(57)【要約】【課題】  耐傷つき性を向上させて長期の使用における傷つきを極力低減させ、油付着等に対する防汚性を長期に亘って維持することができる防汚ステンレス部材を提供する。【解決手段】  本願発明の防汚ステンレス部材は、エンボス加工したステンレス基材の表面上に親水性被膜がコーティングされ、親水性被膜は少なくとも無機成分を含有しており且つ硬度が５Ｈ以上であることを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンボス加工したステンレス基材の表面上に親水性被膜がコーティングされ、親水性被膜は少なくとも無機成分を含有しており且つ硬度が５Ｈ以上であることを特徴とする防汚ステンレス部材。
【請求項２】
親水性被膜の水接触角が１０゜以下であることを特徴とする請求項１記載の防汚ステンレス部材。
【請求項３】
親水性被膜がプライマー層とトップコート層よりなり、トップコート層が含有する無機成分がシリカを主成分とするものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の防汚ステンレス部材。
【請求項４】
親水性被膜の膜厚が１〜２０μｍであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の防汚ステンレス部材。
【請求項５】
エンボスが幾何学模様であり、その凹凸の凹部と凸部の面積比が５：５〜９：１であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の防汚ステンレス部材。
【請求項６】
幾何学模様における凹部及び凸部の幅がそれぞれ５０μｍ〜３．０ｍｍであることを特徴とする請求項５記載の防汚ステンレス部材。
【請求項７】
凹部の底面から凸部の頂点までの高さが５０〜２００μｍであることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の防汚ステンレス部材。
【請求項８】
エンボスが不規則な模様であり、その算術平均表面粗さが１〜５０μｍであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の防汚ステンレス部材。
【請求項９】
エンボス表面に凹部の底面から凸部の頂点までの平均高さが５０ｎｍ以下の細かい凹凸が形成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の防汚ステンレス部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、防汚ステンレス部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より住環境等で使用されるステンレス部材は、一般的に表面仕上げとしてＢＡ仕上げ、２Ｂ、２Ｄ、Ｎｏ．４研磨仕上げ、あるいは＃４００番研磨等により表面を研磨されたものが多く、表面が平滑であるため、表面に擦り傷、引っかき傷、打痕などが非常に目立ちやすいものであった。特に、ステンレス製キッチンのシンクやカウンターなどでは、その大半は鍋、茶碗、包丁などのキッチン製品により無数の傷がついてしまう。また、傷があることにより汚れもつきやすく、清潔さを維持するには日常の清掃、手入れが必要であった。
【０００３】
また、ステンレス部材はそのすぐれた耐食性などから、住環境の中でも特に水廻りで使用されることが多くなっている。ステンレスの表面は水廻りの代表的な汚れである、油汚れなどと非常に馴染みが良く、洗剤などを用いない手入れでは、完全に汚れを除去することが難しいのが現状である。
【０００４】
そこで、油質分解性を向上させるために、たとえば特許文献１には、エンボス加工によりエンボス模様を形成したステンレス鋼板を基材とし、エンボス模様表面に光触媒層を設けたステンレス部材が提案されている。このステンレス部材によれば、汚れ分解能を向上させるとともに、干渉色による外観不良が防止できるとされている。
【特許文献１】特開２００１−１８３２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の技術によれば光触媒層を設けることにより油質分解性は改善されるものの、ステンレス部材をステンレス製キッチンのシンクやカウンターなどに用い、長期に亘って使用するとやはり鍋、茶碗、包丁などのキッチン製品により無数の傷がついてしまう。その結果、ステンレス部材に、油質分解性を改善する光触媒層を設けたにもかかわらず、これらの傷が原因となって油付着等に起因する汚れが発生し、長期に亘ってその防汚性を維持することが難しく、さらに工夫を施す必要があった。
【０００６】
そこで、本願発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたもので、耐傷つき性を向上させて長期に亘る使用による傷つきを極力低減させ、油付着等に対する防汚性を長期に亘って維持することができる防汚ステンレス部材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明の防汚ステンレス部材は、上記課題を解決するため、第１には、エンボス加工したステンレス基材の表面上に親水性被膜がコーティングされ、親水性被膜は少なくとも無機成分を含有しており且つ硬度が５Ｈ以上であることを特徴とする。
【０００８】
また、第２には、上記第１の発明において、親水性被膜の水接触角が１０゜以下であることを特徴とする。
【０００９】
また、第３には、上記第１又は第２の発明において、親水性被膜がプライマー層とトップコート層よりなり、トップコート層が含有する無機成分がシリカを主成分とするものであることを特徴とする。
【００１０】
また、第４には、上記第１から第３のいずれかの発明において、親水性被膜の膜厚が１〜２０μｍであることを特徴とする。
【００１１】
また、第５には、上記第１から第４のいずれかの発明において、エンボスが幾何学模様であり、その凹凸の凹部と凸部の面積比が５：５〜９：１であることを特徴とする。
【００１２】
また、第６には、上記第５の発明において、幾何学模様における凹部及び凸部の幅がそれぞれ５０μｍ〜３．０ｍｍであることを特徴とする。
【００１３】
また、第７には、上記第１から第６の発明において、凹部の底面から凸部の頂点までの高さが５０〜２００μｍであることを特徴とする。
【００１４】
また、第８には、上記第１から第４のいずれかの発明において、エンボスが不規則な模様であり、その算術平均表面粗さが１〜５０μｍであることを特徴とする。
【００１５】
さらに、第９には、上記第１から第８のいずれかの発明において、エンボス表面に凹部の底面から凸部の頂点までの平均高さが５０ｎｍ以下の細かい凹凸が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本願各請求項の発明によれば、耐傷つき性を向上させ、ステンレス部材の防汚処理としての親水性を長期に亘り維持することができ、なおかつ油等の汚れの除去性が向上した防汚ステンレス部材を提供することが可能となり、従来品と比較して長期間に亘って清潔さを保つ防汚ステンレス部材を提供することができる。
【００１７】
また、本願請求項２の発明によれば、水接触角を１０゜以下に規定することにより、良好な親水性を得ることができ、防汚性能をより向上させることができる。
【００１８】
また、本願請求項３の発明によれば、プライマー層を設けることにより、塗膜密着による耐久性がより向上し、トップコート層が含有する無機成分としてシリカが主成分であるものを用いることにより、耐傷つき性をより向上させることができ、防汚性能をより向上させることができる。
【００１９】
また、本願請求項４から８の発明によれば、親水性被膜の膜厚、エンボスの模様の形態、凹凸の凹部と凸部の面積比、凹部と凸部の幅、凸部の高さ、算術平均表面粗さを規定することにより、親水性被膜の傷つき、剥離等をさらに低減させることができ、より長期に亘る防汚性維持が確保できる。
【００２０】
また、本願請求項９の発明によれば、エンボス表面に細かい凹凸を設けたので、親水性能をさらに向上させることができ、さらに長期に亘る防汚性維持が確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本願発明は上記のとおりの特徴をもつものであるが、以下にその実施の形態について説明する。
【００２２】
本実施形態の防汚ステンレス部材は、表面をエンボス加工したステンレス鋼を基材とする。そしてステンレス基材上に、少なくとも無機成分を含有する親水性被膜をコーティングしている。この親水性被膜の硬度は５Ｈ以上である。なお、本明細書において「硬度」は鉛筆硬度であり、ＪＩＳ  Ｋ５４００法に準拠している。
【００２３】
本実施形態において基材として用いられるステンレス鋼は、オーステナイト系、マルテンサイト系、フェライト系、析出硬化型、二相系のいずれのタイプのものも使用することができる。
【００２４】
本実施形態の防汚ステンレス部材は、住環境等で使用されるもので、その形態は特に限定されないが、典型的には、キッチンのシンクやカウンターにおいて使用される板状のものとして好ましく適用される。
【００２５】
防汚ステンレス部材の表面には、エンボス加工が施されるが、そのエンボス模様は幾何学模様であってもよいし、不規則な形状の模様であってもよい。エンボス模様が幾何学模様である場合、その凸部の断面形状は、典型的には台形状であるが、防汚ステンレス部材をたとえばキッチンのシンクやカウンター等に適用する場合には、鍋、茶碗、包丁などのキッチン用品との接触面積がより小さくなるように頂点を持つ形状とすることもできる。その場合の凸部の断面形状は半円状、半楕円状、三角形状等の各種形状とすることができる。幾何学形状の凸部の平面形状も正方形、長方形、菱形、円形、楕円形等の各種形状とすることができる。エンボスの凹部はフラットとなっていてもよく、緩やかな窪み等となっていてもよい。
【００２６】
エンボスの凹凸の凹部と凸部の面積比は、耐傷つき性及び長期に亘る防汚性維持の観点から、５：５〜９：１の範囲であることが好ましい。また、同様の観点から、エンボスの凹部と凸部の幅は５０μｍ〜３．０ｍｍの範囲であることが好ましく、凹部の底面から凸部の頂点（凸部の最外表面がフラットな面であればその面内の任意の点）までの高さは５０〜２００μｍであることが好ましい。エンボスの凹凸の凹部と凸部の面積比、凹部と凸部の幅、凹部の底面から凸部の頂点までの高さが上記のような範囲であると、防汚ステンレス部材を、たとえばキッチンのシンクやカウンター等に適用した場合、鍋、茶碗、包丁などのキッチン用品との接触面積が極力小さくなり、凸部ではキッチン用品と接触し、親水性被膜の一部を喪失したとしても、凹部では接触しないので、凹部においては長期に亘り親水効果による防汚効果が持続し、全体としても長期に亘り親水効果による防汚効果が維持できるようになる。
【００２７】
エンボスが不規則な模様である場合、その算術平均表面粗さは、上記と同様、耐傷つき性及び長期に亘る防汚性維持の観点から、１〜５０μｍであることが好ましい。
【００２８】
また、親水性能をより一層向上させるために、エンボス表面に凹部の底部から凸部の頂点までの平均高さが５０ｎｍ以下、好ましくは１〜５０ｎｍの範囲の細かい凹凸を形成してもよい。このような細かい凹凸は、たとえばショットブラスト処理等の方法で形成することができる。
【００２９】
エンボスの形成には、たとえばプレス加工、サンドブラスト処理等、従来より使用されてきた各種方法を用いることができる。
【００３０】
エンボスを形成したステンレス基材の表面には、少なくとも無機成分を含む親水性被膜がコーティングされるが、このようなコーティング剤としては従来公知の各種のコーティング材料を用いることができる。
【００３１】
コーティング剤に含有される無機成分としては、シリカ、アルミナ，酸化スズ、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化タングステン等の各種のものを一種又は二種以上使用することができるが、耐傷つき性の観点から特にシリカを使用することが好ましい。無機成分の含有割合は特に限定されないが、通常、２〜５０重量％である。無機成分は粉末状、微粒子粉末、溶液分散ゾル粒子等のいずれの形態であってもよい。
【００３２】
無機成分をコーティング剤に配合する溶剤としては、水系の溶剤であっても、非水系の溶剤であってもよい。
【００３３】
たとえば、無機成分としてシリカを用いる場合、上記のようにいずれの形態のものであってもよいが、ゾル状のコロイダルシリカを用いる場合、水分散性コロイダルシリカ、あるいはアルコール等の非水系の有機溶剤分散性コロイダルシリカを使用することができる。このようなコロイダルシリカは市販品として容易に入手することができる。
【００３４】
本実施形態の親水性被膜は、良好な耐傷つき性を持たせるため、その硬度を５Ｈ以上とする。
【００３５】
また、本実施形態では、十分な親水性能を得るため、親水性被膜の水接触角は１０゜以下であることが好ましく、膜厚は５０ｎｍ〜５μｍであることが好ましい。
【００３６】
親水性被膜の形成方法としては、たとえばスプレー方式、刷毛塗り、ロールコート、ディップコート等の通常行われる適宜の方法を用いることができる。
【００３７】
本実施形態の防汚ステンレス部材では、親水性被膜の密着性向上等を目的として、親水性被膜をプライマー層とトップコート層の２層構造とすることができる。プライマー層に用いることができる材料としては、ポリシラザン等の各種無機ポリマーや、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の各種有機ポリマーを用いることができる。プライマー層の膜厚は２０ｎｍ〜３μｍ程度が適当である。プライマー層の形成方法はトップコート層の形成方法と同じであっても、異なっていてもよい。
【実施例】
【００３８】
以下、本願発明を実施例によりさらに詳しく説明する。
【００３９】
本実施例においては、耐傷つき性、及び防汚性としての油除去性による性能の判断を行った。耐傷つき性の評価としては、標準的な試験はないため、耐傷つき性評価方法として、陶器製の茶碗をサンプルの上に置き、自重を含め３Ｋｇの荷重をサンプル上に与えて、往復摺動１００回後の傷つき外観評価を肉眼による官能評価により行った。また、油除去性については、オレイン酸を規定量（５ｍｌ）滴下し、その拭取り除去性を外観の官能評価により評価した。また、水を含んだスポンジによる磨耗を実施し、１０，０００回後の水接触角を接触角測定器ＣＡ−Ｗ；協和界面科学社製；商品名）で測定し、親水効果の維持性をみた。さらに、親水性被膜の硬度は鉛筆硬度試験機（安田精機製作所製）で測定した。
【００４０】
［実施例１］
厚さ１．０ｍｍのオーステナイト系ステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４）の表面にプレス加工により、表１に示す条件でエンボスを作製した。そのエンボスの凸部の条件として、凸部の幅をａ ｍｍ、凸部間の幅をｂ ｍｍ、凹部の底から凸部の先端までの高さ寸法をｃ μｍとする（実施例１における上記ａ、ｂ、ｃの寸法はそれぞれ表１に示している）。エンボスの幾何学模様は、凸部の断面形状が台形、平面形状が正方形、凹部がフラットなもので、凸部が縦横に繰り返して配列されているパターンとし、凹部と凸部の面積の比は７：３とした。その後、エンボス加工時の汚れを十分に除去した後、密着向上を目的としたプライマー層として、アクアミカ（クラリアントジャパン社製；商品名）をスプレー塗装により塗布したものを常温で乾操させた後、トップコート層として、シリカを主成分としたベラスコート（伸晃社製；商品名）をスプレー塗装し、２５０℃で１０分間焼き付けて塗膜を形成した。形成した塗膜の硬度は８Ｈであった。プライマー層の膜厚は５０ｎｍであった。トップコート層の膜厚及びその他の物性評価結果を表１に示す。耐傷つき性及び油除去性はＡ〜Ｅの５段階評価を行い、Ａ〜Ｄは有効な効果が見られたもので、良好なものがＤ、より良好なものがＣ、さらに良好なものがＢ、最も良好なものがＡであり、Ｅは不可を表す（以下、同様）。
【００４１】
［実施例２〜１２］
表１及び表２に示すエンボスの条件にてエンボスを作製し、その後実施例１と同様の処理を施したサンプルについて、同様の評価を実施例２〜１２において実施した。その物性評価結果を表１及び表２に示す。プライマー層の膜厚は５０ｎｍ、トップコート層の膜厚は表１及び２に示すとおりであった。
【００４２】
【表１】
2007001223.tif 000002
【００４３】
【表２】
2007001223.tif 000003
［比較例１］
厚さ１．０ｍｍのＳＵＳ３０４ステンレス平板上に実施例１と同様の塗膜を形成し、比較例１のサンプルとした。このサンプルの物性評価を実施例１と同様な方法で行った。その結果を表２に示す。その結果、油除去性は（Ａ）ですぐれていたが、耐傷つき性は不可（Ｅ）の結果となった。
【００４４】
［比較例２〜９］
さらに実施例１〜８の比較として、親水処理を施さないこと以外は実施例１と同様にして比較例２〜９のサンプルを作製した。各サンプルの物性評価を実施例１と同様の方法で行ったが、エンボス加工だけでは、油除去性がいずれも不可（Ｅ）の結果となった。
【００４５】
［実施例１３］
厚さ１．０ｍｍのＳＵＳ３０４ステンレス平板の表面にサンドブラスト処理により算術平均表面粗さ１０μｍの不規則なエンボス模様を作製した。その上に実施例１と同様な塗膜を形成し、実施例１３のサンプルとした。プライマー層の膜厚は５０ｎｍ、トップコート層の膜厚は２μｍであった。このサンプルの物性評価を実施例１と同様な方法で行った。その結果、形成された塗膜の硬度は８Ｈで、耐傷つき性（Ａ）、油除去性（Ａ）、初期水接触角４．４゜、磨耗後の水接触角７．１゜であり、良好な結果を示した。
【００４６】
［実施例１４、１５］
実施例１３において、算術平均表面粗さを０．１μｍ及び５５μｍとしたこと以外は同様にして作製したサンプルをそれぞれ実施例１４、１５とした。プライマー層の膜厚は５０ｎｍ、トップコート層の膜厚は２μｍであった。各サンプルの物性評価を実施例１と同様の方法で行った結果、いずれも耐傷つき性（Ｃ）、油除去性（Ａ）、初期水接触角５．０゜、磨耗後の水接触角８．８゜となり、良好な結果を示した。
【００４７】
［実施例１６］
実施例１と同様のエンボスを作製したステンレス鋼板の表面にさらに凹部の底部から凸部の頂点までの平均高さが１０ｎｍの細かな凹凸をショットブラスト処理により形成し、その上に実施例１と同様にして塗膜を形成し、実施例１６のサンプルとした。プライマー層の膜厚は２０ｎｍ、トップコート層の膜厚は２μｍであった。このサンプルの物性評価を実施例１と同様な方法で行った。その結果、形成された塗膜の硬度は８Ｈで、耐傷つき性（Ａ）、油除去性（Ａ）、初期水接触角３．２゜、磨耗後の水接触角５．３゜であり、良好な結果を示した。
【００４８】
［実施例１７］
実施例１のエンボス条件でエンボス加工したステンレス鋼板上に、コーティング剤としてべラスコートにコロイダルシリカ（スノーテックスＯＬ）を３ｗｔ％添加したものを実施例１と同様に塗布した後、硬化させ、実施例１７のサンプルとした。このサンプルの物性評価を実施例１と同様の方法で行った。その結果、形成された塗膜の硬度は９Ｈで、耐傷つき性（Ａ）、油除去性（Ａ）、初期水接触角２．８゜、磨耗後の水接触角４．４゜で、良好な結果を示した。トップコート層の膜厚は３μｍであった。