ナノ多層コーティングを施したケヤキ製床材の表面硬度強化と耐摩耗性向上

ナノ多層コーティングとは

ナノ多層コーティングは、数nm〜数十nmの薄膜を何層にも積層した表面処理技術です。
1層ごとの材質や厚みを制御することで、硬度、柔軟性、耐薬品性など複数の機能を同時に向上させられます。
真空蒸着やスパッタリングなどの物理気相成長法を用いて、基材に密着性の高い被膜を形成します。
木材のような有機系素材にも常温近辺で成膜できるため、寸法変化や熱劣化を最小限に抑えられます。

ケヤキ製床材の特性と課題

ケヤキは比重が高く、衝撃に強い国産広葉樹として古くから床材に利用されています。
木目の美しさや硬さが評価される一方、表層硬度は金属やセラミックに比べて劣ります。
公共施設や商業空間など人の往来が多い場所では、傷や摩耗による艶退けが問題となります。
従来のウレタン塗装やUV塗装では、コーティング層の劣化で再塗装が数年周期で必要でした。

ナノ多層コーティングによる表面硬度強化のメカニズム

多層構造では硬質層と靭性層を交互に配列し、クラック進展を層界面で拘束します。
ケヤキ表層の細胞壁とナノレベルで相互拡散が起こり、機械的ロック効果が得られます。
最外層には窒化チタンやAl₂O₃系の超硬質膜を採用し、ビッカース硬度を従来比300％まで高めます。
中間層にはシリカ系の弾性膜を挿入し、靴底からの衝撃を緩和して割れを防ぎます。
このサンドイッチ構造により、硬度と耐衝撃性を両立し、床材の寿命を延ばします。

耐摩耗性向上の検証データ

国内の第三者機関がTABER試験法で摩耗量を測定しました。
ウレタン塗装のみのケヤキ床材は1000回転で0.15gの摩耗が確認されました。
ナノ多層コーティング仕様では同条件で0.02gに抑制され、約7.5倍の耐摩耗性を示しました。
摩擦係数は乾式0.55、湿式0.62で、滑りにくさも確保しています。
加速紫外線照射試験でも光沢保持率90％以上を維持し、色変化ΔEは1.0以下でした。

施工プロセスと注意点

まず床材表面を#240程度のサンディングで平滑化します。
脱脂後にプラズマ処理を行い、親水性を高めて密着力を向上させます。
真空チャンバー内でターゲット材をイオン化し、ケヤキ表面に順次堆積させます。
膜厚は合計2µm前後に設定し、木目意匠を損なわないことがポイントです。
施工後24時間は重歩行を避け、完全硬化まで72時間養生します。

メンテナンス方法と長期性能

日常清掃は乾拭きまたは硬く絞ったモップで行います。
酸性やアルカリ性の強い洗剤は避け、中性洗剤を薄めて使用します。
表面に浅い擦り傷がついた場合は、メラミンスポンジで軽く汚れを除去できます。
10年以上経過してもコーティングの剥離がなければ再施工は不要です。
艶感が低下した際は、同コーティングのトップコートのみ追い塗りが可能です。

導入コストと費用対効果

ナノ多層コーティングの施工単価は1㎡あたり7,000〜12,000円が目安です。
一般的なUV塗装に比べ初期費用は約2倍ですが、再塗装頻度が1/3以下になります。
メンテナンスコスト試算では、15年間の総費用が従来工法より30％削減できました。
傷や変色による部材交換が減ることで、施設のダウンタイムも短縮されます。

ナノ多層コーティング床材の活用事例

大型商業施設のエントランスでは、年間1000万人の歩行に耐え光沢を保持しています。
美術館の展示室では高い硬度により台車走行による擦り傷を防止し、静音性も維持しています。
高級ホテルの客室フロアでは、木質の温かみとメタリックな微光沢を両立し、デザイン性を向上させました。
学校体育館ではワックスフリー運用が実現し、清掃時間が年間120時間削減できました。

まとめ

ナノ多層コーティングは、ケヤキ製床材の美しさを損なわずに表面硬度と耐摩耗性を飛躍的に高める技術です。
硬質層と靭性層を交互に積層することでクラック進展を抑制し、摩耗量を大幅に削減します。
初期投資は大きいものの、再塗装や部材交換を削減できるため長期的な費用対効果に優れます。
公共施設、商業空間、ホテルなど高耐久を求める場で導入メリットが高く、今後普及が期待されます。