JPH0673936B2

JPH0673936B2 - 着色トップコート被覆重防食鋼材

Info

Publication number: JPH0673936B2
Application number: JP19239090A
Authority: JP
Inventors: 正昭上原; 浩吉田; 雅己石田
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1990-07-20
Filing date: 1990-07-20
Publication date: 1994-09-21
Anticipated expiration: 2009-09-21
Also published as: JPH0478530A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、海洋、港湾、河川等で用いられる構造物、基
礎杭および土止め等に使用されるウレタンエラストマー
またはポリオレフィン樹脂被覆重防食鋼材の中で、空中
に露出されて使用され、各種の色彩に着色されて環境に
調和し、且つ耐候性に優れた着色ウレタンエラストマー
被覆重防食鋼材または着色オレフィン樹脂被覆重防食鋼
材に関するものである。

（従来の技術）第３図は、従来の着色方法であるウレタンエラストマー
被覆層10の上にアクリルウレタン層７を着色したもので
ある。

図中１は鋼材、９はプライマー層を示す。

第４図は、特開昭61-172737号公報に開示されたもので
あり、これはポリオレフィン樹脂層５の上にアクリルウ
レタン７の着色樹脂を被覆した着色重防食鋼材である。

図中の１は鋼材、２は無機系プライマー層、３は有機系
プライマー層、４は接着剤層、６はウレタンプライマー
層である。

また、第５図は特願平1-230595号に示した発明の鋼材で
あり、これはウレタンエラストマー被覆層10の上にフッ
素系樹脂８の着色樹脂を被覆した着色重防食鋼材であ
る。

図中の１は鋼材、９はプライマー層である。

また、第６図は特願平1-289142号に示した発明の鋼材で
あり、これはポリオレフィン樹脂５にフッ素系樹脂８の
着色樹脂を被覆した着色重防食鋼材である。

（発明が解決しようとする課題）しかし、これらの方法で作られた着色重防食鋼材には、
まだいくつかの欠点がある。

第３図または第４図のように作られたアクリルウレタン
の着色方法では、長期に渡って標識保全および美的感覚
を維持することが困難な点があり、経時と共に退色劣化
が早い。

また、第５図または第６図のように作られたフッ素樹脂
の着色方法では、樹脂の価格が高い為、あまり経済的で
ない。

本発明は、前記の問題点を解決するもので、長期に渡っ
て標識保全および美的感覚を維持すると共に、樹脂の価
格を比較的安価で対応することが出来る着色重防食鋼材
である。

（課題を解決するための手段）本発明は、ウレタンエラストマー被覆層の上に着色顔料
を含有するアクリルウレタン層を設け、その上に着色顔
料を含有するフ素系樹脂を設けてなることを特徴とする
着色トップコート被覆重防食鋼材である。

又、ポリオレフィン樹脂層面を火炎処理し、その上にポ
リオレフィン樹脂と接着性のあるウレタンプライマーを
塗布した後、次に着色顔料を含有するアクリルウレタン
層を設け、その上に着色顔料を含有するフッ素系樹脂を
設けてなることを特徴とする着色トップコート被覆重防
食鋼材である。

第１図は、本発明のウレタンエラストマーを防食被覆層
とし、その上にアクリルウレタンおよびフッ素系樹脂を
被覆する着色トップコート被覆重防食鋼材の説明図であ
り、第２図は、同じく本発明のポリオレフィン樹脂を防
食被覆層とし、その上にアクリルウレタン及びフッ素系
樹脂を被覆する着色トップコート被覆重防食鋼材の説明
図である。

本発明は、第１図に示すように鋼材１の表面上にプライ
マー層９、ウレタンエラストマー被覆層10、アクリルウ
レタン層７およびフッ素系樹脂８を設けた着色トップコ
ート被覆重防食鋼材である。

このような４層タイプとした理由は、プライマー層９と
ウレタンエラストマー被覆層10で付着性、耐水性、耐衝
撃性、絶縁抵抗性を保有し、アクリルウレタン層７とフ
ッ素系樹脂層８で美観景観性、耐候性、経済性を特に重
要視し、それぞれ優れた性能を付与させたものである。

各々４層の好適な被覆厚さとしては、プライマー層９が
15〜60μ、ウレタンエラストマー被覆層10が２〜6mm、
アクリルウレタン層７が10〜100μ、フッ素系樹脂層８
が５〜20μである。

また、本発明の他の実施例は、第２図に示すように鋼材
１の表面上に無機系プライマー層２、有機系プライマー
層３、接着剤層４、ポリオレフィン樹脂層５、ウレタン
プライマー層６、アクリルウレタン層７及びフッ素系樹
脂８を設けた着色トップコート被覆重防食鋼材である。

このような７層タイプとした理由は、無機系プライマー
層２と有機系プライマー層３と接着剤層４とポリオレフ
ィン樹脂層５で付着性、耐水性、耐衝撃性、絶縁抵抗性
を保有し、ウレタンプライマー層６と、アクリルウレタ
ン層７とフッ素系樹脂層８で美観景観性、耐候性、経済
性を特に重要視し、それぞれ優れた性能を付与させたも
のである。

各々７層の好適な被覆厚さとしては、無機系プライマー
層２と有機系プライマー層３が合わせて30〜60μ、接着
剤層４が80〜200μ、ポリオレフィン樹脂層５が２〜6m
m、ウレタンプライマー層６が５〜20μ、アクリルウレ
タン層７が10〜100μ、フッ素系樹脂層８が５〜20μで
ある。

次に各層について詳細に説明する。

本発明においてライニングされる鋼材には、構造用鋼、
高張力鋼、耐候性性鋼、耐硫酸性鋼等からなる鋼管杭、
鋼管矢板、鋼矢板、Ｈ型鋼、角鋼管等をあげることが出
来る。

被覆の方法は、第１図については、まず鋼材の防食面を
グリットブラスト、サンドブラスト等のブラスト処理を
行い、清浄にした後、プライマー層９を被覆する。

プライマー層９は、鋼材表面１とウレタンエラストマー
被覆層10との間の接着剤である。被覆材料は、エポキシ
樹脂プライマーまたはウレタン樹脂プライマー等の有機
樹脂プライマーで、ウレタンエラストマー被覆層10との
密着性に優れたものが用いられる。

これらの有機樹脂プライマーを鋼材に塗布する場合は、
鋼材に有機樹脂プライマーを15〜60μ、好ましくは20〜
40μ程度にエアースプレー、エアレススプレー、刷毛塗
り等の塗布方法で均一な膜厚になるように塗布する。

塗布後の塗膜は、自然養生を行って硬化させるが、短時
間に硬化させる場合は、鋼材温度を30〜60℃の範囲に加
熱昇温し、硬化促進させる。

ウレタンエラストマー被覆層10は、長期防食層である。

ウレタンエラストマーは、イソシアネート化合物とポリ
オールから得られるウレタンであればいかなるものでも
よい。

被覆膜厚は２〜6mm、好ましくは2.5〜4mm程度にエアス
スプレー塗布方法では被覆するが、１回塗布で厚膜とす
るため、２液を混合した後は、数分で硬化させる硬化機
構とし、従って塗布機も２液を別々に供給し、吐出直前
に２液を混合して、スプレーする特殊塗装機で塗布す
る。

アクリルウレタン層７とフッ素系樹脂８は、美観景観性
を保有する塗膜である。

アクリルウレタン層７は、アクリルポリオールとイソシ
アネートの反応により硬化するタイプであり、着色顔料
を添加することによってほとんどの色調の着色が可能で
ある。

顔料成分としては、ホワイト色（チタン白）、グリーン
色（シアニングリーン）、イエロー色（ハンサエロ
ー）、ブルー色（シアニンブルー）、レッド色（モノラ
イトファストレッド）、グレー色（酸化チタンとカーボ
ンブラック）等を用いるが、塗料中の顔料成分の添加割
合は、１〜50重量％含まれているのが適当である。

また、フッ素系樹脂８は、フッ素系樹脂ワニスとイソシ
アネートの反応により硬化するタイプであり、着色顔料
を添加することによってほとんどの色調の着色が可能で
ある。

顔料成分としては、ホワイト色（チタン白）、グリーン
色（シアニングリーン）、イエロー色（チタンイエロ
ー）、ブルー色（コバルトブルー）、レッド色（黄
鉛）、グレー色（酸化チタンとカーボンブラック）等を
用いるが、塗料中の顔料成分の添加割合は、１〜50重量
％含まれているのが適当である。

着色顔料は、添加割合が少な過ぎると鮮明な着色となら
ず、また添加割合が多過ぎると被覆層の強度が低下する
ので好ましくない。

被覆膜厚は、アクリルウレタン層７は10〜100μ好まし
くは20〜50μ程度がよく、フッ素系樹脂層８は５〜20μ
好ましくは10〜15μ程度がよい。

塗布方法は、エアスプレー、エアレススプレー、刷毛塗
り等で均一な膜厚になるように塗布する。

次に、本発明の他の実施例である第２図についてである
が、まず鋼材の防食面をグリットブラスト、サンドブラ
スト等のブラスト処理を行い、清浄にした後、無機系ブ
ライマー層２、有機系プライマー層３を被覆する。

この２つのプライマーは、鋼材表面１と接着剤層４との
間の長期接着性能を維持するための接着剤である。

被覆材料としては、無機系プライマー層２はクロム酸系
化成処理剤を使用し、有機系プライマー層３はエポキシ
系プライマー塗料を使用し、耐陰極剥離性、耐温水性等
の耐水性に優れたものを用いる。膜厚は無機系プライマ
ー層２と有機系プライマー層３を合わせて30〜60μの範
囲が適当である。

接着剤層４は、有機系プライマー層３とポリオレフィン
樹脂層５との間の系接着性能を強固にするための接着剤
であり、被覆材料は無水マレイン酸変性ポリオレフィン
系接着剤を使用し、膜厚は被覆性能および経済性を考慮
すると80〜100μが適当である。ポリオレフィン樹脂層
５は、長期防食層である。被覆材料は、エタン、エチレ
ン、プロピレンなどの炭化水素を主成分とした共重合物
であり、膜厚は２〜3mmが適当である。

ウレタンプライマー層６は、ポリオレフィン樹脂層５と
アクリルウレタン層７との間の接着剤である。ウレタン
プライマー層６は、ポリオール化合物と、ポリオール化
合物の水酸基に対して過剰の当量の分子中に２個以上の
イソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物と
の反応により得られる末端イソシアネート基含有ウレタ
ンポリマーである。

被覆膜厚は５〜20μ、好ましくは５〜10μ程度にエアー
スプレー塗布方法で薄く被覆することが良く、膜厚が20
μを越えると塗膜の硬化に長時間を要し、一見硬化した
ように見えても外表面が皮ばり状に硬化し、全体はまだ
完全に硬化しないままで残り、その上に被覆したためフ
ッ素樹脂層８との接着性能が悪くなるなどの問題が発生
する。

また、ウレタンプライマー層６をポリオレフィン樹脂層
５の上に被覆する前には、ポリオレフィン樹脂層５の表
面にガスバーナーの火炎を吹きつけて、ポリオレフィン
樹脂層５の表面温度を60〜90℃、好ましくは70〜80℃に
昇温し、ポリオレフィン樹脂層５の表面を部分的に硬化
し、活性化状態をつくり上げる必要がある。コロナ放電
処理法または重クロム酸塩／硫酸混合液処理法で活性化
状態をつくってもよい。

アクリルウレタン層７は、ウレタンプライマー層６が指
触乾燥（塗膜に指先をふれて、塗料が指先に着かない程
度の乾燥状態）以上に硬化されたのち被覆する。

アクリルウレタン層７とフッ素系樹脂８は、第１図に示
す被覆材と同じものであり、被覆方法も同じである。

（実施例）本発明を実施例により、更に具体的に説明する。

第１図において、外径1016mm、肉厚9.53mm、長さ11mの
杭用鋼管の外面をグリットブラスト処理を行って清浄に
した後、プライマー（ウレタンプレポリマー50重量％、
顔料50重量％）を30μ塗布し、ウレタンエラストマー
（ポリオー73重量％、イソシアネート27重量％）を3mm
塗布し、アクリルウレタン（アクリルポリオール樹脂53
重量％、顔料26重量％、イソシアネート21重量％）を、
15μ塗布し、その上にフッ素樹脂（フッ素樹脂59重量
％、顔料27重量％、イソシアネート14重量％）を15μ塗
布した。

次に、第２図において、外径1016mm、肉厚9.53mm、長さ
11mの杭用鋼管の外面をグリットブラスト処理を行って
清浄にした後、無機系プライマー（クロム酸系）と有機
系プライマー（エポキシ系）を40μ塗布し、ポリオレフ
ィン樹脂（低密度ポリエチレン）を2.8mm被覆し、その
上をプロパンバーナーで５分間加熱して昇温し、その上
にウレタンプライマー（ウレタンポリマー50重量％、ト
ルエン50重量％）を５〜10μ塗布し、その上にアクリル
ウレタン（アクリルポリオール樹脂53重量％、顔料26重
量％、イソシアネート21重量％）を15μ塗布し、その上
にフッ素樹脂（フッ素樹脂59重量％、顔料27重量％イソ
シアネート14重量％）を15μ塗布した。

第３図、第４図、第５図、第６図においては比較例を示
す。

第３図は、本実施例と同じように、プライマー、ウレタ
ンエラストマーを被覆し、その上にアクリルウレタンを
25μ塗布した。また、第５図も本実施例と同じように、
プライマー、ウレタンエラストマーを被覆し、その上に
フッ素樹脂を25μ塗布した。

また、第４図も本実施例と同じように、無機系プライマ
ー、有機系プライマー、接着剤、ポリオレフィン樹脂、
寿表面の火炎処理、ウレタンプライマーを塗布し、その
上にアクリルウレタンを25μ塗布した。また、第６図も
本実施例と同じように、無機系プライマー、有機系プラ
イマー、接着剤、ポリオレフィン樹脂、樹脂表面の火炎
処理、ウレタンプライマーを塗布し、その上にフッ素樹
脂を25μ塗布した。

このように作成した被覆管の塗膜性能および経済効果
は、第１表および第２表に示す。

第１表は、本発明実施例と比較例の試験片を米国／アリ
ゾナでのEMMA耐水モード試験（自然光の集光照射と温水
浸漬を組合せたモードで行う促進試験で、国内自然曝露
にくらべて厳しく塗膜劣化が早い）で行った塗膜評価試
験結果と通常の塗料価格を示すが、本発明の着色トップ
コート被覆重防食鋼材は、表に示すように、色差、光沢
保持率の耐候性能に優れると共に重防食被覆性を保持
し、また経済的効果も得ることが出来るものである。

また、第２表は、トップコートの透明色（着色顔料を添
加しない塗料）での塗膜性能評価試験（ウエザオメータ
ー試験 500Hr）結果を示すが、本発明のトップコート被
覆重防食鋼材は、透明色のフッ素系樹脂に発生し易い、
トップコート塗膜を紫外線が透過し、防食層の表層チョ
ーキング（粉をふいたような劣化現象）が発生し、防食
層とトップコート間の界面剥離を起こすという問題もな
く良好な塗膜を得ることが出来る。

塗膜性能評価試験 1.試験項目 EMMA耐水モード試験（試験時間30万LYS）（Equatrial Mount with Mirrors for Acceleration:自
然光集光照射）注）３サイクル（30万LYS）で国内自然曝露の約２年相
当 LYS（Langleys）,1Cal/cm² 2.試験片作成試片；鉄板（100×300）塗装；エアースプレー（着色トップコート） 3.試験内容１）色差試験法測定;2光源分光測色計色差は、色差計を用いて塗装試験片塗膜のＬ（明度）、
a,b（色相）値を測定し、により算出した。

評価 ○ ０〜5.0 × 5.0超２）光沢保持率試験法測定：グロスメーター 60゜グロス評価 ○ 70〜100 × 70未満３）密着性試験法碁盤目テープ剥離（1mm巾）評価 ○ 98/100〜100/100 × 98/100未満塗料価格（アクリル／ホワイトを1.0とした場合との価
格比較） ○ 2.0倍以下 × 2.0倍超（発明の効果）以上、説明したように、本発明によると、従来の技術で
は長期に渡って標識保全及び美的感覚を維持することが
困難であった点、あるいは高価であまり経済的でなかっ
た点が改善され、安価で長期に渡って品質を確保出来る
ようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の着色トップコート被覆重防食
鋼材の説明図、第３図、第４図、第５図、第６図は従来
の着色のウレタンエラストマー被覆重防食鋼材または着
色ポリオレフィン樹脂被覆重防食鋼材の説明図である。１……鋼材、２……無機系プライマー層３……有機系プライマー層４……接着剤層５……ポリオレフィン樹脂層６……ウレタンプライマー層７……アクリルウレタン層８……フッ素系樹脂層、９……プライマー層 10……ウレタンエラストマー樹脂層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ウレタンエラストマーまたはポリオレフィ
ン樹脂を防食被覆層とし、該被覆層の上に着色樹脂を被
覆する着色重防食鋼材において、着色樹脂層のうち外表
面層をフッ素系樹脂とし、該外表面層以外の着色樹脂層
はアクリルウレタンとすることを特徴とする着色トップ
コート被覆重防食鋼材。
【請求項２】鋼材の表面上にプライマー及びウレタンエ
ラストマーを被覆して防食被覆層とし、その上にアクリ
ルウレタン及びフッ素系樹脂の着色樹脂を積層したこと
を特徴とする着色トップコート被覆重防食鋼材。
【請求項３】鋼材の表面上に無機系プライマー、有機系
プライマー、接着剤及びポリオレフィン樹脂を被覆して
防食被覆層とし、その上にウレタンプライマー、アクリ
ルウレタン及びフッ素系樹脂を積層したことを特徴とす
る着色トップコート被覆重防食鋼材。