JPH08290522A - 変形表示塗装鋼材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、色調の異なる２層塗膜間の剥離を
用い、構造物の微少な変形の確認を、目視観察により容
易に行う変形表示塗装鋼材を提供する。 【構成】 下地処理を施した鋼材１の表面に、下塗り層
２として樹脂成分に対して２０体積％以下の無機充填顔
料および着色顔料を添加した塗料を塗装し、上塗り塗装
３として下塗り層と同じ樹脂成分に対して３０体積％以
上の無機充填顔料および下塗り層と異なる色調の着色顔
料を添加した表面保護用塗料を、上塗り層の乾燥後の膜
厚が５０μｍ以上になるよう積層した塗装鋼材である。 【効果】 鋼構造物が外力によって変形が生じた場合で
も、外部からの目視によって容易に欠陥部分の発見が可
能であり、また変形後も下塗り層により良好な防食性が
維持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、橋梁等の鋼構造物にお
いて、長期にわたり優れた防食性を付与すると共に、構
造物が変形した場合の確認を、目視観察により容易に行
うことが可能な表示機能を有する変形表示塗装鋼材に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、橋梁等の鋼構造物には、景観への
調和や鋼材の防食を行うために塗装鋼材が使用されてい
る。このような鋼構造物においても、地震，あるいは地
盤沈下等の大きな荷重が構造体に付加されると、座屈変
形や欠陥溶接部，また接合部位の破断等が発生する場合
がある。

【０００３】このような構造物の変形や破断を発見する
方法は、外観からの目視観察が最も確実で迅速な方法で
あり、構造物自体の変形や破断が大きく、容易に接近出
来る場所に構造物がある場合には発見は容易である。し
かしながら構造物に人が接近し難い場合や、溶接欠陥等
により大きな変形を伴わないで破断した場合には、その
発見が遅れがちであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】橋梁等の鋼構造物の変
形や破断の確認方法は、目視による方法しか無いことか
ら、その発見を容易にする方法が必要とされている。塗
装鋼材の変形部分は、塗膜の剥離が生じる場合が多く、
これが変形発見の目安となる。しかしながら塗膜の剥離
は、鋼材と塗膜の不安定な界面で生じる場合が多く、同
じ変形量でも下地処理や塗料の種類によって剥離の状況
が異なるという問題があった。

【０００５】また剥離が鋼材と塗膜の間で生じた場合、
塗膜の色調によっては剥離が目立たないことや、剥離が
生じた部分では鋼材の腐食が進行するという問題があ
る。従って、容易に変形の発見が可能な塗装鋼材が必要
とされる。

【０００６】本発明は上記の課題を解消し、塗装鋼材の
微少な変形を可視化する方法として、色調の異なる２層
塗膜間の剥離を用いて、鋼材変形の確認を容易とした変
形表示塗装鋼材を提案する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、下地
処理を施した鋼材の表面に、下塗り層として樹脂成分に
対して２０体積％以下の無機充填顔料および着色顔料を
添加した塗料を塗装して硬化させた後、その表面に上塗
り塗装として、下塗り層と同じ樹脂成分に対して３０体
積％以上の無機充填顔料および下塗り層と異なる色調の
着色顔料を添加した表面保護用塗料を、上塗り層の乾燥
後の膜厚が５０μｍ以上になるように積層して塗装する
ことを特徴とする変形表示塗装鋼材である。

【０００８】

【作用】以下に本発明における変形表示塗装鋼材につい
て詳細に説明する。

【０００９】図１は、本発明における変形表示機能を有
する塗料を、ボックス鋼材の外表面に塗装した変形表示
塗装鋼材の断面図の一例を示す図面である。

【００１０】図１において、１はボックス鋼材，２は樹
脂成分に対して２０体積％以下の無機充填顔料および着
色顔料を添加した下塗り塗膜層，３は５０μｍ以上の膜
厚みを持ち、下塗り層と同じ樹脂成分に対して３０体積
％以上の無機充填顔料および下塗り層と異なる色調の着
色顔料を添加した上塗り塗膜層である。

【００１１】この変形表示塗装鋼材は、例えば図１にお
いて、ボックス鋼材１が変形した場合に、下塗り塗料２
と上塗り塗料３の界面で塗料が剥離することによって、
上塗り塗料３と異なる色調の下塗り塗料２が表面に露出
され、鋼材の変形度を外部から容易に判定することが出
来る。

【００１２】図２は、本発明における変形表示機能を有
する塗料を、鋼管の外表面に塗装した変形表示塗装鋼材
の一例を示す断面図である。図２において、４は鋼管，
同様に２は樹脂成分に対して２０体積％以下の無機充填
顔料および着色顔料を添加した下塗り塗膜層，３は５０
μｍ以上の膜厚みを持ち、下塗り層と同じ樹脂成分に対
して３０体積％以上の無機充填顔料および下塗り層と異
なる色調の着色顔料を添加した上塗り塗膜層である。

【００１３】本発明における鋼材とは、一般の鋼板，鋼
管，Ｈ形鋼，鋼矢板等による構造物用の鋼材である。こ
れらの鋼材の外表面は、下塗り塗膜と鋼材の密着性を確
保するため、塗装前に酸洗処理，サンドブラスト処理等
によりスケールを除去する必要がある。更に亜鉛，その
他の合金めっきや、クロメート処理等の表面処理を施
し、耐食性を向上させた鋼材を用いても良い。

【００１４】下地処理を行った鋼材の表面に塗布する塗
料とは、一般の塗装に用いられるエポキシ樹脂，フェノ
ール樹脂，メラミン樹脂，アクリル樹脂，シリコン樹
脂，フッ素樹脂等の合成樹脂塗料を用いる。これらの中
でも、縮合重合反応により堅い硬化塗膜の得られるエポ
キシ樹脂，フェノール樹脂，メラミン樹脂等の樹脂は、
上層の無機充填顔料の添加量の調整により、上層の剥離
度を容易に調整出来るため好ましい。

【００１５】本発明の変形表示塗装鋼材には、下層と上
層用の塗料に、同種の上記塗料樹脂を使用する。同種の
樹脂を使用しない場合には、樹脂の組み合わせによって
はブリスター等が発生しやすい。また上層塗料の塗装
は、下層塗料が十分硬化した後に行う。下層塗膜が硬化
しないで上層塗料を塗布した場合には、下層と上層塗膜
の界面が不明確になるため剥離が生じ難い。

【００１６】上記塗料に変形表示機能を持たせるために
着色顔料を添加し、下層と上層を異なる色調に調整す
る。添加する着色顔料としては、例えば弁柄，黄鉛，銀
朱，群青，紺青，酸化コバルト，二酸化チタン，ストロ
ンチウムクロメート，チタニウムイエロー，チタンブラ
ック，ジンククロメート，鉄黒，モリブデン赤，モリブ
デンホワイト，エメラルドグリーン，カドミウムイエロ
ー，カドミウムレッド，コバルトブルー，カーボンブラ
ック等の無機着色顔料，フタロシアニン系のブルー及び
グリーン，キナクリドン系レッド，インダスレン系ブル
ー，アゾ系黄色及び赤，イソインドリノン系イエロー等
の有機顔料を、１種または２種以上混合して使用する。

【００１７】この場合着色顔料の添加量は、接着力に影
響を与えないように１％以下が好ましい。また無機着色
顔料でも、０．５μｍ以上の粒径のものを含む場合は、
無機充填顔料の添加量の計算に加える。

【００１８】塗料に添加する無機充填顔料とは、上記の
無機着色顔料に加えて、一般市販の雲母状酸化鉄，雲
母，鉛丹，酸化チタン，炭酸カルシウム，タルク，クレ
ー，水酸化アルミ，ほう酸亜鉛，粉砕アルミナ，粉砕シ
リカ等の無機顔料である。この無機充填顔料を、下層塗
料に２０体積％以下，上層塗料に３０体積％以上添加す
る。

【００１９】顔料の形状，粒径によってもその程度は異
なるが、０．５μｍ以上の粒径を持つ無機顔料を２０体
積％以上塗料に添加すると、顔料同士の接触が生じ、塗
膜剛性が上がるため塗膜の密着強度が低下する。このた
め、下層塗料の無機充填顔料の添加量を２０体積％以下
にすることで、鋼材との密着強度を確保することが出来
る。

【００２０】一方上層塗料には、０．５μｍ以上の粒径
を持つ無機充填顔料を３０体積％以上添加することで塗
膜の剛性が上がり、下層塗膜との樹脂による接触面積が
低下することから密着性が低下する。塗膜の厚みが薄い
と塗膜剛性が低く、顔料添加による塗膜の密着力低下効
果が小さいため、上層の塗膜は５０μｍ以上の厚みを持
つことが好ましい。

【００２１】またこの効果は、無機充填顔料の添加量に
比例することから、無機充填顔料の添加量によってその
上層と下層の剥離度が調整出来る。下層塗料への無機充
填顔料の添加量が２０体積％を越えると、鋼材変形時の
塗料の剥離面が鋼材との界面になるため、変形表示機能
が失われる。また上層塗料への無機充填顔料の添加量が
３０体積％に達しない場合には、鋼材が変形しても塗料
の剥離が生じ難い。

【００２２】

【実施例】塗装用鋼材に０．３×５０×１５０ｍｍの鋼
板を用い、下地処理として表面を脱脂処理後、酸洗し
た。この下地処理鋼板の片面に、本発明の実施例として
表１に示した塗装条件で塗装を行った。塗装はバコータ
ーを用い、下層塗布後この鋼板を１００℃オーブンで１
０分間加熱し、下層塗膜を硬化させた。引き続き表面に
上層塗料を塗布し、８０℃オーブンで５分間硬化させ、
実施例１〜１０の変形表示塗装鋼板を作製した。

【００２３】また上記実施例と同様の手法を用いて、比
較例として表３に示す塗装条件により比較例１〜１０の
塗装鋼板を作製した。これらの塗装鋼板に対して、ＪＩ
ＳＫ５４００の屈曲試験（鋼柱：１０ｍｍΦ）を行っ
て、鋼板を５゜の角度に折り曲げ、鋼材の変形表示機能
試験を行った。この折り曲げ加工を行った試験片を、塩
水噴霧試験（３５℃，３％食塩水）を１４日間実施し、
折り曲げ部の赤錆発生と非折り曲げ部のブリスター発生
を調べた。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【表２】

【００２６】

【表３】

【００２７】

【表４】

【００２８】以上の変形試験および防食性試験の結果を
それぞれ表２および表４に示す。表２の結果から、実施
例１〜１０は変形試験によって上層塗膜のみが剥離し、
下層塗膜が表面に露出することから、鋼材の変形表示機
能を有する。また防食性試験の結果から、下層塗膜と鋼
材の部分での密着性が良好なため、変形後も良好な防食
性を有することが分かる。

【００２９】一方比較例の塗装鋼材１〜１０の試験結果
を示す表４において、例えば下層に２０体積％以上の顔
料を添加した比較例１，２では、変形時の剥離が塗膜と
鋼材の間で生じるため変形が目立たず、塩水噴霧試験に
よって赤錆が発生する。また比較例３では、上層塗膜と
下層塗膜の色調が同じ場合、剥離発見が困難である。同
様に他の比較例においても、変形表示機能と良好な防食
性を示す結果は得られなかった。

【００３０】以上の結果から明らかなように、本発明に
おける変形表示塗装鋼材は、鋼材の微少な変形時に上層
の塗膜が剥離し、変形を容易に確認することが可能であ
ると同時に、変形後も良好な防食性を示すことが分か
る。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の変形表示塗
装鋼材は、表面に下塗り層として２０体積％以下の無機
充填顔料，着色顔料を添加した塗料を塗装し、上塗り層
として３０体積％以上の無機充填顔料，色調の異なる着
色顔料を添加した表面保護用塗料を塗装して乾燥後の膜
厚が５０μｍ以上になるよう積層することにより、鋼材
が変形，屈曲あるいは破断が生じた場合に、上層の塗膜
のみが剥離して鋼材変形を色変化で強調して表示するこ
とが可能であり、橋梁等の鋼構造物において、地震，地
盤沈下等の外力によって微少な変形が生じた場合でも、
外部からの目視によって容易に欠陥部分の発見が可能で
あるとともに、変形後も防食性には何ら影響を及ぼすこ
となく、下塗り層により良好な防食性が維持される。

【図面の簡単な説明】

【図１】ボックス鋼材に本発明の変形表示塗装を施工し
た例を示す断面図である。

【図２】鋼管に本発明の変形表示塗装を施工した例を示
す断面図である。

【符号の説明】

１ ボックス鋼材 ２ 着色下塗り塗膜層 ３ 着色上塗り塗膜層 ４ 鋼管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 仮屋園 義久 君津市君津１番地 新日本製鐵株式会社君 津製鐵所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下地処理を施した鋼材の表面に、下塗り
   層として樹脂成分に対して２０体積％以下の無機充填顔
   料および着色顔料を添加した塗料を塗装して硬化させた
   後、その表面に上塗り塗装として、下塗り層と同じ樹脂
   成分に対して３０体積％以上の無機充填顔料および下塗
   り層と異なる色調の着色顔料を添加した表面保護用塗料
   を、上塗り層の乾燥後の膜厚が５０μｍ以上になるよう
   に積層して塗装することを特徴とする変形表示塗装鋼
   材。