JP4427637B2 - 抗菌・防カビ性に優れた滑り機能を有する金属板 - Google Patents
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Description
そこで、これら問題点を解消することを目的として、多数のローラーを並列して回転自在に架設した商品陳列棚(例えば、特許文献1)が知られている。
しかしながら、商品の大きさや、形状に応じて、ローラーの径を調整しないと、ローラー間に商品の引っ掛かり等が生じたり、移動がスムーズにいかず、メンテナンスも必要であり、コスト高となる問題点があった。また、ローラー間に細菌やカビ類が繁殖しやすく、安全・衛生上問題があり、更に、冷蔵の商品陳列棚に適用した場合、ローラー間に結露による氷や、ホコリが固着しやすく、ローラーの回転に支障をきたすことがしばしば生じる問題点があった。
しかしながら、この方法では、初期の滑り性に優れるものの、その上に載せられる物体と広く面接触して滑るため、抵抗が大きくなり、そのため、塗膜が摩耗しやすく、金属板の滑り性を長期間維持することが困難である問題点があった。また、細菌やカビ類の繁殖を抑制する等の安全・衛生に対する配慮が全くなされていなかった。
そのため、棚等に適用した場合に、簡便で、物体の大きさや、形状、質量にかかわらず、前述の問題点を解消し、長期間にわたる滑り性に優れ、かつ抗菌・防カビ性に優れた金属板が望まれていた。
即ち、本発明は、エンボス加工により表面に複数の凸部を形成した金属板表面に、フッ素樹脂粉末及び抗菌・防カビ剤を含有する塗膜を形成したものである。
本発明で使用する金属板としては、例えば、冷延鋼板や、熱延鋼板、炭素鋼板、亜鉛メッキ等のメッキ処理を施した鋼板、ステンレス板、アルミニウム板等の各種金属平板が、特に制限なく利用できる。
これら金属板は、必要に応じて、水洗や、湯洗、酸洗、アルカリ脱脂、研磨、クロメート処理もしくはリン酸亜鉛処理等の前処理を施したもの、後述する潤滑性塗膜との密着性や、金属板の耐食性等を改良するために、例えば、ポリエステル樹脂系や、エポキシ樹脂系等のプライマーを施したもの、あるいは、これら前処理とプライマーの両方を施したものであってもよい。なお、これらは、後述する金属板のエンボス加工前後のいずれの段階で施してもよい。
代表的な塗料の構成は、バインダー樹脂(重合により樹脂を形成するオリゴマーを含む。)と潤滑剤としてのフッ素樹脂粉末と抗菌・防カビ剤とを必須成分とし、必要に応じて、更に、バインダー樹脂を溶解、もしくは、安定に分散するための溶媒、顔料、その他各種添加剤などの成分を配合したものから構成される。
前記バインダー樹脂としては、例えば、フッ素樹脂や、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、あるいは、これらのシリコーン変性樹脂等の通常塗料用として使用されている各種有機系バインダーが好適に挙げられる。これらバインダー樹脂は、2種以上の混合物であってもよく、必要に応じて、これら樹脂は、ポリイソシアネートや、メラミン樹脂等の架橋剤や硬化促進剤と併用して使用してもよい。また、バインダー樹脂として、オルガノポリシロキサン等の無機系バインダーも使用可能である。
フッ素樹脂粉末としては、例えば、テトラフルオロエチレン樹脂粉末や、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合樹脂粉末、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合樹脂粉末、ポリフッ化ビニル樹脂粉末、ポリフッ化ビニリデン樹脂粉末、トリフッ化塩化エチレン樹脂粉末等が代表的なものとして挙げられる。特に、本発明においては、滑り性に優れ、かつ、無色透明で、変色しにくいテトラフルオロエチレン樹脂粉末が好ましい。
なお、潤滑剤として、ポリエチレンワックスや、シリコンビーズ、グラファイト、二硫化モリブデン等も広く知られているが、滑り性付与効果が、フッ素樹脂粉末、特に、テトラフルオロエチレン樹脂粉末ほど顕著でなく、また、これらの潤滑剤は、着色しているため、これら潤滑剤を配合した塗料を塗装した場合、潤滑性塗膜としての透明性が悪くなる。
前記抗菌・防カビ剤は、形成される塗膜に抗菌・防カビ性を付与するために、必須成分として配合するものである。
抗菌・防カビ剤としては、後述する溶媒や塗膜を硬化させる際の加熱温度等の影響で変質、分解、あるいは揮発せず、抗菌・防カビ効果が持続し、かつ人体に対して安全であれば、従来から公知の各種有機系、無機系の抗菌・防カビ剤が使用可能である。
また、無機系抗菌・防カビ剤としては、例えば、銀リン酸ジルコニウム、銀ゼオライト、銀ヒドロキシアパタイト、銀シリカアルミナ、銀リン酸塩セラミックス等が代表的なものとして挙げられ、その他、銅や亜鉛などの抗菌性を有する金属を無機イオン交換体や多孔質体に担持した金属置換物等も使用可能である。
なお、これら抗菌・防カビ剤は、予め高濃度の分散ペーストを作り、それを塗料に添加するか、あるいは、塗料製造時に直接添加してもよい。
本発明の潤滑性塗膜を形成するための塗料に使用される顔料は、潤滑性塗膜を着色して、美観を付与したり、膜厚を付与したり、塗装作業性を良くするために、必要に応じて配合するものである。
潤滑性塗膜を形成するための塗料に任意に使用される各種添加剤としては、例えば、顔料分散剤や、沈降防止剤、消泡剤、レベリング剤、紫外線吸収剤など、通常塗料用として使用されている各種添加剤が好適に挙げられる。
なお、バインダー樹脂が、前記範囲より少ないと、形成される潤滑性塗膜の耐摩耗性等の物理的強度が低下する傾向にある。
また、フッ素樹脂粉末が、前記範囲より少ないと、滑り性が低下する傾向にあり、逆に多量に含有しても滑り性の向上効果が飽和してしまい、経済的でなくなる。
また、溶媒は、バインダー樹脂が、常温で液状である場合や、粉体塗料の場合には、配合する必要はないが、水系塗料や、有機溶剤系塗料の場合には、塗装作業性を良くするため、通常、塗料固形分は、20〜60質量%になるような量が適当であるが、塗装手段に応じて任意にその配合量を決定すればよい。
本発明で使用する潤滑性塗膜を形成する塗料は、以上説明した構成からなるものであるが、得られる潤滑性塗膜の動的摩擦係数は、エンボス加工する前の平滑な金属板に適用した場合において、0.01〜0.10になるものが適当である。なお、動的摩擦係数は、ASTM D1894−93(Standard Test Method for Static and Kinetic Coefficients of Friction of Plastic Film and Sheeting)に規定される方法に準拠し、測定された値である。
本発明の滑り機能を有する金属板は、金属板表面をエンボス加工により複数の凸部を形成し、かつ、得られた凹凸表面を有する金属板表面に前述の塗料を塗装して、潤滑性塗膜を形成し、それらの相乗効果により、優れた滑り性を発現するのである。
金属板のエンボス加工は、例えば、ロール圧延処理や、プレス処理により行うことができる。金属板表面全体における安定な滑り性の観点から、エンボス加工により形成される凸部形状は、金属板表面全体にわたって均一に形成されることが好ましい。
エンボス加工により金属板表面に凸部を形成することにより、凸部上において、支持される物体と部分的な接触が生じ、金属板と物体との二面間に作用する摩擦力が減少し、その結果、摩擦抵抗が下がり、滑り性効果が向上するとともに、摩擦によって生じる摩耗粉が、両面の滑り面上から凸部間に形成される凹部空間に逃げること、更に滑り面上に堆積する微小チリが凹部空間に落下することにより、長期間にわたり一定の摩擦抵抗を保つことが可能となり滑り性を維持できる。
凸部の頂部は、平坦部とすることが望ましい。また、規則的に形成された複数の凸部を有する金属板上において、平坦部は、実質的に同一高さであることが好ましい。また、凸部の平坦部の総面積は、金属板全表面積の5〜50%、好ましくは、15〜40%占める程度が好ましい。このような平坦部とすることにより、滑り性の向上だけでなく、滑り性の耐久性を兼ね備える効果がある。
即ち、凸部を、例えば、半球状とする等により平坦部を設けない、もしくは、平坦部の面積を少なくすると、凸部の頂部と移動させる物体とが点接触となり、潤滑性塗膜の摩耗が早まり、滑り性効果の持続性が低下する傾向にある。
なお、必要に応じて施す前処理とプライマー塗装は、金属板をエンボス加工する前であっても、その後であってもよい。
このように金属板表面をエンボス加工して、該表面に凹凸部を形成した後、その表面に、カーテンフローコーターや、ロールコーター、エアスプレー塗装機、静電塗装機、浸漬塗装機等の塗装機にて、前述の潤滑性塗膜を形成する塗料を塗装する。塗装後、使用した塗料が、焼付硬化型塗料の場合には、熱風炉や、誘導加熱炉、赤外線炉等にて塗膜を焼付硬化させ、自然乾燥型塗料の場合には、常温放置により自然乾燥、もしくは、100℃以下の温度にて強制乾燥させる。また、活性エネルギー線硬化型塗料の場合には、活性エネルギー線照射炉にて硬化させる。
本発明の金属板は、前述の通り、棚として好適に利用可能であるが、その他、建築内装材や、屋根材等にも利用可能である。
棚として利用する場合には、棚に載せた商品などの物体を持ち上げて移動させなくとも済み、手で滑らせて移動させる場合には、棚となる本発明の金属板を水平に取り付けるのが適当である。また、最前列にある物体の一部が取り除かれると、その位置にある後列の物体が、重力により滑り落ちる方式で、前記取り除かれ物体の後を補充させたい場合には、本発明の金属板を、例えば、3〜10度程度に傾斜を持たせて取り付けるのが適当である。
以下、本発明を実施例により、更に詳細に説明する。なお、実施例中、「部」、「%」は、特に断らない限り、質量基準で示す。
参考例:プライマーa
以下の成分からなる組成物を、分散混合し、グレー色のプライマーaを調製した。
エポキシ樹脂溶液注1) 40.0部
酸化チタン 24.0部
カーボンブラック 0.5部
カオリンクレー 4.0部
メラミン樹脂溶液注2) 7.0部
分散剤 1.5部
紫外線吸収剤 1.0部
有機溶剤注3) 22.0部
注1)三井化学社製「エポキー813」、固形分45%
注2)三井化学社製「ユーバン2028」、固形分75%
注3)キシレン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、
プロピレングリコールモノメチルエーテルの混合溶剤
以下の成分からなる組成物を、分散混合し、潤滑性塗膜形成用の塗料Aを調製した。
アクリル樹脂溶液注4) 36.8部
テトラフルオロエチレン樹脂粉末注5) 23.7部
メラミン樹脂溶液注2) 10.0部
分散剤 1.5部
紫外線吸収剤 1.0部
有機溶剤注6) 27.0部
注4)日立化成工業社製「ヒタロイド2400A」、固形分50%
注5)潤滑剤、平均粒径1.5μm
注6)キシレン、エチレングリコールモノブチルエーテルの混合溶剤
塗料Aの硬化塗膜の動的摩擦係数は、0.062である。なお、動的摩擦係数の測定は、以下の方法により測定した。
また、塗料Aの硬化塗膜の抗菌・防カビ性は、表1、表2の通りである。なお、抗菌・防カビ性試験は、以下の方法により行った。
平滑な冷延鋼板表面に塗料を、硬化膜厚が25μmになるように塗装し、150℃、20分間焼付て硬化塗膜形成した。次いで、130℃、4時間加熱し、塗膜中の残存ホルムアルデヒドを完全に除去し、更に、塗膜表面をエタノールで払拭し、40℃、24時間乾燥させ、試験板とした。
アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)、ペニシリウム・フニクロサム(Penicillium funiculosum)、クラドスポリウム・クルドスポリオイデス(Cladosporium cldosporioides)、ジオクラディウム・ヴィレンス(Giocladium virens)、オウレオバシディウム・プルランス(Aureobasidium pullulans)からなる混合菌を試験板表面に接種し、菌種の発育状況を1週間毎に4週間観察した。
0:試験板の接種した部分に菌糸の発育認められず。
1:試験板の接種した部分に認められる菌糸の発育部分の面積が全面積の1/3未満。
2:試験板の接種した部分に認められる菌糸の発育部分の面積が全面積の1/3以上。
(ii)抗菌性試験(JIS Z2801)
黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus subsp. aureus NBRC12732)及び大腸菌(Escherichia coli NBRC3972)を試験板表面に接種し、24時間後の生残菌数を測定した。
上記アクリル樹脂溶液に銀リン酸塩ガラス系抗菌・防カビ剤(商品名 イオンピュアーHb:石塚硝子社製)を10%濃度になるよう配合し、予め分散したペーストを作成した。該ペーストを、抗菌・防カビ剤濃度が、上記塗料Aに、固形分換算で1%になるように配合し、均一に混合し、塗料Bを調製した。
塗料Bの硬化塗膜の動的摩擦係数は、0.060である。
また、塗料Bの硬化塗膜の抗菌・防カビ性は、表1、表2の通りである。
上記アクリル樹脂溶液に有機窒素硫黄系抗菌・防カビ剤(商品名 スラオフ188S:日本エンバイロケミカルズ社製)を10%濃度になるよう配合し、予め分散したペーストを作成した。該ペーストを、抗菌・防カビ剤濃度が、上記塗料Aに、固形分換算で1%になるように配合し、均一に混合し、塗料Cを調製した。
塗料Cの硬化塗膜の動的摩擦係数は、0.061である。
また、塗料Cの硬化塗膜の抗菌・防カビ性は、表1、表2の通りである。
以下の成分からなる組成物を、分散混合し、潤滑性塗膜形成用の塗料Dを調製した。
アクリル樹脂溶液注4) 44.8部
テトラフルオロエチレン樹脂粉末注5) 10.7部
メラミン樹脂溶液注2) 12.5部
分散剤 1.0部
紫外線吸収剤 1.0部
有機溶剤注6) 30.0部
塗料Dの硬化塗膜の動的摩擦係数は、0.086である。
また、塗料Dの硬化塗膜の抗菌・防カビ性は、表1、表2の通りである。
上記アクリル樹脂溶液に銀リン酸塩ガラス系抗菌・防カビ剤(商品名 イオンピュアーHb:石塚硝子社製)を10%濃度になるよう配合し、予め分散したペーストを作成した。該ペーストを、抗菌・防カビ剤濃度が、上記塗料Dに、固形分換算で1%になるように配合し、均一に混合し、塗料Eを調製した。
塗料Eの硬化塗膜の動的摩擦係数は、0.086である。
また、塗料Eの硬化塗膜の抗菌・防カビ性は、表1、表2の通りである。
上記アクリル樹脂溶液に有機窒素硫黄系抗菌・防カビ剤(商品名 スラオフ188S:日本エンバイロケミカルズ社製)を10%濃度になるよう配合し、予め分散したペーストを作成した。該ペーストを、抗菌・防カビ剤濃度が、上記塗料Dに、固形分換算で1%になるように配合し、均一に混合し、塗料Fを調製した。
塗料Fの硬化塗膜の動的摩擦係数は、0.086である。
また、塗料Fの硬化塗膜の抗菌・防カビ性は、表1、表2の通りである。
以下の成分からなる組成物を、分散混合し、潤滑剤を含有しない塗料Gを調製した。
アクリル樹脂溶液注4) 49.0部
テトラフルオロエチレン樹脂粉末注5) −
メラミン樹脂溶液注2) 13.6部
分散剤 −
紫外線吸収剤 1.0部
有機溶剤注6) 36.4部
塗料Gの硬化塗膜の動的摩擦係数は、0.27である。
また、塗料Gの硬化塗膜の抗菌・防カビ性は、表1、表2の通りである。
上記アクリル樹脂溶液に銀リン酸塩ガラス系抗菌・防カビ剤(商品名 イオンピュアーHb:石塚硝子社製)を10%濃度になるよう配合し、予め分散したペーストを作成した。該ペーストを、抗菌・防カビ剤濃度が、上記塗料Gに、固形分換算で1%になるように配合し、均一に混合し、塗料Hを調製した。
塗料Hの硬化塗膜の動的摩擦係数は、0.27である。
また、塗料Hの硬化塗膜の抗菌・防カビ性は、表1、表2の通りである。
上記アクリル樹脂溶液に有機窒素硫黄系抗菌・防カビ剤(商品名 スラオフ188S:日本エンバイロケミカルズ社製)を10%濃度になるよう配合し、予め分散したペーストを作成した。該ペーストを、抗菌・防カビ剤濃度が、上記塗料Gに、固形分換算で1%になるように配合し、均一に混合し、塗料Iを調製した。
塗料Iの硬化塗膜の動的摩擦係数は、0.27である。
また、塗料Iの硬化塗膜の抗菌・防カビ性は、表1、表2の通りである。
板厚0.8mmの冷延鋼板(SPCC)を上下のロール型に挟み込むことによりエンボス加工を施した。エンボスは楕円形で、凸部の高さは350μm、長径長さは8.3mm、短径長さは3.5mmとした。エンボス加工による凸部のピッチは長径直線方向に13.5mm毎とし、隣接する列を長径方向を6.75mm、短径方向を3.25mmずらした。平面全体の面積に占めるエンボスの凸部頂点の楕円形の平坦部の面積の割合は20%である。その条件で加工されたエンボス鋼板から、楕円長径方向に300mm、短径方向に100mm寸法の切板である金属板Iを作成した。
エンボス加工しない以外は、金属板Iと同様の、平滑な金属板IIを使用した。
実施例1
凹凸状にエンボス加工した金属板Iの表面に、プライマーaを、エアスプレー塗装し、150℃で、25分間焼付け、硬化膜厚25μmのプライマー層を形成した。次いで、塗料Bを、エアスプレー塗装し、150℃で、25分間焼付け、硬化膜厚30μmの潤滑性塗膜を形成した。
塗料Bの代わりに、塗料Cを使用する以外は、実施例1と同様にして、プライマー層及び潤滑性塗膜を形成した。
塗料Bの代わりに、塗料Aを使用する以外は、実施例1と同様にして、プライマー層及び潤滑性塗膜を形成した。
塗料Bの代わりに、塗料Gを使用する以外は、実施例1と同様にして、プライマー層及び塗膜を形成した。
塗料Bの代わりに、塗料Hを使用する以外は、実施例1と同様にして、プライマー層及び潤滑性塗膜を形成した。
塗料Bの代わりに、塗料Iを使用する以外は、実施例1と同様にして、プライマー層及び潤滑性塗膜を形成した。
金属板Iの代わりに、エンボス加工していない金属板IIを使用する以外は、実施例1と同様にして、プライマー層及び塗膜を形成した。
実施例1と同様にして、金属板Iの表面に、プライマー層を形成した後、塗料Eをエアスプレー塗装し、150℃で、25分間焼付け、25μmの潤滑性塗膜を形成した。
塗料Eの代わりに、塗料Fを使用する以外は、実施例3と同様にして、プライマー層及び潤滑性塗膜を形成した。
塗料Eの代わりに、塗料Dを使用する以外は、実施例3と同様にして、プライマー層及び塗膜を形成した。
得られた実施例1〜4、比較例1〜6の塗装された金属板及び無塗装の金属板Iにつき、滑り性を評価するため、以下の2つの方法により試験を行なった。
手動式ダイヤルにより傾斜角度を調整できる傾斜角度設定機の台を水平にして、実施例1〜実施例4、比較例1〜比較例6、金属板Iの11種類の板を1枚づつセットし、その板上に、190gスチール缶、340gスチール缶、280mlペットボトル、500mlペットボトルの4種類の容器を順次載せ、傾斜角度設定機に衝撃を与えないように手でダイヤルを回し、前記板の傾斜角度を徐々に増加させ、容器が板上を滑り出した時の角度を、新潟精機製デジタル傾斜測定計(DP−50)にて測定した。
測定は同じ板と容器の組合せで3回行ない、3回の平均値を滑り角度とした。
エアーシリンダーにより台の傾斜角度を、水平と7度との間で衝撃を与えることなくゆっくりと繰り返して調整できる試験機を準備し、その試験機の台上に、実施例1〜4、比較例1〜6、金属板Iの11種類の板を1枚づつセットし、その板上に、190gスチール缶、340gスチール缶、280mlペットボトル、500mlペットボトルの4種類の容器を順次載せ、板上を容器が上から下まで停止することなく滑り降りる回数を測定した。
容器は1000回繰り返し毎に新しいものに交換した。
試験結果は、初期滑り試験については表3に、滑り繰り返し試験については表4に示した。なお、表4中の「○」は、容器が、板上を上から下まで停止することなく滑り降りたもの、「×」は、容器が、板上を上から下まで滑り降りないで、途中で停止したことを意味する。
一方、抗菌・防カビ剤を配合していない塗料A、塗料D、塗料Gを塗装して形成された塗膜は、いずれも抗菌・防カビ性が劣っていた。また、フッ素樹脂粉末を配合していない塗料G、塗料H、塗料Iを塗装した比較例2〜4、エンボス加工していない金属板IIを使用した比較例5、無塗装の金属板Iを使用したものは、いずれも滑り性が劣っていた。
Claims (4)
- 商品陳列棚に使用される、エンボス加工により表面に複数の凸部が形成された金属板表面に、フッ素樹脂粉末及び抗菌・防カビ剤を含有する塗膜を形成したことを特徴とする、抗菌・防カビ性に優れた滑り機能を有する金属板。
- 前記フッ素樹脂粉末が、平均粒径0.1〜30μmのテトラフルオロエチレン樹脂粉末であり、且つ該粉末を塗膜中1〜60質量%含有する、請求項1に記載の金属板。
- 前記塗膜の膜厚が、5〜200μmであり、前記金属板表面に形成された凸部の高さが、100〜1200μmである、請求項1又は請求項2に記載の金属板。
- 前記凸部が、前記金属板表面上で、規則的に配置され、かつ該凸部の各頂部に、平坦部が形成され、該平坦部が、以下の条件を満たす、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の金属板。
(1)該平坦部が、実質的に同一高さである。
(2)該平坦部の総面積が、金属板表面の5〜50%である。
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