知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
▶ 新日鐵住金株式会社の特許一覧 ▶ 株式会社共立合金製作所の特許一覧
(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】2024-07-24
(45)【発行日】2024-08-01
(54)【発明の名称】水冷用スプレーノズル、スプレーノズル用先端部材
(51)【国際特許分類】
B22D 11/124 20060101AFI20240725BHJP
C22C 5/02 20060101ALI20240725BHJP
B05B 1/04 20060101ALN20240725BHJP
【ＦＩ】
B22D11/124 G
C22C5/02
B05B1/04
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2020054665
(22)【出願日】2020-03-25
(65)【公開番号】P2021154305
(43)【公開日】2021-10-07
【審査請求日】2023-03-27
(73)【特許権者】
【識別番号】000006655
【氏名又は名称】日本製鉄株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】000142023
【氏名又は名称】株式会社共立合金製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100129838
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 典輝
(74)【代理人】
【識別番号】100101203
【弁理士】
【氏名又は名称】山下 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100104499
【弁理士】
【氏名又は名称】岸本 達人
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 悠
(72)【発明者】
【氏名】岡田 信宏
(72)【発明者】
【氏名】塚口 友一
(72)【発明者】
【氏名】正木 康浩
(72)【発明者】
【氏名】斉藤 武志
(72)【発明者】
【氏名】千本 剛
(72)【発明者】
【氏名】浴本 貴生
【審査官】祢屋 健太郎
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１１／０７７８３２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００８－１１４２４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－１７８２２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０８－３０９９９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０７－０７０８０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１０６３７９（ＵＳ，Ａ１）
【文献】村槇 利弘，“金めっきにおける不純物の影響”，表面技術，日本，一般社団法人表面技術協会，1989年07月01日，40巻7号，pp.800-803
【文献】古藤田 哲哉，“ＮＰシリーズ 貴金属めっき”，1版2刷，日本，槇書店，1996年07月30日，pp.1-2，13-14，110-111
【文献】高崎 隆治，“＜工程・種類・用途別＞ めっき最新技術 ～メカニズムの考察と品質向上～”，第1刷，日本，株式会社情報機構，2006年05月18日，pp.82-85
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２２Ｄ １１／１２４
Ｃ２２Ｃ ５／０２
Ｂ０５Ｂ １／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
鋼を冷却する冷却水を出射する水冷用スプレーノズルであって、少なくともノズル吐出孔の内面の一部にＡｕ又はＡｕ合金による被膜が形成されており、
前記被膜の表面粗さは、最大高さＲｚで０．０１μｍ以上０．６８μｍ以下である、
水冷用スプレーノズル。
【請求項2】
前記Ａｕ合金は、質量％で、Ｋを０．０１質量％以上１．０質量％以下、Ｃを０．０１質量％以上０．５質量％以下、Ｈを０．０１質量％以上１．０質量％以下、Ｏを０．０１質量％以上１．０質量％以下、Ｎを０．０１質量％以上１．０質量％以下、Ｃｏを０．１質量％以上８．０質量％以下、Ｎｉを０．１質量％以上８．０質量％以下、Ｃｕを０．００１質量％以上８．０質量％以下、及び、Ｆｅを０．００１質量％以上８．０質量％以下、から選ばれる少なくとも１つを含み、残部はＡｕ及び不可避的不純物である、請求項１に記載の水冷用スプレーノズル。
【請求項3】
鋼を冷却する冷却水を出射する水冷用スプレーノズルのための先端部材であって、少なくともノズル吐出孔の内面の一部にＡｕ又はＡｕ合金による被膜が形成されており、
前記被膜の表面粗さは、最大高さＲｚで０．０１μｍ以上０．６８μｍ以下である、
スプレーノズル用先端部材。
【請求項4】
前記Ａｕ合金は、質量％で、Ｋを０．０１質量％以上１．０質量％以下、Ｃを０．０１質量％以上０．５質量％以下、Ｈを０．０１質量％以上１．０質量％以下、Ｏを０．０１質量％以上１．０質量％以下、Ｎを０．０１質量％以上１．０質量％以下、Ｃｏを０．１質量％以上８．０質量％以下、Ｎｉを０．１質量％以上８．０質量％以下、Ｃｕを０．００１質量％以上８．０質量％以下、及び、Ｆｅを０．００１質量％以上８．０質量％以下、から選ばれる少なくとも１つを含み、残部はＡｕ及び不可避的不純物である、請求項３に記載のスプレーノズル用先端部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、鋳片、鋼板、鋼管等の製造に用いられる水冷用の冷却スプレーノズルに関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、鋳片、鋼片、鋼板又は鋼管等の製造工程におけるこれら材料の冷却は、適切な表面性状や組織を得るため、及び、均質化や安定した操業を確保する観点から重要である。
【0003】
この冷却のために、冷却水を材料に供給する手段として水冷用スプレーノズルが用いられる。水冷用スプレーノズルは、細いノズル吐出孔から冷却水を材料に向けて噴射するため、特にノズル吐出孔に詰まりが生じやすい。そして詰まりが生じると材料の冷却ができなくなり、上記品質に影響を与えてしまう。
【0004】
特許文献１には、スプレーノズルのチップ部に金属の表面被膜を施すことが記載され、具体的にはＣｒ、Ｎｉによる表面被膜が開示されている。これによりスプレーノズルの詰まりを防止することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２００８－１１４２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、従来の被膜では十分に詰まりを防止することができるとは言えなかった。
【0007】
そこで本発明は、詰まりをより確実に抑制することができる水冷用スプレーノズルを提供することを課題とする。また、そのための先端部材を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の１つの態様は、水冷用スプレーノズル又はそのための先端部材であって、少なくともノズル吐出孔の内面の一部にＡｕ又はＡｕ合金による被膜が形成されている。
【0009】
Ａｕ合金は、質量％で、Ｋを０．０１質量％以上１．０質量％以下、Ｃを０．０１質量％以上０．５質量％以下、Ｈを０．０１質量％以上１．０質量％以下、Ｏを０．０１質量％以上１．０質量％以下、Ｎを０．０１質量％以上１．０質量％以下、Ｃｏを０．１質量％以上８．０質量％以下、Ｎｉを０．１質量％以上８．０質量％以下、Ｃｕを０．００１質量％以上８．０質量％以下、及び、Ｆｅを０．００１質量％以上８．０質量％以下、から選ばれる少なくとも１つを含み、残部はＡｕ及び不可避的不純物とすることができる。
【0010】
被膜の表面粗さは、最大高さＲｚで０．０１μｍ以上１０μｍ以下としてもよい。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、より確実にスプレーノズルの詰まりを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【発明を実施するための形態】
【0013】
図１には、１つの形態にかかる水冷用スプレーノズル１０の構造を示した。この水冷用スプレーノズル１０は連続鋳造工程における鋳片の二次冷却用スプレーノズルである。ただしこれは例示であり、他の工程の冷却に用いる水冷用スプレーノズルについても同様に考えることができる。他の工程としては例えば、鋳片の分塊圧延、形鋼圧延工程、熱間圧延工程等を挙げることができる。
【0014】
水冷用スプレーノズル１０は、内側に中空部を有する混合器１１、導管１２、及び先端部材としてのノズルチップ１３を有して構成されている。
図１からわかるように、空気の流路であるエア配管１及び冷却水の流路である水配管２が混合器１１に接続され、その中空部で空気と冷却水とが混合するように構成されている。また、導管１２の一端が混合器１１に接続されており、導管１２の他端にノズルチップ１３が配置されている。
従って、エア配管１により供給された空気及び水配管２により供給された冷却水は、混合器１１の中空部にて混合され、導管１２を流れてノズルチップ１３に達し、ノズルチップ１３に設けられたノズル吐出孔１４から材料（冷却対象）に向けて噴射される。
図１からわかるように、空気の流路であるエア配管１及び冷却水の流路である水配管２が混合器１１に接続され、その中空部で空気と冷却水とが混合するように構成されている。また、導管１２の一端が混合器１１に接続されており、導管１２の他端にノズルチップ１３が配置されている。
従って、エア配管１により供給された空気及び水配管２により供給された冷却水は、混合器１１の中空部にて混合され、導管１２を流れてノズルチップ１３に達し、ノズルチップ１３に設けられたノズル吐出孔１４から材料（冷却対象）に向けて噴射される。
【0015】
図２には図１のうち、ノズルチップ１３に注目した部位を拡大して表した。また、図３（ａ）にはノズルチップ１３の外観図で、平面図及び右側面図、図３（ｂ）にはＡ－Ａ断面図を示し、図４には図３（ｂ）のうちノズル吐出孔１４の部分を拡大して表した。
図２乃至図４よりわかるように、ノズルチップ１３はスプレーノズル用先端部材として機能し、外形が六角の筒状であり、その一方側の端部に底１３ａを有し、他方側の端部が開口している。底１３ａには、底１３ａを貫通するようスリット状の孔が設けられ、これがノズル吐出孔１４とされている。本形態ではノズル吐出孔１４はスリット状の孔であるが、これに限らず必要な形状であればよい。
一方、開口する他方側の端部から、ノズルチップ１３の内側に導管１２の端部が挿入されて固定されることでノズルチップ１３が導管１２に取り付けられている。
本形態では導管１２とノズルチップ１３とが異なる部材で固定されている態様であるが、これに限らず導管とノズルチップとが一体であり、区別することができない形態であってもよい。この場合には導管の先端にノズル吐出孔が設けられた態様となる。
図２乃至図４よりわかるように、ノズルチップ１３はスプレーノズル用先端部材として機能し、外形が六角の筒状であり、その一方側の端部に底１３ａを有し、他方側の端部が開口している。底１３ａには、底１３ａを貫通するようスリット状の孔が設けられ、これがノズル吐出孔１４とされている。本形態ではノズル吐出孔１４はスリット状の孔であるが、これに限らず必要な形状であればよい。
一方、開口する他方側の端部から、ノズルチップ１３の内側に導管１２の端部が挿入されて固定されることでノズルチップ１３が導管１２に取り付けられている。
本形態では導管１２とノズルチップ１３とが異なる部材で固定されている態様であるが、これに限らず導管とノズルチップとが一体であり、区別することができない形態であってもよい。この場合には導管の先端にノズル吐出孔が設けられた態様となる。
【0016】
図４からわかるように、ノズルチップ１３は、被膜１５により少なくとも一部が覆われている。具体的には、少なくともノズル吐出孔１４の内面の一部に被膜１５が設けられている。本形態では吐出孔１４の内面の全部、ノズルチップ１３の底１３ａのうちの外側面１３ｂ及び内側面１３ｃ、特にその中でもノズル吐出孔１４の周囲部分に被膜１５が設けられている。
スプレーノズルの詰まりの原因はノズル吐出孔１４の詰まりであることが多いので、ノズル吐出孔１４の内面及びその周囲に被膜１５を形成することにより当該詰まりを抑制することができる。
ただし、これはノズルチップ１３の全部、又は、上記以外の一部にも合わせて被膜が形成されることを妨げるものではない。例えば成膜の観点からノズルチップ１３の全部に被膜を形成した方が効率的であることもある。
スプレーノズルの詰まりの原因はノズル吐出孔１４の詰まりであることが多いので、ノズル吐出孔１４の内面及びその周囲に被膜１５を形成することにより当該詰まりを抑制することができる。
ただし、これはノズルチップ１３の全部、又は、上記以外の一部にも合わせて被膜が形成されることを妨げるものではない。例えば成膜の観点からノズルチップ１３の全部に被膜を形成した方が効率的であることもある。
【0017】
被膜１５はＡｕ又はＡｕ合金により構成されている。これによりスプレーノズルの詰まりをより確実に抑制することができる。その理由は必ずしも明確でないが、次のように考えることもできる。
すなわち、Ａｕ、又は、Ａｕ合金による被覆は、これにより被覆された部分の腐食が抑制され、腐食により表面が粗くなること（粗面化）が抑制される。表面の粗面化が顕著になると、冷却水中の異物が表面に引っかかるようにして堆積しやすくなる。また、粗面化した表面に冷却水中のカルシウム成分が析出すると、平滑な表面と比較してアンカー効果により析出したカルシウム成分が剥離し難くなる。更に、析出したカルシウム成分は金属表面より親水性が高いため、一度析出すると加速度的に異物を捕捉しやすくなる。
このように、粗面化は、その原因の種類によらず表面への異物の堆積を助長し、スプレーノズルの詰まりの原因となる。これに対してＡｕ又はＡｕ合金の被膜によれば、このような粗面化が抑制され、異物の堆積を抑えることで詰まりを抑制する。
すなわち、Ａｕ、又は、Ａｕ合金による被覆は、これにより被覆された部分の腐食が抑制され、腐食により表面が粗くなること（粗面化）が抑制される。表面の粗面化が顕著になると、冷却水中の異物が表面に引っかかるようにして堆積しやすくなる。また、粗面化した表面に冷却水中のカルシウム成分が析出すると、平滑な表面と比較してアンカー効果により析出したカルシウム成分が剥離し難くなる。更に、析出したカルシウム成分は金属表面より親水性が高いため、一度析出すると加速度的に異物を捕捉しやすくなる。
このように、粗面化は、その原因の種類によらず表面への異物の堆積を助長し、スプレーノズルの詰まりの原因となる。これに対してＡｕ又はＡｕ合金の被膜によれば、このような粗面化が抑制され、異物の堆積を抑えることで詰まりを抑制する。
【0018】
被膜をＡｕ合金で構成した場合には、Ａｕ及び不可避的不純物以外の成分として次のものを少なくとも１つ含ませることができる。
【0019】
Ｋを０．０１質量％以上１．０質量％以下で含むことができる。０．０１質量％以上とすることで、被膜の強度を向上させることができる。一方、１．０質量％を超えると被膜の割れの原因となる虞がある。
Ｃを０．０１質量％以上０．５質量％以下で含むことができる。０．０１質量％以上とすることで、被膜の耐摩耗性を向上させることができる。一方、０．５質量％を超えると被膜の割れの原因となる虞がある。
Ｈを０．０１質量％以上１．０質量％以下で含むことができる。０．０１質量％以上とすることで、被膜の強度を向上させることができる。一方、１．０質量％を超えると、被膜が脆化する傾向にあり、被膜の割れの原因となる虞がある。
Ｏを０．０１質量％以上１．０質量％以下で含むことができる。０．０１質量％以上とすることで、被膜の強度を向上させることができる。一方、１．０質量％を超えると被膜の割れの原因となる虞がある。
Ｎを０．０１質量％以上１．０質量％以下で含むことができる。０．０１質量％以上とすることで、被膜の耐摩耗性を向上させることができる。一方、１．０質量％を超えると被膜の割れの原因となる虞がある。
Ｃｏを０．１質量％以上８．０質量％以下で含むことができる。０．１質量％以上とすることで、被膜の硬さを向上させることができる。一方、８．０質量％を超えると被膜の割れの原因となる虞がある。
Ｎｉを０．１質量％以上８．０質量％以下で含むことができる。０．１質量％以上とすることで、被膜の硬さを向上させることができる。一方、８．０質量％を超えると被膜の割れの原因となる虞がある。
Ｃｕを０．００１質量％以上８．０質量％以下で含むことができる。０．００１質量％以上で、被膜の硬さを向上させることができる。一方、８．０質量％を超えると被膜の割れの原因となる虞がある。
Ｆｅを０．００１質量％以上８．０質量％以下で含むことができる。０．００１質量％以上で、被膜の硬さを向上させることができる。一方、８．０質量％を超えると被膜の割れの原因となる虞がある。
Ｃを０．０１質量％以上０．５質量％以下で含むことができる。０．０１質量％以上とすることで、被膜の耐摩耗性を向上させることができる。一方、０．５質量％を超えると被膜の割れの原因となる虞がある。
Ｈを０．０１質量％以上１．０質量％以下で含むことができる。０．０１質量％以上とすることで、被膜の強度を向上させることができる。一方、１．０質量％を超えると、被膜が脆化する傾向にあり、被膜の割れの原因となる虞がある。
Ｏを０．０１質量％以上１．０質量％以下で含むことができる。０．０１質量％以上とすることで、被膜の強度を向上させることができる。一方、１．０質量％を超えると被膜の割れの原因となる虞がある。
Ｎを０．０１質量％以上１．０質量％以下で含むことができる。０．０１質量％以上とすることで、被膜の耐摩耗性を向上させることができる。一方、１．０質量％を超えると被膜の割れの原因となる虞がある。
Ｃｏを０．１質量％以上８．０質量％以下で含むことができる。０．１質量％以上とすることで、被膜の硬さを向上させることができる。一方、８．０質量％を超えると被膜の割れの原因となる虞がある。
Ｎｉを０．１質量％以上８．０質量％以下で含むことができる。０．１質量％以上とすることで、被膜の硬さを向上させることができる。一方、８．０質量％を超えると被膜の割れの原因となる虞がある。
Ｃｕを０．００１質量％以上８．０質量％以下で含むことができる。０．００１質量％以上で、被膜の硬さを向上させることができる。一方、８．０質量％を超えると被膜の割れの原因となる虞がある。
Ｆｅを０．００１質量％以上８．０質量％以下で含むことができる。０．００１質量％以上で、被膜の硬さを向上させることができる。一方、８．０質量％を超えると被膜の割れの原因となる虞がある。
【0020】
また、被膜の表面粗さは、最大高さＲｚ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１－２００１）で０．０１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。表面粗さをこの範囲にすることで、さらに効果的にスプレーノズルの詰まりを抑制することができる。
【0021】
被膜の厚さは特に限定されることはないが、形成される被膜が厚すぎると製膜時における被膜内の割れ（クラック）の可能性が高くなるため、厚さは５０μｍ以下であることが好ましい。また、薄すぎると被膜に期待される効果や、摩耗による被膜の減少に対して寿命が短くなるため、これを担保する厚さが必要である観点から１０μｍ以上であることが好ましい。
【0022】
ノズルチップ１３の母材は特に限定されることはないが耐食性の観点からステンレス鋼であることが好ましく、切削加工性が高いことがさらに好ましい。
なお、被膜１５の表面粗さＲｚを上記のように好ましい範囲にする際には、被膜１５が配置される部位における母材の表面粗さＲｚを、所望する被膜の表面粗さよりも小さくしておくことが好ましい。これにより被膜の表面粗さを所望の大きさに調整しやすくなる。
なお、被膜１５の表面粗さＲｚを上記のように好ましい範囲にする際には、被膜１５が配置される部位における母材の表面粗さＲｚを、所望する被膜の表面粗さよりも小さくしておくことが好ましい。これにより被膜の表面粗さを所望の大きさに調整しやすくなる。
【0023】
また、ノズルチップは、その全てが一体構造であってもよく、複数に分割された部材を後で組み合わせたものであってもよい。被膜１５の形成の観点からは後者が好ましい。
【0024】
以上のような水冷用スプレーノズル１０の被膜１５以外については、従来公知の方法により作製することができる。また被膜１５の形成（成膜）もその方法は特に限定されることはなく、例えば電解めっき、無電解めっきを挙げることができる。
「電解めっき」とは、外部から電流を流し、電解作用により金属陽イオンを電子と反応させて金属とし、陰極を形成する被めっき体の表面に析出させて被膜を形成する方法を意味する。一方、「無電解めっき」とは、外部から電流を流すことなく、化学還元剤を用いて溶液中の金属イオンを還元析出させ、被めっき体の表面に被膜を形成する方法を意味する。
「電解めっき」とは、外部から電流を流し、電解作用により金属陽イオンを電子と反応させて金属とし、陰極を形成する被めっき体の表面に析出させて被膜を形成する方法を意味する。一方、「無電解めっき」とは、外部から電流を流すことなく、化学還元剤を用いて溶液中の金属イオンを還元析出させ、被めっき体の表面に被膜を形成する方法を意味する。
【実施例】
【0025】
［試験片］
試験のためのノズルチップを図３の形状に倣って作製した。その母材はステンレス鋼（ＳＵＳ３０３）である。ノズルチップ形状の母材に対して無電解めっきにより被膜することでノズルチップとした（実施例１、参考例２、実施例３）。より具体的には、金塩としてＫＡｕ（ＣＮ）２を８ｇ／Ｌ、緩衝塩としてクエン酸ナトリウムを２００ｇ／Ｌ、ｐＨを６以上７以下の範囲内に調整した７０℃のめっき液を作製し、このめっき液をマグネティックスターラを用いて撹拌しながらめっき液にノズルチップ形状の母材を入れ、めっき処理を行った。実施例１と参考例２とはめっき液への浸漬時間を変えることにより被膜の膜厚を調整した。実施例３については、めっき液にクエン酸コバルトを添加したものを用いた。従って実施例３の被膜はＣｏを含むＡｕ合金である。
また、比較例１として被膜をしない例のノズルチップを準備した。
さらに、比較例２としてＮｉ合金による被膜を有する例のノズルチップを準備した。このノズルチップは、実施例と同じ形状及び材質の母材に対して無電解めっきをすることによりＮｉ－Ｐ合金により製膜することにより得た。具体的にはノズルチップ形状の母材を、硫酸ニッケルを０．２ｍｏｌ／Ｌ、クエン酸を０．２ｍｏｌ／Ｌ、硫酸アンモニウムを０．５ｍｏｌ／Ｌ、次亜リン酸ナトリウムを０．１５ｍｏｌ／Ｌで含むめっき液に浸漬した。めっき液のｐＨはＮａＯＨにより１０．０に調整した。
試験のためのノズルチップを図３の形状に倣って作製した。その母材はステンレス鋼（ＳＵＳ３０３）である。ノズルチップ形状の母材に対して無電解めっきにより被膜することでノズルチップとした（実施例１、参考例２、実施例３）。より具体的には、金塩としてＫＡｕ（ＣＮ）２を８ｇ／Ｌ、緩衝塩としてクエン酸ナトリウムを２００ｇ／Ｌ、ｐＨを６以上７以下の範囲内に調整した７０℃のめっき液を作製し、このめっき液をマグネティックスターラを用いて撹拌しながらめっき液にノズルチップ形状の母材を入れ、めっき処理を行った。実施例１と参考例２とはめっき液への浸漬時間を変えることにより被膜の膜厚を調整した。実施例３については、めっき液にクエン酸コバルトを添加したものを用いた。従って実施例３の被膜はＣｏを含むＡｕ合金である。
また、比較例１として被膜をしない例のノズルチップを準備した。
さらに、比較例２としてＮｉ合金による被膜を有する例のノズルチップを準備した。このノズルチップは、実施例と同じ形状及び材質の母材に対して無電解めっきをすることによりＮｉ－Ｐ合金により製膜することにより得た。具体的にはノズルチップ形状の母材を、硫酸ニッケルを０．２ｍｏｌ／Ｌ、クエン酸を０．２ｍｏｌ／Ｌ、硫酸アンモニウムを０．５ｍｏｌ／Ｌ、次亜リン酸ナトリウムを０．１５ｍｏｌ／Ｌで含むめっき液に浸漬した。めっき液のｐＨはＮａＯＨにより１０．０に調整した。
【0026】
［試験］
乾湿繰り返しサイクルによる加速試験を行った。具体的には、２００℃以上５００℃以下の範囲内に調整した乾燥機内に、蓋付きのビーカーを設置し、その中にカルシウム硬度が６０ｍｇ／Ｌ以上１２０ｍｇ／Ｌ以下の範囲にある冷却水を３Ｌ入れ、この冷却水に各例のノズルチップを一定時間浸漬後、一定時間取り出して完全に乾燥させることを１サイクルとし、これを１５０サイクル繰り返した。
乾湿繰り返しサイクルによる加速試験を行った。具体的には、２００℃以上５００℃以下の範囲内に調整した乾燥機内に、蓋付きのビーカーを設置し、その中にカルシウム硬度が６０ｍｇ／Ｌ以上１２０ｍｇ／Ｌ以下の範囲にある冷却水を３Ｌ入れ、この冷却水に各例のノズルチップを一定時間浸漬後、一定時間取り出して完全に乾燥させることを１サイクルとし、これを１５０サイクル繰り返した。
【0027】
［評価項目］
＜表面粗さ＞
表面粗さは、試験前と試験後において最大高さＲｚ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１－２００１）を測定することで評価した。最大高さＲｚは、断面において水平方向に５０μｍの基準長さにおいて、最大山高さと最大谷深さとの和で表した。粗さ曲線は、ＳＥＭを用いてノズルチップの一部の断面を観察することにより得た。断面観察の位置は、ノズルチップの内面のうち、ノズル吐出孔とその反対側の開口との間の中央部分の任意の位置とした。
＜表面粗さ＞
表面粗さは、試験前と試験後において最大高さＲｚ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１－２００１）を測定することで評価した。最大高さＲｚは、断面において水平方向に５０μｍの基準長さにおいて、最大山高さと最大谷深さとの和で表した。粗さ曲線は、ＳＥＭを用いてノズルチップの一部の断面を観察することにより得た。断面観察の位置は、ノズルチップの内面のうち、ノズル吐出孔とその反対側の開口との間の中央部分の任意の位置とした。
【0028】
＜固着物厚さ＞
固着物（堆積物）の厚さを評価した。固着物の厚さが小さいほどスプレーノズルの詰まりが生じ難いと考えることができる。
固着物厚さは、画像解析により膜厚を測定することで行った。ノズルチップ最表面において、ＥＤＳ（エネルギー分散型Ｘ線分光器）分析でＯ（酸素）が検出された表面をスケール（固着物）と定義した。厚さは、画像解析ソフト（ＷｉｎＲＯＯＦｖｅｒ.７．４、三谷商事株式会社製）を用い、５０μｍの範囲の視野における厚さをデータ点数２７０点で平均化して得た。計測した位置は表面粗さ測定と同じ位置である。
固着物（堆積物）の厚さを評価した。固着物の厚さが小さいほどスプレーノズルの詰まりが生じ難いと考えることができる。
固着物厚さは、画像解析により膜厚を測定することで行った。ノズルチップ最表面において、ＥＤＳ（エネルギー分散型Ｘ線分光器）分析でＯ（酸素）が検出された表面をスケール（固着物）と定義した。厚さは、画像解析ソフト（ＷｉｎＲＯＯＦｖｅｒ.７．４、三谷商事株式会社製）を用い、５０μｍの範囲の視野における厚さをデータ点数２７０点で平均化して得た。計測した位置は表面粗さ測定と同じ位置である。
【0029】
［結果］
表１に被膜の種類、膜厚、及び、評価結果を示した。
表１に被膜の種類、膜厚、及び、評価結果を示した。
【0030】
【表1】
【0031】
表１の実施例１、参考例２、実施例３と比較例１、比較例２との対比からわかるように、Ａｕ被膜の存在により固着物厚さを抑えることができることがわかる。
また、Ａｕ被膜でも表面粗さが小さいほうが固着物の厚さも薄いこと、Ａｕ合金被膜の方がＡｕ被膜よりも固着物の発生を少なくできることもわかる。
また、Ａｕ被膜でも表面粗さが小さいほうが固着物の厚さも薄いこと、Ａｕ合金被膜の方がＡｕ被膜よりも固着物の発生を少なくできることもわかる。
【符号の説明】
【0032】
１０ 水冷用スプレーノズル
１１ 混合器
１２ 導管
１３ ノズルチップ（先端部材）
１４ ノズル吐出孔
１５ 被膜
１１ 混合器
１２ 導管
１３ ノズルチップ（先端部材）
１４ ノズル吐出孔
１５ 被膜
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】