JPH08156175A

JPH08156175A - 耐久性に優れた抗菌・防カビ性塗装鋼板

Info

Publication number: JPH08156175A
Application number: JP33204094A
Authority: JP
Inventors: Morihiro Hasegawa; 守弘長谷川; Yoshihiro Uematsu; 美博植松; Toshiro Adachi; 俊郎足立; Wakahiro Harada; 和加大原田
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1994-12-12
Filing date: 1994-12-12
Publication date: 1996-06-18

Abstract

(57)【要約】【目的】長期間にわたって優れた抗菌・防カビ作用を
呈する高耐食性鋼板を得る。【構成】ステンレス鋼を下地とし、その上にＺｎめっ
き層又はＺｎ合金めっき層が形成され、更に抗菌・防カ
ビ剤を含む熱硬化型塗装が施されている。Ｚｎ合金めっ
き層としては、Ｆｅ，Ｎｉ及びＣｏ等を含む。抗菌・防
カビ剤としては、Ａｇ，Ｃｕ，Ｚｎ等の無機系薬剤、リ
ン酸亜鉛，酸化亜鉛等の化合物系薬剤やチアゾール，イ
ミダゾール等の有機系薬剤が使用される。【効果】抗菌・防カビ剤及びＺｎの腐食生成物によっ
て、優れた抗菌・防カビ作用が長期間持続される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、長期間にわたって優れ
た抗菌・防カビ性を持続する塗装鋼板に関する。

【０００２】

【従来の技術】建物の気密化に伴って、壁や備品等にカ
ビや雑菌等が発生する傾向が強くなっている。たとえ
ば、恒常的に湿潤雰囲気に曝される流し台，浴槽等の水
回りでは、建物の気密化に伴って湿潤雰囲気が長時間維
持されることから、カビ，雑菌等の発生・繁殖が避けら
れない。カビ，雑菌等が付着しているとぬめりを生じ、
利用者に極めて不快な印象を与える。また、食品や衛生
分野では、環境に対する要求が厳しいものの、建造物や
使用機器に起因してカビ，雑菌等の発生が回避できな
い。そこで、カビ，雑菌等が発生し易い箇所やカビ，雑
菌等の発生を嫌う箇所に使用される材料として、抗菌・
防カビ剤を添加した熱硬化型塗料を塗装した塗装鋼板が
使用されるようになってきている。熱硬化型塗料に添加
される抗菌・防カビ剤としては、Ａｇ，Ｃｕ，Ｚｎ等の
無機系薬剤、リン酸亜鉛，酸化亜鉛等の化合物系薬剤、
チアゾール，イミダゾール等の有機系薬剤が知られてい
る。無機系薬剤は、効果の持続性には優れているもの
の、防カビ性に劣る欠点がある。そのため、抗菌性及び
防カビ性の双方を高めたい場合には、有機系薬剤を添加
した塗料が使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】抗菌性及び防カビ性
は、塗料に配合される抗菌・防カビ剤の添加量が多くな
るほど優れた特性値を示す。しかし、抗菌・防カビ剤の
添加量が多すぎると、塗膜の加工性や耐沸水性等が低下
するばかりか、人体に悪影響を及ぼす虞れもある。その
ため、同一添加量でも大きな抗菌・防カビ作用を呈する
有機系薬剤の使用が薦められている。しかし、有機系薬
剤は、溶出による消耗が激しく、効果の持続性に問題が
ある。また、抗菌・防カビ作用が無くなった薬剤は雑菌
類の栄養源となり、却ってカビや雑菌の繁殖を促すこと
もある。所与の抗菌・防カビ性を得るためには、薬剤が
表面に溶出するように熱硬化型塗膜を透水性にする必要
がある。しかし、透水性の塗膜が形成された塗装鋼板を
湿度の高い環境や水中に浸漬される環境で使用すると、
有機系薬剤の溶出と共に塗装下地鋼まで水分が浸透す
る。

【０００４】水分の浸透により、下地鋼が普通鋼の場合
には腐食が進行し、赤錆が発生する。腐食の進行に応じ
て塗膜の剥離や下地鋼との間に隙間が生じ、抗菌・防カ
ビ性等の本来の機能が損なわれる。下地鋼がステンレス
鋼のような高耐食鋼であっても、有効な抗菌・防カビ性
を下地が備えていないため、塗装下地からの細菌発生が
懸念される。また、ステンレス鋼は、表面の不動態皮膜
のため、塗装密着性が乏しい。したがって、細菌が発生
する隙間が生じないように下地鋼表面に密着する塗膜を
形成するためには、塗装時に特殊な前処理が必要とされ
る。本発明は、このような問題を解消すべく案出された
ものであり、Ｚｎめっき層の腐食生成物が抗菌・防カビ
性を呈することに着目し、Ｚｎめっきステンレス鋼板を
下地とすることにより、抗菌・防カビ剤として消耗の早
い有機系薬剤を使用した場合にあっても、塗料に配合さ
れる薬剤の添加量を増やすことなく、長期間にわたって
優れた抗菌・防カビ性及び耐食性を持続する塗装鋼板を
提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の抗菌・防カビ性
塗装鋼板は、その目的を達成するため、ステンレス鋼を
下地とし、その上にＺｎめっき層又はＺｎ合金めっき層
が形成され、更に抗菌・防カビ剤を含む熱硬化型塗装が
施されていることを特徴とする。ステンレス鋼として
は、Ｃｒ含有量が１２〜１６重量％の範囲にあるものが
好ましく、フェライト系又はオーステナイト系の何れで
も使用される。Ｚｎ合金めっき層としては、Ｆｅ，Ｎｉ
及びＣｏの１種又は２種以上を含むものが形成される。
Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ等の含有量は、Ｚｎの犠牲防食作用を
効果的に発揮でき、且つ酸化亜鉛を生成できるように少
量の方が良い。しかし、含有量が低過ぎると耐食性が低
下することから、５〜３０重量％の範囲が好ましい。抗
菌・防カビ剤は、Ａｇ，Ｃｕ，Ｚｎ等の無機系薬剤、リ
ン酸亜鉛，酸化亜鉛等の化合物系薬剤、チアゾール，イ
ミダゾール等の有機系薬剤から選ばれた１種又は２種以
上が使用される。

【０００６】

【作用】ステンレス鋼にＺｎめっき又はＺｎ合金めっき
を施すと、従来のＺｎめっき鋼板では得られなかったＺ
ｎの防食作用が発揮される。すなわち、従来のＺｎめっ
き鋼板では、Ｚｎの犠牲防食作用によって腐食を抑制し
ているため、金属Ｚｎが消失してしまうと下地鋼の腐食
が進行する。これに対し、Ｚｎめっきステンレス鋼の場
合には、特開平１−１３２７９２号公報，特開平２−４
９９６号公報で説明したようにＺｎの腐食生成物による
防食作用が発現する。そのため、腐食によってＺｎが消
耗された後でもＺｎの腐食生成物が存在する限り下地鋼
が防食され、赤錆の発生が抑制され、塗膜下の腐食もみ
られない。本発明者等のその後の研究によると、Ｚｎの
腐食生成物であるＺｎＯやＺｎ（ＯＨ）₂ 等は、抗菌性
を発揮するものであることが判った。そこで、この腐食
生成物を有効に活用すると、長期間にわたり抗菌性が持
続されると共に、熱硬化型塗膜の抗菌・防カビ作用の経
時的な劣化も抑制される。また、ステンレス鋼の表面に
Ｚｎめっき層又はＺｎ合金めっき層があるため、不動態
皮膜に起因した塗膜の密着性不良がなく、特殊な前処理
を施さなくても優れた密着性をもつ抗菌・防カビ性塗膜
が形成される。その結果、少量の抗菌・防カビ剤を配合
した塗料を使用した場合にあっても、優れた抗菌・防カ
ビ作用が長期間持続し、衛生面で優れた機能を呈する塗
装鋼板が得られる。

【０００７】

【実施例】市販のステンレス鋼である板厚０．４ｍｍの
ＳＵＳ３０４鋼板を硝フッ酸酸洗仕上げした後、電気め
っきにより片面当りの目付け量２０ｇ／ｍ² でＺｎめっ
き層又はＺｎ合金めっき層を形成した。次いで、塗布型
クロメート処理を施し、その上に膜厚５μｍでポリエス
テル樹脂系の下塗り塗装を施した。そして、ブチル化メ
ラミン樹脂及び抗菌・防カビ剤としての２−メルカプト
ベンゾイミダゾールを添加したポリエステル系塗料を、
塗膜の乾燥膜厚が２０μｍになるように塗布し、３００
℃で焼付け乾燥した。比較のため、無垢のステンレス鋼
板ＳＵＳ３０４及び溶融Ｚｎめっき鋼板に対して、同様
な条件下で抗菌・防カビ性の塗装を施した。

【０００８】（塗装密着性試験）各塗装鋼板から切り出
された試験片に１８０度折曲げ加工を施した後、加工部
にセロファンテープを張り付け、テープの剥離状態を調
査した。また、コインスクラッチ試験によって、塗膜の
密着性を調査した。調査結果を示す表１にみられるよう
に、ＳＵＳ３０４無垢材以外は、テープ剥離試験で良好
な密着性を示し、テープ剥離がみられなかった。コイン
スクラッチ試験においても、ＳＵＳ３０４無垢材以外は
上塗り塗膜内で剥離を生じ、塗装下地と下塗り塗膜との
密着性は良好であった。しかし、ＳＵＳ３０４無垢材で
は、下地との界面で剥離が生じ、良好な密着性が得られ
なかった。このことから、本発明に従ったものでは、塗
装密着性に優れていることが確認される。

【０００９】

【表１】

【００１０】（耐食性試験）各塗装鋼板から切り出され
た試験片を腐食試験に供し、平坦部，端面及びカッター
でクロスカットを入れた疵部について発銹状態を調査し
た。腐食試験は、５％ＮａＣｌ水溶液に１５分間浸漬す
る塩水処理→温度６０℃及び相対湿度２０〜３０％の雰
囲気に１時間保持する乾燥処理→温度５０℃及び相対湿
度９０〜９５％の雰囲気に３時間保持する湿潤処理を１
サイクルとし、１００サイクルを繰り返す塩乾湿複合サ
イクル腐食促進試験で行った。腐食試験後の表面状態を
観察し、腐食の発生状況で耐食性を判定した。調査結果
を示す表２にみられるように、本発明に従った塗装鋼板
では、平坦部に何ら腐食が検出されず、疵部や端面に白
錆が検出された。白錆は、抗菌性を呈する酸化亜鉛を初
めとする腐食生成物であった。溶融Ｚｎめっき鋼板から
得られた塗装鋼板では、平坦部は健全な状態を保ってい
るものの、疵部に白錆がみられ、端面に赤錆が目立っ
た。ＳＵＳ３０４無垢材では、平坦部が健全な状態を保
っており、疵部や端面にわずかに赤錆が検出された。こ
の対比から、本発明に従った塗装鋼板は、塗装後の耐食
性に優れていることが判る。

【００１１】

【表２】

【００１２】（抗菌性試験）各塗装鋼板から切り出され
た試験片について、大腸菌Escherichia coil IFO 3301
及び黄色ブドウ球菌Staphy lococcus aureus IFO 12732
の滅菌率で抗菌性を評価した。抗菌性試験は、次のよう
に行った。普通ブイヨン培地で３５℃，１６〜２０時間
振盪した大腸菌及び黄色ブドウ球菌それぞれの培養液を
用意し、滅菌リン酸緩衝液で培養液を２万倍に希釈した
培液を試験片表面に１ｍｌ滴下し、２５℃に保存した。
保存２４時間後に、試験片をＳＣＤＬＰ培地で洗い出
し、得られた液について標準寒天培地を用いた混釈平板
培養法（３５℃，２日間培養）によって生菌数を測定し
た。そして、次式に従って滅菌率を産出した。滅菌率（％）＝［（測定開始時の生菌数−２４時間後の
生菌数）／（測定開始時の生菌数）］×１００抗菌性試験結果を示す表３にみられるように、抗菌・防
カビ薬剤を添加した塗装鋼板では、大腸菌及び黄色ブド
ウ球菌の何れに対しても良好な滅菌作用を呈した。これ
に対し、無垢のＳＵＳ３０４鋼板及び抗菌・防カビ薬剤
を添加していないポリエステル系塗装鋼板では、抗菌性
が認められなかった。

【００１３】

【表３】

【００１４】また、同じ試験条件で５か月間にわたる抗
菌持続性を測定した。各種材料の滅菌率は、試験期間の
経過に応じて図１に示すように変化した。抗菌塗装を施
しただけのステンレス鋼ＳＵＳ３０４は、時間の経過と
共に滅菌率が低下しており、塗装中の抗菌・防カビ薬剤
が消耗されていることを示唆している。Ｚｎめっきした
だけのステンレス鋼ＳＵＳ３０４は、時間の経過と共に
滅菌率が上昇しており、Ｚｎめっき層の腐食進行によっ
て生成されたＺｎの腐食生成物が抗菌作用を呈している
ことを示唆している。これに対し、本発明に従った塗装
鋼板では、試験期間の初期から終了時まで高い抗菌作用
が持続されており、抗菌塗装を施したステンレス鋼及び
Ｚｎめっきしたステンレス鋼双方の機能を併せ持ったも
のといえる。このような高い抗菌性が持続される理由
は、次のように推察される。

【００１５】試験初期では、図２（ａ）に示すように鋼
板表面に形成された塗膜に必要量の抗菌・防カビ薬剤が
含まれているため、抗菌・防カビ剤の作用が有効に発揮
される。塗膜中の抗菌・防カビ剤は試験期間の経過に従
って消耗されるが、塗膜が透水性であることから、図２
（ｂ）に示すように浸透した水分によってめっき層の腐
食が進行する。そして、図２（ｃ）に示すように腐食生
成物であるＺｎの酸化物等が塗膜中に侵入し、腐食生成
物に起因した抗菌性が発現される。その結果、図２
（ｄ）に示すように、Ｚｎめっきしたステンレス鋼と同
等な抗菌性が得られる。このようにして、本発明の塗装
鋼板は、極めて長期にわたって優れた抗菌性を持続す
る。しかも、Ｚｎめっき又はＺｎ合金めっきしたステン
レス鋼自体が抗菌性及び高耐食性を示すため、使用環境
によっては無垢材、すなわちステンレス鋼にＺｎめっき
したままの材料としての利用も可能である。

【００１６】（防カビ性試験）各塗装鋼板から切り出さ
れた試験片について、ＪＩＳＺ２９１１（１９９
２）の一般工業製品の試験に準拠した試験を行い、カビ
の発育状況を観察した。試験液としては、カビの発育を
促進させるために、ＪＩＳ規格で規定している胞子浮遊
液にブドウ糖ペプトン培地を通常使用濃度の１／１０と
なるように添加した胞子浮遊液を使用した。試験後の試
験片表面を観察したところ、Ｚｎめっきステンレス鋼
板，無垢のステンレス鋼板及びポリエステル系塗装鋼板
ではカビの発育が検出された。本発明に従った塗装鋼板
及び抗菌・防カビ塗装鋼板では、カビの発育がなく、良
好な防カビ性を呈する材料であることが判った。

【００１７】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の塗装鋼
板は、Ｚｎめっき又はＺｎ合金めっきしたステンレス鋼
板を下地とし、その上に抗菌・防カビ薬剤を添加した塗
膜を形成している。この下地と塗膜との組み合わせによ
って、初期段階では抗菌・防カビ薬剤の特性が活用さ
れ、長時間経過後にはＺｎめっき層の腐食生成物による
抗菌性が発揮される。その結果、極めて長い期間にわた
って優れた抗菌・防カビ作用が持続し、建築物，食品，
衛生機器等の抗菌・防カビ性が要求される部材として好
適な材料となる。また、抗菌・防カビ薬剤の添加量を増
やす必要なく、優れた抗菌・防カビ作用が得られること
から、環境や人体に対しても悪影響を及ぼすことがな
い。しかも、下地は耐食性に優れたＺｎめっきステンレ
ス鋼であるため、塩素イオンが存在するような過酷な腐
食環境においても耐久性に優れた材料として使用され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】各種鋼板について、滅菌率の経時変化を示す
グラフ

【図２】長期間にわたり優れた抗菌・防カビ作用を持
続する抗菌・防カビ剤及びＺｎの腐食生成物の相乗作用
を説明する図

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者原田和加大山口県新南陽市野村南町4976番地日新製鋼株式会社鉄鋼研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステンレス鋼を下地とし、その上にＺｎ
めっき層又はＺｎ合金めっき層が形成され、更に抗菌・
防カビ剤を含む熱硬化型塗装が施されている耐久性に優
れた抗菌・防カビ性塗装鋼板。
【請求項２】請求項１記載のＺｎ合金めっき層がＦ
ｅ，Ｎｉ及びＣｏの１種又は２種以上を含むものである
耐久性に優れた抗菌・防カビ性塗装鋼板。
【請求項３】請求項１記載の抗菌・防カビ剤はＡｇ，
Ｃｕ，Ｚｎ等の無機系薬剤、リン酸亜鉛，酸化亜鉛等の
化合物系薬剤、チアゾール，イミダゾール等の有機系薬
剤から選ばれた１種又は２種以上である耐久性に優れた
抗菌・防カビ性塗装鋼板。