JPWO2020090744A1 - 材料の製造方法 - Google Patents

Abstract

基材の表面上にブラスト転写材を配置する第１の工程と、前記基材の前記表面に対して、前記ブラスト転写材を介してブラスト処理を行う第２の工程と、を有し、前記ブラスト転写材は、密度、厚さ、硬度のうちの一つ以上が不均一である、材料の製造方法。

Description

本発明は、材料の製造方法に関する。詳しくは、凹凸などの模様を有する材料に関し、さらに詳しくは、木目調などの自然由来の質感を有する意匠材に関する。
本願は、２０１８年１０月３０日に、日本に出願された特願２０１８−２０３９８４号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

建物の内外装に使用される仕上げ材や、自動車等の輸送機器の内装材には、場合に応じて高い意匠性が求められる。木目調や自然素材の風合いを有する材料は、それ自体が外観に優れるとともに、周囲との調和が容易なことから、上記の用途においても比較的頻繁に利用されている。

このような木目調の風合いを金属材料において再現する試みがいくつか知られている。例えば、特許文献１には、金属材料の表面を切削して木目調の筋溝模様を形成し、その表面を塗装した金属材料の製造方法が提案されている。また、特許文献２には、ステンレス帯鋼を模様づけたワークロールにより圧延転写して得られる、凸部が鏡面仕上げ面であり、凹部が梨地仕上げ面である、木目模様のステンレス化粧版が提案されている。

また、ステンレス鋼で構成された表面凹凸を有する部材の製造方法として、特許文献３には、出発部材にマスキング材を貼付し、ブラスト処理を行う方法が開示されている。

特開２００４−３３８１５３号公報 実開昭５５−６７９００号公報 特開２０１８−２８１４２号公報

しかしながら、木材の木目や、自然素材に存在する模様には、明確な輪郭のみならず、はっきりとした境界のないぼやけた領域も多く存在する。特許文献１〜３に記載される方法では、明確な輪郭、凹凸を形成することができる一方、このようなぼやけた領域を形成することはできない。そして、従来、このようなぼやけた領域を金属板等の基材の表面に表現する方法は知られていない。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、はっきりとした境界のない自然なぼやけた領域を形成可能であり、素材に由来する模様を表現することの可能な材料の製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明者が鋭意検討した結果、材料とする基材上にツキ板や繊維シート等のマスキング材を配置し、この上からブラスト処理を行うことにより、これらのマスキング材が有する模様を十分に反映した模様を基材に形成できることを見出し、さらに検討した結果、本発明に至った。
なお、ここでいうマスキング材とは、基材の保護を目的とするものではなく、ブラスト処理によりマスキング材由来の模様を基材に転写することを目的として用いられるものであり、本明細書においては、以下「ブラスト転写材」という。

上記知見に基づき完成された本発明の要旨は、以下の通りである。
（１）
基材の表面上にブラスト転写材を配置する第１の工程と、
前記基材の前記表面に対して、前記ブラスト転写材を介してブラスト処理を行う第２の工程と、を有し、
前記ブラスト転写材は、密度、厚さ、硬度のうちの一つ以上が不均一である、材料の製造方法。
（２）
前記第２の工程の後に、前記ブラスト転写材を除去する工程を有する、（１）に記載の材料の製造方法。
（３）
前記ブラスト転写材は、ツキ板、繊維シートのうちいずれか一方または両方である、（１）または（２）に記載の材料の製造方法。
（４）
前記繊維シートが、布または和紙である、（３）に記載の材料の製造方法。
（５）
前記基材が、ガラス材、セラミック材、樹脂材、コンクリート、石材、グラファイト、布、紙材、木材、木質材料、皮革材または金属材である、（１）〜（４）に記載の材料の製造方法。
（６）
前記基材が、チタン材、ステンレス材、アルミニウム材の何れかの金属材である、（５）に記載の材料の製造方法。
（７）
前記ブラスト処理において、平均粒径が５０μｍ以上１０００μｍ以下の投射材が用いられる、（６）に記載の材料の製造方法。
（８）
前記ブラスト処理における投射圧が、０．２０ＭＰａ以上０．８０ＭＰａ以下である、（６）または（７）に記載の材料の製造方法。
（９）
前記ブラスト転写材の厚みが、０．１０ｍｍ以上１．００ｍｍ以下である、（６）〜（８）のいずれか一項に記載の材料の製造方法。
（１０）
前記基材が、チタン材であり、前記第１の工程に先立ち、前記チタン材を真空焼鈍するまたは酸洗する工程を有する、（６〜（９）に記載の材料の製造方法。
（１１）
前記材料が、家電筐体用材料、情報機器筐体用材料、住宅機器用材料、時計用材料、装飾品用材料、看板用材料、表札用材料、標識用材料、文房具用材料、器物用材料、住宅内家具用材料、造作家具用材料、建築用仕上げ材または輸送機器用材料である、（１）〜（１０）のいずれか一項に記載の材料の製造方法。

以上説明したように本発明によれば、はっきりとした境界のない自然なぼやけた領域を形成可能であり、素材に由来する模様を表現することの可能な材料の製造方法を提供することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る材料の製造方法の流れを説明するための模式図である。 模様が形成される過程を説明するための模式図である。 境界のないぼやけた領域が形成される過程を説明するための模式図である。 境界のないぼやけた領域を示す説明模式図である。 実施例１の材料の写真である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る材料の製造方法の流れを説明するための模式図である。本実施形態に係る材料の製造方法は、基材１０の表面上にブラスト転写材２０を配置する第１の工程と、基材１０の前記表面に対して、ブラスト転写材２０を介してブラスト処理を行う第２の工程と、を有している。ブラスト転写材２０は、基材１０の表面上を覆うことができるシート状であり、ブラスト転写材２０は、その面積全体において、密度、厚さ、硬度のうちの一つ以上が不均一である。例えば、ブラスト転写材２０の少なくとも一部分の領域は、密度が相対的に高く、少なくとも他の一部分の領域は、密度が相対的に低い。あるいは、例えば、ブラスト転写材２０の少なくとも一部分の領域は、厚さが相対的に厚く、少なくとも他の一部分の領域は、厚さが相対的に薄い。あるいは、例えば、ブラスト転写材２０の少なくとも一部分の領域は、硬度が相対的に高く、少なくとも他の一部分の領域は、硬度が相対的低い。そのようなブラスト転写材２０は、例えば、ツキ板および／または繊維シートである。また、本実施形態においては、材料の製造方法は、さらに、上記第１の工程に先立ち行われ、基材１０を準備する基材準備工程と、第２の工程後に行われる後処理工程と、を有する。以下、各工程について、詳細に説明する。

１．基材準備工程
本工程においては、まず、基材１０を準備する。
基材１０としては、特に限定されず、例えば、コンクリート、大理石や御影石等の石材、グラファイト、布、紙材、木材、木質材料、皮革材、めっき鋼材、銅材、チタン材、ステンレス材、アルミニウム材等の金属材、ガラス材、セラミック材、ならびに樹脂材等が挙げられる。

上述した中でも、耐食性、耐久性の観点から、基材１０は、好ましくはガラス材、樹脂材、石材または金属材である。より好ましくは、耐食性および成形性の観点から、アルミニウム材、ステンレス材またはチタン材である。特に、チタン材は過酷な腐食環境で良好
な耐食性を有しているため、基材として好適に用いられる。

基材１０に用いられるチタン材としては、純チタン又はチタン合金を用いることができる。なお、純チタン及びチタン合金を総称して「チタン」と称する。このようなチタン材として、例えば、工業用チタンを用いてもよい。基材１０に用いることのできる工業用チタンとしては、例えばＪＩＳ Ｈ ４６００：２０１２や、ＪＩＳ Ｈ ４６５０：２０１２に記載される各種工業用チタンが挙げられる。加工性が要求される場合は、不純物を低減したＪＩＳ１種（たとえば、ＪＩＳ Ｈ ４６００）の工業用純チタンが好適である。また、強度が必要とされる場合は、ＪＩＳ２種〜４種の工業用純チタンについても適用できる。チタン合金としては、例えば、耐食性を向上させるために、微量の貴金属系の元素（パラジウム、白金、ルテニウム等）を添加したＪＩＳ１１種から２３種や、比較的多くの添加元素を含むＪＩＳ６０種（例えばＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ系合金）、６０Ｅ種、６１種、６１Ｆ種、８０種等が挙げられる。

ただし、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ系合金のように、アルミニウムを多量に含有する場合、耐食性が劣化し、耐変色性に悪影響を及ぼす場合がある。そのため、基材１０としてのチタン合金の表面に酸化チタン層を形成する場合、予め、用途に対する合金元素の影響を調査し、基材１０に応じて、各層の組成、厚みを適宜調整することが推奨される。

あるいは、基材１０は、例えば、質量％で、
Ｎ：０％以上０．０５０％以下、
Ｃ：０％以上０．１０％以下、
Ｈ：０％以上０．０１５％以下、
Ｏ：０％以上０．３５％以下、および
Ｆｅ：０％以上０．５０％以下を含み、
残部がＴｉおよび不純物を含む、工業用純チタンであることができる。

さらに、基材１０は、例えば、質量％で、
Ａｌ：５．０％以上７．０％以下、
Ｖ：３．０％以上５．０％以下、
Ｃｏ：０．１０％以上１．０％以下、
Ｎｉ：０．１０％以上１．０％以下、
Ｐｄ：０．０１０％以上０．３０％以下、および
Ｒｕ：０．０１０％以上０．３０％以下、からなる群から選択される１種または２種以上を含み、
Ｎ：０％以上０．０５０％以下、
Ｃ：０％以上０．１０％以下、
Ｈ：０％以上０．０１５％以下、
Ｏ：０％以上０．３５％以下、および
Ｆｅ：０％以上０．５０％以下を含み、
残部がＴｉおよび不純物を含む、工業用チタン合金であることができる。

ここで、不純物は、添加の意図に関係なく、チタン中に存在し、得られる材料において本来存在する必要のない成分である。「不純物」なる用語は、チタンを工業的に製造する際に原料または製造環境などから混入する不純物を含む概念である。このような不純物は、本願発明の効果に悪影響を与えない量で含まれ得る。

また、不純物として、後述するブラスト処理に起因する投射材の残存物が、基材１０を用いて製造される材料１中に含まれてもよい。このようなブラスト処理に起因する不純物は、材料１の表面付近に存在し得る。例えば投射材がアルミナ粒子の場合２０原子％
未満のＡｌ、ＳｉＣ粒子の場合２０原子％未満のＳｉやＣが不純物として材料１の表面付近に存在し得る。

また、ステンレス材としては、特に限定されず、例えば、ＪＩＳ Ｇ ４３０５：２０１２に記載される各種オーステナイト系、オーステナイト・フェライト系、フェライト系、マルテンサイト系、析出硬化系ステンレス鋼を用いることができる。具体的には、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３２９Ｊ１、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ６３０等を基材１０として用いることができる。

また、アルミニウム材としては、特に限定されず、例えば、工業用純アルミニウムおよびアルミニウム合金を用いることができる。具体的には、工業用純アルミニウムとしては、ＪＩＳ Ｈ ４０００：２００６に記載されるＡ１０８５Ｐ、Ａ１０８０Ｐ、Ａ１０７０Ｐ、Ａ１０５０Ｐ、Ａ１１００Ｐ、Ａ１２００Ｐ、Ａ１Ｎ００Ｐ、Ａ１Ｎ３０Ｐ等が挙げられる。アルミニウム合金としては、ＪＩＳ Ｈ４０００：２００６に記載されるＡ２０１４Ｐ、Ａ２０１４ＰＣ、Ａ２０１７Ｐ、Ａ２２１９Ｐ、Ａ２０２４Ｐ、Ａ２０２４ＰＣ、Ａ３００３Ｐ、Ａ３１０３Ｐ、Ａ３２０３Ｐ、Ａ３００４Ｐ、Ａ３１０４Ｐ、Ａ３００５Ｐ、Ａ３１０５Ｐ、Ａ５００５Ｐ、Ａ５０５２Ｐ、Ａ５６５２Ｐ、Ａ５１５４Ｐ、Ａ５２５４Ｐ、Ａ５４５４Ｐ、Ａ５０８２Ｐ、Ａ５０８３Ｐ、Ａ５０８３ＰＳ、Ａ５０８６Ｐ、Ａ５Ｎ０１Ｐ、Ａ６０６１Ｐ、Ａ７０７５Ｐ、Ａ７０７５ＰＣ、Ａ７Ｎ０１Ｐ、Ａ８０２１Ｐ、Ａ８０７９Ｐ等が挙げられる。

また、めっき鋼材としては、例えば、アルミニウムめっき、亜鉛系めっき、合金化亜鉛めっきが施された各種めっき鋼材を用いることができる。亜鉛系めっきおよび合金化亜鉛めっきとしては、例えば、溶融Ｚｎめっき、合金化溶融Ｚｎめっき、溶融Ｚｎ−５５％Ａｌ−１．６％Ｓｉめっき、溶融Ｚｎ−１１％Ａｌめっき、溶融Ｚｎ−１１％Ａｌ−３％Ｍｇめっき、溶融Ｚｎ−６％Ａｌ−３％Ｍｇめっき、溶融Ｚｎ−１１％Ａｌ−３％Ｍｇ−０．２％Ｓｉめっき、電気Ｚｎめっき、電気Ｚｎ−Ｎｉめっき、電気Ｚｎ−Ｃｏめっきが挙げられる。また、アルミニウムめっきとしては、例えば、溶融アルミニウムめっき、溶融アルミニウムシリコン合金等が挙げられる。

銅材としても、特に限定されず、例えば、ＪＩＳ Ｈ ３１００：２０１２に記載される工業用銅および銅合金を用いることができる。銅材としては、具体的には、ＪＩＳ Ｈ
３１００：２０１２に記載されるＣ１０２０、Ｃ１１００、Ｃ１２０１、Ｃ１２２０、Ｃ１４４１、Ｃ１５１０、Ｃ１９２１、Ｃ１９４０、Ｃ２０５１、Ｃ２１００、Ｃ２２００、Ｃ２３００、Ｃ２４００、Ｃ２６００、Ｃ２６８０、Ｃ２７２０、Ｃ２８０１、Ｃ３７１０、Ｃ３７１３、Ｃ４２５０、Ｃ４４５０、Ｃ４６２１、Ｃ４６４０、Ｃ６１４０、Ｃ６１６１、Ｃ６２８０、Ｃ７０６０、Ｃ７１５０、Ｃ７２５０の合金番号で表される各種板および条等が挙げられる。

ガラス材としては、例えば、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス、クリスタルガラス等を用いることができる。
樹脂材としては、例えば、アクリル、ポリエチレン、ポリ塩化ビニール、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリテトラフルオロエチレン等を用いることができる。

木質材料としては、例えば、合板、集成材、パーティクルボードおよびファイバーボード等を用いることができる。
木材としては、特に限定されず、例えば、家具材、建築材料として使用可能な任意の樹種の木材を使用することができ、具体的には、杉、松、樫、楡、欅、楢、桐、檜、マホガニー、ウォールナット、チーク、紫檀、黒檀等を用いることができる。

グラファイトとしては、天然黒鉛および人造黒鉛のいずれも使用可能であり、また樹脂等を結着材料として結着されたこれらの塊状物も使用可能である。
紙材としては、例えば、板紙、塗工紙、特殊紙、雑種紙等の洋紙や各種和紙が挙げられる。なお、紙材を構成する紙材料については、特に限定されず、例えば、木材を代表とする公知の紙の各種原料であることができる。

セラミック材としては、例えば、陶磁器、石膏、セメント、アルミナ、ジルコニア等を用いることができる。
また、布としては、例えば、綿、麻、絹、羊毛などの天然繊維もしくはナイロン、ビニロン、ポリエステルなどの合成繊維または天然繊維および合成繊維の混合繊維による織布、不織布やゴム引布等を用いることができる。
皮革材としては、人工皮革、合成皮革等の人造皮革や、天然皮革を用いることができる。

また、基材１０の形状としては、特に限定されず、通常、板、コイル、条、管、棒線であるか、またはこれらが適宜加工された形状をなす。しかしながら、基材１０は、任意の形状、例えば球状、直方体状であってもよい。なお、本実施形態においては、これらを代表して、基材１０が板であるとして説明する。

また、上述した基材１０は、必要に応じて前処理が施されていてもよい。前処理としては、例えば、基材１０の表面の洗浄や、コーティング、陽極酸化等の各種表面処理や焼鈍処理等が挙げられる。

基材１０がチタン材である場合、第１の工程に先立ち、チタン材を真空焼鈍するまたは酸洗する工程を有することが好ましい。これにより、基材１０の表面付近に存在する炭化チタン（ＴｉＣ）の量を低減することができ、得られる材料１の耐変色性を向上させることができる。

基材１０としてのチタン材が、薄板形状である場合、同チタン材は冷間圧延によって所定の厚みまで圧延された後、焼鈍処理が施されている。大気中で焼純処理を施した場合は、酸洗によって酸化スケールを除去すればよい。一方で、真空中で焼鈍すると、焼鈍時に形成するスケール除去等の工程を省略することができる。後述する真空焼鈍に比べて、基材の加工性に制約を受ける（加工可能範囲が狭くなる）が焼鈍なし（冷延まま）でもよく、相変態によりβ組織化する温度、例えば、９００℃以上で１分以上保持する熱処理を施してもよい。これらの処理は、当業者に選択可能な条件を適宜採用して、実施することが可能である。

真空焼鈍を行う場合、焼鈍温度は、要求される基材１０の機械特性に応じて、適宜、調整することができるが、６５０℃以上が好ましい。焼鈍温度の上限は相変態によりβ組織化させない為に８２０℃未満が望ましい。処理時間は１２時間以上が好ましい。複数の真空焼鈍を行う場合は、６５０℃以上での保持時間の合計が１２時間以上であることが好ましい。保持時間の上限には特に制限はないが、生産性の観点から２４時間以下が好ましい。真空焼鈍処理を施す前に、アルカリ脱脂によって油分を除去することが好ましい。

また、酸洗を行う場合、例えば硝酸とふっ酸との混合水溶液を用い、処理温度（水溶液温度）５℃以上８０℃以下、処理時間１０秒以上３０秒以下の条件で行うことができる。また、上記混合水溶液中における硝酸の濃度は、例えば１０ｇ／Ｌ以上であり、ふっ酸の濃度は、例えば０．５ｇ／Ｌ以上である。また、硝酸の濃度が好ましくは８０ｇ／ｌ以下、より好ましくは５０ｇ／ｌ以下である。これにより、酸洗後に基材１０の表面にフッ化物が残存することが抑制される。

また、焼鈍や酸洗以外の前工程として、ダル圧延仕上げ、あるいは酸洗後、ダル圧延仕上げを行っても良い。例えば、建築家の要望に合わせて、前工程を変化させることができる。

２．第１の工程
次に、第１の工程においては、基材１０の表面１１上にブラスト転写材２０を配置する（Ｓ−１０１）。ここで、ブラスト転写材２０は、基材１０の表面上を覆うことができるシート状であり、ブラスト転写材２０は、その面積全体において、密度、厚さ、硬度のうちの一つ以上が不均一である。本実施形態において、ブラスト転写材２０は、例えば、ツキ板および繊維シートのうちいずれか一方または両方である。

ツキ板や繊維シートは、その構造に起因して、面方向において密度、厚み、硬度等の物理的性質が不均一である。このような不均質なツキ板や繊維シートをブラスト転写材２０として用い、ブラスト転写材２０を介してブラスト処理を行うことにより、不均質なツキ板や繊維シートに由来する模様が基材１０上に形成されることを本発明者らは見出した。これは、ブラスト処理時において、ブラスト転写材２０の不均質性に起因して、ブラスト転写材２０の研削が不均質に進行し、基材１０が受けるブラスト処理も不均質となることによると考えられる。

ツキ板は、木材を薄くスライスすることにより得られるシート状の板材である。ツキ板は、原料となる木材に由来する木目を有している。木目は、比較的密度、硬度の低い早材部分と、比較的密度、硬度の高い晩材部分とにより構成されており、これによりツキ板は、木目模様に対応して密度、硬度が不均質である。したがって、ツキ板をブラスト転写材２０として用いることにより、第２の工程において、基材１０の表面１１に木目模様を形成することが可能である。

また、ツキ板の原料となる木材の種類は、特に限定されず、杉、松、樫、楡、欅、楢、桐、檜、マホガニー、ウォールナット、チーク、紫檀、黒檀等が挙げられ、材料１において目的とする木目模様に応じて適宜選択される。

繊維シートは、繊維を規則的にまたは不規則に配置することにより形成される。繊維シートは、その繊維材料や繊維の配置方法に応じて、面方向における密度、厚み、硬さが不均質となる。したがって、繊維シートをブラスト転写材２０として用いた場合、後述する第２の工程においては、繊維シートの繊維の配置に起因した模様が、基材１０の表面１１に形成される。

繊維シートとしては、織布、不織布、これらにレース編み、刺繍を施した布等の布や、和紙、洋紙等の紙が挙げられる。上述した中でも和紙は、独特の風合い、模様を有することから、意匠性に優れており、好適にブラスト転写材２０として用いることができる。また、布は、大面積のものを作製、入手することができるため、大面積の基材１０を処理する際に有利である。

繊維シートの原料としては、特に限定されず、化学繊維、木綿、絹、アサ等の繊維糸や、コウゾ、ミツマタ、竹、藁、亜麻、サトウキビ、マニラアサ、ケナフ、バナナ、アブラヤシ、パピルス、木材パルプ（機械パルプ、化学パルプ）等の各種の繊維材料が挙げられる。繊維シートの原料としては、材料１に求められる模様、風合いに応じて、これらのうち１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。

また、ブラスト転写材２０の厚みは、特に限定されないが、例えば０．１０ｍｍ以上１．００ｍｍ以下、好ましくは０．２０ｍｍ以上０．６０ｍｍ以下である。これにより、第２の工程において、基材１０の表面を過度に削ることなく、ブラスト転写材２０の模様に対応する意匠性に優れた模様をより確実に形成することができる。なお、本実施形態において、ブラスト転写材２０の厚みは、ブラスト転写材２０の平均の厚みをいい、ノギスまたはマイクロメータで計測した１０点の相加平均により測定される。

基材１０の表面１１上へのブラスト転写材２０の配置は、通常基材１０表面にブラスト転写材２０を貼付することにより行われる。基材１０へのブラスト転写材２０の貼付に当たり、公知の接着剤を用いてもよい。このような接着剤としては、後工程における残存したブラスト転写材２０の除去を考慮して水溶性の接着剤、具体的には水溶性の糊を用いることが好ましい。

なお、ひとつの基材１０に対し、ブラスト転写材２０として、複数種のツキ板、繊維シートを同時に使用してもよい。これにより、材料１に複数の模様を形成したり、材料１から複数の部品、製品を製造したりすることが可能である。

３．第２の工程
次に、第２の工程においては、基材１０の表面１１に対して、ブラスト転写材２０を介してブラスト処理を行う（Ｓ−１０３）。ブラスト処理は、投射材を基材１０のブラスト転写材２０を配置した表面に投射することにより行われる。

基材１０の表面１１に対して、ブラスト転写材２０を介してブラスト処理を行うことにより、素材由来の模様が、はっきりとした境界のない自然なぼやけた領域とともに形成される。すなわち、ブラスト処理開始時においては、まず投射材はブラスト転写材２０に衝突し、ブラスト転写材２０を研削する。この時、ブラスト転写材２０は、その厚み、硬度および密度のうちの一つ以上が不均質であることから、ブラスト転写材２０の部位ごとの研削の進行や消失の程度もこれらの厚み、硬度および密度に応じて、不均質となる。その後、ブラスト処理を進めていくに従い、ブラスト転写材２０の研削が進みやすい部分において、優先的に基材１０の表面１１が露出し、投射材が基材１０の表面１１に衝突する。このように、ブラスト転写材２０の不均質性に応じてブラスト処理の投射材の衝突頻度が基材１０の部位ごとに異なることとなり、基材１０の部位ごとにブラスト処理の程度が異なることとなる。これにより、基材１０の表面１１において、ブラスト転写材２０由来の模様が、はっきりとした境界のない自然なぼやけた領域を伴って形成される。

ブラスト処理の方法としては、機械式（インペラー投射）、空気式（エアノズル式）および湿式が挙げられ、いずれの方式によって行ってもよい。これらのうち空気式が目的とする部位の全体に亘って均一に投射材を投射できることから、条件の調節が容易であることから、有利である。図示の態様においては、空気式を採用し、エアノズル１００より投射材の噴射を行って、基材１０のブラスト処理を行っている。

ブラスト処理において使用される投射材としては、特に限定されず、例えばジルコニア粒子、ガラス粒子、アルミナ粒子、ＳｉＣ粒子等のセラミック系投射材を利用することができる。上述した中でも、アルミナ粒子、ジルコニア粒子は、基材１０の表面１１に形成される模様の意匠性をより一層向上させることができる。また、基材１０の種類、用いる投射材の種類およびブラスト転写材２０の種類の組み合わせにより得られる材料１の風合いも変化するため、これらを勘案して、投射材を選択してもよい。

また、投射材の平均粒径は、特に限定されないが、基材が、例えばチタン材、ステンレス材、アルミニウム材の何れかの金属材である場合、ブラスト転写材２０の投射材との衝突部分を適度に研削し、また基材１０の表面に模様を形成する観点から、好ましくは５０μｍ以上１０００μｍ以下である。投射材の平均粒径の好ましい下限は７０μｍであり、より好ましくは１００μｍである。投射材の平均粒径の好ましい上限は８００μｍであり、より好ましくは５００μｍである。ここで、投射材の平均粒径は、例えば、ＪＩＳ ８８２７−０１：２００８に準拠して測定することができる。

また、投射材の形状としては、特に限定されず、製造される材料１の風合いに応じて適宜選択可能であり、例えば、投射材としては、グリッド、ショット、ビーズ、カットワイヤ等のいずれを用いてもよい。グリッドとは、鋭角な角のある非球形粒子（多角形状粒子）をいう。ショットとは、通常、ビーズのような球状で角のない粒子をいう。ビーズとは、球形粒子をいう。カットワイヤ状とは、ワイヤを切断した円筒状の粒子をいう。グリッドは、基材１０の表面１１にシャープな凹凸を形成させる場合に使用される。また、グリッドは、例えば、基材がチタン材、ステンレス材、アルミニウム材などの金属材である場合に、ツキ板の弱い部分を破壊し、さらに破壊した部分の金属チタン表面に凹凸を形成するのに適した投射材である。

また、ブラスト処理時における投射材の投射圧は、特に限定されないが、基材が、例えばチタン材、ステンレス材、アルミニウム材の何れかの金属材である場合、好ましくは０．２０ＭＰａ以上０．８０ＭＰａ以下である。投射材の投射圧の好ましい下限は、０．３０ＭＰａであり、より好ましくは０．４０ＭＰａである。また、投射材の投射圧の好ましい上限は０．７０ＭＰａであり、より好ましくは０．６ＭＰａである。これにより、適度な投射強度で投射材を基材１０の表面およびブラスト転写材２０に投射でき、ブラスト処理された部位の全体に亘ってブラスト転写材２０由来の模様を形成することができるとともに、投射材によって疵等の欠陥が生じることを防止することができる。

投射角は、特に限定されず基材１０の投射される面に対し、４５〜９０°（垂直）であることができる。
なお、ブラスト処理はブラスト転写材２０全てが除去されるまで行ってもよいが、ブラスト転写材２０が部分的に消失した状況であっても基材１０の表面への模様の形成状況に合わせてブラスト処理を終了してもよい。

ここで、ブラスト転写材２０として、ツキ板を使用した場合を例にして、さらに詳しく説明する。図１に示すように、ツキ板からなるブラスト転写材２０は、比較的密度、硬度の低い早材部分２１と、比較的密度、硬度の高い晩材部分２２とにより構成されており、これによりツキ板は、その面積全体において、木目模様に対応して密度、硬度が不均質である。

このように木目模様に対応して密度、硬度が不均質であるブラスト転写材２０（ツキ板）が、第１の工程において、図２に示すように、基材１０の表面１１の上に配置される（Ｓ−１０１）。そして、第２の工程において、基材１０の表面１１に対して、ブラスト転写材２０を介してブラスト処理が行われる（Ｓ−１０３）。

ここで、第２の工程において、投射材はブラスト転写材２０に衝突し、ブラスト転写材２０が研削される（Ｓ−１０３）。この時、ツキ板からなるブラスト転写材２０は、比較的密度、硬度の低い早材部分２１と、比較的密度、硬度の高い晩材部分２２を有していることから、比較的密度、硬度の低い早材部分２１は、ブラスト処理において、より多く研削される。一方、比較的密度、硬度の高い晩材部分２２は、ブラスト処理において、より少なく研削される（Ｓ−１０３（ａ））。

その後、第２の工程において、ブラスト処理が進むに従い、比較的密度、硬度の低い早材部分２１は優先的に研削され、部分的に基材１０の表面１１が露出する（Ｓ−１０３）。こうして、ツキ板からなるブラスト転写材２０の早材部分２１が存在していた部分では、投射材が基材１０の表面１１に衝突し、部分的なブラスト処理が行われる（Ｓ−１０３（ｂ））。
一方、比較的密度、硬度の高い晩材部分２２は完全には研削されず、晩材部分２２が部分的に基材１０の表面１１に残ったままとなる。こうして、ツキ板からなるブラスト転写材２０の晩材部分２２が存在している部分では、投射材が基材１０の表面１１に衝突せず、ブラスト処理が行われない。

こうして、基材１０の表面１１において、ツキ板からなるブラスト転写材２０の早材部分２１に対応する部分には、ブラスト処理による加工が行われ、早材部分２１に対応する部分には投射条件に応じた凹凸（粗面）１２が形成される。一方、基材１０の表面１１において、ツキ板からなるブラスト転写材２０の晩材部分２２に対応する部分には、ブラスト処理による加工が行われず、晩材部分２２に対応する部分には凹凸（粗面）が形成されない。このように、ブラスト転写材２０の不均質性に応じて、基材１０の表面１１において、凹凸（粗面）１２が部分的に形成されることにより、ブラスト転写材２０として用いたツキ板の有していた木目に応じた模様（凹凸（粗面）１２）が、基材１０の表面１１に形成される。

また、ツキ板からなるブラスト転写材２０において、早材部分２１と晩材部分２２の境界近傍では、比較的密度、硬度の高い晩材部分２２の一部が研削される場合もある。すなわち、ツキ板からなるブラスト転写材２０において、早材部分２１と晩材部分２２との境界は、基材１０の表面１１に必ずしも垂直ではなく、例えば図３（ａ）に示すように、早材部分２１の下方に晩材部分２２が斜めに入り込んでいるような場合もある。

このように、早材部分２１の下方に晩材部分２２が斜めに入り込んでいる場合、ブラスト処理により、晩材部分２２の先端側（図３において、左側）が薄くなっているため、その一部が研削されて、図３（ｂ）に示すように、晩材部分２２に覆われていた部分１３（基材１０の表面１１の一部分である）が露出する。そして、露出後は、この晩材部分２２に覆われていた部分１３に投射材が衝突し、ブラスト処理が行われる。

一方、この晩材部分２２に覆われていた部分１３は、早材部分２１だけで覆われていた部分に比べると、基材１０の表面１１が露出するまでに時間がかかるため、ブラスト処理が行われる時間も短い。その結果、この晩材部分２２に覆われていた部分１３は、もともと早材部分２１のみで覆われていて、ブラスト処理により凹凸（粗面）１２が形成された部分に比べると小さい凹凸を形成する事になる。

このように、早材部分２１と晩材部分２２との境界が、基材１０の表面１１に対して傾斜している場合、凹凸（粗面）１２の周縁部に、この晩材部分２２に覆われていた部分１３が、軽い凹凸模様として現れることとなる。これにより、基材１０の表面１１において、ブラスト転写材２０由来の模様が、はっきりとした境界のない自然なぼやけた領域を伴って形成される。

図４は、境界のないぼやけた領域を示す説明模式図である。図４に示すように、基材１０の表面１１において、凹凸（粗面）１２の周縁部に、凹凸（粗面）１２に比べて凹凸の程度が弱い、軽い凹凸模様（晩材部分２２に覆われていた部分１３に相当する領域である）１３‘が現れる。このように、基材１０の表面１１に、ブラスト転写材２０由来の模様が、はっきりとした境界のない自然なぼやけた領域を伴って形成される。

４．後処理工程
ブラスト処理後の基材１０について、必要に応じて後処理を行い、ブラスト転写材２０由来の模様が形成された表面１１を有する材料１を得る（図１ Ｓ−１０５）。後処理としては、例えば、洗浄処理、陽極酸化処理、塗装等が挙げられる。洗浄処理においては、例えば５〜１００℃の水を用いて行うことにより、残存するブラスト転写材２０を水溶性の接着剤とともに除去することができる。また、接着剤が水溶性でない場合、接着剤を膨潤、溶解可能な溶媒を適宜選択してもよい。
なお、本工程は省略されてもよい。

以上説明した本実施形態に係る材料の製造方法により製造される材料１は、ブラスト転写材２０の素材由来の模様が表面１１に形成されている。また、この表面１１に形成された模様には、上述した第１の工程、第２の工程を経て形成されることにより、部位ごとに濃淡が生じており、はっきりとした境界のない自然なぼやけた領域が存在する。このようなはっきりとした境界のない自然なぼやけた領域は、自然素材等において存在する一方で、従来知られている方法では形成することが困難であった。これに対し、本実施形態に係る材料の製造方法においては、素材由来の模様を十分に反映させた、意匠性に優れる材料１を製造することが可能である。
すなわち、本実施形態に係る材料の製造方法によって製造された材料１は、ブラスト転写材２０に由来した、点、線、凹凸およびこれらの組合せなどからなる模様や質感を、装飾その他の目的で意図的に施した意匠材である。

本実施形態に係る材料の製造方法においては、ブラスト転写材２０の種類を選択することにより、材料１の模様、風合いを選択することが可能である。すなわち、本実施形態に係る材料の製造方法は、様々な素材由来の模様を形成する上で、汎用性に優れている。

さらには、本実施形態に係る材料の製造方法は、第１の工程および第２の工程を経て、比較的少ない工数で材料１を製造することができる。さらには、上述した第１の工程および第２の工程は、比較的大きな面積を有する基材１０に対しても適用可能である。したがって、本実施形態に係る材料の製造方法は、生産性にも優れている。特に、基材１０としてコイルを用いた場合、すなわち帯状の基材１０を用いた場合、第１の工程と、第２の工程とを連続的に行うことができ、生産性がより一層向上する。

以上のようにして得られる材料１は、例えば、内装材、外装材等の建築用仕上げ材、車両（特に自動車、鉄道車両）、船舶、航空機等の輸送機器の材料（内装材および外装材）、器物（例えば食器）、造作家具や住宅内家具（例えば箪笥類、棚類、椅子類、机類、寝具）、家電筐体、情報機器（ＩＴ機器）筐体、住宅機器、時計、装飾品、看板、表札、標識、文房具として利用可能である。したがって、材料１は、家電筐体用材料、情報機器筐体用材料、住宅機器用材料、時計用材料、装飾品用材料、看板用材料、表札用材料、標識用材料、文房具用材料、器物用材料、住宅内家具用材料、
造作家具用材料、建築用仕上げ材または輸送機器用材料であることができる。特に、本実施形態に係る材料の製造方法では、比較的大きな面積を有する材料１を効率よく製造可能であるため、建築用仕上げ材や輸送機器用材料として好適に利用できる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されない。例えば、上述した実施形態においては、基材１０の片面のみに対して第１の工程および第２の工程を実施するものとして説明したが、本発明はこれに限定されず、基材の両面に対して第１の工程および第２の工程を実施してもよい。この場合において、各工程は、片面ごとに行われてもよいし、両面について並行して行われてもよい。

また、ブラスト転写材には、その構造に起因して、面方向において密度、厚み、硬度等の物理的性質が不均一であるシート状の部材を用いることができる。例えば、基材１０の表面１１上において、ツキ板と繊維シートを場所を変えて配置しても良いし、ツキ板と繊維シートを同じ場所で重ねて配置しても良い。また、ブラスト転写材の例として、レース模様の凹凸がついたビニールやテーブルクロスなど、密度、厚み、硬度等の物理的性質が不均一である樹脂なども考えられる。

なお、本発明において、「ブラスト転写材」は、基材１０の表面１１上のブラスト処理を完全に妨げるものではなく、基材１０の表面１１上の一部の領域はブラスト処理が行われ、他の一部の領域はブラスト処理が行われないように、基材１０の表面１１上における各領域のブラスト処理を不均質に調整する手段（部材）である。

さらに、例えば、基材がチタン材、ステンレス材、アルミニウム材などの金属材である場合には、第１の工程および第２の工程の前後において、基材について陽極酸化処理等により着色が行われてもよい。これにより第１の工程および第２の工程のみを経た材料とは異なる風合いの材料を製造することが可能となる。

以下に、実施例を示しながら、本発明の実施形態について、具体的に説明する。なお、以下に示す実施例は、本発明のあくまでも一例であって、本発明が、下記の例に限定されるものではない。

１． 材料の製造
１．１． 基材準備工程
まず、各例について、表１に示す板状の基材を用意した。基材がチタンである場合、表１に示す条件で焼鈍を行ない、必要に応じて、酸洗処理を行った。なお、表１において、ＪＩＳ Ｈ ４６００に基づく純チタン１種を「Ｔｉ−１」と、純チタン２種を「Ｔｉ−２」と表記した。また、表中、「ＳＵＳ」はステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４）、「Ａｌ」はアルミニウム板（Ａ３１０５Ｐ）、「ガラス」はガラス板（ソーダ石灰ガラス）、「樹脂板」はアクリル樹脂製のプラスチック板、「布」は綿、「セラミック」はセメント、「石材」は大理石、「グラファイト」は人造グラファイト、「コンクリート」はコンクリート、をそれぞれ示す。

さらに、表中、焼鈍については、真空焼鈍または大気焼鈍のいずれかを行ったかを記載した。真空焼鈍処理は、真空度を１．０×１０−３Ｔｏｒｒ以下、温度を６５０℃、処理時間を１２時間として行った。また、大気焼鈍は、温度を７３０℃以上、処理時間を２分として行った。また、酸洗は、ふっ酸濃度５０ｇ／Ｌ、硝酸濃度１０ｇ／Ｌの硝酸水溶液を用い、処理温度５０℃で３０秒、基材を処理することにより行った。

１．２． 第１の工程
次に、各例について、用意した基材の表面に対し、表１に示すブラスト転写材を貼付した。なお、表中、「ツキ板」は、天然の木材（スギ）から製造したツキ板を示し、「和紙」は、椿を原材料として作製した和紙、「障子紙」は、コウゾを原料とした手すき和紙を示す。「壁紙」は紙製の壁紙原紙、「皮革材」は人工皮革、「木材」は樫の板材を示す。また、基材へのブラスト転写材の貼付は、水溶性の糊を用いて行った。なお、実施例１〜３７においてブラスト転写材として使用した、「ツキ板」、「和紙」、「障子紙」、「布」は、密度、厚み、硬度のうちの一つ以上が不均一である。

さらに、比較例１においては、模様を印刷したアルミ箔を用いたブラスト転写材を基材上に形成した。また、比較例２においては、模様を印刷したシリコン樹脂シートを用いたブラスト転写材を基材上に形成した。なお、比較例１、２においては、これら模様を印刷したアルミ箔およびシリコン樹脂は、密度、厚み、硬度等の物理的性質は均一のものを用いた。

１．３ 第２の工程
次に、ブラスト転写材を貼付した基材に対し、ブラスト転写材上から表１に示す条件でブラスト処理を行った。
１．４ 後処理工程
ブラスト処理後の各例に係る基材を５０℃の水にて洗浄して、残存するブラスト転写材を水溶性の接着剤とともに除去し、各例に係る材料を得た。

２． 評価
各例に係る材料について、予め写真撮影したブラスト転写材の模様と基材表面に形成される模様との類似性を目視で観察し、極めて良く類似している場合を「Ａ」良く類似している場合を「Ｂ」、ある程度類似している場合を「Ｃ」、ほとんど類似していない場合を「Ｄ」とする評価を実施した。
得られた評価を表１に合わせて示す。

表１に示すように実施例１〜３２に示す本実施形態に係る材料は、ある程度類似している場合「Ｃ」、良く類似している場合「Ｂ」、極めて良く類似している場合「Ａ」のいずれかの評価となった。一方で、表１に示すように比較例１〜２に示す材料は、ほとんど類似していない場合「Ｄ」と評価された。以上の実施例により、本実施形態に係る材料の製造方法により、はっきりとした境界のない自然なぼやけた領域を形成可能であり、素材に由来する模様を表現することの可能であることが示された。実施例１の材料の写真を図５に示す。

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１ 材料
１０ 基材
２０ ブラスト転写材
１００ エアノズル

Claims (11)

1. 基材の表面上にブラスト転写材を配置する第１の工程と、
   前記基材の前記表面に対して、前記ブラスト転写材を介してブラスト処理を行う第２の工程と、を有し、
   前記ブラスト転写材は、密度、厚さ、硬度のうちの一つ以上が不均一である、材料の製造方法。
2. 前記第２の工程の後に、前記ブラスト転写材を除去する工程を有する、請求項１に記載の材料の製造方法。
3. 前記ブラスト転写材は、ツキ板、繊維シートのうちいずれか一方または両方である、請求項１または２に記載の材料の製造方法。
4. 前記繊維シートが、布または和紙である、請求項３に記載の材料の製造方法。
5. 前記基材が、ガラス材、セラミック材、樹脂材、コンクリート、石材、グラファイト、布、紙材、木材、木質材料、皮革材または金属材である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の材料の製造方法。
6. 前記基材が、チタン材、ステンレス材、アルミニウム材の何れかの金属材である、請求項５に記載の材料の製造方法。
7. 前記ブラスト処理において、平均粒径が５０μｍ以上１０００μｍ以下の投射材が用いられる、請求項６に記載の材料の製造方法。
8. 前記ブラスト処理における投射圧が、０．２０ＭＰａ以上０．８０ＭＰａ以下である、請求項６または7に記載の材料の製造方法。
9. 前記ブラスト転写材の厚みが、０．１０ｍｍ以上１．００ｍｍ以下である、請求項６〜８のいずれか一項に記載の材料の製造方法。
10. 前記基材が、チタン材であり、前記第１の工程に先立ち、前記チタン材を真空焼鈍するまたは酸洗する工程を有する、請求項６〜９のいずれか一項に記載の材料の製造方法。
11. 前記材料が、家電筐体用材料、情報機器筐体用材料、住宅機器用材料、時計用材料、装飾品用材料、看板用材料、表札用材料、標識用材料、文房具用材料、器物用材料、住宅内家具用材料、造作家具用材料、建築用仕上げ材または輸送機器用材料である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の材料の製造方法。
    

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