JPH11158653A - 複合被覆鋼材 - Google Patents

複合被覆鋼材

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JPH11158653A
JPH11158653A JP34065297A JP34065297A JPH11158653A JP H11158653 A JPH11158653 A JP H11158653A JP 34065297 A JP34065297 A JP 34065297A JP 34065297 A JP34065297 A JP 34065297A JP H11158653 A JPH11158653 A JP H11158653A
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JP
Japan
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layer
resin
thermoplastic resin
fusion
chromating
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Ryoichi Kuroki
木 良 一 黒
Ryoji Kobayashi
林 良 治 小
Yutaka Owada
豊 大和田
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Dai Ichi High Frequency Co Ltd
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Dai Ichi High Frequency Co Ltd
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    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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Abstract

(57)【要約】 【課 題】 溶融亜鉛めっき鋼材の要部に熱可塑性樹
脂を配した、安価に供給できる複合被覆鋼材を提供する
こと。 【解決手段】 溶融亜鉛めっき鋼材表面の要部に、ブラ
スチング加工等によりδ1合金相を露出させた上で、ク
ロメ−ト処理層を介して熱可塑性樹脂の融着被覆層を形
成して複合被覆鋼材を構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶融亜鉛めっきが
施された鋼管などの要部の表面に、長期防食性,電気絶
縁性,流送物非汚染性などを付与する目的で熱可塑性樹
脂の被覆層を形成した被覆鋼材に関する。
【0002】
【従来の技術】鋼管などの防食手段として、溶融亜鉛め
っきと熱可塑性樹脂被覆が主流をなしている。しかし
て、溶融亜鉛めっきは他のめっきでは得にくい厚めっき
を安価に施工でき、その厚めっきが消耗しきる迄の期間
に亘る防食が可能であるなどの特徴を有するが、亜鉛の
陽極溶解を伴って機能する犠牲防食型のめっきであるこ
とから、寿命は長くはあるが原理的に有限であり、又、
接水状態では接している水中に亜鉛イオンが溶出混入
し、更には、表面の導通が断たれていないので電食によ
り急速消耗することがあるため、用途,条件に限界があ
る。一方、ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂による被覆
は、亜鉛めっきほど安価には施工できないが、上記亜鉛
めっきの限界に係る性能においては極めて優れており、
高度の環境遮断性と電気絶縁性に基づいて数10年の防
食が可能であるばかりでなく、接している水中にイオン
などが溶出混入することもない。
【0003】そこで、鋼管の場合で云えば、海水や上水
などを流送する管の内面のみに、あるいは、土中埋設な
どの用途において迷走電流による電食の恐れがある管の
外面のみに樹脂被覆を適用し、他の部分は安価な亜鉛め
っきで済ませるといった態様の亜鉛めっき-樹脂被覆併
用方式が採用されることがある。この場合、亜鉛面には
熱可塑性樹脂が良好に融着しないことから、樹脂被覆を
適用する領域には亜鉛めっきがつかないようにする不め
っき処理が予め施される。しかしながら、不めっき剤を
部分塗布し、あるいは管内面に亜鉛の溶湯が接しないよ
うに管端を封じておくといった不めっき処理には、めっ
き後の不めっき剤除去等を含めて多大な手数を要し、安
価な亜鉛めっきを利用したメリットが帳消しになるとい
う問題点があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑みてなされたものであって、鋼材の全面に溶融亜鉛め
っきを適用し、且つ、要部において熱可塑性樹脂が良好
に併用された複合被覆鋼材の提供を課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべくな
された本発明複合被覆鋼材は、溶融亜鉛めっき鋼材に対
して、その表面の所望の領域に、ブラスチング加工又は
研摩加工によってδ1合金相を露出させた上で、少なく
ともクロメート処理層を有するプライマー層を介して熱
可塑性樹脂の融着被覆層を形成した構成を特徴とする。
【0006】本発明は、単体の鋼管の他、フランジ付鋼
管,鋼管矢板,H形鋼や鋼矢板などの形鋼,容器や浮標
などの組立鋼材のような、ブラスチングや研摩加工の適
用が可能な鋼材を適用対象とすることができる。
【0007】周知の通り、鋼材上の溶融亜鉛めっき層に
は、鋼母材側から表面側に向かってΓ相,δ1相,ζ相
の3つの合金相が生じており、中間に位置するδ1相は
7〜12wt%のFeがZn中に固溶した組成を有する。本発明
においては、亜鉛溶湯に浸漬して亜鉛を付着させた後、
緩冷却ないしは熱処理によって合金層を発達させた亜鉛
めっき鋼材を用いることもできる。
【0008】上記本発明は、めっき層にブラスチング又
は研摩加工(サンダーがけ等)を施してδ1合金相を露
出させた上でクロメート処理を施した表面には熱可塑性
樹脂が強固に融着することを知得してなされたものであ
る。即ち、本発明構成によれば、鋼材の全面に溶融亜鉛
めっきを適用した形で要部における熱可塑性樹脂の良好
な併用が可能となって前記本発明の課題が解決される。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明複合被覆鋼材においては、
通常は炭素鋼製ないしは低合金鋼製の鋼材が母材となる
が、鋼材の範囲であれば材質は特に限定されない。溶融
亜鉛めっきの仕様については、限定はされないが、460
〜480℃程度の亜鉛溶湯中で浸漬時間を長目(フランジ
付鋼管の場合で云えば、たとえば、厚肉で熱容量が大き
いフランジ部に合わせた浸漬時間)にとってδ1合金層
を表面近く迄発達させた仕様、あるいは、前述のように
めっき後に合金層を発達させた仕様が、少ない表層除去
代でδ1合金層を露出させることができ、廃棄物量,作
業能率の両面において有利である。めっき層の厚さは溶
湯温度,浸漬時間等に依存するものであって、通常は20
〜80μm程度となる。
【0010】本発明複合被覆鋼材の製造に際しては、δ
1合金相が丁度露出する程度のブラスチング又は研摩加
工を行なうことが望ましいが、上記加工に際しては、め
っき層の摩耗損失に加えて、δ1相の上方にある脆弱な
ζ相ないしはδ1+ζ混合相が最表層のZn層を伴って破
壊,逸散する現象が起こり、又、δ1相自身はζ相やΓ
相に比べて靭性が大であって上記破壊が起こりにくいこ
とから、ブラスチングや研摩の時間を大まかに管理する
ことでδ1相を程良く露出させることができる。δ1
は、後続の処理に化学的な親和性を提供するものである
から、万辺なく存在することが露出面積率の大小以上に
重要であり、この点からブラスチング用のグリットや研
摩用のサンダーの粒度は細かい方がよい。一方、後続の
処理に幾何学的な足掛かりを提供するために表面粗さを
確保するという点からは粒度が粗い方がよい。これらの
兼合いから平均粒径が100〜500μm程度のグリット等を
用いることが望ましい。グリット等の材質としてはアル
ミナ系,ガーネット系,炭化ケイ素系,スチール系を例
示できる。
【0011】ブラスチング加工等によりδ1相を露出さ
せた面には、プライマー層としてクロメート処理層を形
成し、発銹などの不本意な変化を抑えるとともに熱可塑
性樹脂の融着に適した表面に変成する。クロメート処理
層は、処理液と反応させて変成層を形成する反応型のも
のでもよいが、予め部分変成させた処理液を必要量だけ
塗布した後、加熱により変成を進めて形成する塗布型の
方が、処理液の老化や処理層形成後の水洗などに由来す
る廃液の発生が少ないという点で好ましい。
【0012】次に、プライマー層の上に形成する樹脂被
覆層については、ポリオレフィン,ポリアミド(ナイロ
ン),ポリ塩化ビニル(塩ビ),飽和ポリエステル,フ
ッ素樹脂などの熱可塑性樹脂を融着させて形成する。こ
こで、樹脂の材質の選定は、用途,条件に応じた設計事
項に属するが、自由に選定できる場合には、ポリエチレ
ン,ポリプロピレンなどのポリオレフィンが、水分遮断
性が特に優れ、又、厚膜を安価に形成できて耐傷性に優
れ、更には、低コストで廃材処理を行える点で好まし
い。なお、被覆樹脂の種類や用途,条件によっては、ク
ロメート処理層と融着樹脂層の接合状態を強固なものと
し、あるいは接合部の耐久性を高めるなどの目的で、ク
ロメート処理層の上に更に有機プライマー層を積層した
プライマー層の上に樹脂を融着させてもよい。
【0013】樹脂被覆の施工は、押出被覆法あるいは粉
体融着法によって行うことができる。押出被覆法はダイ
スから膜状に押出された溶融樹脂を融着させる方法であ
って、連続方式により安価に施工できるが、鋼管内面や
フランジ付鋼管、あるいは形鋼や組立鋼材には適用が困
難であり、又、膜状に押出しにくい樹脂もあって適用対
象が限定される。一方、粉体融着法は、樹脂の融点より
も100℃以上高い温度に加熱した対象物の表面に樹脂の
粉体を接触させて融着させる方法であって、押出被覆法
ほど安価には施工できないが、管の内面や曲り管、ある
いはフランジ部、更には形鋼や組立鋼材への施工も可能
であるなど広汎に適用できるので、本発明の広汎な態様
での実施に欠かせない。
【0014】本発明における樹脂被覆層を粉体融着法に
よって形成する場合、上述のように、プライマー層の形
成を終えためっき鋼材を樹脂の融点より100℃以上高い
温度に加熱するので、前記塗布型クロメート処理層の変
成が確実に進み、更には、上記高温によって下地に対す
る樹脂の接合反応(極性基を生じて結合するなど)も盛
んになるので、クロメート処理層に樹脂を直接融着させ
て良好な接合状態が得られる。即ち、前記δ1合金相を
露出させた上で塗布型のクロメート処理層のみを介して
熱可塑性樹脂の粉体融着層を形成した態様が特に推奨さ
れるものである。
【0015】(実施例) <供試体> 亜鉛めっき鋼管:JIS SGP80A鋼管に90°曲げ加工を施
し、両端にJIS SOP 10Kフランジを溶接したフランジ付
曲り管に溶融亜鉛めっきを施して約60μmの亜鉛めっき
層を形成したもの。 前処理(管内面及びフランジ座面に適用): 本発明例:#80アルミナグリット(平均粒径180μm)に
より投射量約20kg/m2のブラスチングを施して灰白色梨
地外観のδ1合金相を露出させた後、所定量の塗布型ク
ロメート処理液(関西ペイント(株)製コスマー#100)を
塗布した。 比較例:本発明例と同じブラスチングを施し、クロメ
ート処理液の塗布は行なわなかった。 比較例:本発明例とおなじグリットにより、投射量約
7kg/m2のブラスチングを施して、δ1合金相の灰白色調
が表われない程度の梨地外観に仕上げた後、本発明例と
同様にクロメート処理液を塗布した。 樹脂被覆(前処理を施した面に適用):約300℃に加熱
したフランジ付管体の内部に低密度ポリエチレンの粉体
を投入し、フランジ座面に空隙を設けた態様で両端を封
止した上で管体を揺動させ、粉体を各部に行き亘らせ
て、1.5±0.3mm厚さの樹脂被覆層を形成させた。 <評価試験>供試体の曲げ内側と外側から巾20mmの試験
片を切り出し、50mm/minの速度で180°ピール強度を測
定して接着の良否を評価した。 <試験結果>供試体仕様とともに表1に示す。
【0016】
【表 1】
【0017】表1の結果に見る通り、本発明例において
は、樹脂被覆が強固に下地に接着しており、本発明構成
の効能が明らかである。
【0018】
【発明の効果】本発明は、上述のように、溶融亜鉛めっ
き鋼材に対して、その表面の所望の領域に、ブラスチン
グ加工等によってδ1合金相を露出させた上で、クロメ
ート処理層などを介して熱可塑性樹脂の融着被覆層を形
成した構成の複合被覆鋼材である。このように亜鉛めっ
き鋼材の要部に樹脂被覆を配した構成は、鋼管を例にと
れば、土中埋設などの用途において寿命支配要因となる
管外面等の耐久性を強化し、あるいは、管内流送物や容
器内収容物に対する耐食性や非汚染性を確保するために
管内面等を不活性化し、要部以外は安価な亜鉛めっきで
済ませるというコストパフォーマンスの高い構成と目さ
れていた。しかしながら、従来は、亜鉛めっきされた表
面への樹脂の融着が困難であることから、樹脂を融着さ
せる領域にはめっきをつけない処置がとられており、こ
の処置にコストが嵩んで所期のコスト節約が満足に達成
されていなかった。即ち、本発明によって、亜鉛めっき
を全面につけても要部への樹脂の併用が良好に行える構
成が提供されたことにより、前記コストパフォーマンス
が所期の高いレベルで得られることとなったものであ
る。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 亜鉛めっき鋼材に対して、その表面の所
    望の領域に、ブラスチング加工又は研摩加工によってδ
    1合金相を露出させた上で、少なくともクロメート処理
    層を有するプライマー層を介して熱可塑性樹脂の融着被
    覆層を形成したことを特徴とする複合被覆鋼材。
  2. 【請求項2】 前記プライマー層が塗布型のクロメート
    処理層であって、前記融着被覆層が粉体融着被覆層であ
    る、請求項1に記載の複合被覆鋼材。
JP34065297A 1997-11-26 1997-11-26 複合被覆鋼材 Pending JPH11158653A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002371372A (ja) * 2001-06-18 2002-12-26 Nippon Steel Corp 亜鉛系めっき鋼材とコンクリートの複合構造体

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002371372A (ja) * 2001-06-18 2002-12-26 Nippon Steel Corp 亜鉛系めっき鋼材とコンクリートの複合構造体

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