JPH07310172A - 洗濯槽及びその槽壁面の形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ 汚れやカビが付着せず、かつ耐摩耗性が良好
で長期間にわたって美麗な状態を維持し、酵素配合洗剤
の使用にも耐える全自動洗濯機用の洗濯槽を提供するこ
と。 ［構成］ ホローカソード方法によるイオンプレーティ
ング装置１のコーティング室２に基材として深絞り加工
して成形したステンレス鋼製洗濯槽Ｓをセットし、真空
排気する。アルゴンガスを導入しつつホローカソード１
３と水冷銅ハース１１上の蒸発原料（Ｔｉ）１２との間
にプラズマ電子ビーム放電を生起させ、かつ反応ガスと
してＮ₂ ガスを導入して、バイアス電圧を印加したステ
ンレス鋼製洗濯槽Ｓの内面に厚さ１〜１０μｍのＴｉＮ
の被膜を形成させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は洗濯機の洗濯槽に関する
ものであり、更に詳しくは槽壁面に硬質被膜を形成させ
たステンレス鋼または炭素鋼製洗濯槽及びその槽壁面の
形成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及びその問題点】洗濯機は洗濯と水すすぎ
のための洗濯槽と遠心脱水のための脱水槽とからなる２
槽式のものから、洗濯・水すすぎと遠心脱水とを洗濯槽
で行なう１槽式の全自動洗濯機へ移行しつつあり、かつ
その高性能化がはかられつつある。

【０００３】全自動洗濯機について言えば、洗濯槽は従
来からプラスチックで製造されているが（一部に塗装鋼
板のものもある）、プラスチック製のものは傷がつき易
い上、洗剤カスをはじめとする汚れが付着し、主として
黒カビからなるカビが発生し易いこと、遠心脱水時の回
転数は毎分８００回転とするのが限度であることから、
最近はステンレス鋼板製のものが採用され始めている。
そしてこれによって、洗濯・水すすぎ時には洗濯槽内壁
と水との間に毎秒２ｍの相対速度を生じ、遠心脱水時に
は、モータ駆動されている洗濯槽は毎分１０００回転の
速度で回転されている。

【０００４】しかし、ステンレス鋼板は冷間圧延後に焼
なまし処理したもので約５μｍの表面粗度を有している
ので、ステンレス鋼製であっても約２年間の使用で汚れ
が付着し、発生したカビが脱落して衣料を黒く汚すとい
う欠点がある。そのため、ステンレス鋼製洗濯槽にも抗
菌剤コートが行われたりしている程である。また、洗濯
槽をプラスチック製からステンレス鋼製とし、洗濯槽の
遠心脱水時の回転数を毎分８００回転から毎分１０００
回転として脱水性能の向上がはかられたが（一部では毎
分１１００回転のものまで市販されている）、洗濯・水
すすぎ時における洗濯槽内壁と水との相対速度の増大
や、遠心脱水時における含水衣料によるこすれ、押圧の
増大のため、元来が硬度の低いステンレス鋼の摩耗を無
視できない。

【０００５】更には、最近の傾向として、酵素配合の衣
料用洗剤が使用されるようになっている。この種の洗剤
は酵素の作用によって洗浄力は増大しているものの、洗
濯槽内でｐＨ８．５〜９．５のアルカリ性の洗濯水とな
って攪拌されるので、長期間使用するとステンレス鋼は
粒界腐食を発生し、その耐食性にも問題を生じている。

【０００６】

【発明が解決しようとする問題点】本発明は上述の問題
に鑑みてなされ、平滑な面を有して汚れやカビが付着せ
ず、硬度が高くて耐摩耗性があり、かつ耐食性を有して
酵素配合洗剤の使用にも耐え得る洗濯槽を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【問題点を解決するための手段】以上の目的は、ホロー
カソード放電方法によるイオンプレーティングによっ
て、ステンレス鋼または炭素鋼の槽壁面窒化チタンまた
は窒化クロムからなる厚さ１〜１０μｍの硬質被膜が形
成されていることを特徴とする洗濯槽、によって達成さ
れる。

【０００８】又、以上の目的は、ステンレス鋼板または
炭素鋼板を深絞りして成形した洗濯槽の表面に、ホロー
カソード方法によるイオンプレーティングによって、厚
さ１〜１０μｍの窒化チタンまたは窒化クロムの被膜を
形成させることを特徴とする洗濯槽壁面の形成方法、に
よって達成される。

【０００９】又、以上の目的は、ステンレス鋼または炭
素鋼の平板の片面または両面と、ステンレス鋼または炭
素鋼の凹面状丸皿板の内面または全面とのそれぞれに、
ホローカソード方法によるイオンプレーティングによっ
て、厚さ１〜１０μｍの窒化チタンまたは窒化クロムの
被膜を形成させ、次いで前記平板の被膜面を内側にし
て、折り曲げ圧接によって前記平板を前記凹面状丸皿板
と同等の直径を有する円筒状成形品とし、更に該円筒状
成形品と被膜を形成させた前記凹面状丸皿板とを折り曲
げ圧接によって繋ぎ合わせて洗濯槽に成形することを特
徴とする洗濯槽壁面の形成方法、によって達成される。

【００１０】

【作用】ホローカソード放電方法によって窒化チタンま
たは窒化クロムをイオンプレーティングして、槽壁面に
硬質被膜を形成させたステンレス鋼または炭素鋼製洗濯
槽は表面が平滑であり、硬度が高く耐摩耗性に優れてい
るので、高性能化された全自動洗濯機の洗濯槽として長
期間使用しても汚れやカビが全く付着せず、美麗さが維
持される。また、耐食性にも優れており、洗濯時にアル
カリ性の洗濯水となる酵素配合洗剤の使用にも充分に耐
える。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例による、洗濯槽及びそ
の槽壁面の形成方法について、図面を参照して説明す
る。

【００１２】図１は本発明における硬質被膜の形成に使
用したホローカソード方法によるイオンプレーティング
装置１の概略断面図である。コーティング室２は真空排
気管３から真空バルブ４を介して真空ポンプ５に接続さ
れており、上壁には真空計６が設けられている。イオン
プレーティングされる基材Ｓの直下方に配置された水冷
銅ハース１１には蒸発原料１２が充填され、これに臨む
ようにホローカソード（中空陰極）１３が配設されてい
る。このホローカソード１３は内径８ｍｍ、外径１０ｍ
ｍ、長さ６０ｍｍのタンタル（Ｔａ）製の中空管であ
り、コーティング室２の側壁に挿入されている陰極ホー
ルダ１４によって支持され、外部のプラズマ電子ビーム
放電用直流電源１５の陰極と接続されている。その直流
電源１５の陽極には水冷銅ハース１１が接続されてお
り、水冷銅ハース１１上の蒸発原料１２をホローカソー
ド１３に対して正電位とする。更には、ホローカソード
１３へプラズマ用のアルゴン（Ａｒ）ガスを導入するた
めに、アルゴンガスボンベ１８から流量計１７、流量調
節弁１６を経由する配管が陰極ホールダ１４に挿着され
ている。また更には、反応ガスとしての窒素（Ｎ₂ ）ガ
スをコーティング室２へ導入するために、窒素ガスボン
ベ２３から流量計２２、流量調節弁２１を経由する配管
がコーティング室２の側壁に挿入されている。基材Ｓは
外部のバイアス用直流電源１９によって水冷銅ハース１
１に対し負のバイアス電圧が印加されるようになってい
るほか、基材Ｓの周囲には外部の商用電源３２と接続さ
れた加熱ヒータ３１が設けられている。

【００１３】（実施例１）板厚０．８ｍｍのステンレス
鋼板を温間で深絞り加工して、脱水孔、その他必要な開
口や凹凸を有する直径４５０ｍｍ、深さ３００ｍｍの洗
濯槽に成形した。変形量の大きいところでは板厚０．６
ｍｍになった。このステンレス鋼製洗濯槽を基材Ｓとし
てイオンプレーティングするに当たり、前処理としてそ
の内面を脱脂洗浄し、水洗し、乾燥してからコーティン
グ室２内へ内面を下向きにしてセットした。水冷銅ハー
ス１１には蒸発原料１２としてチタン（Ｔｉ）４５ｇを
充填してから真空ポンプ５によってコーティング室２内
を圧力０．１Ｐａ以下に排気した。

【００１４】次いで、基材Ｓとしてのステンレス鋼製洗
濯槽を加熱ヒータ３１で２００°Ｃに加熱した後、アル
ゴンガスボンベ１８からホローカソード１３へＡｒガス
を導入すると共に、正電位にある蒸発原料１２としての
Ｔｉとホローカソード１３との間にプラズマ電子ビーム
放電を開始させた。この時、Ａｒガス流量０．２リット
ル／ｍｉｎ、電圧２６Ｖ、電流２１０Ａとして放電が持
続された。同時に窒素ガスボンベ２３からコーティング
室２内へＮ₂ ガスを０．３５リットル／ｍｉｎの流量で
導入すると共に基材Ｓとしてのステンレス鋼製洗濯槽に
（−）２０Ｖのバイアス電圧を印加した。これらの条件
下においてコーティング室２の圧力は約１５Ｐａであっ
た。

【００１５】プラズマ電子ビームによって蒸気化されイ
オン化されたＴｉはプラズマ空間で活性化されたＮ₂ ガ
スと反応しつつ、バイアス電圧によって加速されて、基
板Ｓとしてのステンレス鋼製洗濯槽の内面に衝突し生長
してＴｉＮ（窒化チタン）被膜を形成する。このイオン
プレーティングを１５分間行なうことによって、ステン
レス鋼製洗濯槽の内面に黄金色を有する厚さ４．２〜
５．６μｍのＴｉＮ被膜が形成された。図２はその洗濯
槽の写真である。

【００１６】上記による、内面にＴｉＮ被膜を形成させ
たステンレス鋼製洗濯槽は、全自動洗濯機に組み込んだ
試験、すなわち、洗濯・水すすぎ時の洗濯槽内壁と水と
の相対速度毎秒２ｍ、遠心脱水時の洗濯槽の回転数毎分
１０５０回転、及び乾燥状態を長期間繰り返す試験にお
いて、内面の摩耗は認められずＴｉＮの黄金色の光沢を
維持し、汚れやカビの付着もなく、また結晶粒界の腐食
も認められなかった。

【００１７】上記のＴｉＮ被膜形成に先立ち、ホローカ
ソード方法によるイオンプレーティングの条件設定のた
めにテストを実施したが、そのテストにおいては、ステ
ンレス鋼の平板（厚さ０．８ｍｍ×縦４０ｍｍ×横４０
ｍｍ）をテストピースとし、実施例１のホローカソード
放電方法によるイオンプレーティング装置１の洗濯槽内
面に相当する位置にセットしてＴｉＮ被膜を形成させ
た。実施例１で採用したと同じ条件において、厚さ４．
８μｍのＴｉＮ被膜が形成されたが、被膜形成前のステ
ンレス鋼板はビッカース硬度（Ｈｖ）１５５ｋｇ／ｍｍ
² 、表面粗度５μｍであったに対し、ＴｉＮ被膜を形成
させたものはビッカース硬度１７３０ｋｇ／ｍｍ² 、表
面粗度０．８μｍ以下であった。

【００１８】なお、上記と同一条件で形成させたＴｉＮ
被膜であっても、厚さ１μｍ以下のものは耐食性が不十
分であり、厚さ１０μｍ以上のものは生産性とコスト面
から不都合と判定された。

【００１９】（実施例２）実施例１ではステンレス鋼板
から深絞り加工して成形した洗濯槽にＴｉＮ被膜を形成
させたが、被膜形成の効率化、洗濯槽のコスト低減を考
慮して、本実施例ではステンレス鋼板に被膜形成させた
後に、これを洗濯槽に成形することを行なった。

【００２０】板厚０．８ｍｍ、長さ１４４０ｍｍ、巾３
００ｍｍのステンレス鋼の平板、及び図３に示すような
板厚０．８ｍｍで直径４５０ｍｍ、深さ３０ｍｍの凹面
状丸皿板Ｂを用意し、それぞれを前処理してから基材Ｓ
として、実施例１で使用したホローカソード放電方法に
よるイオンプレーティング装置１によって、平板の片
面、及び凹面状丸皿板Ｂの内面に厚さ４．０〜６．０μ
ｍのＴｉＮ被膜を形成させた。

【００２１】次いで、平板はＴｉＮ被膜面を内側にして
折り曲げ圧接（いわゆる「かしめ」加工）によって直径
４５０ｍｍ、高さ３００ｍｍの円筒状に成形し、続い
て、その円筒状成形品と内面にＴｉＮ被膜の形成された
凹面状丸皿板Ｂとを、同じく折り曲げ圧接によって繋ぎ
合わせ、内面にＴｉＮ被膜を有する直径４５０ｍｍ、深
さ３００ｍｍのステンレス鋼製洗濯槽に成形した。繋ぎ
合わせ時の折り曲げ圧接は片側の折り曲げ長さをそれぞ
れ１５ｍｍとしている。

【００２２】この方法によって内面にＴｉＮ被膜を形成
させたステンレス鋼製洗濯槽も高性能化された全自動洗
濯機に組み込む長期テストで、内面に汚れやカビが付着
せず、耐摩耗性、耐食性にも優れていた。

【００２３】（実施例３）実施例１で使用したと同様の
深絞り加工して成形ずみのステンレス鋼性洗濯槽を基材
Ｓとし、その内面に窒化クロム（ＣｒＮ）の被膜を形成
させた。すなわち、ホローカソード放電方法によるイオ
ンプレーティング装置１の水冷銅ハース１１に充填する
蒸発原料１２をクロム（Ｃｒ）とした以外は、他は全く
実施例１と同様の方法、同様の条件で、ステンレス鋼製
洗濯槽の内面に厚さ５．５〜６．３μｍの銀白色のＣｒ
Ｎ被膜を形成させた。このＣｒＮ被膜はビッカース硬度
２４００ｋｇ／ｍｍ² を示したほか、緻密で優れた耐摩
耗性、耐食性を有しており、全自動洗濯機での、洗濯・
水すすぎ時の洗濯槽内壁と水との相対速度毎秒２ｍ、遠
心脱水時の洗濯槽の回転数毎分１０５０回転とする長期
テストにも耐えた。

【００２４】以上、本発明の各実施例について説明した
が、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発
明の技術的思想に基いて種々の変形が可能である。

【００２５】例えば各実施例においては、被膜形成前に
前処理としてステンレス鋼からなる基材Ｓに脱脂洗浄、
水洗、乾燥を施したが、この前処理に加え、コーティン
グ室２内においてアルゴンガスによるスパッタクリーニ
ングを行えば、より清浄なステンレス鋼面に被膜を形成
させることができ、ステンレス鋼と被膜との密着に一層
の向上が期待される。

【００２６】また、各実施例においては、ステンレス鋼
製洗濯槽の内面にＴｉＮまたはＣｒＮの被膜を形成させ
たが、これらを洗濯槽の全面に形成させてもよく、これ
によって洗濯槽の外面に汚れやカビが付着することを防
ぎ得る。

【００２７】また、実施例２においてはステンレス鋼の
平板および凹面状丸皿板にＴｉＮの被膜を形成させた後
に洗濯槽に成形したが、被膜形成前の平板および凹面状
丸皿板にあらがじめ脱水孔や凹凸を付したものについて
被膜を形成させ、次いでそれら平板と凹面状丸皿板とか
ら折り曲げ圧接によって洗濯槽としてもよい。

【００２８】また、各実施例においてはステンレス鋼板
にＴｉＮまたはＣｒＮの硬質被膜を形成させたが、ステ
ンレス鋼板に代えて、絞り加工の可能な炭素鋼板にＴｉ
ＮまたはＣｒＮの被膜を形成させて洗濯槽としても同様
な効果が得られるほか、それによってコストの低減が可
能である。

【００２９】

【発明の効果】以上述べたように、ホローカソード放電
方法によるイオンプレーティングによってＴｉＮまたは
ＣｒＮの硬質被膜を形成させたステンレス鋼または炭素
鋼製洗濯槽は表面が平滑であり、かつ耐摩耗性を有して
いるので長期間の使用によっても汚れやカビが全く付着
せず美麗な状態が維持され、全自動洗濯機の一層の高性
能化（例えば、遠心脱水時における洗濯槽の回転数毎分
１１００回転）にも対応し得る。また、酵素配合洗剤の
使用によるアルカリ性下での洗濯に対しても粒界腐食を
発生しない。

【００３０】更には、ステンレス鋼製洗濯槽の場合には
硬質被膜が形成されているので、洗濯中の衣料がステン
レス鋼に含有されているニッケル（Ｎｉ）と直接に擦れ
合うことがなく、従ってＮｉによるアレルギの発生の恐
れがないなど、健康上のメリットも期待される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の硬質被膜の形成に使用されるホローカ
ソード放電方法によるイオンプレーティング装置の概略
断面図である。

【図２】本発明による内面にＴｉＮの硬質被膜を形成さ
せたステンレス鋼製洗濯槽を示す写真である。

【図３】実施例３の硬質被膜形成後に折り曲げ圧接によ
って洗濯槽とする場合の、底面部となる凹面状丸皿板の
断面図である。

【符号の説明】

１ ホローカソード放電方法によるイオンプレーテ
ィング装置 ２ コーティング室 ５ 真空ポンプ １１ 水冷銅ハース １２ 蒸発原料（ＴｉまたはＣｒ） １３ ホローカソード １５ プラズマ電子ビーム放電用直流電源 １８ アルゴンガスボンベ １９ バイアス電圧印加用直流電源 ２３ 窒素ガスボンベ ３１ 加熱ヒータ Ｓ 基材（ステンレス鋼製洗濯槽）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ホローカソード放電方法によるイオンプ
   レーティングによって、ステンレス鋼または炭素鋼の槽
   壁面に窒化チタンまたは窒化クロムからなる厚さ１〜１
   ０μｍの硬質被膜が形成されていることを特徴とする洗
   濯槽。
2. 【請求項２】 ステンレス鋼板または炭素鋼板を深絞り
   して成形した洗濯槽の表面に、ホローカソード方法によ
   るイオンプレーティングによって、厚さ１〜１０μｍの
   窒化チタンまたは窒化クロムの被膜を形成させることを
   特徴とする洗濯槽壁面の形成方法。
3. 【請求項３】 ステンレス鋼または炭素鋼の平板の片面
   または両面と、ステンレス鋼または炭素鋼の凹面状丸皿
   板の内面または全面とのそれぞれに、ホローカソード方
   法によるイオンプレーティングによって、厚さ１〜１０
   μｍの窒化チタンまたは窒化クロムの被膜を形成させ、
   次いで前記平板の被膜面を内側にして、折り曲げ圧接に
   よって前記平板を前記凹面状丸皿板と同等の直径を有す
   る円筒状成形品とし、更に該円筒状成形品と被膜を形成
   させた前記凹面状丸皿板とを折り曲げ圧接によって繋ぎ
   合わせて洗濯槽に成形することを特徴とする洗濯槽壁面
   の形成方法。