JPH10151409A

JPH10151409A - 塗装ステンレス鋼板およびその製造方法

Info

Publication number: JPH10151409A
Application number: JP31155696A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Matsuyama; 宏之松山; Yoshio Taruya; 芳男樽谷; Hisanobu Hashizume; 寿伸橋詰; Yukihiro Yoshikawa; 幸宏吉川
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1996-11-22
Filing date: 1996-11-22
Publication date: 1998-06-09

Abstract

(57)【要約】【課題】防眩性、耐汚れ性および耐疵つき性に優れる塗
装ステンレス鋼板とその製造方法の提供。【解決手段】（１）表面平均粗さＲａが１μｍ以上、
２．５μｍ未満であるステンレス鋼板母材の表面に、シ
ロキサン系樹脂単独またはポリウレタン系およびアクリ
ル系の樹脂の１種以上からなり、焼成後の平均塗膜重量
で０．５ｇ／ｍ²以上、２ｇ／ｍ²以下の量で、鉛筆硬度
が２Ｈ以上である塗膜を備える塗装ステンレス鋼板。（２）上記（１）の鋼板を製造するためには、表面平均
粗さＲａが１μｍ以上、２．５μｍ未満であるステンレ
ス鋼板母材の表面に、シロキサン系樹脂単独またはポリ
ウレタン系およびアクリル系樹脂のうちの１種以上を固
形分で５重量％以上、１５重量％以下含む塗料を、焼成
後の平均塗膜重量で０．５ｇ／ｍ²以上、２ｇ／ｍ²以下
の量となるように塗装し、その後、焼成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道車両用の外
装、バスやトラックの外装、屋根、建築内外装壁面、エ
レベータの扉、エスカレータの側面等に使われる、防眩
性、耐汚れ性および耐疵つき性に優れた塗装ステンレス
鋼板およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ステンレス鋼板は、優れた耐食性とステ
ンレス鋼特有の金属色調と光沢を有しており、建築内外
壁面、意匠用内装、屋根、エレベータの扉、エスカレー
タの側面、鉄道車両用外装、自動車用モール等に使われ
ている。

【０００３】しかし、意匠性や防眩性を高めるためにダ
ル仕上げやヘアライン仕上げ等を行ったステンレス鋼板
は、表面に細かい凹凸や研磨目が多数存在するため、表
面に汚れがつきやすい。

【０００４】表面の汚れには、手垢、油、大気中浮遊
塵、もらい錆、砂等がある。汚れを軽減する方法とし
て、特開平４−２９４８０５号公報に、グリッド投射と
ショット投射を行ったダルロールを用いて製造した滑ら
かな凹凸を表面に持つダル仕上げ鋼板が開示されてい
る。また、特開平７−９００３号公報や特開平７−９０
０７号公報には、規則性を有する凹凸を鋼板表面に転写
させることで耐汚れ性を向上させる方法が開示されてい
る。しかし、これらの方法は、ステンレス鋼板の表面を
塗料等でコーティングしていないために、ステンレス鋼
板表面に汚れが付着しやすく、汚れ除去のためには、鋼
板の表面を水、中性洗剤、シュウ酸を含む洗浄剤等によ
る洗浄を行わなければならなかった。また、ステンレス
鋼板の表層部の結晶粒界にまで入り込んだ汚れは、再度
酸洗等で粒界を腐食しなければ除去するのは困難であっ
た。

【０００５】一方、ダル仕上げやヘアライン仕上げ等を
行ったステンレス鋼板は、汚れ付着の問題の他に表面疵
の問題を有している。ステンレス鋼板の表面に疵が付く
と、意匠性を損なうばかりでなく、新たな汚れ付着場所
になりうる。また、突き刺さった鉄粉が錆びることによ
って局部的に光沢度を低下させる。ステンレス鋼板の表
面の疵には、かさの先などの鋭利なものによる引っかき
疵や、飛来した砂および鉄粉などの突き刺さりによるも
のがある。疵つきを防止する方法としては、浸炭、窒化
による表面硬化や表面のみに焼きを入れて硬化する方法
がある。しかし、表面硬化処理のためには加熱炉や雰囲
気制御装置、温度制御装置が必要となるので製造コスト
が上昇する。また、表面を硬化すると、ユーザーが所望
の形状に加工する際の加工性が悪化するので、疵つき防
止のために実際に表面硬化処理法を採用するのは困難で
ある。

【０００６】一方、従来からステンレス鋼板の表面には
塗装が施されてきた。例えばソリッドカラーと呼ばれて
いる屋根や外装壁に用いられている不透明樹脂塗装ステ
ンレス鋼板は、塗布型クロメート処理を施した後に、エ
ポキシ系樹脂等の下地厚膜塗装を行い、耐候性のあるシ
リコンポリエステル系等の有機樹脂を焼成乾燥後の塗膜
重量で１０数ｇ／ｍ²程度の厚膜に上塗り塗装する方法
で製造されている。また、意匠性を重視するクリアカラ
ーと呼ばれる透明樹脂系の塗装鋼板には、着色を目的と
して焼成乾燥後の塗膜重量で５ｇ／ｍ²以上の塗装が行
われている。

【０００７】しかし、これらのステンレス鋼板上への塗
装は、耐食性や意匠性の向上が目的であり、表面に凹凸
がある防眩性を有するステンレス鋼板に５ｇ／ｍ²以上
の塗装を行うと、ステンレス鋼板は塗膜によって、強い
光沢を持つようになり、防眩性が悪化してしまう。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、防眩
性、耐汚れ性および耐疵つき性に優れた塗装ステンレス
鋼板とその製造方法を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記の
塗装ステンレス鋼板とその製造方法にある。

【００１０】（１）表面平均粗さＲａが１μｍ以上、
２．５μｍ未満であるステンレス鋼板母材の表面に、シ
ロキサン系単独またはポリウレタン系およびアクリル系
の樹脂の１種以上からなり、焼成後の平均塗膜重量で
０．５ｇ／ｍ²以上、２ｇ／ｍ²以下の量で、鉛筆硬度が
２Ｈ以上である塗膜を備える塗装ステンレス鋼板。

【００１１】（２）表面平均粗さＲａが１μｍ以上、
２．５μｍ未満であるステンレス鋼板母材の表面に、シ
ロキサン系単独またはポリウレタン系およびアクリル系
樹脂のうちの１種以上を固形分で５重量％以上、１５重
量％以下含む塗料を、焼成後の平均塗膜重量で０．５ｇ
／ｍ²以上、２ｇ／ｍ²以下の量となるように塗装し、そ
の後、焼成する塗装ステンレス鋼板の製造方法。

【００１２】本発明の塗装ステンレス鋼板（以下、本発
明鋼板ともいう。）は、下記の作用を有することによ
り、防眩性、耐汚れ性および耐疵つき性を兼ね備えてい
る。

【００１３】防眩性について本発明鋼板の塗装をする前の母材表面には、ＪＩＳ−Ｂ
０６０１で規定されている表面平均粗さＲａで、１μｍ
以上、２．５μｍ未満の凹凸が付与されているので、本
発明鋼板は、光線を乱反射して眩しさを防ぐ作用を有す
る。

【００１４】耐汚れ性について表面に凹凸があるステンレス鋼板は、表面の凹部や結晶
粒界に汚れが沈着しやすく、耐汚れ性が低い。しかし、
本発明鋼板は、凹部や結晶粒界が塗料によって閉塞され
ているので、汚れが付着しにくく、耐汚れ性が良好であ
る。

【００１５】耐疵つき性について本発明鋼板で使用するシロキサン系、ポリウレタン系、
およびアクリル系の塗料は、塗布、焼成後の塗膜の表面
硬度が鉛筆硬度で２Ｈ以上であるので、かさの先などの
鋭利なものによる引っかき疵や、飛来した砂および鉄粉
などの突き刺さりを防止する。従来の塗装を行っていな
い凹凸を有するステンレス鋼板の硬度は９Ｈ以上である
が、ステンレス鋼板の表面に直接疵が付くと、疵部分が
光るために非常に目立ちやすい。しかし、本発明鋼板
は、塗膜自身の硬さによって疵が付きにくいことと、た
とえ塗膜表面に疵がついても、ステンレス鋼板自体に生
じる疵よりも目立ちにくいという特徴を持っている。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の塗装ステンレス鋼板およ
びその製造方法を具体的に説明する。

【００１７】塗装前のステンレス鋼板は、ＪＩＳ−Ｂ０
６０１で規定されている表面平均粗さＲａで１μｍ以
上、２．５μｍ未満の凹凸を付与するように加工された
防眩性を有するステンレス鋼板である。

【００１８】表面の凹凸を付与する方法としては、例え
ば、冷間仕上げ圧延ロールの表面にショットあるいは放
電プラズマ加工、レーザ加工、エッチング加工等により
方向性のない全面均一な凹凸模様を付与し、このロール
で冷間圧延することにより、ステンレス鋼板の表面に凹
凸を転写する方法がある。この方法で仕上げ圧延された
鋼板の場合、表面平均粗さＲａが１μｍ未満では、凹凸
がほとんどなく防眩性がない。一方、２．５μｍ以上の
凹凸を付与すると、耐汚れ性が悪化する。

【００１９】凹凸を付与される前のステンレス鋼板は、
例えば、通常の溶製、熱間圧延、冷間圧延によって製造
することができる。また、ステンレス鋼板の化学組成に
は特に制限はなく、通常の、フェライト系ステンレス
鋼、オーステナイト系ステンレス鋼、マルテンサイト系
ステンレス鋼や２相ステンレス鋼等を使用できる。

【００２０】表面に凹凸を付与したステンレス鋼板の表
面上に、シロキサン系樹脂を単独またはポリウレタン系
樹脂およびアクリル系樹脂の１種以上を固形分で５重量
％以上、１５重量％以下含有する塗料を用いて塗装す
る。ポリウレタン系樹脂を含む塗料とアクリル系樹脂を
含む塗料は、混合後の固形分が５重量％以上、１５重量
％以下の規定内である限り、混合して使用してもよい。
塗料は、ステンレス鋼板自体の金属色調を生かすため
に、半透明または透明なものを使用するのが好ましい。

【００２１】塗膜は、焼成後の平均塗膜重量で０．５〜
２ｇ／ｍ²の量となるように塗装する。０．５ｇ／ｍ²
未満の量では、ステンレス鋼板表面の窪みや結晶粒界を
完全に塗膜によって覆うことができないので、耐汚れ性
や耐疵つき性が悪化する。一方、２ｇ／ｍ²の量を超え
ると塗膜自体の光沢によって、下地であるステンレス鋼
板が有する防眩性の効果が打ち消されてしまう。また、
必要以上に塗料を使用することにより、製造コストが増
加する。シロキサン系、ポリウレタン系およびアクリル
系の塗料を使用するのは、汚れが付着しにくくかつ、表
面に付着した汚れを簡単な洗浄で除去できるからであ
る。

【００２２】固形分が１５重量％以下の塗料を使用する
のは、ステンレス鋼板の凹凸上になるべく薄く塗装膜を
形成させるためである。膜厚が厚くなるほど、塗膜自体
の光沢が増すために防眩性が落ちる。５重量％以上の固
形分の塗料を使用するのは、表面にむらなく塗装するた
めである。固形分は、塗料原液を水や薄め液等で薄める
ことにより調製することができる。

【００２３】焼成後の平均重量が０．５〜２ｇ／ｍ
²で、ステンレス鋼板の凹凸全体をカバーする塗膜を形
成するには、アルカリ脱脂等で清浄にしたステンレス鋼
板の表面に、例えばＮｏ．３以下の番手の小さなバーコ
ーターを用いて塗装すればよい。他の方法としては、ロ
ールギャップを小さくしたロールコートを行う方法があ
る。

【００２４】塗装後のステンレス鋼板を電気炉や加熱炉
等で大気中で加熱し、焼成する。ウレタン系やアクリル
系樹脂を使用した場合は、１３０〜１８０℃程度で１〜
２．５分間ほど、望ましくは１５０℃で１分間ほど、シ
ロキサン系樹脂を使用した場合は、２３０〜２８０℃程
度で１〜２分間ほど、望ましくは２５０℃で１分間ほど
保持する焼成を行う。焼成後の冷却については、特に制
限はない。

【００２５】

【実施例】

（実施例１）ダル圧延により表面平均粗さＲａが２．４
μｍ、板厚１ｍｍのＳＵＳ３０４鋼板を試作した。その
後、ステンレス鋼板の表面をアルカリ脱脂等で清浄に
し、シロキサン系、ポリウレタン系およびアクリル系塗
料をバーコーターで塗装し、電気炉にてシロキサン系は
２５０℃で１分間、ポリウレタン系およびアクリル系は
１５０℃で１分間焼成して、本発明鋼板を製造した。ま
た、性能を比較するために本発明で規定する条件から外
れている塗装鋼板（以下、比較鋼板という。）も製造し
た。

【００２６】表１に、塗装条件と防眩性についての調査
結果を示した。防眩性は、入射角６０度の光線を塗装ス
テンレス鋼板に照射した際の鏡面光沢度により評価し
た。鏡面光沢度が４５以下のものを防眩性がよいものと
した。本発明鋼板は、全て鏡面光沢度が４５以下であ
り、防眩性に優れていることが分かる。また、目視で塗
装がされているか否かを判別できるかについても併せて
調査した。表１では、目視で塗装してあるか否かの判別
がつかないものを○、塗装してあることが容易に分かる
ものを×、目視で塗装むらが分かるものを××して示し
た。本発明鋼板は、目視では塗装してあるかどうか分か
らないほど塗装膜が薄かった。比較鋼板８、９は、塗料
の固形分や塗膜重量が大きいために塗膜が厚く、目視に
て塗装してあることがわかり、意匠性に劣っていた。ま
た比較鋼板１０は、固形分と塗膜重量が小さいため、鋼
板表面に均一に塗装できず、塗膜がある部分とない部分
が生じて塗装むらができていた。

【００２７】

【表１】

【００２８】（実施例２）本発明鋼板と比較鋼板の耐汚
染性について調査した。

【００２９】図１は、耐汚染性試験の手順を示した図で
ある。５０℃の模擬汚れ液を実施例１で製造した鋼板に
付着させた後６０℃で１６時間乾燥し、３５℃の純水を
４時間噴霧した後再び６０℃で２時間乾燥し、流水で洗
浄した後に汚れ度指数を測定した。汚れ度指数とは、Ｉ
を試験後の鏡面光沢度、Ｉ₀を試験前の鏡面光沢度とし
て｜Ｉ−Ｉ₀｜／Ｉ₀で表されるものである。汚れ度指数
が０．５０を超えると、一般的に耐汚れ性が悪く、汚れ
を除去するために、洗剤等による洗浄が必要となる。

【００３０】模擬汚れ液の組成を表２に示した。模擬汚
れ液は、ＪＩＳＺ０２３６の人工汗溶液に準拠したも
ので、手垢汚れとしてのＮａＣｌ、尿素、および乳酸、
大気中浮遊塵としての墨汁を含有させたものである。

【００３１】表３に測定結果を示した。

【００３２】

【表２】

【００３３】

【表３】

【００３４】本発明鋼板は、汚れ度指数が０.１１以下
であり、簡単な水洗で汚れを除去することができる。比
較鋼板１０は塗装むらが発生しているので耐汚れ性に劣
っていた。また比較鋼板１１は、オレフィン系の塗料を
用いたので耐汚れ性に劣っていた。また、比較のため
に、凹凸を付与した母材のＳＵＳ３０４に対して汚れ試
験を行ったが、汚れ度指数が０．９３であり、耐汚れ性
が劣っていた。

【００３５】（実施例３）本発明鋼板と比較鋼板の耐疵
つき性を調査した。鋼板の表面の鉛筆硬度と、鋼板表面
上を５００ｇの錘を乗せた針を走査させた後の目視によ
る表面の疵の調査を行った。

【００３６】その結果を表４に示した。表４では、疵が
目立たないものを○、疵が目立つものを×として表し
た。鉛筆硬度２Ｈ以上の塗膜を備えた本発明鋼板は疵が
付きにくく、また疵が付いても下地のステンレス鋼板ま
で届かなければ目立たず、耐疵つき性に優れることが分
かった。比較鋼板１０は、膜厚が薄いため下地のステン
レス鋼板まで疵が付いて、疵が光って目立っていた。比
較鋼１１は、塗膜がオレフィン系であるために硬度が小
さく耐疵付き性に劣っていた。また、比較のために、母
材のＳＵＳ３０４に対して耐疵つき性を調査したが、母
材の疵は、光って目立った。

【００３７】

【表４】

【００３８】

【発明の効果】本発明の塗装ステンレス鋼板は、防眩
性、耐汚れ性および耐疵つき性に優れているので、鉄道
車両用の外装、バスやトラックの外装、屋根、建築内外
装壁面、エレベータの扉、エスカレータの側面等の用途
に好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】耐汚染性試験の手順を示した図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉川幸宏大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号住友金属工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面平均粗さＲａが１μｍ以上、２．５μ
ｍ未満であるステンレス鋼板母材の表面に、シロキサン
系単独またはポリウレタン系およびアクリル系の樹脂の
１種以上からなり、焼成後の平均塗膜重量で０．５ｇ／
ｍ²以上、２ｇ／ｍ²以下の量で、鉛筆硬度が２Ｈ以上で
ある塗膜を備えることを特徴とする防眩性、耐汚れ性お
よび耐疵つき性に優れた塗装ステンレス鋼板。
【請求項２】表面平均粗さＲａが１μｍ以上、２．５μ
ｍ未満であるステンレス鋼板母材の表面に、シロキサン
系単独またはポリウレタン系およびアクリル系樹脂のう
ちの１種以上を固形分で５重量％以上、１５重量％以下
含む塗料を、焼成後の平均塗膜重量で０．５ｇ／ｍ²以
上、２ｇ／ｍ²以下の量となるように塗装し、その後、
焼成することを特徴とする請求項１に記載の塗装ステン
レス鋼板の製造方法。