JP3394188B2 - 琺瑯板 - Google Patents

琺瑯板

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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、光沢を有し、下地
の金属が見えず、しかも後曲げ加工性に優れる琺瑯板に
関する。 【0002】 【従来の技術】琺瑯製品は、意匠性を要求されることが
多いため、基板である金属が透けて見えず、着色され、
かつ、光沢のあるものが要求される。この要求を満たし
得る従来の技術は、琺瑯層に顔料を添加し、かつ膜厚を
100 μm 以上にすることであった。しかし、その製品
は、琺瑯層の膜厚が100 μm 以上と厚いために、曲げ加
工(「後曲げ加工」という)を施すと、琺瑯層が剥離し
たり琺瑯層表面に亀裂が多数生じたりして、外観の悪い
ものになるという問題があった。 【0003】この問題を解決するために、後曲げ加工時
の亀裂発生を抑制するべく特定組成の釉薬を用いて膜厚
を薄く(10〜50μm )した琺瑯製品が提案されている
(特公平6−43257 号公報、特公平6−43256 号公報な
ど)。しかし、それらの製品では、下地表面が透けて見
えるのを阻止するために顔料を多量に添加する必要があ
り、その結果表面の凹凸が多くなり光沢が損なわれてし
まう。顔料を添加しない場合は当然のことながら、下地
が透けて見え、意匠性が劣るものになる。 【0004】また、光沢と後曲げ加工性の両方を良くす
るために、例えば特開昭63−28882号公報では、琺瑯層
表面を透明な樹脂で被覆した琺瑯製品が提案されている
が、最表面が樹脂のため、耐薬品性、耐候性等といった
琺瑯本来の特性が得られない。このように、従来の技術
では、光沢を有し、下地表面が透けて見えず、しかも後
曲げ加工性の良い琺瑯板を得ることはできなかった。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の欠点に鑑み、光沢を有し、下地表面が透けて見え
ず、しかも後曲げ加工性に優れた琺瑯板を提供すること
を目的とする。 【0006】 【課題を解決するための手段】本発明は、基板の少なく
とも一方の面に、顔料を含有する第1の琺瑯層と、その
上層に透明な第2の琺瑯層とを合計で30μm 以下の厚み
で有してなる後曲げ加工性に優れた琺瑯板である。本発
明では、第1の琺瑯層の顔料含有量が20〜60wt%である
こと、第2の琺瑯層の平均厚みが1μm 以上であること
が、それぞれ好ましい。また、前記顔料が白色顔料であ
ることが好ましく、さらに好ましくは酸化チタンであ
る。 【0007】 【発明の実施の形態】「琺瑯」とは、金属等の基板表面
に無機質ガラス粉末を釉薬として塗布し、これを焼成し
て得たガラス質被覆を言う。図1は、本発明の琺瑯板の
層構造を示す模式的断面図である。図示のように、本発
明の琺瑯板は、基板1を第1の琺瑯層2、第2の琺瑯層
3で順次被覆して構成される。 【0008】第1の琺瑯層2で被覆される基板1の表面
は、片面でも両面でもよい。第1の琺瑯層2には顔料が
含まれ、第2の琺瑯層3は透明である。そして、第1、
第2の琺瑯層のそれぞれの厚みの合計(全琺瑯膜厚4)
は30μm 以下である。基板としては、鉄板、鋼板、アル
ミニウム板等の金属板はもちろんのこと、亜鉛メッキ、
アルミニウムメッキ、アルミニウム亜鉛合金メッキ、鉄
亜鉛合金メッキなどや、化成処理、クロメート処理など
の表面処理を施した金属板をも使用することができる。
また、基板の表面は脱脂、洗浄などを行った後に、後述
のスラリーを施釉(塗布)することが好ましい。 【0009】特に、メッキ等の表面処理を施し、耐食
性、耐候性等を備えた金属板を使用することが好まし
い。また、金属板以外でも琺瑯の焼成温度に耐える材質
の基板であれば、該基板上に琺瑯被覆することもでき
る。琺瑯の素材としては、第1、第2の琺瑯層に共通し
て、SiO2系、P2O5系、B2O3系、フッ化物系などの釉薬を
使用することができる。これらの釉薬は一般に、焼成に
よって透明な膜になるため、下地基板が透けて見え、と
くに基板素地の見目が良くない場合(例えば琺瑯密着性
を上げるためにCr処理されて表面が黒くなった鋼板を基
板とする場合)には、琺瑯製品の外観品質が悪くなる。
この憂いは、釉薬に顔料を添加することで解決できる
が、従来の単層琺瑯膜では、添加された顔料が釉薬焼成
の妨げとなって琺瑯表面の凹凸が大きくなり、光の乱反
射が生じて光沢が悪くなる。釉薬のなかでも、550 ℃以
下での焼付けが可能なP2O5系が好ましい。 【0010】そこで、本発明では、琺瑯膜を、第1、第
2の琺瑯層を積層した複層構造とし、第1の琺瑯層に顔
料を添加して、これに下地基板隠蔽および意匠性付与の
役割を担わせ、さらに、この第1の琺瑯層(顔料含有琺
瑯層)を、顔料を含有しない透明な第2の琺瑯層(透明
琺瑯層)で被覆するようにした。この構成により、琺瑯
板の最表面の凹凸を小さく保つことができ、琺瑯板に良
好な光沢を持たせることができる。 【0011】そして、琺瑯板に良好な後曲げ加工性を付
与するために、全琺瑯膜厚は30μm以下に制限される必
要がある。すなわち、全琺瑯膜厚が30μm 超では、後曲
げ加工時の曲げ部における琺瑯剥離や琺瑯表面亀裂の程
度が大きいが、全琺瑯膜厚が30μm 以下では、その程度
が顕著に低減し、良好な後曲げ加工性を確保することが
できる。なお、さらに好ましくは25μm 以下である。ま
た、全琺瑯膜厚の下限は、下地基板の隠蔽及び光沢の意
匠性を付与するために10μm 以上とするのが好ましい。 【0012】第1の琺瑯層に含有せしめる顔料として
は、酸化チタン、酸化亜鉛などの白色顔料や、酸化鉄、
酸化クロムなどの白色以外の顔料が挙げられるが、なか
でも、下地基板の隠蔽性に優れる白色顔料が好ましく、
白色顔料のなかでも特に隠蔽性に優れる酸化チタンが好
ましい。顔料の形状は粒状、鱗片状など特には限定され
ないが、後述するスラリーの粘度の増加を防止するため
に、粒状、球状が好ましい。また顔料のサイズは、隠蔽
性向上、表面凹凸を小さくする目的で、0.1 〜0.6 μm
が好ましい。 【0013】また、第1の琺瑯層中の顔料の含有量は、
20〜60wt%の範囲にあることが好ましい。これが20wt%
未満では、基板表面が透けて見えやすくなり、一方60wt
%超では、琺瑯内に顔料を多量に添加することになるの
で釉薬焼成の妨げとなり、琺瑯の対基板密着性が悪化す
るので好ましくない。なお、さらに好ましくは25〜40wt
%である。 【0014】第1の琺瑯層の厚み(膜厚)は、過薄であ
ると、顔料を多く添加しても基板表面が透けて見えてし
まい、過厚であると後曲げ加工性が悪くなることから、
5〜25μm の範囲にあることが好ましい。また、光沢を
良くするために、第2の琺瑯層(透明琺瑯層)の厚み
(膜厚)は1μm 以上であることが好ましい。透明琺瑯
層の膜厚が1μm 未満であると、光の干渉により琺瑯板
表面に虹色の光彩が生じて琺瑯の意匠性が悪化すること
がある。なお、さらに好ましくは、3〜10μm である。 【0015】次に、本発明の琺瑯板の製造方法の一例を
説明する。まず、前述のSiO2系、P2O5系等の鉱物原料を
粉砕・混合し、これを加熱・溶融したのち急冷してガラ
ス状の釉薬を得る。釉薬の成分等は、SiO2系では、Si
O2:20〜80wt%, TiO2: 0〜15wt%, ZrO2: 0〜20wt%, B
2O3: 0〜25wt%, Al2O3:0〜10wt%, Na2O: 0〜20wt%, Li2
O: 0〜20wt%, K2O:0〜20wt%, PbO:0〜40wt%, ZnO:0〜50
wt%, BaO:0〜15wt% 、P2O5系では、P2O5: 30〜70wt%, T
iO2: 0〜15wt%, ZrO2: 0〜15wt%, B2O3: 0〜35wt%, Al2
O3:0〜15wt%, Na2O: 0〜20wt%, Li2O: 0〜20wt%,K2O:0
〜20wt%, PbO:0〜50wt%, ZnO:0〜50wt%, BaO:0〜15wt%
等が好ましい。 【0016】次いで、この釉薬に水、分散剤、顔料を加
えたものを、ボールミル、乳鉢、擂解機等を用いて混合
・粉砕して第1のスラリーを作製する。一方、前記釉薬
に水、分散剤を加えたものを、ボールミル、乳鉢、擂解
機等を用いて混合・粉砕して第2のスラリーを作製す
る。次いで、前記第1のスラリーを基板表面に塗布(施
釉)し、施釉後の基板を、電気炉、ガス炉等により高温
保持し、基板上にある第1のスラリーを焼成して第1の
琺瑯層(顔料含有琺瑯層)を形成する。 【0017】次いで、この第1の琺瑯層の表面に前記第
2のスラリーを施釉し、施釉後の基板を、再度、電気
炉、ガス炉等により高温保持し、顔料含有琺瑯層上にあ
る第2のスラリーを焼成して第2の琺瑯層(透明琺瑯
層)を形成する。かくして、本発明の琺瑯板が得られ
る。施釉は、刷毛、ローラ等による塗布法、スプレー、
静電塗着等による噴霧法、ロールコーター法、転写紙法
などのうちのどの方法で行ってもよい。なお、施釉を行
う面を基板の片面とするか両面とするかは、必要に応じ
て選択すればよい。また、施釉の対象基板は、平坦な基
板のみならず曲げ加工された基板であってもよい。 【0018】 【実施例】(実施例1)実施例1では、表1に示す組成
になる釉薬(うち釉薬A):100 重量部に、分散剤(ピ
ロリン酸ナトリウム):0.5 重量部、水:35重量部、顔
料である酸化チタン:25重量部を添加したものをボール
ミルに投入し、粉砕・混合してスラリー(第1のスラリ
ー)を作製し、このスラリーを、基板としての合金化処
理溶融亜鉛めっき鋼板の表面上に施釉した後、530 ℃で
焼成して第1の琺瑯層(顔料含有琺瑯層)を形成した。 【0019】次に、この琺瑯層の上に、前記釉薬A:10
0 重量部、分散剤(ピロリン酸ナトリウム):0.5 重量
部、水:35重量部からなるスラリー(第2のスラリー)
を施釉した後、530 ℃で焼成して第2の琺瑯層(透明琺
瑯層)を形成し、琺瑯板サンプルを得た。得られたサン
プルについて、以下の特性を調査した。 ・琺瑯膜厚:サンプル厚み方向断面を走査型電子顕微鏡
観察により観察し、該観察像から第1、第2の琺瑯層の
それぞれの膜厚を測定し、その和を全膜厚とした。な
お、各層の膜厚は、10個のデータの算術平均値である。 ・光沢度:光度測定機により開き角度45℃で光沢度を測
定した。光沢度が80%以上あれば高光沢である。 ・明度:JIS Z-8729「物体色表示方法」により、色差計
を用いて明度(L値)を測定した。L値は基板の隠蔽性
を示す指標であり、L値が86以上であれば基板が透けて
見えることはない。 ・曲げ加工後の外観:90°の曲げ加工を行い、曲げ加工
部の外観を目視観察して、琺瑯の剥離および表面亀裂の
有無を調べた。目視観察で琺瑯の剥離がなく、表面亀裂
のないものを良好とした。 (実施例2〜13、比較例1〜3)実施例2〜13および比
較例1〜3では、釉薬、顔料などを表2に示すように変
更した以外は実施例1と同様にしてサンプルを作製し、
各サンプルについて実施例1と同様の調査を行った。 【0020】これらの調査結果をまとめて表2に示す。
表2より、本発明要件を備えた実施例では、光沢度、明
度が良好で、かつ曲げ加工部外観も良好(すなわち後曲
げ加工性に優れる)である。なかでも、顔料が酸化チタ
ンのもの、顔料含有量が20〜60wt%のもの、第2の琺瑯
層の膜厚が1μm 以上のものは、他のものよりも性能が
良い。 【0021】他方、本発明要件を欠く比較例では、これ
ら特性のいずれかが不十分である。すなわち、比較例1
では透明な琺瑯層を欠くので、光沢度が不十分であり、
比較例2では顔料含有琺瑯層中の顔料を欠くので、明度
すなわち隠蔽性が不十分であり、比較例3では全琺瑯膜
厚が厚いので、曲げ加工部の外観が悪くなる。 【0022】 【表1】 【0023】 【表2】【0024】 【発明の効果】かくして本発明によれば、光沢を有し、
下地表面が透けて見えず、しかも後曲げ加工性に優れた
琺瑯板を得ることができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の琺瑯板の層構造を示す模式的断面図で
ある。 【符号の説明】 1 基板 2 第1の琺瑯層(顔料含有琺瑯層) 3 第2の琺瑯層(透明琺瑯層) 4 全琺瑯膜厚
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 熊谷 正人 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎 製鉄株式会社 技術研究所内 (72)発明者 浜原 京子 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎 製鉄株式会社 技術研究所内 (72)発明者 鈴木 利英 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎 製鉄株式会社 技術研究所内 (72)発明者 渡辺 浩司 千葉県習志野市東習志野2丁目18番13号 川鉄建材株式会社 技術研究所内 (72)発明者 永石 博 千葉県習志野市東習志野2丁目18番13号 川鉄建材株式会社 技術研究所内 (72)発明者 冨樫 房夫 千葉県習志野市東習志野2丁目18番13号 川鉄建材株式会社 技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭54−7417(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23D 5/00

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 基板の少なくとも一方の面に、顔料を含
    有する第1の琺瑯層と、その上層に透明な第2の琺瑯層
    とを合計で30μm 以下の厚みで有してなる後曲げ加工性
    に優れた琺瑯板。
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