(57)【要約】【課題】  耐傷つき性を向上させるとともに、水垢付着など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、エンボス加工されたステンレス基材の表面上に撥水性被膜がコーティングされていることを特徴とする。撥水性被膜は、フッ素系処理剤の塗膜又はフッ素を含有するフッ素系塗膜により形成することができ、水接触角が９０゜以上であることが好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンボス加工されたステンレス基材の表面上に撥水性被膜がコーティングされていることを特徴とする防汚ステンレス部材。
【請求項２】
撥水性被膜が、フッ素系処理剤の塗膜よりなり、水接触角が９０゜以上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】
撥水性被膜が、フッ素を含有するフッ素系塗膜よりなり、水接触角が９０゜以上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４】
撥水性被膜の膜厚が３〜１００ｎｍであることを特徴とする請求項２記載の防汚ステンレス部材。
【請求項５】
撥水性被膜の膜厚が１〜２０μｍであることを特徴とする請求項３記載の防汚ステンレス部材。
【請求項６】
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３：７〜９：１であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の防汚ステンレス部材。
【請求項７】
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６記載の防汚ステンレス部材。
【請求項８】
凹部の底面から凸部の頂点までの平均高さが２０〜２００μｍであることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の防汚ステンレス部材。
【請求項９】
エンボスが不規則な模様であり、その算術平均表面粗さＲａが１〜５０μｍであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の防汚ステンレス部材。
【請求項１０】
エンボスの凹凸の表面にさらに小さなエンボスとして凹部の底面から凸部の頂点までの平均高さが０．１〜３０μｍの凹凸を設けたことを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の防汚ステンレス部材。
【請求項１１】
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１０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】
従来より住環境など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番研磨など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。ところが、上記のようにステンレスは傷などがつきやすく、油汚れと非常に馴染みが良く、また水垢も堆積して、汚れが目立つことになる。
【０００４】
油の汚れに対しては、たとえば特許文献１において、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。また、洗剤技術の進展とともに、洗剤による手入れにより、ある程度は油の除去が可能となっている。
【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、水垢については、長期に亘る使用により堆積して水垢汚れが発生すると、洗剤ではなかなか除去することができず、研磨剤入りの洗剤などによりステンレス表面を削ることで除去しなければならなかった。
【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、水垢付着など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撥水性被膜がコーティングされてい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、撥水性被膜が、フッ素系処理剤の塗膜よりなり、水接触角が９０゜以上であることを特徴とする。
【０００９】
また、第３には、上記第１の発明において、撥水性被膜が、フッ素を含有するフッ素系塗膜よりなり、水接触角が９０゜以上であることを特徴とする。
【００１０】
また、第４には、上記第２の発明において、撥水性被膜の膜厚が３〜１００ｎｍであることを特徴とする。
【００１１】
また、第５には、上記第３の発明において、撥水性被膜の膜厚が１〜２０μｍであることを特徴とする。
【００１２】
また、第６には、上記第１から第５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３：７〜９：１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のいずれかの発明において、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。
【００１４】
また、第８には、上記第１から第７のいずれかの発明において、凹部の底面から凸部の頂点までの平均高さが２０〜２００μｍであることを特徴とする。
【００１５】
また、第９には、上記第１から第５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Ｒａが１〜５０μｍであることを特徴とする。
【００１６】
また、第１０には、上記第１から第９のいずれかの発明において、エンボスの凹凸の表面にさらに小さなエンボスとして凹部の底面から凸部の頂点までの平均高さが０．１〜３０μｍの凹凸を設けたことを特徴とする。
【００１７】
さらに、第１１には、上記第１から第１０のいずれかの発明において、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】
【００１８】
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撥水性を長期に亘り維持することができ、なおかつ水垢など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。
【００１９】
また、本願請求項２、３の発明によれば、撥水性被膜をフッ素系処理剤の塗膜又はフッ素を含有するフッ素系塗膜で構成し、水接触角を９０゜以上に規定することにより、良好な撥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。
【００２０】
また、本願請求項４から１０の発明によれば、撥水性被膜の膜厚、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し、また大きなエンボスの表面にさらに小さなエンボスの凹凸を設けることにより、撥水性被膜の傷つき、剥離など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。
【００２１】
また、本願請求項１１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、撥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】
【００２２】
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。
【００２３】
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し、エンボス表面上に撥水性被膜をコーティングしている。
【００２４】
本実施形態で用いることのできるステンレス鋼は、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。
【００２５】
本実施形態の防汚ステンレス部材は、住環境など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曲面状や板状のものとして好ましく適用される。
【００２６】
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など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、三角形状など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、楕円形など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、緩やかな窪みなどとなっていてもよい。
【００２７】
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、３：７〜９：１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）までの平均高さは２０〜２００μｍ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などに適用した場合、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、撥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撥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撥水効果による防汚効果が維持できるようになる。
【００２８】
また、上記のようなエンボスの凹凸の表面にさらに小さなエンボスとして凹部の底面から凸部の頂点までの平均高さが０．１〜３０μｍの凹凸を設けると、撥水性被膜の維持による防汚効果がより長期に亘り持続されることとなる。
【００２９】
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Ｒａ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。
【００３０】
また、撥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３〜５０ｎｍ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などの方法で形成することができる。
【００３１】
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など、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。また、上記のさらに小さなエンボスの形成も、上記と同じ、たとえばプレス加工、サンドブラスト処理などの方法を用いることができる。
【００３２】
エンボスを形成したステンレス鋼の表面には、撥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。このようなコーティング材料としては、たとえばフッ素系処理剤や、フッ素を含有するフッ素系塗膜材料や、アクリル系樹脂材料などを用いることができる。本明細書において、「フッ素系処理剤」とは、水酸基と脱水反応又は脱水素反応により結合するケイ素含有官能基を有するもののことであり、「フッ素を含有するフッ素系塗膜材料」とは、フッ素樹脂又はフッ素を主骨格と側鎖の少なくともいずれかに有する塗料のことである。
【００３３】
フッ素系処理剤を用いる場合、十分な撥水性能を得るため及び長期に亘る防汚性維持の観点から、撥水性被膜の水接触角は９０゜以上であることが好ましく、膜厚は３〜１００ｎｍであることが好ましいが、これに限定されない。
【００３４】
フッ素系処理剤としては、たとえばパーフルオロアルキルシランなどを使用することができる。
【００３５】
この場合の撥水性被膜の形成方法としては、たとえばスプレー方式、ディップ方式、フローコート、ロールコートなどを用いることができる。
【００３６】
また、フッ素を含有するフッ素系塗膜材料を用いる場合、十分な撥水性能を得るため及び長期に亘る防汚性維持の観点から、撥水性被膜の水接触角は９０゜以上であることが好ましく、膜厚は１〜２０μｍであることが好ましいが、これに限定されない。
【００３７】
フッ素を含有するフッ素系塗膜材料としては、たとえばテトラフロロエチレン樹脂などのフッ素樹脂などを使用することができる。
【００３８】
この場合の撥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、ディップコートなどの方法を用いることができる。
【００３９】
アクリル系樹脂材料としても撥水性を有していれば従来公知の各種の材料を使用することができ、十分な撥水性能を得るため及び長期に亘る防汚性維持の観点から、撥水性被膜の水接触角は９０゜以上であることが好ましく、膜厚は１〜２０μｍであることが好ましいが、これに限定されない。
【００４０】
この場合の撥水性被膜の形成方法としても、たとえばスプレー方式、刷毛塗り、ロールコート、ディップコートなどの方法を用いることができる。
【００４１】
本実施形態の撥水性被膜は、良好な耐傷つき性を持たせるため、その硬度を３Ｈ以上とする。なお、本明細書において撥水性被膜の「硬度」は鉛筆硬度であり、ＪＩＳ  Ｋ５４００法に準拠している。
【００４２】
本実施形態の防汚ステンレス部材では、撥水性被膜の密着性向上などを目的として、撥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、ポリシラザンなどの各種無機ポリマーや、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂など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、トップコート層がフッ素系処理剤の塗膜の場合は１〜１００ｎｍ程度、トップコート層がフッ素系塗膜の場合は１〜５μｍ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】
【００４３】
以下、本願発明を実施例によりさらに詳しく説明する。
【００４４】
本実施例においては、耐傷つき性、及び防汚性としての水垢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、水垢除去性については、無機成分を十分に含む水道水を滴下乾燥後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、撥水効果の維持性をみた。さらに、撥水性被膜（塗膜）の硬度は鉛筆硬度試験機（安田精機製作所製）で測定した。
【００４５】
［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頂点までの高さ寸法を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フッ素系処理剤であるフロロサーフＦＧ−５０１０（フロロテクノロジー社製；商品名）をスプレー塗装し、１００℃で３０分間焼き付けて塗膜を形成した。形成した塗膜の硬度は３Ｈであった。プライマー層の膜厚は約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。耐傷つき性及び水垢除去性は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）。
【００４６】
［実施例２〜１６］
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２〜１６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。
【００４７】
【表１】
2007038626.tif 000002
【００４８】
【表２】
2007038626.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、水垢除去性は（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。
【００４９】
［比較例２〜１０］
さらに実施例１〜９の比較として、撥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２〜１０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、水垢の除去がいずれも不可（Ｅ）の結果となった。
【００５０】
［実施例１７〜３２］
厚さ１．０ｍｍのＳＵＳ３０４ステンレス平板の表面にプレス加工により、実施例１〜１６と同条件のエンボスを作製した。その後、アクリル系の紫外線硬化型樹脂であるレイクイーン（三菱レーヨン社製；商品名）を塗布し、ＵＶ硬化条件（１２０Ｗ、１ｍ／ｍｉｎ、積算光量約１５００ｍＪ／ｃｍ２）により塗膜を硬化させて、撥水性塗膜を有するサンプルを作製した。各サンプルを実施例１７〜３２とし、実施例１と同様に物性評価を行った。形成した塗膜の硬度は３Ｈであった。その他の評価結果を表３及び表４に示す。
【００５１】
【表３】
2007038626.tif 000004
【００５２】
【表４】
2007038626.tif 000005
［実施例３３、３４］
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及び実施例１７と同様にして塗膜を形成し、それぞれ実施例３３、３４のサンプルとした。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。
【００５３】
実施例３３は、プライマー層の膜厚は５０ｎｍ、トップコート層の膜厚は５０ｎｍ、塗膜硬度は３Ｈであった。また、実施例３４は、プライマー層の膜厚は１μｍ、トップコート層の膜厚は５μｍ、塗膜硬度は４Ｈであった。その他の評価結果を表５に示す。
【００５４】
［実施例３５、３６］
実施例３３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３５、３６とした。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。
【００５５】
実施例３５の塗膜硬度は３Ｈであり、実施例３６の塗膜硬度は４Ｈであった。その他の評価結果を表５に示す。
【００５６】
［実施例３７、３８］
実施例３４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３７、３８とした。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。
【００５７】
実施例３７の塗膜硬度は３Ｈであり、実施例３８の塗膜硬度は４Ｈであった。その他の評価結果を表５に示す。
【００５８】
［実施例３９、４０］
実施例１と同様のエンボスを作製したＳＵＳ３０４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及び実施例１７と同様にして塗膜を形成し、それぞれ実施例３９、４０のサンプルとした。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。
【００５９】
実施例３９は、プライマー層の膜厚は２０ｎｍ、トップコート層の膜厚は２０ｎｍ、塗膜硬度は３Ｈであった。その他の評価結果を表５に示す。
【００６０】
実施例４０は、プライマー層の膜厚は１μｍ、トップコート層の膜厚は５μｍ、塗膜硬度は４Ｈであった。その他の評価結果を表５に示す。
【００６１】
［実施例４１］
実施例１７のエンボス条件のＳＵＳステンレス鋼板に、コーティング剤としてレイクイーン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１７と同様に塗布した後、硬化させ、実施例４１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。塗膜硬度は４Ｈであった。その他の評価結果を表５に示す。
【００６２】
［実施例４２、４３］
実施例１と同様のエンボスを作製したＳＵＳ３０４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３．０μｍの凹凸を小さなエンボスとしてあらかじめ大きなエンボスを形成する前に、プレス加工処理により形成しておき、２重のエンボスを作製し、その上に実施例１及び実施例１７と同様にして塗膜を形成し、それぞれ実施例４２、４３のサンプルとした。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。
【００６３】
実施例４２は、プライマー層の膜厚は２０ｎｍ、トップコート層の膜厚は２０ｎｍ、塗膜硬度は３Ｈであった。実施例４３は、プライマー層の膜厚は１μｍ、トップコート層の膜厚は５μｍ、塗膜硬度は３Ｈであった。その他の評価結果を表５に示す。
【００６４】
【表５】
2007038626.tif 000006