JPS63149386A

JPS63149386A - 塗装後耐食性に優れた被覆鋼材

Info

Publication number: JPS63149386A
Application number: JP29638986A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Yanai; 昭博八内; Chitose Shiotani; 塩谷　千歳; Tetsuzo Arai; 新井　哲三
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1986-12-12
Filing date: 1986-12-12
Publication date: 1988-06-22

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、塗装後耐食性に優れた被覆鋼材に関する。

〔従来の技術〕

鋼材は常に耐食性が問題になるが、土木や建築の半永久
的な構造物については一層である。

この種の用途に対しては、従来は、熱間圧延後の鋼材を
ブラスト処理により黒皮を除去した後、ウォッシュプラ
イマーあるいはジンクリンチプライマーを塗布した後、
土木、建築用途に供される。

さらに施工後は、長期の防錆性を付与するために、２〜
３層の塗装が行われるのが一般的であった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記の従来の被覆鋼材では、長期の大気暴露に
より次第に腐食が進み、約１０年も経過すると再塗装の
必要があった。

そこで、本発明の主たる目的は、塗装後における耐食性
に著しく優れる被覆調材を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するための本発明は、鋼材表面上に、
下層として多孔質の実質的に鉄−亜鉛の被覆層を有し、
上層として５０〜９５重量％の亜鉛粉及び１〜２５重量
％のクロメート防錆顔料を含有するシリケート被膜が被
覆されていることを特徴とするものである。また、上記
層構成において、さらに鋼材表面と前記下層との間に亜
鉛系メッキ層を有するものであることも特徴としている
。

〔作　用〕

本発明では、下層に多孔質の実質的に鉄−亜鉛の被覆層
が形成される。この被覆層は、その亜鉛または鉄−亜鉛
合金が鉄に対して陰極保護作用を示し、鉄の腐食を防止
する。

しかしながら、この被覆層のみでは、不働態化が不十分
であり、完全な耐食性が望み得す、また亜鉛腐食による
白錆が発生し易い。

しかるに、本発明に従って、上記被覆層上に、亜鉛粉お
よびクロメート防錆顔料を含有するシリケート層を形成
すると、前記問題を解決することができるとともに、よ
り高い耐食性が発現する。

この理由は次の通りであると考えられる。

すなわち、シリケート層成分が被覆層の多孔部に浸透含
浸されると、クロメート防錆顔料のクロメートイオンが
鉄−亜鉛合金層の不働態化を促進させ、耐食性を向上さ
せる。またクロメートイオンは、鉄−亜鉛合金層の亜鉛
分、およびシリケート層中の亜鉛粉の腐食に伴う白錆発
生を防止する機能も有する。

さらに、シリケート層の一部は鉄−亜鉛の被覆層の多孔
部に浸透し、かつ被覆層がシリケート層全体で覆われる
ため、被覆層の腐食環境が完全に遮断され、これまた耐
食性向上に寄与する。しかも、シリケート層の一部が被
覆層の多孔部に浸透するので、きわめて強いアンカー効
果がみられ、被覆層およびシリケート層が強固に一体化
し、高い密着性が得られる。

さらに、鋼材表面と上記鉄−亜鉛層との間に亜鉛系メッ
キによる下地層を有していると、耐食性がさらに向上す
る。

〔発明の具体的構成〕

以下本発明をさらに詳説する。

本発明が対象とする鋼材としては、鋼板、型鋼、鋼棒線
材、鋼管などのほかその２次加工製品、たとえばボルト
類、スプリングなども含まれる。

この鋼材表面に直接あるいは前処理後に次述する被覆層
が形成される。この場合の前処理としては、圧延に伴う
黒皮除去のためのブラスト処理などである。

かかる鋼材表面には、多孔質、望ましくは気孔率が５〜
５０％の実質的に鉄−亜鉛の被覆層が、好ましくは２〜
５０ｇ／ｍ”の目付量で形成される。

この鉄−亜鉛−被覆層の形成に際しては、好ましくは特
公昭５９−９３１２号公報に示された材料を乾式で投射
することによって形成するのが望ましい。

この投射材料は、鉄または鉄合金を核とし、この核の周
囲に鉄−亜鉛合金層を介して亜鉛もしくは亜鉛合金を被
着してなる独立した粒子の集合体からなるものである。

この投射材料の製造法の一例は、溶融亜鉛法ともいうべ
きもので、金属亜鉛の熔融体、または金属亜鉛に合金成
分としてアルミニウム（約３〜５％）、銅（約０．２〜
１％）を添加した溶融体Ｘと、所定粒度、好ましくは１
０メ、シュ篩を通過する粒度の鉄粒子（固体）Ｙとを、
望ましくはＹ／Ｘの重量比１０〜９０％で混合し、反応
温度４００〜５００℃、反応時間２〜１０分程度で反応
させ、得られた反応生成物を冷却した後、機械的に、好
ましくは殻部分の亜鉛または鉄亜鉛の合金層の単離する
量が殻部分の量に対して３０％以下となる程度に粉砕す
る方法である。

他の例は浸透亜鉛法というべきもので、鉄もしくは鉄合
金の粒子（固体）と亜鉛粉末とを混合し、あるいはさら
にハロゲン化アンモンもしくは塩化物を０．５〜３％程
度添加し、この混合物を鉄製もしくは炭化ケイ素類の円
筒状容器に充填して密閉し、４００〜７００℃の温度で
３〜２０分間の加熱処理によって亜鉛を拡散浸透せしめ
、鉄粒子の周囲に鉄亜鉛合金相および亜鉛の殻を形成さ
せる。

ここで、加熱処理にあたり、スクリュ一式またはプシミ
ア式の外熱型の密閉炉を用いてもよい。

かかる投射材料は常用の投射装置により鋼材表面に投射
すればよい。

なお、上記投射材料の鉄または鉄合金からなる殻とは、
純鉄のほかＣｒ　Ｎ、Ｓｉ、　Ｍｎ＋　Ｃｒ、　ＰＪ＋
等を含む鉄合金であってもよい。亜鉛合金とは、亜鉛に
八〇やＣｕ等が添加された合金である。

また、鉄−亜鉛被覆層の形成法として、上記法のほか、
ポーラスメッキ法、すなわち、鉄−亜鉛合金電気メッキ
に当り、中空体を複合メッキし、さらに熱的もしくは機
械的に中空体を破壊することにより多孔質メッキ被膜を
形成するものでもよい。

本発明における鉄−亜鉛被覆層は、気孔率が５〜５０％
であるのが好ましい。気孔率が低いと、亜鉛粉およびク
ロメート防錆顔料含有シリケートおよび塗膜に対するア
ンカー効果が得られず、また気孔率が高いと鉄−亜鉛層
の凝集強度が低（なり、塗膜密着性が低下する傾向にあ
る。

被覆層の目付量は２〜５０　ｇ　／ｍ２が望ましい。

目付量が低いと、層厚が薄いので耐食性に劣り、逆に目
付量が５０ｇ／ｍ”を超えると、被膜形成作業に長時間
要し実用的でない。

上記鉄−亜鉛被覆層上には、亜鉛粉およびクロメート防
錆顔料を含むシリケート層が形成される。

この場合における亜鉛粉の含有量としては、５０〜９５
重量％が望ましい。亜鉛粉含量が少いと、亜鉛の犠牲陽
極効果が充分でなく、下層の鉄−亜鉛被覆層との電気的
なインクラクション（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）も乏し
くなる。また、亜鉛含有仝が多く、シリケート分が少く
なると、シリケート層の造膜形成能が低く、その後の塗
装膜との密着性が悪くなる。亜鉛粉の粒度としては、平
均粒径で０．１〜５μｍが好ましい。その形状は限定さ
れず、球状でもリング状等であってもよい。

本発明に用いることができる、クロメート防錆顔料の種
類としては、限定されないが、その粒度は平均粒径て０
．０５〜０．５μｍ程度が望ましい。

かかる防錆顔料の含有量は、１〜２５重尾％が望ましい
。防錆顔料の含有量が少いと、クロメートイオンによる
防錆効果向上が認められず、また顔料含有量が多いと、
亜鉛粉およびシリケートの量率が少くなるため、ブリス
ター発生や密着性低下を招き易い。

シリケート層の層厚は、２〜５０μｍが好ましく、２μ
ｍ未満では塗膜の密着性が悪く、逆に５０ａｍを超える
と、本発明に係る鋼材を溶断。

溶接したとき、ブローホールを発生し易く、接合部の強
度低下を招き易い。

上記被覆鋼材は、そのまま使用してもよいが、通常は塗
装される。この塗装材料としては限定されないが、たと
えば建築物、鉄塔、橋梁、船舶、タンクなどに使用され
るものとして、■短期暴露用としてアルキッド系ペイン
ト（たとえば「ＳＰマリンペイント」神東塗料社製）、
■中期暴露用として塩化ゴム系ペイント（たとえば「ラ
バール」神東塗料社製）、■長期暴露用としてウレタン
系ペイント（たとえばｒＮＹポリンＫ」神東塗料社製）
、など対象物および要求寿命に応じて選定される。

一方、上記鉄−亜鉛被覆層の下で鋼材表面上に、Ｆｅ−
Ｚｎ以外のＺｎ、　Ｚｎ−Ａ　Ｒ、Ｚｎ−Ｎｉ等の亜鉛
系メッキ層を設けると、より一層耐食性が向上する。す
なわち、多孔質の鉄−亜鉛被覆層の厚みはそれほど厚く
することができないので、施工時等にその被覆層が損傷
した場合、前記メッキ層によって赤錆発生を防止できる
。

第１図および第２図に本発明の被ｒｉｆＩ！Ｉ材の層構
成を示す。１は鋼材、２は鉄−亜鉛被覆層、３は亜鉛粉
およびクロメート防錆顔料含有シリケート層、４は亜鉛
系メッキ層である。

Ｃ実施例〕次に実施例を示す。

供試鋼材として、３．２鰭厚×７５■１幅×１５０龍長
の低炭素熱延鋼板を用い、これをまずブラスト処理によ
り黒皮を除去し、次いで鉄−亜鉛被覆層、およびシリケ
ート層を形成した後、３コート塗装し、その耐食性、密
着性および溶接性を評価した。

ここで、鉄−亜鉛被覆層は、前記公報記載の投射材料を
投射することにより、シリケート層の形成は、亜鉛粉を
含有する神東塗料社製「シントーウェルド１０００　Ｊ
を使用するごとにより行った。

また、塗装は、各々神東塗料社製の塩化ゴム系塗料を用
いた。この銘柄および膜厚は次の通りである。

下　塗　「ラバール１００ＰＪ　　　　３０ｐｍ厚中　
塗　「ラバール１００ＰＪ　　　　３０ｐｍ厚上　塗　
「ラバール１００Ｊ　　　　　３０　μｍ厚結果を比較
例と共に第１表に示す。

なお、第１表における試験項目は次の通りである。

（料）　　ＪＴＳ　Ｚ　２３７１による塩水噴霧試験１
５００時間後の赤錆発生率（＊２）溶接部５０ｃｍ当りのブローホール数（本３）
　　デュポン衝撃法、３０ｃｍの高さからの５００ｇＸ
０．５’φ球によるもの（＊４）　　ＪＩＳ　Ｚ　２３７１による塩水噴霧試験
８０００時間後の赤錆発生率〔発明の効果〕以上の通り、本発明によれば、特に塗装後の耐食性に優
れた被覆鋼材を得ることができる。

【図面の簡単な説明】第１図および第２図は本発明に係る被覆鋼材の層構成の
断面図である。１・・・鋼材、２・・・鉄−亜鉛被覆層、３・・・亜鉛
粉およびクロメート防錆顔料含有シリケート層。第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）鋼材表面上に、下層として多孔質の実質的に鉄−
亜鉛の被覆層を有し、上層として５０〜９５重量％の亜
鉛粉および１〜２５重量％のクロメート防錆顔料を含有
するシリケート被膜が被覆されていることを特徴とする
被覆鋼材。
（２）鋼材表面上に、下地層として亜鉛系メッキ層を有
し、この下地層の上に位置して下層として多孔質の実質
的に鉄−亜鉛の被覆量を有し、上層として５０〜９５重
量％の亜鉛粉および１〜２５重量％のクロメート防錆顔
料を含有するシリケート被膜が被覆されていることを特
徴とする被覆鋼材。