JPS63250494A - 黒色被膜付き銅 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、輻射熱吸収体として使用される黒色皮膜付鋼
に関する。

［・従来の技術］ 従来、銅表面に黒色皮膜を形成した銅としては、塗装、
メッキ、化成処理、陽極電解などにより黒色皮膜を形成
した銅が一般的である。

上記、従来の黒色皮膜を形成した銅において、塗装、メ
ッキにより黒色皮膜を形成した銅は、銅表面を、カーボ
ンやクロムなどで黒色皮膜を形成していた。

しかしながら、前記化成処理、陽極電解における銅表面
の黒色皮膜形成方法は、下地鋼との酸化物、硫化物など
で黒色皮膜を形成することができるため、皮膜の密着性
が良好であり、さらには製造コストが安価であるという
利点も合わせ持っている。

またさらには、化成処理や陽極電解により、下地銅と反
応して形成した酸化物、硫化物などは、結晶が針状に成
長しており、入射した光は、当該針状結晶内において、
乱反射を起こし、その結果、光の反射率が低くなり、銅
表面を化成処理や陽極電解により黒色皮膜を形成した銅
においては、吸収効率がさらに高くなるという利点があ
る。

しかしながら、上記の針状結晶は、非常に柔かいために
、機械的な力により容易に破壊されるという問題がある
。

［発明が解決しようとする問題点］ 以上説明したように、本発明は従来の化成処理や、陽極
電解により銅表面に形成した針状結晶の黒色皮膜を、当
該針状結晶の黒色皮膜の利点である輻射熱の吸収効率を
維持し、かつ機城的な力に弱いという欠点を改善する目
的でなされたものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、以上の事情に基づいてなされたものであり、
銅表面に針状結晶を有する黒色皮膜を形成し、当該黒色
皮膜の表面をシリケート系重合体で被覆したところに要
旨が存在する。

［作用］ 従来、化成処理、陽極電解により銅表面に形成した黒色
皮膜は、第１図において示すように、下地銅２の表面に
酸化物・硫化物の針状結晶１として形成している。

すなわち、当該針状結晶１は、黒色であるため熱吸収に
優れているだけでなく、第２図に示すように、下地銅４
に針状でない結晶３を形成した黒色皮膜に比較して、光
が入射した際に、針状結晶であるために、光が針状結晶
にはいって、乱反射し、さらに熱吸収が良好となる。

しかしながら、上記の針状結晶は、非常に柔かいために
、指先等で軽く触れるだけで容易に針状構造が破壊され
る。その状態を第３図に示す。第３図において６は下地
鋼であり、５は表面に形成された針状結晶である。

第３図のごとく、針状結晶５は、押圧されており、光の
乱反射は不可能となり、反射率が高くなってしまう。

本発明者は、以上の問題を解決するために、針状結晶の
強度を高くする方法を種々検討した結果、シリケート系
重合体を針状結晶の間隙に充填することによって、輻射
熱吸収特性を損なうことなく針状結晶の強度を高くする
ことができることを見い出した。

シリケート重合体としては、ナトリウムシリケート、カ
ルシウムシリケート、リチウムシリケート、エチルシリ
ケートなどを主成分として含み、また着色顔料を含まな
い透明重合体を使用することができる。

以上のシリケート系重合体は、有機系などの重合体に比
較して光の透過性が高く、また硬く、耐熱性に優れてい
るため、屋外の太陽熱吸収体や光源ランプからの輻射熱
を吸収する装置の熱吸収体として利用できるものである
。

［実施例］ 以下に本発明を実施例をあげて詳細に説明する。

リン脱酸銅板（１００Ｘ　１００．！ｌ厚５ｍｒｎ）を
材料として用い、水酸化ナトリウム水溶液中で陽極電解
をおこなって銅板片面にＣｕ、Ｏ。

ＣｕＯの針状結晶を形成させた。形成条件を下記に示す
。

電解電流密度　　　２０　ｍ　Ａ　／　ｃゴミ解時間　
　　　　１０ｍ１ｎ 液組成　　　　　　ＮａＯＨ１５０ｇ／Ｉｌ。

Ｎａ２Ｍ００４　・２Ｈ，０ １、Ｏｇ／Ｊｌ 液温　　　　　　　９０℃ 上記条件により銅表面に０．５〜１ｍｍ程度の厚さで針
状結晶を生成させた。さらに、３０％リチウムシリケー
ト浴および１０％エチルシリケート浴にそれぞれ銅板を
浸漬し、次に３００℃の炉中で１０ｍ１ｎ加熱硬化をお
こない、Ｃｕ２Ｏ。

ＣｕＯよりなる針状結晶中の間隙をリチウムシリケート
およびエチルシリケートにて充填した。

第４図に得られた皮膜の状態を示す。第４図において７
は、Ｃｕ２Ｏ，ＣｕＯの針状結晶であり、８は下地銅で
ある。９は針状結晶７中の間隙に充填したリチウムシリ
ケートおよびエチルシリケートである。

以上の本発明の実施例に対し、比較例としてＣｕ２Ｏ，
ＣｕＯの針状結晶を生成した後クリアーエポキシ樹脂を
充填したおよびＣｕ２Ｏ。

ＣｕＯの針状結晶を生成させた後シリケートを充填しな
いものを作成した。

以上の工程で得られた試料の評価は、表面摩擦、ベーパ
ー研磨、ビートサイクル、塩水噴霧を各試料に施こした
後、熱吸収特性を調べた。

第５図は、表面摩擦の試験図であり、試料１１をアルミ
板１２上に置き試料の上に分銅１０をのせ、１００ｇ／
ｃｒｎ’の荷重をかけて、試料工１を第５図の矢印の方
向へ反復２０回動かした。

第６図は、ペーパー研磨の試験図であり、試料１４をア
ルミ板１６上に近いた＃２４０（１）ベーパー１５上に
近き、試料の上に分銅１３をのせ１００　ｇ　／　ｃゴ
の荷重をかけて、試料１４を第６図の矢印の方向へ反復
２０回動かした。

ヒートサイクル試験は、試料を加熱して１０℃から３０
０℃まで温度を上昇させ、次に３００℃から１０℃まで
冷却する試験を１時間で行ないｌサイクルとし、ｌＯサ
イクル行なった。

塩水噴霧試験は、１ｏｏｏ時間試料に塩水噴霧を行なっ
た。

また、熱吸収特性は、第６図に示すような測定装量を使
用した。

第６図において、試料２０は、温度計１７に接続されて
おり、さらに試料２０の置かれた室は真空ポンプ１８に
より真空状態となっている。

他の室には、タングステンランプ２１が設置されており
、当該タングステンランプ２１の光は、石英ガラス１９
を通して試料２０を照射する。

照射された試料２ｏは、温度上昇するが、その温度上昇
は温度計１７により測定でき、その温度上昇に要した時
間を測定することにより熱吸収特性を判定した。測定結
果を第１表に示す。

第１表の測定結果から明らかなように、本発明の実施例
であるリチウムシリケート、エチルシリケート充填材は
、劣化促進試験前においては、比較例の非充填材と比較
しても同程度の光透過性を示しており、さらに表面摩擦
、ペーパー磨、ビートサイクル塩水噴霧などの劣化促進
試験を行なフた後の温度上昇に要した時間は、短く劣化
促進前と変わらない。

上記実施例に比べて、クリアーエポキシを充填した比較
例においては、劣化促進試験前の光透過性が悪く、１０
℃温度に要する時間が長い。

さらには、ベーパー研磨試験では部分的に皮膜の剥離が
みられ、１０℃温度上昇に要する時間が２倍となってお
り、針状結晶の一部が破壊している。

またビートサイクル試験においては、樹脂の変形がみら
れた。

充填材を充填しない比較例においては、劣化促進試験前
においては、１０℃温度が上昇するのに要する時間は短
く熱吸収に優れているが、表面摩擦試験を行なった後で
は、針状結晶の破壊が起こり、１０℃温度上昇するのに
要する時間は試験前に比べ４倍の長さとなった。

ペーパー研磨試験を行なった後では、部分的に皮膜の剥
離がみられ、１０℃温度上昇するのに要する時間は、表
面摩擦試験後の測定結果よりも長かった。

また、塩水噴霧試験後においては、部分的に緑青を発生
した。

［発明の効果］ 以上説明したように、黒色皮膜付き鋼は、当該本発明の
黒色皮膜の針状結晶をシリケート系重合体で保護してい
るため耐破壊性に優れた熱吸収体として長時間にわたり
、性能が低下することなく使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の黒色皮膜付銅の表面皮膜の状態を示す
説明図であり、第２図は、黒色皮膜が針状結晶である場
合とない場合における。光の反射状態を示す説明図であ
る。 第３図は、従来の針状結晶の黒色皮膜付銅に機械的な力
を加えた後の光の反射状態を示す説明図であり、第４図
は、本発明の黒色皮膜付銅の表面皮膜の状態を示す説明
図である。 ｆ５５図は、摩擦試験の説明図であり、第６図は。 ペーパー研磨試験の説明図である。第７図は、熱吸収特
性試験のための説明図である。 第５図 Ｏ 第６図 Ｉｔ） 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 銅表面に針状結晶を有する黒色皮膜を形成し、当該皮膜
   の表面をシリケート系重合体で被覆したことを特徴とす
   る黒色皮膜付き銅。