(57)【要約】【課題】加工部での耐食性に優れた表面処理鋼板を提供する。【解決手段】本発明は、鋼板、鋼板上の少なくとも片面に形成されたＡｌとＭｇとＺｎとを含む合金めっき層、及び合金めっき層上に形成されたバインダー樹脂と顔料とを含む塗膜を有し、顔料が鱗片状酸化物であり、表面処理鋼板の断面を観察した場合に、観察された前記塗膜の表面の長さに対する、前記顔料が前記塗膜の表面に投影されている長さの比率Ａが、７０％以上１００％以下であることを特徴とする表面処理鋼板に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板、前記鋼板上の少なくとも片面に形成されたＡｌとＭｇとＺｎとを含む合金めっき層、及び前記合金めっき層上に形成されたバインダー樹脂と顔料とを含む塗膜を有する表面処理鋼板であって、
前記顔料が鱗片状酸化物であり、
前記表面処理鋼板の断面を観察した場合に、観察された前記塗膜の表面の長さに対する、前記顔料が前記塗膜の表面に投影されている長さの比率Ａが、７０％以上１００％以下であることを特徴とする表面処理鋼板。
【請求項２】
前記顔料が光輝顔料であることを特徴とする、請求項１に記載の表面処理鋼板。
【請求項３】
前記顔料が、シリカ、アルミナ及びマイカの１種又は２種以上を含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の表面処理鋼板。
【請求項４】
前記塗膜の断面を観察し、前記顔料の長径を含む直線と前記塗膜の表面の為す角度をαとした場合に、前記塗膜中において０°≦α≦１０°を満たす前記顔料が３０％以上であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の表面処理鋼板。
【請求項５】
前記表面処理鋼板に一軸方向に２０％の伸び歪を加えた後に前記表面処理鋼板の断面を観察した場合に、観察された前記塗膜の表面の長さに対する、前記顔料が前記塗膜の表面に投影されている長さの比率Ａが、７０％以上１００％以下であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の表面処理鋼板。
【請求項６】
前記顔料にマイカが含まれる場合、前記マイカの平均粒径が５μｍ以上３０μｍ以下であり、平均アスペクト比が２０以上であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の表面処理鋼板。
【請求項７】
前記塗膜中のマイカの平均厚さＴAと、前記表面処理鋼板に一軸方向に２０％の伸び歪を加えた後の前記塗膜中のマイカの平均厚さＴBとの比ＴA／ＴBが、１．５以上３．０以下であることを特徴とする、請求項６に記載の表面処理鋼板。
【請求項８】
前記顔料にシリカ又はアルミナが含まれる場合、前記シリカ又はアルミナの平均粒径が１μｍ以上１０μｍ以下であり、平均アスペクト比が１０以上５０以下であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の表面処理鋼板。
【請求項９】
前記塗膜の平均厚さが３μｍ以上１５μｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の表面処理鋼板。
【請求項１０】
前記塗膜中の前記顔料の濃度が、前記塗膜の全体質量に対して、５質量％以上１５質量％以下であることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の表面処理鋼板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工部での耐食性に優れた表面処理鋼板に関する。
【背景技術】
【０００２】
家電用、建材用、自動車用などに使用される耐食性に優れた様々なめっき鋼板が知られている。例えば、溶融亜鉛めっきなどにより鋼板上に亜鉛めっき層を形成した亜鉛めっき鋼板が知られている。このように亜鉛めっき層を鋼板上に設けると、例えば亜鉛めっき鋼板が傷ついて鋼板が露出した場合でも、鋼板を構成する鉄より腐食しやすい亜鉛が先に腐食して保護皮膜を形成し、そして、その保護皮膜により鋼板の腐食を防止することができる。したがって、亜鉛めっき鋼板は耐食性を要求される様々な用途に展開されている。
【０００３】
しかしながら、亜鉛めっき鋼板などの種々のめっき鋼板の表面は、周辺環境によって劣化する場合がある。例えば、大気中に含まれる塩分等の電解質や、高温多湿環境下において存在する酸素、水分によってめっき層が酸化し、白錆を生成するという問題がある。白錆が生成すると外観均一性が損なわれる。したがって、亜鉛めっき鋼板にはより高い耐食性が要求されている。
【０００４】
さらに、亜鉛めっき鋼板の耐食性を高めた技術として、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金をめっきしたＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき鋼板が知られている。
【０００５】
また、耐食性を高める手段の１つとして、めっき層上にアルミニウムなどの顔料を含む塗膜を形成することで、その顔料が、塗膜中で酸素等の腐食因子に対するバリアとして機能し、腐食因子が塗膜中に侵入して下地のめっき層を腐食するのを防止することができることが知られている。
【０００６】
一方、近年ではめっき鋼板の用途が多様化してきているため、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき鋼板を、所望の用途に適合させるように様々な形状に加工することが多く行われている。しかしながら、例えば、上記のような顔料を含む塗膜を有するＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき鋼板に伸び加工等の加工を行うと、塗膜を構成している樹脂はその加工に追従して伸びる一方で塗膜中の顔料はこのような伸びが小さいため、加工部でその樹脂と顔料との間に隙間が生じる場合がある。そして、この隙間が酸素等の腐食因子が塗膜中に侵入できるパスとなり、その結果、塗膜の下地の合金めっき層の腐食が進行する場合がある。
【０００７】
したがって、このようなＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき鋼板には、様々な加工がおこなわれた後でも、その加工部において高い耐食性を有することが要求されている。
【０００８】
さらに、上述したような顔料を含む塗膜を形成するための塗料を調製する際に、水性塗料のような安価な塗料を安定的に調製できることが要求されている。例えば、顔料を含む水性塗料を調製する場合、顔料が水と反応するような組み合わせでは塗料を安定的に調製することが困難になる場合がある。
【０００９】
特許文献１では、鋼板と、鋼板の表面に形成されたＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき層と、合金めっき層上に形成されたアルミニウムを含む皮膜とを含む亜鉛めっき鋼板が開示されており、このような亜鉛めっき鋼板は、耐食性に優れていることが教示されている。
【００１０】
特許文献２では、金属光沢を持つ金属基材の表面にクリア塗膜が形成されており、鱗片状無機基質を透明の金属酸化物で被覆した透明又は半透明の発色顔料がクリア塗膜に分散しているクリア塗装金属板が開示されている。また、特許文献２では、鱗片状無機基質として、マイカフレーク、ガラスフレーク、アルミナフレーク、シリカフレークを使用することができることが教示されている。
【００１１】
特許文献３では、塗膜中に平均粒径が塗膜厚の１／２倍で、最大粒径のものが塗膜厚の２倍以下である粉末骨材を分散させたことを特徴とする塗装鋼板が開示されている。また、特許文献３では、その粉末骨材として、シリカ粉末やマイカ粉末を使用することができることが教示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】国際公開第２０１５／０７５７９２号
【特許文献２】特開２００４−０５８２７３号公報
【特許文献３】特開平０５−２２８４３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１に記載の亜鉛めっき鋼板において皮膜中に含まれるアルミニウムは水中で溶出して水素を発生するという性質を有しており、アルミニウムを用いて水性塗料を安価にかつ安定的に調製するのが難しい場合がある。
【００１４】
また、特許文献２に記載の発明は、基材の金属光沢を活かした色調を呈し、かつ色調安定性に優れたカラークリア塗膜を設けた塗装金属板に関するものであり、したがって、特許文献２では、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき鋼板の加工部での耐食性の向上及びそれを達成するための手段については何ら記載も示唆もされていない。
【００１５】
さらに、特許文献３では、粉末骨材の平均粒径を塗膜厚の１／２倍で、最大粒径を塗膜厚の２倍以下とすることで、塗膜の耐傷付性が改善されることが記載されているものの、塗装鋼板の加工部での耐食性については十分な検討がなされておらず、したがって、当該特許文献３に記載の塗装鋼板では、加工部での耐食性の向上に関して依然として改善の余地がある。
【００１６】
本発明は、上記問題点に鑑み、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき層を含む表面処理鋼板であって、比較的安価に製造でき、加工部での耐食性に優れた表面処理鋼板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明者らは、加工部での耐食性に優れた表面処理鋼板を提供するために、合金めっき層上に形成される塗膜中の顔料として鱗片状のものを用い、その鱗片状の顔料を塗膜中において塗膜の表面に平行な方向に多く配置させることが有効であることを見出した。このように鱗片状の顔料を塗膜中において塗膜の表面に平行な方向に多く配置させることで、塗膜を有する鋼板を加工した際の加工部においても、塗膜中の顔料を、顔料同士の一部が重なり合った状態で分布させることが可能となる。それによって、酸素等の腐食因子が塗膜中を通過して下地の合金めっき層に到達することができなくなり、加工部での腐食進行を抑制し、したがって加工部での耐食性が向上する。
【００１８】
本発明者らはまた、塗料中で安定的に調製可能な塗料を提供するために、塗膜中の顔料として酸化物を用いることが有効であることを見出した。酸化物の顔料を用いることで、安価な水性塗料中でも、顔料を樹脂などでコーティングするような特別な処理をせずにそのまま使用でき、塗料を安価にかつ安定的に調製することが可能となる。
【００１９】
本発明は上記知見を基になされたものであり、その主旨は以下のとおりである。
（１）
鋼板、前記鋼板上の少なくとも片面に形成されたＡｌとＭｇとＺｎとを含む合金めっき層、及び前記合金めっき層上に形成されたバインダー樹脂と顔料とを含む塗膜を有する表面処理鋼板であって、
前記顔料が鱗片状酸化物であり、
前記表面処理鋼板の断面を観察した場合に、観察された前記塗膜の表面の長さに対する、前記顔料が前記塗膜の表面に投影されている長さの比率Ａが、７０％以上１００％以下であることを特徴とする表面処理鋼板。
（２）
前記顔料が光輝顔料であることを特徴とする、（１）に記載の表面処理鋼板。
（３）
前記顔料が、シリカ、アルミナ及びマイカの１種又は２種以上を含むことを特徴とする、（１）又は（２）に記載の表面処理鋼板。
（４）
前記塗膜の断面を観察し、前記顔料の長径を含む直線と前記塗膜の表面の為す角度をαとした場合に、前記塗膜中において０°≦α≦１０°を満たす前記顔料が３０％以上であることを特徴とする、（１）〜（３）のいずれか１つに記載の表面処理鋼板。
（５）
前記表面処理鋼板に一軸方向に２０％の伸び歪を加えた後に前記表面処理鋼板の断面を観察した場合に、観察された前記塗膜の表面の長さに対する、前記顔料が前記塗膜の表面に投影されている長さの比率Ａが、７０％以上１００％以下であることを特徴とする、（１）〜（４）のいずれか１つに記載の表面処理鋼板。
（６）
前記顔料にマイカが含まれる場合、前記マイカの平均粒径が５μｍ以上３０μｍ以下であり、平均アスペクト比が２０以上であることを特徴とする、（１）〜（５）のいずれか１つに記載の表面処理鋼板。
（７）
前記塗膜中のマイカの平均厚さＴAと、前記表面処理鋼板に一軸方向に２０％の伸び歪を加えた後の前記塗膜中のマイカの平均厚さＴBとの比ＴA／ＴBが、１．５以上３．０以下であることを特徴とする、（６）に記載の表面処理鋼板。
（８）
前記顔料にシリカ又はアルミナが含まれる場合、前記シリカ又はアルミナの平均粒径が１μｍ以上１０μｍ以下であり、平均アスペクト比が１０以上５０以下であることを特徴とする、（１）〜（５）のいずれか１つに記載の表面処理鋼板。
（９）
前記塗膜の平均厚さが３μｍ以上１５μｍ以下であることを特徴とする、（１）〜（８）のいずれか１つに記載の表面処理鋼板。
（１０）
前記塗膜中の前記顔料の濃度が、前記塗膜の全体質量に対して、５質量％以上１５質量％以下であることを特徴とする、（１）〜（９）のいずれか１つに記載の表面処理鋼板。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、塗膜中に含まれる顔料が鱗片状であり、その鱗片状の顔料が塗膜中において塗膜の表面に平行な方向に多く配置されているため、加工部においても顔料同士の一部が塗膜中で重なり合うように分布することが可能となり、それにより腐食因子が塗膜を通じて合金めっき層に到達するのが抑制され、加工部での耐食性に優れた表面処理鋼板を得ることができる。また、本発明によれば、塗膜中に含まれる顔料が酸化物であるため、本発明における塗膜を形成する際に顔料をそのまま水性塗料中で使用することができ、したがって、比較的安価にかつ安定的に本発明に係る表面処理鋼板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る表面処理鋼板の断面図を示す。
【図２】本発明における比率Ａを説明するための塗膜の断面図を示す。
【図３】本発明に係る表面処理鋼板を加工した場合の、へき開性を持つ顔料を含む塗膜の加工前後での断面図を示す。
【図４】本発明における角度αを説明するための塗膜の断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図を用いて本発明に係る表面処理鋼板を具体的に説明するが、図１〜４は例示のために示されたものであり、本発明は図１〜４に記載された実施態様に限定されることは意図されない。
【００２３】
［表面処理鋼板］
図１は、本発明に係る表面処理鋼板の１つの実施態様の断面図を示す。本発明の表面処理鋼板１は、図１に示すように、鋼板３、鋼板３上の少なくとも片面に形成されたＡｌとＭｇとＺｎとを含む合金めっき層５、及び合金めっき層５上に形成されたバインダー樹脂と顔料９とを含む塗膜７を有し、顔料９が鱗片状酸化物であり、かつ、表面処理鋼板１の断面を観察した場合に、観察された塗膜７の表面の長さに対する、顔料９が塗膜７の表面に投影されている長さの比率Ａが、７０％以上１００％以下であることを特徴とする。以下、本発明の表面処理鋼板１の構成要件について説明する。
【００２４】
＜鋼板＞
本発明における鋼板３としては、特に限定されず、熱延鋼板、冷延鋼板などの一般的な鋼板を使用することができる。鋼種も、特に限定されず、例えばＡｌキルド鋼、Ｔｉ、Ｎｂなどを添加した極低炭素鋼、及びこれらにＰ、Ｓｉ、Ｍｎなどの元素を添加した高張力鋼などを使用することが可能である。本発明における鋼板の板厚は、特に限定されないが、例えば、０．２５〜３．５ｍｍであればよい。
【００２５】
＜合金めっき層＞
本発明における合金めっき層５は鋼板３上に形成されている。この合金めっき層５は鋼板３の片面に形成されていても、両面に形成されていてもよい。合金めっき層５は、少なくともＡｌとＭｇとＺｎとを含み、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき層であってもよい。これらの各濃度（含有量）は、Ａｌ：０．０１〜６０質量％、Ｍｇ：０．００１〜１０質量％であり、残部がＺｎ及び不純物であることができる。また、上記のような組成に加えて、Ｓｉ：０．００１〜２質量％含み、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金めっき層を使用することができる。
【００２６】
合金めっき層５のＡｌの濃度が０．０１質量％未満ではＡｌを添加したことによるめっき鋼板の耐食性向上効果が十分に発揮されず、６０質量％超では耐食性を向上させる効果が飽和する。したがって、Ａｌ濃度は、０．０１質量％以上、例えば、０．１質量％以上、０．５質量％以上、１質量％以上、３質量％以上、５質量％以上、７質量％以上又は１０質量％以上であってよく、また、６０質量％以下、例えば、５５質量％以下、５０質量％以下、４０質量％以下、３０質量％以下又は２０質量％以下であってよい。好ましいＡｌ濃度は１〜６０質量％であり、より好ましくは５〜６０質量％である。
【００２７】
合金めっき層５のＭｇの濃度が０．００１質量％未満ではＭｇを添加したことによるめっき鋼板の耐食性向上効果が十分に発揮されない場合がある。一方、１０質量％超ではめっき浴中にＭｇが溶解しきれずに酸化物として浮遊し（一般にドロスと呼ばれる）、このめっき浴で亜鉛めっきするとめっき表層に酸化物が付着して外観不良を起こし、あるいは、めっきされない部分（一般的に不めっきと呼ばれる）が発生するおそれがある。したがって、Ｍｇ濃度は、０．００１質量％以上、例えば、０．０１質量％以上、０．１質量％以上、０．５質量％以上、１質量％以上又は２質量％以上であってよく、また、１０質量％以下、例えば、８質量％以下、６質量％以下、５質量％以下又は４質量％以下であってよい。Ｍｇ濃度は、好ましくは１〜５質量％であり、より好ましくは１〜４質量％である。
【００２８】
合金めっき層５は、さらにＳｉを含んでもよい。Ｓｉ濃度は、下限は０質量％であってもよいが、合金めっき層５の耐食性をより向上させるためには、０．００１〜２質量％としてもよい。Ｓｉ濃度は、例えば、０．００５質量％以上、０．０１質量％以上、０．０５質量％以上、又は０．１質量％以上であってもよく、また、１．８質量％以下、１．５質量％以下又は１．２質量％以下であってもよい。Ｓｉ濃度は、好ましくは０．１〜２質量％であり、より好ましくは０．５〜１．５質量％である。
【００２９】
合金めっき層５は、溶融めっきや蒸着めっきなどの公知のめっき方法により形成することができる。例えば、合金めっき層５の厚さは１〜３０μｍであることができる。
【００３０】
＜塗膜＞
本発明における塗膜７は合金めっき層５上に形成されている。なお、合金めっき層５と塗膜７との間に化成処理層のような別の層が存在してもよい。塗膜７中には、バインダー樹脂と顔料９とが含まれる。
【００３１】
塗膜７の平均厚さは、特に限定されないが、例えば、３μｍ以上１５μｍ以下であることができる。塗膜７の平均厚さが３μｍ未満であると、下地の合金めっき層５に十分な耐食性、特に加工部における耐食性を付与するためには厚さが不十分になり、したがって本発明に係る表面処理鋼板１の耐食性が不十分になるおそれがある。一方、塗膜７の平均厚さが１５μｍ超であると、塗膜７の厚さを増やすことによる耐食性、特に加工部における耐食性の増加の効果が小さくなり、コスト面で不利になるおそれがある。したがって、塗膜７の平均厚さは、３μｍ以上、例えば、４μｍ以上、５μｍ以上又は６μｍ以上であってよく、また、１５μｍ以下、例えば、１２μｍ以下又は１０μｍ以下であってよい。塗膜７の平均厚さは、３μｍ以上１２μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以上１０μｍ以下であることがより好ましい。
【００３２】
本明細書で使用される場合、本発明に係る塗膜７における「平均厚さ」とは、塗膜７を有する鋼板の断面を観察し、塗膜７の合金めっき層５側の界面上の５か所の任意の位置から、それぞれ塗膜７の表面までの最短の距離を測定して、それらの測定値を平均化した値として定義される。なお、塗膜７中に膜厚よりも粒径が大きい物質（例えば骨材）が含まれる場合、その物質が存在しない位置で上記距離を測定する。これは、そのような物質の存在により、断面方向から塗膜７を観察した場合に上記距離が実際の塗膜７の厚さよりも大きく測定されるおそれがあるためである。また、合金めっき層５と塗膜７との間に化成処理層のような別の層が存在していてもよい。このような別の層が存在する場合、その層の厚さは塗膜の平均厚さには含まない。
【００３３】
（顔料）
本発明で使用される顔料９は鱗片状である。本明細書で使用される場合、塗膜７中に含まれる顔料９について「鱗片状」とは、後述する方法により決定される平均アスペクト比が１０以上であることを意味する。顔料９が鱗片状でない場合、すなわち顔料９の平均アスペクト比が１０未満である場合は、塗膜７中において、顔料同士を十分に重なり合った状態で配置させることができず、その結果、塗膜中の顔料９が、腐食因子の合金めっき層５への侵入を防止する役目を十分に果たせない場合がある。特に、塗膜７を含む鋼板を加工した際に、加工部において隣り合う顔料９同士が重なり合って分布していない場所が顕著に発生する。そうすると、そのような顔料９がない場所を通じて、酸素等の腐食因子が塗膜７中を通過して合金めっき層５に到達することが可能となる。その結果、加工部において腐食が進行して、したがって加工部での耐食性が低下する。
【００３４】
顔料９として鱗片状のものを使用することで、加工前だけでなく加工後においても、多くの顔料９について、塗膜７中において任意の顔料とその顔料近辺にある顔料とを、少なくとも一部が互いに重なり合った状態で分布させることができる。すなわち、塗膜７を有する鋼板１に、例えば伸び加工を行った場合に、その加工部においても塗膜７中で多くの顔料同士を一部重なった状態で存在させることができ、腐食因子が合金めっき層５に到達するのを塗膜７中の顔料９で防止することができる。したがって、本発明に係る表面処理鋼板１では、加工部において高い耐食性が担保される。
【００３５】
また、本発明に係る鱗片状の顔料９は、塗膜７中で下地の合金めっき層５を効果的に覆うように配置されている。このような顔料９の塗膜７中での配置の状態は、本発明に係る表面処理鋼板１の断面を観察した場合に、観察された塗膜７の表面の長さに対する、顔料９が塗膜の表面に投影されている長さの比率Ａによって表される。
【００３６】
図２は、本発明における比率Ａを説明するための塗膜の断面図を示す。本発明において、「比率Ａ」は以下のように決定される。まず、ＳＥＭ等の顕微鏡を用いて表面処理鋼板１の断面を観察し、無作為に選択した幅（表面処理鋼板１の厚さ方向に垂直な方向の長さ）１００μｍを観察範囲として決定する。すなわち、図２においてＬ１で示される「観察された塗膜の表面の長さ」を１００μｍとする。次いで、観測された全ての顔料９を塗膜７の表面（又は合金めっき層５と塗膜７との界面）に投影させる。そして、顔料９が塗膜７の表面に投影されている塗膜７の表面上のそれぞれの長さＬa、Ｌb、Ｌc、Ｌdを合計し、顔料９が塗膜７の表面上に投影されている長さＬ２＝Ｌa＋Ｌb＋Ｌc＋Ｌdを求め、比率＝Ｌ２／Ｌ１として算出する。そして、この手順を無作為に選択した５か所の幅１００μｍの観察範囲において行い、それぞれの範囲で求めた５つの比率の値を平均化して「比率Ａ」を決定する。別の表現をすれば、本発明における比率Ａは、１００μｍの観察範囲内において鋼板３（又は合金めっき層５）と塗膜７の表面との間に顔料９が存在している領域の比率（確率）であり、その比率は、塗膜７の表面に平行な方向について測定される。
【００３７】
本発明において、比率Ａは７０％以上１００％以下である。このように比率Ａが７０％以上１００％以下であると、塗膜７中で顔料９が合金めっき層５を効果的に覆うように配置されるため、本発明に係る表面処理鋼板１を加工した場合であっても、多くの顔料９が重なり合って塗膜７中で存在することが可能となり、顔料９によって腐食因子が合金めっき層５に到達するのを効果的に防止することができ、したがって、加工部において十分な耐食性が担保される。比率Ａが７０％未満であると、特に表面処理鋼板を加工した場合に、顔料９により合金めっき層５が覆われていない部分が不十分となり、顔料９が腐食因子の侵入を防止する役目を十分に果たせず、結果として加工部での耐食性が悪化する場合がある。本発明における比率Ａは、好ましくは７５％以上、より好ましくは８０％以上、さらに好ましくは８５％以上である。
【００３８】
また、本発明で使用される顔料９は酸化物である。このように顔料９自体が酸化物であると、水性塗料（例えば、水）中でも、顔料９を樹脂等でコーティングするような特別な処理をせずにそのまま使用でき、安価にかつ安定した塗料を調製することができる。顔料９が酸化物でない、例えば、アルミニウムのような金属単体である場合は、顔料９が水性塗料中で溶出し、水素を発生するため、安定的に塗料を調製することができない場合がある。また、水性塗料中で水素を発生すると、形成された塗膜中に気泡に起因する欠陥が生じ、加工部において耐食性が不十分となる場合がある。さらに、顔料９が金属単体の場合、顔料９が合金めっき層５の表面と接触すると電位差により電流が流れ、電位が卑な金属の腐食を促進させる。そのため顔料９の表面を絶縁物でコーティングしたり、めっき表面を絶縁物でコーティングしたりする必要があった。一方、本発明のように顔料９が酸化物の場合、顔料９自体が絶縁性を有するため、合金めっき層５や顔料９の表面に特別なコーティングが不要であり、後述するように、塗膜７中の顔料９が合金めっき層５近辺（例えば合金めっき層５と塗膜７との界面から塗膜７の表面方向に０．４μｍの範囲の領域）に存在してもよく、さらに、顔料９が合金めっき層５と接触していてもよい。
【００３９】
本発明で使用される顔料９はまた、光輝顔料であることができる。本明細書で使用される場合、「光輝顔料」とは、表面で光を反射する顔料を意味し、透明又は半透明の顔料は含まれない。上述したように、加工前だけでなく加工後においても塗膜７中で重なり合って存在している鱗片状の顔料９が光輝顔料であると、塗膜７の表面に対して垂直な方向から観察した場合に、塗膜７中の光輝顔料が下地の合金めっき層５を効果的に隠蔽することができる。このように合金めっき層５を隠蔽できることで、例えば合金めっき層５が変色した場合（例えば、黒変した場合）でも、表面処理鋼板１の外観上の変化を最小限に抑制することができる。一般的に、「黒変」は、亜鉛めっき中にＡｌやＭｇを添加したＺｎ−Ａｌ系合金めっき鋼板やＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき鋼板において顕著に発生するため、このような合金めっき鋼板上の塗膜中で光輝顔料を用いると、合金めっき層の黒変を効果的に隠蔽することが可能となる。したがって、本発明で使用される顔料９が光輝顔料である場合は、加工部の耐食性に加えて、加工部の隠蔽性を向上させることが可能となる。光輝顔料の例としては、表面で光を反射する顔料であれば特に限定されないが、例としては、本願における顔料９を、シリカ、酸化鉄又は酸化チタン等でコーティングした顔料が挙げられる。
【００４０】
光輝顔料を塗膜７中で使用すると、さらに、その金属色（例えばシルバー色）により表面処理鋼板１の輝度を向上させることができ、外観に優れた表面処理鋼板１を提供することができる。そして、光輝顔料が合金めっき層５と同一又は類似の色調を有する場合は、塗膜７が傷ついた際に傷による外観の変化を目立ちにくくすることができ、したがって耐傷付性を向上させることができ、長期に本発明に係る表面処理鋼板１の外観を維持することができる。
【００４１】
本発明における顔料９としては、鱗片状酸化物であれば如何なるものを使用することができるが、例えば、シリカ、アルミナ又はマイカを使用することができ、これらを塗膜７中で単独で又は組み合わせて使用することができる。好ましくは、本発明における顔料９はマイカを含む。シリカ、アルミナ及びマイカは、工業的方法で容易に鱗片状に加工できる酸化物粒子であり、安価である。さらに、これらは水性塗料中で安定的に使用することができる。好ましくは、顔料９としてのシリカ、アルミナ又はマイカは光輝顔料である。
【００４２】
顔料９にマイカが含まれる場合、限定されないが、例えば、マイカの平均粒径が５μｍ以上３０μｍ以下であり、平均アスペクト比が２０以上であることができる。マイカの平均粒径が５μｍ未満であるか、又はマイカの平均アスペクト比が２０未満であると、特に塗膜７を有する鋼板１を加工した際に、加工部において顔料９であるマイカ同士が重なっていない部分が増加し、その結果、腐食因子が合金めっき層５に到達するきっかけとなる塗膜７中のパスが形成されるおそれがある。あるいは、マイカが光輝顔料として塗膜７中に存在しても、マイカ同士が重なっていない部分が増加することで、効果的に下地の合金めっき層５を隠蔽できなくなるおそれがある。また、平均粒径が５μｍ未満のマイカは入手するのが困難である。一方、マイカの平均粒径が３０μｍ超であると、塗膜が減肉した際に比較的短時間でマイカの一部が塗膜７から突出することがあり、その突出した顔料９を起点として腐食因子が塗膜７中に侵入できるパスを形成するおそれがあり、したがって耐食性が悪化するおそれがある。したがって、マイカの平均粒径は、５μｍ以上、例えば、６μｍ以上、８μｍ以上又は１０μｍ以上であってよく、また、３０μｍ以下、例えば、２５μｍ以下、２０μｍ以下又は１５μｍ以下であってよい。好ましくは、マイカの平均粒径は５μｍ以上２０μｍ以下であり、より好ましくは、マイカの平均粒径は５μｍ以上１５μｍ以下である。また、好ましくは、マイカの平均アスペクト比は２５以上、より好ましくは、マイカの平均アスペクト比は３０以上である。マイカの平均アスペクト比の上限は特に規定しないが、例えば、３００未満、２００未満、１００未満、又は５０未満であることができる。マイカ粒子の平均アスペクト比を好ましい平均粒径の範囲内で大きくすることは、マイカ粒子の平均厚さが薄くなることを意味する。しかし、マイカ粒子の平均厚さが薄くなり過ぎると、へき開量が減少し加工部の隠蔽性確保に不利となるおそれがある。また塗料中での分散性の低下や塗工性の低下等も懸念される。従ってアスペクト比は大きくなり過ぎない方が好ましい。
【００４３】
図３は、本発明に係る表面処理鋼板を加工した場合の、へき開性を持つ顔料を含む塗膜の加工前後での断面図を示す。本発明において使用される顔料のマイカは、へき開性を有する。このため、マイカを含む塗膜７を有する本発明に係る表面処理鋼板１を加工した場合には、図３に示すように、加工部にあるマイカが塗膜７中でへき開する。へき開性とは、結晶が特定の方向に向けて割れやすいという性質である。例えば、１つの例として、塗膜７中の１つの鱗片状のマイカ粒子は、加工部においてその厚みが減少するように割れて２つ以上のマイカ粒子になる。すなわち、加工部において、加工後のマイカの平均厚さは、加工前のマイカの平均厚さに比べて小さくなる場合がある。例えば、塗膜７中のマイカの平均厚さＴAと、鋼板１に一軸方向に２０％の伸び歪を加えた後の塗膜７中のマイカの平均厚さＴBとの比ＴA／ＴBが、１．５以上３．０以下、好ましくは１．８以上２．８以下、より好ましくは２．０以上２．５以下であることができる。なお、平均厚さＴA及びＴBは、後述するように、塗膜の表面及び断面を顕微鏡で観察することにより決定される。
【００４４】
塗膜７中に顔料９としてマイカが含まれる場合、マイカがへき開性を有することによって、本発明に係る表面処理鋼板１を加工後、加工部での樹脂の伸びに追随して隙間を生じさせることなくマイカを塗膜７中で分布させることができ、したがって、加工部における塗膜７中のマイカ同士を、加工前と同等又はそれ以上に近い距離で分布させることが可能となる。よって、腐食因子が合金めっき層５に到達する塗膜７中のパスが形成されるのを防止でき、加工後における耐食性の低下をより効果的に抑制することが可能となる。したがって、本発明に係る表面処理鋼板１は、塗膜７中にマイカを含む場合、極めて優れた加工部での耐食性を提供することができる。また、マイカが光輝顔料である場合、極めて優れた加工部での隠蔽性を提供することができる。
【００４５】
一方、シリカ及びアルミナはマイカのようなへき開性を有さないものの、アルミニウムのような金属単体に比べると比較的容易に破壊され得る。そのため、シリカ及び／又はアルミナを含む塗膜７を有する本発明に係る表面処理鋼板１を加工した場合、シリカ及び／又はアルミナがその加工により破壊されることがあり、破壊されたシリカ及び／又はアルミナは、塗膜の伸びに追随し、比較的隙間を生じさせないように塗膜７中で分布することが可能となる。したがって、シリカ及び／又はアルミナを含む本発明における塗膜７は、アルミニウム等の金属単体を含む塗膜に比べて、高い加工部での耐食性及び隠蔽性を有することができる。
【００４６】
本明細書で使用される場合、「一軸方向に２０％の伸び歪を加えた」とは、長さＬ0の鋼板１を任意の一軸方向、典型的には鋼板１の表面に平行な方向に引張り、長さＬの鋼板１とした場合に、１００×（Ｌ−Ｌ0）／Ｌ0＝２０％であることを意味する。鋼板を均一に引張る方法として、例えば、供試材をＪＩＳ  ５号試験片とする方法がある。
【００４７】
一方、顔料９にシリカ又はアルミナが含まれる場合、限定されないが、例えば、シリカ又はアルミナの平均粒径は１μｍ以上１０μｍ以下であり、平均アスペクト比が１０以上５０以下であることができる。平均粒径及び平均アスペクト比をこのような範囲に設定することで、加工後であっても加工部において塗膜７中で顔料同士が重なり合って存在することが可能となり、腐食因子が合金めっき層５に到達するのを抑制し、加工部での耐食性を向上させることができる。また、光輝顔料であるシリカ又はアルミナを塗膜７中で用いると、加工部において塗膜７中で顔料同士が重なり合って存在することで、合金めっき層５を効果的に隠蔽することが可能となる。シリカ又はアルミナの平均粒径が１μｍ未満であると、塗料中で凝集が発生して塗膜７中で均一に分散させることができず、結果として顔料９が少ない領域が生じ、十分に耐食性を確保できなくなる可能性がある。また、このようなサイズのシリカ又はアルミナは入手するのが困難である。一方、シリカ又はアルミナの平均粒径が１０μｍ超であると、これらはマイカのようにへき開しないため、加工した際にそのシリカ又はアルミナを起点に塗膜７に亀裂が入るおそれがある。そして、シリカ又はアルミナの平均アスペクト比が１０未満であると、塗膜７を有する鋼板を加工した際に、顔料同士が重なっていない領域が生じ、その結果、腐食因子が合金めっき層５に到達する塗膜７中のパスを形成し、加工部での耐食性が悪化するおそれがある。あるいは、シリカ又はアルミナが光輝顔料として塗膜７中に存在しても、顔料同士が重なっていない領域が存在することで、効果的に下地の合金めっき層５を隠蔽できなくなるおそれがある。したがって、シリカ又はアルミナの平均粒径は、１μｍ以上、例えば、２μｍ以上であってよく、また、１０μｍ以下、例えば、８μｍ以下、５μｍ以下又は３μｍ以下であってよい。好ましくは、シリカ又はアルミナの平均粒径は１μｍ以上８μｍ以下であり、より好ましくは１μｍ以上５μｍ以下、さらに好ましくは１μｍ以上３μｍ以下である。また、好ましくは、シリカ又はアルミナの平均アスペクト比は１５以上５０以下、より好ましくは２０以上５０以下、さらに好ましくは２５以上５０以下である。
【００４８】
本明細書で使用される場合、本発明に係る顔料９における「平均粒径」、「平均厚さ」及び「平均アスペクト比」は以下の方法で求められる。まず、任意の１つの顔料９を塗膜の表面から電界放出型電子プローブマイクロアナライザー（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ−Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｐｒｏｂｅ  Ｍｉｃｒｏ  Ａｎａｌｙｚｅｒ：ＦＥ−ＥＰＭＡ）で元素マッピングし、その顔料の長径Ｘ１と短径Ｘ２を求める。ここで、長径Ｘ１とは、元素マッピングで特定された顔料の像の輪郭内において、その顔料を横断する最大の線分の長さを意味し、短径Ｘ２とは、顔料を横断する長径Ｘ１に垂直な線分の長さを意味する。次に、断面方向からＦＥ−ＥＰＭＡで元素マッピングを行い、厚さＹ（一般に、上述の長径と短径の測定平面に垂直方向の寸法）の値を測定する。次いで、これらの測定値から、その顔料の粒径＝［（Ｘ１＋Ｘ２）／２］と、厚さ＝［Ｙ］と、アスペクト比＝［（Ｘ１＋Ｘ２）／２Ｙ］とを求める。ここで、表面方向から分析する顔料９と断面方向から分析する顔料９を同一のものとすることは困難であるため、それぞれ任意のものを選定して分析すればよい。そして、同様の方法を用いて任意の１０個以上の顔料について粒径と厚さとアスペクト比とを求め、それぞれを平均化して顔料の「平均粒径」、「平均厚さ」及び「平均アスペクト比」を求める。上述したように、本発明においては、顔料９の「平均アスペクト比」が１０以上である場合、塗膜７中の顔料９が「鱗片状」であるとする。
【００４９】
塗膜７中の顔料９の濃度は、例えば、塗膜７の全体質量に対して５質量％以上１５質量％以下であることができる。塗膜７中の顔料９の濃度が塗膜７の全体質量に対して５質量％未満であると、塗膜７全体での顔料９が不足し、顔料同士が重なり合っていない場所が存在するおそれがあり、その結果として十分な耐食性、特に加工した場合の加工部での耐食性を得ることができない場合がある。一方、塗膜７中の顔料９の濃度が塗膜７の全体質量に対して１５質量％超であると、顔料９の濃度を増加させることによる、加工部での耐食性や隠蔽性の向上が飽和し、コスト的に好ましくない。また、相対的に塗膜７を形成する樹脂の割合が減り、加工した際に、顔料９を起点に樹脂に亀裂が入るおそれがあり、さらに顔料９が塗膜７から突出し腐食因子のパスを形成するおそれもある。したがって、塗膜７中の顔料９の濃度は、５質量％以上、例えば、６質量％以上又は７質量％以上であってよく、また、１５質量％以下、例えば、１２質量％以下又は１０質量％以下であってよい。好ましくは、塗膜７中の顔料９の濃度は、塗膜７の全体質量に対して５質量％以上１２質量％以下、さらに好ましくは７質量％以上１２質量％以下である。
【００５０】
本明細書で使用される場合、「塗膜中の顔料の濃度」とは、グロー放電発光表面分析装置（Ｇｌｏｗ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ：ＧＤ-ＯＥＳ）を用いて測定される。具体的には、顔料の種類、すなわち顔料の具体的な化合物が判明している場合は、塗膜を表面からめっき層に向かってスパッタリングし、顔料を構成する主要な元素について、深さ方向の濃度プロファイルを１．０μｍごとに測定する。その後、測定した主要な元素の濃度の平均値を求め、既知の顔料の化合物の分子量に基づいて測定した濃度を換算し、塗膜中の顔料の濃度を求める。顔料の種類、すなわち顔料の具体的な化合物が不明な場合は、塗膜の断面（塗膜の表面と垂直な面）から顔料についてＦＥ−ＥＰＭＡを用いて元素分析することで、顔料の種類を特定した後に、上記のように「塗膜中の顔料の濃度」を測定すればよい。
【００５１】
本発明における塗膜７中において、顔料９は均一に存在していることが好ましい。したがって、合金めっき層５と塗膜７との界面から塗膜７の表面方向に０．５μｍ、０．４５μｍ、０．４μｍ、０．３５μｍ又は０．３μｍの範囲の領域において顔料９が存在していてもよい。塗膜７中の当該領域に顔料９が存在しているかの判別は、塗膜７の断面観察により行うことができる。より具体的には、上記領域について、無作為に選択した塗膜７の断面を顕微鏡で幅１．０ｍｍ観察して、顔料９が１つ以上観察された場合、当該領域に顔料９が存在すると判別することができる。なお、上述したように、本発明における顔料９は酸化物であり絶縁性を持つ顔料であるため、顔料９と合金めっき層５との間で電流が流れることがないため、塗膜７中の顔料９が合金めっき層５と接触していてもよい。
【００５２】
図４は、本発明における角度αを説明するための塗膜の断面図を示す。加工部での耐食性及び隠蔽性をさらに高めるためには、図４に示すように、塗膜７の断面を観察し、顔料９の長径を含む直線（断面観察において見えている顔料９の最大径を含む直線）と前記塗膜７の表面の為す角度をαとした場合に、塗膜７中で角度αが小さい顔料９がより多く分布していることが好ましい。顔料９がより効果的に腐食因子の侵入を防ぎ、かつ、合金めっき層５を隠蔽するためには、例えば、塗膜７中において、塗膜７中の顔料９のうち、０°≦α≦１０°を満たす顔料９の個数が３０％以上であることが好ましい。加工部での耐食性及び隠蔽性をより高めるには、全体の顔料に対する、０°≦α≦１０°を満たす顔料９の割合は多い方が有利であり、例えば、４０％以上、５０％以上、６０％以上、７０％以上、８０％以上、又は９０％であることができる。０°≦α≦１０°を満たす顔料９の割合が３０％未満であると、鱗片状の顔料９の一部が効果的に重なり合うことができなくなる場合があり、その結果、加工部での耐食性や隠蔽性が不十分になるおそれがある。
【００５３】
本発明で使用される場合、「顔料の長径を含む直線」とは、顔料９を含む塗膜７の断面を観察した場合に、観察された顔料９上を通過する最も長い線分を延長した線を意味し、図４において破線で示されている。なお、角度αの測定は、顔料９の「平均粒径」等の決定方法で説明したように、ＦＥ−ＥＰＭＡを用いて塗膜７を断面から見た場合の長径を求めることで行うことができ、測定する顔料９の個数は３０個以上とする。
【００５４】
さらに、より加工部の耐食性及び隠蔽性を高めるためには、鋼板１に一軸方向に２０％の伸び歪を加えた後に鋼板１の断面を観察した場合に、上述した比率Ａが、伸び歪を加えた後でも高い値を有することが有利であり、例えば、比率Ａが７０％以上１００％以下であることが好ましい。このように、伸び歪みを加えた後における比率Ａが７０％以上１００％以下であると、加工部において、多くの顔料９が重なり合って塗膜７中で存在することとなり、顔料９によって腐食因子が合金めっき層５に到達するのを効果的に防止することができ、したがって、加工部においてより高い耐食性を得ることができる。比率Ａが７０％未満であると、加工部において、顔料９により合金めっき層５が覆われていない部分が増加し、顔料９が腐食因子の侵入を防止する役目を十分に果たせず、結果として加工部での耐食性が悪化するおそれがある。本発明において、伸び歪を与えた後における比率Ａは、より好ましくは７５％以上、さらに好ましくは８０％以上である。なお、伸び歪を加えた後における比率Ａの決定は、上述したように、伸び歪を加える前の比率Ａの決定方法と同様に行うことができる。
【００５５】
（バインダー樹脂）
本発明の塗膜７の成分として使用されるバインダー樹脂は、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、又はアクリル樹脂であることができ、これらの樹脂の硬化剤としてはメラミン樹脂やイソシアネート樹脂、エポキシ樹脂を使用することができる。メラミン樹脂の例としては、イミノ基型メラミン、メチル化メラミン、又はブチル化メラミンなどを使用することができる。好ましくは、本発明のバインダー樹脂はポリエステル樹脂である。また、バインダー樹脂としてポリエステル樹脂を用いる場合には、−２０〜７０℃のガラス転移温度Ｔｇと、１００００〜２５０００の数平均分子量を有するものが好ましい。また、バインダー樹脂としてウレタン樹脂を用いる場合には、０〜５０℃のガラス転移温度と、５０００〜２５００の数平均分子量を有するものが好ましい。また、バインダー樹脂としてアクリル樹脂を用いる場合には、０〜５０℃のガラス転移温度と、３０００〜２５００の数平均分子量を有するものが好ましい。十分な加工部での耐食性を得るためには、加工時に塗膜に亀裂が入らないように、バインダー樹脂として加工性に優れるものを選択することが好ましい。例えば、板厚ｔ＝０．６ｍｍの表面処理鋼板において塗膜に亀裂が生じない加工形状の限界（最小曲げ高さ）は、５ｔ以下、例えば、４ｔ以下、又は３ｔ以下であることが好ましい。上述したポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、又はアクリル樹脂は、いずれも板厚ｔ＝０．６ｍｍの表面処理鋼板において塗膜に亀裂が生じない加工形状の限界（最小曲げ高さ）は、５ｔ以下である。このような加工性を有さない樹脂の例としては、メチルシリコーン樹脂などが挙げられる。
【００５６】
本発明における塗膜７中には、必要に応じて、本願発明に係る顔料９とは別の顔料や骨材、防錆剤等の添加剤を添加することができる。骨材等を添加することで塗膜７の強度が高まるとともに、鱗片状酸化物の顔料９と合金めっき層５との密着性が高まるためより好ましい。また、防錆剤を添加すると合金めっき層５の耐食性が向上するため好ましい。防錆剤としては、例えば、Ｐ化合物及びＶ化合物を単独で又は組み合わせて使用することができる。添加剤の濃度は、本発明における塗膜７にとって不利にならないよう、適宜決定すればよい。
【００５７】
また、本発明における塗膜７中には、必要に応じて、ポリエチレンワックス又はＰＴＦＥワックスのようなワックス、アクリル樹脂ビーズ又はウレタン樹脂ビーズのような樹脂ビーズ、並びにフタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、メチルオレンジ、メチルバイオレット、又はアリザリンのような染料等を添加することができる。これらを添加することで塗膜の強度が高まったり、塗膜に所望の色を付与できたりするためより好ましい。これらの添加量は、本発明における塗膜にとって不利にならないよう、適宜決定すればよい。
【００５８】
特に、本発明における塗膜７、したがって本発明に係る表面処理鋼板１に所望の色を付与するために、着色剤として染料を使用することができる。染料は単独で使用してもよく、複数の染料を組み合わせて使用してもよい。本発明における塗膜７中で使用できる染料の種類としては、特に限定はされないが、公知の染料を使用することができ、例えば、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、メチルオレンジ、メチルバイオレット、又はアリザリンを使用することができる。
【００５９】
［表面処理鋼板の製造方法］
本発明に係る表面処理鋼板１の製造方法の例を以下で説明するが、本発明に係る表面処理鋼板１を得ることができれば任意の方法で製造することができる。例えば、本発明に係る表面処理鋼板１は、鋼板３上に形成された合金めっき層５上に、塗料を塗布し、加熱して塗料を硬化させることで製造することができる。
【００６０】
＜合金めっき層の形成＞
鋼板としては、任意の厚さ及び鋼組成を有するものを使用することができる。例えば、厚さ０．２５〜３．５ｍｍの冷延鋼板を使用することができる。また、合金めっき層５は、例えば、各種金属を添加した４００〜５５０℃のＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ溶融めっき浴を用いて、鋼板３上にＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっきを５〜３０μｍの厚さで形成することができる。さらにめっき浴にＳｉを添加し、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金めっきを形成することもできる。
【００６１】
＜塗料の調製＞
塗料は、溶媒に分散させたバインダー樹脂と、硬化剤であるメラミン樹脂とを混合して、次いで、その混合物中に所定量の顔料９を分散させることで得ることができる。混合の順序は異なってもよい。顔料９としては鱗片状酸化物を使用することができる。バインダー樹脂としては、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂又はアクリル樹脂などを使用することができる。また、溶媒としては、メラミン樹脂が分散又は溶解すれば水又はシクロヘキサノンのような溶剤のいずれも使用することができるが、製造コスト低減や生産性向上の観点から水が好ましい。バインダー樹脂と硬化剤との比は適宜決定することができるが、例えば、１：１〜９：１の範囲であることができる。
【００６２】
＜塗膜の形成＞
次いで、得られた塗料を合金めっき層５上に塗膜７が所定の厚さになるように塗布し、焼付け、硬化させる。塗料の塗布方法は、特に限定されず、当業者に任意の塗布方法により行うことができる。焼付けは、塗料が硬化する任意の加熱条件で行うことができ、例えば、５〜７０℃／秒の加熱速度で１８０〜２３０℃の鋼板温度になるように加熱する。本発明における比率Ａ（伸び歪加工前）及び角度αの制御は、塗料を硬化させる際の加熱条件、バインダー樹脂と硬化剤との比、塗料の粘度などを適宜調整することにより行うことができる。
【００６３】
上述したような製造方法を用いることで、本発明に係る表面処理鋼板を製造することができる。すなわち、鋼板、鋼板上の少なくとも片面に形成されたＡｌとＭｇとＺｎとを含む合金めっき層、及び合金めっき層上に形成されたバインダー樹脂と顔料とを含む塗膜を有する表面処理鋼板であって、顔料が鱗片状酸化物であり、前記表面処理鋼板の断面を観察した場合に、観察された塗膜の表面の長さに対する、顔料が塗膜の表面に投影されている長さの比率Ａが、７０％以上１００％以下である表面処理鋼板を製造することができる。
【実施例】
【００６４】
本発明に係る表面処理鋼板について、以下で幾つかの例を挙げてより詳細に説明する。しかしながら、以下で説明される特定の例によって特許請求の範囲に記載された本発明の範囲が制限されることは意図されない。
【００６５】
＜表面処理鋼板の試料の作製＞
（合金めっき層の形成）
厚さ１ｍｍの冷延鋼板を、Ａｌ：約１１質量％、Ｍｇ：約３質量％、及びＺｎ：約８６質量％を添加した約４５０℃の溶融めっき浴に３〜５秒間浸漬し、冷延鋼板上に約１０μｍの厚さの合金めっき層を形成した。
【００６６】
（塗料の調製）
水中にバインダー樹脂としてポリエステル樹脂（分子量：１６，０００；ガラス転移点：１０℃）を分散させ、その中にイミノ基型メラミン樹脂を混合した。ポリエステル樹脂とメラミン樹脂との濃度の比は１００：２０であった。次いで、その混合物中に、所定量の顔料を添加して塗料を調製した。塗料に添加した顔料の種類、及び、顔料が光輝顔料に該当するか（該当する場合は「〇」、該当しない場合は「×」）を表１に示した。顔料の添加量は、塗膜の表面からＧＤ−ＯＥＳを用いて測定した場合に、表１に示すような所定の顔料の濃度が得られるように適宜調整した。
【００６７】
（塗膜の形成）
上記のように調製した塗料を、得られる塗膜の平均厚さが２μｍ、３μｍ、５μｍ、１０μｍ、１５μｍ又は１８μｍになるように合金めっき層上に塗布し、焼付けることで硬化させた。焼付けは、１０〜７０℃／秒の加熱速度で１８０〜２３０℃の鋼板到達温度となる条件で行った。比率Ａ及び角度αの制御は、塗料を硬化させる際の加熱条件を適宜調整して行った。このようにして、表面処理鋼板の試料Ｎｏ．１〜３６を作製した。
【００６８】
得られた試料の表面からＧＤ−ＯＥＳを用いてめっき層に向かってスパッタリングし、１．０μｍごとに深さ方向の顔料濃度プロファイルを測定し、塗膜中の顔料の濃度を決定した。また、無作為に塗膜中の顔料４０個から、ＦＥ−ＥＰＭＡを用いて顔料の平均粒径及び平均アスペクト比（１０以上である場合は「鱗片」、１０未満である場合は「非鱗片」）を決定した。そして、各試料の断面において、５か所の位置で１００μｍの幅の断面を観察し、伸び歪加工前における比率Ａを決定した。また、断面観察により歪を与えた後の比率Ａ並びにＴA、ＴBを測定した。さらに、得られた試料の断面をＳＥＭで観察し、観察した画像を基に５か所の合金めっき層と塗膜間の距離を測定し、塗膜の平均厚さを算出し、そして、上記の塗膜中の顔料４０個において角度αを測定することで、顔料が０°≦α≦１０°である割合を決定した。このように決定した値をそれぞれ表１に示した。さらに、試料Ｎｏ．１〜３６の試料について、電子顕微鏡で、合金めっき層と塗膜との界面から塗膜の表面方向に０．４μｍの範囲の領域において観察した結果、いずれの試料も顔料が存在していた。
【００６９】
＜表面処理鋼板の試料の評価＞
上記のように表面処理鋼板の試料を作製し、表１に示したような試料について、ＪＩＳ  ５号試験片（板厚０．６ｍｍ）を作製した。次いで、その試験片を一軸方向に引張り試験し、２０％歪を加えた後に、その加工部において、以下のような耐食性及び隠蔽性の評価試験を行った。なお、試料Ｎｏ．１〜３６の試料の他に、ポリエステル樹脂の代わりにメチルシリコーン樹脂を用いた塗料を作製し、この塗料により表面処理鋼板の試料（表１には記載せず）を形成したが、この試料は、上記引張試験の際に塗膜に亀裂が生じ、以下の加工部耐食性及び加工部隠蔽性の評価を行うことができなかった。
【００７０】
（加工部耐食性の評価試験）
それぞれの試料について、加工部において、耐食性の評価試験として塩水噴霧試験（ＪＡＳＯ  Ｍ６０９−９１法に準拠）を行った。この塩水噴霧試験は、（１）塩水噴霧２時間（５％ＮａＣｌ、３５℃）；（２）乾燥４時間（６０℃）；及び（３）湿潤２時間（５０℃、湿度９５％以上）を１サイクルとして合計１２０サイクル（合計９６０時間）実施した。
【００７１】
耐食性の評価は、塩水噴霧試験９６０時間後の試料の加工部を光学顕微鏡で観察し、錆発生面積率Ｚを決定することで行った。具体的には、まず、試料の表面をスキャナーで読み込んだ。その後、画像編集ソフトを用いて錆が発生している領域を選択し、錆発生面積率を求めた。この手順を５つの試料に対して行い、錆発生面積率の平均化して「錆発生面積率Ｚ」を決定した。このように各試料で決定した「錆発生面積率Ｚ」を基に、以下のように１０段階で各試料の評点を決定した。評点５以上を耐食性の合格点とした。
評点１０：Ｚ＝０％
評点９：０％＜Ｚ≦５％
評点８：５％＜Ｚ≦１０％
評点７：１０％＜Ｚ≦２０％
評点６：２０％＜Ｚ≦３０％
評点５：３０％＜Ｚ≦４０％
評点４：４０％＜Ｚ≦５０％
評点３：５０％＜Ｚ≦６０％
評点２：６０％＜Ｚ≦７０％
評点１：７０％＜Ｚ
【００７２】
（加工部隠蔽性の評価試験）
それぞれの試料について、加工部において、隠蔽性の評価試験として７０℃の温度及び８０％の相対湿度の環境下における恒温恒湿試験を行った。それぞれの試料を、このような環境下に１０日間静置した。
【００７３】
隠蔽性の評価は、加工部において、耐候性試験を行う前後での試料の表面の「色調変化ΔＬ*」（試験後の試料の明度Ｌ−試験前の試料の明度Ｌ）を測定することで決定した。ΔＬ*は、分光測色計（スガ試験機株式会社：ＳＣ−Ｔ４５）を使用して、ＣＩＥ表色系（Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系）に基づく色調測定（ＪＩＳ  Ｚ８７２９）により決定した。測定したΔＬ*に従って、以下のように評点を１０段階で決定した。評点５以上を隠蔽性の合格とした。
評点１０：０≦ΔＬ*≦０．５
評点９：０．５＜ΔＬ*≦１．０
評点８：１．０＜ΔＬ*≦１．５
評点７：１．５＜ΔＬ*≦２．０
評点６：２．０＜ΔＬ*≦３．０
評点５：３．０＜ΔＬ*≦４．０
評点４：４．０＜ΔＬ*≦５．０
評点３：５．０＜ΔＬ*≦６．０
評点２：６．０＜ΔＬ*≦７．０
評点１：７．０＜ΔＬ*
【００７４】
表面処理鋼板の試料Ｎｏ．１〜３６について、上記のように加工部における耐食性及び隠蔽性の評価試験を行い、評点を決定した。その結果を表１に示す。また、表面処理鋼板の経済性について表１に示す。
【００７５】
【表１】
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【００７６】
試料Ｎｏ．１〜３、６〜１１及び１４〜３６は、顔料として鱗片状酸化物を用い、加工前の比率Ａが７０％以上であったため、高い加工部耐食性を有していた。一方、試料Ｎｏ．４では、顔料として鱗片状であるが酸化物でないアルミニウムを使用したため、塗料中でアルミニウムが溶出し水素を発生し、その結果、塗膜中に気泡に起因する欠陥が生じたため、加工部において耐食性が不十分となった。また、試料Ｎｏ．５では、顔料として酸化物であるが鱗片状でない（アスペクト比が小さい）シリカを使用したため、顔料によって、腐食因子が塗膜を通過して合金めっき層に到達するのを抑制できず、耐食性が不十分となった。さらに、試料Ｎｏ．１２及び１３では、顔料が鱗片状かつ酸化物であったが、加工前の比率Ａが７０％未満であったため、加工部において、顔料が合金めっき層を覆うように効果的に配置されず、耐食性が不十分となった。
【００７７】
また、Ｎｏ．６及び７では、顔料が光輝顔料であったため、その金属的外観によってより効果的に合金めっき層を隠蔽することができた。また、顔料が鱗片状のマイカである試料Ｎｏ．１及び８を比べると、塗膜中の顔料の角度αが０°≦α≦１０°である割合が高いＮｏ．１の方が、加工部での隠蔽性及び耐食性がより優れていた。さらに、試料Ｎｏ．１、９、及び１４〜１７を比べると、塗膜の平均厚さが厚くなるほど加工部での隠蔽性及び耐食性が向上し、特に塗膜の平均厚さが３〜１５μｍであると、加工部での隠蔽性及び耐食性並びに経済性を両立することができた。試料Ｎｏ．１、１０、１１、１８及び１９を比べると、顔料濃度が５〜１５質量％であると、加工部での耐食性がより優れていた。Ｎｏ．１及び２０〜２３を比べると、マイカの平均粒径が５〜３０μｍであると、加工部での耐食性がより優れていた。Ｎｏ．１及び２４〜２８を比べると、マイカの平均アスペクト比が２０以上であると、加工部での隠蔽性及び耐食性が優れていた。Ｎｏ．３及び２９〜３２を比べると、アルミナの平均粒径が１〜１０μｍであると、加工部での隠蔽性及び耐食性が十分であった。Ｎｏ．３及び３３〜３６を比べると、アルミナの平均アスペクト比が高いほど、加工部での隠蔽性が優れていた。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明によれば、加工部での耐食性に優れた表面処理鋼板を提供できる。これにより、建材や家電用の製品としてＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき鋼板を加工したものを使用する場合、加工部において優れた耐食性を提供することが可能となる。したがって、本発明は産業上の価値が極めて高い発明といえるものである。
【符号の説明】
【００７９】
１：表面処理鋼板
３：鋼板
５：合金めっき層
７：塗膜
９：顔料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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