早期錆熟成耐候性鋼材及びその製造方法
【課題】早期に意匠性に優れた錆を鋼材表面に生成する方法とその方法を用いた耐候性鋼材を提供する。
【解決手段】耐候性鋼を用いた鋼材表面に、ｐＨが２以上２．６未満であり、モル比が０．１≦Ｃｕ／Ｐ≦２０であるＣｕイオンとリン酸（Ｈ3ＰＯ4）、および塩化リチウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウムから選ばれる１種以上の塩１〜１０質量％を含む溶液を塗布乾燥させることにより、非常に短期に褐色の熟成した錆外観の耐候性鋼材を得る。
【解決手段】耐候性鋼を用いた鋼材表面に、ｐＨが２以上２．６未満であり、モル比が０．１≦Ｃｕ／Ｐ≦２０であるＣｕイオンとリン酸（Ｈ3ＰＯ4）、および塩化リチウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウムから選ばれる１種以上の塩１〜１０質量％を含む溶液を塗布乾燥させることにより、非常に短期に褐色の熟成した錆外観の耐候性鋼材を得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐候性鋼材の新しい表面処理方法に関し、特に、耐候性鋼に、意匠性付与で用いる目的の良外観の錆を早期に形成させる方法およびその鋼材に関する。
【背景技術】
【０００２】
耐候性鋼は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｐ、Ｍｏ等の元素が少量含有された低合金鋼であり、大気中で腐食する過程で、耐候性鋼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する。保護性の錆が形成された耐候性鋼の腐食速度は著しく低下する特徴を有しているため、近年は、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。
【０００３】
また、保護性の錆色は、落ち着いた褐色の外観を呈し、建築物などの意匠性の材料として使用するニーズも有るが、落ち着いた錆外観になるには時間を要するため、あらかじめ錆色の材料を用意しなければならないという問題がある。
錆を促進させる方法としては、腐食性の物質を塗布して乾燥することが考えられるが、季節によって湿度が異なるため、好ましい色の錆外観を安定して得るは難しい。
【０００４】
このような課題に対し、特許文献１では、ｐＨが２．３以下の酸性腐食液を１回塗布し乾燥させて錆層を生成させ、その後にリン酸塩被膜を形成させることを必須としている。しかし、リン酸塩被膜は簡易な防錆処理（防錆プライマー処理）として知られているものであり、むしろ錆の生成が抑制されてしまう。
【０００５】
また、特許文献２には、鋼材表面をｐＨ２．５ 以上７未満の溶液０．１０〜５ｍｇ/ｃｍ2で５〜６０分湿潤し次いで乾燥する工程を繰り返すという方法が提案されているが、湿潤と乾燥を繰り返すために、特別な設備が必要とするとともに生産効率が悪いという欠点が有る。
【０００６】
さらに、実使用環境における耐候性鋼材の錆発生促進手段として、水を散布して濡れ渇きを繰り返す方法が知られている。しかし、この方法は湿度の高い夏季であれば、ある程度の錆発生促進効果がえられるものの、通常の耐候性材への適用ではその効果は十分とは言えず、更に、空気の乾燥する冬季にはほとんど効果は認められないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１−１４２０８８号公報
【特許文献２】特開２００１−１７２７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、季節に依らず一年を通して、早期に意匠性に優れた錆を生成することができる耐候性鋼材とその製造法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、前記課題、特に夏季に限らず、冬季のような低湿度環境でも褐色の錆を短期に効率よく形成させための条件について鋭意検討を行い、鉄を溶解させるためのｐＨ制御と、錆形成を促進させるための適切な酸化作用を併用することが有効であることを見出し、本発明に至った。
【００１０】
即ち、本発明の要旨は、
（１） 耐候性鋼材の表面が、少なくとも、モル比で０．１≦Ｃｕ／Ｐ≦２０のＣｕとＰ、および塩化リチウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウムから選ばれる１種以上の塩を含む処理層で覆われていることを特徴とする早期錆熟成耐候性鋼材。
【００１１】
（２） 前記処理層中において、Ｃｕが付着量として１〜２００ｍｇ/ｍ2であり、Ｐが付着量として１〜３０ｍｇ/ｍ2であることを特徴とする（１）に記載の早期錆熟成耐候性鋼材。
（３） 前記耐候性鋼材が、Ｐ：０．０１〜０．１５質量％、Ｃｕ：０．１０〜１．０質量％、及びＮｉ：０．１０〜５．０質量％から選ばれた１種以上を含有する鋼よりなることを特徴とする（１）または（２）に記載の早期錆熟成耐候性鋼材。
（４） 前記耐候性鋼材が、付加成分としてさらに、Ｓｉ：０．１０〜１．０質量％、Ｃｒ：０．０１〜３．０質量％から選ばれた１種以上を含有する鋼よりなることを特徴とする（３）に記載の早期錆熟成耐候性鋼材。
【００１２】
（５） 前記耐候性鋼表面に経時によって形成される錆層が、鋼材に近い側にリチウム、マグネシウム、カルシウムから選ばれる1種以上の元素が存在し、鋼材から遠い側に塩素が存在している構造であることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の早期錆熟成耐候性鋼材
（６） 前記錆層が、鋼材に近い側に、更に、クロム、銅、リンから選ばれる1種以上の元素が存在していることを特徴とする（５）に記載の早期錆熟成耐候性鋼材
【００１３】
（７） 耐候性鋼材表面に、ｐＨが２以上２．６未満であり、モル比が０．１≦Ｃｕ／Ｐ≦２０であるＣｕイオンとリン酸（Ｈ3ＰＯ4）、および塩化リチウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウムから選ばれる１種以上の塩１〜１０質量％を含む処理液を塗布、乾燥させることを特徴とする早期錆熟成耐候性鋼材の製造方法。
【００１４】
（８） 前記処理液がリン酸（Ｈ3ＰＯ4）を０．０２質量％〜０．１５質量％、Ｃｕイオンを０．０１〜２．０質量％含有していることを特徴とする（７）に記載の早期錆熟成耐候性鋼材の製造方法。
（９） 前記処理液を、Ｃｕの付着量が１〜２００ ｍｇ/ｍ2、Ｐの付着量が1〜３０ｍｇ/ｍ2となるよう前記耐候性鋼材表面に塗布することを特徴とする（７）または（８）に記載の早期錆熟成耐候性鋼材の製造方法。
（１０） 前記耐候性鋼材が、Ｐ：０．０１〜０．１５質量％、Ｃｕ：０．１０〜１．０質量％、及びＮｉ：０．１０〜５．０質量％から選ばれた１種以上を含有する鋼よりなることを特徴とする（７）〜（９）のいずれかに記載の早期錆熟成耐候性鋼材の製造方法。
（１１） 前記耐候性鋼材料が、付加成分としてさらに、Ｓｉ：０．１０〜１．０質量％、Ｃｒ：０．０１〜３．０質量％から選ばれた１種以上を含有する鋼よりなることを特徴とする（１０）に記載の早期錆熟成耐候性鋼材の製造方法。
【００１５】
（１２） （７）〜（１１）のいずれか１項に記載の方法により得た早期錆熟成耐候性鋼材に、水の散布と乾燥を１日に１回以上行うことを特徴とする錆付耐候性鋼材の製造方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の早期錆熟成耐候性鋼材は、早期に意匠性のある錆付き耐候性鋼に変化させうるため、景観や意匠性を求められる建築材や構造物に広く利用でき、産業価値を高くする効果を有する。
ここで、早期とは２日から１週間程度のことを云う。また、意匠性とは、建築物の壁などに、塗装せずにそのまま用いても美麗な褐色（焦げ茶色）の落ち着いた錆外観をもたらすものを云う。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明による耐候性鋼材は、その表面が、モル比で０．１≦Ｃｕ／Ｐ≦２０のＣｕイオンとリン酸、および塩化リチウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウムから選ばれる１種以上の塩を含む処理層で覆われていることを特徴とする、早期錆熟成耐候性鋼材である。
【００１８】
さらに、処理層中に、Ｃｕが付着量として１〜２００ｍｇ／ｍ2、Ｐが付着量として1〜３０ｍｇ／ｍ2含まれていることを特徴とする早期錆熟成耐候性鋼材である。
Ｐはリン酸により、Ｃｕはその硫酸塩または塩化物から処理層となるため、処理液の濃度および最適ｐＨの関係より、モル比が０．１≦Ｃｕ／Ｐ≦２０の間が好ましい状態の範囲とした。
また、一回あたり均一に処理液で処理するとき、処理液の濃度から、ＣｕとＰの付着量は、Ｃｕでは１〜３００ｍｇ/ｍ2が最適な範囲であり、Ｐでは１〜３０ｍｇ／ｍ2が最適な範囲である。表面に処理斑が起きた場合の処理の繰り返しは、３回も繰り返せば十分であることから、Ｃｕが付着量として１〜２００ｍｇ／ｍ2、Ｐが付着量として１〜３０ｍｇ／ｍ2が好ましい範囲である。
【００１９】
本発明の早期錆熟成耐候性鋼材は、早期に錆外観となることが第一の目的であるが、その後長期にわたりその外観を維持することも必要である。そのために基材となる鋼材を耐候性鋼とすることが必要である。特に、前記耐候性鋼材が、Ｐ：０．０１〜０．１５質量％、Ｃｕ：０．１０〜１．０質量％、及びＮｉ：０．１０〜５．０質量％から選ばれた１種以上を含有することが好ましい。また、前記耐候性鋼材が付加成分としてさらに、Ｓｉ：０．１０〜１．０質量％、Ｃｒ：０．０１〜３．０質量％から選ばれた１種以上をさらに含有すると、より好ましい。
【００２０】
本発明の表面処理耐候性鋼材は、保護性および意匠性の観点から均一に錆を形成させるために、処理剤塗布の前に鋼材表面のミルスケールや脆い錆を除去しておくことが望ましい。ミルスケールはショットブラストやグリットブラストまたはサンドブラストによって除去すればよい。脆い錆の除去はワイヤブラシなどを用いて行えばよい。また、ブラスト処理後の錆びた鋼材については、錆びのうち表面の浮き錆のみを除去しこれに処理を行うことも可能である。
【００２１】
このように随意的に表面処理をして得られる鋼材表面に、ｐＨが２以上２．６未満であり、モル比が０．１≦Ｃｕ／Ｐ≦２０であるＣｕイオンとリン酸、および塩化リチウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウムから選ばれる1種以上の塩を１質量％〜１０質量％含む水溶液を塗布乾燥させることにより、早期錆熟成耐候性鋼材を得ることができる。
【００２２】
この処理液の塗布の方法は、スプレーあるいはローラー、または刷毛塗りなど、一般に塗装などに用いられる方法が適用可能である。
塗布する量は、鋼材が均一に濡れる塗布量であれば、例えば０．１〜５ｍｇ／ｃｍ2（鋼材表面１ｃｍ2当たり０．１０〜５ｍｇ）で、十分な効果が発現できる。乾燥は、室温、例えば２５℃±１５℃、で行うのが良い。加熱乾燥すると、乾燥が早くなり鋼材との充分に反応しない可能性があるからである。
【００２３】
溶液のｐＨの適正範囲について、ｐＨが２未満では、酸性が強くなりすぎて、鋼材表面に防食性のリン酸塩結晶が生成されるために本発明の目的を達成しなくなる。
一方、ｐＨが２．６を越えると、鋼材面の鉄の溶解性が悪くなり、処理液の濡れ性が劣るため、均一な処理となり難く、錆の生成が促進されないだけでなく、均一な錆形成がなされにくくなるからである。
【００２４】
本発明で用いるＣｕイオンは、鉄に対して酸化作用をもたらすために選択されるものである。硫酸銅、塩化銅などを用いることができる。硝酸銅を用いた場合には、硝酸イオンが鉄の不動態化をもたらし、錆生成が早くならないこと、危険性の観点から本発明の対象から除外される。
鉄よりも電気化学的電位が貴のＣｕ2+イオン以外のＣｏ2+、Ｎｉ2+、Ａｇ+金属イオンも酸化作用のあるイオンとして用いられるが、価格面などから銅が最も望ましい。
【００２５】
ＣｕとＰのモル比について、０．１≦Ｃｕ／Ｐ≦２０とすることで、鋼材に対して酸化作用を示すＣｕイオンと溶解作用をもたらす酸の割合の関係より、この範囲が好ましい範囲であることを明らかにした。
Ｃｕ／Ｐのモル比が０．１未満では、Ｃｕイオンの量が少なく、錆を形成させるのに充分な促進作用が得られない。
一方、Ｃｕ／Ｐの比が２０を超えると、鋼材表面の大部分がＣｕで覆われてしまうため、やはり錆の形成が抑制されるからＣｕ／Ｐは２０以下とする。
また、付着量は、上記の条件を満たし、１回あたりＣｕが１〜２００ ｍｇ/ｍ2、Ｐが１〜３０ｍｇ／ｍ2の範囲で付着するのが望ましい。
【００２６】
塩化リチウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウムから選ばれる1種以上の塩を１〜１０質量％を含むことで、夏季の高湿度な季節に限らず、冬季の湿度が低い空気が乾燥した場合でも、見た目に落ち着いた褐色の錆外観を短期かつ安定的に得ることができる。
塩化リチウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、これらの塩の飽和塩水の平衡湿度が、相対湿度でそれぞれ、１５％、３３．６％、３２．３％と低いため、冬季のような低湿度環境でも乾燥が遅くなるために湿度が高い季節と同様に褐色の錆が形成されると考えられる。
これらの塩の処理液中の好ましい添加量範囲は、添加量が１質量％以下では効果が少なく、１０質量％以上ではほぼ効果が一定となるから１〜１０質量％である。さらに好ましくは３〜５質量％である。
【００２７】
Ｃｕイオンとリン酸、および塩化リチウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウムから選らばれる1種以上の塩を含む水溶液を、鋼材表面に塗布し自然乾燥させて1日放置すると、ほぼ均一で褐色の錆外観が達成できる。その後、屋外などで水の散布と乾燥を繰り返すことで均一な褐色の錆が安定して形成される。この錆安定化のための水散布により処理皮膜中の塩素イオンの大半は流出するが、処理皮膜中に残留する塩素イオン濃度が高いと最終的な錆の性質に悪影響をもたらす可能性があるため、目的とする褐色の錆が形成された後には十分に表面を水洗することが望ましい。
【００２８】
以上のような処理をされた鋼材の形成過程を通して、通常の鋼材暴露の過程で生成される黄色の流れ錆も形成されることなく、ほぼ均一で美麗な褐色外観の鋼材を得ることができる。
【００２９】
本発明の早期錆熟成耐候性鋼材が経時によってその鋼材表面に形成する錆層は、褐色の外観を有しており、基材となる鋼材に含まれる成分濃度よりも高濃度のＣｕとＰを含有している。また、錆層の鋼材に近い側にＣｒの濃化もみられる。この錆層は飽和塩水平衡湿度の低い、塩化リチウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウムなどにより適度に制御された乾燥条件のもと、リン酸との共存下において、Ｃｕイオンにより鉄およびＣｒが酸化され緻密な錆の結晶が成長することで形成される。この緻密で褐色の錆が成長することで黄色い錆の形成が抑制されているものと考えられる。
【００３０】
さらに、本発明の早期錆の形成において、処理液成分である塩化リチウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウムから選ばれる１種以上に由来すると考えられるリチウム、カルシウム、マグネシウムから選ばれる１種以上が錆層の鋼材に近い側に、塩素が錆層の鋼材から遠い側（表層部分）にそれぞれ別々に存在する構造になることがＥＰＭＡ（電子線マイクロアナライザ）により解った。
【００３１】
リチウムはＥＰＭＡの分析対象外であるため、ＧＤＳ（グロー放電分光分析）により存在状態の確認を行った。ＧＤＳは試料表面の凹凸等の影響を受けるという問題はあるが、ＥＰＭＡ測定データのあるＭｇ等についてＧＤＳ分析を行った結果と同じような挙動を示していることから、同じように鋼材界面近傍に存在しているものとすることができる。
Ｐを含む上記の元素が鋼材表面の錆層中に存在することで、早期に良好な褐色外観を有する錆層が形成されるとともに緻密で安定な錆層となるため、腐食因子となる塩素元素が錆層内部に侵入することなく、表層部にとどまっているためと考えられる。
【００３２】
本発明に用いられる鋼材は耐候性鋼材である。即ち、最終的な形態として無処理の状態で保護性の錆に変化しうる耐候性鋼材であれば特に限定されず、一般的な耐候性鋼材として知られているＪＩＳのＳＭＡ、ＳＰＡ−Ｈ、ＳＰＡ−Ｃ、ニッケル系高耐候性鋼などが用いられる。
前述のように安定錆形成能を有する耐候性鋼材であれば、その組成は特に限定されるものではないが、特にＰ：０．０１〜０．１５質量％、Ｃｕ：０．１０〜１．０質量％、及びＮｉ：０．１０〜5．０質量％から選ばれた１種以上を含有すると、安定錆の早期形成、形成される錆の意匠性の点で好ましい。付加成分としてさらに、Ｓｉ：０．１０〜１．０質量％、Ｃｒ：０．０１〜３．０質量％から選ばれた１種以上をさらに含有するとより好ましい。
【実施例】
【００３３】
以下、本発明を実施例に基づいて、具体的に説明する。
表１〜３に示す実施例１〜２５、および比較例１〜２２に示す水準では、一般耐候性鋼（ＪＩＳ ＳＭＡ ４００ＡＷ）と３％Ｎｉのニッケル系高耐候性鋼（ＪＩＳ ＳＭＡ４００Ｗ−ＭＯＤ）のミルスケールつき鋼材から得た試験片（１５０ｍｍ×７５ｍｍ×５ｍｍ）に、ブラスと処理によりミルスケールを除去した後に、表１〜３に示す組成の処理液を、湿度の低い１月の実験室内（相対湿度約３５％、平均気温２０℃）で鋼材表面が均一に濡れるように１回刷毛塗りした。
【００３４】
一部の試験片は、そのまま放置し、翌日に乾燥後の外観を評価した。続いて、さらに試験片を大気中に暴露し、毎日噴霧器で水道水を散布して７日後の外観を評価した。
評価は目視により行い、評価基準としては、◎:全面に均一外観の褐色錆、○:ほぼ全面が褐色錆で一部に点状の黄色錆、△:全面が黄色錆、×：ほとんど錆無し、とした。
その結果を表１、２に示す。
【００３５】
表１、２に示す試験の結果、一般耐候性鋼材（ＳＭＡ材）と３％Ｎｉのニッケル系高耐候性鋼材（３Ｎｉ鋼）に対してほぼ同じ効果を示すのがわかる。
比較例１の、ブラストしたままの鋼材では、冬季では水を散布してもほとんど錆が生成しない。
比較例２〜３の、Ｃｕイオンだけの場合は、Ｃｕが析出してめっきとなり、暴露試験での良好な錆は得られにくいのがわかる。
比較例４〜７の、リン酸のみの場合は、ｐＨが高い溶液の場合（比較例４〜６）には、塩を添加しても添加しなくても錆生成への効果は無く、比較例７の場合にはリン酸塩と思われる白色の表面となり、錆の生成も促進されなかった。
比較例９〜１５より、リン酸とＣｕが共存しても、Ｃｕ／Ｐの比が本発明から外れる場合には効果が無いのがわかる。
比較例８、１６は、Ｃｕ／Ｐの比が適当な範囲にあるが、塩の添加の無いと、褐色の錆外観は１週間では形成されないことがわかる。
比較例１７〜１８より、ｐＨが低くなり、リン酸が多くなると、リン酸結晶の性質となるために、錆の生成が遅くなる結果となることがわかる。
【００３６】
実施例１〜２２で、ｐＨが２〜２．６の範囲、Ｃｕ／Ｐの比が適当な範囲に有り、塩化リチウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウムの1種以上が適当に有ると、翌日には褐色した錆外観となるのがわかる。さらに、１週間後には、ほぼ均一な良い外観が得られるのがわかる。
【００３７】
【表１】
【表２】
【００３８】
続いて、処理液を刷毛塗りした残りの試験片を容器内に入れて、２５℃で、相対湿度９０％が４時間、相対湿度６０％が４時間の繰り返しながら、１日後、と７日後に外観評価を行った。結果を表３に示す。
表３によると、リン酸とＣｕイオンの両方が無い比較例１９，リン酸が無い比較例２０の場合は、褐色な外観が得られず、また、Ｃｕイオンが無い比較例２１の場合には、均一な褐色な外観が得られないのが解る。リン酸とＣｕイオンが本発明の範囲にあるが、塩の添加の無い比較例２２は、７日後には錆層は形成されるが、実施例２３−２５よりも塗布１日後の外観では劣り、添加した塩の効果が確認できる。
前記の冬季屋外の結果と上記の結果を総合すると、実施例では、夏冬の季節や湿度の影響なく良好な錆外観を得る効果があることがわかる。
【００３９】
【表３】
【００４０】
以上のように、ｐＨの適正範囲（２〜２．６）で、適当な０．１≦Ｃｕ／Ｐ≦２０の範囲で、さらに適当な塩の添加によりほぼ均一な意匠性の錆外観を1週間ほどまでに生成できることがわかる。
【００４１】
次に、以上の例で得られた錆層の構造について解析した。
良好な錆外観の得られた実施例２、３の断面を、ＥＰＭＡで分析した結果、塩素元素が地鉄から遠い側に存在し、塩化物として入れた中のカチオン元素（Ｍｇ、Ｃａのいずれか）、リンが地鉄に近い側に存在していることが解った。
一方、比較例５、比較例９の同様の分析の結果では、アニオン元素の塩素とその対のカチオン元素（Ｍｇ）はほぼ同じ位置に分布していることが解った。
この結果から、地鉄に近い側にカチオン元素とリン（Ｐ）が存在する錆構造となることで、錆の安定化にあまり良くないアニオン元素の塩素が入りにくいために鋼材から遠い側に存在し、その結果良好な外観の錆が形成されると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明による早期錆熟成耐候性鋼材は、季節の影響が少なく、非常に短期に褐色の錆外観とることから、早期に意匠性の求められる建築物や土木構造物の鋼材として提供することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐候性鋼材の新しい表面処理方法に関し、特に、耐候性鋼に、意匠性付与で用いる目的の良外観の錆を早期に形成させる方法およびその鋼材に関する。
【背景技術】
【０００２】
耐候性鋼は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｐ、Ｍｏ等の元素が少量含有された低合金鋼であり、大気中で腐食する過程で、耐候性鋼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する。保護性の錆が形成された耐候性鋼の腐食速度は著しく低下する特徴を有しているため、近年は、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。
【０００３】
また、保護性の錆色は、落ち着いた褐色の外観を呈し、建築物などの意匠性の材料として使用するニーズも有るが、落ち着いた錆外観になるには時間を要するため、あらかじめ錆色の材料を用意しなければならないという問題がある。
錆を促進させる方法としては、腐食性の物質を塗布して乾燥することが考えられるが、季節によって湿度が異なるため、好ましい色の錆外観を安定して得るは難しい。
【０００４】
このような課題に対し、特許文献１では、ｐＨが２．３以下の酸性腐食液を１回塗布し乾燥させて錆層を生成させ、その後にリン酸塩被膜を形成させることを必須としている。しかし、リン酸塩被膜は簡易な防錆処理（防錆プライマー処理）として知られているものであり、むしろ錆の生成が抑制されてしまう。
【０００５】
また、特許文献２には、鋼材表面をｐＨ２．５ 以上７未満の溶液０．１０〜５ｍｇ/ｃｍ2で５〜６０分湿潤し次いで乾燥する工程を繰り返すという方法が提案されているが、湿潤と乾燥を繰り返すために、特別な設備が必要とするとともに生産効率が悪いという欠点が有る。
【０００６】
さらに、実使用環境における耐候性鋼材の錆発生促進手段として、水を散布して濡れ渇きを繰り返す方法が知られている。しかし、この方法は湿度の高い夏季であれば、ある程度の錆発生促進効果がえられるものの、通常の耐候性材への適用ではその効果は十分とは言えず、更に、空気の乾燥する冬季にはほとんど効果は認められないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１−１４２０８８号公報
【特許文献２】特開２００１−１７２７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、季節に依らず一年を通して、早期に意匠性に優れた錆を生成することができる耐候性鋼材とその製造法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、前記課題、特に夏季に限らず、冬季のような低湿度環境でも褐色の錆を短期に効率よく形成させための条件について鋭意検討を行い、鉄を溶解させるためのｐＨ制御と、錆形成を促進させるための適切な酸化作用を併用することが有効であることを見出し、本発明に至った。
【００１０】
即ち、本発明の要旨は、
（１） 耐候性鋼材の表面が、少なくとも、モル比で０．１≦Ｃｕ／Ｐ≦２０のＣｕとＰ、および塩化リチウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウムから選ばれる１種以上の塩を含む処理層で覆われていることを特徴とする早期錆熟成耐候性鋼材。
【００１１】
（２） 前記処理層中において、Ｃｕが付着量として１〜２００ｍｇ/ｍ2であり、Ｐが付着量として１〜３０ｍｇ/ｍ2であることを特徴とする（１）に記載の早期錆熟成耐候性鋼材。
（３） 前記耐候性鋼材が、Ｐ：０．０１〜０．１５質量％、Ｃｕ：０．１０〜１．０質量％、及びＮｉ：０．１０〜５．０質量％から選ばれた１種以上を含有する鋼よりなることを特徴とする（１）または（２）に記載の早期錆熟成耐候性鋼材。
（４） 前記耐候性鋼材が、付加成分としてさらに、Ｓｉ：０．１０〜１．０質量％、Ｃｒ：０．０１〜３．０質量％から選ばれた１種以上を含有する鋼よりなることを特徴とする（３）に記載の早期錆熟成耐候性鋼材。
【００１２】
（５） 前記耐候性鋼表面に経時によって形成される錆層が、鋼材に近い側にリチウム、マグネシウム、カルシウムから選ばれる1種以上の元素が存在し、鋼材から遠い側に塩素が存在している構造であることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の早期錆熟成耐候性鋼材
（６） 前記錆層が、鋼材に近い側に、更に、クロム、銅、リンから選ばれる1種以上の元素が存在していることを特徴とする（５）に記載の早期錆熟成耐候性鋼材
【００１３】
（７） 耐候性鋼材表面に、ｐＨが２以上２．６未満であり、モル比が０．１≦Ｃｕ／Ｐ≦２０であるＣｕイオンとリン酸（Ｈ3ＰＯ4）、および塩化リチウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウムから選ばれる１種以上の塩１〜１０質量％を含む処理液を塗布、乾燥させることを特徴とする早期錆熟成耐候性鋼材の製造方法。
【００１４】
（８） 前記処理液がリン酸（Ｈ3ＰＯ4）を０．０２質量％〜０．１５質量％、Ｃｕイオンを０．０１〜２．０質量％含有していることを特徴とする（７）に記載の早期錆熟成耐候性鋼材の製造方法。
（９） 前記処理液を、Ｃｕの付着量が１〜２００ ｍｇ/ｍ2、Ｐの付着量が1〜３０ｍｇ/ｍ2となるよう前記耐候性鋼材表面に塗布することを特徴とする（７）または（８）に記載の早期錆熟成耐候性鋼材の製造方法。
（１０） 前記耐候性鋼材が、Ｐ：０．０１〜０．１５質量％、Ｃｕ：０．１０〜１．０質量％、及びＮｉ：０．１０〜５．０質量％から選ばれた１種以上を含有する鋼よりなることを特徴とする（７）〜（９）のいずれかに記載の早期錆熟成耐候性鋼材の製造方法。
（１１） 前記耐候性鋼材料が、付加成分としてさらに、Ｓｉ：０．１０〜１．０質量％、Ｃｒ：０．０１〜３．０質量％から選ばれた１種以上を含有する鋼よりなることを特徴とする（１０）に記載の早期錆熟成耐候性鋼材の製造方法。
【００１５】
（１２） （７）〜（１１）のいずれか１項に記載の方法により得た早期錆熟成耐候性鋼材に、水の散布と乾燥を１日に１回以上行うことを特徴とする錆付耐候性鋼材の製造方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の早期錆熟成耐候性鋼材は、早期に意匠性のある錆付き耐候性鋼に変化させうるため、景観や意匠性を求められる建築材や構造物に広く利用でき、産業価値を高くする効果を有する。
ここで、早期とは２日から１週間程度のことを云う。また、意匠性とは、建築物の壁などに、塗装せずにそのまま用いても美麗な褐色（焦げ茶色）の落ち着いた錆外観をもたらすものを云う。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明による耐候性鋼材は、その表面が、モル比で０．１≦Ｃｕ／Ｐ≦２０のＣｕイオンとリン酸、および塩化リチウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウムから選ばれる１種以上の塩を含む処理層で覆われていることを特徴とする、早期錆熟成耐候性鋼材である。
【００１８】
さらに、処理層中に、Ｃｕが付着量として１〜２００ｍｇ／ｍ2、Ｐが付着量として1〜３０ｍｇ／ｍ2含まれていることを特徴とする早期錆熟成耐候性鋼材である。
Ｐはリン酸により、Ｃｕはその硫酸塩または塩化物から処理層となるため、処理液の濃度および最適ｐＨの関係より、モル比が０．１≦Ｃｕ／Ｐ≦２０の間が好ましい状態の範囲とした。
また、一回あたり均一に処理液で処理するとき、処理液の濃度から、ＣｕとＰの付着量は、Ｃｕでは１〜３００ｍｇ/ｍ2が最適な範囲であり、Ｐでは１〜３０ｍｇ／ｍ2が最適な範囲である。表面に処理斑が起きた場合の処理の繰り返しは、３回も繰り返せば十分であることから、Ｃｕが付着量として１〜２００ｍｇ／ｍ2、Ｐが付着量として１〜３０ｍｇ／ｍ2が好ましい範囲である。
【００１９】
本発明の早期錆熟成耐候性鋼材は、早期に錆外観となることが第一の目的であるが、その後長期にわたりその外観を維持することも必要である。そのために基材となる鋼材を耐候性鋼とすることが必要である。特に、前記耐候性鋼材が、Ｐ：０．０１〜０．１５質量％、Ｃｕ：０．１０〜１．０質量％、及びＮｉ：０．１０〜５．０質量％から選ばれた１種以上を含有することが好ましい。また、前記耐候性鋼材が付加成分としてさらに、Ｓｉ：０．１０〜１．０質量％、Ｃｒ：０．０１〜３．０質量％から選ばれた１種以上をさらに含有すると、より好ましい。
【００２０】
本発明の表面処理耐候性鋼材は、保護性および意匠性の観点から均一に錆を形成させるために、処理剤塗布の前に鋼材表面のミルスケールや脆い錆を除去しておくことが望ましい。ミルスケールはショットブラストやグリットブラストまたはサンドブラストによって除去すればよい。脆い錆の除去はワイヤブラシなどを用いて行えばよい。また、ブラスト処理後の錆びた鋼材については、錆びのうち表面の浮き錆のみを除去しこれに処理を行うことも可能である。
【００２１】
このように随意的に表面処理をして得られる鋼材表面に、ｐＨが２以上２．６未満であり、モル比が０．１≦Ｃｕ／Ｐ≦２０であるＣｕイオンとリン酸、および塩化リチウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウムから選ばれる1種以上の塩を１質量％〜１０質量％含む水溶液を塗布乾燥させることにより、早期錆熟成耐候性鋼材を得ることができる。
【００２２】
この処理液の塗布の方法は、スプレーあるいはローラー、または刷毛塗りなど、一般に塗装などに用いられる方法が適用可能である。
塗布する量は、鋼材が均一に濡れる塗布量であれば、例えば０．１〜５ｍｇ／ｃｍ2（鋼材表面１ｃｍ2当たり０．１０〜５ｍｇ）で、十分な効果が発現できる。乾燥は、室温、例えば２５℃±１５℃、で行うのが良い。加熱乾燥すると、乾燥が早くなり鋼材との充分に反応しない可能性があるからである。
【００２３】
溶液のｐＨの適正範囲について、ｐＨが２未満では、酸性が強くなりすぎて、鋼材表面に防食性のリン酸塩結晶が生成されるために本発明の目的を達成しなくなる。
一方、ｐＨが２．６を越えると、鋼材面の鉄の溶解性が悪くなり、処理液の濡れ性が劣るため、均一な処理となり難く、錆の生成が促進されないだけでなく、均一な錆形成がなされにくくなるからである。
【００２４】
本発明で用いるＣｕイオンは、鉄に対して酸化作用をもたらすために選択されるものである。硫酸銅、塩化銅などを用いることができる。硝酸銅を用いた場合には、硝酸イオンが鉄の不動態化をもたらし、錆生成が早くならないこと、危険性の観点から本発明の対象から除外される。
鉄よりも電気化学的電位が貴のＣｕ2+イオン以外のＣｏ2+、Ｎｉ2+、Ａｇ+金属イオンも酸化作用のあるイオンとして用いられるが、価格面などから銅が最も望ましい。
【００２５】
ＣｕとＰのモル比について、０．１≦Ｃｕ／Ｐ≦２０とすることで、鋼材に対して酸化作用を示すＣｕイオンと溶解作用をもたらす酸の割合の関係より、この範囲が好ましい範囲であることを明らかにした。
Ｃｕ／Ｐのモル比が０．１未満では、Ｃｕイオンの量が少なく、錆を形成させるのに充分な促進作用が得られない。
一方、Ｃｕ／Ｐの比が２０を超えると、鋼材表面の大部分がＣｕで覆われてしまうため、やはり錆の形成が抑制されるからＣｕ／Ｐは２０以下とする。
また、付着量は、上記の条件を満たし、１回あたりＣｕが１〜２００ ｍｇ/ｍ2、Ｐが１〜３０ｍｇ／ｍ2の範囲で付着するのが望ましい。
【００２６】
塩化リチウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウムから選ばれる1種以上の塩を１〜１０質量％を含むことで、夏季の高湿度な季節に限らず、冬季の湿度が低い空気が乾燥した場合でも、見た目に落ち着いた褐色の錆外観を短期かつ安定的に得ることができる。
塩化リチウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、これらの塩の飽和塩水の平衡湿度が、相対湿度でそれぞれ、１５％、３３．６％、３２．３％と低いため、冬季のような低湿度環境でも乾燥が遅くなるために湿度が高い季節と同様に褐色の錆が形成されると考えられる。
これらの塩の処理液中の好ましい添加量範囲は、添加量が１質量％以下では効果が少なく、１０質量％以上ではほぼ効果が一定となるから１〜１０質量％である。さらに好ましくは３〜５質量％である。
【００２７】
Ｃｕイオンとリン酸、および塩化リチウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウムから選らばれる1種以上の塩を含む水溶液を、鋼材表面に塗布し自然乾燥させて1日放置すると、ほぼ均一で褐色の錆外観が達成できる。その後、屋外などで水の散布と乾燥を繰り返すことで均一な褐色の錆が安定して形成される。この錆安定化のための水散布により処理皮膜中の塩素イオンの大半は流出するが、処理皮膜中に残留する塩素イオン濃度が高いと最終的な錆の性質に悪影響をもたらす可能性があるため、目的とする褐色の錆が形成された後には十分に表面を水洗することが望ましい。
【００２８】
以上のような処理をされた鋼材の形成過程を通して、通常の鋼材暴露の過程で生成される黄色の流れ錆も形成されることなく、ほぼ均一で美麗な褐色外観の鋼材を得ることができる。
【００２９】
本発明の早期錆熟成耐候性鋼材が経時によってその鋼材表面に形成する錆層は、褐色の外観を有しており、基材となる鋼材に含まれる成分濃度よりも高濃度のＣｕとＰを含有している。また、錆層の鋼材に近い側にＣｒの濃化もみられる。この錆層は飽和塩水平衡湿度の低い、塩化リチウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウムなどにより適度に制御された乾燥条件のもと、リン酸との共存下において、Ｃｕイオンにより鉄およびＣｒが酸化され緻密な錆の結晶が成長することで形成される。この緻密で褐色の錆が成長することで黄色い錆の形成が抑制されているものと考えられる。
【００３０】
さらに、本発明の早期錆の形成において、処理液成分である塩化リチウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウムから選ばれる１種以上に由来すると考えられるリチウム、カルシウム、マグネシウムから選ばれる１種以上が錆層の鋼材に近い側に、塩素が錆層の鋼材から遠い側（表層部分）にそれぞれ別々に存在する構造になることがＥＰＭＡ（電子線マイクロアナライザ）により解った。
【００３１】
リチウムはＥＰＭＡの分析対象外であるため、ＧＤＳ（グロー放電分光分析）により存在状態の確認を行った。ＧＤＳは試料表面の凹凸等の影響を受けるという問題はあるが、ＥＰＭＡ測定データのあるＭｇ等についてＧＤＳ分析を行った結果と同じような挙動を示していることから、同じように鋼材界面近傍に存在しているものとすることができる。
Ｐを含む上記の元素が鋼材表面の錆層中に存在することで、早期に良好な褐色外観を有する錆層が形成されるとともに緻密で安定な錆層となるため、腐食因子となる塩素元素が錆層内部に侵入することなく、表層部にとどまっているためと考えられる。
【００３２】
本発明に用いられる鋼材は耐候性鋼材である。即ち、最終的な形態として無処理の状態で保護性の錆に変化しうる耐候性鋼材であれば特に限定されず、一般的な耐候性鋼材として知られているＪＩＳのＳＭＡ、ＳＰＡ−Ｈ、ＳＰＡ−Ｃ、ニッケル系高耐候性鋼などが用いられる。
前述のように安定錆形成能を有する耐候性鋼材であれば、その組成は特に限定されるものではないが、特にＰ：０．０１〜０．１５質量％、Ｃｕ：０．１０〜１．０質量％、及びＮｉ：０．１０〜5．０質量％から選ばれた１種以上を含有すると、安定錆の早期形成、形成される錆の意匠性の点で好ましい。付加成分としてさらに、Ｓｉ：０．１０〜１．０質量％、Ｃｒ：０．０１〜３．０質量％から選ばれた１種以上をさらに含有するとより好ましい。
【実施例】
【００３３】
以下、本発明を実施例に基づいて、具体的に説明する。
表１〜３に示す実施例１〜２５、および比較例１〜２２に示す水準では、一般耐候性鋼（ＪＩＳ ＳＭＡ ４００ＡＷ）と３％Ｎｉのニッケル系高耐候性鋼（ＪＩＳ ＳＭＡ４００Ｗ−ＭＯＤ）のミルスケールつき鋼材から得た試験片（１５０ｍｍ×７５ｍｍ×５ｍｍ）に、ブラスと処理によりミルスケールを除去した後に、表１〜３に示す組成の処理液を、湿度の低い１月の実験室内（相対湿度約３５％、平均気温２０℃）で鋼材表面が均一に濡れるように１回刷毛塗りした。
【００３４】
一部の試験片は、そのまま放置し、翌日に乾燥後の外観を評価した。続いて、さらに試験片を大気中に暴露し、毎日噴霧器で水道水を散布して７日後の外観を評価した。
評価は目視により行い、評価基準としては、◎:全面に均一外観の褐色錆、○:ほぼ全面が褐色錆で一部に点状の黄色錆、△:全面が黄色錆、×：ほとんど錆無し、とした。
その結果を表１、２に示す。
【００３５】
表１、２に示す試験の結果、一般耐候性鋼材（ＳＭＡ材）と３％Ｎｉのニッケル系高耐候性鋼材（３Ｎｉ鋼）に対してほぼ同じ効果を示すのがわかる。
比較例１の、ブラストしたままの鋼材では、冬季では水を散布してもほとんど錆が生成しない。
比較例２〜３の、Ｃｕイオンだけの場合は、Ｃｕが析出してめっきとなり、暴露試験での良好な錆は得られにくいのがわかる。
比較例４〜７の、リン酸のみの場合は、ｐＨが高い溶液の場合（比較例４〜６）には、塩を添加しても添加しなくても錆生成への効果は無く、比較例７の場合にはリン酸塩と思われる白色の表面となり、錆の生成も促進されなかった。
比較例９〜１５より、リン酸とＣｕが共存しても、Ｃｕ／Ｐの比が本発明から外れる場合には効果が無いのがわかる。
比較例８、１６は、Ｃｕ／Ｐの比が適当な範囲にあるが、塩の添加の無いと、褐色の錆外観は１週間では形成されないことがわかる。
比較例１７〜１８より、ｐＨが低くなり、リン酸が多くなると、リン酸結晶の性質となるために、錆の生成が遅くなる結果となることがわかる。
【００３６】
実施例１〜２２で、ｐＨが２〜２．６の範囲、Ｃｕ／Ｐの比が適当な範囲に有り、塩化リチウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウムの1種以上が適当に有ると、翌日には褐色した錆外観となるのがわかる。さらに、１週間後には、ほぼ均一な良い外観が得られるのがわかる。
【００３７】
【表１】
【表２】
【００３８】
続いて、処理液を刷毛塗りした残りの試験片を容器内に入れて、２５℃で、相対湿度９０％が４時間、相対湿度６０％が４時間の繰り返しながら、１日後、と７日後に外観評価を行った。結果を表３に示す。
表３によると、リン酸とＣｕイオンの両方が無い比較例１９，リン酸が無い比較例２０の場合は、褐色な外観が得られず、また、Ｃｕイオンが無い比較例２１の場合には、均一な褐色な外観が得られないのが解る。リン酸とＣｕイオンが本発明の範囲にあるが、塩の添加の無い比較例２２は、７日後には錆層は形成されるが、実施例２３−２５よりも塗布１日後の外観では劣り、添加した塩の効果が確認できる。
前記の冬季屋外の結果と上記の結果を総合すると、実施例では、夏冬の季節や湿度の影響なく良好な錆外観を得る効果があることがわかる。
【００３９】
【表３】
【００４０】
以上のように、ｐＨの適正範囲（２〜２．６）で、適当な０．１≦Ｃｕ／Ｐ≦２０の範囲で、さらに適当な塩の添加によりほぼ均一な意匠性の錆外観を1週間ほどまでに生成できることがわかる。
【００４１】
次に、以上の例で得られた錆層の構造について解析した。
良好な錆外観の得られた実施例２、３の断面を、ＥＰＭＡで分析した結果、塩素元素が地鉄から遠い側に存在し、塩化物として入れた中のカチオン元素（Ｍｇ、Ｃａのいずれか）、リンが地鉄に近い側に存在していることが解った。
一方、比較例５、比較例９の同様の分析の結果では、アニオン元素の塩素とその対のカチオン元素（Ｍｇ）はほぼ同じ位置に分布していることが解った。
この結果から、地鉄に近い側にカチオン元素とリン（Ｐ）が存在する錆構造となることで、錆の安定化にあまり良くないアニオン元素の塩素が入りにくいために鋼材から遠い側に存在し、その結果良好な外観の錆が形成されると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明による早期錆熟成耐候性鋼材は、季節の影響が少なく、非常に短期に褐色の錆外観とることから、早期に意匠性の求められる建築物や土木構造物の鋼材として提供することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐候性鋼材の表面が、少なくとも、モル比で０．１≦Ｃｕ／Ｐ≦２０のＣｕとＰ、および塩化リチウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウムから選ばれる１種以上の塩を含む処理層で覆われていることを特徴とする早期錆熟成耐候性鋼材
【請求項２】
前記処理層中において、Ｃｕが付着量として１〜２００ｍｇ/ｍ2であり、Ｐが付着量として1〜３０ｍｇ/ｍ2であることを特徴とする請求項１に記載の早期錆熟成耐候性鋼材
【請求項３】
前記耐候性鋼材が、Ｐ：０．０１〜０．１５質量％、Ｃｕ：０．１０〜１．０質量％、及びＮｉ：０．１０〜５．０質量％から選ばれた１種以上を含有する鋼よりなることを特徴とする請求項１または２に記載の早期錆熟成耐候性鋼材。
【請求項４】
前記耐候性鋼材が、付加成分としてさらに、Ｓｉ：０．１０〜１．０質量％、Ｃｒ：０．０１〜３．０質量％から選ばれた１種以上を含有する鋼よりなることを特徴とする請求項３に記載の早期錆熟成耐候性鋼材。
【請求項５】
前記耐候性鋼表面に経時によって形成される錆層が、鋼材に近い側にリチウム、マグネシウム、カルシウムから選ばれる1種以上の元素が存在し、鋼材から遠い側に塩素が存在している構造であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の早期錆熟成耐候性鋼材
【請求項６】
前記錆層が、鋼材に近い側に、さらに、クロム、銅、リンから選ばれる1種以上の元素が存在している構造であることを特徴とする請求項５に記載の早期錆熟成耐候性鋼材
【請求項７】
耐候性鋼材表面に、ｐＨが２以上２．６未満であり、モル比が０．１≦Ｃｕ／Ｐ≦２０であるＣｕイオンとリン酸（Ｈ3ＰＯ4）、および塩化リチウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウムから選ばれる１種以上の塩１〜１０質量％を含む処理液を塗布、乾燥させることを特徴とする早期錆熟成耐候性鋼材の製造方法。
【請求項８】
前記処理液がリン酸（Ｈ3ＰＯ4）を０．０２質量％〜０．１５質量％、Ｃｕイオンを０．０１〜２．０質量％含有していることを特徴とする請求項７に記載の早期錆熟成耐候性鋼材の製造方法。
【請求項９】
前記処理液を、Ｃｕの付着量が１〜２００ｍｇ/ｍ2、Ｐの付着量が1〜３０ｍｇ/ｍ2となるよう前記耐候性鋼材表面に塗布することを特徴とする請求項７または８に記載の早期錆熟成耐候性鋼材の製造方法。
【請求項１０】
前記耐候性鋼材が、Ｐ：０．０１〜０．１５質量％、Ｃｕ：０．１０〜１．０質量％、及びＮｉ：０．１０〜５．０質量％から選ばれた１種以上を含有する鋼よりなることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の早期錆熟成耐候性鋼材の製造方法。
【請求項１１】
前記耐候性鋼材が、付加成分としてさらに、Ｓｉ：０．１０〜１．０質量％、Ｃｒ：０．０１〜３．０質量％から選ばれた１種以上を含有する鋼よりなることを特徴とする請求項１０に記載の早期錆熟成耐候性鋼材の製造方法。
【請求項１２】
請求項７〜１１のいずれか１項に記載の方法により得た早期錆熟成耐候性鋼材に、水の散布と乾燥を１日に１回以上行うことを特徴とする錆付耐候性鋼材の製造方法。
【請求項１】
耐候性鋼材の表面が、少なくとも、モル比で０．１≦Ｃｕ／Ｐ≦２０のＣｕとＰ、および塩化リチウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウムから選ばれる１種以上の塩を含む処理層で覆われていることを特徴とする早期錆熟成耐候性鋼材
【請求項２】
前記処理層中において、Ｃｕが付着量として１〜２００ｍｇ/ｍ2であり、Ｐが付着量として1〜３０ｍｇ/ｍ2であることを特徴とする請求項１に記載の早期錆熟成耐候性鋼材
【請求項３】
前記耐候性鋼材が、Ｐ：０．０１〜０．１５質量％、Ｃｕ：０．１０〜１．０質量％、及びＮｉ：０．１０〜５．０質量％から選ばれた１種以上を含有する鋼よりなることを特徴とする請求項１または２に記載の早期錆熟成耐候性鋼材。
【請求項４】
前記耐候性鋼材が、付加成分としてさらに、Ｓｉ：０．１０〜１．０質量％、Ｃｒ：０．０１〜３．０質量％から選ばれた１種以上を含有する鋼よりなることを特徴とする請求項３に記載の早期錆熟成耐候性鋼材。
【請求項５】
前記耐候性鋼表面に経時によって形成される錆層が、鋼材に近い側にリチウム、マグネシウム、カルシウムから選ばれる1種以上の元素が存在し、鋼材から遠い側に塩素が存在している構造であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の早期錆熟成耐候性鋼材
【請求項６】
前記錆層が、鋼材に近い側に、さらに、クロム、銅、リンから選ばれる1種以上の元素が存在している構造であることを特徴とする請求項５に記載の早期錆熟成耐候性鋼材
【請求項７】
耐候性鋼材表面に、ｐＨが２以上２．６未満であり、モル比が０．１≦Ｃｕ／Ｐ≦２０であるＣｕイオンとリン酸（Ｈ3ＰＯ4）、および塩化リチウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウムから選ばれる１種以上の塩１〜１０質量％を含む処理液を塗布、乾燥させることを特徴とする早期錆熟成耐候性鋼材の製造方法。
【請求項８】
前記処理液がリン酸（Ｈ3ＰＯ4）を０．０２質量％〜０．１５質量％、Ｃｕイオンを０．０１〜２．０質量％含有していることを特徴とする請求項７に記載の早期錆熟成耐候性鋼材の製造方法。
【請求項９】
前記処理液を、Ｃｕの付着量が１〜２００ｍｇ/ｍ2、Ｐの付着量が1〜３０ｍｇ/ｍ2となるよう前記耐候性鋼材表面に塗布することを特徴とする請求項７または８に記載の早期錆熟成耐候性鋼材の製造方法。
【請求項１０】
前記耐候性鋼材が、Ｐ：０．０１〜０．１５質量％、Ｃｕ：０．１０〜１．０質量％、及びＮｉ：０．１０〜５．０質量％から選ばれた１種以上を含有する鋼よりなることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の早期錆熟成耐候性鋼材の製造方法。
【請求項１１】
前記耐候性鋼材が、付加成分としてさらに、Ｓｉ：０．１０〜１．０質量％、Ｃｒ：０．０１〜３．０質量％から選ばれた１種以上を含有する鋼よりなることを特徴とする請求項１０に記載の早期錆熟成耐候性鋼材の製造方法。
【請求項１２】
請求項７〜１１のいずれか１項に記載の方法により得た早期錆熟成耐候性鋼材に、水の散布と乾燥を１日に１回以上行うことを特徴とする錆付耐候性鋼材の製造方法。
【公開番号】特開２０１１−２４１４７６（Ｐ２０１１−２４１４７６Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９２４０６（Ｐ２０１１−９２４０６）
【出願日】平成２３年４月１８日（２０１１．４．１８）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１８日（２０１１．４．１８）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
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