水道用器具
阅读说明：本技术 水道用器具 (Water course utensil ) 是由 伊藤継志 西川武 于 2019-05-24 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种具有光泽、镍的浸出少的水道用器具。水道用器具(100)是具备实施在母材(101)上的镀镍层(102)的水道用器具(100),镀镍层(102)不包含硫成分,镀镍层(102)的浸出液中的腐蚀电位相对于饱和甘汞电极为－0.01以上(优选为+0.04V以上),利用BYK公司制WaveScan装置测得的镀镍层(102)的Wa值为5.1以下。(The invention provides a water course appliance with luster and less nickel leaching. The water treatment equipment (100) is provided with a nickel plating layer (102) applied on a base material (101), wherein the nickel plating layer (102) does not contain sulfur components, the corrosion potential in the leaching solution of the nickel plating layer (102) is more than-0.01 (preferably more than + 0.04V) relative to a saturated calomel electrode, and the Wa value of the nickel plating layer (102) measured by a WaveScan device manufactured by BYK company is less than 5.1.)
技术领域
本发明涉及一种在母材上实施镀镍而成的水道用器具的镍浸出减少技术。
背景技术
以往，从耐腐蚀性、加工性和切削性等观点考虑，厨房水龙头、洗脸水龙头、浴室水龙头等中使用的水道用器具可使用铜合金等。这样的水道用器具通过对铜合金制的粗成型品进行切削加工、研磨加工，对得到的母材的外周面实施镀镍而制造。应予说明，也存在在镀镍上进一步实施镀镍的情况。
如图3所示，在实施了镀镍的水道用器具的开口部周边，镀镍有时还在内部析出(进入)。应予说明，即使对水道用器具实施镀铬，镀铬也不易在内部析出。在图3所示的水道用器具100中，与水接触时，镍从母材101(为了提高耐腐蚀性，有意地添加镍，或者作为不希望的杂质包含镍的情况很多)浸出，此外，镍也从镀镍层102的周围部浸出。
具体而言，如图4所示，若对实施了镀镍的现有的水道用器具的开口部的截面的成分进行分析，则能够确认从开口部的截面向内侧超出15mm的部分(水道用器具的内侧的部分)，母材101的主成分(铜)的检测比率变高，几乎检测不到镍，从开口部的截面起向内侧小于15mm的部分(水道用器具的开口部附近的部分)，镍来自周围部的检测比率变高。
因此，在实施了镀镍的水道用器具中，提出了减少镍从镀镍(特别是周围部)浸出的技术(例如参照专利文献1)。根据专利文献1中记载的技术，通过在镀镍中加入包含硫成分的有机添加剂而对水道用器具赋予光泽的同时，通过添加水合氯醛，减少镍对自来水的浸出。该技术是通过在加入有包含硫成分的有机添加剂的镀镍的处理液中，添加水合氯醛，从而镀镍的电位变高，镍从镀镍的浸出变少。
然而，必须维持自来水的水质是根据基于自来水法的厚生劳动省令来确定。在平成27年4月1日施行的“有关水质基准的省令”中，确定了水质基准项目和基准值(第51项)。另外，该省令中，作为自来水应维持的水质的目标，确认了水质管理目标设定项目和目标值(第26项)。这里，镍是水质管理目标设定项目之一，其目标值为0.02mg/L。
该省令中确定的管理目标值被假设为是今后饮用水必须维持的水质基准。该情况下，寻求对策而使从水道用器具浸出到饮用水的镍的量(浸出值)例如成为水质管理目标设定项目的值的10分之1以下。饮用水以外的自来水也寻求相同的对策。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-212417号公报。
发明内容
然而，像专利文献1那样利用加入了含有硫成分的有机添加剂的镀镍(以下，也简称为“光泽镀镍”)来减少镍的浸出的方案中存在极限。另一方面，使用不添加含有硫成分的有机添加剂的镀镍(以下，也简称为“半光泽镀镍”)时，虽然抑制了镍的浸出，但难以得到充分的光泽。
本发明的目的在于提供一种有光泽、镍的浸出少的水道用器具。
本发明涉及一种水道用器具，是具备实施在母材上的镀镍层的水道用器具，上述镀镍层不含硫成分，上述镀镍层的浸出液中的腐蚀电位相对于饱和甘汞电极为-0.01V以上，上述镀镍层的表面的Wa值为5.1以下。
另外，上述镀镍层的浸出液中的腐蚀电位优选相对于饱和甘汞电极为+0.04V以上。
根据本发明，能够提供一种有光泽、镍的浸出少的水道用器具。
附图说明
图1是本实施方式所涉及的水道用器具的示意图。
图2是将本实施方式所涉及的水道用器具分解的图。
图3是用于说明本实施方式所涉及的水道用器具的开口部的截面附近的结构的示意图。
图4是表示现有的水道用器具的开口部内侧的表面的金属的检测比率的图。
图5是表示代表性的实施例、比较例的EPMA分析结果的图。
图6是将图5中的硫的峰附近放大的图。
图7是表示各实施例、比较例的镀镍层的外观与表面的Wa值(BYK公司制WaveScan装置的Wa值)的关系的图。
图8是表示代表性的镀层的浸出液中的电位-电流曲线和Ni浸出值的测定结果的图。
图9是表示代表性的镀层的浸出液中的腐蚀电位与镍浸出值的关系的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的优选的一个实施方式进行说明。应予说明，本发明并不限于以下的实施方式。
首先，对组合本实施方式所涉及的水道用器具而制造的水龙头的一个例子进行说明。图1是本实施方式所涉及的水龙头的示意图。图2是将本实施方式所涉及的水龙头分解得到的图。如图1、图2所示，本实施方式所涉及的水龙头1是从吐水口30排出自来水的普通的水龙头(例如厨房水龙头、洗脸水龙头、浴室水龙头等)。水龙头1具备主体10、支脚20、吐水口30以及手柄50。
应予说明，在本说明书中，水道用器具不仅以包含用于供给饮用的水的龙头、阀等水龙头金属配件，而且还以包含接头、供水管等含义使用。水道用器具根据其位置和功能，例如分为“末端给水用具”、“给水管”、“设置在配管中途的供水用具”等，本说明书的水道用器具以包含这些全部的含义使用。结构上水道用器具具有供水通过的内通水路、不与水接触的外表面。本发明能够优选地供于水龙头金属配件。
主体10是可与各种水道用器具的水道用器具。主体10具备可与支脚20连接的螺纹部12、可与吐水口30连接的螺纹部13、以及可经由主轴40与手柄50连接的螺纹部14。
支脚20是可与主体10连接的水道用器具。支脚20的一端与未图示的自来水的供给源连接。在支脚20的另一端安装有螺母21。通过使支脚20的螺母21与主体10的螺纹部12螺合，支脚20与主体10连接。
吐水口30是可与主体10连接的水道用器具。在吐水口30的一端，安装有螺母31，在另一端安装有前端盖32。通过使吐水口30的螺母31与主体10的螺纹部13螺合，从而吐水口30与主体10连接。
手柄50是用于调节吐水量的部件。在手柄50安装有主轴40的一端。通过使主轴40的另一端与主体10的螺纹部14螺合，手柄50与主体10经由主轴40连接。
主体10、支脚20、螺母21、吐水口30、螺母31、前端盖32、主轴40具备实施在母材101的外周面上的镀镍层102。在本实施方式中，主体10、支脚20、螺母21、吐水口30、螺母31、前端盖32具备实施在镀镍层102上的镀铬层103。另外，主体10、支脚20、吐水口30等部件可根据需要实施脱铅处理。
接着，对本实施方式所涉及的水道用器具进行说明。图3是用于说明本实施方式所涉及的水道用器具，具体而言水道用器具的主体10的开口部的截面的结构的示意图。图4是表示现有的水道用器具的开口部内侧的表面的金属的检测比率的图。
如图3所示，本实施方式所涉及的水道用器具100具备实施在母材101上的镀镍层102。水道用器具100的开口部中，镀镍绕入(进入)通水部。在这样的水道用器具100中，若水在F1方向流动，则在镍从母材101浸出，而且镍从镀镍层102的周围部浸出。
如图4所示，一直以来，镍从母材101的浸出量与镍从镀镍层102的周围部的浸出量相比少。因此，为了减少镍从水道用器具100的浸出，需要减少镍从镀镍层102的周围部的浸出。应予说明，即使在镀镍层102上具备镀铬层103，镀铬层103也不易绕入内侧，镀铬层103中不包含镍，因此镀铬层103的有无对镍的浸出影响小。
在本实施方式中，母材101的材料例如是铜合金。镀镍层102是实施在母材101上的层。对母材101例如使用以下所示的组成和条件的镀液，从而在母材101的表面上实施镀镍层102。另外，也可以在镀镍层102上实施镀铬层103。
镀镍液的基本组成是所谓的瓦特浴，将镍离子、氯离子、硫酸根离子和硼酸例如为以下组成50g/L的NiCl2·6H2O、290g/L的NiSO4·6H2O、40g/L的H3BO3。另外，在pH约为4.0，温度约55℃的条件下实施镀覆。
另外，有机添加剂可以使用不含硫的水杨酸、己二醇、丁二醇、炔丙醇以及水合氯醛等。
上述的镀液由于不包含含有硫的有机添加剂(糖精等)，所以本实施方式所涉及的镀镍层102不包含硫。由此，镍从镀镍层102的浸出变少。应予说明，本说明书中，“镀镍层不包含硫”是指通过EMPA对镀镍层的进行元素分析(例如后述的方法)未检出硫。
另外，如果使用上述的镀液制成的镀镍层的浸出液中的腐蚀电位相对于饱和甘汞电极(SCE)为+0.04V以上，则能够将从水道用器具浸出到自来水中的镍的量设为水质管理目标设定项目的值的10分之1以下。
具体而言，通过在镀液中添加0.8g/L以上(优选为0.9g/L以上)的水合氯醛，从而镀镍层102的电位变高，镍从镀镍层102的浸出变得更少。另一方面，在镀液中的水合氯醛小于0.8g/L的情况下，难以单独减少镍的浸出。
另外，使用上述的镀液时，使镀镍层的BYK公司制WaveScan装置的Wa值为5.1以下，因此在水道用器具100(镀镍层102)的表面具有光泽。具体而言，通过在镀液中添加0.8～1.75g/L的水合氯醛，从而在100的表面具有光泽。另一方面，在镀液中的水合氯醛超过1.75g/L的情况下，在水道用器具100的表面起雾。应予说明，在本说明书中Wa值使用BYK公司制的WaveScan进行测定。
这样，例如通过不包含含有硫的有机添加剂，利用包含水合氯醛0.8～1.75g/L的镀镍处理液，对母材101进行镀覆制造而成的水道用器具100的制造方法，能够得到具有光泽、镍的浸出少的水道用器具100。
根据本实施方式，起到以下的效果。
本实施方式所涉及的水道用器具是具备实施在母材101上的镀镍层102的水道用器具100，镀镍层102不含硫，镀镍层的浸出液中的腐蚀电位相对于饱和甘汞电极为-0.01V以上，镀镍层102的表面的Wa值(BYK公司制WaveScan装置的Wa值)为5.1以下。由此，能够提供一种具有光泽、镍的浸出少的水道用器具100。
另外，镀镍层的浸出液中的腐蚀电位优选相对于饱和甘汞电极为+0.04V以上。由此，能够将从水道用器具浸出到自来水中的镍的量设定为水质管理目标设定项目的值的10分之1以下。
应予说明，本发明并不限于上述实施方式，能够实现本发明的目的的范围的变形、改进等包含在本发明中。
例如，本发明的水道用器具即使应用于在镀镍层上没有实施镀铬层的水道用器具，也起到相同的效果。另外，也可以根据需要对各水道用器具主体实施脱铅处理。
实施例
＜实施例1～5、比较例1～10＞
按表1所示的镀覆条件1～15制造各实施例、比较例的水道用器具的主体。
[表1]
＜EPMA分析＞
对各实施例、比较例的水道用器具的主体进行EPMA分析。将镀液中包含糖精的条件2、7、8、13、15的代表性的分析结果示于图5(a)，将镀液中不包含糖精的条件1、3、4、5、6、9、10、11、12、14的代表性的分析结果示于图5(b)。另外，图6(a)中示出了将图5(a)的硫的峰放大的图，图6(b)中示出了将图5(b)的硫的峰放大的图。
如图5、图6所示，条件2、7、8、13、15是加入硫成分的所谓的光泽镀镍，条件1、3、4、5、6、9、10、11、12、14是未加入硫成分的所谓的半光泽镀镍。半光泽镀镍不包含硫，由此与光泽镀镍比较，镍的浸出变少。
＜外观观察＞
通过目视观察条件1～15的水道用器具的表面。并且，将与条件8(光泽镀镍、比较例5)同等以上的光泽的情况设定为“〇”。另外，条件12、14(不包含水合氯醛的半光泽镀镍)没有光泽，条件9、10、11观察到雾，因此设定为“×”。“〇”和“×”的中间的光泽部分设定为“△”。另外，使用BYK公司制WaveScan测定水道用器具的表面，将水道用器具的外观与Wa值的关系示于图7。
如图7所示，确认水道用器具主体10的表面的Wa值越小，水道用器具的表面的光泽越大。具体而言可确认到如果水道用器具的表面的Wa值为5.1以下，则作为制品的外观，成为没有问题的光泽，此外，如果表面的Wa值为3.6以下，则成为与光泽镀镍同样优异的光泽。
＜Ni浸出值、腐蚀电位＞
对于使用条件1、2、5、6、7、8、12的镀Ni制成的水道用器具，根据JIS S 3200-7水道用器具-浸出性能试验方法所记载的方法，进行以下的调节和浸出等操作。
(1)用自来水清洗水道用器具1小时，接着用水清洗3次。
(2)使用约23℃的浸出液，用该浸出液填满水道用器具内部进行密封，静置2小时后，丢弃该水，该操作重复4次。
(3)利用浸出液填满水道用器具进行密封，静置16小时后，丢弃该水。
(4)重复3次上述(2)和(3)的操作。
(5)在进行上述(2)的操作后静置64小时后，丢弃该水。
(6)再重复一次上述(2)、(3)、(4)和(5)的操作。
(7)重复3次上述(2)、(3)、(4)的操作，其后进行(2)的操作。
(8)用浸出液填满水道用器具进行密封，静置16小时后，采取全部这些水，作为检测水。
(9)使用通常的电感耦合等离子体发射光谱法，求出检测水中的Ni的浓度。
(10)换算为采取水1L时的Ni浓度，求出浸出值，因此根据检测水的Ni浓度和试验中使用的水道用器具的内容量，进行Ni浸出值的计算。应予说明，浸出试验中使用的浸出液使用为了进行试验特别调整的JIS S3200-7记载的水。
根据以上的操作，得到条件1、2、5、6、7、8、12(实施例1、比较例1、实施例4、实施例5、比较例2、比较例3、比较例7)的镀层的镍浸出值。应予说明，水道用器具根据种类其内容量也不同，因此使用规定的换算式算出浸出值。接着，进行以下的操作。
(11)从水道用器具主体10的内部的镀Ni析出的部位切出试样，在其上粘合被覆铜线，制成以仅镀Ni露出的方式用粘合剂被覆的试样电极。
(12)该试料电极、铂电极(对电极)和参比电极使用饱和甘汞电极，使用电势差计测定浸出液中的试料电极的电位-电流曲线。这里，将电流成为0.001mA的电位设为腐蚀电位。
利用以上的操作，得到条件1、2、5、6、7、8、12(实施例1、比较例1、实施例4、实施例5、比较例2、比较例3、比较例7)的镀层的浸出液中的腐蚀电位。图8中示出了实施例1、实施例4、实施例5、比较例1、比较例2、比较例3、比较例7中的镀层的浸出液中的电位-电流曲线与Ni浸出值的测定结果，图9中示出了实施例1、实施例4、实施例5、比较例1、比较例2、比较例3、比较例7的镀层的浸出液中的腐蚀电位与镍浸出值的关系。
如图8所示，确认镀镍层的腐蚀电位越高，镍浸出值越减少。具体而言，确认如果腐蚀电位为-0.01V(vs.SCE)以上，优选为+0.02V(vs.SCE)以上，则与不包含水合氯醛的半光泽镀镍相比，镍浸出值得到抑制，如果腐蚀电位为+0.04V(vs.SCE)以上，则能够将从水道用器具浸出到自来水中的镍的量设定为水质管理目标设定项目的值的10分之1以下。
符号说明
100 水道用器具
101 母材
102 镀镍层