(57)【要約】【課題】スーパブラックの酸化被膜を形成するステンレス材等の金属材を用いて多色の彩色の絵柄、画像、ロゴ、文字、目盛、刻印等を形成でき機能向上及び美的価値の向上をしかることができると共に比較的簡便に、かつ低コストで実施可能な特殊酸化被膜金属板にレーザによる多彩色の絵柄等の描画する方法を提供する。【解決手段】クロムやニッケルを含む金属材、好ましくはＳＵＳ３０４の如きステンレス材１の表面に化学発色処理により多彩色の酸化被膜２を形成して最後の表面にスーパブラックを形成する金属板を用いて前記酸化被膜２を適宜深さまでＹＶＯ４レーザにより除去し、その位置に所望の絵柄等を形成する。ＹＶＯ４レーザにより均一の酸化被膜の除去と高精密で微細な絵柄等を形成できる。また、酸化被膜２を金属材１の素地まで除去しそこで目盛等を形成すると黒地に金属色の目盛が表われ、従来品に較べて数段の鮮明度を上げることができる。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニッケル及びクロムを含む金属材、好ましくはステンレス材を化学発色処理してその表面に酸化被膜を形成した後、レーザにより前記酸化被膜を適宜厚みだけ除去し、その位置に所望の多彩色の絵柄、画像、ロゴ、文字、目盛、刻印を形成することを特徴とする特殊酸化被膜金属板にレーザによる多彩色の絵柄等の描画する方法。
【請求項２】
前記酸化被膜を前記金属材の素地までレーザで除去し、その位置に多彩色の絵柄、画像、ロゴ、文字、目盛、刻印を形成することを特徴とする請求項１に記載の特殊酸化被膜金属板にレーザによる多彩色の絵柄等の描画する方法。
【請求項３】
前記化学発色処理が、ステンレス材をクロム酸と硫酸の溶液に浸漬て酸化被膜を形成するものからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の特殊酸化被膜金属板にレーザによる多彩色の絵柄等の描画する方法。
【請求項４】
前記レーザが、ＹＶＯ４結晶をレーザ媒質としたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の特殊酸化被膜金属板にレーザによる多彩色の絵柄等の描画する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クロムやニッケルを含む金属材、好ましくはステンレス材の表面に酸化被膜を形成し、この酸化被膜を適宜厚みだけ除去し、場合により金属材の素地まで除去し、その位置にレーザにより所望の多彩色の絵柄、画像、ロゴ、文字、目盛、刻印を形成して機能向上及び美的価値の向上を図る特殊酸化被膜金属板にレーザによる多彩色の絵柄等の描画する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属材の表面等に多彩色及び絵柄等が形成されていない場合は冷たいイメージを与え、かつ美的価値も低いものとなる。この表面にレーザにより微細な絵柄等を形成することにより機能向上や美的価値の向上が図れる。更に、レーザにより金属材の表面に彩色を施す公知技術もあり、例えば、特公平７−４７２３２号が挙げられる。このものはレーザビームによって金属材の表面に微細な凹凸を密に形成し、光の干渉を用いて彩色を施すものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
金属材の表面に前記のようにレーザで彩色を施すものは、レーザの照射条件、出力等を精密に設定する必要があり、時間もかかり、コスト高になる。一方、金属材の表面に酸化被膜を施して、この酸化被膜の部分にレーザにより絵柄等を形成することが出来れば、また酸化被膜を除去して素地に絵柄等を形成するよりも美的価値が上り、かつ比較的容易にできる可能性がある。
【０００４】
一方、ステンレス材の表面に化学発色処理により酸化被膜を形成する技術があり、所謂クリンカラーステンレス材として販売されている。このものは、ステンレス材をクロム酸と硫酸の溶液に浸漬するもので、まずアンバの酸化被膜ができ、順次時間の経過と共に酸化被膜の厚みが生長し、ブルー、ゴールド、レッド、グリーンと変化し最後にスーパブラックが形成される。この積層されている酸化被膜を微細精密加工の可能なレーザ装置により除去することにより所望色彩を有する金属板を作ることができる。
【０００５】
本発明は、以上の考察に基づき発明されたものであり、前記方法によって化学発色処理された金属材（ステンレス材を含む）の酸化被膜をレーザで除去することにより所望の色彩を有する絵柄等を形成する方法を提供するものであり、更に、場合により金属材の素地まで除去してこの位置に多彩色の絵柄等を形成することにより機能向上と美的価値の向上を図るようにした特殊酸化被膜金属板にレーザによる多彩色の絵柄等の描画する方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上の目的を達成するために、請求項１の特殊酸化被膜金属板にレーザによる多彩色の絵柄等の描画する方法は、ニッケル及びクロムを含む金属材、好ましくはステンレス材を化学発色処理してその表面に酸化被膜を形成した後、レーザにより前記酸化被膜を適宜厚みだけ除去し、その位置に所望の絵柄、画像、ロゴ、文字、目盛、刻印を形成することを特徴とする。これにより、所望の色の出現する位置までレーザにより酸化被膜を除去することができ、所望の色彩の絵柄等をその位置に簡単に形成することができる。
【０００７】
本発明の請求項２の特殊酸化被膜金属板にレーザによる多彩色の絵柄等の描画する方法は、前記酸化被膜を前記金属材の素地まで除去し、その位置に多彩色の絵柄、画像、ロゴ、文字、目盛、刻印を形成することを特徴とする。素地まで酸化被膜を除去し、例えば、この位置に目盛等を入れることにより黒地に白いマーク又は反対色が形成され、従来品に較べて極めて見易い目盛ができる。これにより、機能の大幅な向上や美的価値の向上が図れる。
【０００８】
また、本発明の請求項３の特殊酸化被膜金属板にレーザによる多彩色の絵柄等の描画する方法は、前記化学発色処理が、ステンレス材をクロム酸と硫酸の溶液に浸漬て酸化被膜を形成するものからなることを特徴とする。この処理により、各色彩の積層体からなる酸化被膜が形成される。
【０００９】
また、本発明の請求項４の特殊酸化被膜金属板にレーザによる多彩色の絵柄等の描画する方法は、前記レーザが、ＹＶＯ４結晶をレーザ媒質としたことを特徴とする。ＹＶＯ４結晶のレーザ媒体を用いたレーザ装置により、超精密で微細な絵柄等を形成することができると共に、均一性のある加工が可能になり機能向上及び美的価値の向上が図れる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の特殊酸化被膜金属板にレーザによる多彩色の絵柄等の描画する方法の実施の形態を図面を参照して詳述する。基板の金属材としてはクロム及びニッケルを含むものであればなんでもよいが、ステンレス材、特に、ＳＵＳ３０４が最適である。ＳＵＳ３０４はキッチンシンクや洋食器等に広く使用される素材であり、また、多彩色被膜も耐食性、耐薬品性を有し、強度も高い。本発明は、例えば、ＳＵＳ３０４等のこのステンレス材の表面に酸化被膜を設けた金属材にＹＶＯ４のレーザ加工により彩色又はステンレス素地色の任意の絵柄、画像、ロゴ、文字、目盛、刻印等を形成するものである。
【００１１】
図１に示すように、ステンレス材１をクロム酸と硫酸の溶液に浸漬すると、まずその表面にアンバーの酸化被膜（ａで示す）ができる。更に、浸漬時間が経過するとその上にブルーの酸化被膜（ｂで示す）。以下、時間経過に伴ってゴールド（ｃで示す）、レッド（ｄで示す）、グリーン（ｅで示す）の酸化被膜が順次生じ、最後にスーパブラック（ｆで示す）の酸化被膜が形成される。この多層膜の酸化被膜を酸化被膜２と呼称する。よって、一見してステンレス材１は黒色の酸化被膜２で覆われた金属板となる。この表面スーパブラック状の酸化被膜２を有する金属板はそれ自体として多くの用途があるが、本発明はこの金属板を用いて彩色又はステンレス素地色の絵柄等を形成する方法を提供するものである。なお、酸化被膜２が彩色を有するのは、図２に示すように入射光がステンレス材１の表面と酸化被膜２の表面で反射し、この２つの反射光が干渉し合うことにより着色して見られることによる。また、酸化被膜２の色の種類により干渉の度合いが異なり色々の着色が生ずる。
【００１２】
図１に示した酸化被膜２を有する金属板にレーザを照射することにより酸化被膜２の除去ができる。即ち、最表面のスーパブラック（ｆで示す）の部分の酸化被膜を除去するとグリーンの酸化被膜（ｅ）が生ずる。よって、この位置で絵柄等を書くと、黒地のベースにグリーンの彩色の絵柄等が形成される。同時に、更にレーザ加工を深い位置まで進めることによりレッド、ゴールド、ブルー、アンバーの各彩色の絵柄等が形成される。勿論、深さを部分的に変えることにより多彩色の絵柄等を作ることができる。
【００１３】
以上の金属板をレーザ加工するためのレーザ装置としては、従来のＹＡＧレーザではなく、ＹＶＯ４レーザが用いられる。ＹＡＧレーザでは鮮明な絵柄等を形成することは難しいが、このＹＶＯ４結晶のレーザを用いると酸化被膜２を均一に除去でき、かつ絵柄等も微細で高精度のものが形成される。
【００１４】
図３はＹＶＯ４のレーザ装置の概要構造を示す。電源部４から電力によりＹＶＯ４結晶からレーザ光が出力される。このレーザ光はミラー６を介しガルバノスキャナ７で反射し、Ｆθレンズ８を介してＸＹテーブル３上の金属板に入射される。これにより、前記金属板にはＰＣ（パソコン）９により指令される絵柄等が形成される。
【００１５】
図４は以上の方法によって、製作されたスケール１０を示すものである。このスケール１０はステンレス材上に前記のスーパブラックの酸化被膜を施した材料を用いたものである。目盛１１はＹＶＯ４レーザにより加工される。この場合、目盛１１の部分の酸化被膜は全部除去されてステンレス材の素地が露出したものである。以上により、スーパブラックの黒色の表面の中に金属色の素地色の目盛１１が形成される。従来品はステンレス材を目盛加工してその加工目盛を黒色にカラー塗布したものであり、目盛１１は本発明の方法が極めて鮮明となり機能性の向上が図れる。勿論、美観の向上も図れる。なお、前記はスケール１０について記載したが、勿論これに限定するものでない。また、スケール１０に形成されるものは目盛に限定するものではない。
【００１６】
次に、本発明が適用される商品群を記載するが、勿論これ等に限定するものではない。定規、ステンレス名板、ステンレス鏡、ステンレス製鍋、ステンレス製釜、ペンダント、ブレスレット、腕時計、懐中時計、高級カバン金具、キーホルダー、携帯ストラップ、ホテル厨房部品、各種冷凍、ボタン、ネクタイピン、カフスゴルフクラブヘッド、ゴルフクラブシャフト、自動車用エンブレム、自動車部品、ステンレス製電子部品、半導体用メタルマスク、マフラー、ボタン、迷子札、事務用品、キッチン用品、建築備品、認識プレート、フォーク、スプーン、ナイフ、しょうゆさし、ソースさし、カクテルシェーカ、シュガーポット、ミルクポット、やかん、きゅうす、ライタ、ノギスなど。
【００１７】
【発明の効果】
本発明の特殊酸化被膜金属板にレーザによる多彩色の絵柄等の描画する方法によれば、ステンレス材等の金属材の表面に形成される黒色のスーパブラックの酸化被膜を有する金属板をレーザにより酸化被膜を適宜任意の彩色を有する絵柄等を比較的簡単に低コストで形成することができ、結晶として機能向上と美的価値の向上が図れる。また、この金属板の称範囲は極めて広い。
【図面の簡単な説明】
【図１】金属材の表面スーパブラックの酸化被膜を有する金属板を示す模式的断面図。
【図２】金属板の彩色の原理を説明するための説明図。
【図３】本発明のレーザ加工に使用されるＹＶＯ４レーザの概要構成図。
【図４】
【符号の説明】
１　　ステンレス材
２　　酸化被膜
３　　ＸＹテーブル
４　　電源部
５　　ＹＶＯ４結晶
６　　ミラー
７　　ガルバノスキャナ
８　　Ｆθレンズ
９　　ＰＣ（パソコン）
１０　スケール
１１　目盛
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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