JPH08239779A - 防眩性に優れたチタン材の製造方法 - Google Patents

防眩性に優れたチタン材の製造方法

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JPH08239779A
JPH08239779A JP4217395A JP4217395A JPH08239779A JP H08239779 A JPH08239779 A JP H08239779A JP 4217395 A JP4217395 A JP 4217395A JP 4217395 A JP4217395 A JP 4217395A JP H08239779 A JPH08239779 A JP H08239779A
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勇 高山
Naoaki Harada
尚明 原田
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欽一 木村
Muraaki Nishida
祚章 西田
Motomi Masaki
基身 正木
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 防眩性に優れたチタン材の製造方法を提供す
る。 【構成】 結晶粒径が40μm以下のチタン材を、弗酸
濃度が3〜100g/l、望ましくは15〜100g/
l、硝酸濃度が弗酸濃度の0.2〜1.5倍、液温が2
5〜45℃の硝弗酸水溶液で酸洗することにより、板表
面に結晶粒単位の微細な凹凸が形成され、光沢度Gs4
5°が50%以下の防眩性に優れたチタン材が製造でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、防眩性に優れたチタン
材の製造方法に関するもので、特に、均一で汚れのない
防眩性に優れた純チタン材を短時間で製造する方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】チタンは耐食性と比強度に優れているこ
とから、近年、厳しい腐食環境である臨界地域や温泉地
域の建築物あるいは作業性の悪い建築物、高所の屋根や
壁等に、メンテナンスフリーを指向して使用されてい
る。このような建築物の外装材として使用される場合、
通常の金属光沢では、景観上眩しいことから、防眩性の
ある表面仕上げ材が要求されており、防眩性の指標であ
る光沢度Gs45°(JIS Z8741の方法4で入
射角45°の場合)が50%以下であることが望まし
い。
【0003】光沢度を低減するためには、表面にランダ
ムな面方向を持つ微細な凹凸を形成し、光の乱反射を高
めることが有効であり、従来、板表面に凹凸を形成する
方法として、ショットブラスト等により表面を凹凸にし
たロールを用いて板を圧延し、ロールの表面形態を板に
転写する方法がある。しかし、この方法では、ロール表
面に形成できる凹凸の大きさや形状に限度があり、板表
面に1mm当たりの凸部の個数が10個程度の粗い凹凸し
か転写できないため、光沢度Gs45°を原板の4分の
1〜3分の1程度にしか低減することができない。
【0004】また板表面の性状を調整する別の方法とし
て酸洗がある。例えば特公平4−72914号公報のチ
タン板の脱スケール方法では、弗酸2〜20(g/
l)、硝酸50〜200(g/l)の硝弗酸水溶液を使
用する方法が開示されており、「Titanium A
Technical Guide」(Matthew
J.Donachie,Jr.著、ASM INTER
NATIONALより1988年発行)の96ページに
硝弗酸水溶液の比率は硝酸が弗酸の少なくとも15倍は
必要であると記載されている。
【0005】しかし、このような一般的な組成の酸洗液
では、弗酸濃度に対して硝酸濃度が最低でも約2倍、通
常10〜20倍程度であるため、酸洗によりチタン材の
表面が平滑化し防眩性に乏しい表面肌になる。また特公
昭64−1546号公報の純チタン薄板の製造方法で
は、連続焼鈍酸洗で結晶粒径が3〜60μmの板を酸洗
する方法が開示されており、特公平6−10329号公
報の建材用純チタン薄板には、連続焼鈍により製造され
た結晶粒径が5〜25μmの板を酸洗することが記載さ
れている。しかし、両者とも、酸洗条件、特に硝弗酸の
組成に関する開示および記載がないため、防眩性に優れ
た表面肌が得られるものではない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、光沢度Gs
45°が50%以下の防眩性に優れたチタン材の製造方
法、特に、均一で汚れのない前記チタン材を短時間で製
造する方法に関する。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は次の通り
である。 (1)結晶粒径が40μm以下のチタン材を、弗酸濃度
が3〜100g/l、望ましくは15〜100g/l、
硝酸濃度が弗酸濃度の0.2〜1.5倍、液温が25〜
45℃の硝弗酸水溶液で酸洗する。
【0008】(2)冷間圧延した純チタン板を連続焼鈍
酸洗する際に、結晶粒径が40μm以下になる温度およ
び時間で大気雰囲気焼鈍を行い、続いてソルト処理を行
い、続いて弗酸濃度が15〜100g/l、硝酸濃度が
弗酸濃度の0.2〜1.5倍、液温が25〜45℃の硝
弗酸水溶液で表面から7μm以上を酸洗溶削する。
【0009】
【作用】以下、本発明について詳しく説明する。本発明
者等は、チタンの表面に均一で微細な凹凸を形成し、光
沢度を低減させる硝弗酸水溶液による酸洗方法を研究、
検討した結果、以下のことを見い出した。
【0010】図1,図2に示すように、弗酸濃度に対す
る硝酸濃度の比が1.5倍以下の場合には、溶削速度の
異方性が大きいため、表面に結晶粒単位の微細な凹凸が
形成され(図2の(イ)参照)、光沢度の低減に有効で
ある。一方、弗酸に対する硝酸の比が1.5倍を超えて
大きくなると、表面が一様に溶削され平滑化するため
(図2の(ロ)参照)、光沢度の低減に効果がない。
【0011】また、弗酸濃度に対する硝酸濃度の比が
0.2倍未満の場合、硝酸濃度が低く水溶液の酸化力が
低下するためチタンが+2価や+3価の状態にある青銅
色や黒紫色の腐食生成物が残存し、表面に汚れが生じ
る。したがって、弗酸濃度に対して硝酸濃度の比が0.
2〜1.5倍の硝弗酸水溶液で酸洗することとした。好
ましくは、0.3〜1.0倍が良い。
【0012】図2の(イ)は結晶粒径が15μmの純チ
タンを弗酸濃度50g/l、硝酸濃度35g/lの硝弗
酸水溶液(弗酸濃度に対する硝酸濃度の比が0.7)で
酸洗した後の表面プロファイル、(ロ)は結晶粒径が1
5μmの純チタンを弗酸濃度50g/l、硝酸濃度20
0g/lの硝弗酸水溶液(弗酸濃度に対する硝酸濃度の
比が4.0)で酸洗した後の表面プロファイルである。
【0013】次に、弗酸濃度に対する硝酸濃度の比が
0.2〜1.5倍の硝弗酸水溶液で酸洗した場合、図3
に示すように、結晶粒径が小さいほど、単位長さ当たり
の凹凸の個数が多くなり、その結果、図4に示すよう
に、光の乱反射が高まり、光沢度Gs45°が低減し、
結晶粒径が40μm以下で50%以下になる。したがっ
て結晶粒径は40μm以下とした。好ましくは5〜20
μmが良い。
【0014】図3の(ハ)は結晶粒径が8μmの純チタ
ンを弗酸濃度50g/l、硝酸濃度35g/lの硝弗酸
水溶液で酸洗した後の表面プロファイル、(ニ)は結晶
粒径が45μmの純チタンを弗酸濃度50g/l、硝酸
濃度35g/lの硝弗酸水溶液で酸洗した後の表面プロ
ファイルである。
【0015】次に、図5に示すように、弗酸濃度が3g
/l未満、液温25℃未満の場合、ほとんど溶削されな
い。また、現実的な酸洗時間は、1〜5分程度であるこ
とから、弗酸濃度3g/l以上15g/l未満、あるい
は液温25℃未満の場合、溶削速度が遅く表面に凹凸を
形成するのに5分を超える長時間を要する。さらに弗酸
濃度が100g/lを超えると液温が急激に上昇するた
めに液温制御が困難になり、また液温が45℃を超える
と、硝酸の酸化力が不足し、前記同様の汚れが発生す
る。
【0016】したがって、請求項1では、溶削可能で汚
れのない表面が得られる領域として、弗酸濃度を3〜1
00g/l、液温25〜45℃とし、請求項2と請求項
3では、短時間で汚れがなく均一な表面を得るため、弗
酸濃度を15〜100g/l、液温を25〜45℃とし
た。液温が高い場合には、弗酸による弗化と水素化の反
応の方が硝酸の酸化反応よりも活性になることが汚れ発
生の原因と考えられる。
【0017】次に、請求項3では、コイルの全長でより
均一な結晶粒径を得るため、焼鈍方法をコイルの全長で
均一に焼鈍できる大気雰囲気での連続焼鈍とし、焼鈍で
生成した酸化スケールが硝弗酸での酸洗溶削を阻害する
ことから、続いてソルト処理で酸化スケールを改質し、
酸洗を行うこととした。また、溶削量が7μmより少な
い場合には、スケールが残存するため、表面から7μm
以上を酸洗溶削することとした。
【0018】ここでの酸洗方法は、チタン材を酸洗液に
浸漬する方法や酸洗液をスプレーする方法等である。ま
た請求項1,2の酸洗するチタン材は、冷間圧延等の冷
間加工、または真空もしくはAr等の不活性ガス雰囲気
で焼鈍を行ったもの、あるいは大気焼鈍後にソルト処理
等によりスケールを改質・損傷させたものである。
【0019】
【実施例】厚さ3mmの工業用純チタン(JIS1種)の
板を厚さ0.4mmに冷間圧延した後、以下に示すような
工程A、工程Bで板を製造し表面肌を調査した。 工程A:冷間圧延→大気焼鈍→ソルト処理→硝弗酸酸洗 工程B:冷間圧延→Arガス雰囲気での焼鈍→硝弗酸酸
洗 ここでソルト処理は、水酸化ナトリウムを主成分とし硝
酸ナトリウムを酸化剤として含有したものを使用し、5
00℃で30秒間浸漬した。
【0020】表1に焼鈍条件、結晶粒径、硝弗酸酸洗条
件、溶削量、酸洗後の光沢度Gs45°(JIS Z8
741の方法4で入射角45°の場合)、スケールの残
存や汚れの発生の有無等を示す。また工程BでArガス
雰囲気で焼鈍した状態では、板の光沢度Gs45°は、
150〜200%であった。
【0021】表1の結果より、結晶粒径と硝弗酸水溶液
の組成と弗酸濃度と液温が本発明の範囲にある試料は、
十分に溶削され表面に微細な凹凸が形成された結果、光
沢度Gs45°が50%以下になっている。一方、結晶
粒径や硝弗酸水溶液の組成が本発明の範囲から外れる
と、光沢度Gs45°が50%を超えており、弗酸濃度
や液温が本発明の範囲から外れると、溶削量が不足した
り、スケールが残存したり、汚れが発生したり、十分に
溶削するのに長時間を要したり、液温が急激に上昇した
りして不適当であった。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】
【発明の効果】本発明を適用することにより、光沢度G
s45°が50%以下の防眩性に優れたチタン材が製造
できる。特に、均一で汚れのない前記チタン材が短時間
で製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】表面粗度Rmaxと弗酸濃度に対する硝酸濃度
の重量比の関係を示す図表。
【図2】図1中の(イ)と(ロ)の表面形態の断面プロ
ファイルを示す図。
【図3】図4中の(ハ)と(ニ)の表面形態の断面プロ
ファイルを示す図。
【図4】光沢度Gs45°と結晶粒径の関係を示す図
表。
【図5】弗酸濃度に対して硝酸濃度が重量比で0.2倍
の場合の酸洗に適する弗酸濃度と液温の領域を示す図
表。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 欽一 光市大字島田3434番地 新日本製鐵株式会 社光製鐵所内 (72)発明者 西田 祚章 光市大字島田3434番地 新日本製鐵株式会 社光製鐵所内 (72)発明者 正木 基身 東京都千代田区大手町2−6−3 新日本 製鐵株式会社内 (72)発明者 松橋 亮 富津市新富20−1 新日本製鐵株式会社技 術開発本部内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 結晶粒径が40μm以下のチタン材を、
    弗酸濃度が3〜100g/l、硝酸濃度が弗酸濃度の
    0.2〜1.5倍、液温が25〜45℃の硝弗酸水溶液
    で酸洗することを特徴とする防眩性に優れたチタン材の
    製造方法。
  2. 【請求項2】 結晶粒径が40μm以下のチタン材を、
    弗酸濃度が15〜100g/l、硝酸濃度が弗酸濃度の
    0.2〜1.5倍、液温が25〜45℃の硝弗酸水溶液
    で酸洗することを特徴とする防眩性に優れたチタン材の
    製造方法。
  3. 【請求項3】 冷間圧延した純チタン板を連続焼鈍酸洗
    する際に、結晶粒径が40μm以下になる温度および時
    間で大気雰囲気焼鈍を行い、続いてソルト処理を行い、
    続いて弗酸濃度が15〜100g/l、硝酸濃度が弗酸
    濃度の0.2〜1.5倍、液温が25〜45℃の硝弗酸
    水溶液で表面から7μm以上を酸洗溶削することを特徴
    とする防眩性に優れたチタン材の製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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