(57)【要約】【課題】  処理液中に溶出した鉛が合金材の表面に再付着するのを防止することができる脱鉛処理方法を提供する。【解決手段】  鉛を含有する合金材４を処理槽２４内に収容された処理液に浸漬して、合金材４に含まれる鉛を処理液に溶出させて除去する脱鉛処理方法である。合金材４及び電極３０を処理槽２４内の処理液に浸漬した状態で、合金材４及び電極３０をそれぞれ陽極及び陰極として、合金材４と電極３０との間に所定電圧を印加する。これにより、処理液中に溶出した鉛と合金材４との電気的な反発が生じることによって、合金材４への鉛の再付着を防止することができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛を含有する合金材を処理槽内に収容された処理液に浸漬して、前記合金材に含まれる鉛を前記処理液に溶出させて除去する脱鉛処理方法において、
前記合金材及び電極を前記処理槽内の前記処理液に浸漬した状態で、前記合金材及び前記電極をそれぞれ陽極及び陰極として、前記合金材と前記電極との間に所定電圧を印加して、前記合金材への鉛の再付着を防止することを特徴とする脱鉛処理方法。
【請求項２】
前記処理液はアルカリ水溶液であることを特徴とする請求項１に記載の脱鉛処理方法。
【請求項３】
鉛を含有する合金材をアルカリ水溶液に浸漬して前記合金材に含まれる鉛を溶出させるアルカリ処理工程と、このアルカリ処理した前記合金材を水に浸漬して洗浄する第１次水洗処理工程と、この洗浄した前記合金材をリン酸水溶液に浸漬して前記合金材の表面に皮膜を形成するリン酸処理工程と、このリン酸処理した前記合金材を水に浸漬して洗浄する第２次水洗処理工程と、を含む脱鉛処理方法において、
前記アルカリ処理工程においては、前記合金材及び電極を前記アルカリ水溶液に浸漬した状態で、前記合金材及び前記電極をそれぞれ陽極及び陰極として、前記合金材と前記電極との間に所定電圧を印加して、前記合金材への鉛の再付着を防止することを特徴とする脱鉛処理方法。
【請求項４】
前記合金材は銅合金材であり、前記銅合金材と前記電極との間には、０．８〜１．２Ｖの直流電圧を印加することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の脱鉛処理方法。
【請求項５】
合金材に含まれる鉛を処理液に溶出させて除去するための脱鉛処理装置であって、
前記処理液が収容された処理槽と、前記処理槽内の前記処理液に浸漬された電極と、前記処理槽内の前記処理液に浸漬された前記合金材と前記電極との間に電圧を印加するための電力供給装置と、を備え、
前記合金材を前記処理槽内の前記処理液に浸漬した状態で、前記合金材及び前記電極をそれぞれ陽極及び陰極として、前記電力供給装置によって前記合金材と前記電極との間に電圧が印加されることを特徴とする脱鉛処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば銅合金材などの合金材に含まれる鉛を溶出して除去する脱鉛処理方法及び脱鉛処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水栓金具には、例えば青銅や黄銅などの銅合金材が用いられており、この銅合金材には、切削性を高めるために鉛が含有されている。しかしながら、水栓金具に鉛が含有されたままであると、水栓金具の使用時にこの鉛が水道水中に溶出してしまい、人体に悪影響を与えるおそれがある。
【０００３】
そこで、このように鉛が溶出するのを防止するために、水栓金具の製造工程において、水栓金具の表面に含有される鉛を除去する脱鉛処理が行われている（例えば、特許文献１参照）。この脱鉛処理では、水栓金具をアルカリ水溶液に浸漬することにより、水栓金具の表面に含有される鉛がアルカリ水溶液中に溶出して除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−７２６８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来の脱鉛処理を継続して行うと、水栓金具からの鉛の溶出によってアルカリ水溶液中の鉛濃度が上昇し、これにより、水栓金具をアルカリ水溶液から取り出す際に鉛が水栓金具の表面に再付着するおそれがある。また、このように鉛が再付着した場合には、脱鉛処理を複数回繰り返して実施することにより、再付着した鉛を再度溶出させて除去しなければならず、処理効率が低下するという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、処理液中に溶出した鉛が合金材の表面に再付着するのを防止することができる脱鉛処理方法及び脱鉛処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に記載の脱鉛処理方法では、鉛を含有する合金材を処理槽内に収容された処理液に浸漬して、前記合金材に含まれる鉛を前記処理液に溶出させて除去する脱鉛処理方法において、
前記合金材及び電極を前記処理槽内の前記処理液に浸漬した状態で、前記合金材及び前記電極をそれぞれ陽極及び陰極として、前記合金材と前記電極との間に所定電圧を印加して、前記合金材への鉛の再付着を防止することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項２に記載の脱鉛処理方法では、前記処理液はアルカリ水溶液であることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項３に記載の脱鉛処理方法では、鉛を含有する合金材をアルカリ水溶液に浸漬して前記合金材に含まれる鉛を溶出させるアルカリ処理工程と、このアルカリ処理した前記合金材を水に浸漬して洗浄する第１次水洗処理工程と、この洗浄した前記合金材をリン酸水溶液に浸漬して前記合金材の表面に皮膜を形成するリン酸処理工程と、このリン酸処理した前記合金材を水に浸漬して洗浄する第２次水洗処理工程と、を含む脱鉛処理方法において、
前記アルカリ処理工程においては、前記合金材及び電極を前記アルカリ水溶液に浸漬した状態で、前記合金材及び前記電極をそれぞれ陽極及び陰極として、前記合金材と前記電極との間に所定電圧を印加して、前記合金材への鉛の再付着を防止することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項４に記載の脱鉛処理方法では、前記合金材は銅合金材であり、前記銅合金材と前記電極との間には、０．８〜１．２Ｖの直流電圧を印加することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項５に記載の脱鉛処理装置では、合金材に含まれる鉛を処理液に溶出させて除去するための脱鉛処理装置であって、
前記処理液が収容された処理槽と、前記処理槽内の前記処理液に浸漬された電極と、前記処理槽内の前記処理液に浸漬された前記合金材と前記電極との間に電圧を印加するための電力供給装置と、を備え、
前記合金材を前記処理槽内の前記処理液に浸漬した状態で、前記合金材及び前記電極をそれぞれ陽極及び陰極として、前記電力供給装置によって前記合金材と前記電極との間に電圧が印加されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の請求項１に記載の脱鉛処理方法によれば、合金材及び電極を処理槽内の処理液に浸漬した状態において、合金材及び電極をそれぞれ陽極及び陰極として、合金材と電極との間に所定電圧が印加される。処理液中に溶出された鉛イオンはプラスに帯電されているので、上述のように電圧を印加することにより、鉛イオンと合金材とが電気的に反発するようになり、合金材の周囲における鉛濃度が低下するようになる。これにより、脱鉛処理が終了して合金材を処理槽から取り出す際に、処理液中の鉛が合金材の表面に再付着するのを防止することができる。
【００１３】
また、本発明の請求項２に記載の脱鉛処理方法によれば、処理液はアルカリ水溶液であるので、合金材をアルカリ水溶液に浸漬することにより、合金材に含まれる鉛をエッチングによってアルカリ水溶液中に溶出させて除去することができる。アルカリ水溶液としては、例えば水酸化ナトリウム水溶液や炭酸ナトリウム水溶液、リン酸ナトリウム水溶液などを用いることができる。
【００１４】
また、本発明の請求項３に記載の脱鉛処理方法によれば、合金材及び電極を処理槽内のアルカリ水溶液に浸漬した状態において、合金材及び電極をそれぞれ陽極及び陰極として、合金材と電極との間に所定電圧が印加される。アルカリ水溶液中に溶出された鉛イオンはプラスに帯電されているので、上述のように電圧を印加することにより、鉛イオンと合金材とが電気的に反発するようになり、合金材の周囲における鉛濃度が低下するようになる。これにより、アルカリ処理工程が終了して合金材をアルカリ水溶液から取り出す際に、アルカリ水溶液中の鉛が合金材の表面に再付着するのを防止することができる。
【００１５】
また、本発明の請求項４に記載の脱鉛処理方法によれば、銅合金材と電極との間には、０．８〜１．２Ｖの電圧を印加するので、銅合金材への鉛の再付着を効果的に防止することができる。
【００１６】
また、本発明の請求項５に記載の脱鉛処理装置によれば、合金材及び電極を処理槽内の処理液に浸漬した状態において、合金材及び電極をそれぞれ陽極及び陰極として、電力供給装置によって合金材と電極との間に所定電圧が印加される。処理液中に溶出された鉛イオンはプラスに帯電されているので、上述のように電圧を印加することにより、鉛イオンと合金材とが電気的に反発するようになり、合金材の周囲における鉛濃度が低下するようになる。これにより、脱鉛処理が終了して合金材を処理槽から取り出す際に、処理液中の鉛が合金材の表面に再付着するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態による脱鉛処理方法に用いられる処理装置を示す概略図である。
【図２】図１の第１脱鉛処理装置を拡大して示す概略図である。
【図３】脱鉛処理工程の流れを示すフローチャートである。
【図４】（ａ）は、実施例１における水栓金具の表面の状態を撮影した写真を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）の水栓金具の一部を拡大した写真を示す図であり、（ｃ）は、比較例における水栓金具の表面の状態を撮影した写真を示す図であり、（ｄ）は、（ｃ）の水栓金具の一部を拡大した写真を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して、本発明に従う脱鉛処理方法及び脱鉛処理装置の一実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態による脱鉛処理方法に用いられる処理装置を示す概略図であり、図２は、図１の第１脱鉛処理装置を拡大して示す図であり、図３は、脱鉛処理工程の流れを示すフローチャートである。
【００１９】
図１を参照して、図示の処理装置２は、鉛を含有する銅合金材（例えば、黄銅や青銅など）から形成された水栓金具４の製造工程において、水栓金具４の表面から鉛を溶出させて除去する脱鉛処理工程（後述する）に用いられる。この処理装置２は、第１脱鉛処理装置６、第１次水洗処理槽８、第２脱鉛処理装置１０、第２次水洗処理槽１２及び湯洗処理槽１４を備えている。
【００２０】
また、この処理装置２に関連して、脱鉛処理すべき水栓金具４を天井から吊り下げた状態で運搬するためのコンベヤ１６が設けられている。このコンベヤ１６は、天井に設置されたレール１８と、レール１８に沿って所定方向（図１において矢印で示す方向）に移動するハンガ２０と、を有している。ハンガ２０は銅などから形成され、このハンガ２０には、脱鉛処理すべき水栓金具４を着脱自在に係止するための複数のフック２２が設けられている。
【００２１】
第１脱鉛処理装置６は、処理液としてのアルカリ水溶液、本実施形態では水酸化ナトリウム水溶液が収容された第１処理槽２４及び予備槽２６を備えている（図２参照）。これら第１処理槽２４及び予備槽２６は、相互に隣接して配設されている。水酸化ナトリウム水溶液の濃度は２８〜３８ｍＬ／Ｌであり、その液温度は４７〜５３℃である。第１処理槽２４内の水酸化ナトリウム水溶液には、ステンレスから形成された電極３０が浸漬されている。第１処理槽２４の外部には電力供給装置３２が配設され、この電力供給装置３２により、ハンガ２０及び電極３０をそれぞれ陽極及び陰極として、ハンガ２０と電極３０との間に所定の直流電圧（例えば１．０Ｖ）が印加される。ハンガ２０のフック２２に水栓金具４を係止すると両者は電気的に接続されるので、上述のように電圧が印加されることによって、水栓金具４及び電極３０をそれぞれ陽極及び陰極として、水栓金具４と電極３０との間に上記所定の直流電圧が印加されるようになる。
【００２２】
また、第１処理槽２４と予備槽２６とを連通する循環流路３４が設けられ、この循環流路３４にはポンプ３６及びフィルタ３８が配設されている。ポンプ３６の作用によって、予備槽２６内の水酸化ナトリウム水溶液が循環流路３４を通して第１処理槽２４内に供給されるとともに、第１処理槽２４の上端開口部から溢れ出た水酸化ナトリウム水溶液が図２中の矢印Ｐで示すように予備槽２６内に流れ込む。
【００２３】
予備槽２６内の水酸化ナトリウム水溶液には、ステンレスから形成された一対の電極４０，４２が浸漬されている。予備槽２６の外部には電力供給装置４４が配設され、この電力供給装置４４により、一対の電極４０，４２間に所定の直流電圧（例えば４．２Ｖ）が印加される。このように電圧が印加されると、水酸化ナトリウム水溶液中に含まれている鉛イオン等が電解処理により電極４０，４２に析出され、これにより水酸化ナトリウム水溶液が浄化処理される。従って、上述のように水酸化ナトリウム水溶液が循環されることにより、第１処理槽２４内の水酸化ナトリウム水溶液中の鉛濃度が低減されるとともに、水酸化ナトリウム水溶液中の不純物がフィルタにより除去される。
【００２４】
第１次水洗処理槽８は第１〜第３水槽４６，４８，５０を備え、これら第１〜第３水槽４６，４８，５０にはそれぞれ水洗処理用の水が収容されている。
【００２５】
第２脱鉛処理装置１０は、処理液としてのリン酸水溶液が収容された第２処理槽５２を備えている。リン酸水溶液は、例えば濃度３．８〜６．２ｍＬ／Ｌのリン酸水溶液が用いられ、その液温度は４７〜５３℃である。
【００２６】
第２次水洗処理槽１２は第４及び第５水槽６８，７０を備え、これら各水槽６８，７０にはそれぞれ水洗処理用の水が収容されている。また、湯洗処理槽１４には湯洗処理用の温水が収容されている。
【００２７】
図３をも参照して、上述した処理装置２を用いた脱鉛処理工程の流れについて説明する。本実施形態の脱鉛処理工程においては、アルカリ処理工程、第１次水洗処理工程、リン酸処理工程、第２次水洗処理工程及び湯洗処理工程がこの順に行われる。脱鉛処理すべき水栓金具４は、コンベヤ１６によって第１脱鉛処理装置６、第１次水洗処理槽８、第２脱鉛処理装置１０、第２次水洗処理槽１２及び湯洗処理槽１４の順に運搬される。
【００２８】
まず、アルカリ処理工程が行われる（ステップＳ１）。このアルカリ処理工程では、水栓金具４を第１処理槽２４内の水酸化ナトリウム水溶液に例えば２７０秒間浸漬することにより、水栓金具４の表面に含有されている鉛がエッチングにより水酸化ナトリウム水溶液中に溶出されて除去される。なお、上述のように水酸化ナトリウム水溶液が循環されることにより、水酸化ナトリウム水溶液中に溶出された鉛は予備槽２６内の一対の電極４０，４２による電解処理によって浄化処理されるので、第１処理槽２４内の水酸化ナトリウム水溶液中の鉛濃度が低減されるとともに、水酸化ナトリウム水溶液中の不純物がフィルタ３８により除去される。
【００２９】
また、水栓金具４を水酸化ナトリウム水溶液に浸漬した状態において、水栓金具４及び電極３０をそれぞれ陽極及び陰極として、電力供給装置３２により水栓金具４と電極３０との間に上記所定の直流電圧（例えば１．０Ｖ）が印加される。水酸化ナトリウム水溶液中に溶出された鉛イオン（Ｐｂ２＋）はプラスに帯電されているので、鉛イオンと水栓金具４とが電気的に反発するようになり、水栓金具４の周囲における鉛濃度が低下するようになる。これにより、アルカリ処理が終了して水栓金具４を第１処理槽２４から取り出す際に、水酸化ナトリウム水溶液中の鉛が水栓金具４の表面に再付着するのが防止される。
【００３０】
なお、水栓金具４と電極３０との間に印加される電圧は０．８〜１．２Ｖであるのが好ましく、０．９〜１．１Ｖであるのがより好ましい。電圧が１．２Ｖを超えると、水栓金具４の周囲における鉛濃度は低下するが、銅合金材に含まれる金属成分（例えば、銅や鉛、亜鉛、スズなど）がアルカリ水溶液中に少し溶出するようになる。また、電圧が０．８Ｖよりも低いと、水栓金具４の周囲における鉛濃度が充分に低下せず、水栓金具４の表面に鉛が少し再付着するようになる。
【００３１】
次いで、第１次水洗処理工程が行われる（ステップＳ２）。この第１次水洗処理工程では、まず、水栓金具４を第１水槽４６内の水に浸漬して１段目の水洗処理を行い、次いで水栓金具４を第２水槽４８内の水に浸漬して２段目の水洗処理を行い、更に水栓金具４を第３水槽５０内の水に浸漬して３段目の水洗処理を行う。第１〜第３水槽４６，４８，５０内の水への水栓金具４の浸漬時間は、例えば合計８０秒である。
【００３２】
続いて、リン酸処理工程が行われる（ステップＳ３）。このリン酸処理工程では、水栓金具４を第２処理槽５２内のリン酸水溶液に例えば１５０秒間浸漬することにより、水栓金具４の表面にリン酸塩の皮膜を形成する。なお、第２処理槽５２内のリン酸水溶液を浄化処理する際には、ステンレスから形成された一対の電極（図示せず）をリン酸水溶液中に浸漬し、これら一対の電極間に所定の直流電圧（例えば１２Ｖ）を印加することにより、リン酸水溶液中に含まれている鉛イオン等が電解処理により電極に析出される。
【００３３】
更に続いて、第２次水洗処理工程が行われる（ステップＳ４）。この第２次水洗処理工程では、まず、水栓金具４を第４水槽６８内の水に浸漬して１段目の水洗処理を行い、次いで水栓金具４を第５水槽７０内の水に浸漬して２段目の水洗処理を行う。第４及び第５水槽６８，７０内の水への水栓金具４の浸漬時間は、例えば合計５４秒である。
【００３４】
その後に、湯洗処理工程が行われる（ステップＳ５）。この湯洗処理工程においては、水栓金具４を湯洗処理槽１４内の温水に浸漬して湯洗処理を行う。湯洗処理槽１４内の温水への水栓金具４の浸漬時間は、例えば２７秒である。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態の脱鉛処理方法では、アルカリ処理工程において、水栓金具４及び電極３０をそれぞれ陽極及び陰極として、水栓金具４と電極３０との間に上記所定の直流電圧を印加することにより、第１処理槽２４内の水酸化ナトリウム水溶液に溶出した鉛が水栓金具４の表面に再付着するのを防止することができる。また、このように鉛の再付着を防止することによって、アルカリ処理工程の処理回数を少なく（例えば１〜２回程度）することができ、処理効率を高めることができる。
［実施例及び比較例］
本発明の効果を確認するために、次のような実験を行った。実施例１として、図１に示す処理装置を用いてアルカリ処理工程を行った。アルカリ水溶液として濃度３３ｍＬ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液を用い、その液温度は５０℃であった。予備槽内の水酸化ナトリウム水溶液に浸漬した一対の電極はステンレス製のものを使用し、これら一対の電極間に４．２Ｖの直流電圧を印加した。脱鉛処理すべき水栓金具として、黄銅から形成された細長いパイプと、真鍮合金材から形成されるとともにこのパイプの両端部にハンダ付けにより接続された一対の取付金具と、を有する水栓金具を使用した。第１処理槽内の水酸化ナトリウム水溶液に浸漬した電極はステンレス製のものを使用し、水栓金具を第１処理槽内の水酸化ナトリウム水溶液に浸漬した状態で、水栓金具及び電極をそれぞれ陽極及び陰極として、水栓金具と電極との間に１．０Ｖの直流電圧を２７０秒間印加した。
【００３６】
この実施例１においては、アルカリ処理後に水栓金具を第１処理槽から取り出してその表面を調べたところ、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、鉛の再付着による黒色の変色箇所は見当たらなかった。
【００３７】
また、実施例２として、水栓金具及び電極をそれぞれ陽極及び陰極として、水栓金具と一対の電極との間に１．２Ｖの直流電圧を印加してアルカリ処理工程を行った。他の実験条件は実施例１と同様である。
【００３８】
この実施例２においては、アルカリ処理後に水栓金具を第１処理槽から取り出してその表面を調べたところ、鉛の再付着による黒色の変色箇所は見当たらなかったが、表面の一部が僅かに赤色に変色していることが確認された。この赤色の変色は、黄銅の金属成分の一部（例えば、銅や亜鉛など）が水栓金具の表面から水酸化ナトリウム水溶液中に僅かに溶出したことによるものと考えられるが、実用に耐え得るレベルであった。
【００３９】
また、実施例３として、水栓金具及び電極をそれぞれ陽極及び陰極として、水栓金具と電極との間に０．８Ｖの直流電圧を印加してアルカリ処理工程を行った。他の実験条件は実施例１と同様である。
【００４０】
この実施例３においては、アルカリ処理後に水栓金具を第１処理槽から取り出してその表面を調べたところ、表面の一部が鉛の再付着によって僅かに黒色に変色していることが確認されたが、実用に耐え得るレベルであった。
【００４１】
更に、比較例として、水栓金具と電極との間には直流電圧を印加せず、それ以外は、実施例１と同様の実験条件でアルカリ処理工程を行った。
【００４２】
この比較例においては、アルカリ処理後に水栓金具を第１処理槽から取り出してその表面を調べたところ、図４（ｃ）及び（ｄ）に示すように、表面の一部に鉛の再付着による黒色の変色箇所が確認され、実用に耐え得るレベルではなかった。
【００４３】
以上、本発明に従う脱鉛処理方法及び脱鉛処理装置の一実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。
【００４４】
例えば、本実施形態では、水栓金具４を銅合金材から形成したが、鉛を含有する他の種類の合金材、例えば真鍮合金材などから形成してもよい。
【００４５】
また例えば、本実施形態では、第１処理槽２４内の水酸化ナトリウム水溶液に１本の電極３０を浸漬したが、２本以上の電極を浸漬するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
４  水栓金具
６  第１脱鉛処理装置
８  第１次水洗処理槽
１０  第２脱鉛処理装置
１２  第２次水洗処理槽
１４  湯洗処理槽
２４  第１処理槽
３０  電極
３２  電力供給装置
【図１】
2011026642.tif 000003
【図２】
2011026642.tif 000004
【図３】
2011026642.tif 000005
【図４】
2011026642.tif 000006