を用いて、押出ダイスベアリン
グ表面の内、押出形材の外観面（図３で点線を付した
面）に対応する部分に微細な凹凸を加工した。この押出
ダイスを用いて図３に示す３種類の建築内・外装用押出
形材を作製した。得られた押出形材の断面形状の概要を
図３の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示し、微細溝の詳細を
拡大部分断面図として各々の図の下部に併記した。図３
に示す通り、いずれの押出形材も三角形の凹凸の微細溝
をもち、図３（Ａ）の場合は谷部の深さは０．０５ｍ
ｍ、谷部の底部および頂部の形状は曲率半径０．１５ｍ
ｍ、微細溝の幅は０．５ｍｍ、個々の溝の間隔は０とし
た。図３（Ｂ）は段状の形状を有する形材の場合で形材
表面のうち、外観の均質性が重要視される面に溝深さ
０．１ｍｍ、溝幅１ｍｍ、溝間隔０として微細溝を形材
表面に設けた例である。図３（Ｃ）は曲面をもつ押出形
材の例で、外観上重要な曲面のみに、溝深さ０．５ｍ
ｍ、溝幅０．５ｍｍ、溝間隔０ｍｍの微細溝を設けた例
である。従来の方法によって押出を行った場合は以上の
何れの形材も顕著な帯状筋模様の発生があるが、微細溝
を表面に附加した本発明の実施例では帯状筋模様の発生
は認められず均質な外観を呈し、更に３０ｃｍ程度から
の距離から観察して微細な凹凸を認識することはなく、
平滑な押出形材面として評価できるものであった。更
に、得られた押出形材に通常の方法により硫酸アルマイ
ト処理或いは二次電化着色法による着色アルマイト処理
を行ったが光沢ムラについての評価は押出のままの状態
で行った評価とは変化が認められなかった。

【００１５】（実施例２）次に、図１に示した押出形材
について、表１に示す条件で微細溝の形状を変化させて
押出形材の外観を比較した。微細溝の寸法が本発明の範
囲内である本発明の実施例Ｎｏ．１〜１４にはに帯状筋
模様の発生が認められず、平滑感のある均質性の良好な
外観を呈した。微細溝の寸法が本発明の範囲外である比
較例Ｎｏ．２０〜２３は形材表面の凹凸が明瞭になるこ
とにより、縞模様が目に付き平滑感のある表面が得られ
なかった。これに対し、通常の方法によって得られた押
出形材（従来例Ｎｏ．３１〜３３）では帯状筋模様の発
生が認められた。

【００１６】

【表１】

【００１７】

【発明の効果】以上の実施例かも明らかなように、本発
明によれば、建築内・外装用押出形材において、帯状筋
模様の発生が防止でき、外観表面の均質性が著しく改善
することが出来ると共に、厳しく表面の均質性が要求さ
れる建築内・外装用材料の製造において歩留も大きく改
善することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来法により押出形材表面に現れた帯状筋模様
の説明図である。

【図２】本発明の微細溝の代表形状による微細溝の形状
・寸法の定義の説明図である。

【図３】本発明の実施例に使用した押出形材の断面形状
図と微細溝の拡大断面部分図である。

【符号の説明】

１ ウエブ ２ ネジ穴

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】押出形材表面の少なくとも外観の均質性が
   要求される部分に、押出形材の押出方向に連続し、かつ
   押出方向に対し直角方向に並列する多数の微細溝が形成
   され、該微細溝の溝の深さが０．００５〜０．１ｍｍ、
   幅が０．０５〜１．０ｍｍであり、更に相隣る微細溝の
   間隔が１ｍｍ以下であることを特徴とする外観の均質性
   の良好な建築内・外装用押出形材。
2. 【請求項２】請求項１に記載の微細溝の断面形状が三角
   形、四角形、逆台形、半円形、或いは半楕円形の内の何
   れかであることを特徴とする外観の均質性の良好な建築
   内・外装用押出形材。