JP2017039107A - 鋼構造物における塗装面の保護方法、及び、鋼構造物用防錆コーティング剤 - Google Patents

Abstract

【課題】鋼構造物を保護するために、塗膜を保護し、点錆を抑制することができる塗装面の保護方法、及び、この方法に用いる防錆コーティング剤を提供する。【解決手段】対象となる鋼構造物を構成する鋼材の表面に向けて高圧水を噴射することにより当該鋼材の表面に対してクリーニングを行い、次に、クリーニングを行った鋼材を乾燥させ、その後、鋼材の表面に防錆コーティング剤を塗布して行い、防錆コーティング剤として、カルボン酸塩を主成分とする水溶性アクリルコーティング剤９９〜９６％に、カルボン酸塩を主成分とする防錆剤を１〜４％添加してなるものを使用し、塗布によって形成する防錆コーティング剤の塗膜の厚さを３７．５〜７５μｍとする。【選択図】図１

Description

本発明は、鋼橋、その他の鋼構造物における塗装面を保護して塗膜を長寿命化する方法、及び、この方法に使用する防錆コーティング剤に関する。

鋼橋などの鋼構造物の表面には、腐食を防止するために塗装が施されている。塗装を行うと、鋼構造物を構成する鋼材の表面に塗膜が形成され、腐食の原因となる酸素と水、及び、腐食を促進する塩分などの物質を遮断して鋼材を保護することができる。但し、塗装によって形成された塗膜には、当然のことながら寿命があり、時間の経過とともに塗膜が劣化し、光沢の減少、変色、白亜化、膨れ、割れ、剥がれなどの現象が発生する。紫外線、熱、水分、及び、風などが、これらの劣化現象の原因であると考えられている。

特開昭６３−２９１９６５号公報 特開平０２−２１８７６７号公報

塗膜が劣化した場合の対応方法としては、劣化した塗膜を除去して再度塗装を施す方法があり、塗膜の劣化寿命（耐用年数）を考慮して定期的に再塗装を実施することができれば、対象物（鋼構造物等）を継続的に保護することができるが、再塗装工事には大きな施工費用がかかるため、管理する自治体や公的機関における維持管理費の不足から、耐用年数が経過しても工事が行われず、塗膜が劣化、損傷してしまうという事例が散見される。また、平成１７年以前に施工された塗料には、鉛やＰＣＢなどの有害物質を含有しているものがあり、そのような有害物質の影響により、耐用年数の経過前であるにも拘わらず、塗膜の損傷が確認された事例もある。

本発明は、このような従来技術における問題を解決しようとするものであって、鋼構造物を保護するために、塗膜を保護し、点錆を抑制することができる塗装面の保護方法、及び、この方法に用いる防錆コーティング剤を提供することを目的とする。

本発明に係る鋼構造物における塗装面の保護方法は、対象となる鋼構造物を構成する鋼材の表面に向けて高圧水を噴射することにより当該鋼材の表面に対してクリーニングを行い、次に、クリーニングを行った鋼材を乾燥させ、その後、鋼材の表面に防錆コーティング剤を塗布して行い、防錆コーティング剤として、カルボン酸塩を主成分とする水溶性アクリルコーティング剤９９〜９６％に、カルボン酸塩を主成分とする防錆剤を１〜４％添加してなるものを使用し、塗布によって形成する防錆コーティング剤の塗膜の厚さを３７．５〜７５μｍとすることを特徴としている。

尚、防錆コーティング剤の塗布は、スプレーにより噴霧することが好ましい。また、防錆コーティング剤は、その濃度が７０％以上となるように精製水で希釈して用いるようにしてもよい。

本発明に係る鋼構造物用防錆コーティング剤は、カルボン酸塩を主成分とする水溶性アクリルコーティング剤９９〜９６％に、カルボン酸塩を主成分とする防錆剤を１〜４％添加してなることを特徴としている。

本発明に係る鋼構造物における塗装面の保護方法によれば、酸素、水、塩化物イオン、紫外線などに対して塗装面を保護し、点錆程度であれば腐食の進行を抑えることができ、更に、飛来塩分や凍結防止剤などの塗膜への付着を防止でき、塗膜を長寿命化させることができる。また、低コストで実施できるほか、塗膜の長寿命化により、次の再塗装工事までの期間を延ばすことができ、維持管理費を大幅に削減することができる。

図１は、本発明の実施例１の実験で使用した供試体（グループ１〜４）の外観を撮影した写真である。 図２は、本発明の実施例１の実験で使用した供試体（グループ５〜８）の外観を撮影した写真である。 図３は、本発明の実施例２の実験で使用した供試体（グループ９〜１２）の外観を撮影した写真である。 図４は、本発明の実施例２の実験で使用した供試体（グループ１３〜１６）の外観を撮影した写真である。 図５は、本発明の実施例３の実験で使用した供試体（グループ１７〜１９）の外観を撮影した写真である。

以下、本発明の実施形態について説明する。本発明は、「鋼構造物における塗装面の保護方法」として実施できるほか、「鋼構造物用防錆コーティング剤」として実施することができる。ここではまず本発明の第一実施形態として、「鋼構造物における塗装面の保護方法」について説明し、次に、本発明の第二実施形態として、「鋼構造物用防錆コーティング剤」について説明する。

（第一実施形態）
本発明に係る「鋼構造物における塗装面の保護方法」は、次のような手順で行う。まず、（１）鋼構造物を構成する鋼材の表面に対してクリーニングを行い、次いで、（２）クリーニングを行った鋼材を乾燥させ、最後に、（３）防錆コーティング剤を塗布する。具体的には、次のような作業を行う。

（１）クリーニング
例えば、鋼材表面に向けて高圧水を噴射することにより、鋼材表面に付着した塩分や汚れを除去することが好ましく、この場合、使用する高圧水は、吐出水圧５ＭＰａ、吐出水量４Ｌ／分程度とすることが好適である。特に、付着塩分については、許容値の５０ｍｇ／ｍ^２以下となるように除去する。尚、付着塩分や汚れの除去方法は、高圧水を用いた洗浄以外にも、スチーム及びブラシ洗浄方法や、ウェスによる拭き取り方法などがあり、いずれでもよい。濁水回収する場合には、特開２０１４−１４０８４４に開示されているような洗浄装置（洗浄カップと、洗浄カップの内側に洗浄液を供給する洗浄液供給部と、洗浄カップの内側から洗浄廃液を回収する洗浄廃液回収ホースとを有する洗浄装置）を使用することが好ましい。

（２）乾燥
クリーニング後、鋼材表面を十分に乾燥させる。特に、点錆が発生している個所は、錆の中まで乾燥させる。約２４時間（２４時間以上）乾燥させる。

（３）防錆コーティング剤の塗布
防錆コーティング剤をスプレー容器（又は装置）に入れ、鋼材の対象部分に向けて噴霧し、表面に塗布する。塗布によって形成する防錆コーティング剤の塗膜の厚さは、３７．５〜７５μｍとすることが好ましい。３７．５μｍ未満であると、十分な効果が期待できず、７５μｍを超えると、作業に手間がかかるほか、材料費が嵩む割に、７５μｍ以下とした場合と比べて格別の効果が期待できる訳ではない。尚、防錆コーティング剤の塗布は、スプレー容器（又は装置）を用いた噴霧には限定されず、ブラシやローラーなどを用いて鋼材表面に塗布するようにしてもよい。

（第二実施形態）
上記第一実施形態に係る方法において鋼材に塗布する防錆コーティング剤としては、カルボン酸塩を主成分とする水溶性アクリルコーティング剤に、カルボン酸塩を主成分とする防錆剤を添加してなる鋼構造物用防錆コーティング剤が用いられる。この防錆コーティング剤において、水溶性アクリルコーティング剤に添加する防錆剤の量は、１〜４％（水溶性アクリルコーティング剤９９０ｍＬに対し防錆剤１０ｍＬ〜水溶性アクリルコーティング剤９６０ｍＬに対し防錆剤４０ｍＬ）とする。尚、この防錆コーティング剤は、精製水で希釈して用いてもよいが、濃度は７０％以上（防錆コーティング剤の精製水による希釈液１０００ｍＬ中、防錆コーティング剤を７００ｍＬ以上）とする。

ここで、本発明の第一実施形態に係る「鋼構造物における塗装面の保護方法」、及び、第二実施形態に係る「鋼構造物用防錆コーティング剤」の性能に関して行った試験の結果を、本発明の実施例１〜３として説明する。

まず、平板状の鋼材片（ＳＳ４００、外寸７０×１５０ｍｍ、厚さ２．３ｍｍ）の一方の面に、一般的な鋼材用の塗料（Ａ−１塗装系、白色）を用いて塗装を施してなる供試体を多数枚準備し、各供試体において、塗膜を貫いて素地に達する直線的なＸ字状の切り込み傷を形成し、サイクル腐食装置を用いて、一工程が塩水噴霧２時間、乾燥４時間、及び、湿潤２時間からなる腐食工程を、反復的に９６時間継続した（９６時間サイクル腐食工程）。

次に、各供試体に対してクリーニング工程及び乾燥工程を実施した。具体的には、各供試体の表面に向けて、常温の高圧水を、吐出水圧５ＭＰａ、吐出水量５Ｌ／分という条件で、１０秒間噴射し、その後１分間のインターバルを置いて、更に１０秒間噴射して、各供試体を洗浄し、その後乾燥させた。

そして、供試体１６枚を２枚ずつのグループ（グループ１〜８、合計８グループ）に分けるとともに、それらの供試体にそれぞれ防錆コーティング剤（又はコーティング剤）を塗布した（ローラー使用）。尚、防錆コーティング剤としては、グループ毎に、防錆剤の配合比率を変えたものを使用した。また、いずれのグループについても、防錆コーティング剤として、精製水で希釈することにより濃度を７０％としたもの（防錆コーティング剤７００ｍＬに対し、精製水３００ｍＬを加えて希釈したもの）を使用した。

より具体的には、グループ１の供試体には、水溶性アクリルコーティング剤１００％、防錆剤０％のコーティング剤７００ｍＬに精製水３００ｍＬを加えて希釈したコーティング剤（濃度７０％）を塗布し、グループ２の供試体には、水溶性アクリルコーティング剤９９％、防錆剤１％の防錆コーティング剤（濃度７０％）を塗布し、以下グループ毎に、防錆剤の配合比率を１％ずつ増加させていき、グループ８の供試体には、水溶性アクリルコーティング剤９３％、防錆剤７％の防錆コーティング剤（濃度７０％）を塗布した。

次に、サイクル腐食装置を用いて、一工程が塩水噴霧２時間、乾燥４時間、及び、湿潤２時間からなる腐食工程を、反復的に８４０時間継続し、その後サイクル腐食装置を停止して、各供試体の腐食状況を観察した。具体的には、各供試体における切り込み傷の腐食による膨れ幅をノギス等により測定するとともに、外観を撮影した。各グループの供試体における膨れ幅の測定結果（各グループにおける２枚の供試体の測定結果の平均値）を「表１」に、外観を撮影した写真を「図１」及び「図２」にそれぞれ示す。

上記「表１」の通り、防錆剤の配合比率を０％としたグループ１、及び、配合比率を５〜７％としたグループ６〜８においては、膨れ幅がいずれも４ｍｍを超えてしまい、一方、配合比率を１〜４％としたグループ２〜５においては、膨れ幅がいずれも４ｍｍ以下となった。この試験結果により、本発明の第一実施形態に係る「鋼構造物における塗装面の保護方法」において鋼材に塗布する防錆コーティング剤として、水溶性アクリルコーティング剤に１〜４％の防錆剤を添加したものを用いることが有効であることが確認され、また、水溶性アクリルコーティング剤に１〜４％の防錆剤を添加したことを特徴とする本発明の第二実施形態に係る「鋼構造物用防錆コーティング剤」が、優れた性能を有していることが確認された。

平板状の鋼材片（ＳＳ４００、外寸７０×１５０ｍｍ、厚さ２．３ｍｍ）の一方の面に、一般的な鋼材用の塗料（Ａ−１塗装系、白色）を用いて塗装を施してなる供試体を多数枚準備し、各供試体において、塗膜を貫いて素地に達する直線的なＸ字状の切り込み傷を形成し、サイクル腐食装置を用いて、一工程が塩水噴霧２時間、乾燥４時間、及び、湿潤２時間からなる腐食工程を、反復的に９６時間継続した（９６時間サイクル腐食工程）。

次に、各供試体に対してクリーニング工程及び乾燥工程を実施した。具体的には、各供試体の表面に向けて、常温の高圧水を、吐出水圧５ＭＰａ、吐出水量５Ｌ／分という条件で、１０秒間噴射し、その後１分間のインターバルを置いて、更に１０秒間噴射して、各供試体を洗浄し、その後乾燥させた。

そして、供試体１６枚を、２枚ずつのグループ（グループ９〜１６、合計８グループ）に分けるとともに、それらの供試体にそれぞれ防錆コーティング剤を塗布した（ローラー使用）。尚、防錆コーティング剤としては、グループ毎に、精製水による希釈濃度を変えたものを使用した。また、いずれのグループについても、防錆コーティング剤として、水溶性アクリルコーティング剤に３％の防錆剤を添加したものを使用した。

より具体的には、グループ９の供試体には、水溶性アクリルコーティング剤９７％、防錆剤３％の防錆コーティング剤２００ｍＬに対し精製水８００ｍＬを加えて希釈した防錆コーティング剤（濃度２０％）を塗布し、グループ１０の供試体には、濃度３０％の防錆コーティング剤を塗布し、以下グループ毎に、濃度を１０％ずつ増加させていき（但し、濃度７０％のものについては省略）、グループ１６の供試体には、濃度１００％の防錆コーティング剤を塗布した。

次に、サイクル腐食装置を用いて、一工程が塩水噴霧２時間、乾燥４時間、及び、湿潤２時間からなる腐食工程を、反復的に８４０時間継続し、その後サイクル腐食装置を停止して、各供試体の腐食状況を観察した。具体的には、各供試体における切り込み傷の腐食による膨れ幅をノギス等により測定するとともに、外観を撮影した。各グループの供試体における膨れ幅の測定結果（各グループにおける２枚の供試体の測定結果の平均値）を「表２」に、外観を撮影した写真を「図３」及び「図４」にそれぞれ示す。尚、濃度７０％の供試体に関しては、上記実施例１のグループ４の試験結果を流用した。

上記「表２」の通り、濃度を２０〜６０％としたグループ９〜１３においては、膨れ幅がいずれも４ｍｍを超えてしまい、一方、濃度を７０％以上としたグループ４、１４〜１６においては、膨れ幅がいずれも４ｍｍ以下となった。この試験結果により、本発明の第一実施形態に係る「鋼構造物における塗装面の保護方法」において鋼材に塗布する防錆コーティング剤として、濃度７０％以上の防錆コーティング剤を用いることが有効であることが確認され、また、濃度を７０％以上とすることを特徴とする本発明の第二実施形態に係る「鋼構造物用防錆コーティング剤」が、優れた性能を有していることが確認された。

平板状の鋼材片（ＳＳ４００、外寸７０×１５０ｍｍ、厚さ２．３ｍｍ）の一方の面に、一般的な鋼材用の塗料（Ａ−１塗装系、白色）を用いて塗装を施してなる供試体を８枚準備し、各供試体において、塗膜を貫いて素地に達する直線的なＸ字状の切り込み傷を形成した。

８枚の供試体のうちの２枚をグループ１７とし、これらの供試体に対し、サイクル腐食装置を用いて、一工程が塩水噴霧２時間、乾燥４時間、及び、湿潤２時間からなる腐食工程を、反復的に９６時間継続した（９６時間サイクル腐食工程）。次に、これらの供試体に対してクリーニング工程及び乾燥工程を実施した。具体的には、各供試体の表面に向けて、常温の高圧水を、吐出水圧５ＭＰａ、吐出水量５Ｌ／分という条件で、１０秒間噴射し、その後１分間のインターバルを置いて、更に１０秒間噴射して、各供試体を洗浄し、その後乾燥させた。そして、これらの供試体にそれぞれ防錆コーティング剤を塗布した。尚、防錆コーティング剤としては、水溶性アクリルコーティング剤９７％、防錆剤３％の防錆コーティング剤７００ｍＬに対し精製水３００ｍＬを加えて希釈したもの（濃度７０％）を使用し、これを噴霧により各供試体に塗布した。

また、８枚の供試体のうち、残りの６枚を３枚ずつのグループ（グループ１８，１９）に分け、これらの供試体に対し、９６時間サイクル腐食工程、クリーニング工程、及び、乾燥工程のいずれをも実施せずに、それぞれ防錆コーティング剤を塗布した。尚、防錆コーティング剤としては、水溶性アクリルコーティング剤９７％、防錆剤３％の防錆コーティング剤７００ｍＬに対し精製水３００ｍＬを加えて希釈した防錆コーティング剤（濃度７０％）を使用し、グループ１８の各供試体に対しては、ローラーを用いて防錆コーティング剤を塗布し、グループ１９の各供試体に対しては、防錆コーティング剤を噴霧により塗布した。

次に、サイクル腐食装置を用いて、一工程が塩水噴霧２時間、乾燥４時間、及び、湿潤２時間からなる腐食工程を、反復的に８４０時間継続し、その後サイクル腐食装置を停止して、各供試体の腐食状況を観察した。具体的には、各供試体における切り込み傷の腐食による膨れ幅をノギス等により測定するとともに、外観を撮影した。各グループの供試体における膨れ幅の測定結果（各グループにおける２枚又は３枚の供試体の測定結果の平均値）を「表３」に、外観を撮影した写真を「図５」にそれぞれ示す。尚、防錆剤３％、濃度７０％の防錆コーティング剤をローラーにより塗布した供試体に関しては、上記実施例１のグループ４の試験結果を流用した。

上記「表３」の通り、９６時間サイクル腐食工程等を行ったグループ４，１７、及び、９６時間サイクル腐食工程等を行わなかったグループ１８，１９のいずれにおいても、防錆コーティング剤をローラーで塗布した場合（グループ４，１８）よりも、噴霧により塗布した場合（グループ１７，１９）の方が、膨れ幅が小さくなった。この試験結果により、本発明の第二実施形態に係る「鋼構造物用防錆コーティング剤」の塗布は、ローラーを用いて行うよりも、噴霧により行った方が、より優れた性能を発揮できることが確認された。

尚、上記実施例１〜３において、水溶性アクリルコーティング剤として、アメリカ合衆国ミネソタ州のコーテック社（Ｃｏｒｔｅｃ Ｃｏｒｐ．）製のＶｐＣＩ−３８６（商品名）を使用している。また、添加する防錆剤として、同社製のＭ−３８１（商品名）を使用している。

Claims (4)

1. 対象となる鋼構造物を構成する鋼材の表面に向けて高圧水を噴射することにより当該鋼材の表面に対してクリーニングを行い、次に、クリーニングを行った鋼材を乾燥させ、その後、鋼材の表面に防錆コーティング剤を塗布して行う鋼構造物における塗装面の保護方法であって、
   前記防錆コーティング剤として、カルボン酸塩を主成分とする水溶性アクリルコーティング剤９９〜９６％に、カルボン酸塩を主成分とする防錆剤を１〜４％添加してなるものを使用し、塗布によって形成する防錆コーティング剤の塗膜の厚さを３７．５〜７５μｍとすることを特徴とする、鋼構造物における塗装面の保護方法。
2. 前記防錆コーティング剤の塗布を、スプレーにより噴霧することを特徴とする、請求項１に記載の鋼構造物における塗装面の保護方法。
3. 前記防錆コーティング剤を、その濃度が７０％以上となるように精製水で希釈して用いることを特徴とする、請求項１又は２に記載の鋼構造物における塗装面の保護方法。
4. カルボン酸塩を主成分とする水溶性アクリルコーティング剤９９〜９６％に、カルボン酸塩を主成分とする防錆剤を１〜４％添加してなることを特徴とする、鋼構造物用防錆コーティング剤。