(57)【要約】【課題】金属板の表面に付着したマーキングを、繰り返し加熱及び冷却しても認識し得るようにする。【解決手段】加熱及び冷却して金属板を加工するに際し、金属板に基準となる線を形成するマーキング方法であって、加熱及び冷却しても認識出来ることを特徴とする。前記マーキング方法に於いて、粉末材料を加熱して溶解させた溶融物を付着させて、金属板に基準となる線を形成する。前記マーキング方法に於いて、粉末材料の主成分を無機系着色顔料とガラスとする。また前記マーキング方法に於いて、金属板を鉄及びステンレスを含む鉄合金、アルミ及びアルミ合金とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱及び冷却して金属板を加工するに際し、金属板に基準となる線を形成するマーキング方法であって、加熱及び冷却しても認識出来ることを特徴とするマーキング方法。
【請求項２】
粉末材料を加熱して溶解させた溶融物を付着させて、金属板に基準となる線を形成することを特徴とする請求項１に記載したマーキング方法。
【請求項３】
粉末材料の主成分を無機系着色顔料とガラスとしたことを特徴とする請求項１に記載したマーキング方法。
【請求項４】
金属板を鉄及びステンレスを含む鉄合金、アルミ及びアルミ合金とする請求項１に記載したマーキング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板やステンレス板を含む鉄合金板或いはアルミ板やアルミ合金板等の金属板に加熱及び冷却しても認識し得る基準線を形成するマーキング方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼板やステンレス板を含む鉄合金板や、アルミ板やアルミ合金板等の金属板に対する加工としては、これらの金属板に酸素ガスやプラズマアークを噴射したりレーザ光を照射して母材を溶融させると共に溶融物を排除して切断する加工や、予め所定の形状に形成された二つの部材を接近させて該接近部位にプラズマアークを噴射したりレーザ光を照射して母材と心線を溶融させて溶接する加工がある。
【０００３】
上記加工を円滑に行うために、予め金属板の表面に切断線をマーキングしたり、溶接部位に溶接線や溶接すべき部材の番号等をマーキングすることが行われている。このようなマーキングは、容器に収容した液体の着色剤を１本のノズルから噴射させて金属板の表面に線状に付着させる方法、前記ノズルをマトリックス状に形成しておき、このマトリックスを構成する複数の孔の開閉を制御することで、文字や記号をマーキングする方法がある。
【０００４】
また容器に亜鉛粉末を収容しておき、この亜鉛粉末を火炎を形成したノズルに供給し、該亜鉛粉末が火炎を通過する際に溶融或いは燃焼した生成物を金属板の表面に付着させる方法も提供されている。これらのマーキング方法は、プラズマ切断トーチやガス切断トーチ或いはレーザ切断トーチを搭載すると共に、搭載した切断トーチの移動方向や速度を数値制御装置によって制御し得るように構成した加工装置に採用されるのが一般的である。
【０００５】
一方、金属板の加工の一分野として、金属板の一方側の表面を線状に加熱すると共に急冷して該金属板を曲げる加工方法がある。例えば、船首や船尾の曲面は極めて微妙なカーブを描いており、これらの加工を行う場合、高度な技能を持った職人がガスバーナーと冷却水ホースを手に持って、予め船首や船尾の部分の展開形状で切断されている金属板を加熱し、更に急冷して徐々に曲げて行くのである。このような曲げ加工を行う場合、予め加熱及び冷却すべき範囲或いは線がマーキングされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記各マーキング方法は、金属板を切断する切断線や、溶接する際の溶接線或いは指示記号を形成する際に有効である。しかし、切断線の近傍に形成されている溶接線や指示記号が切断時の熱によって変色したり、金属板の表面から剥離してしまうという問題が生じている。特に、金属板を加熱及び冷却して曲げ加工を行うような場合、急激な加熱と急激な冷却の繰り返しによって比較的に初期の段階でマーキング線が剥離或いは変色してしまい、マーキングの役をなさないという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、繰り返し加熱及び冷却しても認識し得るマーキングを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本件発明者等は上記課題を解決するために、幾つかの粉末材料を調合してマーキングを形成すると共に、予め調合した粉末材料を火炎を形成したマーキングノズルから噴射して溶解させた溶融物を金属板としての鋼板に付着させてマーキングを形成し、その後、マーキングを含む周囲をバーナーで試験温度まで加熱し、更に、加熱部位に冷却水を散水して急冷する試験を行った。
【０００９】
上記試験では、予め調合した粉末材料としては、チタン系顔料とガラスを主成分とした粉末材料（材料ａ）、亜鉛系顔料とガラスを主成分とした粉末材料（材料ｂ）、蓄光顔料系とガラスを主成分とした粉末材料（材料ｃ）、無機系酸化物黒色顔料とガラスを主成分とした粉末材料（材料ｄ）、カーボンとガラスを主成分とした粉末材料（材料ｅ）を用い、比較材料として従来のマーキングに用いられている亜鉛粉末を用いた。
【００１０】
試験は、上記材料ａ〜ｅ、及び比較材料によってマーキングを形成し、このマーキングの形成し易さ（マーキング性能）と、マーキングが形成された金属板を該マーキングを含んで、７００℃（低温）、９００℃（高温）に加熱し、この後、マーキングを認識し得るか否かを調査することで行った。
【００１１】
上記試験の結果、材料ａではマーキング性能に多少難があるものの、低温ではマーキングに変化がなく問題なく認識することが出来たが、高温ではマーキングが消えて認識出来なかった。材料ｂではマーキング性能に多少の難があり且つ低温でマーキングが消えて認識出来なかった。材料ｃではマーキング性能は略良好であり、低温ではマーキングに変化がなく問題なく認識出来、高温ではマーキングに多少の変色があるものの認識出来た。材料ｄではマーキング性能は略良好であり、低温，高温共にマーキングに変化がなく問題なく認識出来た。材料ｅでは高速でマーキングを形成することが出来マーキング性能は良好であり、低温，高温共にマーキングに多少の変色があるものの認識出来た。
【００１２】
また比較材料では、高速でマーキングを形成することが出来マーキング性能は良好であり、低温ではマーキングに多少の変色があるものの認識出来、高温ではマーキングが消えて認識出来なかった。
【００１３】
繰り返し加熱及び冷却が行われる金属板では、少なくとも上記試験に於ける低温域では変色のない良好なマーキングを維持して確実に認識し得ることが必要である。また高温域では多少の変色があったとしても、認識し得ることが好ましい。
【００１４】
従って、本発明に係る第一のマーキング方法は、加熱及び冷却して金属板を加工するに際し、金属板に基準となる線を形成するマーキング方法であって、加熱及び冷却しても認識出来ることを特徴とするものである。
【００１５】
上記第一のマーキング方法に於いて、粉末材料を加熱して溶解させた溶融物を付着させて、金属板に基準となる線を形成することを特徴とするものである。
【００１６】
上記第一のマーキング方法に於いて、粉末材料の主成分を無機系着色顔料とガラスとしたことを特徴とするものである。
【００１７】
また上記第一のマーキング方法に於いて、金属板を鉄及びステンレスを含む鉄合金、アルミ及びアルミ合金とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
上記本発明に係る第一のマーキング方法では、金属板に加熱及び冷却しても認識し得る基準となる線を形成したので、切断線の近傍にある溶接の指示線や、曲げ加工を行う際の基準となる線が確実に認識されることとなり、これらの加工を容易に且つ確実に行うことが出来る。
【００１９】
またマーキングが粉末材料を加熱して溶解した溶融物を付着させることによって、従来の亜鉛粉末を加熱してマーキングを形成するマーキング装置を利用することが出来る。
【００２０】
また粉末材料の主成分を無機系着色顔料とガラスとすることによって、該ガラス成分が溶融して金属板の表面に強固に付着し、繰り返される加熱及び冷却に対しても剥離することがない。また溶融して付着したガラスに無機系着色顔料が含まれるので、この顔料によってマーキング線が着色され、且つ着色されたマーキング線が金属板に対して強固に付着することで、認識することが出来る。
【００２１】
また金属板を、鉄及びステンレスを含む鉄合金、アルミ及びアルミ合金とすることによって、溶接の基準線や曲げ加工の基準線として有利なマーキングとすることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、上記マーキング方法の好ましい実施形態について説明する。先ず、図１により本発明に係るマーキング方法を実施することが可能なマーキング装置の例について説明する。
【実施例１】
【００２３】
図に於いて、マーキングノズル１はマーキングトーチ２の先端に着脱可能に取り付けられている。マーキングノズル１はガス切断火口と同様の構造を有しており、アセチレンガスや液化石油ガス等の燃料ガスと、酸素ガスを混合させた混合ガスを噴射して点火することで、火炎を形成し得るように構成されている。このため、マーキングトーチ２には燃料ガスを供給する燃料ガス配管３と、酸素ガスを供給する酸素ガス配管４が接続されている。
【００２４】
またマーキングトーチ２にはマーキングを形成するための粉末材料を収容するパウダーチャンバー６が接続され、このパウダーチャンバー６に粉末材料をマーキングノズル１に搬送する搬送ガス配管５が接続されている。
【００２５】
各ガス配管３〜５には、夫々の配管を開閉する電磁弁７ａ〜７ｃが配置されると共に、ガスの流量を調整するニードル弁８ａ〜８ｃが配置されている。前記ニードル弁８ａ〜８ｃの開度を調整することによって、各ガス配管３〜５を流れるガスの流量を調整することが可能であり、これにより、マーキングノズル１に形成される火炎の性状や、粉末材料の供給量を設定することが可能となる。
【００２６】
また電磁弁７ａ〜７ｃの開閉を制御することで、マーキングノズル１に於ける火炎に形成及び消火を行い、且つ火炎の形成に伴う粉末材料の噴射を制御することが可能である。
【００２７】
従って、マーキングトーチ２を図示しない移動装置に搭載しておき、該マーキングトーチ２を図示しない金属板の上方に位置させた後、マーキングノズル１から火炎を形成すると共に粉末材料を噴射しながら移動装置を稼働させてマーキングトーチ２を所望の方向に移動させることで、金属板の表面に火炎によって溶解した溶融物を付着させてマーキング線を形成することが可能である。
【００２８】
マーキングトーチ２を移動させる移動装置としては構造を特に限定するものではなく、数値制御装置によって制御される加工装置を用いることが可能であり、場合によってはマーキングトーチ２を手で把持して手動操作してマーキングを形成することも可能である。
【００２９】
パウダーチャンバー６には、マーキングを形成する材料が収容されている。この材料は粉末材料であり、供給される搬送ガスの流れに伴って良好な状態で搬送される程度の比重を有することが好ましい。このため、例えば粉末材料の比重が大きい場合、粉末化することによってかさ比重を調整しておくことが好ましい。
【００３０】
マーキングを形成する粉末材料は、マーキングノズル１の中心に形成されたノズルを通って噴射され、火炎の包囲を通過する際に溶解する。粉末材料が受ける熱量は、火炎の大きさや火炎の包囲を通過する時間に応じて変化することになる。従って、粉末材料は、火炎を通過する際に受ける熱で確実に溶解することが可能な材質とサイズ（粒度）を有することが好ましい。
【００３１】
粉末材料を溶解させて溶融物を金属板に付着させることでマーキングを形成したとき、このマーキングは金属板に対する繰り返し加熱，冷却が行われた場合であっても、金属板の表面から剥離したり変色することがない。即ち、粉末材料の溶融物の金属板の表面に対する付着力は、加熱，冷却に伴う膨張，収縮が生じても金属板の表面から剥離しない程度の大きさを有している。
【００３２】
特に、粉末材料の主成分を無機系着色顔料とガラスとすることによって、該粉末材料をマーキングノズル２から噴射させて火炎の包囲を通過する際に、無機系着色顔料とガラス成分が溶解して無機系着色顔料の材質に応じた色の溶融物となり、金属板の表面に付着して冷却することによってマーキングが形成される。
【００３３】
無機系着色顔料の種類や材質を限定するものではないが、例えば無機系着色顔料としてチタンを用いた場合、白色のマーキングを形成することが可能であり、またコバルトを用いた場合、黒色のマーキングを形成することが可能である。従って、マーキングを形成すべき金属板の塗装色や素材の色に応じて、最適な無機系着色顔料を適宜選択することが好ましい。
【００３４】
上記マーキング方法は、平板を目的の形状を持った部材に切断し、切断した部材に他の部材を溶接するように、切断による加熱とその後の冷却、更に、溶接による加熱とその後の冷却が繰り返されるような加工が行われるような金属板や、加熱，冷却により三次元的な曲げ加工が行われる金属板に対して好ましく適用される。
【００３５】
このため、金属板として鉄及びステンレスを含む鉄合金、アルミ及びアルミ合金とすることで、これらの金属板の中から選択された何れかの板に対し、最終的な加工を行うためのマーキングを好ましい状態で形成することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
上記本発明では、マーキングが繰り返し加熱，冷却に耐えて認識することが可能であり、金属板を加熱及び冷却することによって曲げ加工する際の基準となる線や、ガス切断やプラズマ切断或いはレーザ切断のように熱が加えられる切断部位に他の部材を溶接するような溶接指示線や部材を指示する指示記号等をマーキングする際に利用して有利である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】マーキング装置の例を説明する図である。
【符号の説明】
【００３８】
１                      マーキングノズル
２                      マーキングトーチ
３                      燃料ガス配管
４                      酸素ガス配管
５                      搬送ガス配管
６                      パウダーチャンバー
７ａ〜７ｃ              電磁弁
８ａ〜８ｃ              ニードル弁
【図１】
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