JPS58500899A - 焼結ステンレス鋼の腐蝕防止 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 焼結ステンレス鋼の腐蝕防止 本発明は焼結ステンレス鋼の腐蝕方正に関するものである。

ステンレス鋼の良好な耐蝕ｉ生は一般に酸化クロムの不動態膜によるものである 。焼結ステンレス鋼は例えば硝酸処理によって不動態化したものであっても、鍛 錬したものに比べて耐蝕性が弱いことが知られている。これには不動態化の方法 が不適当であるとか、焼結したものの場合に気孔によってピッチングが増加する とか、幾つかの理由があると考えられる。これ等の問題は非酸化の条件で酸性溶 液、例えば熱塩化物溶液、に攻撃されたときに特に著しい。通常は、酸化物の不 動態膜が酸に攻撃されている間中、その不動態膜は補給され続ける。しかしなが ら、その溶液に脱気作用があると、不動態膜の破壊が急速に行なわれる。

したがって、焼結ステンレス鋼は上記のような腐蝕性材料の存在下で使用するの には向いていないと従来考えられていた。焼結材料が必要な場合に、例えばフィ ルターとして使用するときに、焼結ガラスのような他の焼結材料を使用すること もできるが、その材料にはその材料独自の問題がある。例えば、特に食品工業に おいては、焼結フィルターの粒子乃至破片が製品と混じらないようにしなければ ならないが、ガラスの破片よりもステンレス鋼の破片の方がずっと検出し易いた めに焼結ガラスフィルターよシ焼結ステンレス鋼のフィルターの万が使用上はる かに望ましい。

英国特許２０　Ｕ　４４５４．Ｂ　Ｋは、焼結型によってソーセージ全成形し、 酢酸等の醒ヲその型の壁全通してαみ込ませ、ソーセージの表面全処理する゛よ うにすることが提案されている。試験したところによれば、焼結ステンレス鋼の 型は酢酸全使用すると黒い付着物で目詰まりしてしまい、実際には使用できなく なってしまう。

芒らに、ウィスキーを濾過するときに焼結ステンレス鋼のフィルターを使用する と、ウィスキーが変色してしまう。

実際、ウィスキーの中に・焼結ステンレス鋼片を浸漬して見たところ、ウィスキ ーは急速に変色した。調査によれば、ウィスキーのｐＨに比較的低く、例えば３ ．６程度でメジ、その酸成分の８０〜９０％が酢酸性でるる。したがってウィス キーの濾過における問題と上述のソーセージの成形における問題は何等かの関係 があると考えられる。

すなわち、焼結ステンレス鋼は、例えば飲食物全処理するのに有用な材料ではあ るが、腐蝕の問題がある。この腐蝕の問題は酢酸によって判明したものであるが 、他の酸でも同じであろうと考えられる。

本発明はこのような腐蝕の問題を減少乃至除去することを目的とするものである 。

本発明は一面では、焼結ステンレス鋼の少なくとも一部活性化された内面全燐酸 塩含有溶液によって処理するようにした、強耐蝕性焼結ステンレス鋼の製造方法 全提供するものである。

活性焼結ステンレス鋼を他の鋼において昶られているような方法で処理しても、 例えば、焼結ステンレス鋼を鉄の燐酸塩等を含有する燐酸溶液内に浸漬すること によっても燐酸塩層全形成することができるであろう。しかしながら、ソジウム ピロフォスフエート、トリソジウムオルトフォスフエート等のアルカリ性溶液全 使用することによって効果的な結果が得られることが分かった。すなわち、上記 のような容易に入手し得る食品用アルカリ全水溶液で使用することができる。既 に不動態化されている焼結ステンレス鋼の場合には燐酸塩処理の前に保護酸化膜 全除去する必要がある場合もあるが、これは問題とならない。例えば単なる酢酸 処理によって前述の腐蝕の問題からも明らかなように酸化物層を完全に除去する ことができる。

本発明は他の面では、燐酸塩含有溶液等による処理によって形成された表面保護 層を内面に有する焼結ステンレス鋼全提供するものである。

駕くべきことに、既存の保護酸化物層（通常Ｃｒ２Ｏ３保護層）を維持したり、 強化しｆ？、、シしようとするのではなく、内面から保護酸化物層全除去するこ とによって焼結ステンレス鋼を少なくとも一部活性化し、次いで燐酸塩含有溶液 で処理すると、焼結ステンレス鋼の非酸化性条件下における耐腐蝕性、特に有機 酸水溶液に対する耐腐蝕性が向上することが分かった。

通常の鋼に燐酸塩コーティングを施こすことによって耐腐蝕性を高めることがで きるのは良く知られているが、ステンレス鋼上の通常効果のある不動態化酸化物 層を燐酸塩層で置き換えることは従来提案されたことがない。しかしながら焼結 ステンレス銅の内面上の燐酸塩層の重要な特長はその燐酸塩層が酢酸および他の 酸に不溶性であることである。このように従来は酸性雰囲気中では他の材料を使 用するものとされていたが、他の不動態化層を使用することによって効果的な耐 蝕性が得られることが分かった。

本発明の焼結ステンレス鋼は酢酸が使用され、そのために従来の不動態化ステン レス鋼では腐蝕してしまうような上述したようなプロセスにおいても使用するこ とができる。

本発明の焼結ステンレス鋼は、例えば食品工業において使用されるフィルターや 型の形状で使用するのに特に適している。

燐酸塩処理した焼結ステンレス鋼は上述したようなソーセージの成形工程に使用 しても付着物で目詰まりしないことが分かった。さらにそのような処理をした焼 結ステンレス鋼を有標のウィスキーに浸漬したところ数時間経過してもウィスキ ーの変色は見られなかった。

上述したようなソーセージ用の型の場合には、元々の不動態化ステンレス鋼を酢 酸を使用した予備運転にかけて元々の酸化物保護膜を侵し、次に燐酸塩を使用し て一度運転するようにしてもよい。

燐酸塩層全維持するために定期的に燐酸塩処理を施こすのが望ましいっ例えばソ ーセージの製造の場合には毎日の操業の終了後装置に燐酸塩ケ流すようにしても よい。しかしながら、このときには燐酸塩が焼結材料の目詰まりヲ起さないよう に注意する必要がある。燐酸塩を使用することによる特別の利点は食品用燐酸塩 が手に入シ易いことである。したがって焼結ステンレス鋼の定期的な処理は飲食 物製造工程においては大した問題なく実行することができる。

本発明はさらに他の面では、酸の溶液、特に酢酸水溶液が通されっ焼結ステンレ ス鋼部材の腐蝕を防止する方法を提供するものである。その方法においては酸の 溶液を通すの全中断して燐酸塩含有溶液をその部材に通し、その後に前記酸の溶 液が再び通される。

燐酸塩含有溶液の使用は酸の溶液を通すの全停止した後できる限り早く行なうべ きである。そうでないと腐蝕生成物が蓄積してしまうことがある。酢酸の場合に はその腐蝕生成物は酢酸全もう一度使って洗いとることができる。燐酸塩含有溶 液の使用後その焼結ステンレス鋼部材に空気を通してもよいが、酸または水を流 すのが望ましい。

焼結ステンレス鋼の内面全部に燐酸塩層が形成される必要はない。例えば、酸化 物で不動態化された焼結ステンレス鋼が酢酸に曝されたときに、その酸化物層が 除去されるのはその焼結ステンレス鋼の幾つかの点においてのみであることもあ る。このとき、燐酸塩処理自体、もしくは他の予備処理が酸化物層を侵すもので ないときには燐酸塩層はそのような点にしか形成されないであろう。

ある面から見れば、本発明は酢酸雰囲気内での飲食物製造工程に燐酸塩処理した 焼結ステンレス鋼を使用することであり、またアルコール特にウィスキーの製造 工程にそのような焼結ステンレス鋼を使用することである。本発明は酢酸の存在 する酸性雰囲気に使用することもできるし、また他の有機酸、特にカルボン酸、 の場合にも使用できると考えられる。

通常のステンレス鋼、すなわち非焼結ステンレス鋼の場合には、燐酸塩は広範な 腐蝕性雰囲気に耐える保護層を形成するものとして知られており、したがって本 発明の焼結ステンレス鋼もそのような広範な腐蝕性雰囲気中で使用できるものと 考えられる。

以下本発明の詳細な説明する。

はぼ英国特許２００４４５４Ｂ　に開示されている装置において焼結ステンレス 鋼の型を使用した。そのステンレス鋼は３１６Ｌと衣示されるものでアシ、ブリ ティッシュ・スチール・コーポレーションの分析は次の通りでアラた。

最大％　最小％ ＣＯ，０７０，００ Ｓｉ　１，００　０．２０ Ｍｎ　２．００　０．５Ｏ Ｎｉ　１３．００　１０．００ Ｃｒ　１８．５０　１６．５０ Ｍｏ　３．００　２．２５ Ｔｉ　Ｏ，０００，００ Ｓ　Ｏ，０３０，００ Ｐ　Ｏ，０４５０，０００ Ｆｅ　約６５％ ソーセージの製造においてｐＨ２，２５の酢酸水＠ｔｉ、ヲその型壁全通過させ た。装置の使用後、黒色の付着物が次第に形成きれた。新しい型で一度装置を運 転した後のその付着物の量は太したことはなかったが、２日後にはその付着物の 量は酸の流れ全相当制限する程になった。その付着物は装置の使用終了後直ちに は形成されず、次第に出て米た。

その付着物は余分の酢酸を流すことによっである程度除去することができたが、 流すの全停止すると再び現れ、焼結ステンレス鋼の気孔が減少した。

新しい未処理の型全通した後の酸を分析したところ、次のような金属全含有して いた。

Ｆｅ　Ｑ、７ｐｐｍ Ｃｒ　Ｑ、２ｐｐｍ未満 Ｎｉ　ｏ、ｌｐｐｍ未満 一度使用して酸を通した後、型を２週間放置し、その後酢酸全使用して再度運転 したところ、その酢酸中には金属が次のように含まれていた。

Ｆｅ　１９０　ｐｐｍ Ｃｒ　２３　ｐｐｍ Ｎｉ　４２ｐｐｍ これは酸分連続的に流さずに型全酸性雰囲気中に放置したときの腐蝕の進行を示 すものである。

固体付着物を分析したところ次のように金属を含んでいた。

Ｆｅ　２１．８％罵〜 Ｎｉ　２．５９％彫〜 本発明に従って、付着物全酢酸で最初に除去した後、ｐＨ約１１．７のトリソジ ウムオルトフオスフエート水溶液を５分〜１０分間程度その型に流した。次に空 気をその型に通した。その結果、付着物は形成されず、酢酸溶液とともにその型 をさらに使用した後でもそのような付着物は現われなかった。このことから、少 なくとも通常、酸の攻撃を受ける部分においては燐酸第二鉄等の保護層が形成さ れていると考えられた。

焼結ステンレス堅のフィルターがウィスキーを変色させることが分かったため、 ウィスキーの酸成分の分析を行なった。その結果有標ウィスキーは１００１あた り約１５〜２３ｇの酸を含有し、その約８０〜９０％が酢酸性であることが分か った。また有標ブレンドウィスキーのｐＨが約３．６であることも分かった。

前述のソーセージの成形工程に使用された焼結ステンレス鋼のサンプルを燐酸処 理する前に再検ウィスキー’（Ｂｅｌｌｓ−商標）のサンプル内に浸漬したとこ ろ、そのウィスキーは２０分以内に変色した。前記ソーセージ成形装置から取ら れた燐酸処理した焼結ステンレス鋼のサンプルを同じウィスキーの新たなサンプ ル中に浸漬したところ、数時間後でもウィスキーの変色が認められなかった。

以、上の説明から明らかなように不発明によれば従来耐えられなかったような腐 蝕性条件下でも焼結ステンレス鋼を防用できるようになる。従来は非酸化性条件 で酸の溶液中で焼結ステンレス鋼全使用するのは全く不可能であると考えられて いた。しかしながら、本発明によれば少なくとも酢酸の場合には、上述したよう な条件、すなわち焼結ステンレス鋼の内部への酸素の接近が制限されているよう な条件でも焼結ステ／レス鋼全使用することができる。

焼結ステンレス鋼全食品工業に使用する場合には本発明の方法によってその焼結 ステンレス鋼の不動態化層全燐酸塩と置き換えるのに食品用燐酸塩全使用するの が望ましいが、本発明はこれたけにとどまらず、焼結ステンレス鋼上の表面酸化 物層の替シの保護層としてクロム酸塩、蓚酸塩等の無機コーティングのような変 換コーティング全形成するようなりロム酸塩、蓚酸塩等の燐酸塩と同等な耐蝕性 を有する材料を使用することも含むものと考えられる。更なる可能性として、少 なくとも一部活性化された焼結ステンレス鋼全２段階に処理することが考慮され た。この場合には燐酸塩含有溶液による処理の後に、酸クロム酸塩＊庫＋−，よ る処理を行なわなければならない。

したがって本発明の更に他の面によれば、焼結ステンレス鋼の少なくとも一部活 性化された内面上に、非酸化条件下における酸の溶液のような従来の不動態化ス テンレス鋼全侵す材料による腐蝕に対して相当耐性のある表面保護層を形成する ようにした焼結ステンレス鋼の処理方法全提供するものである。さらに、本発明 はそのような処理を施こされたステンレス鋼にも及ぶものである。

補正漠の写しく翻訳文）提出書 （特許法第１８４条の７第１項） 昭和５８年２月（０日 特許庁長官　殿　胃 １、事件の表示 ＰＣＴ、／ＧＢ８２１００１７２ ２、発明の名称 焼結ステンレス鋼の腐蝕防止 ３、特許出願人 住　所　英　国　ウェスト　サセツクス　アールエイチ１９４エイチェイチ　イ ースト　グリンスデッドウエスト　レーン　クレイズ（動感ｒ＞ｖ）名　称　テ ィベット　ディベロ　プメンツ　リミテッド４、代理人 ５、補正＾の提出年月日　１９８２年１１月２、特許請求の範囲（補正された） ｌ　＃ｆ腐蝕性の強化された焼結ステンレス鋼の製造方法において、前記焼結ス テンレス鋼の少なくとも一部活性化された内面全燐酸塩含有溶液で処理すゐこと 全特徴とすゐ万／ｆ：。

２、　前記燐酸塩含有溶液が燐酸塩のアルカリ性水浴液であることを特徴とする 特許請求の範囲第１項記載の方法。

３、ＯＮ記燐酸塩含有溶液がノジウムピロフオスフエートモしくはトリノジウム オルトフオスフエートの溶液であること全特徴とする特許請求の範囲第２項記載 の方法。

４　前記燐酸塩含有浴液による処理の前に、罰記焼結ステンレス鋼ケ酸の水浴液 で処理してその円面ケ少なくとも一部活性化させること全特徴とする特許請求の 範囲第１項乃至第３項のいずれか１項記載の方法。

５、　前記酸の水浴液が酢酸溶液であること全特徴とｊゐ特許請求の範囲第４項 記載の方法。

５、酸の溶液ケ通される焼結ステンレス鋼部材の腐蝕全防止する方法において、 ＦＩＵ記焼結ステンレス鋼の部材に前記酸の溶液勿通すのを停止し、燐酸塩含有 溶液全その部材に通し、その後に前記酸の溶液全通すの全再開すること全特徴と する方法。

７、　前記燐酸塩含有溶液によゐ処理を定期的に繰り返すこと全特徴とする特許 請求の範囲第１項乃至第６項のいずれか１項記載の方法。

８　ｍ酸塩含有溶液による処理によって形成された表面保獲層をその内面に有す る焼結ステンレス５ＪＩ４゜９　フィルターもしくは型の形態をなしていること を特徴とする焼結ステンレス鋼。

１０（ｍｊＥされた）　焼結ステンレス鋼製品の耐蝕性全強化するための処理方 法において、その製品の内面上に変換コーティングを形成するような材料全その 製品中を通過させることケ特徴とする方法。

国際調査報告

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．耐腐蝕性の強化された焼結ステンレス鋼の製造方法において、前記焼結ステ ンレス鋼の少なくとも一部活性化された内面全燐酸塩含有溶液で処理することを 特徴とす２、前記燐酸塩含有溶液声燐酸塩のアルカリ性水溶液であること全特徴 とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、　前記燐酸塩含有溶液がンジウムピロフォスフエートもしくはトリソジウム オルトフォスフエートの溶液である−ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記 載の方法。 ４、前記燐酸塩含有溶液による処理の前に、前記焼結ステンレス鋼會酸の水浴液 で処理してその内面ケ少なくとも一部活性化させることを特徴とする特許請求の 範囲第１項乃至第３項のいずれか１項記載の方法。 ５、　前記酸の水浴液が酢酸溶液であることｔ％徴とする特許請求の範囲゛第４ 項記載の方法。 ６、酸の溶液を通される焼結ステンレス鋼部材の腐蝕を防止する方法において、 前記焼結ステンレス鋼の部材に前記酸の溶液勿通すの全停止し、燐酸塩含有浴ｇ 、ケその部材に通し、その後に前記酸の溶ａを通すの葡再開することを特徴とす る方法。 ７、　前記燐酸塩含有溶液による処理を定期的に繰り返すことを特徴とする特許 請求の範囲第１項乃至第６項のいずれか１項記載の方法。 ８、燐酸塩含有溶液による処理によって形成された表面保護層をその内面に有す る焼結ステンレス鋼。 ９、　フィルターもしくに型の形態ケなしていることを特徴とする焼結ステンレ ス鋼。 ］−０，焼結ステンレス鋼の処理方法において、その焼結ステンレス鋼の少なく とも一部活性化された内面上に、従来の不動態化された焼結ステンレス鋼を侵す 薬剤に刈して相当大きな耐蝕性を示す表面保画層を形成すること全特徴とする方 法。