JP3266957B2 - Colored polyethylene coating with excellent weather resistance - Google Patents

Colored polyethylene coating with excellent weather resistance

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JP3266957B2
JP3266957B2 JP131793A JP131793A JP3266957B2 JP 3266957 B2 JP3266957 B2 JP 3266957B2 JP 131793 A JP131793 A JP 131793A JP 131793 A JP131793 A JP 131793A JP 3266957 B2 JP3266957 B2 JP 3266957B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、鋼材などの母材表面を
厚膜の防食ポリエチレン層で被覆した重防食被覆鋼材、
例えば、重防食被覆鋼管抗、鋼管矢板、鋼矢板等に関す
るものであり、より詳しくは、耐候性に優れ、かつ表面
が着色ポリエチレン層で被覆された着色ポリエチレン被
覆鋼材に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heavy corrosion-resistant coated steel material in which the surface of a base material such as steel is coated with a thick corrosion-resistant polyethylene layer.
For example, the present invention relates to a heavy-corrosion-resistant coated steel pipe, a steel pipe sheet pile, a steel sheet pile, and the like, and more particularly, to a colored polyethylene-coated steel material having excellent weather resistance and a surface coated with a colored polyethylene layer.

【0002】[0002]

【従来の技術】屋外で長期間使用する鋼材は、厳しい腐
食環境に曝されることがある。例えば、鋼矢板、鋼管矢
板などは、連続的に地中に打ち込み、防護柵を形成する
ことによって、主に河川、海岸、港湾などを護岸する目
的で、また鋼管抗は海洋構造物の基礎などに使用されて
きた。また、鋼管もガス管や水道管としてしばしば使用
される。
2. Description of the Related Art Steel materials used for a long time outdoors may be exposed to severe corrosive environments. For example, steel sheet piles and steel pipe sheet piles are continuously driven into the ground to form protective fences, mainly for the protection of rivers, coasts, harbors, etc. Has been used for Steel pipes are also often used as gas pipes and water pipes.

【0003】これらの鋼材は、屋外の自然環境の中で、
河川水、排水、雨水、海水等の水、大気、太陽光などに
曝され、また土砂、泥、瓦礫などに直接強く接するの
で、著しく腐食が起こりやすい。このため長期 (約40
年) の効果的な防食対策が望まれていた。
[0003] These steel materials are used in outdoor natural environments.
It is exposed to river water, drainage water, rainwater, seawater, and the like, the atmosphere, sunlight, and the like, and it comes into direct strong contact with earth, sand, mud, rubble, etc., and thus is extremely prone to corrosion. Therefore, long term (about 40
) Effective anticorrosion measures were desired.

【0004】近年、この対策として、樹脂を厚膜 (1〜
3mm) 被覆することにより優れた防食性を与えた重防食
被覆鋼材が使用されつつある。この被覆樹脂としては、
経済性や各種特性を考慮してポリエチレンが多用されて
いる。
In recent years, as a countermeasure against this, a resin is used as a thick film (1 to 1).
(3 mm) Heavy corrosion-resistant coated steel materials that have been provided with excellent corrosion resistance by being coated are being used. As this coating resin,
Polyethylene is widely used in consideration of economy and various characteristics.

【0005】ところが、ポリエチレン樹脂は、太陽光に
含まれる紫外線の影響で劣化しやすく、このため本用途
のように屋外で使用する場合は、カーボンブラックを1
〜3重量%程度添加して耐候性を向上させるのが一般的
であり、色調が黒色に限定されていた。しかし、住環境
や自然環境を快適かつ綺麗に保持すべき場所では、その
環境に適合するように、鋼矢板、鋼管矢板、配管用鋼管
などを着色することが求められる。
[0005] However, polyethylene resin is liable to be deteriorated by the influence of ultraviolet light contained in sunlight. Therefore, when it is used outdoors, as in the present application, carbon black is used as one resin.
It is common to add about 3% by weight to improve the weather resistance, and the color tone is limited to black. However, in places where the living environment and natural environment are to be maintained comfortably and neatly, it is required to color steel sheet piles, steel pipe sheet piles, steel pipes for piping, etc. so as to be adapted to the environment.

【0006】そのため、ポリエチレンに紫外線劣化対策
としてカーボンブラックに代えて紫外線吸収剤、酸化防
止剤などの各種の劣化防止剤を添加した上で、着色顔料
により着色した着色ポリエチレン被覆鋼材が提案され
た。
[0006] Therefore, a colored polyethylene-coated steel material which is colored with a coloring pigment after adding various kinds of deterioration preventing agents such as an ultraviolet absorber and an antioxidant instead of carbon black to polyethylene as a measure against ultraviolet light deterioration has been proposed.

【0007】このような劣化防止剤としては、ベンゾト
リアゾール系化合物で代表される紫外線を吸収して低エ
ネルギーに転換する物質 (紫外線吸収剤) 、HALSと一般
に略称されるヒンダードアミン系光安定剤、ヒンダード
フェノール系化合物やイオウ系化合物などの酸化防止剤
などが例示される。本明細書においては、紫外線吸収
剤、光安定剤、酸化防止剤などの耐候性改善に有効な添
加剤を劣化防止剤と総称する。
[0007] Examples of such a deterioration inhibitor include a substance which absorbs ultraviolet rays and converts it into low energy (ultraviolet absorber) represented by a benzotriazole compound, a hindered amine light stabilizer generally abbreviated as HALS, a hinder Examples include antioxidants such as dophenolic compounds and sulfuric compounds. In this specification, additives effective for improving weather resistance, such as an ultraviolet absorber, a light stabilizer, and an antioxidant, are collectively referred to as a deterioration inhibitor.

【0008】これらの劣化防止剤の添加処方としては、
紫外線吸収剤とフェノール系酸化防止剤および/または
カーボンブラックを添加する方法 (特開昭63−60712
号) が公知であるが、紫外線吸収剤とフェノール系酸化
防止剤とを組み合わせてポリエチレン樹脂に配合して
も、約15年程度の耐候性 (サンシャインウェザーメータ
ーブラックパネル温度63℃で3000時間) に過ぎなかっ
た。
[0008] Addition formulas of these deterioration preventing agents include:
A method of adding an ultraviolet absorber, a phenolic antioxidant and / or carbon black (Japanese Patent Laid-Open No. 63-60712)
No.) is known, but even when combined with a polyethylene resin by combining an ultraviolet absorber and a phenolic antioxidant, about 15 years of weather resistance (sunshine weather meter black panel temperature 63 hours at 63 ° C. 3000 hours) It was not too much.

【0009】また、未着色のポリエチレン防食層 (1mm
厚) の上に、酸化防止剤0.1 重量%以上と耐候性安定剤
0.3 重量%以上を含有させた着色ポリエチレン防食層
(0.4mm厚) を融着させることにより、ポリエチレン被覆
の表層のみを着色被覆層とした重防食被覆鋼管も提案さ
れている (特開平4−80029 号) 。しかし、表層のポリ
エチレンに上記のように劣化防止剤を添加しても、なお
25年程度の耐候性 (サンシャインウェザーメーターブラ
ックパネル温度63℃で5000時間) である。このように、
これまで提案された着色被覆鋼材は、いずれも約40年
(サンシャインウェザーメーターブラックパネル温度63
℃で8000時間) という長期の耐候性を得るには不十分で
あった。
In addition, an uncolored polyethylene anticorrosion layer (1 mm
Thickness), 0.1% by weight or more of antioxidant and weathering stabilizer
Colored polyethylene anticorrosion layer containing 0.3% by weight or more
(0.4 mm thick), a heavy duty anticorrosion coated steel pipe in which only the surface layer of polyethylene coating is a colored coating layer has been proposed (JP-A-4-80029). However, even if the deterioration inhibitor is added to the surface polyethylene as described above,
It has weather resistance of about 25 years (5000 hours at 63 ° C sunshine weather meter black panel temperature). in this way,
Each of the colored coated steel materials proposed so far is about 40 years
(Sunshine Weather Meter Black Panel Temperature 63
(8000 hours at ℃).

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】耐候性を改善するに
は、劣化防止剤の配合量を増大させることが有効となる
場合もあるが、これらの劣化防止剤は高価で、ベースに
なるポリエチレン樹脂に比べて価格は最低でも数倍であ
り、その配合料の増大は製品コストの高騰を招く。特
に、水道、ガスなどの屋外配管の外面被覆や、鋼管抗、
鋼矢板、鋼管矢板等の重防食被覆においては、製造規模
が大きいので劣化防止剤の添加も多くなり、過剰な劣化
防止剤の添加設計は製品の経済性を損なうものとなる。
In order to improve the weather resistance, it may be effective to increase the amount of a deterioration inhibitor, but these deterioration inhibitors are expensive and require a polyethylene resin as a base. The price is at least several times higher than that of, and the increase in the compounding cost leads to a rise in the product cost. In particular, the outer coating of outdoor piping such as water supply and gas, steel pipe resistance,
In heavy corrosion protection coating of steel sheet piles, steel pipe sheet piles, and the like, the production scale is large, so the addition of a deterioration inhibitor increases, and the excessive addition of the deterioration inhibitor impairs the economics of the product.

【0011】本発明の目的は、経済性を損なうことな
く、また劣化防止剤の添加を必要とせずに、鋼矢板、鋼
管矢板、鋼管等の鋼材に、少なくとも40年程度の長期耐
候性を有する着色ポリエチレン被覆を設けた着色ポリエ
チレン被覆鋼材を提供することである。
An object of the present invention is to provide a steel sheet pile, a steel pipe sheet pile, a steel pipe or the like having a long-term weather resistance of at least about 40 years without impairing the economic efficiency and without adding a deterioration inhibitor. An object of the present invention is to provide a colored polyethylene-coated steel material provided with a colored polyethylene coating.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく検討を重ねた結果、大量の劣化防止剤を使
用せずに40年程度の長期耐候性を確保するには、防食層
へのカーボンブラックの添加が不可欠であるとの結論に
達した。そこで、カーボンブラックを添加したポリエチ
レン防食層の上に着色顔料を含有する着色ポリエチレン
層を積層した着色ポリエチレン被覆により目的達成を図
るために、この積層ポリエチレン被覆の耐候性を検討し
た。
Means for Solving the Problems As a result of repeated studies to achieve the above object, the present inventors have found that long-term weather resistance of about 40 years can be ensured without using a large amount of a deterioration inhibitor. It was concluded that the addition of carbon black to the anticorrosion layer was essential. Therefore, in order to achieve the object by a colored polyethylene coating in which a colored polyethylene layer containing a colored pigment was laminated on a polyethylene anticorrosive layer to which carbon black was added, the weather resistance of the laminated polyethylene coating was examined.

【0013】その結果、下層の防食層ポリエチレン中に
カーボンブラックを0.5 重量%以上添加し、上層の着色
ポリエチレン層の厚みを10〜200 μmと薄くすれば、着
色ポリエチレン層の表面に外観上問題にならない微細な
クラックが発生するものの、それによる耐候性の実質的
な低下は起こらず、被覆全体として約40年という長期耐
候性が達成できることを見出した。
As a result, if carbon black is added in an amount of 0.5% by weight or more to the lower anticorrosion layer polyethylene and the thickness of the upper colored polyethylene layer is reduced to 10 to 200 μm, appearance problems are caused on the surface of the colored polyethylene layer. It was found that, although fine cracks were generated, no substantial decrease in weather resistance was caused by the cracks, and a long-term weather resistance of about 40 years could be achieved as a whole of the coating.

【0014】ここに本発明は、接着剤層と、その上に設
けたカーボンブラックを0.5 重量%以上含有する防食ポ
リエチレン層と、その上に設けた着色顔料を含有する膜
100〜200 μmの着色ポリエチレン層を積層してな
る樹脂層が、前記接着剤層を介して母材の表面に被覆さ
れていることを特徴とする、着色ポリエチレン被覆材を
要旨とする。
Here, the present invention provides an adhesive layer and an adhesive layer provided thereon.
And anticorrosion polyethylene layer containing only carbon black or 0.5 wt%, the resin layer formed by laminating a colored polyethylene layer having a thickness of 100 to 200 DEG [mu] m containing a coloring pigment provided on the its is, the adhesive layer The present invention provides a colored polyethylene coating material, which is coated on the surface of a base material via a base material.

【0015】[0015]

【作用】本発明においてポリエチレン被覆が施される母
材は、一般には鋼材であるが、母材の材質は鉄鋼に限定
されるものではなく、アルミニウムなどの他の金属材
料、さらには石材、木材、セラミックス等も可能であ
る。以下では、代表的な材料である鋼材を母材とする場
合について説明するが、鋼材以外の母材を使用する場合
についても同様である。鋼材 (または母材) の形状も特
に限定されず、鋼管、鋼管抗などの管状材でも良いし、
鋼矢板などの板材、さらには棒鋼、異形材などでもよ
い。鋼材は、事前にショットブラストなどの物理的手段
や酸洗、アルカリ脱脂などの化学的手段を適当に組み合
わせて、表面を洗浄化しておくことが望ましい。
In the present invention, the base material coated with polyethylene in the present invention is generally steel, but the material of the base material is not limited to iron and steel. , Ceramics and the like are also possible. In the following, a description will be given of a case where a steel material, which is a typical material, is used as a base material, but the same applies to a case where a base material other than a steel material is used. The shape of the steel material (or base material) is not particularly limited, and may be a tubular material such as a steel pipe or a steel pipe,
A plate material such as a steel sheet pile, a steel bar, a deformed material, or the like may be used. The surface of the steel material is desirably cleaned in advance by appropriately combining physical means such as shot blasting and chemical means such as pickling and alkali degreasing.

【0016】鋼材には、密着性や防食性を高めるための
下地処理として、めっきおよび/または化成処理 (クロ
メート処理、リン酸亜鉛処理) を施してもよい。また、
ポリエチレン層の接着性を高めるために、鋼材表面を予
め適当なプライマーで処理してもよい。プライマーとし
ては、例えば、エポキシ系プライマーなどが使用でき
る。プライマーは、これを薄く塗布した後、乾燥する
か、紫外線等を照射して硬化させる。これらの下地処理
は、必要に応じて従来と同様に実施できる。
The steel material may be subjected to plating and / or chemical conversion treatment (chromate treatment, zinc phosphate treatment) as a base treatment for improving adhesion and corrosion resistance. Also,
In order to enhance the adhesion of the polyethylene layer, the surface of the steel material may be previously treated with a suitable primer. As the primer, for example, an epoxy primer can be used. The primer is thinly applied and then dried or cured by irradiating ultraviolet rays or the like. These ground treatments can be carried out as required in the conventional manner.

【0017】ポリエチレン樹脂は接着性が比較的低いの
で、鋼材と樹脂層との界面に接着剤層を介在させ、接着
剤を介して樹脂層を鋼材に被覆する。無水マレイン酸変
性ポリエチレン樹脂が特に高い接着性を示すので好まし
い接着剤である。その他、エチレン共重合体 (例、エチ
レン/酢酸ビニル共重合体) 系の接着剤や、ポリエチレ
ン系ホットメルト接着剤なども使用可能である。接着剤
層の厚みは特に限定されず、接着剤の種類によっても異
なるが、一般には 0.1〜0.5 mm程度である。
Since the polyethylene resin has relatively low adhesiveness, an adhesive layer is interposed at the interface between the steel material and the resin layer, and the resin material is coated on the steel material via the adhesive. Maleic anhydride-modified polyethylene resin is a preferred adhesive because it exhibits particularly high adhesiveness. In addition, adhesives based on ethylene copolymers (eg, ethylene / vinyl acetate copolymer) and hot melt adhesives based on polyethylene can also be used. The thickness of the adhesive layer is not particularly limited and varies depending on the type of the adhesive, but is generally about 0.1 to 0.5 mm.

【0018】本発明により鋼材に被覆される樹脂層は、
カーボンブラックを含有する厚膜の防食ポリエチレン層
と、表層となる薄膜の着色ポリエチレン層とを積層して
なる樹脂層である。
The resin layer coated on the steel material according to the present invention comprises:
It is a resin layer obtained by laminating a thick anticorrosive polyethylene layer containing carbon black and a thin colored polyethylene layer serving as a surface layer.

【0019】下層の防食ポリエチレン層の厚みは防食層
として十分な厚さであればよく、特に制限されないが、
一般には 0.5〜5 mmである。約40年の長期耐候性を実現
させるには、2〜3mmの範囲内が好ましい。使用するポ
リエチレン樹脂は、高密度、中密度および低密度ポリエ
チレンのいずれでもよく、また少量の他のオレフィンま
たはビニルモノマー (例、プロピレン、酢酸ビニル、ア
クリル酸、アクリル酸エステルなど) が共重合されいて
もよい。
The thickness of the lower anticorrosion polyethylene layer is not particularly limited as long as it is a sufficient thickness as the anticorrosion layer.
Generally, it is 0.5 to 5 mm. In order to realize long-term weather resistance of about 40 years, the range of 2-3 mm is preferable. The polyethylene resin used may be any of high, medium and low density polyethylene, and may be copolymerized with small amounts of other olefins or vinyl monomers (e.g., propylene, vinyl acetate, acrylic acid, acrylates, etc.). Is also good.

【0020】防食ポリエチレン層 (防食層) はカーボン
ブラックを0.5 重量%以上の量で含有する黒色樹脂層で
ある。カーボンブラックの含有量が0.5 重量%より少な
いと、充分な紫外線遮蔽効果が得られず、表面劣化が防
食層にまで進行し、被覆樹脂層全体の物性が著しく低下
する。一方、カーボンブラックの過剰添加は製品の経済
性と機械的性質を低下させるので、カーボンブラック含
有量の上限は5重量%とすることが好ましい。
The anticorrosion polyethylene layer (anticorrosion layer) is a black resin layer containing carbon black in an amount of 0.5% by weight or more. If the content of carbon black is less than 0.5% by weight, a sufficient ultraviolet shielding effect cannot be obtained, surface deterioration proceeds to the anticorrosion layer, and the physical properties of the entire coating resin layer are significantly reduced. On the other hand, since excessive addition of carbon black lowers the economic efficiency and mechanical properties of the product, the upper limit of the carbon black content is preferably 5% by weight.

【0021】カーボンブラックは、単独で十分な耐候性
を防食層に付与するので、カーボンブラックに加えて酸
化防止剤、紫外線吸収剤などの他の劣化防止剤を防食層
に添加する必要はない。ただし、所望であれば、カーボ
ンブラックと共に少量の劣化防止剤を1種もしくは2種
以上防食層に配合してもよい。
Since carbon black alone imparts sufficient weather resistance to the anticorrosion layer, it is not necessary to add another antioxidant, ultraviolet absorber or other deterioration inhibitor to the anticorrosion layer in addition to carbon black. However, if desired, a small amount of a deterioration inhibitor may be added to the anticorrosion layer together with carbon black in a small amount.

【0022】表層となる着色ポリエチレン層 (着色層)
のポリエチレン樹脂も、防食層と同様でよい。着色層の
厚みは100 〜200 μmであり、特に長期の耐候性実現す
るためには100 〜150 μmの範囲内が望ましい。着色層
の膜厚が100 μm未満では、防食層の黒色を消すことが
困難であり、表面の着色ポリエチレン層が黒ずむので好
ましくない。着色層の膜厚が200 μmを超えると、表面
劣化で発生する表面クラックの深さと大きさは着色層の
膜厚に比例するため、表面劣化後に防食層を含む樹脂被
覆層全体の物性がクラックにより著しく低下するように
なる。また、クラックが大きくなるので外観も悪くな
る。一方、着色層の厚みが100 〜200 μm、特に100
150 μmの範囲内にあるものは、カーボンブラックを含
有する防食層の黒色を容易に消すことができ、表面劣化
後も発生したクラックが表層のみに限定される。その結
果、クラックが大きくならず、防食層を含む樹脂被覆層
全体の物性が低下せず、長期の耐候性を維持できる。
Colored polyethylene layer (colored layer) serving as a surface layer
May be the same as the anticorrosion layer. The thickness of the coloring layer is 100 to 200 μm, and particularly preferably 100 to 150 μm in order to realize long-term weather resistance. When the thickness of the colored layer is less than 100 μm, it is difficult to remove the black color of the anticorrosion layer, and the colored polyethylene layer on the surface is darkened. If the thickness of the colored layer exceeds 200 μm, the depth and size of surface cracks caused by surface deterioration are proportional to the thickness of the colored layer. Significantly decreases. In addition, since the cracks become large, the appearance also deteriorates. On the other hand, the thickness of the colored layer is 100 to 200 μm, especially 100 to 200 μm.
When the thickness is within the range of 150 μm, the black color of the anticorrosion layer containing carbon black can be easily erased, and cracks that occur even after surface deterioration are limited to only the surface layer. As a result, cracks do not increase, the physical properties of the entire resin coating layer including the anticorrosion layer do not decrease, and long-term weather resistance can be maintained.

【0023】ポリエチレン樹脂を着色するための着色顔
料としては、公知の有機または無機顔料のいずれでもよ
い。具体的には、アゾ系、アンスラキノン系、フタロシ
アニン系、キナクリドン系、イソインドリノン系、ジオ
キサジン系、ペリノン系、キノフタロン系、ペリレン系
顔料などの有機顔料や、群青、二酸化チタン、酸化鉄
(弁柄) 、酸化クロム、カーボンブラックなどの無機顔
料が使用できる。
The coloring pigment for coloring the polyethylene resin may be any of known organic or inorganic pigments. Specifically, organic pigments such as azo, anthraquinone, phthalocyanine, quinacridone, isoindolinone, dioxazine, perinone, quinophthalone, and perylene pigments, ultramarine, titanium dioxide, iron oxide
(Pegs), inorganic pigments such as chromium oxide and carbon black can be used.

【0024】着色顔料の配合量は、着色に充分な量であ
ればよく、顔料の種類によっても変動するため限定でき
ないが、一般にはポリエチレン樹脂100 重量部に対して
0.1〜5重量部の範囲内であろう。着色顔料に加えて、
体質顔料、防錆顔料、分散剤、軟化剤、難燃剤などの公
知の添加剤を1種もしくは2種以上さらに添加してもよ
い。これらの添加剤は、防食層にも添加することができ
る。
The compounding amount of the coloring pigment may be an amount sufficient for coloring, and cannot be limited because it varies depending on the kind of the pigment.
Will be in the range of 0.1 to 5 parts by weight. In addition to coloring pigments,
One or more known additives such as extenders, rust preventive pigments, dispersants, softeners, and flame retardants may be further added. These additives can also be added to the anticorrosion layer.

【0025】着色層に劣化防止剤を添加しなくても長期
耐候性を確保することができるので、着色層への劣化防
止剤の添加は必ずしも必要ない。しかし、着色層に劣化
防止剤を添加すると、表面微細クラック発生までの時間
が延長される。従って、所望により着色層に公知の劣化
防止剤を1種もしくは2種以上配合してもよく、それに
より耐候性を一層改善することができる。ただし、その
場合でも表面クラックを完全に防ぐことは困難である。
また、劣化防止剤の過剰添加は、製品の経済性を損なう
のみならず、場合によっては劣化防止剤のブリードアウ
トを生じて、品質の劣化につながる。そのため、劣化防
止剤を添加する場合、添加量の合計はポリエチレン樹脂
100 重量部に対して2重量部以下とすることが好まし
い。
Since long-term weather resistance can be ensured without adding a deterioration inhibitor to the colored layer, it is not always necessary to add a deterioration inhibitor to the colored layer. However, when the deterioration inhibitor is added to the colored layer, the time until the occurrence of surface fine cracks is extended. Accordingly, if desired, one or more known deterioration inhibitors may be added to the colored layer, whereby the weather resistance can be further improved. However, even in that case, it is difficult to completely prevent surface cracks.
In addition, excessive addition of the deterioration inhibitor not only impairs the economics of the product, but also causes bleed out of the deterioration inhibitor in some cases, leading to deterioration in quality. Therefore, when adding a deterioration inhibitor, the total amount of
It is preferable that the content be 2 parts by weight or less for 100 parts by weight.

【0026】着色層に用いる着色ポリエチレン樹脂を製
造する際には、ポリエチレン樹脂中に着色顔料を3〜50
重量%程度配合したマスターバッチを用意しておき、こ
のマスターバッチと顔料を含有しないポリエチレン樹脂
を所定の割合で配合して、着色ポリエチレン樹脂組成物
を調製するのが、均質な組成物を得やすく、経済的にも
有利となる。
When the colored polyethylene resin used for the colored layer is produced, a color pigment is added to the polyethylene resin in an amount of 3 to 50.
It is easy to obtain a homogeneous composition by preparing a masterbatch in which the masterbatch is blended at about a percentage by weight, and blending the masterbatch and a polyethylene resin containing no pigment at a predetermined ratio to prepare a colored polyethylene resin composition. It is also economically advantageous.

【0027】本発明の厚膜防食層と薄膜着色層との積層
体からなる着色ポリエチレン被覆は、その大部分を占め
る防食層にカーボンブラックが添加されているため、必
ずしも表面の着色層に高価な劣化防止剤を添加しなくて
も、目的とする40年程度の長期耐候性を示すことができ
る。それにより、表面が使用環境に合わせて任意の色に
着色可能で、しかも長期耐候性を示すポリエチレン被覆
を安価に得ることが可能となる。
The colored polyethylene coating comprising a laminate of a thick anticorrosive layer and a thin colored layer according to the present invention is not necessarily expensive because the carbon black is added to the anticorrosive layer which occupies most of the layer. The desired long-term weather resistance of about 40 years can be exhibited without adding a deterioration inhibitor. This makes it possible to obtain a polyethylene coating whose surface can be colored in any color according to the use environment and which exhibits long-term weather resistance at low cost.

【0028】この着色ポリエチレン被覆を、例えば次に
説明する方法で、接着層を介して鋼材に被覆することに
より、本発明の着色ポリエチレン被覆重防食鋼材が製造
される。ポリエチレン樹脂の被覆は、鋼材の防食を必要
とする表面のみに適用すればよく、必ずしも全面を被覆
する必要はない。
The colored polyethylene coating is applied to a steel material via an adhesive layer by, for example, the method described below, whereby the colored polyethylene-coated heavy corrosion-resistant steel material of the present invention is produced. The coating of the polyethylene resin may be applied only to the surface of the steel material requiring corrosion protection, and it is not necessary to cover the entire surface.

【0029】鋼材へのポリエチレン被覆法としては例え
ば次の方法が可能である。 A:溶融押出方式を基本とする方法、 B:静電粉体方式を基本とする方法、 C:流動浸漬方式を基本とする方法、 D:溶射方式を基本とする方法、 E:シートラミネート方式を基本とする方法。
As a method for coating the steel material with polyethylene, for example, the following method is possible. A: a method based on a melt extrusion method, B: a method based on an electrostatic powder method, C: a method based on a fluidized immersion method, D: a method based on a thermal spraying method, E: a sheet laminating method Based method.

【0030】A〜Dの各方法は、いずれも鋼材表面を酸
洗やブラスト処理などで洗浄化し、誘導加熱などの適宜
加熱手段で約 120〜300 ℃に予熱してから、接着剤樹脂
(例、無水マレイン酸変性ポリエチレン樹脂) の薄膜を
A〜Dのいずれかの方法で鋼材表面に被覆することによ
り実施できる。次いで、接着剤樹脂がまだ溶融状態にあ
る間に、ポリエチレン樹脂にカーボンブラックを含有さ
せた防食層をA〜Dのいずれかの方式で接着剤層の上に
被覆し、さらに防食層が溶融状態にある間に、着色顔料
を含有するポリエチレン樹脂からなる着色層をA〜Dの
いずれかの方式で防食層の上に被覆する。接着剤樹脂、
防食層、着色層は別々の方法で被覆することもできる
が、同じ方法で被覆する法が通常は製造が容易であろ
う。
In each of the methods A to D, the surface of the steel material is cleaned by pickling or blasting, preheated to about 120 to 300 ° C. by an appropriate heating means such as induction heating, and then the adhesive resin is heated.
(Eg, maleic anhydride-modified polyethylene resin) by coating the steel surface with any one of the methods A to D. Next, while the adhesive resin is still in a molten state, an anticorrosion layer containing carbon black in the polyethylene resin is coated on the adhesive layer by any of the methods A to D, and the anticorrosion layer is further melted. , A colored layer made of a polyethylene resin containing a colored pigment is coated on the anticorrosion layer by any one of the methods A to D. Adhesive resin,
The anticorrosion layer and the colored layer can be coated by different methods, but the method of coating by the same method will usually be easier to manufacture.

【0031】Eのラミネート方式では、接着剤樹脂のフ
ィルムと防食層となるカーボンブラック含有ポリエチレ
ンシートと着色層となる着色ポリエチレンフィルムとを
用意し、この3層を別々に、或いは予め張り合わせてか
ら、接着剤層が内側になるように、洗浄された予熱鋼材
の表面にラミネートする。より好ましい方法では、3層
共押出方式あるいは押出ラミネート方式により、接着剤
層、防食層、着色層の3層からなる複層シートを形成
し、これを接着剤を内側にして、複層シートの形成と同
時にあるいは後で鋼材表面に張り付けてラミネートを行
なう。
In the laminating method E, an adhesive resin film, a carbon black-containing polyethylene sheet serving as an anticorrosion layer, and a colored polyethylene film serving as a colored layer are prepared, and these three layers are separately or previously laminated. Laminate on the surface of the cleaned preheated steel so that the adhesive layer is on the inside. In a more preferable method, a multi-layer sheet composed of three layers of an adhesive layer, an anticorrosion layer, and a colored layer is formed by a three-layer co-extrusion method or an extrusion lamination method, and the adhesive is placed inside the sheet. At the same time or later, lamination is performed by sticking to the steel surface.

【0032】本発明の場合、予め積層してなる樹脂層を
鋼材表面に被覆することでその被覆層を構成する。これ
は上述の分類で云えば、Aの押出方式あるいはEのラミ
ネート方式を基本とする方法である。
In the case of the present invention, the coating layer is constituted by coating a resin layer formed in advance on the steel material surface. This is a method based on the extrusion method of A or the lamination method of E in the above classification.

【0033】また、カーボンブラックを0.5 重量%以上
含有する黒色ポリエチレン層で重防食被覆された鋼材製
品 (例、鋼矢板、鋼管など) が既に市販されている。こ
のような製品 (或いは他の既に防食層が被覆されている
鋼材) を母材とし、これを約80℃に加熱してポリエチレ
ン防食被覆を軟化させてから、着色ポリエチレン層を15
0〜250 ℃で押出被覆し、本発明の着色ポリエチレン被
覆鋼材を製造することも可能である。それにより、押出
機の樹脂交換が少なくなり、経済的に有利である。
Further, steel products (eg, steel sheet piles, steel pipes, etc.) coated with heavy corrosion protection with a black polyethylene layer containing 0.5% by weight or more of carbon black are already commercially available. Using such a product (or other steel material already coated with an anticorrosion layer) as a base material, heating it to about 80 ° C. to soften the polyethylene anticorrosion coating, and then adding a colored polyethylene layer
It is also possible to produce the colored polyethylene-coated steel material of the present invention by extrusion coating at 0 to 250 ° C. Thereby, resin exchange of the extruder is reduced, which is economically advantageous.

【0034】[0034]

【実施例】鋼矢板 (住友金属株式会社製;SKSP−II形
式) の表面をショットブラストにより素地調整 (Sa. 2.
5 以上) した後、クロム付着量が200 mg/m2 になるよう
に塗布型クロメート液 (関西ペイント株式会社製;コス
マー100)を使用してクロメート処理を施した。この鋼矢
板にエポキシ系プライマー (日本ペイント株式会社製;
No. 66プライマー) を乾燥膜厚が30μmになるように塗
布し、誘導加熱装置を用いて鋼材を190 ℃に昇温させる
ことにより、プライマーの焼付と鋼材の予熱を行った。
[Example] The surface of a steel sheet pile (Sumitomo Metal Co., Ltd .; SKSP-II type) was adjusted by shot blasting (Sa. 2.
After that, chromate treatment was performed using a coating type chromate solution (manufactured by Kansai Paint Co., Ltd .; Cosmer 100) so that the chromium adhesion amount was 200 mg / m 2 . This steel sheet pile is coated with an epoxy-based primer (Nippon Paint Co., Ltd .;
No. 66 primer) was applied so that the dry film thickness became 30 μm, and the steel material was heated to 190 ° C. using an induction heating device, so that the primer was baked and the steel material was preheated.

【0035】一方、被覆する防食層の樹脂として、中低
圧法ポリエチレン樹脂 (昭和電工製;ショーレックスS4
002 EX) にカーボンブラックを表1に示す添加量で配合
してカーボンブラック含有ポリエチレン樹脂組成物を調
製した。着色層の樹脂組成物は、防食層と同じ中低圧法
ポリエチレン樹脂に表1に示す顔料を添加し(添加量は
樹脂100 重量部に対し 0.1〜3重量部) 、溶融混練した
ものであった。
On the other hand, as a resin of the anticorrosion layer to be coated, a medium-low pressure polyethylene resin (manufactured by Showa Denko; Shorex S4
002 EX) was blended with carbon black in the amount shown in Table 1 to prepare a carbon black-containing polyethylene resin composition. The resin composition of the colored layer was obtained by adding the pigment shown in Table 1 to the same medium-to-low pressure method polyethylene resin as the anticorrosion layer (addition amount: 0.1 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the resin) and melt-kneading. .

【0036】接着剤層となる無水マレイン酸変性ポリエ
チレン (三井石油化学製アドマー)を前記の防食層ポリ
エチレン樹脂組成物と着色層ポリエチレン樹脂組成物と
共に3層押出することにより、接着剤層/防食層/着色
層の3層からなる幅900 mmの複層ポリエチレンシートを
得た。このシートの厚みは接着剤層が0.3 mm、防食層と
着色層の厚みは表1に示す通りであった。このシートを
赤外線ヒーターで約80℃に加熱した後、上記の予熱した
鋼矢板の凸部に押さえロールで鋼矢板に転圧しながら変
性ポリエチレン樹脂を融着させて被覆し、着色ポリエチ
レン被覆鋼矢板を得た。
By extruding three layers of the maleic anhydride-modified polyethylene (Admer manufactured by Mitsui Petrochemical Co., Ltd.) as the adhesive layer together with the anticorrosive layer polyethylene resin composition and the colored layer polyethylene resin composition, the adhesive layer / anticorrosive layer was extruded. A multilayer polyethylene sheet having a width of 900 mm and a three-layered colored layer was obtained. The thickness of this sheet was 0.3 mm for the adhesive layer, and the thicknesses of the anticorrosion layer and the colored layer were as shown in Table 1. After heating this sheet to about 80 ° C. with an infrared heater, the modified polyethylene resin is fused and coated while rolling the steel sheet pile with a press roll on the convex part of the preheated steel sheet pile, thereby coating the colored polyethylene-coated steel sheet pile. Obtained.

【0037】この着色ポリエチレン被覆鋼矢板の樹脂被
覆部について、サンシャインウェザーメーター(WOM促進
耐候試験) によりブラックパネル温度63℃で8000時間経
過後(WOM 8000時間は実環境約40年相当) の引張り伸び
保持率を測定した。結果を表1に併せて示す。
Tensile elongation of the resin-coated portion of the colored polyethylene-coated steel sheet pile after 8000 hours at a black panel temperature of 63 ° C. (WOM 8000 hours is equivalent to about 40 years in a real environment) by a sunshine weather meter (WOM accelerated weathering test). The retention was measured. The results are shown in Table 1.

【0038】[0038]

【表1】 [Table 1]

【0039】表1からわかるように、本発明による実施
例1〜14は、防食層のカーボンブラック添加量が0.5 重
量%以上で、着色層が100 〜200 μmの厚みを有する。
この場合、防食層と着色層のいずれにも劣化防止剤を配
合していないにもかかわらず、引張り伸び保持率はWOM
8000時間後にほとんど低下しなかった。着色顔料の種類
を変えて色調を変化させても、着色層の厚みが上記範囲
であれば、WOM 8000時間後の引張り伸び保持率はほぼ80
%以上に保たれ、著しい低下はなかった。
As can be seen from Table 1, in Examples 1 to 14 according to the present invention, the amount of carbon black added to the anticorrosion layer is 0.5% by weight or more, and the color layer has a thickness of 100 to 200 μm.
In this case, the tensile elongation retention was WOM even though no deterioration inhibitor was added to either the anticorrosion layer or the colored layer.
After 8000 hours it hardly dropped. Even if the color tone is changed by changing the type of the coloring pigment, if the thickness of the coloring layer is within the above range, the tensile elongation retention after WOM 8000 hours is almost 80.
% And no significant decrease.

【0040】一方、比較例1〜8からわかるように、着
色層の厚みが200 μmより厚くなると、WOM 8000時間後
の引張り伸び保持率が20%以下と著しく低下した。比較
例9に示すように、着色層の厚みが10μm より薄いと、
WOM 8000時間後の引張り伸び保持率の低下はみられない
が、着色層の厚みが薄いため、カーボンブラックを含有
する防食層の黒色が透けて外観が黒ずんだ。また、比較
例10に示すように、防食層のカーボンブラック添加量が
0.5 重量%より少ないと、防食層に劣化が進行する結
果、WOM 8000時間後の伸び保持率がやはり著しく低下し
た。
On the other hand, as can be seen from Comparative Examples 1 to 8, when the thickness of the colored layer was greater than 200 μm, the tensile elongation retention after 8000 hours of WOM was remarkably reduced to 20% or less. As shown in Comparative Example 9, when the thickness of the colored layer is less than 10 μm,
No decrease in the tensile elongation retention after 8000 hours of WOM was observed, but since the colored layer was thin, the anticorrosive layer containing carbon black was transparent and the appearance was darkened. Further, as shown in Comparative Example 10, the amount of carbon black added in the anticorrosion layer was
If the amount is less than 0.5% by weight, deterioration of the anticorrosion layer progresses, and as a result, the elongation retention after 8000 hours of WOM is also significantly reduced.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の着色ポリ
エチレン被覆鋼材は、ポリエチレン中にカーボンブラッ
クを0.5 重量%以上含有する厚膜の防食層とポリエチレ
ン中に着色顔料を含有した膜厚100 〜200 μmの着色層
とを積層することにより、必ずしも劣化防止剤を添加せ
ずに約40年という従来にない非常に長期の耐候性を示
す。また、製品に直接着色できるので、樹脂交換などの
時間を大きく削減することが可能である。これにより、
使用環境に合わせて自由な色に着色したポリエチレン被
覆鋼材を40年以上の長期にわたって屋外で使用すること
が可能となり、鋼矢板などの鋼材を始めとする各種材料
に利用範囲が拡張され、かつ耐用期間が延長される。従
って、本発明の経済効果は著しいものがある。
As described above, the colored polyethylene-coated steel material of the present invention has a thick anticorrosion layer containing 0.5% by weight or more of carbon black in polyethylene and a film thickness of 100 to 100 % in which a colored pigment is contained in polyethylene. By laminating with a 200 μm colored layer, a very long-lasting weather resistance of about 40 years can be exhibited without adding a deterioration inhibitor. Further, since the product can be directly colored, it is possible to greatly reduce the time required for resin replacement and the like. This allows
It is possible to use polyethylene-coated steel materials colored in any color according to the usage environment outdoors for more than 40 years, extending the range of use to various materials such as steel sheet piles and other materials, and ensuring durability. The period is extended. Therefore, the economic effect of the present invention is remarkable.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B32B 15/08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B32B 15/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 接着剤層と、その上に設けたカーボンブ
ラックを0.5 重量%以上含有する防食ポリエチレン層
と、その上に設けた着色顔料を含有する膜厚100〜200
μmの着色ポリエチレン層を積層してなる樹脂層が、
前記接着剤層を介して母材の表面に被覆されていること
を特徴とする、着色ポリエチレン被覆材。
1. An adhesive layer and an anticorrosion polyethylene layer containing 0.5% by weight or more of carbon black provided thereon.
When the film thickness 100-200 which contains a coloring pigment provided on the its
resin layer formed by laminating a colored polyethylene layer of μm is,
A colored polyethylene coating material, which is coated on the surface of the base material via the adhesive layer.
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