JPH09296281A

JPH09296281A - 意匠性，耐経時変色性に優れた溶融亜鉛系めっき鋼板及びその製造法

Info

Publication number: JPH09296281A
Application number: JP11066196A
Authority: JP
Inventors: Jun Maki; 純真木; Takayuki Omori; 隆之大森; Yukihiro Kure; 幸弘久禮; Makoto Suenaga; 真末永
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1996-05-01
Filing date: 1996-05-01
Publication date: 1997-11-18

Abstract

(57)【要約】【課題】黒っぽい外観による意匠性と、暴露時の経時
変色性に優れた建材用溶融亜鉛系めっき鋼板及びその製
造法を提供する。【解決手段】Ａｌ：０．１〜７％を含有する、付着量
片面当たり１００〜４００ｇ／ｍ² の溶融亜鉛系めっき
鋼板の表面に１〜４ｇ／ｍ² 未満の燐酸塩皮膜、１〜２
０ｍｇ／ｍ² のクロメート皮膜を有し、その色調がＬ値
で３０以上４５未満である鋼板は渋い外観を有し、かつ
経時色調安定性に優れる。かかる鋼板は、溶融亜鉛めっ
き後、酸性溶液でのエッチング処理、燐酸塩処理、クロ
メート処理をすることで得られる。まためっき原板とし
て０．１％以下のＣ、１０〜２５％のＣｒを含有するス
テンレス鋼を使用することで、さらに長期の耐久性が向
上する。さらに加工時の疵付き性を向上させるために、
色調を損なわないような１〜１０μｍの透明塗膜で塗装
することも可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高耐食性、意匠性
を要求される高級建材の分野で主として使用される意匠
性と耐経時変色性に優れた溶融亜鉛系めっき鋼板及びそ
の製造法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】金属建材としては、古くから所謂トタ
ン、すなわち溶融亜鉛めっき鋼板が使用され、さらには
これに塗装を施したカラートタンも使用されてきた。溶
融亜鉛めっき鋼板は亜鉛めっき層が素地を犠牲防食する
ために、耐食性に優れている。近年ではこれを改良した
亜鉛−アルミめっき鋼板も種々開発され、またステンレ
ス鋼板を使用する例も見られる。建材は常に人の目に触
れるために、その外観は重要な特性の１つである。金属
建材は一般に美しい金属光沢を有しているが、建築物に
よってはこのような外観がなじまないものもあり、渋い
外観を持つ金属材料が望まれてきた。当然カラートタン
等の塗装鋼板は色調を制御するのは容易であるが、塗装
の色感と金属の色感とは異なり、金属の色感を維持しつ
つ渋い外観が求められている。

【０００３】これに対して、例えばステンレス鋼やチタ
ンに発色処理をした例があるが、金属の表面のみを処理
しても表面の金属は経時的に消費されていくので、その
色調が長期間維持されるとは限らず、場合によっては部
分的に処理層が欠如して斑な外観になることも考えられ
る。また表層の色調を担う層も経時で劣化していくた
め、経時的に色調が安定しないという懸念もあった。こ
ういった要望に応えた例として、特開平３−２２６５８
３号公報、特開平５−２３７４５０号公報、特開平７−
１１４５２号公報に意匠性に優れた建材用亜鉛めっきス
テンレス鋼の開示が見られる。これらの発明はステンレ
ス鋼に亜鉛めっきをした後に燐酸塩処理して渋い色調に
するとともに、この層は亜鉛の腐食生成物と似た色調で
あるため経時安定性にも優れたものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらにおい
て、その色調は中間色といった外観で、より黒色に近い
色調を望む声も大きい。またこのときの色調制御は燐酸
塩処理によりなされているが、色調は燐酸塩付着量との
相関が大きく、もしもっと黒色に近い色調を得ようとす
ると燐酸塩皮膜の付着量を厚くする必要がある。しかし
従来技術によると燐酸塩皮膜の付着量を比較的大きく設
けて中間色の色調に制御したもので、例えば、特開平７
−１１４５２号公報の図２に示されているように、燐酸
塩の付着量を４ｇ／ｍ² にするには約１５秒の処理時間
が必要である。従って、もっと黒化した鋼板を得ようと
するともっと燐酸塩皮膜を厚くする必要があり、そうす
ると処理時間をより長くしなければならず、生産性を大
きく阻害して事実上不可能であった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは燐酸塩処理
後の色調に及ぼす諸因子を洗い出し、生産性良く、安定
した黒色に近い燐酸塩皮膜を表面に形成する方法を見い
だし、本発明を完成させたものである。燐酸塩処理は主
として塗料密着性を向上させるために、古くから行われ
ている処理で、一般に燐酸と燐酸亜鉛を主成分とし、Ｎ
ｉ，Ｍｎ等を含有する液で処理することで行われる。こ
の反応は基本的に燐酸による亜鉛の腐食反応で、燐酸塩
処理の前処理によりその性能が大きく影響されることが
知られている。

【０００６】前処理は、例えば燐酸亜鉛を高速で吹付け
る処理やＴｉコロイドを含有する液で処理してＴｉコロ
イドを吸着させる方法が一般的で、このような前処理に
より腐食反応の起点を与えて均一な燐酸塩皮膜を形成さ
せることができる。この前処理を行わずに燐酸塩処理を
すると、燐酸亜鉛の結晶の成長起点が少ないために非常
に粗大な燐酸塩結晶が生成する。この粗大燐酸塩結晶が
成長すると、燐酸塩の付着量としては４〜７ｇ／ｍ² と
なり、色調は黒色に近くなり、Ｌ値で４５〜３５程度に
なる。このような燐酸塩処理後の外観は渋い色調となる
ため、この処理は亜鉛めっき後の色調制御処理としては
有効である。しかし前述したように、このような粗大燐
酸塩結晶を生成させるには非常に時間がかかり、燐酸塩
処理時のラインスピードを落とさなければならず、生産
性を大きく阻害するという問題がある。

【０００７】本発明者らは種々の実験を行う中で溶融亜
鉛めっき条件、燐酸塩処理条件等により燐酸塩処理皮膜
の色調が変化する現象を見いだした。この現象を検討
し、次の知見を得た。すなわち燐酸塩処理皮膜の色調は
燐酸塩処理皮膜形成後の表面形状に大きく依存し、しか
も表面の大きなうねりではなく、非常に小さなうねりに
より律されている。これは表面に微小なうねりが多数あ
るとその間で光が多重反射を起こしてその分明るさを減
じるためであると考えられる。

【０００８】溶融めっき鋼板の表面にはスパングルと呼
ばれる凝固時の模様が現れるが、このスパングルは大き
なうねりの模様である。ゼロスパングル処理というよう
なスパングルを非常に小さくする処理もあるが、この処
理をしてもなおスパングルの大きさは０．５ｍｍ程度で
あるのでそのうねりもその程度の大きさの周期を持って
いる。これに対して燐酸塩皮膜は結晶の大きさが５〜１
０μｍ程度と微細で、これによって生じるうねりは非常
に小さくなる。このため燐酸塩自体の光学的特性と相俟
って燐酸塩処理を施すと黒く見える。粗大燐酸塩が成長
したときにはその結晶は１００μｍに達するが、その成
長は樹枝状で非常に小さな結晶も同時に成長するため
に、小さなうねりの成分としては非常に多くなる。

【０００９】そこで本発明は上記のような知見を基に、
予め溶融亜鉛めっき鋼板の表面粗度を調整して、その後
に高速生産可能な緻密燐酸塩処理をすることで、より黒
っぽい色調を高生産性で得ようとするものである。通常
のレキュラースパングル，ゼロスパングル処理を行った
溶融亜鉛めっき鋼板は前述したようにスパングルによる
表面粗度をもっているが、その粗度の周期は大きく、ス
パングルの内部はかなり平滑な面となっているため溶融
亜鉛めっき鋼板は電気亜鉛めっき鋼板と異なり、金属光
沢を有している。この表面を燐酸塩処理に先立ち、エッ
チング処理してやると、非常に細かな粗度パターンとな
る。そして予めこのような粗度パターンを持った溶融亜
鉛めっき鋼板に通常の燐酸塩処理、すなわち燐酸塩結晶
の核を生成させるような前処理後に燐酸塩処理すると、
微細な燐酸塩結晶が素早く析出して燐酸塩処理の付着量
は１ｇ／ｍ² から４ｇ／ｍ² 未満と少なくてもＬ値で３
０〜４５程度の黒っぽい色調の燐酸塩処理鋼板が得られ
る。

【００１０】また、エッチング処理後に電気亜鉛めっき
をすると逆に表面形状の小さいうねりが小さくなる、つ
まり燐酸塩処理後の色調を白っぽくする効果がある。溶
融亜鉛めっき鋼板の亜鉛層は酸化亜鉛の皮膜を有してい
るため均一にエッチングされにくい。そこでやや過剰に
エッチングしておいて、その後電気亜鉛めっきすると狙
いの色調を均一に得るのが容易になる。一般に燐酸塩処
理設備は電気亜鉛めっきラインの電気めっき設備の後段
にあるために、エッチング処理は電気亜鉛めっき液で行
うのが合理的である。

【００１１】燐酸塩処理の後にはクロメート処理をする
ものとする。クロメート処理は短期的な防錆処理として
一般に行われているもので、本発明においても通常のク
ロメート処理液及び処理方法を適用する。建材の中の屋
根環境では腐食成分が雨で洗い流されやすく、燐酸塩皮
膜と類似の色調の亜鉛腐食生成物のため初期の色調を維
持するが、腐食成分が流れにくい環境、例えば軒下、軒
先においては局部的な亜鉛の腐食が起こって白錆が発生
する。そうなると大きく外観を阻害することになる。し
かし、クロメート処理により亜鉛の腐食の起点が減少
し、局部的な白錆発生は抑制されて色調の安定性が増
す。このような理由でクロメート処理は必須のものであ
る。さらに建材はロールフォーミング等で成形される
が、このときの疵付きを防止するために、透明塗膜を施
すこともできる。この透明皮膜を施すときには皮膜の屈
折率との関係上、色調がやや黒っぽくなるために、燐酸
塩処理時はやや狙いよりも白い色調を狙う方が好まし
い。

【００１２】建材用の表面処理鋼板として、溶融亜鉛め
っき鋼板の他に亜鉛−アルミ合金めっき鋼板がある。そ
の代表的なものはアルミの濃度が５％前後のものであ
る。この鋼板も燐酸塩処理が可能で、しかも生成する燐
酸塩結晶はほぼ燐酸亜鉛であることから、亜鉛−アルミ
合金めっき鋼板に対してもこの技術は適用可能である。
具体的なめっき種として、Ｚｎ−０．２％Ａｌ（通常溶
融亜鉛めっき）、Ｚｎ−５％Ａｌ，Ｚｎ−５％Ａｌ−
０．１％Ｍｇ，Ｚｎ−５％Ａｌ−ミッシュメタル（Ｌ
ａ，Ｃｅ等）等があるが、これら全てに対して適用でき
る。

【００１３】この溶融亜鉛系めっき−燐酸塩処理をめっ
き原板としてＣｒ含有鋼板を使用して行うことも可能で
ある。このときには長期の耐食性を得ることができ、ま
た下地のＣｒ含有鋼板から拡散してきたＣｒの効果によ
り亜鉛めっき自体の耐食性も向上する。さらにこのとき
にはＣｒ含有鋼板へ密着性良く溶融亜鉛めっきを施すこ
とが困難であるが、これを容易にするためには溶融亜鉛
めっきに先立つ電気Ｎｉめっきが効果的で、このときに
は溶融亜鉛めっきの合金層の中にＮｉが含有される。

【００１４】しかして、本発明の要旨とするところは、（１）被めっき鋼板表面に、重量％でＡｌ：０．１〜７
％を含有する、厚みが片面当たり１００〜４００ｇ／ｍ
² の亜鉛系めっき層と、その外層に付着量１ｇ／ｍ² 以
上４ｇ／ｍ² 未満の燐酸塩処理層と、更にその外層に付
着量１〜２０ｍｇ／ｍ² のクロメート層を有し、かつ鋼
板の色調がＬ値で３０以上４５未満であることを特徴と
する意匠性と耐経時変色性に優れた溶融亜鉛系めっき鋼
板。（２）被めっき鋼板が重量％でＣ：０．１％以下，Ｃ
ｒ：１０〜２５％を含有するＣｒ含有鋼板であることを
特徴とする前記（１）に記載の意匠性と耐経時変色性に
優れた溶融亜鉛系めっき鋼板。

【００１５】（３）被めっき鋼板がさらに重量％でＭ
ｏ：１〜３％を含有するＣｒ含有鋼板であることを特徴
とする前記（２）に記載の意匠性と耐経時変色性に優れ
た溶融亜鉛系めっき鋼板。（４）被めっき鋼板と、亜鉛系めっき層の界面にＮｉを
含有する金属間化合物層を有することを特徴とする前記
（２）または（３）に記載の意匠性と耐経時変色性に優
れた溶融亜鉛系めっき鋼板。（５）クロメート層の外層に厚み１〜１０μｍの透明樹
脂皮膜を有することを特徴とする前記（１）〜（４）に
記載の意匠性と耐経時変色性に優れた溶融亜鉛系めっき
鋼板。

【００１６】さらに、その製造法として、（６）鋼板に重量％でＡｌ：０．１〜７％を含有する亜
鉛系めっき浴で溶融亜鉛めっきを施した後に、酸性溶液
でその表面をエッチング処理し、その後付着量１ｇ／ｍ
² 以上４ｇ／ｍ² 未満の燐酸塩処理を施し、更に付着量
１〜２０ｍｇ／ｍ ² のクロメート処理を施した、鋼板色
調がＬ値で３０以上４５未満であることを特徴とする意
匠性と耐経時変色性に優れた溶融亜鉛系めっき鋼板の製
造法。（７）酸性溶液が電気亜鉛めっき浴で、エッチング処理
後電気亜鉛めっきを施し、その後燐酸塩処理を施すこと
を特徴とする前記（６）に記載の意匠性と耐経時変色性
に優れた溶融亜鉛系めっき鋼板の製造法。

【００１７】（８）被めっき鋼板が重量％でＣ：０．１
％以下，Ｃｒ：１０〜２５％を含有するＣｒ含有鋼板で
あることを特徴とする前記（６）または（７）に記載の
意匠性と耐経時変色性に優れた溶融亜鉛系めっき鋼板の
製造法。（９）被めっき鋼板がさらに重量％でＭｏ：１〜３％を
含有するＣｒ含有鋼板であることを特徴とする前記
（８）に記載の意匠性と耐経時変色性に優れた溶融亜鉛
系めっき鋼板の製造法。（１０）被めっき鋼板が冷延後再結晶焼鈍済みであるこ
とを特徴とする前記（８）または（９）に記載の意匠性
と耐経時変色性に優れた溶融亜鉛系めっき鋼板の製造
法。

【００１８】（１１）溶融亜鉛系めっき前にＮｉ系電気
めっきをする事を特徴とする前記（８）〜（１０）に記
載の意匠性と耐経時変色性に優れた溶融亜鉛系めっき鋼
板の製造法。（１２）クロメート処理後、膜厚１〜１０μｍの透明樹
脂で被覆することを特徴とする前記（６）〜（１１）に
記載の意匠性と耐経時変色性に優れた溶融亜鉛系めっき
鋼板の製造法である。

【００１９】以下本発明の限定理由について詳細に説明
する。まず、溶融亜鉛系めっき層及びめっき浴の成分に
ついては、Ａｌ含有量は０．１〜７％に限定する。一般
に、溶融亜鉛めっき浴にはＡｌが０．２％程度含まれて
いる。このＡｌはめっき時に鋼板と優先的に反応して緻
密な合金層を形成し、めっき密着性を向上させる効果が
あることが知られている。この効果が現れるためにはＡ
ｌ量は０．１％以上は必要である。また更にＡｌ量が増
していくとめっき層の耐食性が向上し、５％Ａｌを含有
するアルミ−亜鉛合金めっきは耐食性に優れた鋼板とし
て近年その使用量が増している。しかしその耐食性は５
％でほぼ飽和してそれ以上は２０％程度まで耐食性に寄
与しない。一方でＡｌ量の増加は融点の上昇を意味する
ためにＡｌ量をあまり増加させることは作業性等を考え
ると好ましいことではない。そこで７％をＡｌ量の上限
とする。

【００２０】次にめっき付着量の限定理由を説明する。
亜鉛は通常の屋外暴露環境で片面当たり約５ｇ／ｍ² ・
年の割合で、また海浜、重工業地帯などの厳しい環境で
はその倍程度の割合で損耗していく。亜鉛めっき層が損
耗してしまうと当然鋼板の腐食が始まり赤錆となる。建
材用鋼板は長期の使用に耐える必要があり、１０年以上
の使用というような長期の使用を考えると片面１００ｇ
／ｍ² は必要である。また付着量は多いほど耐食性に対
して有利に働くが、多すぎると流れ模様と呼ばれる表面
模様を呈する心配があり、コスト上も好ましくない。こ
れらの理由から上限を片面４００ｇ／ｍ² とする。

【００２１】本発明において亜鉛めっきの上層に燐酸塩
皮膜を設けるもので、その限定理由を説明する。燐酸塩
の付着量は１ｇ／ｍ² 以上４ｇ／ｍ² 未満とする。付着
量が１ｇ／ｍ² 未満では亜鉛めっき上を均一に被覆する
ことが困難で、かつこのような色調では経時により黒っ
ぽい色調に変化する。また付着量が増加すると表面形状
の小さいうねりが増加して色調は黒くなっていくが、本
発明の製造法で製造した場合には、付着量約３ｇ／ｍ²
で黒さが飽和する。従って付着量の上限は４ｇ／ｍ² 未
満、好ましくは３ｇ／ｍ² 以下とする。

【００２２】また、色調についてはＬ値で３０以上４５
未満に限定する。前述したように最近はより黒っぽい色
調に対する要求が強まり、本発明はこの要求に応えたも
のである。そして本発明の鋼板、あるいは本発明の製造
法で製造した鋼板は経時による色調変化も殆ど無い。Ｌ
値が３０未満のような非常に黒に近い鋼板では腐食生成
物の色調が異なるものになるために、経時の色調安定性
に劣る。またＬ値４５以上では黒っぽさが不足する。色
調としてはＬ値の他にａ，ｂ値もあり、本発明の製品で
はａ値≒−２．５〜０．５，ｂ値≒−１〜５程度である
が、これらの値については特に限定するものではない。

【００２３】この亜鉛めっき−燐酸塩処理皮膜のめめっ
き原板としてＣｒ含有鋼（ステンレス鋼）を使用するこ
とも可能である。このときのステンレス鋼の成分限定理
由を説明する。まずＣ量は０．１％以下とする。Ｃはス
テンレス鋼中でクロムカーバイドを形成し、この析出量
が多いと鋼の機械的特性、耐食性を阻害する。このよう
な理由からＣ量を０．１％以下に規定する。まためっき
原板をステンレス鋼にすることで、めっき原板からＣｒ
が亜鉛めっき層に拡散し、これにより亜鉛めっき層自体
の耐食性を向上させる効果を持つ。この効果が現れるに
は、鋼中にＣｒが１０％以上必要で、またその効果が飽
和してくること、鋼板自体の加工性、溶接性が劣化する
ことからＣｒの上限を２５％とする。鋼中にＭｏを添加
することでさらに耐食性が向上するためにＭｏを０．１
〜３％の範囲で添加することができる。このときＭｏの
効果が現れるには０．１％以上が必要で、またＭｏは高
価な元素であるために必要以上の添加はコスト増とな
る。Ｍｏ３％で効果は飽和するために上限をこの値とす
る。

【００２４】この亜鉛めっき−燐酸塩処理鋼板は裸でも
使用できるが、建材は通常ロール成形されるためこのと
きの疵付きを防止するための塗装を施すことも可能であ
る。このときの塗装は渋い色調を生かすために透明塗装
とする。またその膜厚は１〜１０μｍに限定する。まず
膜厚が１μｍ未満では均一な塗膜を形成することが困難
で、またその疵付き防止効果は膜厚５μｍ程度で飽和す
る。それ以上の膜厚増加はコスト増を意味するために、
上限を１０μｍとする。好ましくは５μｍである。この
塗膜の種類は特に限定するものではないが、通常のアク
リル系，ポリエステル系等が可能で、あるいは潤滑性を
高めるために樹脂中にポリエチレン，フッソ系のワック
スを１％程度添加しても、あるいは色調を安定化させる
ためにＺｎ，Ａｌ等の金属粉顔料を５％程度しても良
い。

【００２５】本発明においてめっき原板にステンレス鋼
を使用する場合には、そのステンレス鋼は通常のステン
レス製造工程を経たものを使用する。通常普通鋼に溶融
亜鉛めっきする際には、冷延板を使用し、溶融亜鉛めっ
き工程内において再結晶焼鈍を行うが、ステンレス鋼の
場合には再結晶温度が高く、特にオーステナイト系のス
テンレス鋼については再結晶焼鈍板を使用してめっきす
ることが多い。本発明においては再結晶温度のやや低い
フェライト系のステンレス鋼を対象としているが、めっ
き性能良くめっきをするためにはめっき工程内の上限板
温が制限されるために、めっき工程内で再結晶焼鈍をす
る事が困難になる場合がある。このときには再結晶板を
使用してのめっきとなる。

【００２６】次にＮｉ系めっきについてであるが、通常
良く使用されるワット浴（硫酸Ｎｉ−塩化Ｎｉ−ホウ
酸）を使用したＮｉめっきを始めとして、Ｎｉ−Ｃｏ合
金めっき（硫酸Ｎｉ−塩化Ｎｉ−塩化Ｃｏ−ホウ酸）、
Ｎｉ−Ｆｅ合金めっき（硫酸Ｎｉ−硫酸Ｆｅ−ホウ酸）
であっても差し支えない。しかし本質的に効果のある元
素はＮｉであるために、Ｎｉ主体のめっきとする事が好
ましい。溶融亜鉛めっき工程については、前述したよう
に無酸化炉−還元炉方式，還元炉方式の何れでもかまわ
ない。無酸化炉−還元炉方式では無酸化炉の条件（板
温，空燃比：供給空気量と完全燃焼に必要な空気量の
比）を変動させる事ができる。本発明においては特にこ
の条件には依存しないが、やや（Ｆｅにとっての）酸化
領域で操業する方がめっき外観、めっき密着性の安定性
という面から望ましい。めっき浴は通常の溶融亜鉛めっ
き（４６０℃）、或いは亜鉛−アルミ溶融めっき（４３
０℃）と同一の温度とする。また浴への侵入板温につい
ても、浴温とほぼ同一程度に制御する事が好ましい。

【００２７】

【実施例】次に本発明を実施例でさらに詳しく説明す
る。（実施例１）通常の製鋼、熱延、冷延製造工程を経た、
表１に示すような鋼成分を有する冷延鋼板をめっき原板
として使用した。この鋼板に無酸化炉−還元炉タイプの
溶融めっきラインを使用して溶融亜鉛めっきを行った。
このときの還元炉の到達板温は約７８０℃、侵入板温と
浴温は４６０℃に亜鉛めっき浴の組成としては、Ａｌを
０．０５〜５％の範囲で変動させ、必要に応じて数量の
Ｍｇ，ミッシュメタル（Ｌａ，Ｃｅ等の希土類元素）も
添加した。溶融亜鉛めっきの付着量はガスワイピング法
で片面当たり１２０〜４５０ｇ／ｍ² に調整し、ゼロス
パングル処理を施した。その後エッチング処理、電気亜
鉛めっき、燐酸塩処理、クロメート処理、塗装等の様々
な後処理を行った。その条件を下記に示す。燐酸塩処理
の前処理としてはＴｉコロイド懸濁液を吹付ける処理と
した。こうして製造した硫酸塩処理鋼板の性能を調査し
た。評価項目と評価方法を下記に示し、評価結果を表２
に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】・エッチング条件エッチング液：電気亜鉛めっき浴２５０g/l ＺｎＳＯ₄＋１００g/l Ｎａ₂ＳＯ₄＋１０g/l Ｈ₂ＳＯ₄ ｐＨ１．５液温：５０℃ 処理時間：１０秒

【００３０】・電気亜鉛めっき条件めっき液：電気亜鉛めっき浴２５０g/l ＺｎＳＯ₄＋１００g/l Ｎａ₂ＳＯ₄＋１００g/l Ｈ₂ＳＯ₄ ｐＨ１．５液温：５０℃ 電流密度：９０Ａ／ｄｍ² 付着量：３〜２０ｇ／ｍ² （片面）

【００３１】・燐酸塩処理条件処理液：１５g/l ＰＢ−Ｚｌ＋２０g/l ＰＢ−Ｚ３
（ＰＢ−Ｚ１，ＰＢ−Ｚ３は日本パーカライジング社
製）処理法：スプレー法前処理：０．５〜２g/l ＰＬ−Ｚ（日本パーカライジ
ング社製）処理時間：５〜３０秒付着量：０．７〜３．４g/m²（片面）

【００３２】・クロメート処理条件処理液：１〜１０g/l パーコレン１（パーコレン１は
（日本パーカライジング社製）処理法：スプレー法付着量：５〜２５ mg/m²（片面）・塗装条件樹脂：アクリル系樹脂塗布方法：ロールコーター付着量：３〜８μｍ（片面）

【００３３】

【表２】

【００３４】・性能評価方法（１）燐酸塩付着量、Ｃｒ付着量：Ｐ強度、Ｃｒ強度を
蛍光Ｘ線測定した。（２）色調：ＪＩＳＺ８７２２に定めるＬ，ａ，ｂ値を
スガ試験機製カラーコンピュータにて測定した。（３）屋外暴露試験色調の安定性を評価するために、南面３０°で暴露試験
を行った。環境は重工業地帯で、期間は１年とした。１
年後再びＬ，ａ，ｂ値を測定し、ΔＬ＝暴露後Ｌ値−暴
露前Ｌ値と定義してΔＬで経時色調安定性を評価した。〇：ΔＬ３以下 Δ：ΔＬ３〜５ ×：ΔＬ５以上（４）めっき密着性：０ｔ曲げ後テーピングを行い、剥
離状況を目視で４段階評価した。 ◎：剥離なし〇：ケバ立ち有り △：点状剥離 ×：
箔状剥離

【００３５】比較例１のように浴中Ａｌ量が少ないと、
合金層が発達してめっき密着性が劣化する。比較例２の
ように付着量が多すぎると、溶融めっき後に流れ模様と
いう模様が発生して外観不良となる。また比較例３のよ
うに溶融めっき後のエッチングをしないときや、あるい
は比較例４のように燐酸塩皮膜の付着量が少ないときに
は色調が全体に白っぽくなり、経時の色調変化も大き
い。比較例５のように燐酸塩処理後のクロメート処理を
行わないと、暴露後特に軒下環境で顕著であるが、部分
的に白錆が発生する。溶融めっきの付着量が適正で、溶
融めっき後にエッチング処理をして、燐酸塩処理、クロ
メート処理をした鋼板は均一で色調が４０前後の渋い外
観となり、経時の色調変化も小さく、良好な結果であ
る。

【００３６】（実施例２）ステンレスの通常の製造工程
を経た表３に示すような鋼成分を有する鋼板をめっき原
板として使用した。これらの表３に記されている以外の
成分は、Ｓｉ：０．０８，Ｍｎ：０．２２，Ｐ：０．０
２３，Ｓ：０．００３，Ａｌ：０．０７，Ｎ：０．００
８で、全て再結晶焼鈍を終えた鋼板である。これらの一
部に下記条件でＮｉめっきを施した。次に溶融亜鉛めっ
きを行った。このときの条件は弱酸化炉の空燃比を１．
２に、また還元炉の到達板温は約６８０℃、侵入板温と
浴温は４６０℃に、亜鉛めっき浴の組成としてはＡｌ
０．２％とした。溶融亜鉛めっきの付着量はガスワイピ
ング法で片面当たり２００ｇ／ｍ² に調整し、ゼロスパ
ングル処理を施した。次にエッチング、電気亜鉛めっ
き、燐酸塩処理、クロメート処理、塗装を実施例１と同
一条件で行った。但しクロメート付着量のみは５ｍｇ／
ｍ² に固定した。評価方法は実施例１の方法に加えて耐
食性も評価した。その方法を下に示す。また製造条件と
性能評価結果を表４に示す。

【００３７】・Ｎｉめっき条件めっき液：ワット浴２４０g/l ＮｉＳＯ₄・７Ｈ₂Ｏ＋４５g/l ＮｉＣｌ₂・６Ｈ₂Ｏ＋３０g/l Ｈ₃ＢＯ₄ ｐＨ４．０浴温：５０℃ 電流密度：１０Ａ／ｄｍ² 付着量：１〜３ｇ／ｍ²

【００３８】

【表３】

【００３９】

【表４】

【００４０】・耐食性評価方法ＳＳＴ（６ｈｒ）→乾燥（４ｈｒ）→湿潤（４ｈｒ）→冷凍（４ｈｒ）ＪＩＳ−Ｚ２３７１７０℃ ＲＨ６０％４９℃ ＲＨ９５％ −２０℃ ◎：赤錆発生無し〇：赤錆あり △：赤錆目立つ ×：赤錆著しい

【００４１】本発明例１０，１１のようにＣ量の多いス
テンレス鋼、あるいはＣｒが５％以下の鋼をめっき原板
として使用すると、通常の屋外暴露環境では短期間に腐
食が進行することはないが、腐食が素地まで達したとき
の耐食性に劣るため、長期の耐久性という意味からは望
ましくない。また本発明例７のように燐酸塩付着量が不
足すると白っぽい外観で、色調の安定性にも欠ける。実
施例７はやや密着性に劣り、一般の建材はそう厳しい加
工を受けて施工されるわけではないが、厳しい加工を受
けるような部位に使用する際にはＮｉプレめっきが望ま
しい。

【００４２】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明のような
燐酸塩処理を施した鋼板は渋い外観を有し、意匠性に優
れるとともに、屋外暴露環境において経時変色が少な
く、色調安定性にも優れている。さらにめっき原板とし
てステンレス鋼を使用すると長期の耐久性にも優れる鋼
板となる。またこういう鋼板は本発明の方法、すなわち
溶融亜鉛めっき後、燐酸塩処理前に酸性溶液でエッチン
グ処理することにより、生産性よく製造することができ
るようになり産業上の意義は極めて大きい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者末永真福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号新日本製鐵株式会社八幡製鐵所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被めっき鋼板表面に、重量％でＡｌ：
０．１〜７％を含有する、厚みが片面当たり１００〜４
００ｇ／ｍ² の亜鉛系めっき層と、その外層に付着量１
ｇ／ｍ² 以上４ｇ／ｍ² 未満の燐酸塩処理層と、更にそ
の外層に付着量１〜２０ｍｇ／ｍ² のクロメート層を有
し、かつ鋼板の色調がＬ値で３０以上４５未満であるこ
とを特徴とする意匠性と耐経時変色性に優れた溶融亜鉛
系めっき鋼板。
【請求項２】被めっき鋼板が重量％でＣ：０．１％以
下，Ｃｒ：１０〜２５％を含有するＣｒ含有鋼板である
ことを特徴とする請求項１に記載の意匠性と耐経時変色
性に優れた溶融亜鉛系めっき鋼板。
【請求項３】被めっき鋼板がさらに重量％でＭｏ：１
〜３％を含有するＣｒ含有鋼板であることを特徴とする
請求項２に記載の意匠性と耐経時変色性に優れた溶融亜
鉛系めっき鋼板。
【請求項４】被めっき鋼板と、亜鉛系めっき層の界面
にＮｉを含有する金属間化合物層を有することを特徴と
する請求項２または３に記載の意匠性と耐経時変色性に
優れた溶融亜鉛系めっき鋼板。
【請求項５】クロメート層の外層に厚み１〜１０μｍ
の透明樹脂皮膜を有することを特徴とする請求項１〜４
に記載の意匠性と耐経時変色性に優れた溶融亜鉛系めっ
き鋼板。
【請求項６】鋼板に重量％でＡｌ：０．１〜７％を含
有する亜鉛系めっき浴で溶融亜鉛めっきを施した後に、
酸性溶液でその表面をエッチング処理し、その後付着量
１ｇ／ｍ² 以上４ｇ／ｍ² 未満の燐酸塩処理を施し、更
に付着量１〜２０ｍｇ／ｍ² のクロメート処理を施し
た、鋼板色調がＬ値で３０以上４５未満であることを特
徴とする意匠性と耐経時変色性に優れた溶融亜鉛系めっ
き鋼板の製造法。
【請求項７】酸性溶液が電気亜鉛めっき浴で、エッチ
ング処理後電気亜鉛めっきを施し、その後燐酸塩処理を
施すことを特徴とする請求項６に記載の意匠性と耐経時
変色性に優れた溶融亜鉛系めっき鋼板の製造法。
【請求項８】被めっき鋼板が重量％でＣ：０．１％以
下，Ｃｒ：１０〜２５％を含有するＣｒ含有鋼板である
ことを特徴とする請求項６または７に記載の意匠性と耐
経時変色性に優れた溶融亜鉛系めっき鋼板の製造法。
【請求項９】被めっき鋼板がさらに重量％でＭｏ：１
〜３％を含有するＣｒ含有鋼板であることを特徴とする
請求項８に記載の意匠性と耐経時変色性に優れた溶融亜
鉛系めっき鋼板の製造法。
【請求項１０】被めっき鋼板が冷延後再結晶焼鈍済み
であることを特徴とする請求項８または９に記載の意匠
性と耐経時変色性に優れた溶融亜鉛系めっき鋼板の製造
法。
【請求項１１】溶融亜鉛系めっき前にＮｉ系電気めっ
きをする事を特徴とする請求項８〜１０に記載の意匠性
と耐経時変色性に優れた溶融亜鉛系めっき鋼板の製造
法。
【請求項１２】クロメート処理後、膜厚１〜１０μｍ
の透明樹脂で被覆することを特徴とする請求項６〜１１
に記載の意匠性と耐経時変色性に優れた溶融亜鉛系めっ
き鋼板の製造法。