JP2001322905A - 防食防汚被覆金属材 - Google Patents

防食防汚被覆金属材

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JP2001322905A
JP2001322905A JP2000139741A JP2000139741A JP2001322905A JP 2001322905 A JP2001322905 A JP 2001322905A JP 2000139741 A JP2000139741 A JP 2000139741A JP 2000139741 A JP2000139741 A JP 2000139741A JP 2001322905 A JP2001322905 A JP 2001322905A
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antifouling
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anticorrosion
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JP2000139741A
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Ryoji Kobayashi
良治 小林
Kazuhiro Kemizaki
千浩 検見崎
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BASF Japan Ltd
Dai Ichi High Frequency Co Ltd
Original Assignee
Dai Ichi High Frequency Co Ltd
BASF NOF Coatings Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリエチレン系の防食被覆の表面に亜酸化銅
系などの防汚塗料を強固に、持続的に接着させ、優れた
耐食性と防汚性を長期に亘って発揮させることのできる
被覆金属材を提供する。 【解決手段】 金属材表面に形成したポリエチレン系の
防食用内層とその表面に形成される防汚用外層の間に、
両層に密着する形で両層より低硬さの高弾性材料の薄層
を介在させ、その薄層によって両層間の隙間を密封する
とともに防汚用外層にクッションを与えて剥離や破損の
生じない接着状態を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は海水環境にて使用さ
れる防食防汚被覆金属材に関する。
【0002】
【従来の技術】腐食環境にさらされる鋼材の防食方法と
して、樹脂被覆による防食は今や一般的である。種々の
材料が被覆用として用いられており、特に腐食の激しい
海水環境下(海水配管系、海洋構造物など)では、数十
年に亘って防食効果を維持できるポリエチレン被覆の優
位性が、各種報告書や論文、使用実績からも明らかであ
る。ポリエチレンは、その吸水性の低さ、耐薬品性、絶
縁抵抗の高さ、衝撃強さ等の点で他の被覆材の追随を許
さない。
【0003】一方、海水環境下で使用した場合には別の
問題もある。すなわち、海生物の付着問題である。海生
物の付着により、パイプラインでは流送量の減少、構造
物では波浪による応力の増大などが挙げられる。ポリエ
チレンは非極性樹脂であり、一般的に物が付着しにくい
性質があるが、海水環境で使用した場合には、周辺海水
の流速が大きい(例えば1.5m/sec以上)場合に
は、海生物も付着し難い傾向にあるが、流速が小さい場
合には、微生物やスライム等が付着し始め、続いて大型
海生物の幼生が付着し始め、成長する。
【0004】海生物付着を防止する手段として各種防汚
塗料が用いられている。中でも亜酸化銅など銅化合物を
配合した塗料は、銅の忌避力を利用して海生物の付着を
効果的に防止することができ、また、防汚性能も持続さ
せる事が可能であり、しかも銅は一般海水中にも含まれ
ており、量目管理によって公害問題が避けられることか
ら、広く使用されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】以上の事から、海洋環
境ではポリエチレンの防食性と銅化合物系塗料の防汚性
能を兼ね備えた被覆材が待望されていた。しかしなが
ら、上記したようにポリエチレンは非極性樹脂であって
物が付着しにくい性質があるため、ポリエチレン被覆層
の表面に防汚塗料を長期に亘って密着性が維持されるよ
うに適用することは困難であり、実用化できていなかっ
た。すなわち、ポリエチレン被覆層の表面に、銅化合物
を高濃度に配合した防汚塗料を直接或いは適当な下塗り
(エポキシ樹脂塗料、ウレタン樹脂塗料等)を介して適
用して防汚層を形成した場合にも、環境条件の変動を伴
った経時により、上記防汚層の、ポリエチレン被覆層に
近い部分に層内破壊が生じて防汚層が剥離し、長期の使
用に耐えることができなかった。
【0006】本発明はかかる現状に鑑みてなされたもの
で、ポリエチレン被覆層の表面に銅化合物系の防汚塗料
を持続的に密着させ、これによって優れた防食性と防汚
性を長期に亘って発揮させることのできる被覆金属材を
提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意研究の
結果、ポリエチレン被覆層の表面に直接防汚塗料を塗布
して防汚層を形成する代わりに、ポリエチレン被覆層と
防汚層の間に、両層に密着する形で両層より低硬さの高
弾性材料の薄層を介在させることで、防汚層のポリエチ
レン被覆層に対する密着性を確保し、長期に渡って剥離
が生じないようにすることができ、これによって長期防
食性能及び防汚性能に優れた被覆材を得ることができる
ことを見出し、本発明を完成した。
【0008】すなわち、本発明の防食防汚被覆金属材
は、金属材の表面に、ポリエチレン系の防食用内層と銅
化合物配合塗膜系の防汚用外層とが、両層に密着する形
で両層間の隙間を埋めた、両層より低硬さの高弾性材料
の薄層より成る中間層を介して積層された被覆層を形成
したことを特徴とするものである。なお、ここで云う高
弾性材料とは、概ね可逆的に弾性変形できる範囲が1%
を超えた高歪率にまで及んでいる高分子材料を指してい
る。
【0009】上記構成の被覆金属材では、防汚用外層が
長期に亘って剥離することがなく、従って長期に亘って
防食、防汚性能を発揮させることができる。ここで、防
汚用外層が剥離しにくい理由は次のように考えられる。
第一には、ポリエチレン系の防食用内層と銅化合物配合
塗膜系の防汚用外層との会合部に、温度変化や外力など
により両層間のずれや離反を進めるような応力が生じた
時に、従来のように防食用内層に直接或いは通常の下塗
り層を介して防汚用外層を接着させていた場合には、硬
質の防汚用外層側に生じる応力が大きく、外層側は靱性
も高くないため破壊に至って剥離していたものが、本発
明の構成では、変形容易な高弾性材料の薄層が上記応力
を緩和するクッションの役目を果たすものと考えられ
る。なお、高弾性材料が軟質であることにより、液体の
ように両層に追従して変形するが、弾性によって形状を
復元し、流出することはない。また、第二には、高弾性
材料の薄層が防食用内層と防汚用外層とに密着している
ため、両層の間は周囲から空気が侵入できない密封状態
となって、両層の分離を阻止する見掛けの接着力が万辺
なく生じ、劣化しにくい形の接着状態が確保されている
ものと考えられる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に係る防食防汚被覆金属材の用途は、限定するも
のではないが、海水パイプライン、海洋構造物等の海水
環境での使用に特に適する。金属材としては、通常は鋼
管、形鋼、鋼板等の鋼材が使用されるが、他の金属材で
もよい。
【0011】防食用内層は、長期に亘って優れた防食効
果を発揮するポリエチレン系樹脂で形成される。ポリエ
チレン被覆は、水道用ライニング管などでは、0.3m
m程度の厚さで適用されており、本発明においても防食
用内層の厚さは、被覆が健全に維持されている限りは
0.3mm程度以上あればよいが、上記海水環境におい
ては、温度変化や外力の作用下でも被覆の健全性が損な
われないよう1mm以上とすることが好ましい。また必
要に応じて、耐衝撃性の向上の目的などで更に厚くして
もよい。例えば、流木などの浮遊物がぶつかる恐れのあ
る海洋構造物等では、3mm程度以上とする事が好まし
く、海水パイプラインの内面など、衝撃の恐れのない場
合は、1mm程度でよい。なお、上記被覆に充てるポリ
エチレンとして極性基変性した接着性ポリエチレンを選
定し、金属材への接着性及び高弾性材料薄層に対する濡
れ性を向上させるようにしてもよい。
【0012】防食用内層の形成方法としては、公知の被
覆技法を適宜使用すればよい。例えば、粉体ポリエチレ
ンを用いた熱融着方法(粉体融着法)は、種々の形状の
金属材に適用が可能である。また、鋼管杭のようなパイ
プ状のものは、いわゆる丸ダイやTダイを用いた押し出
し被覆法により施工できる。
【0013】高弾性材料の薄層は、防食用内層と防汚用
外層とを結合させるバインダーの役目を果たすものであ
り、従って両者に対して濡れ性を有することが必要であ
る。また、防食用内層と防汚用外層との間でクッション
として作用し、両層間の熱膨張差、熱収縮差、あるいは
外力によって両層の会合部に生じる応力を緩和する役目
もある。よって、各種エラストマーの中の、粘着性向が
強く且つ上記両層よりも弾性変形しやすい材料を充て
る。
【0014】エラストマーの種類としては、二トリルゴ
ム、ウレタンゴム、天然ゴム、クロロプレンゴム、シリ
コンゴム、塩化ゴム、ブチルゴム、ブタジエンゴム、さ
らにはこれらのゴムにスチレン基などを重合させて熱融
性を具備させたものを例示できる。また、EVA系、E
AA系、EPR系、EPDM系、シリコーン系、軟質塩
ビ系、低密度ポリエチレン系のエラストマー、さらに
は、これらの変性物も有用である。これらの中で、前記
粘着性向及び弾性変形性能を顕著に具備させうるのは、
JIS K7215に規定のデュロメータD硬さ試験準
拠の硬さ(HD Dと略記)が5〜40のものである。こ
れは、弾性変形性(変形後の形状復元性)の点で5以上
の硬さが適しており、又、粘着性向と変形容易性の点で
40以下の硬さが適しているからである。
【0015】前記高弾性材料の薄層は、上記エラストマ
ーの溶剤希釈塗料あるいは加熱溶融物の塗装(スプレ
イ、ローラー、溶射など)、更には、薄膜シートの貼付
け(溶剤貼り、自己粘着、自己融着など)といった手段
によって形成できる。上記薄層の形成に際しては、必要
に応じて防食用内層の表面に適当な活性化処理(サンデ
ィング、火炎処理など)を施すとか、適当なプライマー
(接着性ポリエチレンなど)を塗布するとかして、密着
性を向上させてもよい。エラストマー薄層の厚さは、前
記層間密封状態の要件である連続層形成のために5μm
以上は必要であり、一方、この密封状態によって発現す
る前記見掛けの接着力がエラストマー自体の低耐力によ
って減殺されないよう100μm程度に留めることが望
ましい。
【0016】防汚性外層は、前記した高弾性材料の薄層
の上に、樹脂基剤に銅化合物を配合した塗料、望ましく
は防汚性の特に優れた亜酸化銅配合塗料を塗布すること
により形成される。使用亜酸化銅系の塗料について云え
ば、優れた防汚特性を発揮させる上から、亜酸化銅を2
0mass%以上含むものが好適である。一方、亜酸化
銅が多くなり過ぎると、塗布が困難となり且つ塗膜が脆
くなるので、60mass%以下とすることが好まし
い。
【0017】亜酸化銅系の塗料の基剤樹脂としては、ポ
リエステル系やケイ素樹脂系が好適であるが、特に制限
はない。この塗料は、高弾性材料の薄層上に直接塗布し
てもよいが、必要に応じ、高弾性材料の薄層の上にポリ
エステル塗料、エポキシ塗料などの中塗りを施し、その
上に塗布するようにしてもよい。これらの中塗りは前記
エラストマー及び銅化合物系塗料の双方に対して優れた
接着性を備えており、特にエポキシ塗料はその接着性が
きわめて優れているので最良である。
【0018】防汚性外層の厚みに関しては、厚くするほ
ど防汚性能の持続時間が長くなるので、所望の耐久年数
に応じて適宜設定すればよく、設定した厚みが得られる
ように塗料を塗り重ねれば良い。例えば、4〜5年間の
耐久年数を期待する場合には、300μm程度の厚みが
必要であるので、その厚みが得られるように塗料を塗り
重ねればよい。
【0019】
【実施例】サイズ200×200×4.5t(mm)の
鋼板(JIS/SS400)の片面にポリエチレン(三
井化学株式会社製アドマーNR−106。HD D;4
5)を粉体融着法にて被覆し、1.5mm厚さの防食用
内層を形成した。次に、その表面に表1の実施例1、2
の欄に示す被覆を施して高弾性材料の薄層を形成し、更
にその表面に亜酸化銅系防汚塗料(日本油脂株式会社製
MX−2990、基剤;ポリエステル樹脂、亜酸化銅含
有量;50〜55wt%)をハケ塗りにて施し、100
μmの防汚性外層を形成した。
【0020】上記と同一仕様の鋼板に同一仕様の防食用
内層を形成した後、その防食用内層の表面に下塗りとし
て表1の比較例1、2の欄に示す被覆を施し、更にその
表面に上記と同一仕様の亜酸化銅系防汚塗料をハケ塗り
にて施し、100μmの防汚性外層を形成した。
【0021】以上のようにして作成した試験片(実施例
1、2及び比較例1、2)について、 1.アドヒージョンテスターによる接着力測定 2.海水浸漬による耐久性テスト(6ヶ月) を行った。その結果を表2に示す。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】表2の結果より明らかなように、比較例
1、2に比べて、実施例1、2では接着力が大きく向上
しており、しかも耐久性テストを行った結果、比較例
1、2では防汚性外層にめくれ、クラックが発生したの
に対し、実施例1、2では何ら変化は見られず、長期の
使用に耐えることが確認された。
【0025】
【発明の効果】以上のように、本発明は、金属材の表面
に、ポリエチレン系の防食用内層と亜酸化銅等の銅化合
物を配合した塗膜系の防汚用外層とが、両層に密着する
形で両層間の隙間を埋めた、両層より低硬さの高弾性材
料の薄層より成る中間層を介して積層された被覆層を形
成したことにより、防汚用外層が長期に亘って剥離する
ことがなく、従って長期に亘ってポリエチレン系の防食
用内層による優れた防食性能と、銅化合物配合塗膜系の
防汚用外層による優れた防汚性能を発揮させることがで
き、海水パイプライン、海洋構造物等の海水環境下での
材料として長期に亘って安定して使用できるという効果
を有している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C09D 5/16 C09D 5/16 7/12 7/12 Z 201/00 201/00 (72)発明者 検見崎 千浩 神奈川県川崎市川崎区殿町2丁目17番8号 第一高周波工業株式会社内 Fターム(参考) 4D075 AE03 BB92Y CA13 CA33 CA34 DA06 DA15 DA20 DA23 DB02 DC06 EB10 EB12 EB13 EB15 EB19 EB22 EB33 EB35 EB38 EB42 EC02 EC54 4F100 AA17D AB01A AK01C AK04B AK27 AK28 AK28K AK42 AL09C AN02 AS00D BA04 BA07 BA10A BA10D CC00D DE01D GB90 JK06 JK07C JK12C JL06 YY00C YY00D 4H011 AD01 BA06 BB18 BB19 DA01 DA08 DC10 DD01 DH02 DH14 4J038 DD001 DL031 HA216 NA05 PC08

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属材の表面に、ポリエチレン系の防食
    用内層と銅化合物配合塗膜系の防汚用外層とが、両層に
    密着する形で両層間の隙間を埋めた、両層より低硬さの
    高弾性材料の薄層より成る中間層を介して積層された被
    覆層を形成したことを特徴とする防食防汚被覆金属材。
  2. 【請求項2】 前記高弾性材料の薄層を、JIS K7
    215に規定のデュロメータD硬さ試験準拠の硬さが5
    〜40のエラストマーを用いて形成した、請求項1に記
    載の防食防汚被覆金属材。
  3. 【請求項3】 前記高弾性材料の薄層を5〜100μm
    厚さに形成した、請求項1又は2に記載の防食防汚被覆
    金属材。
  4. 【請求項4】 前記防汚用外層を、亜酸化銅を20〜6
    0mass%配合した樹脂基組成物で形成した、請求項
    1から3のいずれか1項記載の防食防汚被覆金属材。
JP2000139741A 2000-05-12 2000-05-12 防食防汚被覆金属材 Pending JP2001322905A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003016046A1 (en) * 2001-08-15 2003-02-27 Ecosea Limited Hull coverings

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003016046A1 (en) * 2001-08-15 2003-02-27 Ecosea Limited Hull coverings

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