JPH0214137A - ポリオレフィン被覆鋼材損傷部の補修方法 - 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、ポリエチレン被覆鋼管、ポリエチレン被覆鋼
矢板等のポリオレフィン被覆鋼材の損傷部を補修する方
法に関する。

［従来技術］ ポリオレフィン被覆鋼材は海洋構造物や護岸工事などの
土木建築用資材として使用される防食鋼管杭、防食鋼矢
板などの防食性を長期にわっで維持させる目的で開発さ
れたものである。ポリオレフィン、特にポリエチレンは
硬度、衝撃強度などの機械的性質、耐候性、耐水性、耐
薬品性等に優れていることから、近年における防食被覆
の主流になっている。ポリオレフィン被覆鋼材は、押し
出しライニング法、シートライニング法、粉体ライニン
グ法等によって製造され、鋼材面にミルコートポリオレ
フィン被覆層が形成されている。

このポリオレフィン被覆鋼材は保管時や搬送時、敷設時
、打設時に、鋼材どうしあるいは治工具類との接触によ
る衝撃によって損傷を受けることがある。このような損
傷部は放置しておけば発錆や被覆層剥離の原因となり、
優れた防食効果が維持できなくなるため、補修する必要
がある。

上記のようなミルコートポリオレフィン被覆層の損傷部
に対する従来の補修技術としては幾つかの方法が知られ
ている。第３図は特開昭６１−１９７０７７号に示され
ている補修方法の説明図である。第３図において、１は
鋼材、２はミルコートポリオレフィン被覆層であり、補
修方法は、前記被覆層２の損傷部およびその周辺にウレ
タン系プライマー２０を塗布し、次いで損傷部に二液硬
化性ポリウレタン系シーラント２１を充填し、その上に
前記プライマー２０と同一のプライマーを塗布した補修
用ポリオレフィンシート２２を加熱圧着して補修する。

第４図は特開昭６１−１７０５８６号に示されている補
修方法の説明図である。第４図において、１は鋼材、２
はミルコートポリオレフィン被覆層であり、その補修方
法は、損傷部にシーラント２３を充填し、次にシーラン
ト２３の上面およびその周辺のミルコートポリオレフィ
ン被覆層２に軟化点５０℃以下の接着剤層２４を配した
架橋ポリオレフィンシート２５を加熱圧着し、さらに軟
化点９０℃以上の補修用ポリオレフィンシート２６を前
記架橋ポリオレフィンシート２５およびミルコートポリ
オレフィン被覆層２を連続して被覆するように加熱圧着
する。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、前述の従来技術は、いずれの方法においても、
ミルコートポリオレフィン被覆層と補修用ポリオレフィ
ンシートを一体化する際に、加熱しなければならないと
言う施工上の煩雑さがある。また、ミルコートポリオレ
フィン被覆層と補修用ポリオレフィンシートを熱圧着す
る際、補修用ポリオレフィンシートは軟化温度あるいは
熱圧着可能温度が高＜　（１２０℃以上）、この温度と
軟化温度がほぼ同じであるミルコートポリオレフィン被
覆層あるいは架橋ポリオレフィンシートは熱劣化して材
料性能が低下したり、熱変形しやすいと言う問題がある
。あるいは、熱劣化や熱変形が生じないような低温で補
修を行った場合、補修材である補修用ポリオレフィンシ
ートあるいは架橋ポリオレフィンシートとミルコートポ
リオレフィン被覆層を強固に密着させて一体化すること
は困難である。

本発明は上記従来技術の問題点を解決し、ミルコートポ
リオレフィン被覆層の補修に際して加熱をすることなく
、補修材をミルコートポリオレフィン被覆層に強固に密
着させることができるポリオレフィン被覆鋼材損傷部の
補修方法を提供するとを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、本発明のポリオレフィン
被覆鋼材損傷部の補修方法においては、例えば金属アル
コレート類、金属アセチルアセトン錯塩類等の有機金属
化合物を含有するプライマーをミルコートポリオレフィ
ン被覆層の損傷部に塗布し、前記プライマーの塗布面に
α−シアノアクリレート樹脂系組成物を塗布し、前記損
傷部に二液混合型ウレタンエラストマーを充填する。

次いで、充填した前記ウレタンエラストマーおよび前記
損傷部周辺のミルコートポリオレフィン被覆層に前記プ
ライマーを塗布すると共に、補修用ポリオレフィンシー
トを前記損傷部を覆う大きさに切断し、その片面に前記
プライマーを塗布する。

そして、充填した前記ウレタンエラストマーおよび前記
損傷部周辺のミルコートポリオレフィン被覆層のプライ
マー塗布面と前記ポリオレフィンシートのプライマー塗
布面の少なくとも一方のプライマー塗布面にα−シアノ
アクリレート樹脂系組成物を塗布し、充填した前記ウレ
タンエラストマーおよび前記損傷部周辺のミルコートポ
リオレフィン被覆層と前記ポリオレフィンシートをプラ
イマー塗布面を対向させて接着させる。

また、前記損傷部に充填した二液混合型ウレタンエラス
トマーを硬化させる前に、必要に応じてウレタンエラス
トマーとの接着性に乏しい材質よりなる平滑部材で押圧
し、ウレタンエラストマーの表面を平滑にすることもで
きる。

本発明で言うポリオレフィンとは、低密度から高密度ま
での各種ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プ
ロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポ
リブテン１、ポリ４メチル−１ペンテンあるいはこれら
のポリマーブレンドや変性体を主成分とする組成物の総
称である。

補修用ポリオレフィンシートは、上記のような各種ポリ
オレフィンを押出成形、プレス成形、あるいは射出成形
によってシート状にしたものである。補修用ポリオレフ
ィンシートの種類は鋼材のミルコートポリオレフィン被
覆層と同種のものであることが望ましい、これは損傷部
の補修部分とその周辺のミルコートポリオレフィン被覆
層との間に表面性状や機械的性質の差を生じさせないた
めである。

損傷部に充填する二液混合型ウレタンエラストマーは、
２官能または３官能のポリエーテル系、ポリエステル系
、ポリアルコール系のポリオールおよび／または２官能
または３官能のエポキシ変性、ヒマシ油変性のポオール
を主成分とした主剤と、ジフェニルメタンジイソシアネ
ート、トリレンジイソシアネート等の芳香族イソシアネ
ート、ヘキサメチレンジイソシアネート、インホロンジ
イソシアネート等の脂肪族・脂環族イソシアネートやそ
れらの変性誘導体を主成分とした硬化剤よりなる。この
二液混合型ウレタンエラストマーは、前記主剤と硬化剤
をＯＨ／ＮＣＯ比が０．８〜１．２程度になるように混
合して調製し、損傷部に充填する。そして充填後、ウレ
タンエラストマーは経時的に架橋反応が進行して硬化す
るが、硬化を速めるために、あらかじめ主剤または硬化
剤に有機スズ化合物等の触媒を添加しておくのが望まし
い、また、顔料、安定剤を添加してもよい プライマーは特定の有機金属化合物を特定の有機溶剤に
溶解させたものである。この有機金属化合物は金属アル
コレートや金属アセチルアセトン錯塩の中から選定され
、例えば、アルミニウムトリスアセチルアセテート、ア
ルミニウムエチルアセトアセテートジイソプロピレート
、アルミニウムトリスイソプロピレート、テトライソプ
ロピルチタネート、テトラブチルチタネート、アセチル
アセトンコバルト、アセチルアセトンマンガン。

ジブチルスズジアセテート等が使用される。

また、有機溶剤としては、鋼材のミルコートポリオレフ
ィン被覆層および補修用ポリオレフィンシートより小さ
い臨界表面張力を有するもの、例えば、アセトン、トリ
クロルエタン、エタノール、酢酸エチル、テトラヒドロ
フラン、トルエン等が使用される。

α−シアノアクリレート樹脂系組成物とは、ＣＨ＝　Ｃ
（ＣＮ　）　ＣＯＯＣＨｓ、ＣＨ＝　Ｃ（ＣＮ　）　Ｃ
ＯＯＣ２Ｈｓ等のα−シアノアクリレートモノマーをベ
ースとして、これにポリメチルメタクリレート系樹脂、
アクリルゴム等の増粘剤および安定剤、顔料を混合し、
さらに、施工条件に合った硬化速度にするために、塩基
性金属水酸化物、塩基性無機塩や各種アミン化合物等の
重合促進剤あるいは芳香族スルホン酸、Ｓ０２等の重合
防止剤を混合して調製したものである。

［作用］ 前記プライマーはポリオレフィン樹脂の表面を親水性に
するために塗布するものであり、プライマーの塗布は、
α−シアノアクリレート樹脂系組成物の塗布と共に、ミ
ルコートポリオレフィン被覆層と充填したウレタンエラ
ストマーおよび補修用ポリオレフィンシートとを接着さ
せるための必要不可欠の手段である。

本発明者等は、このような親水性を付与する物質として
、前記のような金属アルコレート、金属−アセチルアセ
トン錯塩等が優れた効果を発揮することを見出し、前記
のような有機金属化合物を選定してポリオレフィン被覆
鋼材の補修に適用したものである。

また、有機金属化合物を溶解する溶剤としては、臨界表
面張力がミルコートポリオレフィン被覆層より小さいも
のを使用するが、若し前記のポリオレフィンより大きい
ものを使用した場合、プライマーが補修面のすべてを濡
らすことができず、上記したα−シアノアクリレート樹
脂系組成物による密着効果を十分に発揮させることがで
きない。

α−シアノアクリレート樹脂系組成物は、親水性表面に
対して常温で強固な接着性を発現し、常温で接着する組
成物である。このため、プライマーを塗布して疎水性で
あるミルコートポリオレフィン被覆層の表面を親水性に
変え、このプライマーを塗布した親水性の表面に、α−
シアノアクリレート樹脂系組成物を塗布すれば、加熱す
ることなく、ミルコートポリオレフィン被覆層と補修用
に充填するウレタンエラストマーとを強固に密着一体止
させることができる。

さらに、充填したウレタンエラストマーが硬化した後、
ウレタンエラストマーの表面と周辺のミルコートポリオ
レフィン被覆層にプライマーを塗布し、損傷部を覆う大
きさの補修用ポリオレフィンシートにもプライマーを塗
布し、α−シアノアクリレート樹脂系組成物で接着させ
ると、補修ポリオレフィンシートは損傷部補修部分の保
護層となり、補修部分の被覆表面の性状や機械的性質を
鋼材に被覆されているミルコートポリオレフィン被覆層
と同じにすることができる。

損傷部の充填剤にウレタンエラストマーを使用するのは
、ウレタンエラストマーはそれ自体優れた耐水性、耐候
性を有しており、また常温において鋼材と強固に接着す
る性質を有するためである。そして、二液混合型を使用
するのは、硬化速度の調節が容易であり、また未硬化の
状態では流動性があるため、損傷部に多少の凹凸があっ
ても空孔等の欠陥部が形成されることなく充填すること
ができる。さらに、これの硬化物は機械的性質が優れて
いる。

損傷部にウレタンエラストマーを充填した後、その上に
補修用ポリオレフィンシートを密着・−体止させる際、
接着面に空孔や非密着部分が生じることは好ましくない
、このような欠陥を生じさせないようにするためには、
施工時に、硬化したウレタンエラストマーの表面に凹凸
ができたり、ウレタンエラストマーと周辺のミルコート
ポリオレフィン被覆層との間に段差ができたりすること
がないようにすることが望ましい、このため、本発明に
おいては、充填したウレタンエラストマーが硬化する前
に、ウレタンエラストマーとの接着性に乏しい材料、例
えばテフロン、ポリプロピレン、ポリブテン等のよりな
る平滑部材でウレタンエラストマー上を押圧し、そのま
ま硬化させる工程を付加することができる。この工程の
付加により、ウレタンエラストマーの表面は平滑に形成
される。そして、平滑部材はウレタンエラストマーの硬
化完了後、取り外す。

［実施例］ 本発明の実施例について説明する。第１図ｆａｌ〜げ）
は本発明の一実施例の説明図であり、補修部分の断面を
模式的に示して補修の各段階を説明した図である。第１
図Ｔａ）〜（ｆｌにおいて、１は鋼管、鋼矢板等の鋼材
、２はミルコートポリオレフィン被覆層、３はミルコー
トポリオレフィン被覆層の損偏部である。以下、第１図
ｆａ）〜（ｆｌにしたがって補修方法を説明する。

ｉａ１図およびｆｂ１図において、先ず、損傷部３およ
びその周辺の異物や突起を除去し、損傷部３の少なくと
もミルコートポリオレフィン被覆層の破断面４にプライ
マーを塗布し、このプライマー塗布面５を風乾させる。

なお、プライマーの塗布は、露出した鋼材面６に互って
塗布しても支障は生じない、プライマーの塗布はハケ等
によって行う。

ｆｃ１図において、プライマーの塗布面５上にα−シア
ノアクリレート樹脂系組成物７をヘラ等で塗布する。

（ｄｌ　Ｕｆ！Ｉにおいて、α−シアノアクリレート樹
脂系組成物７が硬化した後、損傷部３の凹部に、あらか
じめ調製しておいた二液混合型のウレタンエラストマー
８を充填する。このウレタンエラストマー８は時間の経
過と共に架橋硬化する。

ｔｅ１図において、ウレタンエラストマー８が未硬化の
間に、ウレタンエラストマー８との接着性に乏しい材質
よりなる平滑部材９をウレタンエラストマー８上に当て
、押圧したまま硬化させる。そして、硬化後、平滑部材
９を取り除く。

＋ｆ１図において、硬化したウレタンエラストマー８の
表面および周辺のミルコートポリオレフィン被覆層２の
表面にプライマーを塗布する。また、補修用ポリオレフ
ィンシート１０を損傷部を覆う大きさに切断し、その片
面にプライマーを塗布する。プライマーが風乾した後、
前記２箇所のプライマー塗布面５，５のいすか一方にα
−シアノアクリレート７を塗布し、補修用ポリオレフィ
ンシート１０を接着させる。

第２図は被覆の損傷が鋼材面に達していない場合の補修
方法を示し、補修部の断面を模式的に示した図である。

第２図において、第１図と同じ部分については同一の符
号を付し、説明を省略する０本実施例においては、ミル
コートポリオレフィン被覆層の破断面４にプライマーを
塗布し、その上にα−シアノアクリレート樹脂系組成物
を塗布した後、二液混合型ウレタンエラストマー８を充
填する方法であり、第１図の方法と同様の手順で実施す
る。

なお、上記の各実施例において、ウレタンエラストマー
８を平滑部材９で押圧したまま硬化させる工程は、必要
に応じて実施する工程である。

（実施例１） 凸側面に約２＠鳳厚の高密度ポリエチレン被覆が施され
ているＵ型鋼矢板（日本鋼管（株）製、ＮＫＳＰ−１１
ａ）に人為的に５０厘麿φの鋼材面に達する損傷部２箇
所を設けた。この損傷部周辺のポリエチレン層および露
出した鋼材面をシンナーで拭いて異物を除去した。また
、トルエン中にアルミニウムトリスイソプロピレート０
．１重量％を含有するプライマー（以下、プライマーＡ
と云う）とトルエン中にアセチルアセトンコバルト０．
１重量％を含有するプライマー（以下、プライマーＢと
云う）の２種類を用意した。

そして、前記２箇所の損傷部のポリエチレン被覆層破断
面に、それぞれプライマーＡ、プライマーＢを塗布した
。プライマーが風乾した後、プライマー塗布面にエチル
シアノアクリレート系組成物をヘラで塗布し、放置して
硬化させた。硬化は数秒〜数十秒で完・了した。その後
、ポリエーテル系ポリオールを主成分とする主剤と、ジ
フェニルメタンジイソシアネートを主成分とする硬化剤
とをＯＨ／ＮＧＯ＝１／ＩＧこなるように混合してウレ
タンエラストマーを調製し、直ちに損傷部の凹部に充填
した。

充填したウレタンエラストマーが硬化しないうちに、ウ
レタンエラストマー上にテフロンシート（１００ｉｎＸ
　１００＋＊ｍＸ　３ｕ＋厚）を当て、その上に２ｋｇ
のおもりを載せ、放置して硬化させた。ウレタンエラス
トマーの硬化後、テフロンシートを取り外したところ、
ミルコートポリオレフィン被覆層と一体になって平滑化
されたウレタンエラストマーの層が形成された。

次に、各損傷部に充填したウレタンエラストマーにプラ
イマーＡ、プライマーＢをそれぞれ塗布し、また周辺の
ミルコートポリオレフィン被覆層にも同様にプライマー
Ａ、プライマーＢをそれぞれ塗布した。さらに、損傷部
を覆う大きさに切断した補修用ポリオレフィンシートの
片面にもプライマーＡ、プライマーＢをそれぞれ塗布し
た。

そして、ウレタンエラストマーおよびその周辺のミルコ
ートポリオレフィン被覆層に塗布したプライマー塗布面
に、エチルシアノアクリレート系組成物をヘラで塗布し
、ブライマー塗布面を対向させ−１直ちに接着させた。

このようにして補修したポリエチレン被覆鋼矢板につい
て、土壌への打設試験および衝突試験（補修した鋼矢板
上に別の鋼矢板を２ｍの高さから落下させ、補修部分お
よびその近傍に衝突させた）を行った。上記試験の結果
、プライマーＡ、プライマーＢいずれのプライマーを使
用した場合においてら、補修部分の剥離、破損等の異常
は全く発生しなかった。

また、上記と同じ方法で、補修した鋼矢板を２００　ｍ
ｌＸ　２００　ａｍに切断し、補修部分に対して塩水噴
霧試験を２０００時間行ったが、補修部分の剥離、破損
、発錆等の欠陥は認められなかった。

（比較例１） 実施例１と同じポリエチレン被覆鋼矢板に人為的に損傷
部をつくり、損傷部分にプライマーを塗布せずにウレタ
ンエラストマーを充填する補修を行った。補修方法はプ
ライマーを塗布しないこと以外は実施例１と同方法で実
施し、実施例１と同じ打設試験および衝突試験を行った
。その結果、打設試験においては、補修用ポリオレフィ
ンは完全に剥離し、ウレタンエラストマーとミルコート
ポリオレフィン被覆層との密着も殆どなくなった。また
、衝突試験においては、補修用ポリオレフィンシートの
一部に浮きが生じ、補修用シートは手で容易に剥離でき
る状態となっていた。

（実施例２およびその比較例） 実施例１と同じポリエチレン被覆鋼矢板の表面に、第１
表に記載の６種類の処理を施し、それぞれのポリエチレ
ン被覆鋼矢板の処理面に実施例１と同じ二液混合型ウレ
タンエラストマーを約２冒１厚に塗布した。ウレタンエ
ラストマーが硬化後、ウレタンエラストマーとポリエチ
レン被覆層との接着力を測定した。測定は垂直剪断法（
プルオフ法）によって実施した。この結果を第１表に示
す。

第１表において、実施例であるプライマーおよびエチル
シアノアクリレートを塗布した場合においては、プライ
マーＡ、プライマーＢのいずれを塗布した場合にも強固
な接着力を得た。これに対し、比較例の接着力は、プラ
イマーを塗布せずにエチルシアノアクリレートだけを塗
布した場合には、実施例の１１５〜１／１０程度の値し
か得られなかった。またプライマーだけの塗布でも接着
しなかった。

また、ミルコートポリオレフィン被覆層と補修用ポリオ
レフィンシートとの接着力を下記の３条件によって試験
した。

■プライマーＡを塗布した後、エチルシアノアクリレー
トを塗布して圧接 ■プライマーＢを塗布した後、エチルシアノアクリレー
トを塗布して圧接 ■エチルシアノアクリレートだけを塗布して圧接これら
の接着力をビール法で測定したところ、本発明によるプ
ライマーを塗布した■および■の接着力は１５〜２０　
ｋ　ｇ　／　２５　ａｍ幅であったのに対し、プライマ
ーを塗布しなかった■のの場合には全く接着していなか
った。

このように、ミルコートポリオレフィン被覆層とウレタ
ンエラストマーとの接着またはミルコートポリオレフィ
ン被覆層と補修用ポリオレフインシートとの接着力は、
プライマー塗布とα−シアノアクリレート樹脂系組成物
塗布の双方を行うことによって著しく向上した。

〔発明の効果〕

本発明によるポリオレフィン被覆鋼材損傷部の補修方法
は、損傷部に二液混合型ウレタンエラストマーを充填し
、さらにその上に補修用ポリオレフィンシートを接着す
るものであるが、ウレタンエラストマーの充填および補
修用ポリオレフィンシートの接着に際して、有機金属含
有プライマーを塗布してポリオレフィン被覆層に親水性
を付与し、さらに親水性表面に対して強固な接着性を発
現するα−シアノアクリレート樹脂系組成物を塗布する
方法であるので、常温において、ミルコートポリオレフ
ィン被覆層とウレタンエラストマー層並びにミルコート
ポリオレフィン被覆層およびウレタンエラストマー層と
補修用ポリオレフィンシートとが強固に密着して一体化
する。さらに、補修方法が簡単であり、且つその所要時
間も短時間であるので、施工能率が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｌ〜げ）は本発明の一実施例の説明図、第２
図は被覆の損傷が鋼材面に達していない場合の補修方法
を示した図、第３図および第４図は従来技術による補修
方法の説明図である。 １・・・鋼材、２・・・ミルコートポリオレフィン被覆
層、３・・・損傷部、５・・・プライマーの塗布面、７
・・・α−シアノアクリレート樹脂層、８・・・二液混
合型ウレタンエラストマー、９・・・平滑部材、１０・
・・補修用ポリオレフィンシート。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）次の工程からなるポリオレフィン被覆鋼材損傷部
   の補修方法。 （Ａ）ミルコートポリオレフィン被覆層の損傷部に有機
   金属化合物を含有するプライマーを塗布する工程 （Ｂ）前記プライマーの塗布面にα−シアノアクリレー
   ト樹脂系組成物を塗布する工程 （Ｃ）前記損傷部に二液混合型ウレタンエラストマーを
   充填する工程 （Ｄ）充填した前記ウレタンエラストマーおよび前記損
   傷部周辺のミルコートポリオレフィン被覆層に前記プラ
   イマーを塗布する工程 （Ｅ）補修用ポリオレフィンシートを前記損傷部を覆う
   大きさに切断し、この補修用ポリオレフィンシートの片
   面に前記プライマーを塗布する工程 （Ｆ）充填した前記ウレタンエラストマーおよび前記損
   傷部周辺のミルコートポリオレフィン被覆層のプライマ
   ー塗布面と前記補修用ポリオレフィンシートのプライマ
   ー塗布面の少なくとも一方のプライマー塗布面にα−シ
   アノアクリレート樹脂系組成物を塗布する工程 （Ｇ）充填した前記ウレタンエラストマーおよび前記損
   傷部周辺のミルコートポリオレフィン被覆層と前記補修
   用ポリオレフィンシートをプライマー塗布面を対向させ
   て接着する工程
2. （２）プライマーが含有する有機金属化合物が金属アル
   コレート類、金属アセチルアセトン錯塩類の中から選定
   した化合物である請求項１記載のポリオレフィン被覆鋼
   材損傷部の補修方法。
3. （３）（Ｃ）工程において、二液混合型ウレタンエラス
   トマーが硬化する前に、ウレタンエラストマーとの接着
   性に乏しい材質よりなる平滑部材で押圧し、ウレタンエ
   ラストマー層の表面を平滑にする請求項１記載のポリオ
   レフィン被覆鋼材損傷部の補修方法。