JP2000169975A - 端部カバー付き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
リエチレン又はポリオレフィン樹脂を順次積層した後、
その全面又は一部に繊維強化熱硬化樹脂の保護被覆を積
層する。次いで高強度被覆端部を鋼材と直接接続したカ
バーによって覆い、端部に衝撃が加わらないよいにす
る。 【効果】 本発明は割れが発生しやすい保護被覆端部を
カバーで覆った被覆構成を形成することで、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、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、塗膜の浮き発生や塗装時の脱泡処理が困難であ
った。また、保護被覆の端部の被覆切断後に、繊維が露
出しやすいため、その精製作業に時間を要するという問
題があった。本発明は、防食被覆上の全面又は一部に形
成する高強度被覆の端部を鋼材と直接続されたカバーで
覆うことにより、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
の重防食被覆の全面又は一部に保護被覆を形成する方法
として、保護被覆の端部を鋼材と直接続されたカバーで
覆うことによって、保護被覆端部に直接衝撃が加わるこ
とを防止し、端部からの剥離を防止することが出来る。
また、保護被覆端部の精製作業が省略出来るために簡便
で塗装性に優れた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
層３を積層する。防食被覆層３上の全面又は一部に繊維
強化の熱硬化樹脂４を順次積層し、その保護被覆の端部
を鋼材と直接続されたカバー５で覆うことにより製造し
た端部カバー付き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。

【００１０】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
とから主にこれを用いる。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。保護被覆形成後に、その保護被覆端部に鋼材に直
接接続したカバーを設ける。特に杭で用いる場合は保護
被覆の上下端部の位置にカバーを固定する。杭の場合、
カバーの位置は重防食が必要とされない部分になるた
め、鋼製のカバーを用いることが出来る。鋼製カバーの
固定には、溶接やボルト止め等の方法を用いる。

【００１１】また、カバーの表面を塗装し、耐腐食性を
向上させて用いることも出来る。またカバー部位置の腐
食が激しい場合は、樹脂性又は保護被覆と同様に繊維強
化樹脂を用いる。保護カバーに樹脂を用いる場合は図２
の断面図に示すようにボルト止め等の方法を用い、固定
後に、ボルトを防食キャップ又は塗装により覆うことで
長期使用が可能となる。このカバーにより、比較的弱い
端部に直接、衝撃が加わることが無いため、その剥離を
抑制することが可能となる。また本方法では繊維強化樹
脂による保護被覆形成後にカバーを行うために、被覆前
に突起を設ける方法に比較して、保護被覆の脱泡作業に
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。

【００１２】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樹
脂による保護被覆端部に直接衝撃が加わることがなく、
また端部剥離が生じても、カバーとの隙間以上には剥離
が進展しないため、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。

【００１３】

【実施例】〈実施例１〉（図３参照） 外径２００Ａ×長さ５５００ｍｍ×肉厚５．８ｍｍの鋼
管８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５００ｍｇ／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３０〜６０μｍの膜厚となるよ
うにスプレー塗布し、この鋼材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４００μｍになる様にポリ
エチレン防食樹脂層として２．７ｍｍ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、ポリエチレン被覆鋼管を製造した。ポリエチレン被
覆は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
ビングをガンの先端で２５ｍｍ長に切断したものを回転
塗装で同時に吹き付け、防食被覆の端部から３０〜５０
ｍｍまで塗装を行い、保護被覆層４を形成した。この
後、リング状の鋼製カバー５（肉厚：１０ｍｍ、帯幅：
１２０ｍｍ）を、１０ｍｍ程度の隙間高さが確保できる
プレートを介して、端部から５０ｍｍの位置に溶接して
端部を覆う鋼製カバー５を形成した。以上の方法により
実施例１の端部カバーを有する高強度保護層４を持つポ
リエチレン被覆鋼材を作成した

【００１４】〈実施例２〉（図４参照） 外径２００Ａ×長さ５５００ｍｍ×肉厚５．８ｍｍの鋼
管８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５００ｍｇ／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３０〜６０μｍの膜厚となるよ
うにスプレー塗布し、この鋼管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、ポリウレタン防食被覆層を形成した。ポリウ
レタン被覆は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の先端で２５ｍｍ長に切断したも
のを同時に吹き付け塗装を半周のみに行い、鋼管の長さ
上下方向にはウレタン端部から３０〜５０ｍｍを残して
切断除去した。

【００１５】次に塗装した半周上の上下端部を覆うこと
が可能な図２の断面形状を持つＦＲＰ製カバー６を鋼管
８に溶接したボルト７を介して固定し、ＦＲＰ製カバー
６部が保護被覆４端部から１００ｍｍ以上を覆う様に固
定した。この時、保護被覆４とＦＲＰカバー６との隙間
は２〜５ｍｍ程度であった。また、ボルト７は樹脂製の
キャッブ中に接着剤を充填したものでカバーした。以上
の方法により、本発明の実施例２の端部カバーを有し、
保護被覆を防食被覆上の一部に持つ高強度つポリウレタ
ン被覆鋼材を作成した。

【００１６】（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。さらに、被覆を２ｍ長
を残して除去した。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
塗装を行った後、２ｍ長を残して、被覆を除去し、保護
被覆を形成した。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６−１４６２７１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。

【００１７】（比較例２）外径２００Ａ×長さ５５００
ｍｍ×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
により半周のみの吹き付け塗装を行った後、鋼管長さ方
向に防食被覆層上の２ｍ長を残して被覆を除去し、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。た。以上の方法で作成
した実施例１〜２及び比較例１〜２の被覆鋼管を５０℃
の３％食塩水に１８０日間浸漬した後、ＡＳＴＭ Ｇ１
４の衝撃試験に準じ、衝撃剥離の評価として１５．９ｍ
ｍ直径の半球状の先端を保護被覆面に接触させ、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、被覆の端部近
傍に衝撃を加えてもポリエステル保護被覆の脱落が生じ
にくく、優れた性能を有することがわかる。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【発明の効果】ポリウレタン又はポリオレフィンの重防
食被覆の全面又はその一部に保護被覆を形成する方法と
して、保護被覆の端部を鋼材と直接続されたカバーで覆
うことによって、保護被覆端部に直接衝撃が加わること
を防止し、端部からの剥離を防止することが出来る。ま
た、保護被覆端部の精製作業が省略出来るために簡便で
塗装性に優れた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の鋼材に直接溶接した鋼
製カバーによって、端部を保護した高強度保護層を持つ
重防食被覆鋼材の断面図の一例。

【図２】本発明の保護被覆端部にボルト止めしたカバー
によって、端部を保護した高強度保護層を持つ重防食被
覆鋼材の断面図の一例。

【図３】本発明の実施例１の被覆鋼管の保護被覆層の端
部を鋼製カバーで覆った高強度ポリエチレン被覆鋼管を
示す図。

【図４】本発明の実施例２のポリウレタン被覆鋼管上に
部分的に保護費層を形成し、その上下端部に保護被覆端
部を覆うカバーを設けた高強度ポリウレタン被覆鋼管を
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 ４ 繊維強化熱硬化樹脂保護層 ５ 保護被覆端部を覆う鋼製カバー ６ 保護被覆端部を覆うカバー ７ ボルト及び防食キャップ ８ 鋼管

───────────────────────────────────────────────────── 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 4K044 AA02 AB03 BA15 BA21 BC02 CA07 CA16 CA53 CA62

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
   覆層上の全面又は一部に繊維強化の熱硬化樹脂の保護被
   覆を有し、その保護被覆の端部を鋼材と直接接続された
   カバーで覆うことを特徴とする端部カバー付き高強度重
   防食被覆鋼材。