(57)【特許請求の範囲】
【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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、例えばスライド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。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば上記スライドファスナー用銅合金としては、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。
【０００３】
そこで、上記問題を解決するため、本出願人は、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。
【０００４】
スライドファスナー等の構成部材付き被着物は、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。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の問題に鑑みて、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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、本発明の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。
【０００７】
このような知見に基づいて、本発明者等は、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。
【０００８】
すなわち、本発明は、下記の構成よりなる。
（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
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のスライドファスナ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）
【００１０】
本発明の合金を構成する元素Ｚｎは、固溶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。
【００１１】
本発明の合金を構成する元素Ｍｎは、固溶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。
【００１２】
また、本発明においては、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添加しないことが重要である。
【００１３】
本発明の合金は、ＪＩＳ  Ｚ  ８７２９にて規定する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。
【００１４】
また、本発明の合金の組織をα相単相から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。
【００１５】
以下、本発明の合金の使用用途であるスラ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。
【００１６】
また、図１に示すスライダー６は、図示さ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。
【００１７】
図２は、図１に示されるスライドファスナーのエレメント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。
【００１８】
上止具４は、断面矩形状の矩形線１１（平角線）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。
【００１９】
なお、図においては、エレメント３、上下止具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。
【００２０】
【実施例】
以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではない。
【００２１】
［実施例］
原材料として、純Ｃｕ（９９．９９％）、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。
【００２２】
［比較例］
成分組成がＣｕ83Ｚｎ4Ｍｎ12Ａｌ1（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。
【００２３】
上記実施例及び比較例によって得られた連続ワイヤについて、連続鋳造性、表面状態等について評価した。
【００２４】
連続鋳造性については、上記連続鋳造装置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３００〜５００ｋｇ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。
【００２５】
また、作製されたワイヤについて、その表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。
【００２６】
実施例の連続ワイヤに伸線処理及び圧延処理を施して、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。
【００２７】
さらに、上記スライドファスナーの製造において、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。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、白色性に優れ、ニッケ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。
【図面の簡単な説明】
【図１】スライドファスナーの概念図である。
【図２】ファスナーテープに下止具、上止具及びエレメントを取り付ける仕方を説明する図である。
【符号の説明】
１  ファスナーテープ
２  芯部
３  エレメント
４  上止具
５  下止具
６  スライダー
７  スライドファスナーチェーン
８  異形線
９  係合頭部
１０  両脚部
１１  矩形線
１２  異形線
【図１】
0003713233.tif 000002
【図２】
0003713233.tif 000003