JPH05245935A - 意匠性防食被覆鋼材の補修方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポリエチレン防食層の上に模様が印刷された
合成樹脂層を有する意匠性防食被覆鋼材の被膜損傷部の
補修方法。 【構成】 模様が印刷された合成樹脂層を含む補修用シ
ートを、その下に積層した変性ポリオレフィン樹脂層を
介して熱融着させるか、或いは予め被膜損傷部に埋め込
んだ変性ポリオレフィン樹脂層上に接着剤により接着さ
せることにより、模様を連続させて補修する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表面に模様を有する意
匠性（景観性）に優れたポリオレフィン防食被覆鋼材、
特に鋼矢板、鋼管矢板、鋼管杭などの土木・建築用途に
適した重防食被覆鋼材の表面模様の補修方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】屋外で長期間使用する鋼材は、激しい腐
食環境に曝されることがある。例えば、鋼矢板、鋼管矢
板などは、連続的に地中に打ち込み、防護柵を形成する
ことによって、主に河川、海岸、港湾などを護岸する目
的で、また鋼管杭は海洋構造物の基礎などに使用されて
きた。これらの鋼材は、屋外の自然環境の中で、河川
水、排水、雨水、海水などの水、大気、太陽光などに曝
され、また土砂、泥、瓦礫などに直接強く接するので、
著しく腐食が起こりやすい。そのため、これらの鋼材の
効果的な防食対策が望まれていた。

【０００３】近年、この対策として、ポリオレフィン樹
脂（主にポリエチレン樹脂）１〜３mm程度の厚膜で被覆
することにより優れた防食性を与えた、重防食被覆鋼材
が使用されつつある。

【０００４】ところが、ポリオレフィン樹脂は、太陽光
に含まれる紫外線の影響で劣化し易く、上記鋼材の重防
食被覆のように屋外で使用する場合には、カーボンブラ
ックを１〜３重量％程度添加して耐候性を向上させるの
が一般的であり、色調が黒色に限定されていた。カーボ
ンブラックの代わりに紫外線吸収剤や酸化防止剤を添加
して耐候性を向上させることにより黒色以外の色彩を付
与することも行われているが、従来は単一カラー（単
色）のものに限られ、更なる高意匠性を有する防食被覆
が求められていた。

【０００５】この要請に応えて、本発明者らは先に特願
平３−105759号において、模様が印刷された合成樹脂層
をポリオレフィン防食層の上層に積層することにより、
表面に模様を付与した意匠性防食被覆鋼材とその製造方
法を提案した。

【０００６】ところで、これらの防食被覆鋼材は、その
製造、運搬、打設、使用中において防食被覆が損傷を受
けることがよくある。被覆が損傷しては所期の防食効果
が達成されないため、その補修が必要である。単色の防
食被覆の場合には、同色に着色した適当量のポリオレフ
ィン樹脂を溶融して損傷部に埋め込むことで、被膜損傷
部を容易に補修することができる。

【０００７】しかし、表面模様を持つ防食被覆の場合に
は、被膜損傷部の効果的な補修方法がなかった。これ
は、一般にポリオレフィン樹脂が接着性が悪いため、現
地において模様を付与した合成樹脂製補修用シートを接
着剤を用いて被膜損傷部に接着しても、接着耐久性を有
する接着を行うことができず、シートが簡単に剥がれて
しまうためである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、表面模様を
有する意匠性防食被覆鋼材、特に鋼矢板、鋼管矢板、鋼
管杭などの重防食被覆鋼材の被膜損傷部を効果的に補修
する方法、即ち、その意匠性を損なわずに長期耐久性を
持たせて補修する方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、防食層の
上に模様が印刷された合成樹脂層を有する意匠性防食被
覆鋼材の被膜損傷部の効果的な補修方法について探究し
た結果、同じ模様が印刷された合成樹脂層を、変性ポリ
オレフィン樹脂層を介して（具体的には合成樹脂層の下
に変性ポリオレフィン樹脂層を積層させておくか、或い
は予め変性ポリオレフィン樹脂を溶融して損傷部に埋め
込んでおいて）、下層の防食層に圧着ないし接着するこ
とにより、上記目的が達成されることを見出した。即
ち、本発明は、変性ポリオレフィン樹脂がポリオレフィ
ン樹脂と合成樹脂の双方に対して優れた接着性を示すこ
とを利用して、長期耐久性のある補修を実現させたもの
である。

【００１０】ここに、本発明は、ポリオレフィン防食層
の上に、模様が印刷された合成樹脂層を含む上層被覆を
設けた、意匠性防食被覆鋼材の被膜損傷部の補修方法で
あって、 損傷部のポリオレフィン樹脂をその融点以上の温度に
加熱し、模様が印刷された合成樹脂層と最下層の変性ポ
リオレフィン樹脂層の２層を少なくとも有する補修用の
積層シートを、加熱された損傷部に圧着して熱融着させ
るか、 溶融した変性ポリオレフィン樹脂を損傷部に供給して
防食層と熱融着させた後、この融着樹脂の上に、接着剤
を介して、模様が印刷された合成樹脂層を少なくとも有
する補修用シートを貼着する、ことを特徴とする、意匠
性防食被覆鋼材の被覆補修方法を要旨とする。

【００１１】

【作用】以下、本発明の作用を構成と共に詳細に説明す
る。本発明で補修の対象となる防食被覆鋼材の代表例
は、鋼矢板、鋼管杭、鋼管矢板などであるが、これらに
限定されるものではなく、ポリオレフィン樹脂の防食層
で被覆された全ての鋼材を包含するものである。防食被
覆は、防食層の厚みが１〜３mm程度の重防食被覆が普通
であるが、防食層の厚みはそれ以下またはそれ以上であ
ってもよい。

【００１２】本発明で補修する防食被覆は、少なくとも
ポリオレフィン防食層とその上層に配置された模様が印
刷された合成樹脂層とを有する、意匠性 (即ち、表面模
様が付与された) 防食被覆である。

【００１３】防食層を構成するポリオレフィン樹脂は、
ポリエチレン、ポリプロピレン、これらの共重合体、さ
らにはエチレン・酢酸ビニル共重合体等のオレフィンと
他のビニル単量体との共重合体のいずれもでもよいが、
一般によく使用されているのは、ポリエチレン (エチレ
ンを主成分とする共重合体を含む) である。この防食層
には、酸化防止剤などの劣化防止剤を配合してもよい。
また、さらに合成樹脂層で被覆されるため、防食層にカ
ーボンブラックを配合することもできる。

【００１４】模様が印刷された合成樹脂層は任意の熱可
塑性または熱硬化性樹脂から形成することができるが、
印刷適性や経済性を考慮すると、塩化ビニル樹脂が好ま
しい。印刷する模様にも特に制限はなく、例えば、煉
瓦、木目、石、御影石などといった模様を環境に応じて
選択すればよい。

【００１５】本発明により補修される防食被覆鋼材の製
造例を、図１を参照しながら次に説明する。図１におい
て、10が鋼材、１がポリオレフィン防食層、６が印刷さ
れた合成樹脂層 (以下、印刷層と言う) である。

【００１６】母材の鋼材10を必要であれば、脱脂、酸
洗、ブラスト処理、クロメート処理などのいくつかを組
合わせ下地処理した後、通常は耐水性と接着性を高める
ためにプライマーを塗布・焼付けして、プライマー層３
を形成する。プライマーとしては、例えば、エポキシ系
プライマーを使用することができる。

【００１７】ポリオレフィン防食層１は接着性が不十分
であるので、常法に従い、極性を付与した変性ポリオレ
フィン層２を介してプライマー層３の上に被覆すること
が好ましい。この変性ポリオレフィン層２とポリオレフ
ィン防食層１の被覆は、溶融押出、シートラミネートと
いった方法以外に、静電粉体塗装、流動浸漬、溶射とい
った塗装方式で行うこともできる。

【００１８】変性ポリオレフィン樹脂は、ポリオレフィ
ン樹脂、好ましくは防食層と同一のポリオレフィン樹脂
を、極性基を持つ単量体の共重合或いは極性化合物との
反応により変性したものである。変性に用いる共重合用
単量体としては、無水マレイン酸、アクリル酸、酢酸ビ
ニルなどの不飽和カルボン酸またはその無水物もしくは
エステルなどが例示される。変性用の化合物としては、
例えば、塩素ガスや亜硫酸ガスが例示され、粉末ポリオ
レフィンとの直接反応により極性基が付加できる。特に
好ましい変性ポリオレフィン樹脂は、ポリオレフィンを
無水マレイン酸と共重合させた無水マレイン酸変性ポリ
オレフィン樹脂である。

【００１９】防食層１の上に印刷層を形成するには、例
えば、変性ポリオレフィンフィルムに熱硬化性接着剤
(例、ウレタン系接着剤) を塗布して、模様が印刷され
た合成樹脂フィルム (印刷層) を貼り合わせことによ
り、模様つきの積層フィルムを予め用意しておく。この
積層フィルムを、変性ポリオレフィンフィルム面が防食
層に接するように防食層と加熱圧着させ、変性ポリオレ
フィンを防食層と融着させる。それにより、図１に示す
ように、ポリオレフィン防食層１の上に変性ポリオレフ
ィン層４、接着剤層５、印刷層６が積層される。図示例
では、ポリオレフィン防食層１は、その上下の変性ポリ
オレフィン層２および４により鋼材10および印刷層６と
強固に接合されている。

【００２０】印刷層６の表面は、耐磨耗性と耐候性を有
する透明樹脂の保護層７でさらに被覆して、下層の印刷
層を保護することが望ましい。保護層に適した透明樹脂
としては、アクリル樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹
脂、アクリルシリコーン樹脂等が使用できる。保護層の
被覆も、防食層と同様に、シートラミネートによる熱融
着方式、或いは各種の塗装方式で実施できる。保護層に
は、印刷層の模様の劣化を防止するために、各種の劣化
防止剤 (例、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤な
ど) を添加することが好ましい。この保護層は、印刷模
様の紫外線劣化の防止のほかに、打設時の土砂による模
様の損傷、使用中の土砂や流水による模様の磨滅を防ぐ
機能も果たす。

【００２１】このようにして、図１に示すように、鋼材
10が、下からプライマー層３、変性ポリオレフィン層
２、ポリオレフィン防食層１、変性ポリオレフィン層
４、接着剤層５、模様のある印刷層６、保護層７で順に
積層被覆された防食被覆鋼材が得られる。本発明におい
ては、防食層１より上の層 (図示例では、層４〜７) を
合わせて上層被覆と総称する。前述したように、防食層
１は一般に１mm以上、多くは２〜３mm程度と厚膜であ
り、その下の変性ポリオレフィン層２も 0.1〜0.5 mm程
度とやや厚いが、上層被覆を構成する各層は薄膜でよ
い。例えば、変性ポリオレフィン層４と印刷層 (模様が
印刷された合成樹脂層) ６はそれぞれ30〜200 μｍ、透
明保護層は50〜300 μｍ程度であり、上層被覆の合計厚
みは500 μｍ以下とすることが好ましい。

【００２２】防食被覆鋼材は、製造・運搬中、或いは打
設時や使用中に衝撃を受けて防食被覆が損傷することが
ある。この被覆損傷は、多くは図１に示すように、薄い
上層被覆４〜７を貫通し、厚い防食層１に食い込んだ疵
部11となる。このように防食被覆が損傷すると、所期の
防食性能が低下する上、表面模様が欠損して意匠性も低
下し、見苦しくなる。本発明によれば、このような被膜
損傷部の補修方法が提供される。

【００２３】本発明の第１の態様によれば、防食被覆鋼
材と同じ模様が印刷された合成樹脂層 (印刷層) と最下
層の変性ポリオレフィン樹脂層の２層を少なくとも有す
る補修用の積層シートを使用して、損傷部への熱融着に
より補修を行う。この補修用シートは、被覆鋼材の上層
被覆 (即ち、防食層より上の被覆層) と同じ積層構造の
ものが好ましい。即ち、図１に示した防食被覆鋼材の補
修の場合には、補修用シート８は、図２に示すように、
最下層の変性ポリオレフィン樹脂層４を熱硬化性接着剤
(例、ウレタン系接着剤) ５を介して印刷層６に積層
し、さらに透明樹脂からなる保護層７を積層したものか
らなる。補修用シートの各層の樹脂材料は、防食被覆の
上層被覆に用いたものと同じものが好ましいが、別のも
のでもよい。補修用シートの各層の厚みも上層被覆と同
程度でよく、補修用シートの総膜厚は500 μｍ以下が好
ましい。膜厚が薄すぎると、機能の低下や取扱中に破損
し易くなる。逆に厚膜すぎると、補修時の熱融着におけ
る作業性が低下する。

【００２４】被膜損傷部は、図２に示すように、必要に
応じて、周囲の上層被覆をカッターナイフなどで矩形な
どの単純な形状に切り取って剥離しておくと、模様を連
続させるための補修シートの裁断と損傷部への配置が容
易となり、好ましい。一方、補修用シートは、こうして
切り取った被覆欠損部分と同じ大きさ、且つ継ぎ目での
模様が連続になるように裁断しておく。

【００２５】補修すべき防食被覆鋼材の被膜損傷部を、
防食層のポリオレフィン樹脂の融点より高温に加熱して
部分的に溶融させ、同時に補修を受ける防食層の表面を
平坦にしておく。加熱はバーナー加熱でもよいが、温度
制御が難しく、加熱しすぎることがある。従って、離型
しやすいようにフッ素樹脂加工を施した温度制御可能な
金属製発熱体 (電気コテ) を用いる方が、温度制御が容
易で、しかも表面の平坦化も同時に達成できるので好ま
しい。

【００２６】被膜損傷部において防食層１が深くえぐら
れている場合には、ポリオレフィン樹脂または変性ポリ
オレフィン樹脂を溶融し、防食層の損傷部を埋めるよう
に充填してコテで平坦にし、疵部を補修用樹脂９で充填
しておくことが好ましい。この充填用の樹脂９は、防食
層と同じポリオレフィン樹脂か、その上下の層に用いた
変性ポリオレフィン樹脂を使用することが好ましい。充
填する樹脂は、スティック状、粉末状、ペレット状な
ど、任意の形状のものでよく、溶融状態で被膜損傷部に
充填して、下層の防食層に融着させる。

【００２７】損傷部の防食層樹脂が溶融状態にある間
に、上記の裁断した補修用シートを、図２に示すように
変性ポリオレフィン層が下になるようにして被覆欠損箇
所に置き、加熱したコテで押さえつけるなどの手段で下
層の防食層と熱融着させると、補修が完了する。

【００２８】本発明の第２の態様では、補修用シート
は、模様が印刷された合成樹脂層 (印刷層) を少なくと
も有するシートからなる。図３に示すように、上層被覆
が保護層７を有する場合には、補修用シート８は印刷層
６と保護層７とを積層した積層シートが好ましい。即
ち、この場合の補修用シートは、上層被覆のうち印刷層
６とその上層と同じ積層構造とすることが好ましく、厚
みも上層被覆における厚みと同程度でよい。

【００２９】この第２の態様では、補修用シートが接着
性に優れた変性ポリオレフィン層を持っていないので、
被膜損傷部の方に溶融した変性ポリオレフィン樹脂を供
給し、防食層に熱融着させておく。その前に、やはり補
修用シートの裁断を容易にするために、図３に示すよう
に傷の周囲の上層被覆を切り取ってもよい。この場合に
は、溶融した変性ポリオレフィン樹脂の充填が容易とな
るように、図示のように、防食層の一部まで削り取っ
て、防食層の損傷部の容積を大きくしておいてもよい。

【００３０】変性ポリオレフィン樹脂を溶融して、被膜
損傷部に供給した後、コテなどで押さえつけて下層の防
食層と熱融着させ、表面を平坦にする。この変性ポリオ
レフィン樹脂も、上記の充填樹脂と同様に、スティック
状、粉末状、ペレット状など、任意の形状でよく、好ま
しくは防食層と同じポリオレフィン樹脂を前述のように
変性した樹脂からなる。

【００３１】圧着させた変性ポリオレフィン樹脂が冷却
固化した後、その上に接着剤 (例、ウレタン系接着剤)
を塗布し、次いで、上記の模様のある印刷層６と保護層
７からなる補修用シートを継ぎ目で模様が連続するよう
に裁断し、接着剤の接着力で被膜損傷部に貼着すると、
補修が完了する。接着剤の硬化を促進するために、補修
用シートを貼着した後、損傷部を加熱してもよい。こう
して、防食層の上に、充填した補修用変性ポリオレフィ
ン層12、補修用接着剤層13、補修用シートの印刷層６、
保護層７が順次積層した補修被覆が形成される。

【００３２】上記第１および第２のいずれの態様により
補修した場合でも、補修用シートの印刷層は変性ポリオ
レフィン層を介して下層のポリオレフィン防食層に接合
されるため、ポリオレフィン防食層の低接着性にもかか
わらず、補修用シートと防食層との間に充分に高い接合
強度が確保され、被覆の防食性が回復する。また、損傷
部で模様を連続させて補修することが容易に可能なの
で、意匠性の低下も起こらない。上記第１の方法は、特
に被覆損傷が防食層表面付近までの浅い場合に適してお
り、上記第２の方法は、特に被覆損傷が防食層内部に達
する深い場合に適している。

【００３３】

【実施例】次に本発明を実施例により具体的に説明す
る。

【００３４】防食被覆鋼矢板の製造 予め煉瓦模様を印刷したポリ塩化ビニル製フィルム (膜
厚150 μｍ) の上に、アクリル樹脂製透明フィルム (膜
厚100 μｍ) を熱ラミネート法により150 ℃で積層して
積層シートＡを作製した。この積層シートＡの一部は、
実施例２で補修用シートとして使用した。

【００３５】この積層シートＡのポリ塩化ビニル層側
に、ダイレクトグラビアコーターによりポリウレタン接
着剤を塗布した後、ドライラミネート法により無水マレ
イン酸変性ポリエチレンフィルム (膜厚50μｍ) を積層
して、下から変性ポリエチレン層、ポリウレタン接着剤
層、ポリ塩化ビニル印刷層、アクリル系透明樹脂層から
なる積層シートＢ (総膜厚305 μｍ) を作製した。この
積層シートＢの一部は、実施例１で補修用シートとして
使用した。

【００３６】この積層シートＢを赤外線ヒーターで加熱
しながら、上層の中密度ポリエチレン樹脂 (密度0.94 g
/cm³、MI 0.2 g) と下層の無水マレイン酸変性ポリエチ
レン樹脂からなる共押出ラミネートシートのポリエチレ
ン層の上に、積層シートＢの変性ポリエチレン層を下に
向けてロール圧着で積層して、積層シートＢの下にさら
に上からポリエチレン防食層 (膜厚約2.5 mm) と変性ポ
リエチレン層 (膜厚約0.4 mm) とを有する積層シートＣ
を作製した。

【００３７】予めエポキシ系プライマーを塗布した後、
プライマーの焼付と鋼材の予熱を兼ねて約190 ℃に加熱
した鋼矢板の凸部に、上記の積層シートＣを模様が上に
見えるようにして押さえロールで鋼矢板に転圧して被覆
した。こうして、煉瓦模様を有する意匠性重防食被覆鋼
矢板を作製した。この意匠性重防食被覆鋼矢板の被覆部
位から 150×70 mm の試験片を切り出し、防食被覆にタ
ガネを用いて長さ20mm、幅３mm、深さ１mmのクサビ型の
疵を入れた。

【００３８】実施例１ 図１に示すように、試験片の疵を中心にカッターナイフ
で20×10 mm の大きさの上層被覆 (模様部分の被覆) を
剥離し、下層のポリエチレン防食層を露出させた。この
20×10 mm に広がった被膜損傷部を、電気コテを用いて
150 ℃に加熱して、防食層樹脂を溶融させ、さらに防食
層と同一のポリエチレン樹脂を溶融しながら埋め込んで
いき、電気コテで押さえて表面を平坦かつ被膜健全部と
ほぼ同じ厚みになるようにした。この損傷部の表面がま
だ溶融状態にある間に、20×10mmの大きさに裁断した上
記積層シートＢを貼り付け、電気コテで加熱しながら圧
着して、損傷部を補修した。補修用シートは、継ぎ目に
おいて模様が連続するような位置で裁断したため、この
補修により模様が修復された。

【００３９】実施例２ 図２に示すように、試験片の疵を中心に大きさ20×10 m
m 、深さ１mmになるように防食樹脂被覆を防食層に達す
る深さでカッターナイフにより削り取り、疵部を広げ
た。この被膜損傷部を電気コテで150 ℃に加熱した後、
酢酸ビニル変性ポリエチレン樹脂 (酢酸ビニル・エチレ
ン共重合体) を溶融しながらこの損傷部に埋め込んでい
き、電気コテで押さえて、表面が平坦かつ被膜健全部と
ほぼ同じ厚みとなるようにした。この損傷部の溶融樹脂
が冷却固化した後、２液型ポリウレタン接着剤を刷毛で
塗布した。その上に、さらに20×10 mm の大きさに裁断
した上記積層シートＡを貼り付け、電気コテで加熱しな
がら加熱して表面を約120 ℃の温度にし、接着剤の硬化
を促進した。この場合も、補修用シートは模様が連続す
るように裁断したので、補修により模様が修復された。

【００４０】実施例１および２で防食被覆を補修した試
験片に対して、サンシャインウェザオメータ (ＷＯＭ)
による促進耐候試験を8,000 時間行った。ＷＯＭ耐候試
験での 8,000時間は実環境で約40年に相当する。また、
50℃の３％食塩水中に１年間浸漬する浸漬試験も行っ
た。実施例１および２のいずれの補修方法でも、ＷＯＭ
耐候試験と浸漬試験の双方において、被膜健全部と補修
部との間に外観上の相違はなく、また補修部における各
樹脂層間およびプライマー／鋼材面の密着性は良好で、
密着力の低下は認められなかった。

【００４１】

【発明の効果】以上より、本発明の意匠性防食被覆鋼材
の被覆補修方法は、補修部が屋外で長期間放置されて
も、その意匠性と防食性を維持することができる、簡易
で有効な補修方法であることがわかる。これにより、従
来は有効な被覆補修方法がなかった意匠性防食被覆鋼材
の寿命が大幅に延長されるので、その利用が進むものと
期待される。

【図面の簡単な説明】

【図１】意匠性防食被覆鋼材の被覆構成の１例を被覆損
傷と共に示す説明図。

【図２】本発明による意匠性防食被覆鋼材の第１の補修
方法を示す説明図。

【図３】本発明による意匠性防食被覆鋼材の第２の補修
方法を示す説明図。

【符号の説明】

１：ポリオレフィン防食層 ２：変性ポリオレ
フィン層 ３：プライマー層 ４：変性ポリオレ
フィン層 ５：接着剤層 ６：印刷層 (模様
つき合成樹脂層) ７：保護層 ８：補修用シート ９：補修用充填樹脂 10：鋼材 11：損傷部 (疵部) 12：補修用変性ポ
リオレフィン 13：補修用接着剤

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリオレフィン防食層の上に、模様が印
   刷された合成樹脂層を含む上層被覆を設けた、意匠性防
   食被覆鋼材の被膜損傷部の補修方法であって、損傷部の
   ポリオレフィン樹脂をその融点以上の温度に加熱し、模
   様が印刷された合成樹脂層と最下層の変性ポリオレフィ
   ン樹脂層の２層を少なくとも有する補修用の積層シート
   を、加熱された損傷部に圧着して熱融着させることを特
   徴とする、意匠性防食被覆鋼材の被覆補修方法。
2. 【請求項２】 ポリオレフィン防食層の上に、模様が印
   刷された合成樹脂層を含む上層被覆を設けた、意匠性防
   食被覆鋼材の被膜損傷部の補修方法であって、溶融した
   変性ポリオレフィン樹脂を損傷部に供給し、防食層と熱
   融着させた後、この融着樹脂の上に、接着剤を介して、
   模様が印刷された合成樹脂層を少なくとも有する補修用
   シートを貼着することを特徴とする、意匠性防食被覆鋼
   材の補修方法。