JP2019143169A - ステンレス鋼製容器内面の表面処理方法、および、飲料サーバーの使用方法 - Google Patents

ステンレス鋼製容器内面の表面処理方法、および、飲料サーバーの使用方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ステンレス鋼製容器の内面に汚れが付着することが抑制されるステンレス鋼製容器内面の表面処理方法、および、飲料サーバーの使用方法を提供する。【解決手段】ステンレス鋼製容器内面の表面処理方法は、ステンレス鋼製容器の内面に研磨液が接触している状態で、ステンレス鋼製容器の内面を化学研磨または電解研磨する研磨工程と、ステンレス鋼製容器の内部から研磨液を除去する研磨液除去工程とを具備する。ステンレス鋼製容器は、飲料を貯留するためのステンレス鋼製飲料容器または飲料サーバーを洗浄する洗浄液を貯留するためのステンレス鋼製洗浄液容器である。【選択図】図3

Description

本発明は、ステンレス鋼製容器内面の表面処理方法、および、飲料サーバーの使用方法に関する。
ビールサーバーに飲料を供給する飲料容器としてステンレス鋼製の飲料容器を用いることが知られている。ステンレス鋼の表面には不動態皮膜が形成されるため、ステンレス鋼製の飲料容器は耐食性が高い。
関連する技術として特許文献1には、飲料用ステンレス容器の製造方法が記載されている。特許文献1に記載の製造方法は、ステンレス鋼からなる飲料用容器の内面を硝酸およびフッ酸の混合水溶液に接触させて、溶接部の酸化物を除去するとともに前記容器の内表面に不動態被膜を形成する工程と、前記容器中に有機酸水溶液を充填し、前記容器を炉内温度80〜100℃に保持した空気加熱炉中に所定時間保持して、前記容器の内表面の不動態被膜から鉄イオンを溶出させる鉄分溶出工程とを有する。
特開2007−113025号公報
ステンレス鋼製容器を長期間使用すると、ステンレス鋼製容器の内面に汚れが付着する。このため、ステンレス鋼製容器の内側にスポンジ、ブラシ等を挿入して、ステンレス鋼製容器の内部を清掃する必要がある。
そこで、本発明の目的は、ステンレス鋼製容器の内面に汚れが付着することが抑制されるステンレス鋼製容器内面の表面処理方法、および、飲料サーバーの使用方法を提供することである。
以下に、発明を実施するための形態で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための形態との対応関係の一例を示すために、参考として、括弧付きで付加されたものである。よって、括弧付きの記載により、特許請求の範囲は、限定的に解釈されるべきではない。
いくつかの実施形態におけるステンレス鋼製容器内面の表面処理方法は、ステンレス鋼製容器(1)の内面に研磨液(L)が接触している状態で、前記ステンレス鋼製容器(1)の内面(2a)を化学研磨または電解研磨する研磨工程と、前記ステンレス鋼製容器(1)の内部から前記研磨液(L)を除去する研磨液除去工程とを具備する。前記ステンレス鋼製容器(1)は、飲料を貯留するためのステンレス鋼製飲料容器(1A)または飲料サーバー(200)を洗浄する洗浄液を貯留するためのステンレス鋼製洗浄液容器(1B)である。
上記ステンレス鋼製容器内面の表面処理方法において、前記研磨工程は、前記ステンレス鋼製容器の溶接部(11)を化学研磨または電解研磨することを含んでいてもよい。
上記ステンレス鋼製容器内面の表面処理方法において、前記研磨液(L)は、化学研磨液(L1)であり、前記研磨工程は、化学研磨工程であってもよい。
上記ステンレス鋼製容器内面の表面処理方法は、前記研磨工程の前に、前記ステンレス鋼製容器(1)の内面(2a)を酸洗いする酸洗い工程を更に具備していてもよい。
いくつかの実施形態における飲料サーバーの使用方法は、上記いずれかの段落に記載のステンレス鋼製容器内面の表面処理方法によって表面処理された前記ステンレス鋼製飲料容器(1A)を、飲料供給管(210)を介して前記飲料サーバー(200)に接続する工程と、前記ステンレス鋼製飲料容器(1A)から前記飲料サーバー(200)に飲料を供給する工程と、前記飲料サーバーから飲料を注出する工程とを具備する。
いくつかの実施形態における飲料サーバーの使用方法は、ステンレス鋼製飲料容器を、飲料供給管(210)を介して前記飲料サーバー(200)に接続する工程と、前記ステンレス鋼製飲料容器から前記飲料サーバー(200)に飲料を供給する工程と、前記飲料サーバー(200)から飲料を注出する工程と、前記ステンレス鋼製飲料容器を前記飲料供給管(210)から分離する工程と、上記いずれかの段落に記載のステンレス鋼製容器内面の表面処理方法によって表面処理された前記ステンレス鋼製洗浄液容器(1B)を、前記飲料供給管(210)を介して前記飲料サーバー(200)に接続する工程と、前記ステンレス鋼製洗浄液容器(1B)から前記飲料サーバー(200)に洗浄液を供給する工程と、前記飲料サーバーから洗浄液を注出する工程とを具備する。
いくつかの実施形態における飲料サーバーの使用方法は、内面が電解研磨または化学研磨されたステンレス鋼製飲料容器(1A)を、ディスペンスヘッド(220)および飲料供給管(210)を介して、飲料サーバー(200)に接続する工程と、前記ステンレス鋼製飲料容器(1A)から、前記飲料供給管(210)を介して、前記飲料サーバー(200)に飲料を供給する工程と、前記飲料サーバー(200)から飲料を注出する工程とを具備する。
(図9)
上記飲料サーバーの使用方法において、前記飲料サーバー(200)の内部には、前記飲料を冷却する冷却パイプ(202)が配置されていてもよい。また、前記冷却パイプ(202)の内面(202a)には化学研磨処理が施されていてもよい。
本発明により、ステンレス鋼製容器の内面に汚れが付着することが抑制されるステンレス鋼製容器内面の表面処理方法、および、飲料サーバーの使用方法を提供することができる。
図1は、実施形態におけるステンレス鋼製容器の一例を示す概略断面図である。 図2は、実施形態におけるステンレス鋼製容器の他の一例を示す概略断面図である。 図3は、第1の実施形態におけるステンレス鋼製容器内面の表面処理方法を示す模式図である。 図4は、第1の実施形態または第2の実施形態におけるステンレス鋼製容器内面の表面処理方法の一例を示すフローチャートである。 図5は、第2の実施形態におけるステンレス鋼製容器内面の表面処理方法を示す模式図である。 図6は、第3の実施形態におけるステンレス鋼製容器内面の表面処理方法および表面処理システムを示す模式図である。 図7は、第4の実施形態におけるステンレス鋼製容器内面の表面処理方法および表面処理システムを示す模式図である。 図8は、第5の実施形態における飲料サーバーの使用方法の一工程を示す模式図である。 図9は、第5の実施形態における飲料サーバーの使用方法の一工程を示す模式図である。 図10は、第5の実施形態における飲料サーバーの使用方法の一例を示すフローチャートである。 図11は、第6の実施形態における飲料サーバーの使用方法の一工程を示す模式図である。 図12は、第6の実施形態における飲料サーバーの使用方法の一例を示すフローチャートである。 図13は、実験結果を示す図面代用写真である。 図14は、実験結果を示す図面代用写真である。 図15は、実験結果を示す図面代用写真である。 図16は、実験結果を示す図面代用写真である。
以下、ステンレス鋼製容器内面の表面処理方法、および、飲料サーバー200の使用方法に関して、添付図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、同じ機能を有する部材、部位については、同一の符号が付され、同一の符号が付されている部材、部位について、繰り返しの説明は省略される。
(用語の定義)
本明細書において、「化学研磨」とは、金属表面の平滑さを改善するため、当該金属表面を種々の組成の溶液(すなわち、研磨液)に接触させ、平滑な光沢面を得ることを意味する。なお、JIS H 0400:1998には、「化学研磨法」について、金属表面の平滑さを改善するため、種々の組成の溶液中に浸漬し、平滑な光沢面とする方法と記載されている。
本明細書において、「電解研磨」とは、金属表面の平滑さを改善するため、当該金属表面を種々の組成の溶液(すなわち、研磨液)に接触させた状態で、当該金属表面を当該溶液中で陽極溶解し、平滑な光沢面を得ることを意味する。なお、なお、JIS H 0400:1998には、「電解研磨法」について、金属表面を特定溶液中で陽極溶解し、平滑な光沢面とする方法と記載されている。
本明細書において、「酸洗い」とは、金属表面を酸溶液に接触させて、素地金属から酸化物またはその他の化合物を化学的に除去することを意味する。なお、酸洗いでは、一般的に光沢面は形成されない。
(実施形態)
図1および図2を参照して、実施形態におけるステンレス鋼製容器内面の表面処理方法によって表面処理されるステンレス鋼製容器1の例について説明する。図1は、実施形態におけるステンレス鋼製容器1の一例を示す概略断面図である。図2は、実施形態におけるステンレス鋼製容器1の他の一例を示す概略断面図である。
図1に記載の例では、ステンレス鋼製容器1は、ステンレス鋼製飲料容器1Aである。ステンレス鋼製飲料容器1Aは、容器本体部10と、口金部20とを有する。容器本体部10は、例えば、SUS304等のステンレス鋼によって形成される。また、口金部20は、例えば、SUS304等のステンレス鋼によって形成される。
図1に記載の例では、容器本体部10と口金部20とが、溶接部11(より具体的には、第1溶接部11a)において溶接されている。第1溶接部11aは、例えば、環状の溶接部である。
ステンレス鋼製飲料容器1Aは、第2溶接部11bを備えていてもよい。図1に記載の例では、容器本体部10は、上部パーツ10Aと下部パーツ10Bとによって構成された本体部(2ピース本体部)であり、上部パーツ10Aと下部パーツ10Bとが環状の第2溶接部11bで溶接されている。なお、容器本体部10は、3つのパーツによって構成された本体部(3ピース本体部)であってもよい。
ステンレス鋼製飲料容器1Aは、上部プロテクタ部材42および/または下部プロテクタ部材43を備えていてもよい。上部プロテクタ部材42の上端は、口金部20の上端よりも上方に位置し、口金部20を保護する。上部プロテクタ部材42は、例えば、環状の部材である。また、下部プロテクタ部材43の下端は、容器本体部10の下端よりも下方に位置し、容器本体部10の底部14を保護する。下部プロテクタ部材43は、例えば、環状の部材である。
上部プロテクタ部材42がステンレス鋼製である場合には、上部プロテクタ部材42と容器本体部10とは溶接により接合され、上部プロテクタ部材42が樹脂製またはゴム製である場合には、上部プロテクタ部材42と容器本体部10とは接着により接合される。同様に、下部プロテクタ部材43がステンレス鋼製である場合には、下部プロテクタ部材43と容器本体部10とは溶接により接合され、下部プロテクタ部材43が樹脂製またはゴム製である場合には、下部プロテクタ部材43と容器本体部10とは接着により接合される。
実施形態におけるステンレス鋼製容器内面の表面処理方法において、少なくとも容器本体部10は、化学研磨または電解研磨による研磨対象物である。実施形態におけるステンレス鋼製容器内面の表面処理方法において、口金部20は、化学研磨または電解研磨による研磨対象物であることが好ましい。なお、容器本体部10および口金部20の両方を化学研磨または電解研磨する場合、容器本体部10および口金部20は、互いに溶接された後に、化学研磨または電解研磨されることが好ましい。この場合、容器本体部10と口金部20との間に介在する第1溶接部11aも化学研磨または電解研磨され、第1溶接部11aも平滑化される。なお、容器本体部10が備える第2溶接部11bは、容器本体部10が化学研磨または電解研磨されるときに、化学研磨または電解研磨される。
上部プロテクタ部材42および/または下部プロテクタ部材43が、ステンレス鋼製である場合には、上部プロテクタ部材42および/または下部プロテクタ部材43は、化学研磨または電解研磨によって研磨されてもよいし、研磨されなくてもよい。上部プロテクタ部材42および/または下部プロテクタ部材43が、化学研磨または電解研磨によって研磨される場合には、上部プロテクタ部材42および/または下部プロテクタ部材43と容器本体部10とが溶接された後に、化学研磨または電解研磨されることが好ましい(後述の図3、図6、図7には、容器本体部10に溶接された上部プロテクタ部材42および下部プロテクタ部材43が、容器本体部10とともに化学研磨または電解研磨される例が示されている。)。
図2に記載の例では、ステンレス鋼製容器1は、ステンレス鋼製洗浄液容器1Bである。ステンレス鋼製洗浄液容器1Bは、飲料サーバーを洗浄する洗浄液を貯留するための容器である。
ステンレス鋼製洗浄液容器1Bは、容器本体部10と、首部30とを有する。容器本体部10は、例えば、SUS304等のステンレス鋼によって形成される。また、首部30は、例えば、SUS304等のステンレス鋼によって形成される。
容器本体部10と首部30とは、溶接部で溶接されていてもよい。代替的に、容器本体部10と首部30とは一体成形により成形されていてもよい。
ステンレス鋼製洗浄液容器1Bの容器本体部10は、溶接部を備えていてもよい。より具体的には、ステンレス鋼製洗浄液容器1Bの容器本体部10が複数のパーツによって構成され、一つのパーツと他のパーツとが溶接部で溶接されていてもよい。代替的に、容器本体部10は、一体成形により成形されていてもよい。
図2に記載の例では、首部30の外周部に、雄ネジ部30tが設けられており、当該雄ネジ部30tは、口金部20B(口金部材)の雌ネジ部20tと螺合により係合可能である。なお、口金部20Bと容器本体部10(首部30)との間には、Oリング28が配置されることが好ましい。Oリング28が配置されることにより、口金部20Bと容器本体部10との間から、洗浄液またはガス等が漏出することが抑制される。
口金部20Bは、ステンレス鋼製または樹脂製である。口金部20Bは、ディスペンスヘッドが取り付けられる取付部21と、洗浄液取出管23(例えば、樹脂製のダウンチューブ)が取り付けられる第2取付部22とを備える。口金部20Bには、容器本体部10内にガスを導入するためのガス通過孔24が設けられていてもよい。また、口金部20Bには、安全弁を取り付けるための第3取付部25が設けられていてもよい。
実施形態におけるステンレス鋼製容器内面の表面処理方法において、少なくとも容器本体部10は、化学研磨または電解研磨による研磨対象物である。ステンレス鋼製洗浄液容器1Bが首部30を備える場合には、首部30も、化学研磨または電解研磨による研磨対象物である。容器本体部10と首部30とが別々に製造される場合には、両者が一体化された後に、容器本体部10および首部30が化学研磨または電解研磨されることが好ましい。この場合、容器本体部10と首部30との間の結合部分も、化学研磨または電解研磨されることとなる。
口金部20Bがステンレス鋼製である場合には、口金部20Bも化学研磨または電解研磨されることが好ましい。口金部20Bと容器本体部10とがネジ係合される場合には、口金部20Bおよび容器本体部10が、それぞれ、化学研磨または電解研磨された後、両者は、ネジ係合される。代替的に、口金部20Bと容器本体部10とが溶接される場合には、両者が溶接された後、口金部20Bおよび容器本体部10が化学研磨または電解研磨される。
図1および図2に記載の例では、容器本体部10は、口金部20または首部30と、底部14と、口金部20(または首部30)と底部14との間に配置された胴部15とを備える。
図1に記載の例では、口金部20の内径は、胴部15の内径よりも小さい。口金部20には、例えば、後述のディスペンスヘッド220が装着される。ディスペンスヘッド220は、口金部20に直接的に装着されてもよいし、口金部20に他の部材を介して間接的に装着されてもよい。口金部20と、飲料サーバー200の本体とは、ディスペンスヘッド220、および、飲料供給管210を介して接続される(図9を参照)。
図2に記載の例では、首部30の内径は、胴部15の内径よりも小さい。図2に記載の例では、首部30に口金部20Bが取り付けられている。当該口金部20Bには、例えば、後述のディスペンスヘッド220が装着される。ディスペンスヘッド220は、口金部20Bに直接的に装着されてもよいし、口金部20Bに他の部材を介して間接的に装着されてもよい。口金部20Bと、飲料サーバー200の本体とは、ディスペンスヘッド220、および、飲料供給管210を介して接続される(図11を参照)。
(第1の実施形態)
次に、図3を参照して、第1の実施形態におけるステンレス鋼製容器内面の表面処理方法について説明する。図3は、第1の実施形態におけるステンレス鋼製容器内面の表面処理方法を示す模式図である。図4は、第1の実施形態におけるステンレス鋼製容器内面の表面処理方法の一例を示すフローチャートである。
図3に示されるように、第1ステップST1において、ステンレス鋼製容器1の内面に研磨液Lが接触している状態で、ステンレス鋼製容器1の内面2aが研磨される。換言すれば、第1ステップST1は、研磨工程である。なお、第1の実施形態では、研磨液Lは、化学研磨液L1であり、研磨工程は化学研磨工程である。
図3に記載の例では、ステンレス鋼製容器1は、研磨液槽50内の化学研磨液L1に浸されている。ステンレス鋼製容器1の全体が化学研磨液L1に浸されている場合には、ステンレス鋼製容器1の全露出表面(換言すれば、ステンレス鋼製容器1の内面2aおよび外面2b)が化学研磨される。ステンレス鋼製容器1の外面2bが化学研磨される場合には、ステンレス鋼製容器1の外面2bが光沢を有することとなるため、見栄えがよい。
なお、化学研磨は、一般的に、酸化性の環境において酸化物が形成され、その酸化物が酸に溶解するこという機構によって実現される。より具体的には、第1の実施形態において、化学研磨液として、酸化剤と酸とを含む溶液を用いる場合、ステンレス鋼製容器1の内面2aと化学研磨液との間に、金属酸化物の拡散層が形成され、鉄を含む金属成分が拡散層を通して化学研磨液中に拡散溶解していく。こうして、ステンレス鋼製容器1の内面2aは、平滑な光沢面となる。第1の実施形態において使用される化学研磨液は、例えば、硝酸等の酸化剤と、塩酸、硝酸、硫酸等の酸と、リン酸等の増粘剤とを含む。
化学研磨工程において、化学研磨液L1の温度は、例えば、常温(例えば、摂氏30度)よりも高い温度、より具体的には、摂氏50度以上摂氏250度以下、あるいは、摂氏80度以上摂氏200度以下の温度に維持される。化学研磨工程において、研磨液槽50から古い化学研磨液L1が徐々に排出され、研磨液槽50に新しい化学研磨液L1が徐々に供給されるようにしてもよい。
第2ステップST2において、ステンレス鋼製容器1の内部から研磨液(化学研磨液L1)が除去される。より具体的には、ステンレス鋼製容器1が、化学研磨液L1に浸されている場合には、当該ステンレス鋼製容器1が、化学研磨液L1の中から(すなわち、研磨液槽の中から)取り出される。その後、ステンレス鋼製容器1がリンス液(例えば、中和剤、水等)によって洗浄される。
第1の実施形態では、ステンレス鋼製容器1の内面が化学研磨により平滑化される。そして、化学研磨による平滑化により、次の効果が奏される。
第1の効果は、化学研磨による平滑化により、ステンレス鋼製容器1の内面に汚れが付着しにくくなることである。平滑化された表面は、平滑化されていない表面と比較して、汚れの付着または堆積が生じにくい。
なお、ステンレス鋼製容器1が、ビール等の有機物含有飲料を貯留する飲料容器である場合、あるいは、有機物含有飲料を注出する飲料サーバーを洗浄する洗浄液を貯留する洗浄液容器である場合には、第1の効果に加えて、別の効果も相乗的に奏される。ステンレス鋼製容器1が、有機物含有飲料に接触する場合を想定する。より具体的には、ステンレス鋼製容器1(飲料容器)内に有機物含有飲料が貯留されることにより、または、ステンレス鋼製容器1(洗浄液容器)が、有機物含有飲料に接触する接液部材と接続されることにより、ステンレス鋼製容器1が、有機物含有飲料に接触する場合を想定する。この場合、ステンレス鋼製容器1の表面の平滑度が低いと、当該表面の凹凸を足場として、有機物が付着する。また、当該有機物を栄養源とする微生物(例えば、カビ)が、当該表面の凹凸を足場として繁殖する。もちろん、ステンレス鋼製容器1の内面に付着した有機物またはカビ等を、スポンジまたはブラシ等を用いて、こすり取ることは可能である。しかし、こすり取り作業は、作業者にとっての作業負担が大きい。
これに対し、ステンレス鋼製容器1の内面が化学研磨により平滑化されている場合には、有機物が付着しにくい。よって、ステンレス鋼製容器1の内部を清掃する頻度を低減することができる。また、仮に、ステンレス鋼製容器1の内面に有機物または微生物が付着した場合であっても、平滑表面は、足場としての機能が不十分である。このため、例えば、ステンレス鋼製容器1の内部を水洗いするだけで、有機物または微生物が洗い流される。よって、作業者が、ステンレス鋼製容器1の内部を清掃する場合であっても、清掃に際しての作業負担が小さい。
特に、ステンレス鋼製容器1の口金部20(または首部30)の内径が、胴部の15の内径より小さい場合には、口金部20(または首部)と胴部15との間の肩部17の内面を、スポンジまたはブラシ等を用いて清掃することは困難である。これに対し、第1の実施形態では、スポンジまたはブラシ等を用いることなく、ステンレス鋼製容器1の内面に付着した有機物またはカビ等を洗い流すことが可能である。また、ステンレス鋼製容器1の口金部20(または、首部30)の内径が、10cm以下である場合、容器の内部に手を入れて、容器の内部を清掃することは困難である。これに対し、第1の実施形態では、容器の内部に手を入れることなく、ステンレス鋼製容器1の内面に付着した有機物またはカビ等を洗い流すことが可能である。
以上のとおり、第1の実施形態では、有機物またはカビ等の汚れが付着しにくいとの効果と、有機物またはカビ等の汚れが付着した場合でも容易に清掃が可能との効果が相乗的に奏される。
第2の効果は、化学研磨による平滑化により、ステンレス鋼製容器1から飲料等への鉄分の溶出が低減されることである。例えば、ステンレス鋼製容器1が、ステンレス鋼製飲料容器1Aである場合、鉄分の溶出が低減されることにより、飲料(例えば、ビール)の味が改善される。より具体的には、化学研磨による平滑化により、ステンレス鋼製容器1の内側表面積が減少するとともに、表面の欠陥が減少する。そして、内側表面積の減少と表面欠陥の減少とにより、ステンレス鋼製容器1の内面2aに露出する酸化鉄の量が減少する。その結果、ステンレス鋼製容器1から飲料等への鉄分の溶出が低減される。なお、本願の発明者は、化学研磨による平滑化が施されたステンレス鋼製容器1を用いた場合、化学研磨による平滑化が施されていないステンレス鋼製容器1を用いた場合と比較して、鉄分の溶出量が1/3〜1/5程度になることを確認している。
以上のとおり、第1の実施形態では、汚れが付着しにくいとの効果、汚れが付着した場合でも容易に清掃が可能との効果に加えて、飲料の味が改善されるとの効果が相乗的に奏される。なお、飲料の味の改善は、化学研磨による平滑化からは予測し得ない、意外性のある効果である。
また、ステンレス鋼製容器1が溶接部11を備える場合には、当該溶接部11も化学研磨により平滑な光沢面となる。このため、見栄えが良くなり、かつ、溶接部11からの鉄分等の溶出が抑制される。
図3に記載の例では、ステンレス鋼製容器1がステンレス鋼製飲料容器1Aである例について説明された。代替的に、ステンレス鋼製容器1は、ステンレス鋼製洗浄液容器1Bであってもよい。
(第2の実施形態)
次に、図4および図5を参照して、第2の実施形態におけるステンレス鋼製容器内面の表面処理方法について説明する。図4は、第2の実施形態におけるステンレス鋼製容器内面の表面処理方法の一例を示すフローチャートである。図5は、第2の実施形態におけるステンレス鋼製容器内面の表面処理方法を示す模式図である。
第2の実施形態におけるステンレス鋼製容器内面の表面処理方法は、研磨液が電解研磨液であり、研磨工程が電解研磨工程である点で、第1の実施形態におけるステンレス鋼製容器内面の表面処理方法とは異なる。その他の点では、第2の実施形態は、第1の実施形態と同様である。よって、第2の実施形態では、第1の実施形態と異なる点を中心に説明し、その他の事項についての繰り返しとなる説明は省略する。したがって、第2の実施形態において、明示的に説明をしなかったとしても、第1の実施形態において説明済みの事項を第2の実施形態に適用できることは言うまでもない。
図5に示されるように、第1ステップST1において、ステンレス鋼製容器1の内面に研磨液Lが接触している状態で、ステンレス鋼製容器1の内面2aが研磨される。なお、第2の実施形態では、研磨液Lは、電解研磨液L2であり、研磨工程は電解研磨工程である。
図5に記載の例では、ステンレス鋼製容器1は、研磨液槽50B内の電解研磨液L2に浸されている。ステンレス鋼製容器1の全体が電解研磨液L2に浸され、かつ、ステンレス鋼製容器1の内外に対極部63が配置されている場合には、ステンレス鋼製容器1の全露出表面(換言すれば、ステンレス鋼製容器1の内面2aおよび外面2b)を電解研磨することが可能である。
電解研磨工程では、電解研磨液L2を収容した研磨液槽50Bと、電源60と、第1電線61と、第2電線62と、陰極として機能する対極部63(例えば、対極板)とが用いられる。電解研磨に際しては、電源60(正極部)とステンレス鋼製容器1とが第1電線61を介して電気的に接続され、電源60(負極部)と対極部63とが第2電線62を介して電気的に接続される。また、ステンレス鋼製容器1および対極部63は、電解研磨液L2に浸される。
なお、ステンレス鋼製容器1の内面2aのみを電解研磨する場合には、対極部63として、ステンレス鋼製容器1の内部に配置される第1対極部63aのみが用いられる。代替的に、ステンレス鋼製容器1の内面2aおよび外面2bを電解研磨する場合には、対極部63として、ステンレス鋼製容器1の内部に配置される第1対極部63aおよびステンレス鋼製容器1の外部に配置される第2対極部63bが用いられる。なお、ステンレス鋼製容器1の外面2bが電解研磨される場合には、ステンレス鋼製容器1の外面2bが光沢を有することとなるため、見栄えがよい。
電解研磨法は、一般的に、電解研磨液中で研磨する金属表面(研磨対象)と対極部間に電流を流すことによって、金属表面の凸部が優先的に溶解され、平滑面が得られる現象を利用した研磨方法である。第2の実施形態において使用される電解研磨液L2は、例えば、リン酸、硫酸、または、グリセリン等を含む。
電解研磨工程において、電解研磨液L2の温度は、例えば、常温(例えば、摂氏30度)よりも高い温度、より具体的には、摂氏70度以上摂氏150度以下の温度に維持される。電解研磨工程において、研磨液槽50Bから古い電解研磨液L2が徐々に排出され、研磨液槽50Bに新しい電解研磨液L2が徐々に供給されるようにしてもよい。
第2ステップST2において、ステンレス鋼製容器1の内部から研磨液(電解研磨液L2)が除去される。より具体的には、ステンレス鋼製容器1が、電解研磨液L2に浸されている場合には、当該ステンレス鋼製容器1が、電解研磨液L2の中から(すなわち、研磨液槽の中から)取り出される。その後、ステンレス鋼製容器1がリンス液(例えば、中和剤、水等)によって洗浄される。
第2の実施形態は、第1の実施形態と同様の効果を奏する。すなわち、第2の実施形態では、汚れが付着しにくいとの効果、汚れが付着した場合でも容易に清掃が可能との効果に加えて、飲料の味が改善されるとの効果が相乗的に奏される。なお、飲料の味の改善は、電解研磨による平滑化からは予測し得ない、意外性のある効果である。
また、ステンレス鋼製容器1を電解研磨する場合、ステンレス鋼の主要な成分としてのFeとCrは溶解とともに溶け出し、Crは直ちに酸素と結合しステンレス鋼表面に新たな酸化皮膜(不動態被膜)を生成する。このため、ステンレス鋼製容器1が溶接部を含む場合には、クロム含有率が相対的に低い溶接部においても効果的に不動態被膜が形成される。よって、ステンレス鋼製容器1が溶接部を含む場合には、電解研磨法は好適である。
なお、電解研磨に際しては、第1対極部63aと、ステンレス鋼製容器1の内面2aの各点との間の距離が略一定となるように、第1対極部63aとステンレス鋼製容器1との間の配置関係を設定する必要がある。このため、電解研磨に際しては、第1対極部63aとステンレス鋼製容器1との間の位置関係を調整する作業が必要となる。また、電解研磨に際しては、電源60、第1対極部63a等を用意し、かつ、第1対極部63aをステンレス鋼製容器1内に挿入する必要がある。よって、ステンレス鋼製容器1の形状が複雑である場合、例えば、口金部20(または、首部30)の内径と、胴部15の内径とが大きく異なるような場合には、電解研磨を用いるよりも、化学研磨を用いる方が好ましい。
図5に記載の例では、ステンレス鋼製容器1がステンレス鋼製洗浄液容器1Bである例について説明された。代替的に、ステンレス鋼製容器1は、ステンレス鋼製飲料容器1Aであってもよい。
(第3の実施形態)
図6を参照して、第3の実施形態におけるステンレス鋼製容器内面の表面処理方法について説明する。図6は、第3の実施形態におけるステンレス鋼製容器内面の表面処理方法および表面処理システム100を示す模式図である。
第3の実施形態におけるステンレス鋼製容器内面の表面処理システム100は、ステンレス鋼製容器1の内面2aを化学研磨する化学研磨装置120と、ステンレス鋼製容器1の内部から化学研磨液L1を除去する化学研磨液除去装置130とを備える。表面処理システム100は、ステンレス鋼製容器1の内面2aを酸洗いする酸洗い装置110を備えていてもよい。
第3の実施形態におけるステンレス鋼製容器内面の表面処理方法は、化学研磨工程に加え、前処理工程と、後処理工程とを含む。前処理工程は、化学研磨工程の前に実行される工程であり、後処理工程は、化学研磨工程の後に実行される工程である。化学研磨工程は、第1の実施形態における化学研磨工程と同様である。よって、化学研磨工程についての繰り返しとなる説明は省略する。
図6に記載の例では、前処理工程は、酸洗い装置110によって実行される酸洗い工程を含む。酸洗い工程では、ステンレス鋼製容器1の内面2aが酸洗いされる。
酸洗い工程により、錆び、その他の不純物が、内面2aから除去され、内面2aが清浄化される。なお、酸洗い後の表面は、一般的に、光沢面とはならない。よって、酸洗い工程後のステンレス鋼製容器1の内面2aは、非光沢面である。酸洗い工程で用いる酸溶液は、例えば、硝酸とフッ化水素酸との混合液である。
図6に記載の例では、酸洗い装置110は、酸溶液L3が貯留された酸洗い槽112を含む。そして、ステンレス鋼製容器1が、酸溶液L3に浸されることにより、ステンレス鋼製容器1の内面2aおよび外面2bが酸洗いされる。
酸洗い工程の実行後、化学研磨装置120による化学研磨工程の実行前に、ステンレス鋼製容器1の内部から酸溶液を除去する酸溶液除去工程が実行されてもよい。あるいは、ステンレス鋼製容器1の表面全体から酸溶液を除去する酸溶液除去工程が実行されてもよい。
ステンレス鋼製容器1が溶接部(11a、11b)を含む場合、当該溶接部には、溶接焼け(褐色化した部分)、スケール層(クロム含有率の高い層)、アンダースケール層(クロム含有率の低い層)等が存在する。第3の実施形態におけるステンレス鋼製容器内面の表面処理方法が、酸洗い工程を含む場合には、溶接焼けが除去され、ステンレス鋼製容器1の見栄えが改善する。また、スケール層、アンダースケール層等が除去されるために、ステンレス鋼製容器1の表面に不動態層が概ね一様に形成されることとなる。さらに、ステンレス鋼製容器1の表層の組成が概ね一様化されるために、その後の化学研磨工程による平滑化の効果が向上する。
図6に記載の例では、後処理工程は、化学研磨液除去装置130によって実行される化学研磨液除去工程を含む。化学研磨液除去工程では、ステンレス鋼製容器1の内面2aから化学研磨液L1が除去される。
図6に記載の例では、化学研磨液除去装置130は、リンス液L4(例えば、水)が貯留されたリンス槽132を含む。そして、ステンレス鋼製容器1が、リンス液L4に浸されることにより、ステンレス鋼製容器1の内面2aおよび外面2bから化学研磨液L1が除去される。
第3の実施形態は、第1の実施形態と同様の効果を奏する。また、第3の実施形態におけるステンレス鋼製容器内面の表面処理方法が酸洗い工程を備える場合、化学研磨工程前にステンレス鋼製容器1の内面2a(および外面2b)が清浄化される。このため、化学研磨工程後の内面2a(および外面2b)の平滑度が向上する。
(第4の実施形態)
図7を参照して、第4の実施形態におけるステンレス鋼製容器内面の表面処理方法について説明する。図7は、第4の実施形態におけるステンレス鋼製容器内面の表面処理方法および表面処理システム100Bを示す模式図である。
第4の実施形態では、第3の実施形態における「化学研磨装置120」が、電解研磨装置120Bによって置換されている。換言すれば、上述の第3の実施形態の説明において、「図6」、「表面処理システム100」、「化学研磨」、「化学研磨装置120」、「化学研磨液L1」、「化学研磨液除去装置130」、「化学研磨工程」、「第1の実施形態」、「化学研磨液除去工程」を、それぞれ、「図7」、「表面処理システム100B」、「電解研磨」、「電解研磨装置120B」、「電解研磨液L2」、「電解研磨液除去装置130B」、「電解研磨工程」、「第2の実施形態」、「電解研磨液除去工程」に読み替えれば、第4の実施形態の説明となる。
図6、7に記載の例では、ステンレス鋼製容器1がステンレス鋼製飲料容器1Aである例について説明された。代替的に、ステンレス鋼製容器1は、ステンレス鋼製洗浄液容器1Bであってもよい。
(第5の実施形態)
図8乃至図10を参照して、第5の実施形態における飲料サーバー200の使用方法について説明する。図8は、第5の実施形態における飲料サーバー200の使用方法の一工程を示す模式図である。図9は、第5の実施形態における飲料サーバー200の使用方法の一工程を示す模式図である。図10は、第5の実施形態における飲料サーバーの使用方法の一例を示すフローチャートである。
第5の実施形態における飲料サーバー200の使用方法は、第1乃至第4の実施形態のいずれか一つにおけるステンレス鋼製容器内面の表面処理方法によって表面処理されたステンレス鋼製容器1(より具体的には、ステンレス鋼製飲料容器1A)を用いて行う飲料サーバー200の使用方法である。なお、第1乃至第4の実施形態のいずれか一つにおけるステンレス鋼製容器内面の表面処理方法を実行した後、飲料サーバー200の使用を開始するまでの期間については、特に制限はない。
ステンレス鋼製容器内面の表面処理方法の実施後に行われる第1ステップST101において、表面処理されたステンレス鋼製飲料容器1Aに、飲料取出部材80が接合される。飲料取出部材80は、例えば、飲料取出管83と、弁組立体84を含む。また、図8に記載の例では、弁組立体84は、ステンレス鋼製飲料容器1Aの内部と外部との間での飲料の移動を禁止または許容する飲料供給弁85と、ステンレス鋼製飲料容器1Aの内部と外部との間でのガスの移動を禁止または許容するガス弁86とを含む。より具体的には、飲料取出管83の内部に配置された第1弁体85aと、飲料取出管83に取り付けられた第1弁座部85bとによって、飲料供給弁85が構成され、飲料取出管83に取り付けられた第2弁体86aと、口金部20に接合された第2弁座部86bとによって、ガス弁86が構成されている。なお、図8に記載の例では、第1弁座部85bを構成する部品と第2弁体86aを構成する部品とが、共通化されている。
第2ステップST102において、表面処理されたステンレス鋼製飲料容器1Aが、飲料供給管210を介して飲料サーバー200(例えば、ビールサーバー)に接続される。より具体的には、図9に示されるように、ステンレス鋼製飲料容器1Aの口金部20と飲料サーバー本体201とが、ディスペンスヘッド220、および、飲料供給管210を介して接続される。
一般的には、ディスペンスヘッド220は、飲料供給管210を介して、飲料サーバー本体201に予め接続されている。このため、第2ステップST102では、ディスペンスヘッド220にステンレス鋼製飲料容器1Aの口金部20を接続すればよい。しかし、ディスペンスヘッド220にステンレス鋼製飲料容器1Aの口金部20を接続した後に、飲料供給管210を飲料サーバー本体201に接続しても構わない。
第2ステップST102の実行後、第3ステップST103において、ステンレス鋼製飲料容器1Aから飲料サーバー200に飲料(例えば、ビール)が供給される。ステンレス鋼製飲料容器1A内の飲料にガス圧が作用している状態で、飲料サーバー200のコック204を開状態にすることを想定する。この場合、ディスペンスヘッド220を介して、ステンレス鋼製飲料容器1A内にガスが供給されることにより、ステンレス鋼製飲料容器1Aから飲料が押し出される。押し出された飲料は、飲料供給管210を介して、飲料サーバー本体201に供給される。
飲料サーバー本体201に供給された飲料は、飲料サーバー200の注出口205から注出される(第4ステップST104)。
第5の実施形態における飲料サーバー200の使用方法では、第1乃至第4の実施形態のいずれか一つにおけるステンレス鋼製容器内面の表面処理方法によって表面処理されたステンレス鋼製飲料容器1Aが使用される。このため、飲料(例えば、ビール)への鉄分の溶出が抑制される。このため、飲料サーバー200から注出される飲料の味が改善される。加えて、化学研磨処理または電解研磨処理による平滑化処理が施されたステンレス鋼製飲料容器1Aには汚れ(例えば、有機物、カビ等)が付着しにくく、また、仮に、ステンレス鋼製飲料容器1Aに汚れが付着した場合であっても、当該汚れの除去が容易である。よって、ステンレス鋼製飲料容器1Aを再利用する際に、容器内部の洗浄作業負担が軽減される。
なお、図9に記載の例では、飲料サーバー本体201の内部に、飲料供給管210と流体連通可能に接続された冷却パイプ202が配置されている。冷却パイプ202は、冷却パイプ202外に配置された冷媒と、冷却パイプ202内を通過する飲料との間で熱交換を行う。このため、冷却パイプ202を通過する飲料は、冷媒によって冷却される。冷却パイプ202は、例えば、ステンレス鋼製である。
図10に記載の例において、上述の冷却パイプ202の内面202aには、化学研磨処理が施されていてもよい。この場合、冷却パイプ202を通過する飲料への鉄分の溶出が抑制され、飲料の味が更に改善される。
(第6の実施形態)
図11を参照して、第6の実施形態における飲料サーバー200の使用方法について説明する。図11は、第6の実施形態における飲料サーバー200の使用方法の一工程を示す模式図である。図12は、第6の実施形態における飲料サーバーの使用方法の一例を示すフローチャートである。
第6の実施形態における飲料サーバー200の使用方法は、第1乃至第4の実施形態のいずれか一つにおけるステンレス鋼製容器内面の表面処理方法によって表面処理されたステンレス鋼製容器1(より具体的には、ステンレス鋼製洗浄液容器1B)を用いて行う飲料サーバー200の使用方法である。
第1ステップST201において、ステンレス鋼製飲料容器が、飲料供給管210(および、ディスペンスヘッド220)を介して飲料サーバー200に接続される。なお、ステンレス鋼製飲料容器は、第1乃至第4の実施形態のいずれか一つにおけるステンレス鋼製容器内面の表面処理方法によって表面処理されたステンレス鋼製飲料容器1Aであってもよいし、その他のステンレス鋼製飲料容器であってもよい。
第2ステップST202において、ステンレス鋼製飲料容器から飲料サーバー200に飲料が供給される。また、第3ステップST203において、飲料サーバー200から飲料が注出される。第2ステップST202、および、第3ステップST203は、第5の実施形態における第3ステップST103、および、第4ステップST104とそれぞれ同様であるため、第2ステップST202、および、第3ステップST203についての繰り返しとなる説明は省略する。
第4ステップST204において、ステンレス鋼製飲料容器が飲料供給管210から分離される。より具体的には、ステンレス鋼製飲料容器が、ディスペンスヘッド220から取り外されることにより、ステンレス鋼製飲料容器が飲料供給管210から分離される。
図11に示されるように、第5ステップST205において、第1乃至第4の実施形態のいずれか一つにおけるステンレス鋼製容器内面の表面処理方法によって表面処理されたステンレス鋼製容器1(より具体的には、ステンレス鋼製洗浄液容器1B)が、飲料供給管210(および、ディスペンスヘッド220)を介して飲料サーバー200に接続される。なお、ステンレス鋼製洗浄液容器1Bには、水等の洗浄液が貯留されている。
第6ステップST206において、ステンレス鋼製洗浄液容器1Bから飲料サーバー200に洗浄液が供給される。ステンレス鋼製洗浄液容器1B内の洗浄液にガス圧が作用している状態で、飲料サーバー200のコック204を開状態にすることを想定する。この場合、ディスペンスヘッド220を介して、ステンレス鋼製洗浄液容器1B内にガスが供給されることにより、ステンレス鋼製洗浄液容器1Bから洗浄液が押し出される。押し出された洗浄液は、飲料供給管210を介して、飲料サーバー本体201に供給される。
飲料サーバー本体201に供給された洗浄液は、飲料サーバー200の注出口205から注出される(第7ステップST207)。
第6の実施形態における飲料サーバー200の使用方法では、第1乃至第4の実施形態のいずれか一つにおけるステンレス鋼製容器内面の表面処理方法によって表面処理されたステンレス鋼製洗浄液容器1Bが使用される。このため、ステンレス鋼製洗浄液容器1Bの口金部20と、ディスペンスヘッド220(または、飲料供給管210)とが互いに接触することにより、ステンレス鋼製洗浄液容器1Bの内部に有機物が入り込んだ場合でも、ステンレス鋼製洗浄液容器1Bの内面2aに当該有機物が付着することが抑制される。また、仮に、ステンレス鋼製洗浄液容器1Bの内面2aに有機物が付着した場合であっても、当該有機物を、水洗い等により容易に除去することが可能である。よって、ステンレス鋼製洗浄液容器1Bの内面2aに有機物またはカビ等が堆積するのが抑制される。
(実験結果)
図13乃至図16は、実験結果を示す図面代用写真である。実験では、ステンレス鋼板に対して、酸洗い処理および化学研磨処理を施した第1例(実施形態に対応)と、ステンレス鋼板に対して、酸洗い処理のみを施した第2例(比較例)との比較が行われた。
図13は、第1例におけるステンレス鋼板の表面を撮影した写真であり、図14は、第2例におけるステンレス鋼板の表面を撮影した写真である。第1例では、ステンレス鋼板の表面が光沢を有しているのに対し、第2例では、ステンレス鋼板の表面が光沢を有していない。
図15は、第1例におけるステンレス鋼板の表面を撮影した顕微鏡写真(倍率:500倍)であり、図16は、第2例におけるステンレス鋼板の表面を撮影した顕微鏡写真(倍率:500倍)である。第1例では、ステンレス鋼板の表面が平滑であるのに対し、第2例では、ステンレス鋼板の表面に、より多くの溝、凹凸等が存在する。
第1例におけるステンレス鋼板の表面の表面粗さRa(JIS B601:2001に準拠して測定された算術平均粗さRa)は、0.0567μmであった。他方、第2例におけるステンレス鋼板の表面の表面粗さRa(JIS B601:2001に準拠して測定された算術平均粗さRa)は、0.1116μmであった。よって、ステンレス鋼板の表面の表面粗さ(換言すれば、ステンレス鋼製容器の内面の表面粗さRa、すなわち、JIS B601:2001に準拠して測定される算術平均粗さRa)を0.1μm以下にするためには、化学研磨処理を行えばよいことがわかる。換言すれば、実施形態における化学研磨工程の後のステンレス鋼製容器の内面の表面粗さRaは、例えば、0.1μm以下である。
本発明は上記各実施形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施形態は適宜変形又は変更され得ることは明らかである。また、各実施形態で用いられる種々の技術は、技術的矛盾が生じない限り、他の実施形態にも適用可能である。さらに、各実施形態における任意付加的な構成は、適宜省略可能である。
1 :ステンレス鋼製容器
1A :ステンレス鋼製飲料容器
1B :ステンレス鋼製洗浄液容器
2a :内面
2b :外面
10 :容器本体部
10A :上部パーツ
10B :下部パーツ
11 :溶接部
11a :第1溶接部
11b :第2溶接部
14 :底部
15 :胴部
17 :肩部
20、20B:口金部
20t :雌ネジ部
21 :取付部
22 :第2取付部
23 :洗浄液取出管
24 :ガス通過孔
25 :第3取付部
28 :Oリング
30 :首部
30t :雄ネジ部
42 :上部プロテクタ部材
43 :下部プロテクタ部材
50、50B:研磨液槽
60 :電源
61 :第1電線
62 :第2電線
63 :対極部
63a :第1対極部
63b :第2対極部
80 :飲料取出部材
83 :飲料取出管
84 :弁組立体
85 :飲料供給弁
85a :第1弁体
85b :第1弁座部
86 :ガス弁
86a :第2弁体
86b :第2弁座部
100、100B:表面処理システム
110 :酸洗い装置
112 :酸洗い槽
120 :化学研磨装置
120B :電解研磨装置
130 :化学研磨液除去装置
130B :電解研磨液除去装置
132 :リンス槽
200 :飲料サーバー
201 :飲料サーバー本体
202 :冷却パイプ
202a :内面
204 :コック
205 :注出口
210 :飲料供給管
220 :ディスペンスヘッド
L :研磨液
L1 :化学研磨液
L2 :電解研磨液
L3 :酸溶液
L4 :リンス液


Claims (8)

  1. ステンレス鋼製容器の内面に研磨液が接触している状態で、前記ステンレス鋼製容器の内面を化学研磨または電解研磨する研磨工程と、
    前記ステンレス鋼製容器の内部から前記研磨液を除去する研磨液除去工程と
    を具備し、
    前記ステンレス鋼製容器は、飲料を貯留するためのステンレス鋼製飲料容器または飲料サーバーを洗浄する洗浄液を貯留するためのステンレス鋼製洗浄液容器である
    ステンレス鋼製容器内面の表面処理方法。
  2. 前記研磨工程は、前記ステンレス鋼製容器の溶接部を化学研磨または電解研磨することを含む
    請求項1に記載のステンレス鋼製容器内面の表面処理方法。
  3. 前記研磨液は、化学研磨液であり、
    前記研磨工程は、化学研磨工程である
    請求項1または2に記載のステンレス鋼製容器内面の表面処理方法。
  4. 前記研磨工程の前に、前記ステンレス鋼製容器の内面を酸洗いする酸洗い工程を更に具備する
    請求項1乃至3のいずれか一項に記載のステンレス鋼製容器内面の表面処理方法。
  5. 請求項1乃至4のいずれか一項に記載のステンレス鋼製容器内面の表面処理方法によって表面処理された前記ステンレス鋼製飲料容器を、飲料供給管を介して前記飲料サーバーに接続する工程と、
    前記ステンレス鋼製飲料容器から前記飲料サーバーに飲料を供給する工程と、
    前記飲料サーバーから飲料を注出する工程と
    を具備する
    飲料サーバーの使用方法。
  6. ステンレス鋼製飲料容器を、飲料供給管を介して前記飲料サーバーに接続する工程と、
    前記ステンレス鋼製飲料容器から前記飲料サーバーに飲料を供給する工程と、
    前記飲料サーバーから飲料を注出する工程と、
    前記ステンレス鋼製飲料容器を前記飲料供給管から分離する工程と、
    請求項1乃至4のいずれか一項に記載のステンレス鋼製容器内面の表面処理方法によって表面処理された前記ステンレス鋼製洗浄液容器を、前記飲料供給管を介して前記飲料サーバーに接続する工程と、
    前記ステンレス鋼製洗浄液容器から前記飲料サーバーに洗浄液を供給する工程と、
    前記飲料サーバーから洗浄液を注出する工程と
    を具備する
    飲料サーバーの使用方法。
  7. 内面が電解研磨または化学研磨されたステンレス鋼製飲料容器を、ディスペンスヘッドおよび飲料供給管を介して、飲料サーバーに接続する工程と、
    前記ステンレス鋼製飲料容器から、前記飲料供給管を介して、前記飲料サーバーに飲料を供給する工程と、
    前記飲料サーバーから飲料を注出する工程と
    を具備する
    飲料サーバーの使用方法。
  8. 前記飲料サーバーの内部には、前記飲料を冷却する冷却パイプが配置され、
    前記冷却パイプの内面には化学研磨処理が施されている
    請求項5乃至7のいずれか一項に記載の飲料サーバーの使用方法。







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