JPH11140666A - ほうろう被覆ステンレス鋼板及びその製造方法 - Google Patents

ほうろう被覆ステンレス鋼板及びその製造方法

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JPH11140666A
JPH11140666A JP30261497A JP30261497A JPH11140666A JP H11140666 A JPH11140666 A JP H11140666A JP 30261497 A JP30261497 A JP 30261497A JP 30261497 A JP30261497 A JP 30261497A JP H11140666 A JPH11140666 A JP H11140666A
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JP
Japan
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enamel
stainless steel
steel sheet
frit
coating layer
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JP30261497A
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English (en)
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Katsumasa Anami
克全 阿波
Chikun Makino
智訓 牧野
Yasuharu Maeda
靖治 前田
Kenji Koshiishi
謙二 輿石
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Original Assignee
Nisshin Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 鉛を含まない低温焼成型のフリットを用い
て、亀裂等の欠陥がないほうろう被覆ステンレス鋼板を
得る。 【構成】 このほうろう被覆ステンレス鋼板は、中心線
平均粗さRa で0.5〜5μmの表面粗さをもつフェラ
イト系ステンレス鋼板を基材とし、低温焼成型の無鉛系
フリット100重量部に対し5〜15重量部のマイカ片
を分散させた釉薬から形成されたほうろう被覆層が基材
表面に形成されている。無鉛系フリットとしては、Si
2 −B23 系フリットが使用される。フリットにマ
イカ片を分散させることにより調製した釉薬をフェライ
ト系ステンレス鋼板に塗布した後、550〜600℃で
焼成することにより製造される。 【効果】 ステンレス鋼板よりも大きな熱膨張係数をも
つフリットを使用しているにも拘らず、ほうろう被覆層
の亀裂発生がマイカ片で抑えられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、亀裂欠陥を改善した低
温焼成型のほうろう被覆ステンレス鋼板及びその製造方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】鋼板表面にほうろう被覆層を形成する場
合、基材鋼板よりも熱膨張係数の大きなほうろう釉薬を
使用すると、焼成後にほうろう被覆層が収縮するときに
発生する応力によってほうろう被覆層に亀裂が発生し、
外観を著しく損ねる。そのため、応力が極力小さくなる
ように、基材である鋼板よりも小さな熱膨張係数をもつ
ほうろう釉薬が使用されている。たとえば、フェライト
系ステンレス鋼板を基材にするほうろう被覆ステンレス
鋼板では、一般に、高温焼成型の鉄ほうろう用フリット
として、SUS430系ステンレス鋼板の熱膨張係数1
04×10-7/℃(20〜100℃)よりも小さい85
〜100×10-7/℃(20〜300℃)程度の熱膨張
係数をもつSiO 2 −B23 系等の無鉛系フリットが
使用されている。無鉛系フリットを含んだ釉薬をステン
レス鋼板表面に塗布し、800〜900℃の高温で焼成
する。しかし、焼成温度が高温であるため、基材である
フェライト系ステンレス鋼板が著しく変形し、製品とし
て使用するためには焼成後に矯正加工が必要になる。し
かし、矯正加工は、ほうろう被覆層に亀裂等の欠陥を導
入する原因となる。
【0003】基材の熱変形は、低温焼成型のフリットを
含む釉薬を使用することにより抑制される。低温焼成型
のフリットとしては、熱膨張係数が小さく且つ溶融温度
が低いことから500〜600℃の焼成温度で容易にガ
ラス化する鉛を多量に含むフリットが知られている。こ
のフリットは、500〜600℃の焼成温度でほうろう
被覆層を形成する点では有利であるが、酸化物PbO換
算で50〜80重量%と多量の鉛を含むため、耐候性や
耐食性が十分でない。また、鉛を取り扱うほうろう作業
に際し、フリット微粉,スプレー施釉時等にほうろう釉
薬の飛沫等に起因した鉛害の虞れがある。しかも、有害
産業廃棄物として取り扱われるほうろう釉薬等のスラッ
ジが発生するため、廃棄物処理にかかる負担が大きくな
る。このようなことから、鉛を含まない低温焼成型のフ
リットが望まれている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】低温焼成用に改良した
無鉛系フリットとしては、耐候性,耐食性等の性能を低
下させないものとしてSiO2 −B23 系フリットが
知られている。しかし、SiO2 −B23 系フリット
は、熱膨張係数の下限が130×10-7/℃(20〜3
00℃)程度であり、基材であるフェライト系ステンレ
ス鋼板の熱膨張係数よりも大きい。そのため、SiO2
−B23 系フリットの焼成によって形成されたほうろ
う被覆層には、亀裂が発生し易くなる。本発明は、この
ような問題を解消すべく案出されたものであり、マイカ
片を分散したSiO2 −B23 系フリットを用いてほ
うろう被覆層を形成することにより、亀裂等の欠陥発生
を抑制し、耐候性,耐食性に優れたほうろう被覆ステン
レス鋼板を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のほうろう被覆ス
テンレス鋼板は、その目的を達成するため、中心線平均
粗さRa で0.5〜5μmの表面粗さをもつフェライト
系ステンレス鋼板を基材とし、低温焼成型の無鉛系フリ
ット100重量部に対し5〜15重量部のマイカ片を分
散させた釉薬から形成されたほうろう被覆層が前記基材
の表面に形成されていることを特徴とする。無鉛系フリ
ットとしては、SiO2 −B23 系フリットが使用さ
れる。このフリットにマイカ片を分散させることにより
調製した釉薬をフェライト系ステンレス鋼板に塗布した
後、550〜600℃で焼成することによりほうろう被
覆ステンレス鋼板が製造される。
【0006】
【実施の形態】ほうろう被覆層が形成される基材として
は、SUS430等のフェライト系ステンレス鋼板が使
用される。基材として耐食性に優れたステンレス鋼板を
使用するため、ステンレス鋼板の片面だけにほうろう被
覆層を形成し、他面を無垢の表面として、或いは適宜の
表面処理を施して使用することもできる。ステンレス鋼
板の両面にほうろう被覆層を設けることも、勿論可能で
ある。ステンレス鋼板は、ほうろう被覆層の密着性を改
善するため、中心線平均粗さRa で0.5〜5μmの表
面粗さに調整される。表面粗さの調整には、ショットブ
ラスト等の機械的前処理が採用される。中心線平均粗さ
a が0.5μm未満では、ステンレス鋼板の粗面化が
不十分で、ほうろう被覆層の密着性が低下する。逆に、
中心線平均粗さRa が5μmを超える表面粗さにするた
めには、噴射圧を高くしたショットブラストが必要にな
り、設備負担が大きくなる。
【0007】ステンレス鋼板に塗布されるほうろう釉薬
のフリットとしては、フリット100重量部に対して5
〜15重量部のマイカ片を分散させたSiO2 −B2
3 系フリットが使用される。SiO2 −B23 系フリ
ットは、フェライト系ステンレス鋼板よりも大きな熱膨
張係数をもつものであるが、マイカ片の配合によってほ
うろう被覆層に亀裂等の欠陥が発生することが抑制され
る。マイカ片の配合で欠陥発生が抑制されることは、本
発明者等による調査・研究から見い出されたものであ
る。その詳細なメカニズムは不明であるが、焼成後のほ
うろう被覆層が収縮する際に発生する応力がマイカ片の
劈開で吸収され、且つマイカ片を介してほうろう被覆層
全体に分散されるため、全体として応力が緩和されるも
のと推察される。
【0008】SiO2 −B23 系フリットとしては、
具体的には酸化物換算でSiO2 :35〜45重量%,
23 :10〜15重量%,TiO2 :15〜20重
量%,Na2 O+K2 O:25〜35重量%,ZnO:
4〜10重量%の組成となるように配合されたフリット
が使用される。この組成をもつフリットは、焼成温度5
50〜600℃で溶け不足なく溶融し、健全なほうろう
被覆層を形成する。所定組成に配合されたフリットに、
フリット100重量部に対し5〜15重量部のマイカ片
を添加すると共に、色彩に応じて顔料,分散剤,水等を
配合し、ボールミルで混合粉砕する。そして、100メ
ッシュ篩でオールパスするものを、ほうろう釉薬として
使用する。フリットに対するマイカ片の配合量が5重量
部未満では、ほうろう被覆層におけるマイカ片の分散状
態が不十分なため、ほうろう被覆層に亀裂が発生し易く
なる。逆に15重量%を超える多量のマイカ片を配合す
ると、ほうろう被覆層に溶け不足が生じ、表面光沢や密
着性が低下する傾向がみられる。
【0009】ほうろう被覆層に分散させるマイカ片は、
2〜10μm(平均粒径5μm)の粒径をもつものが好
ましい。マイカ片が粒径2μm以下の微粒になると、比
表面積が増大するため、釉薬に溶け不足が生じ、ほうろ
う被覆層の表面光沢が低下し易くなる。釉薬の溶け不足
は10μmを超える粗粒のマイカ片を配合した場合でも
生じ易く、ほうろう被覆層の表面光沢を低下させる原因
となる。ほうろう釉薬が塗布されたステンレス鋼板を5
50〜600℃に加熱すると、焼成反応が進行し、ほう
ろう被覆層が形成される。550℃未満の焼成温度で
は、溶け不足が生じ、形成されたほうろう被覆層の表面
光沢や密着性が低下する。しかし、600℃を超える高
温で焼成すると、ステンレス鋼板の熱変形が大きくなり
すぎ、焼成後に矯正加工が必要になる。焼成によって形
成されるほうろう被覆層は、十分な隠蔽性及び密着性を
確保するため、30〜100μmの厚みをもつことが好
ましい。厚みが30μmに満たないほうろう被覆層で
は、隠蔽性に劣り、下地のステンレス鋼板が透けて見え
ることがある。逆に100μmを超える厚膜では、ステ
ンレス鋼板に対するほうろう被覆層の密着性が低下し、
衝撃等によってほうろう被覆層に欠け落ちや亀裂が発生
し易くなる。
【0010】
【実施例】BA仕上げした板厚0.5mmのフェライト
系ステンレス鋼板SUS430から150mm×100
mmの試験片を切り出した。試験片の片面をショットブ
ラストすることにより、中心線平均粗さでRa 2.5μ
mの表面粗さに調整した。次いで、アルカリ脱脂液を用
いて試験片表面を脱脂した。ほうろう用フリットとして
表1に示す組成をもつものを用意し、このフリット10
0重量部に対し粒径が異なるマイカ片0〜20重量部,
ケイ酸カリウム10重量部,水45重量部を混合撹拌
し、ほうろう釉薬を調製した。ほうろう釉薬を試験片表
面にスプレー塗布した後、560℃で5分焼成すること
により厚み80μmのほうろう被覆層を形成した。
【0011】
【0012】ほうろう被覆層が形成された各試験片につ
いて、次のように光沢,亀裂発生,密着性,耐酸性等の
ほうろう特性を調査し、マイカ片の粒径及び添加量がほ
うろう特性に及ぼす影響を調査した。 光沢:75度鏡面反射率でほうろう被覆層の光沢を測定
した。 亀裂の発生:ほうろう被覆層に赤色の油性インクでマー
キングし、1時間放置した後、ガーゼで拭き取り、マイ
クロスコープ(×20倍)で着色の有無を観察した。ほ
うろう被覆層に亀裂が発生していると拭き取った後でも
油性インクが残存することから、着色のないほうろう被
覆層を亀裂のないもの(○),着色が観察されたほうろ
う被覆層を亀裂があるもの(×)と評価した。 密着性:JIS Z2247で規定するエリクセン試験
方法に準拠し、試験片に3mm絞りの凹加工を施し、粘
着テープ剥離後のほうろう被覆層を調査した。そして、
ほうろう被覆層に剥離が検出されなかったものを○,僅
かに剥離が検出されたものを△として評価した。 耐酸性:JIS R4301で規定するほうろう製品の
品質基準に準拠した10%クエン酸15分スポット試験
で判定した。
【0013】表2の調査結果にみられるように、粒径2
〜10μmのマイカ片を5〜15重量部配合したフリッ
トから形成された試験番号3〜6のほうろう被覆層は、
亀裂の発生がなく、密着性,耐酸性も良好であった。し
かし、同じマイカ片を配合したものでも、添加量が少な
いフリットから形成された試験番号2のほうろう被覆層
では、マイカ片を配合していない試験番号1のほうろう
被覆層と同様に亀裂の発生が確認された。また、マイカ
片を過剰に配合したフリットから形成された試験番号7
のほうろう被覆層は、ほうろう釉薬に溶け不足が生じた
ことから、ざらざらの表面を呈し、表面光沢が低く、密
着性,耐酸性もやや劣っていた。他方、粒径10〜50
μmのマイカ片を5〜10重量部配合したフリットから
形成された試験番号9〜11のほうろう被覆層では、亀
裂の発生が検出されなかったが、何れも表面光沢の低い
ものであった。また、マイカ片の添加量が少ない試験番
号8のほうろう被覆層では、亀裂の発生が検出された。
マイカ片を過剰に配合した試験番号12のほうろう被覆
層では、ほうろう釉薬の溶け不足によりほとんど表面光
沢がなく、密着性,耐酸性もやや劣っていた。
【0014】以上の結果から明らかなように、粒径2〜
10μmのマイカ片を5〜15重量部配合したSiO2
−B23 系フリットを用いてほうろう被覆層を形成す
るとき、基材となるステンレス鋼板よりもSiO2 −B
23 系フリットの方が大きな熱膨張係数をもつもので
あるにも拘らず、ほうろう被覆層に亀裂が発生せず、表
面光沢,密着性,耐酸性に優れたほうろう被覆層が形成
されることが判った。また、560℃の低温焼成でほう
ろう被覆層が形成されることから、ステンレス鋼板の熱
変形が少なく、焼成後の矯正加工が大幅に軽減され、或
いは省略できた。焼成後に矯正加工を施した場合でも、
軽微な加工で済むため、ほうろう被覆層を劣化させるこ
とがなかった。
【0015】
【0016】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明では、低
温焼成型のフリットにマイカ片を配合した釉薬を焼成す
ることによってステンレス鋼板の表面にほうろう被覆層
が形成されている。得られたほうろう被覆層は、分散し
たマイカ片によって亀裂等の欠陥がなく、耐候性,耐酸
性に優れ良好な外観を呈する。しかも、基材として表面
粗さが調整されたフェライト系ステンレス鋼を使用して
いるので、基材に対するほうろう被覆層の密着性が良好
で、片面ほうろうによっても十分使用に耐えるほうろう
被覆鋼板となる。更には、SiO2 −B23 系フリッ
トを用いて低温焼成でほうろう被覆層を形成するため、
鉛害の問題がなく、基材の熱変形が抑えられ、焼成時の
矯正加工も軽減又は省略できる。このようにして得られ
たほうろう被覆ステンレス鋼板は、優れた耐候性,耐食
性を活用し、内装材,外装材,衛生機器,厨房機器等と
して広範な分野で使用される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 輿石 謙二 千葉県市川市高谷新町7番1号 日新製鋼 株式会社技術研究所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中心線平均粗さRa で0.5〜5μmの
    表面粗さをもつフェライト系ステンレス鋼板を基材と
    し、低温焼成型の無鉛系フリット100重量部に対し5
    〜15重量部のマイカ片を分散させた釉薬から形成され
    たほうろう被覆層が前記基材の表面に形成されているほ
    うろう被覆ステンレス鋼板。
  2. 【請求項2】 無鉛系フリットがSiO2 −B23
    である請求項1記載のほうろう被覆ステンレス鋼板。
  3. 【請求項3】 低温焼成型のSiO2 −B23 系フリ
    ット100重量部に対し5〜15重量部のマイカ片を分
    散させた釉薬を、中心線平均粗さRa で0.5〜5μm
    の表面粗さをもつフェライト系ステンレス鋼板に塗布
    し、550〜600℃で焼成することを特徴とするほう
    ろう被覆ステンレス鋼板の製造方法。
JP30261497A 1997-11-05 1997-11-05 ほうろう被覆ステンレス鋼板及びその製造方法 Withdrawn JPH11140666A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014162899A1 (ja) 2013-04-03 2014-10-09 昭和シェル石油株式会社 薄膜太陽電池

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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