JP4868466B2 - アルミニウム又はアルミニウム合金の表面処理方法及びその表面処理方法により処理されたアルミニウム又はその合金製品 - Google Patents
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Description
又、陽極酸化処理に当たって、低重合アクリル樹脂組成物、特にメタアクリル酸組成物を含む浴液を用いて優れた陽極酸化被膜を得る技術、及びそのような技術により形成された陽極酸化被膜中に、銀などの金属を含浸させ、優れた熱伝達性及び抗菌性を有する表面を得る技術は、例えば下記の特許文献により開示されている。
これらの技術に依れば、メタアクリル酸組成物を用いない従来技術によるよりも、より硬度が高く、緻密で、耐食性に優れた厚い酸化被膜を形成し得るものである。
重合アクリル樹脂組成物とを含む水溶液からなる浴液を用い、下記の条件、即ち、
(a)浴液温度 −10℃以上、+25℃以下、
(b)電 圧 DC100V以上、200V以下、
(c)電流密度 0.5A/dm2 以上、20A/dm2 以下。
で陽極酸化処理を行なうことを特徴とする、アルミニウム又はアルミニウム合金の表面に陽極酸化被膜を形成する方法が記載されており、更に、
ジュラルミン、ダイカスト用アルミ合金、Mnを含有しないアルミニウム合金からなる群
の中から選ばれるアルミニウム合金の表面に対しては、下記の条件、即ち、
(d)浴液温度 −10℃以上、−5℃以下、
(e)DC電圧 130V以上、170V以下、
(f)電流密度 8A/dm2 以上、12A/dm2 以下、
で陽極酸化処理を行なう技術が記載されており、更に、Mnを含むアルミニウム合金の表面に対しては、下記の条件、即ち、
(g)浴液温度 +15℃以上、+18℃以下、
(h)DC電圧 130V以上、170V以下、
(i)電流密度 8A/dm2 以上、12A/dm2 以下、
で陽極酸化処理を行なう技術が記載されている。
これらの方法によれば、上記のアルミニウム合金の表面に厚み300μm以上、600μm程度又はそれ以上の陽極酸化被膜を形成し得るものである。
然しながら、本発明に於ける前段工程である陽極酸化被膜処理においては、上記の諸方法に限定されるものでなく、例えば、硝酸を用いるなど、公知のあらゆる処理方法を採用し得ること勿論である。
(j)浴液温度 +10℃以上、+20℃以下、
(k)AC電圧 10V以上、15V以下、
(l)電流密度 1A/dm2以上、2A/dm2以下、
(m)通電時間 2分以上、3分以下。
により、陽極酸化被膜中に銀を含浸させ、抗菌性の高い陽極酸化被膜を形成する方法が開示されている。
然しながら、これと同様な方法で金属ゲルマニウムを含浸させようとしても、うまく行かない。
又、第二の問題点は、熱の伝達性にしろ、抗菌性にしろ、従前のものより改善が見られたにしても、未だ改善が不充分であり、実用性に欠けるという点である。
本発明は、高価な貴金属を用いることなく、高い熱放射率、熱伝達率及び抗菌性を有する陽極酸化被膜を形成する方法、及びそのような陽極酸化被膜を有する各種アルミ製品、特に食品調理用品や靴の中敷等始めとする抗菌性を求められる日用品類を安価に提供することを目的とする。
今日では、多くのゲルマニウム化合物、特に有機ゲルマニウム化合物が知られている。
本発明においては、水溶性であり、容易に陽極酸化被膜に含浸でき、毒性が低い物質である有機ゲルマニウム化合物を用いるものである。
而して、上記有機ゲルマニウム化合物中、エチルカルボキシゲルマニウムセスキオキサイド、(GeCH2CH2COOH)2O3は様々な用途に使用されている。
然しながら、本発明で使用し得るゲルマニウムはこれらに限定されるものでなく、他の有機ゲルマニウムであっても、硫酸又は硝酸に溶解するものであれば利用可能である。
有機ゲルマニウムは毒性が低く、取り扱いが容易であり、浴液の廃棄処理も容易である。
これらの製品としては、例えば、各種鍋類、フライパン、玉子焼き器、その他の加熱調理器、食器、トレイ又は盆、ボール、製氷皿、シンク、調理用機械及びその部品、医療用器具及びその部品、食品保管庫及びその部品、食品保管用容器、体重計筐体、靴の中敷、簡易便器、家禽用ケージ、犬猫用トイレなどを挙げることができる。
本発明は、これらの製品中、特に鍋やフライパン、蒸し器などの加熱調理器や、靴の中敷、簡易便器、家禽用ケージ、犬猫用トイレなどに好適に適用できるものである。
加熱調理器、特に、中華なべ、フライパン等に適用すれば、加熱時間を短縮でき、焦げ付きなどが起こりにくく、軽量であるので非力な人でも容易に振ることができる加熱調理器を提供し得るものである。
又、本発明を、靴の中敷に適用すれば、水虫の予防と防臭に顕著な効果が見られる。
又、本発明を、簡易便器、家禽用ケージ、犬猫用トイレなどに適用すれば、高い防臭、抗菌効果が奏せられるので、衛生的な製品を提供できるものである。
200g/l以上、500g/l以下の硫酸
1g/l以上、10g/l以下の硫酸ニッケル
1g/l以上、3g/l以下の低重合アクリル樹脂組成物
を含む浴液を用い、下記の処理条件、即ち、
(1)浴液温度 0℃以上、10℃以下。
(2)電 圧 DC50V以上、100V以下。
(3)電流密度 1A/dm2以上、3A/dm2以下。
で処理することが推奨される。
尚、浴液に公知の添加剤、例えば、硼酸や酒石酸を加えることもある。
然しながら、硝酸を用いるなど、他の処理方法を採用しても差し支えないこと勿論である。
又、ゲルマニウムイオン濃度が高くなると、含浸が急速に行われる結果、深層部まで含浸が行き届かず、品質にむらが出ると言う問題が生じる。
従って、有機ゲルマニウムとして、(GeCH2CH2COOH)2O3を用いる場合、適切な添加量は、1g/l以上、5g/l以下、望ましくは、2g/l以上、3g/l以下とされる。
他の有機ゲルマニウムを用いるときは、ゲルマニウムイオン濃度が、上記と同等と成るようにすれば良い。
浴液の他の成分は、硫酸又は硝酸であり、これにホウ酸を添加する。残部は水である。
これらの酸の添加量は、5gr/l以上、10gr/l以下とすることが推奨される。
ホウ酸は浴液の導電度を調整するため加えるもので、以下に述べる電圧で、所要の電流密度が得られるようにする。その添加量は10gr/l以上、15gr/l以下である。
処理条件は以下のようにすることが望ましい。
- 浴液温度:5℃以上、20℃以下。望ましくは、10℃以上、15℃以下。
電流密度:1A/dm2以上、3A/dm2以下。望ましくは、2A/dm2程度。
交流電圧:10V以上、20V以下。望ましくは、15V以上、20V以下。
浴液組成:
硫 酸:10g/l
硼 酸:5g/l
有機Ge:3g/l
但し、有機Geとしては、林精器製造株式会社製のGe−132を用いた。
処理条件は以下の通りであった。
浴液温度:10℃。
電流密度:1.5A/dm2
交流電圧:12V
得られた試料1の分光放射率と分光放射輝度は、以下の地方独立行政法人東京都立産業
技術研究センターの成績証明書に記載の通りであった。
これは、一般の煮炊きに用いる鍋などの表面温度において、強い赤外線熱放射が生じることを意味している。
尚この点に関しては、実施例3において示される同様な成績証明書の第2頁:表5を参照されたい。
このため、本発明品を用いて食材を加熱するときは、鍋から食材に向け強い熱輻射が生じることとなり、そのため、食材が急速に加熱され、水分が蒸発すると共に、食材の中心部に熱が透るため、食材が短時間で調理されることになる。
又、鍋肌と食材の間に、熱線により水蒸気層が形成されるため、食材の焦げ付きが生じなくなり、食材が美麗に調理されると共に、使用後の後始末も簡単な水洗い又は油、食材滓などの拭き取りだけで済み、手が掛からなくなるものである。
浴液組成:
硫 酸:10g/l
硼 酸: 5g/l
有機Ge: 5g/l
硫酸銀: 5g/l
但し、有機Geとしては、林精器製造株式会社製のGe−132を用いた。
処理条件は以下の通りであった。
浴液温度:10℃
電流密度:1.5A/dm2
交流電圧:12V
ここで有機ゲルマニウムと共に銀を用いたのは、当初、ゲルマニウムのみでは充分な抗菌力が得られないと考えられていたためである。
得られた試料2の分光放射率と分光放射輝度は、以下の地方独立行政法人東京都立産業技術研究センターの成績証明書に記載の通りであった。
即ち、ここに示された優れた輻射性能は、ゲルマニウムの含浸によるものであると認められる。
又、単なる未処理のアルミ板(依頼品1)が極めて低い輻射性能しか示さないことが明かと成る。
このアルミ板製の鍋にアルマイト加工を施しても、耐食性及び表面硬度は向上するものの、陽極酸化被膜は熱絶縁体であるので、加熱性能は改善されることはなかった。
従って、このゲルマニウム含浸による輻射性能の向上は革新的な発明であると認められる。
この片手鍋で野菜や肉を炒めると、短時間で水分が蒸発し、業務用の強火力コンロで調理したような、美味な炒め物ができた。
又、卵など焦げ付き易い食材も焦げ付くことがなく、油の使用量も僅少で済むことが判明した。
この鍋は極めて軽いので、非力な人でもこれを大きく振って、食材を混ぜ返すことができ、疲労も少なくて済むものである。
長期間使用したが、足に悪臭がすることがなくなり、水虫の症状が寛解した。
Claims (5)
- 低重合アクリル樹脂を添加した浴液を用いてアルミニウム又はアルミニウム合金の表面に陽極酸化被膜を形成し、更に、有機ゲルマニウムを含有する浴液を用いて、下記の処理条件によりゲルマニウムを含浸させることを特徴とするアルミニウム又はアルミニウム合金の表面処理方法。
(1)浴液温度 5℃以上、10℃以下。
(2)電 圧 AC20V以上、50V以下
(3)電流密度 1A/dm2以上、3A/dm2以下。
(4)通電時間 30分以上、150分以下。 - 低重合アクリル樹脂を添加した浴液を用いてアルミニウム又はアルミニウム合金の表面に陽極酸化被膜を形成する工程で使用する浴液が、
200g/l以上、500g/l以下の硫酸
1g/l以上、10g/l以下の硫酸ニッケル
1g/l以上、3g/l以下の低重合アクリル樹脂組成物を含む浴液である、請求項1又は2に記載のアルミニウム又はアルミニウム合金の表面処理方法。 - 低重合アクリル樹脂を添加した浴液を用いてアルミニウム又はアルミニウム合金の表面に陽極酸化被膜を形成する工程で使用する浴液が、
400g/l以上、450g/l以下の硫酸
7g/l以上、8g/l以下の硫酸ニッケル
2g/l以上、3g/l以下の低重合アクリル樹脂組成物
を含む浴液である、請求項1又は2に記載のアルミニウム又はアルミニウム合金の表面処理方法。 - 低重合アクリル樹脂を添加した浴液を用いてアルミニウム又はアルミニウム合金の表面に陽極酸化被膜を形成する工程における処理条件が、
(1)浴液温度 0℃以上、10℃以下。
(2)電 圧 DC50V以上、100V以下。
(3)電流密度 1A/dm2以上、3A/dm2以下。
である。請求項1ないし3の何れか一に記載のアルミニウム又はアルミニウム合金の表面処理方法。 - 請求項1乃至4の何れか一に記載の表面処理方法により処理された、各種鍋類、フライパン、玉子焼き器、その他の加熱調理器、食器、トレイ又は盆、ボール、製氷皿、シンク、調理用機械及びその部品、医療用器具及びその部品、食品保管庫及びその部品、食品保管用容器、体重計筐体、靴の中敷、簡易便器、家禽用ケージ、犬猫用トイレから成る群の中から選ばれたアルミニウム又はその合金製品。
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