JP2003311878A - 金属重防食被覆鋼材 - Google Patents

金属重防食被覆鋼材

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JP2003311878A
JP2003311878A JP2002124485A JP2002124485A JP2003311878A JP 2003311878 A JP2003311878 A JP 2003311878A JP 2002124485 A JP2002124485 A JP 2002124485A JP 2002124485 A JP2002124485 A JP 2002124485A JP 2003311878 A JP2003311878 A JP 2003311878A
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heavy
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resin
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JP2002124485A
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Nobuki Yoshizaki
信樹 吉崎
Kazuhiro Kinoshita
和宏 木下
Motoki Oka
扶樹 岡
Yoshiyuki Kawase
義行 川瀬
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Nippon Steel Corp
Nippon Steel Anti Corrosion Co Ltd
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Nittetsu Anti Corrosion Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 既存の重防食被覆を利用することで、鋼材と
高耐食金属の絶縁性と防食性を確保し、また、用いる中
間樹脂層との組み合わせにより、チタンの接着性と耐衝
撃性に優れる金属重防食被覆鋼材を提供すること。 【解決手段】 鋼材表面に樹脂防食層を形成した重防食
被覆鋼材に、好ましくは厚みが0.1〜15mmの中間樹
脂接着層、好ましくは厚みが0.1〜2mmの高耐食金属
板が積層され、鋼材と電気絶縁された高耐食金属被覆を
持った重防食被覆鋼材。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼構造物が港湾・
河川の桟橋や護岸などの激しい腐食環境に曝される場合
に、長期の防食性を確保する重防食被覆鋼材に関し、表
面に高耐食金属層を付与することにより、これまで以上
に長期の耐久性や耐衝撃性に優れた重防食被覆鋼材に関
する。
【0002】
【従来の技術】激しい腐食環境に使用される鋼管杭、鋼
管矢板、鋼矢板等の海洋鋼構造物は防食塗装が行われ、
なかでも厚みが数mmに及ぶ重防食塗装が有効である。数
十年に及ぶ長期耐久性が必要とされる場合、電気絶縁
性、耐薬品性等の種々の防食性に優れ、安価な樹脂であ
るポリオレフィン、あるいはポリウレタンといった樹脂
を被覆材として使用した重防食被覆鋼材が製造されてい
る。重防食被覆では、特開平3−23527号公報に示
される様な特殊な鋼材の下地処理、プライマー処理に防
食被覆を組み合わせることで長期の接着耐久性を確保し
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】重防食被覆を行うと鋼
材表面へのイオン、酸素、水、バクテリア等の各種の腐
食環境因子の到達を防止することが出来る。しかしなが
ら、樹脂は酸素、水を完全に遮蔽することが出来ないた
め、数10年の長期使用では接着や樹脂被覆の劣化が問
題となる。また、樹脂強度が低いために衝突等により鋼
材表面に達する傷がつきやすいこともあり、傷周辺は特
に水やイオン等の腐食因子の鋼材界面への侵入による接
着力低下発生が予想される。そこで、腐食要因を完全に
遮蔽する方法があれば、より信頼性の高い長期の耐久性
が期待出来る。一方、高耐食金属は樹脂と異なり、金属
を被覆や水が透過することが無いために、より長期の防
食性が期待出来る。
【0004】これに対しては、特開平7−279191
号公報に示される様に、金属クラッドを用いて鋼材に高
耐食金属を溶接固定する方法があるが、異種金属接触腐
食や高価であることが問題である。一方、特開平9−2
73697号公報の様に支持バンドを用いる方法や、特
開平8−53853号公報の様に高耐食金属薄板を用い
て鋼材との間に硬化性充填材を注入する方法も検討され
ているが、鋼材との絶縁性が完全とは言い難く、また耐
衝撃性にも課題があった。
【0005】本発明は、既存の重防食被覆を利用するこ
とで、鋼材と高耐食金属の絶縁性と防食性を確保し、ま
た、用いる中間樹脂層との組み合わせにより、チタンの
接着性と耐衝撃性に優れる金属重防食被覆鋼材を提供す
ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、次の通
りである。 (1)鋼材表面に樹脂防食層を形成した重防食被覆鋼材
に、中間樹脂接着層、高耐食金属板が積層され、鋼材と
電気絶縁された高耐食金属被覆を持ったことを特徴とす
る重防食被覆鋼材。 (2)高耐食金属板の厚みが0.1〜2mm、中間樹脂の
厚みが0.1〜15mmの範囲であることを特徴とする
(1)記載の金属重防食被覆鋼材。 (3)耐食金属板の厚み(Amm)と、中間樹脂引張強度
(BMPa)、及び中間樹脂層の厚み(Cmm)が以下の関
係で表される範囲であることを特徴とする(2)記載の
金属重防食被覆鋼材。 0.5×A<C<6×A×√B
【0007】
【発明の実施の形態】本発明においては、高耐食金属板
と鋼材の絶縁性を確保し、かつ高い耐衝撃性を確保する
方法として、図4の断面被覆構成に示されるに様に、鋼
材1に信頼性の高い下地処理2と重防食被覆3を施し、
更に選定した中間層樹脂接着剤層4を介して高耐食金属
板5を貼り付けることにより、長期の防食性と耐衝撃性
を確保した金属重防食被覆鋼材を提供することが出来
る。また、図5は本発明を鋼管に適用した場合の被覆構
成を示す断面図であり、鋼管6の外表面上に、順次、下
地処理2と重防食被覆3を施し、更に中間層樹脂接着剤
層4を介して高耐食金属板5を貼り付けることで構成さ
れる。
【0008】本発明の金属重防食被覆鋼材は以下の被覆
構成を有する。被覆を行う鋼材表面の酸化物、異物、油
分等を除去するために、酸洗浄脱脂処理、あるいはブラ
スト処理による下地処理を行う。この後、より信頼性を
高めるために、クロメート処理、燐酸塩処理等の化成処
理を行っても良い。次いで、エポキシ、あるいはウレタ
ン等の熱硬化性樹脂に顔料を添加した液体、あるいは粉
体塗料により10〜200μmのプライマー被膜を形成
する。プライマーは鋼材と樹脂の密着性に重要である。
この後、ポリウレタン樹脂による厚膜塗装、あるいはポ
リオレフィン樹脂をと変性ポリオレフィン樹脂接着剤を
融着して積層し、0.5〜5mmの従来の厚膜重防食被覆
を形成する。重防食被覆を行うことで、耐食金属被覆が
破損した場合でも防食性への問題が無いために信頼性が
高い。また、重防食を用いないで鋼材面に未硬化の中間
樹脂接着層を塗布して絶縁性を確保する方法に比較して
絶縁被膜の膜厚変動が無く、高耐食金属板と鋼材の異種
金属接触の防止が可能である。重防食被覆を形成した
後、高耐食金属板を接着性に優れる中間樹脂接着剤層に
よって重防食被覆に接着させることで、本発明の金属重
防食被覆鋼材を製造する。
【0009】本発明に用いる中間樹脂接着剤層は、重防
食層と高耐食金属板の両方に接着可能な樹脂を用いる。
重防食被覆がポリオレフィンの場合は、中間樹脂層には
変性ポリオレフィンを熱融着させて使用すると良い。そ
の他の樹脂を用いる場合、ポリオレフィンとの接着が難
しいため、コロナ放電や、火炎処理等の表面活性化処理
を行う。一方、重防食被覆がポリウレタン樹脂の場合に
は、用いる樹脂種に制限は無いが、高耐食金属を貼り付
けた後に揮発成分が残存し難い樹脂を用いる。例えば無
溶剤の液状熱硬化性ウレタン、液状エポキシ及びその変
性物、熱可塑性エラストマー、オレフィン変性物等の各
種接着剤、合成ゴム系、アクリル系、シリコーン系の粘
着剤等を用いる。
【0010】防食性を確保するための高耐食金属には、
チタン、及びその合金、ステンレスを用いると良い。ス
テンレス系鋼材の場合、重ね合わせ部があると隙間腐食
が発生する可能性があるため、接触して隙間が生じない
構造の場合に使用出来る。また、予め高耐食金属の接着
面に3〜100μm程度のプライマー処理を行うと、接
着性を向上させることが出来る。高耐食金属板は厚みが
厚いほど耐衝撃性に優れるが、加工性やコストの問題か
ら、0.1〜2.0mm厚みの板を用いる。板厚が厚い
と、貼り付け時の鋼材形状への追従性が悪化するため気
泡が残存しやすい。このため中間樹脂層には少なくとも
高耐食金属板の1/2以上の厚みをもたせる。また、中
間樹脂接着剤層は衝撃を受けると変形し、高耐食金属板
に貫通傷が発生する。変形は中間樹脂層の強度と厚みに
依存するため、中間樹脂に用いる樹脂の強度によって最
大膜厚を決定する。
【0011】本発明者らは、上記関係を、各種樹脂と板
厚の異なる高耐食金属板で鋭意検討し、以下の関係が成
立する範囲で高い耐衝撃性が得られることを見いだし
た。すなわち、耐食金属板の厚み(Amm)と、使用温度
での中間樹脂引張強度(BMPa)、及び中間樹脂層の厚
み(Cmm)が 0.5×A…(下限式1)< C <6×A×√B…(条件式2) の範囲であれば、接着性と耐衝撃性に優れる。但し、中
間層樹脂強度は少なくとも1MPa以上の引張強度のもの
を用いる。
【0012】
【実施例】防食被覆にウレタン樹脂を用いる場合の例と
して、9×100×150mmの鋼板にグリッドブラスト
処理を施し、スケール等を除去した後、プライマーとし
てポリオールとイソシアネート硬化剤による2液混合硬
化型のウレタン樹脂塗料を15〜60μm膜厚となるよ
うにスプレー塗布して硬化させた。次いで、その表面に
カオリンクレー微粉末を含有する2液硬化ウレタンエラ
ストマーをミキサーで混合してスプレー塗装を行い、3
mm厚みの従来のポリウレタン重防食被覆を行った。この
後、表面にアクリル系粘着接着剤0.1〜15mmの厚み
で塗布し乾燥させた後、0.05〜2mm厚みのチタン板
をロールで圧着しながら貼り付けた、表1に示す水準の
金属重防食被覆鋼材を作製した。
【0013】防食被覆にウレタン樹脂を用いる場合の例
として、9×100×150mmの鋼板にグリッドブラス
ト処理を施し、スケール等を除去した後、プライマーと
してイソシアネート末端プレポリマーによる湿気硬化型
ウレタン樹脂塗料を15〜60μm膜厚となるようにス
プレー塗布して硬化させた。次いで、その表面にカオリ
ンクレー微粉末を含有する2液硬化ウレタンエラストマ
ーをミキサーで混合してスプレー塗装を行い、3mm厚み
の従来のポリウレタン重防食被覆を行った。この後、表
面にイソシアネート硬化型のウレタン樹脂を0.1〜1
5mmの厚みで塗布し、0.05〜2mmのチタン板をロー
ルで圧着しながら貼り付け、表2に示す水準の金属重防
食被覆鋼材を作製した。
【0014】防食被覆にポリオレフィンを用いる場合の
例として、9×100×150mmの鋼板にグリッドブラ
スト処理を施し、スケール等を除去した後、鋼板を18
0℃に加熱し、プライマーとしてアミン硬化型のエポキ
シ樹脂を塗布して硬化させた。ついで、変性ポリエチレ
ン接着剤とポリエチレン防食層シート、変性ポリエチレ
ン中間層を3層にラミネートしたフィルムを半溶融させ
たフィルムを鋼材表面に貼り付けた。次いで、加熱した
チタン板を貼り付け、表3に示す水準の金属重防食被覆
鋼材を作製した。
【0015】試験片作製後、チタン密着性については、
チタン板を剥離して、気泡残存率を調べた。また、木製
円錐コーン(重量:30kg、材質:樫の木、先端角度:
90度)を高さ50cmから、作製した金属重防食被覆鋼
材上に落下させて、耐衝撃性を調査した。試験結果は、
密着性は気泡残存率5%以下、耐衝撃性はチタン板に貫
通傷が発生しない状態7を合格とし、表1〜3に示し
た。また、チタン膜厚に対してプロットした結果を図1
〜3に示した。結果から明らかな様に、中間層膜厚に最
適な範囲は、チタンの厚み、中間樹脂層の強度によって
変化し、本発明の範囲で適用される場合に密着性と耐衝
撃性のバランスが保たれる。
【0016】また、鋼管に適用した場合の実施例とし
て、外径600mm厚さ9mmの鋼管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た後、プライマーと
してイソシアネート末端プレポリマーによる湿気硬化型
ウレタン樹脂塗料を15〜60μm膜厚となるようにス
プレー塗布して硬化させた。次いで、その表面にカオリ
ンクレー微粉末を含有する2液硬化ウレタンエラストマ
ーをミキサーで混合してスプレー塗装を行い、3mm厚み
の従来のポリウレタン重防食被覆を行った。この後、表
面にイソシアネート硬化型のウレタン樹脂を5mm厚みで
塗布し、0.4mmのチタン板をロールで圧着しながら巻
き付け、本発明の金属重防食被覆鋼材を作製した(図5
参照)。
【0017】一方、鋼材と高耐食金属の間に熱硬化性充
填材を充填する従来の方法の例として、外径600mm厚
さ9mmの鋼管外面に厚みが5mmの帯状鋼板を間隔保持材
として0.7m間隔で溶接した。ここに厚み0.4mmの
チタン板を周方向に巻き付け、重ね合わせた部分にシー
ム溶接を行った。この後、チタン板と鋼管の隙間を充填
するために、熱硬化性のイソシアネート硬化型ウレタン
樹脂を隙間に充填し、特開平8−53853号公報の金
属被覆を行った鋼材を作製した(図6参照)。
【0018】本発明の金属被覆においてチタン板と鋼材
の抵抗を測定したところ正常な塗膜の値である1010Ω
cm以上の値を示した。一方、特開平8−53853号公
報に相当する金属被覆鋼管はチタンと絶縁されていなか
った。また、チタン板を除去して気泡率を調査したこと
ころ、本発明の金属重防食被覆鋼材では3%以下であっ
たのに対して、特開平8−53853号公報に相当する
金属被覆鋼管では帯状鋼板周辺部への気泡残りが多く、
全面積の22%は接着していなかった。また、衝撃試験
を木製円錐コーン(重量:30kg、材質:樫の木、先端
角度:90度)を高さ50cmから10回落下させて耐衝
撃性を調査した結果、本発明の金属被覆鋼管では全く問
題が見られなかったのに対して、特開平8−53853
号公報に相当する金属被覆鋼管では10回中2回のチタ
ン板の貫通が発生した。
【0019】
【表1】
【0020】
【表2】
【0021】
【表3】
【0022】
【発明の効果】本発明の鋼材表面に樹脂防食層を形成し
た重防食被覆鋼材に、中間樹脂接着層、高耐食金属板が
積層され、鋼材と電気絶縁された高耐食金属被覆を持っ
た重防食被覆鋼材は、重防食被覆によりチタンと鋼材の
絶縁を確実に行うことが出来るために異種金属接触腐食
の問題が発生しない。また、密着性や耐衝撃性にも格段
に優れるため、流木等による被覆の衝撃に対しても高耐
食金属板の破損が発生し難く、従来の重防食被覆を越え
た長期使用においても信頼性の高い防食被覆鋼材を提供
することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】高耐食金属と中間樹脂層の強度及び厚みの関係
(樹脂引張強度:1MPa)
【図2】高耐食金属と中間樹脂層の強度及び厚みの関係
(樹脂引張強度:5MPa)
【図3】高耐食金属と中間樹脂層の強度及び厚みの関係
(樹脂引張強度:10MPa)
【図4】本発明の金属重防食被覆鋼材の被覆構成を示す
断面図の一例を示す。
【図5】本発明の金属重防食被覆鋼材を鋼管に適用した
場合の被覆構成を示す断面図の一例を示す。
【図6】特開平8−53853号公報に相当する金属被
覆鋼管の被覆構成を示す断面図の一例を示す。
【符号の説明】
1 鋼材 2 下地処理及
びプライマー層 3 重防食樹脂層 4 中間樹脂 5 高耐食金属板 6 鋼管 7 充填樹脂 8 間隔材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木下 和宏 東京都千代田区大手町2−6−3 新日本 製鐵株式会社内 (72)発明者 岡 扶樹 東京都千代田区大手町2−6−3 新日本 製鐵株式会社内 (72)発明者 川瀬 義行 東京都千代田区岩本町2−11−9 日鉄防 蝕株式会社内 Fターム(参考) 4F100 AB01D AB03A AB12 AK01B AK01C AK51 BA04 GB04 JB02B JB02D JG04 JK02C JK10 JL11 4K062 AA05 BA01 BC06 BC11 BC15 EA14 FA12 GA01

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼材表面に樹脂防食層を形成した重防食
    被覆鋼材に、中間樹脂接着層、高耐食金属板が積層さ
    れ、鋼材と電気絶縁された高耐食金属被覆を持ったこと
    を特徴とする重防食被覆鋼材。
  2. 【請求項2】 高耐食金属板の厚みが0.1〜2mm、中
    間樹脂の厚みが0.1〜15mmの範囲であることを特徴
    とする請求項1記載の金属重防食被覆鋼材。
  3. 【請求項3】 耐食金属板の厚み(Amm)と、中間樹脂
    引張強度(BMPa)、及び中間樹脂層の厚み(Cmm)が
    以下の関係で表される範囲であることを特徴とする請求
    項2記載の金属重防食被覆鋼材。 0.5×A<C<6×A×√B
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007039943A (ja) * 2005-08-02 2007-02-15 Nittetsu Corrosion Prevention Co Ltd 鋼矢板の防食被覆方法
JP2014136902A (ja) * 2013-01-17 2014-07-28 Nippon Steel & Sumikin Engineering Co Ltd 防食構造体とその施工方法
CN107419276A (zh) * 2017-05-09 2017-12-01 上海建冶科技工程股份有限公司 一种奥氏体不锈钢耐蚀处理工艺

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