JP3150427B2 - 耐光・耐食性ステンレス鋼材 - Google Patents
耐光・耐食性ステンレス鋼材Info
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- JP3150427B2 JP3150427B2 JP17093392A JP17093392A JP3150427B2 JP 3150427 B2 JP3150427 B2 JP 3150427B2 JP 17093392 A JP17093392 A JP 17093392A JP 17093392 A JP17093392 A JP 17093392A JP 3150427 B2 JP3150427 B2 JP 3150427B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐光・耐食性ステンレ
ス鋼材に関し、特にステンレス鋼材の表面にＴｉ酸化物
皮膜を形成させたものであって、該鋼材表面への光の照
射条件下において、ステンレス鋼の耐食性が飛躍的に向
上する表面処理ステンレス鋼材に関するものである。本
発明の耐光・耐食性ステンレス鋼材は、建築材料及び構
築材料としてきわめて有用なものである。
ス鋼材に関し、特にステンレス鋼材の表面にＴｉ酸化物
皮膜を形成させたものであって、該鋼材表面への光の照
射条件下において、ステンレス鋼の耐食性が飛躍的に向
上する表面処理ステンレス鋼材に関するものである。本
発明の耐光・耐食性ステンレス鋼材は、建築材料及び構
築材料としてきわめて有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】一般にステンレス鋼材は日光又は紫外線
の照射下において、腐食条件下又は発錆条件下にさらさ
れると、腐食、又は発錆がおこり易いという問題点を有
してる。
の照射下において、腐食条件下又は発錆条件下にさらさ
れると、腐食、又は発錆がおこり易いという問題点を有
してる。
【０００３】ステンレス鋼材の上記問題点を解決するた
めに、例えば、外部電源、または犠牲陽極による陰極防
食、および塗装などを施すことが知られているが、未だ
満足できる結果は得られていない。
めに、例えば、外部電源、または犠牲陽極による陰極防
食、および塗装などを施すことが知られているが、未だ
満足できる結果は得られていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ステンレス
鋼の上記欠点を解消し、光の照射下においても、すぐれ
た耐食性を示す、耐光・耐食性ステンレス鋼材を提供し
ようとするものである。
鋼の上記欠点を解消し、光の照射下においても、すぐれ
た耐食性を示す、耐光・耐食性ステンレス鋼材を提供し
ようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、光照射下
におけるステンレス鋼の耐食性に及ぼす各種被覆層の効
果を検討し、その結果、表面にＴｉＯ2 皮膜を形成させ
たステンレス鋼材は、該鋼材表面への光の照射時におい
て、その耐食性が飛躍的に向上することを見い出し本発
明で完成させた。
におけるステンレス鋼の耐食性に及ぼす各種被覆層の効
果を検討し、その結果、表面にＴｉＯ2 皮膜を形成させ
たステンレス鋼材は、該鋼材表面への光の照射時におい
て、その耐食性が飛躍的に向上することを見い出し本発
明で完成させた。
【０００６】すなわち、本発明の耐光・耐食性ステンレ
ス鋼材は、ステンレス鋼からなる基材と、その表面にＰ
ＶＤ法、ＣＶＤ法、ＴｉＯ2粉末含有樹脂液の塗布乾燥
法、又はゾル−ゲル法により形成され、かつチタン金属
重量に換算して１mg／ｍ2〜１０ｇ／ｍ2のチタン酸化物
を含有する皮膜層とを有することを特徴とするものであ
る。
ス鋼材は、ステンレス鋼からなる基材と、その表面にＰ
ＶＤ法、ＣＶＤ法、ＴｉＯ2粉末含有樹脂液の塗布乾燥
法、又はゾル−ゲル法により形成され、かつチタン金属
重量に換算して１mg／ｍ2〜１０ｇ／ｍ2のチタン酸化物
を含有する皮膜層とを有することを特徴とするものであ
る。
【０００７】
【作用】本発明に使用されるステンレス鋼材としては、
ＳＵＳ４３０、およびＳＵＳ３０４等をあげることがで
きるが、これらの材料に特定されるものではない。ま
た、スパッターやゾル−ゲル法で成膜されたＴｉ酸化物
皮膜の組成は不明であって、一般にはＴｉＯx で表わさ
れているが、Ｔｉ酸化物の主たる化合物は、ＴｉＯ 2 等
である。
ＳＵＳ４３０、およびＳＵＳ３０４等をあげることがで
きるが、これらの材料に特定されるものではない。ま
た、スパッターやゾル−ゲル法で成膜されたＴｉ酸化物
皮膜の組成は不明であって、一般にはＴｉＯx で表わさ
れているが、Ｔｉ酸化物の主たる化合物は、ＴｉＯ 2 等
である。
【０００８】ステンレス鋼材表面にＴｉ酸化物皮膜を形
成させる方法については、特に限定はないが、例えばＰ
ＶＤ法（物理蒸着法）やＣＶＤ法（化学蒸着法）等をあ
げることができる。またＴｉ酸化物被覆層を形成する方
法としては、ＴｉＯ2の粉末を含有する樹脂液をステン
レス鋼表面に塗布して乾燥皮膜を形成させる方法、ゾル
−ゲル法によりＴｉ酸化物を含有する無機皮膜を形成さ
せる方法等を用いることができる。
成させる方法については、特に限定はないが、例えばＰ
ＶＤ法（物理蒸着法）やＣＶＤ法（化学蒸着法）等をあ
げることができる。またＴｉ酸化物被覆層を形成する方
法としては、ＴｉＯ2の粉末を含有する樹脂液をステン
レス鋼表面に塗布して乾燥皮膜を形成させる方法、ゾル
−ゲル法によりＴｉ酸化物を含有する無機皮膜を形成さ
せる方法等を用いることができる。
【０００９】本発明のステンレス鋼材における光照射時
の耐食性向上の作用機構は、Ｔｉ酸化物のｎ型半導体電
極としての光電気化学的性質を利用したものである。発
明者らは、縦５cm、横５cm、厚さ０．１cmのＳＵＳ３０
４ステンレス鋼材を高周波スパッタ（２００Ｗ）によ
り、約０．２μｍエッチングした後、その表面上に直流
マグネトロンスパッタリング方法（日本真空技術（株）
製のロードロック式スパッタ装置）によりＴｉ酸化物を
成膜し得られた試片を１０-3％ＮａＣｌ水溶液中に浸漬
し、これに強度５００００ルクスのキセノンランプ光を
照射すると、ステンレス鋼の浸漬電位が、およそ３００
ｍＶだけ卑側へシフトすることを実験的に確認した。
の耐食性向上の作用機構は、Ｔｉ酸化物のｎ型半導体電
極としての光電気化学的性質を利用したものである。発
明者らは、縦５cm、横５cm、厚さ０．１cmのＳＵＳ３０
４ステンレス鋼材を高周波スパッタ（２００Ｗ）によ
り、約０．２μｍエッチングした後、その表面上に直流
マグネトロンスパッタリング方法（日本真空技術（株）
製のロードロック式スパッタ装置）によりＴｉ酸化物を
成膜し得られた試片を１０-3％ＮａＣｌ水溶液中に浸漬
し、これに強度５００００ルクスのキセノンランプ光を
照射すると、ステンレス鋼の浸漬電位が、およそ３００
ｍＶだけ卑側へシフトすることを実験的に確認した。
【００１０】このようなＴｉ酸化物の光電気化学的性質
により、ステンレス鋼基材がカソードとしてはたらき、
その上のＴｉ酸化物（例えばＴｉＯ2)皮膜がアノードと
してはたらき、それによってステンレス鋼基材をカソー
ド防食することが可能になり、従って耐食性を向上させ
ることができる。さらに、この際のアノード防食反応と
は、Ｔｉ酸化物皮膜表面で起こる下記水の電気分解反
応： ２Ｈ2 Ｏ→Ｏ2 ＋４Ｈ+ ＋４ｅ- であるから、カソード防食のためにＴｉ酸化物皮膜が消
費されることは全くなく、従って劣化することもない。
従って光照射下における本発明による防食効果は半永久
的に持続する。
により、ステンレス鋼基材がカソードとしてはたらき、
その上のＴｉ酸化物（例えばＴｉＯ2)皮膜がアノードと
してはたらき、それによってステンレス鋼基材をカソー
ド防食することが可能になり、従って耐食性を向上させ
ることができる。さらに、この際のアノード防食反応と
は、Ｔｉ酸化物皮膜表面で起こる下記水の電気分解反
応： ２Ｈ2 Ｏ→Ｏ2 ＋４Ｈ+ ＋４ｅ- であるから、カソード防食のためにＴｉ酸化物皮膜が消
費されることは全くなく、従って劣化することもない。
従って光照射下における本発明による防食効果は半永久
的に持続する。
【００１１】本発明において、皮膜層に含まれるチタン
酸化物の重量は、チタン金属重量に換算して１mg／ｍ2
以上であることが必要であるが、１mg／ｍ2 〜１０ｇ／
ｍ2であることが好ましい。勿論皮膜層中のチタン酸化
物の重量が１mg／ｍ2 未満であっても、ステンレス鋼基
材に対する若干の耐光・耐食性向上効果が認められる
が、実用上十分ではない。
酸化物の重量は、チタン金属重量に換算して１mg／ｍ2
以上であることが必要であるが、１mg／ｍ2 〜１０ｇ／
ｍ2であることが好ましい。勿論皮膜層中のチタン酸化
物の重量が１mg／ｍ2 未満であっても、ステンレス鋼基
材に対する若干の耐光・耐食性向上効果が認められる
が、実用上十分ではない。
【００１２】本発明のチタン酸化物含有皮膜層は、鉄、
ステンレス鋼以外の鉄合金、銅、銅合金、銀、銀合金な
どの金属材料からなる基材に対しても、ステンレス鋼基
材の場合と同様の耐光・耐食性を与えることができる。
ステンレス鋼以外の鉄合金、銅、銅合金、銀、銀合金な
どの金属材料からなる基材に対しても、ステンレス鋼基
材の場合と同様の耐光・耐食性を与えることができる。
【００１３】
【実施例】本発明を、下記実施例により更に説明する。実施例１ 縦５cm、横５cm、厚さ０．１cmのＳＵＳ３０４ステンレ
ス綱からなる基材に、高周波スパッタ（２００Ｗ）によ
り、深さ約０．２μｍのエッチングを施した後、これに
直流マグネトロンスパッタリング方法（日本真空技術
（株）製のロードロック式スパッタ装置）により、チタ
ン金属重量に換算して５０mg／ｍ2 のチタン酸化物皮膜
層を被覆した。この試片表面に５００００ルクスの強度
のキセノンランプ光を照射しつつ、これを８０００時間
の塩水噴霧試験（ＪＩＳＺ２３７１）に供し、その外観
を観察して腐食状況を評価した。試験結果を表１に示
す。
ス綱からなる基材に、高周波スパッタ（２００Ｗ）によ
り、深さ約０．２μｍのエッチングを施した後、これに
直流マグネトロンスパッタリング方法（日本真空技術
（株）製のロードロック式スパッタ装置）により、チタ
ン金属重量に換算して５０mg／ｍ2 のチタン酸化物皮膜
層を被覆した。この試片表面に５００００ルクスの強度
のキセノンランプ光を照射しつつ、これを８０００時間
の塩水噴霧試験（ＪＩＳＺ２３７１）に供し、その外観
を観察して腐食状況を評価した。試験結果を表１に示
す。
【００１４】実施例２ 縦５cm、横５cm、厚さ０．１cmのＳＵＳ４３０ステンレ
ス鋼からなる基材の表面に、日本金属学会報、第２８
巻、第３号、ｐ１７６に開示されたゾル−ゲル法によ
り、チタン酸化物からなる皮膜層を、約３０mg／ｍ2 の
被覆重量で形成した。この試片表面に５０００ルクスの
強度のキセノンランプ光を照射した状態で、これを８０
００時間の塩水噴霧試験（ＪＩＳＺ２３７１）に供し、
その外観を観察評価した。試験結果を表１に示す。
ス鋼からなる基材の表面に、日本金属学会報、第２８
巻、第３号、ｐ１７６に開示されたゾル−ゲル法によ
り、チタン酸化物からなる皮膜層を、約３０mg／ｍ2 の
被覆重量で形成した。この試片表面に５０００ルクスの
強度のキセノンランプ光を照射した状態で、これを８０
００時間の塩水噴霧試験（ＪＩＳＺ２３７１）に供し、
その外観を観察評価した。試験結果を表１に示す。
【００１５】実施例３ 石原産業（株）社製のＴｉＯ2 顔料（商標：タイペーク
Ｒ−５５０）８０重量部を、旭電化工業（株）社製溶剤
系エポキシ樹脂（商標：ＥＰ−８８０）２０重量部に添
加して塗料を調製した。縦５cm、横５cm、厚さ０．１cm
のＳＵＳ３０４ステンレス綱からなる基材の表面に、上
記塗料を、乾燥被覆重量が１０００mg／ｍ2 になるよう
に塗布し、室温で乾燥してチタン酸化物被覆ステンレス
鋼材を作成した。この試片の表面に、１０００００ルク
スの強度のキセノンランプ光を照射した状態で、この試
片を８０００時間の塩水噴霧試験（ＪＩＳＺ２３７１）
に供し、その外観を観察評価した。試験結果を表１に示
す。
Ｒ−５５０）８０重量部を、旭電化工業（株）社製溶剤
系エポキシ樹脂（商標：ＥＰ−８８０）２０重量部に添
加して塗料を調製した。縦５cm、横５cm、厚さ０．１cm
のＳＵＳ３０４ステンレス綱からなる基材の表面に、上
記塗料を、乾燥被覆重量が１０００mg／ｍ2 になるよう
に塗布し、室温で乾燥してチタン酸化物被覆ステンレス
鋼材を作成した。この試片の表面に、１０００００ルク
スの強度のキセノンランプ光を照射した状態で、この試
片を８０００時間の塩水噴霧試験（ＪＩＳＺ２３７１）
に供し、その外観を観察評価した。試験結果を表１に示
す。
【００１６】比較例１ サイズが７×１５cmのＳＵＳ３０４ステンレス鋼材を試
片として用い、この試片表面に、５００００ルクスの強
度のキセノンランプ光を照射した状態で、８０００時間
の塩水噴霧試験（ＪＩＳＺ２３７１）を施した。試験結
果を表１に示す。
片として用い、この試片表面に、５００００ルクスの強
度のキセノンランプ光を照射した状態で、８０００時間
の塩水噴霧試験（ＪＩＳＺ２３７１）を施した。試験結
果を表１に示す。
【００１７】比較例２ サイズが７×１５cmのＳＵＳ４３０ステンレス鋼材を試
片として用い、この試片表面に、１０００００ルクスの
強度のキセノンランプ光を照射した状態で、８０００時
間の塩水噴霧試験（ＪＩＳＺ２３７１）を施した。試験
結果を表１に示す。
片として用い、この試片表面に、１０００００ルクスの
強度のキセノンランプ光を照射した状態で、８０００時
間の塩水噴霧試験（ＪＩＳＺ２３７１）を施した。試験
結果を表１に示す。
【００１８】比較例３ 縦５cm、横５cm、厚さ０．１cmのＳＵＳ３０４ステンレ
ス鋼材に、高周波スパッタ（２００Ｗ）により、深さ約
０．２μｍのエッチングを施した後、これに直流マグネ
トロンスパッタリング方法（日本真空技術（株）製のロ
ードロック式スパッタ装置）により、チタン金属重量に
換算して０．５mg／ｍ2 のチタン酸化物層を皮覆した。
この試片表面に、５００００ルクスの強度のキセノンラ
ンプ光を照射した状態で、８０００時間の塩水噴霧試験
（ＪＩＳＺ２３７１）を施した。試験結果を表１に示
す。
ス鋼材に、高周波スパッタ（２００Ｗ）により、深さ約
０．２μｍのエッチングを施した後、これに直流マグネ
トロンスパッタリング方法（日本真空技術（株）製のロ
ードロック式スパッタ装置）により、チタン金属重量に
換算して０．５mg／ｍ2 のチタン酸化物層を皮覆した。
この試片表面に、５００００ルクスの強度のキセノンラ
ンプ光を照射した状態で、８０００時間の塩水噴霧試験
（ＪＩＳＺ２３７１）を施した。試験結果を表１に示
す。
【００１９】
【表１】
【００２０】実施例４ 実施例１と同様にして、チタン酸化物被覆ＳＵＳ３０４
ステンレス鋼材を作成した。チタン酸化物被覆層の重量
は、チタン金属重量に換算すると５０mg／ｍ2であっ
た。この試片を沖縄県名護市の海岸地帯に４年間大気暴
露試験を行い外観を観察した。試験結果を表２に示す。
ステンレス鋼材を作成した。チタン酸化物被覆層の重量
は、チタン金属重量に換算すると５０mg／ｍ2であっ
た。この試片を沖縄県名護市の海岸地帯に４年間大気暴
露試験を行い外観を観察した。試験結果を表２に示す。
【００２１】比較例４ 縦５cm、横５cm、厚さ０．１cmのＳＵＳ３０４ステンレ
ス鋼材を試片として用い、これを沖縄県名護市の海岸地
帯に４年間大気暴露試験を施した。試験結果を表２に示
す。
ス鋼材を試片として用い、これを沖縄県名護市の海岸地
帯に４年間大気暴露試験を施した。試験結果を表２に示
す。
【００２２】
【表２】
【００２３】表１および２から明らかなように、本発明
に係る実施例１，２，３および４の表面処理ステンレス
鋼材は、腐食が全く認められないか、或はわづか５％程
度の腐食であった。これに対して、比較例１，２，３，
４の場合、それぞれ３０％，４０％，１５％，８％の腐
食が認められた。従って、本発明の表面処理ステンレス
鋼材のすぐれた耐光・耐食性が確認された。
に係る実施例１，２，３および４の表面処理ステンレス
鋼材は、腐食が全く認められないか、或はわづか５％程
度の腐食であった。これに対して、比較例１，２，３，
４の場合、それぞれ３０％，４０％，１５％，８％の腐
食が認められた。従って、本発明の表面処理ステンレス
鋼材のすぐれた耐光・耐食性が確認された。
【００２４】
【発明の効果】本発明の表面処理ステンレス鋼材は、光
照射下においてすぐれた耐食性を示すものであって、光
照射下において高い耐食性が要求される用途、例えば屋
根用ステンレス鋼材に好適なものであり、このすぐれた
耐光・耐食性によりステンレス鋼材の厚さを薄くして、
その重量を軽減することが可能になり省資源の見地から
もすぐれた実用性を有するものである。
照射下においてすぐれた耐食性を示すものであって、光
照射下において高い耐食性が要求される用途、例えば屋
根用ステンレス鋼材に好適なものであり、このすぐれた
耐光・耐食性によりステンレス鋼材の厚さを薄くして、
その重量を軽減することが可能になり省資源の見地から
もすぐれた実用性を有するものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 26/00 C23C 14/08 C23C 16/00
Claims (1)
- 【請求項１】 ステンレス鋼からなる基材と、その表面
にＰＶＤ法、ＣＶＤ法、ＴｉＯ2粉末含有樹脂液の塗布
乾燥法、又は、ゾルゲル法により形成され、かつチタン
金属重量に換算して１mg／ｍ2〜１０ｇ／ｍ2のチタン酸
化物を含有する皮膜層とを有する耐光・耐食性ステンレ
ス鋼材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17093392A JP3150427B2 (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | 耐光・耐食性ステンレス鋼材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17093392A JP3150427B2 (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | 耐光・耐食性ステンレス鋼材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0610153A JPH0610153A (ja) | 1994-01-18 |
| JP3150427B2 true JP3150427B2 (ja) | 2001-03-26 |
Family
ID=15914062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17093392A Expired - Fee Related JP3150427B2 (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | 耐光・耐食性ステンレス鋼材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3150427B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5410035B2 (ja) * | 2008-05-14 | 2014-02-05 | 勝之 中野 | 光カソード防食剤および光カソード防食剤がコートされた金属材料 |
-
1992
- 1992-06-29 JP JP17093392A patent/JP3150427B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0610153A (ja) | 1994-01-18 |
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