(57)【要約】【課題】鉛の含有により銅合金の被削性を確保しつつ接水時における鉛の浸出を効果的に抑制し得る銅合金製器具の鉛浸出防止方法及び及びその鉛浸出防止方法が施された銅合金製器具を提供する。【解決手段】鉛を含有する銅合金加工材の少なくとも接水表面を還元性塩の水溶液で処理することを特徴とする。処理方法として、浸漬槽に入れられた還元性塩の水溶液に銅合金加工材を浸漬する方法や銅合金加工材の被処理凹部や空洞内を還元性塩の水溶液で満たす方法等が適宜採用される。前記還元性塩の水溶液は大きなマイナスの酸化還元電位を呈し、銅合金加工材表面に作用する。【選択図】　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛を含有する銅合金加工材の少なくとも接水表面を還元性塩の水溶液で処理することを特徴とする銅合金製器具の鉛浸出防止方法。
【請求項２】
還元性塩が天然塩を５００〜２０００℃で焼成してなる請求項１に記載の銅合金製器具の鉛浸出防止方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の銅合金製器具の鉛浸出防止方法が施された銅合金製器具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、鉛を含有する黄銅系又は青銅系銅合金からなる銅合金製器具の鉛浸出防止方法及びその鉛浸出防止方法が施された銅合金製器具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
バルブ、コック、管継手、管、タンク、給水メータ等、水や水分と接触し得る部材（以下、接水器具と総称する。）には、従来、「ＪＩＳＨ３２５０　Ｃ３６０４」等の規格による快削黄銅と称される黄銅系銅合金や「ＪＩＳＨ５１２０　ＣＡＣ４０６（旧ＢＣ６）」、「ＪＩＳＨ５１２１　ＣＡＣ４０６Ｃ（旧ＢＣ６Ｃ）」等の規格による青銅系銅合金が広く使用され、特に水道器具には耐食性に優れた後者の青銅系銅合金が広く採用されている。
【０００３】
前記銅合金には、鋳物からなる被削素材を接水器具等の形状、構造に容易に切削加工し得るように、通常、鉛が主材成分として約２〜７重量％添加され、このように添加された鉛は、銅合金中に固溶せずに結晶粒の内外に微粒状に分散し、これによって銅合金の優れた被削性が確保されている。
【０００４】
前記のように鉛を含有する銅合金は、その優れた被削性により接水器具等の形状、構造に容易に切削加工することができるが、その反面、得られた銅合金製器具は水との接触により鉛を水中に浸出させる傾向があり、鉛害による環境汚染や健康被害を招く恐れがあった。
そして、前記問題に対応して、鉛浸出に関する水道関連の水質基準の強化が近く予定され、これに伴って、飲料水に使用される銅合金製接水器具の鉛浸出量についても厳しい規制が実施されることになっている。
【０００５】
前記問題に関して、例えば、特開平０７−１１８７７６号公報には、鉛を含有する銅合金にカルシウム及び／又はマグネシウムを添加することにより、銅合金の被削性を確保しつつ接水時における鉛の浸出を防止し得る技術が開示されている。また、特公平０５−６３５３６号公報や特許第２８８９８２９号公報には、鉛に代えて非毒性とされるビスマスを銅合金中に添加することにより、前記と同様に被削性の確保と水中への鉛の浸出防止を実現し得る技術が提案されている。しかしながら、前記先行技術に係る銅合金は何れも、鉛を主材成分として含有する従来の銅合金に比して被削性に劣ることは否めない。また、特に後者の先行技術は、銅合金が鉛を実質的に含有しないことから接水時における鉛の浸出を確実に防止し得るとしても、鉛に比して極めて高価且つ希少な金属であるビスマスを必要とするという困難な問題を内在している。
【０００６】
一方、特開２００１−５９０７３公報には、鉛を含有する銅合金製基材の表面にシリコーン樹脂系被膜や金属めっき被膜等を形成することにより、銅合金の被削性を確保しつつ接水時における鉛の浸出を防止し得る技術が開示されている。しかしながら、前記先行技術は、被膜の形成に焼き付けやめっき工程等の複雑な処理を必要とし、なお実用上の問題を残している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、鉛の含有により銅合金の被削性を確保しつつ接水時における鉛の浸出を効果的に抑制し得る銅合金製器具の鉛浸出防止方法及び及びその鉛浸出防止方法が施された銅合金製器具を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記先行技術の問題点に鑑み、鉛の含有による被削性の確保と接水時における鉛の浸出防止という二律背反する要求を効果的に両立し得る新規な銅合金製器具の鉛浸出防止方法について鋭意研究を重ねた結果、還元性塩を使用すべきことを着想し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、本発明に係る銅合金製器具の鉛浸出防止方法は、鉛を含有する銅合金加工材の少なくとも接水表面を還元性塩の水溶液で処理することを特徴としている。
前記還元性塩としては、例えば特公平７−１１２４１６号公報に開示されるものが好適に使用可能であり、これは天然塩を５００〜２０００℃で焼成してなるものである。
【００１０】
前記還元性塩の水溶液は、概してアルカリ性を示し、好ましくは−８０ｍＶ以下、特に−１００ｍＶから時には−３００ｍＶを越える大きなマイナスの酸化還元電位を呈すると共に強力な還元力を発揮し、接水時における銅合金加工材表面から水中への鉛の浸出を効果的に抑制するものであるが、これは、前記還元性塩の水溶液がその強力な還元力によって銅合金加工材表面に作用し、それによって該銅合金加工材表面が何らかの変性を受けたことによるものと推定される。
【００１１】
前記還元性塩の水溶液による銅合金加工材表面の処理方法として、例えば、浸漬槽に入れられた還元性塩の水溶液に銅合金加工材を浸漬（デッピング）する方法や銅合金加工材の被処理凹部や空洞内を還元性塩の水溶液で満たす方法等が必要に応じて適宜採用される。
【００１２】
前記還元性塩の水溶液の濃度及び処理時間等の処理条件は、必ずしも限定されるものではなく、銅合金加工材の組成その他の条件との関係で最適の範囲内に設定される。しかしながら、通常の場合、還元性塩の水溶液は、好ましくは０．５〜５重量％、特に１〜４重量％の濃度で使用される。水溶液の濃度が低すぎる場合は、所期の効果が安定且つ十分に得られない上に、処理条件によっては処理済みの銅合金加工材表面に斑点が生じることがあり、一方、水溶液の濃度が高すぎる場合は、処理条件によっては処理後の銅合金加工材表面に黒ずみが生じる上に、費用対効果の面で経済上の問題も生じる。
また、処理時間としては、安定且つ十分な鉛浸出抑制効果を奏するに足る時間が処理条件に応じて適宜選択されればよく、通常の場合、前記水溶液の濃度範囲で、好ましくは８時間以上、特に１６時間以上の処理時間が採用される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を具体的に説明するために、処理試験及び鉛浸出試験の各概要と、それらに基づいて実施された実施例及び比較例を記載する。なお、実施例及び比較例におけるデータの比較を容易にするために、実施例及び比較例の各内容を一覧に集約したものを表１に示す。
【００１４】
〔処理試験の概要〕
−供試加工材の準備−
鉛（Ｐｂ）５．３重量％、錫（Ｓｎ）４．２重量％、亜鉛（Ｚｎ）５．５重量％、銅（Ｃｕ）８５重量％からなる青銅連続鋳物（ＣＡＣ４０６Ｃ）を切削加工して、下記寸法及び形状の供試加工材１及び供試加工材２を準備した。
供試加工材１：直径１９．５ｍｍ、長さ４９．５ｍｍの円柱形（容積１４．８ｃｍ３、表面積３０．３ｃｍ２）
供試加工材２：外径２５〜３０ｍｍ、内径１８ｍｍ、長さ５１．３ｍｍの円筒における空洞下端にポリエチレンフィルムで被覆されたボール紙で栓をしてなる円筒容器形（空洞内部の容積１３．０ｃｍ３、空洞内部の表面積２９．０ｃｍ２）
【００１５】
−還元性塩の水溶液の準備−
還元性塩「キパワーソルト」（株式会社ハイ・メール製）を精製水に溶解し、濃度１重量％、２重量％及び３重量％の各水溶液を調製した。何れの水溶液も、ｐＨ８．５〜１０のアルカリ性であり、約−１００〜−３００ｍＶの酸化還元電位を呈した。
【００１６】
−処理試験方法−
供試加工材１については、２００ｃｃビーカーに所定濃度の還元性塩の水溶液を１５０ｃｃ入れ、前記水溶液内に供試加工材１を横向きに浸漬すると共に２３℃の液温下に所定時間保持し、続いて、前記供試加工材１を取り出して水洗し、乾燥させた。
供試加工材２については、開口部を上にして縦向きに静置した供試加工材２の空洞内に所定濃度の還元性塩の水溶液を空洞上端まで１３ｃｃ入れると共に２３℃の液温下に所定時間保持し、続いて、前記供試加工材２を、空洞内からの水溶液の排出後に、水洗し、乾燥させた。
【００１７】
〔鉛浸出試験の概要〕
処理済み及び対照用としての未処理の供試加工材１及び供試加工材２について、「ＪＩＳ　Ｓ　３２００−７（水道用器具―浸出性能試験方法）」に準じて鉛浸出試験（コンディショニング省略）を実施した。
供試加工材１については、２００ｃｃビーカーに所定浸出液（ｐＨ７．０、硬度４５ｍｇ／Ｌ、アルカリ度３５ｍｇ／Ｌ、残留塩素０．３ｍｇ／Ｌ）を１５０ｃｃ入れ、前記水溶液内に供試加工材１を横向きに浸漬すると共に２３℃の液温下に１６時間保持し、その後、浸出液から検水を採取して上水試験方法により分析し、鉛浸出量（ｍｇ／Ｌ）を測定した。
供試加工材２については、開口部を上にして縦向きに静置した供試加工材２の空洞内に前記と同様の所定浸出液を空洞上端まで１３ｃｃ入れると共に２３℃の液温下に１６時間保持し、その後、前記と同様に浸出液から検水を採取して上水試験方法により分析し、鉛浸出量を測定した。
【００１８】
〔実施例１〕
供試加工材２の空洞表面を濃度１重量％の還元性塩の水溶液により２４時間にわたる所定の処理試験に供し、処理後の供試加工材２を所定の鉛浸出試験に供したところ、鉛浸出量は０．３９５ｍｇ／Ｌであった。
【００１９】
〔実施例２〕
供試加工材１の表面を濃度１重量％の還元性塩の水溶液により４８時間にわたる所定の処理試験に供し、処理後の供試加工材１を所定の鉛浸出試験に供したところ、鉛浸出量は０．１２５ｍｇ／Ｌであった。
また、供試加工材２の空洞表面を同濃度の還元性塩の水溶液により４８時間にわたる所定の処理試験に供し、処理後の供試加工材２を所定の鉛浸出試験に供したところ、鉛浸出量は０．４３ｍｇ／Ｌであった。
【００２０】
〔実施例３〕
供試加工材２の空洞表面を濃度２重量％の還元性塩の水溶液により２４時間にわたる所定の処理試験に供し、処理後の供試加工材２を所定の鉛浸出試験に供したところ、鉛浸出量は０．１５ｍｇ／Ｌであった。
【００２１】
〔実施例４〕
供試加工材１の表面を濃度２重量％の還元性塩の水溶液により４８時間にわたる所定の処理試験に供し、処理後の供試加工材１を所定の鉛浸出試験に供したところ、鉛浸出量は０．０９ｍｇ／Ｌであった。
また、供試加工材２の空洞表面を同濃度の還元性塩の水溶液により４８時間にわたる所定の処理試験に供し、処理後の供試加工材２を所定の鉛浸出試験に供したところ、鉛浸出量は０．６０ｍｇ／Ｌであった。
【００２２】
〔実施例５〕
供試加工材１の表面を濃度３重量％の還元性塩の水溶液により３時間にわたる所定の処理試験に供し、処理後の供試加工材１を所定の鉛浸出試験に供したところ、鉛浸出量は０．８５ｍｇ／Ｌであった。
また、供試加工材２の空洞表面を同濃度の還元性塩の水溶液により３時間にわたる所定の処理試験に供し、処理後の供試加工材２を所定の鉛浸出試験に供したところ、鉛浸出量は０．４４ｍｇ／Ｌであった。
【００２３】
〔実施例６〕
供試加工材１の表面を濃度３重量％の還元性塩の水溶液により８時間にわたる所定の処理試験に供し、処理後の供試加工材１を所定の鉛浸出試験に供したところ、鉛浸出量は０．４０ｍｇ／Ｌであった。
また、供試加工材２の空洞表面を同濃度の還元性塩の水溶液により８時間にわたる所定の処理試験に供し、処理後の供試加工材２を所定の鉛浸出試験に供したところ、鉛浸出量は０．６６ｍｇ／Ｌであった。
【００２４】
〔実施例７〕
供試加工材１の表面を濃度３重量％の還元性塩の水溶液により１６時間にわたる所定の処理試験に供し、処理後の供試加工材１を所定の鉛浸出試験に供したところ、鉛浸出量は０．２２ｍｇ／Ｌであった。
また、供試加工材２の空洞表面を同濃度の還元性塩の水溶液により１６時間にわたる所定の処理試験に供し、処理後の供試加工材２を所定の鉛浸出試験に供したところ、鉛浸出量は０．１９ｍｇ／Ｌであった。
【００２５】
〔実施例８〕
供試加工材１の表面を濃度３重量％の還元性塩の水溶液により２４時間にわたる所定の処理試験に供し、処理後の供試加工材１を所定の鉛浸出試験に供したところ、鉛浸出量は０．２３ｍｇ／Ｌであった。
また、供試加工材２の空洞表面を同濃度の還元性塩の水溶液により２４時間にわたる所定の処理試験に供し、処理後の供試加工材２を所定の鉛浸出試験に供したところ、鉛浸出量は０．２５ｍｇ／Ｌであった。
【００２６】
〔比較例１〕
還元性塩の水溶液により処理されない供試加工材１を対照として所定の鉛浸出試験に供したところ、鉛浸出量は３．８５ｍｇ／Ｌであった。
また、還元性塩の水溶液により処理されない供試加工材２を対照として所定の鉛浸出試験に供したところ、鉛浸出量は３．３０ｍｇ／Ｌであった。
【００２７】
【表１】
2004076119.tif 000002
【００２８】
〔試験結果〕
前記実施例１〜８及び比較例１における各鉛浸出試験よれば、実施例１〜８に係る処理済みの供試加工材１及び供試加工材２は何れも、比較例１に係る未処理の供試加工材１及び供試加工材２に比して接水時における鉛の浸出が格段に抑制されており、特に実施例７〜８では供試加工材１及び供試加工材２の何れにおいても低く安定した浸出量に抑制されている。
【００２９】
【発明の効果】
本発明に係る銅合金製器具の鉛浸出防止方法及び及びその鉛浸出防止方法が施された銅合金製器具は以上のように構成されるので、鉛の含有により銅合金の被削性を確保しつつ接水時における鉛の浸出を効果的に抑制することができる。