JP6295364B1 - 金属加工品及び金属加工品の表面処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】識別性の向上を図りつつ、潤滑性及び防錆性の向上を図ること。【解決手段】渦巻ばね１０は、金属製の基材３と、基材３の表面を被覆する化成皮膜４と、化成皮膜４の表面を被覆する第１の石けん皮膜５と、染料の含有により着色が施され、且つ第１の石けん皮膜５の表面を被覆する第２の石けん皮膜６とを有する。【選択図】図２
Description
本発明は、金属加工品及び金属加工品の表面処理方法に関する。
従来、渦巻ばねなどの金属加工品においては、金属製の基材の表面にリン酸亜鉛などからなる化成皮膜を設けるとともに、同化成皮膜上に石けん皮膜を設けることにより、潤滑性の向上を図っている。
特許文献１には、化成皮膜が表面に形成された金属製の基材を、染料が含有された石けん液中に浸漬し、その後、基材に付着した石けん液を乾燥させることにより石けん皮膜を基材上に形成する渦巻ばねの表面処理方法が開示されている。こうした方法により処理された渦巻ばねでは、渦巻ばねの表面全体が石けん皮膜に含有される染料により着色されている。
特許文献２には、化成皮膜が表面に形成された金属製の基材を、石けん液に浸漬して石けん皮膜を形成し、その後、揮発性の高い溶剤または分散剤と色素とが含有された着色溶液を石けん皮膜の表面に対して塗着し、溶剤または分散剤を蒸発させることにより着色する製造方法が開示されている。こうした方法により製造された渦巻ばねでは、石けん皮膜の表面全体が色素により被覆されている。
これらの渦巻ばねにおいては、渦巻ばねの種類と色の種類との対応関係が予め明らかにされていれば、石けん皮膜や色素の色を見ることで、渦巻ばねの種類を把握することが可能である。また、どの向きから渦巻ばねを見た場合にも、石けん皮膜や色素の色を識別することが可能である。換言すると、渦巻ばねがどのような向きや姿勢で配置されていても、石けん皮膜や色素の色が識別され得る。
ところで、特許文献１に記載の渦巻ばねの場合、石けん液に含有された染料が不純物として作用することで化成皮膜と石けん皮膜との反応が阻害されやすい。そのため、石けん皮膜のうち未反応部分の割合が多くなり、潤滑性や防錆性を低下させる一因となっている。
また、特許文献２に記載の渦巻ばねの場合、石けん皮膜の表面全体が同石けん皮膜よりも滑性の劣る色素により被覆されている。そのため、潤滑性において改善の余地を残すものとなっている。
本発明の目的は、識別性の向上を図りつつ、潤滑性及び防錆性の向上を図ることのできる金属加工品及び金属加工品の表面処理方法を提供することにある。
上記目的を達成するための金属加工品は、金属製の基材と、前記基材の表面を被覆する化成皮膜と、前記化成皮膜の表面を被覆する第１の石けん皮膜と、染料の含有により着色が施され、且つ前記第１の石けん皮膜の表面を被覆する第２の石けん皮膜と、を有する。
同構成によれば、基材の表面を被覆する化成皮膜の表面全体が第１の石けん皮膜により被覆されており、第１の石けん皮膜の表面が第２の石けん皮膜により被覆されている。ここで、金属加工品の外表面全体を構成する第２の石けん皮膜が染料により着色されているため、金属加工品の種類と色の種類との対応関係が予め明らかにされていれば、第２の石けん皮膜の色を見ることで、金属加工品の種類を把握することが可能である。
また、第２の石けん皮膜が金属加工品の外表面全体に形成されていることに加え、同第２の石けん皮膜の全体が着色されているため、どの向きから金属加工品を見た場合にも、第２の石けん皮膜の色を識別することが可能である。
換言すると、金属加工品がどのような向きや姿勢で配置されていても、第２の石けん皮膜の色が識別され得る。
特に、上記構成によれば、化成皮膜の表面全体が第１の石けん皮膜により被覆されている。このため、例えば化成皮膜の表面を染料が含有された石けん皮膜により被覆する特許文献１に記載の構成に比べて、石けん皮膜中の不純物が少なくなり、石けん皮膜のうち未反応部分の割合が少なくなる。これにより、潤滑性を向上させることができる。また、未反応部分の割合が少なくなることにより、防錆性を向上させることができる。
特に、上記構成によれば、化成皮膜の表面全体が第１の石けん皮膜により被覆されている。このため、例えば化成皮膜の表面を染料が含有された石けん皮膜により被覆する特許文献１に記載の構成に比べて、石けん皮膜中の不純物が少なくなり、石けん皮膜のうち未反応部分の割合が少なくなる。これにより、潤滑性を向上させることができる。また、未反応部分の割合が少なくなることにより、防錆性を向上させることができる。
また、第１の石けん皮膜の表面全体が滑性を有する第２の石けん皮膜により被覆されている。このため、例えば揮発性の高い溶剤または分散剤と色素とを含有した着色溶液を第１の石けん皮膜の表面に対して塗着し、溶剤または分散剤を蒸発させて着色した特許文献２に記載の構成、すなわち第１の石けん皮膜の表面全体が滑性の劣る色素により被覆された構成に比べて、潤滑性を向上させることができる。
したがって、識別性の向上を図りつつ、潤滑性及び防錆性の向上を図ることができる。
また、上記目的を達成するための金属加工品の表面処理方法は、表面に化成皮膜が形成された金属製の基材を第１の石けん液中に浸漬することにより、前記化成皮膜の表面に第１の石けん皮膜を形成する第１の石けん皮膜形成工程と、前記第１の石けん液が付着した前記基材を乾燥させる乾燥工程と、前記第１の石けん皮膜が形成された前記基材を、染料が含有された第２の石けん液中に浸漬し、その後、前記第２の石けん液が付着した前記基材を乾燥させることにより、前記染料の含有により着色が施された第２の石けん皮膜を前記第１の石けん皮膜の表面に形成する第２の石けん皮膜形成工程と、を含む。
また、上記目的を達成するための金属加工品の表面処理方法は、表面に化成皮膜が形成された金属製の基材を第１の石けん液中に浸漬することにより、前記化成皮膜の表面に第１の石けん皮膜を形成する第１の石けん皮膜形成工程と、前記第１の石けん液が付着した前記基材を乾燥させる乾燥工程と、前記第１の石けん皮膜が形成された前記基材を、染料が含有された第２の石けん液中に浸漬し、その後、前記第２の石けん液が付着した前記基材を乾燥させることにより、前記染料の含有により着色が施された第２の石けん皮膜を前記第１の石けん皮膜の表面に形成する第２の石けん皮膜形成工程と、を含む。
同方法によれば、表面に化成皮膜が形成された金属製の基材が第１の石けん液中に浸漬されることにより、化成皮膜の表面に第１の石けん皮膜が形成される。続いて、基材が乾燥される。続いて、第１の石けん皮膜が形成された基材が、染料が含有された第２の石けん液中に浸漬され、その後、基材が乾燥されることにより、染料の含有により着色が施された第２の石けん皮膜が第１の石けん皮膜の表面に形成される。
なお、このようにして表面処理が施された金属加工品は、上述した金属加工品と同様の作用を奏する。
本発明によれば、識別性の向上を図りつつ、潤滑性及び防錆性の向上を図ることができる。
以下、図１〜図３を参照して、本発明に係る金属加工品及びその表面処理方法を渦巻ばね及びその表面処理方法として具体化した一実施形態について説明する。
まず、本実施形態の渦巻ばね１０の構成について説明する。
まず、本実施形態の渦巻ばね１０の構成について説明する。
図１に示すように、渦巻ばね１０は、細長い板状のばね鋼を基材３とし、同一平面上において渦巻状に巻かれた本体部１１と、その内端に曲げ形成されたインナーフック部１２と、同本体部１１の外端に曲げ形成されたアウターフック部１３とから構成されている。例えば、渦巻ばね１０が自動車用シートのリクライニング機構に採用される場合には、インナーフック部１２は、座部側の部品に係止され、アウターフック部１３は、背もたれ側の部品に係止される。
図２に示すように、渦巻ばね１０の基材３の表面は、微細で多数の凹凸を有する粗面となっている。
基材３の表面は、リン酸塩、具体的にはリン酸亜鉛からなる化成皮膜４で被覆されている。
基材３の表面は、リン酸塩、具体的にはリン酸亜鉛からなる化成皮膜４で被覆されている。
化成皮膜４の表面は、金属石けんからなる第１の石けん皮膜５で被覆されている。さらに、この第１の石けん皮膜５の表面は、染料が含有された、すなわち着色が施された第２の石けん皮膜６によって被覆されている。
次に、渦巻ばね１０の表面処理の手順について説明する。
図３に示すように、まず、薬剤を用いて基材３の表面に付着している油脂、ごみ等の油性の汚れを除去する（脱脂工程）。続いて、工業用水によって基材３を洗浄する（水洗工程）。ここで、基材３が水を弾く場合は再度脱脂工程へ戻り、水が弾かれなくなったら次の酸洗工程へと進む。
図３に示すように、まず、薬剤を用いて基材３の表面に付着している油脂、ごみ等の油性の汚れを除去する（脱脂工程）。続いて、工業用水によって基材３を洗浄する（水洗工程）。ここで、基材３が水を弾く場合は再度脱脂工程へ戻り、水が弾かれなくなったら次の酸洗工程へと進む。
次に、塩酸に基材３を浸漬することにより基材３の表面を溶かす（エッチングする）。これにより、基材３の表面が微細な多数の凹凸を有する粗面となる（酸洗工程）。その後、工業用水によって基材３を洗浄する（水洗工程）。
次に、高温のリン酸亜鉛の処理液に基材３を一定時間浸漬する。これにより、基材３の表面にリン酸亜鉛からなる化成皮膜４が形成される（化成皮膜形成工程）。その後、工業用水によって再度基材３を洗浄する（水洗工程）。
続いて、高温の第１の石けん液が貯留された容器の中に、化成皮膜４が形成された基材３を一定時間浸漬する（第１の石けん液浸漬工程）。これにより、化成皮膜４の表面に、亜鉛石けん（金属石けん）からなる第１の石けん皮膜５が形成される。本実施形態における第１の石けん液浸漬工程が本発明に係る第１の石けん皮膜形成工程に相当する。
続いて、空気の吹付けにより基材３を乾燥させる（乾燥工程）。これにより、第１の石けん皮膜５の表面に未反応の石けんが析出する。
続いて、石けん本来の色とは異なる色（例えば青色等）の染料が溶解された高温の第２の石けん液が貯留された容器の中に上記基材３を一定時間浸漬する（第２の石けん液浸漬工程）。これにより、第１の石けん皮膜５の表面に析出した未反応の石けんが、第２の石けん液に溶解される。
続いて、石けん本来の色とは異なる色（例えば青色等）の染料が溶解された高温の第２の石けん液が貯留された容器の中に上記基材３を一定時間浸漬する（第２の石けん液浸漬工程）。これにより、第１の石けん皮膜５の表面に析出した未反応の石けんが、第２の石けん液に溶解される。
続いて、空気の吹付けにより基材３を乾燥させる（乾燥工程）。これにより、第１の石けん皮膜５の表面に第２の石けん皮膜６が形成される。なお、目視によって、第２の石けん皮膜６の表面状態が均一となったことが確認されたところで空気の吹付けを停止する。
このようにして、上記渦巻ばね１０が得られる。
なお、本実施形態における第２の石けん液浸漬工程及びその後の乾燥工程が、本発明に係る第２の石けん皮膜形成工程に相当する。
なお、本実施形態における第２の石けん液浸漬工程及びその後の乾燥工程が、本発明に係る第２の石けん皮膜形成工程に相当する。
以上説明した本実施形態に係る金属加工品及び金属加工品の表面処理方法によれば、以下に示す作用効果が得られるようになる。
（１）渦巻ばね１０の基材３の表面を被覆する化成皮膜４の表面が第１の石けん皮膜５により被覆されている。第１の石けん皮膜５の表面が染料の含有により着色が施された第２の石けん皮膜６により被覆されている。
（１）渦巻ばね１０の基材３の表面を被覆する化成皮膜４の表面が第１の石けん皮膜５により被覆されている。第１の石けん皮膜５の表面が染料の含有により着色が施された第２の石けん皮膜６により被覆されている。
こうした構成によれば、渦巻ばね１０の外表面全体を構成する第２の石けん皮膜６が染料により着色されている。このため、渦巻ばね１０の種類と色の種類との対応関係が予め明らかにされていれば、渦巻ばね１０の組付作業者は、第２の石けん皮膜６の色を見ることで、渦巻ばね１０の種類を把握することができる。
また、第２の石けん皮膜６が渦巻ばね１０の外表面全体に形成されていることに加え、同第２の石けん皮膜６の全体が着色されているため、どの向きから渦巻ばね１０を見た場合にも、第２の石けん皮膜６の色を識別することが可能である。
つまり、渦巻ばね１０がどのような向きや姿勢で配置されていても、第２の石けん皮膜６の色が識別され得る。
特に、上記構成によれば、化成皮膜４の表面全体が第１の石けん皮膜５により被覆されている。このため、例えば化成皮膜４の表面を染料が含有された石けん皮膜により被覆する特許文献１に記載の構成に比べて、基材３を被覆する石けん皮膜中の不純物が少なくなり、石けん皮膜のうち未反応部分の割合が少なくなる。これにより、潤滑性を向上させることができる。また、未反応部分の割合が少なくなることにより、防錆性を向上させることができる。
特に、上記構成によれば、化成皮膜４の表面全体が第１の石けん皮膜５により被覆されている。このため、例えば化成皮膜４の表面を染料が含有された石けん皮膜により被覆する特許文献１に記載の構成に比べて、基材３を被覆する石けん皮膜中の不純物が少なくなり、石けん皮膜のうち未反応部分の割合が少なくなる。これにより、潤滑性を向上させることができる。また、未反応部分の割合が少なくなることにより、防錆性を向上させることができる。
また、第１の石けん皮膜５の表面全体が滑性を有する第２の石けん皮膜６により被覆されている。このため、例えば揮発性の高い溶剤または分散剤と色素とを含有した着色溶液を第１の石けん皮膜５の表面に対して塗着し、溶剤または分散剤を蒸発させて着色した特許文献２に記載の構成、すなわち第１の石けん皮膜５の表面全体が滑性の劣る色素により被覆された構成に比べて、潤滑性を向上させることができる。
したがって、識別性の向上を図りつつ、潤滑性及び防錆性の向上を図ることができる。
（２）渦巻ばね１０の表面処理方法は、表面に化成皮膜４が形成された金属製の基材３を第１の石けん液中に浸漬することにより、化成皮膜４の表面に第１の石けん皮膜５を形成する第１の石けん皮膜形成工程と、第１の石けん液が付着した基材３を乾燥させる乾燥工程とを備える。
（２）渦巻ばね１０の表面処理方法は、表面に化成皮膜４が形成された金属製の基材３を第１の石けん液中に浸漬することにより、化成皮膜４の表面に第１の石けん皮膜５を形成する第１の石けん皮膜形成工程と、第１の石けん液が付着した基材３を乾燥させる乾燥工程とを備える。
また、第１の石けん皮膜５が形成された基材３を、染料が含有された第２の石けん液中に浸漬し、その後、第２の石けん液が付着した基材３を乾燥させることにより、染料の含有により着色が施された第２の石けん皮膜６を第１の石けん皮膜５の表面に形成する第２の石けん皮膜形成工程を備える。
こうした方法によれば、表面に化成皮膜４が形成された金属製の基材３が第１の石けん液中に浸漬されることにより、化成皮膜４の表面に第１の石けん皮膜５が形成される。続いて、基材３が乾燥される。続いて、第１の石けん皮膜５が形成された基材３が、染料が含有された第２の石けん液中に浸漬され、その後、基材３が乾燥されることにより、染料の含有により着色が施された第２の石けん皮膜６が第１の石けん皮膜５の表面に形成される。したがって、上記構成（１）の渦巻ばね１０を得ることができる。
＜変形例＞
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・本発明に係る金属加工品及びその表面処理方法は渦巻ばね１０及びその表面処理方法に限定されるものではなく、つる巻ばね等の他のばねに対して適用することもできる。また、ブッシュやカラーなどの他の金属加工品に対して適用することもできる。
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・本発明に係る金属加工品及びその表面処理方法は渦巻ばね１０及びその表面処理方法に限定されるものではなく、つる巻ばね等の他のばねに対して適用することもできる。また、ブッシュやカラーなどの他の金属加工品に対して適用することもできる。
３…基材（ばね鋼）、４…化成皮膜、５…第１の石けん皮膜、６…第２の石けん皮膜、１０…渦巻ばね、１１…本体部、１２…インナーフック部、１３…アウターフック部。
Claims (3)
- 金属製の基材と、
前記基材の表面を被覆する化成皮膜と、
前記化成皮膜の表面を被覆する第１の石けん皮膜と、
染料の含有により着色が施され、且つ前記第１の石けん皮膜の表面を被覆する第２の石けん皮膜と、を有する、
金属加工品。 - 前記基材は、渦巻状のばね鋼からなる、
請求項１に記載の金属加工品。 - 表面に化成皮膜が形成された金属製の基材を第１の石けん液中に浸漬することにより、前記化成皮膜の表面に第１の石けん皮膜を形成する第１の石けん皮膜形成工程と、
前記第１の石けん液が付着した前記基材を乾燥させる乾燥工程と、
前記第１の石けん皮膜が形成された前記基材を、染料が含有された第２の石けん液中に浸漬し、その後、前記第２の石けん液が付着した前記基材を乾燥させることにより、前記染料の含有により着色が施された第２の石けん皮膜を前記第１の石けん皮膜の表面に形成する第２の石けん皮膜形成工程と、を含む、
金属加工品の表面処理方法。
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