JPH0478530A

JPH0478530A - 着色トップコート被覆重防食鋼材

Info

Publication number: JPH0478530A
Application number: JP19239090A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Uehara; 上原　正昭; Hiroshi Yoshida; 浩吉田; Masami Ishida; 雅己石田
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1990-07-20
Filing date: 1990-07-20
Publication date: 1992-03-12
Anticipated expiration: 2009-09-21
Also published as: JPH0673936B2

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、海洋、港湾、河川等で用いられる構造物、基
礎杭および土止め等に使用されるウレタンエラストマー
またはポリオレフィン樹脂被覆重防食鋼材の中で、空中
に露出されて使用され、各種の色彩に着色されて環境に
調和し、且つ耐候性に優れた着色ウレタンエラストマー
被覆重防食鋼材または着色オレフィン樹脂被覆重防食鋼
材に関するものである。

（従来の技術）第３図は、従来の着色方法であるウレタンエラストマー
被覆層１０の上にアクリルウレタン層７を着色したもの
である。

図中１は鋼材、９は無ｍ系プライマーな示す。

第４図は、特開昭６１−１７２７３７号公報に開示され
たものであり、これはポリオレフィン樹脂層５の上にア
クリルウレタン７の着色樹脂を被覆した着色重防食鋼材
である。

図中の１は鋼材、２は無機系プライマー層、３は有機系
プライマー層、４は接着剤層、６はウレタンプライマー
層である。

また、第５図は特願平１−２３０５９５号に示した発明
の鋼材であり、これはウレタンエラストマー被覆層１０
の上にフッ素系樹脂８の着色樹脂を被覆した着色重防１
食鋼材である。

図中の１は鋼材、９はプライマー層である。

また、第６図は特願平１−２８９１４２号に示した発明
の鋼材であり、これはポリオレフィン樹脂５にフッ素系
樹脂８の着色樹脂を被覆した着色重防食鋼材である。

（発明が解決しようとする課題）しかし、これらの方法で作られた着色重防食鋼材には、
またいくつかの欠点がある。

第３図または第４図のように作られたアクリルウレタン
の着色方法では、長期に渡って標識保全および美的感覚
を維持することが困難な点があり、経時と共に退色劣化
が早い。

また、第５図または第６図のように作られたフッ素樹脂
の着色方法では、樹脂の価格が高い為、あまり経済的で
ない。

本発明は、前記の問題点を解決するもので、長期に渡っ
て標識保全および美的感覚を維持すると共に、樹脂の価
格を比較的安価で対応することが出来る着色重防食鋼材
である。

（課題を解決するための手段）本発明は、ウレタンエラストマー被覆層の上に着色顔料
を含有するアクリルウレタン層を設け、その上に着色顔
料を含有するフッ素系樹脂を設けてなることを特徴とす
る着色トップコート被覆重防食鋼材である。

又、ポリオレフィン樹脂層面を火炎処理し、その上にポ
リオレフィン樹脂と接着性のあるウレタンプライマーを
塗布した後、次に着色顔料を含有するアクリルウレタン
層を設け、その上に着色顔料を含有するフッ素系樹脂を
設けてなることを特徴とする着色トップコート被覆重防
食鋼材である。

第１図は、本発明のウレタンエラストマーを防食被覆層
とし、その上にアクリルウレタンおよびフッ素系樹脂を
被覆する着色トップコート被覆重防食鋼材の説明図であ
り、第２図は、同じく本発明のポリオレフィン樹脂を防
食液Ｍ層とし、その上にアクリルウレタン及びフッ素系
樹脂を被覆する着色トップコート被覆重防食鋼材の説明
図である。

本発明は、第１図に示すように鋼材１の表面上にプライ
マー層９、ウレタンエラストマー被覆層１０、アクリル
ウレタン層７およびフッ素系樹脂８を設けた着色トップ
コート被覆重防食鋼材である。

このような４層タイプとした理由は、プライマー層９と
ウレタンエラストマー被覆層１０で付着性、耐水性、耐
衝撃性、絶縁抵抗性を保有し、アクリルウレタン層７と
フッ素系樹脂層８で美観景観性、耐候性、経済性を特に
重要視し、それぞれ優れた性能を付与させたものである
。

各々４層の好適な被覆厚さとしては、プライマー層９か
１５〜６０μ、ウレタンエラストマー被覆層１０が２〜
６ＩＩ１ｍ、アクリルウレタン層７が１０〜１００μ、
フッ素系樹脂層８が５〜２０μである。

また、本発明の他の実施例は、第２図に示すように鋼材
１の表面上に無機系プライマー層２、有ｍ系プライマー
層３、接着剤層４、ポリオレフィン樹脂層５、ウレタン
プライマー層６、アクリルウレタン層７及びフッ素系樹
脂８を設けた着色トップコート被覆重防食鋼材である。

このような７層タイプとした理由は、無機系プライマー
層２と有機系プライマー層３と接着剤層４とポリオレフ
ィン樹脂層５で付着性、耐水性、耐衝撃性、絶縁抵抗性
を保有し、ウレタンプライマー層６と、アクリルウレタ
ン層７とフッ素系樹脂層８で美観景観性、耐候性、経済
性を特に重要視し、それぞれ優れた性能を付与させたも
のである。

各々７層の好適な被覆厚さとしては、無機系プライマー
層２と有機系プライマー層３が合わせて３０〜６０μ、
接着剤層４が８０〜２００μ、ポリオレフィン樹脂層５
が２〜６　ｌ１１ｍ、ウレタンプライマー層６が５〜２
０μ、アクリルウレタン層７が１０〜１００μ、フッ素
系樹脂層８が５〜２０μである。

次に各層について詳細に説明する。

本発明においてライニングされる鋼材には、構造用鋼、
高張力鋼、耐候性鋼、耐硫酸性鋼等からなる鋼管杭、ｍ
管矢板、鋼矢板、Ｈ型鋼、角鋼管等をあげることが出来
る。

被覆の方法は、第１図については、まず鋼材の防食面を
グリッドブラスト、サンドブラスト等のブラスト処理を
行い、清浄にした後、プライマー層９を被覆する。

プライマー層９は、鋼材表面１とウレタンエラストマー
被覆層】０との間の傍着剤である。

被覆材料は、エポキシ樹脂プライマーまたはウレタン樹
脂プライマー等の有機樹脂プライマーで、ウレタンエラ
ストマー被ｆｆ／ｖｉｏとの密着性にイ憂れたものが用
いられる。

これらの有機樹脂プライマーを鋼材に塗布する場合は、
鋼材に有機樹脂プライマーを１５〜６０μ、好ましくは
２０〜４０μ程度にエアースプレー、エアレススプレー
、刷毛塗り等の塗布方法で均一な膜厚になるように塗布
する。

塗布後の塗膜は、自然養生を行って硬化させるが、短時
間に硬化させる場合は、鋼材温度を３０〜６０℃の範囲
に加熱昇温し、硬化促進させる。

ウレタンエラストマー被覆層１０は、長期防食層である
。

ウレタンエラストマーは、イソシアネート化合物とポリ
オールから得られるウレタンであればいかなるものでも
よい。

被′Ｎ膜厚は：２〜６ｍｍ、好ましくは２．５〜４ｍｍ
程度にエアレススプレー塗布方法で被覆するが、１回塗
布で厚膜とするため、２液を混合した後は、数分で硬化
させる硬化機構とし、従って塗装機も２液を別々に供給
し、吐出直前に２液を混合して、スプレーする特殊塗装
機で塗布する。

アクリルウレタン層７とフッ素系樹脂８は、美観景観性
を保有する塗膜である。

アクリルウレタン層７は、アクリルポリオールとイソシ
アネートの反応により硬化するタイプであり、着色顔料
を添加することによってほとんどの色調の着色が可能で
ある。

顔料成分としては、ホワイト色（チタン白）、グリーン
色（シアニングリーン）、イエロー色（ハンザエロー）
、ブルー色（シアニンブルー）、レッド色（モノライト
ファストレッド）、グレー色（酸化チタンとカーボンブ
ラック）等を用いるが、塗料中の顔料成分の添加割合は
、１〜５０重量％含まれているのが適当である。

また、フッ素系樹脂８は、フッ素系樹脂ワニスとインシ
アネートの反応により硬化するタイプであり、着色顔料
を添加することによってほとんどの色調の着色が可能で
ある。

顔料成分としては、ホワイト色（チタン白）、クリーン
色（シアニングリーン）、イエロー色（チタンイエロー
）、ブルー色（コバルトブルー）、レッド色（黄鉛）、
グレー色（酸化チタンとカーボンブラック）等を用いる
が、塗料中の顔料成分の添加割合は、１〜５０重量％含
まれているのが適当である。

着色顔料は、添加割合が少な過ぎると鮮明な着色となら
ず、また添加割合が多Ａざると被覆層の強度が低下する
ので好ましくない。

被覆膜厚は、アクリルウレタン層７は１０〜１００μ好
ましくは２０〜５０μ程度がよく、フッ素系樹脂層８は
５〜２０μ好ましくは１０〜１５μ程度がよい。

塗布方法は、エアスプレー、エアレススプレー、刷毛塗
り等で均一な膜厚になるように塗布する。

次に、本発明の他の実施例である第２図についてである
が、まず鋼材の防食面をグリッドブラスト、サンドブラ
スト等のブラスト処理を行い、清浄にした後、無機系プ
ライマー層２、有機系プライマー層３を被覆する。

この２つのブイラマーは、鋼材表面ｌと接着側層４との
間の長期接着性能を維持するための接着剤である。

被覆材料としては、無機系プライマー層２はクロム酸系
化成処理剤を使用し、有機系プライマー層３はエポキシ
系プライマー塗料を使用し、耐陰極剥動性、耐温水性等
の耐水性に優れたものを用いる。膜厚は無機系プライマ
ー層２と有機系プライマー層３を合わせて３０〜６０μ
の範囲が適当である。

接着側層４は、有機系プライマー層３とポリオレフィン
樹脂層５との間の系接着性能を強固にするための接着剤
であり、被覆材料は無水マレイン酸変性ポリオレフィン
系接着剤を使用し、膜厚は被覆性能および経済性を考慮
すると８０〜１００μが適当である。ポリオレフィン樹
脂層５は、長期防食層である。被覆材料は、エタン、エ
チレン、プロピレンなとの炭化水素を主成分とした共重
合物であり、膜厚は２〜３ｍｍが適当である。

ウレタンプライマー層６は、ポリオレフィン樹脂層５と
アクリルウレタン層７との間の接着剤である。ウレタン
プライマー層６は、ポリオール化合物と、ポリオール化
合物の水酸基に対して過剰の当量の分子中に２個以上の
イソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物と
の反応により得られる末端イソシアネート基含有ウレタ
ンプレポリマーである。

被覆膜厚は５〜２０μ、好ましくは５〜１０μ程度にエ
アースプレー塗布方法で薄く被覆することが良く、膜厚
が２０μを越えると塗膜の硬化に長時間を要し、−見硬
化したように見えても外表面が皮ぼり状に硬化し、全体
はまだ完全に硬化しないままで残り、その上に被覆した
ためフッ素樹脂層８との接着性能が悪くなるなどの問題
が発生する。

また、ウレタンプライマー層６をポリオレフィン樹脂層
５の上に被覆する前には、ポリオレフィン樹脂層５の表
面にガスバーナーの火炎を吹餘つけて、ポリオレフィン
樹脂層５の表面温度を６０〜９０℃、好ましくは７０〜
８０℃に昇温し、ポリオレフィン樹脂層５の表面を部分
的に酸化し、活性化状態をつくり上げる必要がある。コ
ロナ放ｉｍ理法または重クロム酸塩／硫酸混合液処理法
で活性化状態をつくってもよい。

アクリルウレタン層７は、ウレタンブライマー層６が指
触乾燥（塗膜に指先をふれて、塗料が指先に着かない程
度の乾燥状態）以上に硬化されたのち被覆する。

アクリルウレタン層７とフッ素系樹脂８は、第１図に示
す被覆材と同じものであり、被覆方法も同じである。

（実　施　例）本発明を実施例により、更に具体的に説明する。

第１図において、外径１０１６ｍｍ、肉厚９．５３ｍ１
ｌｌ。

長さｌ１ｍの杭用鋼管の外面をグリッドブラスト処理を
行って清浄にした後、プライマー（ウレタンプレポリマ
ー５０重量％、顔料５０重量％）を３０μ塗布し、ウレ
タンエラストマー（ポリオ−７３重量％、イソシアネー
ト２７重量％）を３　ｍｍｉ布し、アクリルウレタン（
アクリルポリオール樹脂５３重量％、顔料２６重量％、
イソシアネート２１重量％）を、１５μ塗布し、その上
にフッ素樹脂（フッ素樹脂５９重量％、顔料２７１量％
、イソシアネート１４重量％）を１５μ塗布した。

次に、第２図において、外径１０１６ｍｍ、肉厚９．５
３ｍｍ、長さｌ１ｍの杭用鋼管の外面をグリッドブラス
ト処理を行って清浄にした後、無ｍ系プライマー（クロ
ム酸系）と有機系プライマー（エポキシ系）を４０μ塗
布し、ポリオレフィン樹脂（低密度ポリエチレン）を２
．８ｍｍ被覆し、その上をプロパンバーナーで５分間加
熱して昇温し、その上にウレタンプライマー（ウレタン
ポリマー５０重量％、トルエン５０．１量％）を５〜１
０μ塗布し、その上にアクリルウレタン（アクリルポリ
オール樹脂５３重量％、顔料２６重量％、イソシアネー
ト２１重量％）を１５μ塗布し、その上にフッ素樹脂（
フッ素樹脂５９重量％、顔料２７重量％イソシアネート
１４重量％）を１５μ塗布した。

第３図、第４図、第５図、第６図においては比較例を示
す。

第３図は、本実施例と同じように、ブライマー、ウレタ
ンエラストマーを被覆し、その上にアクリルウレタンを
２５μ塗布した。また、第５図も本実施例と同じように
、プライマーウレタンエラストマーを被覆し、その上に
フッ素樹脂を２５μ塗布した。

また、第４図も本実施例と同しように、無機系プライマ
ー、有機系プライマー、接着剤、ポリオレイン樹脂、樹
脂表面の火炎処理、ウレタンプライマーを塗布し、その
上にアクリルウレタンを２５μ塗布した。また、第６図
も本実施例と同じように、無機系プライマー、有機系プ
ライマー、接着剤、ポリオレフィン樹脂、樹脂表面の火
炎処理、ウレタンプライマーを塗布し、その上にフッ素
樹脂を２５μ塗布した。

このように作成した被覆管の塗膜性能および経済効果は
、第１表および第２表に示す。

第１表は、本発明実施例と比較例の試験片を米国／アリ
シナでのＥＭＭＡ耐水モード試験（自然光の集光照射と
温水浸漬を組合せたモードで行う促進試験で、国内自然
曝露にくらべて厳しく塗膜劣化が早い）で行った塗膜評
価試験結果と通常の塗料価格を示すが、本発明の着色ト
ップコート被覆重防食鋼材は、表に示すように、色差、
光沢保持率の耐候性能に優れると共に重防食被覆性を保
持し、また経済的効果も得ることが出来るものである。

また、第２表は、トップコートの透明色（着色顔料を添
加しない塗料）での塗膜性能評価試験（クエザオメータ
ー試験５００Ｈｒ）結果を示すが、本発明のトップコー
ト被覆重防食鋼材は、透明色のフッ素系樹脂に発生し易
い、トップコート塗膜を紫外線が透過し、防食層の表層
チョーキング（粉をふいたような劣化現象）が発生し、
防食層とトップコート間の界面剥離を起こすという問題
もなく良好な塗膜を得ることが出来る。

塗膜性能評価試験、試験項目ＥＭＭＡ耐水モード試験（試験時間３０万ＬＹＳ）（Ｅ
ｑｕａｔｒｉａｌ　Ｍｏｕｎｔ　ｗｉｔｈ　Ｍｉｒｒｏ
ｒｓ　ｆｏｒＡｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ：自然光集光照
射）ＥＭＭＡ　５００００ＬＹＳｃ３４０℃温水漫漬Ｅ
ＭＭ八５００００ＬＹＳ約２０日　　　　　　　４８Ｈ
ｒ　　　　　　約２０日口　４０℃温水漫漬　１サイク
ル４８Ｈｒ　　　　　（約４４日）注）３サイクル（３０万ＬＹＳ）で国内自然曝露の約２
年相当　ＬＹＳ　（Ｌａｎｇｌｅｙｓ）　＝ＩＣａｉ／
ｃｍ’２、試験片作成試片；鉄板（１００Ｘ　３００）塗装；エアースプレー（着色トップコート）３、試験内
容１）色差 ■試験法　測　定；２光源分光測色計色差は、色差計を用いて塗装試験片塗膜のしく明度）、ａ、ｂ（色相）値を測定し、 ΔＥ（色差）＝　ΔＬ２＋Δａ２＋Δｂ。

により算出した。

■評　価 ○　　０〜５．０ ×５．０超２）光沢保持率 ■試験法測　定；グロスメーター６０′グロス ■評　価７０〜１００７０未満３）密着性 ■試験法　基盤目テープ剥１！！　（１ｍｍ巾）■評　
価９８／１００〜１００／１００９Ｂ／１００以下０２４０倍以下 ×２．０倍超（発明の効果）以上、説明したように、本発明によると、従来の技術で
は長期に渡フて標識保全及び美的感覚を維持することが
困難であった点、あるいは高価であまり経済的でなかっ
た点が改善され、安価で長期に渡って品質を確保出来る
ようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の着色トップコート被覆重防食
鋼材の説明図、第３図、第４図、第５図、第６図は従来
の着色のウレタンエラストマー被覆重防食鋼材または着
色ポリオレフィン樹脂被覆重防食鋼材の説明図である。１・・・鋼材　　　　　　２・・・無機系プライマー層
３・・・有機系プライマー層４・・・接着剤層５・・・ポリオレフィン樹脂層６・・・ウレタンプライマー層７・・・アクリルウレタン層８・・・フッ素系樹脂層　９・・・ブイラマー層１０・
・・ウレタンエラストマー樹脂層他４名第１図第４図第５図第３図第６図

Claims

【特許請求の範囲】１　ウレタンエラストマーまたはポリオレフィン樹脂を
防食被覆層とし、該被覆層の上に着色樹脂を被覆する着
色重防食鋼材において、着色樹脂層のうち外表面層をフ
ッ素系樹脂とし、該外表面層以外の着色樹脂層はアクリ
ルウレタンとすることを特徴とする着色トップコート被
覆重防食鋼材。２　鋼材の表面上にプライマー及びウレタンエラストマ
ーを被覆して防食被覆層とし、その上にアクリルウレタ
ン及びフッ素系樹脂の着色樹脂を積層したことを特徴と
する着色トップコート被覆重防食鋼材。３　鋼材の表面上に無機系プライマー、有機系プライマ
ー、接着剤及びポリオレフィン樹脂を被覆して防食被覆
層とし、その上にウレタンプライマー、アクリルウレタ
ン及びフッ素系樹脂を積層したことを特徴とする着色ト
ップコート被覆重防食鋼材。