JP2015086440A - 表面処理ステンレス材及びキッチン天板 - Google Patents
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Abstract
【課題】キッチン天板に用いた場合でも良好な外観を維持しつつ、擦り傷の発生を効果的に防止することのできる表面処理ステンレス材及びこれを用いたキッチン天板を提供する。
【解決手段】ステンレス層の表面にコーティング層が形成された表面処理ステンレス材。コーティング層は、ステンレス層の表面に形成されたＳｉを含む第１層と、第１層の表面に形成され、ＳｉをＳｉＯ2換算で１〜２０質量部含む第２層と、により構成され、膜厚が０．６８μｍ以上１．１０μｍ以下であることを特徴としている。
【選択図】図２
【解決手段】ステンレス層の表面にコーティング層が形成された表面処理ステンレス材。コーティング層は、ステンレス層の表面に形成されたＳｉを含む第１層と、第１層の表面に形成され、ＳｉをＳｉＯ2換算で１〜２０質量部含む第２層と、により構成され、膜厚が０．６８μｍ以上１．１０μｍ以下であることを特徴としている。
【選択図】図２
Description
本発明は、高い透明度と優れた親水性を有しながら細かい擦り傷の発生を防止することのできる表面処理ステンレス材及びこれを用いたキッチン天板に関するものである。
従来、水周り、特にキッチンに用いられるステンレス材は、水滴が付着し汚れ易いため、こうしたステンレス材に汚れが付着しにくくする、または取り除き易くする技術が求められていた。
こうした技術の一例として、特許文献１には、ステンレス材に対してケイ酸を含むコーティング剤を用いて表面処理を行い、Ｓｉ、Ｌｉ及びＮａを含む溶液を塗布した後、これを焼成することで良好な外観と親水性とを備えた表面処理ステンレス材を得る技術が開示されている。こうして生成された表面処理ステンレス材は、キッチンにおいては特にシンク用に用いられる。
ところで、上述した表面処理ステンレス材をキッチン天板として使用する場合、調理の作業の過程で水や調味料等が付着し、それをふきん等で拭き取る作業が発生する。また、それらが付着した箇所によっては汚れとして固着するため、ふきんや、ステンレスのたわし等を用いて擦って除去する作業も発生し得る。このような作業の繰り返しにより、キッチン天板の表面に多くの細かな擦り傷が発生してしまう。
またキッチン天板はキッチンの使用者の目にとまりやすい場所であるため、こうして発生した擦り傷は目立ち、キッチン天板の外観を損なう原因となっていた。
一方シンクの中においては、水や調味料が付着しても流水によって洗い流すことができ、また常に水が流れる場所であるため、そもそも汚れの固着といった現象があまり発生し得ない。細かな擦り傷に耐えうる性能はキッチン天板にこそ必要である。
また、こうした擦り傷の発生を防止するため各種コーティングを用いることが考えられるが、この場合コーティングに透明感が無いとステンレス材の意匠性を損なうことになるため、透明度の高いコーティングを採用する必要がある。
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、高い硬度と透明度とを有するコーティング層を備えることで、キッチン天板に用いた場合でも良好な外観を維持しつつ擦り傷の発生を効果的に防止することのできる表面処理ステンレス材及びこれを用いたキッチン天板を提供することを目的とする。
本発明者は、上述した課題を解決するために、高い硬度と透明度とを有するコーティング層を備えることで、キッチン天板に用いた場合でも良好な外観を維持しつつ擦り傷の発生を効果的に防止することのできる表面処理ステンレス材及びこれを用いたキッチン天板を発明した。
第１発明に係る表面処理ステンレス材は、ステンレス層の表面にコーティング層が形成された表面処理ステンレス材であって、前記コーティング層は、前記ステンレス層の表面に形成されたＳｉを含む第１層と、前記第１層の表面に形成された、ＳｉをＳｉＯ２換算で１〜２０質量部の割合で含む水溶液を塗布して形成される第２層と、により構成され、膜厚が０．６８μｍ以上１．１０μｍ以下であることを特徴とする。
第２発明に係る表面処理ステンレス材は、第１発明に係る表面処理ステンレス材において、前記ステンレス層にエンボス加工が施されていることを特徴とする。
第３発明に係る表面処理ステンレス材は、第１発明又は第２発明の何れか１発明に係る表面処理ステンレス材において、前記第２層の塗布は、前記水溶液の粒子径が９５ｎｍ以下になるよう行われていることを特徴とする。
第４発明に係る表面処理ステンレス材は、第１発明乃至第３発明の何れか１発明に係る表面処理ステンレス材において、前記第１層と前記第２層が形成された前記表面処理ステンレス材は、２００度以上の加熱処理されていることを特徴とする。
第５発明に係るキッチン天板は、第１発明乃至第４発明の何れか１発明に係る表面処理ステンレス材を加工して得られることを特徴とする。
上述した構成からなる本発明によれば、高い硬度と透明度とを有するコーティング層を備えた表面処理ステンレス材とすることで、キッチン天板に用いた場合でも良好な外観を維持しつつ擦り傷の発生を効果的に防止することが可能となる。
以下、本発明の実施の形態としての表面処理ステンレス材について詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る表面処理ステンレス材１を示す断面図である。図２は、図１の表面処理ステンレス材の化学構成を示す模式図である。
本実施形態に係る表面処理ステンレス材１は、ステンレス層２と、ステンレス層２の表面に形成されたコーティング層としてステンレス層２の表面に直接形成された第１層３及び第１層３の表面に形成された第２層４とにより構成されている。
ステンレス層２は、ＳＵＳ３０４等のステンレス製の板状の部材で構成されている。このステンレス層２として、本実施形態に係る表面処理ステンレス材１では表面に何ら処理を施していないステンレス層２が想定されている。しかし、本発明はこれに限らず、エンボス加工や、冷間圧延後に砥粒の研磨ベルトによる研磨等を行ったステンレス層２を用いてもよい。
ステンレス層２の表面にエンボス加工等を施すことにより、コーティング層により生じる虹色の光沢を目立たなくし、ステンレス素材の質感を強調することができる。
第１層３は、ＺｒとＳｉとが混合された溶液を塗布することで形成されている。この第１層３は、ステンレス層２と第２層４とを結びつける作用を奏する。
第２層４は、ＳｉをＳｉＯ2換算で１〜２０質量部含むとともに、ＬｉおよびＮａを含むアルカリ水溶液を塗布して形成される、表面に−ＳｉＯ2基を有する親水性の皮膜である。
こうした水溶液として、オルトケイ酸及びその縮合酸並びに二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）及びその水和物のいずれかを含む。また、副成分としてＺｒＯ2、ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3、ＣａＯ、ＺｎＯ、ＭｇＯ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ等の無機成分を含有している。また、無機バインダーとして公知であるコロイダルシリカやケイ酸エチルを含有していてもよい。
上記アルカリ水溶液は、上述したようにＳｉをＳｉＯ2換算で１〜２０質量部含んでいる。これにより、第２層４の表面にＯＨ基が生成され、親水性を呈する。この親水性は、接触角が２０°以下となる程度の親水性であることが望ましい。なお、ＳｉがＳｉＯ2換算で２０質量部を超えるとざらざらとした外観の表面となりやすく、１部未満であると親水性被膜が消失しやすくなる。
次に、上述した構成を有する表面処理ステンレス材１の製造方法について説明する。
まず、ステンレス層２について、表面の脱脂処理等が行われる。
次に、第１層３として、ＺｒとＳｉとが混合された溶液の塗布が行われる。この塗布は、スプレー、刷毛塗り、ディッピング等により行われる。
次に、第１層３の塗布後、自然乾燥が行われ、更に２００度以上の高温で２０分以上加熱処理する第１加熱工程が行われる。
次に、第２層４として、ＳｉをＳｉＯ２換算で１〜２０質量部含むとともに、ＬｉおよびＮａを含む水溶液の塗布が行われる。この塗布も、スプレー、刷毛塗り、ディッピング等により行われる。
なお、Ｓｉ（ＳｉＯ２換算）、Ｎａ（ＮａＯ２換算）及びＬｉ（Ｌｉ２Ｏ換算）の各成分の測定は、いずれもＪＩＳ Ｋ ０４００−５２−３０（水質−誘導結合プラズマ発光分光分析）に準拠して行われた。
次に、第２層４の塗布後、自然乾燥が行われ、更に２００度以上の高温で２０分以上加熱処理する第２加熱工程が行われる。
なお、第１層３及び第２層４の塗布において、各溶液の粒子径は、可視光に対して透明となることが重要である。つまり、可視光の波長より小さいナノ粒子による散乱はリレー散乱が主となり、可視光波長、すなわち３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの１／４以下の粒径の場合には高い透明性を得ることができる。
そのため、第１層３及び第２層４の塗布において、各溶液の粒子径は、可視光波長の１／４以下の粒径である、９５ｎｍ以下となるように行われている。
こうして製造される表面処理ステンレス１の実施例について、以下に説明する。
表１は、上述した製造方法により製造された表面処理ステンレス材１であって、第１層３と第２層４の塗布量を変化させることで膜厚（μｍ）、ＺｒＯ2量（ｍｇ／ｍ２）及びＳｉＯ2量（ｍｇ／ｍ２）を変化させた５つの試験体について、それぞれ傷付き性評価試験、表面の意匠性評価試験、表面の滑らかさ評価試験及び耐衝撃性評価試験を行った結果を示している。
膜厚（μｍ）は、コーティング層としての第１層３と第２層４を合わせた膜厚であり、加熱工程後のものを示している。この膜厚の測定は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて行われた。
ＺｒＯ2量（ｍｇ／ｍ２）及びＳｉＯ2量（ｍｇ／ｍ２）の測定も、ＳＥＭを用いた元素分析により行われた。
傷付き性評価試験は、市販のステンレスたわしに３ｋｇの荷重をかけて表面処理ステンレス材１の表面を１００回、円状に擦った後目視確認することで行われた。
表面の意匠性評価試験は、目視確認により表面処理ステンレス材１の表面の異常を確認することで行われた。
表面の滑らかさ評価試験は、実験者が表面処理ステンレス材１の表面を手で触ることで行われた。
耐衝撃性評価試験は、１ｋｇの重りを１ｍの高さから表面処理ステンレス材１に落下させることで行われた。
上記各試験を行った結果、傷付き性評価試験では試験体１について傷の発生が見受けられた。
また、表面の意匠性評価試験では、試験体５について、コーティング層の白濁が見受けられた。
また、表面の滑らかさ評価試験でも、試験体５について、表面にざらつきの発生が見受けられた。
また、耐衝撃性評価試験についても、試験体５について、コーティング層の割れの発生が見受けられた。
また、耐衝撃性評価試験についても、試験体５について、コーティング層の割れの発生が見受けられた。
以上の結果から、コーティング層の膜厚が０．６８μｍ以上１．１０μｍ以下の範囲にあれば、傷付き性評価試験、表面の意匠性評価試験、表面の滑らかさ評価試験及び耐衝撃性評価試験の全てにおいて良好な結果を得ることができることが判明した。
また、この結果及び更なる試験の結果に基づき、上記膜厚のコーティング層に含まれるＳｉＯ2量（ｍｇ／ｍ２）は、１０００≦ＳｉＯ２≦２０００の範囲、好ましくは１０７１．３≦ＳｉＯ２≦１３５７．０の範囲となる場合、上記各試験において良好な結果を得られることが判明した。
また、上述した試験体２〜４に係る表面処理ステンレス材１のコーティング層は、いずれも接触角が２０°以下となっていた。
上述した実施形態に係る表面処理ステンレス材１によると、キッチン天板に用いた場合でも細かな擦り傷の発生を防止することのできる硬度と高い透明度を有するコーティング層を備えているため、擦り傷と虹色の発生を防止し、良好な外観を維持することが可能となる。
なお、上述した表面処理ステンレス材１は、キッチン天板の他、洗面台や浴室の壁面等に対しても用いることができ、これらに用いた場合でも、同様の効果を奏することができる。
１ 表面処理ステンレス材
２ ステンレス層
３ 第１層
４ 第２層
２ ステンレス層
３ 第１層
４ 第２層
Claims (5)
- ステンレス層の表面にコーティング層が形成された表面処理ステンレス材であって、前記コーティング層は、
前記ステンレス層の表面に形成されたＳｉを含む第１層と、
前記第１層の表面に形成された、ＳｉをＳｉＯ2換算で１〜２０質量部の割合で含む水溶液を塗布して形成される第２層と、
により構成され、膜厚が０．６８μｍ以上１．１０μｍ以下であることを特徴とする表面処理ステンレス材。 - 前記ステンレス層にエンボス加工が施されていることを特徴とする請求項１記載の表面処理ステンレス材。
- 前記第２層の塗布は、前記水溶液の粒子径が９５ｎｍ以下になるよう行われていることを特徴とする請求項１又は２記載の表面処理ステンレス材。
- 前記第１層と前記第２層が形成された前記表面処理ステンレス材は、２００度以上の加熱処理されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の表面処理ステンレス材。
- 請求項１乃至４の何れか１項記載の表面処理ステンレス材を加工して得られるキッチン天板。
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