JP6572706B2

JP6572706B2 - 耐候性鋼材の製造方法

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Publication number: JP6572706B2
Application number: JP2015189779A
Authority: JP
Inventors: 原田　佳幸; 佳幸原田; 睦人田中
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2015-09-28
Filing date: 2015-09-28
Publication date: 2019-09-11
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Also published as: JP2017066433A

Description

本発明は、意匠性付与を目的として表面に錆層が形成された耐候性鋼材の製造方法に関する。特に、本発明は、所望する暴露期間を経た錆層の外観と同等の外観を有する錆層を安定して形成可能な耐候性鋼材の製造方法に関する。

耐候性鋼材は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｐ、Ｍｏ等の元素が少量含有された低合金鋼から形成されている。この耐候性鋼材は、大気中での暴露により腐食される過程で、鋼材表面に腐食要因の透過を抑制する保護性の高い錆層が形成される。耐候性鋼材は、この錆層の保護性により、腐食速度が著しく低下する特徴を有するため、構造物のライフサイクルコストを抑える材料として注目されている。

一方、上記保護性の高い錆層は、その色が経年によって落ち着いた茶褐色に変化する。このため、耐候性鋼材は、この錆層の茶褐色の外観を意匠として利用することを目的として、建築物の外壁材などに用いるニーズもある。

ただし、大気暴露によって錆層が落ち着いた茶褐色に変化するには長期間に亘る大気暴露を必要とするため、耐候性鋼材の製造後に直ちに錆層の意匠性を利用する用途の場合には、耐候性鋼材の製造段階において予め錆層の形成を促進する必要がある。
錆層の形成を促進する方法としては、例えば、特許文献１、２に記載の方法が提案されている。

特許文献１、２に記載の方法によれば、錆層の形成が促進されるため、錆層の外観を意匠として利用する耐候性鋼材の用途にも対応可能である。
しかしながら、特許文献１、２に記載した方法によって得られる錆層の外観と、実際の大気暴露によって経年変化する錆層の外観との相関関係について、特許文献１、２には何ら評価されていない。すなわち、特許文献１、２には、所定の暴露期間の大気暴露を実際に行った場合に得られる錆層の外観と同等の外観を得るには、錆層の形成をどの程度促進させれば良いのかを評価し得る方法が何ら提案されていない。

このため、例えば、暴露期間が実際に１０年のときに得られる錆層の外観と同等の外観を有する錆層が予め形成された耐候性鋼材を製造することが所望されたとしても、形成後の錆層が、所望する暴露期間（１０年）を経た錆層の外観に相当する外観を有するか否かを評価することができないため、耐候性鋼材の錆層の外観を意匠として用いるニーズに十分に応えられないおそれがある。

特開２０１０−２８０９３９号公報特開２０１１−２４１４７６号公報

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するべくなされたものであり、所望する暴露期間を経た錆層の外観と同等の外観を有する錆層を安定して形成可能な耐候性鋼材の製造方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明者らは鋭意検討した結果、実際に大気暴露された耐候性鋼材の暴露期間と、耐候性鋼材の表面（耐候性鋼材の表面に形成された錆層）において測色計で測定したＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の色度ａ^＊又はＬ^＊Ｃ^＊ｈ表色系の彩度Ｃ^＊との間に良好な相関関係があることを見出した。したがい、例えば、特許文献１や２に記載の方法によって耐候性鋼材の表面における錆層の形成を促進する処理を施すと共に、適宜のタイミングで耐候性鋼材の表面（錆層）の色度ａ^＊又は彩度Ｃ^＊を測定して前記相関関係を用いれば、形成された錆層の外観が、実際に大気暴露された場合の錆層の暴露期間に換算すればどの程度の暴露期間に相当する外観になるのかを評価できることになる。そして、その暴露相当期間が所望する暴露期間と同等になるまで、促進処理を繰り返し実行すれば、所望する暴露期間を経た錆層の外観と同等の外観を有する錆層を安定して形成可能であることに想到した。

本発明は、上記本発明者らの知見に基づき完成したものである。
すなわち、前記課題を解決するため、本発明は、耐候性鋼材の表面における錆層の形成を促進する処理を施す促進処理工程と、前記促進処理工程を経た耐候性鋼材の表面に形成された錆層の外観を評価する評価工程とを含み、前記評価工程は、前記耐候性鋼材の表面において、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の色度ａ^＊又はＬ^＊Ｃ^＊ｈ表色系の彩度Ｃ^＊を測定パラメータとして測定する測定工程と、前記測定工程で測定した測定パラメータと、予め取得した前記測定パラメータと実際の暴露期間との相関関係とに基づき、前記耐候性鋼材の暴露相当期間を算出する算出工程とを含み、前記評価工程の前記算出工程において算出した暴露相当期間が、所望する暴露期間と同等になるまで、前記促進処理工程及び前記評価工程を繰り返し実行することを特徴とする耐候性鋼材の製造方法を提供する。

本発明によれば、評価工程において、測定パラメータ（Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の色度ａ^＊又はＬ^＊Ｃ^＊ｈ表色系の彩度Ｃ^＊）と実際の暴露期間との良好な相関関係に基づき、促進処理工程で錆層形成の促進処理が施された耐候性鋼材の暴露相当期間（実際に大気暴露されたのだとすれば、どの程度の暴露期間を経た外観に相当するかを示すもの）を精度良く算出可能である。このため、暴露相当期間が、所望する暴露期間と同等になるまで、促進処理工程及び評価工程を繰り返し実行することで、所望する暴露期間を経た錆層の外観と同等の外観を有する錆層を安定して形成可能である。

なお、本発明におけるＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の色度ａ^＊は、ＣＩＥ（国際照明委員会）で規定され、ＪＩＳＺ８７８１−２０１３でも規格されているＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系で表わされる値である。また、Ｌ^＊Ｃ^＊ｈ表色系は、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系をベースに考案された表色系であって、Ｌ^＊Ｃ^＊ｈ表色系の彩度Ｃ^＊は、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の色度ａ^＊及び色度ｂ^＊によって、Ｃ^＊＝（（ａ^＊）^２＋（ｂ^＊）^２）^１／２で表わされる値である。色度ａ^＊及び彩度Ｃ^＊を測定可能な測色計であれば、当該測色計を用いて色度ａ^＊又は彩度Ｃ^＊を直接測定すれば良いし、色度ａ^＊及びｂ^＊を測定可能な測色計であれば、当該測色計を用いて色度ａ^＊及びｂ^＊を直接測定し、彩度Ｃ^＊を計算によって算出すれば良い。また、例えば、ＣＩＥで規定されているＸＹＺ表色系の三刺激値を測定又は算出し、これを用いてＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の色度ａ^＊又はＬ^＊Ｃ^＊ｈ表色系の彩度Ｃ^＊を算出する等、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系やＬ^＊Ｃ^＊ｈ表色系以外の公知の表色系で表わされる値を測定又は算出し、これを変換することでＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の色度ａ^＊又はＬ^＊Ｃ^＊ｈ表色系の彩度Ｃ^＊を算出しても良い。
また、本発明において、「算出した暴露相当期間が、所望する暴露期間と同等になる」とは、両期間が同一になる場合に限るものではなく、両期間の差が予め定めた所定の値以下になることを意味する。
さらに、本発明において、算出した暴露相当期間と所望する暴露期間との差を小さくするには、促進処理工程を１回実行した後毎に評価工程を実行することが好ましい。しかしながら、本発明は、これに限るものではなく、例えば、所望する暴露期間が長い場合（促進処理工程の回数を大きくしなければ、暴露相当期間が所望する暴露期間と同等にならない場合）には、評価工程を実行する手間を軽減するために、促進処理工程を複数回実行した後毎に評価工程を実行することも可能である。この場合、上記の「複数回」は必ずしも一定の値にする必要は無く、暴露相当期間が所望する暴露期間に近づくまでは大きな値にすることで、評価工程を実行する手間を軽減する一方、暴露相当期間が所望する暴露期間に近づいてからは、算出した暴露相当期間と所望する暴露期間との差を小さくし易いように、「複数回」を小さな値にすることも考えられる。

前記評価工程の前記算出工程で用いる前記相関関係は、例えば、実際に大気暴露され、その暴露期間が既知であり、なお且つ暴露期間がそれぞれ異なる複数の耐候性鋼材試料を用意する工程と、前記用意した複数の耐候性鋼材試料の表面において、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の色度ａ^＊又はＬ^＊Ｃ^＊ｈ表色系の彩度Ｃ^＊を測定パラメータとして測定する工程と、前記測定した測定パラメータと、前記複数の耐候性鋼材試料の実際の暴露期間とに基づき、前記測定パラメータと前記実際の暴露期間との相関関係を近似する近似式を算出する工程と、によって取得される。
この場合、耐候性鋼材試料としては、その母材（錆層を除く部分）が、本発明によって製造する耐候性鋼材の母材と同種の組成である鋼材試料を用いることが好ましい。

本発明者らの知見によれば、前記評価工程の前記算出工程で用いる前記相関関係は、前記測定パラメータ（Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の色度ａ^＊又はＬ^＊Ｃ^＊ｈ表色系の彩度Ｃ^＊）をＡとし、前記実際の暴露期間をＴ（年）とし、Ｋ１及びＫ２を正の定数として、以下の式（１）で表わしたときに最も精度良く近似されることが分かった。
Ｔ＝（Ｋ１・Ａ）^−Ｋ２・・・（１）

例えば、前記促進処理工程は、最初に実行するときには前記耐候性鋼材の表面に処理液を塗布して乾燥させ、２回目以降に実行するときには前記耐候性鋼材の表面に水を散布して乾燥させる工程であり、前記処理液は、Ｃｕ及びＰと、ＬｉＣｌ、ＭｇＣｌ_２及びＣａＣｌ_２からなる群から選ばれる１種以上の塩とを含む溶液とされる。

本発明に係る耐候性鋼材の製造方法によれば、所望する暴露期間を経た錆層の外観と同等の外観を有する錆層を安定して形成可能である。

各測定パラメータと、複数の耐候性鋼材試料の実際の暴露期間との相関関係を示すグラフである。本発明の一実施形態に係る耐候性鋼材の製造方法を説明するフロー図である。図２に示す算出工程を説明する説明図である。

最初に、本発明を完成するに至るまでに本発明者らが得た知見について説明する。
本発明者らは、所望する暴露期間を経た錆層の外観と同等の外観を有する錆層を安定して形成可能な耐候性鋼材の製造方法を提供するという課題を解決するために鋭意検討した結果、実際に大気暴露された耐候性鋼材の暴露期間と、耐候性鋼材の表面（耐候性鋼材の表面に形成された錆層）において測色計で測定したＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の色度ａ^＊又はＬ^＊Ｃ^＊ｈ表色系の彩度Ｃ^＊との間に良好な相関関係があることを見出した。

具体的には、まず本発明者らは、実際に大気暴露され（日本国内の屋外において、日照、雨、風などの大気環境に直接に暴露され）、その暴露期間が既知であり、なお且つ暴露期間がそれぞれ異なる複数の耐候性鋼材試料を用意した。
そして、前記用意した複数の耐候性鋼材試料の表面において、測色計を用いてＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の色度ａ^＊、ｂ^＊、明度Ｌ^＊及びＬ^＊Ｃ^＊ｈ表色系の彩度Ｃ^＊の４つの測定パラメータを測定した。具体的には、コニカミノルタ製食品用測色計「カラーリーダーＣＲ１３」（測定視野：約φ８ｍｍ）を用いて各耐候性鋼材試料の表面３箇所の色度ａ^＊、ｂ^＊、明度Ｌ^＊を測定すると共に、測定した色度ａ^＊、ｂ^＊からＣ^＊＝（（ａ^＊）^２＋（ｂ^＊）^２）^１／２の計算式によって彩度Ｃ^＊を算出して、耐候性鋼材試料毎に各測定パラメータの平均値を求めた。

図１は、上記のようにして測定した各測定パラメータ（３箇所の平均値）と、複数の耐候性鋼材試料の実際の暴露期間との相関関係を示すグラフである。図１（ａ）は色度ａ^＊と実際の暴露期間との相関関係を、図１（ｂ）は色度ｂ^＊と実際の暴露期間との相関関係を、図１（ｃ）は明度Ｌ^＊と実際の暴露期間との相関関係を、図１（ｄ）は彩度Ｃ^＊と実際の暴露期間との相関関係を示す。
図１から明らかなように、実際の暴露期間と、色度ａ^＊又は彩度Ｃ^＊との間には良好な相関関係があることが分かった。そして、この相関関係は、色度ａ^＊又は彩度Ｃ^＊をＡとし、実際の暴露期間をＴ（年）とし、Ｋ１及びＫ２を正の定数としたときに、以下の式（１）で表わしたときに最も精度良く近似されることが分かった。
Ｔ＝（Ｋ１・Ａ）^−Ｋ２・・・（１）
色度ａ^＊については、上記式（１）のＫ１＝０．１０７７、Ｋ２＝２．４１であり、彩度Ｃ^＊については、上記式（１）のＫ１＝０．０８４８、Ｋ２＝２．６０４であった。

したがい、耐候性鋼材の表面における錆層の形成を促進する処理を施すと共に、適宜のタイミングで耐候性鋼材の表面（錆層）の色度ａ^＊又は彩度Ｃ^＊を測定して前記相関関係を用いれば、形成された錆層の外観が、実際に大気暴露された場合の錆層の暴露期間に換算すればどの程度の暴露期間に相当する外観になるのかを評価できることになる。そして、その暴露相当期間が所望する暴露期間と同等になるまで、促進処理を繰り返し実行すれば、所望する暴露期間を経た錆層の外観と同等の外観を有する錆層を安定して形成可能であることに想到した。
本発明は、上記本発明者らの知見に基づき完成したものである。

以下、添付図面を適宜参照しつつ、本発明の一実施形態に係る耐候性鋼材の製造方法について説明する。
図２は、本発明の一実施形態に係る耐候性鋼材の製造方法を説明するフロー図である。
図２に示すように、本実施形態に係る製造方法は、促進処理工程Ｓ１と、評価工程Ｓ２とを含んでいる。

本実施形態に係る製造方法は、最初に促進処理工程Ｓ１を実行する。促進処理工程Ｓ１は、耐候性鋼材の表面における錆層の形成を促進する処理を施す工程である。
具体的には、本実施形態の促進処理工程Ｓ１は、最初に実行するときには耐候性鋼材の表面に処理液を塗布して乾燥させ、２回目以降に実行するときには耐候性鋼材の表面に水を散布して乾燥させる工程であり、前記処理液は、Ｃｕ及びＰと、ＬｉＣｌ、ＭｇＣｌ_２及びＣａＣｌ_２からなる群から選ばれる１種以上の塩とを含む溶液であることが好ましい。

以下、本実施形態の促進処理工程Ｓ１について、より詳細に説明する。
本実施形態の促進処理工程Ｓ１は、耐候性鋼材の表面に処理液を塗布する塗布ステップ（最初の１回のみ）と、処理液が塗布された耐候性鋼材を乾燥させる処理液乾燥ステップ（最初の１回のみ）と、処理液が乾燥することで形成された処理層（錆層）を熟成させるための熟成ステップ（２回目以降）とを含んでいる。また、本実施形態では、好ましい態様として、塗布ステップを実行する前の耐候性鋼材からミルスケールなどを除去するための準備ステップ（最初の１回のみ）も含んでいる。以下、各ステップについて、順次説明する。

準備ステップでは、例えば、ブラスト処理が施される。ブラスト処理としては、例えば、ショットブラストや、グリットブラスト、サンドブラストなどが挙げられるが、特にこれらに限定されない。このブラスト処理により、表面に均一な錆層が形成されやすくなる。その結果、耐候性鋼材は、錆層による保護性や意匠性を得やすくなる。なお、ブラスト処理の後に、ワイヤブラシなどを用いてブラスト処理によって生じた錆を除去する錆落とし処理がさらに施されてもよい。

塗布ステップは、準備ステップの次に実行される。処理液を塗布する方法としては、例えば、スプレー、ローラー、刷毛などを用いる周知の塗装方法が適用可能であるが、特にこれらに限定されず、浸漬などであってもよい。処理液の塗布環境としては、例えば、相対湿度５０％で室温（例えば、２５℃±１５℃）の室内が好ましいが、特にこれらに限定されない。

本実施形態では、処理液は、ｐＨが２以上２．６未満とされている。処理液は、Ｃｕ（銅）およびＰ（燐）を含む。処理液は、ｐＨが２未満では、酸性が強くなりすぎて、耐候性鋼材の表面にＰを含む防食性の塩結晶を生成させ、錆層の形成を抑制する。一方、処理液は、ｐＨが２．６を超えると、耐候性鋼材の表面のＦｅの溶解性が悪くなり、ぬれ性が劣り、錆の生成を促進することができず、かつ錆層の均一な形成を妨げる。処理液の溶媒は、例えば水が好ましいが、特にこれに限定されず、水を含むアルコールなどの有機溶媒であってもよい。

Ｃｕは、処理液にＣｕイオン（Ｃｕ^２＋）で存在する。Ｃｕは、Ｆｅ（鉄）に対して酸化作用をもたらすために処理液に含まれる。Ｃｕは、硫酸銅及び塩化銅からなる群から選ばれる１種以上であることが好ましいが、特にこれに限らない。Ｃｕイオン（Ｃｕ^２＋）は、Ｎｉイオン（ニッケルイオン）及びＡｇイオン（銀イオン）などのＦｅイオンよりも電気化学的電位が貴の他の金属イオンに比べて、価格面などから望ましい。このため、処理液は、Ｆｅイオンよりも電気化学的電位が貴の他の金属イオンでＣｕイオンを置換可能である。Ｐは、Ｈ_３ＰＯ_４（リン酸）であることが好ましいが、特にこれに限定されない。Ｃｕ及びＰは、モル比で０．１≦Ｃｕ／Ｐ≦２０を満たす条件で処理液に含まれることが好ましい。Ｃｕ及びＰは、Ｃｕ／Ｐが０．１未満では、錆層の形成を充分に促進することができない。これは、Ｃｕイオンの量が不十分であるためと考えられる。一方、Ｃｕ及びＰは、Ｃｕ／Ｐが２０を超えると、耐候性鋼材の表面の大部分をＣｕが覆い、錆層の形成を抑制する。

また、本実施形態の処理液は、ＬｉＣｌ（塩化リチウム）、ＭｇＣｌ_２（塩化マグネシウム）、及びＣａＣｌ_２（塩化カルシウム）からなる群から選ばれる１種以上の塩を含む。１種以上の塩は、総量１質量％以上１０質量％以下の範囲で処理液に含まれることが好ましい。例えば、ＬｉＣｌは飽和塩水の平衡湿度が相対湿度で１５％であり、ＭｇＣｌ_２は飽和塩水の平衡湿度が相対湿度で３３．６％であり、ＣａＣｌ_２は飽和塩水の平衡湿度が相対湿度で３２．３％である。１種以上の塩は平衡湿度が低い塩である。このため、処理液は、１種以上の塩を含むことにより、塗布された耐候性鋼材の表面の乾燥を遅らせる。その結果、耐候性鋼材は、製造場所や製造時期などでの湿度の違いが軽減される。１種以上の塩は、処理液の含有量が１質量％未満では効果が少ない。一方、１種以上の塩は、含有量が１０質量％以上ではほぼ効果が一定となる。このため、効果の点においては、１種以上の塩は１０質量％を超えて含ませることが可能である。

本実施形態の処理液は、好ましい態様として、２価のＳｎイオン（Ｓｎ^２＋）及び４価のＳｎイオン（Ｓｎ^４＋）からなる群から選ばれる１種以上のＳｎイオンを含んでもよい。１種以上のＳｎイオンは、総量０．０２質量％以上で処理液に含まれる。１種以上のＳｎイオンは、過剰に含ませてもその効果が飽和するため、総量０．２質量％以下で処理液に含まれることが好ましいが、特にこれに限定されない。２価のＳｎイオンは、ＳｎＣｌ_２（塩化錫（ＩＩ））、ＳｎＳＯ_４（硫酸錫（ＩＩ））及びＳｎＢｒ_４（臭化錫（ＩＩ））からなる群から選ばれる１種以上であることが好ましいが、特にこれらに限定されない。４価のＳｎイオンは、ＳｎＣｌ_４（塩化錫（ＩＶ））であることが好ましいが、特にこれに限定されない。

処理液乾燥ステップは、塗布ステップ後、直ちに行われる。耐候性鋼材を乾燥させる方法は、自然乾燥が好ましいが、特にこれに限定されない。処理液乾燥ステップは、室内（屋内）で実施されることが好ましいが、屋外で実施されてもよい。屋外で実施される場合、耐候性鋼材を屋外に移動させるための移動ステップを更に含む。

熟成ステップは、処理液乾燥ステップ後、直ちに行われることが好ましい。例えば、熟成ステップは、塗布ステップの翌日に行われる。この場合、塗布ステップと熟成ステップとの間が処理液乾燥ステップの乾燥期間である。

熟成ステップは、例えば、耐候性鋼材の表面（錆層）に１日１回以上、噴霧器等で水を散布する散布ステップと、水が散布された耐候性鋼材を乾燥させる水乾燥ステップとを含む。熟成ステップは、少なくとも１日実施されることが好ましく、継続して数日間以上繰り返し実施されることがより好ましい。熟成ステップの繰り返し回数は、後述のように、暴露相当期間が所望する暴露期間と同等になるか否かで決まる。
熟成ステップは、屋外で実施されることが好ましいが、特にこれに限定されない。熟成ステップは、例えば、平日の８時から１７時の間に屋外で実施され、相対湿度９０％以下のときに、３０分毎に３０秒間水が散布され（散布ステップ）、次の散布までの間に自然乾燥される（水乾燥ステップ）。
散布ステップは、錆層における保護性の錆の剥離を生じ難い水圧で水が霧状に散布されることが好ましいが、特にこれに限定されない。散布ステップは、水として水道水を用いることができるが、特にこれに限定されない。

促進処理工程Ｓ１の処理内容は、以上に説明した内容に限定されるものではなく、耐候性鋼材の表面における錆層の形成を促進し得る限りにおいて、特許文献１、２に記載のような処理を含めて、種々の処理を適用可能である。

次に、本実施形態に係る製造方法は、図２に示すように、促進処理工程Ｓ１の実行回数（具体的には、促進処理工程Ｓ１に含まれる熟成ステップの実行回数など）等に応じて適宜定めた評価タイミングに達したか否かを判断し、達していれば、評価工程Ｓ２を実行する。
評価タイミングの定め方には特に制限はなく、１回目の促進処理工程Ｓ１を実行する前に所定回数の促進処理工程Ｓ１を実行した後毎に評価工程Ｓ２を実行すると定めても良いし、後述する評価工程Ｓ２の算出工程Ｓ２２において算出した暴露相当期間と所望する暴露期間との差の大きさに応じた回数（例えば、両者の差が大きければ大きな回数とし、差が小さければ小さな回数とする）の促進処理工程Ｓ１を実行した後に評価工程Ｓ２を実行すると定めても良い。
なお、評価タイミングに達していなければ、再び、促進処理工程Ｓ１の実行を繰り返す。ただし、前述のように、促進処理工程Ｓ１に含まれる準備ステップ、塗布ステップ及び処理液乾燥ステップは、最初の１回のみ実行するため、促進処理工程Ｓ１の実行を繰り返すときには、熟成ステップ（散布ステップ及び水乾燥ステップ）のみが繰り返し実行されることになる。

評価工程Ｓ２は、促進処理工程Ｓ１を経た耐候性鋼材の表面に形成された錆層の外観を評価する工程である。
具体的には、図２に示すように、評価工程Ｓ２は、測定工程Ｓ２１と、算出工程Ｓ２２とを含んでいる。

測定工程Ｓ２１は、耐候性鋼材の表面において、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の色度ａ^＊又はＬ^＊Ｃ^＊ｈ表色系の彩度Ｃ^＊を測定パラメータとして測定する工程である。
具体的には、前述した図１に示す相関関係を取得した場合と同様に、測色計を用いて耐候性鋼材表面の複数箇所（例えば３箇所）の色度ａ^＊、ｂ^＊、明度Ｌ^＊を測定すると共に、測定した色度ａ^＊、ｂ^＊から計算式によって彩度Ｃ^＊を算出して、複数箇所の色度ａ^＊及び彩度Ｃ^＊をそれぞれ平均化すればよい。
なお、図１に示すような相関関係を取得する場合（耐候性鋼材試料の表面を測定する場合）に用いる測色計と、耐候性鋼材の表面を測定する場合に用いる測色計とは、同じものを用いることが好ましいが、双方共に色度ａ^＊及び彩度Ｃ^＊を測定し得る限りにおいて、特にこれに限定されない。また、平均化する箇所の数（すなわち、測定箇所の数）も同じにすることが好ましいが、特にこれに限定されない。例えば、耐候性鋼材試料の表面の面積に比べて、耐候性鋼材の表面の面積の方が格段に広いのであれば、耐候性鋼材については、平均化する箇所の数（測定箇所の数）を増やす方が、表面に形成された錆層の外観を適正に評価できる可能性がある。さらに、耐候性鋼材の表面に形成された錆層の外観が高い均一性を有する場合には、各測定パラメータを１箇所についてのみ測定することも可能である。

算出工程Ｓ２２は、測定工程Ｓ２１で測定した測定パラメータと、予め取得した測定パラメータと実際の暴露期間との相関関係（図１（ａ）及び（ｄ））とに基づき、耐候性鋼材の暴露相当期間を算出する工程である。
図３は、算出工程Ｓ２２を説明する説明図である。図３に黒丸で示すデータ点は、測定工程Ｓ２１で測定した色度ａ^＊の値に対応する近似曲線（相関関係を近似する近似曲線）上の点である。また、各データ点近傍に記載された数字は、促進処理工程Ｓ１の熟成ステップの実行回数を日単位で表わしたものである。０日とは、未だ熟成ステップは実行されずに、準備ステップ、塗布ステップ及び処理液乾燥ステップのみが実行された状態を意味する。
図３に示すように、例えば、熟成ステップを全体で３８日実行した後に測定工程Ｓ２１で測定した色度ａ^＊＝６．５であったとすれば、予め取得した相関関係（Ｔ＝（0.1077×ａ^＊）^{−２．４１}）にこの値を代入することにより、暴露期間Ｔ＝２．４年に相当する暴露相当期間が算出される。なお、図３では、測定パラメータとして色度ａ^＊を用いた場合を例示しているが、彩度Ｃ^＊を用いる場合も同様である。

最後に、本実施形態に係る製造方法は、図２に示すように、評価工程Ｓ２の算出工程Ｓ２２において算出した暴露相当期間が、所望する暴露期間と同等になっているか否かを判断する。すなわち、両期間の差が予め定めた所定の値以下であるか否かを判断する。そして、同等になっていない場合には、促進処理工程Ｓ１及び評価工程Ｓ２を繰り返し実行する。同等になっている場合には、製造を終了する。
図３を参照して具体的に説明すれば、例えば、所望する暴露期間が５年であり、促進処理工程Ｓ１の熟成ステップを全体で３８日実行した後に評価工程Ｓ２の算出工程Ｓ２２において算出した暴露相当期間２．４年が、所望する暴露期間５年と同等になっていないと判断すれば、促進処理工程Ｓ１及び評価工程Ｓ２を繰り返し実行することになる。そして、図３に示すように、促進処理工程Ｓ１の熟成ステップを全体で５２日実行した後に評価工程Ｓ２の算出工程Ｓ２２において算出される暴露相当期間は約５年となる。暴露相当期間５年が、所望する暴露期間５年と同等になっていると判断されることで、耐候性鋼板の製造は終了する。

以上に説明した本実施形態に係る耐候性鋼板の製造方法によれば、評価工程Ｓ２において、測定パラメータ（Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の色度ａ^＊又はＬ^＊Ｃ^＊ｈ表色系の彩度Ｃ^＊）と実際の暴露期間との良好な相関関係に基づき、促進処理工程Ｓ１で錆層形成の促進処理が施された耐候性鋼材の暴露相当期間を精度良く算出可能である。このため、暴露相当期間が、所望する暴露期間と同等になるまで、促進処理工程Ｓ１及び評価工程Ｓ２を繰り返し実行することで、所望する暴露期間を経た錆層の外観と同等の外観を有する錆層を安定して形成可能である。

Claims

耐候性鋼材の表面における錆層の形成を促進する処理を施す促進処理工程と、
前記促進処理工程を経た耐候性鋼材の表面に形成された錆層の外観を評価する評価工程とを含み、
前記評価工程は、
前記耐候性鋼材の表面において、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の色度ａ^＊又はＬ^＊Ｃ^＊ｈ表色系の彩度Ｃ^＊を測定パラメータとして測定する測定工程と、
前記測定工程で測定した測定パラメータと、予め取得した前記測定パラメータと実際の暴露期間との相関関係とに基づき、前記耐候性鋼材の暴露相当期間を算出する算出工程とを含み、
前記評価工程の前記算出工程において算出した暴露相当期間が、所望する暴露期間と同等になるまで、前記促進処理工程及び前記評価工程を繰り返し実行することを特徴とする耐候性鋼材の製造方法。
前記評価工程の前記算出工程で用いる前記相関関係は、
実際に大気暴露され、その暴露期間が既知であり、なお且つ暴露期間がそれぞれ異なる複数の耐候性鋼材試料を用意する工程と、
前記用意した複数の耐候性鋼材試料の表面において、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の色度ａ^＊又はＬ^＊Ｃ^＊ｈ表色系の彩度Ｃ^＊を測定パラメータとして測定する工程と、
前記測定した測定パラメータと、前記複数の耐候性鋼材試料の実際の暴露期間とに基づき、前記測定パラメータと前記実際の暴露期間との相関関係を近似する近似式を算出する工程と、
によって取得されることを特徴とする請求項１に記載の耐候性鋼材の製造方法。
前記評価工程の前記算出工程で用いる前記相関関係は、前記測定パラメータをＡとし、前記実際の暴露期間をＴ（年）とし、Ｋ１及びＫ２を正の定数として、以下の式（１）で表わされることを特徴とする請求項１又は２に記載の耐候性鋼材の製造方法。
Ｔ＝（Ｋ１・Ａ）^−Ｋ２・・・（１）
前記促進処理工程は、最初に実行するときには前記耐候性鋼材の表面に処理液を塗布して乾燥させ、２回目以降に実行するときには前記耐候性鋼材の表面に水を散布して乾燥させる工程であり、
前記処理液は、Ｃｕ及びＰと、ＬｉＣｌ、ＭｇＣｌ_２及びＣａＣｌ_２からなる群から選ばれる１種以上の塩とを含む溶液であることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の耐候性鋼材の製造方法。