JPS63183838A - 着色ポリウレタンエラストマ−被覆重防食鋼材 - Google Patents

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、港湾、河川工事をはじめ、治山、治水工事用
として広く利用される各種鋼矢板、鋼管矢板、鋼管杭、
Ｈ形鋼などに利用され、着色の範囲が広く、耐候性に優
れた着色ポリウレタンエラストマー被覆重防食鋼材に関
する。

〈従来技術とその問題点〉 従来の鋼矢板、鋼管矢板、Ｈ形鋼などの重防食鋼材はほ
とんどが黒色であり、構造物周辺の環境と不調和であり
、また、安全面でも着色化が要求されつつある。

他の構造物についても、着色化、特に環境調和色の開発
が要求されている。　送電鉄塔、照明柱、照明塔などが
この例であり、亜鉛メッキ上に塗装するという例が多く
なってきている。

従来の着色重防食鋼材としては、第２ａ図、第２ｂ図に
示すように、着色層として、ポリウレタンエラストマー
層３やプラスチック層４を用いたものがあるが、これら
はいずれも耐候性能で欠点がある。

また、特開昭６０−９２５２１号に開示するものがある
が、これは、着色したポリオレフィンシートを接着剤を
介して接着するもので、ポリエチレンシート（黒色）を
接着する技術と同様のものである。　しかしながら、こ
のような方法による着色重防食鋼材では複雑な形状には
接着困難である。　また、カーボンブラック等黒色系の
添加剤を用いているので着色の範囲は限られている。　
さらに、カーボンブラックの添加を減少させることによ
り、耐候性能が低下する恐れが十分ある等の問題点があ
った。

〈発明の目的〉 本発明の目的は前述した問題点を解決し、着色の範囲が
広く、特に耐候性（耐退色性）にすぐれ、ポリウレタン
エラストマーの長期耐久性との相乗効果で長期の環境調
和性、安全性を保持できる着色重防食鋼材を得るもので
ある。

〈発明の構成〉 このような目的は、以下の本発明により達成される。

即ち、本発明は、鋼材表面に化成処理層および／または
接着剤層を介して、ポリウレタンエラストマー被覆層と
、該被覆層上に着色顔料を含有するアクリルウレタン樹
脂被覆層とを設けてなることを特徴とする着色ポリウレ
タンエラストマー被覆重防食鋼材を提供するものである
。

また、前記ポリウレタンエラストマー被覆層は、 ａ、芳香族ポリイソシアネートと、脂肪族および／また
は脂環族ポリイソシアネートとを重ｈｔ比（９５〜５）
：　（５〜９５）の割合で混合するポリイソシアネート
と、 ｂ、ポリオールと、 Ｃ１着色顔料と、 ｄ９周期律表第■族の金属系脂肪酸塩とを含有し、前記
アクリルウレタン樹脂被覆層と同系色に着色されている
着色ポリウレタンエラストマー層である着色ポリウレタ
ンエラストマー被覆重防食鋼材であるのがよい。

以下、本発明の着色ポリウレタンエラストマー被覆重防
食鋼材を添付図面に示す好適実施例について詳細に説明
する。

本発明は、第１図に示すように鋼材１の表面上に特殊下
地処理層２（以下第１層と称す）、好ましくは混合ポリ
イソシアネートをベースとする着色ポリウレタンエラス
トマー層３（以下第２層と称す）および好ましくは着色
ポリウレタン層と同系色のアクリルウレタン層５（以下
第３層と称す）を設けた重防食鋼材である。

このような３層タイプとした理由は、第１層で付着性、
耐水性、耐陰極剥離性、第２層で耐衝撃性、絶縁抵抗性
、第３層で耐候性を特に重要視し、それぞれ優れた性能
を付与させたものである。

また、第２層と第３層を同系色に着色する場合には、運
搬時や鋼矢板、鋼管矢板などの打設工事の際に傷が付加
された場合にもその傷が目立たないという効果がある。

ここで各々３層の好適な被覆厚さとしては、第１層が２
０〜１００−１第２層は１〜５ｆｌＩｆｆ＋、第３層は
１０〜３００−である。

次に各層について詳細な説明をする。

本発明においてライニングされる鋼材には、構造用鋼、
高張力鋼、耐較性鋼、耐硫酸性鋼等からなる鋼管杭、鋼
管矢板、鋼矢板、Ｈ形鋼等をあげることができる。

鋼材の防食面をショツトブラスト、グリッドブラストあ
るいはサンドブラスト等のブラスト処理や、硫酸、塩酸
などによる酸洗により脱スケールを行ない清浄にした後
、第１層を被覆する。

第１層は、化成処理層および／または接着剤層である。

本発明では第２層と鋼材表面との密着性を高めるために
、化成処理層もしくは接着剤としての有機樹脂プライマ
一層あるいはこれらを併用した多層系の第１層を用いる
のが好ましい。

化成処理としては、リン酸塩処理、クロメート処理およ
びこれらの複合処理が好ましい。

リン酸塩処理としては、リン酸鉄、リン酸亜鉛、リン酸
亜鉛カルシウム等があげられる。

塗布量は、リン酸鉄が０．２〜１．０　　ｇ／ａ＋２　
、　　リン酸亜鉛、リン酸亜鉛カルシウムは１．０〜３
．０ｇ／１１２の範囲が好ましい。　これらの量より多
いと皮膜がもろく、被覆の接着性、耐衝撃性が低下する
。　また、これらの量より少ない場合は、耐水性が低下
する。

クロメート処理としては、反応型クロメート、電解クロ
メート、塗布型クロメートが適用できるが、塗布型クロ
メートが作業性の面からすぐれている。　塗布量として
は、全クロム量が２０　ｍｇ／　ｔｎ”　〜５００　Ｉ
ＩＩｇ／　ｒｎ”とする。　クロム量が２０ｍｇ／ｒｎ
’未満では耐水性に対する効果がなく、５００ｍｇ／ｒ
ｎ’をこえると被覆の耐衝撃性が低下する。

塗布型クロメートの場合は、処理液を鋼材にへヶ塗り、
スプレー塗装、またはとぶづけ塗装し乾燥させる。　ク
ロメート塗装鋼材の乾燥方法は、電気炉、高周波誘導加
熱などの熱乾燥が好ましい。　加熱温度は６０〜３００
℃の範囲、好ましくは８０〜１２０℃がよい。　なお、
塗布型クロメート処理液はにｒ３”／Ｃｒ’＋が１１５
〜２／３の範囲がよく、バインダーとしてシルカゾル、
アルミナゾル、アルキルシリケートなどの無機高分子ま
たはポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリアク
リル酸エステルなどの水溶性高分子などの添加剤をクロ
ム酸水溶液に添加してもよい。

本発明では、リン酸塩処理、クロム酸処理単独でも耐水
性は優れているが、リン酸塩処理し続いてクロム酸処理
した複合処理を行ってもよい。

また前述した接着剤として有機樹脂ブライマーを用いる
ことが好ましく、有機樹脂プライマーは、エポキシ樹脂
、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、ウレタン樹脂の単
独あるいはこれらを複合させた、着色ポリウレタンエラ
ストマー被覆層との密着性に優れたものが用いられる。

これらの有機樹脂ブライマーを鋼材に塗布する場合は、
鋼材に有機樹脂プライマーを１０〜ｔｏｏ４、好ましく
は２０〜５０−程度にロールコータ−、バーコーター、
エアレススプレー、刷毛塗り、しごき塗りなどの塗布方
法によって均一な膜厚になるように塗布し、続いて加熱
し接着剤を硬化させる。

本発明は、鋼材表面に上記第１層を介して、防食層とし
て第２層であるポリウレタンエラストマー被覆層を設け
る。

ポリウレタンエラストマーは、イソシアネート化合物と
ポリオールから得られるポリウレタンであればいかなる
ものでもよい。

好ましくは、以下に説明する芳香族ポリイソシアネート
と脂肪族または脂環族ポリイソシアネートとを重量比（
９５〜５）：　　（５〜９５）の割合で含有する耐候性
にすぐれた混合ポリイソシアネートを用いる。　またこ
の混合ポリイソシアネートには、触媒として以下に説明
する周期律表第■族の金属系脂肪酸塩を用いることが好
ましい。　このような組成とすることにより、機械的強
度を有し、さらに耐候性、防食性に優れたポリウレタン
エラストマー被覆層とすることができる。

混合ポリイソシアネートに用いる硬化剤としての芳香族
および脂肪族および／またはｆ１環族ポリイソシアネー
トとしては、フェニレンジイソシアネート、トリレンジ
イソシアネート、キシ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、ナフタレンジイソシアネ
ート、トリメチルプロパン１モルへのトリレンジイソシ
アネート３モル付加物などの芳香族ポリイソシアネート
、エチレンジイソシアネート、トリメチレンジイソシア
ネート、テトラメチレンジイソシアネート、ペンタメチ
レンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネー
ト。

ヘプタメチレンジイソシアネート、トリメチルプロパン
１モルへのへキサメチレンジイソシアネート３モル付加
物などの脂肪族ポリイソシアネートであり、１脂環族ポ
リイソシアネートとしては、シクロヘキサン−１，４ジ
イソシアネート等を代表的に挙げることができる。

芳香族ポリイソシアネートと脂肪族および／または脂環
族ポリイソシアネートの混合割合は重量比で９５〜５：
５〜９５である。　脂肪族または脂環族ポリイソシアネ
ートが５％未満では、得られたポリウレタンエラストマ
ーの光に対する安定性が悪く、また９５％を超えた場合
ではポリウレタンエラストマーの物性が悪い。

主剤としてのポリオールは、ポリウレタンエラストマー
の原料に用いられる平均分子量１００〜１０，０００の
ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオールおよ
びポリカプロラクトンなどがある。　ポリオールの平均
分子量が１００未満もしくは、１０，０００を超えた場
合ではポリウレタンエラストマーの物性が悪い。

また、触媒として用いる周期律表第■族の金属系脂肪酸
塩としては、マグネシウム、カルシウム、バリウム、亜
鉛、カドミウム、水銀のギ酸、酢酸、エナント酸、カプ
リン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オ
レイン酸、シュウ酸、コハク酸、酒石酸塩などがある。

　周期律表第■族の金属系脂肪酸塩の使用量は、ポリウ
レタンエラストマーに対して０．００１〜１０ｗｔ％、
好ましくは、０．００２〜２ｗＬ％である。

触媒として周期律表第■族の金属系脂肪酸塩を用いる理
由は、ポリウレタンエラストマーの光に対する安定性を
大ならしめるためであり、その原理については、定かで
ないが、周期律表第■族の金属系脂肪酸塩が存在するこ
とによってウレタン結合が安定化するものと思われる。

ポリウレタンエラストマーの製法は、硬化剤としての混
合ポリイシアネートと主剤としてのポリオールとの２液
型反応で、ポリオールに対して混合ポリイソシアネート
を過剰に反応させ末端にＮＧＯ基を有するウレタンプレ
ポリマーを得て、さらにポリオールを反応させてポリウ
レタンエラストマーを得る方法、もしくは硬化剤として
の混合ポリイソシアネートと主剤としてポリオールから
一度にポリウレタンエラストマーを得る方法のどちらて
もよい。　この場合の周期律表第■族の金属系脂肪酸塩
の添加時期は、硬化剤または主剤中に添加して用いても
よいし、主剤と硬化剤の混合時に添加してもよい。

混合ポリイソシアネートとポリオールとの反応温度は、
周期律表第■族の金属系脂肪酸塩を用いることにより、
無触媒の場合より低温であり、２０〜２００℃、好まし
くは２０〜１２０℃である。

本発明では、第２層であるポリウレタンエラストマー層
に下記のような所定の着色顔料が含有されているのが好
ましい。

特に、後述する第３層のアクリルウレタン樹脂層とほぼ
同系色となるような着色顔料を選択して用いるのが好ま
しい。　その理由は、第２層と第３層が同系色であれば
、鋼材の運搬時や打設工事の際に傷が付いた場合でも、
その傷が目立たないという利点があるからである。

ポリウレタンエラストマー組成物に添加される着色顔料
としては、公知の耐熱性の無機系または有機系顔料成分
のいずれを含む着色顔料でもよい。

顔料成分としては、例えば、白色顔料用として、チタン
白（ルチル型チタン、アナターゼ型チタンなど）、亜鉛
華、リトポン、鉛白、緑色顔料用として、酸化クロム、
クロムグリーン（黄鉛と紺青（フェロシアン化鉄カリウ
ム）との混合物）ジンクグリーン（亜鉛黄と紺青との混
合物）、塩素化銅フタロシアニングリーン、フタロシア
ニングリーン、ナフトールグリーン、ジベンザンスロン
、マラカイトグリーンレーキ等があげられる。

また青色顔料用として、群青（天然物、合成物）、紺ｆ
ｆ、銅フタロシアニンブルー、コバルトブルー、フタロ
シアニンブルー、フォストスカイブルー、インダンスレ
ンブル−１赤色顔料として、鉛丹、ベンガラ、塩基性ク
ロム酸亜鉛、クロムパーミリオン朱、カドミウム赤、パ
ラレッド、ブリリアントカーミン（縮合アゾ系赤）、ブ
リリアントスカーレット、キナクリドン赤、リソールレ
ッド、バーミリオン、チオインジゴレッド、ミンガミャ
レッド、黄色顔料用として、黄鉛、亜鉛黄、黄色酸化鉄
、チタンイエロー、ファーストイエロー、バンザイエロ
ー、オーラミンレーキ、ペンジジンエロ、インダンスレ
ンエローなどを挙げることができる。

この発明におけるポリウレタンエラストマー組成物に使
用する顔料は、前述の顔料成分が、ポリウレタンエラス
トマー樹脂中に１〜５０重量％含まれているのが適当で
ある。　着色顔料は、添加割合が少な過ぎると鮮明な着
色とならず、また添加割合が多すぎると被覆層の強度、
耐候性が低下するので好ましくない。

また本発明の着色ポリウレタンエラストマー層には必要
に応じて充填剤、ケイ光増白剤、紫外線吸収剤、酸化防
止剤などを添加してもよい。

ポリウレタンエラストマー層を接着剤を介して鋼材に塗
布する方法としては、 （１）ポリオールと混合ポリイソシアネート、金属系脂
肪酸塩、その他の成分を適当な容器中に正確に秤量し、
ドリルミキサー等で十分に混合してコテ等で塗布する方
法、 （２）二液混合スプレー塗装機を使用してスプレー塗装
する方法がある。

本発明の第２層は比較的厚塗り、例えばｌ　１１ｍ以上
に塗装するのが好ましく、−回の塗装で所望の厚みに達
しない場合は重ね塗りしてもよい。

本発明は第２層のポリウレタンエラストマー被覆層で不
足する耐候性能（紫外線によるポリウレタンエラストマ
ーの劣化）を改善するため、第３層としてさらに着色層
であるアクリルウレタン層を被覆することによりカバー
する。

第３層に用いるアクリルウレタン樹脂は、アクリルポリ
オールとイソシアネートの反応により硬化するタイプで
あり、前述の着色ポリウレタンエラストマー層で示した
着色顔料その他などによりほとんどの色調の淡色から濃
色までの着色が可能である。

また、本発明では、前述した理由から、第３層のアクリ
ルウレタン樹脂に第２層の着色ポリウレタンエラストマ
ーとほぼ同系色に調合したアクリルウレタン樹脂を用い
るのが好ましい。

く作用〉 次に、本発明の作用について説明する。

本発明の着色ポリウレタンエラストマー被覆重防食鋼材
は、例えば第１図に示すような層から構成されている。

すなわち、鋼材１面をショツトブラスト、酸洗等の通常
の清浄化手段によフて清浄化したのち、下地処理層２を
施し、ポリウレタンエラストマー層３を１〜５０１１１
厚塗布し、さらに着色アクリルウレタン層５を１０−〜
３００−厚塗布したものである。　下地処理層２（第１
層）および防食層であるポリウレタンエラストマー層３
（第２層）は、付着性、衝撃性、耐水性、耐陰極剥離性
、絶縁抵抗を向上させる役目を果たし、さらに着色層で
ある着色アクリルウレタン層５（第３層）は、特に耐候
性に優れる。

着色層（第３層）および防食層（第２層）とも液状の塗
料を塗布することにより形成されるため、複雑な形状で
も容易に被覆が可能である。

また、アクリルウレタン樹脂塗料はほとんどの色調に調
色が可能である。

次に、ポリウレタンエラストマー層３である防食層（第
２層）とアクリルウレタン層５である着色層（第３層）
の付着性についてであるが、防食層の表面温度が室温程
度でアクリルウレタン樹脂を塗布すると、１週間では、
実施例で説明する接着強度測定値が１００　Ｋｇ／ｃ＋
ｓ２以下のことがあるが、防食層の表面温度を３０℃〜
６０℃に加熱し、または防食層塗布時の予熱を利用する
ことにより、着色層（第３層）の硬化が促進され、２日
〜３日程度放置すれば１００Ｋｇ／ｃ１２以上の接着強
度を得ることができる。

そして、促進耐候性試験（サンシャインウェザ−メータ
）６０００時間後も、この値以下にはなフていない。

また、運搬や打込み前までのハンドリング中に第３層に
小さな傷が付加されることがあるが、第２層と第３層が
同系色（同色調）であれば、その傷はほとんど目立たな
い。

第３層の現場補修性は良好であり、ごく一般的な２液型
塗料と同じ扱い方でよく、刷毛、スプレーで簡単に補修
塗りが可能である。

〈実施例〉 以下、本発明を実施例により更に具体的に説明する。

重防食鋼材は、長い年月にわたり厳しい腐食環境にさら
され、流木、岩石、砂泥等の衝撃にも耐えなければなら
ないため、以下に示すような試験方法および目標特性値
を定め、各々の試験を実施した。

１、接着強度（垂直引張試験、室温、）（０，５ｃｍ／
分） −−−−−−−−−４０にｇｆ／ｃ■２以上２、衝撃強
度（筆芯５／８″、荷重５にｇ、室温）　（ガードナー
衝！Ｉ） −−−−−−−−−３，ＯＫｇｆ、ｍ以上３、耐温水性
（６０℃、水道水、３０日）（端面シールなし） ・・・・・・・・・端面からの剥離 なし ４、耐湿塩水性（６０℃、３！４ＮａＣＩＬ、３０日）
（端面シールなし） −−−−−−−−−３、０にｇｆ　、ｍ以上５、耐塩水
噴霧性（３５℃、５＄ＮａＣｊ！、３０日）　（クロス
カット） ・・・・・・・・・クロスカット部 からの剥離なし ６、耐陰極剥離性（室温、　３％　　ＫＣｊ２．３０日
）（３，３Ｖ、　５ｍｍ＋径） ・・・・−一・初期孔からの剥離 なし ７、絶縁抵抗（ｓｏ℃、３ＮＮａＣＩＬ、３０日）（５
０Ｖ、１分後） ・・・・・・・・・１０ａΩ・ｌ１１２以上８、隠ぺい
性（ＪＩＳ　８５４００に従い隠ぺい率を測定） ９、耐候性　（促進耐候性試験機） （サンシャインウェザ−メータ ６０００時間） ・・・・・・・・・退色、チョーキン グがわずかである こと。

（実施例１および比較例１） 重防食被覆鋼材の標準膜厚である２、５ｎ＋ｍを目標と
して（実測の膜厚を第１表に示す）、黒色ポリウレタン
エラストマー（ジフェニルメタン−４，４′−ジイソシ
アネート３０重量部、ポリエステルポリオール１００重
量部、黒鉛３重量部）を塗布し、さらに８〜３００＃ｍ
厚でアクリルウレタン樹脂塗料（アクリルポリオール８
０重量部、脂肪族イソシアネート２０重量部）を塗布し
た。　アクリルウレタン樹脂の色調は、青色系、緑色系
、黄色系、うぐいす色糸、空色系、茶色系の６色を調色
し用いた。

比較材として従来の黒色のポリウレタンエラストマー（
ジフェニルメタン−４，４″−ジイソシアネート１００
重量部、ポリエステルポリオール３０重量部、黒鉛３重
量部）も同時に試験した。　なお、鋼材は１３ｍｍ厚さ
の鋼矢板を用い、下地処理としてクロメート処理後、エ
ポキシ樹脂を５０−を施した。

第１表および第２表に各種試験結果をまとめて示す。

（１）接着強度 引張試験機で０　、５　ｃｍ／分の速度で引張試験を行
フだ。

本発明の着色材および比較材としての従来材とも１００
　Ｋｇ７ｃｍ２以上の接着強度を示した。

着色材については、すべてポリウレタンエラストマーと
アクリルウレタンの界面で破断した。

従来材はポリウレタンエラストマー被覆内での破断であ
った。

（２）衝撃強度 ガードナ一式衝撃試験機（筆芯５／８″、衝撃体５にｇ
）を用い、衝撃強度を求めた。

被覆の割れ、剥離などはピンホールディテクターでチェ
ックした。　いずれの着色材および従来材とも約２．５
ｍ１ｌ被覆厚さで３．５にｇ−ｍ以上の良好な結果を示
した。

（３）耐水性′ 耐温水性試験、耐湿塩水試験および耐塩水噴霧性試験で
は、着色材および従来材とも端面およびスクラッチ部か
らの剥離はほとんど認められず、優れた耐水性を示した
。

（４）耐陰極剥離性 ５　■径の被覆材を除去した試験材を３％ＫＣｆ溶液に
浸漬し、３．３ｖの極間電圧を付加し、３０日間放置し
、初期孔からの被覆の剥離距離を求めた。

着色材および従来材とも初期孔からの被覆の剥離は認め
られず、良好な結果を示した。

（５）絶縁抵抗 ３％Ｎａ　（、Ｉｔ温溶液６０℃に３０日間浸漬し、極
間にＳＯＶの電圧を付加し、１分後に絶縁抵抗を測定し
た。

いずれの着色材および従来材とも８．５×１０９Ω・ｍ
２以上の高い抵抗値を示した。

（６）隠ぺい性 隠ぺい性は、前述のＪＩＳに５４００に従って、隠ぺい
率を測定し、目視観察との対応から隠ぺい率９８％以上
では下層の色が全く見えず隠ぺい性良好、隠ぺい９０％
以上、９８％未満では下層の色が、注意すれば分る程度
で隠ぺい性はぼ良好、隠ぺい率９０％未満では下層の色
が透けて見え隠ぺい性不良と判断した。

黒色ポリウレタンエラストマー上に白色のアクリルウレ
タン樹脂を塗布した（１０戸厚）場合、隠ぺい率は９５
％であったが、同厚の緑色系に着色したアクリルウレタ
ン樹脂では隠ぺい率９８％であり、隠ぺい性はほぼ良好
であフた。

また、８Ｊｊｍ厚の空色系のアクリルウレタン樹脂では
隠ぺい率は９０％程度であり、着色の鮮明さが不十分で
あった。

よって、着色アクリルウレタン樹脂層は１０−厚以上形
成するのが好ましいことが判明した。

（７）耐候性 着色アクリルウレタン樹脂を１００−厚塗布した試験材
について、サンシャインウェザ−メータを用いて６００
０時間までの促進耐候性試験を行い、着色材および従来
材の色調の変化を調査した。

色調測定には、スガ試験機（株）製５Ｍ−３を用いた。

色調測定値の評価および色調変化ΔＥは第２表（注１．
２）に示す通りである。

第２表の色調変化ΔＥで一目瞭然であるが、アクリルウ
レタン樹脂をポリウレタンエラストマー上に塗布した本
発明材は、すべての色調で色調変化が少なく、非常に優
れた耐候性を示した。　これに対し、従来材は目視でも
被覆の劣化が激しく黒色のポリウレタンエラストマーが
チョーキングを起していた。　促進耐奴性試験２０００
時間以内で色調変化が大きく、その後はややゆるやかに
変化している傾向が認められた。

アクリルウレタン樹脂の色調変化は、目視では試験中の
冷却水の水垢程度であった。　アクリルウレタン樹脂間
での色調による耐候性の差がわずかに認められた。　空
色系、うぐいす色糸などの淡い色調が色調変化が少なく
、青色系、緑色系、茶色系のやや濃い色調がその変化が
やや大きかった。

第　２　表（その１） 第　２　表（その２） 注１）色調測定値の評価 明るい　＋←Ｌ→−暗　い 赤味＋←ａ→−緑味 黄　　味　　＋←ｂ→−ｉ’ｔ　　　味注２）色調変化 △　Ｅ　　＝　　　（Ｌｏ−Ｌ）’＋　（ａｏ−ａ）　
２＋　（ｂｏ−ｂ）　２ＬＯ＋　ａｏ、　ｂ６：試験前
の色測値り、ａ、ｂ：試験後の色測値 （実施例２および比較例２） 重防食被覆鋼材の標準膜厚である２、５＋ａ＋ａを目標
として（実測の膜厚を第１表に示す）、着色ポリウレタ
ンエラストマー（ジフェニルメタン−４゜４′−ジイソ
シアネート３０重量部、ポリエステルポリオール１００
重量部、着色顔料３〜１５重量部、酒石酸カルシウム１
重量部）を塗布し、さらに約１００−厚で同色のアクリ
ルウレタン樹脂（アクリルポリオール８０重量部、脂肪
族イソシアネート２０ｒｎ量部）を塗布した。　着色ポ
リウレタンエラストマーおよびアクリルウレタン樹脂の
色調は、青色系、緑色系、黄色系、赤色系、茶色系の５
色とし、着色ポリウレタンエラストマーは混合ポリイソ
シアネートの組成比率を変えたものを用いた。

製造方法は、長さ５ｍの鋼矢板（４００１ｆｘ１３０　
　Ｈｘ　１３．Ｏｍａ＋ｔ）をブラスト処理し、塗布型
クロメート処理剤（クロム酸化合物）を塗布したあと、
１００℃まで加熱し、アミン硬化型エポキシプライマー
を約３０戸厚さにエアレススプレー塗装し、鋼材温度が
６０℃になったところで着色ポリウレタンエラストマー
を２．５ｍ＋ａ目標で塗布した。　その後３０〜６０分
後に同色に着色したアクリルウレタン樹脂を１回〜３回
塗りで８〜３００＃ｍ厚塗布した。

第３表に各種試験結果をまとめて示す。

（１）接着強度（垂直付着強度） 引張試験機で０．５ｃｍ／分の速度で引張試験を行った
。

本発明範囲内での混合ポリイソシアネ−１・とポリオー
ル着色顔料および周期律表第■旌の金属系脂肪酸塩から
得られる着色ポリウレタンエラストマーは１００にｇｆ
／ｃｍ”以上の付着強度があった。

芳香族ポリイソシアネートが多い場合も同様であった。

この場合の破断位置はポリウレタンエラストマーとアク
リルウレタン樹脂間であった。

（２）衝撃強度 ガードナ一式衝撃試験機（Ｎ芯５７８″、衝撃体５にｇ
）を用い、衝撃強度を求めた。

被覆の割れ、剥離などはピンホールディテクターでチェ
ックした。

脂肪族または詣環族ポリイソシアネートが多すぎる場合
は、衝撃強度が劣った。

（３）耐温水性 ６０℃、３％ＮａＣｌ溶液に３０日間浸漬後、端面から
の被覆の剥離幅および接着部の垂直引張強度を求めた。

　付着強度、衝撃強度と同様に脂肪族が多すぎる場合は
、端面よりの剥離が認められた。

（４）耐陰極剥離性 ５　　ｍｓ＋径の被覆材を除去した試験材を３％にｃｉ
温溶液漫潰し、３．３ｖの極間電圧を付加し、３０日間
放置し、初期孔からの被覆の剥離距離を求めた。　付着
強度、Ｉｉ軍強度と同様に脂肪族が多すぎる場合は、初
期孔からの剥離が認められた。

（５）隠ぺい性 隠ぺい性は、前述の月Ｓに５４００に従って、隠ぺい率
を測定し、目視観察との対応から隠ぺい率９８％以上で
は隠ぺい性良好、隠ぺい９０％以上、９８％未満では隠
ぺい性はぼ良好、隠ぺい率９０％未満では隠ぺい性不良
と判断した。

着色ポリウレタンエラストマー層（第２層）とアクリル
ウレタン樹脂層（第３層）が同系色であることから、隠
ぺい性の確認が困難なため、第２層を黒色ポリウレタン
エラストマーとし、隠ぺい率を測定した。　第３層の厚
さが１０戸厚の場合隠ぺい率は９８％であり、はぼ良好
であったが、厚さ８−では隠ぺい率が９０％程度で、第
３層本来の色調が発揮できない。　また、第３層の厚さ
が１５−以上では、隠ぺい性は完璧であった。

従って、第３層の膜厚は１０−以Ｆとするのが好ましい
。

（６）耐候性 促進耐候性試験機（サンシャインウェザ−メータ）を用
いて６０００時間後の試験を行い、被覆（第２層二着色
ポリウレタンエラストマー、第３層ニアクリルウレタン
樹脂）の色調の変化を調査した。

色調測定には、スガ試験機（株）製５Ｍ−３を用い色調
測定値の評価は、 明るい　＋←Ｌ→−暗　い 赤味＋←ａ→−絃味 黄　　味　　＋←ｂ→−青　　味 で行い、色調変化を、 Δ　Ｅ　　−（Ｌｏ−Ｌ）”（ａｏ−ａ）”（ｂｏ−ｂ
）２ＬＯ＋　ａｏ、　ｂｏ：試験前の色測値り、ａ、ｂ
：試験後の色測値 で測定した。

着色ポリウレタンエラストマー層上に同系色のアクリル
ウレタン樹脂を塗布した場合（本発明例１〜７）は、変
色が非常に少なく、優れた耐候性能が認められた。

着色ポリウレタンエラストマー層のみ（比較例１〜３）
では、アクリルウレタン樹脂より色差△Ｅが大きく、従
来のポリウレタンエラストマーよりは優れているが、や
や退色が目立った。

また、本発明の硬化剤配合比率から外れた範囲の着色ポ
リウレタンエラストマーは退色が大きく、着色がすべて
白色味を帯びてしまった。

以上の試験結果をまとめると以下のとおりである。

着色ポリウレタンエラストマー（第２層）は。

本発明範囲内で十分な機械的特性、耐水性が得られ、従
来の黒色ポリウレタンエラストマーより耐候性は優れて
いるが、その上に第２層と同色に調色したアクリルウレ
タン樹脂塗料の第３層を塗Ｉｉすることにより、極めて
優れた耐候性を示す。

〈発明の効果〉 本発明の着色ポリウレタンエラストマー被覆重防食鋼材
によれば、鋼材表面に所定の下地層を介してポリウレタ
ンエラストマー被覆層を形成し、その上にアクリルウレ
タン樹脂被覆層を形成したことにより、表面層の着色範
囲が広く、特に耐候性（耐退色性）に優れ、ポリウレタ
ンエラストマーの長期耐久性との相乗効、果で、長期の
環境調和性、安全性が保持できる。

特に、ポリウレタンエラストマー被覆層とアクリルウレ
タン樹脂被覆層を同系色のものとし、た場合には、鋼材
の運搬時や打設工事等の際に傷が付加された場合でも、
その傷が目立たず、また傷の現場補修性も良好である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の鋼材の模式的断面図である。 第２ａ図および第２ｂ図は、従来の鋼材の模式的断面図
である。 符号の説明 １・−鋼材、 ２・・・下地処理層、 ３−・ポリウレタンエラストマー層、 ４・・・プラスチック層（黒色または着色）、５・・・
アクリルウレタン層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼材表面に化成処理層および／または接着剤層を
   介して、ポリウレタンエラストマー被覆層と、該被覆層
   上に着色顔料を含有するアクリルウレタン樹脂被覆層と
   を設けてなることを特徴とする着色ポリウレタンエラス
   トマー被覆重防食鋼材
2. （２）前記ポリウレタンエラストマー被覆層は、 ａ、芳香族ポリイソシアネートと、脂肪族および／また
   は脂環族ポリイソシアネートとを重量比（９５〜５）：
   （５〜９５）の割合で混合するポリイソシアネートと、 ｂ、ポリオールと、 ｃ、着色顔料と、 ｄ、周期律表第II族の金属系脂肪酸塩とを含有し、前記
   アクリルウレタン樹脂被覆層と同系色に着色されている
   着色ポリウレタンエラストマー層である特許請求の範囲
   第１項に記載の着色ポリウレタンエラストマー被覆重防
   食鋼 材。