JPH024999A - 表面被覆ステンレス鋼用素材とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は建材用を主要な用途とする表面被覆ステンレス
鋼用素材およびその製造方法に関するものである。

〈従来の技術〉 従来、建材としては普通鋼、アルミ製品が主流であった
が、近年、ステンレス製品の使用が増加している。　こ
のなかで、ステンレス鋼の塗装やメツキを施したものが
多く使われるようになってぎた。

その目的とするところは、装飾価値を高める貴金属めっ
き、意匠性を付加するＣｕメツキなどステンレス自体の
耐食性改善ではない電気メツキ技術や化学発色法を用い
たものや塗装タイプのものがあるが、いずれも表面処理
により表面を改善するものである。　これらの中で化学
発色タイプを除いたメツキおよび塗装法によるものは、
良好なメツキ層や塗膜を得るためにステンレス鋼の表面
不働態皮膜を予め除去して、素地金属との密着性を確保
する必要がある。

そこで、メツキでは、上記不働態皮膜の活性化処理にＮ
ｉストライクメツキを前処理として施すことが行われて
いる（ステンレス鋼便覧参照）。　研磨やフッ硝酸によ
り表面を粗くすることの他に、ステンレスの地肌を生か
すための透明（クリアー）塗装の場合、リン酸塩膜を生
成する方法（特公昭６２−６１６６９号）やシリカ皮膜
上にシランカップリング剤の皮膜を作る処理（特開昭６
３−７８７７号）も行われている。

〈発明が解決しようとする課題〉 上述の如く、ステンレス鋼にメツキをする場合はＮｉス
トライクメツキ、最近数多く行われるようになってきた
透明（クリアー）タイプの前処理としては種々の化学処
理を施すといった各品種にそれぞれ異なった前処理を行
っている。　Ｎｉミストラシフメツキは、均一に欠陥の
ないメツキ層を定常的に作ることが難しいことや、リン
酸塩処理等従来法では、ステンレス鋼材製造時に表面に
付着した有機系炭素化合物が完全に除去されず、残存す
ることで、密着性を完全に得ることはできず、ステンレ
ス素地との密着性が良くない。

そこで、本発明は、これらの問題を解決するためになさ
れたもので、現在工業的規模で行われているステンレス
鋼材のメツキや塗装のいずれかの皮膜を施しても表面皮
膜（湿式メツキ層、塗膜、乾式メツキ層）とステンレス
素地との密着性が良好で長期の耐久性に優れた品質を確
保できる前処理法を提供しようとするものである。

く課題を解決するための手段〉 メツキおよび塗装用のステンレス鋼材では製造履歴、即
ち、製造ロット、微妙な製造条件の相違や最表層の表面
に付着した圧延油や酸洗液の成分によって、メツキや塗
膜の密着性が一定せず、バラツキが生ずる。

先述の如き前処理では有機系炭素からなる官能基が表面
に付着したまま残存しており、これらの残存した炭素付
着部分では表面が活性化されず、密着が完全に行われな
いことが判明した。

そこで、前処理において、上記の有機系炭素を完全に除
去し、かつ、活性化させる方法として交番電流電解を行
うことにより極薄のスピネル酸化物膜を形成すると、密
着性などの優れた効果を発揮することを見い出したもの
である。

すなわち、本発明はステンレス鋼表面の少くとも一方の
面に１２０〜３００人のクロム系スピネル酸化物を形成
せしめた表面被覆ステンレス鋼用素材を提供するもので
ある。

本発明はまた、上記の表面被覆ステンレス鋼用素材を製
造するにあたり、ステンレス鋼をクロム酸−硫酸溶液中
で、陽極電流が０．０３〜２．０Ａ／ｄｍ２にて、０．
０１〜１０Ｈｚの繰り返し数で、２４０〜４８０秒間交
番電流電解を行うことを特徴とする表面被覆ステンレス
鋼用素材の製造方法を提供するものである。

以下に本発明を更に詳細に説明する。

本発明の表面被覆ステンレス鋼用素材は、少なくとも一
方の表面に１２０〜３００人のスピネル酸化物の膜を有
するものである。　ここで、スピネル酸化物とは、Ｃｒ
を主体してＦｅ場合によってはＮｉを含むスピネル型構
造を有する酸化物をいう。

スピネル酸化物の膜厚は、干渉色により発色しない程度
、即ち、色がついて見えない範囲におさえることが必要
なので、３００Å以下で、かつ、密着性確保の点から１
２０Å以上が適する。

次に本発明の表面被覆ステンレス鋼用素材の製造方法に
ついて説明する。

上述したようなステンレス鋼用素材を製造するには以下
の組成の溶液を用いるのがよい。

溶液は、Ｃｒｙ、を１００ｇ／ｕ　〜４００ｇ／１１、
Ｈ，ＳＯ４を２５０　ｇ７ｆｔ〜７００ｇ／ｆ！、含む
ものを用いるのが良い。　ＣｒＯ２が１００ｇ／Ｊ２よ
り少ないとスピネル酸化物が生成せず、４００　ｇ／ｌ
より多いとランダムに酸化物が成長するので不適である
。

Ｈ２ＳＯ４は２５０　ｇ／ｊＱ未満では均一に不働態皮
膜を除去し得す、７００　ｇ／Ｉｔ超では、ステンレス
鋼表面の肌荒れが起こり好ましくない。

溶液温度は、４０〜８０℃が好ましい。

４０℃未満では反応速度が遅いうえ、クロム酸の沈殿が
起きたりする。　８０℃超では、蒸発による液組成の変
動が激しく、定常的な処理ができないためである。

なお、溶液としては、上述したクロム酸−硫酸浴の他に
、硫酸−過マンガン酸浴や苛性ソーダ主体のアルカリ浴
を使りても密着性の向上は見られるが、その効果はクロ
ム酸−硫酸浴に比べると劣る。

本発明においては、上述したような溶液を用い、以下の
ような電解条件にて交番電流電解を行う。

交番電流電解条件は、陽極電解として、０．０３〜２．
０Ａ／ｄｍ２．陰極電解として０．０３〜５、ＯＡ　／
　ｄ　ｍ　２の範囲にする。

陽極電解が０．０３Ａ／ｄｍ２　未満では、均一に不働
態皮膜を溶解し除去できず、２．０Ａ／ｄｍ２を越える
と除去はできるが、不均一になり適さない。　陰極電解
が０．０３Ａ　／　ｄ　ｍ　’未満ではスピネル酸化物
が均一に形成し得す、５．０Ａ／ｄｍ２　を越えるとス
ピネル酸化物がランダムに成長し過ぎて目的にかなわな
い。　以上より、陽極電解：０．０３〜２　、　　ＯＡ
　／　ｄ　ｍ　２．陰極電解：０．０３〜５、ＯＡ／ｄ
ｍ２の範囲に限定する。

交番電流電解の繰返しは０．０１〜１０Ｈｚが適当であ
る。　その理由は、ｌＯＨ２を越すとスピネル酸化物が
生成し得す、また０、０１Ｈｚ未満では均質なスピネル
酸化物が生成しないためである。

電解時間は、２４０〜４８０秒間が適する。

２４０秒未満では、スピネル酸化物が均一に形成されず
、また４８０秒をこえる長時間側では着色するので、２
４０〜４８０秒間に限定する。

本発明で用いる素材は、オーステナイト系ステンレス鋼
（例えば５ＵＳ３０４．５ＵＳ３１６）やフェライト系
ステンレス鋼（例えば５ＵＳ４３０．５ＵＳ４４４）や
２相ステンレス鋼（例えば５ＵＳ３２９Ｊ１．５ＵＳ３
２９Ｊ２Ｌ）など通常工程で生産されているステンレス
冷延鋼板が主である。　このほかにも、高純度フェライ
ト系ステンレス（ＳＵＳＸＭ−２７）などや熱延鋼板も
用いることができる。　表面仕上は２Ｂ仕上、ヘアーラ
イン仕上、ダル仕上、鏡面仕上、エンボス仕上、エツチ
ング仕上など現在内外装用建材として使われているもの
が適用できる。

〈実施例〉 以下に本発明を実施例に基いて具体的に説明する。

０．４ｍｍ厚の５ＵＳ３０４・２Ｂ仕上ステンレス冷延
鋼板に塗装前処理として、本発明に係る方法と比較して
本発明の最適範囲より逸脱したもの及び従来法としてア
ルカリ洗浄と酸洗法を用いた。　それらの条件をまとめ
て第１表に示す。

第１表において、ｉやは陽極電解電流密度、ｉ−は陰極
電解電流密度、ｔ、は陽極電解時間、ｔ−は陰極電解時
間、Ｎはｔや、を−を１組としてこれをくり返し行う回
数である。

膜厚はエリプソメトリ−により測定した。

第２表に結果をまとめ示す。　用いた塗装試験片（５ｃ
ｍｘｌＯｃｍ）はフッ素系クリアー塗料にューガーメッ
ト、東亜ペイント社製）をスプレーガンで乾燥塗膜厚さ
が５〜６μｍとなるように塗布し、１８０’ｅで３分間
乾燥し、室温まで冷却した。

次密着性は、ＪＩＳ　Ｇ　３３１２の着色亜鉛鉄板の試
験法に準じて曲げ試験を行った。　即ち、曲げを１８０
度で行い試験後加工部の塗膜にセロテープを圧着し、急
激にひきはがすという処理によった。

二次密着性試験は９６℃の温水中に２時間浸漬して、次
に２０℃で湿度６５％の恒温恒温糟に２４時間保持した
後、−次密着性と同様の試験を行った。

耐溶剤性は塗装試験片をトリクレン溶液に常温にて４８
時間浸漬して、塗膜のふくれ、はく離の状況を目視判定
した。

上記３種のテストの評価はルーペ（倍率１０倍）にて塗
膜のはく離やふくれがない（実用上問題にならない程度
も含む）サンプル数とした。　各条件のサンプル数は１
０枚である。

第２表に示すことから明らかに、本発明法による処理は
極めて安定した性能を発揮し、品質のバラツキも少ない
。

〈発明の効果〉 本発明の表面被覆ステンレス鋼用素材はクリアー塗装、
種々の顔料を含む塗装などに広く適用でき、ステンレス
鋼と塗膜との密着性を著しく改善する。　このような鋼
索材は交番電流電解によりクロム系スピネル酸化物膜を
形成することにより容易に得られ、膜形成と不働態被膜
の除去を同時に効率良く行うことができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ステンレス鋼表面の少くとも一方の面に１２０〜
   ３００Åのクロム系スピネル酸化物を形成せしめた表面
   被覆ステンレス鋼用素材。
2. （２）請求項１に記載の表面被覆ステンレス鋼用素材を
   製造するにあたり、ステンレス鋼をクロム酸−硫酸溶液
   中で、陽極電流が０．０３〜２．０Ａ／ｄｍ＾２にて、
   ０．０１〜１０Ｈｚの繰り返し数で、２４０〜４８０秒
   間交番電流電解を行うことを特徴とする表面被覆ステン
   レス鋼用素材の製造方法。