JP3154341B2 - 合成ヘミモルファイト耐食皮膜の形成方法 - Google Patents
合成ヘミモルファイト耐食皮膜の形成方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、とくに、水道管、下水
道管等の給水または排水を目的とする配管、温水器の配
管、給湯管、冷暖房用冷温水系の循環配管、給湯設備の
貯水タンク等、水設備あるいは配管の内面への合成ヘミ
モルファイト耐食皮膜の形成方法に関する。
道管等の給水または排水を目的とする配管、温水器の配
管、給湯管、冷暖房用冷温水系の循環配管、給湯設備の
貯水タンク等、水設備あるいは配管の内面への合成ヘミ
モルファイト耐食皮膜の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、水道系配管として亜鉛めっき
した鋼管が最も一般的に使用されているが、近年の大都
市における水源汚染に伴い配管の腐食が著しくなってき
ている。
した鋼管が最も一般的に使用されているが、近年の大都
市における水源汚染に伴い配管の腐食が著しくなってき
ている。
【０００３】かかる亜鉛めっきに代わる表面処理法とし
て、特公昭５３−３７２５５号公報、特開昭５４−２９
４５号公報、特開昭５４−１３４２９号公報、特開昭６
２−３７３７８号公報等に開示されている金属塩と珪酸
塩を複合化した皮膜の適用が試みられているが、とくに
家庭用配管において、長期間の使用においても錆の発生
を防ぐという点では充分なものとは言えない。
て、特公昭５３−３７２５５号公報、特開昭５４−２９
４５号公報、特開昭５４−１３４２９号公報、特開昭６
２−３７３７８号公報等に開示されている金属塩と珪酸
塩を複合化した皮膜の適用が試みられているが、とくに
家庭用配管において、長期間の使用においても錆の発生
を防ぐという点では充分なものとは言えない。
【０００４】一方、本願の発明者は、かかる水道・下水
系配管の腐食機構についての研究報告を１９８９年、
「腐食防食 '８９」に発表した。この報告は亜鉛の腐
食生成物として、ヘミモルファイトの腐食配管断面での
分布についても言及しており、とくに注目すべき現象と
して、腐食水道管内面の局部的に腐食した錆こぶと称す
る部分以外の均一腐食部分には、ヘミモルファイトが多
く存在し、この層の下部には腐食が発生していないとし
ている。
系配管の腐食機構についての研究報告を１９８９年、
「腐食防食 '８９」に発表した。この報告は亜鉛の腐
食生成物として、ヘミモルファイトの腐食配管断面での
分布についても言及しており、とくに注目すべき現象と
して、腐食水道管内面の局部的に腐食した錆こぶと称す
る部分以外の均一腐食部分には、ヘミモルファイトが多
く存在し、この層の下部には腐食が発生していないとし
ている。
【０００５】このヘミモルファイトは、Ｚｎ4(ＯＨ）2
Ｓｉ2 Ｏ7 ・Ｈ2 Ｏの化学式を有する斜方晶系であっ
て、結晶は明瞭な異極像を示す。また、ヘミモルファイ
トは天然では亜鉛鉱床の水脈に沿って形成される安定し
た鉱物であり、水道水中においても安定である。
Ｓｉ2 Ｏ7 ・Ｈ2 Ｏの化学式を有する斜方晶系であっ
て、結晶は明瞭な異極像を示す。また、ヘミモルファイ
トは天然では亜鉛鉱床の水脈に沿って形成される安定し
た鉱物であり、水道水中においても安定である。
【０００６】本願発明者は、この現象の解明を基にして
研究を進めた結果、亜鉛・珪酸塩複合皮膜が鉱物ヘミモ
ルファイトに近似した組成構造を有する場合、基材組織
と連続した組織を有し基材との結合性も高く、また水道
水中で安定して存在することから優れた耐食性を有する
ことを解明した。
研究を進めた結果、亜鉛・珪酸塩複合皮膜が鉱物ヘミモ
ルファイトに近似した組成構造を有する場合、基材組織
と連続した組織を有し基材との結合性も高く、また水道
水中で安定して存在することから優れた耐食性を有する
ことを解明した。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、この
ように優れた耐食性を示す合成ヘミモルファイト皮膜を
効果的に形成するための手段を提供することにある。
ように優れた耐食性を示す合成ヘミモルファイト皮膜を
効果的に形成するための手段を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のヘミモルファイ
トの表面皮膜からなる耐食性皮膜の形成方法は、亜鉛を
含有する表面層を有する基材をアルカリ溶液中に浸漬さ
せて水酸化亜鉛層を形成したのち、珪酸または珪酸塩溶
液中に浸漬維持して、水酸化亜鉛と珪酸塩の複合化合物
をヘミモルファイト化することを特徴とする。
トの表面皮膜からなる耐食性皮膜の形成方法は、亜鉛を
含有する表面層を有する基材をアルカリ溶液中に浸漬さ
せて水酸化亜鉛層を形成したのち、珪酸または珪酸塩溶
液中に浸漬維持して、水酸化亜鉛と珪酸塩の複合化合物
をヘミモルファイト化することを特徴とする。
【０００９】アルカリ溶液としては、基材表面のＺｎを
水酸化する水酸化ナトリウム溶液、水酸化カリウム溶液
等が使用でき、水酸化亜鉛の安定性の点からｐＨを８．
５〜１０．５に調整すると良い。
水酸化する水酸化ナトリウム溶液、水酸化カリウム溶液
等が使用でき、水酸化亜鉛の安定性の点からｐＨを８．
５〜１０．５に調整すると良い。
【００１０】水酸化亜鉛と珪酸塩との複合化合物の析出
のための珪酸塩溶液としては、ＳｉＯ2 濃度が、１００
ｍｇ／ｌのメタ珪酸ナトリウム水溶液を使用し、水酸化
亜鉛と珪酸の反応促進の点から８０〜９９℃に維持した
雰囲気が良い。
のための珪酸塩溶液としては、ＳｉＯ2 濃度が、１００
ｍｇ／ｌのメタ珪酸ナトリウム水溶液を使用し、水酸化
亜鉛と珪酸の反応促進の点から８０〜９９℃に維持した
雰囲気が良い。
【００１１】形成されたヘミモルファイト皮膜は、Ｚｎ
4(ＯＨ）2 Ｓｉ2 Ｏ7 ・Ｈ2 Ｏの化学式を有する斜方晶
系であって結晶は明瞭な異極像を示す天然鉱物質と少な
くとも近似の特性を有することが必須である。そして、
その合成ヘミモルファイト皮膜の厚みは０．５〜５０μ
ｍであることが望ましい。
4(ＯＨ）2 Ｓｉ2 Ｏ7 ・Ｈ2 Ｏの化学式を有する斜方晶
系であって結晶は明瞭な異極像を示す天然鉱物質と少な
くとも近似の特性を有することが必須である。そして、
その合成ヘミモルファイト皮膜の厚みは０．５〜５０μ
ｍであることが望ましい。
【００１２】本発明が適用できる基材として、その表面
が少なくとも亜鉛層を有するものであればよい。ここ
で、亜鉛層としては基材上にＺｎ成分を表面に含有する
ものであれば如何なる形態のものであっても適用でき、
例えば、亜鉛基材そのもの、あるいはＺｎを合金材とし
て含有する基材、亜鉛あるいは亜鉛合金めっき層、合金
化溶融亜鉛めっきを有する基材に適用できる。
が少なくとも亜鉛層を有するものであればよい。ここ
で、亜鉛層としては基材上にＺｎ成分を表面に含有する
ものであれば如何なる形態のものであっても適用でき、
例えば、亜鉛基材そのもの、あるいはＺｎを合金材とし
て含有する基材、亜鉛あるいは亜鉛合金めっき層、合金
化溶融亜鉛めっきを有する基材に適用できる。
【００１３】
【作用】中間生成物としての活性水酸化物の形成によ
り、珪酸塩との複合化、結晶化が進みヘミモルファイト
化が促進する。
り、珪酸塩との複合化、結晶化が進みヘミモルファイト
化が促進する。
【００１４】水酸化亜鉛の場合、ヘミモルファイトが生
成する機構は、水酸化亜鉛とケイ酸イオンが反応し、水
酸基の脱水反応によってＺｎ−Ｏ−Ｓｉ結合が形成さ
れ、熟成によって結晶化がすすみ、ヘミモルファイトに
成長すると考えられる。
成する機構は、水酸化亜鉛とケイ酸イオンが反応し、水
酸基の脱水反応によってＺｎ−Ｏ−Ｓｉ結合が形成さ
れ、熟成によって結晶化がすすみ、ヘミモルファイトに
成長すると考えられる。
【００１５】
【実施例】試料として、１０×１９×１ｍｍの亜鉛板
を、ｐＨを１０に調整した水酸化ナトリウム水溶液中に
浸漬し、４０日間室温で放置した後、この溶液中にポン
プを用い空気を４日間バブリングさせて、表面に水酸化
亜鉛を生成させた。
を、ｐＨを１０に調整した水酸化ナトリウム水溶液中に
浸漬し、４０日間室温で放置した後、この溶液中にポン
プを用い空気を４日間バブリングさせて、表面に水酸化
亜鉛を生成させた。
【００１６】この亜鉛板をＳｉＯ2 含有量が１００ｍｇ
／ｄｍ3 のメタケイ酸ナトリウム水溶液３００ｃｍ3 中
に浸漬させ、８０℃で３０日間熟成し、水洗浄した後、
乾燥した。Ｘ線回折測定より亜鉛板表面上にヘミモルフ
ァイトが生成していることが確認された。図１に形成さ
れた皮膜のＸ線回折像を示す。図２は天然ヘミモルファ
イトのＸ線回折像を示す。
／ｄｍ3 のメタケイ酸ナトリウム水溶液３００ｃｍ3 中
に浸漬させ、８０℃で３０日間熟成し、水洗浄した後、
乾燥した。Ｘ線回折測定より亜鉛板表面上にヘミモルフ
ァイトが生成していることが確認された。図１に形成さ
れた皮膜のＸ線回折像を示す。図２は天然ヘミモルファ
イトのＸ線回折像を示す。
【００１７】これらのヘミモルファイト合成皮膜の耐食
性評価は、８５℃の水道水中に１週間浸漬させた各試料
表面の発錆面積を測定して行った。その判定は、次の通
りである。
性評価は、８５℃の水道水中に１週間浸漬させた各試料
表面の発錆面積を測定して行った。その判定は、次の通
りである。
【００１８】評価点 ５：発錆面積 ０〜５％ 評価点 ４：発錆面積 ６〜１０％ 評価点 ３：発錆面積 １１〜１５％ 評価点 ２：発錆面積 １６〜２０％ 評価点 １：発錆面積 ２１％以上 各条件で作成した試料の耐熱試験の結果を表１に示す。
【００１９】
【表１】 この結果から、本発明によって形成されたヘミモルファ
イト皮膜は、その処理を行わない試料（実施例４）や他
の防食処理材料（実施例５）と比較して、どの実施例
（１〜３）においても耐熱性に優れ、防食効果のあるこ
とが判る。
イト皮膜は、その処理を行わない試料（実施例４）や他
の防食処理材料（実施例５）と比較して、どの実施例
（１〜３）においても耐熱性に優れ、防食効果のあるこ
とが判る。
【００２０】
（１）水道水中で安定なヘミモルファイトの結晶を人工
的に亜鉛メッキ鋼等の表面に合成し、安定な耐食性皮膜
を形成させることができる。
的に亜鉛メッキ鋼等の表面に合成し、安定な耐食性皮膜
を形成させることができる。
【００２１】（２）ヘミモルファイトの合成は、溶液に
浸漬し加温するだけであるので、特別に複雑な制御をす
ることなく単純な作業でヘミモルファイトの皮膜を合成
できる。
浸漬し加温するだけであるので、特別に複雑な制御をす
ることなく単純な作業でヘミモルファイトの皮膜を合成
できる。
【００２２】（３）形成されたヘミモルファイト皮膜
は、優れた耐食性を示す。
は、優れた耐食性を示す。
【図１】 形成された皮膜のＸ線回折像を示す。
【図２】 天然ヘミモルファイトのＸ線回折像を示す
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 雨宮 隆 北九州市小倉北区中島２丁目１番１号 東陶機器株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−10019（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−86284（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−173984（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 22/00 - 22/86
Claims (1)
- 【請求項１】 亜鉛を含有する表面層を有する基材をア
ルカリ溶液中に浸漬させて水酸化亜鉛層を形成したの
ち、珪酸または珪酸塩溶液中に浸漬維持する合成ヘミモ
ルファイト耐食皮膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30084991A JP3154341B2 (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | 合成ヘミモルファイト耐食皮膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30084991A JP3154341B2 (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | 合成ヘミモルファイト耐食皮膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05140761A JPH05140761A (ja) | 1993-06-08 |
| JP3154341B2 true JP3154341B2 (ja) | 2001-04-09 |
Family
ID=17889861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30084991A Expired - Fee Related JP3154341B2 (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | 合成ヘミモルファイト耐食皮膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3154341B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6322687B1 (en) | 1997-01-31 | 2001-11-27 | Elisha Technologies Co Llc | Electrolytic process for forming a mineral |
| TW202140758A (zh) * | 2020-02-06 | 2021-11-01 | 日商Ｏ＆Ｋ股份有限公司 | 用以形成含有異極礦之潤滑皮膜的潤滑劑組成物及於金屬加工材的表面形成該潤滑皮膜的方法、和具備該潤滑皮膜的金屬加工材 |
-
1991
- 1991-11-15 JP JP30084991A patent/JP3154341B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05140761A (ja) | 1993-06-08 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |