(57)【要約】【解決する課題】金属アレルギーの心配がなく、商品の軽量化、水洗いをしても錆びないチタン材料に直接刃先を付けた切れ味が良好で長持ちするチタン製の刃物とその製造方法を提供する。【課題を解決する手段】チタン材料をプレスにより型を抜く行程、型を抜いた製品を研磨する行程、研磨した製品を洗浄しバレルする工程、洗浄しバレルした製品に研ぎを行う行程、研ぎを行った製品に焼き入れのための熱処理を行う行程、焼きを入れた製品を洗浄しバレルする行程、洗浄しバレルした製品を仕上げ整形を行う行程よりなる製造方法によりチタン製刃物を製造した。【選択図】図１
2005076110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チタン材料を用いて成型、刃付け後に焼き入れを行うことを特徴とするチタン製刃物の製造方法。
【請求項２】
チタン材料をプレスによる型を抜く行程、型を抜いた製品を研磨する行程、研磨した製品を洗浄しバレルする工程、洗浄しバレルした製品に研ぎを行う行程、研ぎを行った製品に焼き入れのための熱処理を行う行程、焼きを入れた製品を洗浄しバレルする行程、洗浄しバレルした製品を仕上げ整形を行う行程よりなることを特徴とする請求項１記載のチタン製刃物の製造方法。
【請求項３】
チタン材料をプレスによる型を抜く行程、型を抜いた製品を研磨する行程、研磨した製品を洗浄する行程、研磨した製品に焼き入れのための熱処理を行う行程、焼きを入れた製品を洗浄しバレルする行程、洗浄しバレルした製品を仕上げ整形を行う行程よりなることを特徴とする請求項１記載のチタン製刃物の製造方法。
【請求項４】
製品に焼き入れを行う行程の焼き入れ方法が、プラズマ浸炭方法であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のチタン製刃物の製造方法。
【請求項５】
チタン材料がＴｉ−１５Ｖ−３Ｃｒ−３Ｓｎ−３Ａｌであるチタン合金であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のチタン製刃物の製造方法。
【請求項６】
チタン製刃物が鋏であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の製造方法で得られたチタン製刃物。
【請求項７】
チタン製刃物が毛抜きであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の製造方法で得られたチタン製刃物。
【請求項８】
チタン製刃物が爪切りであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の製造方法で得られたチタン製刃物。
【請求項９】
チタン製刃物の指の当接部、又は柄の部分に凸部を設けたことを特徴とする請求項７に記載のチタン製刃物。
【請求項１０】
電解酸化により着色されたものであることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の製造方法で得られたチタン製刃物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はチタン材料を原料として、鋏、毛抜き、爪切りなどのチタン製刃物を製造するための方法に関わる。
【背景技術】
【０００２】
チタン製の刃物は金属アレルギーの心配がなく、商品の軽量化、水洗いをしても錆びず、切れ味が良好で長持ちすることなど種々のメリットを有している。しかし、チタンは熱伝導度が低く、高温でも殆どその性質を変えない特徴を有している反面、焼き入れ後に刃付け操作をすることが非常に難しい等の問題があり、その製品開発には種々の方法が試みられている。
【０００３】
特許文献１においては、硬化処理について第４頁段落（[００２１]）に「この表から明らかなように、シールドガスが３０％Ｎ2の場合よりも５０％Ｎ2の方が硬化は効率的に進行し、更に５０％Ｎ2よりも１００％Ｎ2の方が高効率硬化が進行する。また、硬化処理の回数が増加するにつれて、硬化部の硬度が上昇する。刃物として、所望の硬度を得るためには、この条件では、３回以上硬化処理を行うことが好ましい。特に、シールドガスが１００％Ｎ2 の場合には、硬化処理を３回以上繰り返すことにより、Ｈｖ６００以上の硬度を得ることができる。」ことが開示されている。
【０００４】
特許文献２においては、時効処理について請求項１の「チタン材料からなる刃物の刃先部が、wt％でＡｌ：２〜１０％、Ｖ：１〜６％、Ｃｒ：１〜１０％、Ｃｏ：４〜２０％を含み、残部はチタン及び不可避不純物からなることを特徴とするチタン刃物の刃先部材。」であって、段落（[００１６]）〜（[００１８]）に、「すなわち、本発明の成分系における時効硬化は前述した各成分及びそれらの相乗効果によって得られるものであって、その時効処理の好ましい条件範囲は、温度は３８０〜５２０℃の範囲が好ましい。即ち、温度が３８０℃未満では過酷な条件で使用するに耐える刃物としての必要な強度、硬度が得られず、一方、５２０℃を超えると硬度が６５０Ｈｖを超えて刃先が脆く欠けやすく使用に耐えない。さらにこの温度条件とともに時効処理時間は、４０分未満では時効が進まず所望の硬度に達せず、一方、１５０分を超えても硬度はある一定値以上に上がらない。よって、処理時間は４０〜１５０分が好ましい。この時間を炉中で保持して後放冷する。」方法が開示されている。
【０００５】
特許文献３においては、チタン材料を用いた刃物に肉盛りする際に生じる結合部の劣化は、化合物相の精製に起因するものと考え、劣化を抑制し得る材料についてＣｏもしくはＣｏ基合金、ＮｉもしくはＮｉ基合金材料とチタン材料とで作成した肉盛り材料による混合系で肉盛りすれば、結合部に劣化が生ずることなく刃先の切れ味が従来鋼並に得られるという知見を得て、プラズマ肉盛り溶接による刃物の製造方法を開示している。
【０００６】
上記のように、チタン製品の製造のためにシールドガスが１００％Ｎ2 で、硬化処理を３回以上繰り返すことにより、Ｈｖ６００以上の硬度を得る方法や、時効処理の温度を３８０〜５２０℃、処理時間が４０〜１５０分で、この時間を炉中で保持して後放冷して望ましい硬度を得る方法、あるいは、ＣｏもしくはＣｏ基合金、ＮｉもしくはＮｉ基合金材料とチタン材料とで作成した肉盛り材料による混合系で肉盛りすれば、結合部に劣化が生ずることがない、プラズマ肉盛り溶接による刃物の製造方法等が開示されている。チタン製品の製造方法について種々試みられているが、熱伝導の低いチタン材料に直接刃を付けることは難しく、未だ満足のいく方法が得られず、チタン材料のみで形成される刃先に刃を付ける方法の出現が望まれていた。
【特許文献１】特開平５−５１６２８号公報（第４頁段落[００２１]参照。）
【特許文献２】特開平５−１４６５５８号公報（第３頁段落[００１６]〜[００１８]参照。）
【特許文献３】特開平５−１５４６９０号公報（第２頁段落[０００５]、及び[００１０]参照。）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、金属アレルギーの心配がなく、商品の軽量化、水洗いをしても錆びないチタン材料に直接刃先を付けた切れ味が良好で長持ちするチタン製の刃物とその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、鋭意研究を重ねた結果、チタン材料を用いて切れ味が良好な刃先を有するチタン製の刃物の製造に成功した。
【０００９】
本発明の課題を解決する手段は、チタン材料を用いて成型、刃付け後に焼き入れを行うことを特徴とするチタン製刃物の製造方法である。チタン合金は熱伝導度が低いために、刃物の製品作りには不向きであったが、焼き入れの前に、刃の部分の研磨行程を低速回転の砥石に何度も当てて刃の成型を行い、バレルで研磨した後に、焼き入れを行うことによって、チタン製刃物の製造に成功した。
【００１０】
本発明の課題を解決する別の手段は、材料のチタン材料をプレスによる型を抜く行程、型を抜いた製品を研磨する行程、研磨した製品を洗浄しバレルする工程、洗浄しバレルした製品に研ぎを行う行程、研ぎを行った製品に焼き入れのための熱処理を行う行程、焼きを入れた製品を洗浄しバレルする行程、洗浄しバレルした製品を仕上げ整形を行う行程よりなることを特徴とする請求項１に記載のチタン製刃物の製造方法である。チタン材料で刃物を製造する場合に、刃付けを行った後に焼き入れを行うことにより、チタン材料によるカット鋏等を容易に製造することができる。
【００１１】
本発明の課題を解決する別の手段は、材料のチタン材料をプレスによる型を抜く行程、型を抜いた製品を洗浄する行程、型を抜き洗浄した製品を研磨する行程、研磨した製品に焼き入れのための熱処理を行う行程、焼きを入れた製品を洗浄しバレルする行程、洗浄しバレルした製品を仕上げ整形を行う行程よりなることを特徴とする請求項１に記載のチタン製刃物の製造方法である。チタン材料で刃物を製造する場合に、刃付けを行った後に焼き入れを行うことにより、チタン材料による毛抜き等を容易に製造することができる。
【００１２】
本発明の課題を解決する別の手段は、製品に焼き入れを行う行程の焼き入れ方法がプラズマ浸炭方法であることを特徴とする請求項１又は請求項３のいずれかに記載のチタン製刃物の製造方法である。チタン製刃物の焼き入れにプラズマ浸炭法を行うことによって、チタン材拡散硬化処理のため耐摩耗性、対焼付性、耐剥離性、耐衝撃性に優れた製品とすることができる。
【００１３】
本発明の課題を解決する別の手段は、チタン材料がＴｉ−１５Ｖ−３Ｃｒ−３Ｓｎ−３Ａｌであるチタン合金であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のチタン製刃物の製造方法である。チタン合金Ｔｉ−１５Ｖ−３Ｃｒ−３Ｓｎ−３Ａｌは、β型チタンで熱間、冷間での変形能が良好である特性を有し、チタン製刃物の製造に適している。
【００１４】
本発明の課題を解決する別の手段は、チタン製刃物が鋏であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の製造方法で得られたチタン製刃物である。チタン材料で刃物を製造する場合に、刃付けを行った後に焼き入れを行うことにより、チタン材料によるカット鋏を容易に製造することができる。
【００１５】
本発明の課題を解決する別の手段は、チタン製刃物が毛抜きであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の製造方法で得られたチタン製刃物である。チタン材料で刃物を製造する場合に、刃付けを行った後に焼き入れを行うことにより、チタン材料による毛抜きを容易に製造することができる。
【００１６】
本発明の課題を解決する別の手段は、チタン製刃物が爪切りであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の製造方法で得られたチタン製刃物である。チタン材料で刃物を製造する場合に、刃付けを行った後に焼き入れを行うことにより、チタン材料による爪切りを容易に製造することができる。
【００１７】
本発明の課題を解決する別の手段は、チタン製刃物の指の当接部、又は柄の部分に凸部を設けたことを特徴とする請求項７に記載のチタン製刃物である。毛抜き等の指の当接部に凸部を設けることによって、指当たりがよく、握りやすくなる。あるいは、鋏等の柄の部分に凸部を設けることによって装飾となる。
【００１８】
本発明の課題を解決する別の手段は、電解酸化により着色されたものであることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の製造方法で得られたチタン製刃物である。電解酸化により色むらのない鮮やかなグラデーションを有するチタン製刃物が得られた。
【発明の効果】
【００１９】
チタン材料による刃物の製造に際して、成型、刃付け後に焼き入れを行うことによって、切れ味がよく、刃こぼれのしないチタン製の刃物を製造することに成功した。さらに、チタン製の刃物を陽極に、ステンレス製浴槽を陰極として着色を行うことによって、色むらのない鮮やかなグラデーションが得られた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明者は鋭意研究を重ねた結果、焼き入れ硬度を鋏に適した硬度に自在に入れることができる上に、耐熱衝撃性に優れ、処理後ラップ仕上げにより美しい鏡面光沢を有するチタン製品の製造に成功した。
【実施例１】
【００２１】
チタン製カット鋏の製造例
チタン材料にβ型高力チタン合金（Ｔｉ−１５Ｖ−３Ｃｒ−３Ｓｎ−３Ａｌ）を用いて、図１に示す行程に従ってカット鋏を製造した。
【００２２】
チタン材料をプレスする行程では、外形抜きをした後、輪パ抜きを行い、穴抜きを行った。この型を打ち抜いたチタン材料に刻印を入れ、ロール延ばしを行った。次いで、バレル研磨を行った。
【００２３】
ロール延ばし後、バレル研磨の行程では、＃１８０ＷＡ砥石、ＧＣ１５０切削を用いて、カップ研磨機で先端のカップ研ぎを行った。次いで、自動研磨機にかけて、自動で全体を研磨した。さらに、＃１００砥石、及び＃１８０砂バフを用いてレース台で外形研磨をした。バレル研磨はバレル研磨専用機で２日間（４８時間）バレル研磨を行った。バレル研磨後、平面研磨、自動バフ研磨を＃１２０で砂バフ２回、＃２００で砂バフ１回、＃２００のサテンバフ１回が行われた。
【００２４】
洗浄の行程では、研磨した製品をトリクレンＳを用いて超音波洗浄機により洗浄を行った。さらに、研磨の行程では、カップ研磨機で＃１８０ＷＡ砥石と、ＧＣ１５０切削液を用いて、裏スキ、水研ぎを行った。
【００２５】
次いで、カップ研磨機で＃１８０ＷＡ砥石と、ＧＣ１５０切削液を用いて背研ぎ、刃研ぎを行い、さらに、＃２４０ＡＡバンドペーパーで面取りスリ合わせをして、その後＃２４０ＡＡバンドペーパーで持ち手部分の研磨を行った。
【００２６】
熱処理（焼き入れ）の行程では、回転式連続炉（灯油、LPガス混合熱）によるプラズマ浸炭方法による熱処理を行った。熱処理条件は、溶体化処理を８００℃で１時間、水冷、次いで、時効処理を５１０℃で１４時間処理後、空冷を行った。
【００２７】
バレルと洗浄の行程では、焼き入れを行った製品のバレル研磨を植物製研磨材を用いて行った。
【００２８】
仕上げの行程では、リベッテングマシンにより、ＳＵＳ４３０鋲を使用して仕組みを行った。次いで、１本ずつ手でネジリを入れ、ソリを出すために刃先のソリ出しを行った。さらに、＃２４０ＡＡバンドペーパーにより、小刃付けと面取りを行い、柔らかいビニールで元から２回切り、調子出しをした。最後に製品の検品と、防錆油（ロイヤルラスノンＰ８０２）により手入れを行った。
【００２９】
本発明方法によって製造した柄の部分に凸部を設けたチタン製のカット鋏を図３に示す。
【実施例２】
【００３０】
チタン製毛抜き（ツイザー）鋏の製造例
チタン材料にβ型高力チタン合金（Ｔｉ−１５Ｖ−３Ｃｒ−３Ｓｎ−３Ａｌ）を用いて、第２図に示す行程のプレスでは、  外形抜き、先小抜きを行って、刻印（自動連続型）を施した。
【００３１】
次いで、洗浄の工程で、これを植物製研磨材用いて超音波洗浄機にて洗浄した。
【００３２】
次いで、研磨の行程では、刃先部分の研磨を＃１２０砂バフで２回研磨をして、＃１２０砂バフで持ち手部分の研磨を２回行った。内側の研磨は、＃１２０砂バフで２回の研磨を行い。カーブ付けの研磨を、＃１２０砂バフを用いて２回研磨した。さらに、第１回目の側面の研磨を＃１８０バフを用いて１回研磨、＃２００バフを用いて１回研磨をし、第２回目の側面の研磨を＃２００バフを用いて１回研磨、最後に第３回目の側面の研磨のために＃２００サテンバフを用いて１回研磨を行った。最後に、溶接機で地貝を使用して、上下スポット溶接を行い、＃１８０バフで２回、＃２００サテンバフで１回の溶接部分の研磨を行った。刃先の研磨は、＃２００サテンバフで１回研磨した。
【００３３】
さらに、＃２００サテンバフで１回研磨をして、１次全体磨きを行い、一定の位置、同じ角度で合うかどうかの確認をして、不可の場合は矯正を行う。そして、＃２００サテンバフを用いて１回研磨を行い、２次の全体磨きを行い、最後に、刃先部分の研磨を＃２００サテンバフを用いて軽く研磨した。
【００３４】
熱処理の行程では、回転式連続炉（灯油、LPガス混合熱）でプラズマ浸炭方法により焼き入れを行う。プラズマ浸炭方法による熱処理条件は、溶体化処理を８００℃で１時間、水冷、次いで、時効処理を５１０℃で１４時間、空冷を行った。
【００３５】
洗浄しバレルの行程では、超音波洗浄によって、研磨材の付着落としを行った。洗浄しバレル後、仕上げの行程では、１５０ｇの力にて一定の幅に拡げ、ダイヤモンド砥石にて刃付けをして、つまむ部分に凸部を設けて、最後に、曲げ角度などの調整を行った。
【００３６】
本発明方法によって製造したチタン製の図４に示す毛抜きと、同様の製造工程で製造した爪切りを図５に示す。
【実施例３】
【００３７】
チタン製品の着色
電解液に１％リン酸ー５％の過酸化水素水溶液を用い、チタン合金を陽極に、ステンレス製浴槽を陰極として着色を行った。両極間の電解電圧制御方法として、０Ｖで３秒間保持した後、電位勾配を０．２Ｖ／ｓｅｃで電解電圧を増加させ、最終電解電圧１２０Vにおいて３０秒間保持した。この結果、色むらのない鮮やかなグラデーションが得られた。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】チタン製刃物の製造方法ー１図。
【図２】チタン製刃物の製造方法ー２図。
【図３】製造方法ー１図により製造された鋏。
【図４】製造方法ー２図により製造された毛抜き。
【図５】製造方法ー２図により製造された爪切り。
【符号の説明】
【００３９】
１０：鋏
１１：軸
１２：ネジ
１３：刃表
１４：刃裏
１５：凸部
２０：毛抜き
２１：刃先
２２：指の当接部
３０：爪切り
３１：刃先
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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