JPS64473B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は金属製棚の被覆に関するものであり、
特に冷蔵室用のメツキされた金属製棚に好適なプ
ラスチツク被覆に関する。本発明はまた金属製棚
への被覆の適用方法及びその被覆または完成され
た物品自体に関する。 一般に金属製棚が、そして特にワイヤー製棚が
冷蔵室で使用されている。冷蔵室内での極端な腐
蝕環境の故に、所有者はこれまで高価な耐蝕性ス
テンレス棚か又はこのような腐蝕環境において有
限的な耐久性を有する経済的なメツキされた炭素
鋼製棚かのいずれかを選沢する必要があつた。 金属の被覆における最近の進歩は種々の形態を
有し、かつ非メツキ金属部分にも一般的に適用さ
れるプラスチツク・パウダー・コーテイングを可
能にした。ある冷蔵室用棚の製造業者はプラスチ
ツク被覆を亜鉛メツキ基体上に直接適用した棚を
紹介した。 冷蔵室での実際の使用において、棚はかなり機
械的に酷使されるものであり、事実上どのような
被覆も一定期間後には削損され始める。これが生
じたときに、これら亜鉛−エポキシ構造は次の２
点において欠陥を有する。 第１にプラスチツク被覆は不透明であるので被
覆が削損された個所がむき出されて好ましくない
外観を呈する。第２に、スチールにとつての犠性
体である亜鉛被覆は、その被覆の下側が酸化され
はじめる。 その結果、被覆は付着力を喪失しそしてそれが
増加する結果、剥離してしまう。 それ故、本発明の目的は、基体の魅惑的外観を
維持しそして消費者保護機関の全ての規制に合致
する金属製棚用被覆を提供することにより従来技
術の上述欠点を解消することにある。 本発明の他の目的は、基体のメツキとエポキシ
被覆の上重ねとにより提供される二重保護のため
に極めて優れた耐腐蝕特性を有し、前記被覆に彩
色された透明性を維持しえる金属製棚用被覆を提
供することにある。 本発明の更に他の目的は、削損に対する極めて
優れた耐衝撃特性を有しかつ低電流密度範囲で均
一に通電することができ更に金属製棚の全体を所
望する適当な厚さに設けることができる金属製棚
用プラスチツク被覆を提供することである。 本発明の更に他の目的は金属製棚への被覆の適
用方法及び極めて優れた特性のプラスチツク被覆
を有する構造を提供することにある。 概説すると、スチール製棚を徹底的に脱脂して
メツキのために用意した後に、ニツケル被覆そし
てクロム被覆が２つの連続する工程で順次に金属
製基体上に電着される。 第１層は好ましくは約0.025mm（約1mil）の厚
さを有しかつ第２層又はクロ層は好ましくは約
0.00025mm（約1milの100分の１）の厚さを有す
る。ニツケル及びクロムが金属製棚上に電着され
た後に、クロム金属面はプラスチツクの最終外層
の付着力を強化するためにリン酸鉄で処理され
る。 プラスチツク好ましくはエポキシ樹脂の外面被
覆は、約0.19〜0.26mm（約0.008〜0.010in）の厚さ
に整えられ、かつ削損に対する優れた耐衝撃特性
をもたらすことを企図されている特殊な化学的手
段を有し、金属製棚の平均的厚さよりも薄いメツ
キを受ける低電流密度飯範囲内での通電を可能に
し、金属製棚の全体にわたつて均一かつ適当な厚
さを設けることができ、並びに食品及び医薬管理
局（the Food and Drug Admin−istration）等
の如き機関の全要件に最終的に合致する。 ニツケル及びクロム被膜の電着が行なわれた後
に、リン酸鉄処理が３段階の散布・洗浄工程でな
される。この処理は適当な方法でクロム表面を研
磨して脱脂することによりエポキシ又はプラスチ
ツク被覆の付着力を強化するために利用される。
第１段階において、リン酸鉄−洗浄剤混合物がク
ロム表面に適用され、洗浄成分はリン酸塩作用剤
の洗浄能力の補助として与えられている。冷水散
布洗が第２段階として水洗するのに続いて、その
部品は温水洗を受けさせられる。 乾燥後に、エポキシ樹脂が静電散布によつて適
用され次いで焼成により硬化される。エポキシは
熱硬化性プラスチツク好ましくはビスフエノール
−Ａ型、であり、かつそれは適当な所要の硬化を
達成するため特定な時間及び温度を必要とする。 本発明の目的及び利点と共にこれまで概説した
本発明はその好まして実施例の以下の詳細な説明
から明らかになろう。 本発明の組合せでかつここに開示する適用方法
に基づいて被覆するのに好適な金属製棚構造は、
例えば、1970年８月11日にルイス・マスロウに対
し発行されたアメリカ特許第3523508号に開示さ
れかつクレームされており、本発明の説明におい
て参照文献として用いられる。 アメリカ特許第3523508号に開示されている代
表的な金属製棚は１枚の平らな棚板部材と、該棚
板部材の各角部に設けられる截頭円錐形受容及び
支持部分に取り付けられる４本の垂直支柱と、金
属棚板自体の調節可能な垂直位置付けができるよ
うに各角支柱に設けられる水平に走る複数の凹所
とからなつている。明らかに、特に冷蔵室内で使
用するための金属製棚の異なつた構造及び変形は
その発明の範囲及び主旨を変更することなく造る
ことができる。 一般に、かゝる金属製棚の建造に採用される材
料は高架された積荷を支えることができるような
スチールか他の同等な強度を有する金属である。
金属製構造物のメツキは、例えば媒染剤、酸、ア
ルカリ液等の使用を介し金属表面の使用及び酷使
により生ずるさび及びその他の腐蝕問題を最小に
するために同様にしばしば採用される。これらの
欠陥を最小限にするために、最近、金属表面をプ
ラスチツク材料の上重ねによる被膜で保護するこ
とが提唱された。しかし、本発明の金属製棚の独
特な利用方法は無作為に選定されたプラスチツク
被膜の適用ではそれを遂行することができない。 上質かつ高度に満足すべき製品を得るためには
注視しなければならない多くの要件が存在する。
即ち、プラスチツク被覆は所望する機械的特性の
全てを保持するような方法で金属基体に付着され
ねばならない。更に、製品の外観及び被覆の性能
は、不透明な又は鈍い表面がそれに取つて替わる
ことなしに、光沢のある金属製メツキ棚の自然の
好ましい外観を保持するようなものでなければな
らない。更に、被覆は棚全体に均等な厚さになる
ように、かつその結果、腐蝕及び衝撃の両方に対
し均しく耐久性を保持するように全て低電流密度
範囲上で平均的かつ妨害されずに通電されるよう
な特性を持たねばならない。そして最後に、被覆
は食品取締機関（Food Control Agencies）の
規則に述べられている保健条件に合致しなければ
ならず、その上、酸又は極めて基本的な洗浄剤と
の頻繁な接触に耐えうるものでなければならな
い。 予被覆工程、即ちスチール製棚の電気メツキを
するため及び亜鉛メツキの如き粗悪な形体のメツ
キを避けるために、同時に経済性を維持するため
に、スチールが従来の公知方法で徹底的にみがか
れた後に、連続的に２つのメツキ作業が行なわれ
る。電気治金技術の現状において、ニツケルメツ
キ及びクロムメツキは、被膜が比較的平担な面上
には均等に付着されることができるというのは詭
弁にすぎない。しかし、低電流密度を用いて構造
内に秘められている凹所を完全にめつきするには
依然として困難性が残つている。かゝる個所に高
電流密度を適用することは棚のより影響を受けや
すい範囲に過度の金属層を付着することを意味
し、その結果、製造費を高くすることになる。 商業的要件に合致する付着されるべき２層の代
表的な好ましい厚さとしてはニツケルが0.025〜
0.026mm（約1mil＝約0.001in）、クロムが0.00025
〜0.00026mm（約1milの100分の１＝約0.00001in）
である。ニツケル及びクロム被覆の性質の決定に
含まれる要素は電解槽の組成及び作業条件又は電
気メツキ・パラメーターである。ニツケル電解槽
の組成は、好ましくは（電解槽溶液１（カツコ
内数値は、1gal）につき）261〜376ｇ／（約35
〜50oz／gal）の硫酸ニツケル（NiSO₄・6H₂O）、
43〜76ｇ／（約６〜10oz／gal）の塩化ニツケ
ル（NiCl₂・6H₂O）及び40〜50ｇ／（約5.5〜
6.5oz／gal）のホウ酸（H₃BO₃）から成る。これ
らの基本成分に対し、光沢剤（通常0.05〜３容積
％）及び／又は湿潤剤（通常約0.1〜0.2容積％）
として添加剤を加えることがしばしば行われかつ
勤められている。 電気メツキ作業は通常ハルセル（Hull cell）
条件下で行なわれ、好ましくは210〜1080A／m²
（約20〜100A／ft²）の陰極電流密度及び50〜
650A／m²（約５〜60A／ft²）の陽極電流密度、
５〜20Vの電圧、及び42〜70℃（約110〜155〓）
の浴槽温度を含む。浴槽溶液のPHは最適値4.1で
PH3.4〜4.9付近に通常保たれ、かつ該浴槽は静か
にかき廻わされ、ニツケルはセルの陽極ターミナ
ルとなる。ニツケル電着が0.025〜0.026mm（約
1mil）の状態の好ましい厚さに仕上つた後に第
２電着を行ない、ニツケル層の上を非常に薄い厚
さ、0.00025〜0.00026mm（約1milの100の１）の
クロム被膜でおおう。クロムメツキ溶液は基本的
に、１（カツコ内数値は、1gal）の溶液につ
き、178〜241ｇ／（約24〜32oz／gal）の量の
クロム酸と、0.9〜2.0ｇ／（約0.14〜0.25oz／
gal）の量の硫酸クロムと、130：１〜150：１の
範囲でCrO₃対SO₄イオンの重量比とからなる。
適切な浴槽組成を得るために、２つの成分が選択
的に使用される。即ち、66ボーメド度
（66degree Be.）硫酸の208〜211ｇ／（約
28oz／gal）の溶液と、1.4〜1.6ｇ／（約
0.2oz／gal）の量を有するコネチカツト州のウオ
ーターバリーの化学会社、マツクダミド・インコ
ーポレーテツドによつて製造されているマツクロ
ーム塩（商標、“MaCrome”salt）の溶液であ
る。 クロムメツキ作業は次の好ましい条件で行なわ
れる。即ち、鉛−スズ合金で作られた陽極を有し
て、425〜4310A／m²（約40〜400A／ft.²）の平
均電流密度、約2.5〜16Vの電圧、39〜62℃（約
105〜140〓）の浴槽温度である。 ２つの金属層が付着された後に、光沢のあるク
ロム電着はリン酸塩方式の処理を受ける。そして
それは引き続き行なわれるプラスチツク被覆の増
大された付着力に高められる。しかしながら、特
に満足すべきリン酸塩処理は３段階の散布・洗浄
工程を利用することにより最もよく適用されるこ
とがわかつた。 第１段階において、リン酸鉄と洗浄剤との混合
物は、たとえリン酸鉄がそれ自身の洗浄作用のた
めの湿潤剤を既に含んでいるとしても、クロム表
面に適用される。しかし洗浄剤の追加は洗浄工程
において及びリン酸鉄溶液の洗浄能力に対し補助
剤として役立つ。代表的なリン酸鉄−洗浄剤の組
合せは１〜２容積％のアイロン・フオスホテツク
ス4511（商標、“Iron Phosphotex4511”）と0.5〜
３容積のアイロン・フオスホテツクス−デタージ
エント4523（商標“Iron Phosphotex−
detergent4523”）の混合物であり、両製品は化学
会社マツクダミツド・インコーポレーテツドによ
り製造されている。この処理は2.9〜4.6のPHでゲ
ージ圧力0.9〜2.2Kg／cm²（約15〜30p.s.i.g）の噴
射圧の下に58〜84℃（約140〜180〓）の温度で30
秒〜１分半程度行なわれる。 上述の後者の処理が完了した後に、クロム表面
は、第２段階において、冷水散布洗を受けそして
最終的に温水洗を受ける。 クロム表面がプラスチツク被覆の密着のために
準備された後に、最終手段即ち、粉末エポキシで
の被覆がなされる。これは静電スプレー又は流動
性にされたベツドによつて適用されうる。そして
そのとき、適当な硬化及び着色を得るためにエポ
キシ樹脂、好ましくは特定の時間及び温度を要求
するビスフエノールＡ型の熱硬化性プラスチツク
を焼成することによつて硬化される。 このエポキシ樹脂の適当な混合物はドリ−デツ
クス99×8006（商標、“Dri−Dex99×8006”）の名
称でニユーヨーク州オーリアンのデクスター・コ
ーポレーシヨンのミドランド・デイビイジヨンで
製造されている。これは低不透明かつ青−緑がか
つた着色又は色あいの材料である。それは208〜
212℃（410〓）で28秒間のゲル化時間を有しかつ
43ミクロン前後の平均粒子寸法及び1.13の比重を
有するビスフエノール−Ａエポキシである。これ
は通常静電スプレーにより適用されるが、しかし
ながら流動性にされたベツドも同様に採用しう
る。両方法の適用は従来及び公知技術と同様であ
る。 エポキシ樹脂の適用厚さは0.19〜0.26mm（約
0.008〜0.010in）の範囲であり、かつその硬化は
下記の表に従つてなされる。 エポキシ硬化 温度（℃） 概算時間（分） 162.8℃（325〓） 17分 176.7℃（350〓） 12分 190.6℃（375〓） 11分 204.4℃（400〓） 9分 218.3℃（425〓） 8分 換言すると、その硬化時間は選定温度に依存
し、上述の通り８〜17分の範囲内である。かかる
適用の結果、6Hの鉛筆の段階の高度な満足すべ
き硬度、約100＋60度の光沢、良好な耐切削性、
円錐形支柱への約1.84Kg・ｍ（約160in.lb.）の衝
撃（直接的および反動的）によつても影響されな
いこと、ASTM B117−64の試験方法に基づい
て実施された５％塩水噴霧試験の1000時間経過後
にも影響されないこと、約35.5℃（96〓）、湿度
100％での湿度試験の1000時間経過後にも影響さ
れないこと、そして酸やアルカリや石油製品に対
して非常に良好な耐薬品性を示すことが判明し
た。 以下の実施例は、本発明の範囲を限定すること
なく、金属製棚への被覆の適用方法を示してい
る。ニツケルメツキ溶液は溶液１（カツコ内数
値は、1.gal）当り、337ｇ（45oz）の硫酸ニツケ
ルNiSO₄・6H₂O）、52.4ｇ（7oz）の塩化ニツケ
ル（NiCl₂・6H₂O）及び44.9ｇ（6oz）のホウ酸
（H₃BO₃）からなるものが準備された。この溶液
に対し0.1容積％のNo.30H光沢剤、1.5容積％の
No.14光沢剤、２容積％のNo.33光沢剤及び0.15
容積％のNo.32湿潤剤が添加された。これら光沢
剤及び湿潤剤は化学会社マツクダーミツド・イン
クの製品である。ニツケルメツキ浴は592A／m²
（55A／ft²）の陰極電流密度で5Vの電圧でかつ62
〜64℃（約145〓）の温度で行なわれた。更に、
PHは4.1であり、利用された陽極ニツケルからつ
くられたものであり、かつメツキは柔かい空気撹
拌で行なわれた。 0.025〜0.026mm（約0.001in）の被覆が棚全体に
均一に付着された。次いでクロムメツキ作業が
208〜211ｇ（28oz）（浴槽の１（カツコ内数値
は、1gal）当り）のクロム酸、1.4〜1.6ｇ
（0.20oz）の硫酸クロム、及び硫酸塩に対するク
ロム酸塩の比重を約140：１に保つ浴組成を利用
して行なわれた。最も満足すべき浴組成を得るた
めに化学会社マツクダーミツド・インコーポレー
テツドの製品、マツクローム28塩208〜211ｇ
（28oz）及び66ポーメド度硫酸1.4〜1.6ｇ
（0.20oz）で作られる。クロムめつき作業は
1345.5A／m²（125A／ft²）の平均電流密度、約
4.5Vの電圧、および45.6℃（114〓）の温度で行
われ、陽極は鉛−スズ合金である。クロムの非常
に薄い層又は被膜がニツケル上に付着され、かつ
0.00025〜0.00026mm（0.000010in）の厚さである
と測定された。 クロム被膜が棚全体に均等に付着された後に、
リン酸鉄処理が前述したように３段階の散布洗浄
で行われた。 第１段階において、化学会社マツクダーミツ
ド・インコーポレーテツドにより製造販売されて
いるリン酸鉄及び洗浄剤が使用された。それは
1.5容積％のアイロン・フオスホテツクス4511及
び0.75容積％のアイロン・フオスホテツクス・デ
タージエント4523から成つている。この第１段階
は1.7〜1.8Kg／cm²（約25p.s.i）の噴射射圧の下で
１分間、71℃（160〓）でかつPH4.0で行われた。
この処理に続いて、冷水散布により水洗され、か
つその後温水洗が行われた。 この時点で、表面は低下透明かつ青緑がかつた
色のドリ−デツクス99×8006からなるエポキシ被
覆を受けるための準備ができたと考えられかつ次
の物理的特性を有するビスフエノールＡエポキシ
樹脂と化学的に同一であることが証明できる。即
ち210℃（410〓）での28秒間のゲル化時間、43ミ
クロンの平均粒子サイズおよび1.13の比重。この
エポキシ樹脂は0.2286mm（9mil＝0.009in）の厚さ
に従来方法で静電噴霧により適用されそして
176.7℃（350〓）で12分間硬化した。 24ゲージ・スチール板（24gauge steel panel）
上に付着された0.2286mm（9mil＝0.009in）厚の被
膜は次いでその性能特性についてテストされ、
6H鉛筆の硬度、100＋60度の光沢及び良好かつ満
足すべき耐刃傷性を有することがわかつた。同様
に、約1.84Kg・ｍ（160in−lps）の衝撃（直接及
び裏側）に耐え、かつASTM B117−64に定め
る試験方法に基づく５％塩噴霧試験に関しなんの
影響もなく1000時間耐え、円錘形支柱上に何等の
影響を有しないことがわかつた。更に35.6℃（96
〓）で湿度100％の環境に1000時間なんの影響も
なく耐え、かつ酸類、アルカリ類及び石油製品に
対し優れた耐薬品性を有することがわかつた。 外観に関しては、被覆はやわらかい透明な色合
で全体を光らすためクロムメツキの好ましい優雅
な外観を与え、一方腐蝕、衝撃及びその他の化学
的及び機械的弊害に対抗する全ての要求された保
護を提供していることがわかつた。 特に冷蔵室に利用される金属製棚の被覆に関す
る本発明の特定の組成、及びかゝる棚への被覆の
適用方法及び更に適用された被覆それ自体の実験
された性能は上述されているので、クレームは上
述の発明の反映であると考えられる。

【特許請求の範囲】

１ 鋼材表面に厚さ0.3〜6μのNiメツキ層又はNi
−Co合金メツキ層を有することを特徴とする燃
料用鋼板。 ２ 鋼材表面に厚さ0.3〜6μのNiメツキ層又はNi
−Co合金メツキ層を有し更に該層の表面にクロ
メート処理被膜層を有することを特徴とする燃料
用鋼板。

Claims (1)

1. ３ 前記ニツケル層は0.025〜0.026mmの厚さに付
   着され、そして前記クロム層は0.00025〜0.00026
   mmの厚さに付着されることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の方法。 ４ 前記エポキシ樹脂は0.19〜0.26mmの厚さに適
   用されることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の方法。 ５ 前記ニツケル層の電着は、210〜1080A／m²
   の陰極電流密度、50〜650A／m²の陽極電流密度、
   ５〜20Vの電圧、42〜70℃の浴槽温度、3.4〜4.9
   のPHの作業条件で、１の溶液当り、261〜376ｇ
   の硫酸ニツケルと、43〜76ｇの塩化ニツケルと、
   40〜50ｇのホウ酸とを、光沢剤および／または湿
   潤剤と共に含有する溶液から達成されることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ６ 前記クロム層の電着は、425〜4310A／m²の
   陰極電流密度、2.5〜16Vの電圧、39〜62℃の浴
   槽温度の作業条件で、１の溶液当り、178〜241
   ｇのクロム酸と、0.9〜2.0ｇの硫酸クロムとを含
   有し、クロムイオンと硫酸塩イオンとの比率が
   130：１〜150：１にある溶液から達成されること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ７ 前記リン酸鉄−洗浄剤混合物は1.5容積％の
   リン酸鉄と0.75容積％の洗浄剤からなることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ８ 前記クロム面の洗浄はゲージ圧力0.9〜2.2
   Kg／cm²の噴射圧の下に、30〜90秒間、58〜84℃の
   温度でかつPH2.9〜4.6の作業条件で達成されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方
   法。 ９ 前記熱硬化性プラスチツクは、208〜212℃で
   28秒間のゲル化時間を有し、43ミクロンの平均粒
   子寸法および1.13の比重を有することを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項記載の方法。 １０ 前記熱硬化性プラスチツクは受容される基
   体の表面に静電散布によつて適用されることを特
   徴とする特許請求の範囲第２項記載の方法。 １１ 前記エポキシ樹脂はビスフエノール−Ａ型
   として適用されることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の方法。 １２ ニツケル金属層、クロム金属層、および低
   不透明性エポキシ樹脂層で、連続して、被覆され
   るスチール基体からなり、前記ニツケル層は
   0.025〜0.026mmの厚さに有し、前記クロム層は
   0.00025〜0.00026mmの厚さに有し、そして前記エ
   ポキシ樹脂層は0.19〜0.26mmの厚さを有すること
   を特徴とする冷蔵室に好適な金属製棚。 １３ 前記エポキシ樹脂層はビスフエノール−Ａ
   型の熱硬化性樹脂からなることを特徴とする特許
   請求の範囲第１２項記載の金属製棚。