7315149 表面処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-07-18

(45)【発行日】2023-07-26

(54)【発明の名称】表面処理装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 8/16 20060101AFI20230719BHJP

   C23C 8/02 20060101ALI20230719BHJP

【ＦＩ】

C23C8/16

C23C8/02

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019216220

(22)【出願日】2019-11-29

(65)【公開番号】P2021085082

(43)【公開日】2021-06-03

【審査請求日】2022-03-14

(73)【特許権者】

【識別番号】599016431

【氏名又は名称】学校法人 芝浦工業大学

(73)【特許権者】

【識別番号】000226312

【氏名又は名称】日空工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109553

【弁理士】

【氏名又は名称】工藤 一郎

(72)【発明者】

【氏名】石崎 貴裕

(72)【発明者】

【氏名】芹澤 愛

(72)【発明者】

【氏名】近藤 景星

【審査官】▲辻▼ 弘輔

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－００５４７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１５０５７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１７２７４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１８７４５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１０３３６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１３－５３０７３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１１６０９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２３Ｃ ８／００－１２／０２

Ｃ２３Ｃ ２６／００－３０／００

Ｂ０１Ｊ ３／００－３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

チャンバーと、
チャンバー内で処理対象を保持する処理対象保持部と、
処理対象保持部に保持された処理対象を水で浸漬するためにチャンバーに水を導入するための水導入部と、
チャンバー外に配置されチャンバー内に導入する処理水蒸気を生成する処理蒸気生成部と、
処理蒸気生成部で生成された処理水蒸気をチャンバーに導入する処理水蒸気導入部と、
処理水蒸気導入部の処理水蒸気の導入を制御するための処理水蒸気導入制御部と、
水導入部からチャンバーに導入された処理対象を浸漬するための水及びチャンバーに導入された処理水蒸気によって生じる凝縮水をチャンバー底部からチャンバー外に導出する水導出部と、
水導出部から導出された水をチャンバー内圧力が維持された状態で滞留可能な凝縮槽部と、
を有し、
チャンバーは、外部ジャケットと、外部ジャケットを加熱し又は／及び冷却するジャケット温調部と、をさらに有する表面処理装置。

【請求項2】

チャンバーの雰囲気を検出する検出部をさらに有し、
処理水蒸気導入制御部は、検出部の検出結果に応じて処理水蒸気の導入及びチャンバー内圧力を制御する検出制御手段をさらに有する請求項１に記載の表面処理装置。

【請求項3】

前記検出部は、温度検出手段及び圧力検出手段である請求項２に記載の表面処理装置。

【請求項4】

導入する処理水蒸気を加熱するための処理水蒸気加熱部をさらに有する請求項１から請求項３のいずれか一に記載の表面処理装置。

【請求項5】

処理対象は金属表面を有するものである請求項１から請求項４に記載の表面処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば、アルミニウム合金等の軽金属の表面に防食効果が高い皮膜を形成するのに用いられる表面処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、処理対象の表面、例えば、上記した軽金属であるアルミニウム合金の表面に防食効果が高い皮膜を形成する表面処理技術として、高圧・中高温（１～３ＭＰａで且つ１００～２００℃強）の水蒸気下にアルミニウム合金を晒す技術が開発されている。

【0003】

従来、この表面処理において、アルミニウム合金を高圧・中高温の水蒸気下に晒すのに使用する表面処理装置としては、例えば、特許文献１に記載されたがものある。
この表面処理装置は、所謂オートクレーブであり、圧力容器であるチャンバーと、この チャンバー内で処理対象である複数のアルミニウム合金片を吊り下げ保持する合金片保持部と、高圧・中高温の処理水蒸気を生成する処理蒸気生成部を備えている。

【0004】

この表面処理装置の処理蒸気生成部には、間接加熱方式及び直接加熱方式のいずれかの方式が採用されている。間接加熱方式は、チャンバー外に配置したヒータに通電して、チャンバー外殻を介してチャンバーの下部に注入した純水を加熱する方式であり、一方、直接加熱方式は、チャンバー外に配置したヒータに通電して、このヒータのチャンバー内に位置させた発熱部でチャンバー下部の純水を直接加熱する方式である。

【0005】

この表面処理装置を用いてアルミニウム合金片の表面に皮膜を形成するに際しては、処理蒸気生成部として間接加熱方式を採用した場合、複数のアルミニウム合金片を合金片保持部に吊り下げてセットした後、チャンバー外のヒータに通電して、このチャンバーの外殻を介してチャンバー下部の純水を加熱することで、チャンバー内において処理水蒸気を生成する。
また、処理蒸気生成部として直接加熱方式を採用した場合、同じく、複数のアルミニウム合金片を合金片保持部に吊り下げてセットした後、チャンバー外のヒータに通電して、そのチャンバー内に位置する発熱部でチャンバー下部の純水を直接加熱することで、チャンバー内において処理水蒸気を生成する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】Ｗ０２０１７／１３５３６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところが、上記した従来の表面処理装置において、処理蒸気生成部が間接加熱方式の場合には、チャンバー外のヒータに通電して処理蒸気を生成するので、チャンバー外から加熱する分だけチャンバー内温度を上げるのに時間がかかるうえ、熱容量が大きい分だけ制御の応答性がよくなく、表面処理を行うのに十分な処理雰囲気になるまでにはさらに多くの時間がかかるといった問題がある。

【0008】

また、上記した従来の表面処理装置において、処理蒸気生成部が間接加熱方式の場合だけでなく直接加熱方式の場合も含めて、チャンバー内で処理蒸気を生成する都合上、上述のように、表面処理を行うのに十分な処理蒸気雰囲気を得るまでには時間がかかり、加えて、生成する処理蒸気の量の制御性がよくなく、その結果、緻密な温度コントロールを行うことができないという問題を有しており、これらの問題を解決することが従来の課題となっていた。

【0009】

本発明は、上記した従来の課題を解決するために成されたものであり、例えば、アルミニウム合金等の軽金属の表面に皮膜を形成するにあたって、処理時間の短縮を実現可能であり、加えて、処理蒸気の生成量の制御が容易であると共に緻密な温度コントロールを行うことができるので、高品質の皮膜を形成することが可能である表面処理装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するために、本発明は、以下の表面処理装置を提供する。
すなわち、本発明の第一の態様は、チャンバーと、チャンバー内で処理対象を保持する処理対象保持部と、処理対象保持部に保持された処理対象を水で浸漬するためにチャンバーに水を導入するための水導入部と、チャンバー外に配置されチャンバー内に導入する処理水蒸気を生成する処理蒸気生成部と、処理蒸気生成部で生成された処理水蒸気をチャンバーに導入する処理水蒸気導入部と、処理水蒸気導入部の処理水蒸気の導入を制御するための処理水蒸気導入制御部と、水導入部からチャンバーに導入された処理対象を浸漬するための水及びチャンバーに導入された処理水蒸気によって生じる凝縮水をチャンバー底部からチャンバー外に導出する水導出部と、水導出部から導出された水をチャンバー内圧力が維持された状態で滞留可能な凝縮槽部と、を有する構成としている。

【0011】

また、本発明の第二の態様は、チャンバーの雰囲気を検出する検出部をさらに有し、処理水蒸気導入制御部は、検出部の検出結果に応じて処理水蒸気の導入及びチャンバー内圧力を制御する検出制御手段をさらに有する構成としている。

【0012】

さらに、本発明の第三の態様において、前記検出部は、温度検出手段及び圧力検出手段である構成としている。

【0013】

さらにまた、本発明の第四の態様は、導入する処理水蒸気を加熱するための処理水蒸気加熱部をさらに有する構成としている。

【0014】

さらにまた、本発明の第五の態様において、処理対象は金属表面を有するものである構成としている。

【0015】

さらにまた、本発明の第六の態様において、チャンバーは、外部ジャケットと、外部ジャケットを加熱し又は／及び冷却するジャケット温調部と、をさらに有する構成としている。

【発明の効果】

【0016】

本発明に係る表面処理装置によれば、軽金属、例えば、アルミニウム合金の表面に皮膜を形成するに際して、処理時間の短縮を実現したうえで、高品質の皮膜を形成することが可能であるという非常に優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1A】実施形態１に係る表面処理装置の全体斜視図

【図1B】図1Ａの表面処理装置による処理対象の浸漬要領を示した全体斜視図

【図2】実施形態２の表面処理装置の全体斜視図

【図3】実施形態３の表面処理装置の全体斜視図

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下に、本発明の実施形態を説明する。実施形態と請求項の相互の関係は以下のとおりである。実施形態１は主に請求項１～請求項３，請求項５に関し、実施形態２は主に請求項４に関し、実施形態３は主に請求項６に関する。なお、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得る。
＜実施形態１＞
＜概要＞

【0019】

本実施形態は、圧力容器であるチャンバー外に処理蒸気生成部を配置して、この処理蒸気生成部で生成した処理水蒸気を処理水蒸気導入部によりチャンバーに導入し、この処理水蒸気の導入を処理水蒸気導入制御部によりコントロールすることを主たる特徴とする。

【0020】

この表面処理装置を、軽金属、例えば、アルミニウム合金の表面に皮膜を形成するのに用いた場合には、処理時間の短縮を実現したうえで、高品質の皮膜を形成することが可能であるという効果を奏する。
＜構成＞

【0021】

すなわち、図１Ａに示すように、本実施形態の表面処理装置０１００は、軽金属であるアルミニウム合金から成る試験片（処理対象）Ｗの表面に皮膜を形成する装置であり、圧力容器である円筒形状を成すチャンバー０１１０と、このチャンバー０１１０の外部に配置されて飽和水蒸気（処理水蒸気）を生成するボイラ（処理蒸気生成部）０１２０と、このボイラ０１２０で生成された飽和水蒸気をチャンバー０１１０に導入する処理水蒸気導入部０１３０と、この処理水蒸気導入部０１３０を介しての飽和水蒸気の導入を制御する集中制御盤（処理水蒸気導入制御部）０１４０と、チャンバー０１１０内で試験片Ｗを保持する処理対象保持部０１５０を備えている。

【0022】

チャンバー０１１０は、少なくとも３ＭＰａまでの内部圧力に耐え得ると共に少なくとも２５０℃までの内部温度に耐え得る圧力容器である。なお、本実施形態では、円筒形状を成すチャンバー０１１０を採用しているが、処理圧力が高くない場合には、チャンバー内の空間占有の効率化を図るために、チャンバーに角型等の形状を採用してもよい。

【0023】

このチャンバー０１１０の外部に配置したボイラ０１２０は、燃料を燃焼させる燃焼室と、この燃焼室内の燃焼による燃焼ガスの熱を水に伝えて飽和水蒸気を発生する熱交換機を有しており、図示しない燃料及び水を適宜供給することで、飽和水蒸気を安定して生成することができるようになっている。

【0024】

処理水蒸気導入部０１３０は、チャンバー０１１０の外殻０１１１の下部に台座０１１２を介して配置されており、この処理水蒸気導入部０１３０は、ボイラ０１２０と配管０１２１を介して連通している。
この場合、チャンバー０１１０内の下部には、多数のノズル０１３１及びこれらの多数のノズル０１３１０と連通する図１Ａに破線で示す流路０１３２が形成されたノズルプレート０１３３が配置されており、このノズルプレート０１３３の流路０１３２を処理水蒸気導入部０１３０に連通させることで、ボイラ０１２０で生成された飽和水蒸気を多数のノズル０１３１からチャンバー０１１０内に導入するようになっている。

【0025】

本実施形態による表面処理装置０１００は、チャンバー０１１０内の雰囲気を検出する検出部０１６０をさらに有している。この検出部０１６０は、チャンバー０１１０の外殻０１１１に台座０１１３を介して配置された温度センサ（温度検出手段）０１６１及び圧力センサ（圧力検出手段）０１６２で構成されており、これらのセンサ０１６１，０１６２は、各々の先端（図示せず）がチャンバー０１１０内に露出するようにして配置されている。

【0026】

この際、集中制御盤０１４０は、上記した温度センサ０１６１及び圧力センサ０１６２に対応する検出制御手段である温度コントローラ０１４１及び圧力コントローラ０１４２を有している。

【0027】

温度コントローラ０１４１は、温度センサ０１６１の検出結果に応じて、配管０１２１上に配置された流量調節器０１４３を適宜開閉動作させることで、飽和水蒸気のチャンバー０１１０内への導入量を制御する。
一方、圧力コントローラ０１４２は、圧力センサ０１６２の検出結果に応じて、後述する圧力調整器０１４４を適宜開閉動作させることで、チャンバー０１１０内の圧力が所定高さの圧力となるように制御する。

【0028】

処理対象保持部０１５０は、試験片Ｗを吊り下げ保持するフック０１５１をチャンバー０１１０の軸方向及び径方向に複数有する保持プレート０１５２を具備しており（図１では径方向に１列に並ぶフック０１５１のみ示す）、この保持プレート０１５２は、図示しないプレート駆動機構によって、チャンバー０１１０内に配置されたレール０１５３に沿って上昇・下降するようになっている。つまり、フック０１５１を介して保持プレート０１５２に保持された複数の試験片Ｗをまとめて昇降させることができるようになっている。
なお、プレート駆動機構としては、モータを駆動源とするチェーンを用いた駆動機構やラックアンドピニオン式の駆動機構を採用し得るほか、シリンダを駆動源とするプッシュプル式の駆動機構を採用し得る。

【0029】

また、本実施形態による表面処理装置０１００は、チャンバー０１１０に導入された飽和水蒸気によって生じる凝縮水をチャンバー０１１０外部に導出する水導出部と、この水導出部から配管０１１４を介して導出された凝縮水を滞留可能な凝縮槽部０１７０をさらに有しており、水導出部は、チャンバー０１１０の底部に形成した水導出孔０１１５としている。

【0030】

凝縮水を滞留可能な凝縮槽部０１７０には、凝縮水を排出するための凝縮水排出管０１７１が連通させてあり、この凝縮水排出管０１７１上には、上流側からドレーンコック０１７２，上記した圧力調整器０１４４及び逆止弁０１７３が順次配置してある。つまり、この凝縮水排出管０１７１上の圧力調整器０１４４を閉じた場合には、凝縮槽部０１７０において、チャンバー内圧力を維持しつつ、水導出孔０１１５から流れ出た凝縮水を滞留することができるようになっている。

【0031】

すなわち、凝縮槽部０１７０は、表面処理が長時間にわたる場合において、チャンバー０１１０の底部に溜まる飽和水蒸気の凝縮水に試験片Ｗが水没するのを防ぐために受け皿として機能するようになっている。

【0032】

さらに、本実施形態による表面処理装置０１００は、処理対象保持部０１５０の保持プレート０１５２に保持された試験片Ｗを水で浸漬するためにチャンバー０１１０に水を導入する水導入部０１８０をさらに有しており、この水導入部０１８０は、チャンバー０１１０の外殻０１１１の上部に台座０１１６を介して配置されている。

【0033】

この試験片Ｗを水に浸漬する処理は、アルミニウム合金から成る試験片Ｗを高圧・中高温の飽和水蒸気に晒すのに先立って行う処理である。この浸漬処理は、軽金属の表面に防食効果が高い皮膜を形成するための研究を重ねてきた本発明者らの知見に基づいて行う処理であり、この浸漬処理を行うことで、処理時間のより一層の短縮、及び、高品質皮膜の形成が可能となる。

【0034】

すなわち、本実施形態による表面処理装置０１００では、図１Ｂに黒太矢印で示すように、水導入部０１８０からチャンバー０１１０内に水を導入し、チャンバー０１１０内に水を溜めると共に、上述したようにして処理対象保持部０１５０の保持プレート０１５２に保持された複数の試験片Ｗをまとめて下降させることで、試験片Ｗを水に浸漬するようにしている。

【0035】

なお、本実施形態では、処理対象保持部０１５０の保持プレート０１５２に保持された複数の試験片Ｗをプレート駆動機構によってまとめて下降させることで、複数の試験片Ｗをチャンバー０１１０内に溜めた水に浸けるようにしているが、これに限定されるものではなく、他の構成として、例えば、チャンバー０１１０内において処理対象保持部０１５０の保持プレート０１５２に吊り下げ保持されている試験片Ｗが没するまで、チャンバー０１１０の内部に水を溜めることで、試験片Ｗを浸漬する構成を採用してもよい。

【0036】

そして、本実施形態による表面処理装置０１００では、浸漬処理の終了後において、複数の試験片Ｗを所定位置に戻した状態で、配管０１１４上に配置した図示しないバルブを開いてチャンバー０１１０に溜めた浸漬用の水を水導出孔０１１５及び配管０１１４を介して凝縮槽部０１７０側に排出するようにしている。
＜処理の流れ＞

【0037】

この表面処理装置０１００を用いてアルミニウム合金から成る試験片Ｗの表面に皮膜を形成するに際しては、まず、チャンバー０１１０内において、処理対象保持部０１５０の保持プレート０１５２にフック０１５１を介して複数の試験片Ｗを吊り下げる。
この際、表面処理に供する試験片が小さく且つ個数が多い場合は、これらの小試験片を絶縁材やこれに類する材料で被覆された容器に収容して表面処理を行うようにする。

【0038】

次いで、チャンバー０１１０の図示しない蓋を閉じると共に、チャンバー０１１０及び凝縮槽部０１７０を連通する配管０１１４上のバルブを閉じて、チャンバー０１１０を水密的に閉塞する。

【0039】

これに続いて、水導入部０１８０からチャンバー０１１０内に水を導入し、チャンバー０１１０の約下側半分に水を溜めると共に、処理対象保持部０１５０の保持プレート０１５２を下降させることで、この保持プレート０１５２に保持された複数の試験片Ｗをまとめて水に浸漬する（図１Ｂに示す状態）。

【0040】

そして、処理対象保持部０１５０の保持プレート０１５２を上昇させて複数の試験片Ｗを所定位置で吊り下げ保持する一方で、配管０１１４上のバルブを開いてチャンバー０１１０に溜めた浸漬用の水を水導出孔０１１５及び配管０１１４を介して凝縮槽部０１７０側に排出し、これにより浸漬処理を終了する。この浸漬処理はほぼ大気圧雰囲気で行われる。なお、この浸漬用の水の排出後には、配管０１１４上のバルブを開いておく。

【0041】

この浸漬処理の後、集中制御盤０１４０の温度コントローラ０１４１からの指令により配管０１２１上の流量調節器０１４３が開き、ボイラ０１２０で生成されている飽和水蒸気のチャンバー０１１０への供給が開始される。

【0042】

ボイラ０１２０から供給される飽和水蒸気は、処理水蒸気導入部０１３０を介してチャンバー０１１０内に導入され、ノズルプレート０１３３の流路０１３２及び多数のノズル０１３１を通してチャンバー０１１０の処理空間に放出されることで、表面処理が開始される。

【0043】

この際、温度センサ０１６１がチャンバー０１１０内の温度を測定しており、温度コントローラ０１４１は、この温度センサ０１６１で測定される温度に基づいて流量調節器０１４３を動作させることで、チャンバー０１１０内の温度が所定の温度に到達するまでの時間を、すなわち温度勾配をコントロールしている。

【0044】

この表面処理は、チャンバー０１１０内の水蒸気雰囲気が所定の雰囲気において行われ、所定の時間が経過するまで飽和水蒸気の供給が継続して行われる。

【0045】

この表面処理を行っている間に、温度センサ０１６１によりチャンバー０１１０内温度の低下が検出された場合には、温度コントローラ０１４１からの指令により配管０１２１上の流量調節器０１４３が開放度を増す動作を行うことで、飽和水蒸気のチャンバー０１１０内への導入量が増加するようにコントロールされる。

【0046】

この温度制御と同様にして、表面処理の間には、圧力センサ０１６２がチャンバー０１１０内の圧力を測定しており、この圧力センサ０１６２によって所定値を超える圧力上昇が検出された場合には、圧力コントローラ０１４２からの指令により圧力調整器０１４４が圧力開放動作を行うことで、チャンバー０１１０内の圧力が所定の高さとなるようにコントロールされる。

【0047】

また、この表面処理の間、チャンバー０１１０の底部に溜まる飽和水蒸気の凝縮水は、水導出孔０１１５及び配管０１１４を介してチャンバー０１１０外の凝縮槽部０１７０に向けて排出される。この凝縮水をチャンバー０１１０外の凝縮槽部０１７０に排出させる場合において、圧力調整器０１４４を閉状態として行うことで、チャンバー０１１０内の圧力は所定圧力に維持される。

【0048】

そして、所定の時間が経過した時点において、チャンバー０１１０に対する飽和水蒸気の供給を停止すると共に、圧力調整器０１４４を開状態としてチャンバー０１１０内の圧力を下げることで、チャンバー０１１０内の温度を下げて表面処理を終了する。この冷却時には、圧力コントローラ０１４２による圧力調整器０１４４の圧力開放動作の制御を行うことで、冷却速度をコントロールしている。

【0049】

本実施形態による表面処理装置０１００では、アルミニウム合金から成る試験片Ｗの表面に皮膜を形成するに際して、チャンバー０１１０外のボイラ０１２０で生成されている飽和水蒸気をチャンバー０１１０へ供給するので、チャンバー０１１０内で飽和水蒸気を生成する場合と比べて、少ない時間でチャンバー０１１０内の雰囲気を表面処理に必要で且つ十分な飽和水蒸気雰囲気にし得るのに加えて、チャンバー０１１０内に満たす飽和水蒸気の量の制御が容易なものとなる。

【0050】

また、本実施形態による表面処理装置０１００において、チャンバー０１１０外のボイラ０１２０で生成されている飽和水蒸気をチャンバー０１１０へ供給するようにしている分だけ、飽和水蒸気の供給量制御の応答性がよく、その結果、緻密な温度コントロールを行い得ることとなる。

【0051】

さらに、本実施形態による表面処理装置０１００では、チャンバー０１１０内への飽和水蒸気の導入を集中制御盤０１４０で制御している、すなわち、温度センサ０１６１及び圧力センサ０１６２に対応する検出制御手段である温度コントローラ０１４１及び圧力コントローラ０１４２で制御しているので、チャンバー０１１０内の温度及び圧力のより緻密なコントロールを行い得ることとなる。

【0052】

さらにまた、本実施形態による表面処理装置０１００では、表面処理の間にチャンバー０１１０の底部に溜まる飽和水蒸気の凝縮水は、圧力調整器０１４４を閉状態にすることで、チャンバー０１１０内の圧力を所定圧力に維持したまま凝縮槽部０１７０に排出されるようにしている。そして、チャンバー０１１０内の圧力が所定値を超えた場合や、チャンバー０１１０内の温度を下げる冷却工程の場合の圧力調整器０１４４による圧力開放時にのみ、凝縮槽部０１７０から凝縮水を排出するようにしているので、チャンバー０１１０内を所定の水蒸気雰囲気に戻す処理を極力減らし得る分だけ、運転コストの低減及び省エネ化が図られることとなる。

【0053】

さらにまた、本実施形態による表面処理装置０１００では、水導入部０１８０からチャンバー０１１０内に水を導入して、チャンバー０１１０内に溜まった水に試験片Ｗを浸漬するようにしているので、この浸漬処理を行わない場合とほぼ同等の厚みの高品質皮膜を得ようとする際には、処理時間の短縮が図られることとなる。

【0054】

これと逆の見方をすれば、浸漬処理を行わない場合とほぼ等しい時間をかけて表面処理を行う際には、より厚みのある高品質皮膜を形成し得ることとなる。
＜効果＞

【0055】

本実施形態によれば、アルミニウム合金から成る試験片Ｗの表面に皮膜を形成するにあたって、処理時間の短縮を実現できるのに加えて、飽和水蒸気の生成量の制御が容易であると共に緻密な温度コントロールを行うことができるので、高品質の皮膜を形成することが可能であるという非常に優れた効果が得られる。
＜実施形態２＞
＜概要＞

【0056】

本実施形態は実施形態１を基本とし、チャンバーに導入する１００℃程度の飽和水蒸気を加熱して、これにより生成される２００℃強の過熱水蒸気をチャンバーに導入することを特徴としている。
このように、チャンバーに導入する飽和水蒸気をさらに加熱して過熱水蒸気とすることで、処理時間のより一層の短縮及びより高品質の皮膜の形成が可能であるというという効果を奏する。
＜構成＞

【0057】

図２に示すように、本実施形態の表面処理装置０２００が、先の実施形態の表面処理装置と相違するところは、チャンバー０２１０の外殻０２１１に台座０２１２を介して配置された処理水蒸気導入部０２３０とボイラ０２２０とを連通する配管０２２１上に、加熱器０２２２（処理水蒸気加熱部）を設けた点にあり、他の構成は先の実施形態の表面処理装置と同じである。

【0058】

配管０２２１上に配置した加熱器０２２２は、ボイラ０２２０で生成された飽和水蒸気を加熱して２００℃強の過熱水蒸気にするためのものであり、この加熱器０２２２によって生成された過熱水蒸気をチャンバー０２１０に導入することで、飽和水蒸気をチャンバー０２１０に導入する場合と比較して、処理時間のより一層の短縮化が図られると共に、試験片Ｗの表面上により高品質の皮膜を形成し得ることとなる。
＜効果＞

【0059】

本実施形態によれば、アルミニウム合金から成る試験片Ｗの表面に皮膜を形成するにあたって、処理時間のより一層の短縮を実現できるうえ、より高品質の皮膜の形成をも実現することが可能であるという非常に優れた効果が得られる。
＜実施形態３＞
＜概要＞

【0060】

本実施形態は実施形態１を基本とし、ジャケット温調部によって、外部ジャケットを介してチャンバーを加熱し又は／及び冷却するようにしたことを特徴としている。
このように、外部ジャケット及びジャケット温調部を用いて、チャンバーを加熱し又は／及び冷却するように成すことで、処理時間のより一層の短縮が可能であるという効果を奏する。
＜構成＞

【0061】

図３に示すように、本実施形態の表面処理装置０３００が、先の実施形態１の表面処理装置と相違するところは、チャンバー０３１０の外殻０３１１に対して、これを取り巻くようにして外部ジャケット０３９０を装着すると共に、チャンバー０３１０の外部に、外部ジャケット０３９０を加熱し又は／及び冷却するジャケット温調部０３９１を設けた点にあり、他の構成は先の実施形態１の表面処理装置と同じである。

【0062】

このジャケット温調部０３９１は、配管０３９２を介して加熱用媒体及び冷却用媒体を選択的に外部ジャケット０３９０に供給し得るものであり、加熱用媒体及び冷却用媒体の選択は、集中制御盤０３４０によりコントロールされ、外部ジャケット０３９０に対する加熱用媒体及び冷却用媒体のいずれかの供給は、集中制御盤０３４０により制御される配管０３９２上のバルブ０３９３の開閉により行われるようになっている。

【0063】

本実施形態の表面処理装置０３００では、ボイラ０３２０で生成されている飽和水蒸気のチャンバー０３１０への供給を開始するのに先立って、外部ジャケット０３９０に対してジャケット温調部０３９１から加熱用媒体を供給して、チャンバー０３１０がこの外部ジャケット０３９０を介して加熱されるようにしておくことで、チャンバー０３１０内において所定の水蒸気雰囲気を効率よく形成し得ることとなる。

【0064】

一方、表面処理後において、チャンバー０３１０に対する飽和水蒸気の供給を停止してチャンバー０３１０内の温度を下げる時点で、外部ジャケット０３９０に対してジャケット温調部０３９１から冷却用媒体を供給して、チャンバー０３１０がこの外部ジャケット０３９０を介して冷却されるようにしておくことで、チャンバー０３１０内を効率よく冷却し得ることとなり、処理時間のより一層の短縮化が図られることとなる。
＜効果＞

【0065】

本実施形態では、処理時間のより一層の短縮が可能であるという効果が得られる。

【符号の説明】

【0066】

０１００ 表面処理装置
０１１５ 水導出孔（水導出部）
０１２０ ボイラ（処理蒸気生成部）
０１３０ 処理水蒸気導入部
０１４０ 集中制御盤（処理水蒸気導入制御部）
０１５０ 処理対象保持部
０１６０ 検出部
０１６１ 温度センサ（温度検出手段）
０１６２ 圧力センサ（圧力検出手段）
０１７０ 凝縮槽部
０１８０ 水導入部

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】