JPH10235792A

JPH10235792A - 重防食被覆鋼材

Info

Publication number: JPH10235792A
Application number: JP4582097A
Authority: JP
Inventors: Shiro Miyata; 志郎宮田; Mitsutatsu Yasuhara; 充樹安原
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1997-02-28
Filing date: 1997-02-28
Publication date: 1998-09-08

Abstract

(57)【要約】【課題】防食層の上に耐衝撃性、耐摩耗性に優れ
た保護層を非常に簡単な手段で設けることができ、しか
もこの保護層が防食層との密着性に優れている、重防食
被覆鋼材を提供する。【解決手段】上記課題は、鋼材表面にプライマー層、
変性ポリオレフィン層、ポリオレフィン防食層、変性ポ
リオレフィン層、およびラバーライニング層が順次積層
されていることを特徴とする重防食被覆鋼材によって解
決される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐衝撃性、耐摩耗
性に優れたポリオレフィン被覆重防食被覆鋼材に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】海洋、港湾、河川等の杭や構造物として
使用される鋼材は、激しい腐食環境に晒されるため、ポ
リオレフィン樹脂やウレタンエラストマー樹脂で被覆さ
れた重防食被覆鋼材が広く使用されるようになってき
た。中でもポリオレフィン被覆による方法は、シートの
張り付けや押し出し被覆等の生産性の良い方法により重
防食被覆ができるため、重防食被覆鋼材の主流の被覆方
法となっている。

【０００３】ところが、重防食被覆鋼材は、運搬や打設
時の衝撃、打設後の捨て石の施工等による衝撃、船や流
木等の接触、衝突等による衝撃等を受ける。従来のポリ
オレフィン被覆重防食鋼材では耐衝撃性等の機械的強度
が劣るため、上記の衝撃により被覆層が貫通するような
疵が発生するなどの問題が発生している。また、重防食
被覆鋼管杭を砂地沿岸地域等、漂砂が多い地域で使用す
る場合、あるいは船舶等の係留杭等、継続的な摩擦作用
を受けるような用途に使用する場合には、重防食被覆の
耐摩耗性が要求される。このように、重防食被覆の機械
的強度、特に耐衝撃性や耐摩耗性の改善が求められてい
る。

【０００４】そこで、この点を解決するために、防食被
覆層の表面に耐衝撃性、耐摩耗性に優れた保護層を形成
する方法が提案され、特開昭６３−２７２４８号公報で
は、繊維強化プラスチックを被覆した鋼材が開示されて
いる。また、特開平６−１４６２７１号公報では、ポリ
オレフィン被覆重防食鋼材の防食層表面に繊維強化プラ
スチックを被覆した鋼材が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記のよう
な防食層の上を繊維強化プラスチックで被覆する方法で
は、防食層と保護層である繊維強化プラスチック層との
間の層間密着性が劣り、繊維強化プラスチック層が防食
層から脱落しやすいという問題があり、また、防食層を
形成後、更に繊維強化プラスチック層を形成するため、
製造コストが高くなるという問題がある。

【０００６】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであって、防食層の上に耐衝撃性、耐摩耗性に
優れた保護層を非常に簡単な手段で設けることができ、
しかもこの保護層が防食層との密着性に優れている、重
防食被覆鋼材を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために、鋭意検討を行った結果、ポリオレフ
ィン防食層上に、変性ポリオレフィン層を介してラバー
ライニング層を順次積層することにより、従来のポリオ
レフィン被覆重防食被覆鋼材と比較して耐衝撃性、耐摩
耗性に格段に優れ、かつ非常に簡単な手段で、防食層と
保護層との密着性に優れた重防食被覆鋼材を得ることが
できることを見いだし、本発明に至った。

【０００８】すなわち本発明は、鋼材表面にプライマー
層、変性ポリオレフィン層、ポリオレフィン防食層、変
性ポリオレフィン層、およびラバーライニング層が順次
積層されている重防食被覆鋼材に関するものである。

【０００９】本発明はまた、上記のラバーライニング層
がラバーフィラーを含有するウレタン系樹脂を主原料と
した重防食被覆鋼材に関するものである。

【００１０】本発明はさらにまた、上記のラバーライニ
ング層と変性ポリオレフィン層の間に有機系プライマー
層が形成されている重防食被覆鋼材に関するものであ
る。

【００１１】本発明の重防食被覆鋼材においては、防食
層であるポリオレフィン層の上に、変性ポリオレフィン
層を介してラバーライニング層を形成してあるので、ポ
リオレフィンからなる通常の重防食被覆鋼材に比べて耐
衝撃性、耐摩耗性が著しく向上する。これはラバーライ
ニング層の持つ柔軟な分子構造によるものである。

【００１２】また、本発明の重防食被覆鋼材は、ラバー
ライニング層には柔軟で靱性のあるラバーフィラーを添
加してあるので、このフィラー間の絡み合いなどの相互
作用により一層の耐衝撃性、耐摩耗性改善効果がある。

【００１３】さらにまた、本発明の重防食被覆鋼材は、
ラバーライニング層を変性ポリオレフィン層、およびラ
バーライニング層用有機系プライマーを介してポリオレ
フィン防食層上に形成するため、防食層との密着性に優
れる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明につき詳細に説明す
る。本発明に用いる鋼材とは、構造用鋼、高張力鋼、耐
候性鋼等からなる、鋼板、Ｈ形鋼等の形鋼、鋼矢板、鋼
管矢板、鋼管杭、棒鋼である。これらの鋼材表面に亜
鉛、クロム、アルミニウム、ニッケル、あるいは２種以
上の金属からなるメッキを施してあっても良い。

【００１５】なお、本発明に用いる鋼材は、あらかじめ
脱脂、酸洗、ショットブラスト処理、グリットブラスト
処理、サンドブラスト処理等の下地処理を施すことによ
り、鋼材表面の油分、スケール等を除去しておくことが
好ましい。更に、公知のクロメート処理等の化成処理を
施しても良い。

【００１６】また、本発明で用いるプライマー層は、エ
ポキシ樹脂等からなる公知の有機樹脂系プライマーであ
って、下地処理を施した鋼材表面と変性ポリオレフィン
層との密着性に優れたものが用いられる。プライマー層
は、エアスプレー、エアレススプレー、刷毛塗り等の公
知の塗装方法で形成される。プライマー層の膜厚は１０
〜２００μｍが適当であり、好ましくは２０〜１００μ
ｍ程度である。１０μｍより薄いと、変性ポリオレフィ
ン層と鋼材との密着力が小さくなるため、剥離等の問題
があり、また２００μｍを越える膜厚であると、プライ
マー層自体の残留応力が大きくなり、同様に剥離等の問
題が発生する。

【００１７】また、本発明で用いる変性ポリオレフィン
層は、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−α−
オレフィン共重合体（Ｌ−ＬＤＰＥ）、エチレン−酢酸
ビニル共重合体（ＥＶＡ）等のエチレン共重合体、プロ
ピレン−α−オレフィン共重合体等のプロピレン共重合
体等のポリオレフィン樹脂を、マレイン酸、アクリル
酸、メタアクリル酸等の不飽和カルボン酸またはその無
水物をグラフト反応等で変性したもので、ポリオレフィ
ン単体に比較して、他の物質との接着性が著しく改善さ
れた樹脂のことを指す。不飽和カルボン酸およびその無
水物のなかでは無水マレイン酸が特に好ましい。変性ポ
リオレフィン層の厚さは０.１〜１.５ｍｍ程度、好まし
くは０．２〜１ｍｍ程度が適当である。

【００１８】また、本発明で用いられる防食ポリオレフ
ィン層のポリオレフィン樹脂は、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、Ｌ−ＬＤＰ
Ｅ、ポリプロピレン等の公知のポリオレフィン、および
エチレン−プロピレンランダムまたはブロック共重合体
等の公知のポリオレフィン共重合体である。

【００１９】好ましいものはポリエチレンおよびＬ−Ｌ
ＤＰＥである。

【００２０】耐候性、その他の特性を向上させるため、
カーボンブラック、酸化チタン等の各種顔料、酸化防止
剤等の各種の添加成分を添加することができる。添加量
としては顔料は０．１〜５重量％、好ましくは０．５〜
３重量％程度が適当であり、酸化防止剤は０．１〜３重
量％程度、好ましくは０．５〜２重量％程度が適当であ
る。

【００２１】防食ポリオレフィン層の厚さは１〜６ｍｍ
程度、特に１〜４ｍｍ程度の範囲であることが、長期密
着性、長期防食性、被覆層の機械的強度の保持の観点か
ら好ましい。

【００２２】ポリオレフィン防食層の上に更に、２層目
の変性ポリオレフィン層を形成する。この層は、ポリオ
レフィン防食層の下に設けられた１層目の変性ポリオレ
フィン層と同系統の樹脂であるが、完全に同一の樹脂で
あっても別の樹脂であっても良い。特に２層目の変性ポ
リオレフィンはその上に来るラバーライニング層との密
着性を強化するため、不飽和カルボン酸またはその無水
物（好ましくは無水マレイン酸）による変性量を変更す
ることも可能である。不飽和カルボン酸またはその無水
物の量は好ましくは変性ポリオレフィン中の０．０１〜
５％である。

【００２３】本発明のラバーライニング層は、ネオプレ
ンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム
等の合成ゴム、天然ゴム、ウレタン系樹脂からなるゴム
等が用いられる。これらのゴムライニング層の中でも、
特にウレタン系樹脂からなるラバーライニング層は、ポ
リオール化合物とイソシアネート化合物との反応により
硬化するため、簡単なスプレー塗装方法により形成可能
であるという特徴を有するので、本発明のラバーライニ
ング層としては最も好ましく用いることができる。

【００２４】このウレタン系樹脂はイソシアネート化合
物とポリオール化合物を原料として形成されるものであ
る。イソシアネート化合物はイソシアネート基を２個以
上有するものであり、トリレンジイソシアネート、ジフ
ェニルメタンジイソシアネート、トリフェニルメタント
リイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、
キシリレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレ
ンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、リ
ジンイソシアネートメチルエステルおよびこれらの変性
誘導体等である。

【００２５】ポリオールとしては、ポリエーテルポリオ
ール、ポリエステルポリオール、ポリエステルアミドポ
リオール、アクリルポリオール、ヒマシ油変性ポリオー
ル、エポキシ変性ポリオール、ポリアルキレングリコー
ル、末端ＯＨポリブタジエンなどの２官能または３官能
ポリオールがある。

【００２６】また、硬化剤としての前記多価アミン化合
物としては、例えば、メチレンオルソクロロアニリン、
ジアミノジフェニルメタン、エチレンジアミン、ジエチ
レントリアミン、ヒドラジン、イソホロンジアミン、ト
リエチレンテトラミン等を挙げることができるが、これ
らに限定されるものではない。

【００２７】イソシアネート化合物とポリオールとの配
合比率はＮＣＯ／(ＯＨ＋ＮＨ₂）のモル比で０．８５〜
１．５程度が適当である。

【００２８】本発明のラバーライニング層にはフィラー
を配合することによって耐衝撃性、耐摩耗性、その他の
物理強度を向上させることができる。フィラーの例とし
ては、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ア
ルフィンゴム、合成天然ゴム、ニトリルゴム、プロピレ
ン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−イソプレンゴ
ム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピ
レンゴム、エチレン−酢酸ビニルゴム、アクリルゴム、
フッ化アクリレートゴム、フッ化ビニリデンゴム、フッ
化ポリエステルゴム、ニトロソゴム、プロピレンオキシ
ドゴム、ヒドリンゴム、エチレンスルフィド−プロピレ
ンスルフィドゴム、ポリスルフィドゴム、ウレタンゴ
ム、シリコンゴム等、ガラス繊維、炭素繊維、窒化ホウ
素、ホウ素／タングステン、炭化ケイ素／タングステ
ン、タングステン、モリブデン、アルミナ、炭化ケイ
素、窒化ケイ素、等を挙げることができる。特に、ウレ
タン系樹脂に、ゴムからなるラバーフィラーを添加する
ことにより更に耐衝撃性と耐摩耗性が向上する。ラバー
フィラーのウレタン系樹脂中の配合量は５〜５０重量
％、好ましくは１０〜３０重量％の範囲である。この範
囲以下であると、耐衝撃性、耐摩耗性改善効果が低下
し、この範囲以上であるとラバーライニング層としての
強度が低下する。また、ラバーライニング層の膜厚は
０．５〜１０ｍｍの範囲が適当であり、好ましくは１〜
８ｍｍ程度、特に好ましくは２〜５ｍｍ程度である。こ
の範囲以下であると、耐衝撃性、耐摩耗性が劣る。また
この範囲以上であると、ラバーライニング層の残留応力
が増大し、密着性等が損なわれる。

【００２９】また、ラバーライニング層と変性ポリオレ
フィン層の密着性を向上させるために、変性ポリオレフ
ィン層の表面に、エポキシ系樹脂やウレタン系樹脂から
なる有機系プライマーをまず形成し、その上にラバーラ
イニング層を形成することも好ましく行われる。プライ
マー層の膜厚は１０〜２００μｍ程度が適当であり、２
０〜１００μｍ程度が好ましい。

【００３０】次に、本発明に基づく重防食被覆鋼材の製
造方法を説明する。ブラストによりスケールを除去し、
必要に応じてクロメート処理等の化成処理を行うことに
より鋼材に下地処理を施す。更にプライマー用塗料を、
スプレー塗装法その他の方法により塗装し、放置あるい
は加熱する等により硬化させ、プライマー層を形成す
る。更に、プライマー層が十分に硬化した段階で、前記
の３層のポリオレフィン層を積層する。各ポリオレフィ
ン層は、公知の被覆方法で形成することができるが、鋼
矢板等の板状鋼材には、あらかじめ上記の３種のポリオ
レフィンの積層シートを加熱した板状鋼材に貼付する方
法が、また鋼管等にはＴダイまたは丸ダイからの押出被
覆する方法が、また鋼管矢板等の複雑形状をした鋼材に
は、ポリオレフィンの粉体塗装や溶射等の方法が好まし
く用いられる。次いで、上層の変性ポリオレフィン層の
上にラバーライニング層をスプレー塗装により形成す
る。ラバーライニング層も必要な膜厚となるまで適宜塗
り重ねを行う。塗装後完全に硬化させることにより、本
発明の重防食被覆鋼材を得る。

【００３１】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。鋼管杭
（外径６００ｍｍ、厚さ７ｍｍ、長さ６ｍ）の表面をＳ
ＩＳＳａ２１／２となるまでサンドブラスト処理し、
クロメート処理剤を刷毛で塗布後乾燥させて鋼材の下地
処理を行った。次いで、エポキシ系プライマーを膜厚約
５０μｍ程度に塗装、乾燥させプライマー層を形成し
た。次いで変性ポリエチレン、ポリエチレン、変性ポリ
エチレンの３層のポリオレフィン層を三層Ｔダイから鋼
管上に押出被覆することにより形成した。

【００３２】変性ポリオレフィンには無水マレイン酸変
性（無水マレイン酸比率１％）したものを、ポリエチレ
ンには密度０．９４のものを用いた。

【００３３】多層の膜厚は変性ポリエチレン層０．５ｍ
ｍ、ポリエチレン層２．５ｍｍ、変性ポリエチレン層
０．５ｍｍである。

【００３４】実施例１〜５においてはその上にラバーラ
イニング用プライマーとしてスプラッシュプライマーＰ
１、次いでスプラッシュプライマーＦ１(サンスター技
研製)を膜厚２０μｍ程度に塗装、乾燥させプライマー
層を形成した。次いで、この上にラバーフィラーを含有
したウレタン系樹脂からなるラバーライニング層を２液
型エアレススプレー塗装機により複数回塗り重ねた。ラ
バーフィラーを含まない例も実施した。その後ラバーラ
イニング層を完全に硬化させ、本発明の重防食被覆鋼材
を得た。

【００３５】これらの重防食鋼材の衝撃試験、摩耗試
験、密着性試験を行った。衝撃試験はＡＳＴＭ−Ｇ１４
（ポンチ径５／８インチ）で、摩耗量はＪＩＳＫ６２
６４のテーバー摩耗試験法（摩耗輪ＣＳ−１７，加重１
ｋｇ、回転速度６０ｒｐｍ，回転回数１０００回転）
で、密着性はＤＩＮ３０６７１のプルオフ法で測定し、
ポリオレフィン層とラバーライニング層との間の層間密
着強度も調べた。

【００３６】

【表１】

【００３７】以上のように、本発明の重防食被覆鋼材
は、従来のポリオレフィン防食層だけからなる重防食被
覆鋼材と比較して耐衝撃性、耐摩耗性が著しく向上して
いる。またラバーライニング層にラバーフィラーを添加
することにより、一層の特性向上が図られている。更
に、ラバーライニング層を有機系プライマーを介して形
成することにより、層間密着性の一層の向上が図られて
いることが分かる。

【００３８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の重防食被覆
鋼材は、従来のポリオレフィン重防食被覆鋼材と比較し
て顕著な耐衝撃性、耐摩耗性改善効果が見られ、また防
食層の被覆とほぼ類似の方法で被覆が行えるために、非
常に作業効率もよく、従来公知の繊維強化プラスチック
等の強化材を巻き付けるという繁雑な作業の必要がな
い。このように非常に簡単な方法により耐衝撃性、耐摩
耗性が改善された重防食被覆鋼材は、運搬や打設時の衝
撃、打設後の捨て石の施工等による衝撃、船や流木等の
接触、衝突等による衝撃や、漂砂による摩耗、また係留
杭として使用した際の断続的な摩擦作用に対して、著し
い耐久性の向上効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の重防食被覆鋼材の断面図である。

【符号の説明】

１下地処理済み鋼材２プライマー層３変性ポリオレフィン層４ポリオレフィン防食層５変性ポリオレフィン層６ラバーライニング層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼材表面にプライマー層、変性ポリオレ
フィン層、ポリオレフィン防食層、変性ポリオレフィン
層、およびラバーライニング層が順次積層されているこ
とを特徴とする重防食被覆鋼材
【請求項２】ラバーライニング層が、ラバーフィラー
を含有するウレタン系樹脂を主原料とした層である請求
項１記載の重防食被覆鋼材
【請求項３】ラバーライニング層と変性ポリオレフィ
ン層の間に有機系プライマー層が形成されている請求項
１または２記載の重防食被覆鋼材