JP2505301B2 - 重防食被覆鋼材 - Google Patents

重防食被覆鋼材

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JP2505301B2 JP2073488A JP7348890A JP2505301B2 JP 2505301 B2 JP2505301 B2 JP 2505301B2 JP 2073488 A JP2073488 A JP 2073488A JP 7348890 A JP7348890 A JP 7348890A JP 2505301 B2 JP2505301 B2 JP 2505301B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、地中、湾港、河川などにおいて長期間使用
されても腐食及びそれに伴なう配管、容器、構造物など
の破壊を確実に防止出来るように工夫した新規な重防食
被覆鋼材に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、海水や淡水に接する鉄鋼部材には、コールター
ルエナメル、タールエポキシ、ピュア−エポキシ等、溶
剤型塗料が用いられてきた。これら溶剤型塗料を用いた
場合、残存溶剤の影響や、樹脂の内部応力を緩和するた
めに配合される多量のフィラーの影響などにより、耐水
性が低下する傾向が大きかった。この問題を解決する手
段として、加水分解性のハロゲンを0.05重量%未満含む
エポキシ樹脂と特定のアミンをビスフェノール型エポキ
シ樹脂及びアクリロニトリルで変性した変性アミン及び
顔料を必須成分として含有する塗料が特開平1−163273
号公報に開示されている。これは、無溶剤型塗料である
ことから、前記溶剤型塗料と比べると耐水性は改良され
ている。しかしながら、硬化剤にアクリロニトリル変性
が使用されているため、可とう性に課題があり、耐屈曲
性、耐衝撃性が悪いという問題があった。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は、塗膜の可とう性を失わさせずに、塗料の無
溶剤化を図り且つ耐水性、耐屈曲性に優れた塗膜を被覆
することによって長期耐久性を確保することの出来る重
防食被覆鋼材を提供することを目的とするのである。
〔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るため研究を行ない、
メタキシレンジアミンのエポキシ変性アミンに脂肪族ポ
リアミドアミンまたは、脂肪族ポリアミドアミンエポキ
シ変性物を混合した硬化剤を用いることで、良好な可と
う性と耐水性が得られることを見出し、本発明を完成し
た。すなわち本発明の重防食被覆鋼材においては、
(1)鋼材の表面に前処理を施した後、被覆層を施した
重防食被覆鋼材において、前記被覆層が(a)1分子中
に2個以上のエポキシ基を持つエポキシ当量が250未満
のビスフェノール型液状エポキシ樹脂、(b)キシレン
ジアミンをエポキシ樹脂で変性した変性アミン100重量
部に対し脂肪族ポリアミドアミン、又は脂肪族ポリアミ
ドアミンエポキシ変性物10〜100重量部を配合してなる
前記エポキシ樹脂(a)を常温硬化し得る硬化剤、
(c)顔料重量濃度で20〜65%の顔料、の(a)〜
(c)を含有することを特徴とする重防食被覆鋼材、
(2)前処理として、被覆を施すべき鋼材表面を清浄に
した後、クロム酸系の化成処理を施したことを特徴とす
る前記(1)記載の重防食被覆鋼材、(3)鋼材が鋼
管、鋼矢板、形鋼、又は鋼板であることを特徴とする前
記(1)記載の重防食被覆鋼材、であり、これによって
長期耐久性、耐屈曲性、耐衝撃性に優れた重防食被覆鋼
材を供することを可能とするものである。
以下本発明を詳細に説明する。
まず、本発明に使用するエポキシ樹脂は、架橋塗膜を
形成することが可能な2個以上のエポキシ基を持つ、エ
ポキシ当量が250未満のビスフェノール型液状エポキシ
樹脂である。エポキシ当量が250以上になると、粘度が
著しく高くなり、塗装作業に支障を来す。好ましくは、
200以下である。このような特性を有するエポキシ樹脂
としては、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビ
スフェノールFジグリシジルエーテル、ビスフェノール
ADジグリシジルエーテル等がある。
次に本発明で使用する硬化剤は、常温硬化型で塗装可
能な粘度であり、メタキシレンジアミンのエポキシ変性
アミン100重量部に、脂肪族ポリアミドアミンまたは、
そのエポキシ変性物10〜100重量部を配合することを必
須とする。この場合、メタキシレンジアミンが未変性の
場合、塗膜タック、アミンブラッシングが出現しやす
く、物性面においては、可とう性が劣るため好ましくな
い。
更に一般的な用途のエポキシ樹脂の硬化剤としては、
種々のものが用いられるが、例えば芳香族アミンは一般
的に固形であるため本発明での使用は困難である。ま
た、脂肪族ジアミンをそのまま用いた場合、塗膜の吸水
率が高く、塗膜表面性状もブリードの発生が起い易く好
ましくない。更に有機酸あるいは酸無水物では、常温の
硬化が著しく遅く、通常では加熱が必要となるが、この
場合硬化塗膜とエステル結合となり、加水分解され易
く、耐水性の点で好適でない。
以上により、本発明に用いる硬化剤としては、メタキ
シレンジアミンのエポキシ変性アミンに脂肪族ポリアミ
ドアミンまたは、そのエポキシ変性物を配合してなる硬
化剤が粘度、耐水性、可とう性の面でバランスが良く最
適である。配合割合としては、前記変性アミン100重量
部に対して脂肪族ポリアミドアミンまたは、そのエポキ
シ変性物が10重量部未満の場合、塗膜の密着性が低下
し、耐水性の低下が起る。また、100重量部を越えると
脂肪族ポリアミドアミンまたは、そのエポキシ変性物の
ブリードにより、表面性状の悪化を招く。
本発明で使用する塗料組成物において、液状エポキシ
樹脂の配合量に対する硬化剤の含有量は、液状エポキシ
樹脂のエポキシ当量に対して硬化剤の活性水素当量が0.
7〜1となる量が良い。硬化剤の活性水素当量が0.7未満
であると、塗膜の架橋度が不十分であり、また1を越え
ると親水性のアミン基が過多となり耐水性が損なわれ
る。
次に前記エポキシ樹脂の内部応力を緩和するために配
合される顔料は、クロム酸バリウム、ジンククロメー
ト、リン酸亜鉛、塩基性硫酸塩などの防錆顔料、弁柄、
酸化チタン、カーボンブラック等の着色顔料、タルク、
炭酸カルシウム、硫酸バリウム、クレー、酸化ケイ素等
の体質顔料等である。これらの顔料は、塗膜中の重量濃
度で20〜65%配合する。20%未満では、顔料を配合した
ことによる応力緩和の効果が乏しく、65%を越えると塗
膜の耐水性が低下するとともに、塗膜粘度上昇による塗
装作業性の悪化をきたす。好ましい配合量は、35〜55%
である。
また、粘度、可とう性を調整するために、クマロン樹
脂、石油樹脂、キシレン樹脂、各種可塑剤を添加しても
良い。この他消泡剤、ダレ止め剤、シランカップリング
剤等を適宜配合しても良い。
本発明に用いる塗料の製造については、公知の方法に
よる。即ち、ロールミル、サンドミル、ボールミル等を
用い、粘度、所望の分散度に応じて使い分けることが出
来る。
本発明においては、以上述べたような塗料を使用し、
予め前処理された鋼材の表面を被覆することによって所
期の重防食被覆鋼材を得るものである。この場合該被覆
鋼材に用いる被覆層の膜厚は、乾燥膜厚として200〜100
0μmの厚さになるように塗装するのが好ましいが、特
に限定するものでない。また、塗装の方法としては、ハ
ケ、ローラー、エアレススプレー、二液混合型エアレス
スプレーなどの方法が適用でき、いずれの方法で塗装し
ても本発明の目的が達成出来る。
次に、本発明に使用する鋼材は、例えば鋼管、鋼管矢
板、鋼矢板、H形鋼などの形鋼、鋼板などが挙げられ
る。具体的には、地下埋設管、海底配管、地上配管など
に使用される鋼管、燃料貯蔵タンクや化学プラントなど
に使用される鋼板、H形鋼、鋼管及び海洋構造物、港湾
河川護岸構造物、橋梁などの屋外に設置される構造物に
使用される杭用鋼管、鋼矢板、鋼管矢板及びH形鋼など
が挙げられる。また、鋼管については、外面及び内面を
問わず適用出来る。
また、本発明においては、被覆層と鋼材との間の密着
力を向上させるために、鋼材の表面に前処理を施すこと
を必要とするものであり、その手段としては、たとえば
その表面をブラスト処理などで清浄にした後、クロム酸
系の化成処理を施すことが出来る。ここでクロム酸系の
化成処理剤としては、6価の酸化クロムの一部を還元し
て得られる6価の酸化クロムと3価の酸化クロムの複合
酸化物の水溶液、あるいは、これらに還元促進のための
グリセリン、ポリビニルアルコールなどの物質、あるい
は、被覆層との密着性を向上させるために、シリカゾル
を加えた水溶液などを使用出来る。
〔作 用〕
本発明による重防食被覆鋼材は、耐衝撃性、耐屈曲
性、耐水密着性に優れた塗膜を有するため、搬送、施工
及び施工後に起こる機械的及び科学的破壊に対して、鉄
鋼部材の保護が可能となる防食被覆鋼材を提供すること
ができる。
〔実施例〕
以下実施例により本発明を具体的に説明する。
板厚9mm、板幅100mm、長さ300mmの軟鋼板の片面、及
び肉厚12mm、外径1600mm、長さ12mの鋼管の外面、及び
肉厚12mm、外径1000mm、長さ,9000mmの鋼管の内面に、
それぞれグリットブラスト処理(MGM−70)を施して清
浄にした後、第1表に記載の組成からなる主剤と硬化剤
とを二液混合型エヤレス塗装機で塗装し硬化後の膜厚が
300μmの被覆を形成させた。このようにして得られた
重防食被覆鋼材の斜視図を第1図、第2図及び第3図に
示す。第1図は、鋼板の片面に本発明に用いられる被覆
層を被覆形成したものであり、第2図は、鋼管の外面、
第3図は、鋼管の内面にそれぞれ本発明に用いられる被
覆層を被覆形成したものである。図中、1は鋼板、2は
鋼管、3は被覆層である。これらの重防食被覆鋼材を被
覆後20℃で7日間養生して、被覆層の硬化を充分進行さ
せてから、鋼管の場合は、試験片を切り取ってから各種
性能試験を行った。実験結果は第2表に示すように、比
較例で示す従来法では、塗装性及び塗膜表面状態に問題
があるか、もしくは可とう性及び耐水性のいずれかに欠
点が見られる。それに対し本発明の実施例では、塗装性
及び塗膜表面状態が良好で、可とう性及び耐水性共に従
来法よりも格段に優れていることがわかった。
*1:大日本インキ化学鋼業(株)製 ビスフェノールAジグリシジルエーテル(エポキシ当量
185) *2:東都化成(株)製 ビスフェノールAジグリシジルエーテル(エポキシ当量
250) *3:三和化学工業(株)製 メタキシレンジアミンエポキシ変性物 *4:大日本インキ化学工業(株)製 脂肪族ポリアミドアミン *5:大日本インキ化学工業(株)製 脂肪族ポリアミドアミンエポキシ変性物 *6:富士化成工業(株)製 メタキシレンジアミンエポキシ変性アクリロニトリル変
性アミン *7:三菱瓦斯化学(株)製 キシレン樹脂 (試験方法及び判定基準) 耐屈曲性:第4図の要領で半径Rを持つベンディング治
具4で、供試鋼材1を曲げ加工(20℃で)し、被覆層3
のピンホール発生限界半径を求め、(1)式により板厚
当りの曲げ角度を求めた。
耐衝撃性:直径16mmφのポンチを被覆面に当て、荷重W
を、高さHから落下させた時の、ピンホール発生限界W
及びHから、20℃での衝撃強度(kg・m/mm)を求めた。
耐水密着性:40℃、水道水に90日間浸漬後、プルオフ法
により、密着力を測定した。(単位kg cm2) 塗装性:ヘラ塗りで塗装作業性を評価。
○:作業性良好 ×:ヘラの送りが重く、作業に支障をきたす。
塗膜表面状態:塗膜表面のブリージングの有無を判別。
○:異常なし ×:ブリージング 〔発明の効果〕 以上の実施例で示した重防食被覆鋼材の性能試験結果
から分かるように、本発明による重防食被覆鋼材は、耐
衝撃性、耐屈曲性及び耐水性が大幅に改善されており、
搬送、施工及び施工後に起こる機械的及び海水、淡水な
どの環境における科学的特性など、長期耐久性を示す物
である。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は、実施例に用いられた重防食被覆鋼材
のいくつかの態様例を示す斜視図、第4図(a)(b)
は実施例における耐屈曲性の測定手段を示す模式図であ
る。 1……鋼板、2……鋼管、3……被覆層、4……ベンデ
ィング治具。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 弘忠 千葉県君津市君津1 新日本製鐵株式會 社君津製鐵所内 (72)発明者 上原 正昭 千葉県君津市君津1 新日本製鐵株式會 社君津製鐵所内 (72)発明者 吹井 博 千葉県木更津市清見台南4―12 T2棟 (72)発明者 木村 泰一 千葉県木更津市相里30―2―204 (72)発明者 久野 精司 千葉県木更津市清見台南1―14―4 (56)参考文献 特開 昭60−168718(JP,A) 特開 昭58−215463(JP,A) 特開 昭59−129226(JP,A)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鋼材の表面に前処理を施した後、被覆層を
    被覆して得られる重防食被覆鋼材において、前記被覆層
    が(a)1分子中に2個以上のエポキシ基を持つエポキ
    シ当量が250未満のビスフェノール型液状エポキシ樹
    脂、(b)キシレンジアミンをエポキシ樹脂で変性した
    変性アミン100重量部に対し脂肪族ポリアミドアミン、
    又は脂肪族ポリアミドアミンエポキシ変性物10〜100重
    量部を配合してなる前記エポキシ樹脂(a)を常温硬化
    し得る硬化剤、(c)顔料重量濃度で20〜65%の顔料の
    (a)〜(c)を含有することを特徴とする重防食被覆
    鋼材。
  2. 【請求項2】前処理として、被覆を施すべき鋼材表面を
    清浄にした後、クロム酸系の化成処理を施したことを特
    徴とする請求項1記載の重防食被覆鋼材。
  3. 【請求項3】鋼材が鋼管、鋼矢板、形鋼、又は鋼板であ
    ることを特徴とする請求項1記載の重防食被覆鋼材。
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