JP3866198B2 - 筒状部をもつ鉛含有銅合金製のめっき製品の鉛除去方法及び水栓金具並びに鉛含有銅合金製品の鉛浸出防止方法及び水栓金具 - Google Patents
筒状部をもつ鉛含有銅合金製のめっき製品の鉛除去方法及び水栓金具並びに鉛含有銅合金製品の鉛浸出防止方法及び水栓金具 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【技術分野】
第１発明は、筒状部をもつ鉛含有銅合金製のめっき製品の鉛除去方法及び水栓金具に関する。第２発明は、鉛含有銅合金製品の鉛浸出防止方法及び水栓金具に関する。第２発明の鉛含有銅合金製品の鉛浸出防止方法は水栓金具の製造方法に用いて好適である。
【０００２】
【背景技術】
例えば、水栓金具や水道管等の水道用器具には耐腐食性の観点から青銅や黄銅等の銅合金が用いられており、特に複雑な形状の水栓金具には切削性の観点から鉛含有銅合金が用いられている。水栓金具を構成する鉛含有銅合金は、まず鋳造等の後に切削されることにより、水を通す筒状部をもつ水栓金具用のワークとされる。そして、このワークに主に装飾性の観点からニッケル・クロムめっき方法によるニッケル・クロムめっき層が施され、水栓金具とされる。
【０００３】
一般的なニッケル・クロムめっき方法は、図１３に示すように、そのようなワークに前処理を行う前処理工程Ｓ１と、この前処理工程Ｓ１後にワークの外周面にニッケル・クロムめっき層を施すめっき工程Ｓ２とを備えている。
【０００４】
より詳細には、前処理工程Ｓ１は、ワークをアルカリ液に浸漬してワークの全表面を脱脂する脱脂工程Ｓ１１を有している。ここで用いられるアルカリ液は、通常、水酸化ナトリウム等を水に溶解したアルカリ性の水溶液である。このアルカリ液にワークを浸漬すれば、アルカリ液のｐＨに応じて脱脂が行われる。なお、アルカリ液のｐＨに応じて鉛のエッチングによる除去も行われている。また、前処理工程Ｓ１は、この脱脂工程Ｓ１１の他、アルカリ液中でワークを陰極としてワークの全表面の脱脂をさらに行う陰極電解工程Ｓ１２と、ワークを酸性液で洗浄してワークの全表面を活性化する酸活性工程Ｓ１３と、これらの工程間に設けられる水洗工程とを有し得る。
【０００５】
また、めっき工程Ｓ２は、ニッケルめっき浴を用いて前処理工程Ｓ１後のワークの外周面にニッケルめっき層を施すニッケルめっき工程Ｓ２１と、クロムめっき浴を用いてニッケルめっき工程Ｓ２１後のワークの外周面にクロムめっき層を施すクロムめっき工程Ｓ２２と、これらの工程間に設けられる水洗工程とを有し得る。
【０００６】
こうしてめっき製品として得られた水栓金具は筒状部内に水が通されて活用されることとなる。
【０００７】
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、近年、水に含有されている鉛による健康阻害が危惧されつつあり、水栓金具等のめっき製品の筒状部の内周面からの水への鉛の溶出量を一層低減させたいという要望がある。このため、上記従来の一般的なニッケル・クロムめっき方法において、鉛の除去を行いやすくすべく、単に脱脂工程Ｓ１１でｐＨの高いアルカリ液への浸漬を行うこととすれば、めっき工程Ｓ２前においてワークの全表面から鉛がエッチングにより除去され、ワークの全表面に凹凸を生じやすい。このため、その後にめっき工程Ｓ２を行うことにより、ワークの外周面にめっき層を施したとしても、凹凸がめっき製品の外周面に生じ、めっき製品の外周面は悪い面性状となりやすい。このため、そのめっき製品は美観を損なうこととなってしまう。
【０００８】
この点、ワークの外周面にめっき層を厚く施すことにより、めっき製品の美観を保つこととすれば、製造コストの高騰化を招来してしまうこととなる。
【０００９】
かかる不具合は、鉛含有銅合金製のワークを用い、水を通す筒状部をもつめっき製品全てに生じる。特に、めっき製品が複雑な形状の水栓金具である場合にこの問題が大きい。
【００１０】
また、筒状部をもつ水栓金具では、筒状部の内周面からの水への鉛の浸出量を低減させるべき要望がある。
【００１１】
第１発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、筒状部の内周面から水への鉛の溶出量が低減し、優れた美観を奏し、かつ安価に製造可能なめっき製品を得ることのできる鉛除去方法を提供することを解決すべき課題としている。
【００１２】
また、第１発明は、水への鉛の溶出量が低減し、優れた美観を奏し、かつ安価に製造可能な水栓金具を提供することを解決すべき課題としている。
【００１３】
第２発明は、鉛含有銅合金製品から水への鉛の浸出量を簡易に低減させることのできる鉛含有銅合金製品の鉛浸出防止方法を提供することを解決すべき課題としている。
【００１４】
また、第２発明は、特に、水への鉛の浸出量が低減し、かつ簡易に製造可能な水栓金具を提供することを解決すべき課題としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
第１発明の筒状部をもつ鉛含有銅合金製のめっき製品の鉛除去方法は、水を通す筒状部をもち鉛含有銅合金製のワークの外周面にめっき層を施すめっき工程を行っためっき製品について、該筒状部の内周面から鉛を除去する鉛除去工程を行うことを特徴とする。
【００１６】
第１発明の鉛除去方法では、めっき工程後に鉛除去工程を行うため、ワークの外周面はめっき層に保護されて鉛の除去が行われず、めっき層のないワークの内周面のみから鉛が除去されることとなる。このため、ワークの外周面には凹凸を生じず、めっき層も損なわれないことから、めっき製品の外周面は優れた面性状をもつこととなる。このため、そのめっき製品は優れた美観を奏する。
【００１７】
また、第１発明の鉛除去方法では、めっき製品の美観を保つためにワークの外周面にめっき層を厚く施す必要もないため、製造コストの低廉化を実現できる。
【００１８】
第１発明の鉛除去方法において、水栓金具用のワークを採用すれば、めっき製品としての第１発明の水栓金具が得られる。その水栓金具は、水を通す筒状部をもつ鉛含有銅合金からなる母材部と、該筒状部の外周面側で該母材部と一体をなし、鉛の濃度が該母材部と等しい鉛含有層と、該鉛含有層の外周面側に形成されためっき層と、該筒状部の内周面側で該母材部と一体をなし、鉛の濃度が該母材部より低い低鉛含有層とからなることを特徴とする。
【００１９】
第１発明の水栓金具では、筒状部の内周面側の低鉛含有層中に含まれる鉛の濃度が低いので、その内周面に水を通しても、その水に鉛が溶出し難い。このため、その水栓金具から供給される水を人が飲む場合、人の健康に害を及ぼす懸念を払拭することができる。また、その水が河川や下水に排出される場合、環境に与える影響を小さくすることができる。
【００２０】
また、第１発明の水栓金具では、筒状部の外周面側には鉛の濃度が母材部と等しい鉛含有層が存在し、この鉛含有層の外周面側にめっき層が形成されていることから、鉛含有層には凹凸が存在せず、水栓金具の外観は優れたものとなっている。
【００２１】
さらに、第１発明の水栓金具では、めっき層の厚みを厚くする必要もないため、安価に製造可能である。
【００２２】
第１発明の鉛除去方法では、鉛除去工程の後、筒状部の内周面を不動態化する不動態化工程を備えることが好ましい。こうであれば、不動態化工程により、その内周面が不動態化されるので、低鉛含有層からの鉛の溶出量をより一層低減することができる。
【００２３】
第１発明の鉛除去方法では、鉛除去工程は筒状部の内周面から鉛をエッチング可能なエッチング液への浸漬により行うことができる。エッチング液は、内周面の鉛と化学反応を起こし、その鉛を溶解して除去することができるからである。
【００２４】
エッチング液としては酸性液やアルカリ液を用いることが考えられる。しかし、銅は酸に反応するのに対し、両性金属である鉛は酸にもアルカリにも反応するので、エッチング液としてはアルカリ液を用いることが好ましい。特に、活性アルカリ液を採用することが好ましい。その活性アルカリ液はｐＨが１２〜１４の範囲を示すようなアルカリ液をいう。ｐＨがこの範囲の活性アルカリ液によれば、その活性アルカリ液は内周面の鉛と化学反応を起こしやすいので、その鉛を溶解して除去しやすい。このような活性アルカリ液は、主に炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、リン酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、オルケイ酸ナトリウム、水酸化カリウム等の水溶液である。
【００２５】
このようなエッチング液は界面活性剤を含むことが好ましい。エッチング液が界面活性剤を含めば、そのエッチング液の表面張力を低下させることができるので、筒状部の内周面に対するエッチング液の浸透性及び湿潤性を向上させることができる。このため、その内周面に含まれる鉛とエッチング液との化学反応を起こしやすい。
【００２６】
界面活性剤としては、アニオン界面活性剤やノニオン界面活性剤を用いることができる。アニオン界面活性剤としては、例えば、高級脂肪酸ナトリウム、硫酸化油、高級アルコール硫酸エステルナトリウム、アルキルベンゼン硫酸ナトリウム、高級アルキルエーテル硫酸エステルナトリウム、α−オレフィン硫酸ナトリウム等を採用することができる。また、ノニオン界面活性剤としては、例えば、アルキルポリオキシエチレンエーテル、アルキルフェニルポリオキシエチレンエーテル、脂肪酸エチレンオキサイド付加物、ポリプロピレングリコールエチレンオキサイド付加物等を採用することができる。
【００２７】
また、エッチング液にキレート剤を含ませることも好ましい。キレート剤が鉛と化学反応を起こして水溶性の錯体が形成されるので、筒状部の内周面に含まれている鉛の除去を容易にすることができる。
【００２８】
キレート剤としては、例えば、エチレンジアミン、チオ尿素、酒石酸、ロッシェル塩、ＥＤＴＡ、トリエタノールアミン等を採用することができる。
【００２９】
さらに、エッチング液に酸化剤を含ませることも好ましい。すなわち、活性アルカリ液であるエッチング液だけで筒状部の内周面に含まれている鉛を除去しようとすると、鉛は次の化学反応により溶解することとなる。
【００３０】
（化１）
Ｐｂ＋２ＮａＯＨ→Ｎａ2ＰｂＯ2＋Ｈ2
【００３１】
これに対し、活性アルカリ液であるエッチング液に酸化剤を含めば、まず酸化剤が鉛と以下の化２に示す化学反応を起こし、酸化鉛が形成される。
【００３２】
（化２）
２Ｐｂ＋Ｏ2→２ＰｂＯ
【００３３】
そして、酸化鉛は活性アルカリ液であるエッチング液に溶け、以下の化３に示す化学反応を起こし、酸化鉛塩が形成される。
【００３４】
（化３）
ＰｂＯ＋２ＮａＯＨ→Ｎａ2ＰｂＯ2＋Ｈ2Ｏ
【００３５】
上記化１のみの反応よりも上記化１及び化２の反応の方が迅速に行われるため、こうして活性アルカリ液であるエッチング液に酸化剤を含ませた方が筒状部の内周面に含まれている鉛の除去を容易にすることができる。
【００３６】
酸化剤としては、例えば、メタニトロベンゼンズルホン酸ナトリウム、パラニトロ安息香酸ナトリウム、次亜塩素酸塩、さらし粉、過酸化水素、過マンガン酸カリウム、過硫酸塩、過塩素酸塩等を採用することができる。
【００３７】
第１発明の鉛除去方法では、めっき工程はクロム酸を含むクロムめっき浴を用いるクロムめっき工程を有し、不動態化工程はクロム酸を含むクロメート液へワークを浸漬するクロメート処理工程を有することすることが好ましい。
【００３８】
まず、クロムめっき工程では、クロムめっき浴中のクロム酸により、クロム酸と鉛とが以下の化４に示す化学反応を起こし、クロム酸鉛が形成される。クロム酸鉛は難溶性のため不動態となる。このため、ワークの外周面から鉛は溶出しない。
【００３９】
（化４）
Ｐｂ2+＋ＣｒＯ4 2-→ＰｂＣｒＯ4
【００４０】
この後、鉛除去工程を経て行われるクロメート処理工程においても、クロメート液中のクロム酸により、クロム酸と鉛とが上述の化４に示した化学反応を起こし、クロム酸鉛が形成される。こうしてワークにおける筒状部の内周面に僅かに含まれる鉛についても溶出しない。また、これらクロムめっき工程及びクロメート処理工程では、ともにクロム酸を用いることから優れた作業性を発揮する。
【００４１】
かかるクロメート処理工程では筒状部の内周面に以下の化５〜化７の化学反応によりクロメート皮膜（ｘＣｒ2Ｏ3・ｙＣｒＯ3・ｚＨ2Ｏ）が形成される。
【００４２】
（化５）
Ｐｂ→Ｐｂ2-＋２ｅ-
【００４３】
（化６）
ＣｒＯ4 2-＋８Ｈ+＋３ｅ-→Ｃｒ3+＋４Ｈ2Ｏ
【００４４】
（化７）
ＣｒＯ4 2-＋Ｃｒ3+＋Ｈ+→ｘＣｒ2Ｏ3・ｙＣｒＯ3・ｚＨ2Ｏ
【００４５】
こうして得られた水栓金具では、低鉛含有層の内周面にクロメート皮膜が形成されることとなるため、筒状部の内周面に残存する鉛はクロメート皮膜により不動態化されて溶け出しにくくなる。
【００４６】
クロメート液としては、クロム酸の他、例えば、硫酸等を含むものを採用することができる。また、これらにクロム酸塩、シュウ酸、酢酸、フッ酸、硝酸等を添加したものも採用することもできる。さらに、亜鉛めっき等に用いるクロメート剤をクロメート液としてもよい。
【００４７】
第１発明で用いるクロムめっき浴にはフッ化物を含ませることが好ましい。クロムめっき浴中で形成されたクロム酸鉛はフッ化物によって溶解されることが考えられるからである。フッ化物としては、フッ化亜鉛、フッ化アルミニウム、フッ化アンチモン、フッ化アンモニウム、フッ化イオウ、フッ化ウラン、フッ化塩素、フッ化オスミウム、フッ化カドミウム、フッ化カリウム、フッ化カルシウム、フッ化キセノン、フッ化銀、フッ化クロム、フッ化珪素、フッ化ゲルマニウム、フッ化コバルト、フッ化酸素、フッ化シアン、フッ化臭素、フッ化ジルコニウム酸塩、フッ化スズ酸塩、フッ化ストロンチウム、フッ化タリウム、フッ化タンタル酸塩、フッ化窒素、フッ化鉄、フッ化銅、フッ化ナトリウム、フッ化ニオブ酸塩、フッ化ニッケル、フッ化バリウム、フッ化ヒ素、フッ化ホウ素、フッ化ホウ素酸、フッ化マグネシウム、フッ化マンガン、フッ化メチル、フッ化ヨウ素、フッ化ヨウ素酸塩、フッ化リチウム、フッ化リン、フッ化レリウム等を用いることができる。フッ化物としての例えばフッ化珪素は鉛と以下の化８に示す化学反応を起こし、フッ化鉛を形成することも考えられる。こうして筒状部の内周面に含まれる鉛を除去することができる。
【００４８】
（化８）
ＰｂＣｒＯ4＋Ｈ2ＳｉＦ6→ＰｂＳｉＦ6＋Ｈ2ＣｒＯ4
【００４９】
第１発明で用いるクロメート液にはリン酸を含ませることが好ましい。クロム酸とリン酸とが鉛を溶解する化学反応とクロメート皮膜を形成する化学反応とを効果的に促進させると考えられるからである。このため、筒状部の内周面に含まれる鉛を効果的に溶解することができるとともに、その内周面にクロメート皮膜を効果的に形成することができる。また、リン酸に代えて、リン酸アンモニウム、リン酸エステル、リン酸カリウム、リン酸カルシウム、リン酸鉄、リン酸トリ−ｎ−ブチル、リン酸トリクレシル、リン酸トリフェニル、リン酸ナトリウム、リン酸ニ水素アンモニウム、リン酸ニ水素カリウム、リン酸マグネシウム、リン酸マグネシウムアンモニウム、リン酸リチウム、リン脂質、リン青銅、リンタングステン酸、リンタングステン酸塩、リンモリブデン酸、リンモリブデン酸塩等を採用してもよいと考えられる。
【００５０】
このようにして得られた水栓金具では、最も好ましくは、低鉛含有層に鉛を含まないことである。低鉛含有層に鉛を含まなければ、内周面を通る水に鉛が溶出せず、奥側の鉛が低鉛含有層を経て溶出することも少ない。
【００５１】
第２発明の課題解決のために試行錯誤の研究を行い、鉛含有銅合金製のワークをリン酸水溶液等の処理液に浸漬すれば、ワークの表面にリンを含む皮膜が形成され、これにより 上記課題を解決できることを発見し、第２発明を完成させるに至った。
【００５２】
第２発明の鉛含有銅合金製品の鉛浸出防止方法は、外周面にニッケル・クロムめっき層を施した鉛含有銅合金製のワークと、水にリン酸又はリン酸塩を添加したクロム酸を含まない処理液とを用意し、該ワークに該処理液を接触させて該ワークの表面にリンを含む皮膜を形成する皮膜形成工程を備え、
該皮膜形成工程より前に、鉛をエッチング可能なエッチング液である活性アルカリ液への浸漬によりワークの内周面から鉛を除去する鉛除去工程を行うことを特徴とする。
【００５３】
第２発明の鉛浸出防止方法では、皮膜形成工程で形成した皮膜が鉛の浸出を防止する。この皮膜は、例えば、第一リン酸亜鉛（Ｚｎ（Ｈ2ＰＯ4）2）とリン酸（Ｈ3ＰＯ4）とを主成分とする処理液を用いた場合、以下のように生成されるものと考えられる。
【００５４】
まず、鉛含有銅合金製のワークにそのような処理液を接触させると、化９に示すように、リン酸によって銅が処理液中に溶解して銅イオンを生じる。
【００５５】
（化９）
Ｃｕ＋２Ｈ+→Ｃｕ2+＋Ｈ2
【００５６】
また、そのワークの表面に鉛が存在するのであれば、化１０に示すように、リン酸によって鉛も処理液中に溶解して鉛イオンを生じ得る。
【００５７】
（化１０）
Ｐｂ＋２Ｈ+→Ｐｂ2+＋Ｈ2
【００５８】
ここで、第一リン酸亜鉛は、化１１に示すように、処理液中において一部が解離している。
【００５９】
（化１１）
Ｚｎ（Ｈ2ＰＯ4）2→ＺｎＰＯ4 -＋Ｈ3ＰＯ4＋Ｈ+
【００６０】
このため、処理液中の銅イオン及び／又は鉛イオンは、以下の化１２及び／又は化１３に示す化学反応を起こし、ワークの表面にリンを含む皮膜を形成するものと考えられる。
【００６１】
（化１２）
Ｃｕ2+＋２ＺｎＰＯ4 -→Ｚｎ2Ｃｕ（ＰＯ4）2
【００６２】
（化１３）
Ｐｂ2+＋２ＺｎＰＯ4 -→Ｚｎ2Ｐｂ（ＰＯ4）2
【００６３】
また、Ｚｎ2Ｃｕ（ＰＯ4）2、Ｚｎ2Ｐｂ（ＰＯ4）2以外にも、Ｚｎ3（ＰＯ4）2・４Ｈ2Ｏ又は／及びＺｎ（Ｈ2ＰＯ4）2の不活性な結晶からなる皮膜が形成されているものとも考えられる。発明者らの実験結果によれば、こうして形成された皮膜により、鉛の浸出を防止することができる。
【００６４】
また、この鉛浸出防止方法では、処理液として水にリン酸又はリン酸塩を添加したクロム酸を含まないものを用いており、リン酸又はリン酸塩は、クロムめっき層を形成するための六価のクロムからなるクロム酸を含むクロムめっき浴や不動態化を行うためのクロム酸を含むクロメート液に比して毒性がほとんどない。このため、処理液を接触させた後のワークを洗浄した洗浄液や廃液に対して中和や希釈を行うだけでそれら洗浄液等を処分することができる。そのため、特開２０００−９６２６９号公報や特開２０００−９６２７０号公報に開示されるようなクロム酸を含むクロメート液の処分に比して、洗浄液等の管理も簡易となる。
【００６５】
第２発明に係るリン酸とは、五酸化リン（Ｐ2Ｏ5）が種々の程度に水化して生じる一連の酸（Ｐ2Ｏ5・ｎＨ2Ｏ）である。例えば、オルトリン酸（Ｈ3ＰＯ4（０．５Ｐ2Ｏ5・１．５Ｈ2Ｏ））、メタリン酸（ＨＰＯ3（０．５Ｐ2Ｏ5・０．５Ｈ2Ｏ））等である。
【００６６】
また、第２発明に係るリン酸塩としては、リン酸亜鉛系、リン酸マンガン系、リン酸鉄系、リン酸亜鉛・カルシウム系等を採用することができる。リン酸亜鉛系としては、第１リン酸亜鉛（Ｚｎ（Ｈ2ＰＯ4）2）を主成分とするもの等がある。その他、リン酸ナトリウム（ＮａＨ2ＰＯ4、Ｎａ2ＨＰＯ4等）、リン酸アルミニウム（Ａｌ（Ｈ2ＰＯ4）3等）、リン酸アンモニウム（ＮＨ4Ｈ2ＰＯ4等）等がある。
【００６７】
第２発明における処理液のリン酸又はリン酸塩の濃度は０．０１〜１０．０質量％であることが好ましい。発明者らの実験結果によれば、リン酸又はリン酸塩の濃度が０．０１〜１０．０質量％であれば、ワークの表面にリンを含む皮膜が形成し易いことがわかった。
【００６８】
また、第２発明の鉛浸出防止方法では、皮膜形成工程より前に、ワークの表面から鉛を除去する鉛除去工程を行うことが好ましい。これにより、皮膜形成工程より前において、ワークの表面側に鉛の濃度が低い低鉛含有層を形成することができるため、ワークから鉛が浸出することをより防止することができる。
【００６９】
鉛除去工程は、鉛をエッチング可能なエッチング液への浸漬により行うことができる。エッチング液は、ワークの表面の鉛と化学反応を起こし、その鉛を溶解して除去することができるからである。
【００７０】
エッチング液としては酸性液やアルカリ液を用いることが考えられる。しかし、銅は酸に反応するのに対し、両性金属である鉛は酸にもアルカリにも反応するので、エッチング液としてはアルカリ液を用いることが好ましい。特に、活性アルカリ液を採用することが好ましい。その活性アルカリ液はｐＨが１２〜１４の範囲を示すようなアルカリ液をいう。ｐＨがこの範囲の活性アルカリ液によれば、その活性アルカリ液は表面の鉛と化学反応を起こしやすいので、その鉛を溶解して除去しやすい。このような活性アルカリ液は、主に炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、リン酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、オルケイ酸ナトリウム、水酸化カリウム等の水溶液である。
【００７１】
このようなエッチング液は界面活性剤を含むことが好ましい。エッチング液が界面活性剤を含めば、そのエッチング液の表面張力を低下させることができるので、表面に対するエッチング液の浸透性及び湿潤性を向上させることができる。このため、その表面に含まれる鉛とエッチング液との化学反応を起こしやすい。
【００７２】
界面活性剤としては、アニオン界面活性剤やノニオン界面活性剤を用いることができる。アニオン界面活性剤としては、例えば、高級脂肪酸ナトリウム、硫酸化油、高級アルコール硫酸エステルナトリウム、アルキルベンゼン硫酸ナトリウム、高級アルキルエーテル硫酸エステルナトリウム、α−オレフィン硫酸ナトリウム等を採用することができる。また、ノニオン界面活性剤としては、例えば、アルキルポリオキシエチレンエーテル、アルキルフェニルポリオキシエチレンエーテル、脂肪酸エチレンオキサイド付加物、ポリプロピレングリコールエチレンオキサイド付加物等を採用することができる。
【００７３】
また、エッチング液にキレート剤を含ませることも好ましい。キレート剤が鉛と化学反応を起こして水溶性の錯体が形成されるので、表面に含まれている鉛の除去を容易にすることができる。
【００７４】
キレート剤としては、例えば、エチレンジアミン、チオ尿素、酒石酸、ロッシェル塩、ＥＤＴＡ、トリエタノールアミン等を採用することができる。
【００７５】
さらに、エッチング液に酸化剤を含ませることも好ましい。すなわち、活性アルカリ液であるエッチング液だけで表面に含まれている鉛を除去しようとすると、例えばエッチング液として水酸化ナトリウム水溶液を採用した場合、鉛は次の化学反応により溶解することとなる。
【００７６】
（化１４）
Ｐｂ＋２ＮａＯＨ→Ｎａ2ＰｂＯ2＋Ｈ2
【００７７】
これに対し、活性アルカリ液であるエッチング液に酸化剤を含めば、まず酸化剤が鉛と以下の化１５に示す化学反応を起こし、酸化鉛が形成される。
【００７８】
（化１５）
２Ｐｂ＋Ｏ2→２ＰｂＯ
【００７９】
そして、酸化鉛は活性アルカリ液であるエッチング液に溶け、以下の化１６に示す化学反応を起こし、酸化鉛塩が形成される。
【００８０】
（化１６）
ＰｂＯ＋２ＮａＯＨ→Ｎａ2ＰｂＯ2＋Ｈ2Ｏ
【００８１】
上記化１４のみの反応よりも上記化１５及び化１６の反応の方が迅速に行われるため、こうして活性アルカリ液であるエッチング液に酸化剤を含ませた方が表面に含まれている鉛の除去を容易にすることができる。
【００８２】
酸化剤としては、例えば、メタニトロベンゼンズルホン酸ナトリウム、パラニトロ安息香酸ナトリウム、次亜塩素酸塩、さらし粉、過酸化水素、過マンガン酸カリウム、過硫酸塩、過塩素酸塩等を採用することができる。
【００８３】
第２発明の鉛浸出防止方法は、ワークを外周面にニッケル・クロムめっき層を施しためっき品として、このめっき品について鉛除去工程を行う場合に特に有利な効果がある。すなわち、めっき品であるワークの外周面はニッケル・クロムめっき層に保護された状態で鉛除去工程が行われる。このため、そのワークは、外周面では何ら影響を受けず、ニッケル・クロムめっき層のない内周面のみから鉛が除去されることとなる。このため、ワークの外周面には凹凸を生じず、ニッケル・クロムめっき層も損なわれないことから、めっき品の外周面は優れた面性状をもつこととなる。このため、そのめっき品は優れた美観を奏する。
【００８４】
また、この鉛浸出防止方法では、めっき前のワークに対して鉛除去工程を行わないことから、めっき前のワークは面性状が悪化していない。このため、この鉛浸出防止方法では、めっき前のワークに対して鉛除去工程を行うことにより悪化した面性状を隠蔽すべく、ワークの外周面にめっき層を厚く施す必要もないため、さらに製造コストの低廉化を実現できる。
【００８５】
一方、第２発明の水栓金具は、水を通す筒状部をもつ鉛含有銅合金からなる母材部と、該筒状部の外周面側で該母材部と一体をなし、鉛の濃度が母材部と等しい鉛含有層と、該鉛含有層の外周面側に形成されたニッケル・クロムめっき層と、該筒状部の内周面側で該母材部と一体をなし、鉛の濃度が該母材部より低い低鉛含有層と、該低鉛含有層の表面に形成されたリンを含み、クロムを含まない皮膜とを有することを特徴とする。
【００８６】
この水栓金具では、筒状部の内周面側にリンを含み、クロムを含まない皮膜が形成されているため、筒状部に水を通しても、母材部に含まれる鉛が浸出することはない。このため、この水栓金具から供給される水を人が飲む場合、人の健康に害を及ぼす懸念を払拭することができる。また、その水が河川や下水に排出される場合、環境に与える影響を小さくすることができる。
【００８７】
また、この水栓金具では、処理液として水にリン酸又はリン酸塩を添加したクロム酸を含まないものを用いており、洗浄液等の管理も簡易となり、ひいては製造コストの低廉化を実現することができる。
【００８８】
第２発明の水栓金具は、筒状部の外周面側で母材部と一体をなし、鉛の濃度が母材部と等しい鉛含有層と、鉛含有層の外周面側に形成されたニッケル・クロムめっき層と、筒状部の内周面側で母材部と一体をなし、鉛の濃度が母材部より低い低鉛含有層とを有し、皮膜を低鉛含有層の表面に形成させたものである。これにより、筒状部の内周面側に鉛の濃度が低い低鉛含有層を形成することができるため、ワークから鉛が浸出することをより防止することができる。
【００８９】
【発明を実施するための最良の形態】
｛第１発明｝
以下、第１発明を具体化した実施例１〜４を比較例１、２とともに図面を参照しつつ説明する。
【００９０】
（実施例１）
実施例１では鉛除去方法をニッケル・クロムめっき方法の一部として具体化している。このめっき方法では、図７に示すように、まず鋳造等したＪＩＳＣＡＣ４０６（青銅６種）の鉛含有銅合金を切削することにより得た水栓金具用のワーク５０ａを用意する。このワーク５０ａは水を通す筒状部１０（図２参照）をもつ。そして、図１に示すように、ワーク５０ａに前処理を行う前処理工程Ｓ１と、この前処理工程Ｓ１後にワーク５０ａの外周面にニッケル・クロムめっき層を施すめっき工程Ｓ２と、このめっき工程Ｓ２後にワーク５０ａの鉛を除去する鉛除去工程Ｓ３と順次を行う。
【００９１】
前処理工程Ｓ１は、図１３に示す一般的めっきな方法と同様、脱脂工程Ｓ１１と、陰極電解工程Ｓ１２と、酸活性工程Ｓ１３と、これらの工程間に設けられる水洗工程（図略）とを有している。ここで、脱脂工程Ｓ１１では、ワーク５０ａをｐＨ１１のアルカリ液に５分間浸漬してワーク５０ａの全表面の脱脂を行う。このアルカリ液は、水酸化ナトリウムを数ｇ／ｌ含むとともに、界面活性剤とキレート剤と酸化剤とを含む水溶液であり、その温度は４０°Ｃである。また、陰極電解工程Ｓ１２では、同様のアルカリ液中において、ワーク５０ａを陰極とすることによって、ワーク５０ａの全表面のさらなる脱脂を行う。さらに、酸活性工程Ｓ１３では、ワーク５０ａを室温、ｐＨ２の硫酸水溶液で洗浄してワーク５０ａの全表面を活性化している。なお、これらの工程Ｓ１１〜Ｓ１３間では、水洗工程（図略）としてワーク５０ａの水洗を行う。
【００９２】
図１に示すように、めっき工程Ｓ２も、図１３に示す一般的なめっき方法と同様、ニッケルめっき工程Ｓ２１と、クロムめっき工程Ｓ２２とを有している。ニッケルめっき工程Ｓ２１では、ニッケルめっき浴を用いてワーク５０ａの外周面にニッケルめっき層を施している。また、クロムめっき工程Ｓ２２では、クロムめっき浴を用いてニッケルめっき工程Ｓ２１後のワーク５０ａの外周面にクロムめっき層を施している。このクロムめっき浴中にはフッ化物としてのケイフッ化ナトリウムが５〜１０ｇ／ｌ含まれている。このクロムめっき工程Ｓ２２では、クロムめっき浴中のクロム酸により、クロム酸と鉛とが化学反応を起こし、筒状部１０の内周面に含まれる鉛が除去される。この際、クロムめっき浴中で形成されたクロム酸鉛がフッ化物によって溶解されると考えられる。なお、これらの工程Ｓ２１、Ｓ２２間では、水洗工程（図略）としてワーク５０ａの水洗を行っている。
【００９３】
特に、実施例１では、図１に示すように、めっき工程Ｓ２の後、鉛除去工程Ｓ３が備えられている。この鉛除去工程Ｓ３では、めっき工程Ｓ２後のワーク５０ａを活性アルカリ液としてのｐＨ１４エッチング液に１０分間浸漬している。このエッチング液は、水酸化ナトリウムを５０ｇ／ｌ含む水溶液であり、その温度は５０°Ｃである。こうして、エッチング液が筒状部１０の内周面の鉛と化学反応を起こし、その鉛を溶解して除去する。この際、エッチング液が活性アルカリ液であるため、鉛含有銅合金の銅は反応せず、鉛だけが反応する。なお、この鉛除去工程Ｓ３の前後にも水洗工程（図略）としてのワーク５０ａの水洗を行っている。
【００９４】
こうして実施例１のめっき方法により、図７に示す実施例１の水栓金具５０がめっき製品として得られる。この水栓金具５０は、図２に示すように、水を通す筒状部１０をもつ鉛含有銅合金からなる母材部３０と、筒状部１０の外周面側で母材部３０と一体をなし、鉛の濃度が母材部３０と等しい鉛含有層３０ａと、鉛含有層３０ａの外周面側に形成されたニッケル・クロムめっき層２０と、筒状部１０の内周面側で母材部３０と一体をなし、鉛の濃度が母材部３０より低い低鉛含有層３０ｂとからなる。この水栓金具５０は筒状部１０内に水Ｗが通されて活用されることとなる。
【００９５】
（比較例１）
比較例１のめっき方法は、図１３に示す一般的なニッケル・クロムめっき方法であり、実施例１のめっき方法と異なる点はめっき工程Ｓ２の後に鉛除去工程Ｓ３を行わないことである。他の条件は実施例１と同様である。
【００９６】
こうして比較例１のめっき方法により比較例１の水栓金具５０がめっき製品として得られる。
【００９７】
（比較例２）
比較例２のめっき方法は、図１３に示す一般的なニッケル・クロムめっき方法において、単に脱脂工程Ｓ１１でｐＨの高いアルカリ液への浸漬を行ったものであり、比較例１と同様、めっき工程Ｓ２の後に鉛除去工程Ｓ３を行っていない。
【００９８】
脱脂工程Ｓ１１で用いたアルカリ液は、水酸化ナトリウムを５０ｇ／ｌ含むとともに、界面活性剤としてのアルキルベンゼンスルホン酸ソーダを２ｇ／ｌと、キレート剤としてのＥＤＴＡを２ｇ／ｌ及びエチレンジアミンを２ｇ／ｌと、酸化剤としてのメタニトロベンゼンスルホン酸ナトリウムを２ｇ／ｌとを含む水溶液であり、その温度は５０°Ｃである。他の条件は実施例１及び比較例１と同様である。
【００９９】
こうして比較例２のめっき方法により比較例２の水栓金具５０がめっき製品として得られる。
【０１００】
（評価）
実施例１及び比較例１、２の水栓金具５０について、ＪＩＳＳ３２００−７（１９９７年）「水道用器具−浸出性能試験方法」により、筒状部１０内を通る水に溶出した鉛の濃度（ｐｐｂ）を測定するとともに、ニッケル・クロムめっき層２０の表面の面性状を目視により確認した。結果を表１に示す。
【０１０１】
【表１】
【０１０２】
表１より、比較例１の水栓金具５０は、ニッケル・クロムめっき層２０の面性状は良好であるものの、めっき方法においてめっき工程Ｓ２の後に鉛除去工程Ｓ３を行わないため、溶出する鉛の濃度が高いことがわかる。
【０１０３】
また、比較例２の水栓金具５０は、めっき方法の脱脂工程Ｓ１１でｐＨの高いアルカリ液への浸漬を行っているため、溶出する鉛の濃度はある程度低いものの、ニッケル・クロムめっき層２０の面性状が不良であることがわかる。
【０１０４】
これに対し、実施例１の水栓金具５０は、めっき工程Ｓ２後に鉛除去工程Ｓ３を行っているため、溶出する鉛の濃度が極めて低く、かつニッケル・クロムめっき層２０の面性状も良好であることがわかる。これは、実施例１のめっき方法では、めっき工程Ｓ２後に鉛除去工程Ｓ３を行うため、ワーク５０ａの外周面はニッケル・クロムめっき層２０に保護されて鉛の除去が行われず、ニッケル・クロムめっき層２０のないワーク５０ａの内周面のみから鉛が除去されることとなるためである。このため、ワーク５０ａの外周面には凹凸を生じず、ニッケル・クロムめっき層２０も損なわれないことから、水栓金具５０の外周面は優れた面性状をもち、優れた美観を奏するのである。
【０１０５】
また、実施例１のめっき方法では、水栓金具５０の美観を保つためにワーク５０ａの外周面にニッケル・クロムめっき層２０を厚く施す必要もないため、製造コストの低廉化を実現できる。
【０１０６】
したがって、実施例１のめっき方法によれば、筒状部１０の内周面から水への鉛の溶出量が低減し、優れた美観を奏し、かつ安価な水栓金具５０を製造できることがわかる。
【０１０７】
つまり、実施例１の水栓金具５０では、筒状部１０の内周面側の低鉛含有層３０ｂ中に含まれる鉛の濃度が低いので、その内周面に水を通しても、その水に鉛が溶出し難い。このため、その水栓金具５０から供給される水を人が飲む場合、人の健康に害を及ぼす懸念を払拭できることがわかる。また、その水が河川や下水に排出される場合、環境に与える影響を小さくできることもわかる。
【０１０８】
（実施例２）
実施例２のめっき方法では、図３に示すように、図１３に示す一般的なニッケル・クロムめっき工程によって得られていた在庫としての水栓金具５０について、鉛除去工程Ｓ３を行っている。他の条件は実施例１と同様である。
【０１０９】
こうして実施例２のめっき方法では、過去の鉛の溶出基準に適合していた在庫の水栓金具５０を実施例１と同様の水栓金具５０にすることができる。このため、このめっき方法では、工場内の設計変更をほとんど特別に行う必要なく、新しい鉛の溶出基準に適合させることができる。このため、基準に適合させるために製造コストの高騰化を生じないという効果も奏する。
【０１１０】
（実施例３）
実施例３のめっき方法では、図４に示すように、実施例１によって得られた水栓金具５０について、再度鉛除去工程Ｓ３を行っている。他の条件は実施例１と同様である。
【０１１１】
こうして実施例３のめっき方法では、さらに厳しい鉛の溶出基準が施行されるに至っても、工場内の設計変更をほとんど特別に行う必要なく、その基準に適合した水栓金具５０を得ることができる。鉛除去工程Ｓ３の条件を厳しくすれば、筒状部１０の低鉛含有層３０ｂの鉛を皆無にすることも可能である。このため、このめっき方法においても、基準に適合させるために製造コストの高騰化を生じないという効果も奏する。
【０１１２】
（実施例４）
実施例４のめっき方法では、図５に示すように、鉛除去工程Ｓ３の後に不動態化工程としてのクロメート処理工程Ｓ４を行っている。このクロメート処理工程Ｓ４では、鉛除去工程Ｓ３後のワーク５０ａをクロメート液に１分間浸漬させている。このクロメート液は無水クロム酸を２０〜１００ｇ／ｌ含むとともに、リン酸を１０ｇ／ｌ含む水溶液であり、その温度は室温である。他の構成は実施例１と同様である。
【０１１３】
クロメート処理工程Ｓ４においても、クロメート液中のクロム酸により、クロム酸と鉛とが化学反応を起こし、筒状部１０の内周面に含まれる鉛がさらに除去される。この際、クロム酸とリン酸とが鉛を溶解する化学反応とクロメート皮膜４０（図６参照）を形成する化学反応とを効果的に促進させると考えられる。また、クロムめっき工程Ｓ２２及びクロメート処理工程Ｓ４では、ともにクロム酸を用いることから優れた作業性を発揮する。
【０１１４】
こうして得られる実施例４の水栓金具５０は、図６に示すように、水を通す筒状部１０をもつ鉛含有銅合金からなる母材部３０と、筒状部１０の外周面側で母材部３０と一体をなし、鉛の濃度が母材部３０と等しい鉛含有層３０ａと、鉛含有層３０ａの外周面側に形成されたニッケル・クロムめっき層２０と、筒状部１０の内周面側で母材部３０と一体をなし、鉛の濃度が母材部３０より低い低鉛含有層３０ｂと、低鉛含有層３０ｂの内周面側に形成されたクロメート皮膜４０とからなる。
【０１１５】
この水栓金具５０では、低鉛含有層３０ｂの内周面にクロメート皮膜４０が形成されているため、筒状部１０の内周面に残存する鉛はクロメート皮膜４０により不動態化されて溶け出しにくくなる。
【０１１６】
｛第２発明｝
以下、第２発明を具体化した実施例１、２と試験とを比較例１、２とともに図面を参照しつつ説明する。
【０１１７】
（実施例１）
実施例１の鉛浸出防止方法では、まず以下の材料１、２の２種類の鉛含有銅合金を用意する。材料１は、鉛５質量％、銅８５質量％、亜鉛５質量％、スズ５質量％からなる青銅である。また、材料２は、鉛２質量％、銅６３質量％、亜鉛３５質量％からなる黄銅である。
【０１１８】
そして、図１２に示すように、これらの鉛含有銅合金のインゴッドを切削することにより水栓金具用の各ワーク５０ａをそれぞれ得る。ワーク５０ａは、図９に示すように、水を通す筒状部１０をもつ。そして、図８に示すように、各ワーク５０ａに前処理を行う前処理工程Ｓ１と、この前処理工程Ｓ１後に各ワーク５０ａの外周面にニッケル・クロムめっき層を施すめっき工程Ｓ２と、このめっき工程Ｓ２後に各ワーク５０ａの表面にリンを含む皮膜を形成する皮膜形成工程Ｓ３とを順次行う。
【０１１９】
前処理工程Ｓ１は、図１３に示す一般的なめっき方法と同様、脱脂工程Ｓ１１と、陰極電解工程Ｓ１２と、酸活性工程Ｓ１３と、これらの工程間に設けられる水洗工程（図略）とを有している。ここで、脱脂工程Ｓ１１では、各ワーク５０ａをｐＨ１１のアルカリ液に５分間浸漬して各ワーク５０ａの全表面の脱脂を行う。このアルカリ液は、水酸化ナトリウムを数ｇ／ｌ含むとともに、界面活性剤とキレート剤と酸化剤とを含む水溶液であり、その温度は４０°Ｃである。また、陰極電解工程Ｓ１２では、同様のアルカリ液中において、各ワーク５０ａを陰極とすることによって、各ワーク５０ａの全表面のさらなる脱脂を行う。さらに、酸活性工程Ｓ１３では、各ワーク５０ａを室温、ｐＨ２の硫酸水溶液で洗浄して各ワーク５０ａの全表面を活性化している。なお、これらの工程Ｓ１１〜Ｓ１３間では、水洗工程（図略）として各ワーク５０ａの水洗を行う。
【０１２０】
図８に示すように、めっき工程Ｓ２も、図１３に示す一般的なめっき方法と同様、ニッケルめっき工程Ｓ２１と、クロムめっき工程Ｓ２２とを有している。ニッケルめっき工程Ｓ２１では、ニッケルめっき浴を用いて各ワーク５０ａの外周面にニッケルめっき層を施している。また、クロムめっき工程Ｓ２２では、クロムめっき浴を用いてニッケルめっき工程Ｓ２１後の各ワーク５０ａの外周面にクロムめっき層を施している。このクロムめっき浴中にはフッ化物としてのケイフッ化ナトリウムが５〜１０ｇ／ｌ含まれている。このクロムめっき工程Ｓ２２では、クロムめっき浴中のクロム酸により、クロム酸と鉛とが化学反応を起こし、筒状部１０の内周面に含まれる鉛が除去される。この際、クロムめっき浴中で形成されたクロム酸鉛がフッ化物によって溶解されると考えられる。なお、これらの工程Ｓ２１、Ｓ２２間では、水洗工程（図略）として各ワーク５０ａの水洗を行っている。
【０１２１】
そして、実施例１の鉛浸出防止方法では、図８に示すように、めっき工程Ｓ２の後、皮膜形成工程Ｓ３が備えられている。この皮膜形成工程Ｓ３では、めっき工程Ｓ２後のワーク５０ａを処理液に１０分間浸漬している。
【０１２２】
この処理液は、リン酸（Ｈ3ＰＯ4）０．９質量％の水溶液であり、その温度は５０°Ｃである。
【０１２３】
こうして、図９に示すように、処理液が筒状部１０の内周面の銅及び／又は鉛と反応を起こし、筒状部１０の内周面にリンを含む皮膜４０を形成する。なお、この皮膜形成工程Ｓ３の前後にも水洗工程（図略）としての各ワーク５０ａの水洗を行っている。
【０１２４】
以上の鉛浸出防止方法により、図１２に示す各水栓金具５０がめっき製品として得られる。この各水栓金具５０は、図９に示すように、水を通す筒状部１０をもつ鉛含有銅合金からなる母材部３０と、筒状部１０の外周面側で母材部３０と一体をなし、鉛の濃度が母材部３０と等しい鉛含有層３０ａと、鉛含有層３０ａの外周面側に形成されたニッケル・クロムめっき層２０と、筒状部１０の内周面側で母材部３０と一体をなし、鉛の濃度が母材部３０と等しい鉛含有層３０ｂと、鉛含有層３０ｂの内周面側に形成されたリンを含む皮膜４０とからなる。各水栓金具５０は筒状部１０内に水Ｗが通されて活用されることとなる。
【０１２５】
（実施例２）
実施例２の鉛浸出防止方法においても、実施例１と同様に、材料１、２の２種類の鉛含有銅合金から、図１２に示す水栓金具用の各ワーク５０ａをそれぞれ得る。
【０１２６】
実施例２の鉛浸出防止方法が実施例１の鉛浸出防止方法と異なる点は、図１０に示すように、めっき工程Ｓ２と皮膜形成工程Ｓ３との間に、各ワーク５０ａの鉛を除去する鉛除去工程Ｓ４を設けていること及び皮膜形成工程Ｓ３の処理時間が異なることである。
【０１２７】
この鉛除去工程Ｓ４では、めっき工程Ｓ２後の各ワーク５０ａを活性アルカリ液としてのｐＨ１４のエッチング液に３分間浸漬している。このエッチング液は、水酸化ナトリウム５質量％の水溶液であり、その温度は５０°Ｃである。こうして、エッチング液が筒状部１０の内周面の鉛と化学反応を起こし、その鉛を溶解して除去する。この際、エッチング液が活性アルカリ液であるため、鉛含有銅合金の銅は反応せず、鉛だけが反応する。なお、この鉛除去工程Ｓ４の前後にも水洗工程（図略）としての各ワーク５０ａの水洗を行っている。
【０１２８】
また、皮膜形成工程Ｓ３では、鉛除去工程Ｓ４後のワーク５０ａを処理液に３分間浸漬している。他の条件は実施例１と同様である。
【０１２９】
こうして実施例２の鉛浸出防止方法により、実施例１と同様、図１２に示す各水栓金具５０がめっき製品として得られる。この各水栓金具５０は、図１１に示すように、水を通す筒状部１０をもつ鉛含有銅合金からなる母材部３０と、筒状部１０の外周面側で母材部３０と一体をなし、鉛の濃度が母材部３０と等しい鉛含有層３０ａと、鉛含有層３０ａの外周面側に形成されたニッケル・クロムめっき層２０と、筒状部１０の内周面側で母材部３０と一体をなし、鉛の濃度が母材部３０より低い低鉛含有層３０ｃと、低鉛含有層３０ｃの内周面側に形成されたリンを含む皮膜４０とからなる。
【０１３０】
（比較例１）
比較例１の鉛浸出防止方法においても、実施例１と同様に、材料１、２の２種類の鉛含有銅合金から、図１２に示す水栓金具用の各ワーク５０ａをそれぞれ得る。
【０１３１】
ただし、比較例１では、図１３に示す一般的なニッケル・クロムめっき方法によりニッケル・クロムめっき層を施すのみで、特に鉛浸出防止方法を行わない。他の条件は実施例１と同様である。
【０１３２】
こうして比較例１のめっき方法により比較例１の水栓金具５０がめっき製品として得られる。
【０１３３】
（比較例２）
比較例２の鉛浸出防止方法においても、実施例１と同様に、材料１、２の２種類の鉛含有銅合金から、図１２に示す水栓金具用の各ワーク５０ａをそれぞれ得る。
【０１３４】
ただし、比較例２の鉛浸出防止方法は、図１０に示す実施例２の鉛浸出防止方法において、皮膜形成工程Ｓ３を設けないものである。また、鉛除去工程Ｓ４においては、各ワーク５０ａを活性アルカリ液としてのｐＨ１４のエッチング液に１０分間浸漬する点においても実施例２と異なる。他の条件は実施例２と同様である。
【０１３５】
こうして比較例２の鉛浸出防止方法により比較例２の水栓金具５０がめっき製品として得られる。
【０１３６】
（評価）
実施例１、２及び比較例１、２の水栓金具５０について、ＪＩＳＳ３２００−７（１９９７年）「水道用器具−浸出性能試験方法」により、筒状部１０内を通る水に浸出した鉛の濃度（ｐｐｂ）を測定した。結果を表２に示す。
【０１３７】
【表２】
【０１３８】
表２より、比較例１の水栓金具５０は、めっき工程Ｓ２の後に皮膜形成工程Ｓ３を行わないため、浸出する鉛の濃度が高いことがわかる。
【０１３９】
また、比較例２の水栓金具５０は、めっき工程Ｓ２後に皮膜形成工程Ｓ３を行わないものの、鉛除去工程Ｓ４を行っているため、材料２については浸出する鉛の濃度が低くなることがわかる。ただし、材料１については浸出する鉛の濃度があまり低くならない。また、浸出する鉛の濃度をある程度低くするためには、鉛除去工程Ｓ４において、各ワーク５０ａをエッチング液に比較的長時間浸漬することが好ましいことがわかる。
【０１４０】
これらに対し、実施例１の水栓金具５０は、めっき工程Ｓ２後に皮膜形成工程Ｓ３を行っているため、材料１、２の両方において、浸出する鉛の濃度が低いことがわかる。ただし、実施例１においても、浸出する鉛の濃度をある程度低くするためには、各ワーク５０ａを処理液に比較的長時間浸漬することが好ましいことがわかる。
【０１４１】
さらに、実施例２の水栓金具５０は、めっき工程Ｓ２後に鉛除去工程Ｓ４及び皮膜形成工程Ｓ３を行っているため、浸出する鉛の濃度が極めて低いことがわかる。また、実施例２では、皮膜形成工程Ｓ３を行っているため、鉛除去工程Ｓ４において各ワーク５０ａをエッチング液に３分間浸漬するだけで十分である。つまり、実施例２では鉛除去工程Ｓ４及び皮膜形成工程Ｓ３の両工程を行っているものの、それらの合計の所要時間は６分であり、比較例２の鉛除去工程Ｓ４の所要時間１０分間と比べて短時間であることから、実施例２が作業性に優れることがわかる。
【０１４２】
このように、実施例１及び２の水栓金具５０において浸出する鉛の濃度が低いのは、皮膜形成工程Ｓ３において筒状部１０の内周面に形成されたリンを含む皮膜４０により、鉛の浸出を防止することができるためであると考えられる。
【０１４３】
また、この実施例１及び２の鉛浸出防止方法では、処理液として水にリン酸又はリン酸塩を添加したクロム酸を含まないものを用いており、リン酸又はリン酸塩は、クロムめっき層を形成するためのクロム酸を含むクロムめっき浴や不動態化を行うためのクロム酸を含むクロメート液に比して毒性がほとんどない。このため、処理液を接触させた後の各ワーク５０ａを洗浄した洗浄液や廃液に対して中和や希釈を行うだけでそれら洗浄液等を処分することができる。そのため、洗浄液等の管理も簡易となる。
【０１４４】
したがって、実施例１及び２の鉛浸出防止方法によれば、筒状部１０の内周面から水への鉛の浸出量が低減し、かつ安価な水栓金具５０を製造できることがわかる。
【０１４５】
つまり、実施例１及び２の水栓金具５０では、筒状部１０の内周面に形成されたリンを含む皮膜４０により、鉛の浸出を防止することができるため、その内周面に水を通しても、その水に鉛が浸出し難い。このため、その水栓金具５０から供給される水を人が飲む場合、人の健康に害を及ぼす懸念を払拭できることがわかる。また、その水が河川や下水に排出される場合、環境に与える影響を小さくできることもわかる。
【０１４６】
（試験）
以下に示す材料３の鉛含有銅合金から、実施例１と同様、図１２に示す水栓金具用の複数のワーク５０ａを得る。材料３は、鉛５質量％、銅８５質量％、亜鉛５質量％、スズ５質量％からなる青銅である。
【０１４７】
これらのワーク５０ａについて、図１０に示すように、実施例２と同様、前処理工程Ｓ１、めっき工程Ｓ２、鉛除去工程Ｓ４及び皮膜形成工程Ｓ３の順に処理を行い、試料１〜６の水栓金具５０がめっき製品として得られる。
【０１４８】
（評価）
これら試料１〜６の水栓金具５０について、上記「水道用器具−浸出性能試験方法」により、筒状部１０内を通る水に浸出した鉛の濃度（ｐｐｂ）を測定した。この際、試料１〜６の水栓金具５０について行った皮膜形成工程Ｓ３は、リン酸濃度（質量％）、処理液温度（°Ｃ）及び処理時間（秒）の処理条件が異なる。その他の条件は実施例２と同様である。試料１の水栓金具５０についての処理条件を標準とした結果を表３に示す。
【０１４９】
【表３】
【０１５０】
表３より、以下のことがわかる。試料１〜３の水栓金具５０のデータより、リン酸（Ｈ3ＰＯ4）の濃度は０．９質量％程度が望ましいが、０．０１〜１０．０質量％の間であれば、浸出する鉛の濃度はそれほど変わらず、十分な効果が得られる。
【０１５１】
また、処理液の温度は高いほど好ましいことが推察されるが、試料４の水栓金具５０のデータより、処理液の温度が５°Ｃまで下がっても、浸出する鉛の濃度はそれほど変わらず、十分な効果が得られることがわかる。このため、本発明の方法は、冬季等においても、十分な効果を奏し得ることがわかる。
【０１５２】
さらに、処理時間は長いほど好ましいことが推察されるが、試料５、６の水栓金具５０のデータより、処理時間が５秒と短時間であっても浸出する鉛の濃度はそれほど変わらず、十分な効果が得られることがわかる。このため、本発明の方法は、比較的短時間の処理においても、十分な効果を奏し得ることがわかる。
【０１５３】
以上の実施例及び適用例は例示であり、第１、２発明はその主旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた態様で実施可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１５４】
第１発明の鉛除去方法では、筒状部の内周面から水への鉛の溶出量が低減し、優れた美観を奏し、かつ安価なめっき製品を製造することができる。
【０１５５】
第２発明の鉛浸出防止方法によれば、鉛含有銅合金製品から水への鉛の浸出量を簡易に低減させることができる。このため、この鉛浸出防止方法では、鉛の浸出の防止と、製造コストの低廉化とを実現できる。また、第２発明の水栓金具は、水への鉛の浸出量が低減し、かつ簡易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、第１発明の実施例１に係るめっき方法の工程図である。
図２は、第１発明の実施例１のめっき方法によって得られた水栓金具の断面図である。
図３は、第１発明の実施例２に係るめっき方法の工程図である。
図４は、第１発明の実施例３に係るめっき方法の工程図である。
図５は、第１発明の実施例４に係るめっき方法の工程図である。
図６は、第１発明の実施例４のめっき方法によって得られた水栓金具の断面図である。
図７は、第１発明の水栓金具の斜視図である。
図８は、第２発明の実施例１に係る鉛浸出防止方法の工程図である。
図９は、第２発明の実施例１の鉛浸出防止方法によって得られた水栓金具の断面図である。
図１０は、第２発明の実施例２に係る鉛浸出防止方法の工程図である。
図１１は、第２発明の実施例２の鉛浸出防止方法によって得られた水栓金具の断面図である。
図１２は、水栓金具の斜視図である。
図１３は、従来の技術に係るニッケル・クロムめっき方法の工程図である。
【技術分野】
第１発明は、筒状部をもつ鉛含有銅合金製のめっき製品の鉛除去方法及び水栓金具に関する。第２発明は、鉛含有銅合金製品の鉛浸出防止方法及び水栓金具に関する。第２発明の鉛含有銅合金製品の鉛浸出防止方法は水栓金具の製造方法に用いて好適である。
【０００２】
【背景技術】
例えば、水栓金具や水道管等の水道用器具には耐腐食性の観点から青銅や黄銅等の銅合金が用いられており、特に複雑な形状の水栓金具には切削性の観点から鉛含有銅合金が用いられている。水栓金具を構成する鉛含有銅合金は、まず鋳造等の後に切削されることにより、水を通す筒状部をもつ水栓金具用のワークとされる。そして、このワークに主に装飾性の観点からニッケル・クロムめっき方法によるニッケル・クロムめっき層が施され、水栓金具とされる。
【０００３】
一般的なニッケル・クロムめっき方法は、図１３に示すように、そのようなワークに前処理を行う前処理工程Ｓ１と、この前処理工程Ｓ１後にワークの外周面にニッケル・クロムめっき層を施すめっき工程Ｓ２とを備えている。
【０００４】
より詳細には、前処理工程Ｓ１は、ワークをアルカリ液に浸漬してワークの全表面を脱脂する脱脂工程Ｓ１１を有している。ここで用いられるアルカリ液は、通常、水酸化ナトリウム等を水に溶解したアルカリ性の水溶液である。このアルカリ液にワークを浸漬すれば、アルカリ液のｐＨに応じて脱脂が行われる。なお、アルカリ液のｐＨに応じて鉛のエッチングによる除去も行われている。また、前処理工程Ｓ１は、この脱脂工程Ｓ１１の他、アルカリ液中でワークを陰極としてワークの全表面の脱脂をさらに行う陰極電解工程Ｓ１２と、ワークを酸性液で洗浄してワークの全表面を活性化する酸活性工程Ｓ１３と、これらの工程間に設けられる水洗工程とを有し得る。
【０００５】
また、めっき工程Ｓ２は、ニッケルめっき浴を用いて前処理工程Ｓ１後のワークの外周面にニッケルめっき層を施すニッケルめっき工程Ｓ２１と、クロムめっき浴を用いてニッケルめっき工程Ｓ２１後のワークの外周面にクロムめっき層を施すクロムめっき工程Ｓ２２と、これらの工程間に設けられる水洗工程とを有し得る。
【０００６】
こうしてめっき製品として得られた水栓金具は筒状部内に水が通されて活用されることとなる。
【０００７】
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、近年、水に含有されている鉛による健康阻害が危惧されつつあり、水栓金具等のめっき製品の筒状部の内周面からの水への鉛の溶出量を一層低減させたいという要望がある。このため、上記従来の一般的なニッケル・クロムめっき方法において、鉛の除去を行いやすくすべく、単に脱脂工程Ｓ１１でｐＨの高いアルカリ液への浸漬を行うこととすれば、めっき工程Ｓ２前においてワークの全表面から鉛がエッチングにより除去され、ワークの全表面に凹凸を生じやすい。このため、その後にめっき工程Ｓ２を行うことにより、ワークの外周面にめっき層を施したとしても、凹凸がめっき製品の外周面に生じ、めっき製品の外周面は悪い面性状となりやすい。このため、そのめっき製品は美観を損なうこととなってしまう。
【０００８】
この点、ワークの外周面にめっき層を厚く施すことにより、めっき製品の美観を保つこととすれば、製造コストの高騰化を招来してしまうこととなる。
【０００９】
かかる不具合は、鉛含有銅合金製のワークを用い、水を通す筒状部をもつめっき製品全てに生じる。特に、めっき製品が複雑な形状の水栓金具である場合にこの問題が大きい。
【００１０】
また、筒状部をもつ水栓金具では、筒状部の内周面からの水への鉛の浸出量を低減させるべき要望がある。
【００１１】
第１発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、筒状部の内周面から水への鉛の溶出量が低減し、優れた美観を奏し、かつ安価に製造可能なめっき製品を得ることのできる鉛除去方法を提供することを解決すべき課題としている。
【００１２】
また、第１発明は、水への鉛の溶出量が低減し、優れた美観を奏し、かつ安価に製造可能な水栓金具を提供することを解決すべき課題としている。
【００１３】
第２発明は、鉛含有銅合金製品から水への鉛の浸出量を簡易に低減させることのできる鉛含有銅合金製品の鉛浸出防止方法を提供することを解決すべき課題としている。
【００１４】
また、第２発明は、特に、水への鉛の浸出量が低減し、かつ簡易に製造可能な水栓金具を提供することを解決すべき課題としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
第１発明の筒状部をもつ鉛含有銅合金製のめっき製品の鉛除去方法は、水を通す筒状部をもち鉛含有銅合金製のワークの外周面にめっき層を施すめっき工程を行っためっき製品について、該筒状部の内周面から鉛を除去する鉛除去工程を行うことを特徴とする。
【００１６】
第１発明の鉛除去方法では、めっき工程後に鉛除去工程を行うため、ワークの外周面はめっき層に保護されて鉛の除去が行われず、めっき層のないワークの内周面のみから鉛が除去されることとなる。このため、ワークの外周面には凹凸を生じず、めっき層も損なわれないことから、めっき製品の外周面は優れた面性状をもつこととなる。このため、そのめっき製品は優れた美観を奏する。
【００１７】
また、第１発明の鉛除去方法では、めっき製品の美観を保つためにワークの外周面にめっき層を厚く施す必要もないため、製造コストの低廉化を実現できる。
【００１８】
第１発明の鉛除去方法において、水栓金具用のワークを採用すれば、めっき製品としての第１発明の水栓金具が得られる。その水栓金具は、水を通す筒状部をもつ鉛含有銅合金からなる母材部と、該筒状部の外周面側で該母材部と一体をなし、鉛の濃度が該母材部と等しい鉛含有層と、該鉛含有層の外周面側に形成されためっき層と、該筒状部の内周面側で該母材部と一体をなし、鉛の濃度が該母材部より低い低鉛含有層とからなることを特徴とする。
【００１９】
第１発明の水栓金具では、筒状部の内周面側の低鉛含有層中に含まれる鉛の濃度が低いので、その内周面に水を通しても、その水に鉛が溶出し難い。このため、その水栓金具から供給される水を人が飲む場合、人の健康に害を及ぼす懸念を払拭することができる。また、その水が河川や下水に排出される場合、環境に与える影響を小さくすることができる。
【００２０】
また、第１発明の水栓金具では、筒状部の外周面側には鉛の濃度が母材部と等しい鉛含有層が存在し、この鉛含有層の外周面側にめっき層が形成されていることから、鉛含有層には凹凸が存在せず、水栓金具の外観は優れたものとなっている。
【００２１】
さらに、第１発明の水栓金具では、めっき層の厚みを厚くする必要もないため、安価に製造可能である。
【００２２】
第１発明の鉛除去方法では、鉛除去工程の後、筒状部の内周面を不動態化する不動態化工程を備えることが好ましい。こうであれば、不動態化工程により、その内周面が不動態化されるので、低鉛含有層からの鉛の溶出量をより一層低減することができる。
【００２３】
第１発明の鉛除去方法では、鉛除去工程は筒状部の内周面から鉛をエッチング可能なエッチング液への浸漬により行うことができる。エッチング液は、内周面の鉛と化学反応を起こし、その鉛を溶解して除去することができるからである。
【００２４】
エッチング液としては酸性液やアルカリ液を用いることが考えられる。しかし、銅は酸に反応するのに対し、両性金属である鉛は酸にもアルカリにも反応するので、エッチング液としてはアルカリ液を用いることが好ましい。特に、活性アルカリ液を採用することが好ましい。その活性アルカリ液はｐＨが１２〜１４の範囲を示すようなアルカリ液をいう。ｐＨがこの範囲の活性アルカリ液によれば、その活性アルカリ液は内周面の鉛と化学反応を起こしやすいので、その鉛を溶解して除去しやすい。このような活性アルカリ液は、主に炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、リン酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、オルケイ酸ナトリウム、水酸化カリウム等の水溶液である。
【００２５】
このようなエッチング液は界面活性剤を含むことが好ましい。エッチング液が界面活性剤を含めば、そのエッチング液の表面張力を低下させることができるので、筒状部の内周面に対するエッチング液の浸透性及び湿潤性を向上させることができる。このため、その内周面に含まれる鉛とエッチング液との化学反応を起こしやすい。
【００２６】
界面活性剤としては、アニオン界面活性剤やノニオン界面活性剤を用いることができる。アニオン界面活性剤としては、例えば、高級脂肪酸ナトリウム、硫酸化油、高級アルコール硫酸エステルナトリウム、アルキルベンゼン硫酸ナトリウム、高級アルキルエーテル硫酸エステルナトリウム、α−オレフィン硫酸ナトリウム等を採用することができる。また、ノニオン界面活性剤としては、例えば、アルキルポリオキシエチレンエーテル、アルキルフェニルポリオキシエチレンエーテル、脂肪酸エチレンオキサイド付加物、ポリプロピレングリコールエチレンオキサイド付加物等を採用することができる。
【００２７】
また、エッチング液にキレート剤を含ませることも好ましい。キレート剤が鉛と化学反応を起こして水溶性の錯体が形成されるので、筒状部の内周面に含まれている鉛の除去を容易にすることができる。
【００２８】
キレート剤としては、例えば、エチレンジアミン、チオ尿素、酒石酸、ロッシェル塩、ＥＤＴＡ、トリエタノールアミン等を採用することができる。
【００２９】
さらに、エッチング液に酸化剤を含ませることも好ましい。すなわち、活性アルカリ液であるエッチング液だけで筒状部の内周面に含まれている鉛を除去しようとすると、鉛は次の化学反応により溶解することとなる。
【００３０】
（化１）
Ｐｂ＋２ＮａＯＨ→Ｎａ2ＰｂＯ2＋Ｈ2
【００３１】
これに対し、活性アルカリ液であるエッチング液に酸化剤を含めば、まず酸化剤が鉛と以下の化２に示す化学反応を起こし、酸化鉛が形成される。
【００３２】
（化２）
２Ｐｂ＋Ｏ2→２ＰｂＯ
【００３３】
そして、酸化鉛は活性アルカリ液であるエッチング液に溶け、以下の化３に示す化学反応を起こし、酸化鉛塩が形成される。
【００３４】
（化３）
ＰｂＯ＋２ＮａＯＨ→Ｎａ2ＰｂＯ2＋Ｈ2Ｏ
【００３５】
上記化１のみの反応よりも上記化１及び化２の反応の方が迅速に行われるため、こうして活性アルカリ液であるエッチング液に酸化剤を含ませた方が筒状部の内周面に含まれている鉛の除去を容易にすることができる。
【００３６】
酸化剤としては、例えば、メタニトロベンゼンズルホン酸ナトリウム、パラニトロ安息香酸ナトリウム、次亜塩素酸塩、さらし粉、過酸化水素、過マンガン酸カリウム、過硫酸塩、過塩素酸塩等を採用することができる。
【００３７】
第１発明の鉛除去方法では、めっき工程はクロム酸を含むクロムめっき浴を用いるクロムめっき工程を有し、不動態化工程はクロム酸を含むクロメート液へワークを浸漬するクロメート処理工程を有することすることが好ましい。
【００３８】
まず、クロムめっき工程では、クロムめっき浴中のクロム酸により、クロム酸と鉛とが以下の化４に示す化学反応を起こし、クロム酸鉛が形成される。クロム酸鉛は難溶性のため不動態となる。このため、ワークの外周面から鉛は溶出しない。
【００３９】
（化４）
Ｐｂ2+＋ＣｒＯ4 2-→ＰｂＣｒＯ4
【００４０】
この後、鉛除去工程を経て行われるクロメート処理工程においても、クロメート液中のクロム酸により、クロム酸と鉛とが上述の化４に示した化学反応を起こし、クロム酸鉛が形成される。こうしてワークにおける筒状部の内周面に僅かに含まれる鉛についても溶出しない。また、これらクロムめっき工程及びクロメート処理工程では、ともにクロム酸を用いることから優れた作業性を発揮する。
【００４１】
かかるクロメート処理工程では筒状部の内周面に以下の化５〜化７の化学反応によりクロメート皮膜（ｘＣｒ2Ｏ3・ｙＣｒＯ3・ｚＨ2Ｏ）が形成される。
【００４２】
（化５）
Ｐｂ→Ｐｂ2-＋２ｅ-
【００４３】
（化６）
ＣｒＯ4 2-＋８Ｈ+＋３ｅ-→Ｃｒ3+＋４Ｈ2Ｏ
【００４４】
（化７）
ＣｒＯ4 2-＋Ｃｒ3+＋Ｈ+→ｘＣｒ2Ｏ3・ｙＣｒＯ3・ｚＨ2Ｏ
【００４５】
こうして得られた水栓金具では、低鉛含有層の内周面にクロメート皮膜が形成されることとなるため、筒状部の内周面に残存する鉛はクロメート皮膜により不動態化されて溶け出しにくくなる。
【００４６】
クロメート液としては、クロム酸の他、例えば、硫酸等を含むものを採用することができる。また、これらにクロム酸塩、シュウ酸、酢酸、フッ酸、硝酸等を添加したものも採用することもできる。さらに、亜鉛めっき等に用いるクロメート剤をクロメート液としてもよい。
【００４７】
第１発明で用いるクロムめっき浴にはフッ化物を含ませることが好ましい。クロムめっき浴中で形成されたクロム酸鉛はフッ化物によって溶解されることが考えられるからである。フッ化物としては、フッ化亜鉛、フッ化アルミニウム、フッ化アンチモン、フッ化アンモニウム、フッ化イオウ、フッ化ウラン、フッ化塩素、フッ化オスミウム、フッ化カドミウム、フッ化カリウム、フッ化カルシウム、フッ化キセノン、フッ化銀、フッ化クロム、フッ化珪素、フッ化ゲルマニウム、フッ化コバルト、フッ化酸素、フッ化シアン、フッ化臭素、フッ化ジルコニウム酸塩、フッ化スズ酸塩、フッ化ストロンチウム、フッ化タリウム、フッ化タンタル酸塩、フッ化窒素、フッ化鉄、フッ化銅、フッ化ナトリウム、フッ化ニオブ酸塩、フッ化ニッケル、フッ化バリウム、フッ化ヒ素、フッ化ホウ素、フッ化ホウ素酸、フッ化マグネシウム、フッ化マンガン、フッ化メチル、フッ化ヨウ素、フッ化ヨウ素酸塩、フッ化リチウム、フッ化リン、フッ化レリウム等を用いることができる。フッ化物としての例えばフッ化珪素は鉛と以下の化８に示す化学反応を起こし、フッ化鉛を形成することも考えられる。こうして筒状部の内周面に含まれる鉛を除去することができる。
【００４８】
（化８）
ＰｂＣｒＯ4＋Ｈ2ＳｉＦ6→ＰｂＳｉＦ6＋Ｈ2ＣｒＯ4
【００４９】
第１発明で用いるクロメート液にはリン酸を含ませることが好ましい。クロム酸とリン酸とが鉛を溶解する化学反応とクロメート皮膜を形成する化学反応とを効果的に促進させると考えられるからである。このため、筒状部の内周面に含まれる鉛を効果的に溶解することができるとともに、その内周面にクロメート皮膜を効果的に形成することができる。また、リン酸に代えて、リン酸アンモニウム、リン酸エステル、リン酸カリウム、リン酸カルシウム、リン酸鉄、リン酸トリ−ｎ−ブチル、リン酸トリクレシル、リン酸トリフェニル、リン酸ナトリウム、リン酸ニ水素アンモニウム、リン酸ニ水素カリウム、リン酸マグネシウム、リン酸マグネシウムアンモニウム、リン酸リチウム、リン脂質、リン青銅、リンタングステン酸、リンタングステン酸塩、リンモリブデン酸、リンモリブデン酸塩等を採用してもよいと考えられる。
【００５０】
このようにして得られた水栓金具では、最も好ましくは、低鉛含有層に鉛を含まないことである。低鉛含有層に鉛を含まなければ、内周面を通る水に鉛が溶出せず、奥側の鉛が低鉛含有層を経て溶出することも少ない。
【００５１】
第２発明の課題解決のために試行錯誤の研究を行い、鉛含有銅合金製のワークをリン酸水溶液等の処理液に浸漬すれば、ワークの表面にリンを含む皮膜が形成され、これにより 上記課題を解決できることを発見し、第２発明を完成させるに至った。
【００５２】
第２発明の鉛含有銅合金製品の鉛浸出防止方法は、外周面にニッケル・クロムめっき層を施した鉛含有銅合金製のワークと、水にリン酸又はリン酸塩を添加したクロム酸を含まない処理液とを用意し、該ワークに該処理液を接触させて該ワークの表面にリンを含む皮膜を形成する皮膜形成工程を備え、
該皮膜形成工程より前に、鉛をエッチング可能なエッチング液である活性アルカリ液への浸漬によりワークの内周面から鉛を除去する鉛除去工程を行うことを特徴とする。
【００５３】
第２発明の鉛浸出防止方法では、皮膜形成工程で形成した皮膜が鉛の浸出を防止する。この皮膜は、例えば、第一リン酸亜鉛（Ｚｎ（Ｈ2ＰＯ4）2）とリン酸（Ｈ3ＰＯ4）とを主成分とする処理液を用いた場合、以下のように生成されるものと考えられる。
【００５４】
まず、鉛含有銅合金製のワークにそのような処理液を接触させると、化９に示すように、リン酸によって銅が処理液中に溶解して銅イオンを生じる。
【００５５】
（化９）
Ｃｕ＋２Ｈ+→Ｃｕ2+＋Ｈ2
【００５６】
また、そのワークの表面に鉛が存在するのであれば、化１０に示すように、リン酸によって鉛も処理液中に溶解して鉛イオンを生じ得る。
【００５７】
（化１０）
Ｐｂ＋２Ｈ+→Ｐｂ2+＋Ｈ2
【００５８】
ここで、第一リン酸亜鉛は、化１１に示すように、処理液中において一部が解離している。
【００５９】
（化１１）
Ｚｎ（Ｈ2ＰＯ4）2→ＺｎＰＯ4 -＋Ｈ3ＰＯ4＋Ｈ+
【００６０】
このため、処理液中の銅イオン及び／又は鉛イオンは、以下の化１２及び／又は化１３に示す化学反応を起こし、ワークの表面にリンを含む皮膜を形成するものと考えられる。
【００６１】
（化１２）
Ｃｕ2+＋２ＺｎＰＯ4 -→Ｚｎ2Ｃｕ（ＰＯ4）2
【００６２】
（化１３）
Ｐｂ2+＋２ＺｎＰＯ4 -→Ｚｎ2Ｐｂ（ＰＯ4）2
【００６３】
また、Ｚｎ2Ｃｕ（ＰＯ4）2、Ｚｎ2Ｐｂ（ＰＯ4）2以外にも、Ｚｎ3（ＰＯ4）2・４Ｈ2Ｏ又は／及びＺｎ（Ｈ2ＰＯ4）2の不活性な結晶からなる皮膜が形成されているものとも考えられる。発明者らの実験結果によれば、こうして形成された皮膜により、鉛の浸出を防止することができる。
【００６４】
また、この鉛浸出防止方法では、処理液として水にリン酸又はリン酸塩を添加したクロム酸を含まないものを用いており、リン酸又はリン酸塩は、クロムめっき層を形成するための六価のクロムからなるクロム酸を含むクロムめっき浴や不動態化を行うためのクロム酸を含むクロメート液に比して毒性がほとんどない。このため、処理液を接触させた後のワークを洗浄した洗浄液や廃液に対して中和や希釈を行うだけでそれら洗浄液等を処分することができる。そのため、特開２０００−９６２６９号公報や特開２０００−９６２７０号公報に開示されるようなクロム酸を含むクロメート液の処分に比して、洗浄液等の管理も簡易となる。
【００６５】
第２発明に係るリン酸とは、五酸化リン（Ｐ2Ｏ5）が種々の程度に水化して生じる一連の酸（Ｐ2Ｏ5・ｎＨ2Ｏ）である。例えば、オルトリン酸（Ｈ3ＰＯ4（０．５Ｐ2Ｏ5・１．５Ｈ2Ｏ））、メタリン酸（ＨＰＯ3（０．５Ｐ2Ｏ5・０．５Ｈ2Ｏ））等である。
【００６６】
また、第２発明に係るリン酸塩としては、リン酸亜鉛系、リン酸マンガン系、リン酸鉄系、リン酸亜鉛・カルシウム系等を採用することができる。リン酸亜鉛系としては、第１リン酸亜鉛（Ｚｎ（Ｈ2ＰＯ4）2）を主成分とするもの等がある。その他、リン酸ナトリウム（ＮａＨ2ＰＯ4、Ｎａ2ＨＰＯ4等）、リン酸アルミニウム（Ａｌ（Ｈ2ＰＯ4）3等）、リン酸アンモニウム（ＮＨ4Ｈ2ＰＯ4等）等がある。
【００６７】
第２発明における処理液のリン酸又はリン酸塩の濃度は０．０１〜１０．０質量％であることが好ましい。発明者らの実験結果によれば、リン酸又はリン酸塩の濃度が０．０１〜１０．０質量％であれば、ワークの表面にリンを含む皮膜が形成し易いことがわかった。
【００６８】
また、第２発明の鉛浸出防止方法では、皮膜形成工程より前に、ワークの表面から鉛を除去する鉛除去工程を行うことが好ましい。これにより、皮膜形成工程より前において、ワークの表面側に鉛の濃度が低い低鉛含有層を形成することができるため、ワークから鉛が浸出することをより防止することができる。
【００６９】
鉛除去工程は、鉛をエッチング可能なエッチング液への浸漬により行うことができる。エッチング液は、ワークの表面の鉛と化学反応を起こし、その鉛を溶解して除去することができるからである。
【００７０】
エッチング液としては酸性液やアルカリ液を用いることが考えられる。しかし、銅は酸に反応するのに対し、両性金属である鉛は酸にもアルカリにも反応するので、エッチング液としてはアルカリ液を用いることが好ましい。特に、活性アルカリ液を採用することが好ましい。その活性アルカリ液はｐＨが１２〜１４の範囲を示すようなアルカリ液をいう。ｐＨがこの範囲の活性アルカリ液によれば、その活性アルカリ液は表面の鉛と化学反応を起こしやすいので、その鉛を溶解して除去しやすい。このような活性アルカリ液は、主に炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、リン酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、オルケイ酸ナトリウム、水酸化カリウム等の水溶液である。
【００７１】
このようなエッチング液は界面活性剤を含むことが好ましい。エッチング液が界面活性剤を含めば、そのエッチング液の表面張力を低下させることができるので、表面に対するエッチング液の浸透性及び湿潤性を向上させることができる。このため、その表面に含まれる鉛とエッチング液との化学反応を起こしやすい。
【００７２】
界面活性剤としては、アニオン界面活性剤やノニオン界面活性剤を用いることができる。アニオン界面活性剤としては、例えば、高級脂肪酸ナトリウム、硫酸化油、高級アルコール硫酸エステルナトリウム、アルキルベンゼン硫酸ナトリウム、高級アルキルエーテル硫酸エステルナトリウム、α−オレフィン硫酸ナトリウム等を採用することができる。また、ノニオン界面活性剤としては、例えば、アルキルポリオキシエチレンエーテル、アルキルフェニルポリオキシエチレンエーテル、脂肪酸エチレンオキサイド付加物、ポリプロピレングリコールエチレンオキサイド付加物等を採用することができる。
【００７３】
また、エッチング液にキレート剤を含ませることも好ましい。キレート剤が鉛と化学反応を起こして水溶性の錯体が形成されるので、表面に含まれている鉛の除去を容易にすることができる。
【００７４】
キレート剤としては、例えば、エチレンジアミン、チオ尿素、酒石酸、ロッシェル塩、ＥＤＴＡ、トリエタノールアミン等を採用することができる。
【００７５】
さらに、エッチング液に酸化剤を含ませることも好ましい。すなわち、活性アルカリ液であるエッチング液だけで表面に含まれている鉛を除去しようとすると、例えばエッチング液として水酸化ナトリウム水溶液を採用した場合、鉛は次の化学反応により溶解することとなる。
【００７６】
（化１４）
Ｐｂ＋２ＮａＯＨ→Ｎａ2ＰｂＯ2＋Ｈ2
【００７７】
これに対し、活性アルカリ液であるエッチング液に酸化剤を含めば、まず酸化剤が鉛と以下の化１５に示す化学反応を起こし、酸化鉛が形成される。
【００７８】
（化１５）
２Ｐｂ＋Ｏ2→２ＰｂＯ
【００７９】
そして、酸化鉛は活性アルカリ液であるエッチング液に溶け、以下の化１６に示す化学反応を起こし、酸化鉛塩が形成される。
【００８０】
（化１６）
ＰｂＯ＋２ＮａＯＨ→Ｎａ2ＰｂＯ2＋Ｈ2Ｏ
【００８１】
上記化１４のみの反応よりも上記化１５及び化１６の反応の方が迅速に行われるため、こうして活性アルカリ液であるエッチング液に酸化剤を含ませた方が表面に含まれている鉛の除去を容易にすることができる。
【００８２】
酸化剤としては、例えば、メタニトロベンゼンズルホン酸ナトリウム、パラニトロ安息香酸ナトリウム、次亜塩素酸塩、さらし粉、過酸化水素、過マンガン酸カリウム、過硫酸塩、過塩素酸塩等を採用することができる。
【００８３】
第２発明の鉛浸出防止方法は、ワークを外周面にニッケル・クロムめっき層を施しためっき品として、このめっき品について鉛除去工程を行う場合に特に有利な効果がある。すなわち、めっき品であるワークの外周面はニッケル・クロムめっき層に保護された状態で鉛除去工程が行われる。このため、そのワークは、外周面では何ら影響を受けず、ニッケル・クロムめっき層のない内周面のみから鉛が除去されることとなる。このため、ワークの外周面には凹凸を生じず、ニッケル・クロムめっき層も損なわれないことから、めっき品の外周面は優れた面性状をもつこととなる。このため、そのめっき品は優れた美観を奏する。
【００８４】
また、この鉛浸出防止方法では、めっき前のワークに対して鉛除去工程を行わないことから、めっき前のワークは面性状が悪化していない。このため、この鉛浸出防止方法では、めっき前のワークに対して鉛除去工程を行うことにより悪化した面性状を隠蔽すべく、ワークの外周面にめっき層を厚く施す必要もないため、さらに製造コストの低廉化を実現できる。
【００８５】
一方、第２発明の水栓金具は、水を通す筒状部をもつ鉛含有銅合金からなる母材部と、該筒状部の外周面側で該母材部と一体をなし、鉛の濃度が母材部と等しい鉛含有層と、該鉛含有層の外周面側に形成されたニッケル・クロムめっき層と、該筒状部の内周面側で該母材部と一体をなし、鉛の濃度が該母材部より低い低鉛含有層と、該低鉛含有層の表面に形成されたリンを含み、クロムを含まない皮膜とを有することを特徴とする。
【００８６】
この水栓金具では、筒状部の内周面側にリンを含み、クロムを含まない皮膜が形成されているため、筒状部に水を通しても、母材部に含まれる鉛が浸出することはない。このため、この水栓金具から供給される水を人が飲む場合、人の健康に害を及ぼす懸念を払拭することができる。また、その水が河川や下水に排出される場合、環境に与える影響を小さくすることができる。
【００８７】
また、この水栓金具では、処理液として水にリン酸又はリン酸塩を添加したクロム酸を含まないものを用いており、洗浄液等の管理も簡易となり、ひいては製造コストの低廉化を実現することができる。
【００８８】
第２発明の水栓金具は、筒状部の外周面側で母材部と一体をなし、鉛の濃度が母材部と等しい鉛含有層と、鉛含有層の外周面側に形成されたニッケル・クロムめっき層と、筒状部の内周面側で母材部と一体をなし、鉛の濃度が母材部より低い低鉛含有層とを有し、皮膜を低鉛含有層の表面に形成させたものである。これにより、筒状部の内周面側に鉛の濃度が低い低鉛含有層を形成することができるため、ワークから鉛が浸出することをより防止することができる。
【００８９】
【発明を実施するための最良の形態】
｛第１発明｝
以下、第１発明を具体化した実施例１〜４を比較例１、２とともに図面を参照しつつ説明する。
【００９０】
（実施例１）
実施例１では鉛除去方法をニッケル・クロムめっき方法の一部として具体化している。このめっき方法では、図７に示すように、まず鋳造等したＪＩＳＣＡＣ４０６（青銅６種）の鉛含有銅合金を切削することにより得た水栓金具用のワーク５０ａを用意する。このワーク５０ａは水を通す筒状部１０（図２参照）をもつ。そして、図１に示すように、ワーク５０ａに前処理を行う前処理工程Ｓ１と、この前処理工程Ｓ１後にワーク５０ａの外周面にニッケル・クロムめっき層を施すめっき工程Ｓ２と、このめっき工程Ｓ２後にワーク５０ａの鉛を除去する鉛除去工程Ｓ３と順次を行う。
【００９１】
前処理工程Ｓ１は、図１３に示す一般的めっきな方法と同様、脱脂工程Ｓ１１と、陰極電解工程Ｓ１２と、酸活性工程Ｓ１３と、これらの工程間に設けられる水洗工程（図略）とを有している。ここで、脱脂工程Ｓ１１では、ワーク５０ａをｐＨ１１のアルカリ液に５分間浸漬してワーク５０ａの全表面の脱脂を行う。このアルカリ液は、水酸化ナトリウムを数ｇ／ｌ含むとともに、界面活性剤とキレート剤と酸化剤とを含む水溶液であり、その温度は４０°Ｃである。また、陰極電解工程Ｓ１２では、同様のアルカリ液中において、ワーク５０ａを陰極とすることによって、ワーク５０ａの全表面のさらなる脱脂を行う。さらに、酸活性工程Ｓ１３では、ワーク５０ａを室温、ｐＨ２の硫酸水溶液で洗浄してワーク５０ａの全表面を活性化している。なお、これらの工程Ｓ１１〜Ｓ１３間では、水洗工程（図略）としてワーク５０ａの水洗を行う。
【００９２】
図１に示すように、めっき工程Ｓ２も、図１３に示す一般的なめっき方法と同様、ニッケルめっき工程Ｓ２１と、クロムめっき工程Ｓ２２とを有している。ニッケルめっき工程Ｓ２１では、ニッケルめっき浴を用いてワーク５０ａの外周面にニッケルめっき層を施している。また、クロムめっき工程Ｓ２２では、クロムめっき浴を用いてニッケルめっき工程Ｓ２１後のワーク５０ａの外周面にクロムめっき層を施している。このクロムめっき浴中にはフッ化物としてのケイフッ化ナトリウムが５〜１０ｇ／ｌ含まれている。このクロムめっき工程Ｓ２２では、クロムめっき浴中のクロム酸により、クロム酸と鉛とが化学反応を起こし、筒状部１０の内周面に含まれる鉛が除去される。この際、クロムめっき浴中で形成されたクロム酸鉛がフッ化物によって溶解されると考えられる。なお、これらの工程Ｓ２１、Ｓ２２間では、水洗工程（図略）としてワーク５０ａの水洗を行っている。
【００９３】
特に、実施例１では、図１に示すように、めっき工程Ｓ２の後、鉛除去工程Ｓ３が備えられている。この鉛除去工程Ｓ３では、めっき工程Ｓ２後のワーク５０ａを活性アルカリ液としてのｐＨ１４エッチング液に１０分間浸漬している。このエッチング液は、水酸化ナトリウムを５０ｇ／ｌ含む水溶液であり、その温度は５０°Ｃである。こうして、エッチング液が筒状部１０の内周面の鉛と化学反応を起こし、その鉛を溶解して除去する。この際、エッチング液が活性アルカリ液であるため、鉛含有銅合金の銅は反応せず、鉛だけが反応する。なお、この鉛除去工程Ｓ３の前後にも水洗工程（図略）としてのワーク５０ａの水洗を行っている。
【００９４】
こうして実施例１のめっき方法により、図７に示す実施例１の水栓金具５０がめっき製品として得られる。この水栓金具５０は、図２に示すように、水を通す筒状部１０をもつ鉛含有銅合金からなる母材部３０と、筒状部１０の外周面側で母材部３０と一体をなし、鉛の濃度が母材部３０と等しい鉛含有層３０ａと、鉛含有層３０ａの外周面側に形成されたニッケル・クロムめっき層２０と、筒状部１０の内周面側で母材部３０と一体をなし、鉛の濃度が母材部３０より低い低鉛含有層３０ｂとからなる。この水栓金具５０は筒状部１０内に水Ｗが通されて活用されることとなる。
【００９５】
（比較例１）
比較例１のめっき方法は、図１３に示す一般的なニッケル・クロムめっき方法であり、実施例１のめっき方法と異なる点はめっき工程Ｓ２の後に鉛除去工程Ｓ３を行わないことである。他の条件は実施例１と同様である。
【００９６】
こうして比較例１のめっき方法により比較例１の水栓金具５０がめっき製品として得られる。
【００９７】
（比較例２）
比較例２のめっき方法は、図１３に示す一般的なニッケル・クロムめっき方法において、単に脱脂工程Ｓ１１でｐＨの高いアルカリ液への浸漬を行ったものであり、比較例１と同様、めっき工程Ｓ２の後に鉛除去工程Ｓ３を行っていない。
【００９８】
脱脂工程Ｓ１１で用いたアルカリ液は、水酸化ナトリウムを５０ｇ／ｌ含むとともに、界面活性剤としてのアルキルベンゼンスルホン酸ソーダを２ｇ／ｌと、キレート剤としてのＥＤＴＡを２ｇ／ｌ及びエチレンジアミンを２ｇ／ｌと、酸化剤としてのメタニトロベンゼンスルホン酸ナトリウムを２ｇ／ｌとを含む水溶液であり、その温度は５０°Ｃである。他の条件は実施例１及び比較例１と同様である。
【００９９】
こうして比較例２のめっき方法により比較例２の水栓金具５０がめっき製品として得られる。
【０１００】
（評価）
実施例１及び比較例１、２の水栓金具５０について、ＪＩＳＳ３２００−７（１９９７年）「水道用器具−浸出性能試験方法」により、筒状部１０内を通る水に溶出した鉛の濃度（ｐｐｂ）を測定するとともに、ニッケル・クロムめっき層２０の表面の面性状を目視により確認した。結果を表１に示す。
【０１０１】
【表１】
表１より、比較例１の水栓金具５０は、ニッケル・クロムめっき層２０の面性状は良好であるものの、めっき方法においてめっき工程Ｓ２の後に鉛除去工程Ｓ３を行わないため、溶出する鉛の濃度が高いことがわかる。
【０１０３】
また、比較例２の水栓金具５０は、めっき方法の脱脂工程Ｓ１１でｐＨの高いアルカリ液への浸漬を行っているため、溶出する鉛の濃度はある程度低いものの、ニッケル・クロムめっき層２０の面性状が不良であることがわかる。
【０１０４】
これに対し、実施例１の水栓金具５０は、めっき工程Ｓ２後に鉛除去工程Ｓ３を行っているため、溶出する鉛の濃度が極めて低く、かつニッケル・クロムめっき層２０の面性状も良好であることがわかる。これは、実施例１のめっき方法では、めっき工程Ｓ２後に鉛除去工程Ｓ３を行うため、ワーク５０ａの外周面はニッケル・クロムめっき層２０に保護されて鉛の除去が行われず、ニッケル・クロムめっき層２０のないワーク５０ａの内周面のみから鉛が除去されることとなるためである。このため、ワーク５０ａの外周面には凹凸を生じず、ニッケル・クロムめっき層２０も損なわれないことから、水栓金具５０の外周面は優れた面性状をもち、優れた美観を奏するのである。
【０１０５】
また、実施例１のめっき方法では、水栓金具５０の美観を保つためにワーク５０ａの外周面にニッケル・クロムめっき層２０を厚く施す必要もないため、製造コストの低廉化を実現できる。
【０１０６】
したがって、実施例１のめっき方法によれば、筒状部１０の内周面から水への鉛の溶出量が低減し、優れた美観を奏し、かつ安価な水栓金具５０を製造できることがわかる。
【０１０７】
つまり、実施例１の水栓金具５０では、筒状部１０の内周面側の低鉛含有層３０ｂ中に含まれる鉛の濃度が低いので、その内周面に水を通しても、その水に鉛が溶出し難い。このため、その水栓金具５０から供給される水を人が飲む場合、人の健康に害を及ぼす懸念を払拭できることがわかる。また、その水が河川や下水に排出される場合、環境に与える影響を小さくできることもわかる。
【０１０８】
（実施例２）
実施例２のめっき方法では、図３に示すように、図１３に示す一般的なニッケル・クロムめっき工程によって得られていた在庫としての水栓金具５０について、鉛除去工程Ｓ３を行っている。他の条件は実施例１と同様である。
【０１０９】
こうして実施例２のめっき方法では、過去の鉛の溶出基準に適合していた在庫の水栓金具５０を実施例１と同様の水栓金具５０にすることができる。このため、このめっき方法では、工場内の設計変更をほとんど特別に行う必要なく、新しい鉛の溶出基準に適合させることができる。このため、基準に適合させるために製造コストの高騰化を生じないという効果も奏する。
【０１１０】
（実施例３）
実施例３のめっき方法では、図４に示すように、実施例１によって得られた水栓金具５０について、再度鉛除去工程Ｓ３を行っている。他の条件は実施例１と同様である。
【０１１１】
こうして実施例３のめっき方法では、さらに厳しい鉛の溶出基準が施行されるに至っても、工場内の設計変更をほとんど特別に行う必要なく、その基準に適合した水栓金具５０を得ることができる。鉛除去工程Ｓ３の条件を厳しくすれば、筒状部１０の低鉛含有層３０ｂの鉛を皆無にすることも可能である。このため、このめっき方法においても、基準に適合させるために製造コストの高騰化を生じないという効果も奏する。
【０１１２】
（実施例４）
実施例４のめっき方法では、図５に示すように、鉛除去工程Ｓ３の後に不動態化工程としてのクロメート処理工程Ｓ４を行っている。このクロメート処理工程Ｓ４では、鉛除去工程Ｓ３後のワーク５０ａをクロメート液に１分間浸漬させている。このクロメート液は無水クロム酸を２０〜１００ｇ／ｌ含むとともに、リン酸を１０ｇ／ｌ含む水溶液であり、その温度は室温である。他の構成は実施例１と同様である。
【０１１３】
クロメート処理工程Ｓ４においても、クロメート液中のクロム酸により、クロム酸と鉛とが化学反応を起こし、筒状部１０の内周面に含まれる鉛がさらに除去される。この際、クロム酸とリン酸とが鉛を溶解する化学反応とクロメート皮膜４０（図６参照）を形成する化学反応とを効果的に促進させると考えられる。また、クロムめっき工程Ｓ２２及びクロメート処理工程Ｓ４では、ともにクロム酸を用いることから優れた作業性を発揮する。
【０１１４】
こうして得られる実施例４の水栓金具５０は、図６に示すように、水を通す筒状部１０をもつ鉛含有銅合金からなる母材部３０と、筒状部１０の外周面側で母材部３０と一体をなし、鉛の濃度が母材部３０と等しい鉛含有層３０ａと、鉛含有層３０ａの外周面側に形成されたニッケル・クロムめっき層２０と、筒状部１０の内周面側で母材部３０と一体をなし、鉛の濃度が母材部３０より低い低鉛含有層３０ｂと、低鉛含有層３０ｂの内周面側に形成されたクロメート皮膜４０とからなる。
【０１１５】
この水栓金具５０では、低鉛含有層３０ｂの内周面にクロメート皮膜４０が形成されているため、筒状部１０の内周面に残存する鉛はクロメート皮膜４０により不動態化されて溶け出しにくくなる。
【０１１６】
｛第２発明｝
以下、第２発明を具体化した実施例１、２と試験とを比較例１、２とともに図面を参照しつつ説明する。
【０１１７】
（実施例１）
実施例１の鉛浸出防止方法では、まず以下の材料１、２の２種類の鉛含有銅合金を用意する。材料１は、鉛５質量％、銅８５質量％、亜鉛５質量％、スズ５質量％からなる青銅である。また、材料２は、鉛２質量％、銅６３質量％、亜鉛３５質量％からなる黄銅である。
【０１１８】
そして、図１２に示すように、これらの鉛含有銅合金のインゴッドを切削することにより水栓金具用の各ワーク５０ａをそれぞれ得る。ワーク５０ａは、図９に示すように、水を通す筒状部１０をもつ。そして、図８に示すように、各ワーク５０ａに前処理を行う前処理工程Ｓ１と、この前処理工程Ｓ１後に各ワーク５０ａの外周面にニッケル・クロムめっき層を施すめっき工程Ｓ２と、このめっき工程Ｓ２後に各ワーク５０ａの表面にリンを含む皮膜を形成する皮膜形成工程Ｓ３とを順次行う。
【０１１９】
前処理工程Ｓ１は、図１３に示す一般的なめっき方法と同様、脱脂工程Ｓ１１と、陰極電解工程Ｓ１２と、酸活性工程Ｓ１３と、これらの工程間に設けられる水洗工程（図略）とを有している。ここで、脱脂工程Ｓ１１では、各ワーク５０ａをｐＨ１１のアルカリ液に５分間浸漬して各ワーク５０ａの全表面の脱脂を行う。このアルカリ液は、水酸化ナトリウムを数ｇ／ｌ含むとともに、界面活性剤とキレート剤と酸化剤とを含む水溶液であり、その温度は４０°Ｃである。また、陰極電解工程Ｓ１２では、同様のアルカリ液中において、各ワーク５０ａを陰極とすることによって、各ワーク５０ａの全表面のさらなる脱脂を行う。さらに、酸活性工程Ｓ１３では、各ワーク５０ａを室温、ｐＨ２の硫酸水溶液で洗浄して各ワーク５０ａの全表面を活性化している。なお、これらの工程Ｓ１１〜Ｓ１３間では、水洗工程（図略）として各ワーク５０ａの水洗を行う。
【０１２０】
図８に示すように、めっき工程Ｓ２も、図１３に示す一般的なめっき方法と同様、ニッケルめっき工程Ｓ２１と、クロムめっき工程Ｓ２２とを有している。ニッケルめっき工程Ｓ２１では、ニッケルめっき浴を用いて各ワーク５０ａの外周面にニッケルめっき層を施している。また、クロムめっき工程Ｓ２２では、クロムめっき浴を用いてニッケルめっき工程Ｓ２１後の各ワーク５０ａの外周面にクロムめっき層を施している。このクロムめっき浴中にはフッ化物としてのケイフッ化ナトリウムが５〜１０ｇ／ｌ含まれている。このクロムめっき工程Ｓ２２では、クロムめっき浴中のクロム酸により、クロム酸と鉛とが化学反応を起こし、筒状部１０の内周面に含まれる鉛が除去される。この際、クロムめっき浴中で形成されたクロム酸鉛がフッ化物によって溶解されると考えられる。なお、これらの工程Ｓ２１、Ｓ２２間では、水洗工程（図略）として各ワーク５０ａの水洗を行っている。
【０１２１】
そして、実施例１の鉛浸出防止方法では、図８に示すように、めっき工程Ｓ２の後、皮膜形成工程Ｓ３が備えられている。この皮膜形成工程Ｓ３では、めっき工程Ｓ２後のワーク５０ａを処理液に１０分間浸漬している。
【０１２２】
この処理液は、リン酸（Ｈ3ＰＯ4）０．９質量％の水溶液であり、その温度は５０°Ｃである。
【０１２３】
こうして、図９に示すように、処理液が筒状部１０の内周面の銅及び／又は鉛と反応を起こし、筒状部１０の内周面にリンを含む皮膜４０を形成する。なお、この皮膜形成工程Ｓ３の前後にも水洗工程（図略）としての各ワーク５０ａの水洗を行っている。
【０１２４】
以上の鉛浸出防止方法により、図１２に示す各水栓金具５０がめっき製品として得られる。この各水栓金具５０は、図９に示すように、水を通す筒状部１０をもつ鉛含有銅合金からなる母材部３０と、筒状部１０の外周面側で母材部３０と一体をなし、鉛の濃度が母材部３０と等しい鉛含有層３０ａと、鉛含有層３０ａの外周面側に形成されたニッケル・クロムめっき層２０と、筒状部１０の内周面側で母材部３０と一体をなし、鉛の濃度が母材部３０と等しい鉛含有層３０ｂと、鉛含有層３０ｂの内周面側に形成されたリンを含む皮膜４０とからなる。各水栓金具５０は筒状部１０内に水Ｗが通されて活用されることとなる。
【０１２５】
（実施例２）
実施例２の鉛浸出防止方法においても、実施例１と同様に、材料１、２の２種類の鉛含有銅合金から、図１２に示す水栓金具用の各ワーク５０ａをそれぞれ得る。
【０１２６】
実施例２の鉛浸出防止方法が実施例１の鉛浸出防止方法と異なる点は、図１０に示すように、めっき工程Ｓ２と皮膜形成工程Ｓ３との間に、各ワーク５０ａの鉛を除去する鉛除去工程Ｓ４を設けていること及び皮膜形成工程Ｓ３の処理時間が異なることである。
【０１２７】
この鉛除去工程Ｓ４では、めっき工程Ｓ２後の各ワーク５０ａを活性アルカリ液としてのｐＨ１４のエッチング液に３分間浸漬している。このエッチング液は、水酸化ナトリウム５質量％の水溶液であり、その温度は５０°Ｃである。こうして、エッチング液が筒状部１０の内周面の鉛と化学反応を起こし、その鉛を溶解して除去する。この際、エッチング液が活性アルカリ液であるため、鉛含有銅合金の銅は反応せず、鉛だけが反応する。なお、この鉛除去工程Ｓ４の前後にも水洗工程（図略）としての各ワーク５０ａの水洗を行っている。
【０１２８】
また、皮膜形成工程Ｓ３では、鉛除去工程Ｓ４後のワーク５０ａを処理液に３分間浸漬している。他の条件は実施例１と同様である。
【０１２９】
こうして実施例２の鉛浸出防止方法により、実施例１と同様、図１２に示す各水栓金具５０がめっき製品として得られる。この各水栓金具５０は、図１１に示すように、水を通す筒状部１０をもつ鉛含有銅合金からなる母材部３０と、筒状部１０の外周面側で母材部３０と一体をなし、鉛の濃度が母材部３０と等しい鉛含有層３０ａと、鉛含有層３０ａの外周面側に形成されたニッケル・クロムめっき層２０と、筒状部１０の内周面側で母材部３０と一体をなし、鉛の濃度が母材部３０より低い低鉛含有層３０ｃと、低鉛含有層３０ｃの内周面側に形成されたリンを含む皮膜４０とからなる。
【０１３０】
（比較例１）
比較例１の鉛浸出防止方法においても、実施例１と同様に、材料１、２の２種類の鉛含有銅合金から、図１２に示す水栓金具用の各ワーク５０ａをそれぞれ得る。
【０１３１】
ただし、比較例１では、図１３に示す一般的なニッケル・クロムめっき方法によりニッケル・クロムめっき層を施すのみで、特に鉛浸出防止方法を行わない。他の条件は実施例１と同様である。
【０１３２】
こうして比較例１のめっき方法により比較例１の水栓金具５０がめっき製品として得られる。
【０１３３】
（比較例２）
比較例２の鉛浸出防止方法においても、実施例１と同様に、材料１、２の２種類の鉛含有銅合金から、図１２に示す水栓金具用の各ワーク５０ａをそれぞれ得る。
【０１３４】
ただし、比較例２の鉛浸出防止方法は、図１０に示す実施例２の鉛浸出防止方法において、皮膜形成工程Ｓ３を設けないものである。また、鉛除去工程Ｓ４においては、各ワーク５０ａを活性アルカリ液としてのｐＨ１４のエッチング液に１０分間浸漬する点においても実施例２と異なる。他の条件は実施例２と同様である。
【０１３５】
こうして比較例２の鉛浸出防止方法により比較例２の水栓金具５０がめっき製品として得られる。
【０１３６】
（評価）
実施例１、２及び比較例１、２の水栓金具５０について、ＪＩＳＳ３２００−７（１９９７年）「水道用器具−浸出性能試験方法」により、筒状部１０内を通る水に浸出した鉛の濃度（ｐｐｂ）を測定した。結果を表２に示す。
【０１３７】
【表２】
表２より、比較例１の水栓金具５０は、めっき工程Ｓ２の後に皮膜形成工程Ｓ３を行わないため、浸出する鉛の濃度が高いことがわかる。
【０１３９】
また、比較例２の水栓金具５０は、めっき工程Ｓ２後に皮膜形成工程Ｓ３を行わないものの、鉛除去工程Ｓ４を行っているため、材料２については浸出する鉛の濃度が低くなることがわかる。ただし、材料１については浸出する鉛の濃度があまり低くならない。また、浸出する鉛の濃度をある程度低くするためには、鉛除去工程Ｓ４において、各ワーク５０ａをエッチング液に比較的長時間浸漬することが好ましいことがわかる。
【０１４０】
これらに対し、実施例１の水栓金具５０は、めっき工程Ｓ２後に皮膜形成工程Ｓ３を行っているため、材料１、２の両方において、浸出する鉛の濃度が低いことがわかる。ただし、実施例１においても、浸出する鉛の濃度をある程度低くするためには、各ワーク５０ａを処理液に比較的長時間浸漬することが好ましいことがわかる。
【０１４１】
さらに、実施例２の水栓金具５０は、めっき工程Ｓ２後に鉛除去工程Ｓ４及び皮膜形成工程Ｓ３を行っているため、浸出する鉛の濃度が極めて低いことがわかる。また、実施例２では、皮膜形成工程Ｓ３を行っているため、鉛除去工程Ｓ４において各ワーク５０ａをエッチング液に３分間浸漬するだけで十分である。つまり、実施例２では鉛除去工程Ｓ４及び皮膜形成工程Ｓ３の両工程を行っているものの、それらの合計の所要時間は６分であり、比較例２の鉛除去工程Ｓ４の所要時間１０分間と比べて短時間であることから、実施例２が作業性に優れることがわかる。
【０１４２】
このように、実施例１及び２の水栓金具５０において浸出する鉛の濃度が低いのは、皮膜形成工程Ｓ３において筒状部１０の内周面に形成されたリンを含む皮膜４０により、鉛の浸出を防止することができるためであると考えられる。
【０１４３】
また、この実施例１及び２の鉛浸出防止方法では、処理液として水にリン酸又はリン酸塩を添加したクロム酸を含まないものを用いており、リン酸又はリン酸塩は、クロムめっき層を形成するためのクロム酸を含むクロムめっき浴や不動態化を行うためのクロム酸を含むクロメート液に比して毒性がほとんどない。このため、処理液を接触させた後の各ワーク５０ａを洗浄した洗浄液や廃液に対して中和や希釈を行うだけでそれら洗浄液等を処分することができる。そのため、洗浄液等の管理も簡易となる。
【０１４４】
したがって、実施例１及び２の鉛浸出防止方法によれば、筒状部１０の内周面から水への鉛の浸出量が低減し、かつ安価な水栓金具５０を製造できることがわかる。
【０１４５】
つまり、実施例１及び２の水栓金具５０では、筒状部１０の内周面に形成されたリンを含む皮膜４０により、鉛の浸出を防止することができるため、その内周面に水を通しても、その水に鉛が浸出し難い。このため、その水栓金具５０から供給される水を人が飲む場合、人の健康に害を及ぼす懸念を払拭できることがわかる。また、その水が河川や下水に排出される場合、環境に与える影響を小さくできることもわかる。
【０１４６】
（試験）
以下に示す材料３の鉛含有銅合金から、実施例１と同様、図１２に示す水栓金具用の複数のワーク５０ａを得る。材料３は、鉛５質量％、銅８５質量％、亜鉛５質量％、スズ５質量％からなる青銅である。
【０１４７】
これらのワーク５０ａについて、図１０に示すように、実施例２と同様、前処理工程Ｓ１、めっき工程Ｓ２、鉛除去工程Ｓ４及び皮膜形成工程Ｓ３の順に処理を行い、試料１〜６の水栓金具５０がめっき製品として得られる。
【０１４８】
（評価）
これら試料１〜６の水栓金具５０について、上記「水道用器具−浸出性能試験方法」により、筒状部１０内を通る水に浸出した鉛の濃度（ｐｐｂ）を測定した。この際、試料１〜６の水栓金具５０について行った皮膜形成工程Ｓ３は、リン酸濃度（質量％）、処理液温度（°Ｃ）及び処理時間（秒）の処理条件が異なる。その他の条件は実施例２と同様である。試料１の水栓金具５０についての処理条件を標準とした結果を表３に示す。
【０１４９】
【表３】
表３より、以下のことがわかる。試料１〜３の水栓金具５０のデータより、リン酸（Ｈ3ＰＯ4）の濃度は０．９質量％程度が望ましいが、０．０１〜１０．０質量％の間であれば、浸出する鉛の濃度はそれほど変わらず、十分な効果が得られる。
【０１５１】
また、処理液の温度は高いほど好ましいことが推察されるが、試料４の水栓金具５０のデータより、処理液の温度が５°Ｃまで下がっても、浸出する鉛の濃度はそれほど変わらず、十分な効果が得られることがわかる。このため、本発明の方法は、冬季等においても、十分な効果を奏し得ることがわかる。
【０１５２】
さらに、処理時間は長いほど好ましいことが推察されるが、試料５、６の水栓金具５０のデータより、処理時間が５秒と短時間であっても浸出する鉛の濃度はそれほど変わらず、十分な効果が得られることがわかる。このため、本発明の方法は、比較的短時間の処理においても、十分な効果を奏し得ることがわかる。
【０１５３】
以上の実施例及び適用例は例示であり、第１、２発明はその主旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた態様で実施可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１５４】
第１発明の鉛除去方法では、筒状部の内周面から水への鉛の溶出量が低減し、優れた美観を奏し、かつ安価なめっき製品を製造することができる。
【０１５５】
第２発明の鉛浸出防止方法によれば、鉛含有銅合金製品から水への鉛の浸出量を簡易に低減させることができる。このため、この鉛浸出防止方法では、鉛の浸出の防止と、製造コストの低廉化とを実現できる。また、第２発明の水栓金具は、水への鉛の浸出量が低減し、かつ簡易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、第１発明の実施例１に係るめっき方法の工程図である。
図２は、第１発明の実施例１のめっき方法によって得られた水栓金具の断面図である。
図３は、第１発明の実施例２に係るめっき方法の工程図である。
図４は、第１発明の実施例３に係るめっき方法の工程図である。
図５は、第１発明の実施例４に係るめっき方法の工程図である。
図６は、第１発明の実施例４のめっき方法によって得られた水栓金具の断面図である。
図７は、第１発明の水栓金具の斜視図である。
図８は、第２発明の実施例１に係る鉛浸出防止方法の工程図である。
図９は、第２発明の実施例１の鉛浸出防止方法によって得られた水栓金具の断面図である。
図１０は、第２発明の実施例２に係る鉛浸出防止方法の工程図である。
図１１は、第２発明の実施例２の鉛浸出防止方法によって得られた水栓金具の断面図である。
図１２は、水栓金具の斜視図である。
図１３は、従来の技術に係るニッケル・クロムめっき方法の工程図である。
Claims (14)
- 水を通す筒状部をもち鉛含有銅合金製のワークの外周面にめっき層を施すめっき工程を行っためっき製品について、該筒状部の内周面から鉛を除去する鉛除去工程を行うことを特徴とする筒状部をもつ鉛含有銅合金製のめっき製品の鉛除去方法。
- 鉛除去工程後、筒状部の内周面を不動態化する不動態化工程を行うことを特徴とする請求項１記載の筒状部をもつ鉛含有銅合金製のめっき製品の鉛除去方法。
- 鉛除去工程は、筒状部の内周面から鉛をエッチング可能なエッチング液への浸漬により行うことを特徴とする請求項１又は２記載の筒状部をもつ鉛含有銅合金製のめっき製品の鉛除去方法。
- エッチング液は活性アルカリ液であることを特徴とする請求項３記載の筒状部をもつ鉛含有銅合金製のめっき製品の鉛除去方法。
- めっき工程はクロム酸を含むクロムめっき浴を用いるクロムめっき工程を有し、不動態化工程はクロム酸を含むクロメート液へワークを浸漬するクロメート処理工程を有することを特徴とする請求項１記載の筒状部をもつ鉛含有銅合金製のめっき製品の鉛除去方法。
- クロムめっき浴はフッ化物を含むことを特徴とする請求項５記載の筒状部をもつ鉛含有銅合金製のめっき製品の鉛除去方法。
- クロメート液はリン酸を含むことを特徴とする請求項５記載の筒状部をもつ鉛含有銅合金製のめっき製品の鉛除去方法。
- ワークは水栓金具用のものであることを特徴とする請求項１記載の筒状部をもつ鉛含有銅合金製のめっき製品の鉛除去方法。
- 水を通す筒状部をもつ鉛含有銅合金からなる母材部と、該筒状部の外周面側で該母材部と一体をなし、鉛の濃度が該母材部と等しい鉛含有層と、該鉛含有層の外周面側に形成されためっき層と、該筒状部の内周面側で該母材部と一体をなし、鉛の濃度が該母材部より低い低鉛含有層とからなることを特徴とする水栓金具。
- 低鉛含有層は鉛を含まないことを特徴とする請求項９記載の水栓金具。
- 低鉛含有層の内周面側にはクロメート皮膜があることを特徴とする請求項９又は１０記載の水栓金具。
- 外周面にニッケル・クロムめっき層を施した鉛含有銅合金製のワークと、水にリン酸又はリン酸塩を添加したクロム酸を含まない処理液とを用意し、該ワークに該処理液を接触させて該ワークの表面にリンを含む皮膜を形成する皮膜形成工程を備え、
該皮膜形成工程より前に、鉛をエッチング可能なエッチング液である活性アルカリ液への浸漬によりワークの内周面から鉛を除去する鉛除去工程を行うことを特徴とする鉛含有銅合金製品の鉛浸出防止方法。 - 処理液におけるリン酸又はリン酸塩の濃度は０．０１〜１０．０質量％であることを特徴とする請求項１２記載の鉛含有銅合金製品の鉛浸出防止方法。
- 水を通す筒状部をもつ鉛含有銅合金からなる母材部と、
該筒状部の外周面側で該母材部と一体をなし、鉛の濃度が母材部と等しい鉛含有層と、
該鉛含有層の外周面側に形成されたニッケル・クロムめっき層と、
該筒状部の内周面側で該母材部と一体をなし、鉛の濃度が該母材部より低い低鉛含有層と、
該低鉛含有層の表面に形成されたリンを含み、クロムを含まない皮膜とを有することを特徴とする水栓金具。
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