JPH09314740A - 繊維強化ポリエチレン被覆鋼材 - Google Patents

繊維強化ポリエチレン被覆鋼材

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JPH09314740A
JPH09314740A JP13675396A JP13675396A JPH09314740A JP H09314740 A JPH09314740 A JP H09314740A JP 13675396 A JP13675396 A JP 13675396A JP 13675396 A JP13675396 A JP 13675396A JP H09314740 A JPH09314740 A JP H09314740A
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JP
Japan
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layer
polyethylene
ethylene copolymer
fiber
steel
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JP13675396A
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Hirotaka Sato
弘隆 佐藤
Yoshihisa Kayazono
義久 仮屋園
Shinichi Funatsu
真一 船津
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 防食性と耐疵性に優れた繊維強化ポリエチレ
ン被覆鋼材を提供する。 【解決手段】 本発明の繊維強化ポリエチレン被覆鋼材
は、下地処理を施した鋼材の表面に、エポキシプライマ
ー層を積層し、エポキシプライマー層の上に、変性ポリ
エチレン層とポリエチレン層とを順次積層し、且つポリ
エチレン層の上に、繊維クロスの表裏両面にエチレン共
重合体を予めラミネートした繊維強化エチレン共重合体
層を積層したことにより得られる。繊維強化エチレン共
重合体層は、ポリエチレン層の上に、エチレン共重合
体、繊維クロス、及びエチレン共重合体を順次積層し、
鋼材上で直接形成することもできる。繊維強化ポリエチ
レン被覆鋼材は優れた防食性と共に耐疵性を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は鋼材の表面にポリエ
チレン被覆を施した鋼材に関し、更に詳しくは耐衝撃性
と耐疵性が共に優れ、かつ防食性に優れたポリエチレン
被覆鋼材に関する。
【0002】
【従来の技術】ガス・水道等の配管や鋼矢板・鋼管杭等
の土木用建材では、長期間の防食を目的としてポリエチ
レン被覆鋼材が多用されている。ポリエチレンは化学的
に極めて安定なため、ポリエチレン被覆鋼材は優れた防
食性を有する。しかし、施工時の鋼材同士の衝突や、敷
設時の岩石等との接触、海洋における流木の衝突等によ
り被覆層が損傷を受け、防食性が損なわれることがあ
る。そのため、ポリエチレン被覆層の耐衝撃性及び耐疵
性の向上が重要な課題である。
【0003】上記の課題を改善するために、例えば鋼管
の外面被覆層は、特開昭63−27248号公報に開示
されているように、鋼管表面に変性ポリエチレン層を介
して、ポリオレフィン層と、シラン変性ポリオレフィン
にガラス繊維等を分散させた繊維強化変性ポリオレフィ
ン樹脂層とを積層した被覆鋼管が提案されている。ま
た、一般的には、反応硬化型ポリエステル樹脂を含浸さ
せたガラス繊維マットを鋼材に被覆して反応硬化型ポリ
エステル樹脂を硬化させた、FRP被覆鋼材が知られて
いる。
【0004】しかし、従来の技術では被覆層の高強度化
に手間と費用がかかるため、高強度化の図られたポリエ
チレン被覆鋼材は通常のポリエチレン被覆鋼材と比較す
ると非常に高価なものであった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、従来技術で
は、耐衝撃性と耐疵性が共に優れ、かつ簡便・廉価に製
造できるポリエチレン被覆鋼材の実現は困難であった。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述の問
題点を解決すべく、鋭意検討した。その結果、図1及び
2に示す如く、下地2処理を施した鋼材1の表面に、エ
ポキシプライマー層3を積層し、エポキシプライマー層
3の上に、変性ポリエチレン層4とポリエチレン層5と
を順次積層し、且つポリエチレン層5の上に、繊維クロ
ス8表裏両面にエチレン共重合体7を予めラミネートし
た繊維強化エチレン共重合体層6を積層したことによ
り、或いは、繊維強化エチレン共重合体層6を、ポリエ
チレン層5の上に、エチレン共重合体7、繊維クロス
8、及びエチレン共重合体7を順次積層し、鋼材1上で
直接形成することもでき、防食性に優れ、かつ耐衝撃性
及び耐疵性の優れた繊維強化ポリエチレン被覆鋼材を簡
便に製造できることを見いだし、本発明に至った。下地
2は、防食性をさらに向上させるためのクロメート被膜
であり、エポキシプライマー層3は同じく防食性をさら
に向上させるためのエポキシプライマー被膜である。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明に使用する鋼材1とは、冷
延鋼板、熱延鋼板、厚板鋼板などの鋼板、H形鋼、I形
鋼、L形鋼などの形鋼、鋼矢板、棒鋼、鋼線、鋳鉄管、
鋼管、鋼管矢板などである。さらに、本発明に使用する
鋼材は、これらの鋼材の表面に、ステンレス鋼やチタ
ン、アルミニウム、ニッケル、銅などの金属あるいはそ
れらの合金鋼を積層したクラッド鋼材なども使用でき
る。また、鋼材の表面にめっき処理を施しためっき鋼材
なども使用できる。
【0008】鋼材1は、ブラスト処理や脱脂・酸洗処理
などの除錆処理を施しておくことが望ましい。また、鋼
材1の表面に、クロメート処理剤をロールや刷毛などで
塗布し加熱・焼き付けしてクロメート被膜2を形成させ
ると防食性をさらに向上させることができるため好まし
い。クロメート処理剤は、例えば無水クロム酸の水溶液
に有機質の還元剤などを添加して加熱し、水溶液中の6
価クロムの一部を3価クロムに部分還元した還元水溶液
に、シリカの微粒子を添加・分散した混合物などを用い
る。
【0009】クロメート被膜2は加熱・焼き付け後の全
クロム付着量換算で20mg〜1000mg/m2 の厚みで
あると良好な結果が得られる。20mg/m2 未満では防
食性が不十分であり、1000mg/m2 を超えると、鋼
材とエポキシプライマーとの密着力が低下する。エポキ
シプライマー層3は、鋼材1の表面のクロメート被膜2
の上にエポキシ、硬化剤及び顔料の混合物からなるエポ
キシプライマーをスプレー塗装やしごき塗布などの方法
で塗布し、加熱硬化して形成する。エポキシとしてはビ
スフェノールAまたはビスフェノールFのジグリシジル
エーテルの単独、または混合物が好ましい。硬化剤とし
ては、脂環式アミン、脂肪族アミン、ジシアンジアミド
及び変性イミダゾールなどを用いる。顔料としては、シ
リカやアルミナなどの無機顔料を用いる。エポキシプラ
イマー層3は0.01mm〜0.2mmの厚みであると良好
な結果が得られる。0.01mm未満では防食性が不十分
であり、0.2mmを超えると耐衝撃性が低下する。
【0010】変性ポリエチレン層4には、鋼材との接着
性および防食用ポリエチレン層5との融着性が優れるも
のであれば何でもよいが、エチレン単独重合体、または
エチレンと1−ブテン、プロピレン、1−ヘキセンまた
は1−オクテンなどのα−オレフィンを共重合したエチ
レン−α−オレフィン共重合体の単独、またはこれらの
混合物に無水マレイン酸をグラフト重合した無水マレイ
ン酸変性ポリエチレンを用いると鋼材1との接着性が優
れ好適である。変性ポリエチレン層4は溶融押出、静電
粉体塗装などの手段により、エポキシプライマー層3上
に形成する。変性ポリエチレン層4は0.02〜1.0
mmの厚みであると良好な結果が得られる。0.02mm以
下では鋼材(1)との接着強度が不十分である。また、
1.0mmを越えると経済性の観点から好ましくない。
【0011】本発明に用いる防食用ポリエチレン層5
は、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度
ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン等のポリエチ
レンの1種または2種以上からなる組成物である。防食
用ポリエチレン層5は溶融押出などの手段により、変性
ポリエチレン層4上に形成する。防食用ポリエチレン層
5は0.5mm以上の厚みであると十分な防食性が得ら
れ、好ましい。
【0012】本発明に用いる繊維強化エチレン共重合体
層6は、図2に示すように繊維クロス8の両面にエチレ
ン共重合体7をラミネートした積層体である。繊維強化
エチレン共重合体層6は、繊維強化ポリエチレン被覆鋼
材製造時に、エチレン共重合体7、繊維クロス8及びエ
チレン共重合体を順次積層し、鋼材上で繊維強化エチレ
ン共重合体層を直接形成することができる。または、繊
維強化エチレン共重合体層6は、あらかじめエチレン共
重合体7、繊維クロス8及びエチレン共重合体7との積
層体を熱プレスなどでシート状に成形しておき、ポリエ
チレン被覆鋼材製造時に加熱・再溶融して被覆するなど
の手段で防食用ポリエチレン層5上に形成することがで
きる。特に、防食用ポリエチレン層5を溶融押出で鋼材
1に被覆する場合は、防食用ポリエチレン層5を被覆し
た直後に、あらかじめ製作した繊維強化エチレン共重合
体層6を被覆すると、下層からの伝熱のみで繊維強化エ
チレン共重合体層6のエチレン共重合体が溶融し、下層
と融着するので、加熱装置などを必要とせず、簡便に繊
維強化エチレン共重合体層6を鋼材1上に設けることが
出来る。繊維強化エチレン共重合体層6で用いるエチレ
ン共重合体7は、防食用ポリエチレン層5との融着性及
び繊維クロス8との接着性が優れるものであれば何でも
よいが、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ア
クリル酸エステル−無水マレイン酸共重合体及びエチレ
ン−メタクリル酸エステル共重合体などは安価に入手で
き、多くの種類の繊維クロス8とよく接着するため良好
な結果が得られる。繊維強化エチレン共重合体層6の厚
み、及び繊維クロス8の種類は、その繊維強化ポリエチ
レン被覆鋼材9の使用環境及び経済性を考慮して決定す
ることができる。また、エチレン共重合体7は、用途に
応じて着色顔料、酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃材、
及び帯電防止剤等を混合して用いても本発明の効果に何
ら差し支えない。繊維クロス8は、無機繊維(金属も含
む)、及び有機繊維のいずれを問わないが、ガラス繊
維、炭素繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維、ナイロン繊
維、及びアラミド繊維等の1種または2種以上からなる
繊維クロス8を用いると耐衝撃性及び耐疵性を著しく向
上させることが出来るため、好適である。なお、繊維ク
ロス8とエチレン共重合体7との接着性を高めるため
に、繊維クロス8等に従来公知の表面処理剤を塗布して
用いても差し支えない。
【0013】以下、鋼材1として鋼管を用いた場合の実
施例により、本発明を詳細に説明する。
【0014】
【実施例】鋼管(SGP200A×5500mm長さ×
5.8mm厚み)の外面をブラスト処理により除錆し、ク
ロメート処理剤(水溶液中の全クロムに対する3価クロ
ムの重量比が0.4、シリカの重量比が2.0、及びリ
ン酸の重量比が1.0)を刷毛で塗布し乾燥した。クロ
メート被膜の全クロム付着量は550mg/m2 であっ
た。クロメート処理した鋼管の外面に、エポキシプライ
マー(油化シェルエポキシ社製エピコート828:10
0重量部、油化シェルエポキシ社製エポメートB−00
2:50重量部及び微粒子シリカ:3重量部の混合物)
をスプレー塗装し、鋼管を高周波誘導加熱で表面温度が
200℃になるように加熱し硬化させた。エポキシプラ
イマー被膜の厚みは50μmであった。その表面に変性
ポリエチレン(エチレンの単独重合体を無水マレイン酸
で変性した変性ポリエチレンで、変性ポリエチレン1g
に対する無水マレイン酸の付加量が1×10-5モル)と
防食用ポリエチレンを二層一体でTダイから押出被覆し
た。変性ポリエチレンの厚みは250μmで、防食用ポ
リエチレンの厚みは2.0mmであった。次いで、あらか
じめ作製しておいた繊維強化エチレン共重合体シート
(厚み1mm、幅15cm)をポリエチレンの上に被覆し
た。ゴムロールによりポリエチレンと繊維強化エチレン
共重合体シートを圧着し、強固に融着させた後、冷却し
て本発明による繊維強化ポリエチレン被覆鋼管を製造し
た。
【0015】該ポリエチレン及び繊維強化エチレン共重
合体シートは表1A〜Eに示すポリエチレン及びエチレ
ン共重合体を用いた。また、該繊維強化エチレン共重合
体シートは表2a〜cに示す繊維クロスを用いた。これ
らの被覆鋼管の耐衝撃性を評価するために、ASTM
G 14の規定に従って衝撃試験を行い、被覆の貫通に
要する衝撃エネルギーを測定した。衝撃試験は25℃で
行った。さらに、耐疵性を評価するために、衝撃試験と
同一の試験装置を用いて、20Jの衝撃を被覆の一点に
連続して与え、被覆を貫通するまでに与えた衝撃回数を
測定する連続衝撃試験を行った。比較として、繊維強化
エチレン共重合体の代わりに、ポリエチレン、エチレン
共重合体を用いた被覆鋼管を作製し、同じ衝撃試験と連
続衝撃試験を行った。
【0016】結果を一括して表3に示した。表3から、
下地処理を施した鋼管の表面に、変性ポリエチレン層を
介して、防食用ポリエチレン、繊維クロスの表裏両面か
ら繊維クロスと接着性を持つエチレン共重合体をラミネ
ートさせた繊維強化エチレン共重合体を積層被覆するこ
とにより、耐衝撃性及び耐疵性の優れたポリエチレン被
覆が得られる。
【0017】
【表1】
【0018】
【表2】
【0019】
【表3】
【0020】
【発明の効果】実施例からも明らかなように、本発明の
繊維強化樹脂被覆鋼材は、配管や鋼矢板・鋼管杭等に用
いると、施工時においても貫通疵が付きにくく、かつ施
工後も埋設による貫通疵や流木の衝突による貫通疵を防
ぐことが出来るため、従来にない優れた防食性を発現す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のポリエチレン被覆鋼材の一部断面図で
ある。
【図2】本発明のポリエチレン被覆鋼材で用いた繊維強
化エチレン共重合体層の断面図である。
【符号の説明】
1…鋼材 2…クロメート被膜 3…エポキシプライマー被膜 4…変性ポリエチレン層 5…防食用ポリエチレン層 6…繊維強化エチレン共重合体層 7…エチレン共重合体 8…繊維クロス 9…繊維強化ポリエチレン被覆鋼管

Claims (2)

    【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、エポキ
    シプライマー層を積層し、 該エポキシプライマー層の上に、変性ポリエチレン層と
    ポリエチレン層とを順次積層し、且つ該ポリエチレン層
    の上に、繊維クロスの表裏両面にエチレン共重合体を予
    めラミネートした繊維強化エチレン共重合体層を積層し
    たことを特徴とする繊維強化ポリエチレン被覆鋼材。
  2. 【請求項2】 前記繊維強化エチレン共重合体層は、前
    記ポリエチレン層の上に、エチレン共重合体、繊維クロ
    ス、及びエチレン共重合体を順次積層し、前記鋼材上で
    直接形成したことを特徴とする請求項1記載の繊維強化
    ポリエチレン被覆鋼材。
JP13675396A 1996-05-30 1996-05-30 繊維強化ポリエチレン被覆鋼材 Pending JPH09314740A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001009404A3 (en) * 1999-07-30 2001-12-20 Hankuk Fiber Glass Co Ltd Surface sheet, sandwich structure and articles using them
CN107559540A (zh) * 2017-09-29 2018-01-09 江苏天时新材料科技有限公司 一种埋地钢制防腐层

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040817