JPH04341575A - 鋼材表面の発錆処理方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ステンレス鋼材等の表
面に均一で、密着性の良い錆を、短時間に発生させる鋼
材表面の発錆処理方法に関する。さらに詳しくは、均一
な錆を発生させて鋼材表面の摩擦係数を向上させること
により、高張力鋼ボルトによる接合などにおいて接合強
度を高めることができるような鋼材表面の発錆処理方法
を提供するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、一般鋼構造物の施工に適用さ
れる高張力鋼ボルトによる接合法においては、グライン
ダー処理やブラスト処理を施した完全な地金面よりも、
適度に錆が発生した面の方が摩擦係数が高いので、良好
な接合強度が得られることが知られている。上記した錆
の発生、即ち発錆処理としては、一般に、鋼材を大気中
に放置したり、その表面に海水などを塗布して放置する
方法等が採られている。

【０００３】しかしながら、上記した方法は、発錆まで
に長期に亙る放置を必要とし、特にステンレス鋼材のよ
うに発錆しにくい鋼材の場合は極めて放置時間が長く、
効率の良い方法ではない。また、上記したように放置時
間が長いと、発錆状況を管理することが難しくなるので
、放置時間やその他の発錆環境条件によってはコブ錆状
にまで進行し、このコブ錆をワイヤブラシ等によって適
度の錆の程度にまで仕上げなければならない状況も生じ
、適度な発錆処理を行わせるのは極めて困難である。 さらに、海水等を塗布して放置する場合には、この海水
等を鋼材表面に均一に塗布することができず、塗布ムラ
を生じるので、均一に発錆させることができない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記に鑑み、本発明者
らは、鋼材表面に塩化第二鉄と界面活性剤とよりなる溶
液を塗布することにより、その鋼材表面に均一な錆を短
期間に発生させ得ることを見い出し（特開昭５８−７７
９０６号）、しかも発生した錆は、鋼材表面に対して極
めて密着性が良く、摩擦係数を向上することができるた
め、ひいてはボルトによる接合強度を高めることができ
るものであった。

【０００５】しかしながら、上記した方法は、鋼材表面
に対する溶液のなじみ濡れ性を高めて均一な塗布を行う
ことができ、平坦状の被処理面に対しては均一な発錆を
もたらすことができるものの、充分ななじみ濡れ性では
ないために、起立状の被処理面、例えば立設された鋼材
などに対しては、この溶液を必要な処理時間だけ保持さ
せることができなかった。したがって、立設された鋼材
の表面に対しても、簡易な操作で、短時間に均一な錆を
発生させて鋼材表面の摩擦係数を向上することができる
ような方法が嘱望されていた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記に鑑み提
案されたもので、鉄粉を均一に分散したシート材を第二
鉄溶液で湿潤状態にして被処理面上に被着させることを
特徴とする鋼材表面の発錆処理方法に関するものである
。

【０００７】上記した本発明に使用する鉄粉としては、
できるだけ純度が高いものが好ましく、その粒径は、１
〜１０μｍ程度が望ましい。

【０００８】また、上記した鉄粉を分散させるシート材
としては、特にその材質や坪量・厚みやその他の性状を
限定するものではなく、紙、布、不織布等から選定する
ことができるが、透水（液）性を有するものが望ましい
。

【０００９】上記したシート材に鉄粉を均一に分散させ
る方法としては、例えば、アルコール等の揮発性溶剤中
に鉄粉を添加して充分に分散・攪拌し、シート材をその
分散液中に少時浸漬した後、引き上げて乾燥すれば良い
。また、上記したシート材における鉄粉の分散量は、分
散溶剤中への鉄粉の添加量（分散液中の鉄粉濃度）によ
って制御することができるが、所望とする発錆の程度に
応じて適宜に設定すれば良い。尚、鉄粉が均一に分散し
たシート材において、その乾燥工程中や保管中に鉄粉が
脱落しないように、上記した分散液中にバインダー成分
を添加しても良い。このように作製されたシート材は、
その保管環境としては、シート材中に分散された鉄粉の
腐食を防止する目的で多湿を避ける方が望ましい。

【００１０】本発明は、上記したような鉄粉が均一に分
散したシート材を、第二鉄溶液で湿潤状態にして鋼材表
面に被着させるものであり、通常、第二鉄の濃度が０．
１〜４０％の水溶液を使用する。この濃度が低過ぎる場
合は、発錆までの時間が長く、作業性に支障を生ずるこ
ととなる。また、高過ぎる場合は、経済的に無駄となる
ばかりか、鋼材表面を過剰に発錆させたりする。実用的
には、施工設計等に基づいてその放置時間を設定し、こ
の放置時間に応じて第二鉄溶液の濃度を決定すれば良い
。ここで使用される第二鉄溶液は、第二鉄を含む化合物
（塩化第二鉄、硝酸第二鉄等）を水溶液としたもので、
第二鉄イオンが安定した状態で存在可能な溶液である。 また、上記した第二鉄溶液には、過度の発錆を防止する
目的で硝酸や硝酸鉄を添加してインヒビター効果を持た
せるようにしても良い。さらに、鋼材表面とのなじみ濡
れ性を向上させるために界面活性剤を添加するようにし
ても良い。

【００１１】尚、本発明は、具体的には、前記したシー
ト材を鋼材表面に当接させた後、このシート材にスプレ
ー等の噴霧具や刷毛等の塗布具を用いて第二鉄溶液を吸
水（液）させるようにすれば良い。上記した方法におい
て、立設された鋼材表面に発錆させる場合には、テープ
等の支持具を用いてシート材を当接させるようにしても
良い。上記したように本発明を実施すると、噴霧量や塗
布量が多少不均一になった場合も、或いは部分的に噴霧
忘れや塗布忘れした箇所があった場合も、シート材中に
おいて第二鉄溶液が自然に浸透し、鋼材表面と当接する
全面が湿潤状態となるので、均一に発錆させることがで
きる。

【００１２】また、本発明を具体的に実施するには、上
記したような方法に限定するものでなく、シート材を第
二鉄溶液で湿潤状態にして鋼材表面に被着するものなら
どのように実施しても良く、例えば、被処理面が比較的
平坦で広面積である場合等は、シート材をロール状に巻
いて第二鉄溶液中に浸漬した後、被処理面において広げ
て被着させるようにしても良い。

【００１３】次に、本発明における発錆機構について説
明する。本発明によって、前記したように鋼材の表面に
は、シート材が被着され、このシート材中には鉄粉と第
二鉄溶液とが存在する。即ち、鋼材表面に、鉄粉が分散
された第二鉄溶液が塗布（接触）された状態となる。そ
して、鉄粉と鋼材金属との間には、異種金属接触による
ガルバニック腐食、所謂もらい錆が生じる。また、シー
ト材と鋼材金属との間には、酸素濃淡による電池腐食、
所謂隙間腐食が生じる。さらに、第二鉄溶液として塩化
第二鉄溶液を用いる場合、塩素イオンが還元性物質であ
るため、鋼材表面の酸化被膜を破壊して活性化し、周囲
の不動態部との間に電位差を生じ、活性化部分が腐食す
る。このように、鋼材表面では、上記したような３つの
腐食作用が生じ、短期間に発錆させることができるので
ある。

【００１４】

【実施例】以下に、本発明の実施例を示す。 実施例１ 鉄粉（平均粒径１μｍ）１０部と、カルボキシメチルセ
ルロース１部とを、水１００部に分散・溶解させた分散
液を調整し、ポルプロピレンとレーヨンとの混紡である
不織布（厚さ１．５ｍｍ）を、この分散液中に浸漬した
後、乾燥してシート材を作製した。次に、上記したシー
ト材をＳＵＳ３０４テストピース表面に貼り付けた。そ
して、塩化第二鉄１０部と、硝酸１部と、界面活性剤０
．１部とを、水１００部に溶解した溶液を、上記したシ
ート材の上からスプレー噴霧し、そのまま４８時間放置
した後、このシート材を取り去った。その結果、テスト
ピースの表面には、全面に亙って均一な赤錆が発生した
。

【００１５】実施例２ 鉄粉（平均粒径３μｍ）２０部と、ポリビニルアルコー
ル１部とを、水１００部に分散・溶解させた分散液を調
整し、厚手濾紙（厚さ０．７５ｍｍ，商品名：東洋濾紙
Ｎｏ．５２７）を、この分散液中に浸漬した後、乾燥し
てシート材を作製した。次に、上記したシート材をＳＵ
Ｓ３０４テストピース表面に貼り付けた。そして、塩化
第二鉄１０部と、硝酸第二鉄２部と、界面活性剤０．１
部とを、水１００部に溶解した溶液を、上記したシート
材の上からスプレー噴霧し、そのまま２４時間放置した
後、このシート材を取り去った。その結果、テストピー
スの表面には、全面に亙って均一な赤錆が発生した。

【００１６】実施例３ 鉄粉（平均粒径１μｍ）２０部と、カルボキシメチルセ
ルロース１部とを、水１００部に分散・溶解させた分散
液を調整し、ポルプロピレン不織布（厚さ１．０ｍｍ）
を、この分散液中に浸漬した後、自然乾燥してシート材
を作製した。次に、上記したシート材をＳＵＳ３０４テ
ストピース表面に貼り付けた。そして、塩化アンモニウ
ム２部と、硝酸第二鉄１０部と、界面活性剤０．１部と
を、水１００部に溶解した溶液を、上記したシート材の
上からスプレー噴霧し、そのまま４８時間放置した後、
このシート材を取り去った。その結果、テストピースの
表面には、全面に亙って均一な赤錆が発生した。

【００１７】実施例４ 鉄粉（平均粒径５μｍ）５０部と、エチルセルロース（
和光純薬社製Ｎｏ．５０）２部とを、エチルアルコール
１００部に分散・溶解させた分散液を調整し、ポルプロ
ピレン不織布（厚さ１．０ｍｍ）を、この分散液中に浸
漬した後、自然乾燥してシート材を作製した。次に、上
記したシート材を塩化第二鉄５部と、硝酸１部と、界面
活性剤０．１部とを、水１００部に溶解した溶液に浸漬
、湿潤させた後、ＳＵＳ３０４テストピース表面に貼り
付けた。そして、そのまま２４時間放置した後、このシ
ート材を取り去った。その結果、テストピースの表面に
は、全面に亙って均一な赤錆が発生した。

【００１８】比較例１ 鉄粉（平均粒径１μｍ）をＳＵＳ３０４テストピース表
面にできるだけ均一になるように散布した後、１０％塩
酸水溶液を鉄粉が飛散しない程度の強さでスプレー噴霧
し、そのまま４８時間放置した。その結果、テストピー
スの表面には、赤錆が発生したが、ところどころにムラ
（発錆していない箇所）が認められた。

【００１９】摩擦試験 表裏両面を前記した実施例３種及び比較例１種の方法で
発錆させたテストピースを作製し、このテストピースを
、建築学会標準試験片（材質はＳＵＳ３０４とする）に
おける母材及び側板として、その摩擦係数を測定した。 その結果は、表１に示した。

【００２０】

【表１】 上記した表１において、比較例１は、その表面が浮き錆
状態となっていたために、この錆がコロの働きをしてす
べりを助長し、ブランクよりも低い摩擦係数の値となっ
た。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の発錆処理
方法は、鉄粉を均一に分散したシート材を作製する工程
と、このシート材を第二鉄溶液で湿潤状態にして被処理
面上に被着させる工程との２工程からなるが、シート材
は、予め作製して保管することができるので、実質的に
は１工程で良く、しかもその作業は極めて容易に行うこ
とができる。即ち、上記したシート材を第二鉄溶液で湿
潤状態にして被処理面上に被着させる作業は、例えば、
被処理面が起立状である場合も、テープでシート材を鋼
材表面に当接させて第二鉄溶液をスプレー噴霧するだけ
の簡単な操作を行えば良い。

【００２２】しかも、上記した作業において、噴霧量が
多少不均一になった場合も、或いは部分的に噴霧忘れし
た箇所があった場合も、シート材中において第二鉄溶液
が自然に浸透し、鋼材表面と当接する全面が湿潤状態と
なり、被処理面を均一に発錆させることができる。

【００２３】また、鉄粉を均一に分散したシート材を作
製する作業も、特殊な原材料や特殊な処理装置を必要と
するものでなく、総じて本発明は極めて実用的価値が高
く、且つ均一な発錆処理を行うことができるものである
。

【００２４】さらに、本発明による発錆処理により発生
した錆は、自然環境に長期間放置することにより発生さ
せた錆に比べ、鋼材表面に対する密着性が極めて良いた
め、摩擦係数を向上することができ、ひいては高張力鋼
ボルトによる接合などにおいて、その接合強度を高める
ことができものである。

【００２５】加えて、本発明は、上記したような発錆処
理を、極めて短時間で行うことができるので、前記した
従来の処理方法のように、長期間に亙る放置時間を必要
とすることがなく、また、第二鉄溶液の濃度を調整する
ことにより、発錆までの時間を制御することができるの
で、一般鋼構造物の施工計画の設計に対する適応性が高
く、その施工及び作業設計に極めて多大な貢献をするも
のである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　鉄粉を均一に分散したシート材を第二
   鉄溶液で湿潤状態にして被処理面上に被着させることを
   特徴とする鋼材表面の発錆処理方法。