JPH0342078A - 鋼材の重防食被覆方法及び製品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はポリオレフィン系樹脂の溶射による鋼材の重防
食被覆方法および鋼材の重防食被覆製品に関するもので
ある。

（従来の技術） 鋼材への重防食被覆材料の１つにポリオレフィン系樹脂
がある。ポリオレフィン樹脂は他の塗料系に比べ、塗膜
性能、絶縁抵抗を始めとする防食性が遥かに優れている
。そのポリオレフィン系樹脂の鋼材への被覆方法として
押出被覆、シート貼り付け、流動浸漬、静電粉体塗装等
があるが、それぞれに次のような制約がある。押出被覆
およびシート貼り付けは複雑形状物への被覆が不可能、
流動浸漬は予熱に高温を要しかつ加熱炉の大きさ、コス
ト等より被覆鋼材の寸法が制約される。静電粉体塗装は
薄膜で厚膜には適さない、そのため複雑形状物への重防
食被覆はウレタン塗料等の塗装で対応している。これら
を解決するため最近プラスティック溶射装置が開発され
、例えば特開昭６０−１５３９６８号公報のようにポリ
エチレン等のプラスティックを溶射する方法が行われる
ようになった。しかし、ポリオレフィン樹脂は溶射時に
火炎等に熱せられ、分子最低下等の影響を受けやすく、
この方法においても溶射皮膜は伸びが低下し折れ易いと
いう欠点があった。

（発明が解決しようとする課題） このようにポリオ・レフイン系樹脂を溶射して得られる
皮膜は、伸びが低下し折れ易く脆くなるという欠点があ
った。過酷な条件下で耐久性を求められる重防食被覆鋼
材にとって伸びが低下し折れ易く脆いということは、亀
裂が生じやすく耐ストレスクラッキング（以下ＥＳＣと
いう。）性が劣り、また長期耐久性に最も影響する酸化
防止剤の流出をも多く、その指数として活用している酸
化誘導期が大幅に低下し防食性は十分とは言えない。

また、重防食被覆鋼材として強固な接着力を得る上で、
押出被覆、流動浸漬法、静電粉体塗装法等一般的に予熱
をすることが重要であるように、溶射においても予熱に
より重防食液ｉ鋼材としてより強い接着を得ることがで
きると考えられた。しかし近年の無予熱溶射法でさえプ
ライマーは直火にさらされたり、重防食被覆として必要
な膜厚まで溶射被覆するとかなりの熱を受けることにな
る。それに予熱をするということはさらに熱が加わるこ
ととなりプライマーが劣化するという問題があっ゛た。

本発明は従来のポリオレフィン系樹脂の溶射皮膜の伸び
の低下、折れ易さ等の欠点をなくし、ＥＳＣ性、吸水率
等に優れた溶射による重防食被覆方法ならびに重防食被
覆鋼材を提供することを目的としたものである。

（課題を解決するための手段） すなわち本発明は、上述の課題を有利に解決したもので
あり、その要旨は以下の通りである。

（１）　ｍ材の表面に対して前処理を施し、ついで耐熱
性プライマーを塗布してから鋼材を予熱するか予熱して
から耐熱性プライマーを塗布した後ポリオレフィン系樹
脂を溶射することを特徴とする鋼材の重防食被覆方法。

（２）前処理として被覆を施すべき鋼材表面をプラスト
処理などで清浄にすることを特徴とする前記（１）項記
載の鋼材の重防食被覆方法。

（３）前処理として被覆を施すべき鋼材表面をプラスト
処理などで清浄した後、クロム酸系の化成処理を施した
ことを特徴とする前記（１１項記載の鋼材の重防食被覆
方法。

（４）　ｍｌ材表面に耐熱性プライマー層、エチレン−
αオレフィン共重合体を含有するポリオレフィン系樹脂
の溶射被覆層を有することを特徴とする鋼材の重防食被
覆製品。

（５）耐熱性プライマー層としてガラス転移点Ｔｇ≧６
０℃のエポキシ系樹脂をベースとするプライマー層を有
することを特徴とする前記（４）項記載の鋼材の重防食
被覆製品。

（６）　ｍｌ材表面にクロム酸系の化成処理層、耐熱性
プライマー層、エチレン−αオレフィン共重合体を含有
するポリオレフィン系樹脂の溶射被覆層を有することを
特徴とする鋼材の重防食被覆製品。

以下に本発明における重防食被覆方法および重防食被覆
鋼材について具体的に説明する。

第１図は本発明による重防食被覆管矢板の斜視図、第２
図は本発明による重防食被覆矢板の斜視図である。

図中１は鋼管矢板、２は鋼矢板、３は耐熱性プライマー
　４はポリオレフィン系樹脂の溶射被覆層、５はクロム
酸化合物からなる皮膜である。

本発明におけるポリオレフィン系樹脂の溶射被覆層４に
用いられるポリオレフィン系樹脂は、 （ａ）重防食被覆としてポリオレフィン系樹脂の溶射皮
膜を適用するうえで、溶射皮膜の伸びが低下し折れ易く
なるのは、押出機による被覆と比べ、粉体同志が圧着さ
れることのない溶射では粉体同志の溶融が不充分である
ために起こると考えると、溶射により粉体同志を接着さ
せることのできる物質を含有するべきである。

この目的に合致した物質に求められる性質は ■ ■ ■ ポリオレフィン樹脂との濡れが良く、接着力が高いこと
。

溶射による熱や化学反応により接着性を発揮すること。

溶射後も充分な機械強度を有すること。

■　ポリオレフィン系樹脂の凝集力とのバランスがとれ
ていること。

■　耐候性、耐熱性などの性能が優れていること。

であり、このような考察に基づき、添加物質の検討を行
ってきた結果、エチレン−αオレフィン共重合体を２５
重量％以上含有すべきである。このエチレン−αオレフ
ィン共重合体はエラストマー性を有するもので特にエチ
レン−ブテン−１共重合体が好ましい、２５重量％以下
でも伸びは向上するがＥＳＣ性が十分とはいえない。

上記エチレン−αオレフィン共重合体の外に、ポリオレ
フィンとエチレン−αオレフィン共重合体との相溶性を
高めると共に、熱脆化を防止する等の目的で線状低密度
ポリエチレン等を含有してもよい。

（ｂ）プライマーとの接着を考え、接着性ポリオレフィ
ンを含有すべきである。本発明におけるｔｉｓ性ポリオ
レフィンとは、ポリオレフィン主鎖の一部をマレイン酸
、フマル酸、イタコン酸等の不飽和カルボン酸およびそ
の無水物や誘導体で置換したもので、誘導体にはカルボ
キシル基の金属塩も含まれるものである。また、ビニル
トリエトキシラン、メタアクリロイルオキシトリメトキ
シラン等のビニルシラン化合物で置換したものである。

これら接着性ポリオレフィンのうち、マレイン酸、無水
マレイン酸、グリシジルメタクリレート、ヒドロキシエ
チルメタクリレート等の変性剤で置換して得られるもの
が好ましい、変性率は、変性剤の種類および目的とする
粉体の他の組成物との比率等により選択するが、通常は
０．１〜５重量％である。

（Ｃ）溶射時の粉体の熱劣化を防止し、溶射皮膜に残存
し悪影響を及ぼさない添加物として、低融点で溶０１時
に消費される酸化防止剤を含有すべきである。好ましく
は酸化防止剤の融点は　１００℃以下のものが良く２．
６−ジ−ターシャリブチル−４−メチルフェノール、２
−ターシャリブチル−４−メトキシフェノール、２．８
−ジ−ターシャリブチル−４−エチルフェノール、２．
６−ジ−ターシャリブチルフェノール等が良好である。

添加量は酸化防止剤の種類によって多少異なるが通常５
００〜５０００ｐｐｍの範囲内であればよい。

（ｄ）上記の他に、溶射皮膜が含有すべき酸化防止剤、
カーボンブラック等の着色剤、タルク、雲母等の充填剤
、紫外線吸収剤、滑剤等のプラスティックス各種添加剤
を、本発明の溶射被覆における目的を損なわない範囲で
添加してもよい。

本発明における耐熱性プライマーは、エポキシ樹脂とし
てビスフェノールＡ型、ビスフェノールＡＤ型又はその
変性物を用いることができ、耐熱性の面からエポキシ当
量は１７０〜２１５０の範囲のものが好ましい、一方、
硬化剤としては上記エポキシ樹脂と反応して硬化せしめ
ることができ、硬化物のガラス転移温度が６０℃以上の
ものをえることのできる任意の硬化剤を使用することが
できる。ガラス転移温度が６０℃未満では予熱および溶
射時の熱や炎によりプライマーが劣化し、ポリオレフィ
ン樹脂との接着力が低下する。前記硬化物特性を満足す
る硬化剤としては例えば芳香族ポリアミン硬化剤、脂環
族ポリアミン硬化剤、ジシアンジアミド硬化剤などが挙
げられる。エポキシ樹脂と硬化剤の使用量比には特に限
定はなく、前記硬化物特性を満足する限り従来の一般的
な値と何等変わることはない。

本発明において、鋼材への被覆方法を説明する。まず鋼
材の表面に対してショツトプラスト、サンドプラストな
どによる粗面化処理あるいは酸洗処理、脱脂処理などで
洗浄にする。この後クロム酸系の化成処理を施してもよ
い０以上のような前処理を施した後、鋼材表面を適当な
加熱手段にて予熱しプライマーを塗布する、もしくはプ
ライマーを塗布した後鋼材表面を適当な加熱手段にて予
熱し、溶射直前の鋼材表面温度が約６０〜２５０℃、好
ましくは１００〜２００℃でポリオレフィン系樹脂を溶
射する。溶射直前の鋼材表面温度が低すぎると、溶射粉
体が鋼材表面へ到達するや否や熱を鋼材に吸収され固化
が始まり、溶融が不充分となり、かつ流動が悪くなるた
めにプライマーと溶射被覆層との間に強い接着強度を持
たせることが困難となり、逆に高すぎるとプライマーが
熱劣化を生じるので好ましくない、吐出量を小さくした
り、プロパンガス圧を高くすることで鋼材へ到達した樹
脂の溶融を改善して接着力を向上させることはできるが
、適当な予熱を行った被覆に比べ接着力はかなり低く、
溶射皮膜の性能が炎を強くしたことで低下する。

プライマー層の形成はエアレススプレーローラー塗り、
刷毛塗り、しごき塗りなどの一般的方法で行う、プライ
マーとして前記エポキシ樹脂組成物を用いた場合、通常
二液硬化型として使用する。プライマーの膜厚には特に
限定はないが、通常乾燥後の膜厚で１００μｍ以下で充
分である。

ポリオレフィン系樹脂の溶射方法については特に限定は
ないが、空気とプロパンガスの混合ガスによって炎を燃
焼させ、溶射炎の中に冷却エアーゾーンを設けた粉体溶
射装置（特公昭６３−３１７１９）を用いた場合以下の
条件を満たすべきである。

（ａ）燃焼空気圧／プロパンガス圧！２．０〜５．０好
ましくは３．０〜４．０ （ｂ）冷却空気圧／プロパンガス圧−２，，０〜ＬＯ好
ましくは４．０〜５．５ （Ｃ）（燃焼空気圧＋冷却空気圧）゛／プロパンガス圧
＝５．０〜１０．０好ましくは７．０〜９．０（ｄ）ノ
ズル距離＝３００〜１０００ｍｍ好ましくは５００〜８
００１ｎｍ 燃焼空気圧、冷却空気圧、プロパンガス圧のバランスが
取れていないと安定した炎を燃焼させることができない
、またプロパンガス圧が低いと樹脂が溶融不足となり、
逆にプロパンガス圧が高いと溶射粉体の熱劣化が起こり
溶射皮膜の伸び等の性質が悪化する。ノズル距離におい
ても短いとプライマーおよび鋼材Ｃすでに溶射された粉
体が溶射炎に強烈にさらされ熱劣化を起こし、逆に還す
ざると粉体が炎を通過する時間が長くやはり熱劣化を起
こす、？１１射皮膜の厚さは特に限定はないが、通常の
重防食被覆と同様２−１１以上が好ましい。

以上のようにして本発明に従って被覆した鋼材は接着強
度、耐食性、ＥＳＣ性等に優れ、重防食被覆鋼材として
使用に耐える性能を有する。

本発明における重防食被覆鋼材製品は鋼材が鋼管、鋼管
矢板、鉄矢板、Ｈ形鋼、鋼板等で前述のように本発明に
従って被覆した製品である。

以下、本発明を実施例社従って具体的に説明するが、本
発明の範囲をこれら実施例に限定するものでないことは
いうまでもない。

（実　施　例） 実施例第１表の１〜４、第２表の■〜■、第３表の１−
■（第１表の実施例１のプライマーと第２表の実施例■
の樹脂の組合せを意味する）〜１−■、第４表のＡおよ
び比較例第１表の１〜４、第２表の■〜■、第４表のＡ
ｌＢに沿って本発明を説明する。

鋼板（寸法１００　ｘ　３００　ｘ　９　ｌＩｌｍ）の
表面をショツトプラストによりＳ　Ａ　２１／２に処理
し、第１表に示した組成のエポキシ樹脂組成物を３０〜
５０μｍ厚に塗布し、常温もしくは加熱硬化させ、鋼材
表面を１４０℃に予熱し、第２表に示した組成のポリオ
レフィン系樹脂２〜５ｍｍ厚に溶射被覆した。溶射装置
は空気とプロパンガスの混合ガスによって炎を燃焼させ
、溶射炎の中に冷却エアーゾーンを設けた粉体溶射装置
（小野田セメント■製、ＣＴ　−３００）を用い、燃焼
空気／プロパンガス圧＝３．０〜４．０冷却空気／プロ
パンガス圧＝４．０〜５．５（燃焼空気圧子冷却空気圧
）／プロパンガス圧麿７．０〜９．０ ノズル距１ｌｌ＝　５００〜８００ｍｍ吐出量２００ｇ
／分 の条件で溶射被覆した。

第１表に前記条件で溶射被覆した鋼材のエポキシ樹脂を
ベースとしたプライマーの組成およびガラス転移温度と
ポリオレフィン系樹脂の溶射皮膜との接着強度の関係を
示している。ガラス転移温度が６０℃未満では予熱およ
び溶射時の熱や炎によりプライマーが劣化し、ポリオレ
フィン樹脂との接着力が低下する。

第２表においての溶射皮膜特性は、清浄な表面の鋼材に
離型剤を塗布し１４０℃に予熱し直ちに前記条件にて溶
射し溶射皮膜シートを作製し試験した値である。エチレ
ン−αオレフィン共重合体の添加（実施例ではエラスト
マー性Ｅ−α−０）が伸び、ＥＳＣ性の改善に非常に効
果的であり、ポリイソブチレンラバーの添加効果はみら
れない、また低融点型酸化防止剤の添加が溶射後の酸化
誘導期の残存率向上に効果的である。

第１，２表でプライマーおよびポリオレフィン系樹脂の
溶射皮膜の特性を各々示した。第３表では、溶射被覆鋼
材としての特性が耐食性、接着強度、耐衝撃性に優れた
ものであることを示す。

第４表においては、予熱温度、吐出量を変えて溶射被覆
を行った例を示している。溶射直前の鋼材表面温度が低
すぎると、接着強度が低下する。これは、吐出量を小さ
くしたり、プロパンガス圧を高くすることである程度改
善することができるが、適当な予熱を行った被覆と比べ
ると接着強度はかなり低く、溶射皮膜の性能が炎を強く
したことで低下する。。

３ 表 第 表 すべて実施例１のプライマーと実施例■の粉体を使用（
発明の効果） 以上の実施例で示したように本発明による重防食被覆方
法並びに重防食被覆材料によって皮膜物性、接着性、被
覆物性に優れた被覆を溶射にて得ることができ、鋼管矢
板、鋼矢板等の押出被覆、シート貼り付は不可能な形状
の複雑な鋼材へも前記性能に優れた重防食被覆ができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例重防食被覆鋼管矢板の斜視図、
第２図は本発明の実施例重防食被覆鋼矢板の斜視図であ
る。 １・・・鋼管矢板 ２・・・鋼矢板 ３・・・耐熱性プライマー ４・・・ポリオレフィン系樹脂の溶射被覆層５・・・ク
ロム酸化合物からなる皮膜 １−　　ア

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　鋼材の表面に対して前処理を施し、ついで耐熱性プ
   ライマーを塗布してから鋼材を予熱するか予熱してから
   耐熱性プライマーを塗布した後ポリオレフィン系樹脂を
   溶射することを特徴とする鋼材の重防食被覆方法。 ２　前処理として被覆を施すべき鋼材表面をプラスト処
   理などで清浄にすることを特徴とする請求項１記載の鋼
   材の重防食被覆方法。 ３　前処理として被覆を施すべき鋼材表面をプラスト処
   理などで清浄した後、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記載の鋼材の重防食被覆方法。 ４　鋼材表面に耐熱性プライマー層、エチレン−αオレ
   フィン共重合体を含有するポリオレフィン系樹脂の溶射
   被覆層を有することを特徴とする鋼材の重防食被覆製品
   。 ５　耐熱性プライマー層としてガラス転移点Ｔｇ≧６０
   ℃のエポキシ系樹脂をベースとするプライマー層を有す
   ることを特徴とする請求項４記載の鋼材の重防食被覆製
   品。 ６　鋼材表面にクロム酸系の化成処理層、耐熱性プライ
   マー層、エチレン−αオレフィン共重合体を含有するポ
   リオレフィン系樹脂の溶射被覆層を有することを特徴と
   する鋼材の重防食被覆製品。