フィルター
【課題】 本発明は、アルミニウム材料の表面処理工程において使用される洗浄水中に含まれる微粒子を確実に除去し、洗浄後のアルミニウム材料の表面における微粒子の付着を防いで、製品不良の発生を抑えるとともに、逆洗により繰り返し使用することのできるニッケルの多孔質体のフィルターを提供することにある。
【解決手段】 アルミニウム材料の表面処理工程における水洗工程で使用する、孔径が１０２０〜５１０μmで、且つ密度が０．２６〜０．３４ｇ／ｃm3の範囲内のニッケルからなる多孔質体であることを特徴とする。
【解決手段】 アルミニウム材料の表面処理工程における水洗工程で使用する、孔径が１０２０〜５１０μmで、且つ密度が０．２６〜０．３４ｇ／ｃm3の範囲内のニッケルからなる多孔質体であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム材料の表面処理工程の水洗工程で使用される、ニッケルの多孔質体からなるフィルターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、アルミニウム材料の表面処理工程の水洗槽で使用される洗浄水は、おもに工業用水や地下水、あるいは、表面処理工程で使用された再利用水などが利用される。しかしながら、水洗工程で使用された洗浄水中には、表面処理工程で発生したアルミニウム化合物や、工業用水中に存在する珪藻類及び糸状菌類、あるいは上記で挙げた雑多な結合物が、０．１〜数千μｍの微粒子として含まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２７３１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような洗浄水を利用すると、洗浄水中に含有する微粒子や珪藻類、糸状菌類がアルミニウム材料表面に付着したまま次の工程に移行することから、各工程を経て完成した製品に不良が発生する問題があった。そこで、従来は、洗浄水中に含まれる微粒子、珪藻類、糸状菌類を除去する目的で糸巻きフィルターにより使用前の洗浄水をろ過するものであったが、糸巻きフィルターは、微粒子を除去するものの、珪藻類、糸状菌類は除去することができず、さらに、逆洗して再利用することができず、使用後にはそのまま破棄されていたため、水洗に大変なコストがかかっていた。また、フィルターで捕捉しきれない珪藻類及び糸状菌類の繁殖を抑制することができず、洗浄水の濁りやフィルターの目詰まりを早める要因となっていた。本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、洗浄水中に含まれる微粒子を確実に除去し、洗浄後のアルミニウム材料の表面における微粒子の付着を防いで、製品不良の発生を抑えるとともに、逆洗により繰り返し使用することができ、また、洗浄水中の珪藻類及び糸状菌類の繁殖を抑制することのできるニッケルの多孔質体からなるフィルターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のうち請求項１記載の発明は、アルミニウム材料の表面処理工程における水洗工程で使用する、孔径が１０２０〜５１０μmで、且つ密度が０．２６〜０．３４ｇ／ｃｍ3の範囲内のニッケルからなる多孔質体であることを特徴とする。
【０００６】
本発明のうち請求項２記載の発明は、銀を含んでいることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のうち請求項１記載の発明によれば、孔径が１０２０〜５１０μｍで、且つ密度が０．２６〜０．３４ｇ／ｃm3のニッケル多孔質体フィルターを、アルミニウム材料の表面処理工程における水洗工程で使用することで、洗浄水中に含まれる微粒子を最も効率的に除去できるようになり、しかも、洗浄水のろ過に使用した本発明によるニッケル多孔質体フィルターを逆洗したときに、良好なろ過水量を確保して再生できることから、繰り返し使用することができてコストの削減を図ることできる。
【０００８】
本発明のうち請求項２記載の発明によれば、フィルターが銀を含むことにより、フィルターを通した洗浄水の抗菌作用が付与されることで、アルミニウム材料の表面処理工程における水洗工程の効率化とコスト削減が一層図られることとなる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）（ｂ）は、本実施による性能試験の実施設備について説明する簡略図である。
【図２】本実施によるニッケル多孔質体フィルターを使用する表面処理工程のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、図面に基づいて本実施によるニッケルからなる多孔質体のフィルターについて説明する。本実施によるニッケルからなる多孔質体のフィルター（以下、フィルターと記す）は、純度９９％以上のニッケルからなり、他にコバルト，鉄，ケイ素，カルシウム，銀等を適宜含有して形成するものである。このようにして得られたフィルターを図２のようなアルミニウム材料の表面処理工程において、特に陽極酸化皮膜の形成にかかる工程の着色前水洗から湯洗工程で、使用するものである。また、本工程では、図１（ａ）（ｂ）に示すように、水中ポンプによって水洗槽から吸い上げた水をフィルター格納器具まで送り込み、フィルター格納器具において珪藻類及び糸状菌類などに代表される微粒子を本実施によるフィルターによってろ過し、ろ過水を水洗槽へ戻す。また、必要に応じ、水洗槽上において、ろ過水をアルミニウム材料にシャワー式に噴射し、アルミニウム材料の表面に付着した微粒子を洗浄する。また、フィルターのろ過水量が落ちてきたら、フィルターを逆洗するために、２ｋｇ／ｃｍ2Ｇの逆洗用エアーまたは逆洗用純水により５分間の逆洗をしてフィルターを再生する。
【００１１】
＜ニッケル多孔質体フィルターの性能試験＞
上述した本実施によるフィルターの第一の性能試験として、上記の図１（ａ）（ｂ）で説明した試験設備を使用し、直径約５０ｍｍで厚みが約１５ｍｍの円盤状に成形してあるとともに、孔径がそれぞれ１６７０、１０２０、５１０、４２０、３２０μｍで、且つ密度がそれぞれ０．２４、０．２６、０．３４、０．３７、０．４５ｇ／ｃm3である５種類の各ニッケル多孔質体フィルターを１、５、１０、２０個と一列に重ねて形成した試験体を用意し、フィルター格納器具の中に設置した。比較として、直径６３ｍｍ、長さ２５０ｍｍ、孔径１μｍの糸巻きフィルターを用いた。その試験体にＳＳ（浮遊物質濃度）１６ｍｇ／ｌの陽極酸化後水洗工程で使用した洗浄水（以下、陽極酸化後水洗水という）を垂直落下させ、ここで得られたろ液を用いて、ろ過率及びアルミニウム材料表面における微粒子の付着の有無を測定・検知した。また、陽極酸化後水洗水中には、表１に示すように、微粒子の径が１０μｍ以下のものが最も多く、全体としては、０．６〜２０００μｍまでの範囲の大きさの微粒子が含まれていた。
【００１２】
【表１】
【００１３】
【表２】
【００１４】
【表３】
【００１５】
＜性能試験結果＞
表２のように、各試験体を比較したとき、密度が高くなるほどろ過率が高くなり、アルミニウム材料表面における微粒子の付着も少なかった。また、表３のように、アルミニウム材料表面に微粒子の付着がなかったのは、ろ過率が８３％以上の試験体であった。
【００１６】
第二の性能試験として、上記第一の性能試験において使用した試験体のうち、ろ過率が８３％以上であった、孔径が１０２０、５１０、４２０、３２０μｍで、且つ密度が０．２６、０．３４、０．３７、０．４５ｇ／ｃm3の４種類の試験体を使用し、各試験体について、水洗水を１０分間ろ過したときのろ過水量の変化と、上記性能試験で使用したフィルターを逆洗した各試験体のろ過水量について、それぞれ測定した。
【００１７】
【表４】
【００１８】
【表５】
【００１９】
＜性能試験結果＞
表４と表５のように、孔径３２０μｍで、且つ密度０．４５ｇ／ｃm3のフィルターでは、試験開始後３分経過でろ過水量が極端に減少しており、さらに逆洗後のろ過水量も、初期値と比較して４９％までしか回復しなかった。また、孔径４２０μｍで、且つ密度０．３７ｇ／ｃm3のフィルターにおいても、試験開始後３分経過から５分経過までろ過水量が次第に減少していき、１０分経過後には６％まで減少した。さらに、逆洗後のろ過水量も、初期値と比較して５８％までしか回復しなかった。その他の２種類の試験体では、時間とともに徐々にろ過水量の減少が見られたが、逆洗後はいずれも９７％以上の良好なろ過水量が確保された。
【００２０】
＜まとめ＞
以上の第一、第二の性能試験の結果から勘案し、ろ過率が良好で、所定時間安定したろ過水量で使用でき、さらに、逆洗により繰り返し使用することに適したフィルターは、孔径が１０２０〜５１０μｍで、且つ密度が０．２６〜０．３４ｇ／ｃm3の範囲のものであることがわかった。特に、孔径１０２０μｍ、密度０．２６ｇ／ｃm3のニッケル多孔質体を積み重ねて形成するフィルターでは、さらに、長時間にわたり良好なろ過性能を発揮するとともに、個々にばらして逆洗することもできるため、繰り返し使用する際にも都合が良い。
【００２１】
本発明の他の実施形態として、ニッケル９１％、銀８％、他にコバルト，鉄，ケイ素，カルシウム等を適宜含有して多孔質体に形成したフィルターを用いて抗菌性を測定する試験をそれぞれ行った。
本実施によるフィルターの試験体（直径、厚み、密度）や試験設備については、上述したニッケル９９％以上を含有した多孔質フィルターと同じ条件で行うものであるから、詳細については省略する（段落番号００１１、段落番号００１６の記載参照）。
【００２２】
【表６】
【００２３】
＜性能試験結果＞
本実施による多孔質体フィルターの抗菌性は、表６のように、本実施のものと同じ条件（直径５０ｍｍ、孔径１６７０μｍ、厚さ１５ｍｍ）で成形したニッケル９９％含有のフィルター、および、フィルターなしの３種類について、各々をＳＳ１６ｍｇ／ｌの陽極酸化後水洗工程で使用した洗浄水で満たしたビーカーの中に入れて５５日間置き、ＳＳ、濁度、透視度を比較した。
その結果、表６のように、Ａｇを８％含有するフィルターでは、ＳＳが１ｍｇ／ｌ、濁度が１度、そして透視度が１度と高い抗菌性能を奏するデータが得られた。また、ニッケル９９％含有のフィルターでは、ＳＳが９ｍｇ／ｌ、濁度が７度、そして透視度が４３度であり、フィルターなしでは、ＳＳが１２ｍｇ／ｌ、濁度が１２度、そして透視度が２９度であった。
【００２４】
＜まとめ＞
以上の各性能試験の結果から勘案し、本実施によるフィルターは、フィルターを使用しないものは勿論、ニッケル９９％含有のフィルターと比較しても、洗浄水への銀の溶出により、抗菌性能が高まることがわかった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム材料の表面処理工程の水洗工程で使用される、ニッケルの多孔質体からなるフィルターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、アルミニウム材料の表面処理工程の水洗槽で使用される洗浄水は、おもに工業用水や地下水、あるいは、表面処理工程で使用された再利用水などが利用される。しかしながら、水洗工程で使用された洗浄水中には、表面処理工程で発生したアルミニウム化合物や、工業用水中に存在する珪藻類及び糸状菌類、あるいは上記で挙げた雑多な結合物が、０．１〜数千μｍの微粒子として含まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２７３１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような洗浄水を利用すると、洗浄水中に含有する微粒子や珪藻類、糸状菌類がアルミニウム材料表面に付着したまま次の工程に移行することから、各工程を経て完成した製品に不良が発生する問題があった。そこで、従来は、洗浄水中に含まれる微粒子、珪藻類、糸状菌類を除去する目的で糸巻きフィルターにより使用前の洗浄水をろ過するものであったが、糸巻きフィルターは、微粒子を除去するものの、珪藻類、糸状菌類は除去することができず、さらに、逆洗して再利用することができず、使用後にはそのまま破棄されていたため、水洗に大変なコストがかかっていた。また、フィルターで捕捉しきれない珪藻類及び糸状菌類の繁殖を抑制することができず、洗浄水の濁りやフィルターの目詰まりを早める要因となっていた。本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、洗浄水中に含まれる微粒子を確実に除去し、洗浄後のアルミニウム材料の表面における微粒子の付着を防いで、製品不良の発生を抑えるとともに、逆洗により繰り返し使用することができ、また、洗浄水中の珪藻類及び糸状菌類の繁殖を抑制することのできるニッケルの多孔質体からなるフィルターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のうち請求項１記載の発明は、アルミニウム材料の表面処理工程における水洗工程で使用する、孔径が１０２０〜５１０μmで、且つ密度が０．２６〜０．３４ｇ／ｃｍ3の範囲内のニッケルからなる多孔質体であることを特徴とする。
【０００６】
本発明のうち請求項２記載の発明は、銀を含んでいることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のうち請求項１記載の発明によれば、孔径が１０２０〜５１０μｍで、且つ密度が０．２６〜０．３４ｇ／ｃm3のニッケル多孔質体フィルターを、アルミニウム材料の表面処理工程における水洗工程で使用することで、洗浄水中に含まれる微粒子を最も効率的に除去できるようになり、しかも、洗浄水のろ過に使用した本発明によるニッケル多孔質体フィルターを逆洗したときに、良好なろ過水量を確保して再生できることから、繰り返し使用することができてコストの削減を図ることできる。
【０００８】
本発明のうち請求項２記載の発明によれば、フィルターが銀を含むことにより、フィルターを通した洗浄水の抗菌作用が付与されることで、アルミニウム材料の表面処理工程における水洗工程の効率化とコスト削減が一層図られることとなる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）（ｂ）は、本実施による性能試験の実施設備について説明する簡略図である。
【図２】本実施によるニッケル多孔質体フィルターを使用する表面処理工程のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、図面に基づいて本実施によるニッケルからなる多孔質体のフィルターについて説明する。本実施によるニッケルからなる多孔質体のフィルター（以下、フィルターと記す）は、純度９９％以上のニッケルからなり、他にコバルト，鉄，ケイ素，カルシウム，銀等を適宜含有して形成するものである。このようにして得られたフィルターを図２のようなアルミニウム材料の表面処理工程において、特に陽極酸化皮膜の形成にかかる工程の着色前水洗から湯洗工程で、使用するものである。また、本工程では、図１（ａ）（ｂ）に示すように、水中ポンプによって水洗槽から吸い上げた水をフィルター格納器具まで送り込み、フィルター格納器具において珪藻類及び糸状菌類などに代表される微粒子を本実施によるフィルターによってろ過し、ろ過水を水洗槽へ戻す。また、必要に応じ、水洗槽上において、ろ過水をアルミニウム材料にシャワー式に噴射し、アルミニウム材料の表面に付着した微粒子を洗浄する。また、フィルターのろ過水量が落ちてきたら、フィルターを逆洗するために、２ｋｇ／ｃｍ2Ｇの逆洗用エアーまたは逆洗用純水により５分間の逆洗をしてフィルターを再生する。
【００１１】
＜ニッケル多孔質体フィルターの性能試験＞
上述した本実施によるフィルターの第一の性能試験として、上記の図１（ａ）（ｂ）で説明した試験設備を使用し、直径約５０ｍｍで厚みが約１５ｍｍの円盤状に成形してあるとともに、孔径がそれぞれ１６７０、１０２０、５１０、４２０、３２０μｍで、且つ密度がそれぞれ０．２４、０．２６、０．３４、０．３７、０．４５ｇ／ｃm3である５種類の各ニッケル多孔質体フィルターを１、５、１０、２０個と一列に重ねて形成した試験体を用意し、フィルター格納器具の中に設置した。比較として、直径６３ｍｍ、長さ２５０ｍｍ、孔径１μｍの糸巻きフィルターを用いた。その試験体にＳＳ（浮遊物質濃度）１６ｍｇ／ｌの陽極酸化後水洗工程で使用した洗浄水（以下、陽極酸化後水洗水という）を垂直落下させ、ここで得られたろ液を用いて、ろ過率及びアルミニウム材料表面における微粒子の付着の有無を測定・検知した。また、陽極酸化後水洗水中には、表１に示すように、微粒子の径が１０μｍ以下のものが最も多く、全体としては、０．６〜２０００μｍまでの範囲の大きさの微粒子が含まれていた。
【００１２】
【表１】
【００１３】
【表２】
【００１４】
【表３】
【００１５】
＜性能試験結果＞
表２のように、各試験体を比較したとき、密度が高くなるほどろ過率が高くなり、アルミニウム材料表面における微粒子の付着も少なかった。また、表３のように、アルミニウム材料表面に微粒子の付着がなかったのは、ろ過率が８３％以上の試験体であった。
【００１６】
第二の性能試験として、上記第一の性能試験において使用した試験体のうち、ろ過率が８３％以上であった、孔径が１０２０、５１０、４２０、３２０μｍで、且つ密度が０．２６、０．３４、０．３７、０．４５ｇ／ｃm3の４種類の試験体を使用し、各試験体について、水洗水を１０分間ろ過したときのろ過水量の変化と、上記性能試験で使用したフィルターを逆洗した各試験体のろ過水量について、それぞれ測定した。
【００１７】
【表４】
【００１８】
【表５】
【００１９】
＜性能試験結果＞
表４と表５のように、孔径３２０μｍで、且つ密度０．４５ｇ／ｃm3のフィルターでは、試験開始後３分経過でろ過水量が極端に減少しており、さらに逆洗後のろ過水量も、初期値と比較して４９％までしか回復しなかった。また、孔径４２０μｍで、且つ密度０．３７ｇ／ｃm3のフィルターにおいても、試験開始後３分経過から５分経過までろ過水量が次第に減少していき、１０分経過後には６％まで減少した。さらに、逆洗後のろ過水量も、初期値と比較して５８％までしか回復しなかった。その他の２種類の試験体では、時間とともに徐々にろ過水量の減少が見られたが、逆洗後はいずれも９７％以上の良好なろ過水量が確保された。
【００２０】
＜まとめ＞
以上の第一、第二の性能試験の結果から勘案し、ろ過率が良好で、所定時間安定したろ過水量で使用でき、さらに、逆洗により繰り返し使用することに適したフィルターは、孔径が１０２０〜５１０μｍで、且つ密度が０．２６〜０．３４ｇ／ｃm3の範囲のものであることがわかった。特に、孔径１０２０μｍ、密度０．２６ｇ／ｃm3のニッケル多孔質体を積み重ねて形成するフィルターでは、さらに、長時間にわたり良好なろ過性能を発揮するとともに、個々にばらして逆洗することもできるため、繰り返し使用する際にも都合が良い。
【００２１】
本発明の他の実施形態として、ニッケル９１％、銀８％、他にコバルト，鉄，ケイ素，カルシウム等を適宜含有して多孔質体に形成したフィルターを用いて抗菌性を測定する試験をそれぞれ行った。
本実施によるフィルターの試験体（直径、厚み、密度）や試験設備については、上述したニッケル９９％以上を含有した多孔質フィルターと同じ条件で行うものであるから、詳細については省略する（段落番号００１１、段落番号００１６の記載参照）。
【００２２】
【表６】
【００２３】
＜性能試験結果＞
本実施による多孔質体フィルターの抗菌性は、表６のように、本実施のものと同じ条件（直径５０ｍｍ、孔径１６７０μｍ、厚さ１５ｍｍ）で成形したニッケル９９％含有のフィルター、および、フィルターなしの３種類について、各々をＳＳ１６ｍｇ／ｌの陽極酸化後水洗工程で使用した洗浄水で満たしたビーカーの中に入れて５５日間置き、ＳＳ、濁度、透視度を比較した。
その結果、表６のように、Ａｇを８％含有するフィルターでは、ＳＳが１ｍｇ／ｌ、濁度が１度、そして透視度が１度と高い抗菌性能を奏するデータが得られた。また、ニッケル９９％含有のフィルターでは、ＳＳが９ｍｇ／ｌ、濁度が７度、そして透視度が４３度であり、フィルターなしでは、ＳＳが１２ｍｇ／ｌ、濁度が１２度、そして透視度が２９度であった。
【００２４】
＜まとめ＞
以上の各性能試験の結果から勘案し、本実施によるフィルターは、フィルターを使用しないものは勿論、ニッケル９９％含有のフィルターと比較しても、洗浄水への銀の溶出により、抗菌性能が高まることがわかった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム材料の表面処理工程における水洗工程で使用する、孔径が１０２０〜５１０μmで、且つ密度が０．２６〜０．３４ｇ／ｃm3の範囲内のニッケルからなる多孔質体であることを特徴とするフィルター。
【請求項２】
銀を含んでいることを特徴とする請求項１記載のフィルター。
【請求項１】
アルミニウム材料の表面処理工程における水洗工程で使用する、孔径が１０２０〜５１０μmで、且つ密度が０．２６〜０．３４ｇ／ｃm3の範囲内のニッケルからなる多孔質体であることを特徴とするフィルター。
【請求項２】
銀を含んでいることを特徴とする請求項１記載のフィルター。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−９２９２３（Ｐ２０１１−９２９２３Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１２２８２（Ｐ２０１０−１１２２８２）
【出願日】平成２２年５月１４日（２０１０．５．１４）
【出願人】（０００１７５５６０）三協立山アルミ株式会社 (529)
【出願人】（５９４１７２７６５）株式会社安達工業 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１４日（２０１０．５．１４）
【出願人】（０００１７５５６０）三協立山アルミ株式会社 (529)
【出願人】（５９４１７２７６５）株式会社安達工業 (3)
【Ｆターム（参考）】
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