ティンフリースチールとは
ティンフリースチールとは、錫を使用しない代替の表面処理鋼板のことです。
ティンフリースチールはJIS (日本産業規格) G 3315に規定されています。ティンフリースチールでは、冷間圧延された炭素鋼板に、電解クロム酸処理を施して、表層に金属クロムおよびクロム水和酸化物層を形成することが特徴です。電解クロム酸処理により、耐食性が向上します。錫めっき鋼板と比べて環境負荷が低く、リサイクルも容易です。また、錫めっき鋼板と比較して比較的低価格であることも特徴です。
ティンフリースチールの使用用途
1. 缶詰
ティンフリースチールは缶詰の材料として広く使用されています。理由は、食品が保管される間、酸素や湿気などの要因から食品を保護するために必要な耐久性を持っているからです。
2. 電子部品
電子部品においては薄いシート状にされたものが使用されます。理由は、金属の柔軟性と導電性の両方を持っているためです。
3. 建築材料
屋根材、壁材、サイディング材、屋根排水管などの建築材料として使用されることがあります。理由は、強度と耐久性、外観の美しさのためです。
4. 車両部品
ティンフリースチールは、車両部品の材料としても使用されています。
5. 家庭用品
ティンフリースチールは、家庭用品として、例えば調理器具、食器、玩具、ゴミ箱、洗濯機、乾燥機などに使用されることがあります。
ティンフリースチールの性質
1. 耐食性
ティンフリースチールは、電解クロム酸処理によって表面にクロム水和酸化物層を形成し、錆や腐食から保護されます。クロム水和酸化物層は非常に硬く、化学的に安定しているため、耐食性に優れていることが特徴です。またクロム水和酸化物層は、塗料の密着性を高める効果もあります。
電解クロム酸処理とは、鉄や鋼の表面にクロム水和酸化物層を形成する処理法のことです。この処理によって、鉄や鋼の表面に硬質で化学的に安定したクロム水和酸化物層を形成し、表面を保護できます。
2. 塗料の密着性
ティンフリースチールの表面には電解クロム酸処理によってクロム水和酸化物層が形成されています。クロム水和酸化物層は非常に硬く、化学的に安定しているため、塗料の密着性が高くなっています。
クロム水和酸化物層は均一に形成されており、塗料が均等に塗布されることで塗料の密着性が向上し、塗装工程が簡単になり、美しい仕上がりを実現できます。また、ティンフリースチールは塗料が剥がれにくく、塗装後も長期間美しい状態を保てるため建材や家電製品などの表面にも使用されています。
3. 機械的強度・加工性
ティンフリースチールは冷間圧延コイルを使用しているため、表面の金属組織が微細で強度が高く、加工性が良いです。成形や加工が容易で、自動車部品や建材など幅広い用途に使用されます。
4. 環境負荷が低い
ティンフリースチールは錫を使用しないため、鉛やカドミウムといった有害物質を含まず、環境負荷が低いことが特徴です。また、鉄として再利用されるためリサイクルに適しています。
5. 防水性
ティンフリースチールは、表面にスズめっきがされているため、水分や湿気を通しにくく、屋根材や外壁材など、防水性の高い用途に使用され、建物の耐久性や居住性を高められます。
6. 耐熱性
ティンフリースチールは耐熱性があります。理由は、表面に形成されるクロム水和酸化物層が、高温下でも化学的に安定しているためです。オーブンやレンジなどの高温環境で使用される食品容器や、高温処理が必要な自動車部品などにも使用されます。
7. 耐衝撃性
ティンフリースチールは、表面に金属クロムおよびクロム水和酸化物層を形成します。形成されたクロム水和酸化物層は非常に硬く、化学的に安定しており、耐摩耗性に優れています。また、冷間圧延コイルを使用しているため、表面の金属組織が微細で、機械的強度が高く、耐衝撃性にも優れています。
自動車部品や家電製品など、摩擦や衝撃が激しい環境で使用される製品にも適しています。例えば、自動車のドアやボンネット、ホイールなどの部品や、家電製品の筐体や外装部品などが使用用途の例です。また、建築材料としても使用され、地震などの衝撃にも耐える強度が求められる場合にも利用されます。
8. 耐摩耗性
ティンフリースチールの表面に形成されるクロム水和酸化物層は非常に硬く、化学的に安定しているため、耐摩耗性に優れているのが特徴です。
耐摩耗性に優れているため、自動車部品や建材など摩擦や磨耗が激しい環境でも長期間使用できます。例えば、自動車部品では、ドアやボンネットなどの開閉部品や、ホイールなどが使用用途の例です。また、建材では屋根材や外壁材など、屋外にさらされる部材に使用されます。屋根材や外壁材などの部材は、風雨や紫外線などの自然環境にさらされるため、表面硬度が高く、耐摩耗性に優れた材料が必要です。
ティンフリースチールのその他情報
1. 色彩の種類
ティンフリースチールは、表面に電解着色処理を施すことで、様々な色彩を表現できるのが特徴です。具体的には、電解着色液によって酸化膜を生成し、その酸化膜の厚みに応じて、光の干渉・反射・屈折により色彩が変化します。
ティンフリースチールの電解着色処理により、様々な色調を表現できます。よって、ティンフリースチールは、建築用材料や家電製品など、色彩の重要性が高い用途にも使用されています。
2. 耐硫化黒変性
ティンフリースチールは一般的に硫化黒変に対して良好な耐性を持っています。これは、ティンフリースチールが電解クロム酸処理を施して、表面にクロム水和酸化物層を形成しているためです。形成されたクロム水和酸化物層は、硫化黒変の発生を防止するための保護膜として機能し、ティンフリースチールを硫化黒変から保護します。ただし、使用環境や条件によっては、硫化黒変が発生する可能性がありますので、適切なメンテナンスが必要です。
食品缶で発生する硫化黒変とは、缶材に含まれる硫化水素が、缶内に充満した酸性食品の成分によって反応して発生する、黒褐色の沈着物です。食品缶は、鉄やアルミニウムなどの金属材料で作られていますが、これらの材料には微量の硫化物が含まれています。加熱殺菌などの処理により、缶内に充満した食品の成分が酸性化され、この酸性条件下で硫化水素と反応して硫化黒変が発生します。