むき出しのスチールは錆び、錆びた携行缶は内容物を汚染し、やがて漏れます。スチール容器を何年も使い続けられるのは、内外のコーティングによるものです。
簡単な答え： 亜鉛メッキ鋼とステンレス鋼の違いは何か。
亜鉛メッキ鋼は亜鉛の被膜をまとった軟鋼であり、亜鉛が尽きるまで鋼の身代わりとして腐食する。ステンレス鋼はクロムを10.5%以上含む合金で、酸化皮膜は傷がついても自己修復する。米国FDAのFood Codeは、酸性の食品を扱う食品接触面に亜鉛メッキの金属を使うことを認めていないため、亜鉛メッキ缶は燃料用となる。
鋼は、水分と酸素が金属に達すると腐食する。屋外に置かれる容器、たとえばテールゲート上や洗浄エリアで使う容器では、無防備な鋼の寿命は短い。保護こそが、鋼を実用に耐えるものにする。鋼製缶を仕様に定めるとき、実際に定めているのはその被覆であり、そこを決定事項として扱うべきである。
鉄は水と酸素が届くところでは酸化し、生じる酸化物は多孔質で、表面を封じる代わりに剥がれ落ちる。これがアルミニウムやステンレス鋼との違いである。これらの酸化物は緻密で強固に密着し、数原子層で反応を止める。錆は新しい金属を空気にさらし、材料が尽きるまで反応を進行させる。
したがって鋼を守るとは、2 つのうちどちらかを意味する。水と酸素を近づけないか、腐食にそちらのほうが好ましいものを与えるかである。塗料、粉体塗装、内面ライニングは前者の道をとり、皮膜が破れた瞬間に機能を失う。亜鉛は後者の道をとり、傷が付いた後も働き続ける。どちらの道を使う仕上げかを知れば、その缶が倉庫を出て小突かれ始めたときにどう振る舞うかが正確に分かる。
亜鉛メッキは鋼を亜鉛で被覆する。亜鉛は腐食に耐え、被膜に傷が付いた場合には自らが犠牲となって下の鋼を守る。耐久性が高くメンテナンスの少ない仕上げで、燃料用と屋外用途に適する。亜鉛メッキ缶が燃料用であって食品や水用でない理由も亜鉛にある。亜鉛は缶の内容物に溶け出すことがあり、米国FDAのフードコードは、酸性の食品に使う食品接触面に亜鉛メッキ金属を使うことを禁じている。
同じ名称で呼ばれる2つの工程があり、互換性はない。ISO 1461に基づく溶融亜鉛メッキは、鋼を溶融した亜鉛に浸し、冶金的に結合した被膜を、通常は厚さ45〜85 µmに成長させる。EN 10346に基づく連続亜鉛メッキ鋼板はより薄い。Z275記号は両面合計で275 g/m²、片面あたり約20 µmを意味する。ISO 2081に基づく電気亜鉛メッキはさらに薄く、めっき部品では5〜12 µmのことが多く、JIS G 3313のSECCのような電気亜鉛メッキ鋼板は、片面あたり約1.4〜5.6 µmである。得られるのは、塗装のなじみがよい非常に均一な表面であり、屋外での長寿命ではない。
買い手にとっての実務上の帰結は、亜鉛メッキという語だけでは、使用寿命が 10 倍違う仕上げまで含んでしまうということである。どの処理か、そして付着量はいくらかを尋ね、その答えを鋼種と並べて仕様書に書き込ませること。亜鉛メッキとだけ書かれた見積りは、誰かに責任を負わせられる情報を何も伝えていない。Z275 の鋼板と溶融亜鉛メッキ仕上げの差が価格に表れるのには理由がある。
亜鉛は鋼よりも優先して腐食する。亜鉛メッキ面に傷を付けると、傷の周囲の亜鉛が自らの金属を犠牲にし、露出した鋼を錆から守る。技術者はこれをカソード防食（犠牲防食）と呼び、これが亜鉛メッキ缶が日常の取り扱いでつく擦り傷をものともしない理由である。塗装は逆の挙動を示す。塗装パネルが欠けると素地の鋼が露出し、ただちに錆び始め、錆が塗膜の下へと進行する。この挙動の差は、引きずられ、積み重ねられ、ぶつけられる缶で最も重要になる。
亜鉛は標準電位でおよそ−0.76 Vに位置し、鉄の−0.44 Vに対する値であるから、両方の金属が濡れて接続されていれば、溶け出すのは亜鉛のほうである。保護は露出部を横方向に及ぶ。だから幅数ミリメートルの傷は清浄なまま保たれ、その両側の亜鉛がゆっくり身を削る。損傷部の上を何かが流れる必要も、封じる必要もない。反応が侵食する相手として、鋼はそもそも適していないというだけである。
限界は、犠牲防食が働くにつれて消耗することであり、そのため被覆の寿命は計算で求められる。ISO 9223は、亜鉛の減少量を、一般的な都市大気で年0.7〜2.1 µm、沿岸または工業地帯の大気で2.1〜4.2としている。海岸沿いでは4.2〜8.4で、塩水の飛沫が絶えない場所では最大25になる。これを上に示した被覆量に当てはめると、Z275の鋼板仕上げは沿岸の現場で数年にとどまるが、缶用の板厚の鋼板への溶融めっきでは約5〜20年になる。この一つの計算が、指定する仕上げを決めるべきであり、下のグラフがその計算を最後まで示している。
亜鉛メッキ鋼は、硬度の高い淡水、pH 5.5〜12.5の土壌、硬化したコンクリートの中では長持ちし、最も早く消耗するのは軟水、海水、酸性の地盤である。水中では、水の化学的性質が腐食の速さを決める。American Galvanizers Association（2020年）は、亜鉛の腐食が最も遅いのはpH 5.5〜12の範囲で、pH 4未満またはpH 12超では急激に速くなるとしている。中硬水および硬水（炭酸カルシウム換算で60〜180 ppm）は、亜鉛の表面に保護性のスケールを形成する。17 ppm未満の軟水は、腐食性がはるかに高い。最も攻撃性の高いイオンは塩化物イオンである。軟水中に80 ppmあれば激しい腐食が生じるが、700 ppmを含む硬水では腐食がほとんど、あるいはまったく生じないことがある。
亜鉛の消耗は、海水中のほうが塩分を含む空気中より速い。Galvanizers Associationは、英国の海域での連続浸漬で年10〜15 µm、American Galvanizers Associationは熱帯の海で年約25 µmとしている。熱も化学的性質を変える。60 °Cを超えると、一部の水中では亜鉛が鋼に対してカソードになることがあり、損傷した被膜が破断部で鋼を守らなくなる（Galvanizers Association）。
地中に埋設する場合は、土壌が決め手になる。Galvanizers Associationは、土壌のpH、排水性、抵抗率、掘り返されたことがあるかどうかを主な要因に挙げ、pH 5.5〜12.5を良好と評価し、灰とクリンカーを含む土壌を有害として名指ししている。埋設用途には、より厚いコーティングを勧めている。コーティングが失った亜鉛は、亜鉛に含まれる微量の鉛とともに、隣接する地中に移る。American Galvanizers Associationが報告した、設置後最長29年の送電鉄塔周辺の土壌に関する1993年の調査では、背景値を上回る鉛が見つかったのは鉄塔の基部のみだった。その濃度は、米国EPAが浄化の要否の判断に用いる500 µg/gの5分の1未満だった。この調査では、横方向への移動はほとんど見られなかった。
コンクリートは、より穏やかな場合である。打設直後のコンクリートが硬化する間、湿った混合物中の水酸化カルシウムが亜鉛と反応して、ヒドロキシ亜鉛酸カルシウムと水素を生じ、この反応はコンクリートが固まるにつれて数日以内に止まる（American Galvanizers Association、2001年）。同じ論文は、クロム酸塩がない限り、pH 13.3を超える湿った混合物を避けるよう助言している。Galvanizers Associationは、亜鉛メッキ鋼はコンクリートに安全に埋め込めること、湿ったモルタル、セメント、しっくいは、固まる間に限って亜鉛をわずかにエッチングすることを述べている。以上のことは、亜鉛メッキ缶をウォータータンクに変えるものではない。当社の缶は燃料を入れるものであり、その理由は 食品接触および水認証、その他の液体は次のガイドで扱っている： 薬品適合性ガイド。
塗装または粉体塗装された本体は、耐食性と色を加える。RAL色への粉体塗装は耐久性の高い選択肢であり、これが プライベートブランドの鋼製缶 が自社カラーを持つ方法である。粉体塗装は、湿式塗料より厚く硬い膜として定着するため、腐食の起点となる欠けに強く、缶に自社の名を載せる場合に適した選択となる。
粉体塗装は1回の塗装で約60〜80 µmに硬化するのに対し、湿式塗装は25〜40 µm程度に収まる。硬化した膜は溶剤乾燥型ではなく架橋した熱硬化型であるから、衝撃を受けたときに砕けるのではなく変形して受け止める。ただし膜が留まるかどうかを決めるのは、その下の前処理である。脱脂、リン酸塩処理、水洗を適切に行えば膜は何年も保つ。コスト削減のために工程を1つ省けば、最初の飛び石でシート状に剥がれる。
亜鉛の上に粉体塗装を重ねると、2つの合計を上回る効果が得られる。塗膜が亜鉛への水の接触を防ぐため亜鉛の腐食が遅くなり、亜鉛は、欠けた箇所から塗膜の下へ錆が広がるのを抑える。American Galvanizers Associationは、欧州の研究を引いて、このデュプレックスシステムは、2つの被膜の寿命を足し合わせた1.5〜2.3倍の寿命になるとしている。 プライベートブランド缶 自社指定色を沿岸市場へ持ち込む場合、これが仕様書に記載すべき内容である。
亜鉛を洗浄し、滑らかな面は粗面化し、亜鉛メッキ鋼用の塗料または粉体を使うこと。新しい亜鉛には、水に溶ける酸化亜鉛と水酸化物の粒子が付いており、その上に被膜を重ねると、粒子が剥がれるときに被膜も浮くおそれがある（American Galvanizers Association、Duplex Systems、2012年）。完成したパティナは亜鉛にしっかり密着した不溶性の皮膜であり、清浄になれば塗料が付着する。ASTM D7803は、この転換が最長2年かかるとしている。
塗装の大半は、亜鉛メッキ後48時間から1年の間という厄介な時期に当たる。塗装する予定の製品は水冷やクロメート冷却をしないよう、めっき業者に依頼する。どちらも密着力を弱めるおそれがあるためである。3つのASTM文書が製品別に下地処理を分けている。D6386は溶融亜鉛メッキ製品への塗装、D7803は同じ製品への粉体塗装、D7396は連続ラインで亜鉛メッキした新品の板材で、D6386は後者を除外している。
滑らかで光沢のある亜鉛面には、機械的な粗さが必要である。Hot Dip Galvanizers Association Southern Africaは、スイープブラストをノズル圧3 bar以下、ノズル角度60〜90°、距離500〜600 mmとしている。粒径0.2〜0.8 mmの非金属グリットを、1回限りの使用で用いるよう求めている。軟鋼に用いるフルブラスト清掃は亜鉛層を傷める。
粉体塗装にはもう1段階が要る。亜鉛メッキ加工中に閉じ込められたガスは粉体の硬化時に抜け出す。ASTM D7803は、焼付け前にアウトガスで追い出さないと、ピンホールやブリスターが残り、そこから塩化物が亜鉛に達すると警告している。当社の亜鉛メッキ缶は、RAL色の粉体塗装を施せる。対象は プライベートラベル向けに施せるため、前述の複合被膜（デュプレックス）システムとなる。
内側は外側と同じくらい重要であり、両者は別の仕事である。亜鉛メッキや粉体塗装は外側を守り、内側には独自のライニングが必要で、携行缶には両方が要る。炭化水素用途の内面コーティングは携行缶の内側を保護するもので、内容物に合わせて仕様を定め、一律に施すものではない。安価な缶で最も多い不具合は、内側の仕様違いである。外殻は健全に見えても、燃料が見えない壁を侵しているからである。
内面については、問い合わせの段階で「ライニングは何で、どのように施工されているか」と尋ねること。系統名と膜厚を示した回答は答えである。「塗装済み」は答えではない。安い缶で費用が静かに削られるのは内面塗膜である。外側は見た目を担い、内側は使用寿命を担うが、サンプルで見えるのは一方だけである。
被覆は端部、溶接部、口首で最も薄くなる。膜が鋭い角や溶接ビードから後退するためであり、こうした箇所が最初に錆びる。平らなパネルより先にそこを確認する。被覆鋼は保管中は乾いた状態に保ち、使用の合間に欠けと腐食を点検する。使用後は塩分と泥を洗い流し、しまう前に缶を乾かす。わずかな被覆補修が缶の寿命を延ばす。放置すれば、欠けは錆点となり、やがて漏れになる。
亜鉛メッキ鋼の補修には通常の塗料ではなくジンクリッチペイントを使うこと。補修は傷を覆うだけでなく、犠牲防食を回復させなければならないからだ。亜鉛メッキ本体の露出した鋼に通常の上塗りを施すと、すでに亜鉛が失われているまさにその箇所で水分を金属に閉じ込める。見た目のきれいな補修が、手を加えていない欠けよりも早く腐食しうるのはこのためである。
白錆、すなわち湿潤保管汚れは、空気のない状態で湿ったまま保管された新しい亜鉛メッキ鋼に生じる、酸化亜鉛と水酸化亜鉛の白色または灰色の粉である。屋外の空気中では、鋼が亜鉛浴から出た時に形成される薄い酸化皮膜が二酸化炭素と反応し、炭酸亜鉛のパティナになる（Galvanizers Association、HDG Datasheet 11）。入れ子や積み重ねた部材の間に閉じ込められた水は二酸化炭素を遮断し、表面が濡れている間は水酸化物が成長し続ける。海のしぶきや融雪塩に含まれる塩化物が、これを加速する（American Galvanizers Association、2014年）。
染みは見た目ほど深刻ではない。その粉は、消費した亜鉛の3〜5倍の体積を占め、薄く付着した程度なら被膜の厚さに目立った影響はない。Galvanizers Associationは、EN ISO 1461:2022について、染みで被膜が大幅に薄くなっていない限り、不合格とする根拠はないと解釈している。したがって、納入品を不合格とする前に亜鉛の厚さを測ること。黒く変色した染みは、亜鉛の多くが失われたことを意味し、その場合American Galvanizers Associationは、剥離と再めっきを求めている。
予防は通気と排水で行う。亜鉛メッキ加工業者の構内から保管場所まで：
輸送中は、間隔を空けた積み荷にシートをかけて雨を防ぎ、American Galvanizers Associationは、密封容器には乾燥剤を入れるよう勧めている。亜鉛に密着させたプラスチックフィルムは逆効果で、結露を閉じ込める。亜鉛メッキ鋼板は、不動態化、油塗布、またはその両方の状態で製鉄所から出荷されることがあり（thyssenkruppのEN 10346の製品ではコードC、O、CO）、染みの発生を防ぐ。American Galvanizers Associationは、こうした後処理が塗装や粉体塗装の密着を妨げるおそれがあると警告しているため、亜鉛面に塗装する場合は製鉄所またはめっき業者に伝えること。
良い缶を台なしにする誤りが2つある。1つ目は、亜鉛メッキ鋼またはコーティング鋼の缶に飲料水や食品を入れることで、亜鉛もコーティングも食品接触用に作られていない。水缶には食品接触仕様が必要であり、その詳細は 食品接触および水認証で扱う。二つ目は、内面仕様を無視し、燃料に錆が生じてしまうことである。被覆を内容物に合わせれば、どちらも起きない。
優れた買い手が引っかかるのは、最初の仕様が誤っていた場合ではなく、缶が用途をまたいで移された場合である。水用に買った容器に後から溶剤を入れれば、その内面は買った目的には完全に正しく、いま担っている仕事には誤っている。缶は誰かが思い出した時点ではなく、使用に入る時点で内容物ごとに表示すること。仕様を壊すのは購入ではなく、用途の変更だからだ。
亜鉛メッキ鋼は亜鉛の被膜をまとった軟鋼（炭素鋼）であり、無垢の軟鋼は同じ金属を素地のままにしたものである。ステンレス鋼は、クロムを10.5%以上、炭素を1.2%以下含む合金で、これはDIBtが述べるEN 10020の定義である。亜鉛は鋼の身代わりとしてその場で腐食し、クロムは自己修復する酸化皮膜をつくる。
亜鉛も腐食するが、その速度は鋼のごく一部にとどまる。ISO 9223は、都市部のC3大気環境における亜鉛の初年度の減少量を0.7〜2.1 µmとしており（American Galvanizers Associationの表による）、BS EN ISO 12944-2は低炭素鋼を25〜50 µmとしている（SteelConstruction.info）。塩分の高い沿岸、区分C5では、数値は亜鉛が4.2〜8.4 µm、鋼が80〜200 µmとなる。C3からC5まで、下限同士と上限同士をそれぞれ比べると、素地の鋼は亜鉛の19〜36倍の金属を失う。American Galvanizers Associationは、同じ場所で風化した亜鉛の速度を鋼のおよそ30分の1としている。
| 特性 | 亜鉛メッキ鋼 | ステンレス304 | 軟鋼（炭素鋼） |
|---|---|---|---|
| 防錆の仕組み | 亜鉛が先に腐食して傷の部分を守る | 傷がつくとクロム酸化被膜が再生する | それ自体にはない。塗装またはライニングが担う |
| 1年目の腐食減量、C3 | 亜鉛0.7〜2.1 µm | ISO 9223の腐食速度は未設定。塩化物で孔食が生じる場合がある | 鋼25〜50 µm |
| 外観 | 新品時は光沢があり、皮膜ができるにつれて灰色のつや消しになる | 製鋼所で決まる金属調の仕上げ | 暗灰色。錆びると赤褐色 |
| 溶接 | 継ぎ目の亜鉛が焼失し、ヒュームの排気が必要。補修は亜鉛リッチ塗料で行う | 溶接できる。溶接構造で腐食性の用途にはL種が適する | 溶接を妨げる被膜がなく、その後に塗装が必要 |
| 塗装 | 上記の亜鉛向け下地処理が必要 | 塗装不要 | 外面の保護は塗装のみ |
| 食品・飲料水 | FDA Food Code 2022、4-101.15：酸性食品に使う食品接触面には不可。WHO：水中の亜鉛は約4 mg/lから渋みを感じる | 当社の水用缶は接液部すべてに使用 | ライニングが必要：Food Code 4-101.11は耐食性のある食品接触材料を求めている |
どれを選ぶかは内容物で決まる。当社の 横型亜鉛メッキ缶 （0.6 mm、厚手仕様では0.7〜0.8 mm）と 注ぎ口付き20 L燃料タンク （0.8 mm）は携行缶で、内面は亜鉛メッキがそのままのものと、ジェット燃料用にライニングしたものがある。どちらも、酸、アルカリ、食品、飲料水を不適な内容物として挙げている。ほかの液体は、次で確認すること： 薬品適合性ガイド。塩害を受ける環境については、次を参照： ステンレス304 vs 316 および マリン用の燃料・水容器。多くの NATOパターン 缶は内面にライニングを施した冷間圧延鋼製で、外面は亜鉛メッキまたは粉体塗装である。鋼種と板厚は 容器用の鋼種、鋼以外の缶体は スチール vs HDPE および アルミニウム対スチール。
ステンレス鋼が腐食しにくいのは、クロムが透明でクロムに富む酸化皮膜を形成し、空気または空気を含む水が表面に届く箇所ならどこでも、この皮膜が自然に再生するためである。EN 10088-1は下限をクロム10.5%、炭素1.2%以下と定めている（Euro Inox, Pickling and Passivating Stainless Steel, 2007）。アルミニウムも同じ仕組みで自らを守る。詳しくは アルミ製と鋼製の携行缶の比較 で解説している。モリブデンと窒素は、塩化物に対する皮膜の耐性を高める。British Stainless Steel Association（BSSA）は、鋼種を孔食指数PREN（pitting resistance equivalent number）で順位づけしている：%Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N。
BSSAは各範囲を、規格が許容する最低組成と最高組成に基づいて掲載しており、PRENは鋼種の順位を示すが、特定の用途に適するかどうかは予測しないと注意している。 ステンレス304 vs 316に示した典型値（304は18〜20、316は24〜26）は、これらの範囲に収まる。
| 鋼種 | EN番号 | 種類 | PREN | 耐食性 |
|---|---|---|---|---|
| 430 | 1.4016 | フェライト系、クロム16〜18% | 16.0–18.0 | 屋内には適する。過酷な大気中では頻繁な清掃が必要。応力腐食割れに強い |
| 303 | 1.4305 | オーステナイト系、快削、硫黄0.15〜0.35% | 17.0–20.8 | 軽度の腐食環境向け。機械加工後に硫化物を除去する |
| 304 | 1.4301 | オーステナイト系、クロム17.5〜19.5%、ニッケル8〜10.5% | 17.5–20.8 | 都市部・農村部の大気、食品・飲料 |
| 304L | 1.4307 | 304の炭素を0.030%以下に抑えたもの | 304と同じ | 304と同じ。溶接した中肉・厚肉の部材で鋭敏化に耐える |
| 316 | 1.4401 | オーステナイト系、モリブデン2〜2.5% | 23.1–28.5 | 塩化物による孔食とすきま腐食に対してより強い |
| 316L | 1.4404 | 316の炭素を0.030%以下に抑えたもの | 23.1–28.5 | 316と同じ。溶接する中肉・厚肉の部材向け |
| 2205 | 1.4462 | 二相系、クロム21〜23%、モリブデン2.5〜3.5% | 30.8–38.1 | 過酷な海洋環境 |
PRENはBSSAによる。BSSAは303を掲載していないため、その範囲は、Euro Inoxの表（2007年）にあるEN 10088-1の限度値から同じ方法で算出した。304Lのクロム・窒素の限度は304と共通である。使用上の注記は、Acerinox（430）、Marcegaglia（303、304、316）、ASSDA（304〜2205）による。
PRENは、303を被削性の高い鋼にしている硫黄を考慮していない。Marcegagliaは自社の303を、腐食性の弱い環境向けと評価し、仕上がった表面から硫化物を除くため、すべての部品に化学処理を行うよう助言している。430は仕様にモリブデンを含まない。Acerinoxは、屋内では良好であり、より厳しい空気環境では、汚れを防ぐために頻繁な清掃が必要としている。Lグレードが重要になるのは、中程度から厚い断面の溶接のように、450〜850 °Cの熱を受けると、粒界にクロム炭化物が析出してしまう場合である。そうでなければ、ASSDAは、標準グレードとLグレードの耐食性は通常同じだとみている。当社の 20 L ステンレス飲料水缶 は接液部すべてが304である。缶体ごとのグレードは次を参照： 容器用の鋼種。
ステンレスが腐食する場合、その侵食は局所的である。Euro Inoxは、酸素が不足した小さな部位で起こる孔食とすきま腐食を挙げている。該当するのは、機械式の継手、狭い角部、不完全または仕上げの悪い溶接部である。溶接部の脇にできる着色した酸化皮膜、ヒートティント（焼け色）は、酸洗いで除去するまで、クロムの少ない表面層を残す。沿岸部では、ティーステインと呼ばれる茶色の膜が付着する。ASSDAは、粗さがRa 0.5 µm以下の仕上げを挙げ、近くのガラスを洗う必要があるたびに、鋼材も洗うことを勧めている。設置後に現れる茶色の曇りや錆びたこすれ跡は、表面に残った炭素鋼の粒子に由来することが多く、ASTM A380の7.3.4にあるフェロキシル試験で検出できる。強い次亜塩素酸塩は304も侵す。そのため当社の 洗浄ガイド では、ステンレス缶から次亜塩素酸塩をすすぎ落とすよう案内している。
防食が負担になる場合、ステンレス鋼とHDPEはそれを完全に回避します。詳しくは以下をご覧ください。 スチール vs HDPE および ステンレス304 vs 316。
これらはいずれも、塗膜の問題を完全に取り除くのではなく、別の問題と引き換えにするものである。ステンレスはライナーをなくす代わりに、塩化物による孔食の問題と高い価格をもたらす。HDPEは腐食を完全になくす代わりに、透過と、危険物用としての5年の使用期限をもたらす。塗装鋼は両方の問題を抱えたままで、3つの中で最も安く、最も丈夫な本体である。どの選択肢にも代償がある。自社の使用条件で耐えられる代償の選択肢を選ぶこと。
Fortitude21は燃料用に鋼製缶を亜鉛メッキし、プライベートブランドのロットではRAL色に粉体塗装し、内面ライニングを缶が入れる内容物に合わせて仕様化する。内容物と缶の使用環境をお知らせいただければ、その用途に合わせて内外の被覆を最適化する。
被覆は内容物と曝露環境に従う。
| 用途 | おすすめの缶 | 選ぶ理由 |
|---|---|---|
| 屋外燃料用途向けの亜鉛メッキ |  横型 亜鉛メッキ缶 — 5L / 10L / 20L |
犠牲亜鉛が錆と擦り傷に耐える。 |
| 被覆鋼製携行缶 |  20L NATO規格 スチール携行缶 |
外面は亜鉛メッキ、内面は炭化水素用ライニング。 |
| 維持すべき被覆なし |  ステンレス NATO規格缶 — 10L / 20L |
ステンレスは腐食問題を完全に回避する。 |
| 亜鉛が不適な水用途 |  20L ステンレス製ウォータータンク |
AISI 304ステンレス、接液部全体が食品グレード。 |
溶融亜鉛メッキは鋼を溶融亜鉛に浸漬し、厚く冶金的に結合した皮膜を形成するため、屋外での寿命がはるかに長い。電気亜鉛メッキは薄く均一な亜鉛層を電気的に析出させ、塗装下地としては優れるが耐食寿命は大きく劣る。現場で使うジェリカンには、溶融亜鉛メッキか同等の付着量が必要である。
いいえ。ステンレスは自らの不動態酸化クロム皮膜によって腐食に抵抗し、この皮膜は傷ついても自己修復する。それが塗装鋼板に対する実務上の利点である。塗装缶の深い傷は錆の起点になるが、ステンレスでは同じ傷が何も引き起こさない。
底部に水がたまり、内面塗装の点検が最も難しい場所だからである。温度変化による結露や、エタノール混合燃料が吸収した水は燃料の下に沈み、塗膜の欠陥を攻める。缶を満量で保管すること、そして長期保管の前に完全に排出することは、どちらもこれを減らす。
はい。亜鉛メッキ鋼は亜鉛の被膜を持つ炭素鋼であるため鉄系金属であり、磁石は亜鉛越しに付く。Australian Stainless Steel Development Associationは、軟鋼・炭素鋼をフェライト組織とし、比透磁率を200以上としている。304のようなオーステナイト系ステンレスは、焼なまし状態では非磁性とされるが、冷間加工された部分では磁石を引きつけるため、プレス加工した角でわずかに引かれても、ステンレスである可能性がある。
空気中ではわずかである。Galvanizers Associationの尺度（0は亜鉛の追加腐食がほとんどまたはまったくないこと、2は保護措置が必要なこと）では、アルミニウムとの接触は、農村の大気で0、都市、工業、海洋の大気で0〜1と評価される。水に浸かる場合は、淡水で1、海水で1〜2となる。濡れる接合部はプラスチック製のワッシャーやスペーサーで分離し、被覆材などの大きなアルミ面は絶縁する。
はい、空気中であれば問題ない。Galvanizers Associationは、亜鉛メッキ鋼に接触するステンレス鋼を、農村、都市、海洋の大気で0〜1と評価しており、ステンレス製ファスナーは面積が亜鉛に比べて小さいため、異種金属の問題は生じないとしている。それでも絶縁ワッシャーをベストプラクティスとして挙げている。水に浸かる場合、評価は淡水で0〜2、海水で1〜2に上がるため、濡れる接合部は絶縁する。
洗浄した鋼を溶融した亜鉛に浸すことによる。Galvanizers Associationは、工程を次のとおり挙げている。脱脂し、塩酸で錆とミルスケールを除去し、亜鉛とアンモニウムの塩化物のフラックスに浸し、乾燥させてから溶融亜鉛に浸漬する。浴は440〜460 °Cで運転され、融点は419 °Cである。亜鉛は鋼と反応して亜鉛と鉄の合金層をつくり、その上に純亜鉛に近い層ができる。板材、線材、管材の長尺品は、EN ISO 1461の対象外で自動ラインを通る。
はい。Galvanizers Associationによれば、鋼と亜鉛は既存の鋼のリサイクル工程でともに再生され、亜鉛は特性を損なうことなく亜鉛生産に戻り、再び亜鉛メッキに使われる。亜鉛メッキ部材は、被膜が付いたまま再使用することも、設計寿命の終わりに再めっきして同じ用途に戻すこともできる。
多くの場合、除去する必要はない。American Galvanizers Associationによれば、軽度から中程度の白錆は、空気に触れれば通常の亜鉛パティナへと自然に変わる。除去が必要な場合、Galvanizers Associationは、硬いブラシと薄めた酸性またはアンモニア溶液を用い、その後に真水ですすいで完全に乾燥させるよう勧めている。その後に残った亜鉛の厚さを測る。黒い汚れは、亜鉛がかなり失われて鋼の剥離と再めっきが必要になることを意味する。
はい。ただし曲げやプレス用に作られた板材に限る。鉄鋼メーカーのthyssenkruppは、ダイスの形状と表面が適していれば、EN 10346に準拠した溶融亜鉛メッキ鋼板は、一般的な冷間成形工程のすべてに対応すると述べている。ダイスは亜鉛をすり減らさないよう滑らかでなければならない。亜鉛は摩擦も下げ、摩擦係数は未塗装板の0.14〜0.18に対して0.08〜0.12であるため、ブランクホルダーの設定変更が必要になることがある。
はい。亜鉛メッキ層とその下の鋼はどちらも金属であり、どちらも電流を通す。鉄鋼メーカーのthyssenkruppは、亜鉛によって亜鉛メッキ鋼板の接触抵抗が無被覆の冷間圧延鋼板より低くなるため、抵抗スポット溶接にはより高い電流と電極力が必要になると述べている。ステンレス鋼も電気を通す。Euro Inoxは、EN 10088-1を引用して、1.4301（304）の20 °Cでの電気抵抗率を0.73 Ω·mm²/mとしている。
強度を決めるのは、亜鉛の下にある鋼種である。EN 10346の一般的な成形用グレードDX51Dの溶融亜鉛メッキ鋼板は、引張強さが270〜500 MPa、約39〜73 ksiである（Nippon Steel Slovakia）。構造用グレードは名称に最小降伏点を含む。S350GDは350 MPa以上で降伏し、引張強さは少なくとも420 MPa、約61 ksiに達する（Salzgitter Flachstahl）。メッキ付着量だけでなく、鋼種も確認すること。
通常は微量である。American Galvanizers Associationによると、亜鉛メッキに使う亜鉛には最大1%の鉛が含まれる。鉛はほとんどの天然亜鉛鉱床に存在するためである。同協会の調査では、仕上がった皮膜に含まれる鉛は浴中の鉛濃度の25〜75%で、平均50%であり、遊離亜鉛の外層に小さな粒子として存在していた。同じ調査で、High Grade亜鉛を使った浴の鉛は0.022%であり、メッキ業者が購入する亜鉛によって、皮膜に達する鉛の量が決まる。
304ほど耐食性は高くない。EN 10088-1の1.4310にあたる301は、Euro Inoxが規格を表にまとめたところでは、クロム16〜19%、ニッケル6〜9.5%を許容する。304は17.5〜19.5%と8〜10.5%である。British Stainless Steel Associationの方式で計算すると、PRENの下限値は16.0で、304の17.5より低く、耐孔食性では下位に位置づけられる。用途は穏やかで乾燥した環境にとどめ、塩化物や滞留水が及ぶ場所では304か316を選ぶこと。
離しておくこと。Galvanizers Associationの異種金属表では、銅との接触は、都市大気と海洋大気で1〜2、海水中で2〜3と評価されている。評価は、3が接触を避けるべきことを意味する尺度である。真鍮は、都市大気で1、海水中で2〜3である。同協会は、亜鉛メッキ鋼と銅を併用しないよう助言し、大気中でも電気的に絶縁することを強く勧め、銅を伝って流れ落ちる雨水が亜鉛を腐食させるほどの銅を亜鉛の上に付着させうると警告している。
はい。Acerinoxは、430のEN番号である1.4016をフェライト系のベース合金と説明し、Australian Stainless Steel Development Associationはフェライト系ステンレス鋼を磁性があるものとして挙げている。オーステナイト系の304と316は、焼なまし状態では一般に非磁性だが、冷間加工すると磁石に引き付けられるようになるため、磁石では430と炭素鋼を見分けることも、プレス部品が304であることを証明することもできない。EN 10204 3.1のミルシートがあれば鋼種が確定する。
一部は可能である。鋼とその亜鉛被膜にはどちらもリサイクルのルートがあるが、被膜は防食の過程で消耗していく。米国EPAは、2018年に鋼缶の70.9%がリサイクルされたと推計し、米国地質調査所は、米国の製錬所が亜鉛メッキの残渣から亜鉛を回収していると報告している。ISO 9223は、通常の都市大気での亜鉛の損失を年約0.7〜2.1マイクロメートルとしており、被膜が厚いほど缶の寿命が長くなる。
はい。亜鉛が使い果たされた時点で錆びる。亜鉛が先に腐食して下の鋼を守り、幅数ミリの傷があってもその効果は及ぶが、働くにつれて消耗する。ISO 9223は、亜鉛の減耗を、一般的な都市大気で年約0.7〜2.1マイクロメートル、海岸沿いで4.2〜8.4マイクロメートルとしている。このため、薄いZ275鋼板の仕上げは沿岸部では数年しかもたず、溶融亜鉛メッキなら約5〜20年もつ。
はい。組み合わせは、どちらの被膜単独よりも長持ちする。American Galvanizers Associationは、欧州の研究を引いて、亜鉛の上の塗装または粉体塗装は、2つの被膜の寿命を足し合わせた1.5〜2.3倍の寿命になるとしている。塗膜は亜鉛への水を遮り、亜鉛は欠けた部分から錆が広がるのを抑える。新しい亜鉛には緩い酸化物と水酸化物が付いているため、洗浄し、滑らかな亜鉛は粗面化してから塗装し、欠けは亜鉛リッチ塗料で補修する。
いいえ。亜鉛メッキ鋼は亜鉛の被膜を持つ普通鋼で、亜鉛は使い尽くされるまで鋼の代わりに腐食する。ステンレス鋼には被膜がなく、クロムを10.5%以上含む合金鋼で、傷が付くと自己修復する薄い酸化皮膜を形成する。どちらも鉄系金属である。米国FDAのフードコードは、酸性の食品に使う食品接触面に亜鉛メッキ金属を使うことを禁じているため、亜鉛メッキ缶は燃料を、ステンレス缶は飲料水と食品を運ぶ。
切断・成形の前に連続ラインで亜鉛メッキした、EN 10346に基づく鋼板またはコイルである。製造後にISO 1461に従って溶融亜鉛メッキした製品より被膜は薄い。Z275の鋼板は両面合計で1平方メートルあたり275グラム、片面で約20マイクロメートルであるのに対し、後者は45〜85マイクロメートルである。缶やパレットにどちらの工程が使われているかと付着量を供給元に尋ねること。耐用年数が数倍も違うためである。
縁から先に錆びるが、すぐにではない。切断や穴あけで縁に素地の鋼が露出し、隣接する亜鉛が犠牲防食によって細い帯状の範囲を守る。数ミリ幅の傷が錆びないのと同じ仕組みである。この防食は縁で亜鉛をより早く消費する。切断した縁と穴には、亜鉛リッチ塗料で補修すること。通常の上塗りは、素地の鋼に水分を閉じ込めるからである。
鋼製の缶は、防食層が破れると錆びる。アルミニウム缶とステンレス缶は、反応を止める緻密な酸化皮膜を作るため、裸の鋼のようには錆びない。鋼製の缶は仕上げに左右される。亜鉛メッキは亜鉛を犠牲にして傷を保護し、塗装と粉体塗装は欠けるまで水を遮る。錆は、縁、溶接部、ネック、水がたまる内側の底から始まるため、そこから先に点検し、欠けた箇所は亜鉛リッチ塗料で補修すること。
はい。亜鉛メッキ鋼板は、亜鉛で被覆した炭素鋼である。ISO 3575は、これを連続溶融亜鉛メッキ炭素鋼板として規定している。鋼が荷重を受け持ち、亜鉛はそれを守る。被覆に傷がつくと、亜鉛が鋼より先に腐食する。ステンレス鋼は別の合金である。自らのクロム酸化皮膜によって腐食に耐えるため、亜鉛も塗装も不要である。
はい。ただしヒューム対策を講じること。HSEは、インフルエンザに似た症状の金属ヒューム熱を、主に亜鉛メッキ金属の溶接や火気作業と結びつけている。屋内での溶接には局所排気換気などの工学的対策を求め、排気だけでは曝露を管理できない場合は呼吸用保護具を求めている。溶接部自体には亜鉛がないため、亜鉛リッチ塗料で防食を回復させること。裸の鋼に通常の上塗りをすると、水分が金属に密着して閉じ込められ、手を加えていない欠け傷より速く腐食することがある。
SPCCは、日本のJIS G 3141で、一般用の冷間圧延炭素鋼板の基本となる商用品質を表す鋼種記号である。SPCDとSPCEは、それぞれ絞り用と深絞り用の鋼種である。SPCCは素地の炭素鋼であり、水分と酸素が届く箇所はどこでも錆びる。これをプレスして作る容器には、外側に亜鉛メッキ、塗装、粉体塗装のいずれかが、内側に内容物に合わせて仕様設定したライニングが必要となる。
はい。SPCCは日本工業規格JIS G 3141の冷間圧延炭素鋼板の種類であり、亜鉛メッキもステンレスを守るクロムもない素地の炭素鋼である。水と酸素が金属に達すればどこでも錆び、その錆びは剥がれて新しい鋼を露出させる。冷間圧延鋼板からプレスした容器は、外面の亜鉛メッキ、塗装、粉体塗装と、内面のライニングに頼る。
本ページが依拠する規格・法令を発行機関へのリンク付きで示す。市場規則を挙げている箇所については、仕様に反映する前に最新版を確認すること。
最終確認日 確認者： David Guru（共同創業者兼事業開発ディレクター）