JPH0571667B2

JPH0571667B2 -

Info

Publication number: JPH0571667B2
Application number: JP59023669A
Authority: JP
Inventors: Ryuichi Takahashi
Original assignee: IG Technical Research Inc
Current assignee: IG Technical Research Inc
Priority date: 1984-02-10
Filing date: 1984-02-10
Publication date: 1993-10-07
Also published as: JPS60169571A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はアルミニウム亜鉛合金メツキ鋼板のア
ルミニウム亜鉛合金メツキ層上にホウロウ被覆層
を形成し、耐食性、耐候性、耐熱性、寸法安定
性、コスト等が従前の高価な材料に比して大幅に
すぐれ、かつ、ホウロウ被覆層にピンホール、ク
ラツク、しわ、剥落がなく、その上にセラミツク
イメージ、自然感を有するホウロウ被覆鋼板に関
するものである。一般に、金属板に耐食性、耐候性、耐薬品性、
および意匠性を付加するためには、その表面に塗
膜を形成したり、ホウロウ被覆層を形成したりす
ることなどが知られている。特に、ホウロウ被覆
層（以下、単にホウロウという）は耐衝撃性を除
くと上記物性を半永久的に発揮しうる特性を具備
するものである。そして、ホウロウを施す素地金
属板としては、鋼板、鋳鉄材、ステンレス板、ア
ルミニウム板、マグネシウム板、銀板などが知ら
れている。しかしながら、単なる鋼板、鋳鉄材に
ホウロウを形成し、そのホウロウにピンホール、
ワキ、亀裂が発生した場合に上記欠陥部分に錆が
発生し、これが外観を極度に汚染し、かつ、素地
金属板を次第に浸食し、鋼板等全体を腐食する欠
点があつた。また、ホウロウを形成するための釉
薬は表面張力が大きいため鋼板等の剪断端部を十
分に被覆できず、所謂不ホウロウ部分が生じ、こ
の部分から錆が発生し易く、ホウロウの鋼板表面
間の境界部分から水分が浸透したりして耐食性を
大きく低下する欠点があつた。さらに、ステンレ
ス板にホウロウを施した際は、錆びることが極め
て少ない反面、価格が単なる鋼板に比べて２倍以
上となる不利があつた。また、アルミニウム板に
ホウロウを形成した際は、鋼板に対して強度に欠
け、しかも相当に高価となり、その上、使用部位
が大幅に限定される欠点があつた。その他、亜鉛
メツキ鋼板にホウロウを形成するには、亜鉛の融
点が約420℃であるため、この温度以下で焼成し
て実用に耐える釉薬が殆どなく、存在したとして
も高価で、かつ特殊な分野での使用としかなりえ
なかつた。本発明はこのような欠点を除去するため、安価
であるが、前記特性に劣る亜鉛メツキ鋼板の代わ
りに、この鋼板の約10倍耐食性にすぐれたアルミ
ニウム亜鉛合金メツキ鋼板を基材とし、その表面
に形成されているアルミニウム亜鉛合金メツキ層
（以下、単にメツキ層という）を破壊することな
く、このメツキ層上にホウロウを形成することに
よつて、耐食性、耐摩耗性、耐薬品性、耐候性、
セラミツクイメージ等を具備せしめると共に、安
価に製造したホウロウ被覆鋼板を提案するもので
ある。以下に本発明に係るホウロウ被覆鋼板について
詳細に説明する。すなわち、本発明において基材となるアルミニ
ウム亜鉛合金メツキ鋼板（以下、単に合金メツキ
鋼板という）とは、鋼板の表面にメツキ層を形成
したものであり、アルミニウムの持つすぐれた防
食性と亜鉛の耐食性と犠牲的防食作用、所謂ガル
バニツク作用を具備した鋼板である。さらに説明
すると、メツキ層組成（重量比％）は、アルミニ
ウム約４〜95％、亜鉛約５〜95％と、微量の添加
剤とから構成したものである。上記、添加剤には
Si、La、Ce、Mg、Sn等があり、Siは主にメツ
キ層の加工性、およびメツキ層性能をよくするた
めにアルミニウム含有量に対して３〜５％（重量
比）位添加したものである。また、La、Ce、Mg
等は主にメツキ浴の流動性と鋼板との濡れ、メツ
キ層、品質の改善を図るために添加したものであ
り、その添加量は微量、例えばメツキ層に対して
約0.01〜0.5％位である。また、本発明において
ホウロウとは種々組成のホウロウ釉薬（以下、単
に釉薬という）をアルミニウムの融点（660℃）
以下で焼成したときにホウロウとなるものであ
り、厚さは0.05〜1.5mm位で、釉薬を１回、ある
いは複数回焼成することによつて形成するもので
ある。勿論、複数回焼成によりホウロウを形成す
る際は同一釉薬、異種釉薬のいずれでもよい。さ
らに具体的に説明すると、釉薬はフリツト成分と
ミル添加剤と水からなり、添加剤には浮遊剤、乳
濁剤、着色剤、止め薬などが含まれるものであ
る。そして、融点が400〜650℃範囲の釉薬には、
PbO−B₂O₃系、Na₂O−SiO₂−Li₂O系、PbO−
Na₂O−SiO₂系、PbO−SiO₂−B₂O₃系、P₂O₅−
B₂O₃−Na₂O−Li₂O−Na₂T₂＋CuO系が基本的
な組成であり、これに物性改善の目的に応じて
K₂O、TiO₂、ZnO、CaO、Al₂O₃等の１種、また
は２種以上を添加した組成を混合したような組成
からなるものである。次ぎに本発明に係るホウロウ被覆鋼板の製造法
について説明する。まず、厚さが0.5mmで、メツ
キ層が25μの合金メツキ鋼板を用意し、この表面
を脱脂した後に十分にその表面を乾燥する。次ぎ
にこの乾燥した表面に対しスリツプを施釉、例え
ばスプレーガンで所定量を平均に塗布し、約50〜
200℃位で10〜30分間乾燥する。これは釉薬の乾
燥を急激に行なわずに、水分を徐々に蒸発させ、
ホウロウに亀裂、ピンホール、あわなどが形成さ
れにくいようにするためである。次ぎに、施釉し
た釉薬を650℃以下、例えば400〜650℃の電気炉
中等で１〜20分間位焼成し、その表面にホウロウ
を形成したものである。このようにして製造した
ホウロウ被覆鋼板は合金メツキ鋼板の層を全部、
あるいは一部溶融しても十分にメツキ層としての
機能を有する表面にホウロウを形成できるため、
亜鉛メツキ鋼板に比して耐食性、耐久性、耐摩耗
性、耐熱性を大幅に改善できる。また、合金メツ
キ鋼板にホウロウを形成したため、金属イメージ
を一掃してセラミツクイメージの外観となし得
る。さらに、ホウロウの下地となる合金メツキ鋼
板のもつガルバニツク作用、自己修復作用とホウ
ロウの物性とを相乗的に活用できる。しかも、ホ
ウロウには釉ちぢれ、クラツク、ピンホール、剥
離が発生しない。これはアルミニウムと亜鉛から
なるメツキ層の融点がこれらが合金化しているた
め釉薬の融点より高い融点であるのに対し、亜鉛
メツキ鋼板の亜鉛の融点は約419℃であり、この
近傍の温度で釉薬を焼成した場合は、釉薬が溶融
する前にZnが溶融し、その悪影響が大きいから
である。次ぎに実施例につき説明する。実施例１合金メツキ鋼板としては、板厚0.5mmのAl55重
量％、Zn43.4重量％、Si1.6重量％のメツキ鋼板
（メツキ付着量100ｇ／m²でメツキ厚み片面が25ミ
クロン）からなる商品名、ガルバリウム鋼板（大
同鋼板社製）を準備し、釉薬の成分としては、（重量％） PbO ……68.31 TiO₂ ……1.86 SiO₂ ……11.64 B₂O₃ ……2.40 Li₂O ……0.53 Sb₂O₃ ……6.79 Na₂O ……8.47 の割合からなる組成物のフリツト100重量％に対
し、泥しよう用の水分を35重量％、ミル添加物と
してCMC（カルボキシメチルセルロース）を約１
〜２重量％と酸化チタン２重量％（着色剤）を添
加してスリツプを製造したものである。そこで、
合金メツキ鋼板の表面をキシロールで脱脂し、
150℃の雰囲気中で十分に乾燥し、この鋼板の表
面にスリツプをスプレーガンで38ｇ／30cm²の割合
で塗布し、次ぎにこのスリツプを80℃で30分間乾
燥した後に520℃の電気炉内で10分間、焼成し、
合金メツキ鋼板表面にホウロウを形成した。実施例２合金メツキ鋼板としては実施例１と同じである
が、厚さを1.6mmとし、また釉薬成分としては、（重量％） PbO ……45 B₂O₃ ……７ SiO₂ ……21 ZnO ……５ TiO₂ ……２ Sb₂O₃ ……３ K₂O ……５ Na₂O ……10 Li₂O ……２の割合からなる組成物のスリツト100重量部に対
し、泥しよう用の水分を30重量％、ミル添加剤と
してCMCを２重量％と顔料（クリーム系）２重
量部を添加してスリツプを製造したものである。
そこで、合金メツキ鋼板の表面を実施例１と同じ
ように脱脂、乾燥した後で、この表面にスリツプ
をスプレーガンで40ｇ／30cm²の割合で塗布し、次
ぎにこのスリツプを80℃で30分間乾燥する。その
後でこのメツキ鋼板で実施例１と同じように500
℃で10分間焼成し、合金メツキ鋼板表面にホウロ
ウを形成した。実施例３合金メツキ鋼板としては、板厚0.5mmのAl90重
量％、Zn10重量％でメツキ厚みを20ミクロンと
したものであり、釉薬成分としては、（重量％）（重量％） P₂O₅ ……49.17 LiO₂ ……2.47 Al₂O₃ ……20.16 B₂O₃ ……7.65 Na₂O ……6.51 ZnO ……6.78 K₂O ……5.16 F₂ ……2.10 の割合からなる組成物のフリツト100重量部に対
し、泥しよう用の水分を45重量％、ミル添加物
（CMC）を２重量％、顔料（桃色）系２重量％を
添加してスリツプを製造したものである。そこ
で、実施例１と同様に合金メツキ鋼板の表面を脱
脂、乾燥した後で、スリツプをスプレーガンで40
ｇ／30cm²の割合で塗布し、次ぎにこのスリツプを
80℃で30分間乾燥し、その後でこの合金メツキ鋼
板を600℃で実施例１のように焼成し、合金メツ
キ鋼板の表面にホウロウを形成した。実施例４合金メツキ鋼板、釉薬、スリツプは実施例１と
同じで、実施例１で形成したホウロウ面に対し、
もう１度、同じスリツプを38ｇ／30cm²の割合で塗
布し、実施例と同様に乾燥後に520℃の電気炉内
で10分間、焼成し、合金メツキ鋼板上にホウロウ
を２層形成した。実施例５実施例３と同じ材料、仕様、工程でホウロウを
２層形成した。比較例１鋼板としては、板厚0.5mmの無メツキ鋼板を酸
洗し、中和の後で150℃で十分に乾燥した後に下
釉薬からなるスリツプを35〜40ｇ／30cm²の割合で
塗布し、乾燥した後に800℃の電気炉内で３分間
焼成して下釉を形成する。次ぎに上釉薬からなる
スリツプを35〜40ｇ／30cm²の割合でスプレーガン
で塗布し、乾燥後に750℃で上記と同様に３分間
焼成した。なお、下釉薬の成分としては、（重量％） Na₂O＋K₂O ……20 CaF₂ ……５ Al₂O₃ ……５ B₂O₃ ……14.53 SiO₂ ……55 CO₃O₄ ……0.47 の組成からなるフリツト100重量％に対し、泥し
よう用水35重量％、ミル添加物としてCMC1.5重
量％を添加してスリツプを製造したものである。
また、上釉薬の成分としては、（重量％） SiO₂ ……48.84 TiO₂ ……14.65 B₂O₃ ……12.56 Na₂O ……60 K₂O ……0.48 Al₂O₃ ……4.51 ZnO ……0.96 MgO ……1.95 CaO ……1.01 NaF₄ ……4.24 Sb₂O₃ ……0.20 の組成からなるフリツト100重量％に対し、泥し
よう用の水、ミル添加物および着色顔料３重量部
を下釉薬と同様に添加してスリツプを製造したも
のである。比較例２鋼板としては、板厚0.5mmのAl100重量％のアル
ミメツキ鋼板で、Alメツキ層が20ミクロンから
なるものであり、実施例１と同一の釉薬を同一の
スリツプとし、かつ、同じ工程で製造し、Alメ
ツキ鋼板上にホウロウを形成した。そこで、各鋼
板に対し、20％塩水噴霧試験を行なつた結果を
、外観からみた表面の状態で、美しい、やや
美しい、普通、ややよくない、悪い、不
存在部分があると程度差を目視により判断した
結果を、付着性（目視）の結果をとしたとき
に、その結果は下表のようである。なお、Ａはホ
ウロウ被覆鋼板の平坦部、Ｂはその端部における
状態を観察した場合を示す。

【表】

【表】また、比較例に記載しないが、実施例１で用い
た釉薬を鋼板に施釉し、焼成した際にはホウロウ
に亀裂、とびが発生し、前記の試験などするま
でもなかつた。これは焼成した際に鋼板と釉薬の
熱膨張率に差があるためである。以上説明したのは本発明に係るホウロウ被覆鋼
板の一実施例にすぎず、サイデイング材、サツシ
材、内装材、屋根材の成形体にホウロウ被覆した
面材、平板、エンボス加工板の場合も含まれるも
のである。上述したように本発明に係るホウロウ被覆鋼板
は、亜鉛メツキ鋼板に比較して７〜10倍位に耐食
性、耐候性、耐薬品性、耐摩耗性がある特徴があ
る。また、メツキ層がZnに比べて相当に高温と
なるため、釉薬をホウロウ化でき、しかもホウロ
ウの耐熱性は650℃位であり、耐熱を要する部分
にも寸法安定性を保持した状態で使用できる利点
がある。さらに、ホウロウには素地金属が高温下
で寸法的、化学的に安定しているためピンホー
ル、亀裂、ひび割れ、しわ、あわも、剥離も殆ど
ない特徴がある。その上、合金メツキ鋼板をホウ
ロウ外観とし、金属イメージを排除し、かつ、安
価に生産できる特徴がある。

Claims

【特許請求の範囲】

１アルミニウム亜鉛合金メツキ鋼板のアルミニ
ウム亜鉛合金メツキ層上にホウロウ被覆層を少な
くとも上記メツキ層を残した上に形成したことを
特徴とするホウロウ被覆鋼板。