JPH0673932B2 - 化粧建材およびその製造に用いられる化粧鋼材製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、鋼基材表面に木材、非鉄金属、合成樹脂、
モルタル系塗装材等の化粧材を接着した化粧建材に関
し、更に詳しくは、鋼基材自体の耐食性に優れるととも
に、鋼基材と化粧材との接着性に優れ、長期にわたって
化粧材の剥離および接着面からの発錆を防止できる化粧
建材およびその製造に好適に使用される化粧鋼材製造方
法に関する。

〔従来の技術〕

鋼材はコストの割に強度等の機械的性質に優れ、最も代
表的な土木建築材料とされている。鋼材のこのような特
質は、木材では到底得られないものであり、更にアルミ
ニウム等の非鉄金属やプラスチック等の合成樹脂でも代
替し難いものである。

しかし反面、建築材料として鋼材を用いる場合には、結
露、発錆が耐久面ばかりでなく美観上の大きな問題とな
る。また手ざわり、見た目上の感触が冷たいことも問題
である。このような問題は、塗装やメッキでは完全に解
決されないものである。

したがって、建築材料等として鋼材を使用する場合は工
場等、結露や意匠を特に問題としない場合を除き、壁の
中等に隠された状態で使用されることが多い。

ところが、最近の傾向として、一般住宅、ビル内装等に
おいて構造材としての鋼材を意匠の一部として積極的に
利用したいという要望が強くなりつつある。このような
要求に対し、鋼材の合わせ持つ結露、発錆、感触の問題
は決定的な障害となる。

逆に、木材はその軟らかな感触が重宝され、結露や発錆
の心配もない。また、非鉄金属や合成樹脂もそれぞれ独
特の風合を持ち、意匠的効果の高いものである。しかる
に、いずれも鋼材のような経済性・機械的性質は持ち合
わせない。

そこで、鋼材の表面に、これら美観的要素の強い材料を
化粧材として接着することが考えられてくる。ところ
が、この化粧材の接着においては次のような大きな問題
がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

鋼材を基材としてその表面に木材、非鉄金属、合成樹脂
等を装着しようとした場合、接着剤そのものについては
昨今の著しい技術進歩により優秀なものが数多く開発さ
れ市販されている。したがって、良好な条件のもとで
は、極めて高い接着力を確保できる。

ところが、土木建築を対象とした鋼材の場合には、マス
プロ規模での接着作業が要求されるため接着条件の厳密
な管理は望み得ない。その結果、接着剤の性能を十分に
発揮させることは極めて難しくなる。

これに加えて、土木建築材料の場合には使用環境が厳し
く、また耐用年数も通常の接着物と比べて長い。また、
木材等は水を通す。したがって材料の耐用年数に準じた
接着性能を維持することは困難となる。

このようなことから、土木建築材料を前提として、しか
も実用性、商品価値を考慮した場合、鋼材の表面に木
材、非鉄金属、合成樹脂等の化粧材を接着することは非
常に困難である。

本発明の目的は、実用上充分な接着耐久性を有する化粧
建材およびその製造に適した化粧鋼材製造方法を提供す
ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の化粧建材は、建材として製造された鋼基材と、 鋼基材の表面に、鉄または鉄合金を核とし、この核の周
囲に鉄−亜鉛合金層を介して亜鉛または亜鉛合金を被覆
してなる独立した粒子の集合体からなるブラスト材料を
投射して形成され、且つ水系非焼き付け型クロメート処
理を施された多孔質の鉄−亜鉛合金皮膜と、 この鉄−亜鉛合金皮膜の表面に接着された化粧材とを具
備する。

鉄または鉄合金を核とし、この核の周囲に鉄−亜鉛合金
層を介して亜鉛または亜鉛合金を被覆してなる独立した
粒子の集合体からなるブラスト材料を投射し、この投射
により形成された鉄−亜鉛合金皮膜にクロメート処理を
施す方法はZ-S処理と呼ばれている。

本発明はこのZ-S処理皮膜、そのなかでも特にクロメー
ト処理として水系非焼き付け型のクロメート処理を用い
たZ-S処理皮膜に、化粧材の接着下地としての優れた適
性を見い出したものである。

化粧材は、本発明の化粧建材では、予め化粧材として完
成され、接着剤により鉄−亜鉛合金皮膜の表面に接着さ
れた板状の定形物からなる化粧材、または鉄−亜鉛合金
皮膜の表面に塗着された固形骨材を含むモルタル系塗装
材からなる化粧材の２種類であり、固形骨材を含まない
一般の塗装樹脂やラミネート樹脂は除く。

即ち、本発明の化粧建材は、一般の樹脂被覆鋼材を含ま
ない。

本発明の化粧鋼材製造方法は、鋼基材の表面に、鉄また
は鉄合金を核とし、この核の周囲に鉄−亜鉛合金層を介
して亜鉛または亜鉛合金を被覆してなる独立した粒子の
集合体からなるブラスト材料を投射して多孔質の鉄−亜
鉛合金皮膜を形成し、次いでこれをクロム酸化合物0.1
〜50g/、硫酸0.01〜5g/を含む水溶液に0.5〜８秒接
触せしめた後水洗することなく乾燥させ、しかる後にそ
の鉄−亜鉛合金皮膜の表面に化粧材を接着することを特
徴とする。

鋼基材の表面に、鉄または鉄合金を核とし、この核の周
囲に鉄−亜鉛合金層を介して亜鉛または亜鉛合金を被覆
してなる独立した粒子の集合体からなるブラスト材料を
投射して多孔質の鉄−亜鉛合金皮膜を形成し、次いでこ
れをクロム酸化合物0.1〜50g/、硫酸0.01〜5g/を含
む水溶液に0.5〜８秒接触せしめた後水洗することなく
乾燥させる方法は、特願昭60−232919号（特開昭62−93
383号）の方法である。

本発明の化粧鋼材製造方法は、特願昭60−232919号（特
開昭62−93383号）の方法により得られた表面処理鋼板
の表面に化粧材を接着するものであり、本発明の化粧建
材や、その他土木建築材料として実用に耐え得る高性能
な化粧鋼材の製造を可能とする。

本発明の化粧鋼材製造方法に使用される化粧材は、本発
明の化粧建材に使用される化粧材の他、固形骨材を含ま
ない一般の被覆材を含む。

第１表に本発明が対象する主な化粧材を示す。

〔作用〕 鋼基材の表面に亜鉛−鉄合金粒を投射することにより亜
鉛−鉄合金被膜が形成される。この被膜は２〜50μｍ
（通常は２〜５μｍ）程度と薄く、また多孔質であるた
め、それ自体の耐食性は十分とは言えない。しかるに、
これにクロメート処理を施すと、前記被膜にクロメート
処理剤が含浸し、耐久性が飛躍的に向上する。これは前
述したようにZ-S処理と呼ばれ、今後、広い用途が期待
されている。

一方、鋼基材の表面に化粧材を接着しようとした場合、
接着性は主に接着材と鋼材の表面性状とに支配される。
接着剤については前述したとおり既に多くのものが開発
済みであることから、接着性を高めるためには鋼基材の
表面性状に工夫を講じることが求められる。

従来の接着技術においても、上述したような観点から前
処理として被着体の表面を溶剤で洗浄したり、サンドブ
ラストや研摩紙による表面研摩、酸やアルカリ溶液によ
る化学的処理、陽極酸化等を実施しているが、いずれも
被着体表面の粗度管理が難しく、接着強度が製品毎にば
らつくという問題があり、本発明が対象とするような土
木建材用の化粧鋼材にそのまま適用しても十分な成果は
期待できない。

また、本発明が対象とするような土木建材用の化粧鋼材
においては、鋼基材の表面粗度の他に、鋼基材それ自体
の耐食性も重要であるが、これについても適切な従来技
術は存在しなかった。

ちなみに、電気、溶融メッキあるいは溶射等による亜鉛
メッキを施した鋼基材の表面に木材や合成樹脂を接着し
た場合、結露等により亜鉛メッキ表面に白錆が発生し、
鋼材表面に接着した木材や合成樹脂が剥離し易くなった
り、カビを発生させたりする。

しかるに、本発明においては、鋼基材表面に形成した特
に選定されたZ-S処理皮膜が、被接着面として好適な表
面粗さRmax 5〜20μｍの凹凸状態を安定的に示すととも
に、接着剤等との濡れ性に優れ、しかも鋼基材表面に高
度の耐食性を付与し、鋼材表面からの発錆を防止して、
発錆に起因する化粧材の局部的な剥離、カビ発生を防
ぎ、これらの相乗りにより、皮膜上に接着した化粧材と
の間に高度で安定した接着性を与え、土木建築という苛
酷な使用環境下においても高い耐久性を保証する。

本発明において、基材となる鋼材は例えば型鋼、鋼管、
鋼板、軽量形鋼等であり、本発明の化粧建材では、建材
として製造されたものに限る。

化粧材は、予め化粧材として完成され、接着剤を用いて
接着される板状の定形材と、それ自身が接着性を有し、
塗装により形成される非定形の塗装材に大別される。

定形材の材質としては例えば、木材・ハードボード等の
木質材料、アルミニウム・銅・銀等の非鉄金属、ポリエ
ステル・メラミン樹脂・アクリル樹脂・塩化ビニル・FR
P等の合成樹脂、レンガ・陶磁器・大理石等の無機物が
あり、ステンレス鋼等の鋼材でもよい。

塗装材は、本発明の化粧建材では、砂等の骨材をセメン
ト等の結合材により結合したモルタル系塗装材であり、
本発明の化粧鋼材製造方法では、有機系、無機系の塗料
の使用も可能である。

モルタル系塗装材は、周知の通り結合材の種類によって
セメント系モルタル、ポリマーセメント系モルタル、レ
ジンモルタルに分類され、これらを単独または混合して
使用することができる。この塗装材は、骨材を含むため
に、木材等と同様に水を通し、鋼基材への接着が非常に
困難な材料であるが、本発明では鋼基材の表面に強固に
接着される。

シートはラミネートに使用される薄手のものは板材では
ないが、ラミネートには使用されない厚い樹脂シート、
即ち柔軟性のある樹脂板は板材である。

鋼基材に化粧材を接着させるには、接着剤の使用が基本
となるが、上述したとおりモルタル系塗装材等のそれ自
体に接着性のあるものは接着剤の使用を省略できる。

接着剤は、接着しようとする化粧材の種類に応じて適宜
決定される。例えばメラミン樹脂を接着する場合はシア
ノアクリレート、木材やハードボードを接着する場合は
エポキシ樹脂、金属を接着する場合はポリイミド樹脂等
がそれぞれ好適である。

亜鉛−鉄合金粒は亜鉛−鉄を主成分としているが、白錆
防止のために１〜60％のアルミニウムを加えることを妨
げるものではない。

本発明材の用途としては、例えば建築材料（ビルの内装
材や鉄骨プレファブ住宅の柱材等）、土木材料（歩行者
用ガートフェンス等のエクステリア製品等）を主体とす
るが、これに限定されるものではない。

また、化粧材は鋼基材の全面に接着する必要はなく、必
要箇所に選択的に接着すればよい。また、異種の化粧材
を重ねて接着することも可能である。

次に、本発明に使用されるZ-S処理について説明する。

本発明はZ-S処理におけるクロメート処理として水系非
焼き付け型のものを使用する。

クロメート処理は非水系と水系に大別され、水系クロメ
ート処理は更に焼き付け型と非焼き付け型（反応型）に
分類される。それぞれの特長は次のとおりである。

非水系（溶剤型）クロメート：クロム酸化合物と有機溶
剤（主としてハロゲン化炭化水素溶剤）と可溶化剤とし
てのアルコール類を主成分とし、他に安定剤や反応促進
剤を含む溶液を処理液とし、浸漬処理後乾燥させること
により皮膜を生成させる。

水系焼き付け型クロメート：処理液は水溶性クロム酸化
合物と還元剤と水の混合物であって、これを非処理物の
表面に塗布（ロールコータ、浸漬など）しこれを焼付加
熱する。加熱により、水溶性クロム酸化化合物が還元さ
れて、クロメート皮膜が生成される。

水系非焼き付け型（反応型）クロメート：水溶性クロム
酸化合物と酸と水の混合物からなる処理液を処理し、こ
れを被処理面に塗布（浸漬、スプレー等）して同面上の
亜鉛を溶解しクロムの還元反応を生じさせ、クロメート
皮膜を生成させる。強酸を使用するものは強反応型と呼
ばれ、弱酸を使用するものは弱反応型と呼ばれる。強反
応型では処理後に水洗を行うのが一般的である。

これらのクロメート処理のうち、水系非焼き付け型（反
応型）のクロメートは、投射により形成された多孔質の
鉄−亜鉛合金皮膜に対しては耐食性が最も劣るとされて
いるが、その鉄−亜鉛合金皮膜の上に化粧剤を接着する
場合は最も優れた接着性を発揮し、その化粧鋼材に建材
に要求される高度の耐久性を付与する。その理由は次の
ように考えられる。

化粧材の接着性にとって鉄−亜鉛合金皮膜の耐食性は高
いほど良いが、皮膜の耐久性だけでは接着性は決定され
ず、皮膜の表面粗度や接着剤または自己接着型塗装材に
おける接着成分への化学的影響も、接着性を左右する。
詳細な理由は不明であるが、非水系クロメートではその
クロメートに使用する有機溶剤が、また水系焼き付け型
クロメートではそのクロメートに使用する還元剤がそれ
ぞれ接着性に悪影響を及ぼすと考えられる。実際、本発
明が採用する水系焼き付け型クロメートでは、皮膜に塗
布した処理液を加熱により強制乾燥する場合があるが、
その場合も接着性の低下は見られず、焼き付けにおける
加熱は接着性に悪影響を与えない。

本発明はZ-S処理におけるクロメート処理として水系非
焼き付け型クロメートを採用することにより、特に優れ
た接着性および接着耐久性を確保する。

次に、本発明の化粧鋼材製造方法におけるクロメート処
理について説明する。

本発明の化粧鋼材製造方法は、そのクロメート処理条件
として、特に、クロム酸化合物0.1〜50g/、硫酸0.01
〜5g/を含む水溶液に0.5〜８秒接触させるという条件
を採用する。

この条件は、処理液のタイプとしては、基本的には強反
応型に属するものであるが、一般のそれと比較すると、
強酸の量が格段に少なく、またその接触時間についても
きわめて短時間になっているところが特徴的である。

本発明の化粧鋼材製造方法によれば、まず焼付処理を要
さないことから、そのための設備、エネルギが不要であ
り、また一般の強酸型にくらべ処理過程における鉄−亜
鉛合金皮膜の溶出が抑えられるためにクロメート皮膜の
生成が安定的であるのみならず、短時間処理により反応
生成物が少ないため爾後の水洗を省略しても問題がな
く、しかも特筆すべきは、多孔質の鉄−亜鉛合金皮膜と
の組合せにおいて著しく優れた耐食性が実現され、その
結果、化粧材の接着性に特に優れることである。以下に
この処理条件を詳しく説明する。

処理液：まずクロム酸化合物量は0.1〜50g/である
が、0.1g/未満では、クロム付着量が少なく、耐食性
能も低い。また50g/をこえると、クロメート反応が促
進され皮膜の溶解が生じる。このクロム酸化物量の最も
好ましい範囲は1.0〜10g/である。

次に、硫酸の量としては、0.01g/未満では溶出しやす
いクロメート皮膜となり、他方5g/をこたえるとクロ
メート反応が促進され、皮膜の溶解が生じ、好ましくな
い。硫酸量は、0.1〜1g/の範囲とするのが最も望まし
い。

処理液中にはこれらの主要な成分の他に、硝酸、フッ化
水素酸などを、上記硫酸の量を超えない程度の範囲で含
有させてもよく、これらは、溶出しにくい安定なクロメ
ート皮膜の生成に効果がある。

接触時間:0.5〜８秒としたが、0.5秒未満では、多孔質
鉄−亜鉛合金皮膜層にクロメート液が充分に浸透しな
い。また８秒をこえると、浸漬処理によった場合は、多
孔質鉄−亜鉛合金皮膜の反応溶解が進み、浸漬処理液の
劣化が促進され、不利となる。なお、この接触時間は浸
漬時間を意味し、浸漬処理後に処理液を乾燥させるため
の時間を含むものではない。

接触の手段としては、処理液の接触時間が短くてよいた
め、浸漬以外に、塗布型処理としてスプレー、ロールコ
ータ等何れの採用も可能である。この場合、塗布行為以
降の時間は乾燥時間である。

クロメート皮膜の生成量（付着量）としては、一般水系
処理の場合に準じ、30mg/m²以上、更に好ましくは60〜3
00mg/m²の範囲とするのがよい。

本発明が採用する水系非焼き付け型クロメート処理の条
件例を第２表に示す。IIIが本発明の化粧鋼材製造方法
である。

〔実施例〕

第１図（イ）〜（ニ）は本発明の化粧建材の接着部構造
を模式的に例示した断面図で、（イ）は鋼基材１の表面
に水系非焼き付け型クロメート処理済の鉄−亜鉛合金皮
膜２を介して木材３を接着した例、（ロ）は同表面に前
記鉄−亜鉛合金被膜２を介してモルタル系塗装材４を接
着させ、更にその上から木材３を接着した例、（ハ）は
同じくモルタル系塗装材４の上から更に表面模様付ステ
ンレス鋼板等の鋼材５を接着した例、（ニ）は前記鉄−
亜鉛合金皮膜２の上に直接メラミン樹脂等の合成樹脂６
を接着した例をそれぞれ示している。

第２図（イ）（ロ）および第３図（イ）（ロ）は本発明
の化粧建材の例（柱材）を示した断面図（各図イ）と、
各柱材の製造工程を例示したフロー図（各図ロ）であ
る。

第２図（イ）（ロ）の化粧建材にあっては、先ず、冷間
ロール成形等にて形成され所定長に切り揃えられた鋼基
材としての角形鋼管７の両端部付近を鉄板の溶接により
密閉した後、外面をショットブラスト又は酸洗にてスケ
ール除去し、次いで該表面に鉄−亜鉛合金皮膜を形成
し、水系非焼き付け型クロメート処理を行った後、乾燥
する。しかる後、木材をスライサーやハーフロータリー
等の切削機にかけて製作した所定形状の単板８を、前記
角形鋼管７の表面に接着剤を用いて張り付け、更に冷
圧、乾燥、加熱圧締、水拭等を経て製品化される。

この場合、単板８は一層とせず、複数の層として張り付
けてもよい。

また、単板８を張り付けるに際し、角形鋼管７に透孔を
穿け、これに単板８をビス等にて仮付けしておくように
することも可能である。

第３図（イ）（ロ）の柱材は、第２図（イ）（ロ）の柱
材を製造するに際して、その単板８の張り付け前にクロ
メート処理済の鉄−亜鉛合金皮膜の上から、ポリマーセ
メントモルタル等のモルタル系塗装材４を0.5〜10mm厚
に塗布接着させたものである。

この柱材のように、モルタル系塗装材４を介して単板８
を張り付けた化粧鋼材は、ベスとなる鋼材に対して防食
効果が向上するとともに、断熱性も向上し、更に結露防
止性能も向上するものとなる。加えて火事の際は、塗装
材４のセメントに含まれる水分が鋼材の温度上昇を緩和
し、耐火性能も向上させることができる。なお、このモ
ルタル系塗装材については後で詳しく述べる。

第２図および第３図の柱材において、単板８は合成樹脂
でもよく、また単板８の代わりに、角形形状に押出成形
された合成樹脂製角管を角形鋼管７に外挿させることも
可能である。

第４図に斜視図で示された柱材は、角形鋼管７の表面に
形成した水系非焼き付け型クロメート処理済の鉄−亜鉛
合金皮膜の上にモルタル系塗装材４を接着し、その表面
に長手方向の凹凸模様を付与して意匠性を向上させたも
のである。このような凹凸模様は、後記する間仕切り材
や外壁材、更にはその柱材に用いても効果的である。

第５図は本発明の他の化粧建材（間仕切り材）を示して
いる。

この間仕切り材は、内部にポリウレタン樹脂９を詰め、
両側に、柱材10に係合させるための突条部分11を備えた
鋼製サンドイッチパネル12の両表面に水系非焼き付け型
クロメートル処理済の鉄−亜鉛合金皮膜を介して木製の
単板８を接着したものである。一方、柱材10はＨ形鋼13
の表面に前記鉄−亜鉛合金皮膜を介してモルタル系塗装
材４を接着し、更にその両フランジ表面に木製の単板８
を接着したものとなっている。

第６図は更に他の化粧建材（外壁材）を示している。

この外壁材は、第５図に示した間仕切り材で用いたのと
同様の鋼製サンドイッチパネル12の両表面に前記鉄−亜
鉛合金皮膜を介してモルタル系塗装材４を接着し、更に
屋外側についてはその上からトップコート14を塗装し、
室内側についてはモルタル系塗装材４の上から木製の単
板８を接着したものとなっている。一方、柱材10につい
は表面に前記鉄−亜鉛合金皮膜を形成したＨ形鋼13の両
フランジ部にモルタル系塗装材４を柱状に塗着成形し、
その間にサンドイッチパネル両側の突条部分11が係合さ
れるとともに、屋外側においてはモルタル系塗装材４の
上からトップコート14を塗装し、また室内側においては
単板８をそれぞれ接着したものとなっている。

第７図（イ）〜（ハ）および第８図（イ）〜（ニ）はシ
ート状の薄板15からなる化粧材を軽量形鋼16の表面に接
着する方法を段階的に例示したものである。

いずれも、軽量形鋼16の表面に前記鉄−亜鉛合金皮膜を
形成した後、接着剤を薄板もしくは形鋼表面に塗布し、
しかる後、水平ロール17と垂直ロール18とにて形鋼に薄
板を圧着し、化粧形鋼を製造する方法であるが、二液タ
イプの接着剤を使用する場合は、薄板の形鋼の両方の被
接着面に塗布してもよく、またホットメルト系接着剤を
使用する場合は、形鋼か薄板の片方に事前にこの接着剤
を塗布しておいて、その後、形鋼に薄板をロールで押圧
しつつ加熱融着することも可能である。

なお、第８図の方法では（ニ）の工程で段付水平ロール
19を用いて薄板を一部重合させて接着しているが、薄板
が合成樹脂の場合には加圧、加熱による薄板自体の融着
により接着剤を省略することも可能である。

各水平ロール17,19および垂直ロール18については、ア
イドロールとしてもよいし、また油圧シリンダー等で水
平、垂直ロール内へ形鋼を押込む速度とほぼ同等の周速
度で水平、垂直ロールを駆動回転させてもよい。また、
水平ロールのみを駆動して、形鋼に薄板を押圧しつつ形
鋼を次工程へ走行させることにより、油圧シリンダー等
で形鋼を水平、垂直ロール内へ押込むことを省略するこ
とも可能となる。

次に、本発明の化粧建材における化粧材の接着性を明ら
かにする。

本発明として先ず、SS41材（３×25×100mm）の表面を
第２表にＩで示す条件で水系非焼き付け型クロメート処
理済の鉄−亜鉛合金皮膜を形成した。次いで、この試験
鋼ＡにIPAにて30分間超音波洗浄を施した後、化粧材と
してヒノキ材（５×20×100mm）及びカバ材（８×25×1
00mm）を接着した。また、化粧材が金属の場合を想定し
て試験鋼Ａ同士を接着した。

接着剤は２液性の変性アルリル系接着剤（商品名ビスセ
ット710）を使用し、接着方法はＡ液を一方の被接着
面、Ｂ液を他方の被接着面にそれぞれ塗布した後、両者
を圧接する。いわゆるハネムーン接着法を採用し、加圧
力は２〜3kg/cm²とした。なお、ヒノキ材およびカバ材
は含水率８％の未処理材である。

また、別の本発明例として、前記試験鋼Ａに化粧材とし
てポリマーセメントモルタルと称されているモルタル系
塗装材（商品名メロッツスラリー）を第３表に示す条件
で塗布した。

比較例としては、既述のSS41材に120メッシュでサンド
ブラスト処理を施した試験鋼Ｂ、および既述のSS41材に
厚み150μｍの亜鉛メッキを施した試験鋼Ｃに対し、上
記同様の接着、塗布を行った。

接着剤、塗装材が完全に硬化した後、化粧材の剥離強度
を測定した。ヒノキ材およびカバ材を接着したものにつ
いては、更に下記乾燥湿繰返しＡ試験（日本接着協会；
接着耐久性研究委員会）および耐水試験（JIS Ｋ−685
7）を行った。

乾湿繰返しＡ試験:60±３℃温水３日間浸漬−60±３℃
オープン４日間を１サイクルとし、１、５、10サイクル
毎に剥離強度を測定。

耐水試験:20℃/85％RH、50℃乾燥を24h、29h、72h、48h
後、室内に７日間放置して剥離強度を測定。

結果を第４表に示す。測定値はいずれも５回測定した結
果の平均値である。

第４表から明らかなように、鋼Ａを用いた本発明例は優
れた接着性を示し、しかも鋼Ａは表面のクロメート処理
済の鉄−亜鉛合金皮膜により優れた耐食性が保証され
る。これに対し、鋼Ｂを用いた比較例は本発明例に比較
的近い接着性を示しているが、鋼Ｂは表面に何らの耐食
処理も施されておらず、腐食に対しては無力である。ま
た、鋼Ｃはメッキによりそれ自体の耐食性は優れるが、
化粧材の接着ということについては白錆発生等により鋼
Ｂを更に下まわっている。

また、第５表に非水系クロメートおよび水系焼き付け型
クロメートを使用した場合の結果を本発明結果と比較し
て示す。

鋼A₂はSS41に前記投射処理を起こった後、トリクロロエ
チレン100部、無水クロム酸0.5部、t-ブタノール10部、
フッ化亜鉛0.01部の重量比よりなる液に１分浸漬して処
理したものである。鋼A₃はSS41に前記投射処理を行った
後、無水クロム酸３部、コハク酸イミド1.5部、ノニオ
ン系界面活性剤0.1部、水95.4部よりなる液で30秒浸漬
し、240℃で10分間焼付けして処理したものである。い
ずれもクロメート処理済みの鉄−亜鉛合金皮膜の上に第
３表に示すポリマーセメントモルタルを塗着したが、そ
の接着性は鋼Ｂと鋼Ｃの中間程度の性能であった。

これに対し、鋼A₀はSS41を前記投射処理し、第２表のII
およびIIIの各条件で処理したものであり、IIは鋼Ａと
同等の性能を示し、IIIはそれより更に優れた性能を示
した。

なお、ここで使用したポリマーセメントモルタルは結合
材としてのセメントペーストの一部をポリマー（有機高
分子材料）に置換したもので、一般にPCMと略称されて
いるものであり、結合材、骨材は次のようなものが使わ
れている。

（１） 結合材 A.セメント ポルトランドセメント，アルミナセメント，超速硬セメ
ント等。

B.ポリマーディスパージョン（含消合剤）SBRラテック
ス,PAE・EVAエマルジョン等。

（２） 骨 材 砂利，川砂，ケイ砂，砕石，人工軽量骨材。

但し、防食を目的とする時は、シリカ質の砕石やケイ砂
を用いる。

化粧材としてこのポリマーセメントモルタルを使用した
場合、このモルタルは、各種ガン吹付けにより施工さ
れ、その表面は一様な凹凸状に形成されることから、そ
の上に種々の塗料により化粧塗膜を付与すれば、塗料自
体は公知であっても、その塗料本来の性格に応じた深み
のある美しいテクスチュアが確保されることになる。

また、このセメントは、曲げ、引張り、衝撃等に非常に
つよく、透水性も普通のセメントモルタルに比較して非
常に小さいものであり、鋼基材との間の良好な接着性と
相俟ち、被覆層の割れ、剥離等の破損の発生ならびに鋼
基材の腐食を長期にわたって防止し、すぐれた耐久性を
達成し得るものである。

ポリマーセメントモルタルの層厚は、特に限定するもの
ではないが、平均0.5〜5mm程度が適当である。すなわ
ち、0.5mm未満では、モルタル層の強度としての十分な
ものが得られず、剥離摩耗等の発生の恐れが生じる。ま
た、5mm厚をこえると、モルタル層の均質性を保持する
ために２〜３回塗布（吹付け）が必要となり、コストア
ップとなる。

この層の形成は、ガン吹付けによるが、吹付けガンとし
ては、モルタルガン、スタッコガン、ジュラクガン等、
公知ガンの何れの使用も可能である。層表面の凹凸状態
は、使用するガンの種類によって変化するものであり、
したがって意匠上の要求に合せて、上記のうちから適当
なものを選定し、使用するようにすればよい。

ポリマーセメントモルタル層の上に使用する塗料は特に
制限されない。基本的には、アクリル樹脂、ウレタン樹
脂、フッ素樹脂等何れの使用も可能であり、用途に応
じ、それらの公知の仕上げ塗料の中から適当なものを選
択し、使用するようにすればよい。

本発明者らによる試作の結果、意匠上有効と思われたの
は、塗料としてウレタン樹脂系やアクリル樹脂系を用い
て水面転写する、いわゆる「すみ流し」によるもの、塗
料としてウレタン樹脂を主体とした特殊ウレタン樹脂塗
料のクリアー状のものを用い、これをスプレーガンにて
吹付け塗布したもの等である。

前者は木目状の外観を呈し、表面が凹凸であることと相
俟ち、外見上非常に深みがあり、手の感触もやわらかく
かつあたたかい感じを与える。後者は、表層塗膜が透明
質で外見上恰度セラミックのような質感があり、同時に
内装の凹部と凸部との間で塗膜厚に差が生じ、これが奥
行きのある豊かな表情をつくり出す。手の感触も金属に
みられた硬質で冷たい感じは全くない。

〔発明の効果〕

本発明の化粧建材は、素材である鋼材の表面に亜鉛−鉄
合金粒を投射して亜鉛−鉄合金被膜を形成するのみなら
ず、その上から特別に選定されたクロメート処理を施し
てその上に化粧材を接着するので、化粧材の下地となる
クロメート処理済の亜鉛−鉄合金皮膜が、素材である鋼
材に高度の耐食性を付与するとともに、被接着面として
好適な粗度範囲を安定的に示し、更には接着成分への悪
影響が少なく、これらの相乗により土木建築という苛酷
な環境下で高度の耐久性を示す。

したがって本発明は、その化粧材を適宜選択することに
より、鋼材本来の経済性および機械的性質を具備し、な
おかつ木材の軟らかさやその他化粧材にそれぞれ備わる
意匠性等の特質を合わせもった新規な土木建築材料を提
供でき、土木建築等の分野に与える効果は甚大である。

また、本発明の化粧鋼材製造方法は、特別に選定された
クロメート処理の条件を更に選定することにより、多孔
質の鉄−亜鉛合金皮膜に特に優れた耐久性を付与し、接
着性向上の効果が特に大きい。また、強反応型クロメー
トに属するにもかかわらず処理後の水洗を省略したの
で、処理系外へのクロムの流出がなくなり、公害対策が
容易になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は（イ）〜（ニ）は本発明の化粧建材の接合構造
を模式的に示す断面図、第２図（イ）（ロ）および第３
図（イ）（ロ）は本発明の化粧建材の構造を示す断面図
（両図イ）と同建材の製造工程を示すフロー図（両図
ロ）、第４図は他の化粧建材を示す斜視図、第５図およ
び第６図は更に別の化粧建材を示す断面図、第７図
（イ）〜（ハ）および第８図（イ）〜（ニ）は本発明の
化粧建材の製造プロセスを段階的に示す断面図である。 図中 1:鋼材、2:クロメート処理済の鉄−亜鉛合金皮
膜、3:木材、4:モルタル系塗装材、5:鋼材、6:合成樹
脂、7:角形鋼管、8:単板、9:ポリウレタン樹脂、10:柱
材、11、突条部分、12:鋼製サンドイッチパネル、13:H
形鋼、14:トップコート、15:薄板、16:軽量形鋼、17,1
9:水平ロール、18:垂直ロール。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２３Ｃ 24/04 28/00 Ｃ (72)発明者 塩谷 千歳 兵庫県尼崎市西長洲本通１丁目３番地 住 友金属工業株式会社総合技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−245785（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−67773（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】建材として製造された鋼基材と、 鋼基材の表面に、鉄または鉄合金を核とし、この核の周
   囲に鉄−亜鉛合金層を介して亜鉛または亜鉛合金を被覆
   してなる独立した粒子の集合体からなるブラスト材料を
   投射して形成され、且つ水系非焼き付け型のクロメート
   処理を施された多孔質の鉄−亜鉛合金皮膜と、 予め化粧材として完成され、接着剤により前記鉄−亜鉛
   合金皮膜の表面に接着された板状の定形物からなる化粧
   材と を具備することを特徴とする化粧建材。
2. 【請求項２】建材として製造された鋼基材と、 鋼基材の表面に、鉄または鉄合金を核とし、この核の周
   囲に鉄−亜鉛合金層を介して亜鉛または亜鉛合金を被覆
   してなる独立した粒子の集合体からなるブラスト材料を
   投射して形成され、且つ水系非焼き付け型のクロメート
   処理を施された多孔質の鉄−亜鉛合金皮膜と、 鉄−亜鉛合金皮膜の表面に塗着された固形骨材を含むモ
   ルタル系塗装材からなる化粧材と を具備することを特徴とする化粧建材。
3. 【請求項３】鋼基材の表面に、鉄または鉄合金を核と
   し、この核の周囲に鉄−亜鉛合金層を介して亜鉛または
   亜鉛合金を被覆してなる独立した粒子の集合体からなる
   ブラスト材料を投射して多孔質の鉄−亜鉛合金皮膜を形
   成し、次いでこれをクロム酸化合物0.1〜50g/、硫酸
   0.01〜5g/を含む水溶液に0.5〜８秒接触せしめた後水
   洗することなく乾燥させ、しかる後にその鉄−亜鉛合金
   皮膜の表面に化粧材を接着することを特徴とする化粧鋼
   材製造方法。