JP2003183750A - 連続鋳造性に優れたスライドファスナー用銅合金 - Google Patents
連続鋳造性に優れたスライドファスナー用銅合金Info
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Abstract
ッケルアレルギー問題もないとともに連続鋳造性及び鋳
造品質に優れたスライドファスナー用銅合金を提供する
こと。 【解決手段】 スライドファスナーを構成する合金の組
成を、一般式:CuaZnbMnc(但し、a、b、c
は、質量%で、aは残部、10≦b≦20、8≦c≦1
5、不可避的元素を含み得る)で示される組成とする。
また、好ましくは、合金の組織を室温においてα相単相
であるようにすると共に、合金表面に鍍金処理を施す。
Description
ファスナーのエレメント、止具等のスライドファスナー
構成部材に適用されるスライドファスナー用銅合金に関
し、さらに詳細には、連続鋳造性及び鋳造品質に優れた
スライドファスナー用銅合金に関する。
銅合金としては、その合金色調が白色である洋白等の銅
−ニッケル−亜鉛合金、または丹銅、真鍮に代表される
銅−亜鉛合金などが用いられてきた。しかしながら、洋
白はニッケルを合金元素として含むため耐食性には優れ
ているが、例えばこれをスライドファスナー用として適
用した場合に、ファスナーは皮膚に接触することが多い
ので、ニッケルアレルギーの問題が生じている。また、
丹銅、真鍮に代表される銅−亜鉛合金は、ニッケルを含
まないため、ニッケルアレルギーの問題は発生しない
が、その色調が黄色くなり、白色の合金を得ることがで
きない。
人は、特開平11−124644号公報、特開2000
−303129号公報、特開2000−303130号
公報及び特開2001−3125号公報に開示されるニ
ッケルフリー白色銅合金を開発し特許出願した。上記各
公報に開示されるニッケルフリー白色銅合金は、Cu−
Zn−Mn系合金にAl、Sn等を含有させたものであ
り、強度、硬度、加工性、耐食性に優れ、ニッケルを含
まないため、ニッケルアレルギーの問題は発生せず、外
観的にも美しい白色度を保った装飾的価値の高い合金で
ある。
物は、上記合金を連続鋳造法によってワイヤとして製造
し、その後前記ワイヤー断面形状を所定の断面形状と
し、各構成部材に切断し、得られた構成部材を被着物に
装着することによって製造される。しかしながら、上記
公報に記載の合金は、前記洋白、丹銅或いは真鍮に比べ
て連続鋳造性が良好ではないために連続鋳造工程で切断
しやすく、これが生産性の低下につながり、コスト高の
原因となっていた。また、連続鋳造によって作製された
ワイヤにはダイス成分が付着している部分が存在してい
ることがあり、その部分の材料特性が他の部分とは異な
るために鋳造品質の面で良好なものではなかった。
本願発明は、白色性に優れ、ニッケルアレルギー問題が
なく、連続鋳造性及び鋳造品質に優れたスライドファス
ナー用銅合金を提供することを目的とするものである。
前記課題を解決するべく鋭意研究を進めた結果、次のよ
うな知見を得た。 1)連続鋳造工程におけるワイヤの切断は、ダイス内で
形成される化合物が抵抗となってワイヤが切断されやす
くなっていることによって起こること。 2)連続鋳造されたワイヤの品質が低下するのは、前記
ダイス内で形成される化合物がワイヤ表面に付着してい
ることによること。 3)前記ダイス内で形成される化合物によって、冷却効
率が低下して内部欠陥が生じ、これが合金の特性にも影
響を及ぼしていること。 4)ダイス内で形成される化合物は、合金の構成成分で
あるAl、Sn、Ti、Si、Cr等の酸化しやすい元
素がダイス成分と化合して形成されること。
は、連続鋳造性に悪影響を及ぼし鋳造品質を低下させて
いる要因であるAl、Sn、Ti、Si、Cr等の酸化
しやすい元素を合金成分として添加しないことにより、
連続鋳造性、鋳造品の鋳肌及び部分的特性の変化のない
合金を製造することが可能であることを見出し、本件発
明を完成させたものである。
る。 (1)一般式:CuaZnbMnc(但し、a、b、c
は、質量%で、aは残部、10≦b≦20、8≦c≦1
5、不可避的元素を含み得る)で示される組成を有する
連続鋳造性に優れたスライドファスナー用銅合金。 (2)色調がJIS Z 8729にて規定される色調
を示すa*、b*が、0<a*<2、7<b*<16で
ある上記(1)記載のスライドファスナー用銅合金。 (3)室温においてα相単相である上記(1)は(2)
記載のスライドファスナー用銅合金。 (4)上記合金が表面に鍍金処理を施してなるものであ
る上記(1)乃至(3)のいずれかに記載のスライドフ
ァスナー用銅合金。 (5)上記(1)乃至(4)記載のスライドファスナー
用銅合金からなる、スライドファスナーの構成部品であ
るエレメント。 (6)上記(1)乃至(4)記載のスライドファスナー
用銅合金からなる、スライドファスナーの構成部品であ
る止具
ー用銅合金について説明する。本発明のスライドファス
ナー用銅合金は、合金組成を下記一般式で示される組成
とすることによって、本発明の目的を達成することがで
きる。 CuaZnbMnc (1) (但し、a、b、cは、質量%で、aは残部、10≦b
≦20、8≦c≦15、不可避的元素を含み得る)
強化により合金の機械的性質及び加工硬化特性を向上さ
せるという効果、溶解鋳造における脱酸効果及び合金の
価格を低下させるという効果がある。Znの組成割合が
上記で規定する数値範囲より少ないと合金の低価格化が
不十分となり、合金強化が不足すると共に溶湯が酸化し
易くなって酸化物の発生が増え、鋳造性が悪くなる。ま
た、上記で規定した数値範囲より多いと結晶構造がα+
βとなり、冷間加工性が十分に確保できなくなる。Zn
の割合bは、好ましくは10<b<20、さらに好まし
くは13<b<17の範囲が適当である。
強化により合金の機械的特性を向上させるという効果と
ともに合金の価格を低下させるという効果がある。ま
た、このMnをZnの代わりに添加することにより、耐
時季割れ性を向上させる効果と、銅合金の色調が黄色く
なり過ぎることを抑える効果がある。また、融点を下げ
る効果があり、鋳造性を向上させるとともに溶湯からの
亜鉛の蒸発を抑える働きがある。Mnの組成割合が上記
で規定する数値範囲より少ないと色調が黄色くなってし
まい、逆に上記数値範囲より多いと溶解鋳造において酸
化物の発生が増えて鋳造性が悪くなり、また、結晶構造
がα+βとなり、冷間加工性が十分に確保できなくなる
とともに鋳造性が悪くなる。Mnの割合cは、好ましく
は8<c<14、さらに好ましくは8<c<12の範囲
が適当である。
影響を及ぼし鋳造品質を低下させている要因であるA
l、Sn、Ti、Si、Cr等の酸化しやすい元素を添
加しないことが重要である。
て規定するL*値、a*値、b*値表色系色度図に基づい
て、0<a*<2、7<b*<16の範囲内にある。なお、本
明細書でいう色調とは、JIS Z 8729に規定さ
れる物体色の表示方法で表現した明度指数L*(明度:
エルスター)及びクロマティクス指数a*(緑味〜赤
味:エースター)、b*(青味〜黄味:ビースター)の
値で示される。
なるものとすることにより、冷間加工性により優れた合
金を提供することができる。さらに、上記合金の表面に
鍍金処理を施すことにより、耐食性及び合金の耐変色性
に優れた合金を提供することができる。
イドファスナーを図面に基づき具体的に説明する。図1
は、スライドファスナーの概念図であり、図1に示すよ
うにスライドファスナーは、一側端側に芯部2が形成さ
れた一対のファスナーテープ1とファスナーテープ1の
芯部2に所定の間隔をおいてかしめ固定(装着)された
エレメント3と、エレメント3の上端及び下端でファス
ナーテープ1の芯部2にかしめ固定された上止具4及び
下止具5と、対向する一対のエレメント3間に配され、
エレメント3の噛合及び開離を行うための上下方向に摺
動自在なスライダー6とからなる。なお、上記におい
て、ファスナーテープ1の芯部2にエレメント3が装着
されたものがスライドファスナーチェーン7である。
れていないが断面矩形状の板状体からなる長尺体を多段
階にてプレス加工を施し、所定間隔ごとに切断し、スラ
イダー胴体を作製し、さらに必要に応じてスプリング及
び引手を装着したものである。さらに、引手も断面矩形
状の板状体から、所定形状ごとに打ち抜き、これをスラ
イダー胴体にかしめ固定したものである。なお、下止具
5は、蝶棒、箱棒、箱体からなる開離嵌挿具とし、スラ
イダーの開離操作にて一対のスライドファスナーチェー
ンを分離できるようにしたものであっても構わない。
ーのエレメント3、上止具4及び下止具5の製造方法及
びファスナーテープ1の芯部2への取付けの仕方を示す
図面である。図に示すようにエレメント3は、断面略Y
字状からなる異形線8を所定寸法ごとに切断し、これを
プレス成形することにより、係合頭部9を形成し、その
後、ファスナーテープ1の芯部2へ両脚部10をかしめ
ることにより、装着される。
角線)を所定寸法ごとに切断し、曲げ加工により略断面
コ字状に成形し、その後、ファスナーテープ1の芯部2
へかしめることにより、装着される。下止具5は、断面
略X字状からなる異形線12を所定寸法ごとに切断し、
その後、ファスナーテープ1の芯部2へかしめることに
より、装着される。
止具4、5が、同時にファスナーテープ1に装着される
ようになっているが、実際は、ファスナーテープ1に連
続的にエレメント3を取付け、まずファスナーチェーン
を作製し、ファスナーチェーンの止具取付け領域のエレ
メント3を取り外し、この領域のエレメント3に近接し
て所定の止具4又は5を装着するものである。以上のよ
うにして製造及び取付けを行うため、スライドファスナ
ーの構成部材となるエレメント、止具は、冷間加工性に
優れた合金とする必要性がある。
明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるもので
はない。
99%)、純Zn(99.9%)、純Mn(99.9
%)を使用して、成分組成がCu75Zn15Mn10(質量
%)となるようにし、これを連続鋳造装置内で溶解し、
これをφ8mmのカーボン製ダイスを介して連続ワイヤ
を作製した。
Al1(質量%)となるようにしたことを除いては、実
施例と同様にして連続ワイヤを作製した。
続ワイヤについて、連続鋳造性、表面状態等について評
価した。
にて実際に数回の連続鋳造を行うことにより評価を行っ
た。比較例の合金はワイヤ重量が100〜150kgの
間でワイヤが切断され、実施例の合金は300〜500
kgの間でワイヤが切断された。本発明の実施例の合金
は比較例に比べ2倍から5倍連続鋳造性優れていること
が分かった。
面観察を行ったところ、比較例の連続ワイヤではいくつ
かのワイヤについては切断された手前の部分が黒色化し
た部分が存在していたが、実施例のワイヤにおいては、
比較例にみられる黒色化した部分は存在しなかった。
黒色化した部分について分析したところ、ダイスのカー
ボンとAlとの化合物であることが分かった。上記黒色
化した部分のワイヤをその部分で切断し、その断面につ
いて表面観察を行ったところ、巣などの内部欠陥が見ら
れた。また、本発明の連続ワイヤについて、組織観察を
行った結果、組織構造がα相単相であることが分かっ
た。
理を施して、図2に示される断面略Y字状及び断面略X
字状及び断面略Y字状の連続異形線並びに矩形線を製造
した。次に、得られた連続異形線並びに矩形線に各種冷
間加工を施して各種構成部材を得て、これをファスナー
テープに装着してスライドファスナーを製造した。製造
したスライドファスナーは、ニッケルを含まないためニ
ッケルアレルギーがないとともに外観は洋白をもとに作
製したスライドファスナーと同様に白色性に優れた上記
JIS Z 8729にて規定するa*値、b*値の範囲
以内のものであった。また、スライドファスナーの製造
においては、冷間加工が行いやすく、加工面での問題も
なかった。
おいて、連続異形線並びに矩形線を製造した後、電解鍍
金によりCu−Sn合金鍍金を施し、ファスナーテープ
装着後、無電解鍍金によりSn鍍金を施し、上記と同様
にスライドファスナーを製造した。得られたスライドフ
ァスナーは、ニッケルアレルギー、白色度及び加工性に
ついては上記と同様に良好であり、耐食性並びに耐変色
性について調べてみたところ、鍍金処理を行っていない
上記スライドファスナーに比べ鍍金処理による効果がよ
り顕著に表れた。
ルを含まないためにニッケルアレルギー問題もなく、ま
た、連続鋳造性及び鋳造品質に優れたスライドファスナ
ー用銅合金を提供することができる。
ントを取り付ける仕方を説明する図である。
Claims (6)
- 【請求項1】一般式:CuaZnbMnc(但し、a、
b、cは、質量%で、aは残部、10≦b≦20、8≦
c≦15、不可避的元素を含み得る)で示される組成を
有することを特徴とする連続鋳造性に優れたスライドフ
ァスナー用銅合金。 - 【請求項2】色調がJIS Z 8729にて規定され
る色調を示すa*、b*が、0<a*<2、7<b*<16
であることを特徴とする請求項1記載のスライドファス
ナー用銅合金。 - 【請求項3】室温においてα相単相であることを特徴と
する請求項1又は2記載のスライドファスナー用銅合
金。 - 【請求項4】表面に鍍金処理を施されていることを特徴
とする請求項1乃至3のいずれかに記載のスライドファ
スナー用銅合金。 - 【請求項5】 請求項1乃至4のいずれかに記載のスラ
イドファスナー用銅合金からなる、スライドファスナー
の構成部品であるエレメント。 - 【請求項6】 請求項1乃至4のいずれかに記載のスラ
イドファスナー用銅合金からなる、スライドファスナー
の構成部品である止具。
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