JP4352411B2 - Coloring method of stainless steel wire and coloring device decoration structure - Google Patents
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Description
本発明はステンレス製線材の発色方法および発色装置に係り、特にテンパー処理により、ステンレス製線材の表面を種々の色調で再現性高く鮮やかに発色できる方法及び装置に関するものである。 The present invention relates to a coloring method and a coloring device for a stainless steel wire, and more particularly to a method and a device capable of vividly coloring a surface of a stainless steel wire with various color tones by tempering.
従来から、ステンレスの表面が加熱されて酸化皮膜が形成されると、皮膜の厚さに応じて干渉色、即ちテンパーカラーを呈すること自体は知られていた。
しかしながら、所望の色調を再現性高くしかもムラ無く発色させることは難しく、また、発色に成功している色は、ブラック、ブロンズ、茶色、ブルーなど限られたものであり、色を付けるための手法としてテンパー処理は採用されていなかった。
Conventionally, it has been known that when an oxide film is formed by heating the surface of stainless steel, an interference color, that is, a temper color is exhibited depending on the thickness of the film.
However, it is difficult to develop the desired color tone with high reproducibility and evenness, and the colors that have been successfully developed are limited to black, bronze, brown, blue, and so on. As tempering was not adopted.
ところで、金網は従来から一般工業用に限らず、厨房用品や排水設備等の一般産業用の機能材として幅広く利用されているが、更なる生産拡大のためには新たな用途の開拓が求められている。
そのため、装飾用途での利用も考えられているが、その場合には所望の色調で金網を着色できた方が、デザインとしての幅を広げられるはずである。
例えば、最近では、複数枚の金網を重ね合わせてつくる光干渉模様、即ちモアレ模様の面白さが注目されているが、色調が異なれば同じデザインのモアレ模様であっても趣きが全く異なるので、種々の色調の線材を組み合わせて織った金網シートを使用することで、多種多様なモアレ模様をつくりだせる。
そして、干渉色の場合には多彩且つ微妙な色調を発現させることができるので、上記した装飾材としての用途を考えると、テンパー処理による発色は好ましい色付け方法である。
By the way, wire mesh has been widely used as a functional material for general industries such as kitchenware and drainage equipment, not only for general industrial use, but new applications are required for further production expansion. ing.
For this reason, use for decorative purposes is also considered, but in that case, if the wire mesh can be colored with a desired color tone, the width of the design should be widened.
For example, recently, the light interference pattern created by superimposing a plurality of wire meshes, that is, the interest of the moire pattern, has attracted attention, but if the color tone is different, the moire pattern of the same design has a completely different taste, A wide variety of moire patterns can be created by using wire mesh sheets woven by combining wire rods of various colors.
In the case of interference colors, various and subtle color tones can be expressed. Therefore, considering the use as the above-described decoration material, color development by tempering is a preferable coloring method.
それ故、本発明は、上記課題を解決するために、複雑な工程や装置を必要とせずに、ステンレス製線材の表面を所望の色調で再現性高く且つムラ無く発色できる、改善されたテンパー処理による発色方法及び装置を提供することを目的とする。 Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an improved tempering process capable of coloring the surface of a stainless steel wire in a desired color tone with high reproducibility and without unevenness without requiring a complicated process or apparatus. It is an object of the present invention to provide a color development method and apparatus.
請求項1の発明は、ステンレス製線材を加熱された酸化性ガス雰囲気中に通過させて当該線材の表面に酸化皮膜を形成することにより発色させる方法において、該雰囲気内における酸素ガスの濃度を均一になるよう調整しながら、該雰囲気内の酸素濃度、該雰囲気の温度および該線材の移送速度を調整して、種々の厚さの酸化皮膜を形成することを特徴とするステンレス製線材の発色方法である。
The invention according to
請求項2の発明は、請求項1に記載したステンレス製線材の発色方法において、酸素濃度の調整用に不活性ガスを雰囲気内に旋回流として噴出することで該雰囲気内における酸素ガスの濃度を均一になるよう調整していることを特徴とするステンレス製線材の発色方法である。
The invention of
請求項3の発明は、長手方向の両端が入口及び出口として開口した筒形ヒーターと、ステンレス製線材を移送して前記ヒーター内を通過させるための線材移送手段と、前記ヒーター内に入口側から不活性ガスを導入する不活性ガス導入手段と、前記ヒーター内の酸素ガスの濃度を均一化するガス濃度均一化手段と、不活性ガスの導入量を調整することで酸素濃度を調整する酸素濃度調整手段と、ヒーター温度を調整する温度調整手段と、線材の移送速度を調整する移送速度調整手段とを備えることを特徴とするステンレス製線材の発色装置である。 The invention according to claim 3 is a cylindrical heater whose both ends in the longitudinal direction are opened as an inlet and an outlet, a wire rod transfer means for transferring a stainless steel wire rod and passing through the heater, and an inlet side into the heater. An inert gas introducing means for introducing an inert gas, a gas concentration uniformizing means for equalizing the concentration of oxygen gas in the heater, and an oxygen concentration for adjusting the oxygen concentration by adjusting the amount of inert gas introduced A stainless steel wire coloring device comprising: an adjusting means; a temperature adjusting means for adjusting a heater temperature; and a transfer speed adjusting means for adjusting a transfer speed of the wire.
請求項4の発明は、請求項3に記載したステンレス製線材の発色装置において、ガス濃度均一化手段は、不活性ガスを旋回流としてヒーター内に噴出する不活性ガスの噴出手段により構成されていることを特徴とするステンレス製線材の発色装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, in the stainless steel wire coloring device according to the third aspect, the gas concentration equalizing means comprises an inert gas jetting means for jetting an inert gas into the heater as a swirling flow. A color developing device for a stainless steel wire.
請求項5の発明は、請求項1または2に記載の方法により発色したステンレス製線材で構成されてなる金網である。 A fifth aspect of the present invention is a wire mesh made of a stainless steel wire colored by the method according to the first or second aspect.
請求項6の発明は、複数の金網シートが重ねられて配置された光干渉部を少なくとも一部に含み、前記光干渉部に光が当たるとモアレ模様が浮かび上がる装飾構造体において、少なくとも1枚の金網は請求項5に記載のもので構成されていることを特徴とする装飾構造体である。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a decorative structure that includes at least a part of a light interference portion in which a plurality of wire mesh sheets are stacked, and a moire pattern emerges when light hits the light interference portion. The wire mesh is a decorative structure characterized in that it is constituted by the structure described in
本発明のステンレス製線材の発色方法によれば、複雑な工程を必要とせずに、ステンレス製線材の表面を種々の色調で再現性高く発色できる。
また、本発明のステンレス製線材の発色装置は、簡易な構成でありながら、ステンレス製線材の表面を種々の色調で再現性高く発色できる。
According to the method for coloring a stainless steel wire according to the present invention, the surface of the stainless steel wire can be colored with various colors with high reproducibility without requiring a complicated process.
In addition, the stainless steel wire coloring device of the present invention can color the surface of a stainless steel wire with various colors and high reproducibility, while having a simple configuration.
図1は、本発明の実施の形態に係るステンレス製線材の発色装置1を示す。
この発色装置1は、ステンレス製線材(S)の表面を所謂テンパー処理によりテンパーカラーとして発色させるための所謂熱処理装置である。
符号3は筒形の断熱性のヒーター本体を示し、このヒーター本体3の寸法は、外径が380mm、内径が70mm、中空の内部空間の容積が500Lである。
ヒーター本体3の内部空間には長手方向に石英管5が挿通している。石英管5の両側端部はヒーター3を貫通して突出しており、一方の端部がヒーター入口7、他方の端部がヒーター出口9となっている。石英管5の内部空間の容積は1.5Lである。
FIG. 1 shows a
The
Reference numeral 3 denotes a cylindrical heat-insulating heater main body. The heater main body 3 has an outer diameter of 380 mm, an inner diameter of 70 mm, and a volume of a hollow inner space of 500 L.
A
符号11は発熱線を示し、この発熱線11は石英管5の周りに螺旋状に巻き回されている。発熱線11はサイリスタ電源装置13に接続されている。このサイリスタ電源装置13は温度調節器(TIC)15からの電気信号を利用して発熱線11への出力を調整しており、所望の加熱温度を自動的に且つ高精度で達成できる。温度調節器15の感温素子16は石英管5の外側に配置されている。
このサイリスタ電源装置13(入力電力:220V対応)は400℃〜700℃まで加熱できるものである。
ヒーター本体3と、石英管5と、ヒーター入口7と、ヒーター出口9と、発熱線11と、電源装置13とによってヒーターが構成されており、温度調節器15によって温度調整手段が構成されている。
This thyristor power supply device 13 (input power: 220 V compatible) can be heated to 400 ° C. to 700 ° C.
The heater body 3, the
符号17は窒素(N2)ガスの供給管を示し、この窒素ガス供給管17の一端部は窒素ガス供給源としての窒素ガスボンベ19と接続されており、他端部としての窒素ガス流入口18は石英管5を貫通している。窒素ガス流入口18は石英管5の軸心方向に対し略直交方向の内周壁の接線方向且つ出口9側に向けて窒素ガスを噴出する。従って、噴出された窒素ガスにより石英管5の中には、図2(1)、(2)の矢印に示すように、石英管5の中で旋回しながら出口9側に向かう旋回流が形成される。窒素ガスの比重は酸素ガスの比重より若干軽いが、石英管5の中に存在する酸素ガスもこの旋回流に乗って上に持ちあげられるので、石英管5内で酸素ガスは略均一に分布することになる。窒素ガス流入口18によってガス濃度均一化手段が構成されている。
符号21はレギュレーター(バルブ)を示し、符号23はフローメーター(流量計)を示す。フローメーター23で流量を読みとりながら、そのレギュレーター21の開閉を手動で微妙に調整することで、正確な流量の窒素ガスを石英管5の中に入口7側から導入できるようになっている。
窒素ガス供給管17と、窒素ボンベ19と、レギュレーター21とによって不活性ガス導入手段が構成されている。
レギュレーター21と、フローメーター23とによって窒素ガスの導入量が調整され、結果として石英管5内の酸素濃度が調整されるので、これらによって酸素濃度調整手段が構成されている。
The nitrogen
The amount of nitrogen gas introduced is adjusted by the
符号25はプレヒーターを示し、このプレヒーター25は窒素ガス供給管17の途中の経路に設けられている。このプレヒーター25で予め加温された窒素ガスが石英管5の中に導入される。好ましくは、ヒーター本体3の加熱温度を同じにする。予め加温された窒素ガスを石英管5内に導入することで、窒素ガスの導入に起因する石英管5内の温度勾配の変動を抑制することができる。
符号27,28はガイド(コンベア)を示し、このガイド27,28はヒーター入口7側と出口9側に対向してそれぞれ設けられている。
符号29は繰出しリールを示し、この繰出しリール29にはテンパー処理前の線材が巻き回されている。符号31は巻取りリールを示し、この巻取りリール31にはテンパー処理後の線材が移送中に十分に空冷された後に巻き回される。
符号33はモーターを示し、このモーター33の回転軸に巻取りリール31が連結されている。モーター33はインバータ制御されている。このモーター33の出力は0.2kW程度であり、インバータ電源35の入力電圧は220V程度である。
モーター33が駆動すると、巻取りリール31が回転して線材(S)が繰出しリール29から繰出され、矢印の方向に従ってガイド27上に載置されて移送され、ヒーター本体3中の石英管5の中に入り込み、加熱された後出てきて、再度ガイド27上に載置されて放冷されながら移送され、最終的には巻取りリール31に巻き取られる。
符号37はトラバース装置を示し、このトラバース装置37により線材(S)の上下方向の巻取り位置が調整される。従って、線材(S)の巻き線における列及び層はきちんと整列する。
ガイド27と、繰出しリール29と、巻取りリール31と、モーター33と、インバータ電源35とによって、線材移送手段が構成されている。
また、インバータ電源35のコントローラ(図示しない)により、移送速度調整手段が構成されている。
When the
The
Further, the controller (not shown) of the
ステンレス製線材(S)の素材としては、SUS304、430など種々の素材を使用できる。また、線材の径(φ)は、市販されている線材であれば、0.29mm、2.5mmなどいずれのものでも使用できる。 Various materials such as SUS304 and 430 can be used as the material for the stainless steel wire (S). Moreover, as long as the diameter (φ) of the wire is a commercially available wire, any wire such as 0.29 mm or 2.5 mm can be used.
上記の構成の発色装置1を使用して線材(S)を熱処理、即ちテンパー処理すると、石英管5内を満たす酸化性ガス(空気と窒素ガス)中の酸素ガスの濃度が均一化された中に低温の線材(S)が移送されてくるので、ヒーター温度、窒素導入量、線材(S)の移送速度の3つのパラメータを調整するだけで、所望の厚さの酸化皮膜を均一に線材(S)の表面に形成することができる。
従って、この発色装置1を使用してテンパー処理すれば、ステンレス製線材の表面を黄色から赤色に至る種々の色調で鮮やかに発色させることができる。
なお、線材(S)の移送中に、酸素濃度などの条件を変えてもよい。そうすることで1本の線材(S)の表面を虹の7色のように複数の種類の色調で発色せることも可能である。
When the wire (S) is heat-treated, that is, tempered using the
Therefore, when the temper treatment is performed using the
In addition, conditions, such as oxygen concentration, may be changed during the transfer of the wire (S). By doing so, it is also possible to develop the surface of one wire (S) with a plurality of types of colors such as the seven colors of the rainbow.
次に、図3、図4に従って、上記のようにした発色したステンレス製線材を織り上げて構成した金網を利用した廊下の照明用シェード51(装飾構造体)を示す。
この照明用シェード51は、廊下の壁面53に取り付けられた照明用ランプ55の下側に取り付けけられている。照明用シェード51は、壁面53から上方に向かって傾斜して延びており、照明用ランプ55から出た光は照明用シェード51を通って人間の目に入ることになる。
Next, according to FIG. 3 and FIG. 4, a lighting shade 51 (decorative structure) in the hallway using a wire mesh constructed by weaving the colored stainless steel wire material as described above is shown.
The
次に、照明用シェード51の構造を説明する。
図3に示すように、乳白色のアクリル板57の上面には、紫に発色した線材と地色のシルバーの線材が平織りされ、さらにエンボス加工により凹凸が形成されたエンボス状金網シート59が取り付けられている。
また、アクリル板57の下面には、紫に発色した線材と地色のシルバーの線材が平織りされたプレーン状金網シート61が取り付けられている。プレーン状金属シート61は、アクリル板57の下面に沿って取り付けられ、更にアクリル板57のエッジ部分を包むように上面側に折り返されている。
符号63は透明のカバーシートを示し、このカバーシート63によって上側のプレーン金網シート61がカバーされている。
いずれの金網シート59,61も目開きは40メッシュ程度である。
Next, the structure of the
As shown in FIG. 3, on the upper surface of the milky white
Further, on the lower surface of the
Each of the
照明用ランプ55を点灯させると、そこから出射した光は上側のエンボス状金網シート59を通過した後に下側のプレーン状金網シート61を通過して、照明用シェード51の外に射出されて、最終的に人の目に入る。
金網シート59,61は共に規則的な幾何学的模様を呈しているので、これら2枚の金網シート59,61が重ねられて配置された空間を通過した光により、図4に示すようにモアレ模様(M)が浮かび上がって幻想的な空間となる。
しかも、金網シート59,61はシルバーの線材と紫色の線材が織られて構成されているので、人の目にはピンクゴールド色に見え、品の良い心地良さを生み出すのに成功している。
When the
Since the
Moreover, since the
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明の具体的構成が上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨から外れない範囲での設計変更があっても本発明に含まれる。
例えば、窒素ガスの導入量が少ない場合には流入口はノズル状に構成して噴出速度を速くすることで旋回流の形成を促進して酸素濃度を均一化させてもよい。
なお、金網を発色する場合には、理論的には金網に織り上げた後にテンパー処理をすることも可能だが、線材の段階で発色させた方が色ムラが出ても目立ち難いのでその方が好ましい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the specific configuration of the present invention is not limited to the above embodiments, and even if there is a design change within the scope of the present invention. It is included in the present invention.
For example, when the amount of nitrogen gas introduced is small, the inlet may be configured in the form of a nozzle to increase the jetting speed, thereby promoting the formation of a swirling flow and making the oxygen concentration uniform.
In the case of coloring the wire mesh, it is theoretically possible to perform temper treatment after weaving the wire mesh, but it is preferable to color the wire mesh because it is less noticeable even if color unevenness appears. .
上記の実施の形態に係る発色装置1を使用して、線材の表面を発色させたところ、以下のように発色した。
なお、プレヒーター25により石英管5に導入する窒素ガスは350℃に加熱した。
When the
The nitrogen gas introduced into the
表の見方であるが、ヒーター温度、窒素導入量、線材の移送速度の3つのパラメータについて1つの固定値が記載されたものと、一定の範囲が記載されているものがある。これは、2つのパラメータを固定値で設定し、残りの1つのパラメータを上記した範囲の任意の値で設定することにより、種々の微妙な色調で発色できることを意味している。例えば、線材Aについては、窒素導入量と線材の移送速度をそれぞれの固定値で設定し、ヒーター温度を400〜500℃の中で低温の方の値で設定するとプラチナに近い金色に発色し、高温の方の値で設定すると真鍮に誓い黄色に発色した。また、線材Bについては、ヒーター温度と線材の移送速度をそれぞれの固定値で設定し、窒素導入量を0.3〜0.75L/分の中で低速の方の値で設定するとマホガニーのような渋い茶色に発色し、高速の方の値で設定すると薄いブロンズに近い茶色に発色した。 As a way of looking at the table, there are one in which one fixed value is described for three parameters of the heater temperature, the amount of nitrogen introduced, and the transfer speed of the wire, and another in which a certain range is described. This means that by setting two parameters with fixed values and setting the remaining one parameter with an arbitrary value in the above-described range, it is possible to develop colors with various subtle tones. For example, for wire A, the amount of nitrogen introduced and the wire transfer rate are set at their fixed values, and when the heater temperature is set at a lower value in the range of 400 to 500 ° C., a color close to platinum is developed, When it was set at the higher value, it swears on brass and turns yellow. For wire B, the heater temperature and wire transfer speed are set as fixed values, and the amount of nitrogen introduced is set at the lower value of 0.3 to 0.75 L / min, as in mahogany. Colored in a light brown color, and when set at the higher speed, the color developed in a light brown bronze.
本発明の発色方法及び発色装置によれば、ステンレス製線材の表面を所望の色調で発色できる。しかも、発色した線材は屋外でも錆びたり剥げ落ちたりすることがないので、耐久性も高い。さらに、従来は光に色を付ける場合には、例えばオレンジ色はナトリウム灯で得ていたが、テンパーカラーにより素材自体に着色することにより、低エネルギーの蛍光灯を使用しても光に色を付けられることになり、エネルギー消費量も低減できる。
従って、本発明の方法で発色した線材を織った金網は、装飾材として有望なものである。
According to the color development method and color development apparatus of the present invention, the surface of a stainless steel wire can be colored with a desired color tone. Moreover, since the colored wire does not rust or peel off outdoors, it has high durability. Furthermore, in the past, when coloring light, for example, an orange color was obtained with a sodium lamp, but by coloring the material itself with a temper color, the light can be colored even when a low-energy fluorescent lamp is used. As a result, energy consumption can be reduced.
Therefore, a wire mesh woven from a wire colored by the method of the present invention is promising as a decorative material.
1 ステンレス製線材の発色装置
3 ヒーター本体 5 石英管
7 ヒーター入口 9 ヒーター出口
11 発熱線 13 サイリスタ電源装置
15 温度調節器 16 感温素子
17 窒素ガス供給管 18 窒素ガス流入口
19 窒素ガスボンベ
21 レギュレーター 23 フローメーター
25 プレヒーター 27,28 ガイド
29 繰出しリール 31 巻取りリール
33 モーター 35 インバータ電源
37 トラバース装置
S ステンレス製線材
51 照明用シュード 53 壁面
55 照明用ランプ 57 アクリル板
59 エンボス状金網シート 61 プレーン状金網シート
63 カバーシート
M モアレ模様
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