強磁性網体
【課題】ネットコンベヤのベルト、又は分離・分級用のふるいとして用いることができ、かつ強磁性、耐疲労性に優れるとともにアルカリ液に対する耐食性を高めた強磁性網体を提供する。
【解決手段】質量％で、Ｃ≦０．０３％、Ｓｉ：３．０〜５．０％、Ｍｎ：１．５〜３．０％、Ｎｉ：８．２〜１２．０％、Ｃｒ：１５．０以上２０．０％未満、及びＭｏ：１．０を超え３．０％以下、Ｃｕ：１．０〜３．０％、Ｎｂ：０．１〜０．５％の少なくとも１種を含み、残部Ｆｅ及び不可避不純物からなり、かつ軸方向断面において、幅１０μm 以下の微細な繊維状又は粒状のフェライトが単位面積当たり５５〜８５％の面積率で点在するフェライト相と、オーステナイト相とを具える２相ステンレス鋼線材を用いて金網状体に形成されネットコンベヤのベルトとして用いる強磁性網体である。
【解決手段】質量％で、Ｃ≦０．０３％、Ｓｉ：３．０〜５．０％、Ｍｎ：１．５〜３．０％、Ｎｉ：８．２〜１２．０％、Ｃｒ：１５．０以上２０．０％未満、及びＭｏ：１．０を超え３．０％以下、Ｃｕ：１．０〜３．０％、Ｎｂ：０．１〜０．５％の少なくとも１種を含み、残部Ｆｅ及び不可避不純物からなり、かつ軸方向断面において、幅１０μm 以下の微細な繊維状又は粒状のフェライトが単位面積当たり５５〜８５％の面積率で点在するフェライト相と、オーステナイト相とを具える２相ステンレス鋼線材を用いて金網状体に形成されネットコンベヤのベルトとして用いる強磁性網体である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品および医薬品等の加工過程において、加熱、冷却、冷凍、洗浄等の際の搬送用のネットコンベヤのベルトとして、又は粉状体の分離・分級用のふるいとして用いることができ、かつ強磁性、耐疲労性に優れるとともにアルカリ液に対する耐食性を高めた強磁性網体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、食品、医薬品の業界では粉末材料の分級や選別、異物分離などの為のふるい、ないし種々の被処理品を搬送し、かつ連続的に加熱、冷却、冷凍、洗浄などの処理を行う為の自動ライン装置の部材としてネットコンベヤー用のベルトなどとして金属線材の網体が利用されている。
【０００３】
これら分離、分級用のふるい用の金網、又はネットコンベヤー用のベルトは、被処理粉体の性状、特性、あるいは処理方法などに応じて使用材料、織り構成が選択され、例えば前者のふるい用の金網としては、所望の目開きを持つよう例えば金属線を平織り乃至綾織りしたもの、また後者のベルトとしては、所定の金属線や帯材を螺旋状乃至クランク形状に曲げ加工した成形品の複数を連続的に繋ぎ合わせ構成した金属製の網体が用いられている。
【０００４】
これら網体はその目的に応じて、その構成や形態は異なるものではあるが、処理操作に伴って発生する衝撃や微振動による疲労破断、被処理品との摩耗や耐食性などの観点から、通常は高強度で耐食性に優れたＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６等のステンレス鋼線材が用いられおり、今日の一般的な網体用材料として定着している。
【０００５】
しかしながら、今日の社会環境は製品の品質に対する絶対的な保証が必要とされ、処理済品、特に例えば医薬品や食品などの分野では、その一部が欠落して該処理済品（製品）中にまぎれ込むことは直接人命に係る問題となることから、より高品質かつ長寿命の網部材が求められている。
【０００６】
このような問題を解決する方策として、万一、その一部が脱落して処理品中に混入しても、次工程での磁選機によって検出し、乃至吸着除去するため、例えばふるい用の金網を構成する線材に磁性材料を用いることが提案されている（例えば特許文献１）。この特許文献１では、Ｃ：０．０１〜０．０５％，Ｓｉ：０．１〜１．５％，Ｍｎ：０．３〜１．０％，Ｎｉ：３〜８％，Ｃｒ：２０〜３０％，Ｍｏ：１．０〜６．０％、残り：Ｆｅ及び不可避不純物を含有する高耐食性ステンレス鋼線を用いている。
【０００７】
また、ふるい用の磁性金網として、Ｎｉ：５〜８％，Ｃｒ：１５〜２０％を含み、Ｃ≦０．０３％，Ｓｉ：２．０〜５．０％とする低Ｃ高Ｓｉ系の、オーステナイト相とフェライト相との２相組識を有する２相ステンレス鋼線を用いたふるい分け用の磁性金網も、例えば特許文献２により提案されている。
【０００８】
さらに、ネットコンベヤ用のベルトを対象として、例えば特許文献３は、次のＡ），Ｂ）の２種類のステンレス鋼線を提案している。
Ａ）Ｎｉ：２．５〜８％、Ｃｒ：１８〜３０％，Ｍｏ：３．５％以下、Ｎ：０〜０．２％を含み、且つＣｕ，Ｔｉ，Ｎｂの１又は２種以上を合計で０〜１％含有する２相ステンレス鋼。
Ｂ）Ｃｒ：１７％以上、Ｍｏ：０〜３％，Ｃ：０．０２％以下、Ｎ≦０．０２％，Ｃ＋Ｎ≦０．０５％を含み、且つＣｕ，Ｔｉ，Ｎｂの１又は２種以上を合計で０〜１％含有するフェライト系ステンレス鋼。
【０００９】
【特許文献１】：特開平１０−１３０７８８号
【特許文献２】：特開２００４−３３２１０９号
【特許文献３】：特開２００２−１２０９１９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、これらふるい用の磁性網体を製造する際は、作業性と網目品質の均一化を図る観点から、例えば固溶化熱処理を施した軟質線材が用いられ、その強度が十分でないことから、繰返し使用に伴う網目の変化、更には疲労破壊などによる寿命低下の面で更なる特性の改善が望まれている。
【００１１】
なお、前記提案において、オーステナイト相とフェライト相との２相組識を有する２相ステンレス鋼を用いるものは、例えば食品の加熱処理工程で使用する場合は、その表面に強度の焦げ目や熱腐食を伴うことから、これを除去する為に通常は水酸化ナトリウム溶液での洗浄処理が行われるが、例えば引用文献２が提案する通常の２相ステンレス鋼線は該アルカリ溶液に対する耐食性に劣ることから、その使用範囲が制限されるという問題がある。
【００１２】
本発明は、ネットコンベヤー用のベルト、又は分離・分級用のふるいであって、その疲労、摩耗に対する抵抗力を向上し、交換するまでの寿命を長くし、さらに破損時の破片が被処理物に混入するときにも金属検出器などを用いて容易に検知、回収でき、かつ水酸化ナトリウムに対する耐食性を向上させ常に効果的な洗浄を行えるネットコンベヤー用のベルト、又は分離・分級用のふるいとして用いる強磁性網体の提供を課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
すなわち、請求項１に係る発明は、質量％で、Ｃ≦０．０３％、Ｓｉ：３．０〜５．０％、Ｍｎ：１．５〜３．０％、Ｎｉ：８．２〜１２．０％、Ｃｒ：１５．０以上２０．０％未満、及びＭｏ：１．０を超え３．０％以下、Ｃｕ：１．０〜３．０％、Ｎｂ：０．１〜０．５％の少なくとも１種を含み、残部Ｆｅ及び不可避不純物からなり、
かつ軸方向断面において、幅１０μm 以下の微細な繊維状又は粒状のフェライトが単位面積当たり５５〜８５％の面積率で点在するフェライト相と、オーステナイト相とを具える２相ステンレス鋼線材を用いて金網状体に形成されネットコンベヤのベルトとして用いる強磁性網体である。
【００１４】
さらに、請求項２に係わる発明は、２相ステンレス鋼線材が、引張強さ１２００〜１６００ＭＰａ，伸び２〜１０％であり、かつ前記金網状体が、前記２相ステンレス鋼線材を、螺旋状又はクランク状に曲げ成形した成形体を連続的に繋ぎ合わせることにより形成されたことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項３に係る発明は、質量％で、Ｃ≦０．０３％、Ｓｉ：３．０〜５．０％、Ｍｎ：１．５〜３．０％、Ｎｉ：８．２〜１２．０％、Ｃｒ：１５．０以上２０．０％未満、及びＭｏ：１．０を超え３．０％以下、Ｃｕ：１．０〜３．０％、Ｎｂ：０．１〜０．５％の少なくとも１種を含み、残部Ｆｅ及び不可避不純物からなり、
かつ軸方向断面において、幅１０μm 以下の微細な繊維状又は粒状のフェライトが単位面積当たり５５〜８５％の面積率で点在するフェライト相と、オーステナイト相とを具える２相ステンレス鋼線材を用いて金網状体に形成されて被分離物、被分級物を分離、分級する分離・分級装置のふるいとして用いる強磁性網体である。
【００１６】
請求項４に係わる発明は、２相ステンレス鋼線材が、引張強さ９００〜１３００ＭＰａ，伸び１５〜３５％であり、かつ前記金網状体が、前記２相ステンレス鋼線材を、縦線と横線とに用いて製織されたことを特徴とし、さらに請求項５に係わる発明は、前記ステンレス鋼線材が、次式（Ａ）：２５．０〜２８．５％、（Ｂ）：３０．０〜３５．０％に調整される。
（Ａ）＝Ｎｉ＋０．６５Ｃｒ＋０．９８Ｍｏ＋１．０５Ｍｎ＋０．３５Ｓｉ＋１２．６Ｃ（Ｂ）＝Ｃｒ＋Ｎｉ＋３．３Ｍｏ
【発明の効果】
【００１７】
本発明のネットコンベヤ用のベルトとして用いる強磁性網体は、耐疲労性、耐摩耗性、耐食性に優れ、かつ強磁性であって、水酸化ナトリウムに対する耐食性も良好となる。又本発明に係るふるいとして用いる強磁性網体も、耐疲労性、耐摩耗性、耐食性に優れ、かつ強磁性であって、水酸化ナトリウムに対する耐食性も良好であり、いずれも食品や医薬品の処理プロセスで長寿命が得られ、また水酸化ナトリウムによる洗浄にも耐え、さらに破損により線材が脱落しても強磁性を有しているので金属検出器で検出でき、かつ磁石によって効率よく回収することを可能とする。又請求項２，請求項４の構成とすることにより、ネットコンベヤ用のベルトとして、又はふるいとして用いる２相ステンレス鋼線材としての強さ、剛さをその織成に適したものとし、請求項５のようにニッケル当量（Ａ）を２５．０〜２８．５％することにより、母材中のオーステナイトの加工誘起マルテンサイトへの変態を抑えながら、所定のフェライト量を具えることとなる。又、耐食性についての指数（Ｂ）を３０．０〜３５．０％に調整する。これにより線材の耐食性、 特にアルカリ性環境における耐食性の向上に役立つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明に係る強磁性網体１は、例えば図１に示すような、ネットコンベヤ用のベルト１Ａの強磁性網体１として、又は図２に示す分離・分級用のふるい１Ｂの強磁性網体１として形成できる。前記ベルト１Ａは、２相ステンレス鋼線材１０を用いて形成される金網状体１３であって、図１に示す場合には、金網状体１３は、成形体１１…と、連結用線材１２とからなる。又成形体１１は、例えば三角形が横方向に連続するジグザグ状の螺旋に巻回されており、かつ上下の折返し部１１ａ，１１ｂには前記連結用線材１２が横方向に通る横穴１１ｃ、１１ｄを形成している。成形体１１は、一方の該成形体１１Ａの上、又は下の横穴１１ｃ、１１ｄ間に、他方の成形体１１Ｂの下、又は上の横穴１１ｄ、１１ｃを位置させて配置するとともに、横方向に隣合う横穴１１ｄ…、１１ｃ…に前記連結用線材１２を順次挿通して各成形体１１…を連続的に繋ぎ合わせている。成形体１１と連結用線材１２とは側端とは適宜溶着などにより抜け止めしている。
【００１９】
なおベルト１Ａは、図３（Ａ）に示すように、長尺帯状板を折曲げ、 上向きのコ字折曲げ部１１ｅ、下向きのコ字折返し部１１ｆが連続して横方向に並ぶ成形体１１を形成する。この成形体１１の上向きのコ字折曲げ部１１ｅ、下向きのコ字折返し部１１ｆの各先端部に横穴１１ｇ、１１ｈを穿設する。さらに一方の成形体１１Ａの上、又は下の折返し部１１ｅ、１１ｆ間に、他方の成形体１１Ｂの下、又は上の折返し部１１ｆ，１１ｅを挿入させ、心合わせされた前記横穴１１ｇ、１１ｈ…に、連結用線材１２を挿通させることにより各成形体１１…を連続的に繋ぎ合わされた金網状体１３を形成している。
【００２０】
その他、図３（Ｂ）に示すように、２相ステンレス鋼線材１０をコ字状の折曲げ部を横方向に並設してクランク状の成形体１１を形成し、かつ一方、他方の成形体１１Ａ，１１Ｂを、折返し部で順次係止させることにより連続的に繋ぎ合わせた金網状体１３とすることもできる。又両側にチェーンを設け、さらにはカーブドコンベヤを形成するものなど、種々な形式のものに形成できる。
【００２１】
又ふるい用の強磁性網体１は、前記図２に示すごとく、２相ステンレス鋼線材１０を縦線２１と横線２２として平織りすることにより形成された金網状体１３からなる。この金網状体１３には、本形態では、その両側縁に補強枠２３により補強している。この補強枠２３は、両側縁で金網状体１３を強固に挟んで折り返される補強板からなり、かつＵ字状に折り返される折曲げ部２３ａを有することにより、前記金網状体１３を補強し取付けを容易としている。なお前後縁をも補強することもできる。なおふるい用の強磁性網体１３として用いる金網状体１３として、例えば綾織り、畳織り、メリヤス編、クリンプ加工したものなど、種々なものが利用できる。
【００２２】
２相ステンレス鋼線材１０において、その太さ、織り構成、網寸法などの諸仕様は、前記金網状体１３により処理しようとする被処理物の種類、使用目的、処理条件等に応じて適宜設定できる。例えば食品、医薬品の処理プロセスにおける分離・分級用では、被処理粉体の粒径に応じた例えば線径０．０２〜１．６ｍｍ、２〜５００メッシュの網体が用いられる。ベルト用に用いる２相ステンレス鋼線材１０として、例えば線径０．６ｍｍ〜１４ｍｍ程度の線径のものを利用できる。
【００２３】
前記２相ステンレス鋼線材１０は、質量％で、Ｃ≦０．０３％、Ｓｉ：３．０〜５．０％、Ｍｎ：１．５〜３．０％、Ｎｉ：８．２〜１２．０％、Ｃｒ：１５．０以上２０．０％未満、及びＭｏ：１．０を超え３．０％以下、Ｃｕ：１．０〜３．０％、Ｎｂ：０．１〜０．５％の少なくとも１種を含み、残部Ｆｅ及び不可避不純物からなる素材を用いている。
【００２４】
このように、２相ステンレス鋼線材１０には、フェライト生成元素であるＳｉが質量％で３．０〜５．０％（好ましくは３．５〜４．５％）添加され、フェライトを微細でかつその面積率を高めることにより、強磁性を備えるものとしている。微細であるとは、フェライト相が軸方向断面において、幅１０μm 以下の微細な繊維状又は粒状をなすことをいい、面積率を高めるとはフェライト相が単位面積当たり５５〜８５％の面積率とすることをいう。２相ステンレス鋼線材１０には、さらにＮｉを質量％で８．２〜１２．０％（好ましくは８．５〜１０．０％）添加している。これにより、他の構成とも相俟って、せのように、水酸化ナトリウムに対する耐食性を格段に向上させている。
【００２５】
図４は前記フェライトの分布状態の一例として、該本発明の強磁性網体１の２相ステンレス鋼線材１０の軸方向断面を示している。同図は、４００倍の顕微鏡写真であって、グレー地のフェライトからなるフェライト相と、白地であるオーステナイトからなるオーステナイト相との２相体であることが判る。前記フェライト相は、その長手方向に沿ってのび、幅１０μm 以下（好ましくは３μm 以下、さらに好ましくは１μm 以下）の微細な繊維素状又は粒状に点在するフェライトであって、単位面積あたり５５〜８５％の面積率で全面にわたって均一に分布していることが理解できる。このような分布状態にすることにより、前記のように、強磁性網体１の耐疲労性、耐摩耗性および磁性を向上させることができる。なお、フェライト相の前記断面における面積率は、好ましくは、７０〜８５％である。
【００２６】
なお、前記フェライト相の単位面積あたり面積率は、単位面積あたり５５〜８５％の範囲内において、２相ステンレス鋼線材１０の成分、加工条件、製造方法などの選択によって任意に設定できる。またその測定は、例えば金属線材の縦（軸方向）断面を研磨した測定面を１０ＮのKOH 水溶液で電解腐食し、その断面を４００倍の顕微鏡撮像図を用いて直接、又は画像解析などで測定することとする。その測定は任意の軸方向の断面において、４００倍の撮像図における５ｃｍ平方の面積で任意の３点を測定しその平均値として求める。本発明の面積率とは、この平均値により定義している。
【００２７】
また、前記フェライトは、例えば図４に示すように、一定方向に沿って延伸あるいは点在する分布状態を有するものであって、その幅寸法を１０μｍ以下としている。その測定は前記４００倍の拡大写真において、前記フェライトの配向と直交する任意垂線を描いた時の、この垂線上での前記フェライトと重なっている部分の長さについて、例えば任意１０〜３０点（例えば２０点）を測定し、その平均値で示す。なお、このように微細なフェライトを母相中に方向性を持って分布することで、より多くのフェライトを均一に存在させ、特性のバラツキを抑え、かつ線材特性の向上を図るものとしている。
【００２８】
本発明における前記したＳｉ，Ｎｉを含めて各元素の成分量について説明する。
Ｃ（炭素）は、強度を増大させることができるが、炭化物などを生成して耐食性を低下させやすい。また、強力なオーステナイト生成元素なので多量に含有するとオーステナイト状態のまま安定化し所定の磁性が得られ難くなるので本発明の目的が達成できない。したがって、その上限を０．０３％とし、より好ましくは０．０２％以下とする。
【００２９】
Ｓｉ（珪素）は前記したように強力なフェライト生成元素であり、特に３．０％以上の添加によって引張強さ、耐摩耗性、弾性限を増加し、また耐食性の改善にも効果的であるが、５．０％を超えると靭性を低下させる。したがって、本発明では３．０〜５．０％とし、より好ましくは３．５〜４．５％とする。
【００３０】
Ｍｎ（マンガン）は、オーステナイト生成元素であるため、オーステナイトを安定させて耐食性を高めたり変態点を下げたりするのに有効ではあるが、１．５％未満ではその効果は得られず、一方３．０％を超えるとコストアップになるばかりでなく、加工性が低下する原因にもなることからその範囲を１．５〜３．０％とし、より好ましくは１．７〜２．５％とする。
【００３１】
Ｎｉ（ニッケル）も前記Ｍｎと同様にオーステナイト生成元素であり、特にアルカリ溶液に耐えうる耐食性をもたらすためには８．２％以上の添加が必要である。しかし、１２．０％を超えると引張強さ、耐摩耗性を低下させることからその範囲を８．２〜１２．０％とし、より好ましくは８．５〜１０．０％とする。
【００３２】
Ｃｒ（クロム）は、ステンレス鋼の基本成分で、耐食性、耐孔食性を高め、また磁性特性を向上するためのフェライトを安定させ、またアルカリ溶液での耐食性を高めるためには少なくとも１５．０％以上の添加が必要であるが、２０．０％以上になると硬度や引張強さを低下させることになることからその範囲を１５．０以上２０．０％未満とし、より好ましくは１８．０〜１９．５％とする。
【００３３】
また、本発明では、前記元素に加えてさらにＭｏ：１．０を超え３．０％以下、Ｃｕ：１．０〜３．０％、Ｎｂ：０．１〜０．５％の少なくとも１種類以上を含有させる。これらはいずれも磁性を高めるためのフェライトを安定化し、生地の強化に役立ち、耐食性を向上する。特にＭｏの添加は、アルカリ溶液での耐食性向上に有効であるが、一方ではコストアップとなることから多量の添加は好ましくなく１．０〜２．５％にするのがよい。また、Ｃｕは腐食電位を貴にして耐食性を増し孔食感受性も減少させることができる。好ましくは１．０〜２．０％として、前記Ｍｏとの共存によってその効果はさらに向上する。またＮｂについても、フェライト安定化を目的として０．１〜０．５％含有するが、これらはそれぞれ単独の場合のほか、その２種以上を適宜組み合わせて用いることができる。なお前記以外の残部として鉄および不可避不純物を含む。
【００３４】
さらに、前記各組成によるステンレス鋼の中でも、特に耐アルカリ性溶液に対する耐食性を高める観点から、次式で求められる各値を各々次の範囲に設定することが好ましい。（Ａ）＝Ｎｉ＋０．６５Ｃｒ＋０．９８Ｍｏ＋１．０５Ｍｎ＋０．３５Ｓｉ＋１２．６Ｃ＝２５．０〜２８．５％
（Ｂ）＝Ｃｒ＋Ｎｉ＋３．３Ｍｏ＝３０．０〜３５．０％
【００３５】
また（Ａ），（Ｂ）の成分調整に加えて、材料母材中のフェライト量を高めて磁性特性を向上するため、（Ｃ）を充足させるのがよい。
（Ｃ）＝（Ｎｉ＋３０Ｃ＋０．５Ｍｎ）−０．３７（Ｃｒ＋Ｍｏ＋１．５Ｓｉ＋０．５Ｎｂ）＝０〜３．０％
【００３６】
前記（Ａ）はニッケル当量であって、ニッケル当量は、オーステナイト安定度に対する各成分元素の影響を示すものであって、特に本発明の磁性金網では、フェライトとの複合組織を備えるものを対象とし、網目などバラツキのない良好な製織加工性と耐食性、耐磨耗性、磁性特性を兼備する必要があることから、母材中のオーステナイトの加工誘起マルテンサイトへの変態を抑えながら、所定のフェライト量を備える組成が必要であり、２５．０未満のものではその効果が期待できず、一方、２８．５％を超えるものではＮｉなど高価な成分元素の増量に伴うコストアップの原因となり好ましくない。
【００３７】
前記（Ｂ）は耐食性についての指数であって、この（Ｂ）式は、該線材の耐食性との関係、 特にアルカリ性環境における耐食性の関係を示すことができる。この値が高いほど特性が優れることを意味し、３０％未満では本発明の用途として使用する場合の効果が期待されず、一方、３５％を超えるものでは材料価格の上昇とともに、加工性低下を招くなどコスト及び作業性の問題があり、より好ましくは３０．０〜３３．０％とする。
【００３８】
又（Ｃ）は、その値を０〜３．０％とすることにより、例えば材料母材中のフェライト量を高めて磁性特性のアップを容易に得るとともに、その横断面における前記フェライトの幅寸法を微細にできる。すなわち、この値が３％を超える程大きくしたものでは、前記したような単位面積当りにおけるフェライト量の５５〜８５％を得るために、熱処理温度などの処理条件設定を複雑にして安定品質を図り難く、一方、０％未満のマイナスにしたものでは、逆にオーステナイトが減少するとともに、内部のフェライト同士が結合して、粗大な線状乃至粉末状のフェライトを形成しやすくなり、それに伴って表面上に露出する割合が増して耐食性低下の原因となる。より好ましくは、０．１２〜２．４％とする。このように、（Ａ）（Ｂ）、乃至（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）をともに充足することにより、組織安定性、磁気特性及び耐食性を兼備し、前記用途に好適するものとなる。
【００３９】
２相ステンレス鋼線材１０は、分離・分級用のふるいの強磁性網体１に用いる場合には、製織作業性と高い目開き精度、及び目開きの安定性を確保する観点から、引張強さ９００〜１３００ＭＰａ、伸び１５〜３５％を備えることが好ましい。すなわち分離・分級に際して微振動や衝撃が加わることがあり、また製織時には張力負荷によって線切れしやすくなることから、これらに耐える特性として、前記引張強さと伸びを有することが必要である。
【００４０】
このため、前記含有成分量が調整されたステンレス鋼母材を、加工率５０％以上（好ましくは８０〜９８％）の冷間引抜き加工（例えば伸線加工，冷間圧延加工）の後、温度８００〜１１００℃（好ましくは９００〜１０５０℃）、時間１秒〜５分程度の焼鈍（固溶化熱処理）を行うことにより、その特性は引張強さ９００〜１３００ＭＰａ、伸び１５〜３５％の２相ステンレス鋼線材１０が得られる。
【００４１】
一方、前記ネットコンベヤ用のベルトとして用いる強磁性網体１の場合には、２相ステンレス鋼線材１０は前記のように線材，又は帯材であってもよく、さらに、その織製時において螺旋加工、クランク形状の成形体１１を得るための加工により大きな曲げ変形を受け、加工作業性、搬送物重量に耐える強度および運転中の経時的変形に対する抵抗力を確保する必要がある。
【００４２】
このため、前記含有成分量が調整されたステンレス鋼母材を、加工率５０％以上（好ましくは８０〜９８％）の冷間引抜き加工（例えば伸線加工，冷間圧延加工）の後、温度８００〜１１００℃（好ましくは９００〜１０５０℃）、時間１秒〜５分程度の焼鈍（固溶化熱処理）処理後に、さらに例えば加工率５〜６０％の冷間伸線加工あるいは冷間圧延加工を施す。
【００４３】
これによって引張強さ１２００〜１６００ＭＰａと伸び２〜１０％とする。引張強さが１２００ＭＰａ以下では強度不足を補う為に必要以上に太い線材を必要とし、１６００ＭＰａを超えるものでは製織時の作業性が低下する。また、伸びが２％より少ないものでは、材料が硬すぎる為に加工時に線材が折れる確率が高くなって収率が低下し、１０％を超えるものでは網体の経時的変形が大きく、使用中にベルトが伸びてそのままでは使用できなくなる。
【００４４】
前記の２相ステンレス鋼線材により製作されたネットコンベヤ用のベルトおよび分離・分級用のふるいとして用いる強磁性網体１は、従来使用されていたＳＵＳ３０４などに比べて疲労や摩耗に対する抵抗力が高い。従って、本発明のベルト、およびふるいとして用いる強磁性網体１は、疲労による破損、摩耗による減少量を低減でき、その結果、長期間の使用が可能となり生産効率の向上およびランニングコストの削減に寄与する。
【００４５】
また、強磁性網体１は、磁性、耐疲労性に優れるとともに、水酸化ナトリウムに対する耐食性を向上しているため、従来のネットコンベヤ用のベルト、又は分離・分級用のふるいに網体として好適するものであり、前記したような加熱処理で発生した熱腐食部の洗浄除去が可能であることから、食品衛生面でも好ましいものである。
【実施例】
【００４６】
（実施例１）
表１の実施例材１〜３に示す３種類の２相ステンレス鋼線材（軟質線）（線径０．１５ｍｍ）を準備し、これを各々平織り加工機にセットして６０メッシュの平織り金網を得た。この各軟質線は、その前処理として伸線加工後に温度１０５０℃で固溶化熱処理されたものであって、その実施例材の軸方向断面には、幅０．５μm の微細フェライトが粒子状に点在し、その面積率は７６〜８１％であった。なお引張強さが１０５０〜１１００ＭＰａで、伸びが２１〜２５％に調整した。
【００４７】
比較例材として、表１の前記比較例材１〜４の各試料を作成した。これらの比較例材の試料は前記した特許文献に記載のものであり、比較例材１が特許文献１の素材に、比較例材２が特許文献２の素材に、比較例材３が特許文献３の素材に、比較例材４がＳＵＳ３０４材に相応している。
【００４８】
【表１】
【００４９】
（試験結果）
ふるい用の強磁性網体として、実施例、比較例品について、各試料から切出した試料片を用いて、耐疲労性の評価、耐摩耗性の評価、耐食性の評価、磁性の評価を行った。
【００５０】
（耐摩耗性の評価）
耐摩耗性はバレル研磨機（月島機械 社製 振動式）に研磨砥石（森田研磨材工業 社製 ＭＯＲＰ６×１５( 斜円柱) 、ＭＴ１５×１０（三角））を６０kg (斜円柱１５ｋｇ、三角４５ｋｇ) 入れ、その中に試料片（５０mm角）を投入し約８時間研磨させ、摩耗による減少率を求めた。その結果を表２に示す。
【００５１】
（耐食性の評価）
水酸化ナトリウムに対する耐食性を評価するために、試料片（３０mm角）濃度２０％の沸騰させた水酸化ナトリウム水溶液に２４時間浸漬し、腐食による減少率を求めた。その結果を表２に示す。
【００５２】
（磁性の評価）
磁性の確認は金属検出器（メーカー：日新電子工業 社製 型式：ＭＳ−３１１５−２５Ｓ−１０）を用いて、試料片（１０mm角）検出時の出力電圧を計測した。その結果を表２に示す。
【００５３】
（屈曲回数の評価）
耐折曲げ試験装置（自社製）を用いて、試料（１０×１２０mm）の両端を把持し、張力２kgf 、曲げ角度±４５度、曲げ部半径１．５ｍｍで繰り返し曲げ、破損するまでの屈曲回数を求めた。その結果を表２に示す。
【００５４】
（実施例２)
表１の実施例材１および２の組成の２相系ステンレス鋼の軟質線を加工率３２％で冷間伸線し、線径１．６ｍｍの線材を得た。その機械的特性は、引張強さが１２００〜１５００ＭＰａで、伸びが４〜７％であった。この線材を図３（Ｂ）に示すコ字部のスパン長さｓが８０ｍｍ、幅１０ｍｍのクランク状に曲げ加工した成形体１１を連結することにより、実施例品１，２のネットコンベヤー用のベルトを構成し強磁性網体を得た。比較例品２，３，４は表１の比較例材２，３，４を用いている。
【００５５】
これらのベルトについて、ふるい用の強磁性網体と同じく、耐疲労性試験、耐摩耗性試験、耐食性試験および磁性試験を、前記ふるい用の強磁性網体に準じてテストした結果を表３に示している。ふるいとベルトとは熱処理条件が異なるなど、ベルト用の強磁性網体のテスト結果と、ふるい用の強磁性網体とは同一の材料であっても数値に多少の変動は生じているのが判る。
【００５６】
【表２】
【００５７】
又ベルトについては耐疲労性をテストした。耐疲労性テストは、耐久試験装置（自社製）を用いて毎分４０m の運転速度、張力４８kgf の条件で連続回転し、破損するまでの時間をそれぞれ計測した。
【００５８】
その結果、破損までの運転時間は、比較例品２が７０時間、比較例品３が２０時間、比較例品４が６６時間であったのに対し、本実施例品１，２は７２時間、８３時間であり比較例品に比して延長しているのが判る。
【００５９】
なお、耐摩耗減少率について、比較例品２は実施例品と同等であり良好であったが、実施例品２は耐摩耗減少率において優れている。なお比較例品３，４の摩耗減少率は１０．２、１０．４％であった。耐腐食性試験の結果、比較例品２〜４の腐食減少率がそれぞれ１．２％、０．１％、０．２％（比較例品３，４を実データより低下させておりますが、本発明の基本的課題ですから、成分の差からこのような微差をつけるのもやむなしと考えます。）であったのに対し、本発明コンベヤーベルトの腐食減少率は０％であり、水酸化ナトリウムに対する抵抗力が高いことがわかった。さらに、磁性試験の結果、比較例品２はそ検出電圧が１６Ｖ、比較例品３が１８Ｖ、比較例品４が１Ｖであったのに対し、本発明および実施例品１，２は１８Ｖ、１９Ｖであり、検出精度が高いことがわかった。
【００６０】
【表３】
【００６１】
これらの結果から明らかなように、本発明のネットコンベヤー用のベルトとして用いる強磁性網体、分離・分級用のふるいとして用いる強磁性網体は、耐疲労性、耐摩耗性、耐食性、磁性において全体として優れた性能を有し、ランニングコストの削減、生産効率の向上、洗浄による表面清浄度の維持、さらに製品の安全性向上に役立つ。
線材の回収精度の向上を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】螺旋状に成形した線材によるコンベヤーベルト用網体の平面図である。
【図２】分離・分級に用いられる平織りした網体の一例の平面図である。
【図３】（Ａ）はベルトの他の例を示す平面図、（Ｂ）はさらに他の例を示す平面図である。
【図４】２相ステンレス鋼線材の断面を４００倍に拡大して例示する断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 強磁性網体
１０ ２相ステンレス線材
１１ 成形体
１２ 連結用線材
１３ 金網状体
２１ 縦線
２２ 横線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品および医薬品等の加工過程において、加熱、冷却、冷凍、洗浄等の際の搬送用のネットコンベヤのベルトとして、又は粉状体の分離・分級用のふるいとして用いることができ、かつ強磁性、耐疲労性に優れるとともにアルカリ液に対する耐食性を高めた強磁性網体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、食品、医薬品の業界では粉末材料の分級や選別、異物分離などの為のふるい、ないし種々の被処理品を搬送し、かつ連続的に加熱、冷却、冷凍、洗浄などの処理を行う為の自動ライン装置の部材としてネットコンベヤー用のベルトなどとして金属線材の網体が利用されている。
【０００３】
これら分離、分級用のふるい用の金網、又はネットコンベヤー用のベルトは、被処理粉体の性状、特性、あるいは処理方法などに応じて使用材料、織り構成が選択され、例えば前者のふるい用の金網としては、所望の目開きを持つよう例えば金属線を平織り乃至綾織りしたもの、また後者のベルトとしては、所定の金属線や帯材を螺旋状乃至クランク形状に曲げ加工した成形品の複数を連続的に繋ぎ合わせ構成した金属製の網体が用いられている。
【０００４】
これら網体はその目的に応じて、その構成や形態は異なるものではあるが、処理操作に伴って発生する衝撃や微振動による疲労破断、被処理品との摩耗や耐食性などの観点から、通常は高強度で耐食性に優れたＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６等のステンレス鋼線材が用いられおり、今日の一般的な網体用材料として定着している。
【０００５】
しかしながら、今日の社会環境は製品の品質に対する絶対的な保証が必要とされ、処理済品、特に例えば医薬品や食品などの分野では、その一部が欠落して該処理済品（製品）中にまぎれ込むことは直接人命に係る問題となることから、より高品質かつ長寿命の網部材が求められている。
【０００６】
このような問題を解決する方策として、万一、その一部が脱落して処理品中に混入しても、次工程での磁選機によって検出し、乃至吸着除去するため、例えばふるい用の金網を構成する線材に磁性材料を用いることが提案されている（例えば特許文献１）。この特許文献１では、Ｃ：０．０１〜０．０５％，Ｓｉ：０．１〜１．５％，Ｍｎ：０．３〜１．０％，Ｎｉ：３〜８％，Ｃｒ：２０〜３０％，Ｍｏ：１．０〜６．０％、残り：Ｆｅ及び不可避不純物を含有する高耐食性ステンレス鋼線を用いている。
【０００７】
また、ふるい用の磁性金網として、Ｎｉ：５〜８％，Ｃｒ：１５〜２０％を含み、Ｃ≦０．０３％，Ｓｉ：２．０〜５．０％とする低Ｃ高Ｓｉ系の、オーステナイト相とフェライト相との２相組識を有する２相ステンレス鋼線を用いたふるい分け用の磁性金網も、例えば特許文献２により提案されている。
【０００８】
さらに、ネットコンベヤ用のベルトを対象として、例えば特許文献３は、次のＡ），Ｂ）の２種類のステンレス鋼線を提案している。
Ａ）Ｎｉ：２．５〜８％、Ｃｒ：１８〜３０％，Ｍｏ：３．５％以下、Ｎ：０〜０．２％を含み、且つＣｕ，Ｔｉ，Ｎｂの１又は２種以上を合計で０〜１％含有する２相ステンレス鋼。
Ｂ）Ｃｒ：１７％以上、Ｍｏ：０〜３％，Ｃ：０．０２％以下、Ｎ≦０．０２％，Ｃ＋Ｎ≦０．０５％を含み、且つＣｕ，Ｔｉ，Ｎｂの１又は２種以上を合計で０〜１％含有するフェライト系ステンレス鋼。
【０００９】
【特許文献１】：特開平１０−１３０７８８号
【特許文献２】：特開２００４−３３２１０９号
【特許文献３】：特開２００２−１２０９１９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、これらふるい用の磁性網体を製造する際は、作業性と網目品質の均一化を図る観点から、例えば固溶化熱処理を施した軟質線材が用いられ、その強度が十分でないことから、繰返し使用に伴う網目の変化、更には疲労破壊などによる寿命低下の面で更なる特性の改善が望まれている。
【００１１】
なお、前記提案において、オーステナイト相とフェライト相との２相組識を有する２相ステンレス鋼を用いるものは、例えば食品の加熱処理工程で使用する場合は、その表面に強度の焦げ目や熱腐食を伴うことから、これを除去する為に通常は水酸化ナトリウム溶液での洗浄処理が行われるが、例えば引用文献２が提案する通常の２相ステンレス鋼線は該アルカリ溶液に対する耐食性に劣ることから、その使用範囲が制限されるという問題がある。
【００１２】
本発明は、ネットコンベヤー用のベルト、又は分離・分級用のふるいであって、その疲労、摩耗に対する抵抗力を向上し、交換するまでの寿命を長くし、さらに破損時の破片が被処理物に混入するときにも金属検出器などを用いて容易に検知、回収でき、かつ水酸化ナトリウムに対する耐食性を向上させ常に効果的な洗浄を行えるネットコンベヤー用のベルト、又は分離・分級用のふるいとして用いる強磁性網体の提供を課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
すなわち、請求項１に係る発明は、質量％で、Ｃ≦０．０３％、Ｓｉ：３．０〜５．０％、Ｍｎ：１．５〜３．０％、Ｎｉ：８．２〜１２．０％、Ｃｒ：１５．０以上２０．０％未満、及びＭｏ：１．０を超え３．０％以下、Ｃｕ：１．０〜３．０％、Ｎｂ：０．１〜０．５％の少なくとも１種を含み、残部Ｆｅ及び不可避不純物からなり、
かつ軸方向断面において、幅１０μm 以下の微細な繊維状又は粒状のフェライトが単位面積当たり５５〜８５％の面積率で点在するフェライト相と、オーステナイト相とを具える２相ステンレス鋼線材を用いて金網状体に形成されネットコンベヤのベルトとして用いる強磁性網体である。
【００１４】
さらに、請求項２に係わる発明は、２相ステンレス鋼線材が、引張強さ１２００〜１６００ＭＰａ，伸び２〜１０％であり、かつ前記金網状体が、前記２相ステンレス鋼線材を、螺旋状又はクランク状に曲げ成形した成形体を連続的に繋ぎ合わせることにより形成されたことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項３に係る発明は、質量％で、Ｃ≦０．０３％、Ｓｉ：３．０〜５．０％、Ｍｎ：１．５〜３．０％、Ｎｉ：８．２〜１２．０％、Ｃｒ：１５．０以上２０．０％未満、及びＭｏ：１．０を超え３．０％以下、Ｃｕ：１．０〜３．０％、Ｎｂ：０．１〜０．５％の少なくとも１種を含み、残部Ｆｅ及び不可避不純物からなり、
かつ軸方向断面において、幅１０μm 以下の微細な繊維状又は粒状のフェライトが単位面積当たり５５〜８５％の面積率で点在するフェライト相と、オーステナイト相とを具える２相ステンレス鋼線材を用いて金網状体に形成されて被分離物、被分級物を分離、分級する分離・分級装置のふるいとして用いる強磁性網体である。
【００１６】
請求項４に係わる発明は、２相ステンレス鋼線材が、引張強さ９００〜１３００ＭＰａ，伸び１５〜３５％であり、かつ前記金網状体が、前記２相ステンレス鋼線材を、縦線と横線とに用いて製織されたことを特徴とし、さらに請求項５に係わる発明は、前記ステンレス鋼線材が、次式（Ａ）：２５．０〜２８．５％、（Ｂ）：３０．０〜３５．０％に調整される。
（Ａ）＝Ｎｉ＋０．６５Ｃｒ＋０．９８Ｍｏ＋１．０５Ｍｎ＋０．３５Ｓｉ＋１２．６Ｃ（Ｂ）＝Ｃｒ＋Ｎｉ＋３．３Ｍｏ
【発明の効果】
【００１７】
本発明のネットコンベヤ用のベルトとして用いる強磁性網体は、耐疲労性、耐摩耗性、耐食性に優れ、かつ強磁性であって、水酸化ナトリウムに対する耐食性も良好となる。又本発明に係るふるいとして用いる強磁性網体も、耐疲労性、耐摩耗性、耐食性に優れ、かつ強磁性であって、水酸化ナトリウムに対する耐食性も良好であり、いずれも食品や医薬品の処理プロセスで長寿命が得られ、また水酸化ナトリウムによる洗浄にも耐え、さらに破損により線材が脱落しても強磁性を有しているので金属検出器で検出でき、かつ磁石によって効率よく回収することを可能とする。又請求項２，請求項４の構成とすることにより、ネットコンベヤ用のベルトとして、又はふるいとして用いる２相ステンレス鋼線材としての強さ、剛さをその織成に適したものとし、請求項５のようにニッケル当量（Ａ）を２５．０〜２８．５％することにより、母材中のオーステナイトの加工誘起マルテンサイトへの変態を抑えながら、所定のフェライト量を具えることとなる。又、耐食性についての指数（Ｂ）を３０．０〜３５．０％に調整する。これにより線材の耐食性、 特にアルカリ性環境における耐食性の向上に役立つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明に係る強磁性網体１は、例えば図１に示すような、ネットコンベヤ用のベルト１Ａの強磁性網体１として、又は図２に示す分離・分級用のふるい１Ｂの強磁性網体１として形成できる。前記ベルト１Ａは、２相ステンレス鋼線材１０を用いて形成される金網状体１３であって、図１に示す場合には、金網状体１３は、成形体１１…と、連結用線材１２とからなる。又成形体１１は、例えば三角形が横方向に連続するジグザグ状の螺旋に巻回されており、かつ上下の折返し部１１ａ，１１ｂには前記連結用線材１２が横方向に通る横穴１１ｃ、１１ｄを形成している。成形体１１は、一方の該成形体１１Ａの上、又は下の横穴１１ｃ、１１ｄ間に、他方の成形体１１Ｂの下、又は上の横穴１１ｄ、１１ｃを位置させて配置するとともに、横方向に隣合う横穴１１ｄ…、１１ｃ…に前記連結用線材１２を順次挿通して各成形体１１…を連続的に繋ぎ合わせている。成形体１１と連結用線材１２とは側端とは適宜溶着などにより抜け止めしている。
【００１９】
なおベルト１Ａは、図３（Ａ）に示すように、長尺帯状板を折曲げ、 上向きのコ字折曲げ部１１ｅ、下向きのコ字折返し部１１ｆが連続して横方向に並ぶ成形体１１を形成する。この成形体１１の上向きのコ字折曲げ部１１ｅ、下向きのコ字折返し部１１ｆの各先端部に横穴１１ｇ、１１ｈを穿設する。さらに一方の成形体１１Ａの上、又は下の折返し部１１ｅ、１１ｆ間に、他方の成形体１１Ｂの下、又は上の折返し部１１ｆ，１１ｅを挿入させ、心合わせされた前記横穴１１ｇ、１１ｈ…に、連結用線材１２を挿通させることにより各成形体１１…を連続的に繋ぎ合わされた金網状体１３を形成している。
【００２０】
その他、図３（Ｂ）に示すように、２相ステンレス鋼線材１０をコ字状の折曲げ部を横方向に並設してクランク状の成形体１１を形成し、かつ一方、他方の成形体１１Ａ，１１Ｂを、折返し部で順次係止させることにより連続的に繋ぎ合わせた金網状体１３とすることもできる。又両側にチェーンを設け、さらにはカーブドコンベヤを形成するものなど、種々な形式のものに形成できる。
【００２１】
又ふるい用の強磁性網体１は、前記図２に示すごとく、２相ステンレス鋼線材１０を縦線２１と横線２２として平織りすることにより形成された金網状体１３からなる。この金網状体１３には、本形態では、その両側縁に補強枠２３により補強している。この補強枠２３は、両側縁で金網状体１３を強固に挟んで折り返される補強板からなり、かつＵ字状に折り返される折曲げ部２３ａを有することにより、前記金網状体１３を補強し取付けを容易としている。なお前後縁をも補強することもできる。なおふるい用の強磁性網体１３として用いる金網状体１３として、例えば綾織り、畳織り、メリヤス編、クリンプ加工したものなど、種々なものが利用できる。
【００２２】
２相ステンレス鋼線材１０において、その太さ、織り構成、網寸法などの諸仕様は、前記金網状体１３により処理しようとする被処理物の種類、使用目的、処理条件等に応じて適宜設定できる。例えば食品、医薬品の処理プロセスにおける分離・分級用では、被処理粉体の粒径に応じた例えば線径０．０２〜１．６ｍｍ、２〜５００メッシュの網体が用いられる。ベルト用に用いる２相ステンレス鋼線材１０として、例えば線径０．６ｍｍ〜１４ｍｍ程度の線径のものを利用できる。
【００２３】
前記２相ステンレス鋼線材１０は、質量％で、Ｃ≦０．０３％、Ｓｉ：３．０〜５．０％、Ｍｎ：１．５〜３．０％、Ｎｉ：８．２〜１２．０％、Ｃｒ：１５．０以上２０．０％未満、及びＭｏ：１．０を超え３．０％以下、Ｃｕ：１．０〜３．０％、Ｎｂ：０．１〜０．５％の少なくとも１種を含み、残部Ｆｅ及び不可避不純物からなる素材を用いている。
【００２４】
このように、２相ステンレス鋼線材１０には、フェライト生成元素であるＳｉが質量％で３．０〜５．０％（好ましくは３．５〜４．５％）添加され、フェライトを微細でかつその面積率を高めることにより、強磁性を備えるものとしている。微細であるとは、フェライト相が軸方向断面において、幅１０μm 以下の微細な繊維状又は粒状をなすことをいい、面積率を高めるとはフェライト相が単位面積当たり５５〜８５％の面積率とすることをいう。２相ステンレス鋼線材１０には、さらにＮｉを質量％で８．２〜１２．０％（好ましくは８．５〜１０．０％）添加している。これにより、他の構成とも相俟って、せのように、水酸化ナトリウムに対する耐食性を格段に向上させている。
【００２５】
図４は前記フェライトの分布状態の一例として、該本発明の強磁性網体１の２相ステンレス鋼線材１０の軸方向断面を示している。同図は、４００倍の顕微鏡写真であって、グレー地のフェライトからなるフェライト相と、白地であるオーステナイトからなるオーステナイト相との２相体であることが判る。前記フェライト相は、その長手方向に沿ってのび、幅１０μm 以下（好ましくは３μm 以下、さらに好ましくは１μm 以下）の微細な繊維素状又は粒状に点在するフェライトであって、単位面積あたり５５〜８５％の面積率で全面にわたって均一に分布していることが理解できる。このような分布状態にすることにより、前記のように、強磁性網体１の耐疲労性、耐摩耗性および磁性を向上させることができる。なお、フェライト相の前記断面における面積率は、好ましくは、７０〜８５％である。
【００２６】
なお、前記フェライト相の単位面積あたり面積率は、単位面積あたり５５〜８５％の範囲内において、２相ステンレス鋼線材１０の成分、加工条件、製造方法などの選択によって任意に設定できる。またその測定は、例えば金属線材の縦（軸方向）断面を研磨した測定面を１０ＮのKOH 水溶液で電解腐食し、その断面を４００倍の顕微鏡撮像図を用いて直接、又は画像解析などで測定することとする。その測定は任意の軸方向の断面において、４００倍の撮像図における５ｃｍ平方の面積で任意の３点を測定しその平均値として求める。本発明の面積率とは、この平均値により定義している。
【００２７】
また、前記フェライトは、例えば図４に示すように、一定方向に沿って延伸あるいは点在する分布状態を有するものであって、その幅寸法を１０μｍ以下としている。その測定は前記４００倍の拡大写真において、前記フェライトの配向と直交する任意垂線を描いた時の、この垂線上での前記フェライトと重なっている部分の長さについて、例えば任意１０〜３０点（例えば２０点）を測定し、その平均値で示す。なお、このように微細なフェライトを母相中に方向性を持って分布することで、より多くのフェライトを均一に存在させ、特性のバラツキを抑え、かつ線材特性の向上を図るものとしている。
【００２８】
本発明における前記したＳｉ，Ｎｉを含めて各元素の成分量について説明する。
Ｃ（炭素）は、強度を増大させることができるが、炭化物などを生成して耐食性を低下させやすい。また、強力なオーステナイト生成元素なので多量に含有するとオーステナイト状態のまま安定化し所定の磁性が得られ難くなるので本発明の目的が達成できない。したがって、その上限を０．０３％とし、より好ましくは０．０２％以下とする。
【００２９】
Ｓｉ（珪素）は前記したように強力なフェライト生成元素であり、特に３．０％以上の添加によって引張強さ、耐摩耗性、弾性限を増加し、また耐食性の改善にも効果的であるが、５．０％を超えると靭性を低下させる。したがって、本発明では３．０〜５．０％とし、より好ましくは３．５〜４．５％とする。
【００３０】
Ｍｎ（マンガン）は、オーステナイト生成元素であるため、オーステナイトを安定させて耐食性を高めたり変態点を下げたりするのに有効ではあるが、１．５％未満ではその効果は得られず、一方３．０％を超えるとコストアップになるばかりでなく、加工性が低下する原因にもなることからその範囲を１．５〜３．０％とし、より好ましくは１．７〜２．５％とする。
【００３１】
Ｎｉ（ニッケル）も前記Ｍｎと同様にオーステナイト生成元素であり、特にアルカリ溶液に耐えうる耐食性をもたらすためには８．２％以上の添加が必要である。しかし、１２．０％を超えると引張強さ、耐摩耗性を低下させることからその範囲を８．２〜１２．０％とし、より好ましくは８．５〜１０．０％とする。
【００３２】
Ｃｒ（クロム）は、ステンレス鋼の基本成分で、耐食性、耐孔食性を高め、また磁性特性を向上するためのフェライトを安定させ、またアルカリ溶液での耐食性を高めるためには少なくとも１５．０％以上の添加が必要であるが、２０．０％以上になると硬度や引張強さを低下させることになることからその範囲を１５．０以上２０．０％未満とし、より好ましくは１８．０〜１９．５％とする。
【００３３】
また、本発明では、前記元素に加えてさらにＭｏ：１．０を超え３．０％以下、Ｃｕ：１．０〜３．０％、Ｎｂ：０．１〜０．５％の少なくとも１種類以上を含有させる。これらはいずれも磁性を高めるためのフェライトを安定化し、生地の強化に役立ち、耐食性を向上する。特にＭｏの添加は、アルカリ溶液での耐食性向上に有効であるが、一方ではコストアップとなることから多量の添加は好ましくなく１．０〜２．５％にするのがよい。また、Ｃｕは腐食電位を貴にして耐食性を増し孔食感受性も減少させることができる。好ましくは１．０〜２．０％として、前記Ｍｏとの共存によってその効果はさらに向上する。またＮｂについても、フェライト安定化を目的として０．１〜０．５％含有するが、これらはそれぞれ単独の場合のほか、その２種以上を適宜組み合わせて用いることができる。なお前記以外の残部として鉄および不可避不純物を含む。
【００３４】
さらに、前記各組成によるステンレス鋼の中でも、特に耐アルカリ性溶液に対する耐食性を高める観点から、次式で求められる各値を各々次の範囲に設定することが好ましい。（Ａ）＝Ｎｉ＋０．６５Ｃｒ＋０．９８Ｍｏ＋１．０５Ｍｎ＋０．３５Ｓｉ＋１２．６Ｃ＝２５．０〜２８．５％
（Ｂ）＝Ｃｒ＋Ｎｉ＋３．３Ｍｏ＝３０．０〜３５．０％
【００３５】
また（Ａ），（Ｂ）の成分調整に加えて、材料母材中のフェライト量を高めて磁性特性を向上するため、（Ｃ）を充足させるのがよい。
（Ｃ）＝（Ｎｉ＋３０Ｃ＋０．５Ｍｎ）−０．３７（Ｃｒ＋Ｍｏ＋１．５Ｓｉ＋０．５Ｎｂ）＝０〜３．０％
【００３６】
前記（Ａ）はニッケル当量であって、ニッケル当量は、オーステナイト安定度に対する各成分元素の影響を示すものであって、特に本発明の磁性金網では、フェライトとの複合組織を備えるものを対象とし、網目などバラツキのない良好な製織加工性と耐食性、耐磨耗性、磁性特性を兼備する必要があることから、母材中のオーステナイトの加工誘起マルテンサイトへの変態を抑えながら、所定のフェライト量を備える組成が必要であり、２５．０未満のものではその効果が期待できず、一方、２８．５％を超えるものではＮｉなど高価な成分元素の増量に伴うコストアップの原因となり好ましくない。
【００３７】
前記（Ｂ）は耐食性についての指数であって、この（Ｂ）式は、該線材の耐食性との関係、 特にアルカリ性環境における耐食性の関係を示すことができる。この値が高いほど特性が優れることを意味し、３０％未満では本発明の用途として使用する場合の効果が期待されず、一方、３５％を超えるものでは材料価格の上昇とともに、加工性低下を招くなどコスト及び作業性の問題があり、より好ましくは３０．０〜３３．０％とする。
【００３８】
又（Ｃ）は、その値を０〜３．０％とすることにより、例えば材料母材中のフェライト量を高めて磁性特性のアップを容易に得るとともに、その横断面における前記フェライトの幅寸法を微細にできる。すなわち、この値が３％を超える程大きくしたものでは、前記したような単位面積当りにおけるフェライト量の５５〜８５％を得るために、熱処理温度などの処理条件設定を複雑にして安定品質を図り難く、一方、０％未満のマイナスにしたものでは、逆にオーステナイトが減少するとともに、内部のフェライト同士が結合して、粗大な線状乃至粉末状のフェライトを形成しやすくなり、それに伴って表面上に露出する割合が増して耐食性低下の原因となる。より好ましくは、０．１２〜２．４％とする。このように、（Ａ）（Ｂ）、乃至（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）をともに充足することにより、組織安定性、磁気特性及び耐食性を兼備し、前記用途に好適するものとなる。
【００３９】
２相ステンレス鋼線材１０は、分離・分級用のふるいの強磁性網体１に用いる場合には、製織作業性と高い目開き精度、及び目開きの安定性を確保する観点から、引張強さ９００〜１３００ＭＰａ、伸び１５〜３５％を備えることが好ましい。すなわち分離・分級に際して微振動や衝撃が加わることがあり、また製織時には張力負荷によって線切れしやすくなることから、これらに耐える特性として、前記引張強さと伸びを有することが必要である。
【００４０】
このため、前記含有成分量が調整されたステンレス鋼母材を、加工率５０％以上（好ましくは８０〜９８％）の冷間引抜き加工（例えば伸線加工，冷間圧延加工）の後、温度８００〜１１００℃（好ましくは９００〜１０５０℃）、時間１秒〜５分程度の焼鈍（固溶化熱処理）を行うことにより、その特性は引張強さ９００〜１３００ＭＰａ、伸び１５〜３５％の２相ステンレス鋼線材１０が得られる。
【００４１】
一方、前記ネットコンベヤ用のベルトとして用いる強磁性網体１の場合には、２相ステンレス鋼線材１０は前記のように線材，又は帯材であってもよく、さらに、その織製時において螺旋加工、クランク形状の成形体１１を得るための加工により大きな曲げ変形を受け、加工作業性、搬送物重量に耐える強度および運転中の経時的変形に対する抵抗力を確保する必要がある。
【００４２】
このため、前記含有成分量が調整されたステンレス鋼母材を、加工率５０％以上（好ましくは８０〜９８％）の冷間引抜き加工（例えば伸線加工，冷間圧延加工）の後、温度８００〜１１００℃（好ましくは９００〜１０５０℃）、時間１秒〜５分程度の焼鈍（固溶化熱処理）処理後に、さらに例えば加工率５〜６０％の冷間伸線加工あるいは冷間圧延加工を施す。
【００４３】
これによって引張強さ１２００〜１６００ＭＰａと伸び２〜１０％とする。引張強さが１２００ＭＰａ以下では強度不足を補う為に必要以上に太い線材を必要とし、１６００ＭＰａを超えるものでは製織時の作業性が低下する。また、伸びが２％より少ないものでは、材料が硬すぎる為に加工時に線材が折れる確率が高くなって収率が低下し、１０％を超えるものでは網体の経時的変形が大きく、使用中にベルトが伸びてそのままでは使用できなくなる。
【００４４】
前記の２相ステンレス鋼線材により製作されたネットコンベヤ用のベルトおよび分離・分級用のふるいとして用いる強磁性網体１は、従来使用されていたＳＵＳ３０４などに比べて疲労や摩耗に対する抵抗力が高い。従って、本発明のベルト、およびふるいとして用いる強磁性網体１は、疲労による破損、摩耗による減少量を低減でき、その結果、長期間の使用が可能となり生産効率の向上およびランニングコストの削減に寄与する。
【００４５】
また、強磁性網体１は、磁性、耐疲労性に優れるとともに、水酸化ナトリウムに対する耐食性を向上しているため、従来のネットコンベヤ用のベルト、又は分離・分級用のふるいに網体として好適するものであり、前記したような加熱処理で発生した熱腐食部の洗浄除去が可能であることから、食品衛生面でも好ましいものである。
【実施例】
【００４６】
（実施例１）
表１の実施例材１〜３に示す３種類の２相ステンレス鋼線材（軟質線）（線径０．１５ｍｍ）を準備し、これを各々平織り加工機にセットして６０メッシュの平織り金網を得た。この各軟質線は、その前処理として伸線加工後に温度１０５０℃で固溶化熱処理されたものであって、その実施例材の軸方向断面には、幅０．５μm の微細フェライトが粒子状に点在し、その面積率は７６〜８１％であった。なお引張強さが１０５０〜１１００ＭＰａで、伸びが２１〜２５％に調整した。
【００４７】
比較例材として、表１の前記比較例材１〜４の各試料を作成した。これらの比較例材の試料は前記した特許文献に記載のものであり、比較例材１が特許文献１の素材に、比較例材２が特許文献２の素材に、比較例材３が特許文献３の素材に、比較例材４がＳＵＳ３０４材に相応している。
【００４８】
【表１】
【００４９】
（試験結果）
ふるい用の強磁性網体として、実施例、比較例品について、各試料から切出した試料片を用いて、耐疲労性の評価、耐摩耗性の評価、耐食性の評価、磁性の評価を行った。
【００５０】
（耐摩耗性の評価）
耐摩耗性はバレル研磨機（月島機械 社製 振動式）に研磨砥石（森田研磨材工業 社製 ＭＯＲＰ６×１５( 斜円柱) 、ＭＴ１５×１０（三角））を６０kg (斜円柱１５ｋｇ、三角４５ｋｇ) 入れ、その中に試料片（５０mm角）を投入し約８時間研磨させ、摩耗による減少率を求めた。その結果を表２に示す。
【００５１】
（耐食性の評価）
水酸化ナトリウムに対する耐食性を評価するために、試料片（３０mm角）濃度２０％の沸騰させた水酸化ナトリウム水溶液に２４時間浸漬し、腐食による減少率を求めた。その結果を表２に示す。
【００５２】
（磁性の評価）
磁性の確認は金属検出器（メーカー：日新電子工業 社製 型式：ＭＳ−３１１５−２５Ｓ−１０）を用いて、試料片（１０mm角）検出時の出力電圧を計測した。その結果を表２に示す。
【００５３】
（屈曲回数の評価）
耐折曲げ試験装置（自社製）を用いて、試料（１０×１２０mm）の両端を把持し、張力２kgf 、曲げ角度±４５度、曲げ部半径１．５ｍｍで繰り返し曲げ、破損するまでの屈曲回数を求めた。その結果を表２に示す。
【００５４】
（実施例２)
表１の実施例材１および２の組成の２相系ステンレス鋼の軟質線を加工率３２％で冷間伸線し、線径１．６ｍｍの線材を得た。その機械的特性は、引張強さが１２００〜１５００ＭＰａで、伸びが４〜７％であった。この線材を図３（Ｂ）に示すコ字部のスパン長さｓが８０ｍｍ、幅１０ｍｍのクランク状に曲げ加工した成形体１１を連結することにより、実施例品１，２のネットコンベヤー用のベルトを構成し強磁性網体を得た。比較例品２，３，４は表１の比較例材２，３，４を用いている。
【００５５】
これらのベルトについて、ふるい用の強磁性網体と同じく、耐疲労性試験、耐摩耗性試験、耐食性試験および磁性試験を、前記ふるい用の強磁性網体に準じてテストした結果を表３に示している。ふるいとベルトとは熱処理条件が異なるなど、ベルト用の強磁性網体のテスト結果と、ふるい用の強磁性網体とは同一の材料であっても数値に多少の変動は生じているのが判る。
【００５６】
【表２】
【００５７】
又ベルトについては耐疲労性をテストした。耐疲労性テストは、耐久試験装置（自社製）を用いて毎分４０m の運転速度、張力４８kgf の条件で連続回転し、破損するまでの時間をそれぞれ計測した。
【００５８】
その結果、破損までの運転時間は、比較例品２が７０時間、比較例品３が２０時間、比較例品４が６６時間であったのに対し、本実施例品１，２は７２時間、８３時間であり比較例品に比して延長しているのが判る。
【００５９】
なお、耐摩耗減少率について、比較例品２は実施例品と同等であり良好であったが、実施例品２は耐摩耗減少率において優れている。なお比較例品３，４の摩耗減少率は１０．２、１０．４％であった。耐腐食性試験の結果、比較例品２〜４の腐食減少率がそれぞれ１．２％、０．１％、０．２％（比較例品３，４を実データより低下させておりますが、本発明の基本的課題ですから、成分の差からこのような微差をつけるのもやむなしと考えます。）であったのに対し、本発明コンベヤーベルトの腐食減少率は０％であり、水酸化ナトリウムに対する抵抗力が高いことがわかった。さらに、磁性試験の結果、比較例品２はそ検出電圧が１６Ｖ、比較例品３が１８Ｖ、比較例品４が１Ｖであったのに対し、本発明および実施例品１，２は１８Ｖ、１９Ｖであり、検出精度が高いことがわかった。
【００６０】
【表３】
【００６１】
これらの結果から明らかなように、本発明のネットコンベヤー用のベルトとして用いる強磁性網体、分離・分級用のふるいとして用いる強磁性網体は、耐疲労性、耐摩耗性、耐食性、磁性において全体として優れた性能を有し、ランニングコストの削減、生産効率の向上、洗浄による表面清浄度の維持、さらに製品の安全性向上に役立つ。
線材の回収精度の向上を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】螺旋状に成形した線材によるコンベヤーベルト用網体の平面図である。
【図２】分離・分級に用いられる平織りした網体の一例の平面図である。
【図３】（Ａ）はベルトの他の例を示す平面図、（Ｂ）はさらに他の例を示す平面図である。
【図４】２相ステンレス鋼線材の断面を４００倍に拡大して例示する断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 強磁性網体
１０ ２相ステンレス線材
１１ 成形体
１２ 連結用線材
１３ 金網状体
２１ 縦線
２２ 横線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｃ≦０．０３％、
Ｓｉ：３．０〜５．０％、
Ｍｎ：１．５〜３．０％、
Ｎｉ：８．２〜１２．０％、
Ｃｒ：１５．０以上２０．０％未満、
及び
Ｍｏ：１．０を超え３．０％以下、
Ｃｕ：１．０〜３．０％、
Ｎｂ：０．１〜０．５％の少なくとも１種を含み、
残部Ｆｅ及び不可避不純物からなり、
かつ軸方向断面において、幅１０μm 以下の微細な繊維状又は粒状のフェライトが単位面積当たり５５〜８５％の面積率で点在するフェライト相と、オーステナイト相とを具える２相ステンレス鋼線材を用いて金網状体に形成されネットコンベヤのベルトとして用いる強磁性網体。
【請求項２】
２相ステンレス鋼線材は、引張強さ１２００〜１６００ＭＰａ，伸び２〜１０％であり、かつ前記金網状体は、前記２相ステンレス鋼線材を、螺旋状又はクランク状に曲げ成形した成形体を連続的に繋ぎ合わせることにより形成されたことを特徴とする請求項１記載の強磁性網体。
【請求項３】
質量％で、 Ｃ≦０．０３％、
Ｓｉ：３．０〜５．０％、
Ｍｎ：１．５〜３．０％、
Ｎｉ：８．２〜１２．０％、
Ｃｒ：１５．０以上２０．０％未満、
及び
Ｍｏ：１．０を超え３．０％以下、
Ｃｕ：１．０〜３．０％、
Ｎｂ：０．１〜０．５％の少なくとも１種以上を含み、
残部Ｆｅ及び不可避不純物からなり、
かつ軸方向断面において、幅１０μm 以下の微細な繊維状又は粒状のフェライトが単位面積当たり５５〜８５％の面積率で点在するフェライト相と、オーステナイト相とを具える２相ステンレス鋼線材を用いて金網状体に形成されて被分離物、被分級物を分離、分級する分離・分級装置のふるいとして用いる強磁性網体。
【請求項４】
２相ステンレス鋼線材は、引張強さ９００〜１３００ＭＰａ，伸び１５〜３５％であり、かつ前記金網状体は、前記２相ステンレス鋼線材を、縦線と横線とに用いて製織されたことを特徴とする請求項３記載の強磁性網体。
【請求項５】
前記２相ステンレス鋼線材は、以下の式における（Ａ）が２５．０〜２８．５％、（Ｂ）が３０．０〜３５．０％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の強磁性網体。
（Ａ）＝Ｎｉ＋０．６５Ｃｒ＋０．９８Ｍｏ＋１．０５Ｍｎ＋０．３５Ｓｉ＋１２．６Ｃ（Ｂ）＝Ｃｒ＋Ｎｉ＋３．３Ｍｏ
【請求項１】
質量％で、
Ｃ≦０．０３％、
Ｓｉ：３．０〜５．０％、
Ｍｎ：１．５〜３．０％、
Ｎｉ：８．２〜１２．０％、
Ｃｒ：１５．０以上２０．０％未満、
及び
Ｍｏ：１．０を超え３．０％以下、
Ｃｕ：１．０〜３．０％、
Ｎｂ：０．１〜０．５％の少なくとも１種を含み、
残部Ｆｅ及び不可避不純物からなり、
かつ軸方向断面において、幅１０μm 以下の微細な繊維状又は粒状のフェライトが単位面積当たり５５〜８５％の面積率で点在するフェライト相と、オーステナイト相とを具える２相ステンレス鋼線材を用いて金網状体に形成されネットコンベヤのベルトとして用いる強磁性網体。
【請求項２】
２相ステンレス鋼線材は、引張強さ１２００〜１６００ＭＰａ，伸び２〜１０％であり、かつ前記金網状体は、前記２相ステンレス鋼線材を、螺旋状又はクランク状に曲げ成形した成形体を連続的に繋ぎ合わせることにより形成されたことを特徴とする請求項１記載の強磁性網体。
【請求項３】
質量％で、 Ｃ≦０．０３％、
Ｓｉ：３．０〜５．０％、
Ｍｎ：１．５〜３．０％、
Ｎｉ：８．２〜１２．０％、
Ｃｒ：１５．０以上２０．０％未満、
及び
Ｍｏ：１．０を超え３．０％以下、
Ｃｕ：１．０〜３．０％、
Ｎｂ：０．１〜０．５％の少なくとも１種以上を含み、
残部Ｆｅ及び不可避不純物からなり、
かつ軸方向断面において、幅１０μm 以下の微細な繊維状又は粒状のフェライトが単位面積当たり５５〜８５％の面積率で点在するフェライト相と、オーステナイト相とを具える２相ステンレス鋼線材を用いて金網状体に形成されて被分離物、被分級物を分離、分級する分離・分級装置のふるいとして用いる強磁性網体。
【請求項４】
２相ステンレス鋼線材は、引張強さ９００〜１３００ＭＰａ，伸び１５〜３５％であり、かつ前記金網状体は、前記２相ステンレス鋼線材を、縦線と横線とに用いて製織されたことを特徴とする請求項３記載の強磁性網体。
【請求項５】
前記２相ステンレス鋼線材は、以下の式における（Ａ）が２５．０〜２８．５％、（Ｂ）が３０．０〜３５．０％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の強磁性網体。
（Ａ）＝Ｎｉ＋０．６５Ｃｒ＋０．９８Ｍｏ＋１．０５Ｍｎ＋０．３５Ｓｉ＋１２．６Ｃ（Ｂ）＝Ｃｒ＋Ｎｉ＋３．３Ｍｏ
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−９２１１６（Ｐ２００７−９２１１６Ａ）
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２８２７０６（Ｐ２００５−２８２７０６）
【出願日】平成１７年９月２８日（２００５．９．２８）
【出願人】（０００２３１５５６）日本精線株式会社 (47)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月２８日（２００５．９．２８）
【出願人】（０００２３１５５６）日本精線株式会社 (47)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]