(57)【要約】【課題】バーナーの火炎で加熱されるチタン表面の温度や酸化還元雰囲気等の外的環境を制御して、チタン表面を種々の美しい色艶にコントロールする。【解決手段】チタンの加熱発色方法は、研磨されたチタン表面の特定の領域にバーナーの火炎を吹き付け、火炎でもってチタン表面を局部的に加熱して部分的に異なる色に変色させる。さらに、チタンの加熱発色方法は、バーナーの火炎が吹き付けられるチタン表面に、気体と、粉体と、霧状の液体の少なくともいずれかを含む加熱条件制御媒体を吹き付け、加熱条件制御媒体でもって火炎で加熱されるチタン表面の加熱状態を調整して、チタン表面の変色状態をコントロールする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨されたチタン表面の特定の領域にバーナーの火炎を吹き付け、火炎でもってチタン表面を局部的に加熱して部分的に異なる色に変色させるチタンの加熱発色方法であって、
バーナーの火炎が吹き付けられるチタン表面に、気体と、粉体と、霧状の液体の少なくともいずれかを含む加熱条件制御媒体を吹き付け、加熱条件制御媒体でもって火炎で加熱されるチタン表面の加熱状態を調整して、チタン表面の変色状態をコントロールすることを特徴とするチタンの加熱発色方法。
【請求項２】
溶接機のバーナーでチタン表面に火炎を吹き付ける請求項１に記載されるチタンの加熱発色方法。
【請求項３】
加熱条件制御媒体が煙である請求項１に記載されるチタンの加熱発色方法。
【請求項４】
加熱条件制御媒体が水蒸気である請求項１に記載されるチタンの加熱発色方法。
【請求項５】
加熱条件制御媒体が無機の微粉末である請求項１に記載されるチタンの加熱発色方法。
【請求項６】
加熱条件制御媒体が炭酸ガス、窒素ガス、不活性ガスのいずれかのガスである請求項１に記載されるチタンの加熱発色方法。
【請求項７】
加熱条件制御媒体が空気である請求項１に記載されるチタンの加熱発色方法。
【請求項８】
変色されるチタンが装飾用の装飾用のプレート、花器、灰皿、食器のいずれかである請求項１に記載さるチタンの加熱発色方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チタンの表面を種々の色に着色する加熱発色方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
チタンの表面に酸化チタンの被膜を設けて、種々の美しい色のチタンカラに着色する技術は開発されている（特許文献１参照）。
【０００３】
この公報の技術は、要約に以下のように記載している。チタン装飾品は、チタン又はチタン合金の基体と、この基体の表面に形成された酸化皮膜とを有する。酸化皮膜は、基体のある方向に沿って徐々にその厚みが増大している。その結果、酸化皮膜における光の干渉により、方向に沿って色が徐々に変化している（グラデーションカラー）。
装飾品には、抜き模様や凹凸模様を付けることもできる。このチタン装飾品の発色方法は、電解液を入れた、方向性を有する電場を形成可能な陽極酸化処理槽中に上記基体を陽極に接続して浸漬し、その後、短時間、方向性を有する電場を形成することにより、部材表面をグラデーション発色させる。この方法によると、図１に示すように、処理電圧を変更して発色の色合いを変更できる。
【０００４】
また、特許文献１には、チタンの表面を異なるチタンカラに発色させる方法として、処理槽中にチタンを浸漬し、このチタンを段階的に引き上げる方法も記載される。
この方法では、チタンの上部が処理槽中にある時間が短く、チタンの下部はその時間が長い。そのため、チタンの上部では、酸化チタン皮膜が薄く、下部では酸化チタン皮膜が厚くなる。その結果、チタンの上部と下部とで色が変化する。さらに、チタンの引き上げに併用して、電圧を次第に上げていく操作を行うこともある。
【０００５】
また、特許文献２には以下の方法が記載される。
１０％以上の硫酸と、０．１〜３０％の無機酸と、０．１〜３０％の水溶性の有機物質とを含む電解浴を調製し、この電解浴中において直流で陽極酸化することにより班模様の着色皮膜を得る。
【０００６】
さらに、特許文献３には、プラスチックフィルムの表面に８００オングストローム以上の厚さのチタン膜を形成し、そのチタン膜の表面に、通電可能な程度に薄く、しかも厚さに変化をつけて樹脂層を形成し、その後、陽極酸化で着色することにより、一度の陽極酸化で多色着色チタン膜を得ることが記載される。
【０００７】
さらにまた、特許文献４には、発色液中での陽極酸化処理によってチタン又はチタン合金帯板を連続的に発色させるに際し、発色液面を上下動させると共に、被処理帯板に印加する電圧を変動させることにより、チタン帯板を縞状の多色模様に発色させる技術が記載される。
【０００８】
以上の方法は、チタン表面を簡単な方法で不規則な模様に発色させるのが難しい欠点がある。本発明者は、この欠点を解消するために、チタン表面を鏡面研磨した後、その表面に溶接機のバーナーの火炎を吹き付けて加熱して、美しい種々のチタンカラに着色することに成功した。この方法は、バーナーの火炎がチタン表面を加熱して酸化チタンの被膜を形成する。形成される酸化チタンは、火炎の加熱温度や加熱時間で被膜の厚さが変化して色が変化する。したがって、この方法は、研磨されたチタン表面を、火炎で加熱する条件をコントロールして、美しいチタンカラからなる不規則模様にできる。
【特許文献１】特開平７−３４２９３号公報
【特許文献２】特開平２−７３９９６号公報
【特許文献３】特開平４−７１５１号公報
【特許文献４】特開平４−１２８３９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、チタン表面にバーナーの火炎を吹き付けて発色させる方法は、火炎を吹き付ける領域の細かい制御が難しく、発色領域のコントロールが難しい欠点がある。このため、チタン表面の特定の領域を特定カラーに発色させるのが難しく、種々の美しいデザイン模様の発色に高度な技術が要求される欠点があった。また、チタンは、発色の色彩のみでなく、酸化チタンの艶も変化する。このため、発色と艶の両方を正確にコントロールできるなら、色艶の両方から綺麗な不規則模様を実現できる。しかしながら、色艶の制御はさらに難しいために、極めて高度な技術を必要とし、一部の熟練者しか美しいデザイン模様を実現できないのが実状であった。
【００１０】
本発明は、この欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、バーナーの火炎と加熱条件制御媒体の両方をチタン表面に吹き付けることにより、加熱条件制御媒体でもって、バーナーの火炎で加熱されるチタン表面の温度や酸化還元雰囲気等の外的環境を制御して、チタン表面を種々の美しい色艶にコントロールできるチタンの加熱発色方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のチタンの加熱発色方法は、研磨されたチタン表面の特定の領域にバーナーの火炎を吹き付け、火炎でもってチタン表面を局部的に加熱して部分的に異なる色に変色させる。さらに、本発明のチタンの加熱発色方法は、バーナーの火炎が吹き付けられるチタン表面に、気体と、粉体と、霧状の液体の少なくともいずれかを含む加熱条件制御媒体を吹き付け、加熱条件制御媒体でもって火炎で加熱されるチタン表面の加熱状態を調整して、チタン表面の変色状態をコントロールする。
【００１２】
本発明のチタンの加熱発色方法は、溶接機のバーナーでチタン表面に火炎を吹き付けることができる。
【００１３】
本発明のチタンの加熱発色方法は、加熱条件制御媒体を、煙、水蒸気、あるいは無機の微粉末とすることができる。さらに、本発明のチタンの加熱発色方法は、加熱条件制御媒体を、炭酸ガス、窒素ガス、不活性ガスのいずれかのガス、あるいは空気とすることができる。
【００１４】
さらに、本発明のチタンの加熱発色方法は、変色されるチタンを、装飾用の装飾用のプレート、花器、灰皿、食器のいずれかとすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のチタンの加熱発色方法は、チタン表面にバーナーの火炎を吹き付けて表面を酸化する状態で、加熱条件制御媒体を吹き付け、この加熱条件制御媒体でもって、火炎で酸化されるチタン表面の酸化条件をコントロールして、チタン表面を発色と艶を局部的に制御して美しい不規則模様にできる特長がある。鏡面研磨されたチタン表面は、バーナーの火炎の加熱状態と加熱条件制御媒体の吹き付け状態をコントロールして、淡い黄色、茶色、紫色、濃い青色、淡い青色等の種々の色に発色できる。とくに、本発明の加熱発色方法は、バーナーの火炎でチタン表面を加熱しながら、煙や水蒸気、あるいは無機の粉体等の加熱条件制御媒体を吹き付けるので、これ等の加熱条件制御媒体を火炎を吹き付けている部分の一部に吹き付けて、加熱条件制御媒体を吹き付ける部分の発色を他の部分と違う発色にできる。具体的には、バーナーの火炎をチタン表面の比較的広い領域に吹き付け、火炎を吹き付けている領域の一部に局部的に加熱条件制御媒体を吹き付けて、バーナーの火炎のみでは実現できない、小さい領域を異なる色に発色させる複雑な不規則模様を実現できる。さらに、加熱条件制御媒体の種類を調整して、温度のみでなく、酸化還元雰囲気をもコントロールできるので、酸化チタン被膜の膜厚を火炎のみでは実現できない複雑で状態にコントロールでき、膜厚が異なる酸化チタン被膜でもって綺麗な不規則模様にできる特徴が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例を説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのチタンの加熱発色方法を例示するものであって、本発明はチタンの加熱発色方法を以下の方法に特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１７】
本発明のチタンの加熱発色方法は、表面を種々の色に発色されるチタンの用途を特定しない。本発明の加熱発色方法は、たとえば装飾用の金属プレート、花器、食器、灰皿等の用具の表面装飾に利用できる。これ等の用具は、バーナーの火炎と加熱条件制御媒体を吹き付ける状態をコントロールして、チタン表面に設ける酸化チタン被膜の膜厚をコントロールして極めて美しい種々のチタンカラに発色される。装飾用のプレートは、絵画のように額に入れ、あるいは入れないで室内装飾用に使用される。
【００１８】
本発明のチタンの加熱発色方法は、板状あるいはブロック状のチタンの表面に酸化チタン被膜を設けて発色させる。板状のチタンは、バーナーの火炎で温度を速やかに上昇できるので、短時間で酸化チタン被膜を設けて発色できる。
【００１９】
本発明のチタンの加熱発色方法は、研磨工程と加熱工程からなる。チタンカラは、研磨工程で研磨された後、加熱工程で加熱されて表面に酸化チタン被膜を形成して発色される。研磨工程は、チタン表面を鏡面に研磨する。この研磨工程は、研磨材と不織布やバフでチタン表面を研磨して鏡面に研磨する。最初の研磨には大きな粒子の研磨材が使用される。大きな研磨材は、効率よくチタン表面を切削して平面状にする。研磨材は、次第に微細な粒子のものを使用して、表面を鏡面に研磨する。最後に使用する研磨材の平均粒子径は、鏡面の平滑度を特定する。最後に小さい研磨材を使用するほど、表面はより平滑になった理想的な鏡面に近付く。このことから、最後に使用される研磨材は、平均粒子径を１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下とするものである。研磨工程で鏡面研磨されたチタンは、次の加熱工程で表面に設けられる酸化チタン被膜の干渉で美しいチタンカラ、とくに艶のあるチタンカラに発色できる。ただ、本発明は、研磨工程において、チタン表面を必ずしも鏡面に研磨する必要はない。チタン表面をステンレスのヘアライン加工と同じように、筋状に研磨して、酸化チタン被膜で発色させることもできる。
【００２０】
加熱工程は、研磨されたチタン表面の特定の領域にバーナーの火炎を吹き付け、火炎でもってチタン表面に膜厚が異なる酸化チタン被膜を設け、酸化チタン被膜の膜厚で異なる色に発色させる。バーナーは、火炎をチタン表面に吹き付けて、部分的に膜厚の異なる酸化チタン被膜を設ける。バーナーには溶接機のガスバーナーを使用する。溶接機のガスバーナーは、アセチレンガス等の燃料ガスに酸素を混合して燃焼させる。ガスバーナーの火炎温度は約３０００℃と高温であるから、これをチタン表面に吹き付けて、速やかに酸化チタン被膜を設けることができる。バーナーは、火炎の周囲に不活性ガスを噴射するガスバーナーも使用できる。このガスバーナーは、火炎を吹き付ける部分を周囲の酸素から遮断して加熱できる。このため、火炎を吹き付ける領域とその周囲の酸化還元雰囲気をコントロールしながら、酸化チタン被膜を設けることができる。したがって、このガスバーナーは、チタン表面を酸化雰囲気から還元雰囲気に近い状態にしなから加熱できる。このため、チタン表面を高温に加熱しながら、酸化チタン被膜をゆっくりと設けることができる。したがって、時間をかけて薄い酸化チタン被膜を設けることができ、薄膜の酸化チタン被膜で発色を正確にコントロールできる。還元雰囲気は、燃料ガスに混合する酸素ガスの濃度や、周囲に噴射する不活性ガスの噴射量でコントロールできる。燃料ガスに混合する酸素濃度を低くして、周囲に噴射する不活性ガスの噴射量を多くしてより還元雰囲気にし、あるいは反対にして酸化雰囲気に近付けることができる。
【００２１】
加熱工程は、バーナーを手で持ってチタン表面の所定の部分に火炎を吹き付け、あるいはバーナーの水平位置と垂直位置と姿勢とを制御する制御装置（図示せず）でもって、チタン表面の特定の部分に火炎を噴射する。手でバーナーをもってチタン表面に火炎を吹き付ける方法は、チタン表面を不特定な色彩模様に発色できる。制御装置でバーナーを特定の位置に移動させて、チタン表面の特定の決められた位置に火炎を吹き付ける方法は、チタン表面を同じ色彩模様に発色できる。
【００２２】
さらに、加熱工程は、チタン表面に加熱条件制御媒体も吹き付けて、表面にできる酸化チタン被膜の状態をコントロールする。加熱条件制御媒体は、バーナーの火炎で加熱されるチタン表面の温度と、酸化還元雰囲気をコントロールして、酸化チタン被膜の生成をコントロールする。加熱条件制御媒体には、煙、水蒸気、空気、無機粉末、炭酸ガス、窒素ガス、不活性ガス等のガス、あるいはこれ等を混合したものである。火炎を吹き付けているチタン表面の特定の領域に、局部的に加熱条件制御媒体が吹き付けられると、これが火炎の熱を奪い、あるいはチタン表面を冷却して、火炎で加熱されるチタン表面の温度を部分的に低下させる。チタン表面の温度が低下すると、チタンの表面の酸化が抑制されて、酸化チタン被膜の生成が制限される。このため、酸化チタン被膜の膜厚が薄くなり、あるいは酸化チタン被膜が成形されなくなる。また、加熱条件制御媒体は、火炎で加熱される部分に酸素が供給されるのを遮断し、この部分に酸素が供給されるのを制限して、加熱部分を、酸化雰囲気から還元雰囲気に変化させる。加熱部分が酸化雰囲気から還元雰囲気になると、チタンの酸化が制限されて、酸化チタン被膜の生成が遅く、あるいは生成されなくなる。
【００２３】
以上のように、チタン表面に吹き付けられる加熱条件制御媒体は、火炎で加熱される部分に酸化チタン被膜が生成されるのを制限し、あるいは阻止する。このため、バーナーの火炎をチタン表面に吹き付ける状態としながら、火炎で加熱される火炎加熱部分の一部に、加熱条件制御媒体を吹き付けると、加熱条件制御媒体が吹き付けられる局部にできる酸化チタン被膜の膜厚は、他の火炎加熱部分にできる酸化チタン被膜の膜厚よりも薄く、あるいは出来なくなる。チタン表面は、酸化チタン被膜の膜厚で発色する色が異なるので、加熱条件制御媒体を吹き付けることで、火炎のみでは実現できない発色にできる。
【００２４】
加熱条件制御媒体は、ノズルからチタン表面に吹き付け、あるいは口から息を吹き付けて、チタン表面に吹き付けることができる。ノズルは、手で移動させて、チタン表面に加熱条件制御媒体を吹き付け、あるいは水平位置と垂直位置と姿勢とをコントロールするコントロール装置（図示せず）でもって、加熱条件制御媒体をチタン表面の特定の位置に吹き付けることができる。バーナーの火炎を制御装置で特定の位置に吹き付ける場合、バーナーの制御装置と、加熱条件制御媒体を吹き付けるコントロール装置とを同期して移動させると、酸化チタン被膜を同じように設けて、同じ色彩模様にできる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来のチタン装飾品の発色方法における処理電圧と酸化被膜厚及び発色色彩の関係を示す図である。
【図１】
2006022382.tif 000002