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日新製鋼株式会社の鋼板製品・ZAMについて

日新製鋼株式会社;
  日本の高炉メーカーで、新日鐵住金、JFEスチール、神戸製鋼所に次ぐ代四位の高炉一貫生産会社
  特にステンレス冷延ではトップの生産、鋼板の表面処理技術に優れたメーカーです。
  1999年、世界に先駆けてガルバリウムメッキに匹敵する高耐候性メッキ・ZAMを開発

 ZAM®;高耐候性鋼板: 亜鉛+アルミニウム+マグネシウム合金メッキ

   ガルバリウム鋼板が米国のベツレヘムスチール社によって開発されてから、約50年の経過があって、やっとこれを超える、耐用年数、加工精度、加工性能を上回る鋼板が開発されつつあります。その先駆けとも言っていい、製品が日新製鋼の「ZAM」です。ガルバリウム鋼板は、亜鉛、アルミニウム、シリコンの合金で長期安定性を実現してますが、ZAMは、亜鉛、アルミニウム、マグネシウムを使ってガルバリウム鋼板を超えた長期耐候性、耐久性を追求しました。そのデータが、日新製鋼のZAMの性能諸元に掲載されています。 残念ながら、未だ日新製鋼自身、他の屋根材メーカは屋根材への応用製品を出していないのが残念です。早くの屋根材への応用を期待したいと思います。
   ZAMの、ガルバリウム鋼板、溶融亜鉛メッキとの性能比較をしてみたいと思います。
 まず、組成を確認します。(メッキの内容)
   日新製鋼 「ZAM」 : マグネシウム(3%)、アルミニウム(6%)、亜鉛(91%)
 ガルバリウム鋼板: アルミニウム(55%)、亜鉛(43.4%)、シリコン(1.6%)
 亜鉛メッキ(簡単にトタン): 亜鉛(100%)

●日新製鋼の性能、耐候性実験の結果比較:

 錆びない性能を表す、耐候性試験・実験です。過酷な塩水を噴霧しながらの各メッキ鋼板の錆びる程度を
 試験しています。 塩水噴霧試験は、JIS規格で JIS Z 2371の規格に沿って行われています。
 実験結果1: 条件:塩水噴霧試験(SST: JIS Z 2371)、メッキ付着量 90/90g/㎡、無処理
 試験体は、4つ:
 ・ZAM: アルミニウム:6%、マグネシウム:3%、亜鉛:91% メッキ
 ・溶融55% AL-Zn 合金メッキ: アルミニウム:55%、亜鉛:43.4%、ガルバリウム鋼板のことです
 ・溶融 Zn-5%AL 合金メッキ: この書き方は分かり難いですが、アルミニウム:5%、亜鉛:95%
  の合金メッキ鋼板です。
 ・溶融Znメッキ: 亜鉛100%メッキ鋼板、トタンと同じ亜鉛メッキのことです。
 溶融55% AL-Zn の書き方は、AL:アルミニウム55%の亜鉛メッキで、これはガルバリウム鋼板のことです。シリコンの1.6%は、省略して書いてあす。また、何故、溶融 Zn-5%ALなどと知らないメッキが出てくるのかというと、アルミニウムは、防食作用の強い金属で、亜鉛にどのくらい混合すると、耐候性が増えるか?という研究が一生懸命になされています。その混合比で、アルミニウム 5%のところに耐候性がよくなるピークがあります。結構有名なピークですが、JFEも日鉄住金鋼板もこのアルミニウムの混合比をいろいろ研究しています。
 このZAMのカタログが作られたのは日鉄住金鋼板のSGLの前と思われます。ですので、SGLは比較実験の対象になっていません。最大のライバルと思われるSGLとの比較を是非見て見たいとおもうのですが・・・

 この実験の条件で気を付けたいこと:
 このような専門の実験は、特にその結果やグラフを評価するとき、専門の知識というよりは、その見方です。やや批判的にみるようにして、この実験は公平に、条件もきちんと整えられているのか?を良く考えることが肝要です。メーカーは、自分の製品を良く見せようと結果を改ざんしていなか?実験の条件は、正しいか?測定条件は揃っていて、瑕疵がないか?などいろいろ考えなければなりません。ですから、お忙しいお客様にとっては、少し解説が必要となるはずです。
 私も一応工学を学んだものとして、この比較実験を実施するときに、気をつけなければならないことがあります。比較実験をする時には、比較する事項以外は、条件を同じにしないといけないと思うのです。検体であるメッキの厚さは同じでなくてはなりません。これについて、苦言を言えば、検体のメッキの重量を同じにしても、メッキの厚さは、それぞれ違うはずです。何故なら金属の比重が違うからです。1㎡あたりのメッキの量を重量で表していますが; メッキ付着量 90/90g/㎡とありますが、アルミニウム、亜鉛、マグネシウムのそれぞれは比重が違うので、同じ90gを1㎡にメッキすると、おのおののメッキの厚さは、違うはずです。
 各金属の比重は、各
 亜鉛: 7.14g/立方cm、アルミニウム: 2.7g/立方cm、マグネシウム: 1.73g/立方cm
 です。 これを元に、各メッキの比重は:
   ZAM: 6.7g/立方cm
   ガルバリウム鋼板: 4.5g/立方cm
   亜鉛メッキ:7.14g/立方cm
   Zn-5% AL 合金: 6.95g/立方cm
 一方この実験に使われる各メッキの量は、90g/㎡であるので、各メッキの比重から
 メッキの厚さが計算できます。
   ZAM: 6.7g/立方cmのものを、1㎡ 90g 使うので、その厚みは: 13.4μm
   ガルバリウム鋼板: 4.5g/立方cmのものを 1㎡ 90g使うので、その厚みは: 20.0μm
   亜鉛メッキ:7.14g/立方cmのものを 1㎡ 90g使うので、その厚みは: 12.6μm
   Zn-5% AL 合金: 6.95g/立方cmのものを 1㎡ 90g使うのでその厚みは: 12.9μm
 何が言いたいのか? というと、ガルバリウム鋼板だけ軽いアルミニウムの混合比が大きいのです。同じ重量のメッキですと、軽いメッキの方がメッキ層は厚くなります。書いてあるメッキ量 90g/㎡が正しいとすれば、この実験で メッキの厚さが薄いZAM(13.4ミクロン)とメッキの厚さが厚いガルバリウム鋼板(20.0ミクロン)のでは、2500時間後に同じ表面で錆びは無かったという結果は、メッキの薄いZAMが優秀と解釈もあります。
更に赤錆発生までの時間のグラフをみると;
 実験結果2: 実験結果1の実験で、メッキ量(ここでは重量でやっていますが)と赤錆の発生時間とを
 グラフにしています。 横軸は各メッキのメッキの量(厚さに関係)と塩水噴霧で赤錆が発生した時間を表しています。実験1でも実験2でもZAMとガルバリウム鋼板は、そんなに錆びつくまでの性能の大きな差はないと思います。とくに実験1では、見た目両方とも 2500時間後も錆びの発生は無いですし、表面も塩はいっぱい張り付いていますが、変化の差は無いように思います。それを数値化したものが、実験2のグラフになります。
 実験2のグラフ、確かに溶融亜鉛メッキ(トタン)に対してはかなり、錆びるまでの時間が長い、ZAMの有利性が理解できます。ですが、ガルバリウム鋼板と比較すると、ZAMの方が少し良いかな?と思ってしまいます。
 また、このグラフからは、メッキの量(メッキの厚さ)は、赤錆の発生時間とは、比例関係にあると言えそうです つまり、メッキの量、厚さが多い程赤錆までの時間も長くなる、と言えるグラフです。その比例関係を鑑みると、ガルバリウム鋼板のメッキ量を120g/㎡にすると、赤錆までの時間は、10,000時間程度になると予想されるのではないでしょうか?確かにこのグラフは、ガルバリウム鋼板より耐用年数、赤錆までの時間性能は、ガルバリウム鋼板より優秀と言えそうです。是非、SGLとの比較実験が見たいと思います。
 まあ実験した検体のメッキ層の厚さを同じにするのは、電子顕微鏡で見ないと測定不可能ですので、またいろいろな実験もやっているので、メッキの厚さを測定するのは、時間的に技術的にかなり困難ではあります。その事情は理解するのですが、はやり、メッキの量、厚さと耐候性とはかなり相関関係があるので、このポイントはどうかな?という意見です。
 ZAMのいろいろな耐久実験の結果は、URL:http://products.nisshin-steel.co.jp/list/でダウンロードができますので、是非御自分で確認して貰いたいところです。

 鋼板メーカーは、長年、どの成分をどれだけの割合でどうメッキに混合するのか?実験と設計、検証をやっていると、思います。今も研究は日夜続けられています。最良の成分とその混合比、メッキのやり方は、完全ではないのが現実かもしれません。今の技術で、日鉄住金鋼板が開発したSGLも,、JFEが作ったJ-クラフトも、今製品化したのは、この時点での製造、販売を含めての最善の製品のはずです。しかし、これから更に良い、安く、高い耐候性能をもった製品が出て来るかもしれません。しかし、日新製鋼のZAMは、1999年に発売されて以来17年以上も長く販売を続けられているのは、製品が優れているからだと思っています。
 やはく屋根材に応用して欲しいと思います。販売戦略上なにか事情があるのでしょう。日鉄住金鋼板やJFE鋼板の二大ガルバリウム鋼板メーカーに食い込んで戦うのは、正直しんどいかもしれません。それより彼らがやっていない分野で販売を延ばした方が得策だという製品戦略もありと思います。でもユーザーとしては、より競争があって、価格面、製品性能での競争をしてもらったほうが我々にとっての利益になるのですが
 すみません、最後は愚痴でした。ZAMの屋根材を待ち望みます。

 日新製鋼株式会社という会社

 1939年、田中亜鉛鍍金工場として創業、1959年、日亜製鋼と日本鐵板が合併し、日新製鋼株式会社が
 発足。2014年には、日新製鋼ホールディングス、日新製鋼、日本金属工業、3社合併により日新製鋼株式会社が発足。2017年新日鐵住金グループ入り。・・・ん。 と会社の沿革を見ていたら、新日鐵住金のグループいり??? だから 日鉄住金鋼板のSGLに対抗してZAMの新製品が出せないのか?と邪推をしてしまいます
または、メッキ鋼板では、共同歩調をとる戦略なのか?何かしらの住み分けをするのか? ・ ・ ・
最後の一分が気になりました。このニュースは知りませんでした。

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