JPS63252735A

JPS63252735A - 塗装後耐食性に優れた被覆鋼材

Info

Publication number: JPS63252735A
Application number: JP29639086A
Authority: JP
Inventors: 昭博八内; 塩谷　千歳; 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: 1988-10-19

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ッ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、塗装後におりる耐食性
に著しく優れる被覆ｖＡ材を提供することにある。

〔問題点を解決するだめの手段〕

上記問題点を解決するだめの本発明は、鋼４４表面上に
、下地層として亜鉛系メッキ層を介して、または介さな
いで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１〜２
５重量％のクロメート防錆顔料を含有するエポキシ樹脂
層が被覆されていることを特徴とするものである。

〔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ず、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、１−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エポキシ樹脂層を
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、エポキシ樹脂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」
ニさせる。またクロメートイオンは、鉄−亜鉛合金層の
亜鉛分、およびエポキシ樹脂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、エポキシ樹脂層の一部は鉄−亜鉛の被覆層の多
孔部に浸透し、かつ被覆層がエポキシ樹脂層全体で覆わ
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、エポキシ樹脂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
およびエポキシ樹脂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」二記鉄−亜鉛被覆層との間に亜鉛
系メッキによる下地層を有していると、その被覆層の破
損時などにおける耐食性向上効果がある。

〔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銅材としては、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吹込する被覆層
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、気孔率が５〜５０％の実質的に鉄
−亜鉛の被覆層が２〜５０ｇ／ｍ２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、金属亜鉛の溶融体、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メソシユ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°Ｃ１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製の円
筒状容器に充填して密閉し、４００〜７００°Ｃ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Ｃ，Ｎ、　Ｓｉ、　Ｍｎ、　Ｃｒ＋　Ｎｉ等
を含む鉄合金であってもよい。亜鉛合金とは、亜鉛にＡ
７！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、ずなわら、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ご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エポキシ樹脂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
層の凝集強度が低くなり、塗膜密着性が低下する傾向に
ある。

被覆層の目付量は２〜５０ｇ／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／ｍ２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−亜鉛被覆層上にば、亜鉛粉およびクロメート防
錆顔料を含むエポキシ樹脂層が形成される。

この場合における亜鉛粉の含を量としては、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、亜鉛含有量が多く、エポキシ樹脂分が少
くなると、エポキシ樹脂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で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重量％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、
亜鉛粉およびエポキシ樹脂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。

エポキシ樹脂層の層厚は、２〜５０μｍが好ましく、２
μｍ未満では塗膜の密着性が悪く、逆に５０μｍ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Ｙ′−１としては限定されないが
、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ソＦ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ボリン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　ｅ　、　Ｚｎ−Ｎｉ等の
亜鉛系メンキ層を設けると、より一層耐食性が向」二す
る。すなわち、多孔質の鉄−亜鉛被覆層の厚みはそれば
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ＩＷ鋼材の層構成を示
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エポキシ樹脂層、４は亜鉛系め
っき層である。

〔実施例〕

次に実施例を示す。

供試鋼材として、３．２　ｍｍ厚Ｘ７５ｍｍ幅×１５０
１長の低炭素熱延鋼板を用い、これをまずプラスト処理
により黒皮を除去し、次いで鉄−亜鉛被覆層、および顔
料含有エポキシ樹脂層を形成した後、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。

こごで、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）ｍりである。

下　塗　［ラバール１００ＰＪ　　　　３０μｍ厚中　
塗　［ラバール１００ＰＪ　　　　３０ｐｍ厚上　塗　
「ラバール１００Ｊ　　　　　３０μｍ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。

（＊１）　　ＪＩＳ　Ｚ　２３７１による塩水噴霧試験
１５００時間後の赤錆発生率（＊２）溶接部５０ｃｍ当りのブローホール数（＊３）
　　デュポン衝撃法、３Ｑｃｍの高さからの５００ｇＸ
　Ｏ，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図は本発明に係る被覆４４材の層構成の断面図であ
る。 ■・・・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エポキシ樹脂層。特許出願人　　　住友金属工業株式会社第１図第２図手続ネ市正書（方式）特許庁長官　小　川　邦　夫　殿１、事件の表示昭和６１年　特許願　第２９６３９０号２、発明の名称塗装後耐食性に優れた被覆鋼材３、補正をする者事件との関係　　　特許出願人名　称　　　住友金属工業株式会社４、代理人■１０１（発送日；昭和６３年４月２６日）６、補正の対象明細書、図面の簡単な説明の欄７、補正の内容

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
するエポキシ樹脂層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
料を含有するエポキシ樹脂層が被覆されていることを特
徴とする被覆鋼材。