JPS61250179A - 高耐食性着色ステンレス鋼 - Google Patents

高耐食性着色ステンレス鋼

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JPS61250179A
JPS61250179A JP9029785A JP9029785A JPS61250179A JP S61250179 A JPS61250179 A JP S61250179A JP 9029785 A JP9029785 A JP 9029785A JP 9029785 A JP9029785 A JP 9029785A JP S61250179 A JPS61250179 A JP S61250179A
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Minoru Kiyozuka
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Hideo Minafuji
皆藤 秀雄
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    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/82After-treatment
    • C23C22/83Chemical after-treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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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) 本発明は発色により着色した着色ステンレス鋼を発色時
の色調の*ま有機−無機複合樹脂皮膜で被覆した耐食性
、対汚染性の優れた高耐食性着色ステンレス鋼に関する
(従来技術) 発色により着色した着色ステンレス鋼は金属光沢の豪華
な外観を有することから、近年建築内外装材、自動車外
装部材、電気器具の装飾部材などに幅広く使用されるよ
うになってきている。
この着色ステンレス鋼は従来鋼種によっては限られた色
しか着色することができず、色調の再現も困難であった
が、特開昭48−11243号および特開昭49−21
339号にそれぞれ開示された[クロム合金の処理法」
および「クロム合金の処理」が開発されるに至って、所
望の色に再現性よく着色できるようになった。
この着色法はクロム酸(Cr03)と硫酸(l12sO
,)との混酸水溶液中にステンレス鋼を浸漬し、浸漬時
間、浴温度を調整することにより種々の厚さの酸化皮膜
を表面に形成して着色するもので、形成された酸化皮膜
が厚さに応じて光の干渉効果により種々の色を呈するこ
とから、ブラック、ブルー、レッド、グリーンなど種々
の色に着色することができる。
しかしながらこの着色法により形成した酸化皮膜は、対
摩耗性には優れているものの、極めて薄いものであった
。このため塩素イオンの多い海岸地帯や亜硫酸〃スの工
場地帯など本来ステンレス鋼が腐食されやすい腐食環境
で使用した場合の表面保護効果は不十分で、錆が発生し
てしまうものであった。とくに着色ステンレス鋼の場合
、錆が発生してしまい、その外観の美しさを損なわれて
しまう。
(発明が解決しようとする問題点) この着色ステンレス鋼の錆の発生を防止するのには合成
樹脂のクリヤー塗料などを塗装して、表面を保護すれば
よいのであるが、塗装の場合通常塗膜厚を10μ−以上
にしなければならないため、着色ステンレス鋼特有の金
属光沢外観が失われて、塗装面の外観になり、汚染もさ
れやすかった。
一方このような問題のない方法としてはシリカの透明皮
膜を形成する方法がある。この方法は着色ステンレス鋼
に限らず一般に金属表面にエチルシリケートのような低
級アルキルシリケートの7ルコール溶液に酸触媒を加え
で、シリカを遊離させた液を金属表面に塗布した後、高
温の還元雰囲気中で加熱してシリカの透明皮膜を形成す
る方法で、形成する皮膜が無機透明皮膜であるので、金
属光沢の外観となる(特開昭59−6381号)。
しかしこの方法の場合、遊離シリカを皮膜にする際の加
熱温度が400〜1200℃と極めて高温であるため、
着色ステンレス鋼に適用すると、色が変色してしまい、
また板厚が薄い(1,0mm以下)場合には形状が変形
してしまうものであった。
(問題点を解決するための手Pi) そこで本発明者らは金属光沢の外観を有し、製造の除色
が変色せず、しかも形状も変形しない表面処理方法を開
発すべく、種々検討した結果、低温で皮膜形成が可能な
有機−j11接合樹脂皮膜により被覆する方法を開発し
たのである1本発明はかかる開発に基づき高耐食性着色
ステンレス鋼を提供するものである。
すなわち本発明は着色ステンレス鋼の表面に(A)水溶
性もしくは水分散性の有機重合体樹脂と、(B)水分散
性シリカと、(C)反応性シランもしくはチタン化合物
とからなる有機−無磯複合樹脂皮膜が形成されているこ
とを特徴とする高耐食性着色ステンレス鋼を提供するも
のである。
本発明において、有機−無機複合樹脂皮膜(以下単に複
合皮膜と称する)を構成するを水溶性もしくは水分散性
の有機重合体樹脂(以下単に有機樹脂と称する)にした
のは、複合皮膜を水溶液で形成する都合からであり、こ
のため有am脂としては、分子内に水酸基、カルボキシ
ル基、アミノ基などの親木基を有していて、水溶化また
は水分散化できるものであればよい1例えばアクリル共
重合体、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹
脂、ポリアミノ樹脂、ポリカルボン酸樹脂の単体もしく
は複合した樹脂などが挙げられる。
有8!樹脂の酸価は樹脂中に導入された官能基によって
決まるが、樹脂の着色ステンレス鋼板への密着性、耐水
性および水溶化もしくは水分散化などを考慮して10〜
200程度にするのが好ましい、この有機樹脂は水分散
化しで、エマルジ1ンもしくはラテックスの状態で使用
する。
またシリカを水分散性のものにしたのも有機樹脂の場合
と同理由からで、複合皮膜の密着性を高めるために配合
する。この水分散性シリカとしては通常水分散液として
市販されているコロイダルシリカを使用することができ
る。
さらにシランもしくはチタン化合物を反応性のものにし
たのは、有W1樹脂分子と反応させて、複合皮膜を強固
にし、耐水性、密着性を高めるためで、具体的にはシラ
ンカップリング剤、チタネートカップリング剤(以下単
にカップリング剤と称する)である。
シランカップリング剤には種々のタイプのものがあるが
、水溶性もしくは水分散性のものであれば、モノマータ
イプ[例えばビニルトリ(β−メ)キシエトキシ)シラ
ン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン】、
オリゴマータイプ(例えばグリシド系のもの)、樹脂変
性タイプ(例えばアクリル変性やエポキシ樹脂のもの)
、カチオン系タイプのものなどいずれでも使用できる。
またチタネートカップリング剤も水溶性もしくは水分散
性のものであれば用いることができ、好ましいものを挙
げればテト?(2,2−ジアリルオキシメチル−1−ブ
チル)ビス(ジ−トリデシル)ホスファイトチタネート
、ビス(シオクチルパイロホス7工−ト)オキシアセテ
ートチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート
)エチレンナタネートなどがある。
複合皮膜中に含有させる有W1樹脂と水分散性シリカと
の配合割合は固形分重量比で、有機樹脂100重量部当
り水分散性シリカ0.5〜100重量部にするのが好ま
しい、*たカップリング剤の使用割合は有機樹脂に対し
て重量部で0.5〜15部にするのが好ましい。
複合皮膜の皮膜厚を0.2〜10μ−にするのが好まし
い。これは0.2μ−未満であると表面の保護効果が十
分発揮されず、耐食性の向上が期待でかないばかりでな
く、皮膜全体が均一にならず、色調も干渉縞が生じ、不
均一になり、逆に10μ−を越えると、加工時に皮膜が
割れやすくなって、加工性が阻害されるからである。
複合皮膜を上記のような配合割合にするには処理液が有
a樹脂200〜4009/6.水分散性シリカ1〜40
09/e、カップリング剤0.1〜409/e含有する
ように調整する。
本発明の着色ステンレス鋼を製造するには上記のように
調整した処理液を公知塗布法によりステンレス鋼に塗布
して、温度80〜200℃で公知乾燥法により乾燥すれ
ば、皮膜は硬化し、耐食性を発揮するようになる。なお
公知塗布法としては、ロールコート法、スプレィ法、浸
漬法などが、また公知乾燥法としては、熱風乾燥法、赤
外線乾燥法などがある。
本発明の場合ステンレス鋼の鋼種は発色法により着色で
きるものであれば、鋼種はどのようなものでもよく、表
面仕上もどのような仕上のものであってもよい、また着
色も前記特開昭48−11243号および特開昭49−
21339号に開示された着色法ばかりでなく、アルカ
リ酸化法、電解着色法など他の着色法により着色したも
のでもよい。
以下実′施例により本発明を説明する。
(実施例)i′・ まず有機樹脂を次のように調整した。1゛丸(1)メチ
ルメタアクリレート50重量%と、プ゛φルアクリレー
ト40重量%と、アクリル酸10重量%とを乳化重合し
てアクリルエマルノッン[樹脂分40重量%、PH2,
3、粘度25 cps(25°C1B型粘度計)、樹脂
の酸価的801とし、このエマルジョン中の共重合体樹
脂をAとした。
(2)フルキト樹脂[商品名 アロロン376、日蝕7
0−化学(株)製]98重量%とツメチルアミノエタノ
ール2重量%とを乳化重合してアルキドエマルクミンと
し、そのエマルジョン中の重合体樹脂をBとした。
(3)エポキシエステル樹脂[商品名 レクドールV1
1E37L、ヘキストジャパン(株)製190重量%と
ジメチル7ミノ工タノール10重量%とを乳化重合して
、エポキシエステル二マルク層ンとし、そのエマルジョ
ン中の重合体樹脂をCとした。
(4)ポリエステル樹脂[商品名 アロロン465、日
蝕アロー化学(株)製190重量%とジメチルアミノエ
タノール10重量%とを乳化重合して、ポリエステル二
マルク雪ンとし、そのエマルジョン中の重合体樹脂をD
とした。
次に以上のようにして調整したエマルシヨンにシリカゾ
ルとカップリング剤とを添加して、第1表に示すような
粘ちょうな複合皮膜形成用の処理液を調整した。
一方処理液の調整とは別に厚さ0.4−一のステンレス
鋼板(SOS304、BA仕上)を硫酸5009iとク
ロム酸2509/eとの混酸中(80℃)に浸漬して、
着色ステンレス鋼板を製造した6着色は浸漬時間を8分
およ(712分に調整することによりそれぞれブルーお
よびゴールドにした。
その後この着色ステンレス鋼板に前記処理液をパーコー
ターで塗布して、150℃で10秒間加熱乾燥すること
により種々の厚さの複合皮膜を形成した。なお複合皮膜
の厚さはバーコーターの番手および処理液の希釈程度を
変えることにより調整した。
#2表に以上のようにして製造した高耐食性着色ステン
レス鋼板の各種試験結果を示す。
なお各種試験は次の要領で行った。
(イ)耐食性(キャス試験) JIS D 0201に基づき500時間行い、次の基
準で評価した。
◎ 赤錆発生なし、レイティングNO9,5以上○ 赤
錆発生あり、レイティングNO9,0〜9.5Δ 赤錆
発生あり、レイティング808.0〜9.0× 赤錆発
生あり、レイティングNO8,0未満(ロ)耐汚染性(
指紋付着試験) 多数の人が出入りするドア一部に試験材を1日間取付け
て、汚染させ、汚染の目立ち易さを次の基準で評価した
6 0 元の外観を保ち、汚染されていない○ 汚染されて
いるが、〃−ゼのからぶきで容易に除去できる Δ 汚染され、〃−ゼのからよきでは′容易に除去でき
ない X 着しく汚染されて、変色して見える(ハ)密着性(
湿潤試験) 温度so’c、湿度98%の雰囲気中に1000時間入
れで、湿潤試験を行った後、11間隔の基盤目状切込み
をカッターナイフで入れ、その切込み部にセロテープを
一旦張付けて急速にはがす方法により行った。評価はそ
のはがした部分の複合皮膜剥離状態を次の基準で行った
O剥離なし ○ 剥離幅が1−一以下 Δ 剥離幅が1輪齢越え、3−曽以下 X 剥離幅が3−輪より広い (注1)シリカゾル、カップリング剤の配合量は樹脂1
00重量部当りである。
(注2)シリカゾルの種類のうち、aは酸性コロイグル
シリ力【商品名スノーテックス−O8産化学工業(株)
製1%bはアミノ安定化コaイグルシリカ[商品名スノ
ーテックス−N 8産化学工業(株)製1である。
(注3)カップリング剤の種類のうち、aはビニル−ト
リ(β−メトキシエトキシ)シラン、bはグリシド系シ
ランオリゴマー、Cはテトラ(2,2−ジアリルオキシ
メチル−1−ブチル)ビス(ジ−トリデシル)ホスファ
イトチタネートである。
第2表より明らかなごとく、本発明の高耐食性着色ステ
ンレス鋼板は耐食性、耐汚染性および複合皮膜の密着性
が優れている。
また本発明の鋼板を5US304の未着色ステンレス鋼
板および未被覆着色ステンレス鋼板とともに、海岸地帯
に11月暴露してみたが、これらより耐食性は優れ、錆
は全く発生せず、汚れもほとんど付着しなかった。
さらに外観は色調が着色時のままに保たれ、金属光沢を
有していた。
(効果) 以上説明したごと(、本発明の着色ステンレス鋼は複合
皮膜を80〜200℃と通常の着色亜鉛鉄板の乾燥温度
より低温で乾燥可能であるので、例えば着色、ステンレ
ス鋼板の場合、製造時に色が変色せず、薄板でも形状が
変形することがない。
また複合皮膜は有機−無機の被合皮膜であるので、着色
ステンレス鋼の外観は金属光沢になり、汚れも付着しな
い。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 着色ステンレス鋼の表面に(A)水溶性もしくは水分散
    性の有機重合体樹脂と、(B)水分散性シリカと、(C
    )反応性シランもしくはチタン化合物とからなる有機−
    無機複合樹脂皮膜が形成されていることを特徴とする高
    耐食性着色ステンレス鋼。
JP9029785A 1985-04-26 1985-04-26 高耐食性着色ステンレス鋼 Granted JPS61250179A (ja)

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JPH0580556B2 JPH0580556B2 (ja) 1993-11-09

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