JP6892415B2 - 食品接触部材の表面処理方法 - Google Patents
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- C23F17/00—Multi-step processes for surface treatment of metallic material involving at least one process provided for in class C23 and at least one process covered by subclass C21D or C22F or class C25
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P2700/00—Indexing scheme relating to the articles being treated, e.g. manufactured, repaired, assembled, connected or other operations covered in the subgroups
- B23P2700/05—Cooking vessels
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Description
ステンレス,又はステンレスを含む材質から成り,食品と接触する表面を有する食品接触部材の前記食品と接触する接触表面に,♯220〜♯800の炭化物粉体を0.2MPa以上の噴射圧力で噴射して,前記炭化物粉体中の炭素元素を前記食品との接触表面に拡散させる前処理工程を行い,
前記前処理後の前記食品との接触表面に,前記食品接触部材の接触表面硬度と同等以上の硬度を有する♯220〜♯800の略球状のショットを,噴射圧力0.2MPa以上で噴射して衝突させて衝突部に局部的かつ瞬間的な温度上昇を生じさせる瞬間熱処理を行い,前記食品接触部材の食品との接触表面の組織を微細化すると共に,前記食品との接触表面全体に,滑らかな円弧状の窪みを多数有する表面層を形成し,
前記表面層に,♯100〜♯800のチタニウム又はチタニウム合金から成る粉体を噴射圧力0.2MPa以上で噴射して前記食品との接触表面の表面付近に酸化チタンを拡散浸透させることを特徴とする(請求項1)。
本発明の表面処理方法は,食品製造装置や食品搬送装置,食品計量装置,食品検査装置,その他食品を取り扱う各種装置の構成部材のうち,食品と接触する構成部材,例えばこれらの装置に設けられたホッパやシュートの内面,菓子や麺生地を引き延ばすための圧延ローラの外周,食品を載置するトレーや金網表面,食品成型用の金型の成型面,食品の包装に使用する包装容器(例えば缶),フライパンや鍋等の調理器具のように,食品と接触する表面を有する部材は,いずれも本発明でいう食品接触部材に該当する。
以上で説明した食品接触部材の少なくとも食品と接触する部分の表面に対し,以下に説明する本発明の表面処理を行う。
本工程(前処理工程)は,必要に応じて行う工程であり,食品接触部材の用途等によっては必ずしも行う必要はなく,本発明における必須の工程ではない。
本工程(瞬間熱処理工程)は,処理対象とする食品接触部材の少なくとも食品と接触する部分の表面(前述した前処理工程が行われる場合には,前処理工程後の表面)に対し,球状粉体を乾式噴射して,食品接触部材の表面に無数の円弧状の微小な窪みを形成すると共に,食品接触部材の表面付近の組織を微細化して更なる表面硬度の向上を図る。
前述したように瞬間熱処理を行った後の食品接触部材の少なくとも食品との接触面に対しては,更に,チタン又はチタン合金製の粉体(以下,これらを総称して「チタン粉体」という。)を噴射して,食品接触部材の表面に酸化チタンを拡散・浸透させる。
(1)試験の目的
本発明の方法で表面処理を行った食品接触部材が,光の照射を受けない環境下においても腐食防止効果を発揮することを確認する。
SUS304を溶接(TIG溶接)して引張り残留応力を付与することで,応力腐食割れの生じ易い試験片を作成し,溶接したままの未処理の試験片と,溶接後,本発明の表面処理方法(瞬間熱処理+チタン粉体の噴射)を施した試験片に対し,それぞれJIS H 8502:1999の「7.3キャス試験方法」に従ってキャス試験を行った。
キャス試験後の試験片の状態を図1(未処理)及び図2(実施例)に示す。
図1に示すように,未処理の試験片では表面に赤錆の発生が確認された。
(1)試験の目的
本発明の方法で表面処理を行った後の食品接触部材が抗菌効果を発揮するものであることを確認する。
本発明の方法で表面処理を行った試験片と未処理の試験片のそれぞれを滅菌シャーレに入れ,その試験面に細菌感染症を引き起こすレジオネラ属菌(レジオネラ・ニューモフィラ)の接種用菌液0.3mLを接種し,その上に被覆フィルムをかぶせた後,40℃,相対湿度90%以上の条件でブラックライトを照射しながら1〜3時間接触させ,1時間後及び3時間後に,検体と被覆フィルムに付着している試験菌液を,別の滅菌シャーレに滅菌リン酸緩衝液を用いて洗い出した。
未処理の試験片では,レジオネラ属菌は60分後において全く減少しておらず,180分の経過後においてもその減少数は僅かである。
(1)処理条件
ドライフルーツ(マンゴー)の製造時に,スライスした果肉を乗せて乾燥させる際に使用する金属製の干し網(SUS304)を食品接触部材とし,この干し網に,下記の表3に示す条件で本発明の表面処理を行った(実施例1)。
本発明の方法で表面処理を行った干し網(実施例1)と,フッ素樹脂コーティングを行った干し網(比較例1),未処理の干し網(比較例2)をそれぞれ使用して,ドライフルーツ(マンゴー)を製造した。
フッ素樹脂コーティングを施した干し網(比較例1)では,果糖の付着や剥離不良等の問題は少なかったが,コーティング膜の剥離により約1ヶ月毎にフッ素樹脂の再コーティングが必要であった。
(1)処理条件
食品製造装置に装備された具材投入用ファンネル(下端出口径30mm,上端入口径140mm,高さ270mm)を食品接触部材とし,このファンネルの内面全体及び外面の一部(下端出口より高さ30mmの範囲)に,下記の表5に示す条件で,本発明の方法により表面処理を行った(実施例2)。
本発明の方法で表面処理を行ったファンネル(実施例2)と,未処理のファンネル(比較例3)をそれぞれ使用して具材の投入を行い,具材の付着状態,具材の塩分や水分による腐食の発生状態を観察すると共に,腐食と具材の付着によって,ファンネルの下端出口と,これに連結された配管とのシール部にシール不良が発生したときを交換時期(寿命)として評価した。その結果を,表6に示す。
具材投入用ファンネルとしては,表面にフッ素樹脂コーティングを行ったものが一般的に使用されているが,食品に対する異物混入の問題から,未処理のファンネル(比較例3)への転向が行われている。
(1)処理条件
食用粉末の定量包装に使用する包装機械に設けられた,計量用のロータ(ハブに対し10枚の板状の羽根を放射状に溶接した水車型で,回転しながら羽根間に溜めて計量した粉末を包装工程に送ることで定量供給できるようにしたもの)を食品接触部材とし,このロータの表面全体に対し,♯400のSiC粉体を約10分間噴射する前処理を行った後,下記の表7に示す条件で,本発明の方法による表面処理を行った(実施例3)。
本発明の方法で表面処理を行ったロータ(実施例3)と,バフ研磨を行ったロータ(比較例4)をそれぞれ定量粉末包装機械に装着して,粉末の定量包装を行い,ロータに対する粉末の付着状態及び腐食の発生状態を目視にて確認すると共に,交換時期を「寿命」と評価した。その結果を表8に示す。
バフ研磨を行ったロータ(比較例4)は,職人による研磨によって仕上げるものであることから,本発明の方法で表面処理を行ったロータ(実施例3)に比較して高コストであると共に,納品までに長時間を要するものとなっているが,バフ研磨を行ったロータ(比較例4)では溶接部分に比較的短期間で錆が発生し,約3ヶ月で交換が必要となった。
(1)処理条件
小麦粉が入った袋をホッパ内に配置し,突刺棒で袋を突き刺して開封して袋内の小麦粉をホッパ内に取り出す作業を行う小麦粉袋用開封機に設けられた前述の突刺棒を食品接触部材とし,この突刺棒の外面に,♯400のSiC粉体を約1分間噴射する前処理を行った後,下記の表9に示す条件で,本発明の方法による表面処理を行った(実施例4)。
本発明の方法で表面処理を行った突刺棒(実施例4)と,フッ素樹脂コーティングを施した突刺棒(比較例5)を,それぞれ小麦粉袋用開封機に装着して小麦粉の袋を突き刺し,突刺棒の外面に対する小麦粉の付着状態及び摩耗状態を目視にて確認すると共に,交換時期を「寿命」と評価した。その結果を表10に示す。
突刺棒は強度が必要とされるため,SUS440Cが使用されているが,フッ素樹脂コーティングを施した突刺棒(比較例5)では,表面に対する小麦粉の付着を防止できるものの,フッ素樹脂コーティングが約3ヶ月で摩耗により剥離すると共に,フッ素樹脂コーティングの剥離により母材に腐食が発生した。
(1)処理条件
医薬品としての錠剤を製造する錠剤製造装置に設けられた,粉薬を圧縮して錠剤に成型する際に成型ダイと共に使用する,硬質クロムメッキされたパンチを食品接触部材とし,このパンチの表面に,下記の表11に示す条件で,本発明の方法による表面処理を行った(実施例5)。
本発明の方法で表面処理を行ったパンチ(実施例5)と,クロムメッキしたままの未処理のパンチ(比較例6)を,それぞれ錠剤製造装置に装着して粉薬を圧縮して錠剤を製造し,粉薬の付着状態及び摩耗状態を目視にて確認すると共に,交換時期を「寿命」と評価した。その結果を表12に示す。
一般に硬質クロムメッキ被膜の表面には,多くの網目状クラックが存在しており,硬質クロムメッキを行ったままのパンチ(比較例6)では,このクラック部分に粉薬が付着すると共に,この部分を起点として摩耗が発生した。
Claims (2)
- ステンレス,又はステンレスを含む材質から成り,食品と接触する食品接触部材の前記食品との接触表面に,♯220〜♯800の炭化物粉体を0.2MPa以上の噴射圧力で噴射して,前記炭化物粉体中の炭素元素を前記食品との接触表面に拡散させる前処理工程を行い,
前記前処理後の前記食品との接触表面に,該接触表面の表面硬度と同等以上の硬度を有する♯220〜♯800の略球状のショットを,噴射圧力0.2MPa以上で噴射して衝突させて衝突部に局部的かつ瞬間的な温度上昇を生じさせる瞬間熱処理を行い,前記食品との接触表面の組織を微細化すると共に,前記接触表面全体に,滑らかな円弧状の窪みを多数有する表面層を形成し,
前記表面層に,♯100〜♯800のチタニウム又はチタニウム合金から成る粉体を噴射圧力0.2MPa以上で噴射して前記食品との接触表面の表面付近に酸化チタンを拡散浸透させたことを特徴とする食品接触部材の表面処理方法。 - 前記前処理工程で噴射する炭化物粉体が,炭化ケイ素の粉体であることを特徴とする請求項1記載の食品接触部材の表面処理方法。
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