JPH0468389B2 - - Google Patents
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- JPH0468389B2 JPH0468389B2 JP61215932A JP21593286A JPH0468389B2 JP H0468389 B2 JPH0468389 B2 JP H0468389B2 JP 61215932 A JP61215932 A JP 61215932A JP 21593286 A JP21593286 A JP 21593286A JP H0468389 B2 JPH0468389 B2 JP H0468389B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silica
- corrosion resistance
- film
- stainless steel
- corrosion
- Prior art date
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
産業上の利用分野
この発明は加工後においても優れた耐食性、耐
候性を有するシリカ（SiO2）被覆を施した外装
用ステンレス建材に関するものである。 従来の技術 従来より、ステンレス鋼は表面処理を施さず素
地のままでも使える耐食性構造材料として広く使
用されてきた。しかし、最近になつてさらにその
表面の美麗さからインテリア以外にも建材の外板
や屋根材などいわゆるエクステリアに用いられる
事が多くなつてきた。このような時、常に表面を
洗浄することができるならともかく、普通はいつ
たん建造したらそのままにされる場所が少なくな
い。このような箇所では長期使用の間に表面にい
わゆる赤い点さびを生じ、これにより本来望まれ
るステンレス鋼表面特有の美麗さが失われてしま
う。 建材、特に外装に用いられる建材については美
観状表面の美麗さをいつまでも保ち、長期間にわ
たつて表面品質が保護されることが望まれる。こ
のような観点から、建材用材料の耐食性をもつと
向上させることが必要となつている。 我々は、種々の研究を重ねた結果、非晶質シリ
カを主成分とするステンレス鋼皮膜が耐食性を持
つことをつきとめた。そして上記非晶質シリカの
製造法として水素ガス中あるいは水素とアルゴン
もしくは窒素などの不活性ガスとの混合ガス中で
高温処理することにより、ステンレス鋼中に存在
するシリコン成分を酸化し、ステンレス鋼表面に
シリカを生成させる方法を示した（特開昭58−
197282号）。 また、エチルシリケートを含むアルコール溶液
に酸を添加した溶液を金属表面に塗布し、400〜
1200℃の還元雰囲気中で加熱することにより各種
金属表面にシリカ分を含む耐食性皮膜を形成する
方法を示した（特公昭60−20462号）。 また、無機の珪酸塩化合物の水溶液もしくはシ
リカゾルの水けんだく液中で処理し、引続き光輝
焼鈍を行なうことによりシリカを含む耐食性皮膜
を形成する方法も示した（特開昭59−1685）。 しかしながら、従来のステンレス鋼中シリカ成
分の酸化による方法、あるいはエチルシリケー
ト、無機珪酸塩化合物などの処理後に高温処理を
行う方法では、シリカの含有率が低く、またミク
ロ的に見て均質かつ平滑なシリカ被覆を施すこと
が難しかつた。建材の場合施行時において、例え
ば屋根、窓枠、などの接合部分あるいは端部など
が強く加工される事があり、実際に建材が用いら
れる過程を考慮すれば、加工された状態において
も優れた耐食性、耐候性を有する事が必須条件で
ある。しかるに、前記のシリカ皮膜形成方法で
は、加工時にミクロクラツクの発生あるいは皮膜
の剥離等を起こしやすく、強く加工された部位で
の耐食性、耐候性は必ずしも充分ではなかつた。 発明が解決しようとする問題点 本発明は、加工後においても優れた耐食性、耐
候性を有するシリカ被覆を施した外装用ステンレ
ス建材の開発を意図したものである。 問題点を解決するための手段 本発明は、ステンレス鋼表面をイオンボンバー
トまたは逆スパツタリング処理し、次いでCVD
法によりシリカ被膜を厚み0.01〜1μm被覆するこ
とを特徴とする耐食性、耐候性に優れた外装用建
材の製造方法に関するものである。 すなわち、CVD法を用い、ステンレス鋼を積
極的にシリカコーテイングすることにより、より
耐食性に優れ、かつ皮膜自身も加工性のある、外
装用建材を開発したものである。 本発明は適切な表面清浄化を行なつた後、金属
材料の表面にCVD法によりシリカ皮膜を厚み001
〜1μm被覆したことを特徴とする耐食性、耐候性
に優れた外装用建材に関するものである。なお、
ここで言うところの外装用建材としては、例えば
屋根材、雨樋、ドアー、窓枠、手すり、壁材など
であり、これらの建築材料は施工時にその最終形
状に加工されることが多い。 CVD法の一例であるプラズマCVD法において
は、シランガス（SiH4）と共に酸素ガス、笑気
ガス（N2O）などの酸素源となるガスを含む混
合ガス中でプラズマCVD反応を行なわせること
によつてシリカ被覆ができる。 以上述べたCVD法によれば、良くコントロー
ルされた結晶あるいは非結晶シリカを均一かつピ
ンホールなどの欠陥の少ない、従つて耐食性に優
れたコーテイングが可能である。この様な均一か
つち密な皮膜は、充分な耐食性を示す膜厚が薄
く、かつ皮膜中のクラツクなどの欠陥が少なく、
また下地金属との密着性がよいために、下地金属
の変形、加工時にも、シリカ薄膜がよく追従し、
従つて耐食性をあまり損なうことなく加工できる
特徴がある。 シリカ皮膜の厚みとして0.01μm以上あれば耐
食性の観点からみて効果があるが、1μmを超える
と加工時に剥離しやすくなり、より好ましくは
0.1〜1μmである。シリカ皮膜はスパツタリング、
イオンブレーテイングなどのPVD法によつても
生成できるが、生産性、大面積処理した場合の膜
の均一性からは、プラズマ−CVD法が望ましい。 生成されるシリカの耐食性はCVDの操作条件
ならびにコーテイング前の表面前処理条件等と密
接に関わつている。加工時においても優れた耐食
性、耐候性を保証するためには、加工時にシリカ
皮膜の剥離はもちろんミクロクラツクなどの皮膜
弱点の発生を極力抑えることが重要である。加工
時においても上記皮膜弱点の発生を防止するため
には、金属とシリカの間の密着性を向上させるこ
とが重要である。この目的のためには、イオンプ
レーテイング法が最も好ましい。イオンプレーテ
イング法では、皮膜形成原子のエネルギーが高
く、金属基板に当該原子が激しく衝突し、基板金
属のスパツタリングあるいは界面近傍の原子が界
面相互に移動し、明確な金属／シリカ界面が消滅
し密着性が著しく向上する。 また、コーテイング前に金属表面を清浄するた
めの前処理が極めて重要である。この目的のため
には、従来より用いられている、脱脂などが有用
であるが、特に真空槽内でのイオンボンバードあ
るいは逆スパツタリングによるクリーニングが有
効である。以上の表面前処理により密着性が向上
し、加工時においてもシリカ皮膜のクラツク発生
が抑えられ、建材としての優れた特性を発揮でき
る。 また、シリカ、アルミナなどのセラミツクスは
一般には熱伝導性が金属材料に比較して低く、断
熱効果が高いために、建築物の保温効果に優れて
いる。この断熱性は以上の効果の他にも、屋内外
の温度差による結露防止に有効に働く。これは、
結露防止の観点のみでなく、腐食現象には通常水
分が不可欠である事から、結露による水分の凝縮
を防止し、腐食反応の低減へと導き、さらに耐食
性を高める働きをする。 また、一般に建材は様々な金属材料が複合して
用いられることが多い。この様な場合において
も、シリカは絶縁性にも優れており、建材のうち
特に雨樋、屋根材などの部材において、異種金属
との接触部分にシリカ被覆を施すことにより、異
種金属間を電気的に絶縁することができ、いわゆ
る異種金属接触腐食（ガルバニツク・コロージヨ
ン）をも防止できる。 さらに、シリカ被覆したステンレス鋼は耐食性
が高いことから、耐薬品性、耐汚染性にも優れ、
建材のうち特に壁材などの部分に、木製部分の保
護あるいは家屋外での駆除を目的として白蟻防除
剤、嫌虫剤などの薬品類を塗布することができ
る。 以上の様に、シリカ被覆建材は、本質的に耐食
性、耐候性があるのみでなく、皮膜製造プロセ
ス、前処理を適切に選択することにより加工時に
おいても耐食性、耐候性の劣化がなく、また断熱
性による結露防止、電気絶縁性による異種金属接
触腐食の防止、薬品類の塗布可能など、外装用建
材としての優れた特性を示す。 なお、建材としては、装飾性などを目的として
PVDあるいはCVD法によりすでに単層あるいは
多層にわたり金属あるいはセラミツクスをコーテ
イングした上に、最終コーテイングとしてシリカ
コートしたものでもよい。 実施例 実施例 １ プラズマ−CVDによりシリカ被覆した場合の
実施例を示す。基板の430ステンレス鋼（100×
100mm）の温度を300℃にしたのち、反応ガス種１
（シラン３％、残りアルゴンのガス）ならびに反
応ガス種２（笑気ガス100％）を用い、操作時の圧
力を0.1Torrに保つた。高周波電源（300W）を
電極間に印加させ、プラズマを発生し処理を行つ
た。 基板の前処理としては脱脂のみと５分間のイオ
ンボンバードとを用いた。生成した皮膜はエリプ
ソメトリーにより膜厚を測定した。また、加工後
の耐食性を試験する目的で、一部の試料は、
2.5T曲げをしたのち腐食試験を行つた。 以上の様にして作成されたシリカ被覆された
430ステンレス鋼は、我々により開発された耐食
性試験（注１）により評価した。結果を表１に示
す。いずれの試験片もＡ：430ステンレス素地ま
まの場合に比較して優れた耐食性を示した。特
に、イオンボンバードした試験片は加工しても耐
食性の劣化が殆どみられず、基板の前処理が重要
であることが明らかとなつた。
候性を有するシリカ（SiO2）被覆を施した外装
用ステンレス建材に関するものである。 従来の技術 従来より、ステンレス鋼は表面処理を施さず素
地のままでも使える耐食性構造材料として広く使
用されてきた。しかし、最近になつてさらにその
表面の美麗さからインテリア以外にも建材の外板
や屋根材などいわゆるエクステリアに用いられる
事が多くなつてきた。このような時、常に表面を
洗浄することができるならともかく、普通はいつ
たん建造したらそのままにされる場所が少なくな
い。このような箇所では長期使用の間に表面にい
わゆる赤い点さびを生じ、これにより本来望まれ
るステンレス鋼表面特有の美麗さが失われてしま
う。 建材、特に外装に用いられる建材については美
観状表面の美麗さをいつまでも保ち、長期間にわ
たつて表面品質が保護されることが望まれる。こ
のような観点から、建材用材料の耐食性をもつと
向上させることが必要となつている。 我々は、種々の研究を重ねた結果、非晶質シリ
カを主成分とするステンレス鋼皮膜が耐食性を持
つことをつきとめた。そして上記非晶質シリカの
製造法として水素ガス中あるいは水素とアルゴン
もしくは窒素などの不活性ガスとの混合ガス中で
高温処理することにより、ステンレス鋼中に存在
するシリコン成分を酸化し、ステンレス鋼表面に
シリカを生成させる方法を示した（特開昭58−
197282号）。 また、エチルシリケートを含むアルコール溶液
に酸を添加した溶液を金属表面に塗布し、400〜
1200℃の還元雰囲気中で加熱することにより各種
金属表面にシリカ分を含む耐食性皮膜を形成する
方法を示した（特公昭60−20462号）。 また、無機の珪酸塩化合物の水溶液もしくはシ
リカゾルの水けんだく液中で処理し、引続き光輝
焼鈍を行なうことによりシリカを含む耐食性皮膜
を形成する方法も示した（特開昭59−1685）。 しかしながら、従来のステンレス鋼中シリカ成
分の酸化による方法、あるいはエチルシリケー
ト、無機珪酸塩化合物などの処理後に高温処理を
行う方法では、シリカの含有率が低く、またミク
ロ的に見て均質かつ平滑なシリカ被覆を施すこと
が難しかつた。建材の場合施行時において、例え
ば屋根、窓枠、などの接合部分あるいは端部など
が強く加工される事があり、実際に建材が用いら
れる過程を考慮すれば、加工された状態において
も優れた耐食性、耐候性を有する事が必須条件で
ある。しかるに、前記のシリカ皮膜形成方法で
は、加工時にミクロクラツクの発生あるいは皮膜
の剥離等を起こしやすく、強く加工された部位で
の耐食性、耐候性は必ずしも充分ではなかつた。 発明が解決しようとする問題点 本発明は、加工後においても優れた耐食性、耐
候性を有するシリカ被覆を施した外装用ステンレ
ス建材の開発を意図したものである。 問題点を解決するための手段 本発明は、ステンレス鋼表面をイオンボンバー
トまたは逆スパツタリング処理し、次いでCVD
法によりシリカ被膜を厚み0.01〜1μm被覆するこ
とを特徴とする耐食性、耐候性に優れた外装用建
材の製造方法に関するものである。 すなわち、CVD法を用い、ステンレス鋼を積
極的にシリカコーテイングすることにより、より
耐食性に優れ、かつ皮膜自身も加工性のある、外
装用建材を開発したものである。 本発明は適切な表面清浄化を行なつた後、金属
材料の表面にCVD法によりシリカ皮膜を厚み001
〜1μm被覆したことを特徴とする耐食性、耐候性
に優れた外装用建材に関するものである。なお、
ここで言うところの外装用建材としては、例えば
屋根材、雨樋、ドアー、窓枠、手すり、壁材など
であり、これらの建築材料は施工時にその最終形
状に加工されることが多い。 CVD法の一例であるプラズマCVD法において
は、シランガス（SiH4）と共に酸素ガス、笑気
ガス（N2O）などの酸素源となるガスを含む混
合ガス中でプラズマCVD反応を行なわせること
によつてシリカ被覆ができる。 以上述べたCVD法によれば、良くコントロー
ルされた結晶あるいは非結晶シリカを均一かつピ
ンホールなどの欠陥の少ない、従つて耐食性に優
れたコーテイングが可能である。この様な均一か
つち密な皮膜は、充分な耐食性を示す膜厚が薄
く、かつ皮膜中のクラツクなどの欠陥が少なく、
また下地金属との密着性がよいために、下地金属
の変形、加工時にも、シリカ薄膜がよく追従し、
従つて耐食性をあまり損なうことなく加工できる
特徴がある。 シリカ皮膜の厚みとして0.01μm以上あれば耐
食性の観点からみて効果があるが、1μmを超える
と加工時に剥離しやすくなり、より好ましくは
0.1〜1μmである。シリカ皮膜はスパツタリング、
イオンブレーテイングなどのPVD法によつても
生成できるが、生産性、大面積処理した場合の膜
の均一性からは、プラズマ−CVD法が望ましい。 生成されるシリカの耐食性はCVDの操作条件
ならびにコーテイング前の表面前処理条件等と密
接に関わつている。加工時においても優れた耐食
性、耐候性を保証するためには、加工時にシリカ
皮膜の剥離はもちろんミクロクラツクなどの皮膜
弱点の発生を極力抑えることが重要である。加工
時においても上記皮膜弱点の発生を防止するため
には、金属とシリカの間の密着性を向上させるこ
とが重要である。この目的のためには、イオンプ
レーテイング法が最も好ましい。イオンプレーテ
イング法では、皮膜形成原子のエネルギーが高
く、金属基板に当該原子が激しく衝突し、基板金
属のスパツタリングあるいは界面近傍の原子が界
面相互に移動し、明確な金属／シリカ界面が消滅
し密着性が著しく向上する。 また、コーテイング前に金属表面を清浄するた
めの前処理が極めて重要である。この目的のため
には、従来より用いられている、脱脂などが有用
であるが、特に真空槽内でのイオンボンバードあ
るいは逆スパツタリングによるクリーニングが有
効である。以上の表面前処理により密着性が向上
し、加工時においてもシリカ皮膜のクラツク発生
が抑えられ、建材としての優れた特性を発揮でき
る。 また、シリカ、アルミナなどのセラミツクスは
一般には熱伝導性が金属材料に比較して低く、断
熱効果が高いために、建築物の保温効果に優れて
いる。この断熱性は以上の効果の他にも、屋内外
の温度差による結露防止に有効に働く。これは、
結露防止の観点のみでなく、腐食現象には通常水
分が不可欠である事から、結露による水分の凝縮
を防止し、腐食反応の低減へと導き、さらに耐食
性を高める働きをする。 また、一般に建材は様々な金属材料が複合して
用いられることが多い。この様な場合において
も、シリカは絶縁性にも優れており、建材のうち
特に雨樋、屋根材などの部材において、異種金属
との接触部分にシリカ被覆を施すことにより、異
種金属間を電気的に絶縁することができ、いわゆ
る異種金属接触腐食（ガルバニツク・コロージヨ
ン）をも防止できる。 さらに、シリカ被覆したステンレス鋼は耐食性
が高いことから、耐薬品性、耐汚染性にも優れ、
建材のうち特に壁材などの部分に、木製部分の保
護あるいは家屋外での駆除を目的として白蟻防除
剤、嫌虫剤などの薬品類を塗布することができ
る。 以上の様に、シリカ被覆建材は、本質的に耐食
性、耐候性があるのみでなく、皮膜製造プロセ
ス、前処理を適切に選択することにより加工時に
おいても耐食性、耐候性の劣化がなく、また断熱
性による結露防止、電気絶縁性による異種金属接
触腐食の防止、薬品類の塗布可能など、外装用建
材としての優れた特性を示す。 なお、建材としては、装飾性などを目的として
PVDあるいはCVD法によりすでに単層あるいは
多層にわたり金属あるいはセラミツクスをコーテ
イングした上に、最終コーテイングとしてシリカ
コートしたものでもよい。 実施例 実施例 １ プラズマ−CVDによりシリカ被覆した場合の
実施例を示す。基板の430ステンレス鋼（100×
100mm）の温度を300℃にしたのち、反応ガス種１
（シラン３％、残りアルゴンのガス）ならびに反
応ガス種２（笑気ガス100％）を用い、操作時の圧
力を0.1Torrに保つた。高周波電源（300W）を
電極間に印加させ、プラズマを発生し処理を行つ
た。 基板の前処理としては脱脂のみと５分間のイオ
ンボンバードとを用いた。生成した皮膜はエリプ
ソメトリーにより膜厚を測定した。また、加工後
の耐食性を試験する目的で、一部の試料は、
2.5T曲げをしたのち腐食試験を行つた。 以上の様にして作成されたシリカ被覆された
430ステンレス鋼は、我々により開発された耐食
性試験（注１）により評価した。結果を表１に示
す。いずれの試験片もＡ：430ステンレス素地ま
まの場合に比較して優れた耐食性を示した。特
に、イオンボンバードした試験片は加工しても耐
食性の劣化が殆どみられず、基板の前処理が重要
であることが明らかとなつた。
【表】
【表】
これらのシリカ被覆試験片は、１ケ月の海岸地
区での暴露試験でも良好な耐食性を示し、
SUS304素地のままよりも良い耐食性を示した。
また、イオンボンバード処理した後、シリカを被
覆した430ステンレス鋼を2.5T曲げし、さらに市
販の殺虫剤を塗布し、前記と同様に海岸地区で１
ケ月暴露したが顕著な錆は発生しなかつた。 発明の効果 本発明によるシリカ被覆ステンレス建材は以上
に示した通り、加工時においても優れた耐食性を
示し、断熱性による結露防止、電気的絶縁性によ
る異種金属接触腐食の防止、駆除を目的とした薬
品類の塗布可能など、建材として様々な要件を満
たし、建材の寿命を延ばし、美麗な表面を長期間
にわたり、保つことができる。
区での暴露試験でも良好な耐食性を示し、
SUS304素地のままよりも良い耐食性を示した。
また、イオンボンバード処理した後、シリカを被
覆した430ステンレス鋼を2.5T曲げし、さらに市
販の殺虫剤を塗布し、前記と同様に海岸地区で１
ケ月暴露したが顕著な錆は発生しなかつた。 発明の効果 本発明によるシリカ被覆ステンレス建材は以上
に示した通り、加工時においても優れた耐食性を
示し、断熱性による結露防止、電気的絶縁性によ
る異種金属接触腐食の防止、駆除を目的とした薬
品類の塗布可能など、建材として様々な要件を満
たし、建材の寿命を延ばし、美麗な表面を長期間
にわたり、保つことができる。
Claims (1)
- １ ステンレス鋼表面をイオンボンバートまたは
逆スパツタリング処理し、次いでCVD法により
シリカ皮膜を厚み0.01〜1μm被覆することを特徴
とする耐食性、耐候性に優れた外装用建材の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21593286A JPS6372868A (ja) | 1986-09-16 | 1986-09-16 | 耐食性、耐候性に優れた外装用建材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21593286A JPS6372868A (ja) | 1986-09-16 | 1986-09-16 | 耐食性、耐候性に優れた外装用建材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6372868A JPS6372868A (ja) | 1988-04-02 |
| JPH0468389B2 true JPH0468389B2 (ja) | 1992-11-02 |
Family
ID=16680645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21593286A Granted JPS6372868A (ja) | 1986-09-16 | 1986-09-16 | 耐食性、耐候性に優れた外装用建材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6372868A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2714917B1 (fr) * | 1994-01-07 | 1996-03-01 | Pechiney Recherche | Bande à base d'aluminium revêtue, résistant à la corrosion et déformable, procédé d'obtention et applications. |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS589979A (ja) * | 1981-07-10 | 1983-01-20 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 腕時計用金属バンド |
| JPS589977A (ja) * | 1981-07-10 | 1983-01-20 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 時計用外装部品 |
| JPS58197282A (ja) * | 1982-05-12 | 1983-11-16 | Nippon Steel Corp | 耐銹性ステンレス鋼およびその製造方法 |
| US4759993A (en) * | 1985-04-25 | 1988-07-26 | Ovonic Synthetic Materials Co., Inc. | Plasma chemical vapor deposition SiO2-x coated articles and plasma assisted chemical vapor deposition method of applying the coating |
-
1986
- 1986-09-16 JP JP21593286A patent/JPS6372868A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6372868A (ja) | 1988-04-02 |
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