(57)【要約】【課題】最近は、金網が装飾材として使用されているが、線材の段階で着色できれば、複数の色調の線材を併用して金網に織ることができるので、金網の発色の色調を自在に変えることができる。しかしながら、現在のところは、線材を所望の色で再現性高くしかもムラ無く発色させることは難しく、また、発色に成功している色は、ブラック、ブロンズ、茶色、ブルーなど極限られたものであった。【解決手段】ステンレス製線材（Ｓ）を加熱された石英管５内の酸化性ガス雰囲気中に通過させて線材（Ｓ）の表面に酸化皮膜を形成することにより発色させる方法において、該雰囲気内における酸素ガスを濃度が均一になるよう調整しながら、該雰囲気内の酸素濃度、該雰囲気の温度および線材（Ｓ）の移送速度を調整して、種々の厚さの酸化皮膜を形成する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステンレス製線材を加熱された酸化性ガス雰囲気中に通過させて当該線材の表面に酸化皮膜を形成することにより発色させる方法において、該雰囲気内における酸素ガスの濃度を均一になるよう調整しながら、該雰囲気内の酸素濃度、該雰囲気の温度および該線材の移送速度を調整して、種々の厚さの酸化皮膜を形成することを特徴とするステンレス製線材の発色方法。
【請求項２】
請求項１に記載したステンレス製線材の発色方法において、酸素濃度の調整用に不活性ガスを雰囲気内に旋回流として噴出することで該雰囲気内における酸素ガスの濃度を均一になるよう調整していることを特徴とするステンレス製線材の発色方法。
【請求項３】
長手方向の両端が入口及び出口として開口した筒形ヒーターと、ステンレス製線材を移送して前記ヒーター内を通過させるための線材移送手段と、前記ヒーター内に入口側から不活性ガスを導入する不活性ガス導入手段と、前記ヒーター内の酸素ガスの濃度を均一化するガス濃度均一化手段と、不活性ガスの導入量を調整することで酸素濃度を調整する酸素濃度調整手段と、ヒーター温度を調整する温度調整手段と、線材の移送速度を調整する移送速度調整手段とを備えることを特徴とするステンレス製線材の発色装置。
【請求項４】
請求項３に記載したステンレス製線材の発色装置において、ガス濃度均一化手段は、不活性ガスを旋回流としてヒーター内に噴出する不活性ガスの噴出手段により構成されていることを特徴とするステンレス製線材の発色装置。
【請求項５】
請求項１または２に記載の方法により発色したステンレス製線材で構成されてなる金網。
【請求項６】
複数の金網シートが重ねられて配置された光干渉部を少なくとも一部に含み、前記光干渉部に光が当たるとモアレ模様が浮かび上がる装飾構造体において、少なくとも１枚の金網は請求項５に記載のもので構成されていることを特徴とする装飾構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はステンレス製線材の発色方法および発色装置に係り、特にテンパー処理により、ステンレス製線材の表面を種々の色調で再現性高く鮮やかに発色できる方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ステンレスの表面が加熱されて酸化皮膜が形成されると、皮膜の厚さに応じて干渉色、即ちテンパーカラーを呈すること自体は知られていた。
しかしながら、所望の色調を再現性高くしかもムラ無く発色させることは難しく、また、発色に成功している色は、ブラック、ブロンズ、茶色、ブルーなど限られたものであり、色を付けるための手法としてテンパー処理は採用されていなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、金網は従来から一般工業用に限らず、厨房用品や排水設備等の一般産業用の機能材として幅広く利用されているが、更なる生産拡大のためには新たな用途の開拓が求められている。
そのため、装飾用途での利用も考えられているが、その場合には所望の色調で金網を着色できた方が、デザインとしての幅を広げられるはずである。
例えば、最近では、複数枚の金網を重ね合わせてつくる光干渉模様、即ちモアレ模様の面白さが注目されているが、色調が異なれば同じデザインのモアレ模様であっても趣きが全く異なるので、種々の色調の線材を組み合わせて織った金網シートを使用することで、多種多様なモアレ模様をつくりだせる。
そして、干渉色の場合には多彩且つ微妙な色調を発現させることができるので、上記した装飾材としての用途を考えると、テンパー処理による発色は好ましい色付け方法である。
【０００４】
それ故、本発明は、上記課題を解決するために、複雑な工程や装置を必要とせずに、ステンレス製線材の表面を所望の色調で再現性高く且つムラ無く発色できる、改善されたテンパー処理による発色方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明は、ステンレス製線材を加熱された酸化性ガス雰囲気中に通過させて当該線材の表面に酸化皮膜を形成することにより発色させる方法において、該雰囲気内における酸素ガスの濃度を均一になるよう調整しながら、該雰囲気内の酸素濃度、該雰囲気の温度および該線材の移送速度を調整して、種々の厚さの酸化皮膜を形成することを特徴とするステンレス製線材の発色方法である。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載したステンレス製線材の発色方法において、酸素濃度の調整用に不活性ガスを雰囲気内に旋回流として噴出することで該雰囲気内における酸素ガスの濃度を均一になるよう調整していることを特徴とするステンレス製線材の発色方法である。
【０００７】
請求項３の発明は、長手方向の両端が入口及び出口として開口した筒形ヒーターと、ステンレス製線材を移送して前記ヒーター内を通過させるための線材移送手段と、前記ヒーター内に入口側から不活性ガスを導入する不活性ガス導入手段と、前記ヒーター内の酸素ガスの濃度を均一化するガス濃度均一化手段と、不活性ガスの導入量を調整することで酸素濃度を調整する酸素濃度調整手段と、ヒーター温度を調整する温度調整手段と、線材の移送速度を調整する移送速度調整手段とを備えることを特徴とするステンレス製線材の発色装置である。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項３に記載したステンレス製線材の発色装置において、ガス濃度均一化手段は、不活性ガスを旋回流としてヒーター内に噴出する不活性ガスの噴出手段により構成されていることを特徴とするステンレス製線材の発色装置である。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項１または２に記載の方法により発色したステンレス製線材で構成されてなる金網である。
【００１０】
請求項６の発明は、複数の金網シートが重ねられて配置された光干渉部を少なくとも一部に含み、前記光干渉部に光が当たるとモアレ模様が浮かび上がる装飾構造体において、少なくとも１枚の金網は請求項５に記載のもので構成されていることを特徴とする装飾構造体である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のステンレス製線材の発色方法によれば、複雑な工程を必要とせずに、ステンレス製線材の表面を種々の色調で再現性高く発色できる。
また、本発明のステンレス製線材の発色装置は、簡易な構成でありながら、ステンレス製線材の表面を種々の色調で再現性高く発色できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態に係るステンレス製線材の発色装置１を示す。
この発色装置１は、ステンレス製線材（Ｓ）の表面を所謂テンパー処理によりテンパーカラーとして発色させるための所謂熱処理装置である。
符号３は筒形の断熱性のヒーター本体を示し、このヒーター本体３の寸法は、外径が３８０ｍｍ、内径が７０ｍｍ、中空の内部空間の容積が５００Ｌである。
ヒーター本体３の内部空間には長手方向に石英管５が挿通している。石英管５の両側端部はヒーター３を貫通して突出しており、一方の端部がヒーター入口７、他方の端部がヒーター出口９となっている。石英管５の内部空間の容積は１．５Ｌである。
【００１３】
符号１１は発熱線を示し、この発熱線１１は石英管５の周りに螺旋状に巻き回されている。発熱線１１はサイリスタ電源装置１３に接続されている。このサイリスタ電源装置１３は温度調節器（ＴＩＣ）１５からの電気信号を利用して発熱線１１への出力を調整しており、所望の加熱温度を自動的に且つ高精度で達成できる。温度調節器１５の感温素子１６は石英管５の外側に配置されている。
このサイリスタ電源装置１３（入力電力：２２０Ｖ対応）は４００℃〜７００℃まで加熱できるものである。
ヒーター本体３と、石英管５と、ヒーター入口７と、ヒーター出口９と、発熱線１１と、電源装置１３とによってヒーターが構成されており、温度調節器１５によって温度調整手段が構成されている。
【００１４】
符号１７は窒素（Ｎ2）ガスの供給管を示し、この窒素ガス供給管１７の一端部は窒素ガス供給源としての窒素ガスボンベ１９と接続されており、他端部としての窒素ガス流入口１８は石英管５を貫通している。窒素ガス流入口１８は石英管５の軸心方向に対し略直交方向の内周壁の接線方向且つ出口９側に向けて窒素ガスを噴出する。従って、噴出された窒素ガスにより石英管５の中には、図２（１）、（２）の矢印に示すように、石英管５の中で旋回しながら出口９側に向かう旋回流が形成される。窒素ガスの比重は酸素ガスの比重より若干軽いが、石英管５の中に存在する酸素ガスもこの旋回流に乗って上に持ちあげられるので、石英管５内で酸素ガスは略均一に分布することになる。窒素ガス流入口１８によってガス濃度均一化手段が構成されている。
【００１５】
符号２１はレギュレーター（バルブ）を示し、符号２３はフローメーター（流量計）を示す。フローメーター２３で流量を読みとりながら、そのレギュレーター２１の開閉を手動で微妙に調整することで、正確な流量の窒素ガスを石英管５の中に入口７側から導入できるようになっている。
窒素ガス供給管１７と、窒素ボンベ１９と、レギュレーター２１とによって不活性ガス導入手段が構成されている。
レギュレーター２１と、フローメーター２３とによって窒素ガスの導入量が調整され、結果として石英管５内の酸素濃度が調整されるので、これらによって酸素濃度調整手段が構成されている。
【００１６】
符号２５はプレヒーターを示し、このプレヒーター２５は窒素ガス供給管１７の途中の経路に設けられている。このプレヒーター２５で予め加温された窒素ガスが石英管５の中に導入される。好ましくは、ヒーター本体３の加熱温度を同じにする。予め加温された窒素ガスを石英管５内に導入することで、窒素ガスの導入に起因する石英管５内の温度勾配の変動を抑制することができる。
【００１７】
符号２７，２８はガイド（コンベア）を示し、このガイド２７，２８はヒーター入口７側と出口９側に対向してそれぞれ設けられている。
符号２９は繰出しリールを示し、この繰出しリール２９にはテンパー処理前の線材が巻き回されている。符号３１は巻取りリールを示し、この巻取りリール３１にはテンパー処理後の線材が移送中に十分に空冷された後に巻き回される。
符号３３はモーターを示し、このモーター３３の回転軸に巻取りリール３１が連結されている。モーター３３はインバータ制御されている。このモーター３３の出力は０．２ｋＷ程度であり、インバータ電源３５の入力電圧は２２０Ｖ程度である。
【００１８】
モーター３３が駆動すると、巻取りリール３１が回転して線材（Ｓ）が繰出しリール２９から繰出され、矢印の方向に従ってガイド２７上に載置されて移送され、ヒーター本体３中の石英管５の中に入り込み、加熱された後出てきて、再度ガイド２７上に載置されて放冷されながら移送され、最終的には巻取りリール３１に巻き取られる。
符号３７はトラバース装置を示し、このトラバース装置３７により線材（Ｓ）の上下方向の巻取り位置が調整される。従って、線材（Ｓ）の巻き線における列及び層はきちんと整列する。
ガイド２７と、繰出しリール２９と、巻取りリール３１と、モーター３３と、インバータ電源３５とによって、線材移送手段が構成されている。
また、インバータ電源３５のコントローラ（図示しない）により、移送速度調整手段が構成されている。
【００１９】
ステンレス製線材（Ｓ）の素材としては、ＳＵＳ３０４、４３０など種々の素材を使用できる。また、線材の径（φ）は、市販されている線材であれば、０．２９ｍｍ、２．５ｍｍなどいずれのものでも使用できる。
【００２０】
上記の構成の発色装置１を使用して線材（Ｓ）を熱処理、即ちテンパー処理すると、石英管５内を満たす酸化性ガス（空気と窒素ガス）中の酸素ガスの濃度が均一化された中に低温の線材（Ｓ）が移送されてくるので、ヒーター温度、窒素導入量、線材（Ｓ）の移送速度の３つのパラメータを調整するだけで、所望の厚さの酸化皮膜を均一に線材（Ｓ）の表面に形成することができる。
従って、この発色装置１を使用してテンパー処理すれば、ステンレス製線材の表面を黄色から赤色に至る種々の色調で鮮やかに発色させることができる。
なお、線材（Ｓ）の移送中に、酸素濃度などの条件を変えてもよい。そうすることで1本の線材（Ｓ）の表面を虹の７色のように複数の種類の色調で発色せることも可能である。
【００２１】
次に、図３、図４に従って、上記のようにした発色したステンレス製線材を織り上げて構成した金網を利用した廊下の照明用シェード５１（装飾構造体）を示す。
この照明用シェード５１は、廊下の壁面５３に取り付けられた照明用ランプ５５の下側に取り付けけられている。照明用シェード５１は、壁面５３から上方に向かって傾斜して延びており、照明用ランプ５５から出た光は照明用シェード５１を通って人間の目に入ることになる。
【００２２】
次に、照明用シェード５１の構造を説明する。
図３に示すように、乳白色のアクリル板５７の上面には、紫に発色した線材と地色のシルバーの線材が平織りされ、さらにエンボス加工により凹凸が形成されたエンボス状金網シート５９が取り付けられている。
また、アクリル板５７の下面には、紫に発色した線材と地色のシルバーの線材が平織りされたプレーン状金網シート６１が取り付けられている。プレーン状金属シート６１は、アクリル板５７の下面に沿って取り付けられ、更にアクリル板５７のエッジ部分を包むように上面側に折り返されている。
符号６３は透明のカバーシートを示し、このカバーシート６３によって上側のプレーン金網シート６１がカバーされている。
いずれの金網シート５９，６１も目開きは４０メッシュ程度である。
【００２３】
照明用ランプ５５を点灯させると、そこから出射した光は上側のエンボス状金網シート５９を通過した後に下側のプレーン状金網シート６１を通過して、照明用シェード５１の外に射出されて、最終的に人の目に入る。
金網シート５９，６１は共に規則的な幾何学的模様を呈しているので、これら２枚の金網シート５９，６１が重ねられて配置された空間を通過した光により、図４に示すようにモアレ模様（Ｍ）が浮かび上がって幻想的な空間となる。
しかも、金網シート５９，６１はシルバーの線材と紫色の線材が織られて構成されているので、人の目にはピンクゴールド色に見え、品の良い心地良さを生み出すのに成功している。
【００２４】
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明の具体的構成が上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨から外れない範囲での設計変更があっても本発明に含まれる。
例えば、窒素ガスの導入量が少ない場合には流入口はノズル状に構成して噴出速度を速くすることで旋回流の形成を促進して酸素濃度を均一化させてもよい。
なお、金網を発色する場合には、理論的には金網に織り上げた後にテンパー処理をすることも可能だが、線材の段階で発色させた方が色ムラが出ても目立ち難いのでその方が好ましい。
【実施例】
【００２５】
上記の実施の形態に係る発色装置１を使用して、線材の表面を発色させたところ、以下のように発色した。
なお、プレヒーター２５により石英管５に導入する窒素ガスは３５０℃に加熱した。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
表の見方であるが、ヒーター温度、窒素導入量、線材の移送速度の３つのパラメータについて１つの固定値が記載されたものと、一定の範囲が記載されているものがある。これは、２つのパラメータを固定値で設定し、残りの１つのパラメータを上記した範囲の任意の値で設定することにより、種々の微妙な色調で発色できることを意味している。例えば、線材Ａについては、窒素導入量と線材の移送速度をそれぞれの固定値で設定し、ヒーター温度を４００〜５００℃の中で低温の方の値で設定するとプラチナに近い金色に発色し、高温の方の値で設定すると真鍮に誓い黄色に発色した。また、線材Ｂについては、ヒーター温度と線材の移送速度をそれぞれの固定値で設定し、窒素導入量を０．３〜０．７５Ｌ／分の中で低速の方の値で設定するとマホガニーのような渋い茶色に発色し、高速の方の値で設定すると薄いブロンズに近い茶色に発色した。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の発色方法及び発色装置によれば、ステンレス製線材の表面を所望の色調で発色できる。しかも、発色した線材は屋外でも錆びたり剥げ落ちたりすることがないので、耐久性も高い。さらに、従来は光に色を付ける場合には、例えばオレンジ色はナトリウム灯で得ていたが、テンパーカラーにより素材自体に着色することにより、低エネルギーの蛍光灯を使用しても光に色を付けられることになり、エネルギー消費量も低減できる。
従って、本発明の方法で発色した線材を織った金網は、装飾材として有望なものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態に係るステンレス製線材の発色装置の模式図である。
【図２】図１の発色装置の石英管内のガスの流れ方向を示す。
【図３】図１の装置を使用した発色方法により発色させた線材で織った金網シートを利用した照明用シェードの側面図である。
【図４】図３の照明用シェードを下から見た状態を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１    ステンレス製線材の発色装置
３    ヒーター本体                ５    石英管
７    ヒーター入口                ９    ヒーター出口
１１    発熱線                    １３    サイリスタ電源装置
１５    温度調節器                １６    感温素子
１７    窒素ガス供給管            １８    窒素ガス流入口
１９    窒素ガスボンベ
２１    レギュレーター            ２３    フローメーター
２５    プレヒーター              ２７，２８    ガイド
２９    繰出しリール              ３１    巻取りリール
３３    モーター                  ３５    インバータ電源
３７    トラバース装置
Ｓ    ステンレス製線材
５１    照明用シュード            ５３    壁面
５５    照明用ランプ              ５７    アクリル板
５９    エンボス状金網シート      ６１    プレーン状金網シート
６３    カバーシート
Ｍ    モアレ模様
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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