JP6087259B2 - Surface-treated stainless steel and kitchen top plate - Google Patents
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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。 The present invention relates to a surface-treated stainless steel material that can prevent generation of fine scratches while having high transparency and excellent hydrophilicity, and a kitchen top plate using the same.
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。 Conventionally, stainless steel materials used around water, particularly in kitchens, are susceptible to contamination due to water droplets, and thus a technique for making such stainless materials less likely to adhere to dirt or easy to remove has been demanded.
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。
As an example of such a technique,
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。 By the way, when using the above-mentioned surface-treated stainless steel as a kitchen top plate, water, seasonings, and the like are attached in the course of cooking, and the work of wiping it off with a cloth or the like occurs. Moreover, since it adheres as dirt depending on the part to which they adhered, the operation | work removed by rubbing using a wipe, a stainless steel scrub, etc. may also generate | occur | produce. By repeating such work, many fine scratches are generated on the surface of the kitchen top plate.
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。 Moreover, since the kitchen top plate is a place that is easily caught by the user of the kitchen, the scratches thus generated are conspicuous and cause the appearance of the kitchen top plate to be damaged.
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。 On the other hand, in the sink, even if water or seasoning adheres, it can be washed away with running water, and since it is a place where water always flows, a phenomenon such as sticking of dirt hardly occurs in the first place. The ability to withstand fine scratches is essential for kitchen tops.
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。 In order to prevent the occurrence of such scratches, it is conceivable to use various coatings. In this case, if the coating is not transparent, the design properties of the stainless steel will be impaired. Therefore, it is necessary to use a coating with high transparency. is there.
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。 Therefore, the present invention has been devised in view of the above-described problems, and is provided with a coating layer having high hardness and transparency, while maintaining a good appearance even when used for a kitchen top plate. It is an object of the present invention to provide a surface-treated stainless steel material that can effectively prevent the generation of scratches and a kitchen top plate using the same.
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。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor is provided with a coating layer having high hardness and transparency, so that it is possible to effectively generate scratches while maintaining a good appearance even when used for a kitchen top plate. Invented a surface-treated stainless steel that can be prevented and a kitchen top plate using the same.
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とＺｒとを含む第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することにより、表面にＯＨ基を生成するための第２層と、により構成され、第１層及び第２層におけるＳｉＯ 2 ／ＺｒＯ 2 が８．４９以上１２．８９以下であり、膜厚が０．６８μｍ以上１．１０μｍ以下であることを特徴とする。 The surface-treated stainless steel material according to the first invention is a surface-treated stainless steel material having a coating layer formed on the surface of the stainless steel layer, and the coating layer includes Si and Zr formed on the surface of the stainless steel layer. A first layer and a second layer for generating OH groups on the surface by applying an aqueous solution formed on the surface of the first layer and containing Si in an amount of 1 to 20 parts by mass in terms of SiO 2 The SiO 2 / ZrO 2 in the first layer and the second layer is 8.49 to 12.89, and the film thickness is 0.68 μm to 1.10 μm.
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、前記第２層はさらにＬｉ及びＮａを含むことを特徴とする。 The surface-treated stainless steel material according to the second invention is the surface-treated stainless steel material according to the first invention, wherein the second layer further contains Li and Na .
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。 According to the present invention having the above-described configuration, by using a surface-treated stainless steel material having a coating layer having high hardness and transparency, generation of scratches while maintaining a good appearance even when used for a kitchen top plate. Can be effectively prevented.
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。
Hereinafter, the surface-treated stainless steel material as an embodiment of the present invention will be described in detail. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a surface-treated
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。
The surface-treated
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。
The
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。
By embossing or the like on the surface of the
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。
The
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。
The
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。
Such an aqueous solution contains any of orthosilicic acid and its condensed acid, and silicon dioxide (SiO 2 ) and its hydrate. Further, ZrO 2, TiO 2, Al 2
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。
As described above, the alkaline aqueous solution contains 1 to 20 parts by mass of Si in terms of SiO 2 . Thereby, an OH group is generated on the surface of the
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。
Next, the manufacturing method of the surface treatment
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。
First, the surface of the
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。
Next, as the
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。
Next, after the application of the
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。
Next, as
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。 In addition, each measurement of each component of Si (SiO2 conversion), Na (NaO2 conversion), and Li (Li2O conversion) is performed in accordance with JIS K 0400-52-30 (water quality-inductively coupled plasma emission spectroscopy). It was broken.
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。
Next, after the application of the
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。
In the application of the
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。
Therefore, in the application of the
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。
Examples of the surface-treated
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。
Table 1 shows the surface-treated
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。
The film thickness (μm) is the total film thickness of the
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。 Measurement of the amount of ZrO 2 (mg / m 2 ) and the amount of SiO 2 (mg / m 2 ) was also performed by elemental analysis using SEM.
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。 The scratch property evaluation test was performed by applying a load of 3 kg to a commercially available stainless steel scourer, rubbing the surface of the surface-treated stainless steel material 100 times in a circular shape, and visually checking the surface.
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。
The surface design evaluation test was performed by confirming the surface abnormality of the surface-treated
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。
The surface smoothness evaluation test was performed by an experimenter touching the surface of the surface-treated
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。
The impact resistance evaluation test was performed by dropping a 1 kg weight from a height of 1 m onto the surface-treated
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。
As a result of the above tests, the
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。 Moreover, in the surface designability evaluation test, white turbidity of the coating layer was observed for the specimen 5.
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。
Further, in the surface smoothness evaluation test, the surface of the test specimen 5 was found to be rough.
In addition, in the impact resistance evaluation test, cracks in the coating layer were observed for the specimen 5.
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。 From the above results, if the thickness of the coating layer is in the range of 0.68 μm or more and 1.10 μm or less, the scratch resistance evaluation test, the surface design evaluation test, the surface smoothness evaluation test, and the impact resistance evaluation test It was found that good results can be obtained in all of the above.
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。
Based on this result and the results of further tests, the amount of SiO 2 (mg / m 2 ) contained in the coating layer having the above film thickness is in the range of 1000
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。
Moreover, the contact angle of the coating layer of the surface-treated
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。
According to the surface-treated
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。
In addition, the surface-treated
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
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記ステンレス層の表面に形成されたＳｉとＺｒとを含む第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することにより、表面にＯＨ基を生成するための第２層と、
により構成され、第１層及び第２層におけるＳｉＯ 2 ／ＺｒＯ 2 が８．４９以上１２．８９以下であり、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。 A surface-treated stainless steel material in which a coating layer is formed on the surface of the stainless steel layer,
A first layer containing Si and Zr formed on the surface of the stainless steel layer;
A second layer for generating OH groups on the surface by applying an aqueous solution formed on the surface of the first layer and containing Si in an amount of 1 to 20 parts by mass in terms of SiO 2 ;
Surface treated stainless steel characterized in that SiO 2 / ZrO 2 in the first layer and the second layer is 8.49 to 12.89 and the film thickness is 0.68 μm to 1.10 μm Wood.
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