JP2009275247A - Steel material provided with rust-preventive and corrosion-preventive coating - Google Patents

Steel material provided with rust-preventive and corrosion-preventive coating Download PDF

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尚 馬場
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steel material provided with a rust-preventive and corrosion-preventive coating, which shows superior corrosion-preventive properties when used in a state that one part of the steel material is buried in concrete or in the ground. <P>SOLUTION: The steel material provided with the rust-preventive and corrosion-preventive coating has a zinc-base plated film on a steel material and one or more layers of an organic painted film coated thereon. The outermost surface layer of the organic paint film contains a phosphate-based rust-preventive pigment, a sulfate of an alkaline earth metal, and a non-silver and non-copper type antibacterial agent. Thereby, the rust-preventive and corrosion-preventive coating can form a corrosion-preventive structure on the coated steel material that is used in the state that the one part is buried in concrete or in the ground. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、被覆鋼材に関し、特に、コンクリートあるいは地面に一部を埋め込まれて使用される防錆防食被覆鋼材に関するものである。   The present invention relates to a coated steel material, and more particularly, to a rust and corrosion resistant coated steel material that is used by being partially embedded in concrete or the ground.

鋼材を防食する技術としては、亜鉛系のめっきが広く採用される。さらに防食能を高くするには、亜鉛めっきの上に有機樹脂塗装をすることが多い。しかし、亜鉛めっき上に直接塗装をしても、めっきと有機樹脂の密着性は必ずしも良くないこともまた周知のことであり、このため、めっき上に、リン酸塩処理、クロメート処理等の所謂化成処理をするのが一般的である。   Zinc-based plating is widely adopted as a technique for preventing corrosion of steel materials. In order to further increase the anticorrosion ability, an organic resin coating is often applied on the galvanizing. However, it is also well known that the adhesion between the plating and the organic resin is not always good even if the coating is directly performed on the zinc plating. For this reason, the so-called phosphate treatment, chromate treatment, etc. are performed on the plating. It is common to perform chemical conversion treatment.

鉄鋼構造物は、コンクリートや地面に埋め込む形で屋外使用されることも多い。しかし、このような使い方をした鉄鋼構造物は、埋設された部分の直上、即ち、地際部で激しい腐食を起こす事例があることが知られている。   Steel structures are often used outdoors in the form of being embedded in concrete or the ground. However, it is known that steel structures that are used in this way have severe corrosion directly above the buried portion, that is, at the ground.

この「地際腐食」の原因は、完全に解明されてはいないが、以下の要素が挙げられている。
1) コンクリート中の鉄鋼材料は、コンクリートのアルカリにより不動態化しており、この不動態化した部分と地表に出ている部分の鉄が局部電池を形成すること。
2) 地際部は、鉄鋼材料に付着した結露等が落ちてくるため湿り易い構造であり、かつ、この結露水には、鉄鋼材料に付着した塩分等が凝集していること。
The cause of this “inter-surface corrosion” has not been completely clarified, but the following factors are listed.
1) The steel material in concrete is passivated by the alkali of the concrete, and this passivated part and the iron on the ground surface form a local battery.
2) The ground part has a structure that is easy to get wet because the dew condensation attached to the steel material falls, and the dew condensation water has agglomerated salt attached to the steel material.

また、通説として、動物、特に犬の排泄物が地際腐食に影響しているとも言われている。このような腐食を防止する方法として、埋設部界面の結露水がアルカリ性を示すことに着目し、埋設部界面の上下に防食層を設ける方法が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。この方法は、構造物の地際部以外はめっきのままで使用されることを前提にしている。しかし、現在の鉄鋼構造物は、美観及び耐蝕性の両面から亜鉛系めっき後にリン酸塩化成処理を行い、さらに塗装して使用されるのが一般的である。一般的な塗装方法は、めっき上に直接バインダー層を塗装するものであり、特許文献1の技術を通常の塗装前提の鋼構造物に適用する場合には、地際部分のみ全く別の塗装処理を行うことになるため、生産性を著しく低下させると言う問題点があった。   It is also said that the excrement of animals, especially dogs, has an effect on the ground corrosion. As a method of preventing such corrosion, focusing on the fact that the dew condensation water at the buried portion interface shows alkalinity, a method of providing a corrosion protection layer above and below the buried portion interface has been proposed (see, for example, Patent Document 1). . This method presupposes that it is used as it is except for the ground part of a structure. However, the current steel structures are generally used after being subjected to a phosphate chemical treatment after zinc-based plating, and further painted, in terms of both aesthetics and corrosion resistance. A general coating method is a method in which a binder layer is directly coated on the plating. When the technique of Patent Document 1 is applied to a steel structure based on normal coating, only the ground part is completely different. Therefore, there is a problem that productivity is remarkably lowered.

発明者は、地際部の腐食を促進する要因として、犬のマーキングに着目した。犬の排泄物が腐葉土等によって分解された場合の反応を調べた結果、まずアンモニアが生成することが報告されている(例えば、非特許文献3を参照)。さらに、生成したアンモニアが酸化されて硝酸が生成することが分かった。そして、一般的な防食構造である、溶融亜鉛めっき−リン酸塩化成処理−塗装と言う皮膜構成の中では、リン酸亜鉛化成処理皮膜と亜鉛めっき層がアンモニアに弱いことが分かった。化成処理皮膜がアンモニアに溶解するのは、アンモニアが、化成処理皮膜の中のリン酸亜鉛から、亜鉛イオンを亜鉛−アンモニア錯体として引き抜くためである。化成処理皮膜が消失した場合、有機皮膜は、鋼材との密着力を失う。また、アンモニアは、めっきの主成分である亜鉛とも、亜鉛−アンモニア錯体を形成することで反応し、めっき層の消失を促進し、鋼材の腐食を早める。   The inventor has paid attention to the marking of dogs as a factor that promotes corrosion at the ground. As a result of examining the reaction when the excrement of dogs is decomposed by humus or the like, it has been reported that ammonia is first generated (for example, see Non-Patent Document 3). Furthermore, it turned out that the produced | generated ammonia is oxidized and nitric acid produces | generates. And in the film | membrane structure called hot dip galvanization-phosphate chemical conversion treatment-painting which is a general anti-corrosion structure, it turned out that a zinc phosphate chemical conversion treatment film and a zinc plating layer are weak to ammonia. The reason why the chemical conversion film is dissolved in ammonia is that ammonia extracts zinc ions as zinc-ammonia complexes from zinc phosphate in the chemical conversion film. When the chemical conversion film disappears, the organic film loses adhesion with the steel material. In addition, ammonia reacts with zinc, which is the main component of plating, by forming a zinc-ammonia complex, thereby facilitating the disappearance of the plating layer and accelerating the corrosion of the steel material.

このようなメカニズムによって、アンモニアが鋼材の腐食を促進するものと考えられた。   It was thought that ammonia promotes corrosion of steel materials by such a mechanism.

しかし、報告されている堆肥のpH、組成等を基に再現実験を行っても、あるいは土壌中に腐葉土や動物の排泄物や昆虫の死骸等が混入しても、生成するアンモニアの量は僅かであり、直接、化成処理皮膜や亜鉛めっき層を溶解する可能性は低いことが判った。にもかかわらず、実験的には微量のアンモニアの存在により、めっき−塗装をした鋼材の腐食が促進されることが確認された。この原因としては、通常の腐食反応では生成・蓄積して腐食の進行を抑制する塩化亜鉛、炭酸亜鉛、酸化亜鉛等の亜鉛めっきの腐食生成物が、アンモニアによって溶解するため、亜鉛の防食効果が半減してしまっていることが判った。   However, even if a reproduction experiment based on the reported pH, composition, etc. of compost is carried out, or even if humus, animal excrement, insect carcasses, etc. are mixed in the soil, the amount of ammonia produced is small. Therefore, it was found that the possibility of directly dissolving the chemical conversion film and the galvanized layer was low. Nevertheless, experimentally, it was confirmed that the presence of a small amount of ammonia promotes corrosion of the plated and painted steel. This is because zinc corrosion products such as zinc chloride, zinc carbonate, and zinc oxide, which are generated and accumulated during normal corrosion reactions and suppress the progress of corrosion, are dissolved by ammonia. It was found that it was halved.

このため、亜鉛の白錆は全く観察されず健全にみえるが、亜鉛は速やかに消耗し、内部で鋼材そのものの腐食が進行するものと考えられる。しかし、学術発表では、その原因として犬尿が指摘され、アンモニアの発生まで言及されてはいるが、pHの上昇が腐食を促進していると結論付けるにとどまっている。アンモニアの発生が地際腐食に影響しているとの主張は、特許によっても報告例がある。しかし、その対策としては、地際環境で耐食性に優れる塗料、あるいは防食技術が提案されている。例えば、特許文献3では、銅合金はアンモニアと反応するために被覆材料としては使用できないと記述されている。   For this reason, although the white rust of zinc is not observed at all and looks healthy, it is thought that zinc is consumed quickly and corrosion of the steel material itself proceeds. However, in the academic presentation, dog urine is pointed out as the cause, and although the generation of ammonia is mentioned, it is only concluded that the increase in pH promotes corrosion. The claim that ammonia generation has an effect on ground corrosion has also been reported in patents. However, as countermeasures, paints or anticorrosion techniques that have excellent corrosion resistance in the local environment have been proposed. For example, Patent Document 3 describes that a copper alloy cannot be used as a coating material because it reacts with ammonia.

特開2002−371372号公報JP 2002-371372 A 特開2006−348109公報JP 2006-348109 A 特開2006−132128公報JP 2006-132128 A 第47回材料と環境討論会予稿集 p195 (2000)Proceedings of the 47th Materials and Environmental Discussion Meeting p195 (2000) 三重県科学技術振興センター講義用技術部研究報告 no.26 (2002)Mie Prefectural Science and Technology Promotion Center Lecture Engineering Department Research Report no. 26 (2002) 材料と環境討論会予稿集 p4007 (2004)Proceedings of Material and Environmental Discussion p4007 (2004)

そこで、本発明は、上記問題点を解決する、コンクリートあるいは地面に一部を埋め込まれて使用される場合に優れた防食特性を示す防錆防食被覆鋼材を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a rust and corrosion-resistant coated steel material that exhibits excellent anti-corrosion properties when used by being partially embedded in concrete or the ground, which solves the above problems.

発明者は、より効果的な、抜本的な地際腐食の対策を検討した。その結果、アンモニアに強い塗料、皮膜構造を開発することよりも、土中でのアンモニアの発生を抑制することが効果的であることに想到した。アンモニアが存在しなければ、亜鉛が持つ本来の防食機能を発揮させることができ、鋼材の地際腐食の問題は解決する。そして、アンモニアの発生を抑制するためには、土中の微生物の活動を抑制することが有効であり、塗装皮膜中に抗菌作用を有する化合物を添加することで、この目的が達成可能であることを確認した。一般に抗菌作用を有する物質としては、まず、Agイオン、Cuイオンがあげられる。しかし、これらの金属イオンを塗料中に含ませても、アンモニアの発生を抑制する効果はほとんど見られなかった。この原因について調査した結果、Agイオン、Cuイオンのいずれもがアンモニアとの反応性が高い金属イオンであり、僅かに生成した微量のアンモニアと速やかに反応して錯体を形成するために、抗菌作用がほとんど失われてしまうことが確認された。このため、アンモニアとの反応性が低い、AgイオンやCuイオンに依存しない抗菌剤を防食皮膜中に配置することにより、アンモニアの発生を抑制し、優れた地際での防食機能を発現することに成功したものである。   The inventor examined a more effective and drastic countermeasure against ground corrosion. As a result, we have come up with the idea that suppressing the generation of ammonia in the soil is more effective than developing a paint and film structure that is resistant to ammonia. If ammonia is not present, the original anticorrosion function of zinc can be exerted, and the problem of ground corrosion of steel materials can be solved. In order to suppress the generation of ammonia, it is effective to suppress the activity of microorganisms in the soil, and this purpose can be achieved by adding a compound having an antibacterial action to the paint film. It was confirmed. In general, examples of the substance having an antibacterial action include Ag ions and Cu ions. However, even when these metal ions were included in the paint, the effect of suppressing the generation of ammonia was hardly seen. As a result of investigating this cause, both the Ag ion and the Cu ion are metal ions having high reactivity with ammonia, and they react with a slight amount of generated ammonia quickly to form a complex. Was found to be almost lost. For this reason, by arranging an antibacterial agent that has low reactivity with ammonia and does not depend on Ag ions or Cu ions in the anticorrosion film, it suppresses the generation of ammonia and exhibits an excellent anticorrosion function on the ground. Is a successful one.

即ち、本発明は、以下のとおりである。
(1) 亜鉛系めっき鋼材の表面に有機塗装皮膜を有する防錆防食被覆鋼材であって、前記有機塗装皮膜の最表層の塗膜が、リン酸系防錆顔料と、アルカリ土類金属の硫酸塩と、非銀非銅型の抗菌剤と、を含むことを特徴とする、防錆防食被覆鋼材。
(2) 前記亜鉛系めっき鋼材と前記有機塗装皮膜との間に、リン酸塩化成処理層を有することを特徴とする、(1)に記載の防錆防食被覆鋼材。
That is, the present invention is as follows.
(1) A corrosion-resistant and corrosion-resistant coated steel material having an organic coating film on the surface of a zinc-based plated steel material, wherein the outermost coating film of the organic coating film is composed of a phosphate-based anticorrosive pigment and an alkaline earth metal sulfuric acid. An anti-corrosion and anti-corrosion coated steel material comprising a salt and a non-silver non-copper type antibacterial agent.
(2) The rust and corrosion-proof coated steel material according to (1), wherein a phosphate chemical conversion treatment layer is provided between the zinc-based plated steel material and the organic coating film.

本発明により、コンクリートあるいは地面に一部埋め込まれて使用される被覆鋼材に優れた防食構造を形成することができるので、この防錆防食被覆鋼材を使用した構造物の寿命の延長が可能となる。   According to the present invention, an excellent anticorrosion structure can be formed on a coated steel material that is partially embedded in concrete or the ground, so that it is possible to extend the life of a structure using the anticorrosive anticorrosive coated steel material. .

以下、本発明について詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

まず、本発明で用いる鋼材は、材質としてはSS400に代表される構造用鋼等、あるいはその他の低炭素鋼であり、品種としては、H形鋼、I形鋼、鋼管、鋼矢板あるいは、例えばアンカーを固定するための土木建築金物等であり、使用法としてはコンクリート又は地面に埋め込まれて使用される可能性がある鉄鋼材料である。また、地面に接触して設置される鋼材であって、結果的にその一部が土等に覆われる、あるいは土等に接触する可能性がある鉄鋼材料である。   First, the steel material used in the present invention is structural steel represented by SS400 as a material, or other low carbon steel, and as a product type, H-shaped steel, I-shaped steel, steel pipe, steel sheet pile, or, for example, It is a civil engineering construction hardware or the like for fixing an anchor, and is a steel material that may be used by being embedded in concrete or the ground. Moreover, it is a steel material that is installed in contact with the ground, and as a result, a part of the steel material is covered with soil or the like and may be in contact with the soil.

本発明である防錆防食被覆鋼材の防食被覆の構成要素について以下説明する。   The components of the anticorrosion coating of the rust and corrosion prevention steel material according to the present invention will be described below.

めっき層は、鉄鋼鋼材に対して犠牲防食作用を有する亜鉛系のめっきである。合金めっきを用いることも可能ではあるが、近年生産量が増えている亜鉛−アルミニウム合金めっきは、構造物に多く用いられているが、コンクリート中では寿命が短いと言う報告(例えば、非特許文献2を参照)もあり、本願発明への適用には注意を要する。めっき方法は、電気めっき、溶融めっき等、何れでも良いが、通常は構造物としての形状を作った後のめっきであること、耐蝕性を高めるためにたとえば50μm、100μmという厚めっきが望ましいことから、どぶ付けの溶融亜鉛めっきが好適である。   The plating layer is zinc-based plating that has a sacrificial anticorrosive action on steel. Although it is possible to use alloy plating, zinc-aluminum alloy plating whose production volume has been increasing in recent years is widely used for structures, but reports that it has a short life in concrete (for example, non-patent literature) 2), and attention is required for application to the present invention. The plating method may be any of electroplating, hot dipping, etc. However, it is usually plating after forming a shape as a structure, and in order to increase corrosion resistance, for example, thick plating of 50 μm, 100 μm is desirable. The hot dip galvanizing is suitable.

次に、有機塗装皮膜について述べる。皮膜のバインダーとなる有機樹脂の種類としては、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂等が適用でき、特に樹脂の種類を問わない。ただし、フッ素樹脂等の特殊な樹脂を用いる場合には、顔料との相性等で問題が出ることもあるため、十分な事前検討が必要である。また、有機塗装皮膜の塗装を現地施工で行う場合には、常温で硬化することが要求されるため、樹脂の種類は限定される。   Next, the organic coating film will be described. Epoxy resin, polyester resin, acrylic resin, and the like can be applied as the type of organic resin that serves as the binder of the film, and the type of resin is not particularly limited. However, when a special resin such as a fluororesin is used, there may be a problem with compatibility with the pigment, and therefore sufficient prior study is required. In addition, when the organic coating film is applied by local construction, it is required to be cured at room temperature, and therefore the type of resin is limited.

続いて、有機塗装皮膜に添加する抗菌剤について述べる。微生物の活動を抑制することでアンモニアの発生を低減して地際防食性を向上発現させるのは、主に非銀非銅型の抗菌作用を有する化合物であり、多くの種類が市販されている。特に、本発明の有機塗装皮膜に含有させる非銀非銅型の抗菌剤として好適なものとしては、四級アンモニウム塩、イミダゾール系化合物である2−(4−チアゾリン)ベンゾイミダゾール(TBZ)、2−ベンゾイミダゾールカルバミン酸メチル(BCM)、チアゾール系化合物である2−(4−チオシアノメチルチオ)ベンツチアゾール(TCMTB)、ピリジン系化合物である2,3,5,6−テトラクロロ−4−(メチルスルホン)ピリジン、トリアジン系化合物であるヘキサヒドロ1,3,5−トリス(2−ヒドロキシエチル)−S−トリアジン、フェノール系化合物である2,4,4’−トリクロロ−2’−ヒドロキシジフェニルエーテル(トリクロサン)、ジスルフィド系化合物であるテトラメチルチウラムジスルフィド、チオカーバメート系化合物であるソジウムN−メチルジチオカーバメート(カーバム)ニトリル系化合物である2,4,5,6−テトラクロロイソフタロニトリル(TPN)、有機金属系として10,10−オキシビスフェノキシアルシン(OBPA)などが挙げられる。また、抗生物質である、フェノキシメチルペニシリン、セファロチン、硫酸ストレプトマイシンなども同様に本発明の有機塗装皮膜に含有させる非銀非銅型の抗菌剤として好適である。   Next, the antibacterial agent added to the organic coating film will be described. It is a non-silver, non-copper type antibacterial compound that reduces the generation of ammonia by suppressing the activity of microorganisms and improves the anticorrosion properties, and many types are commercially available. . In particular, as a non-silver non-copper antibacterial agent contained in the organic coating film of the present invention, a quaternary ammonium salt, 2- (4-thiazoline) benzimidazole (TBZ), which is an imidazole compound, 2 -Methyl benzimidazole carbamate (BCM), 2- (4-thiocyanomethylthio) benzthiazole (TCMTB) which is a thiazole compound, 2,3,5,6-tetrachloro-4- (methyl) which is a pyridine compound Sulfone) pyridine, triazine compound hexahydro 1,3,5-tris (2-hydroxyethyl) -S-triazine, phenol compound 2,4,4'-trichloro-2'-hydroxydiphenyl ether (triclosan) Disulfide compounds such as tetramethylthiuram disulfide, thio -Sodium N-methyldithiocarbamate (carbam) nitrile compound 2,4,5,6-tetrachloroisophthalonitrile (TPN), organometallic 10,10-oxybisphenoxyarsine (OBPA) ) And the like. Antibiotics such as phenoxymethylpenicillin, cephalothin, streptomycin sulfate and the like are also suitable as non-silver non-copper antibacterial agents to be contained in the organic coating film of the present invention.

これらはいずれも市販品であり、有機塗装皮膜に導入することにより抗菌性を発揮し、アンモニアの発生を抑制する。抗菌剤の添加方法としては、抗菌剤を粉末状のまま塗料製造時に分散させて練りこむ方法、抗菌剤をシリカなどの無機粉末に吸着させて顔料を添加するように塗料製造後に混ぜ込む方法、抗菌剤を適当な媒体とともにペースト状にして塗料製造後に混ぜ込む方法などがある。抗菌剤の乾燥後の有機塗装皮膜全体に対する含有量としては、0.1質量%以上20質量%以下が望ましい。抗菌剤の含有量が0.1重量%未満では十分な抗菌作用が得られない。また、含有量が20重量%を越える場合は、これ以上添加してもそれほど抗菌効果は高まらず、経済的なデメリットが大きくなるためである。   All of these are commercially available products, exhibiting antibacterial properties when introduced into an organic coating film, and suppressing the generation of ammonia. As a method for adding the antibacterial agent, a method of dispersing and kneading the antibacterial agent at the time of manufacturing the paint in a powder state, a method of adsorbing the antibacterial agent to an inorganic powder such as silica and adding a pigment so that the pigment is added, There is a method in which an antibacterial agent is pasted together with an appropriate medium and mixed after manufacturing the paint. As content with respect to the whole organic coating film after drying of an antibacterial agent, 0.1 to 20 mass% is desirable. If the content of the antibacterial agent is less than 0.1% by weight, sufficient antibacterial action cannot be obtained. Further, when the content exceeds 20% by weight, the antibacterial effect does not increase so much even if it is added more than this, and the economic disadvantage is increased.

有機塗装皮膜には防錆顔料として、リン酸系防錆顔料とアルカリ土類金属の硫酸塩を添加する。リン酸系防錆顔料としては、リン酸、亜リン酸、ポリリン酸の、マグネシウム塩、カルシウム塩、アルミニウム塩、モリブデン酸塩等を添加することができる。アルカリ土類金属の硫酸塩としては、Ca、Ba、Srなどの硫酸塩を添加することができる。リン酸系防錆顔料、アルカリ土類金属の硫酸塩の含有量としては、いずれも最大で乾燥後の有機塗装皮膜全体に対して20質量%で十分であり、密着性等の一般的な塗膜性能を考慮すれば、5質量%以上15質量%以下が望ましい。前述の非銀非銅抗菌剤を含めての総合的な含有量としては、有機塗装皮膜全体に対して75質量%以下であることが望ましい。   As an anti-corrosion pigment, an organic coating film is added with a phosphoric acid anti-corrosion pigment and an alkaline earth metal sulfate. As the phosphoric acid-based anticorrosive pigment, magnesium salt, calcium salt, aluminum salt, molybdate, etc. of phosphoric acid, phosphorous acid, polyphosphoric acid can be added. As alkaline earth metal sulfates, sulfates such as Ca, Ba and Sr can be added. As for the content of phosphate anticorrosive pigments and alkaline earth metal sulfates, 20% by mass is sufficient for the entire organic coating film after drying. Considering the membrane performance, 5% by mass or more and 15% by mass or less is desirable. The total content including the above-mentioned non-silver non-copper antibacterial agent is desirably 75% by mass or less based on the entire organic coating film.

これらの、リン酸塩とアルカリ土類金属の硫酸塩の組み合わせは、理由は不明であるが、防食皮膜全体の耐アンモニア性を向上させることがわかっており、地際での鋼材の防食性能を大きく向上させる。ただし、リン酸系防錆顔料とアルカリ土類金属の硫酸塩の添加については、用いる顔料同士が相互に反応しない組合せを選定しなければならない。   The reason for this combination of phosphate and alkaline earth metal sulfate is unknown, but it has been found to improve the ammonia resistance of the entire anticorrosion coating, and the anticorrosion performance of steel materials on the ground is improved. Greatly improve. However, for the addition of phosphate-based anticorrosive pigments and alkaline earth metal sulfates, a combination in which the pigments used do not react with each other must be selected.

本発明は、第一に、抗菌剤がアンモニアを発生させる微生物の活動を抑制することによって防食性能を発現させるものであるため、抗菌剤を含む有機塗装皮膜は、常に最表層の塗装皮膜でなくてはならない。   In the present invention, first, since the antibacterial agent exhibits anticorrosion performance by suppressing the activity of microorganisms that generate ammonia, the organic coating film containing the antibacterial agent is not always the outermost layer coating film. must not.

最表層が前記抗菌剤を含有する皮膜であれば、本願発明の有機塗装皮膜は単層であっても複層構造であっても構わない。   If the outermost layer is a film containing the antibacterial agent, the organic coating film of the present invention may be a single layer or a multilayer structure.

なお、有機塗装皮膜を複層構造とする場合、最表層以外の皮膜の構成や厚み、については、特に規定するものではないが、有機塗装皮膜全体の厚みは50μm以上、3mm未満が望ましい。複数の有機塗装皮膜を工業的に行う場合には、必然的に50μmを超えてしまう。また、3mm以上の厚い皮膜の場合には、有機塗装皮膜全体の寿命が長くなるため、本願発明の効果が確認できないためである。   In addition, when making an organic coating film into a multilayer structure, although it does not prescribe | regulate especially about the structure and thickness of films other than the outermost layer, the thickness of the whole organic coating film is desirably 50 μm or more and less than 3 mm. When a plurality of organic coating films are industrially performed, the thickness naturally exceeds 50 μm. Moreover, in the case of a thick film of 3 mm or more, the life of the entire organic coating film is prolonged, and thus the effect of the present invention cannot be confirmed.

塗装皮膜を複層構造にするメリットとしては、地際に接触する部分のみに上塗りすることで、抗菌剤を含む塗料の使用量を必要最小限にすることである。これによって、コストダウンが可能であり、また、環境への抗菌剤の排出を最低限に抑制することが可能となる。   The advantage of having a multi-layer coating film is that the amount of paint containing an antibacterial agent is minimized by overcoating only the part that contacts the ground. As a result, the cost can be reduced and the discharge of the antibacterial agent to the environment can be minimized.

また、既存の塗料を組合せることによって、本発明の防食の要件を満足することができれば、新たに塗料を製造することなく、あるいは新規の塗料の製造を最小限にして、地際腐食の抑制効果を発揮することも可能である。   Moreover, if the anticorrosion requirements of the present invention can be satisfied by combining existing paints, it is possible to suppress ground corrosion without producing new paints or minimizing the production of new paints. It is also possible to exert an effect.

塗装方法としては、スプレー塗装、流動槽浸漬、粉体塗装等の一般的な方法で差し支えない。   The coating method may be a general method such as spray coating, fluid bath immersion, powder coating, or the like.

本願発明の防錆防食鋼材は、亜鉛系めっき鋼材と有機塗装皮膜との間に、リン酸塩化成処理層を有することができる。   The rust and corrosion preventive steel material of the present invention can have a phosphate chemical conversion treatment layer between the zinc-based plated steel material and the organic coating film.

一般的に亜鉛めっきにおけるリン酸亜鉛化成処理皮膜は、ホパイト結晶が主体であるが、アンモニア濃度が非常に高い場合には、このホパイト結晶は、結晶中の亜鉛イオンが亜鉛−アンモニア錯体として引き抜かれることにより溶解する可能性があるため、地際でのアンモニアに起因する異常腐食の防止を重視する場合には、化成処理皮膜はむしろ存在しない方が、耐蝕性(耐アンモニア性)が高くなる場合もある。ただし、化成処理皮膜のアンモニアによる溶解は、pHが11以上と非常に高い場合に限られ、また、塗装皮膜の密着性や塗装皮膜、化成処理皮膜、めっき層による総合的な耐食性という点では、化成処理は有用である。   In general, the zinc phosphate chemical conversion coating in galvanization is mainly composed of opium crystals, but when the ammonia concentration is very high, zinc ions in the crystals are extracted as zinc-ammonia complexes. If the emphasis is on the prevention of abnormal corrosion due to ammonia at the ground, if there is no chemical conversion coating, the corrosion resistance (ammonia resistance) is higher. There is also. However, the dissolution of the chemical conversion film by ammonia is limited to a case where the pH is very high as 11 or more, and in terms of the overall corrosion resistance by the adhesion of the coating film and the coating film, the chemical conversion film, and the plating layer, Chemical conversion treatment is useful.

リン酸亜鉛化成皮膜の付着量であるが、実際には、リン酸塩化成処理皮膜にはさまざまな種類があり、金属の種類や比率によって結晶の大きさ等が異なるため、化成処理皮膜全体の付着量としては、一義的に決定されるものではない。しかし、鋼材表面を均質に被覆するためには、少なくとも300mg/mは必要である。また、化成処理皮膜は、防錆油を含浸させる目的の場合等で、意図的に厚く生成させる場合もあるが、本発明の場合、付着量が大きくなった場合には、結晶が粗大化して化成処理の本来の目的である塗装後の密着性が確保できなくなる。このため、最大の付着量は8000mg/m以下であることが望ましい。 This is the amount of zinc phosphate conversion coating. Actually, there are various types of phosphate conversion coatings, and the size of crystals varies depending on the type and ratio of metals. The amount of adhesion is not uniquely determined. However, in order to uniformly coat the steel surface, at least 300 mg / m 2 is necessary. In addition, the chemical conversion treatment film may be intentionally formed thick for the purpose of impregnating with a rust preventive oil, etc., but in the case of the present invention, when the adhesion amount becomes large, the crystal becomes coarse. Adhesion after painting, which is the original purpose of chemical conversion treatment, cannot be ensured. For this reason, the maximum adhesion amount is desirably 8000 mg / m 2 or less.

以下に実施例を用いて、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail using examples.

(実施例1)
板厚4.5mm、幅100mm、長さ200mmのSS400鋼に、表2に示す組成、構成のめっき・化成処理・塗装処理を行った。なお、純亜鉛めっきはフラックスを用いたどぶ付け溶融めっきによって行い、めっき付着量を亜鉛換算で300g/m〜380g/mとした。また、亜鉛−アルミニウム合金めっきは、純亜鉛めっきを施した後、亜鉛−10%アルミニウム合金めっきを行う2段めっき法によって行った。付着量は、2回のめっき合計で250g/m〜360g/mであり、アルミニウムの含有量から計算すると、平均のめっき組成としては2段目の亜鉛−10%アルミニウム合金めっきが80質量%以上であった。これらの亜鉛めっき鋼材片に塗装を施し、供試材とした。塗装は、直接塗装するもの以外に、通常の塗装下地用浸漬型リン酸塩化成処理を施しての塗装も行った。塗装方法はスプレー塗装により行った。
Example 1
The SS400 steel having a plate thickness of 4.5 mm, a width of 100 mm, and a length of 200 mm was subjected to plating, chemical conversion treatment and coating treatment having the composition and composition shown in Table 2. Incidentally, pure zinc plating is carried out by grooved hot dipping with flux, it was 300g / m 2 ~380g / m 2 at a coating weight of zinc terms. The zinc-aluminum alloy plating was performed by a two-step plating method in which after pure zinc plating was applied, zinc-10% aluminum alloy plating was performed. Adhesion amount is 250g / m 2 ~360g / m 2 by plating a total of 2 times, as calculated from the amount of aluminum, the second stage of zinc -10% aluminum alloy plating 80 mass as a plating composition of the average % Or more. These galvanized steel pieces were painted and used as test materials. In addition to the direct coating, the coating was also performed by applying a normal immersion type phosphate chemical conversion treatment for the coating base. The painting method was spray coating.

尚、非銀非銅タイプの抗菌剤としては有機系抗菌剤である、10,10’−オキシビスフェノキシアルシンを主成分とするバイナジン(モートン社製)を用いた。この試験片の塗装面に、カッターナイフで長さ150mmのめっき層に達する疵を入れた後、全長の約1/3までコンクリートに埋め込み、コンクリート層の上にさらに50mm厚の腐葉土層を作った。これを屋外に設置し、一日二回9時と17時に、表1に示す組成の犬の尿を模した溶液を供試材毎に50mlずつ散布した。この試験を3月〜12月の9ヶ月間行った後、腐葉土を除去し、腐葉土に埋もれていた部分の疵部を観察した。さらに浮いた塗装皮膜を剥離し、塗膜下腐食の広がり幅を調査した。この結果を表1にまとめて示す。本発明例のものはいずれも良好であり、疵部に亜鉛の白錆が発生し、鋼材自身は腐食していないことがわかる。また、塗膜下腐食幅もわずかである。一方、比較例では、全ての試験片で赤錆が発生し、亜鉛めっきの犠牲防食機能が失われてしまっており、明らかに塗膜下腐食が生じていることがわかる。   In addition, as a non-silver non-copper type antibacterial agent, a vinylazine (manufactured by Morton), which is an organic antibacterial agent and has 10,10'-oxybisphenoxyarsine as a main component, was used. On the coated surface of this test piece, a sword reaching a 150 mm long plating layer was put with a cutter knife, and then embedded in concrete to about 1/3 of the total length, and an additional 50 mm thick humus layer was formed on the concrete layer. . This was installed outdoors, and at 9 and 17 o'clock twice a day, 50 ml of a solution simulating dog urine having the composition shown in Table 1 was sprayed for each test material. After performing this test for nine months from March to December, the humus was removed, and the buttocks of the portion buried in the humus were observed. Furthermore, the paint film that floated was peeled off, and the spread of corrosion under the paint film was investigated. The results are summarized in Table 1. It can be seen that all of the examples of the present invention are good, white rust of zinc is generated in the collar portion, and the steel material itself is not corroded. Moreover, the corrosion width under a coating film is also slight. On the other hand, in the comparative example, red rust is generated in all the test pieces, and the sacrificial anticorrosive function of galvanization has been lost, and it can be clearly seen that undercoat corrosion occurs.

Figure 2009275247
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Figure 2009275247
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(実施例2)
実施例1に用いたものと同じ鋼材に、溶融法によって、450g/m〜530g/mの純亜鉛めっきを行った。この試験片に塗装を施し、供試材とした。塗装は、直接塗装するもの以外に、通常の塗装下地用浸漬型リン酸塩化成処理を行ったものについての塗装も行った。塗装は表3に示す組成の塗装A、さらにその上に塗装Bを、いずれもスプレー塗装により行なった。同様にして、表4に示す組成の塗装A、塗装B、塗装Cをこの順にスプレー法により行い、塗装皮膜が3層構造の試験片を、作製した。
(Example 2)
The same steel as that used in Example 1, by a melting method were pure zinc plating 450g / m 2 ~530g / m 2 . The test piece was painted to give a test material. In addition to the direct coating, the coating was also applied to those subjected to the usual immersion-type phosphate chemical conversion treatment for the coating base. Coating was performed by spray coating, with coating A having the composition shown in Table 3 and coating B thereon. Similarly, coating A, coating B, and coating C having the composition shown in Table 4 were performed in this order by the spray method, and a test piece having a three-layer coating film was produced.

尚、非銀非銅タイプの抗菌剤としては有機系抗菌剤であるイソチアゾリン系抗菌剤であるユニケムフレックス(ユニオンケミカル(株)製)を用いた。これら試験片について、実施例1と同じ試験を行ない、埋め込み部の直上から腐葉土に埋もれていた部分までの疵部を観察した。この試験結果を、表3及び表4に示す。本発明例のものはいずれも良好であり、疵部に亜鉛の白錆が発生し、鋼材自身は腐食していないことがわかる。また、塗膜下腐食幅もわずかである。一方、比較例では、全ての試験片で赤錆が発生し、亜鉛めっきの犠牲防食機能が失われてしまっており、明らかに塗膜下腐食が生じていることがわかる。   In addition, as a non-silver non-copper type antibacterial agent, UNICHEM FLEX (manufactured by Union Chemical Co., Ltd.) which is an isothiazoline antibacterial agent which is an organic antibacterial agent was used. About these test pieces, the same test as Example 1 was done, and the buttocks from the part directly above the embedding part to the part buried in the humus were observed. The test results are shown in Tables 3 and 4. It can be seen that all of the examples of the present invention are good, white rust of zinc is generated in the collar portion, and the steel material itself is not corroded. Moreover, the corrosion width under a coating film is also slight. On the other hand, in the comparative example, red rust is generated in all the test pieces, and the sacrificial anticorrosive function of galvanization has been lost, and it can be clearly seen that undercoat corrosion occurs.

Figure 2009275247
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以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this example. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.

Claims (2)

亜鉛系めっき鋼材の表面に有機塗装皮膜を有する防錆防食被覆鋼材であって、
前記有機塗装皮膜の最表層の塗膜が、リン酸系防錆顔料と、アルカリ土類金属の硫酸塩と、非銀非銅型の抗菌剤と、を含むことを特徴とする、防錆防食被覆鋼材。
A rust and corrosion-resistant coated steel material having an organic coating film on the surface of a zinc-based plated steel material,
The outermost coating layer of the organic coating film comprises a phosphoric acid anticorrosive pigment, an alkaline earth metal sulfate, and a non-silver non-copper antibacterial agent, Coated steel.
前記亜鉛系めっき鋼材と前記有機塗装皮膜との間に、リン酸塩化成処理層を有することを特徴とする、請求項1に記載の防錆防食被覆鋼材。

The rust and corrosion-resistant coated steel material according to claim 1, further comprising a phosphate chemical conversion treatment layer between the zinc-based plated steel material and the organic coating film.

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