JPH10278174A

JPH10278174A - 重防食被覆鋼矢板の製造方法

Info

Publication number: JPH10278174A
Application number: JP8661397A
Authority: JP
Inventors: Shiro Miyata; 志郎宮田; Naotake Yoshihara; 直武吉原; Hideki Takahashi; 英樹高橋
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1997-04-04
Filing date: 1997-04-04
Publication date: 1998-10-20
Anticipated expiration: 2017-04-04
Also published as: JP3213934B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ポリオレフィンシートを貼付してなる重
防食被覆鋼矢板に関し、被覆層の長期密着性に優れた被
覆鋼矢板の製造方法を提供する。【解決手段】上記課題は、下地処理が施された鋼矢板
を加熱して、片面に変性ポリオレフィン層を介して防食
ポリオレフィン層を被覆する方法において、該防食ポリ
オレフィン層表面の冷却速度を鋼矢板の反対側の表面の
冷却速度よりも大きくすることを特徴とする重防食被覆
鋼矢板の製造方法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、ポリオレフィンシ
ートの貼着により鋼矢板表面に重防食被覆を形成した重
防食被覆鋼矢板に関するものであり、更に詳しくは、シ
ートと鋼材との間の長期の密着性に優れる重防食被覆鋼
矢板の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】海洋、港湾、河川等の岸壁を形成する鋼
矢板は、激しい腐食環境に晒されるため、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂よりなるシ
ートを接着層を介して鋼矢板表面に貼付することにより
防食被覆を行った、いわゆる重防食被覆鋼矢板が使用さ
れることが多くなってきた。

【０００３】この重防食被覆鋼矢板は、特開昭６０−８
０５８号公報等に開示されているように、素地調整した
鋼矢板に、化成処理層、プライマー層、変性ポリオレフ
ィン層、防食ポリオレフィン層を順次形成して作成さ
れ、製法としては、変性ポリオレフィン層と防食ポリオ
レフィン層を一体化したシートを、予熱した鋼矢板に対
し貼着して製造するという方法が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、シート貼着
により製造したポリオレフィン被覆鋼矢板は、他の重防
食鋼材、例えばポリオレフィン被覆鋼管杭等と比較し
て、打設後海洋環境に長期間晒された場合、特に海中部
において、シートと鋼材の間の密着力が低下し、最悪の
場合、端部からのシート剥離の可能性があるという問題
がある。

【０００５】このような重防食被覆鋼矢板のシートが万
一剥離した場合の補修費用等は極めて大きいため、ポリ
オレフィン被覆鋼矢板のシートの特に海水中での長期密
着性を一層向上させることが、極めて重要な課題となっ
ている。

【０００６】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであって、鋼矢板表面にポリオレフィンシー
トを貼着してなる重防食被覆鋼矢板に関し、被覆層の海
水中での長期密着性に優れた重防食被覆鋼矢板を提供す
ることを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記密着力低下の原因
は、ポリオレフィン被覆鋼矢板の場合、曲面部分がある
鋼矢板の片面にシートを貼着するという特性上、シート
の端部からの環境物質の侵入や、電気防食との併用時の
陰極剥離を招きやすく、またシートの残留応力が特に曲
面部分や端部の密着力低下を促進する方向に働くためで
あると考えられる。

【０００８】本発明者は、この密着性低下及び端部剥離
の問題を解決するために、鋭意検討を行った結果、ポリ
オレフィンシートを熱接着後の冷却過程において、貼着
された該ポリオレフィンシート側表面の冷却速度をこれ
と反対側の鋼矢板表面の冷却速度より大きくすることに
より、被覆層の海水中での長期密着性に著しく優れた重
防食被覆鋼矢板が得られることを見いだし、本発明を完
成させるに至った。

【０００９】即ち本発明は、下地処理が施された鋼矢板
を加熱して、片面に変性ポリオレフィン層を介して防食
ポリオレフィン層を被覆する方法において、該防食ポリ
オレフィン層表面の冷却速度を鋼矢板の反対側の表面の
冷却速度よりも大きくすることを特徴とする重防食被覆
鋼矢板の製造方法に関するものである。

【００１０】シート貼着後の冷却過程で、本発明の冷却
方法を採ることにより、シートの長期密着性が向上する
と言うことは全く予期せぬ効果であるが、予想される一
つの原因として残留応力の低減効果が上げられる。即
ち、加熱鋼矢板にポリオレフィンシートを融着する際
に、ポリオレフィンシートは融着可能温度まで加熱さ
れ、熱膨張した状態で鋼材と接着する。融着後の冷却過
程では、変性ポリオレフィン層が軟化点に達するまでの
間は、シートの収縮により、鋼材とシートの間にズレが
生じ、変性ポリオレフィン層が固化し、接着力が発生し
出した後の冷却過程では鋼材とポリオレフィンシートの
線膨張率の差に起因する熱応力が残存する。

【００１１】本発明にように、ポリオレフィンシート側
の冷却速度が速くなるように冷却した場合、変性ポリオ
レフィン層が固化して接着力が発生し出す段階では、既
に防食ポリオレフィン層は十分に冷えているため、使用
温度との温度差に起因する熱応力の発生が少なくなるこ
とが考えられる。

【００１２】従って、本発明のようにポリオレフィンシ
ート側の冷却速度が速くなるように冷却することによ
り、シートの残留応力が小さくなることが予想される。

【００１３】シートの残留応力が大きいと、特に海水中
で長期に使用されている間、陰極剥離や環境物質の侵入
による端部の密着性低下を著しく促進し、また、鋼矢板
の特に曲面部分での剥離を拡大をする要因になることが
予想される。従って、残留応力を低下させることで、こ
れらの剥離要因の大幅な低減につながった結果、本発明
の製造方法で製造した重防食鋼矢板が長期密着性に優れ
ていると予想される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳細
に説明する。本発明の重防食被覆鋼矢板は図１に示すよ
うに、鋼矢板１、プライマー層２、変性ポリオレフィン
層３、防食ポリオレフィン層４より構成される。

【００１５】本発明に用いる鋼矢板とは、港湾、河川、
埋め立て地等の護岸等に用いられるもので、ＪＩＳＡ
５５２８に規定されるＵ型、Ｚ型、Ｉ型、およびこれら
に準じる形状のものを用いることが出来る。その寸法に
ついては特に制約はない。本発明において、重防食被覆
は防食を施す必要のある部分に対して行われる。例えば
港湾の護岸用として用いられる場合には、主として海に
面する側に被覆が施されることが多い。重防食被覆を鋼
矢板の両面に施しうることはいうまでもなく、その場合
冷却速度をより大きくする側は新たに設けられて熱せら
れた状態にある防食ポリオレフィン層側である。

【００１６】本発明に用いる鋼矢板は、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公知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
とが望ましい。下地処理のレベルは、例えばスウェーデ
ン規格（ＳＩＳ）でいえばＳａ２１／２程度以上とす
ることが好ましい。この下地処理が不十分であると、重
防食被覆の長期防食性が著しく損なわれる。更に、公知
のクロメート処理等の化成処理を施すことが長期密着
性、防食性の観点から好ましい。

【００１７】また、本発明で用いるプライマー層は、エ
ポキシ樹脂系あるいはウレタン樹脂系の有機樹脂系プラ
イマーであって、下地処理を施した鋼矢板表面と変性ポ
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、必要に応じて塗
装後加熱して完全な硬化被膜とすることも行われる。プ
ライマー層の膜厚は１０〜２００μｍ程度、特に２０〜
１００μｍ程度が好ましい。１０μｍより薄いと、ポリ
オレフィンシートの鋼材との密着力が小さくなるため、
ポリオレフィンシートが剥離するなどの問題があり、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、シートの長期密着性に悪影響
を及ぼす。

【００１８】本発明で用いる変性ポリオレフィンは、ポ
リエチレン、ポリプロピレン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。変性
ポリオレフィンはグラフトする官能基の種類や量により
様々な熱的性質のものが知られているが、本発明で用い
られる変性ポリオレフィンのビカット軟化点は、５０℃
以上１２０℃以下であることが好ましい。５０℃以下の
軟化点であると、重防食鋼矢板の気中部において、日照
等による温度上昇によりシートの密着性低下を来すので
好ましくなく、また１２０℃以上であると、鋼矢板の必
要加熱温度が高くなることによるエネルギーコスト増
大、貼付温度上昇に伴う熱応力増大による長期密着性低
下を来すので好ましくない。より好ましいビカット軟化
点は５５〜９０℃であり、特に好ましくは５５〜７０℃
である。変性ホリオレフィンのその他の物性では、メル
トインデックスが０．２〜１０ｇ／１０分程度、好まし
くは０.５〜５ｇ／１０分程度、密度０.８５〜０.９８
ｇ／ｃｍ³程度、融点６０〜１３５℃程度、好ましくは
６０〜１００℃程度のものが適当である。この変性ポリ
オレフィン層は防食ポリオレフィン層の接着層として機
能するものであり、層厚さは０.１〜１.５ｍｍ程度、好
ましくは０．２〜１ｍｍ程度が適当である。

【００１９】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、直鎖状低密
度ポリエチレン、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。部分的な架橋構造を有していてもよい。変性ポリオ
レフィン層との好ましい軟化点差は１０〜７０℃程度で
ある。防食ポリオレフィン層には耐候性等の長期特性を
改善するため、カーボンブラックや着色顔料、酸化防止
剤等の各種添加物を加えることも良く行われる。防食ポ
リオレフィン層の厚さは１〜６ｍｍ程度、特に１〜４ｍ
ｍ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。

【００２０】次に、本発明に基づく重防食被覆鋼矢板の
製造方法説明する。ブラストによりスケールを完全に除
去し、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。

【００２１】この下地処理、およびプライマー塗装を行
った鋼矢板を加熱炉等の加熱装置で加熱する。加熱温度
はポリオレフィンシートの融着に必要な温度である必要
があり、従って、変性ポリオレフィン層の融点以上、好
ましくは融点より１０〜１００℃程度高い温度であり、
通常８０〜２００℃程度の温度範囲である。

【００２２】加熱した鋼矢板に、変性ポリオレフィン層
を介して、防食ポリオレフィン層を被覆する。この被覆
方法としては、予め変性ポリオレフィン層と防食ポリオ
レフィン層を一体化して成形したポリオレフィンシート
を作成し、この一体化したシートを変性ポリオレフィン
層側が鋼矢板に接するよう、鋼矢板上に供給することが
好ましいが、必ずしも一体化して有る必要はなく、事前
に変性ポリオレフィン層のみを下地処理をした鋼矢板上
に形成し、その上に防食ポリオレフィン層のみからなる
シートを貼付してもよい。その場合、変性ポリオレフィ
ン層は溶融押出しコーティング、粉体塗装、シート貼付
等で形成すればよい。また、ポリオレフィンシートを熱
接着させるため、いずれの場合にもシート供給後、鋼矢
板の中央部から周辺部へと順次ロール等の加圧装置にて
加圧し、シートを鋼矢板に熱接着あるいは融着する。

【００２３】接着終了後の冷却過程で防食ポリオレフィ
ン層表面の冷却速度を鋼矢板の反対側の表面の冷却速度
よりも大きくなるように冷却する。この防食ポリオレフ
ィンシート側の冷却速度を速くするような冷却方法は、
少なくとも鋼矢板の反対側表面温度（℃）が変性ポリオ
レフィン層のビカット軟化点(℃)より低くなるまで継続
することが好ましい。鋼矢板の反対側表面温度が変性ポ
リオレフィン層のビカット軟化点より低くなる前に本発
明の冷却方法を止めると、重防食被覆鋼矢板の長期密着
性の改善効果が少なくなる。一方、ビカット軟化点に達
した後に冷却を継続しても特に問題はないが、長期密着
性の改善効果はあまり変わらなくなる。この反対側表面
温度は厳密には鋼材表面温度である。ただ、冷却手段を
停止しても冷却が直ちに停止するわけではないのでビカ
ット軟化点より０〜１０℃程度高いところで冷却を停止
してもある程度の効果が得られる。一方、ビカット軟化
点より０〜２０℃程度低くなるまで冷却を継続すること
はより好ましい。表面温度の測定は市販の表面温度測定
器等を利用して行なえばよい。

【００２４】冷却手段としては、ポリオレフィンシート
を流水あるいは静止水により冷やす、ポリオレフィンシ
ート上に風を当てることにより冷やす、ポリオレフィン
シート上に、水や揮発性溶剤を含浸したウエスやスポン
ジ等の物体を接触させることにより冷やす、等の方法を
単独で実施する、あるいは複数を組み合わせて実施する
ことが有効であるが、それ以外の方法で冷却しても特に
問題はない。水で冷やす場合にはスプレー等も利用でき
る。

【００２５】ポリオレフィンシート側を冷やす際、水や
溶剤等の液体を利用する場合は、シートの加圧部分に液
体がかからない様、液体を流す向きをシート加圧部分と
は反対側にする、あるいは、液体がシート加圧部分に流
れていかない様、鋼矢板の長手方向に傾斜を付ける、等
の方法を採ることが好ましい。冷却はポリオレフィンシ
ートの略全面（搬送しながら行なうときは全巾）に対し
略均一になるように行なうことはいうまでもない。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。

【００２７】Ｕ型鋼矢板（有効幅５００ｍｍ、高さ２２
５ｍｍ、厚さ２４．３、長さ６ｍ）の表面をＳＩＳＳ
ａ２１／２となるまでサンドブラスト処理し、使用時
に海に接する側の表面にクロメート処理剤を塗布、焼き
付けし、全クロム付着量が５００ｍｇ／ｍ²のクロメー
ト被膜を形成した。非塗装部分を養生した上で、表面に
エポキシ系プライマーを膜厚４０μｍとなるようにスプ
レー塗装し、加熱して硬化させた。

【００２８】その後、鋼矢板を加熱炉で１４０℃に加熱
し、高温状態の鋼矢板に、厚さ０．５ｍｍの変性ポリオ
レフィン層と厚さ２．０ｍｍの防食ポリオレフィン層を
一体化して成形したシートを載せ、加圧して融着させ
た。用いた変性ポリオレフィン、無水マレイン酸変性ポ
リエチレンはビカット軟化点７０℃、融点８０℃、ＭＩ
３.０ｇ／１０分、密度０．９０ｇ／ｃｍ³であった。防
食ポリオレフィンはビカット軟化点１１０℃、融点１２
０℃のものを用いた。

【００２９】この鋼矢板を表１に示す方法で冷却した。
冷却はいずれも防食ポリオレフィン層全面に対して行な
った。

【００３０】

【表１】

【００３１】表１に示した冷却条件で作成した重防食鋼
矢板の端部に切り込みを入れ、１ｃｍ程度の人工剥離を
生じさせた状態で岸壁に打設した。被覆部分は、朔望平
均干潮面（Ｌ.Ｗ.Ｌ）以下１．５ｍの範囲までとし、そ
れ以下の部分は流電陽極法による電気防食とした。

【００３２】打設後、被覆層の剥離状況を経時的に観察
した。試験した鋼矢板の種類と、観察結果を表２に示
す。

【００３３】

【表２】

【００３４】上記のように、本発明の重防食被覆鋼矢板
は、海中での長期暴露においても極めて優れた密着性を
示すことが分かる。

【００３５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の重防食被覆
鋼矢板は、特に実使用中での海水中でのシートの長期密
着性に優れ、シートの剥離の可能性がほとんど無いとい
う特性を示す。そのため、被覆鋼矢板の被覆の剥離に伴
う補修費用等の損失を防ぐことが出来、著しい経済的な
効果が見られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の重防食被覆鋼矢板の断面図である。

【図２】本発明の実施例１および５の冷却方法の模式
図である。

【図３】本発明の実施例２の冷却方法の模式図であ
る。

【図４】本発明の実施例３の冷却方法の模式図であ
る。

【図５】本発明の実施例４の冷却方法の模式図であ
る。

【符号の説明】

１鋼矢板２プライマー層３変性ポリオレフィン層４防食ポリオレフィン層５鋼矢板６ポリオレフィンシート７シート押さえつけ部位８ホース９流水１０大型扇風機１１風１２水を含浸したスポンジ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下地処理が施された鋼矢板を加熱して、
片面に変性ポリオレフィン層を介して防食ポリオレフィ
ン層を被覆する方法において、該防食ポリオレフィン層
表面の冷却速度を鋼矢板の反対側の表面の冷却速度より
も大きくすることを特徴とする重防食被覆鋼矢板の製造
方法。
【請求項２】下地処理が施された鋼矢板を加熱して、
片面に変性ポリオレフィン層を介して防食ポリオレフィ
ン層を被覆する方法において、該防食ポリオレフィン層
表面の冷却速度を、少なくとも鋼矢板の反対側表面温度
（℃）が変性ポリオレフィン層のビカット軟化点（℃）
より低くなるまでは、該と反対側表面の冷却速度よりも
大きくすることを特徴とする重防食被覆鋼矢板の製造方
法。
【請求項３】防食ポリオレフィン層表面に水を接触さ
せることを特徴とする請求項１または２記載の重防食被
覆鋼矢板の製造方法。
【請求項４】防食ポリオレフィン層表面に送風するこ
とを特徴とする請求項１または２記載の重防食被覆鋼矢
板の製造方法。
【請求項５】防食ポリオレフィン層表面に水または揮
発性液体の含浸物を接触させることを特徴とする請求項
１または２記載の重防食被覆鋼矢板の製造方法。