JP2000167984A - 端部被覆を施した高強度重防食被覆鋼材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外面に防食被覆を必要とする鋼材として、例
えば鋼矢板や鋼管杭、鋼管矢板の打設時、もしくは打設
後の捨て石類、その他船舶を含む浮遊物等によって発生
する衝撃に対して被覆の耐衝撃性と端部の耐剥離性に優
れた高強度重防食被覆鋼材を提供する。 【解決手段】 鋼材表面に下地処理、プライマー層、ポ
リオレフィン又はポリウレタン樹脂を順次積層した後、
その表面に部分的に繊維強化熱硬化樹脂の保護被覆を積
層する。次いで防食被覆上の一部に形成する高強度被覆
の端部を、防食被覆と同種の樹脂により覆うことによっ
て固定する方法により、被覆性に優れるとともに保護被
覆端部からの剥離を防止し、安定した耐衝撃性と優れた
防食性を持つ高強度重防食被覆鋼材を提供するものであ
る 【効果】 本発明は 保護被覆端部の固定を防食被覆と
同種の樹脂で行うことにより、従来の製品に比較して、
製造が容易であり、また、高強度保護被覆端部の耐衝撃
性と耐剥離性に優れるため、長期の耐衝撃性と防食性確
保が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は外面に防食被覆を必
要とする鋼材である鋼矢板及び鋼管、鋼管杭、鋼管矢板
の搬送、港湾・河川の桟橋や護岸などの鋼構造物の打設
時、もしくは打設後の捨て石類、その他船舶を含む浮遊
物等によって発生する衝撃に対して防食被覆の耐衝撃・
耐久性に優れた外面重防食被覆鋼材に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋼矢板及び鋼管杭、鋼管矢板において、
ポリウレタン又はポリオレフィン樹脂を防食被覆材とし
て使用した重防食被覆鋼材の耐衝撃性向上には、ガラス
繊維強化の不飽和ポリエステル樹脂等を表層に保護被覆
として積層する方法がある。例えば鋼管杭では、特開平
６−１４６２７１号公報に示されるように、鋼管杭にポ
リオレフィンまたはウレタン被覆を行った後、エンボス
加工を行い、その上層にガラスクロス又はマットで強化
したビニルエステルもしくはポリエステル樹脂を保護被
覆として積層する方法が提案されている。一方、鋼管矢
板においても特開平６−１２２１７３号公報に示される
ように、ポリウレタン被覆鋼管矢板の表面に、ガラスフ
レーク入りのビニルエステル、ポリエステルもしくはエ
ポキシの保護被覆層を植毛材を介して被覆する方法が提
案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】重防食被覆の表層に強
度・硬度に優れる耐傷性被覆層を形成する方法は、防食
被覆と種類の異なる樹脂を積層するため、その接着が問
題となる。特に鋼矢板や鋼管矢板で用いるウレタン被覆
上への高強度保護層の形成において、端部近傍への衝撃
や長期使用によって界面接着力が低下すると、塗装の全
面に端部があるために保護被覆の剥離〜脱落という問題
があった。

【０００４】これに対し、予め鋼材表面に突起となる部
分を作製しておき、その後に保護被覆を塗装すること
で、突起により高強度保護被覆を固定する方法が考えら
れる。しかしながら、防食被覆を行う前の鋼材面に溶接
等により突起を直接形成すると、防食被覆塗装により突
起の形状が変化してしまうため、十分な効果を保持する
ことが難しい。さらには、ガラス繊維を含む樹脂を塗装
する際に、大きな突起があるとその近傍で塗膜に泡を巻
き込みやすく、また塗膜の浮き発生や塗装時の脱泡処理
が困難であるという問題もあった。本発明は、防食被覆
上の一部に塗装する高強度被覆の端部を防食被覆と同種
の樹脂により覆うことによって固定する方法により、被
覆性に優れるとともに保護被覆端部からの剥離を防止
し、安定した耐衝撃性と優れた防食性を持つ高強度重防
食被覆鋼材を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の問
題を解決する手段として、ウレタン又はポリオレフィン
の重防食被覆の一部に保護被覆を形成する方法として、
保護被覆の端部を防食被覆と同種の樹脂により覆うこと
によって、保護被覆を固定して端部からの剥離を防止す
る。以上の方法により、保護被覆の端部が重防食被覆に
機械的に固定され、耐剥離性を有し、かつ作業が簡便で
塗装性に優れる高強度重防食被覆鋼材が得られることを
見いだし本発明に至った。

【０００６】すなわち、本発明の一例を図１の断面図に
示す。下地処理を施した鋼材１の表面に、プライマー層
２、ポリウレタン層又は接着剤層を含むポリオレフィン
防食被覆層３を積層する。防食被覆層３上の一部に繊維
強化の熱硬化樹脂保護層４を順次積層し、その保護被覆
の端部を防食被覆と同種の樹脂被覆層５で覆うことによ
り製造した端部被覆を施した高強度被覆を有する重防食
被覆鋼材である。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明に使用する鋼材とは、海洋、河川の鋼構造
物として使用される鋼材である。鋼材製品としては、鋼
管、鋼管杭、鋼管矢板、あるいはその他形鋼として、鋼
矢板、Ｈ形鋼、溝形鋼等である。また、鋼材種は何でも
よく一般鋼及び合金鋼を使用する。鋼材の一部に施す防
食被覆は、以下の処理を行い被覆する。まず鋼材表面の
下地処理を行う。大型構造物ではサンド、グリッド、シ
ョット等を用いてブラスト処理を行ない表面付着物を除
去する。ただし、表面の油分・スケール等を除去する機
能があればブラスト処理以外の脱脂・酸洗等の他の方法
を用いてもよい。更に下地処理として、被覆鋼材の使用
環境が厳しい場合や耐陰極剥離性能が求められる場合、
ブラスト後の表面にクロメート処理を施す。クロメート
処理剤はローラー、刷毛等により、塗布後、十分に乾燥
する。

【０００８】下地処理を施した鋼材の表面にはプライマ
ー処理剤を塗布して硬化させる。プライマー処理剤は熱
硬化性樹脂に無機顔料を添加したものを用いる。プライ
マー処理剤は液体、あるいは粉体で供給され、ロール塗
装、スプレー塗装、静電粉体塗装等を用いて塗布し、常
温、あるいは加熱により硬化させる。プライマー処理層
の硬化後の膜厚は１０〜１５０μｍが望ましい。膜厚が
１０μm以下ではプライマーによる鋼材表面被覆率が低
下する。１５０μｍ以上ではプライマーの応力増加によ
り密着力が低下する。下地処理、鋼材用のプライマー処
理を行った鋼材表面に防食層としてポリウレタン樹脂を
塗装、又は接着剤層付きのポリオレフィン樹脂層を被覆
する。被覆厚みとしては、重防食層としての機能と経済
性を考慮し、１〜６ｍｍまでの間で被覆することが望ま
しい。

【０００９】次に防食被覆層上の一部に繊維強化熱硬化
樹脂を用いた高強度保護層を形成する。その被覆方法に
はハンドレイアップ法、スプレーアップ法、コールドプ
レス法、フィラメントワインデイング法や型枠による注
入成形等の方法を用いる。本発明で使用する繊維強化熱
硬化樹脂に用いる繊維としては、熱硬化樹脂には一般的
には不飽和ポリエステル樹脂を用いるが、他の樹脂を使
用しても本発明の効果に影響を与えるものでは無い。不
飽和ポリエステル硬化樹脂とは、分子内にエステル結合
と二重結合を有するものであれば良く、オルソ系、イソ
系、ビスフェノール系、ビニルエステル等の不飽和ポリ
エステル樹脂が使用出来る。これらの樹脂に過酸化物触
媒を混合して硬化させる。熱硬化樹脂層に充填する繊維
には、ガラス繊維が価格と樹脂補強効果、防食性能にお
いて優れることからこれを用いる。ガラス繊維として
は、一般市販のロービング、チョップ、マット、クロス
等で５mm以上の長さを持つものを１０ｗｔ％以上添加す
る。また、意匠性と耐候性付与のため、少なくともその
表層には、着色顔料を添加した樹脂層を形成する。繊維
強化熱硬化樹脂層の厚みとしては、２〜１０ｍｍの皮膜
を形成する。

【００１０】保護被覆形成後に、その保護被覆端部を防
食被覆と同種の樹脂で被覆する。ポリウレタン樹脂の場
合は塗装、ポリオレフィン樹脂の場合は変性ポリオレフ
ィン樹脂を介した熱融着により、端部近傍の防食被覆と
十分に接着させる必要がある。この端部被覆部は防食層
と同種の樹脂を用いることにより、一体化した樹脂で保
護被覆を覆うことが出来るため、剥離が発生しない。ま
た、被覆上に突起を設ける方法に比較して、本方法は繊
維強化熱硬化樹脂での脱泡等の作業に問題が無く、ま
た、保護被覆端部の外観向上のための切断成型加工作業
を部分的に省略出来るために製造が容易である。以上の
被覆構成を鋼材上に図１の断面図に示すように順次積層
する。これにより繊維強化熱硬化による保護被覆端部が
機械的に防食被覆に固定されるため、端部に衝撃が加わ
った場合でも被覆の脱落が生じ難く、耐衝撃性と防食性
の長期維持が可能となる。

【００１１】

【実施例】＜実施例１＞（図２参照） 図２において、外径２００Ａ×長さ５５００ｍｍ×肉厚
５．８ｍｍの鋼管６外面にグリッドブラスト処理を施
し、スケール等を除去して表面に粗度を付与した後、被
覆面積部分にクロメート処理剤を全クロム付着量で５０
０ｍｇ／ｍ² となるように塗布乾燥して下地処理を行っ
た。次に、エポキシ樹脂系のプライマーを３０〜６０μ
ｍの膜厚となるようにスプレー塗布し、この鋼材１を加
熱してプライマーを硬化させた。次いで無水マレイン酸
で変性したポリエチレン樹脂層を接着剤として約４００
μｍになる様にポリエチレン防食樹脂層として２．７ｍ
ｍとなるように２層押し出し被覆をＴダイスを用いて被
覆した後に、冷却し、ポリエチレン被覆層３を形成し
た。ポリエチレン被覆層３は２ｍ長を部分的に残して切
り取り、被覆を除去した。次に、スプレーアップ法によ
り、イソ系不飽和ポリエステル樹脂に１％の着色顔料を
添加した塗料と過酸化物触媒含有硬化剤をスプレー混合
しながら、ガラスロービングをガン先端で２５ｍｍ長に
切断したものを同時に吹き付け、防食被覆３の端部から
２５〜１７５ｃｍの位置に塗装を行い、保護被覆層４を
形成した。この後、２層Ｔダイス７を用いて、接着剤層
付きポリエチレン樹脂５（幅１００ｍｍ、厚み：３ｍ
ｍ）を保護被覆４の上下端部に保護被覆４と防食層ポリ
エチレン樹脂３上にまたがるように被覆し、実施例１の
端部に被覆を行った高強度保護層を持つポリエチレン被
覆鋼材を作成した。

【００１２】＜実施例２及び３＞（図３参照） 図３において、外径２００Ａ×長さ５５００ｍｍ×肉厚
５．８ｍｍの鋼管６外面にグリッドブラスト処理を施
し、スケール等を除去して表面に粗度を付与した後、被
覆面積部分にクロメート処理剤を全クロム付着量で５０
０ｍｇ／ｍ² となるように塗布乾燥して下地処理を行っ
た。次に、ウレタン樹脂系のプライマーを３０〜６０μ
ｍの膜厚となるようにスプレー塗布し、この鋼管６を加
熱してプライマーを硬化させた。次いで、イソシアネー
トとポリオールからなる２液混合のポリウレタン樹脂塗
料を３ｍｍ厚み狙いで塗装し、ポリウレタン被覆層３を
形成した。ポリウレタン被覆層３は２ｍ長を部分的に残
して切り取り、被覆を除去した。次に、スプレーアップ
法により、オルソ系不飽和ポリエステル樹脂に１％の着
色顔料を添加した塗料と過酸化物触媒含有硬化剤をスプ
レー混合しながら、ガラスロービングをガン８の先端で
２５ｍｍ長に切断したものを同時に吹き付け塗装を行
い、ポリウレタン被覆層３上に１．５ｍ長の保護層４を
形成した。この後、再び２液混合のポリウレタン樹脂塗
料を６ｍｍ程度の厚みで保護被覆４の上下端部に保護被
覆４と防食被覆３にまたがる様に塗装５を行った。

【００１３】以上の方法により、端部の耐剥離性を改善
した本発明の実施例１の端部を固定した高強度保護被覆
を防食被覆上の一部に持つポリウレタン被覆鋼材を作成
した。また、不飽和ポリエステル樹脂の塗装を半周のみ
行い、その端部を同様にポリウレタン樹脂で塗装し、実
施例３の端部を被覆した高強度保護被覆を持つポリウレ
タン被覆鋼材を作成した。

【００１４】＜比較例１＞外径２００Ａ×長さ５５００
ｍｍ×肉厚５．８ｍｍの鋼管に実施例１と同様の方法に
よりＴダイスからポリエチレン被覆を施した直後の表面
に、凹凸を付けた内面水冷金属ロールにより表面にエン
ボス加工を施した後、水冷した。次に、ガラス繊維を含
むイソ系不飽和ポリエステル樹脂をスプレーアップ法に
より、吹き付け塗装を行い１．５ｍ長の保護層を形成し
た。以上の方法により、エンボス加工をポリエチレン表
面に施すことで剪断接着性を改善した特開平６−１４６
２７１号公報に相当する比較例１の高強度ポリエチレン
被覆鋼管を作成した。

【００１５】＜比較例２及び３＞外径２００Ａ×長さ５
５００ｍｍ×肉厚５．８ｍｍの鋼管に実施例２と同様の
方法で、ポリウレタン被覆を施した。次に、ガラス繊維
を含むオルソ系不飽和ポリエステル樹脂をスプレーアッ
プ法により、吹き付け塗装を行い１．５ｍ長の保護層を
形成した。以上の方法により、比較例２の高強度ポリウ
レタン被覆鋼管を作成した。同様の方法でガラス繊維を
含む不飽和ポリエステル樹脂の塗装を半周のみ行うこと
で、比較例３の高強度ポリウレタン被覆鋼材を作成し
た。

【００１６】以上の方法で作成した実施例１〜３及び比
較例１〜３の被覆鋼管を５０℃の３％食塩水に１８０日
間浸漬した後、ＡＳＴＭ Ｇ１４の衝撃試験に準じ、衝
撃剥離の評価として１５．９ｍｍ直径の半球状の先端を
被覆面に接触させ、その上部から３０ｋｇの重りを１ｍ
の高さから落下させた。またその衝撃位置としては防食
被覆の端部から２７ｃｍの部分の８箇所に衝撃を加え
て、ポリエステル樹脂保護層の剥離状況を観察した。結
果を表１に示す。表１の結果から明らかなように、本発
明の実施例は、被覆の端部に衝撃を加えてもポリエステ
ル保護被覆が剥離することがなく、優れた性能を有する
ことがわかる。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【発明の効果】ポリウレタン又はポリオレフィンの重防
食被覆の一部に保護被覆を形成する方法として、本発明
の保護被覆の端部を防食被覆と同種の樹脂により覆う方
法を用いると、保護被覆の端部が重防食被覆に機械的に
固定され、耐剥離性を有し、かつ作業が簡便で塗装性に
優れる高強度重防食被覆鋼材が得られる。この結果、鋼
矢板、あるいは鋼管矢板のように被覆端部を有する被覆
鋼材においても高強度保護被覆の適用が可能となり、保
護層による耐衝撃性と防食層による高い防食性を有し、
また保護層の形成が容易でその剥離が無いことから施工
前の運搬、施工時の衝突、捨て石による防食被覆の損
傷、あるいは 施工後の流木や船舶の衝突による防食層
の貫通傷を防止することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の保護被覆端部を防食層と同種の樹脂で
被覆し、端部を固定した高強度保護層を部分的に持つ重
防食被覆鋼材の断面図の一例。

【図２】本発明の実施例１の被覆鋼管の保護被覆層の端
部を覆うポリエチレン樹脂層の形成状況を示す図。

【図３】本発明の実施例２の被覆鋼管の部分的に形成し
た保護被覆端部を覆うポリウレタン樹脂の形成状況を示
す図である。

【符号の説明】

１ 下地処理を施した鋼材 ２ プライマー層 ３ ポリウレタン又は接着剤層付きポリオレフィン防食
被覆層 ４ 繊維強化熱硬化樹脂保護層 ５ 防食層３と同種のポリウレタン又は接着剤層付きポ
リオレフィン被覆。 ６ 鋼管 ７ Ｔダイス ８ 塗装ガン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三村 博幸 千葉県君津市君津１番地 新日本製鐵株式 会社君津製鐵所内 Ｆターム(参考） 2D041 AA02 BA07 DB02 4F100 AB03A AG00H AK01D AK03C AK03D AK03E AK04 AK44 AK51C AK51D AK51E AK53 AL06 AS00D BA04 BA05 BA07 BA10D BA10E CA23 DB06 DB06D DG01D DG03H EH46 EJ65B EJ69 GB07 JB02 JB02C JB02D JB02E JB13D JK06 JK10 JL11

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼材表面に下地処理、プライマー層、ポ
   リウレタン又はポリオレフィン層を順次積層した防食被
   覆層上の一部に繊維強化の熱硬化樹脂の保護被覆を有
   し、その保護被覆端部が防食被覆と同種の樹脂で覆われ
   ていることを特徴とする端部被覆を施した高強度重防食
   被覆鋼材。