专利名称：阀和管接头等铜合金制管路器件的铜和锌溶出防止方法与使用了该方法的铜合金制管路 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及阀、管接头、水龙头、或铜管等铜合金制管路器件的铜和锌溶出防止方法和使用了该方法的铜合金制管路器件以及皮膜形成剂。
背景技术：
青铜、黄铜等铜合金由于铸造性、机械加工性以及经济性也优异，并且可获得其它材料难以发挥的高抗菌作用，因而通常多被用作自来水管用、给水给热水用的阀和管接头、过滤器、水龙头、铜管 等管路器件的材料。在以铜合金为材料的管路器件中，可观察到铜和锌在自来水中的溶出，若它们的溶出量变多则会对人体有害。近年来，不断实现着水质标准的重新审视，特别是需要作为该主要溶出源的管路器件的进一步的溶出防止对策。可是，作为防止铜合金中的铜、锌以外的元素的溶出的方法，已知有例如专利文献1、2的铜合金中的铅溶出防止方法。该文献I的铅溶出防止方法是通过对管路器件的表面进行酸洗来除去表面的铅的方法。该文献2的铅溶出降低处理方法是将含铅铜合金浸溃于添加有氧化剂的碱性蚀刻液来除去表面的铅的方法。该文献3的镍溶出防止方法是将附着于实施了镀镍处理的管路器件的液体接触部表面层的镍盐经过酸洗步骤而洗涤除去，通过用盐酸在液体接触部表面形成皮膜来有效地实施脱镍化处理的方法。另一方面，作为用于被覆铜合金的表面以防止有害元素的溶出的方法，有时使用镀覆工艺方法。此时，作为用于被覆铜合金的表面的镀覆材料，可使用NiCr镀层、Ni镀层、锡镀层、和银镀层、金镀层、钼镀层、铑镀层、钯镀层、铱镀层、硬铬等。现有技术文献 专利文献
专利文献1:日本专利第3345569号公报 专利文献2:日本专利第3182765号公报 专利文献3:日本专利第4197269号公报。
发明内容
发明要解决的技术问题
然而，专利文献I至3仅仅是防止铜合金中的铅、镀层中的镍的溶出的方法，是从液体接触表面将主元素中所含的一部分对象金属除去的方法。因此，无法将这些溶出防止方法用作将构成铜合金的主元素即铜和锌除去的方法。另一方面，利用镀覆工艺方法对管路器件的内周面表面进行镀覆处理时，虽然可以抑制铜、锌的溶出，但会新产生镀覆金属材料自身溶出的危险。而且，使用镀锡作为镀覆材料时，则存在硬度变软、外观美化也变差的缺点。若使用银镀层、金镀层、钼镀层、铑镀层、钯镀层、铱镀层等稀有金属镀层，或包含多种元素的合金镀层作为镀覆材料，则成本变高。另外，在硬铬镀层之类的以表面硬度强化为目的的镀层的情形中，若为了降低溶出而连螺纹部表面、滑动部表面也实施镀覆时，则相互的镀覆表面都硬导致变得容易破碎，由于破碎的微粉塞住螺纹部、或破碎的微粉造成的表面的损伤，有时会造成卡死、泄漏等对自来水管用器具的规格本身的不良影响。这样，并不优选为了抑制铜、锌的溶出而在管路器件的内周面实施镀覆。本发明是鉴于上述情况进行了深入研究而开发得到的发明，其目的在于提供将铸造性、机械加工性、以及经济性也优异，并且可获得其它材料难以发挥的高抗菌作用的青铜、黄铜等铜合金直接用于管路器件，同时抑制铜和锌由该铜合金制管路器件溶出的阀和管接头等铜合金制管路器件的铜和锌的溶出防止方法、和该铜合金制管路器件以及皮膜形成剂。用于解决技术问题的方法
为了实现上述目的，权利要求1的发明是阀和管接头等铜合金制管路器件的铜和锌溶出防止方法，其中利用包含不饱和脂肪酸的有机物质在铜合金制管路器件的至少液体接触部形成皮膜，将该管路器件的液体接触部表层的铜和锌两者被覆而抑制了它们的溶出。权利要求2的发明是阀和管接头等铜合金制管路器件的铜和锌溶出防止方法，其中不饱和脂肪酸是含有单不饱和脂肪酸或二不饱和脂肪酸等的有机物质。权利要求3的发明是阀和管接头等铜合金制管路器件的铜和锌溶出防止方法，其中不饱和脂肪酸是含有单不饱和脂肪酸中的油酸或二不饱和脂肪酸中的亚油酸等的有机物质。
权利要求4的发明是阀和管接头等铜合金制管路器件的铜和锌溶出防止方法，其中具有:使管路器件在形成含有油酸的不饱和脂肪酸的皮膜后在200°C以下的规定温度进行干燥，或者，在形成含有亚油酸的不饱和脂肪酸的皮膜后在100°C以下的规定温度进行干燥的干燥步骤。权利要求5的发明是阀和管接头等铜合金制管路器件的铜和锌溶出防止方法，其中具有:将管路器件的干燥温度保持于50°C以上且小于90°C而使有机皮膜水溶液的水分缓慢蒸发后，使温度上升至规定温度进行干燥的干燥步骤。权利要求6的发明是阀和管接头等铜合金制管路器件的铜和锌溶出防止方法，其中具有:将管路器件的干燥温度保持于50°C以上且70°C以下而使有机皮膜水溶液的水分缓慢蒸发后，使温度上升至规定温度进行干燥的干燥步骤。权利要求7的发明是阀和管接头等铜合金制管路器件，其是使用铜合金制管路器件的铜和锌溶出防止方法，至少抑制了液体接触部表层的铜和锌的溶出而得到的。权利要求8的发明是皮膜形成剂，其中，利用包含不饱和脂肪酸的有机物质构成在铜合金制管路器件的至少液体接触部表层形成皮膜的形成剂。发明效果
根据权利要求1的发明，可以通过用皮膜覆盖液体接触部表层的铜合金来抑制铜和锌的溶出。因此，变得可以抑制以铜合金为材料的阀、管接头、过滤器、水龙头、铜管等铜合金制管路器件的铜和锌的溶出量。而且，在形成皮膜后，由于不饱和脂肪酸所具有的双键，与铜合金中所含的铜和锌键合的不饱和脂肪酸的分子间隔会变窄，皮膜的密度增大，由此可以确实地防止铜、锌的溶出。根据权利要求2的发明，使用不饱和脂肪酸之中由于在自然中丰富存在故经济性优异、适合量产性的单不饱和脂肪酸或二不饱和脂肪酸来以皮膜覆盖液体接触部表层的铜合金中的锌，由此可以抑制铜、锌的溶出。根据权利要求3的发明，可使皮膜的密度提高，而提高铜、锌的溶出防止功能，同时还可以防止氧化而防止臭气的产生。根据权利要求4的发明，通过抑制分子结构内所含的双键的化学反应可防止不饱和脂肪酸自身发生反应，通过防止油酸、亚油酸的表面皮膜的热分解可防止铅、锌从管路器件溶出。根据权利要求5或6的发明，通过防止有机皮膜水溶液的水分的急剧蒸发可形成均一的表面皮膜，可均等地抑制管路器件的铜、锌的溶出而获得高品质的管路器件。根据权利要求7或8的发明，可提供防止了铜、锌由液体接触部表层溶出的阀、管接头、过滤器、水龙头、铜管等各种铜合金制管路器件与皮膜形成剂。
[图1]示出了锌制品和黄铜制品的FT-1R分析的分析结果的图。[图2]示出了使用油酸、亚油酸的纯铜制品的FT-1R分析的分析结果的图。
[图3]示出利用包含不饱和脂肪酸的有机物质的皮膜的铜和锌的溶出防止步骤的流程图。[图4]示出图3的溶出防止步骤中引入了利用混酸的洗涤步骤的溶出防止步骤的流程图。[图5]示出使用了干燥温度不同的油酸的纯铜制品的FT-1R分析的分析结果的图。[图6]示出使用了干燥温度不同的亚油酸的纯铜制品的FT-1R分析的分析结果的图。[图7]水分子与双键发生反应时的化学式。[图8]示出利用纯铜试片的各容积下的铜修正值的图。[图9]示出使用了干燥温度不同的油酸和亚油酸的纯锌制品的FT-1R分析的分析结果的图。[图10]示出利用黄铜试片的各容积下的铜修正值的图。[图11]示出利用黄铜试片的各容积下的锌修正值的图。
具体实施例方式以下，详述本发明中的阀和管接头等铜合金制管路器件的铜和锌溶出防止方法和使用了该方法的铜合金制管路器件以及皮膜形成剂的实施方式，在这之前，将在详述铜合金中所含的铜和锌的性质的同时对铜合金中的铜和锌的浸出倾向进行说明。在使用铜合金作为管路器件的材料时，虽然可获得高抗菌作用，但不能避免铜和锌在自来水中溶出。自来水被规定为要适合由基于供水法案的水质标准部令规定的水质标准。自来水的水质标准中存在作为相关于健康的项目而被规定的物质、与作为相关于自来水应具有的性状的项目而被规定的物质，铜和锌属于后者。铜是人的必需元素,成人的需要量是I天2mg。但是,含有1.0mg/L以上的铜的自来水会带有金属味，成为对洗涤物产生着色或对配管设备产生污染的水平。因此，通常将铜的水质标准规定为1.0mg/L以下。应予说明，虽然是必需元素，但若摄取允许以上的铜时，则会发生发烧、腹痛、恶心、呕吐、口干、呼吸障碍、舌苔发青、肝硬化等，也会导致溶血。锌也是人的必需元素，成人的需要量是I天15 22mg。但是，若用含有1.0mg/L以上的锌的自来水来烧开水，则会发生白浊而有损茶的味道，而若用含有3.0mg/L以上的锌的自来水，则也会产生白浊而造成白水。进一步地，若为5.0mg/L以上，则会产生涩味，若汲取放置于澡盆等中，则也有油膜浮于表面的情况。因而从味觉和颜色的观点出发，锌的水质标准通常规定为1.0mg/L以下。应予说明，虽然是必需元素，但若摄取允许以上的锌时，则有时会发生腹痛、呕吐、腹泻等中毒症状。因此，例如在水质标准部令中，针对阀、管接头、水龙头、铜管等铜合金制管路器件单独设计给水装置浸出性能标准，而且以遵守水质标准为目标。阀和管接头属于给水装置浸出性能标准的末端以外的给水用具或给水管分类，铜的标准值为1.0mg/L，锌的标准值为
1.0mg/L。水龙头的情形属于给水装置浸出性能标准的水龙头等末端给水用具的分类，标准值如JIS B2061给水栓的表中所示，铜为0.lmg/L，锌为0.lmg/L。使用了铜合金的单水龙头和热水混合龙头中，设置了铜的标准值为0.98mg/L，锌的标准值为0.98mg/L的特例值。可是，近年来在使用了铜合金制管路器件的净水厂中，有时也检测到超过水质标准50%以上的高铜浓度自来水。认为主要的浸出源是铜和锌为主原料的青铜或黄铜等铜合金制阀、管接头、水龙头等，因而更加需要进一步的溶出防止对策。对于铜合金，除了主元素的铜之外还添加有各种元素而形成合金，青铜的种类示于例如JIS H5210中，黄铜的种类示于例如JIS H3250中。此时，在自来水管用、给水给热水用的阀、管接头、过滤器、水龙头、铜管等管路器件的浸出试验中，连同主元素的铜，还观察到锌的浸出。该锌取 决于材质而在铜合金中的含量不同，在浸出试验中，由于液体接触部分的形状、另外添加的合金元素的影响、以及对水龙头等实施的镀覆中使用的被覆金属的影响，使得铜和锌的浸出倾向为各种各样。铜和锌是构成铜合金的主元素，但其离子化倾向大不相同，相对于E° = OV的氢，锌为E° = -0.76V的贱金属，铜为E° =+ 0.34V的贵金属，因而在水中的溶解性也大不相同。例如，在为直径20mm、厚度IOmm的圆柱形状，且液体接触面积比为1256cm2/L，具有表I所示金属成分的黄铜试片的情形，其浸出量则如表2所示。[表 1]
权利要求
1.阀和管接头等铜合金制管路器件的铜和锌溶出防止方法，其特征在于，利用包含不饱和脂肪酸的有机物质在铜合金制管路器件的至少液体接触部形成皮膜，将该管路器件的液体接触部表层的铜和锌两者被覆而抑制它们的溶出。
2.权利要求1所述的阀和管接头等铜合金制管路器件的铜和锌溶出防止方法，其中前述不饱和脂肪酸是含有单不饱和脂肪酸或二不饱和脂肪酸等的有机物质。
3.权利要求2所述的阀和管接头等铜合金制管路器件的铜和锌溶出防止方法，其中前述不饱和脂肪酸是含有单不饱和脂肪酸中的油酸或二不饱和脂肪酸中的亚油酸等的有机物质。
4.权利要求3所述的阀和管接头等铜合金制管路器件的铜和锌溶出防止方法，其中具有:使前述管路器件在形成含有 油酸的不饱和脂肪酸的皮膜后在200°C以下的规定温度进行干燥，或者，在形成含有亚油酸的不饱和脂肪酸的皮膜后在100°C以下的规定温度进行干燥的干燥步骤。
5.权利要求4所述的阀和管接头等铜合金制管路器件的铜和锌溶出防止方法，其中具有:将前述管路器件的干燥温度保持于50°C以上且小于90°C而使有机皮膜水溶液的水分缓慢蒸发后，使温度上升至规定温度来进行干燥的干燥步骤。
6.权利要求5所述的阀和管接头等铜合金制管路器件的铜和锌溶出防止方法，其中具有:将前述管路器件的干燥温度保持于50°C以上且70°C以下而使有机皮膜水溶液的水分缓慢蒸发后，使温度上升至规定温度来进行干燥的干燥步骤。
7.阀和管接头等铜合金制管路器件，其是使用权利要求1至6中任一项所述的铜合金制管路器件的铜和锌溶出防止方法，至少抑制了液体接触部表层的铜和锌的溶出而得到的。
8.皮膜形成剂，其特征在于，利用包含不饱和脂肪酸的有机物质构成在铜合金制管路器件的至少液体接触部表层形成皮膜的形成剂。
全文摘要
提供将铸造性、机械加工性、以及经济性也优异，并且可获得其它材料难以发挥的高抗菌作用的青铜、黄铜等铜合金直接用于管路器件，同时抑制铜和锌由该铜合金制管路器件溶出的阀和管接头等铜合金制管路器件的铜和锌的溶出防止方法和该铜合金制管路器件以及皮膜形成剂。阀和管接头等铜合金制管路器件的铜和锌溶出防止方法，其中利用包含不饱和脂肪酸的有机物质在铜合金制管路器件的至少液体接触部形成皮膜，将该管路器件的液体接触部表层的铜和锌两者被覆而抑制了它们的溶出。
文档编号C23F11/00GK103210121SQ201180056070
公开日2013年7月17日 申请日期2011年3月9日 优先权日2010年11月22日
发明者菅谷哲一 申请人:株式会社开滋