JPH0811258A

JPH0811258A - 二次密着性に優れた被覆鋼材

Info

Publication number: JPH0811258A
Application number: JP15005794A
Authority: JP
Inventors: Shirou Tsuri; 之郎釣; Tomio Wakamatsu; 松富夫若; Yoshihiro Naruse; 瀬義弘成
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1994-06-30
Filing date: 1994-06-30
Publication date: 1996-01-16

Abstract

(57)【要約】【目的】高温環境下においても二次密着性の優れた被覆
鋼材を提供する。【構成】鋼材の上にプライマー層、変性ポリオレフィン
層およびポリオレフィン層を積層したポリオレフィン被
覆鋼材であって、前記プライマー層は、主剤樹脂として
エポキシ樹脂、硬化剤としてジシアンジアミド、触媒と
してイミダゾール系化合物および防錆顔料として五酸化
バナジウムを含有する一液型エポキシ樹脂で構成され、
硬化剤であるジシアンジアミドと触媒であるイミダゾー
ル系化合物の配合量比の組み合わせが、主剤樹脂１ｍｏ
ｌに対して硬化剤５〜６８ｍｏｌ％かつ触媒２．４〜
４．８ｍｏｌ％であり、さらに主剤樹脂１ｍｏｌに対し
て防錆顔料である五酸化バナジウムが２０〜９０ｍｏｌ
％配合されている二次密着性に優れた被覆鋼材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パイプライン、配管用
鋼管、鋼矢板及び鋼管杭等に利用される、二次密着性に
優れた被覆鋼材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に被覆鋼材は、湿潤環境において電
気防食を施された状態で使用される。このような環境で
は、被覆層を透過した水によって接着強度が低下し、さ
らに被覆層に鋼面に達する欠陥が存在する場合、その周
囲の鋼面の表層において水酸化物イオンが発生するカソ
ード反応がおこり、プライマー層と鋼面で剥離が生じ
る。また、特に近年においては、加温することにより液
体の粘度を低下させ、輸送効率を上げる技術が用いられ
つつあり、それに伴い高温環境においても接着強度の低
下や被覆層の剥離が長期にわたって発生しないことが重
要となってきた。

【０００３】従来より、被覆鋼材の二次密着性を向上さ
せるため、鋼材の表面に化成処理を施したり、プライマ
ー中に無機顔料を混合する方法がとられている。代表的
な化成処理としては、クロメート処理（特開平３−２３
４５７号）、シランカップリング剤及びキレート剤によ
る処理（特開昭６２−２５５１３８号）等が挙げられ
る。しかしながら、いずれの場合も化成処理を施した後
２００℃以上で焼き付けなければならないため、プライ
マーの塗工方法が限定され、なおかつプライマーを循環
して使用できないので、実際の製造ライン設備に適用す
る際、コストがかさむという問題がある。

【０００４】後者のプライマーに無機顔料を配合する方
法としては、フレークガラスを添加して塗膜の透過阻止
効果を向上させる（特開昭６３−７５８４号）場合や、
水易溶性の防錆塩を添加する（特開昭６０−４０１７５
号）場合等がある。しかしながら、いずれの方法も６０
℃程度の温水に短期間浸漬した場合は効果を発揮するも
のの、陰極剥離試験における苛酷なアルカリ環境の場合
や、９５℃の沸水に浸漬した場合はあまり効果がない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、高温環境に
おいても被覆層の接着強度低下が小さく、かつ陰極剥離
距離が小さい、即ち、二次密着性の優れた被覆鋼材を提
供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記問題
点を解決するにあたって鋭意研究を重ねた結果、硬化剤
であるジシアンジアミドと触媒であるイミダゾール系化
合物の配合範囲を特定した一液型エポキシプライマーに
五酸化バナジウムを配合することにより、二次密着性に
優れた被覆鋼材を見いだし、本発明を完成するに至っ
た。

【０００７】即ち、本発明は、鋼材の上にプライマー
層、変性ポリオレフィン層およびポリオレフィン層を積
層したポリオレフィン被覆鋼材であって、前記プライマ
ー層は、主剤樹脂としてエポキシ樹脂、硬化剤としてジ
シアンジアミド、触媒としてイミダゾール系化合物およ
び防錆顔料として五酸化バナジウムを含有する一液型エ
ポキシ樹脂で構成され、硬化剤であるジシアンジアミド
と触媒であるイミダゾール系化合物の配合量比の組み合
わせが、主剤樹脂１ｍｏｌに対して硬化剤５〜６８ｍｏ
ｌ％かつ触媒２．４〜４．８ｍｏｌ％であり、さらに主
剤樹脂１ｍｏｌに対して防錆顔料である五酸化バナジウ
ムが２０〜９０ｍｏｌ％配合されていることを特徴とす
る、二次密着性に優れた被覆鋼材を提供するものであ
る。ここで、鋼材としては化成処理された鋼材を用いる
のがよい。

【０００８】

【作用】以下に本発明をさらに詳細に説明する。本発明
の対象となる鋼材は、主に鋼管、鋼矢板及び鋼管杭等で
ある。一般に、鋼面とプライマーの接着強度を向上させ
るためには、鋼面を清浄に保つことが重要である。本発
明では、鋼面の酸化層を除去できればブラスト加工や酸
洗処理等その手段を限定しないが、Ｒｚ＝４０〜８０μ
ｍのスチールグリッド処理が鋼面清浄化には最も好適で
ある。

【０００９】本発明では、化成処理を施さなくても十分
良好な二次密着性が得られるが、特に厳しい腐食環境に
おいて用いる場合は、クロメート処理やシランカップリ
ング剤を鋼面に塗布することにより、さらに優れた二次
密着性が発揮できる。その処理量は５０ｍｇ／ｍ²以上
で効果がでるが、厚すぎると剥離するので好ましくな
く、１０００ｍｇ／ｍ²以下がよい。

【００１０】本発明で用いるプライマーとは、防錆性に
優れ、製造時の配合ミスが無く、製造ラインにおいて循
環での使用が可能な、無溶剤の一液型エポキシプライマ
ーである。主剤であるエポキシ樹脂としては、ビスフェ
ノール型、ノボラック型など任意のものを用いてよい。

【００１１】プライマーに使用する硬化剤及び触媒は、
室温での保存安定性に優れ、１６０℃前後での硬化速度
の速い、ジシアンジアミドとイミダゾール系化合物であ
る。ジシアンジアミドの粒径は特に規定しないが、プラ
イマーの膜厚を考慮すると平均粒径１０μｍ以下が好ま
しい。触媒であるイミダゾール化合物もその構造をとく
に規定しないが、室温での保存安定性を向上させるため
に、例えば、２級アミンをあらかじめエポキシ樹脂と反
応させ、３級アミンをフェノール系、アルコール系、カ
ルボン酸系またはアルデヒド系の化合物でブロッキング
したものが好ましい。

【００１２】プライマーの膜厚は、１０〜１００μｍが
好適である。１０μｍより薄い場合、連続した膜が生成
せず二次密着性が劣る。１００μｍより厚い場合は、プ
ライマー硬化時の収縮応力によって接着強度が低下し、
二次密着性も低下する。

【００１３】硬化剤配合量が主剤樹脂１ｍｏｌに対して
５ｍｏｌ％未満あるいは触媒配合量が２．４ｍｏｌ％未
満の領域では、プライマーのゲル化時間が著しく遅く、
製造ラインへの適用が困難である。硬化剤配合量が主剤
樹脂１ｍｏｌに対して６８ｍｏｌ％より多い領域、ある
いは、触媒配合量が４．８ｍｏｌ％より多い領域では、
架橋密度低下によってガラス転移点が低下し、さらに、
硬化反応時に発泡するので実用に適さない。さらに、硬
化剤配合量が触媒配合量の２０倍ｍｏｌ以上の領域で
は、五酸化バナジウムを添加することにより樹脂のゲル
タイムが著しく遅くなるため、製造ラインへの適用が困
難である。

【００１４】したがって、硬化剤及び触媒の最適配合量
は、主剤樹脂１ｍｏｌに対して硬化剤５〜６８ｍｏｌ％
かつ触媒２．４〜４．８ｍｏｌ％を満足する領域であ
る。さらには硬化剤配合量（ｍｏｌ）が触媒配合量の２
０倍ｍｏｌ未満を満足する領域が好ましい。

【００１５】プライマーに添加する防錆顔料としては、
五酸化バナジウムを用いる。その平均粒径は特に規定し
ないが、プライマー膜厚を考慮すると１５μｍ以下が好
ましい。五酸化バナジウムの配合量は、主剤樹脂１ｍｏ
ｌに対して２０〜９０ｍｏｌ％の範囲である。２０ｍｏ
ｌ％未満では、防錆顔料としての効果が小さく、９０ｍ
ｏｌ％より多く配合すると均一なプライマーの膜が得ら
れず二次密着性が低下する。

【００１６】このプライマー層上には変性ポリオレフィ
ン層およびポリオレフィン層を積層する。変性ポリオレ
フィンとしては、無水マレイン酸変性、カルボン酸変性
等が好ましく、変性率は０．０１％以上１％以下が好ま
しい。また、ポリオレフィンとしては、ポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリブテン等が好ましく用いられる
が、これらに限定されない。

【００１７】

【実施例】以下に本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。（実施例）Ｒｚ＝７５μｍのスチールブラスト加工を行
なった６．０ｍｍ厚の鋼板を用いた。一液型エポキシプ
ライマーとしては、ビスフェノールＡ型のエポキシ樹脂
であるエピコート８２８（油化シェル製）に、硬化剤で
あるジシアンジアミドと触媒であるイミダゾール化合物
を所定量配合し、さらに五酸化バナジウムを添加したも
のを用い、３０μｍの厚さで塗工した。イミダゾール化
合物は、２級のアミンをビスフェノールＡ型のエポキシ
樹脂と反応させ、３級アミンをノボラック型の多価フェ
ノールでブロッキングさせた化合物（グレースジャパン
社製）を用いた。また、プライマーの粘度を低下させる
ため、２官能の反応性希釈剤を主剤樹脂に対して３０ｍ
ｏｌ％配合した。塗工したプライマーを１６０℃でゲル
化させた後、加圧力１ｋｇ／ｃｍ²、加熱温度１８０
℃、圧着時間１０分間の条件のもとで４００μｍ厚の無
水マレイン酸変性ポリエチレンフィルム（三菱化成工業
（株）社製）と２．０ｍｍ厚のポリエチレンフィルム
（三菱化成工業（株）社製）を圧着した。なお、クロメ
ート液はコスマー１００（関西ペイント社製）を用い、
その付着量は、乾燥量で金属Ｃｒ換算で３００ｍｇ／ｍ
²であった。

【００１８】浸漬試験方法としては、試験片の端面をシ
ーリング剤で覆い、６５℃と９５℃の温水に３０日間浸
漬した後、被覆層の密着強度を測定し、初期密着強度と
比較した。

【００１９】陰極剥離試験方法としては、試験片の中央
に直径６ｍｍの鋼面に至る人工欠陥をつくり、室温およ
び６５℃の３％ＮａＣｌ水溶液中で、標準電極に対して
−１．５Ｖの電圧を６０日間印加した後、被覆層の剥離
距離を測定した。

【００２０】プライマー組成（硬化剤、触媒および五酸
化バナジウムの配合量）が異なる場合の二次密着性を表
１に示す。硬化剤と触媒の配合量が、主剤樹脂に対して
硬化剤５〜６８ｍｏｌ％あるいは触媒２．４〜４．８ｍ
ｏｌ％を満足しない場合（比較冷１、２、３）は、二次
密着性が劣った。また、硬化剤と触媒の配合量が前述の
範囲を満たしていても、五酸化バナジウムの配合量が２
０ｍｏｌ％未満（比較例４）あるいは９０ｍｏｌ％より
多い（比較例５）場合は、二次密着性が劣った。クロメ
ート処理を鋼板に施すとさらに二次密着性が向上するが
（発明例６）、硬化剤および触媒の配合量が適切でない
場合、クロメート処理を施しても二次密着性の向上は見
られなかった（比較例６）。即ち、硬化剤５〜６８ｍｏ
ｌ％かつ触媒２．４〜４．８ｍｏｌ％かつ硬化剤配合量
が触媒配合量の２０倍ｍｏｌ未満を満足し、五酸化バナ
ジウムの配合量が２０〜９０ｍｏｌ％を満足する場合、
良好な二次密着性が得られた（発明例１〜６）。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【発明の効果】上述の結果から明らかなように、鋼材の
上にプライマー層、変性ポリオレフィン層及びポリオレ
フィン層を積層したポリオレフィン被覆鋼材において、
硬化剤であるジシアンジアミドと触媒であるイミダゾー
ル系化合物の主剤樹脂に対する配合量比の組み合わせ
が、硬化剤５〜６８ｍｏｌ％かつ触媒２．４〜４．８ｍ
ｏｌ％であり、さらに防錆顔料として五酸化バナジウム
が２０〜９０ｍｏｌ％配合された一液型エポキシ樹脂を
プライマーとして使用することにより、高温環境下にお
いても二次密着性に優れた被覆鋼材が得られ、パイプラ
イン、配管用鋼管、鋼矢板、鋼管杭などに広く利用でき
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ３２Ｂ 27/32 １０１ 8413−4Ｆ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼材の上にプライマー層、変性ポリオレフ
ィン層およびポリオレフィン層を積層したポリオレフィ
ン被覆鋼材であって、前記プライマー層は、主剤樹脂と
してエポキシ樹脂、硬化剤としてジシアンジアミド、触
媒としてイミダゾール系化合物および防錆顔料として五
酸化バナジウムを含有する一液型エポキシ樹脂で構成さ
れ、硬化剤であるジシアンジアミドと触媒であるイミダ
ゾール系化合物の配合量比の組み合わせが、主剤樹脂１
ｍｏｌに対して硬化剤５〜６８ｍｏｌ％かつ触媒２．４
〜４．８ｍｏｌ％であり、さらに主剤樹脂１ｍｏｌに対
して防錆顔料である五酸化バナジウムが２０〜９０ｍｏ
ｌ％配合されていることを特徴とする、二次密着性に優
れた被覆鋼材。
【請求項２】前記鋼材は化成処理が施された鋼材である
請求項１に記載の二次密着性に優れた被覆鋼材。