(57)【要約】【課題】ステンレス鋼製品の表面が所定範囲内の粗さとなるように研磨する際に、良好な耐食性を得ることができるようにする。【解決手段】連続的に走行するステンレス鋼帯２１の表面に押付けられて研磨する研磨ベルト２２は、所定の表面粗度に対応する番手の砥粒を付着させているものを、新品の状態から、研磨後の赤色度としてのａ値が１．０以下となる範囲で使用する。砥粒の切れ刃が鋭利な状態で研磨を行い、ステンレス鋼帯２１の表面での酸化物の生成を抑制して、耐食性を低下させないようにすることができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面が０．２３以上で０．３１以下の範囲の中心線平均粗さＲａとなるような日本工業規格ＪＩＳ  Ｒ  ６００１で規定する＃４００の砥粒に相当する研磨目を有し、
表面の色調がＬａｂ系で赤色度を示すａ値で１．０以下であることを特徴とするステンレス鋼製品。
【請求項２】
鋼種がフェライト系であることを特徴とする請求項１記載のステンレス鋼製品。
【請求項３】
ステンレス鋼帯を連続的に走行させながら、周回する研磨ベルトを表面に押し当てて研磨するステンレス鋼の表面研磨方法において、
日本工業規格ＪＩＳ  Ｒ  ６００１で規定する＃４００の砥粒を研磨材とする研磨ベルトを、未使用状態から使用開始し、
該研磨ベルトを、研磨直後のステンレス鋼帯表面の色調がＬａｂ系で赤色度を示すａ値で１．０以下である範囲で使用することを特徴とするステンレス鋼の表面研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光沢を有する素地表面に研磨を施して使用するステンレス鋼製品およびステンレス鋼の表面研磨方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ステンレス鋼は、他の鉄鋼材料などに比較して耐食性が良好であるので、素地の表面を露出させる状態で使用する場合が多い。ステンレス鋼の有する表面光沢を有効に利用するためである。しかしながら、ステンレス鋼を使用する実用上の用途では、表面光沢を抑える方が外観的に好ましい場合もある。また、光沢のある平滑な表面には、人の指紋などが付着して残りやすく、指紋に含まれる微量の腐食成分でも長期間にわたって残存すれば変色などを生じてしまう。このため、ステンレス鋼の表面を研磨し、研磨目で表面を粗くすることもある。
【０００３】
冷間圧延ステンレス鋼板やステンレス鋼帯の研磨による表面仕上げについては、日本工業規格ＪＩＳ  Ｇ  ４３０５に、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４、＃２４０、＃３２０、＃４００およびＨＬなどの表面仕上げ記号とともに、それぞれ所定の表面粗度での研磨仕上げを指定可能なことが規定されている。このうち、＃２４０、＃３２０および＃４００などの表面仕上げは、それぞれの数値に対応する粒度の砥粒を付着させた研磨ベルトをステンレス鋼帯の表面に押し当てて行われる。
【０００４】
研磨ベルトによる研磨の際には、被削性改善および冷却の目的で研磨油も使用される（たとえば、特許文献１参照）。研磨油は鉱物性であり、さらに添加剤や酸化防止剤を含む。添加剤は、１５〜５００℃、好ましくは３００〜５００℃の温度域で良好な研削性を発現させるために使用する。そのような添加剤を研磨油に添加することによって、研磨時のステンレス鋼帯の表面の発熱を抑えることができる。酸化防止剤を添加することによって、研磨油の酸化劣化による研磨時の発熱の上昇を防ぐことができる。
【０００５】
図４は、従来からのステンレス鋼帯の研磨装置の概略的な構成を示す。ステンレス鋼帯１は、ペイオフリール２から供給され、テンションリール３によって巻取られる。ペイオフリール２とテンションリール３との間を連続的に走行するステンレス鋼帯１の表面は、複数段のベルト研磨機４，５，６，７によって研磨される。各ベルト研磨機４，５，６，７には、エンドレスの研磨ベルト８が備えられる。研磨ベルト８は、アイドルロール９とコンタクトロール１０との間に掛け渡される。コンタクトロール１０の外周に沿う研磨ベルト８は、ビリーロール１１との間で挟むステンレス鋼帯の表面に押付けられる。研磨ベルト８は、アイドルロール９とコンタクトロール１０との間を、ステンレス鋼帯１の走行速度よりも高速な速度で周回するように駆動される。コンタクトロール１０とビリーロール１１との間に挟まれるステンレス鋼帯１は、研磨ベルト８の表面と接触して研磨される。
【０００６】
ノズル１２，１３からは、ステンレス鋼帯１と研磨ベルト８との接触部分に、研磨油がかけられる。ステンレス鋼帯１の表面を冷却して発熱を抑え、また研削性を改善するためである。研磨ベルト８は、ステンレス鋼帯１として要求される研磨仕上げに対応する表面粗度に応じて、異なる番手の粗さに対応するものを使用する。ただし、研磨ベルト８に付着している砥粒は、研磨を継続していくと目殺しされ、研磨目が細かくなって実質的な番手が変化する。このため、図４に示すような複数段のベルト研磨機４，５，６，７では、前段側で比較的番手の小さい研磨ベルト８を使用して、目殺しされると、より後段側に移すような使用方法を採用している。すなわち、研磨ベルト８は、最初に投入する番手よりも数値が増大する方向へなら、目殺しによって、任意の番手として使用することが可能であり、＃４００仕上げなどでも、４００番の番手の研磨ベルト８を使用するのではなく、＃８０などの目の粗い番手の研磨ベルト８の目殺しを行って使用している。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−２６９８５１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図４に示すような研磨装置で研磨するステンレス鋼帯１の対象は、ＳＵＳ４４４などのフェライト系の鋼種である場合が多い。ただし、フェライト系のステンレス鋼は、表面の研磨によって耐食性が低下しやすい。この原因は、研磨時の発熱によって酸化物が生成することによると考えられる。特許文献１のように、研磨油にリン酸エステル系添加剤を含めて研削性を改善し、合成エステル系の添加剤を含めて油膜切れを防止し、酸化防止剤で劣化を防いでも、表面粗度が小さいステンレス鋼帯などを研磨するときに、耐食性の低下を免れることはできない。
【０００９】
本発明の目的は、表面が所定範囲内の粗さとなるように研磨する際に、良好な耐食性を得ることができるステンレス鋼製品およびステンレス鋼の表面研磨方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、表面が０．２３以上で０．３１以下の範囲の中心線平均粗さＲａとなるような日本工業規格ＪＩＳ  Ｒ  ６００１で規定する＃４００の砥粒に相当する研磨目を有し、
表面の色調がＬａｂ系で赤色度を示すａ値で１．０以下であることを特徴とするステンレス鋼製品である。
【００１１】
本発明に従えば、表面が０．２３以上で０．３１以下の範囲の中心線平均粗さＲａとなるような日本工業規格ＪＩＳ  Ｒ  ６００１で規定する＃４００の砥粒に相当する研磨目を有するので、比較的小さい表面粗度で、光沢を抑えることができる。複数のステンレス鋼板を並べるような場合であっても、ステンレス鋼板毎の表面仕上げの違いを目立ちにくくすることができる。表面の色調がＬａｂ系で赤色度を示すａ値で１．０以下であるので、研磨による表面の酸化の程度が小さく、良好な耐食性を有することが耐食性試験結果でも確認されている。
【００１２】
また本発明は、鋼種がフェライト系であることを特徴とする。
本発明に従えば、研磨によって耐食性が低下しやすいフェライト系の鋼種でも良好な耐食性を得て、塩素を含む水道水の貯水槽などの用途に使用することができる。
【００１３】
さらに本発明は、ステンレス鋼帯を連続的に走行させながら、周回する研磨ベルトを表面に押し当てて研磨するステンレス鋼の表面研磨方法において、
日本工業規格ＪＩＳ  Ｒ  ６００１で規定する＃４００の砥粒を研磨材とする研磨ベルトを、未使用状態から使用開始し、
該研磨ベルトを、研磨直後のステンレス鋼帯表面の色調がＬａｂ系で赤色度を示すａ値で１．０以下である範囲で使用することを特徴とするステンレス鋼の表面研磨方法である。
【００１４】
本発明に従えば、ステンレス鋼帯を連続的に走行させながら、日本工業規格ＪＩＳ  Ｒ  ６００１で規定する＃４００の砥粒を研磨材とする研磨ベルトを周回させ、ステンレス鋼帯の表面に押し当てて研磨を行う。研磨ベルトは、未使用の状態から使用を開始し、研磨直後のステンレス鋼帯表面の色調がＬａｂ系で赤色度を示すａ値で１．０以下である範囲で使用するので、表面の耐食性を低下させない範囲で研磨が可能なように、適切に管理して研磨を行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明によるステンレス鋼帯の研磨方法についての実施の一形態として、図４に示すような研磨装置の最終段のベルト研磨機７の位置でステンレス鋼帯を研磨するベルト研磨機２０の概略的な構成を示す。ベルト研磨機２０は、ステンレス鋼帯２１の表面を研磨するために、研磨ベルト２２をステンレス鋼帯２１の走行速度に比較して高速で周回走行させる。研磨ベルト２２は、アイドルロール２３とコンタクトロール２４との間に掛け渡される。研磨ベルト２２がコンタクトロール２４の外周面に掛っている部分の表面は、ステンレス鋼帯２１の表面に押付けられる。研磨ベルト２２に接触するステンレス鋼帯２１の表面に対向する背面側は、ビリーロール２５によって受けられる。すなわち、ステンレス鋼帯２１は、コンタクトロール２４とビリーロール２５との間に通板され、コンタクトロール２４の外周面に沿って走行する研磨ベルト２２の表面の砥粒で表面が研磨される。研磨の際には、ノズル２６，２７から研磨油がステンレス鋼帯２１に噴射される。研磨ベルト２２には、目殺しを行っていないで、鋭利な切れ刃を有する新品の＃４００研磨ベルトを使用し、使用期間を管理する。
【００１６】
ベルト研磨機２０では、コンタクトロール２４とアイドルロール２３とが上下方向に間隔をあけて配置され、その間に研磨ベルト２２が掛け渡される。研磨ベルト２２は、たとえば２２００ｍ／分の速度で、コンタクトロール２４とアイドルロール２３との間を周回移動するように駆動される。ステンレス鋼板２１は、たとえばＳＵＳ４４４に相当するフェライト系の鋼種であり、８〜４０ｍ／分程度の速度で走行する。ステンレス鋼帯２１の通板経路で、ベルト研磨機２０の上流側と下流側とには、ブレーカロール２８，２９がそれぞれ設けられる。ブレーカロール２８，２９は、ステンレス鋼帯２１をビリーロール２５側に押付ける。
【００１７】
ステンレス鋼帯２１は、ブレーカロール２８，２９による押圧で、ビリーロール２５の表面に沿って走行し、コンタクトロール２４の外周面に沿って走行する研磨ベルト２２とは、ステンレス鋼帯２１の幅方向から見て、図４に示すように１点で接触するように見える状態となる。実際には、ステンレス鋼帯２１の表面と研磨ベルト２２とは、図の紙面に垂直な方向、すなわちステンレス鋼帯２１の幅方向に沿う直線的な接触状態となる。
【００１８】
図２は、研磨ベルト２２がステンレス鋼帯２１の表面の研磨を行っている部分を拡大して模式的に示す。研磨ベルト２２は、たとえば布３０を基材として、その表面に、たとえばフェノールなどのレジン系の接着剤３１が塗布されている。接着剤３１の層中には、研磨材による砥粒３２が埋込まれている。砥粒３２は、たとえば酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）などの研磨材で、鋭利な角３３を有している。砥粒３２の鋭利な角３３は、研磨の際に切れ刃となって、ステンレス鋼帯２１の表面を削り、研磨を行う。
【００１９】
次の表１は、図４の様に複数段のうちの最終段としてベルト研磨機２０を使用し、研磨ベルト２２として＃８０の比較的粗い砥粒のものを目殺しして＃４００相当となっているものを使用する場合と、＃４００の比較的細かい砥粒のものとを使用する場合とで、研磨後のステンレス鋼帯２１の表面粗度、色調、および耐食性評価結果を比較して示す。ステンレス鋼帯２１としては、ＳＵＳ４４４の鋼種で、光輝焼鈍（ＢＡ）後の材料を使用している。表面粗度は、中心線平均粗さＲａで示す。色調は、Ｌａｂ系の色差計で赤色度として計測するａ値で示す。耐食性の評価は、ＪＩＳ  Ｚ  ２３７１に規定されている塩水噴霧試験結果に基づいて行い、１から５までの数値で評価結果を示す。耐食性評価結果は、１が最も悪く、５が最も良い評価を示す。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
表面粗度Ｒａについては、＃８０を目殺しして＃４００相当とした研磨ベルト２２で研磨したものも、＃４００で新品の研磨ベルト２２で研磨したものも、所定の研磨目を有する表面仕上げ状態を得ることができる。本件出願人は、このような表面仕上げを、「Ｎｏ．９」仕上げとして、製品化している。
【００２２】
色調（ａ値）は、研磨後のステンレス鋼帯２１の表面の赤味を示しており、ａ値が大きいほど赤味が大きい。この赤味は、ステンレス鋼帯２１の表面に生成される酸化物に対応すると考えられる。このような酸化物は、研磨時の発熱によって生成される。
【００２３】
耐食性評価は、前述のような塩水噴霧試験後の表面の腐食状態に基づいて行っている。塩水噴霧試験は、１５分間の塩水噴霧と、１時間の乾燥と、３時間の湿潤とを１サイクルとして、全体で２５サイクル繰返し、腐食を促進させるように行っている。耐食性の評価基準は、次の表２に示すようなものである。
【００２４】
【表２】
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【００２５】
図３は、研磨後に色差計で計測するａ値と、塩水噴霧試験後の耐食性評価値とについて、過去に蓄積されている総合的なデータに基づく相関関係の例を示す。塩水噴霧試験後の耐食性評価として２．５以上を合格とすると、色調がａ＜１．２５であればよいことになる。このデータには、表面研磨を行っていないものも含まれているけれども、ａ≦１．０であれば、充分な耐食性を有することが判る。
【００２６】
研磨ベルト２２を使用してステンレス鋼帯２１の表面を研磨すると、特にＳＵＳ４４４などのフェライト系の鋼種では、研磨によって耐食性が低下しやすい。これは、研磨時の発熱によって生成するステンレス鋼帯表面の酸化物に起因すると考えられる。表面粗度が小さい仕上げを要求される場合に、＃８０の粗い番手の研磨ベルト２２を目殺しして＃４００相当の細かい番手にしても、砥粒３２の角３３が鈍って、切れ刃が鈍化してしまっていると考えられる。切れ刃の鈍化によって、研磨ベルト２２の砥粒３２によるステンレス鋼帯２１の表面への切込みが浅くなり、研磨ベルト２２の砥粒３２とステンレス鋼帯２１の表面との間でスリップしやすくなる。スリップが生じると、砥粒３２とステンレス鋼帯２１表面との間で摩擦熱が発生し、ステンレス鋼帯２１の表面温度が上昇する。この温度上昇によって酸化物が生成するので、赤味としてａ値が大きくなると考えられる。
【００２７】
このような過程で生じる酸化には、研磨油の使用や、各種添加剤や酸化防止剤の添加も充分な効果を得ることができない。＃４００の砥粒３２が付着している新品の研磨ベルト２２を使用すると、切れ刃の鈍化はなく、鋭利な切れ刃によって、赤味が少ない状態で研磨を行うことができる。研磨直後の赤味は、色差計で比較的容易に、被破壊的に計測することができる。新品で未使用の状態から使用を開始する＃４００の研磨ベルト２２は、研磨後の赤味がａ≦１．０の範囲で使用し、ａ＞１．０となれば新しいものと交換するように管理すれば、耐食性が良好な状態で研磨を行うことができる。
【００２８】
したがって、表面が０．２３以上で０．３１以下の範囲の中心線平均粗さＲａとなるような日本工業規格ＪＩＳ  Ｒ  ６００１で規定する＃４００の砥粒に相当する研磨目を有し、表面の色調がＬａｂ系で赤色度を示すａ値で１．０以下であるステンレス鋼帯２１は、比較的小さい表面粗度で、光沢を抑えることができる。ステンレス鋼帯２１を切断して、複数のステンレス鋼板を並べるような場合であっても、ステンレス鋼板毎の表面仕上げの違いを目立ちにくくすることができる。表面の色調がＬａｂ系で赤色度を示すａ値で１．０以下であるので、研磨による表面の酸化の程度が小さく、良好な耐食性を有することが耐食性試験結果でも確認されている。
【００２９】
ステンレス鋼帯２１の鋼種としては、ＳＵＳ４４４などのフェライト系である場合に、研磨によって耐食性が低下しやすいのを、本実施形態では防ぐことができる。フェライト系のステンレス鋼板などのステンレス鋼製品は、たとえばマンションやアパートなどの集合住宅の貯水槽など、屋外に露出して使用される構造物の材料として使用される。研磨によって表面光沢を落し、指紋などの付着を防ぎ、長期間にわたる良好な外観を保つことができる。フェライト系の鋼種であるので、塩素を含む水道水の貯水槽などの用途に、他の鋼種よりも良好な耐食性を得ることができる。
【００３０】
研磨ベルト２２は、ステンレス鋼帯２１を連続的に走行させながら、コンタクトロール２４とビリーロール２５とでステンレス鋼帯２１を挟み、周回する研磨ベルト２２を表面に押し当てて研磨するベルト研磨機で使用する。研磨ベルト２２としては、日本工業規格ＪＩＳ  Ｒ  ６００１で規定する＃４００の砥粒を研磨材とする研磨ベルト２２を、未使用状態から使用開始し、研磨直後のステンレス鋼帯２１の表面の色調がＬａｂ系で赤色度を示すａ値で１．０以下である範囲で使用するように管理する。研磨ベルト２２の布３０などの基材表面に接着剤３１によって埋込まれている砥粒３２は、切れ刃が鈍化しない範囲で使用される。
【００３１】
本発明では、以上で説明しているように、ステンレス鋼帯を連続的に走行させながら、日本工業規格ＪＩＳ  Ｒ  ６００１で規定する＃４００の砥粒を研磨材とする研磨ベルトを周回させ、ステンレス鋼帯の表面に押し当てて研磨を行う。研磨ベルトは、未使用の状態から使用を開始し、研磨直後のステンレス鋼帯表面の色調がＬａｂ系で赤色度を示すａ値で１．０以下である範囲で使用するので、表面の耐食性を低下させない範囲で研磨が可能なように、適切に管理して研磨を行うことができる。目殺しを行わないで、鋭利な切れ刃の砥粒３２を有する新品の＃４００研磨ベルト２２を使用するので、砥粒３２とステンレス鋼帯２１の表面とのスリップを低減させることができ、スリップによる研磨部分の発熱を防ぎ、ステンレス鋼帯２１の表面の酸化を避けることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、比較的小さい表面粗度で、光沢を抑えることができ、複数のステンレス鋼板を並べるような場合であっても、表面仕上げの違いを目立ちにくくすることができる。良好な耐食性を有することも、耐食性試験結果で確認されている。
【００３３】
また本発明によれば、塩素を含む水道水の貯水槽などの用途に対し、良好な耐食性が得られるフェライト系の鋼種で、研磨を行っても耐食性を低下させないようにすることができる。
【００３４】
さらに本発明によれば、日本工業規格ＪＩＳ  Ｒ  ６００１で規定する＃４００の砥粒を研磨材とする研磨ベルトを周回させ、連続走行するステンレス鋼帯の表面に押し当てて研磨を行う際に、表面の耐食性を低下させない範囲で研磨が可能なように、適切な管理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるステンレス鋼帯の研磨方法についての実施の一形態として、ステンレス鋼帯を研磨するベルト研磨機２０の概略的な構成を示す側面図である。
【図２】図１の研磨ベルト２２がステンレス鋼帯２１の表面の研磨を行っている部分を拡大して模式的に示す側面図である。
【図３】研磨後に色差計で計測するａ値と、塩水噴霧試験後の耐食性評価値とについて、過去に蓄積されている総合的なデータに基づく相関関係の例を示すグラフである。
【図４】従来からのステンレス鋼帯の研磨装置の概略的な構成を示す側面図である。
【符号の説明】
２０  ベルト研磨機
２１  ステンレス鋼帯
２２  研磨ベルト
３０  布
３１  接着剤
３２  砥粒
３３  角
【図１】
2004330394.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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