JPS6372377A - ポリオレフイン樹脂粉体融着被覆鋼材の製造方法 - 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、接着性ポリオレフィン樹脂粉体塗料を接着剤
を介して鋼材に熱的に接合させることによるポリオレフ
ィン樹脂粉体融着波）Ｖ鋼材の製造方法に関する。

〈従来技術およびその問題点〉 鋼材、特に土木、建設用に用いられる鋼矢板は、一般に
、地中に打設して防護棚を形成し、海岸、港湾、河川な
どを護岸する目的や、建設、浚渫現場などで地盤を固定
して、泥砂の流入を防止するｌ］的等に使用されている
。

これらの鋼矢板は、屋外の環境下で水、紫外線、各種ガ
ス、大気に曝されて激しく腐食し、また土砂、泥、瓦礫
などに直接接触したり、流木等の漂流物に接触して機械
的な損傷を受け、腐食とあいまって早期の劣化を生じ、
倒壊等の原因となっている。

しかしながら、従来その効果的な腐食防止法がなく、無
機ジンク塗料やタール・エポキシ樹脂塗料による塗装、
エポキシ樹脂や不飽和ポリエステル樹脂によるＦＲＰＩ
覆などによって腐食防止が図られてきたが、それらは機
械的強度、長期の耐久性等の点で、効果的な腐食防止法
でなかった。

さらに水中部の防食には従来から電気防食法が多く適用
されているが、干満帯や飛沫帯では効果的ではなく、塗
装に頼っているが、その効果は前述のように十分ではな
い。

しかしその後、鋼管杭については、ラインパイプの防食
被覆技術を生かして、防食効果が高く耐久性の優れた被
覆材料であるポリオレフィン樹脂を押出成形したプラス
チック層を溶融状態で接着剤を介して鋼管面上に密着さ
せる押出被覆法や、タール・ウレタン樹脂、ウレタンエ
ラストマー樹脂をエアーレススプレー塗装により鋼管表
面に被覆させる方法等によフて、優れた防食被覆を有す
る製品が実用化され、性能、経済面で著しい改善がなさ
れた。

一方、鋼管矢板、鋼矢板については、爪部が両側に付い
ている等、形状が複雑なため、前述の押出被覆法による
プラスチック被覆ができず、タール・ウレタン樹脂、ウ
レタンエラストマー樹脂をエアーレススプレーにより被
覆する方法が通用され、著しい改善がなされた。

しかしながらエアーレススプレー法によるタールウレタ
ン樹脂塗料やウレタンエラストマー樹脂塗料被覆は、塗
膜自体の吸水率が高く、ポリオレフィン系被覆に比較し
てやや防食性に劣ることと、エアーレススプレー法では
塗料の塗着効率は低く、塗料の飛散等の環境開運もあり
、これらの欠点を改善する方法の出現が強く望まれてい
た。

これらの欠点を解消すべく、鋼矢板に、架橋したポリエ
チレンシートをロールにより圧着被覆する方法として特
開昭５９−２２４７１７、同５９−２２４７１８号公報
に開示されているが、これらには被覆時に気泡を巻き込
んだり、ポリエチレンシート圧着時にポリエチレンシー
トを変形させやすいという問題がある。

また、樹脂粉体被覆法としては、流動浸漬法により鋼管
に全面塗装する方法が例えば特開昭５９−４２０６９号
公報等に、鋼管外面のみに塗装する方法が例えば特開昭
５８−２０２０７３号公報等に開示され、鋼矢板に関し
ては片面に全面被覆する方法が例えば特開昭６０−２３
０８４８号公報に開示されているが、これにはポリオレ
フィン押しつけ時にポリオレフィンが変形するという問
題がある。

またポリオレフィン樹脂粉体を鋼材に融着させる方法と
しては、従来、未変性のポリオレフィン樹脂粉体を２５
０〜３５０℃に加熱した鋼材に接触させ、その樹脂粉体
表面を熱酸化して極性基をつけ、鋼材に融着被覆するこ
とが多かった。

しかし、この場合には、ポリオレフィン樹脂が高熱で酸
化劣化するため被覆層が脆くなり、また水に浸漬すると
きわめて早期に被覆がはがれ、耐水性が著しく劣る等の
問題があった。

そこで、この耐水性を改善するために、アミン硬化系あ
るいはアミド硬化系エポキシプライマーが用いられてい
るか、鋼材の加熱温度が２５０〜３５０℃と高いため、
耐熱限界温度が２００℃である該エポキシブライマーが
熱劣化してしまい、耐水性の改善効果が少ない。

〈発明の目的〉 本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、上述の問題
点を解決した、きわめて防食性に優れたポリオレフィン
樹脂粉体融着被ｒｉ１１ｉＩ材の製造方法を提供するこ
とを目的とする。

〈発明の構成〉 本発明によれば、鋼材表面を清浄にした後、化成処理を
施し、続いて接着剤を介して接着性ポリオレフィン樹脂
粉体塗料を融着被覆することを特徴とするポリオレフィ
ン樹脂粉体融着被覆鋼材の製造方法が提供される。

ここで、接着性ポリオレフィン樹脂粉体塗料は、酸変性
ポリオレフィン樹脂粉体塗料、もしくは酸変性ポリオレ
フィン樹脂粉体塗料の上にさらに未変性ポリオレフィン
樹脂粉体塗料の２層からなるのが好ましい。

また、接着剤は、ジシアンジアミド硬化エポキシ樹脂、
フェノール樹脂、フェノキシ樹脂のうち少なくとも１種
から成るのが好ましい。

また、化成処理としてりん酸塩処理、クロム酸系処理お
よび／またはこれらを複合させたものであるのが好まし
い。

さらに、ポリオレフィン樹脂粉体を融着被覆する際の鋼
材加熱温度が１８０〜３００℃であるのが好ましい。

本発明に用いられる鋼材、例えば鋼矢板としては、構造
用ｗ４（ＳＳ、ＳＭ）、高ＪＲ力’Ａ（ＨＴＰ）、耐候
性鋼、耐硫酸性鋼等をあげることができる。

そして、本発明ではかかる鋼矢板の被粉体融着面である
凹面あるいは凸面のいずれか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、化成処理を施し、接着剤を介してそ
の上にポリオレフィン樹脂粉体を融着し、ポリオレフィ
ン樹脂粉体融着鋼矢板を得る。

本発明で用いる化成処理は、りん酸塩処理、クロメート
処理および／またはこれらの複合処理にて行なう。

りん酸塩処理としては、りん酸鉄、りん酸亜鉛、りん酸
亜鉛カルシウム等の使用があげられる。塗布量は、りん
酸鉄が０．２〜１．０　ｇ／ｒｎ′、りん酸亜鉛、りん
酸亜鉛カルシウムは、１．０〜３．０　ｇ／ｒｒｆの範
囲が好ましい。上記各回を超えると皮膜がもろく、被覆
の接着性、耐衝撃性が低下し、上記各量未満では耐水性
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、塗布型クロメートのいずれもが適用できるが、
塗布型クロメートが作業性の面から好ましい。塗布量と
しては、全クロム量か２０〜５００ｍｇ／ｒｎ’の範囲
が好ましく、２０ｍｇ／ｒｎ’未満では耐水性に対する
効果がなく、５００ｍｇ／ｒｎ２を超えると被覆の耐衝
撃性が低下する。

塗布型クロメート処理液を鋼矢板にへヶ塗り、スプレー
塗装もしくはとぶづけ塗装等により塗布後、乾燥させる
。クロメート塗装鋼矢板の乾燥方法は、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６０〜３
００℃の範囲が良く、好ましくは８０〜１２０℃の範囲
がよい。その理由は、６０℃未満だと耐水性が劣り、３
００℃超だとクロメート層が熱劣化するためである。

なお、塗布型クロメート処理液はＣ，３＋／Ｃｒ６＋が
１７５〜２／３の範囲がよく、バインダーとしてシリカ
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、りん酸塩処理あるいはクロム酸処理単独で
も耐水性に優れているが、りん酸塩処理し、続いてクロ
ム酸処理をする複合処理を行ってもよい。

また本発明に用いる接着剤は、鋼矢板子熱の際の耐熱性
に優れかつ、接着性ポリオレフィン樹脂との接着性、耐
水性に優れているジシアンジアミド硬化エポキシ樹脂、
フェノール樹脂、フェノキシ樹脂等がよい。そして、前
述したようにあらかじめ化成処理した鋼矢板を６０〜２
００℃の範囲、好ましくは８０〜１２０℃の温度に加熱
して乾燥後、該接着剤をｌＯ〜ｔｏｏ、ａ、好ましくは
２０〜５０１ｊＪｌｌ　（’）　Ｒサニロ−ル：７−　
ター、パーコーター、エアレススプレー、刷毛塗り、し
ごき塗り等の塗布方法によって均一な膜厚になるように
塗布し、続いて後加熱し、塗布した接着剤を硬化させる
。

その後、この硬化した接着剤上に酸変性ポリオレフィン
樹脂粉体を融着する。

ここにポリオレフィンは、不飽和カルボン酸またはその
無水物もしくはこれらの話導体で変性した酸変性オレフ
ィンである。

このような酸変性ポリオレフィンの製造に用いられるポ
リオレフィンとしては、低密度ポリエチレン、中密度ポ
リエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リ−１−ブチ゛ン、エチレン−プロピレン共重合体、エ
チレン−１−ブテン共重合体、プロピレン−１−ブテン
共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−
エチルアクリレート共重合体、エチレン−ビニルアルコ
ール共重合体、エチレン−アクリルニトリル共重合体、
およびこれらの混合物があげられる。またポリオレフィ
ンの変性に用いる不飽和カルボン酸またはその無水物と
して、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マ
レイン酸、シトラコン酸、イタコン酸、無水イタコン酸
などがあげられる。酸変性オレフィン中のこのような変
性剤の量は０．０１〜８重量％が好ましい。

これらの酸変性したポリオレフィン樹脂粉体を鋼矢板に
１層に塗布するか、もしくはその上にさらに未変性の上
記のポリオレフィン樹脂粉体を重ね塗りして２層被覆と
してもよい。

酸変性ポリオレフィン樹脂粉体には、紫外線劣化防止剤
、熱劣化防止剤、カーボンブラックや着色顔料を使用し
、前記接着剤を含めた防食被覆の厚さは０．５ｍｍ以上
とするのが好ましい。０．５ｍｍ未満では、被覆にピン
ホールが発生する危険があるからである。

また、酸変性ポリオレフィン樹脂粉体の粒度は５０〜８
００−の範囲がよく、好ましくは１００〜４５０−がよ
い。粒度が小さすぎると鋼矢板面に供給する時、飛散が
多く、塗布効率が低になるのでコストアップになる。一
方粒度が太きすぎると、塗布効率は良くなるが、粉体の
溶融が不充分になりやすく、その結果、被覆の表面が平
滑になりにくい傾向がある。

なお、酸変性ポリオレフィン樹脂粉体を前記硬化した接
着剤上に塗布する前に、インダクションヒータ、電気炉
、ガス炉等で鋼矢板を１８０〜３００℃、好ましくは２
００〜２４０℃の温度範囲に加熱する。

このようにして酸変性ポリオレフィン樹脂を融着した鋼
矢板を、空冷、続いて水冷により室温まで冷却すること
によって、ポリオレフィン樹脂粉体融着鋼矢板が製造さ
れる。

〈実施例〉 次に本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明する。

〔実施例１〕 長さ５ｍの■型鋼矢板（寸法４００”Ｘ１３０ｈＸ　１
３．ＯＬｍｍ）の凹面をグリッドブラスト処理し、塗布
型クロメート処理剤（クロム酸化合物）を塗布した後、
鋼矢板を１００℃まで加熱し、ジシアンジアミド硬化エ
ポキシブライマーを約３０−厚さにエアーレススプレー
塗装し、さらに鋼矢板を２６０℃まで予熱した。

その後、無水マレイン酸変性したポリエチレン樹脂粉体
（Ｍ　Ｉ　＝３．０　、密度＝　０．９２５、融点１２
１℃、軟化点９８℃、粒度１００〜３５０４）を塗布し
、鋼矢板の保有熱で鋼矢板上の粉体を完全に融着し、空
冷、続いて水冷し、平均膜厚２．５ｍｍの凹面ポリエチ
レン被覆鋼矢板を得た。

〔実施例２〕 化成処理としてクロメート処理の代りにりん酸亜鉛処理
を用いた以外は、実施例１と全く同じ条件で、凹面ポリ
エチレン被覆鋼矢板を得た。

〔実施例３〕 接着剤としてジシアンジアミド硬化エポキシ樹脂ブライ
マーの代りにフェノール樹脂ブライマーを用いた以外は
、実施例１と全く同じ条件で凹面ポリエチレン被覆鋼矢
板を得た。

〔実施例４〕 接着剤としてジシアンジアミド硬化エポキシ樹脂プライ
マーの代りにフェノキシ樹脂ブライマーを用いた以外は
、実施例１と全く同じ条件で凹面ポリエチレン被覆鋼矢
板を得た。

〔実施例５〕 接着性ポリオレフィン樹脂として、無水マレイン酸変性
ポリエチレン樹脂粉体の代りに、無水マレイン酸変性エ
チレン−プロピレンブロック共重合体樹脂粉体を用いた
以外は、実施例１と全く同じ条件で凹面エチレン−プロ
ピレンブロック共重合体被覆鋼矢板を得た。

（実施例６〕 接着性ポリオレフィン樹脂として、無水マレイン酸変性
ポリエチレン樹脂粉体の代りに、無水マレイン酸変性ポ
リブテン−１樹脂粉体を用いた以外は、実施例１と全く
同じ条件で凹面ポリブテン−１被覆鋼矢板を得た。

（実施例７） 接着性ポリオレフィン樹脂として無水マレイン酸変性ポ
リエチレン樹脂粉体を０．５　ｔｏｍ厚さに塗布した後
にさらに未変性ポリエチレン樹脂粉体（Ｍ１＝３．５．
密度＝０．９３０　、融点１２０℃、軟化点９７℃、粒
度１００〜３５０−）を２．０　ｍｍｐ布して平均膜厚
２．５　ｍｍにした以外は、実施例１と全く同じ条件で
凹面ポリエチレン被覆鋼矢板を得た。

〔比較例１〕 塗布型クロメート処理、ジシアンジアミド硬化エポキシ
樹脂を用いず、無水マレイン酸変性ポリエチレン樹脂粉
体の代りに未変性ポリエチレン樹脂粉体を用い、被覆鋼
矢板を得た。

（比較例２） 無水マレイン酸変性ポリエチレン樹脂粉体の代りに未変
性ポリエチレン樹脂粉体を用いた以外は、実施例１と同
様に行フた。

〔比較例３〕 ジシアンジアミド硬化エポキシ樹脂の代りにアミン硬化
エポキシ樹脂を用いた以外は、実施例１と同様に行った
。

〔比較例４〕 塗布型クロメート処理を用いなかった以外は、実施例１
と同様に行った。

このようにして得られたポリオレフィン樹脂粉体被覆鋼
板を、以下の試験を行い、諸特性を評価した。

結果を表１に示す。

■　９０゛剥離試験 温度２３℃、１　ｃｍ／分の剥離速度で、樹脂被覆の９
０°剥離強度を測定した。

■　陰極剥離試験 ５ｒｎＩｌφ穴、−１，５ＶｖｓＳ　ＣＥカソード分極
２３℃、３％ＫＣＩＬ、３０日での陰極剥離試験後の樹
脂被覆の剥離進行距離を測定した。

■　温水浸漬試験 温度８０℃、３％ＮａＣｆ溶液に３０日浸漬後の被覆剥
離幅および接着部の９０°剥離強度を測定した。

〈発明の効果〉 以Ｆ詳述したように本発明によれば、耐水性、耐剥離性
に優れ、従来の製造方法に比して防食性の点で大幅な改
善がなされたポリオレフィン樹脂粉体融着被覆鋼材の製
造方法が提供されるという効果がある。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼材表面を清浄にした後、化成処理を施し、続い
   て接着剤を介して接着性ポリオレフィン樹脂粉体塗料を
   融着被覆することを特徴とするポリオレフィン樹脂粉体
   融着被覆鋼材の製造方法。
2. （２）前記接着性ポリオレフィン樹脂粉体塗料は、酸変
   性ポリオレフィン樹脂粉体塗料である特許請求の範囲第
   １項に記載のポリオレフィン樹脂粉体融着被覆鋼材の製
   造方法。
3. （３）前記接着性ポリオレフィン樹脂粉体塗料は、酸変
   性ポリオレフィン樹脂粉体塗料の上にさらに未変性ポリ
   オレフィン樹脂粉体塗料を有してなる特許請求の範囲第
   １項に記載のポリオレフィン樹脂粉体融着被覆鋼材の製
   造方法。
4. （４）前記接着性剤は、ジシアンジアミド硬化エポキシ
   樹脂、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂のうち少なくと
   も１種から成る特許請求の範囲第１項ないし第３項のい
   ずれかに記載のポリオレフィン樹脂粉体融着被覆鋼材の
   製造方法。
5. （５）前記化成処理としてりん酸塩処理、クロム酸系処
   理および／またはこれらを複合させたものである特許請
   求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載のポリオ
   レフィン樹脂粉体融着被覆鋼材の製造方法。
6. （６）前記ポリオレフィン樹脂粉体を融着被覆する際の
   鋼材加熱温度が１８０〜３００℃である特許請求の範囲
   第１項ないし第５項のいずれかに記載のポリオレフィン
   樹脂粉体融着被覆鋼材の製造方法。