JPS63265627A - 表面被覆鋼材およびその製造方法 - 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、表面の少なくとも一部に特殊な防食被覆層を
有する鋼材、特に、鋼管杭、鋼矢板のような土木建築用
鋼材、およびその製造方法に関する。

（従来の技術） 鋼管杭、鋼矢板、鋼管矢板のような土木建築用鋼材は、
その使用環境が多岐にわたり、しかも施工後は３０年、
４０年といった長期間の耐用年数を必要とされるものが
多い。

第１図は、海浜地帯における鋼管杭の使用例を示すもの
であるが、海水面の上下、通常スプラッシュゾーンと呼
ばれる部分（Ａ）は潮の干満による乾湿の繰り返しと海
水飛沫の影響を受けて腐食が甚だしい、このような部分
は常時水中にあるわけではないので、電気防食は効果が
なく、どうしても塗装などの表面処理が必要になる。

第１図のような例に限らず、河川、港湾の工事から一般
建築の分野まで使用される鋼材には防食被覆が必要とさ
れることが多いが、その場合鋼材全表面の被覆は必ずし
も要せず、先のスプラッシュゾーンのように一部だけを
重防食すれば足りることもある。

いずれにしても、土木建築用材料は、運搬、施工時の取
扱いもラフであるから、防食被覆は少々の衝撃では疵つ
かないもの、或いは疵がついても防食効果に影響のない
ものが望まれる。

上記のような要望に対して、既に各種の被覆鋼材が提案
されており、例えば、特開昭６０−２３０８４８号公報
にはポリオレフィン樹脂を使用する耐久性の良い鋼矢板
の製造方法が紹介されている。しかしながら、樹脂被覆
を施す場合、鋼材表面と樹脂皮膜との間に中間層を置く
のが普通であり、この中間層の選定を適正に行わないと
皮膜の損傷、剥離が起こりがちである。更に、中間層は
、樹脂皮膜が損傷した場合でも鋼材そのものを腐食から
護るものであるのが望ましい。中間層として一般的なの
は溶融亜鉛めっきであるが、これは樹脂皮膜との密着性
がいまひとつであり、まためっき処理のために大きな設
備を要し、特に鋼材の必要部分だけを処理するというよ
うな融通性にかける。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、特に土木建築用に使用される鋼材であって、
密着性の優れた防食被覆を有し、かつ被覆の損傷があっ
ても耐食性劣化の小さな鋼材と、このような鋼材を比較
的安価に製造する方法を提供するものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明者は、鋼材の樹脂被覆を検討するなかで、特に中
間層（以下、本発明においては樹脂被覆層の下にあると
いう意味で、「下層」という。）の重要性に着目した。

そして鉄−亜鉛合金のメカニカルプレーティング層に成
る種のクロメート処理をしたものが樹脂皮膜の下層とし
て極めて優れていることを確認した。この知見に基づい
て、本発明は下記■および■の表面被覆鋼材およびその
製造方法および要旨とする。

■　表面の少なくとも一部が、クロメート処理を施され
た鉄−亜鉛合金メカニカルプレーティング皮膜とその上
に施された樹脂皮膜とから成る被覆層で被覆されている
表面被覆鋼材。

■）ＩＩｌ材の表面の少なくとも一部に、鉄または鉄合
金の核の周囲に鉄−亜鉛合金を被着した粒子を投射して
鉄−亜鉛合金皮膜を形成し、この皮膜にクロメート処理
を施し、次いでこの皮膜の上に樹脂皮膜を形成すること
を特徴とする表面被覆鋼材の製造方法。

ここで、鉄−亜鉛合金メカニカルプレーティングとは、
特公昭５９−９３１２号公報に記載されているような投
射（ブラスト）法による鉄−亜鉛合金被覆をいう、この
方法は、微小な鉄または鉄合金の核の周囲に鉄一部鉛合
金を被着（コーティング）した粒子を鋼材の表面に強く
吹きつけて、粒子外周の鉄−亜鉛合金を鋼材の表面に移
し被覆層を形成させる技術である。

第２図はこの技術の原理を説明するもので、同図から理
解できるとおり、皮膜（１）は粒子（２）から鋼材（３
）へ機械的に移行した鉄−亜鉛合金で構成される。この
方法は、溶融めっきにおける浴（溶融金属槽）や電気め
っきにおける電解槽のように大損りな設備を必要とせず
、しかも、鋼材の所望部分だけに好みの厚さの被覆を行
うことができる。

上記の方法で得られた鉄−亜鉛合金皮膜の大きな特徴は
、溶融めっきや電気めっきの皮膜に較べて、多孔質であ
り且つ表面が粗いことである。これは、その上に樹脂皮
膜を施す場合の下層として極めて有利である。下地の表
面が粗いと樹脂皮膜の密着性が著しく向上するからであ
る。

鉄−亜鉛合金メカニカルプレーティング層はそれ自体で
も防食効果がある。しかし、表層の樹脂皮膜が何らかの
原因で損傷したとき、下地の鉄−亜鉛合金皮膜で防食効
果を補わなければならない。

そのためにはこの下層自体の防食性能も高めておく必要
がある。

一般に亜鉛めっき層の防食性能を高めるための処理とし
て、クロメート処理が周知である。しかし、上記のメカ
ニカルプレーティングによる多孔質の鉄−亜鉛合金被覆
層に対してはそれにふされしい処理を選ばなければなら
ない、かかる処理として、クロム酸化合物０．１〜５０
ｇ／　１と硫酸０．０１〜５ｇ／ｌを含む水溶液を用い
る水系クロメート処理がある。この水系クロメート処理
については、本願の出願人らが先に出願した特願昭６０
−２３２９１９号に詳しく説明している。即ち、上記組
成の処理液に０．５〜８秒という短時間接触させること
によって、鉄−亜鉛合金被覆層の防食効果は著しく改善
される。

上記により処理された下層の上に施される樹脂被覆はウ
レタン樹脂、タールエポキシ樹脂、またはポリエチレン
樹脂の皮膜である。これらの樹脂は、防食性が高く、上
記下層とのなじみも良く塗装性に優れ、現場での部分補
修にも使い易い、しかも、これらは比較的廉価であるか
ら、特に土木建築用鋼材のような大量に使用されるもの
の塗装には好適である。

をいう。

上記の樹脂被覆を施すに当たって、下層の鉄−亜鉛合金
層に適当な下地処理をするのが好ましいことがある０例
えば、ウレタン樹脂被覆の場合は、２５μｓＷ、程度の
ウレタン系ブライマーをエアレス塗装するのがよく、ポ
リエチレン樹脂被覆の場合には、１５０μ層厚程度のポ
リエチレン粘着樹脂を加熱貼付するのがよい、タールエ
ポキシ樹脂の場合は、特別に下地処理を必要としない０
本発明の「鉄−亜鉛合金合金メカニカルプレーティング
皮膜とその上に施された樹脂皮膜」というのは、上記の
ような下地処理層を介し、または介さずという意味であ
る。

上記の被覆は鋼材の全表面に施してもよいが、特に重防
食が必要な部分、例えば先に述べたスプラッシュゾーン
だけに施してもよい、鉄−亜鉛合金のメカニカルプレー
ティングは、比較的小型の投射（ブラスト）装置で実施
でき、クロメート処理および樹脂コーティングもロール
コーティング法等の簡易な方法が採用できるから、既に
施工済みの鋼材の防食被覆の現地補修にも本発明は利用
できる。

被覆層の厚みは、鋼材の使用条件、耐用年数などに応じ
て決めればよい、第１図に示したような海岸の鋼管杭の
スプラッシュゾーンを仮定し、耐用年数を６０年とすれ
ば、被覆厚みの目安はおよそ下記のとおりである。

鉄−亜鉛合金皮膜・・・厚み５〜１０　　μ−クロメー
ト処理・・・１００　ｍｇ／　ｒｄ樹脂皮膜・・・厚み
２．５〜３．５ｆｌ（必要魚心じて、下地処理層は前記
のとおり）第３図は、上述のようにして得られた本発明
の被覆鋼材の断面を模式的に示すものである。鋼材（３
）の上に鉄−亜鉛合金皮膜（１）、下地処理層（４）、
樹脂皮膜（５）が積層されている。下地処理層（４）は
樹脂皮膜の種類によっては、必要としない。

（作用） 通常、鋼管杭等の重防食用の樹脂被覆の厚みは、４０年
の耐用年数とハンドリングの際の疵発生を考慮して、２
．５ｗ以上としている。

本発明の鋼材は、下層の鉄−亜鉛合金層そのものが優れ
た防食性を持ち、しかも表層の樹脂層との密着性がよい
ので、同じ耐用年数であれば樹脂皮膜は薄くしてよい、
同じ厚みの被覆をすれば、耐用年数が６０年というよう
に長くなり、いわゆるメンテナンスフリーとすることが
できる。

以下、実施例によって本発明の効果を具体的に説明する
。

（実施例１） 鋼矢板■型に第１表に示すとおりの被覆を施し、１年間
の海水浸漬上後の性能を調査した。その結果を第１表に
併記する。

本発明の実施例に相当するものは、衝撃強度、密着力と
もに極めて優れている。

なお、以下の実施例における鉄−亜鉛合金ＭＰ層とは、
メカニカルプレーティングした鉄−亜鉛合金層のことで
ある。

第１表 （実施例２） 鋼管杭の材料に相当する５Ｓ４１の鋼板に第２表の被覆
を施し、塩水噴霧後の性能を調べた。その結果を第２表
に併記する。

同じタールエポキシ樹脂の被覆であるが、下層が鉄−亜
鉛合金メカニカルプレーティング皮膜である実施例２で
は、５０００時間の塩水噴霧試験後も外観に変化がなく
、密着性も優れている。

第２表 （実施例３） ＳＳ４１の鋼板にポリエチレン樹脂被覆を施して、乾湿
繰返し試験を行った。試験条件と結果を第３表にまとめ
て示す。

この結果からも明らかなように、本発明の被覆鋼材は、
厳しい腐食条件下でも優れた耐食性を持ち、樹脂皮膜の
密着性も衰えない。

第３表 注＊　　１０ｈｇ／ｒｄの水溶性クロメート処理

【図面の簡単な説明】

第１図は、表面被覆鋼材の使用例を示す図、第２図は、
鉄−亜鉛合金メカニカルプレーティングの原理を示す図
、 第３図は、本発明の表面被覆鋼材の断面の模式％式％

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面の少なくとも一部が、クロメート処理を施さ
   れた鉄−亜鉛合金メカニカルプレーティング皮膜とその
   上に施された樹脂皮膜とから成る被覆層で被覆されてい
   る表面被覆鋼材。
2. （２）樹脂皮膜がウレタン樹脂、タールエポキシ樹脂、
   またはポリエチレン樹脂である特許請求の範囲第１項記
   載の表面被覆鋼材。
3. （３）鋼材の表面の少なくとも一部に、鉄または鉄合金
   の核の周囲に鉄−亜鉛合金を被着した粒子を投射して鉄
   −亜鉛合金皮膜を形成し、この皮膜にクロメート処理を
   施し、次いでこの皮膜の上に樹脂皮膜を形成することを
   特徴とする表面被覆鋼材の製造方法。
4. （４）クロメート処理が、クロム酸化合物０．１〜５０
   ｇ／ｌと硫酸０．０１〜５ｇ／ｌを含む水溶液を用いる
   水系クロメート処理であり、樹脂皮膜がウレタン樹脂、
   タールエポキシ樹脂、またはポリエチレン樹脂である特
   許請求の範囲第３項記載の表面被覆鋼材の製造方法。