(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融アルミ系めっき鋼板の最表面に、乾燥後塗膜質量比でワックス成分を０．１〜２０％、金属Ａｌ粉を０．３〜２０％含有し、かつワックス質量／金属Ａｌ粉質量＝０．１以上の関係を満たし、残部が透明樹脂よりなる有機樹脂皮膜層を０．５〜１０μｍ有することを特徴とする耐候性に優れた建材用溶融アルミめっき鋼板。
【請求項２】
有機樹脂皮膜層とアルミめっき層の界面に、Ｃｒ，Ｓｉ，Ｐ，Ｃの１以上を含有する化成処理皮膜を有することを特徴とする請求項１に記載の耐候性に優れた建材用溶融アルミめっき鋼板。
【請求項３】
母材鋼板中に、Ｃｒ：７〜２５質量％を含有することを特徴とする請求項１または２に記載の耐候性に優れた建材用溶融アルミめっき鋼板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に屋根、壁等の金属建材として使用され、長期にわたって安定した色調を有する、耐候性に優れた溶融アルミめっき鋼板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
屋根、壁等の金属建材としては、溶融亜鉛めっき鋼板、いわゆるトタンが広く使用されている。裸のままでは、耐久性、意匠性に劣るため、有機樹脂で被覆した、カラートタンとして、一般に使用に供されている。最近では、より耐候性に優れた金属建材として、Ｚｎ−５％Ａｌ系めっき鋼板や、Ｚｎ−５５％Ａｌ系めっき鋼板の使用も増大しつつある。更に、耐候性に優れた素材として、アルミめっき鋼板がある。アルミめっき鋼板は、耐候性以外にも、熱反射特性、美しい銀白色の外観を有することから、高級建材としてやはり使用が増大傾向にある。
アルミめっき鋼板はその意匠性を活かすために、一般にクリア塗装と呼ばれる透明樹脂で被覆して使用されることが多い。この透明樹脂に関する従来技術としては、成型機ロールへのアルミのピックアップ防止（特開昭５８−１８９３７６号公報）や、成形性向上（特開平５−１５４４４７号公報）などがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが最近、このクリア塗装を施したアルミめっき鋼板の長期に亘る暴露試験を行ううち、経時により建造物の部位による色調変化が起こりやすいという更なる問題点が明らかとなってきた。これは太陽光中の紫外線等により次第に透明塗膜が分解していくが、分解過程により、色調が微妙に異なることが原因と思われる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記のような課題に対処すべく種々検討し、分解過程における色調差を最小にすることにより、経時における色調変化が起こりにくい塗膜構成を発明したものである。
本発明の要旨とするところは以下の通りである。尚、以下の％は総て質量％を指す。
（１）溶融アルミ系めっき鋼板の最表面に、乾燥後塗膜質量比でワックス成分を０．１〜２０％、金属Ａｌ粉を０．３〜２０％含有し、かつワックス質量／金属Ａｌ粉質量＝０．１以上の関係を満たし、残部が透明樹脂よりなる有機樹脂皮膜層を０．５〜１０μｍ有することを特徴とする耐候性に優れた建材用溶融アルミめっき鋼板。
（２）有機樹脂皮膜層とアルミめっき層の界面に、Ｃｒ，Ｓｉ，Ｐ，Ｃの１以上を含有する化成処理皮膜を有することを特徴とする前記（１）に記載の耐候性に優れた建材用溶融アルミめっき鋼板。
（３）母材鋼板中に、Ｃｒ：７〜２５質量％を含有することを特徴とする前記（１）または（２）記載の耐候性に優れた建材用溶融アルミめっき鋼板にある。
【０００５】
以下、本発明について、詳細に説明する。
本発明は、溶融アルミめっき鋼板の表面皮膜の組成を規定したもので、従来の透明塗膜ではなく、透明のベース樹脂にワックス成分と金属Ａｌの添加を行う。本発明において、塗膜中への金属Ａｌの添加が、経時した際の塗膜の色調変化を小さくする効果があるとの知見を得たものである。この効果を得るには、金属Ａｌ量は０．３％以上必要であり、また必要量以上の添加は塗膜を脆くし、加工性を著しく減じるために添加の上限値を２０％とする。
【０００６】
一方、ワックス成分は、塗膜の加工性、潤滑性を向上させるものである。０．３％未満の添加量では、所定の効果を発揮せず、必要量以上の添加は塗料の安定性を損ない、塗料がゲル化しやすくなる。この上限値が２０％である。ワックスとしては通常使用されている系が適用可能で、例えばポリオレフィン系などが好適である。また、金属Ａｌが塗膜の加工性を劣化させるため、ワックス成分は金属Ａｌの添加量に応じた量を配合する必要がある。ポリオレフィン／金属Ａｌの比率が０．１未満であると、金属Ａｌの影響で塗膜の加工性が劣化するため、好ましくない。
【０００７】
次に塗膜厚については、０．５〜１０μｍに限定する。塗膜厚が薄すぎると、健全な膜として塗布することが困難であり、一方、塗膜が厚すぎると、紫外線劣化時に分解して剥離する塗膜が目に見えるようになり、経時により白化する傾向がある。これらの理由から、塗膜厚は前記の値に限定する。
透明塗膜のベース成分となる樹脂の種類については、特に限定しない。溶剤系、水系どちらでも構わないし、通常使用されるアクリル系、ポリエステル系、ポリエチレン系、エポキシ系、ウレタン系、メラミン系、アルキッド系、シリコン変性系、フッ素系等の樹脂が使用可能である。また塗膜は原則的にベース樹脂、金属Ａｌ、ワックス成分からなるものとする。
【０００８】
通常、溶融アルミめっき鋼板に透明樹脂被覆をする場合、塗装に先立ってクロメート等の化成処理を行うことが多い。本発明においても、塗装の密着性等の観点から、これらの化成処理をすることが望ましい。化成処理の種類、量については、特に限定するものではないが、外観を重視する用途のため、クロム酸にリン酸を添加してＣｒの還元比率を増した白色系のクロメートが望ましく、これにシリカ、樹脂等の成分を添加してもよい。付着量は通常２０ｍｇ／ｍ2 程度処理されることが多く、本発明でもこの程度が望ましい。但し、最近では環境上の問題からＣｒフリー化成処理を要望されることも多く、シリカ、シランカップリング剤等を含有する化成処理皮膜等も、その他のＣｒフリー後処理も適用可能である。これらの化成処理皮膜中にはＳｉ，Ｐ，Ｃの１以上を含有させることが有機樹脂皮膜と鋼板の密着性を確保するうえで望ましい。含有量は、それぞれの元素１％以上含有させることが望ましい。
【０００９】
めっきの組成と付着量も特に限定しない。通常のアルミめっき鋼板は、ＡｌにＳｉを１０％程度添加したＡｌ−Ｓｉめっきで、建材用途においては、付着量は片面１００ｇ／ｍ2 程度である。本発明においても、この通常の条件に近いところが望ましい。より耐食性、端面耐食性に優れるめっき種として、例えばＡｌ−８％Ｓｉ−６％Ｍｇめっき等もありえ、この適用も有効である。付着量については、後述するように、Ｃｒ含有鋼を原板とする場合、あるいは高耐食性めっき種を適用する場合には、片面６０ｇ／ｍ2 程度に減らしても問題はない。
【００１０】
本発明において、原板の鋼中にＣｒを添加することで、更に優れた耐候性が得られる。これは鋼中Ｃｒからめっき時に拡散してめっき層に含有されるＣｒが、めっき層の耐候性を高め、めっき自体の色調変化が小さくなるためと推定される。この効果を得るには鋼中Ｃｒ量は７％以上が望ましく、２５％以上のＣｒ添加は加工性を阻害し、まためっき自体が困難になる。以上から鋼中Ｃｒ量は７〜２５％が望ましい。
めっきの後処理として、クロメート、塗装以外に、ゼロスパングル処理、焼鈍、調質圧延等が付与されることがあるが、これらについては特に限定せず、適用することも可能である。
【００１１】
次に実施例で本発明をより詳細に説明する。
【実施例】
（実施例１）
通常の熱延、冷延工程を経た、表１に示すようなＡｌ−ｋ鋼の冷延鋼板（板厚０．８ｍｍ）を材料として、溶融アルミめっきを行った。溶融アルミめっきは無酸化炉−還元炉タイプのラインを使用し、めっき後ガスワイピング法でめっき付着量を片面１００ｇ／ｍ2 に調節し、その後冷却し、ゼロスパングル処理を施した。この際のめっき浴組成はＡｌ−１０％Ｓｉ−２％Ｆｅであった。Ｆｅは浴中のめっき機器やストリップ等から供給される不可避成分である。めっき付着量は両面ほぼ均一であった。こうして製造した溶融アルミめっき鋼板に、クロム酸−シリカ−リン酸系のクロメートを片面当たり金属Ｃｒ換算で２０ｍｇ／ｍ2 処理した。その後種々の組成を持つ塗装を施した。この時の塗装系、含有される金属Ａｌ量、ワックス量と性能を表２にまとめる。なお、評価は下に示した方法による。
【００１２】
【表１】
0004074417.tif 000002
【００１３】
【表２】
0004074417.tif 000003
【００１４】
（１）耐食性
寸法７０×１５０ｍｍの試料に対して、ＪＩＳ  Ｚ  ２３７１に準拠した塩水噴霧試験を３０日行い、表面の変色、発錆状況を観察した。
〔評価基準〕
◎：変化無し
○：変色面積１０％未満
△：変色面積１０％以上
×：白錆発生
【００１５】
（２）色調安定性
寸法７０×１５０の試料に対して、ＪＩＳ  Ｋ  ７３５０に準拠した紫外線蛍光灯照射試験を１５０ｈｒ行い、前後の光沢値（ＪＩＳ  Ｚ  ８７４１に規定する鏡面光沢値、測定角６０°）変化を測定した。
〔評価基準〕
○：光沢値変化２０未満
×：光沢値変化２０以上
【００１６】
（３）加工性
バウデン動摩擦係数を測定した。測定条件は、鋼球材質ＳＵＪ、鋼球径２０ｍｍ、荷重５００ｇｆで１０回連続測定し、初回値で判定した。
〔評価基準〕
○：０．０８未満
△：０．０８〜０．１５
×：０．１５超
【００１７】
Ｎｏ１０、１１は共に金属Ａｌ粉量がワックス量に対して多すぎる例であり、このようなときには加工性が低下する。一方、Ｎｏ９は金属Ａｌ粉が添加されていない場合であり、このようなときには色調の安定性が低下する。Ｎｏ１〜８はいずれも本発明例であって、良好な特性を有している。但し、金属Ａｌ粉量が多く、かつワックス／Ａｌが低いようなＮｏ３においては、やや加工性が低下し、また膜厚が薄いＮｏ７においては、やや耐食性が低下する傾向にある。
【００１８】
（実施例２）
実施例１と同じ方法で溶融アルミめっきを行った。このときめっき原板として表３に示す鋼板を使用した。まためっき種として、Ａｌ−１０％Ｓｉ以外にＡｌ−８％Ｓｉ−６％Ｍｇという系でも実施した。この場合も浴中にはこれ以外に不純物としてＦｅが１〜２％含有されていた。付着量はいずれも片面６０ｇ／ｍ2 とした。これにシランカップリング剤系の後処理をＳｉＯ2 換算で片面６０ｍｇ／ｍ2 塗布し、更に実施例１のＮｏ２の塗膜を施し、その性能を評価した。評価方法は色調安定性、加工性については実施例１と同一であり、耐食性のみ下の方法によった。評価結果を表４にまとめる。
【００１９】
（１）耐食性評価方法
寸法５０×２００ｍｍに剪断し、南面３０°にて屋外暴露試験を行った。３ヶ月経過後の端面からの赤錆発生率、表面の変色状況を観察した。
〔評価基準〕
○：端面からの赤錆発生率３０％未満
△：端面からの赤錆発生率３０％以上
【００２０】
【表３】
0004074417.tif 000004
【００２１】
【表４】
0004074417.tif 000005
【００２２】
Ｎｏ１のように普通鋼へのＡｌ−Ｓｉ系めっきの場合、端面、加工部、疵部等から錆が発生しやすいという欠点があるが、Ｎｏ２，３のようにＣｒ鋼をめっき原板として使用することで改善可能である。また、Ｎｏ４のようにめっき種としてＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系を適用することでもこの欠点を改善することができる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は、建材として使用するときの耐候性（色調安定性）、加工性を両立させたアルミめっき鋼板を提供するものである。本発明により、アルミめっき鋼板の用途が広がり、産業上の寄与は大きい。