JPH0615219B2 - 着色ポリオレフィン樹脂被覆重防食鋼材 - Google Patents

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
着色ポリオレフィン樹脂被覆重防食鋼材に関するもので
ある。

（従来の技術と発明が解決しようとする課題） 第２図は、従来のポリオレフィン樹脂を防食被覆層とす
る重防食鋼材の説明図であり、図中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、５はポリオレフィン被覆層である。

従来の鋼管杭のポリオレフィン樹脂被覆重防食鋼材のポ
リオレフィン樹脂の被覆層の色はほとんど黒色であるた
め、標識保全および美的感覚が充分でなく鋼製構造物と
して、周辺の環境と不調和となる傾向があった。そのた
め、鋼材の長期防食性の特徴を有していながら製品とし
てのイメージが悪く、需要家から着色化を要求されつつ
ある。これらの要求に対し、特開昭61-172737号公報に
開示されたものがあり、これは、ポリオレフィン樹脂重
防食被覆層の上にウレタンプライマーを塗布し、その上
に着色顔料を含有するウレタン塗料、アクリルウレタン
塗料、アクリル塗料、アルキド塗料、アクリルエマルジ
ョン塗料、塩化ビニル塗料および合成樹脂調合ペイント
を塗装することを特徴とするポリオレフィン樹脂の塗装
方法である。しかし、この方法で作られたポリオレフィ
ン樹脂の着色方法では、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であり、経時と共に塗膜
表面の光沢が低下し、退色劣化が早い。

（課題を解決するための手段） 本発明は、ポリオレフィン樹脂層面を火災処理し、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５〜２０μ予め塗布した後、次に着色顔料を含有
するフッ素樹脂層を設けてなることを特徴とする着色ポ
リオレフィン樹脂被覆重防食鋼材である。

本発明は、第１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とウレタンプライマー層６およ
びフッ素樹脂層８を設けた着色ポリオレフィン樹脂被覆
重防食鋼材である。

このような６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
を高め、ポリオレフィン樹脂層５の火災処理とウレタン
プライマー層６とフッ素樹脂層８で耐候性を特に重要視
し、それぞれ優れた性能を付与させたものである。各々
６層および火災処理の好適な被覆条件としては、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２〜６mm、ポリオレフィン樹脂層５の火災
処理温度が６０〜９０℃、ウレタンプライマー層６が５
〜２０μ、フッ素樹脂層８が１０〜１００μである。

次に各層について詳細に説明をする。

本発明において、ライニングされる鋼材は、構造毛鋼、
高張力鋼、耐候性鋼、耐硫酸性鋼等からなる構造用鋼
管、鋼管杭、および水、油、ガス等の輸送配管等をあげ
られる。

被覆の方法としては、まず鋼材の防食面をグリットブラ
スト、サンドブラスト等のブラスト処理を行ない清浄に
した後、無機系プライマー層２と有機系プライマー層３
を被覆する。

この２つのプライマーは、鋼材表面１と接着剤層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、耐陰極剥離性、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。

接着剤層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、プロピレンなど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
フッ素樹脂層８との間の接着剤である。ウレタンプライ
マー層６は、分子量４００ないし2000の分子中に２個以
上の水酸基を含有する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、一見硬
化したように見えても外表面が皮ばり状に硬化し、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
ためにフッ素樹脂層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災を吹きつけて、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。昇
温時間は５分以下程度にとどめ、ポリオレフィン樹脂層
５の外表面が先に述べた温度になった時点までとするこ
とが好ましく、ポリオレフィンが熱のために溶融して変
形したりすると表面が劣化し、接着性が悪くなる。

フッ素樹脂層８は、着色剤である。フッ素樹脂層８は、
ウレタンプライマー層６が指触乾燥（塗膜に指先がふれ
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。

フッ素樹脂８は、フッ素樹脂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（ハンサイエロ
ー）、ブルー色（Co,Al,Crの酸化物の焼成顔料）、オレ
ンジ色（モンブデートオレンジ）、グレー色（チタン白
とCo,Al,Crの酸化物の焼成顔料との混合）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
まれていることが適当である。

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、また添加割合が多すぎ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１０〜100μ、好ましくは２０〜６０μ程度
がよく、薄すぎると下層のウレタンエラストマー被覆層
３の黒色を陰ペイすることが出来ず、厚すぎるとフッ素
樹脂が高価であるため経済的でない。

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。

（作 用） 本発明の着色ポリオレフィン樹脂被覆重防食鋼材は、第
１図に示すような層から構成されている。

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は、鋼材との付着性、耐
衝撃性、耐水性、絶縁抵抗性を保有する役目を果たし、
ウレタンプライマー層６とフッ素樹脂層８は、耐候性
（耐退色性）の役目を果たす。

ポリオレフィン樹脂層５とフッ素樹脂層８との付着させ
るための塗装条件は重要である。ポリオレフィン樹脂層
５の接着面は、通常のままでは極性基が存在しないた
め、その上に被覆する場合には、接着面に極性基を導入
する必要がある。その方法としては、 火災処理法 コロナ放電法 重クロム酸塩／硫酸混合液処理法 などによるポリオレフィンの表面処理方法があるが、取
扱い鋼材の形状および処理方法の経済性を考えると火災
処理法が好適である。

火災処理法は、ポリオレフィン樹脂層５の表面をガスバ
ーナーの火災を吹きつけて、ポリオレフィン樹脂層５の
表面温度を６０〜９０℃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、活性化状態にする。その
後、ウレタンプライマー層６を５〜２０μ膜厚で被覆す
るが、薄く被覆することによって、短時間で安定して塗
膜を硬化させることが出来る。

塗膜が指触乾燥以上になったのち、フッ素樹脂層８を１
０〜１００μ被覆する。フッ素樹脂層８は色調によって
膜厚が異なる。これは下層のポリオレフィン樹脂層５の
色調を陰ペイしながら、一方ではより膜厚を薄く、均一
にして、より経済効果を得ようとするためである。

（実施例） 本発明を実施例により更に具体的に説明する。

実施例−１および比較例−１ 外径７００mm、肉厚８mm、長さ１１mmの杭用鋼管の外面
をグリットブラスト処理を行って清浄にした後、無機系
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３０〜５０μ塗布し、接着剤（変性ポリエチレ
ン）を８０〜１００μ塗布し、ポリオレフィン樹脂（低
密度ポリエチレン）を2.５〜2.８mm被覆し、その上をプ
ロパンバーナーで５分間加熱してポリオレフィン樹脂の
表面を７０〜８０℃に昇温し、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重量
％）を５〜１０％塗布し、その上にフッ素樹脂（フッ素
樹脂６０重量％、顔料２６重量％、イソシアネート１４
重量％）を３０〜４０μ塗布した。

このようにして得られた被覆構成図を第１図に示す。図
中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、５はポリウレタン樹脂層、６
はウレタンプライマー層、８はフッ素系樹脂層である。

比較材としては、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、
樹脂表面の火災処理、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２０〜４０μとした。この被
覆構成図は第３図に示す。図中７はアクリルウレタン層
を示す。

以上の実施例と比較例についての塗料性状と塗膜物性は
第１表、塗装条件は第２表、塗膜性能は第３表に示す。

また別に、巾７０mm、長さ１５０mm、肉厚0.８mmの軟鋼
板にフッ素樹脂を３０〜６０μ塗布し、経時による退色
劣化性（光沢保持率および色差）について、ウエザオメ
ーター促進試験で試験時間7000時間まで調べた。

比較例についても、アクリルウレタンを実施例と同じよ
うに塗布し、試験時間6000時間（退色劣化が大きいため
6000時間で中止）まで調べた。

その結果は、第４表に光沢保持率、第５表に色差をまと
めて示す。

本発明鋼材は、第３表に示すように塗膜の密着性能は比
較例と比べても遜色がなく、第４，第５表に示すように
光沢保持率及び色差ともに比較例と比べて格段に優れて
いる。

以上の実施例で示すように本発明の着色ポリオレフィン
樹脂被覆重防食鋼材は、各層間の付着性能を保持しなが
ら外面被覆の色調を長期に渡って維持することが出来る
ものである。

（発明の効果） 本発明の着色ポリオレフィン樹脂被覆重防食鋼材は、鋼
材表面にポリオレフィン樹脂被覆層を形成し、その上に
フッ素樹脂を形成することによって、長期防食性を保有
すると共に、外表面は着色範囲が広く、長期耐候性（耐
退色性）に優れた性能を保有することが出来、空中に露
出されて使用される鋼製構造物として長期に渡って周辺
の環境と調和すると共に、標識保全および美的感覚も保
持できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明着色ポリオレフィン樹脂被覆重防食鋼材
の説明図、第２図は従来のポリオレフィン樹脂を防食被
覆層とする重防食鋼材の説明図、第３図は本発明実施例
と比較した比較例の説明図である。 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

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリオレフィン樹脂を防食被覆層とする重
   防食鋼材において、該被覆層面を火炎処理し、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５〜２０μ予め塗布した後、次に着色顔料を含有する
   フッ素樹脂層を１０〜１００μ設けてなることを特徴と
   する着色ポリオレフィン樹脂被覆重防食鋼材。
2. 【請求項２】ポリオレフィン樹脂の被覆面は、火炎処理
   で予め６０〜９０℃に加熱処理されていることを特徴と
   する請求項１の着色ポリオレフィン樹脂被覆重防食鋼
   材。