JPH06102397B2

JPH06102397B2 - 耐汚染性の優れた金属製装飾プレート

Info

Publication number: JPH06102397B2
Application number: JP15564890A
Authority: JP
Inventors: 章夫山本
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1990-06-14
Filing date: 1990-06-14
Publication date: 1994-12-14
Anticipated expiration: 2009-12-14
Also published as: JPH0482800A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、装飾を施した看板、表示板、標識、案内板、
銘盤あるいは絵画等の金属製装飾プレートに関するもの
である。

［従来の技術］屋外に展示露出して、図形、文字、模様等（以降、模様
等と総称する）を多数の人の目に触れさせ多様なメッセ
ージを送ることを目的としたものに、看板、表示板、標
識、案内板、銘盤あるいは絵画等（以降、装飾プレート
と総称する）がある。これらの装飾プレートは、かなり
の期間風雨に晒されてもその効果を失わないように、耐
久性のある材料の面に耐久性耐候性のある着色材料を用
いて描かれるのが通常である。比較的短期間でかつ屋内
に準ずるような場所に設置する場合には、紙の上に染料
を用いた装飾プレートもあるが、一般的には、木、合成
樹脂、布、金属などのシートの面に顔料を用いた塗料を
用いて模様等が描かれてきた。特に、長期間メッセージ
を伝達する必要のある装飾プレートには、耐久性の点か
ら金属シートに塗装する方法が採られてきた。

しかし、木や布は変色や腐食によって、金属でも発銹に
よってメッセージの主体である模様等が汚染されたり損
傷を受ける。また、比較的耐候性の高い顔料を用いた塗
料でも、紫外線に晒されることによって変色したり、変
質によって剥げ落ちる。この結果、模様等が変化したり
汚染されて、本来のメッセージの伝達が不可能になった
り逆効果になることが多かった。金属シートの場合、耐
久性は他の材料に比べて高いことは明らかであるが、塗
料との密着性が必ずしも良好でない上に、特に海浜地区
では急激な発銹や腐食によって著しく短期間で模様等が
汚染されることがあった。

そこで、耐久性と模様等の変化を防止するために、金属
製のシートの上に凹凸を付けたり、その凹部に塗装を施
しさらに全体に透明樹脂で覆う方法（実開昭61−71478
号）が提案されている。

ところが、金属シート面に模様を合わせて凹凸を付ける
ことは、製造が著しく困難であり、コストが高いため、
広く適用することは不可能であった。さらに、凹凸だけ
では模様等のコントラストが低い場合があるので、多く
の場合塗装と組合せて行なわれる。このように、塗装と
組合せることによって、視現性は向上するが、金属との
密着性や耐候性などの塗装そのもののもつ欠点は、改善
されない。

一方、多様なメッセージの中には、金属のもつ質感や清
潔感を表現したい場合が少なくない。しかし、このよう
な目的の場合、例え素材に金属を使用していても塗装を
行なうことで、金属素材のもつ特色は消滅してしまう。
このために、ステンレス鋼を用いることが考えられる
が、耐銹性の点から満足する鋼種を選ぶと素材コストが
著しく高いものとなり、必ずしもコストと効果が一致し
なかった。しかも、耐銹性の高いステンレス鋼ほど、塗
料との密着性が不良である傾向があるため、部分的な塗
装で金属のもつ質感や清潔感を生かそうとすると、塗装
の剥離によって模様等が変化し、比較的短期間で本来の
メッセージの伝達が不可能になったり逆効果になること
が多かった。

［発明が解決しようとする課題］本発明は、金属のもつ質感や清潔感を生かし、かつ長期
間にわたってメッセージの主体をなす模様等を安定に保
持し得る装飾プレートを提供するものである。

ところで、装飾プレートを設置する環境下でほぼ半永久
的に発銹を防止するためには、チタンの使用が考えられ
る。しかし、チタンは著しく高価な金属であるだけでな
く、装飾プレートを据付ける相手方の構造部材の鋼との
接合に信頼のおける方法が現状では開発されていないと
いう致命的な欠点がある。すなわち、装飾プレートを保
持する構造部材には通常鋼が用いられており、それとの
接合には主として溶接が行なわれる。この理由は、有機
系樹脂による接着では強度が不足するし、さらに太陽光
の紫外線照射が日常的に起こる環境下では、有機物接着
剤の耐候性が保証しかねるためである。しかるに、チタ
ンは鉄と非常に脆い金属間化合物を生成するために、溶
接ができない。このため、チタンは建造物の外壁や屋根
用には特殊な工法が要求されるなど制限を受けざるを得
なかったのである。

本発明は、チタンの優れた耐食性と金属としての質感や
清潔感を生かし、さらに自身を保持する鋼製の構造部材
への据付けにも全く支障なく、かつ長期間にわたってメ
ッセージの主体をなす模様等を安定して表示し得る耐汚
染性の優れた装飾プレートを提供するものである。

［課題を解決するための手段］前述したように、装飾プレートを設置する環境下でほぼ
半永久的に発銹を防止するためには、チタンの使用が考
えられる。しかし、チタンは高価な上に、やはり前述し
たように自身を保持する構造部材との接合が不可能であ
り、このままでの使用は不可能である。そこで、本発明
者らは、構造部材と接合する必要のある面が溶接が可能
である鋼としたチタンクラッド鋼の利用を着想した。し
かし、チタンクラッド薄鋼板は、チタンの裏面を安価な
鋼に変えることによるコスト低減効果が極めてわずか
で、逆にクラッド製造のためのコストが非常に大きいこ
とから、チタン単独板より高価なものとなるために、こ
れまでほとんど製造されたり使用されたりすることはな
かった。これに対して、本発明者らは、中間媒接材を適
正に選択使用することで著しく安価にチタンクラッド薄
鋼板を製造する方法を発明した（特開平１−122677
号）。本発明は、このチタンクラッド薄鋼板の製造方法
に依存してなされたものである。すなわち、（１）表面がチタン、裏面が鋼でかつ一体に成形された
チタンクラッド鋼板で構成され、チタン面に陽極酸化法
あるいは／および乾式の表面被覆方法で形成した硬質セ
ラミックス皮膜による模様を有することを特徴とする耐
汚染性の優れた装飾プレート。

（２）表面がチタン、裏面が鋼その界面に接合のための
中間媒接材を有しかつ一体に成形されたチタンクラッド
鋼板で構成され、チタン面に陽極酸化法あるいは／およ
び乾式の表面被覆方法で形成した硬質セラミックス皮膜
による模様を有することを特徴とする耐汚染性の優れた
装飾プレート。

を発明した。このように、本発明の装飾プレートは、そ
の目的を達成するために、チタンクラッド鋼板を素材と
し、チタン面に陽極酸化法あるいは／および乾式の表面
被覆方法で伝達すべき所定模様に形成した酸化皮膜ある
いは／および硬質セラミック皮膜を有することを特徴と
する。

さらに、本願発明の装飾プレートは、裏面が鋼であるた
め、構造物への据付けに溶接の適用が可能である。この
特徴を生かした実施態様として、（３）鋼面に据付用スタッドボルトを溶接により取付け
た前記（１）項又は（２）項記載の耐汚染性の優れた装
飾プレート。

を発明した。すなわち、あらかじめ据付け用のスタッド
ボルトを溶接しておくことによって、装飾プレートの設
置場所で据付のために溶接する必要がなくなるととも
に、据付け取外しが容易になる。

本発明においては、裏面の鋼の種類は特に限定されるも
のではないが、裏面や側面の耐食性を維持するために、
亜鉛めっきを施すか少なくともCrを10％以上25％以下含
むステンレス鋼を利用することが望ましい。特に、Niを
６％以上添加したオーステナイト系ステンレス鋼を母材
に選択すると、耐食性はもちろん加工性も大幅に向上す
る。

本発明による装飾プレートの構成を示す外観模式図を第
１図に、断面模式図を第２図に示した。第１図および第
２図において、ａは表面の模様等を形成する酸化皮膜あ
るいは／および硬質セラミックス皮膜、ｂは合せ材のチ
タン、ｃは母材の炭素鋼ないしステンレス鋼、ｄは接合
のために用いた中間媒接材、ｅは裏面にめっきしたZn層
である。本発明に用いるチタンクラッド薄鋼板は、特開
平１−122677号に基づいて製造されたチタンクラッド薄
鋼板だけでなく、また表面のチタンと裏面の鋼の間に存
在する金属等がいかなる種類であろうとも、さらに中間
媒接材を使用しないで製造したチタンクラッド鋼板の様
に、他の金属等が存在しなくても、全く同様に適用可能
である。

本発明においては、チタン表面の模様等の形成に陽極酸
化法あるいは／および乾式の表面被覆方法で形成した硬
質セラミックス皮膜を用い、その干渉色あるいは／およ
び表面皮膜そのものの色を活用する。陽極酸化法による
皮膜は、原理的にはチタン単独板の場合と同じで、例え
ば(NH₄)₂MoO₄などの酸化剤を含む水溶液中でチタン面を
陽極として電気分解して形成される。得られる有彩色の
干渉色も、チタン単独板の場合と全く同様に印加する電
圧に応じて制御可能である。

また、乾式の表面被覆方法はプラズマCVDやPVD、イオン
プレーティング、スパッタリングなどの乾式の表面被覆
方法が適用できる。被覆する硬質セラミック皮膜の種類
は、所定の色に応じて、TiN（金色）、TiC（黒色）など
の皮膜そのものが呈色するものや、Al₂O₃，SiO₂，Cr
₂O₃，ZrO₂，TiO₂，WO₃,SiCなどの干渉色により呈色する
ものを単独ないし複合で選択することが可能である。干
渉色を呈する皮膜は、その厚さによって紺、青、赤、
黄、緑、金さらにはその中間色の色調を出すことが可能
である。

硬質セラミックス皮膜の厚さは、20〜5000nmとすること
が望ましい。すなわち、20nm未満では、スクラッチ状の
疵に対して剥離しやすくなり、5000nmを超えるとコスト
面で不利になる。

次に、本発明の限定条件を示す。

装飾プレートの表面は、耐食性の点からチタンに、また
裏面は鋼構造物との接合性の点から鋼あるいはステンレ
ス鋼に限定し、それらを一体に成形したものに限定し
た。

チタン表面の模様等は、耐候性やチタン面との密着性の
点から陽極酸化法あるいは／および乾式の表面被覆方法
で形成した硬質セラミックス皮膜による干渉色あるいは
／および皮膜そのものの色を活用したものに限定した。

［作用］本発明では、表面をチタンとした結果、半永久的に発銹
などの問題がなく、素材に起因する模様等の汚染や変化
はなくなる。また、表面の模様等の形成に、陽極酸化法
あるいは／および乾式の表面被覆方法で形成した硬質セ
ラミックス皮膜を用いたため、模様等も半永久的に剥離
や損傷、変色がなく、本来のメッセージの伝達が不可能
になったり逆効果になることがなくなった。さらに、模
様等の一部に金属の裸面をそのまま使用することで、金
属のもつ質感や清潔感を表現することが可能となった。
陽極酸化法や硬質セラミックス被覆で形成した皮膜は、
塗装皮膜や樹脂皮膜に比べると圧倒的に薄いにもかかわ
らず、耐摩耗性が優れているために、疵に対して非常に
強い特徴がある。

なお、本発明でいう装飾プレートは、図形、文字、模様
等さらには材料そのものの質感や利用して他者にメッセ
ージを送る媒体や、所定の都市空間や居住環境の形成を
狙った部材等を含む。例えば、看板、表示板、標識、案
内板、銘盤あるいは絵画のほかに、建造物の壁材、外壁
パネル板、間仕切板、タイル、シャッター、ブライン
ド、スクリーンさらには表札、ポスター、モニュメント
などが挙げられる。

［実施例］まず、素材としてチタンの厚さが80μｍで全厚が1nmの
チタンクラッド鋼板を用い、表示板を作成した。裏面及
び端面に亜鉛めっきを行なった後、亜鉛めっき面に有機
フィルムを貼付し、HNO₃＋HFに混酸中で酸洗した。その
後、所定の文字を切抜いた有機フィルムを貼付して陽極
酸化法によりチタン面に青色の文字を書いた。陽極酸化
は、(NH₄)₂MoO₄を50g/l、NaFを40g/lおよびH₂O₂を10g/l
を含む水溶液中にてチタン面を陽極とし20Vの電圧で電
気分解した。その後、チタン面および亜鉛めっき面から
有機フィルムを剥離除去した。この結果、金属板特有の
銀白色の上に、透明感の有る青色文字がくっきりと浮か
び上がり、清潔感の有る表示板（本発明品）ができた。

また、素材としてチタンの厚さが120μｍで母材がSUS43
0鋼である全厚が1mmのチタンクラッドステンレス鋼板を
用いて、表示板を作成した。同様にHNO₃＋HFの混酸中で
酸洗した後、チタン面には所定の文字に切抜いた有機フ
ィルムを貼付し、20％CuSO₄＋５％H₂SO₄混合水溶液中に
浸漬し、所定文字以外の部分に薄くCuめっきをした。そ
の後、N₂ガスを用いたプラズマCVD法によりチタン面を
窒化し、TiN皮膜を約250nmの厚さで被覆して金色に発色
させた。続いて、30％FeCl₃水溶液中に浸漬してCuを溶
解除去し、金色の文字を残した。さらに重ねて、陽極酸
化法により金色の文字以外の部分を青色に着色させた。
陽極酸化処理は、(NH₄)₂MoO₄を50g/l、NaFを40g/lおよ
びH₂O₂を10g/l含む水溶液中にて、チタン面を陽極とし2
0Vの電圧で電気分解した。この際、プラズマCVD法で書
いた金色の文字部分は陽極酸化されず、そのままの色で
残留した。以上の結果、透明感のある澄んだ青色の地の
上に金色文字がくっきりと浮び上がり、明瞭で清潔感の
ある表示板（本発明品）ができた。

比較として、1mm厚の炭素鋼板を用いて、表示板を作成
した。炭素鋼板は、裏面も含め全面白色に塗装した後、
青色のペンキで同じ文字を書いた。完成当初は、白色地
に青色の文字が明瞭に浮び上がった表示板（比較品）が
できた。しかし、この表示板からは金属特有の質感や清
潔感は得られなかった。

次に、作成した３種類の表示板の模様面に、高さ5m位置
から５〜10mm径の礫を多数落下させた後、JIS−Z2371に
規定された塩水噴霧試験に準拠した腐食試験を48h実施
した。チタンクラッド鋼板を用いた装飾プレートは、裏
面の鋼種にかかわらず、表面に多少凹凸が激化し光沢が
低下したが、模様等にはなんら変化がなかった。しか
し、炭素鋼板を用いた装飾プレートは、全面が発銹し、
文字以外の白色塗装部分が赤錆で染り、一部の塗膜が剥
離した。この結果、表面の文字の判読が困難となった。

チタンクラッドステンレス鋼板を用いた装飾プレートの
裏面に鋼製スタッドボルトを溶接し、構造物にナットで
の据付けを行なった。この装飾プレートは、ナット締め
だけで容易に据付けが完了した。

［発明の効果］本発明により、長期間にわたって安定したメッセージを
表現することができ、鋼構造物に対しても据付けが容易
で、しかも金属のもつ質感や清潔感を表現した装飾プレ
ートが得られた。この結果、装飾プレートの変色や汚
染、損傷等に対してメンテナンスが不要となった。特に
高層建築物の外装に使用した場合、落下の危険やメンテ
ナンスが不要となった経済的効果は大きい。さらには、
装飾プレートの汚染や損傷がなくなることで、都市空間
や居住環境の劣悪化を防ぐこととなり、直接経済的効果
には現れないアメニティ的な点からの利益効果は莫大な
ものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）および第２図（Ａ），
（Ｂ），（Ｃ）は、本発明の装飾プレートの構成を示す
断面模式図である。ａ…表面の模様等を形成する酸化皮膜あるいは／および
硬質セラミック皮膜ｂ…合せ材のチタンｃ…母材の炭素鋼ないしステンレス鋼ｄ…接合のために用いた中間媒接材ｅ…Zn層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面がチタン、裏面が鋼でかつ一体に成形
されたチタンクラッド鋼板で構成され、チタン面に陽極
酸化法あるいは／および乾式の表面被覆方法で形成した
硬質セラミックス皮膜による模様を有することを特徴と
する耐汚染性の優れた金属製装飾プレート。
【請求項２】表面がチタン、裏面が鋼その界面に接合の
ための中間媒接材を有しかつ一体に成形されたチタンク
ラッド鋼板で構成され、チタン面に陽極酸化法あるいは
／および乾式の表面被覆方法で形成した硬質セラミック
ス皮膜による模様を有することを特徴とする耐汚染性の
優れた金属製装飾プレート。
【請求項３】鋼面に据付用スタッドボルトを溶接により
取付けた請求項１又は２記載の耐汚染性の優れた金属製
装飾プレート。