JP2000160360A - Hydrophilic metallic material and its production - Google Patents

Hydrophilic metallic material and its production

Info

Publication number
JP2000160360A
JP2000160360A JP10346614A JP34661498A JP2000160360A JP 2000160360 A JP2000160360 A JP 2000160360A JP 10346614 A JP10346614 A JP 10346614A JP 34661498 A JP34661498 A JP 34661498A JP 2000160360 A JP2000160360 A JP 2000160360A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal
oxide particles
hydrophilic
titania
metal oxide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10346614A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Unno
茂 海野
Yasumasa Fukushima
康雅 福島
Yasushi Kato
康 加藤
Katsuhiro Nagayama
勝博 長山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
Priority to JP10346614A priority Critical patent/JP2000160360A/en
Publication of JP2000160360A publication Critical patent/JP2000160360A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a hydrophilic metallic material having a metallic oxide particle coating layer free from the coexistence of a binder or the like and small in the contact angle with water, and to provide a method for producing the same. SOLUTION: This hydrophilic metallic material is the one in which, on the surface of a base material metal, one or >= two kinds of metallic oxide particles selected from the groups consisting of TiO2, ZnO, SnO2, SrTiO3, WO3, Bi2O3 and Fe2O3 are buried. Furthermore, as for the method for producing the hydrophilic metallic material, a soln. contg. the metallic oxide particles is adhered to the surface of the base material metal, and after that, the obtd. base material metal is subjected to roll pressurizing and/or sliding with a member for sliding.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、親水性金属材およ
びその製造方法に関し、特に水との接触角が小さい親水
性金属材およびその製造方法に関する。本発明の親水性
金属材は、冷蔵庫の内部の天井など水滴の滴下防止が要
求される結露水滴付着防止用金属材として好適に使用で
きる。
The present invention relates to a hydrophilic metal material and a method for producing the same, and more particularly to a hydrophilic metal material having a small contact angle with water and a method for producing the same. INDUSTRIAL APPLICABILITY The hydrophilic metal material of the present invention can be suitably used as a metal material for preventing condensation of water droplets, which is required to prevent water droplets such as a ceiling inside a refrigerator.

【0002】また、本発明の親水性金属材は、美麗な外
観が要求される外装材など水滴の成長の防止が要求され
る金属材として好適に使用できる。
Further, the hydrophilic metal material of the present invention can be suitably used as a metal material which is required to prevent the growth of water droplets, such as an exterior material which requires a beautiful appearance.

【0003】[0003]

【従来の技術】従来、厨房用冷蔵庫などの内壁の金属表
面に水滴が生じることがある。この水滴には、しばしば
細菌などが繁殖することがあり、その水滴が例えば天井
に付着、成長し、滴下して食品などに混入することは、
衛生面からあってはならないことである。
2. Description of the Related Art Conventionally, water droplets may be formed on a metal surface of an inner wall of a kitchen refrigerator or the like. Bacteria and the like often propagate in these water droplets, and the water droplets adhere to, for example, the ceiling, grow, and drop into the food, etc.
It must not be hygienic.

【0004】そのため、水滴が滴下するような場合に
は、食品をラップなどで包み、水滴が直接かからないよ
うにしているのが現状である。業務用冷蔵庫を例に挙げ
れば、天井から水滴が滴下しなければ、衛生面の向上が
達成できると共に、食品をラップなどで包む必要がなく
なり、業務上の工程が簡略化できる。
[0004] For this reason, in the case where water drops are dripped, food is wrapped in a wrap or the like so that water drops are not directly applied. If a commercial refrigerator is taken as an example, if water drops do not drop from the ceiling, improvement in hygiene can be achieved, and it is not necessary to wrap the food in a wrap or the like, and the business process can be simplified.

【0005】水滴が滴下しないようにするためには、冷
蔵庫内において、天井の水滴が側壁を伝わって流れ落ち
るようにすれば良い。この金属表面の水分が滴下するこ
となく、側壁を伝わって流れ落ちるようにするために、
金属表面を親水化して、水との接触角を小さくする方法
が考えられている。
In order to prevent water droplets from dropping, water droplets on the ceiling may be allowed to flow down the side walls in the refrigerator. In order for the water on the metal surface to flow down the sidewall without dripping,
A method has been considered in which the metal surface is made hydrophilic to reduce the contact angle with water.

【0006】また、美麗な外観を要求される建造物の外
装材の汚れを防止するために、外装材表面を親水化する
方法が検討されている。前記した金属表面からの水分の
滴下を防止し、水滴が側壁を伝わって流れ落ちるように
するためには、金属と水の接触角が小さくなれば良く、
このための親水性付与方法として、金属表面に光触媒性
材料であるチタニア(二酸化チタン、TiO2)を塗布する
方法が挙げられる。
Further, in order to prevent the exterior material of a building requiring a beautiful appearance from being stained, a method of making the exterior material surface hydrophilic has been studied. In order to prevent the water from dropping from the metal surface and allow the water droplets to flow down the side wall, the contact angle between the metal and the water only needs to be small,
As a method for imparting hydrophilicity for this purpose, there is a method of applying titania (titanium dioxide, TiO 2 ) as a photocatalytic material to a metal surface.

【0007】光触媒材料であるアナターゼ型チタニアを
塗布する材料の親水化処理に関して、基材である金属や
プラスチック材料などに、光触媒性材料であるアナター
ゼ型チタニアと、シリカ(二酸化珪素、SiO2)からなる
被膜を形成した材料を用い、被膜表面のアナターゼ型チ
タニアが紫外線照射による光励起によって親水化する複
合材料が開発されている(国際公開番号WO96/29375号参
照)。
[0007] Regarding the hydrophilizing treatment of the material to which anatase-type titania as a photocatalytic material is applied, a metal or a plastic material as a base material is converted from anatase-type titania as a photocatalytic material and silica (silicon dioxide, SiO 2 ). A composite material has been developed in which an anatase-type titania on the surface of a film is hydrophilized by photoexcitation by ultraviolet irradiation using a material having a film formed thereon (see International Publication No. WO 96/29375).

【0008】上記した複合材料においてシリカを含有す
る被膜を用いる一つの理由は、シリカが、光触媒性材料
であるアナターゼ型チタニアを固定するためのバインダ
ーの役割を担っているためであり、チタニア単独では基
材に固定化されない。すなわち、基材にチタニアを固定
するためにはシリカが必須となるが、金属との密着性に
限界があり、また被覆するためには、高温焼付けや紫外
線照射などの処理が必要となり、経済上好ましくない。
One reason for using a silica-containing coating in the above-mentioned composite material is that silica plays a role of a binder for fixing anatase type titania which is a photocatalytic material. Not immobilized on the substrate. In other words, silica is indispensable for fixing titania to the base material, but there is a limit in adhesion to metal, and in order to cover, it is necessary to perform treatment such as high-temperature baking or ultraviolet irradiation, which is economical. Not preferred.

【0009】その他に、金属表面にチタニアを被覆する
方法として、金属TiとVの浸透材を、Cが0.03wt%以下
の母材鋼表面に拡散浸透させた後、 500℃以上1000℃以
下の温度条件下で酸化処理を施し、表面に Ti とVの複
合酸化物層を形成した脱硝触媒用の鋼の製造方法が挙げ
られる(特開平5−168935号公報参照)。しかしなが
ら、この方法では、金属Tiなどを酸化処理する熱処理工
程が必須となり、簡易な工程でチタニアなどの酸化物層
を形成することはできない。
[0009] In addition, as a method of coating titania on the metal surface, a metal penetrating material of Ti and V is diffused and infiltrated into the surface of the base steel having a C content of 0.03 wt% or less. There is a method for producing steel for a denitration catalyst in which an oxidation treatment is performed under a temperature condition to form a composite oxide layer of Ti and V on the surface (see JP-A-5-168935). However, in this method, a heat treatment step of oxidizing metal Ti or the like is indispensable, and an oxide layer such as titania cannot be formed by a simple step.

【0010】また、フィルムコートした金属や塗装した
金属を基材として、その上に光触媒粒子含有懸濁液を塗
布するか、もしくは該懸濁液に上記した基材を浸漬する
ことによって、該基材表面に光触媒粒子を固定し、親水
化する方法が開示されている(特開平9− 77535号公報
参照)。上記した方法の場合、光触媒粒子を金属表面に
固定するために、予め、金属表面へフィルムコートを施
すか、または塗装を施すことが必須となる。
[0010] Further, by using a film-coated metal or a coated metal as a substrate, a photocatalyst particle-containing suspension is applied on the substrate, or the substrate is immersed in the suspension. A method of fixing photocatalyst particles on the surface of a material and making the particles hydrophilic is disclosed (see JP-A-9-77535). In the case of the above-mentioned method, in order to fix the photocatalyst particles to the metal surface, it is essential to previously apply a film coat or a coating to the metal surface.

【0011】また、上記した方法の場合、親水性金属材
を建造物の外装材として用いる場合、親水性を付与した
被膜による汚染防止効果を長期間持続することが困難で
ある。また、ガラス、プラスチックなどの基材表面に、
シリカ、アルミナ、酸化錫、およびシリコン原子に結合
されたオルガノ基の少なくとも一部が水酸基に置換され
たシリコーンとTiO2粒子を混合して塗布、熱処理するこ
とで光触媒粒子を固定し、親水化する方法が開示されて
いる(特開平9− 78274号公報参照)。
In the above-mentioned method, when a hydrophilic metal material is used as an exterior material of a building, it is difficult to maintain the effect of preventing contamination by a hydrophilic film for a long period of time. In addition, on the surface of substrates such as glass and plastic,
Silica, alumina, tin oxide, and TiO 2 particles mixed with silicone in which at least a part of the organo groups bonded to the silicon atoms are substituted with hydroxyl groups are coated and heat-treated to fix and hydrophilize the photocatalyst particles. A method has been disclosed (see JP-A-9-78274).

【0012】しかし、上記した方法の場合、被膜密着性
維持のため、特殊なシリコーンとチタニアなどとの混合
が必要となる。また、金属、ステンレス鋼板、ガラスな
どの基材上に、第1層として銅などの導電性物質、シリ
カなどを被覆し、第2層としてTiO2ゾルなどの光触媒を
塗布した後、焼成する方法(特開平9−226041号公
報)、あるいはTiゾルをコーティング塗布し、紫外線照
射などによって水酸基を固定する方法(特開平9−2253
87号公報参照)が開示されている。
However, in the case of the above method, it is necessary to mix a special silicone with titania or the like in order to maintain the adhesion of the film. A method in which a conductive material such as copper, silica or the like is coated as a first layer on a base material such as a metal, a stainless steel plate, or glass, and a photocatalyst such as TiO 2 sol is applied as a second layer, followed by baking. (Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-226041) or a method of coating and applying a Ti sol and fixing a hydroxyl group by ultraviolet irradiation or the like (Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-2253).
No. 87).

【0013】しかし、これらの方法は、得られる表面の
水との接触角は小さくなるが、いずれの方法も光触媒を
固定するためにシリカなどのバインダーが必須となり、
焼成や紫外線照射によって金属表面の酸化や密着不良な
どの問題が生じる。また、特開平10− 18082号公報、特
開平10− 18083号公報には、チタン酸コロイド陰イオン
やTi4+イオン、TiO2コロイドを電解によって基材に被覆
する方法が開示されている。
However, in these methods, although the contact angle of the obtained surface with water becomes small, a binder such as silica is indispensable for fixing the photocatalyst in each method.
Problems such as oxidation and poor adhesion of the metal surface are caused by baking or irradiation with ultraviolet rays. JP-A-10-18082 and JP-A-10-18083 disclose a method of coating a base material with a colloid titanate anion, a Ti 4+ ion, and a TiO 2 colloid by electrolysis.

【0014】しかし、これらの方法は、電解工程が必須
となり、簡便にチタニアなどを被覆することは困難であ
る。上述のように、簡易な工程で光触媒性材料であるチ
タニアだけを付与できる金属材の製造方法、および長時
間に渡って金属表面の親水性を保持することが可能な金
属材は従来の技術では得ることができなかった。
However, these methods require an electrolysis step, and it is difficult to easily coat titania or the like. As described above, a metal material that can provide only a photocatalytic material, titania, in a simple process, and a metal material that can maintain the hydrophilicity of a metal surface for a long time are not known in the related art. I couldn't get it.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した従
来技術の問題点を解決し、バインダなどが混在しない金
属酸化物粒子被覆層を有し、水との接触角が小さい親水
性金属材および該親水性金属材を簡易な工程で製造する
ことが可能な親水性金属材の製造方法を提供することを
目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and has a hydrophilic metal material having a metal oxide particle coating layer in which no binder or the like is mixed and having a small contact angle with water. It is another object of the present invention to provide a method for producing a hydrophilic metal material that can produce the hydrophilic metal material in a simple process.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために、チタニア粒子など金属酸化物粒子の
金属材表面への固定化方法について検討、実験を重ね
た。その結果、チタニア粒子など光触媒性材料を金属の
表面に付着せしめた後、非加熱下で金属の表面をロール
加圧などによって加圧するかもしくは金属の表面と摺動
用部材とを摺動せしめることによって、バインダなどが
混在しない金属酸化物粒子が埋め込まれている層を有
し、水との接触角が極めて小さい親水性金属材を得るこ
とが可能であることを見出した。
Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have studied and fixed experiments on a method for fixing metal oxide particles such as titania particles to the surface of a metal material. As a result, after the photocatalytic material such as titania particles is attached to the metal surface, the metal surface is pressed by a roll or the like without heating or by sliding the metal surface and the sliding member. It has been found that it is possible to obtain a hydrophilic metal material having a layer in which metal oxide particles in which a binder or the like is not mixed are embedded and having a very small contact angle with water.

【0017】すなわち、第1の発明は、基材金属の表面
に、TiO2、ZnO 、SnO2、SrTiO3、W03 、Bi2O3 およびFe
2O3 からなる群より選ばれる1種または2種以上の金属
酸化物粒子が埋め込まれていることを特徴とする親水性
金属材である。前記した第1の発明においては、前記金
属酸化物粒子が前記基材金属の表面から1μm 以上の深
さまで埋め込まれていることが好ましい(第1の発明の
第1の好適態様)。
That is, in the first invention, TiO 2 , ZnO, SnO 2 , SrTiO 3 , WO 3 , Bi 2 O 3 and Fe 2
A hydrophilic metal material in which one or more metal oxide particles selected from the group consisting of 2 O 3 are embedded. In the above-mentioned first invention, it is preferable that the metal oxide particles are embedded to a depth of 1 μm or more from the surface of the base metal (a first preferred embodiment of the first invention).

【0018】また、前記した第1の発明、第1の発明の
第1の好適態様においては、前記親水性金属材が、平均
粒径が10μm 以下の金属酸化物粒子を用いて得られる親
水性金属材であることが好ましい(第1の発明の第2の
好適態様、第3の好適態様)。また、前記した第1の発
明、第1の発明の第1の好適態様〜第3の好適態様にお
いては、前記基材金属が鋼であることが好ましい(第1
の発明の第4の好適態様〜第7の好適態様)。
Further, in the first invention and the first preferred embodiment of the first invention, the hydrophilic metal material is obtained by using metal oxide particles having an average particle diameter of 10 μm or less. It is preferably a metal material (the second preferred embodiment and the third preferred embodiment of the first invention). Further, in the first and third preferred aspects of the first invention and the first invention, it is preferable that the base metal is steel (first aspect).
Fourth to seventh preferred embodiments of the present invention).

【0019】また、前記した第1の発明、第1の発明の
第1の好適態様〜第7の好適態様においては、前記基材
金属が圧延鋼板であることが好ましい(第1の発明の第
8の好適態様〜第15の好適態様)。さらに、前記した第
1の発明の第8の好適態様〜第15の好適態様において
は、前記圧延鋼板がステンレス鋼板もしくは炭素含有量
が0.02wt%以下の普通鋼板であることが好ましい(第1
の発明の第16の好適態様〜第23の好適態様)。
Further, in the first and seventh preferred embodiments of the first invention and the first invention, the base metal is preferably a rolled steel plate (the first preferred embodiment of the first invention). Eighth preferred embodiment to fifteenth preferred embodiment). Further, in the eighth preferred embodiment to the fifteenth preferred embodiment of the first invention described above, it is preferable that the rolled steel sheet is a stainless steel sheet or a normal steel sheet having a carbon content of 0.02 wt% or less (first steel sheet).
Sixteenth to twenty-third preferred embodiments of the invention).

【0020】前記した第1の発明、第1の発明の第1の
好適態様〜第23の好適態様の親水性金属材は、結露水滴
付着防止用金属材として好適に用いることができる。第
2の発明は、基材金属の表面に、金属酸化物粒子を含有
する溶液を付着せしめた後、得られた基材金属にロール
加圧および/または摺動用部材との摺動を施すことを特
徴とする親水性金属材の製造方法である。
The hydrophilic metal materials according to the first invention and the first to twenty-third preferred embodiments of the first invention can be suitably used as a metal material for preventing condensation of water droplets. A second invention is to apply a solution containing metal oxide particles to the surface of the base metal, and then subject the obtained base metal to roll pressing and / or sliding with a sliding member. A method for producing a hydrophilic metal material characterized by the following.

【0021】前記した第2の発明においては、前記金属
酸化物粒子が、TiO2、ZnO 、SnO2、SrTiO3、W03 、Bi2O
3 およびFe2O3 からなる群より選ばれる1種または2種
以上の粒子であることが好ましい(第2の発明の第1の
好適態様)。また、前記した第2の発明、第2の発明の
第1の好適態様においては、前記金属酸化物粒子の平均
粒径が10μm 以下であることが好ましい(第2の発明の
第2の好適態様、第3の好適態様)。
In the second invention, the metal oxide particles are composed of TiO 2 , ZnO, SnO 2 , SrTiO 3 , WO 3 , Bi 2 O
Is preferably one or more particles selected from 3 the group consisting of Fe 2 O 3 (the first preferred embodiment of the second invention). In the second invention and the first preferred embodiment of the second invention, the metal oxide particles preferably have an average particle size of 10 μm or less (the second preferred embodiment of the second invention) Third preferred embodiment).

【0022】また、前記した第2の発明、第2の発明の
第1の好適態様〜第3の好適態様においては、前記基材
金属が鋼であることが好ましい(第2の発明の第4の好
適態様〜第7の好適態様)。また、前記した第2の発
明、第2の発明の第1の好適態様〜第7の好適態様にお
いては、前記基材金属が圧延鋼板であることが好ましい
(第2の発明の第8の好適態様〜第15の好適態様)。
In the second and third preferred embodiments of the second invention and the second invention, the base metal is preferably steel (the fourth preferred embodiment of the second invention). Preferred embodiment to seventh preferred embodiment). Further, in the second preferred embodiment and the first preferred embodiment to the seventh preferred embodiment of the second invention, the base metal is preferably a rolled steel plate (the eighth preferred embodiment of the second invention). Aspect to fifteenth preferred aspect).

【0023】また、前記した第2の発明の第8の好適態
様〜第15の好適態様においては、前記圧延鋼板の表面粗
さが、算術平均粗さ(Ra)≦2μm であることが好ましい
(第2の発明の第16の好適態様〜第23の好適態様)。ま
た、前記した第2の発明の第8の好適態様〜第23の好適
態様においては、前記圧延鋼板がステンレス鋼板もしく
は炭素含有量が0.02wt%以下の普通鋼板であることがよ
り好ましい。
In the eighth to fifteenth preferred embodiments of the second invention, the rolled steel sheet preferably has an arithmetic mean roughness (Ra) ≦ 2 μm ( Sixteenth to twenty-third preferred embodiments of the second invention). In the eighth to twenty-third preferred embodiments of the second invention, the rolled steel sheet is more preferably a stainless steel sheet or a normal steel sheet having a carbon content of 0.02 wt% or less.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。本発明における親水性金属材は、基材金属の表面
に金属酸化物粒子を埋め込んだ親水性金属材である。な
お、本発明における親水性金属材とは、該金属材の水と
の接触角が20°以下、より好ましくは10°以下の金属材
として定義される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in more detail. The hydrophilic metal material in the present invention is a hydrophilic metal material in which metal oxide particles are embedded in the surface of a base metal. In addition, the hydrophilic metal material in the present invention is defined as a metal material having a contact angle of 20 ° or less, more preferably 10 ° or less with water of the metal material.

【0025】本発明における基材金属としては、圧延鋼
板、めっき鋼板、アルミニウム板、銅板などの板状物あ
るいは帯状物あるいはその他の任意形状の金属材を用い
ることができる。圧延鋼板としては、例えば冷延ステン
レス鋼板、熱延ステンレス鋼板、冷延普通鋼板、熱延普
通鋼板などを用いることができる。
As the base metal in the present invention, a plate-like material such as a rolled steel plate, a plated steel plate, an aluminum plate, a copper plate, a band-like material, or any other metal material of any shape can be used. As the rolled steel sheet, for example, a cold-rolled stainless steel sheet, a hot-rolled stainless steel sheet, a cold-rolled ordinary steel sheet, a hot-rolled ordinary steel sheet, or the like can be used.

【0026】めっき鋼板としては、亜鉛めっき鋼板、亜
鉛−ニッケル系合金めっき鋼板などの亜鉛系合金めっき
鋼板、錫めっき鋼板、クロムめっき鋼板などを用いるこ
とができる。本発明における基材金属としては、耐食
性、強度、経済性の面から、鋼を用いることが好まし
く、同様の理由で、ステンレス鋼、炭素含有量が0.02wt
%以下の普通鋼を用いることがより好ましい。
As the coated steel sheet, a zinc-based alloy-coated steel sheet such as a zinc-coated steel sheet, a zinc-nickel-based alloy-coated steel sheet, a tin-plated steel sheet, a chrome-plated steel sheet, or the like can be used. As the base metal in the present invention, it is preferable to use steel from the viewpoint of corrosion resistance, strength, and economy, and for the same reason, stainless steel, carbon content of 0.02 wt
% Or less of ordinary steel is more preferable.

【0027】また、本発明における基材金属としては、
圧延鋼板を用いることが好ましい。これは、基材金属と
して圧延鋼板を用いることによって、その表面の平滑性
によって、金属酸化物粒子を付着せしめた後の該鋼板の
ロール加圧、摺動用部材との摺動によって、基材金属の
表面全体に金属酸化物粒子を均一に埋め込むことが可能
となるためである。
The base metal in the present invention includes:
It is preferable to use a rolled steel sheet. This is because, by using a rolled steel sheet as the base metal, the smoothness of the surface thereof causes the metal oxide particles to adhere, and then the steel sheet is roll-pressed and slides with the sliding member to thereby form the base metal. This is because it becomes possible to uniformly embed the metal oxide particles over the entire surface of the substrate.

【0028】さらに、基材金属として圧延鋼板を用いる
に際しては、上記した理由から、基材金属として、表面
粗さが、算術平均粗さ(Ra)≦2μm である圧延鋼板を用
いることがより好ましい。金属酸化物粒子としては、Ti
O2、ZnO 、SnO2、SrTiO3、WO3 、Bi2O3 およびFe2O3
らなる群より選ばれる1種または2種以上で構成される
金属酸化物粒子を用いることが好ましい。
Further, when a rolled steel sheet is used as the base metal, it is more preferable to use a rolled steel sheet having a surface roughness of arithmetic average roughness (Ra) ≦ 2 μm as the base metal for the reasons described above. . As metal oxide particles, Ti
It is preferable to use metal oxide particles composed of one or more selected from the group consisting of O 2 , ZnO, SnO 2 , SrTiO 3 , WO 3 , Bi 2 O 3 and Fe 2 O 3 .

【0029】また、この中でもTiO2は無害であり、化学
的に安定であり、最も好ましい。また、TiO2としては、
アナターゼ型、ルチル型または非晶質のいずれも利用す
ることができるが、光触媒作用の効果はルチル型チタニ
アよりアナターゼ型チタニアが優れるため、主成分とし
てアナターゼ型チタニアを用いることが好ましい。
Of these, TiO 2 is harmless and chemically stable, and is most preferred. Also, as TiO 2 ,
Any of anatase type, rutile type and amorphous can be used, but anatase type titania is preferably used as a main component since anatase type titania is more excellent in photocatalytic effect than rutile type titania.

【0030】さらに、アナターゼ型チタニアは、非常に
細かな微粒子の分散ゾルとして入手が比較的容易であり
好ましい。次に、基材金属の表面に金属酸化物粒子を埋
め込み、固定するための方法を示す。 〔基材金属への金属酸化物粒子含有溶液の塗布:〕すな
わち、先ず、基材金属の金属酸化物粒子を付着させる面
を充分に洗浄して汚れを除去した後、基材金属の表面に
金属酸化物粒子含有溶液を付着させる。
Further, anatase type titania is preferable because it is relatively easy to obtain as a dispersion sol of very fine particles. Next, a method for embedding and fixing metal oxide particles on the surface of the base metal will be described. [Application of Metal Oxide Particle-Containing Solution to Base Metal:] That is, first, the surface of the base metal to which the metal oxide particles are adhered is sufficiently washed to remove dirt, and then applied to the surface of the base metal. A solution containing metal oxide particles is deposited.

【0031】金属酸化物粒子含有溶液としては、酸化物
を水や有機溶媒中に分散させた分散液、または溶解させ
た溶液で、酸化物は通常の結晶性粒子の他に、ゾル、ゲ
ル、あるいは非晶質物質でも良い。本発明においては、
金属酸化物粒子含有溶液として金属酸化物粒子の分散液
を用いることが好ましい。
The metal oxide particle-containing solution is a dispersion or a solution in which the oxide is dispersed in water or an organic solvent. The oxide is a sol, a gel, Alternatively, it may be an amorphous substance. In the present invention,
It is preferable to use a dispersion of metal oxide particles as the solution containing metal oxide particles.

【0032】溶媒としては、水または有機溶剤が使用で
きる。金属酸化物粒子含有溶液中の金属酸化物粒子の平
均粒径は、10μm 以下が好ましく、より好ましくは 0.5
μm 以下である。本発明における平均粒径は、回折X線
の幅を利用するラインブロードニング法により測定した
粒径の平均値で定義される。
As the solvent, water or an organic solvent can be used. The average particle size of the metal oxide particles in the metal oxide particle-containing solution is preferably 10 μm or less, more preferably 0.5 μm or less.
μm or less. The average particle size in the present invention is defined by the average value of the particle sizes measured by the line broadening method using the width of the diffracted X-ray.

【0033】また、非晶質の酸化物粒子の場合は、コー
ルターカウンター法により測定する。上記した平均粒径
の金属酸化物粒子を用いることによって、本発明におけ
る加圧法、摺動法による基材金属表面層の内部への金属
酸化物粒子の埋め込みが十分進行する。
In the case of amorphous oxide particles, it is measured by the Coulter counter method. By using the metal oxide particles having the above average particle diameter, the embedding of the metal oxide particles into the inside of the base metal surface layer by the pressing method and the sliding method in the present invention sufficiently proceeds.

【0034】また、金属酸化物粒子は、基材金属の表面
から1μm 以上の深さまで埋め込まれていることが好ま
しい。これは、埋め込む深さが1μm 未満の場合、基材
金属の表面の摩耗あるいは浸食によって、早期に金属酸
化物粒子が失われてしまうからである。金属酸化物粒子
含有溶液中の金属酸化物粒子の濃度は、0.01〜75重量%
が好適である。
The metal oxide particles are preferably embedded to a depth of 1 μm or more from the surface of the base metal. This is because if the embedding depth is less than 1 μm, the metal oxide particles are lost at an early stage due to wear or erosion of the surface of the base metal. The concentration of the metal oxide particles in the metal oxide particle-containing solution is 0.01 to 75% by weight.
Is preferred.

【0035】濃度が0.01重量%未満の場合、金属酸化物
粒子が金属表面に十分埋め込み、固定されず、十分な親
水性が得られない。逆に、濃度が75重量%を超え、金属
酸化物粒子が基材金属表面に過剰に付着した場合、金属
表面に干渉色などの着色が生じてしまう。金属酸化物粒
子含有溶液を基材金属表面に塗布し、付着させる際の塗
布方法は、スプレー法、浸漬法、コーター法などを用い
ることができ、塗布方法は特に制限されるものではな
い。
When the concentration is less than 0.01% by weight, the metal oxide particles are not sufficiently embedded and fixed on the metal surface, and sufficient hydrophilicity cannot be obtained. Conversely, when the concentration exceeds 75% by weight and the metal oxide particles excessively adhere to the surface of the base metal, coloring such as interference color occurs on the metal surface. As a method of applying the metal oxide particle-containing solution to the surface of the base metal and applying the solution, a spray method, an immersion method, a coater method, or the like can be used, and the application method is not particularly limited.

【0036】また、本発明においては、金属材の水との
接触角を小さくし、親水性を付与するために、基材金属
表面に金属酸化物粒子を固形分として30mg/m2 以上付着
することが好ましい。これは、金属酸化物粒子の付着量
が30mg/m2 未満の場合、得られる金属材の水との接触角
を10°以下とすることが困難なためである。
In the present invention, in order to reduce the contact angle of the metal material with water and to impart hydrophilicity, metal oxide particles adhere to the surface of the base metal in a solid content of at least 30 mg / m 2 . Is preferred. This is because when the amount of the metal oxide particles attached is less than 30 mg / m 2, it is difficult to reduce the contact angle of the obtained metal material with water to 10 ° or less.

【0037】逆に、金属酸化物粒子の付着量を過剰とし
ても、親水性は付与できるが、金属表面に干渉色などの
着色が生じるため、金属酸化物粒子の付着量は1500mg/m
2 以下が好ましい。 〔基材金属表面への金属酸化物粒子の埋め込み:〕次
に、金属酸化物粒子を塗布、付着せしめた基材金属の表
面をロール加圧などによって加圧するか、もしくは金属
酸化物粒子を塗布、付着せしめた基材金属の表面と摺動
用部材とを摺動せしめるか、もしくは加圧しさらに摺動
せしめるか、もしくは摺動せしめさらに加圧することに
よって、基材金属表面の表層部に金属酸化物粒子を埋め
込み、固定する。
Conversely, if the amount of metal oxide particles attached is excessive, hydrophilicity can be imparted, but coloring such as interference color occurs on the metal surface, so that the amount of metal oxide particles attached is 1500 mg / m 2.
It is preferably 2 or less. [Embedding of metal oxide particles on the surface of the base metal:] Next, the surface of the base metal to which the metal oxide particles have been applied and adhered is pressed by a roll or the like, or the metal oxide particles are applied. By sliding or sliding the surface of the adhered base metal and the sliding member, or further pressing or sliding, and pressing further, the metal oxide is formed on the surface layer of the base metal surface. Embed and fix the particles.

【0038】加圧力は、制限されるものではないが、1
kgf/mm2 以上、特に基材金属が僅かに変形する程度が好
ましい。適正な設定加圧力は、用いる金属酸化物粒子の
種類および金属酸化物粒子を埋め込む深さにより異な
る。加圧時間は特に制限されず、短時間(瞬時)で良
い。
Although the pressing force is not limited,
kgf / mm 2 or more, particularly a degree to which the base metal is slightly deformed is preferable. The appropriate set pressure depends on the type of metal oxide particles used and the depth at which the metal oxide particles are embedded. The pressurizing time is not particularly limited, and may be short (instantaneous).

【0039】また、加圧手段は特に限定されず、例え
ば、スキンパス圧延、ショットブラスト、ドロービード
加工、プレス、ロール加圧、静水圧加圧法などを使用で
き、特にスキンパス圧延法は既存の圧延工程に何ら変更
を加えることなく使用できるため好適である。加圧時の
雰囲気は特に制限されるものでなく、大気雰囲気中で行
うことができる。
The pressing means is not particularly limited. For example, skin pass rolling, shot blasting, draw bead processing, press, roll pressing, hydrostatic pressing, etc. can be used. It is suitable because it can be used without any change. The atmosphere at the time of pressurization is not particularly limited, and the pressurization can be performed in an air atmosphere.

【0040】加圧処理後に基材金属表面に未拡散分(埋
め込まれない分)の酸化物が残留することがあるが、こ
れは水洗により容易に取り除くことができる。金属酸化
物粒子は基材金属の表層に埋め込み、固定されているの
で、未拡散分の金属酸化物粒子を除去する際に酸化物が
消失したり付着量が大幅に低下することはなく、親水性
を保持できる。
After the pressure treatment, an oxide that has not been diffused (not embedded) may remain on the surface of the base metal, but this can be easily removed by washing with water. Since the metal oxide particles are embedded and fixed in the surface layer of the base metal, the oxide does not disappear or the adhesion amount does not significantly decrease when removing the metal oxide particles that are not diffused, and the hydrophilicity is reduced. Can maintain sex.

【0041】一方、金属酸化物粒子を塗布した基材金属
の表面を摺動部材と摺動させ金属酸化物粒子を基材金属
表面に埋め込む摺動法としては、基材金属表面に予め所
定量の金属酸化物粒子を含有する溶液を塗布し、乾燥さ
せた後、乾燥した付着面を研磨粉を固着した羽布などの
研磨布や研磨紙、研磨ベルトなどの摺動部材を用いて摺
動(:研磨)する方法などが挙げられる。
On the other hand, as a sliding method in which the surface of the base metal coated with the metal oxide particles is slid with a sliding member to embed the metal oxide particles in the base metal surface, a predetermined amount of the metal oxide particles is previously applied to the base metal surface. After applying the solution containing the metal oxide particles of the above and drying, the dried adhered surface is slid using a sliding member such as a polishing cloth such as a feather cloth or a polishing paper or a polishing belt to which abrasive powder is adhered. (: Polishing).

【0042】摺動法による基材金属表面への金属酸化物
粒子の埋め込みに際して予め塗布する金属酸化物粒子含
有溶液としては、加圧法の場合と同様に、金属酸化物粒
子を水や有機溶媒中に分散させた分散液、または溶解さ
せた溶液を用いることが好ましく、本発明においては、
金属酸化物粒子含有溶液として金属酸化物粒子の分散液
を用いることがより好ましい。
The metal oxide particle-containing solution to be applied in advance when embedding the metal oxide particles on the surface of the base metal by the sliding method is the same as in the case of the pressurizing method. It is preferable to use a dispersion liquid or a solution that is dissolved, and in the present invention,
More preferably, a dispersion of metal oxide particles is used as the metal oxide particle-containing solution.

【0043】これは、金属酸化物粒子の分散液を用いる
ことによって、各々の金属微粒子が凝集することによっ
て生じる金属面との接触不良を改善する効果が得られる
ためである。金属酸化物粒子としては、通常の結晶性粒
子の他に、ゾルの形態、ゲルの形態の金属酸化物を用い
ることも可能であり、また非晶質の金属酸化物を用いて
もよい。
This is because the use of a dispersion of metal oxide particles has the effect of improving poor contact with the metal surface caused by aggregation of the metal fine particles. As the metal oxide particles, a metal oxide in the form of a sol or gel can be used in addition to ordinary crystalline particles, or an amorphous metal oxide may be used.

【0044】研磨に用いる研磨粉は、ジルコニア、ダイ
ヤモンド、アルミナ、シリコンカーバイドなどの粉末が
好ましい。研磨粉は、200 番以上の粒度の細かいもの、
特に基材金属表面に意匠性程度の研磨模様が入る程度の
粒度の研磨粉が好ましい。研磨時間は特に制限されず、
短時間(瞬時)で良い。
The polishing powder used for polishing is preferably a powder of zirconia, diamond, alumina, silicon carbide or the like. Abrasive powder is fine powder with a particle size of 200 or more,
In particular, a polishing powder having a particle size such that a polished pattern having a design property is formed on the surface of the base metal is preferable. The polishing time is not particularly limited,
Short time (instant) is good.

【0045】適正な研磨条件は、用いる金属酸化物粒子
の種類および金属酸化物粒子を埋め込む深さにより異な
る。摺動時の雰囲気も特に制限されるものでなく、大気
雰囲気で行うことができる。親水性金属材の親水性につ
いては、基材金属表面に露出している金属酸化物粒子が
親水性を発揮すると考えられる。
Appropriate polishing conditions vary depending on the type of metal oxide particles used and the depth at which the metal oxide particles are embedded. The atmosphere at the time of sliding is not particularly limited, and the sliding can be performed in an air atmosphere. Regarding the hydrophilicity of the hydrophilic metal material, it is considered that the metal oxide particles exposed on the surface of the base metal exhibit hydrophilicity.

【0046】このため、本発明によれば、基材金属の表
面が摩耗あるいは浸食されても、埋め込まれた内部の金
属酸化物粒子が新しく露出するため、親水性が低下しな
い。また、金属材の表面に金属層または合金層が形成さ
れることはなく、このため、金属材の表面の性質、例え
ば色調などが変わることはない。また、金属酸化物粒子
は、加熱されることなく基材金属表面に埋め込まれるこ
とが好ましい。
Therefore, according to the present invention, even if the surface of the base metal is worn or eroded, the metal oxide particles inside the embedded metal are newly exposed, so that the hydrophilicity does not decrease. In addition, no metal layer or alloy layer is formed on the surface of the metal material, and therefore, the properties of the surface of the metal material, such as the color tone, do not change. Further, it is preferable that the metal oxide particles are embedded in the surface of the base metal without being heated.

【0047】金属酸化物粒子が加熱されることなく埋め
込まれると、金属酸化物の劣化がなく、優れた親水性を
得ることが可能となる。また、前記したように、加圧法
としてはロール加圧法を、摺動法としては研磨法を用い
ることができ、ロール加圧法は既存の圧延工程に何ら変
更を加える必要がないことから、基材金属としては圧延
鋼板など各種金属の圧延板が好適である。
When the metal oxide particles are embedded without being heated, the metal oxide is not deteriorated and excellent hydrophilicity can be obtained. In addition, as described above, a roll pressing method can be used as the pressing method, and a polishing method can be used as the sliding method. Since the roll pressing method does not require any change to the existing rolling process, As the metal, a rolled plate of various metals such as a rolled steel plate is suitable.

【0048】また、圧延板を用いることによって、基材
金属の表面全体に均一に金属酸化物粒子を埋め込むこと
ができる。
In addition, by using a rolled plate, metal oxide particles can be uniformly embedded in the entire surface of the base metal.

【0049】[0049]

【実施例】以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体
的に説明する。なお、本実施例における基材金属の算術
平均粗さ(Ra)は、JIS B 0601-1994 に基づく算術平均粗
さ(Ra)を示す。また、金属酸化物粒子の平均粒径は、回
折X線によるラインブロードニング法によって5回測定
した粒径の平均値(μm )を示す。
EXAMPLES The present invention will be described below more specifically based on examples. The arithmetic average roughness (Ra) of the base metal in the present example indicates the arithmetic average roughness (Ra) based on JIS B 0601-1994. The average particle diameter of the metal oxide particles is an average value (μm) of particle diameters measured five times by a line broadening method using diffracted X-rays.

【0050】また、基材金属の1種として用いたステン
レス鋼板の最表面からのTiO2の埋め込み深さとは、下記
に示すGDS(:グロー放電発光分析装置)分析におけ
るTiの深さ方向の分布曲線とFeの深さ方向の分布曲線の
交点の位置を基準として、さらに深さ方向に存在するTi
の最深部までの距離として定義される。 (実施例1)基材金属として、炭素含有量が0.005wt %
の普通鋼を素材とする表面粗さが、算術平均粗さ(Ra)=
0.8 μm の冷間圧延鋼板、およびフェライト系ステンレ
ス鋼を素材とする表面粗さが、算術平均粗さ(Ra)=0.4
μm の冷間圧延鋼板の2種類を用いた。
The embedment depth of TiO 2 from the outermost surface of the stainless steel sheet used as one type of the base metal is defined as the distribution of Ti in the depth direction in the following GDS (: glow discharge emission spectrometry) analysis. Based on the position of the intersection of the curve and the distribution curve of Fe in the depth direction, the Ti existing further in the depth direction
Is defined as the distance to the deepest part of (Example 1) As a base metal, the carbon content is 0.005wt%.
Arithmetic surface roughness (Ra) =
The surface roughness of 0.8 μm cold-rolled steel sheet and ferritic stainless steel is the arithmetic average roughness (Ra) = 0.4
Two kinds of μm cold-rolled steel sheets were used.

【0051】チタニア含有溶液として、平均粒径が20nm
のアナターゼ型チタニアから構成され、pHが7の水系チ
タニアゾル(固形分:30wt%)を使用し、ロールコータ
ーを用いて基材鋼板表面に塗布、乾燥し、付着せしめ
た。なお、本実施例においては、水系チタニアゾル塗布
時のチタニアの付着量(固形分)を10〜2000mg/m2 の範
囲で変えて実験を行い(本発明例1〜18)、またチタニ
アを付着しない基材鋼板(比較例1、2)とも比較し
た。
The titania-containing solution has an average particle size of 20 nm.
A water-based titania sol (solid content: 30 wt%) having a pH of 7 was applied to the surface of the base steel sheet using a roll coater, dried and adhered. In this example, an experiment was performed by changing the amount of attached titania (solid content) in the application of aqueous titania sol in the range of 10 to 2000 mg / m 2 (Examples 1 to 18 of the present invention), and no titania was attached. A comparison was also made with the base steel sheet (Comparative Examples 1 and 2).

【0052】次に、得られたチタニアを付着した鋼板
に、温度25℃の条件下で、圧延ロールで10kgf/mm2 の加
圧力(:圧下率1%のスキンパス処理)を加え、アナタ
ーゼ型チタニアを基材鋼板表面の表層部に埋め込み、固
定した。この金属材を、中性洗剤を用いて未拡散の酸化
物を洗浄し親水性金属材を得た。
Next, a pressure of 10 kgf / mm 2 (skin pass treatment with a rolling reduction of 1%) was applied to the obtained steel sheet to which the titania was adhered with a rolling roll at a temperature of 25 ° C. to thereby produce anatase-type titania. Was embedded in the surface layer of the surface of the base steel sheet and fixed. The metal material was washed with a neutral detergent to remove undiffused oxides to obtain a hydrophilic metal material.

【0053】得られた金属材は、その後、中性洗剤を用
いて洗浄を行っても何ら外観的な変化は認められなかっ
た。また、ステンレス鋼板を基材金属とした親水性金属
材(本発明例15)の表層部におけるチタニアの埋め込
み、固定状況をGDS(:グロー放電発光分析装置)で
調査した。
The obtained metal material did not show any change in appearance even after washing with a neutral detergent. In addition, the state of embedding and fixing of titania in the surface layer of a hydrophilic metal material (Example 15 of the present invention) using a stainless steel plate as a base metal was investigated by GDS (: glow discharge optical emission spectrometer).

【0054】すなわち、GDSにより、親水性金属材の
表面から深さ方向のチタニアの分布(Ti、O)を分析し
た。分析結果を図1に示す。図1に示すように、得られ
た親水性金属材の最表面から深さ3μm までTiの存在を
確認した。
That is, the distribution (Ti, O) of titania in the depth direction from the surface of the hydrophilic metal material was analyzed by GDS. The results of the analysis are shown in FIG. As shown in FIG. 1, the presence of Ti was confirmed from the outermost surface of the obtained hydrophilic metal material to a depth of 3 μm.

【0055】また、図1のTi、O、Feの深さ方向の分布
から、基材金属であるステンレス鋼板の最表面から深さ
2μm までTiO2が鋼板内に埋め込まれていることが分か
る。また、SEM(:走査電子顕微鏡)によって、ステ
ンレス鋼板を基材金属とした親水性金属材(本発明例1
5)の微細構造を観察したところ、図2に示すように、
表面にチタニアが膜状に存在していることを確認した。
Further, from the distribution of Ti, O, and Fe in the depth direction of FIG. 1, it can be seen that TiO 2 is embedded in the stainless steel plate from the outermost surface of the stainless steel plate as the base metal to a depth of 2 μm. In addition, by SEM (scanning electron microscope), a hydrophilic metal material using a stainless steel sheet as a base metal (Example 1 of the present invention)
Observing the microstructure of 5), as shown in FIG.
It was confirmed that titania was present on the surface in the form of a film.

【0056】なお、ケガキ針で傷を付け、チタニアを剥
離させ、基材を露出させた部分は白色を示している。さ
らに、図3に示すように、本発明例15の親水性金属材の
薄膜X線回折により、基材に付着、埋め込まれたチタニ
アがアナターゼ型であることが確認できた。従って、親
水性は多少の摩耗などでも消失することはない。
The portion where the scratch was made with the marking needle, the titania was peeled off, and the substrate was exposed is white. Further, as shown in FIG. 3, thin film X-ray diffraction of the hydrophilic metal material of Example 15 of the present invention confirmed that the titania adhered to and embedded in the base material was of the anatase type. Therefore, the hydrophilicity is not lost even by a little abrasion.

【0057】また、比較として、チタニアを塗布してい
ない基材(ステンレス鋼板)のGDS法による深さ方向
分析結果を図4に、SEMによる表面観察結果を図5に
示す。次に、得られた金属材と水との接触角の測定およ
び金属材の外観の評価を行った。
For comparison, FIG. 4 shows a depth direction analysis result by GDS method of a substrate (stainless steel plate) to which titania is not applied, and FIG. 5 shows a surface observation result by SEM. Next, the contact angle between the obtained metal material and water was measured, and the appearance of the metal material was evaluated.

【0058】なお、接触角は、30ワット蛍光灯の下で、
接触角測定装置で測定し、外観は目視観察で評価した。
得られた性能試験結果を、表1に示す。
The contact angle was measured under a 30 watt fluorescent lamp.
It was measured with a contact angle measuring device, and the appearance was evaluated by visual observation.
Table 1 shows the obtained performance test results.

【0059】[0059]

【表1】 (実施例2)基材金属として、炭素含有量が0.010wt %
の普通鋼を素材とする表面粗さが、算術平均粗さ(Ra)=
1.2 μm の冷間圧延鋼板、およびフェライト系ステンレ
ス鋼を素材とする表面粗さが、算術平均粗さ(Ra)=0.8
μm の冷間圧延鋼板の2種類を用いた。
[Table 1] (Example 2) As a base metal, the carbon content is 0.010 wt%.
Arithmetic surface roughness (Ra) =
The surface roughness of cold rolled steel sheet of 1.2 μm and ferritic stainless steel is calculated as arithmetic average roughness (Ra) = 0.8
Two kinds of μm cold-rolled steel sheets were used.

【0060】チタニア含有溶液として、平均粒径が20nm
のアナターゼ型チタニアから構成され、pHが7の水系チ
タニアゾル(固形分:30wt%)を使用し、ロールコータ
ーを用いて鋼板表面に塗布、乾燥し、付着せしめた。な
お、本実施例においては、水系チタニアゾル塗布時のチ
タニアの付着量(固形分)を10〜2000mg/m2 の範囲で変
えて実験を行い(本発明例19〜本発明例36)、またチタ
ニアを付着しない基材鋼板(比較例3、4)とも比較し
た。
The titania-containing solution has an average particle diameter of 20 nm.
A water-based titania sol (solid content: 30 wt%) having a pH of 7 was applied to a steel sheet surface using a roll coater, dried and adhered. In this example, experiments were carried out by changing the amount (solid content) of titania applied during the application of the aqueous titania sol in the range of 10 to 2000 mg / m 2 (Examples 19 to 36 of the present invention). Was also compared with the base steel sheet (Comparative Examples 3 and 4) that did not adhere.

【0061】次に、400 番の研磨粉(:シリコンカーバ
イド)を接着剤で固定した羽布を用いて、得られた鋼板
のチタニア付着面を研磨し、アナターゼ型チタニアを鋼
板表面の表層部に埋め込み、固定した。この金属材を、
中性洗剤を用いて未拡散の酸化物を洗浄し、親水性金属
材を得た。
Next, the titania-adhering surface of the obtained steel sheet was polished using a feather cloth fixed with abrasive # 400 (silicon carbide) with an adhesive, and anatase-type titania was applied to the surface layer of the steel sheet surface. Embedded and fixed. This metal material,
Undiffused oxide was washed with a neutral detergent to obtain a hydrophilic metal material.

【0062】得られた金属材は、その後、中性洗剤を用
いて洗浄を行っても何ら外観的な変化は認められなかっ
た。また、ステンレス鋼板を基材とした親水性金属材
(本発明例31)の表層部におけるチタニアの埋め込み、
固定状況をGDSで調査した。すなわち、GDSによ
り、親水性金属材の表面からの深さ方向のチタニアの分
布(Ti、O)を分析した。
After that, the obtained metal material was washed with a neutral detergent, but no external change was observed. In addition, embedding of titania in the surface layer of a hydrophilic metal material (Example 31 of the present invention) based on a stainless steel plate,
The fixation situation was investigated by GDS. That is, the distribution (Ti, O) of titania in the depth direction from the surface of the hydrophilic metal material was analyzed by GDS.

【0063】分析結果を図6に示す。図6に示すよう
に、得られた親水性金属材の最表面から深さ2μm まで
Tiの存在を確認した。また、図6のTi、O、Feの深さ方
向の分布から、基材であるステンレス鋼板の最表面から
深さ1.7 μm までTiO2が鋼板内に埋め込まれていること
が分かる。
FIG. 6 shows the results of the analysis. As shown in FIG. 6, from the outermost surface of the obtained hydrophilic metal material to a depth of 2 μm.
We confirmed the existence of Ti. In addition, the distribution of Ti, O, and Fe in the depth direction in FIG. 6 indicates that TiO 2 is embedded in the steel plate from the outermost surface of the stainless steel plate as the base material to a depth of 1.7 μm.

【0064】また、本発明例31の親水性金属材の微細構
造をSEMにより観察したところ、図7に示すように、
チタニア(灰色)が、キズ、クラック、粒界に沿って保
持(島状に分布)されていることが分かった。この結
果、本発明の親水性金属材の親水性は、多少の摩耗を受
けても消失することがないことが分かった。
When the microstructure of the hydrophilic metal material of Inventive Example 31 was observed by SEM, as shown in FIG.
It was found that titania (gray) was retained (distributed in islands) along scratches, cracks, and grain boundaries. As a result, it was found that the hydrophilicity of the hydrophilic metal material of the present invention did not disappear even if it was slightly worn.

【0065】次に、得られた金属材と水との接触角の測
定および金属材の外観の評価を行った。なお、接触角
は、30ワット蛍光灯の下で、接触角測定装置で測定し、
外観は目視観察で評価した。得られた性能試験結果を、
表2に示す。
Next, the contact angle between the obtained metal material and water was measured and the appearance of the metal material was evaluated. The contact angle was measured with a contact angle measuring device under a 30-watt fluorescent lamp.
The appearance was evaluated by visual observation. The obtained performance test results
It is shown in Table 2.

【0066】表1、表2から明らかなように、加圧処理
または摺動処理によってアナターゼ型チタニアを金属の
表面に埋め込み、固定することによって、得られる金属
材と水との接触角が20°以下となり、アナターゼ型チタ
ニアの塗布量(固形分)を30mg/m2 以上とすることによ
って、得られる金属材と水との接触角が10°以下の親水
性金属材料が得られることが分かった。
As is clear from Tables 1 and 2, by embedding and fixing anatase-type titania on the surface of the metal by pressure treatment or sliding treatment, the contact angle between the obtained metal material and water was 20 °. It was found that the hydrophilic metal material having a contact angle of 10 ° or less between the obtained metal material and water was obtained by setting the applied amount (solid content) of anatase type titania to 30 mg / m 2 or more. .

【0067】[0067]

【表2】 (実施例3)アナターゼ型チタニア含有ゾルに代えて、
水系酸化錫ゾル(酸化錫平均粒径:10nm)、水系チタン
酸ストロンチウムゾル(チタン酸ストロンチウム平均粒
径:20nm)を用い、これらの金属酸化物粒子含有ゾルの
基材鋼板への塗布時の金属酸化物粒子付着量(固形分)
を1000mg/m2 とした以外は実施例1と同様にして親水性
金属材を得た(本発明例37〜40)。
[Table 2] (Example 3) Instead of an anatase-type titania-containing sol,
Using aqueous tin oxide sol (average particle diameter of tin oxide: 10 nm) and aqueous strontium titanate sol (average particle diameter of strontium titanate: 20 nm), these sols containing metal oxide particles are used to apply metal to the base steel sheet. Oxide particle adhesion amount (solid content)
Was changed to 1000 mg / m 2, and a hydrophilic metal material was obtained in the same manner as in Example 1 (Examples 37 to 40 of the present invention).

【0068】次に、実施例1と同様に、得られた金属材
と水との接触角の測定および外観の評価を行った。得ら
れた性能試験結果を、表3に示す。なお、得られた親水
性金属材を中性洗剤によって洗浄しても何ら外観の変化
は無かった。
Next, in the same manner as in Example 1, the contact angle between the obtained metal material and water was measured and the appearance was evaluated. Table 3 shows the obtained performance test results. In addition, even if the obtained hydrophilic metal material was washed with a neutral detergent, there was no change in appearance.

【0069】[0069]

【表3】 (実施例4)アナターゼ型チタニア含有ゾルに代えて、
水系酸化錫ゾル(酸化錫平均粒径:10nm)、水系チタン
酸ストロンチウムゾル(チタン酸ストロンチウム平均粒
径:30nm)を用い、これらの金属酸化物粒子含有ゾルの
基材鋼板への塗布時の金属酸化物粒子付着量(固形分)
を1000mg/m2 とした以外は実施例2と同様にして親水性
金属材を得た(本発明例41〜44)。
[Table 3] (Example 4) Instead of an anatase-type titania-containing sol,
Aqueous tin oxide sol (average particle diameter of tin oxide: 10 nm) and aqueous strontium titanate sol (average particle diameter of strontium titanate: 30 nm) are used. Oxide particle adhesion amount (solid content)
Was changed to 1000 mg / m 2, and hydrophilic metal materials were obtained in the same manner as in Example 2 (Examples 41 to 44 of the present invention).

【0070】次に、実施例1と同様に、得られた金属材
と水との接触角の測定および外観の評価を行った。得ら
れた性能試験結果を、表4に示す。なお、得られた親水
性金属材を中性洗剤によって洗浄しても何ら外観の変化
は無かった。
Next, in the same manner as in Example 1, the contact angle between the obtained metal material and water was measured and the appearance was evaluated. Table 4 shows the obtained performance test results. In addition, even if the obtained hydrophilic metal material was washed with a neutral detergent, there was no change in appearance.

【0071】[0071]

【表4】 表3、表4から明らかなように、加圧処理または摺動処
理によって酸化錫、チタン酸ストロンチウムを金属の表
面に埋め込み、固定することによって、得られる金属材
と水との接触角が10°以下の親水性金属材料が得られる
ことが分かった。
[Table 4] As is clear from Tables 3 and 4, tin oxide and strontium titanate are embedded and fixed on the surface of the metal by pressure treatment or sliding treatment, so that the contact angle between the obtained metal material and water is 10 °. It was found that the following hydrophilic metal materials were obtained.

【0072】さらに、本発明の親水性金属材は、バイン
ダが混在していないため、金属材表面のほぼ全面にチタ
ニア、酸化錫、チタン酸ストロンチウムなどの親水性を
付与する金属酸化物粒子が露出し、前記した優れた親水
性が得られると共に、金属の表層に酸化物粒子が埋め込
まれているため、摩耗を受けても親水性を保持すること
が可能となった。 (実施例5)基材金属として、炭素含有量が0.015wt %
の普通鋼を素材とする表面粗さが、算術平均粗さ(Ra)=
0.9 μm の冷間圧延鋼板、およびフェライト系ステンレ
ス鋼を素材とする表面粗さが、算術平均粗さ(Ra)=0.6
μm の冷間圧延鋼板の2種類を用いた。
Further, since the hydrophilic metal material of the present invention contains no binder, metal oxide particles such as titania, tin oxide and strontium titanate which impart hydrophilicity are exposed on almost the entire surface of the metal material. However, since the above-mentioned excellent hydrophilicity is obtained, and the oxide particles are embedded in the surface layer of the metal, it is possible to maintain the hydrophilicity even when subjected to abrasion. (Example 5) As a base metal, the carbon content is 0.015 wt%.
Arithmetic surface roughness (Ra) =
The surface roughness of 0.9 μm cold-rolled steel sheet and ferritic stainless steel is the arithmetic average roughness (Ra) = 0.6
Two kinds of μm cold-rolled steel sheets were used.

【0073】チタニア含有溶液として、平均粒径が20nm
のアナターゼ型チタニアから構成され、pHが7の水系チ
タニアゾル(固形分:30wt%)を使用し、ロールコータ
ーを用いて基材鋼板表面に塗布、乾燥し、付着せしめ
た。水系チタニアゾル塗布時のチタニアの付着量(固形
分)は500mg/m2とした。次に、得られたチタニアを付着
した鋼板に、温度25℃の条件下で、圧延ロールで10kgf/
mm2 の加圧力(:圧下率1%のスキンパス処理)を加え
た。
The titania-containing solution has an average particle diameter of 20 nm.
A water-based titania sol (solid content: 30 wt%) having a pH of 7 was applied to the surface of the base steel sheet using a roll coater, dried and adhered. The adhesion amount (solid content) of titania when applying the aqueous titania sol was 500 mg / m 2 . Next, on the steel sheet to which the obtained titania was adhered, under the condition of a temperature of 25 ° C., 10 kgf /
A pressing force of mm 2 (: skin pass treatment with a rolling reduction of 1%) was applied.

【0074】次に、さらに、400 番の研磨粉(:シリコ
ンカーバイド)を接着剤で固定した羽布を用いて、得ら
れた鋼板のチタニア付着面を研磨し、アナターゼ型チタ
ニアを鋼板表面の表層部に埋め込み、固定した(本発明
例45、46)。これらの金属材を、中性洗剤を用いて未拡
散の酸化物を洗浄し、親水性金属材を得た。
Next, the titania-adhered surface of the obtained steel sheet was polished using a feather cloth to which abrasive powder No. 400 (: silicon carbide) was fixed with an adhesive, and anatase-type titania was coated on the surface of the steel sheet. It was embedded in the part and fixed (Examples 45 and 46 of the present invention). These metal materials were washed with non-diffused oxides using a neutral detergent to obtain hydrophilic metal materials.

【0075】得られた金属材は、その後、中性洗剤を用
いて洗浄を行っても何ら外観的な変化は認められなかっ
た。次に、実施例1と同様に、得られた金属材と水との
接触角の測定および外観の評価を行った。得られた性能
試験結果を、表5に示す。
The obtained metal material did not show any change in appearance even after washing with a neutral detergent. Next, in the same manner as in Example 1, the contact angle between the obtained metal material and water was measured and the appearance was evaluated. Table 5 shows the obtained performance test results.

【0076】表5に示されるように、ロール加圧と摺動
用部材による摺動の両者を併用することによっても金属
材と水との接触角が10°以下の親水性金属材が得られる
ことが分かった。
As shown in Table 5, a hydrophilic metal material having a contact angle of 10 ° or less between a metal material and water can be obtained by using both roll pressing and sliding by a sliding member. I understood.

【0077】[0077]

【表5】 [Table 5]

【0078】[0078]

【発明の効果】本発明によれば、バインダなどが混在し
ない金属酸化物粒子被覆層を有し、水との接触角が小さ
い親水性金属材およびその製造方法を提供することが可
能となった。また、本発明の親水性金属材は、金属の表
層に酸化物粒子が埋め込まれているため、摩耗を受けて
も親水性を保持することが可能であるという優れた効果
を有している。
According to the present invention, it is possible to provide a hydrophilic metal material having a metal oxide particle coating layer in which a binder or the like is not mixed and having a small contact angle with water, and a method for producing the same. . Further, the hydrophilic metal material of the present invention has an excellent effect that the hydrophilic property can be maintained even if it is subjected to abrasion because the oxide particles are embedded in the surface layer of the metal.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】親水性金属材表面の深さ方向のTi、Fe、O、Cr
の分布を示すグラフである。
FIG. 1 Ti, Fe, O, Cr in the depth direction of a hydrophilic metal material surface
5 is a graph showing the distribution of.

【図2】親水性金属材表面の金属組織を示す走査電子顕
微鏡写真である。
FIG. 2 is a scanning electron micrograph showing a metal structure on the surface of a hydrophilic metal material.

【図3】親水性金属材の薄膜X線回折結果を示すグラフ
である。
FIG. 3 is a graph showing a result of a thin film X-ray diffraction of a hydrophilic metal material.

【図4】チタニアを塗布しない基材金属表面の深さ方向
のTi、Fe、O、Crの分布を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the distribution of Ti, Fe, O, and Cr in the depth direction on the surface of a base metal on which titania is not applied.

【図5】チタニアを塗布しない基材金属表面の金属組織
を示す走査電子顕微鏡写真である。
FIG. 5 is a scanning electron micrograph showing the metallographic structure of the surface of the base metal to which no titania is applied.

【図6】親水性金属材表面の深さ方向のTi、Fe、O、Cr
の分布を示すグラフである。
FIG. 6: Ti, Fe, O, Cr in the depth direction of the surface of a hydrophilic metal material
5 is a graph showing the distribution of.

【図7】親水性金属材表面の金属組織を示す走査電子顕
微鏡写真である。
FIG. 7 is a scanning electron micrograph showing a metal structure on the surface of a hydrophilic metal material.

フロントページの続き (72)発明者 加藤 康 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 長山 勝博 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 Fターム(参考) 4K020 AA22 AA26 AC01 AC04 AC07 BB28 4K044 AA02 AA03 BA12 BB11 CA23Continuing from the front page (72) Inventor Yasushi Kato 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba City, Chiba Prefecture Inside the Technical Research Institute of Kawasaki Steel Corp. (72) Inventor Katsuhiro Nagayama 1-Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba City, Chiba Prefecture F term in the company's technology research laboratory (reference) 4K020 AA22 AA26 AC01 AC04 AC07 BB28 4K044 AA02 AA03 BA12 BB11 CA23

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基材金属の表面に、TiO2、ZnO 、SnO2
SrTiO3、W03 、Bi2O3 およびFe2O3 からなる群より選ば
れる1種または2種以上の金属酸化物粒子が埋め込まれ
ていることを特徴とする親水性金属材。
1. The method according to claim 1, wherein TiO 2 , ZnO, SnO 2 ,
A hydrophilic metal material in which one or more metal oxide particles selected from the group consisting of SrTiO 3 , W 0 3 , Bi 2 O 3 and Fe 2 O 3 are embedded.
【請求項2】 基材金属の表面に、金属酸化物粒子を含
有する溶液を付着せしめた後、得られた基材金属にロー
ル加圧および/または摺動用部材との摺動を施すことを
特徴とする親水性金属材の製造方法。
2. After adhering a solution containing metal oxide particles to the surface of the base metal, subjecting the obtained base metal to roll pressing and / or sliding with a sliding member. A method for producing a hydrophilic metal material.
JP10346614A 1998-11-19 1998-11-19 Hydrophilic metallic material and its production Pending JP2000160360A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10346614A JP2000160360A (en) 1998-11-19 1998-11-19 Hydrophilic metallic material and its production

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10346614A JP2000160360A (en) 1998-11-19 1998-11-19 Hydrophilic metallic material and its production

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000160360A true JP2000160360A (en) 2000-06-13

Family

ID=18384635

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10346614A Pending JP2000160360A (en) 1998-11-19 1998-11-19 Hydrophilic metallic material and its production

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000160360A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7030165B2 (en) 1999-05-26 2006-04-18 Showa Denko Kabushiki Kaisha Perovskite titanium-type composite oxide particle and production process thereof
JP2008047524A (en) * 2006-07-26 2008-02-28 Gm Global Technology Operations Inc Method for making superhydrophilic conductive surface for fuel cell two-pole type plate
JPWO2015087771A1 (en) * 2013-12-13 2017-03-16 株式会社フジミインコーポレーテッド Articles with metal oxide films

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7030165B2 (en) 1999-05-26 2006-04-18 Showa Denko Kabushiki Kaisha Perovskite titanium-type composite oxide particle and production process thereof
US7091154B2 (en) 1999-05-26 2006-08-15 Showa Denko Kabushiki Kaisha Perovskite titanium-type composite oxide particle and production process thereof
JP2008047524A (en) * 2006-07-26 2008-02-28 Gm Global Technology Operations Inc Method for making superhydrophilic conductive surface for fuel cell two-pole type plate
US8603703B2 (en) 2006-07-26 2013-12-10 GM Global Technology Operations LLC Method for making super-hydrophilic and electrically conducting surfaces for fuel cell bipolar plates
JPWO2015087771A1 (en) * 2013-12-13 2017-03-16 株式会社フジミインコーポレーテッド Articles with metal oxide films

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kačiulis et al. XPS study of apatite-based coatings prepared by sol–gel technique
JP2756474B2 (en) Method for making the surface of a substrate photocatalytically hydrophilic, substrate having hydrophilic photocatalytic surface, method for producing the same, and photocatalytic hydrophilic coating composition
Nonami et al. Apatite formation on TiO2 photocatalyst film in a pseudo body solution
JP3450979B2 (en) Metallic material having photocatalytic activity and method for producing the same
JPH08246192A (en) Oxidation-treated titanium or titanium-based alloy material having photocatalytic activity and its production
CZ301921B6 (en) Use of composite material for removing nitrogen oxides, ammonia gas, carbon monooxide and/or sulfur oxides from air
CN107325596A (en) A kind of stainless steel stain resistant nano coating and preparation method thereof
JP2001303276A (en) Enamel material
JP2000160360A (en) Hydrophilic metallic material and its production
Singh et al. Corrosion resistance of sol–gel alumina coated Mg metal in 3.5% NaCl solution
JP3414794B2 (en) Catalyst production method
KR20090113850A (en) Photocatalyst thin film, method for forming photocatalyst thin film, and photocatalyst thin film coated product
JP3780592B2 (en) Photocatalyst composition, method for producing the same, and substrate with photocatalyst composition
JP3246235B2 (en) Multifunctional material having photocatalytic function and method for producing the same
JP2001335343A (en) Glass with photocatalytic film and its procuction method
JP2001033607A (en) Hydrophilic mirror, its forming composition, and its manufacture
JP4305975B2 (en) Stainless steel sheet and manufacturing method thereof
JP3384930B2 (en) Method for producing photocatalyst-coated metal plate
JP2000237597A (en) Photocatalyst composite material
JP2001145971A (en) Laminate, and method and equipment of manufacturing the same
JP3371096B2 (en) Embossed stainless steel plate with excellent photocatalytic activity and no color unevenness
JP2003301273A (en) Metal sheet with hydrophilic coating
TW201800238A (en) Paint composite film comprising anatase-type titanium oxide and method for manufacturing the same
JP3645985B2 (en) Deodorizing and deodorizing material and method for producing the same
JP3666626B2 (en) Stainless steel with excellent rust and fingerprint resistance