JP2002241972A - 耐候性に優れた表面処理鋼材 - Google Patents
耐候性に優れた表面処理鋼材Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】安定さび層またはさび含有層を早期に形成し、
腐食環境の厳しい海岸地帯に曝露されても鋼材表面の流
れさびの発生を抑制することができる、耐候性に優れる
表面処理鋼材を提供する。 【解決手段】鋼材表面がα−ＦｅＯＯＨ又は非晶質さび
の少なくとも一方を主成分とするＦｅさびを含み、か
つ、有機酸化合物または硝酸化合物のいずれかまたは複
合で含有するブチラール樹脂からなる第１の被膜で覆わ
れている表面処理鋼材とする。
腐食環境の厳しい海岸地帯に曝露されても鋼材表面の流
れさびの発生を抑制することができる、耐候性に優れる
表面処理鋼材を提供する。 【解決手段】鋼材表面がα−ＦｅＯＯＨ又は非晶質さび
の少なくとも一方を主成分とするＦｅさびを含み、か
つ、有機酸化合物または硝酸化合物のいずれかまたは複
合で含有するブチラール樹脂からなる第１の被膜で覆わ
れている表面処理鋼材とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐候性に優れる表
面処理鋼材に関する。
面処理鋼材に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、鋼にＰ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｎｉ等の
元素を添加することにより、大気中における鋼の耐食性
を向上させることができる。これらの低合金鋼は、耐候
性鋼と呼ばれ、屋外において数年で、腐食に対して保護
性のあるさび（以下、安定さびと称する）を形成し、安
定さびの形成後には塗装などの耐食処理作業が不要にな
る、いわゆるメンテナンスフリー鋼である。
元素を添加することにより、大気中における鋼の耐食性
を向上させることができる。これらの低合金鋼は、耐候
性鋼と呼ばれ、屋外において数年で、腐食に対して保護
性のあるさび（以下、安定さびと称する）を形成し、安
定さびの形成後には塗装などの耐食処理作業が不要にな
る、いわゆるメンテナンスフリー鋼である。
【０００３】このような耐候性鋼は安定さびが形成され
るまでに数年かかるため、それまでの期間中に赤さびや
黄さび等の浮きさびや流れさびを生じてしまい、外観的
にも好ましくなく周囲の環境汚染にもなるという問題を
残している。
るまでに数年かかるため、それまでの期間中に赤さびや
黄さび等の浮きさびや流れさびを生じてしまい、外観的
にも好ましくなく周囲の環境汚染にもなるという問題を
残している。
【０００４】この問題の解決手段として、例えば、特公
昭５３−２２５３０号公報では、 Ｆｅ3Ｏ4＋Ｆｅ2Ｏ3：５〜５０％、 リン酸：０．０１〜５％、 Ｐｂ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｐ，Ｚｎ，Ｃｒの単体もしくは化合
物の１種以上：０．０１〜１０％ を含有するブチラール樹脂を耐候性鋼の表面に適用する
技術が提案されている。この技術によれば、工業地帯の
曝露環境において、初期の流れさび量は１／１０程度に
低減され、１０〜１８ヶ月程度で鋼材表面に安定さびが
形成される。しかしながら、この技術では、より腐食環
境の厳しい飛来塩分量の多い海岸地域では、流れさび量
低減の効果は不十分であり、また、安定さび層も形成さ
れない。
昭５３−２２５３０号公報では、 Ｆｅ3Ｏ4＋Ｆｅ2Ｏ3：５〜５０％、 リン酸：０．０１〜５％、 Ｐｂ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｐ，Ｚｎ，Ｃｒの単体もしくは化合
物の１種以上：０．０１〜１０％ を含有するブチラール樹脂を耐候性鋼の表面に適用する
技術が提案されている。この技術によれば、工業地帯の
曝露環境において、初期の流れさび量は１／１０程度に
低減され、１０〜１８ヶ月程度で鋼材表面に安定さびが
形成される。しかしながら、この技術では、より腐食環
境の厳しい飛来塩分量の多い海岸地域では、流れさび量
低減の効果は不十分であり、また、安定さび層も形成さ
れない。
【０００５】また、特許第２６６６６７３号公報では、
鋼材表面に直接、もしくはさび層を介して、硫酸クロム
または硫酸銅の少なくともいずれかを１〜６５重量％含
有する樹脂塗料を被覆する技術が提案されている。この
技術によれば、腐食環境の厳しい海岸地帯での１年間の
曝露試験において流れさびの発生を防止可能であるが、
安定さび率（さび全量を１００としたときのさび中の安
定さびの相対量）が５０程度と必ずしも十分でない。ま
た、塗料中に硫酸クロムを添加した場合には、降雨や結
露によって水分吸収した樹脂からＣｒ3+が系外に溶出
し、周囲の環境を汚染するという問題もある。
鋼材表面に直接、もしくはさび層を介して、硫酸クロム
または硫酸銅の少なくともいずれかを１〜６５重量％含
有する樹脂塗料を被覆する技術が提案されている。この
技術によれば、腐食環境の厳しい海岸地帯での１年間の
曝露試験において流れさびの発生を防止可能であるが、
安定さび率（さび全量を１００としたときのさび中の安
定さびの相対量）が５０程度と必ずしも十分でない。ま
た、塗料中に硫酸クロムを添加した場合には、降雨や結
露によって水分吸収した樹脂からＣｒ3+が系外に溶出
し、周囲の環境を汚染するという問題もある。
【０００６】また、特許第２８２７６６９号公報には、
鋼表面全域が、大気腐食環境中で安定なα−ＦｅＯＯＨ
で構成されるさび層で均一に覆われているさび安定化処
理鋼材が開示されている。そのさび安定化処理方法は、
鋼表面にアルカリ水溶液塗布にてＯＨ-を供給してｐＨ
７以上とした鋼材を、屋外曝露または乾湿繰り返し環境
下に置くことにより、さび層をα−ＦｅＯＯＨに変換す
るものである。この技術によれば、安定さび形成期間を
大幅に縮めることができるが、腐食環境が厳しくなる
と、α−ＦｅＯＯＨさび層を形成させるための塗布と乾
燥の繰り返し回数を多くすることが必要となり、時間と
手間がかかるばかりでなく、鋼表面全域を覆っているさ
び層がＯＨ-の供給ムラにより部分的にα−ＦｅＯＯＨ
に変換しない場合や他形態のＦｅ化合物との混合状態と
なる場合、耐食性が不十分となって流れさびが発生し、
また、日向・日陰などの腐食環境の違いからさび生成状
態に違いができて外観不均一となるなどの問題があっ
た。
鋼表面全域が、大気腐食環境中で安定なα−ＦｅＯＯＨ
で構成されるさび層で均一に覆われているさび安定化処
理鋼材が開示されている。そのさび安定化処理方法は、
鋼表面にアルカリ水溶液塗布にてＯＨ-を供給してｐＨ
７以上とした鋼材を、屋外曝露または乾湿繰り返し環境
下に置くことにより、さび層をα−ＦｅＯＯＨに変換す
るものである。この技術によれば、安定さび形成期間を
大幅に縮めることができるが、腐食環境が厳しくなる
と、α−ＦｅＯＯＨさび層を形成させるための塗布と乾
燥の繰り返し回数を多くすることが必要となり、時間と
手間がかかるばかりでなく、鋼表面全域を覆っているさ
び層がＯＨ-の供給ムラにより部分的にα−ＦｅＯＯＨ
に変換しない場合や他形態のＦｅ化合物との混合状態と
なる場合、耐食性が不十分となって流れさびが発生し、
また、日向・日陰などの腐食環境の違いからさび生成状
態に違いができて外観不均一となるなどの問題があっ
た。
【０００７】また、特開平６−３２２５４９号公報に
は、自由な彩色が可能でかつ長期の耐候性を有する鋼材
として、下層にα−ＦｅＯＯＨ皮膜、上層に有機樹脂皮
膜が被覆された表面処理鋼材が開示され、下層のα−Ｆ
ｅＯＯＨ皮膜形成方法の例として、（ａ）サンドブラス
ト後、Ｃｒ，Ｃｕ処理し、アルカリ処理、水洗、乾燥す
る処理、および（ｂ）工業地帯での屋外曝露２０年後、
ワイヤブラシでケレンし、水洗、温風乾燥する処理が開
示されている。しかし、この鋼材では、地鉄とα−Ｆｅ
ＯＯＨ皮膜との密着性、およびα−ＦｅＯＯＨ皮膜と有
機樹脂皮膜との密着性の少なくともいずれかが不安定で
あり、施工時または施工後の曝露中に部分的な剥離や塗
膜浮き上がりが発生する場合があった。
は、自由な彩色が可能でかつ長期の耐候性を有する鋼材
として、下層にα−ＦｅＯＯＨ皮膜、上層に有機樹脂皮
膜が被覆された表面処理鋼材が開示され、下層のα−Ｆ
ｅＯＯＨ皮膜形成方法の例として、（ａ）サンドブラス
ト後、Ｃｒ，Ｃｕ処理し、アルカリ処理、水洗、乾燥す
る処理、および（ｂ）工業地帯での屋外曝露２０年後、
ワイヤブラシでケレンし、水洗、温風乾燥する処理が開
示されている。しかし、この鋼材では、地鉄とα−Ｆｅ
ＯＯＨ皮膜との密着性、およびα−ＦｅＯＯＨ皮膜と有
機樹脂皮膜との密着性の少なくともいずれかが不安定で
あり、施工時または施工後の曝露中に部分的な剥離や塗
膜浮き上がりが発生する場合があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の問題点
に鑑み、本発明は、長期にわたって保護性を有する安定
さび層またはさび含有層で覆われてメンテナンスフリー
になるとともに、安定さび層またはさび含有層を早期に
形成し、腐食環境の厳しい海岸地帯に曝露されても鋼材
表面の流れさびの発生を抑制することができる、耐候性
に優れる表面処理鋼材を提供することを目的とする。
に鑑み、本発明は、長期にわたって保護性を有する安定
さび層またはさび含有層で覆われてメンテナンスフリー
になるとともに、安定さび層またはさび含有層を早期に
形成し、腐食環境の厳しい海岸地帯に曝露されても鋼材
表面の流れさびの発生を抑制することができる、耐候性
に優れる表面処理鋼材を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成すべく鋭意研究・実験を重ねた結果、α−ＦｅＯ
ＯＨまたは非晶質さびを主成分とするＦｅさびと特定の
化合物とを特定の樹脂に配合して得られた表面処理剤を
鋼材表面に適用することにより、腐食環境の厳しい海岸
地帯においても流れさびの発生を防止しながら、長期に
わたって保護性を有する安定さび層またはさび含有層を
早期に形成する表面処理鋼材が得られることを見いだ
し、以下に示す本発明を成すに至った。
を達成すべく鋭意研究・実験を重ねた結果、α−ＦｅＯ
ＯＨまたは非晶質さびを主成分とするＦｅさびと特定の
化合物とを特定の樹脂に配合して得られた表面処理剤を
鋼材表面に適用することにより、腐食環境の厳しい海岸
地帯においても流れさびの発生を防止しながら、長期に
わたって保護性を有する安定さび層またはさび含有層を
早期に形成する表面処理鋼材が得られることを見いだ
し、以下に示す本発明を成すに至った。
【００１０】本発明は、鋼材表面がα−ＦｅＯＯＨ又は
非晶質さびの少なくとも一方を主成分とするＦｅさびを
含み、かつ、有機酸化合物または硝酸化合物のいずれか
または複合で含有するブチラール樹脂からなる第１の被
膜で覆われていることを特徴とする耐候性に優れた表面
処理鋼材である。
非晶質さびの少なくとも一方を主成分とするＦｅさびを
含み、かつ、有機酸化合物または硝酸化合物のいずれか
または複合で含有するブチラール樹脂からなる第１の被
膜で覆われていることを特徴とする耐候性に優れた表面
処理鋼材である。
【００１１】また、前記ブチラール樹脂被膜中に亜鉛系
化合物を含有し、さらに、下記（Ｉ）群、（ＩＩ）群の
少なくともいずれかに属する１種または２種以上の化合
物を含有することを特徴とする耐候性に優れた鋼材を提
供する。
化合物を含有し、さらに、下記（Ｉ）群、（ＩＩ）群の
少なくともいずれかに属する１種または２種以上の化合
物を含有することを特徴とする耐候性に優れた鋼材を提
供する。
【００１２】記 （Ｉ）群：Ｍｏ系化合物、Ｗ系化合物、Ｖ系化合物 （ＩＩ）群：Ｐ系化合物、Ｎｉ系化合物、Ｃｏ系化合
物、Ａ１系化合物、Ｃａ系化合物 さらに、本発明は、Ｍｏ，Ｗ，Ｖ系の化合物から選ばれ
た１種または２種以上を含有するブチラール樹脂からな
る第２の被膜で第１被膜の表面が覆われて構成されてい
ると好適である。
物、Ａ１系化合物、Ｃａ系化合物 さらに、本発明は、Ｍｏ，Ｗ，Ｖ系の化合物から選ばれ
た１種または２種以上を含有するブチラール樹脂からな
る第２の被膜で第１被膜の表面が覆われて構成されてい
ると好適である。
【００１３】この場合に、第２の被膜をなすブチラール
樹脂がさらに下記Ａ群〜Ｄ群のいずれかに属する１種ま
たは２種以上の化合物を含有すると好適である。
樹脂がさらに下記Ａ群〜Ｄ群のいずれかに属する１種ま
たは２種以上の化合物を含有すると好適である。
【００１４】記 Ａ群：Ｎｉ系化合物、Ｃｕ系化合物 Ｂ群：Ｐ系化合物 Ｃ群：硫酸塩 Ｄ群：Ｚｎ系化合物 次に本発明の有機酸化合物及び、硝酸化合物の適正添加
量について説明する。前記ブチラール樹脂被膜中に含有
される有機酸化合物中の有機酸がＦｅさび質量を１００
とした場合、１質量部以上でかつ１００質量部以下であ
り、硝酸化合物中の硝酸がＦｅさび質量部を１００とし
た場合、１質量部以上でかつ１００質量部以下とすると
よい。
量について説明する。前記ブチラール樹脂被膜中に含有
される有機酸化合物中の有機酸がＦｅさび質量を１００
とした場合、１質量部以上でかつ１００質量部以下であ
り、硝酸化合物中の硝酸がＦｅさび質量部を１００とし
た場合、１質量部以上でかつ１００質量部以下とすると
よい。
【００１５】有機酸、例えば酢酸の作用は鋼材をエッチ
ングすることと新たに鋼材から生成するα−ＦｅＯＯＨ
の形成を助けることと、そのα−ＦｅＯＯＨを微細にす
ることである。これらの機構は明らかではないが、添加
量が１質量部未満では効果がない。１００質量部部を越
えると処理剤からの異臭が激しくなり、処理時の環境が
悪くなるため不可である。
ングすることと新たに鋼材から生成するα−ＦｅＯＯＨ
の形成を助けることと、そのα−ＦｅＯＯＨを微細にす
ることである。これらの機構は明らかではないが、添加
量が１質量部未満では効果がない。１００質量部部を越
えると処理剤からの異臭が激しくなり、処理時の環境が
悪くなるため不可である。
【００１６】硝酸の作用は鋼材をエッチングすることと
新たに鋼材から生成するα−ＦｅＯＯＨまたは非晶質さ
びの形成を助ける事である。これらの機構は不明である
が、添加量が１質量部未満では効果がない。一方１００
質量部を越えるとエッチング効果が大きくなりすぎて、
環境によっては腐食が激しくなるため１００質量部以下
に限定される。
新たに鋼材から生成するα−ＦｅＯＯＨまたは非晶質さ
びの形成を助ける事である。これらの機構は不明である
が、添加量が１質量部未満では効果がない。一方１００
質量部を越えるとエッチング効果が大きくなりすぎて、
環境によっては腐食が激しくなるため１００質量部以下
に限定される。
【００１７】
【発明の実施の形態】化学的に安定な錆が物理的に緻密
であれば、割れや空隙等の構造的欠陥が生成しにくく、
大気中の酸素や水さらには塩素イオンなどの腐食物質を
防ぐことにもなる。その結果として大気腐食環境を遮蔽
しやすくなり、浮きさびや流れさびなどの基本的原因で
あるＦｅイオンの流出を軽減することができる。さら
に、大気腐食環境中でさびが化学的に安定であれば、さ
びの層変態や溶解を伴う電気化学反応が抑制される。
であれば、割れや空隙等の構造的欠陥が生成しにくく、
大気中の酸素や水さらには塩素イオンなどの腐食物質を
防ぐことにもなる。その結果として大気腐食環境を遮蔽
しやすくなり、浮きさびや流れさびなどの基本的原因で
あるＦｅイオンの流出を軽減することができる。さら
に、大気腐食環境中でさびが化学的に安定であれば、さ
びの層変態や溶解を伴う電気化学反応が抑制される。
【００１８】本発明の表面処理鋼材は、その表面が非晶
質さびまたはα−ＦｅＯＯＨを主成分とするさび成分と
さび安定化成分の隙間を樹脂が埋める構造、又は、樹脂
被膜中にＦｅさびおよび添加成分が分散している構造を
なしている。このような構造により、良好な耐候性が備
わると共に、鋼材地鉄との密着性に優れ、また上層に塗
膜を施す場合には上層塗膜との密着性にも優れる。さら
に、実環境で何らかの原因によりさび成分またはさび安
定化成分と樹脂の間に僅かな隙間をが生じ、腐食因子が
通過して、地鉄が若干溶解した場合でも、本発明の添加
成分の効果により非晶質さびまたはα−ＦｅＯＯＨ主体
のさびが発生し、この発生したさび自体が樹脂とさび成
分またはさび安定化成分との隙間を埋める。従って、安
定なさび成分からなる緻密な層が形成（復元）され、外
界からの腐食因子遮蔽効果を増大させることになる。
質さびまたはα−ＦｅＯＯＨを主成分とするさび成分と
さび安定化成分の隙間を樹脂が埋める構造、又は、樹脂
被膜中にＦｅさびおよび添加成分が分散している構造を
なしている。このような構造により、良好な耐候性が備
わると共に、鋼材地鉄との密着性に優れ、また上層に塗
膜を施す場合には上層塗膜との密着性にも優れる。さら
に、実環境で何らかの原因によりさび成分またはさび安
定化成分と樹脂の間に僅かな隙間をが生じ、腐食因子が
通過して、地鉄が若干溶解した場合でも、本発明の添加
成分の効果により非晶質さびまたはα−ＦｅＯＯＨ主体
のさびが発生し、この発生したさび自体が樹脂とさび成
分またはさび安定化成分との隙間を埋める。従って、安
定なさび成分からなる緻密な層が形成（復元）され、外
界からの腐食因子遮蔽効果を増大させることになる。
【００１９】第１の被膜形成に用いるベース樹脂はブチ
ラール樹脂が良い。ブチラール樹脂は親水性に優れ、吸
水率が数十％と高いため、塗膜下の鋼面に腐食反応に必
要な水分を短時間で透過・供給することができる。従っ
て、安定さびの早期形成を図る本発明の目的にかなう樹
脂である。これに対して、鋼面に適用するベース樹脂と
して一般的に用いられているエポキシ樹脂やアクリル樹
脂、ウレタン樹脂は吸水率が数％程度と低いため、水分
が短時間で鋼面まで到達せず、安定さびの早期形成が困
難である。
ラール樹脂が良い。ブチラール樹脂は親水性に優れ、吸
水率が数十％と高いため、塗膜下の鋼面に腐食反応に必
要な水分を短時間で透過・供給することができる。従っ
て、安定さびの早期形成を図る本発明の目的にかなう樹
脂である。これに対して、鋼面に適用するベース樹脂と
して一般的に用いられているエポキシ樹脂やアクリル樹
脂、ウレタン樹脂は吸水率が数％程度と低いため、水分
が短時間で鋼面まで到達せず、安定さびの早期形成が困
難である。
【００２０】また、ブチラール樹脂をイソシアネート系
の硬化剤で架橋・反応させたものやフェノール系樹脂と
混合して水酸基濃度を低下させた樹脂をベース樹脂とし
て用いることにより、系全体の吸水率を適当な値に低減
させてもよい。
の硬化剤で架橋・反応させたものやフェノール系樹脂と
混合して水酸基濃度を低下させた樹脂をベース樹脂とし
て用いることにより、系全体の吸水率を適当な値に低減
させてもよい。
【００２１】不純物（他のＦｅ化合物や着色顔料、紫外
線防止剤や沈殿防止剤など）の含有量は耐候性を劣化さ
せるので、Ｆｅさび添加量１００質量部に対し、５０質
量部以下が好ましく、より好ましくは３０質量部以下で
ある。
線防止剤や沈殿防止剤など）の含有量は耐候性を劣化さ
せるので、Ｆｅさび添加量１００質量部に対し、５０質
量部以下が好ましく、より好ましくは３０質量部以下で
ある。
【００２２】第１被膜中のＺｎ系化合物としてはＺｎ
Ｏ、Ｚｎ（ＯＨ）2、ＺｎＣＯ3、Ｚｎ粉末などを好適に
用いることができる。Ｚｎ系化合物は第１の被膜と地鉄
との界面のｐＨを中性付近で安定させる効果を有し、そ
の添加量はＦｅさび量１００質量部に対して５質量部以
上５０質量部以下が好ましい。これらの成分が５質量部
未満ではさび安定化効果が不十分で、屋外曝露試験で流
れ錆が発生する場合がある。さらに上記成分が５０質量
部を越える場合には、曝露試験においてＺｎが主成分で
ある白錆によって外観不良となった。さらに好適には３
０質量部以下が良い。
Ｏ、Ｚｎ（ＯＨ）2、ＺｎＣＯ3、Ｚｎ粉末などを好適に
用いることができる。Ｚｎ系化合物は第１の被膜と地鉄
との界面のｐＨを中性付近で安定させる効果を有し、そ
の添加量はＦｅさび量１００質量部に対して５質量部以
上５０質量部以下が好ましい。これらの成分が５質量部
未満ではさび安定化効果が不十分で、屋外曝露試験で流
れ錆が発生する場合がある。さらに上記成分が５０質量
部を越える場合には、曝露試験においてＺｎが主成分で
ある白錆によって外観不良となった。さらに好適には３
０質量部以下が良い。
【００２３】また、Ｍｏ，Ｗ，Ｖ，Ｐ，Ｎｉ，Ｃｏの化
合物としてはリンモリブデン酸、ケイモリブデン酸、モ
リブデン酸ナトリウム、モリブデン酸Ａｌ、モリブデン
酸Ｚｎ、リンタングストモリブデン酸、リンタングステ
ン酸、ケイタングステン酸、リンバナジドモリブデン
酸、硫酸バナジル、バナジン酸ナトリウム、リン酸亜
鉛、硫酸ニッケル、硫酸コバルト、リン酸などが挙げら
れる。さらにこれらの添加量はさび成分の量１００質量
部に対して３質量部以上３０質量部以下が好ましい。こ
れらの成分が３質量部未満ではさび安定化効果が不十分
で、屋外曝露試験で流れさびが発生する場合がある。さ
らに上記成分が３０質量部をこえる場合には、さび安定
化効果が飽和してしまうため、コストとの兼ね合いから
３０質量部以下とした。
合物としてはリンモリブデン酸、ケイモリブデン酸、モ
リブデン酸ナトリウム、モリブデン酸Ａｌ、モリブデン
酸Ｚｎ、リンタングストモリブデン酸、リンタングステ
ン酸、ケイタングステン酸、リンバナジドモリブデン
酸、硫酸バナジル、バナジン酸ナトリウム、リン酸亜
鉛、硫酸ニッケル、硫酸コバルト、リン酸などが挙げら
れる。さらにこれらの添加量はさび成分の量１００質量
部に対して３質量部以上３０質量部以下が好ましい。こ
れらの成分が３質量部未満ではさび安定化効果が不十分
で、屋外曝露試験で流れさびが発生する場合がある。さ
らに上記成分が３０質量部をこえる場合には、さび安定
化効果が飽和してしまうため、コストとの兼ね合いから
３０質量部以下とした。
【００２４】また、第１の被膜の膜厚（乾燥膜厚を指
す。以下同じ）が１．０μｍ未満であると、部分的に覆
い残しが生じる可能性が高くなり、場所によって耐候性
に格差が生じることが懸念されるため、さび層膜の膜厚
は１．０μｍ以上であることが望ましい。なお、表面凹
凸による不均一を勘案すれば、さらに好ましいのは、５
μｍ以上である．他方、第１の被膜は、その膜厚が厚け
れば厚いほど流れさび抑制効果が大きいのであるが、コ
ストとの兼ね合いからその膜厚は５０μｍ程度、より好
ましくは３０μｍ程度以下とするのがよい。
す。以下同じ）が１．０μｍ未満であると、部分的に覆
い残しが生じる可能性が高くなり、場所によって耐候性
に格差が生じることが懸念されるため、さび層膜の膜厚
は１．０μｍ以上であることが望ましい。なお、表面凹
凸による不均一を勘案すれば、さらに好ましいのは、５
μｍ以上である．他方、第１の被膜は、その膜厚が厚け
れば厚いほど流れさび抑制効果が大きいのであるが、コ
ストとの兼ね合いからその膜厚は５０μｍ程度、より好
ましくは３０μｍ程度以下とするのがよい。
【００２５】第１の被膜の表面に形成する第２の被膜中
の樹脂種類は、第１の被膜と同様ブチラール樹脂が好適
である。理由は第１の被膜と同様である。
の樹脂種類は、第１の被膜と同様ブチラール樹脂が好適
である。理由は第１の被膜と同様である。
【００２６】さらに、第２被膜については、長期使用に
より形成される安定さびとの色合わせのために、Ｆｅ2
Ｏ3，又はＦｅ3Ｏ4などのＦｅ酸化物を添加することが
できる。
より形成される安定さびとの色合わせのために、Ｆｅ2
Ｏ3，又はＦｅ3Ｏ4などのＦｅ酸化物を添加することが
できる。
【００２７】加えて、第２の被膜中の顔料としては、ベ
ンガラ、二酸化チタン、カーボンブラック、チタンイエ
ロー、フタロシアニングリーン、フタロシアニンブルー
などの着色顔料、タルク、マイカ、硫酸バリウム、炭酸
カルシウムなどの体質顔料、酸化クロムなどの防錆顔料
などを使用することができる。その他、チキソ材、分散
剤、酸化防止材等の慣用添加剤を加えることもできる。
ンガラ、二酸化チタン、カーボンブラック、チタンイエ
ロー、フタロシアニングリーン、フタロシアニンブルー
などの着色顔料、タルク、マイカ、硫酸バリウム、炭酸
カルシウムなどの体質顔料、酸化クロムなどの防錆顔料
などを使用することができる。その他、チキソ材、分散
剤、酸化防止材等の慣用添加剤を加えることもできる。
【００２８】なお、第２の被膜の膜厚が３μｍに満たな
いと、色彩効果も弱いため、第２の被膜を設ける場合に
は、その膜厚を３μｍ以上とすることが好ましい。な
お、下地（さび層膜を形成後）表面の凹凸を勘案すれ
ば、より好ましいのは５μｍ以上である。また、第２の
被膜厚は厚ければ厚いほど上記効果が大きいが、効果と
コストとの兼ね合いから５０μｍ程度以下、より好まし
くは２０μｍ程度以下とするのが良い。
いと、色彩効果も弱いため、第２の被膜を設ける場合に
は、その膜厚を３μｍ以上とすることが好ましい。な
お、下地（さび層膜を形成後）表面の凹凸を勘案すれ
ば、より好ましいのは５μｍ以上である。また、第２の
被膜厚は厚ければ厚いほど上記効果が大きいが、効果と
コストとの兼ね合いから５０μｍ程度以下、より好まし
くは２０μｍ程度以下とするのが良い。
【００２９】本発明において第１の被膜、第２の被膜の
形成には、樹脂と無機化合物を溶質（あるいは分散質）
とする溶液（あるいは分散液）を処理液として使用する
が、溶質（あるいは分散質）の配合量は特に限定されな
い。しかしながら、無機化合物の総量が、樹脂固形分１
００質量部に対し、１質量部に満たないとさび安定化効
果が小さく、一方、１５０質量部を超えると被膜形成後
に無機化合物同士が直接接触する部分が多くなり過ぎ、
被膜の最表面から地鉄表面に至る貫通孔が形成されて流
れさびの防止が難しくなるので、無機化合物の総量は樹
脂固形分１００質量部に対し、１〜１５０質量部とする
ことが望ましい。
形成には、樹脂と無機化合物を溶質（あるいは分散質）
とする溶液（あるいは分散液）を処理液として使用する
が、溶質（あるいは分散質）の配合量は特に限定されな
い。しかしながら、無機化合物の総量が、樹脂固形分１
００質量部に対し、１質量部に満たないとさび安定化効
果が小さく、一方、１５０質量部を超えると被膜形成後
に無機化合物同士が直接接触する部分が多くなり過ぎ、
被膜の最表面から地鉄表面に至る貫通孔が形成されて流
れさびの防止が難しくなるので、無機化合物の総量は樹
脂固形分１００質量部に対し、１〜１５０質量部とする
ことが望ましい。
【００３０】第１、第２の被膜を形成するには、前記処
理液を処理対象面に塗布することにより形成するが、処
理方法は、刷毛塗り、ロール塗り、スプレー、コーター
等のいずれも好適に用いることができる。
理液を処理対象面に塗布することにより形成するが、処
理方法は、刷毛塗り、ロール塗り、スプレー、コーター
等のいずれも好適に用いることができる。
【００３１】なお、鋼材そのものは限定されない。
【００３２】
【実施例】表１に示す化学組成になる各種鋼材から１５
０ｍｍ×７０ｍｍ×３ｍｍの試験片を採取し、これらの
試験片に対し、表面をショットブラストで清浄化し、残
存油分をアルコールで除去した。本発明の実施例及び比
較例を表２、表３に示した各種条件で表面処理を施して
各種塗膜を形成し、海岸地帯（飛来塩分量０．３ｍｇ／
（ｄｍ2・ｄａｙ））にて３００日間の大気曝露試験を
行った。さび発生状況（流れさび発生状況と外観変化）
を観察し、また処理膜下のさびの進行状況と生成したさ
びをＸ線回折により同定した。塗膜の密着性について
は、セロハンテープによる剥離試験を行ってサンプルの
塗膜表面を調査した。
０ｍｍ×７０ｍｍ×３ｍｍの試験片を採取し、これらの
試験片に対し、表面をショットブラストで清浄化し、残
存油分をアルコールで除去した。本発明の実施例及び比
較例を表２、表３に示した各種条件で表面処理を施して
各種塗膜を形成し、海岸地帯（飛来塩分量０．３ｍｇ／
（ｄｍ2・ｄａｙ））にて３００日間の大気曝露試験を
行った。さび発生状況（流れさび発生状況と外観変化）
を観察し、また処理膜下のさびの進行状況と生成したさ
びをＸ線回折により同定した。塗膜の密着性について
は、セロハンテープによる剥離試験を行ってサンプルの
塗膜表面を調査した。
【００３３】その結果を下記評価基準に則って整理し、
表４に示した。
表４に示した。
【００３４】 鋼材表面外観：◎…腐食なし、 ○…腐食ほとんどなし、 △…腐食あり、 ×…腐食激しい 流れさび： ◎…なし、 ○…ほとんどなし、 △…あり、 ×…激しい 処理膜密着性：テープ剥離において、 ◎…被膜の剥離なし、 ○…ほとんどなし、 △…少しあり、 ×…被膜全面剥離 早期さび生成：曝露１年後のさび面積率（％） 鋼面から生成したさびの成分： ○…α−ＦｅＯＯＨまたは非晶質さびが主体、 ×…γ−ＦｅＯＯＨまたはβ−ＦｅＯＯＨ、Ｆｅ3Ｏ4が
主体、 ＃…さび未形成
主体、 ＃…さび未形成
【００３５】
【表１】
【００３６】
【表２】
【００３７】
【表３】
【００３８】
【表４】
【００３９】
【発明の効果】本発明によれば長期にわたって保護性を
有する安定さび層またはさび含有層で覆われてメンテナ
ンスフリーになるとともに、安定さび層またはさび含有
層を早期に形成し、腐食環境の厳しい海岸地帯に曝露さ
れても鋼材表面の流れさびの発生を抑制することができ
る、耐候性に優れる表面処理鋼材を得ることができた。
有する安定さび層またはさび含有層で覆われてメンテナ
ンスフリーになるとともに、安定さび層またはさび含有
層を早期に形成し、腐食環境の厳しい海岸地帯に曝露さ
れても鋼材表面の流れさびの発生を抑制することができ
る、耐候性に優れる表面処理鋼材を得ることができた。
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 5/08 Ｃ０９Ｄ 5/08 129/14 129/14 Ｆターム(参考） 4D075 CA32 DA06 DB02 EB13 EB34 EB45 EB55 EC01 EC07 4J038 CE071 HA066 HA206 HA216 HA246 HA296 HA376 HA386 KA08 PC02 4K062 AA01 BA06 BA08 BC11 DA10 FA11 GA01
Claims (4)
- 【請求項１】 鋼材表面がα−ＦｅＯＯＨ又は非晶質さ
びの少なくとも一方を主成分とするＦｅさびを含み、か
つ、有機酸化合物または硝酸化合物のいずれかまたは複
合で含有するブチラール樹脂からなる第１の被膜で覆わ
れていることを特徴とする耐候性に優れた表面処理鋼
材。 - 【請求項２】 前記ブチラール樹脂被膜中に亜鉛系化合
物を含有し、さらに、下記（Ｉ）群、（ＩＩ）群から選
ばれた１群または２群に属する１種または２種以上の化
合物を含有することを特徴とする請求項１記載の耐候性
に優れた表面処理鋼材。 記 （Ｉ）群：Ｍｏ系化合物、Ｗ系化合物、Ｖ系化合物 （ＩＩ）群：Ｐ系化合物、Ｎｉ系化合物、Ｃｏ系化合
物、Ａ１系化合物、Ｃａ系化合物 - 【請求項３】 Ｍｏ，Ｗ，及びＶ系の化合物から選ばれ
た１種または２種以上を含有するブチラール樹脂からな
る第２の被膜で第１被膜の表面が覆われてなることを特
徴とする請求項１又は２記載の耐候性に優れた表面処理
鋼材。 - 【請求項４】 第２の被膜をなすブチラール樹脂がさら
に下記Ａ群〜Ｄ群から選ばれた１群または２群以上に属
する１種または２種以上の化合物を含有することを特徴
とする請求項３記載の耐候性に優れた表面処理鋼材。 記 Ａ群：Ｎｉ系化合物、Ｃｕ系化合物 Ｂ群：Ｐ系化合物 Ｃ群：硫酸塩 Ｄ群：Ｚｎ系化合物
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001042937A JP2002241972A (ja) | 2001-02-20 | 2001-02-20 | 耐候性に優れた表面処理鋼材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001042937A JP2002241972A (ja) | 2001-02-20 | 2001-02-20 | 耐候性に優れた表面処理鋼材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002241972A true JP2002241972A (ja) | 2002-08-28 |
Family
ID=18905177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001042937A Withdrawn JP2002241972A (ja) | 2001-02-20 | 2001-02-20 | 耐候性に優れた表面処理鋼材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002241972A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006283171A (ja) * | 2005-04-04 | 2006-10-19 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 塩化物環境における耐候性に優れた表面処理鋼材 |
| CN113621873A (zh) * | 2021-08-19 | 2021-11-09 | 宝武集团鄂城钢铁有限公司 | 一种具有稳定化锈层的耐候结构钢及其制备方法 |
-
2001
- 2001-02-20 JP JP2001042937A patent/JP2002241972A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006283171A (ja) * | 2005-04-04 | 2006-10-19 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 塩化物環境における耐候性に優れた表面処理鋼材 |
| JP4701798B2 (ja) * | 2005-04-04 | 2011-06-15 | 住友金属工業株式会社 | 塩化物環境における耐候性に優れた表面処理鋼材 |
| CN113621873A (zh) * | 2021-08-19 | 2021-11-09 | 宝武集团鄂城钢铁有限公司 | 一种具有稳定化锈层的耐候结构钢及其制备方法 |
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|---|---|---|---|
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