JPS6021370A - カラ−ステンレス材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はカラーステンレス材の製造方法に関する。

最近、ステンレス材の用途の多様化を目的としてゴール
ド、グリーン等の色調を有するカラ材 一ステンレス耳盆が開発されている。このようなカラー
ステンレス拐は従来、次のような方法により製造されて
いる。

１ず、ステンレス累月をエツチング処理や鏡面研磨した
後、脱脂、水洗、乾燥、を行なう。つづいて、このステ
ンレス素材をクロム酸と硫酸の混酸液中で処理して酸化
皮膜を生成させ、発色させる。この時、酸化皮膜の厚さ
の増加に伴なってブルー、グレー、プールド、マゼンタ
。

グリーンの色調に変化して発色する。次いで、水洗を施
した後発色皮膜の耐摩耗性と耐食性を向上させるために
クロム酸とリン酸の混酸液中でクロムメッキに類似した
陰極電解処理を施すしかしながら、上述した従来の方法
にあっては以下に列季する種々の欠点があった。

（１）耐摩耗性、耐食性を有するカシ−ステンレス材を
得るには多数の工程を経なければならず、設備が大がか
シになると共にコストの高騰化を招く。

（２）発色工程ではクロム酸と硫酸の混酸液を用いるた
め、液組成や液温の変動によシ色調が変化し易い。この
ため、厳格な混酸液の管理が必要となシ、生産効率の低
下、コスト高騰化の要因となる。

（３）前述した工程の煩雑さから専ら長尺のステンレス
板を連続的に処理し、これを加工した板状のステンレス
材しか製造できず装飾品やドアの取手等の単品を造るこ
とは困難である。

（４）発色工程、硬質工程のいずれも有害なりロム酸を
含む混酸液を用いるので、水洗処理工程からの排水を無
公害にするだめの公害防止処理設備を必要とする。その
結果、設備がより一層犬がかシになるばかシか、付加的
なランニングコストによるコストの高騰化を招く。

（５）多段発色のカラーステンレス材を得ようとすると
、混酸液を用いる発色手段であるため、極めて煩雑な操
作が必要となシ、著しく高価格なものとなる。

このようなことから、本発明者は上記従来法の欠点を解
消すべく鋭意研究し、ステンレス素材をまず鏡面仕上げ
した後、所定温度の酸化性雰囲気中にて均一加熱したと
ころ、鏡面仕上げしたステンレス素材の表面が均質な色
調に発色すると共に加熱温度を変えることによシゴール
ド、グリーン等の色調に変化し、しかも発色部の耐摩耗
性、耐食性に優れたカラーステンレス材を簡単な設備で
安価に製造し得る方法を見い出した。

即ち、本発明はステンレス素材表面の少なくとも一部を
研磨して鏡面仕上げした後、発色温度以上で酸化皮膜の
膨れが発生する温度未満の範囲の酸化性雰囲気中にて均
一加熱して発色せしめることを特徴とするものである。

上記ステンレス素材としては１２　Ｃｒ　、　１３Ｃｒ
などのマ／ｌｚテンサイド系、１２Ｃｒ−Ａｔ　、　１
６Ｃｒなどのフェライト系、或いは１８−８　、１９−
９ＬＣ。

１８−１０　Ｔｉなどのオーステナイト系の全てのもの
を使用できる。このステンレス素材の形状については板
状、・（イブ状、或いは取手２皿などの製品形状等任意
である。

上記ステンレス素材表面の鏡面仕上げは加熱による発色
工程において所望する色に発色され、かつその色調を均
質にすると共に光沢性を付与するために行なう。なお、
ここに言う鏡面仕上げとは＋４００以上（鏡面は＋１０
００　）を意味する。

鏡面仕上げ度合を＋４００未満にすると、目的とする色
に発色しないばかりか、光沢性１色調の均質性が損なわ
れる。鏡面仕上げする手段としてはパフ研磨、電解研磨
等を挙げることができ、かつ研磨前の素材表面にヘアー
ラインを付与してもよい。

上記加熱工８（発色工程）での温度は発色温度以上で酸
化皮膜の膨れが発生する温度未満の範囲にすることが必
要である。具体的には１８−８ステンレス素材を用いる
場合（空気中での処理）は３００〜１０５０℃の温度範
囲で処理すればよい。但し’１　１８−１０Ｔｉなどの
他のステンレス素材を用いる場合には多少ずれるが、い
ずれにしても上記条件を満足すればよい。こうした温度
範囲内で温度を制御することによシ、低温側からうす茶
色、茶色、ツヤ−プル、濃紺、グリーン、黒色等の色調
となる。

上記発色工程での酸化性雰囲気としては、例えば空気、
炭酸ガス、或いは酸素を窒素やアルゴンなどの不活性ガ
スで希釈したガス等の雰囲気が挙げられる。特に、酸素
をアルゴンガス等で希釈したガスを用いて酸素濃度を制
御すれば、発色温度を低温側或いは高温側に移動できる
。

具体的には酸素濃度の低い希釈ガスを用いた場合には発
色温度が高温側にシフトし、一方酸素濃度の高い希釈ガ
スを用いた場合には発色温度が低温側にシフトする。

上記発色工程での均一加熱は均質な色調に発色させるた
めに行なう。つまシ、不均一な加熱を行なうと、まだら
に発色して均質な色調とはならない。こうした均一加熱
は例えば電気炉を用いたシ、予め加熱したガスを炉内に
供給したシすることによシ実現できる。

なお、本発明方法はステンレス素材に単一の色調に発色
させた製品を製造するのみならず多色のステンレス材を
簡単に製造し得る。即ち、ステンレス素材を研磨して鏡
面仕上げした後、目的とする２種以上の色調のうちの最
も高い発色温度で酸化性雰囲気中にて均一加熱して、例
えばステンレス素材の表面全体を発色させる。

つづいて、別の模様を付すべき発色部以外をマスキング
して希塩酸等のエツチング液で選択的エツチングするか
、或いは選択研磨するかいずれかによシ模様等を付すべ
き発色部を除去し、ステンレス素材の下地（シルバー色
）を露出させる。次いで、除去した部分をそのまま、或
いは再度研磨して鏡面仕上げした後、前記温度よシ低い
温度で同様な均一加熱を施すことによシ多色のステンレ
ス材が製造される。こうした工程を高温側から°低温側
に処理することにより２色以上の任意の模様等が付され
たカラーステンレス拐を得ることができる。但し、上記
方法において、温度を一定にして酸素をアルゴン等で希
釈したガスの酸素濃度を漸次低くすることによっても、
同４子な多色のステンレス材を得ることができる。また
、ステンレス素材の表面全体に均質な色調に発色させた
後、所望の発色部をエツチングして、その箇所を素材の
シＡ／　バー　色にしてもよい。

次に、本発明の詳細な説明する。

実施例１ まず、長さ２００　ｍｍ　＋外径３２１ｒｒｒｎ、肉厚
１．５■の１８−８ステンレス製Ａイブを用意し、この
パイプ表面をパフ研磨して＋８００に鏡面仕上げした。

つづいて、このＡ’イブを例えばトリクレン洗浄によシ
脱脂した後、水洗し、１００℃で乾燥した。次いで、パ
イプを電気炉内に入れ３５０℃の空気中で１５分間均一
加熱した。

しかして、均一加熱後、電気炉からノＪ？イブを取出し
たところ、外表面全体がうす茶色に均質に発色され、か
つ優れた光沢性を呈するカラーステンレス・母イブを得
ることができた。また、このノソイプ表面を砂入消ゴム
を用いて荷重１００ｇの条件でこすりつけて発色部の耐
摩耗性を調べたところ、２００回こす９つけた時点で始
めて剥れが生じ、極めて耐摩耗性が優れていることがわ
かった。更に、前記電気炉内での均一加熱を長時間、例
えば２時間行なっても同様なうす茶色に均質に発色した
カラーステンレスＡ？イグが得られ熱処理時間を変えて
も色調が変化することは全くなかった。

実施例２〜７ 前記実施例１と同様に鏡面仕上げし、脱脂。

水洗、乾燥したステンレスＡイグを電気炉内に入れ、下
記表に示す温度の空気中にて１５分間均一加熱した。

しかして、均一加熱後、電気炉からパイプを取出して各
々の色調を調べた。その結果を同表に併記した。また、
各カラーステンレスノクイグの向１摩耗性を実施例１と
同様な方法で調べ、その結果も同表に併記した。

記 実施例８ まず、−３８×２００×６−の１８−８ステンレス製板
を用意し、この板の片面をパフ研磨して”’８００に鏡
面仕上げした。つづいて、この板を例えばトリクレン洗
浄によシ脱脂した後、水洗し、１００℃で乾燥した。ひ
きつづき、板を電気炉内に入れ８２０℃の空気中で１５
分間均一加熱してステンレス板の片面全体を均質なハイ
ライトブルーに発色させた。

次いで、電気炉から取出したステンレス板の発色部に花
模様が切シ抜かれたマスキングテープを貼着した後、希
塩酸で処理して発色部を花模様に選択的にエツチングし
た。つづいて、このステンレス板のエツチング部を再度
パフ研磨し、＋Ｓ　ＯＯの鏡面仕上げした後、脱脂、水
洗。

乾燥を施した。ひきつづき、このステンレス板を電気炉
に入れ７５０℃の空気中で１５分間均一加熱した。

しかして、均一加熱後、電気炉からステンレス板を取出
したところ、ハイライトブルーの下地にパープルの花模
様が伺され、かつ光沢性の良好な２色ステンレス板を得
ることができた。

なお、上記実施例では１８−８ステンレス素材につけて
説明したが、他のオーステナイト系ステンレス素材、マ
ルテンサイト系ステンレス素材、フェライト系ステンレ
ス材月でも同様に色調の異なるカラーステンレス材を得
ることができる。

上述した実施例に示す如く均質な色調で光沢性の良好な
カラーステンレス材が得られるのは次のような機構によ
るものと考えられる。即ち、カラーステンレス素材の表
面を鏡面仕上げすると、その表面にミクロ的に極めて均
質な皮膜が生成される。こうして鏡面仕上げしたステン
レス素材を所定温度の酸化性雰囲気中で均一加熱すると
、ステンレス累月の表面に加熱温度と酸素濃度に応じた
膜厚をもつ極めて均一膜厚で均質な酸化皮膜が生成され
、その膜厚による光の干渉現象によって実施例１〜７に
示す如くうす茶色、茶色、パープル、濃絹、ハイライト
ブルー、グリーン等の色調に発色し、しかもその皮膜の
均一、均質性によって優れた光沢性を呈するカラーステ
ンレス材が得られるものと推定される。

したがって、本発明によれば以下に列挙する種々の効果
を奏する。

（イ）　ステンレス素材の鏡面仕上げと、酸化性雰囲気
中での均一加熱という極めて簡単な工程でカラーステン
レス材を得ることができる。また、従来法の如く発色工
程、硬質処理工程でクロム酸を含む有害な混酸液で使用
するのに対し、本発明方法では一切混酸液は使用しない
ため、排水の無公害化を目的とした公害防止設備は不要
となる。その結果、安価かつ簡単な設備で製造できると
共に、著しく低コストのカラーステンレス材を量産的に
製造できる。しかも製品形状のステンレス素材からその
ままカラーステンレス材を得ることができる。

（Ｏ）　発色させる色調は温度と酸化性雰囲気中の酸素
濃度によシ決定されるため、簡単な管理。

操作で所定の色、Ｊ１勺に発色されたカラーステンレス
拐を再現性よく得ることができる。

（ハ）得られたカラーステンレス材は均質な色ｒｊ４と
曖れた光沢性を有すると共に砂入り消しゴム試験で２０
０回（色調によっては４００回）と従３．：Ｈコ法で造
られたカラーステンレス製品と同へ・ｔもしくはそれ以
上の優れた耐摩耗性を有し、かつ既述の如く安価である
。その結果、従来法では高ゴスト化及び工程上の制約か
ら実施が困、ｄｉ、ＩＦ、であったドアの取手は、はい
皿、照明器具などの日用品から装飾品、その他手摺υ、
フェンス等の既存のあらゆるステンレス材に適用できる
。勿論、長尺の力２−ステンレス板の製造もＯｊ能で、
このものから二次加工して屋＄、等の製品も遺ることも
できる。

に）　多色のステンレス材を得る場合にも、ステンレス
素材の鏡面仕上げ、酸化性雰囲気中での均一加熱、発色
部の所望箇所の選択エツチング、鏡面仕上げ（省略も可
能）、前記加熱温度よシ低温、或いは低酸素濃度での均
一加熱と・いう簡単な工程で得ることができるため、従
来法に比べて著しい低コスト化が可能となる。

なお、本発明はカラーステンレス材の製造のみに限らず
、真鍮、その他の金属からなる素材よシ同様な工程でカ
ラー金属材を得ることができる。また、鉄にＮｉメッキ
やＮｉメッキとＣｒメッキを施した耐食メッキ処理を施
した素材をそのまま酸化性雰囲気中にて均一加熱するこ
とによシメッキ皮膜が所定の色調に発色されたカラーメ
ッキ材を得ることができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ステンレス素材表面の少なくとも一部を研磨して鏡面仕
   上げした後、発色温度以上で酸化皮膜の膨れが発生する
   温度未満の範囲の酸化性雰囲気中にて均一加熱して発色
   せしめることを特徴とするカラーステンレス材の製造方
   法。