JPH10317178A

JPH10317178A - 鋼材の防食方法

Info

Publication number: JPH10317178A
Application number: JP9125413A
Authority: JP
Inventors: Shunsuke Nakayama; 俊介中山; Mitsuhiro Matsuda; 充弘松田; Toru Taki; 徹多記; Hironari Tanabe; 弘往田辺
Original assignee: Dai Nippon Toryo KK
Current assignee: Dai Nippon Toryo KK
Priority date: 1997-05-15
Filing date: 1997-05-15
Publication date: 1998-12-02
Anticipated expiration: 2017-05-15
Also published as: JP3800567B2

Abstract

(57)【要約】【課題】大気中に存在する鋼材を長期間腐食から保護
できる防食方法を提供する。【解決手段】大気中に存在する塗装又は未塗装の鋼材
表面に、光導電性を有する酸化チタンを含有する光導電
性塗膜を形成し、次いで表面抵抗値が１０⁷Ω／cm²以
下の導電性塗膜又は水に対する接触角が７０度以下の親
水性塗膜を形成させ、外部電源方式による電気防食法に
より防食電流を流す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、橋梁や、プラン
ト、建築鉄骨等の大気中に存在する塗装又は未塗装の鋼
構造物の鋼材の防食方法に関し、特に鋼材を長期間効果
的に腐食から保護できる、外部電源方式による電気防食
法を利用する鋼材の防食方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から海洋鋼構造物や、土壌中の鋼構
造物の防食方法の一方法として、外部電源方式や、流電
陽極方式による電気防食方法が広く利用されている。一
方、大気環境にある鋼構造物に対しては、海洋鋼構造物
や土壌中の鋼構造物のように水に接触しておらず、それ
故防食電流の経路の確保が困難とされ、電気防食方法は
全く利用されていなかった。従って、大気中に存在する
鋼構造物は、通常、防食塗料の塗装による防食方法が主
流となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、こ
のような従来技術を背景になされたものであり、無塗装
の鋼材に対しても、あるいはピンホール等の塗膜欠陥の
ある塗装された鋼材に対しても、大気中に存在する鋼材
を長期間腐食から保護できる防食方法を提供することを
目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するため鋭意検討した結果、腐食が進行するのは
降雨時あるいは結露時など水が存在する場合であり、そ
の時に腐食電流の経路の確保ができていれば腐食を防止
できるとの想定の基に、既に大気中に存在する塗装又は
未塗装の鋼材表面に、表面抵抗値が１０⁷Ω／cm²以下
の導電性塗膜又は水に対する接触角が７０度以下の親水
性塗膜、もしくは両者の特性を同時に満足する塗膜を形
成させ、外部電源方式による電気防食法によって防食電
流を流すことを特徴とする鋼材の防食方法を出願してい
る（特願平８−２７２１２６号）。しかしながら、日照
時においては防食電流は、未だ、十分とはいえず、部分
的に水分、腐食性物質が凝縮したような場所では十分に
電気防食が達成されるとはいえない。そこで、本発明者
らは、酸化チタンの光伝導効果に着目し、日照時の電導
性をこれで補うことにより、乾燥時においても十分に電
気防食が達成されるという知見を得、この知見に基づい
て、本発明を完成したものである。

【０００５】即ち、本発明は、大気中に存在する塗装又
は未塗装の鋼材表面に、光導電性を有する酸化チタンを
含有する光導電性塗膜を形成し、次いで、表面抵抗値が
１０ ⁷Ω／cm²以下の導電性塗膜又は水に対する接触角
が７０度以下の親水性塗膜を形成させ、外部電源方式に
よる電気防食法により防食電流を流すことを特徴とする
鋼材の防食方法を提供するものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明で使用される塗装又は未塗装の鋼材の防食
方法においては、未塗装の鋼材そのものでも良く、その
表面に下地処理が施されている鋼材でもよい。本発明で
使用される鋼材としては、例えば、冷延鋼板や、熱延鋼
板、亜鉛メッキ鋼板、合金亜鉛メッキ鋼板、亜鉛−鉄合
金メッキ鋼板、亜鉛−アルミ合金メッキ鋼板、アルミメ
ッキ鋼板、クロムメッキ鋼板、ニッケルメッキ鋼板、亜
鉛−ニッケル合金鋼板、錫メッキ鋼板等が挙げられる。
鋼材に任意に施される下地処理としては、例えば、水洗
や、湯洗、酸洗、アルカリ脱脂、研磨、クロメート処
理、リン酸処理、リン酸亜鉛処理、ブラスト処理、複合
酸化被膜処理等が挙げられ、これらの処理は、単独で又
は組合せで行うことができる。また、必要により、鋼材
表面には、ポリエステル系や、ウレタン系のプライマー
を、例えばロールコーターや、カーテンフローコータ
ー、静電塗装機、ブレードコーター、ダイコーター等で
塗装し、次いで常温放置や、熱風炉、誘導加熱炉、誘導
加熱と熱風の併用炉、近赤外炉、遠赤外炉、活性エネル
ギー線照射炉等で常法に従って硬化乾燥させて、通常0.
５〜３０μm 程度の膜厚に塗装したものでもよい。

【０００７】本発明では、まず、塗装又は未塗装の鋼材
表面に、光導電性を有する酸化チタンを含有する光導電
性塗膜を形成する。光導電性塗膜は、光導電性を有する
酸化チタンと、バインダーとから構成される。バインダ
ーとしては、含まれる光導電性を有する酸化チタンの機
能に影響を与えない限り、各種の樹脂を使用することが
できる。そのような樹脂としては、例えば、加水分解性
ケイ素化合物や、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチ
オフェン、ポリｐ−フェニレンビニレン、ポリアセチレ
ン等の導電性バインダー樹脂、水酸基や、カルボキシル
基、アミノ基、カルボニル基、スルホン基等の親水性を
有する水溶性又は水分散性のアクリル系や、エポキシ
系、ポリエステル系、アルキド系、ウレタン系、フェノ
ール系、ポリエーテル系、ポリアミド系、ポリビニルア
ルコール系、若しくはこれらの変性樹脂（場合により、
メラミン樹脂や、ポリイソシアネート化合物、ポリエチ
レンイミン等の架橋剤を併用してもよい）等を特に制限
されることなく各種の樹脂を使用することができる。こ
の内、特に、加水分解性ケイ素化合物が好ましい。

【０００８】加水分解性ケイ素化合物としては、加水分
解性を有するシリル基含有ビニル系共重合体、オルガノ
シランの加水分解物及びオルガノシランの加水分解物の
部分縮合物が挙げられる。これらの樹脂は、単独で、又
は２種以上組み合わせて使用することができる。シリル
基含有ビニル系共重合体は、一般式（Ｉ）：＞Ｃ＝Ｃ＜
の基を少なくとも１個含むエチレン性不飽和単量体の少
なくとも１種と、下記一般式（II）で示されるシリル基
含有単量体の少なくとも１種とから形成された共重合体
である。ＲＳｉＸ_nＲ¹ _(3-n) （II）（式中、Ｒは、ラジカル重合性の基、例えば、エチレン
性不飽和結合を有する１価の官能基であり、Ｒ¹は炭素
原子数１〜１０個、好ましくは１〜８個のアルキル基、
アリール基又はアラルキル基であり、Ｘはハロゲン、ア
ルコキシ、アルコキシアルコキシ、アシロキシ、ケトキ
シメート、アミノ、酸アミド、アミノオキシ、メルカプ
ト及びアルケニルオキシ基からなる群から選ばれる加水
分解性基であり、ｎは１〜３の整数である。）上記式中、官能基Ｒの具体例を挙げると、アクリル基
や、メタクリル基、ビニル基等、若しくはそれらの官能
基を含有するアルキル基、好ましくは炭素数が１〜８の
アルキル基等が挙げられる。

【０００９】Ｒ¹ としてのアルキル基としては、例え
ば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピ
ル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブ
チル基等がある。Ｒ¹ としてのアリール基としては、例
えば、フェニル基や、ナフチル基等が挙げられる。ま
た、Ｒ¹ としてのアラルキル基としては、例えば、置換
基としてアリール基、例えば、フェニル基やナフチル基
を有する上記アルキル基が挙げられる。Ｘとしてのハロ
ゲンとしては、例えば、弗素原子や、臭素原子、塩素原
子等を挙げることができる。アルコキシ基としては、ア
ルキル基が上記アルキル基であるアルコキシ基、例え
ば、メトキシ基や、エトキシ基、プロポキシ基、等を挙
げることができる。

【００１０】アルコキシアルコキシ基としては、各アル
コキシ基が上記アルコキシ基に対応するものを好適に使
用することができる。アシロキシ基としては、例えば、
炭素数が１〜６個のアシロキシ基、例えば、アセチル基
や、プロピオニル基等を挙げることができる。アルケニ
ルオキシ基としては、アルケニル基の炭素数が例えば１
〜６個のアルケニルオキシ基、具体的には、プロペニル
オキシ基等を挙げることができる。上記シリル基含有単
量体の例を挙げると、γ−メタクリロキシプロピルトリ
メトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニル−
トリス（２−メトキシエトキシシラン等がある。また、
前記シリル基含有ビニル系共重合体の製造に適したエチ
レン性不飽和単量体の例を挙げると、メチルアクリレー
ト、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチ
ルアクリレート、ヘキシルアクリレート、２−エチルヘ
キシルアクリレート、ブチルメタクリレート、２−メチ
ルヘキシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート等
のアルキルアクリレート；スチレン、ビニルトルエン、
α−メチルスチレン等のビニル芳香族炭化水素；塩化ビ
ニル等のハロゲン化ビニル；塩化ビニリデン等のハロゲ
ン化ビニリデン；ブタジエン、イソプレン等の共役ジエ
ン；炭素原子数１〜１２個の飽和脂肪酸のビニルエステ
ル、酢酸ビニル及びプロピオン酸ビニル等があり、これ
らを単独で、又は２種以上組み合わせて使用することが
できる。

【００１１】本発明のシリル基含有ビニル系共重合体を
製造する場合、前記エチレン性不飽和単量体とシリル基
含有単量体とを、任意の割合で用いることができるが、
シリル基含有単量体は0.５〜２５モル％、エチレン性不
飽和重合体は９9.５〜７５モル％の割合で用いるのが好
ましい。この共重合体を製造する場合、従来から公知の
方法を用いることができる。該シリル基含有ビニル系共
重合体の分子量は、3,０００〜1,００0,０００、特に、
１0,０００〜３０0,０００とするのが好ましい。オルガ
ノシランの加水分解物は、下記一般式(III−Ａ）、(III
−Ｂ）又は（IV）で示される化合物である。Ｒ²Ｓｉ（ＯＲ³)₃ (III−Ａ）Ｓｉ（ＯＲ³)₄ (III−Ｂ）Ｒ² ₂Ｓｉ（ＯＲ³)₂ （IV）（式中、Ｒ²は炭素原子数１〜８個の有機基であり、Ｒ
³は炭素原子数１〜４個のアルキル基であり、一つの式
中に複数のＲ²及びＲ³が存在する場合には、それぞれ
同一でも、異なっていてもよい。）加水分解性ケイ素化合物としては、上記一般式(III−
Ａ）、(III−Ｂ）又は（IV）で示される化合物の部分縮
合化合物を使用することができる。部分縮合化合物のポ
リスチレン換算分子量は、1,０００〜5,０００、好まし
くは1,５００〜3,０００である。

【００１２】この加水分解物又はその部分縮合物を使用
する場合、固形分の１０〜８０重量％、好ましくは２０
〜７０重量％を含有する溶剤溶液とするのが好ましい。
上記一般式(III−Ａ）、(III−Ｂ）又は（IV）における
有機基Ｒ²の具体例を挙げると、メチル基、エチル基、
ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｉ−ブチル基等のア
ルキル基、例えば、ハロゲン原子や、グリシドキシ基、
メタクリロオキシ基、アクリロイオキシ基、メルカプト
基等の置換基で置換されたアルキル基、例えば、γ−ク
ロロプロピル基、３，３，３−トリフロロプロピル基、
γ−グリシドキシプロピル基、γ−メタクリルオキシプ
ロピル基、γ−メルカプトプロピル基等や、ビニル基、
フェニル基、３，４−エポキシシクロヘキシルエチル基
等がある。また、アルキル基Ｒ³の具体例を挙げると、
メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル
基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチ
ル基等がある。

【００１３】また、一般式、(III−Ａ）で示されるオル
ガノシランの具体例を挙げると次のとおりである：メチ
ルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エ
チルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、
ｎ−プロピルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリエ
トキシシラン、ｉ−プロピルトリメトキシシラン、ｉ−
プロピルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリ
メトキシシラン、γ−クロロプロピルトリエトキシシラ
ン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシ
ラン、３，３，３−トリフロロプロピルトリメトキシシ
ラン、３，３，３−トリフロロプロピルトリエトキシシ
ラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、
γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メ
タクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタ
クリルオキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカ
プトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロ
ピルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラ
ン、フェニルトリエトキシシラン、３，４−エポキシシ
クロヘキシルエチルトリメトキシシラン、３，４−エポ
キシシクロヘキシルエチルトリエトキシシラン、ｉ−ブ
チルトリメトキシシラン、ｉ−ブチルトリエトキシシラ
ン等であり、特にメチルトリメトキシシラン及びメチル
トリエトキシシランが好ましい。

【００１４】前記一般式(III−Ｂ）で示されるオルガノ
シラン（アルキルシリケート）の具体例を挙げると、テ
トラメチルシリケート、テトラエチルシリケート、テト
ラ−ｎ−プロピルシリケート、テトラ−ｉ−プロピルシ
リケート、テトラ−ｎ−ブチルシリケート、テトラ−ｉ
−ブチルシリケート、テトラ−ｓｅｃ−ブチルシリケー
ト等がある。また、前記一般式（IV）のオルガノシラン
の具体例を挙げると、ジメチルジメトキシシラン、ジメ
チルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジ
エチルジエトキシシラン、ジ−ｉ−プロピルジメトキシ
シラン、ジ−ｉ−プロピルジエトキシシラン、ジ−ｉ−
プロピルジメトキシシラン、ジ−ｉ−プロピルジエトキ
シシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジ
エトキシシラン等があり、特にジメチルジメトキシシラ
ン、ジエチルジエトキシシランが好ましい。本発明で
は、これらの加水分解性ケイ素化合物を、単独で、また
は２種以上組み合わせて使用することができる。

【００１５】これらの一般式(III−Ａ）、(III−Ｂ）及
び（IV）のオルガノシラン類を併用する場合、オルガノ
シラン換算で(III−Ａ）対(III−Ｂ）の混合比（重量
比）を１００：０〜３０とし（即ち、(III−Ｂ）を含有
しない場合もある）、オルガノシラン換算で(III−Ａ）
と(III−Ｂ）との合計量対（IV）の混合比（重量比）を
１００：５〜１５０、特に１００：１０〜１２０とする
のが好ましい。一般式（IV）のオルガノシランの混合比
が、前記範囲よりも大きい場合には、形成された塗膜に
亀裂が入り易く、逆に前記範囲よりも小さい場合、硬化
性が低下し、かつ塗膜硬度が低下する傾向がある。本発
明では、オルガノシランの加水分解物又はその部分縮合
物が用いられるが、この加水分解及び部分縮合を行うた
めに水を添加する。水の添加量は一般式(III−Ａ）、(I
II−Ｂ）及び（IV）のオルガノシランのアルコキシ基１
当量に対して、通常0.１〜1.０モル、特に0.１５〜0.７
モルとするのが好ましい。水の添加モル数が前記範囲よ
りも小さいと貯蔵安定性が悪くなる傾向があり、また水
の添加モル数が前記範囲よりも大きいと硬化乾燥が遅く
なる傾向がある。また、この様なオルガノシランの縮合
物を生成させるために生成促進剤を用いてもよい。

【００１６】このような促進剤としては、一般式
（Ｖ）：Ｍ（ＯＲ）_xで表わされる化合物や鉱酸等を用
いることができる。一般式（Ｖ）において、ＭはＴｉ、
Ａｌ、Ｂ、Ｚｒ等の金属であり、Ｒは炭素原子数２〜５
個のアルキル基であり、ｘは２〜４の整数である。式
（Ｖ）において、Ｒで示されるアルキル基としては、例
えば、エチル基や、プロピル基、ブチル基等の直鎖状又
は分岐状のアルキル基が挙げられる。一般式（Ｖ）の具
体例を挙げると、テトラ−ｉ−プロポキシチタン、テト
ラ−ｎ−ブトキシチタン、トリ−ｉ−プロポキシアルミ
ニウム、モノ−ｓｅｃ−ブトキシ−ジ−ｉ−プロポキシ
アルミニウム、ジエトキシホウ素、ジ−ｎ−プロポキシ
ホウ素、テトラ−ｎ−ブトキシジルコニウム等、及び鉱
酸として塩酸、硫酸等がある。その添加量はオルガノシ
ラン１００重量部に対して0.０５〜2.０重量部の範囲に
するのが好ましい。

【００１７】本発明で使用される光導電性を有する酸化
チタンは、アナターゼ型ＴｉＯ₂ に触媒機能を有する金
属を固定化したものである。このような光導電性を有す
る酸化チタンの製造方法は、公知であり、例えば、Ｔｉ
Ｏ₂ ゾルを基板材料に塗布して薄膜を形成し、この薄膜
に触媒機能を有する金属塩の水溶液又は金属の微粉末の
懸濁液を塗布又は含浸し、次いでルチル型ＴｉＯ₂ への
相転移点以下の温度である８００℃以下の温度で熱処理
して、アナターゼ型ＴｉＯ₂ 薄膜に前記金属を固定化し
て作られる。上記のＴｉＯ₂ ゾルとは、例えば硝酸、塩
酸等の酸性水溶液又はアンモニア等の塩基性水溶液中に
平均粒径0.０１〜0.０５μm 程度のアナターゼ型ＴｉＯ
₂ がゾル状態で数％〜数十％存在している。触媒機能を
有する金属としては、Ｃｕ、Ａｇ、Ｆｅ、Ｐｂ、Ｐｔ等
が挙げられ、塩としては硝酸塩、硫酸塩、酢酸塩等でよ
い。光導電性塗膜中における光導電性酸化チタンの形態
としては、例えば、粉末又は粒状の形態で配合すること
ができる。

【００１８】本発明で形成される光導電性塗膜中には、
光導電性酸化チタンは、塗膜重量に基づいて、好ましく
は４５〜８５重量％、特に好ましくは５０〜８０重量％
の量で配合することが適当である。光導電性塗膜は、バ
インダー樹脂と、光導電性を有する酸化チタンとを含有
する塗料組成物を塗布することによって形成することが
できる。光導電性塗膜における酸化チタンの顔料重量濃
度（ＰＷＣ）は、４５〜８５、好ましくは５０〜８０と
することが適当である。ここで、顔料重量濃度（ＰＷ
Ｃ）は、Pigment Weight Concentration（顔料重量濃
度）のことであり、下記の式により算出される。この顔
料重量濃度（ＰＷＣ）の範囲内において、光導電性塗膜
中に上記の範囲で光導電性酸化チタンを配合することが
できる。ＰＷＣ＝〔含有顔料重量（％）〕／〔塗料中の全固形分
重量（％）〕×１００なお、顔料重量濃度（ＰＷＣ）が４５未満では、光触媒
効果が十分に発揮されにくく、好適ではない。逆に、顔
料重量濃度が８５を越えると成膜性が低下し、割れ、剥
離等が発生し易いので好ましくない。

【００１９】本発明においては、酸化チタンの光導電性
を高めるための、活性炭や、シリカゲル、ゼオライト、
モルデナイト等を配合してもよい。モルデナイトは、例
えば（Ｃａ，Ｎａ，Ｋ）₅〜₆Ａｌ₇（ＳｉＡｌ）Ｓｉ
₃₂Ｏ₈₀・ｎＨ₂Ｏ（ｎ≒２２）で示される鉱物である。
これらの添加剤は、酸化チタンの重量に基づいて、好ま
しくは、１０〜５０重量％、特に好ましくは２０〜４０
重量％の量で使用することが適当である。この量は、１
０重量％未満では、酸化チタンの光導電性の改善効果が
小さく、一方、５０重量％よりも多くなると、逆に光導
電性の効果を低下させる可能性があるので、好ましくな
い。

【００２０】設けられる光導電性塗膜の厚みは、好まし
くは５〜５０μm 、特に好ましくは１０〜４０μm が適
当である。本発明で使用する光導電性塗膜を形成するた
めの塗料組成物は、上記成分の他に、必要に応じ各種顔
料、有機溶剤又は添加剤等を配合してもよい。顔料とし
ては、通常塗料用として利用されている顔料がそのまま
使用可能である。具体的には、（光導電性のない）酸化
チタンや、亜鉛華、酸化鉄、黄鉛等の着色無機顔料、フ
タロシアニンブルー、ベンジジンイエロー等の着色有機
顔料、石英粉、酸化アルミナ、沈降性硫酸バリウム等の
体質顔料、ステンレス粉、亜鉛粉、アルミニウム粉、ブ
ロンズ粉、雲母粉等の金属粉等が代表的なものとして挙
げられる。

【００２１】また、有機溶剤としては、トルエン、キシ
レン等の炭化水素系溶剤；酢酸エチル、酢酸ブチル等の
エステル系溶剤；メチルエチルケトン、メチルイソブチ
ルケトン、シクロヘキサン、イソホロン等のケトン系溶
剤；メタノール、エタノール、ブタノール等のアルコー
ル系溶剤等が代表的なものとして挙げられる。また、添
加剤としては、表面調整剤や、分散剤、紫外線吸収剤、
増粘剤、反応調整触媒等の通常塗料用添加剤として知ら
れている添加剤が挙げられる。塗装方法としてはエアー
スプレー、エアレススプレー、静電スプレー、シャワー
コート、ディップ塗装、ハケ塗装、ロール塗装等の従来
から一般に行なわれている方法がそのまま採用できる。

【００２２】本発明において、光導電性塗膜の上に設け
られる導電性塗膜は、外部電源により防食電流が流れる
ようにするために形成される。この観点から、導電性塗
膜の表面抵抗値は、１０⁷Ω／cm²以下、好ましくは１
０⁵Ω／cm²以下である必要がある。導電性塗膜を形成
する塗料としては、例えば、ポリアニリンや、ポリピロ
ール、ポリチオフェン、ポリ−p −フェニレンビニレ
ン、ポリアセチレン等の導電性バインダー樹脂等や、カ
ーボンブラック、黄銅、アルミニウム、酸化亜鉛、グラ
ファイト等の粉末状、フレーク状あるいは繊維状の導電
性充填剤を配合して前記表面抵抗値範囲の導電性を付与
した塗料が挙げられる。本発明で使用される親水性塗膜
は、導電性塗膜と同様に、外部電源により防食電流が流
れるようにするために使用され、塗装又は未塗装の鋼材
表面に形成する。そのため、親水性塗膜は、水に対する
接触角が７０度以下、好ましくは４０度以下である必要
がある。親水性塗膜を形成する塗料としては、水酸基
や、カルボキシル基、アミノ基、カルボニル基、スルホ
ン基等の親水基を有する水溶性又は水分散性のアクリル
系や、エポキシ系、ポリエステル系、アルキド系、ウレ
タン系、フェノール系、ポリエーテル系、ポリアミド
系、ポリビニルアルコール系、もしくはこれらを変性し
たバインダー樹脂（場合によりメラミン樹脂や、ポリイ
ソシアネート化合物、ポリエチレンイミン等の架橋剤を
併用してもよい。）や、界面活性剤などを配合して前記
の水に対する接触角範囲の親水性を付与した塗料が挙げ
られる。

【００２３】なお、親水性塗膜には、塗膜表面の水保持
性を良くするために粗面化するのが望ましく、粗面化す
るために、アクリル樹脂や、エポキシ樹脂、ポリスチレ
ン樹脂、アクリロニトリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ
エステル樹脂、セルロース樹脂等からなる有機粒子や、
シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、カオリン等からな
る無機粒子を配合するのが望ましい。設けられる導電性
塗膜の厚みは、好ましくは５〜５０μm 、特に好ましく
は１０〜４０μm であることが適当である。また、設け
られる親水性塗膜の厚みは、好ましくは５〜５０μm 、
特に好ましくは１０〜４０μm であることが適当であ
る。

【００２４】次に本発明の鋼材の防食方法について説明
する。図１は、本発明の代表的な電気防食処理を施した
鋼材の側断面図であり、この図に基づき、本発明の防食
方法について説明する。鋼材１の表面を必要に応じて通
常の前処理を施した後、プライマー、防食塗料等を塗装
して通常１００〜３００μm の膜厚の防食塗膜２を形成
する。このように形成した防食塗膜２の上に、まず、光
導電性を有する酸化チタンを含有する光導電性塗膜３を
形成し、次いで、導電性塗膜又は親水性塗膜４を形成す
る。次いで、このようにして形成された導電性又は親水
性塗膜４上に陽極板５を積層させる。なお、本発明にお
いては、導電性又は親水性塗膜４と陽極板５との間に、
水に濡れてない時は絶縁性であっても、水に濡れると通
電性を発揮する材料を介在させてもよい。陽極板５の固
定方法は、例えば、ボルトなどによる従来の方法により
固定する。陽極板５は、長期耐久性を必要とするので大
気中において風雨にさらされても溶けにくく、かつ電気
を流す都合上、導電性の材料であり、具体的には、白金
や、黒鉛、鋳鉄、アルミニウム合金等が適当である。

【００２５】このように形成された陽極板５と鋼板１と
を、表面を絶縁被覆した銅線等のリード線７で電源６を
介して接続する。陽極板５と鋼材１との間に、電源より
直流電圧を加えることにより防食電流を流し、鋼材１の
腐食を防止するものである。前記直流電圧は、５〜２０
Ｖ、好ましくは１０〜１５Ｖが適当である。なお、直流
電圧が前記範囲より小さいと十分な防食電流が流れにく
く、防食効果が小さくなり、逆に大きいと陽極板の消耗
が生じやすくなる傾向にある。本発明の方法により、鋼
材と、導電性又は親水性塗膜との間に、光導電性塗膜を
介在させているので、日照時においても、陽極板５、光
導電性塗膜３、導電性又は親水性塗膜４、及び（塗装さ
れている場合は、その塗膜自体が導電性である時はその
塗膜を経由して、また塗膜自体が絶縁性である時は塗膜
のピンホール部あるいは損傷部を経由して）鋼材間に防
食電流が流れ、効果的に腐食を防止する。

【００２６】

【実施例】以下、本発明について実施例により、更に詳
細に説明する。＜実施例１＞メチルトリエトキシシリケート４０部及び
イソプロピルアルコール５４部を４０℃で攪拌混合し、
これに0.１Ｎ塩酸0.３部及び水5.７部からなる混合物を
９０分間かけて滴下した。滴下後４０℃で更に４時間攪
拌し、不揮発分４０％のメチルトリエトキシシリケート
の加水分解縮合物溶液（以下、「加水分解縮合物Ａ−
１」という）を得た。この縮合物のポリスチレン換算重
量平均分子量は、１0,０００であった。この加水分解縮
合物Ａ−１１００部に光導電性酸化チタンＳＳＰ−２
５（堺化学工業（株）社製商品名；平均粒径９nm、比表
面積２７０m²／ｇ）１６０部、キシロール１０部、イソ
プロピルアルコール１０部を加えて塗料化した。この時
の顔料重量濃度（ＰＷＣ）は８０であり、この濃度は、
形成する光導電性塗膜の重量に基づいて８０重量％であ
った。これに硬化促進剤（ジブチル錫ラウレート）0.１
部を添加した塗料を１×５０×１０００（mm）の磨き軟
鋼板にエポキシ樹脂塗料を乾燥膜厚１００μm になるよ
うに塗布し、２４時間乾燥させた塗膜表面に、乾燥膜厚
５０μm となるように塗布し、以下の表１に示す表面抵
抗値を有する導電性塗膜を形成し、裏面及び側面をエポ
キシ樹脂でシールし、７日間常温で乾燥させた。次い
で、表面の端に、３×５０×５０（mm）の大きさのアル
ミニウム製陽極板を張り付けた。更に、そこから８００
mm離れた位置に直径１mmのドリルで素地に達する塗膜欠
陥を作った。最後に、前記陽極板と軟鋼板との間を図１
に示すように電源を介してリード線を接続し、１０Ｖの
電圧をかけ、その状態で１２ケ月間屋外暴露した。暴露
後の塗膜欠陥の電位、外観は表１に示す通りであった。

【００２７】＜実施例２＞テトラエトキシシリケート
〔「エチルシリケート４０」（日本コルコート社製商品
名）〕３５部及びイソプロピルアルコール６１部を４０
℃で攪拌混合し、次いでこれに１Ｎ塩酸１部及び水３部
からなる混合物を９０分間かけて滴下した。滴下後４０
℃で更に４時間攪拌し、不揮発分３５％のテトラエトキ
シシリケートの加水分解縮合物溶液（以下、「加水分解
縮合物Ａ−２」という）を得た。この縮合物のポリスチ
レン換算重量平均分子量は、１3,０００であった。この
加水分解縮合物Ａ−２１００部に光導電性酸化チタン
ＳＳＰ−２５、１２０部、モレキュラーシーブ４Ａ（ユ
ニオン昭和（株）社製商品名；ゼオライト）４０部、キ
シロール１０部、イソプロピルアルコール１０部を加え
て塗料化した。この塗料の顔料重量濃度（ＰＷＣ）は８
０であり、この濃度は、形成する光導電性塗膜の重量に
基づいて６０重量％であった。これに硬化促進剤（ジブ
チル錫ラウレート）0.１部を添加した塗料を使用して、
実施例１と同様に試験片を調製し、実施例１と同様の試
験を行った。結果は表１に示す通りであった。

【００２８】＜実施例３＞キシレン４５部及びイソブタ
ノール４０部を混合し、攪拌しながら８５℃に加熱し
た。次に、イソブチルメタクリレート５０部、２−エチ
ルヘキシルメタクリレート３５部、γ−メタクリロキシ
プロピルトリメトキシシラン１５部及びアゾビスイソバ
レロニトリル1.５部の混合溶液を８５℃で３時間かけて
滴下し、その後９０℃に昇温し、２時間維持して、反応
を終了させ、不揮発分５５％のシリル基含有ビニル系樹
脂溶液（以下、「ビニル系樹脂Ａ」という）を得た。こ
のビニル系樹脂の重量平均分子量は、１4,０００であ
り、ポリマー１分子あたり平均約７個のシリル基を有し
ている。このビニル系樹脂Ａ１００部に光導電性酸化チ
タンＳＳＰ−２５、１６５部、モレキュラーシーブ４
Ａ、５５部、キシロール１０部、イソプロピルアルコー
ル１０部を加えて塗料化した。この時の顔料重量濃度
（ＰＷＣ）は８０であり、この濃度は、形成する光導電
性塗膜の重量に基づいて６０重量％であった。これに硬
化促進剤（ジブチル錫ラウレート）0.１部を添加した塗
料を使用して、実施例１と同様にして試験片を調製し、
実施例１と同様に試験を行った。結果は表１に示す通り
であった。

【００２９】＜比較例１＞磨き軟鋼板にエポキシ樹脂塗
料を厚さ（乾燥後）２００μm になるように塗布し、７
日間常温で乾燥させた後、塗膜欠陥を作り、６ヶ月間屋
外暴露し、暴露後の塗膜欠陥部の電位及び外観を調べ
た。結果を以下の表１に示した。＜比較例２＞光導電性酸化チタンを使用しない以外は、
実施例１と同様に試験片を調製した。また、実施例１と
同様にして試験を行った。結果は表１に示す通りであっ
た。

【００３０】

【表１】表１親水性塗膜導電性塗膜の塗膜欠陥部の電位 12カ月後の塗膜の接触角表面抵抗値 [12ヶ月後／70%RH] 欠陥部の外観（度）（Ω／cm²） (ｍＶ／Ag・ AgCl) 実施例１７０１０⁶ −８００異常なし実施例２６５１０⁶ −８２０異常なし実施例３４０１０⁷ −８１０異常なし比較例１８５１０¹⁴ −５４０６ヶ月で著しくさびが発生比較例２８０１０⁵ −６８０薄くさびが発生（８ヵ月異常なし）

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、塗装又は未塗装の鋼材
と、導電性又は親水性塗膜との間に、光導電性塗膜を介
在させているので、日照時においても、陽極板５、光導
電性塗膜３、導電性又は親水性塗膜４、及び（塗装され
ている場合は、その塗膜自体が導電性である時はその塗
膜を経由して、また塗膜自体が絶縁性である時は塗膜の
ピンホール部あるいは損傷部を経由して）鋼材間に防食
電流が流れ、効果的に腐食を防止する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例で使用する電気防食処理の概略を示す
図。

【符号の説明】

１鋼材２防食塗膜３光導電性塗膜４導電性又は親水性塗膜５陽極板６電
源７リード線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】大気中に存在する塗装又は未塗装の鋼材
表面に、光導電性を有する酸化チタンを含有する光導電
性塗膜を形成し、次いで表面抵抗値が１０⁷Ω／cm²以
下の導電性塗膜又は水に対する接触角が７０度以下の親
水性塗膜を形成させ、外部電源方式による電気防食法に
より防食電流を流すことを特徴とする鋼材の防食方法。
【請求項２】前記光導電性塗膜が、更に、活性炭、シ
リカゲル、ゼオライト及びモルデナイトからなる群から
選ばれた少なくとも１種を含有する請求項１記載の防食
方法。
【請求項３】前記導電性塗膜又は親水性塗膜上に、難
溶性でかつ導電性の材料からなる陽極板を積層し、鋼材
を陰極として陽極板と鋼材間に直流電圧を加えて防食電
流を流すことを特徴とする請求項１又は２に記載の鋼材
の防食方法。