JPS59113902A - 高耐食性・生物汚染防止用鋼板の製造法 - 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】 れた鋼板の製造法に係り、更に詳しくは船舶外板、海水
取水管用鋼板、或は石油掘削用プラットフォーム、シー
バース等の鋼製の海洋構造物用鋼板を対象に、耐食性に
富み、生物付着を防止することを目的とした鋼板を製造
する新規な方法に関するものである。

海水中で使用される構造物の防食には、圧延製造された
黒皮、もしくはショップ・プライマーを塗布した鋼板を
切断、溶接し、組立を行なって後、プラスト工程を経て
、防食塗料、更には必要に応じて防汚塗料をそれぞれ塗
布し、防食と生物付着防止を図っている。

所が防汚塗膜による生物付着防止効果は高々２年、一般
的には／年程度しかその効果が期特出来ず、防食塗膜の
タッチ・アップ、補修再塗装を兼ねて、防汚塗料の再塗
布の必要がある。又特に船舶てついては、近年開発され
た耐用年数２年の船舶用防汚塗膜は、係船時には生物付
着防止効果が殆ど期特出来ないという欠点も有る。

この様なことから石油、海運、造船業界等から海水没水
部で使用してメインテナンス・インターバルの長い防食
・生物付着防止用鋼板の開発が強く望まれていた。

そこで従来から鋼構造物、船舶等に用いられている防食
手段について考えてみると、前述の塗装、有機ライニン
グ、無機ライニング、高耐食性金属のライニング、金属
溶射、或はメッキ等が行なわれている。

まず、金属溶射の技術は、７９７０年に開発されて以来
、主に橋梁、水門、煙突、鉄骨建物等陸上構造物の分野
に適用され、防食面で優れた実績を誇っている。

これらの溶射被膜の形成は、製品溶射であり、溶材も低
融点のＺｎが主で、その他Ａ７．或はＺｎ　−Ａ１合金
等の電気的にＦｅよりも卑な金属が使用される。

しかしながら、石油掘削用プラットフォーム、シーバー
ス等の海洋構造物の海水没水部での溶射被膜の耐久性は
、必ずしも充分でなく、従って溶射被膜単独装の複合防
食系もまれに使用される場合があるが、このクースも早
期に塗膜ふくれ、塗膜剥離等の塗膜欠陥を生じ、溶射金
属の溶出、赤錆の発生とつづき、耐久性に関する信頼性
に欠ける。すなわち、従来から溶射被膜は、海水没水部
での使用には耐えないとされている。

この理由は、防食溶射金属は活性で、しかもその酸化物
は容易に海水中で溶解すること、溶射被膜には少なから
ず空隙があり、溶射被膜単独では止水性が無いこと、母
材と溶射被膜との密着力に之しいこと、更に溶射被膜と
上塗シ塗膜との間の２次密着力に之しいこと等が列挙さ
れる。

特に船舶などの場合には、生物付着防止の手段として前
述した防汚塗料の他に、ＣｕもしくはＣｕ合金を船体外
板にライニングすることが、従来から周知であり、事実
ヨツトやボート等の小型船舶では実施された例もある。

しかしこのライニング施工には特殊な張り付は技能と、
長い作業時間を要し、大型船舶や海洋構造物への適用は
実際の所困難である。

そこで、この様なＣｕライニングをする代りに、前に述
べた様な溶射の手段をＣｕやＣｕ合金の様な高融点金属
を被覆する手段として用いることが考えられる。しかし
ながら、溶射を採用すれば、作業性は著しく向上するが
、溶射被膜はそれ自体にｊ〜／、！；９６の空隙がある
為、前述の如く止水性の問題で防食上、長期耐久性が期
待出来ず、又表面粗度も最大／θθ〜３θθμとなり、
非常に大きい。

表面粗度が大きいことは、これが船舶に、適用された場
合、航行中造波抵抗を受けて、燃量消費量を多くする為
不都合である。即ち、船舶については、以上の理由から
外板表面の粗度を５θμ以下にする様要求されておシ、
従って前記の表面粗度ではかかる要求を満足することは
できない。

そこで本発明者等は、種々研究を重ねた結果、被膜厚の
βθチ以上の圧下率で溶射鋼板を圧延することによって
、止水性のある表面粗度ｊθμ以下の溶射鋼板を得るこ
とが可能となることを見い出した。

すなわち本発明は、鋼板をプラストした後、電気的にＦ
ｅよりも卑な金属で溶射し、更にＣｕ、もしくはその合
金を溶射し、全被膜厚の２θチ以上の圧下率で該鋼板に
圧延を施すことを特徴とする高耐食性・生物汚染防止用
鋼板の製造法であり、とれてよって２θ年以上のメイン
テナンス・インターバルを有する防食・生物付着防止用
鋼板を製造することを可能にしたものである。

以下に本発明の詳細な説明する。

先ず、本発明において電気的にＦｅよりも卑な金属とは
Ｚｎ、　Ａｔ％Ｚｎ−Ａｔ合金、或はＺｎ−Ｍｎ、　Ａ
ｔ−Ｍｎ。

Ａｔ−８ｔ等の合金をいい、海水等の腐食環境において
Ｆｅよりも優先的１て溶解することによってＦｅの腐食
を防止する、いわゆる電気化学的防食をするものをいう
。その厚みについては、特に限定しないが、実用的な見
地からは７θ〜ｊθθμ程度が適当であって、薄すぎる
と防食効果が無く、厚すぎると被膜の凝集割れの現象を
起こし、これも防食効果が半減する。

又本発明（（いうＣｕ１もしくはその合金とはＣｕ単味
、Ｃｕ−８ｎ合金、Ｃｕ　−Ｍｎ−Ａｔ合金、Ｃｕ　−
Ｎ　ｉ合金、Ｃｕ−Ｎｉ　−Ｍｎ−Ａｌ−Ｆｅ％Ｃｕ−
Ｎｉ−Ｍｎ合金等をいい、海水中の水没状態において、
　Ｃｕ及びＣｕ合金から少量のＣｕイオンの溶解があり
、これによって生物の付着を防止する働きをもつもので
ある。その厚みについては、特に限度しないが実用的な
見地よシ、／θ〜３θθμ程度が適当であって、薄すぎ
ると、該鋼板圧延時に、被覆に裂は目が入り、止水効果
が無くなり、厚すぎると経済性が無くなる。

本発明に於いて、下層に前記の電気的にＦｅよシも卑な
金属層、上層に上記のＣｕ、もしくは、その合金の層を
設けるのは、これら両層の相乗作用により、海水没水部
での長期の耐久性と同時に長期の生物付着防止のすぐれ
た相乗効果を発揮するからである。すなわち、下層単味
では、海水中では容易に被膜は溶解し、父上層単味では
、被覆層がやぶれた場合、保護すべきＦｅが選択的（（
溶解するが両層を設けることにより、この様な危険はな
くなる。

これら二層の厚みの割合てついては、特に限定しないが
、実用的には下層：上層＝ｊθ：／〜７：３θの程度が
適当であり、この範囲を外れると、止水性が無くなると
か、防汚性が減少するとか、防食耐久性が減じるとか、
経済性が低下する等の不都合が生じる。

更に、本発明においては、これら二層を形成せしめる手
段として溶射を用いるものである。溶射を用いる理由は
、まず作業性が良く、低融点金属と高融点金属との組み
合わせが可能であシ、シかも鋼板側に何等の熱歪も与え
ないし、高能率で大量処理が可能であるなどの点で多く
の利点を有するからである。この場合溶射の具体的な手
段としてハ、酸素−プロパン、酸素−アセチレン等のガ
ス溶射、アーク溶射、ガスプラズマ溶射、水プラズマ溶
射等のいずれを用いても良い。

本発明においては、このようにして、前記二層を鋼板上
に溶射てより形成せしめるものであるが、本発明におい
て最も重要な点はこのように溶射の行なわれた鋼板を、
全被覆厚のρθ係係上上圧延率で圧延するととである。

即ち、か＼る圧延を施すことによって、溶射被膜の本質
的な問題点である被覆層の密着力の向上、止水率の向上
、更には表面粗度の減少による実表面積の減少、すなわ
ちＣｕ。

もしくはＣｕ合金の溶解速度の減少等のすぐれた被覆と
なる。この場合圧下率がβθチ未満であると被膜の空隙
が残り、かつ表面粗度もｊθμを超え、不満足である。

一方、上限は特に限定しないが、余り圧下率を高くする
とかえって、被覆の破れを生じたり、或は又被膜が薄く
なシすぎて充分な耐食性が発揮出来ないばかりか、鋼板
面も変形して、形状が規格外れになるなど不都合が生じ
るので圧下率の上限としては、実用的には全被膜厚のｊ
θチ程度が好ましい。又圧下後の全被膜厚についても特
に規定するものでないが、実用的見地からはｇθ〜７θ
θμ程度が良く、あまり薄いと防食上長期耐久性が期待
出来ないし、厚すぎると被覆の凝集破壊を起こす恐れが
生じ、且つ経済性も無く々る。

次に図面に基づいて本発明の工程について説明する。

第７図は、本発明方法を実施するだめの工程の一例を示
すものである。鋼板である母材３をプラスト工程（Ａ）
Ｋて表面をプラストし、表面に付着しているスケールや
異物を取り除き、金属面を露出させると共に適当な凹凸
を表面につける。こ＼で表面をプラスト処理するのは、
溶射層の密着力を向上させるのが目的であって、プラス
トの手段としては通常用いられる圧送型、インペラー型
いずれでも良く、研掃材もサンド、スチールグリッド；
コランダム等いずれでも用いることが出来る。次に母材
３を予熱工程（Ｂ）　Ｋ送る。乙はヒーターである。予
熱の目的は、溶射膜の密着力を向上させることである。

なお、ヒーター６としては電気、赤外線、ガスいずれの
加熱手段を用いても良い。次に予熱された母材３は下層
を溶射する溶射工程（ｃｌ）に送られる。７は溶射トー
チ、２は電気的にＦｅより卑な金属の層であって、溶射
の手段としては、前述したものから適宜選択して実施す
ることが出来る。次いで工程（Ｃ２）　Ｋ於いてＣｕ、
もしくはその合金層が上層として溶射トーチ７により溶
射される。

この様にして二つの層／及び２の形成された母材３を圧
延工程（Ｄ）Ｋ於いて、ロールｇによって全被覆厚みの
２θチ以上の圧下をかけ製品（Ｅ）として送り出す。こ
の場合図示はしないが、工程（Ａ）と工程（Ｂ）との間
に後述するボンデングコート工程を、工程（Ｃ２）と工
程Ｑ））の間に後熱工程を、又工程（Ｃ１）と工程（Ｃ
２）との間にコーティング工程を必要に応じて設けるこ
とが出来３゜更に、溶射被膜の密着程の内、予熱工程（
Ｂ）を省略することも可能である。

このような工程によって製造される鋼板について、いく
つかの態様例を第１〜第６図に示す。第１図は第７図の
工程そのものによって得られた鋼板の例である。第２図
は前記３層を有する側と反対側にも電気的ＫＦｅよりも
卑な金属層２をもうけたものであって、該鋼板の両面共
に酷しい腐食環境におかれる場合に用いられるものであ
る。又第３図は前記２層を設けるのに先立って、プラス
トされた母材３の面にボンデングコートグを設けたもの
である。こ＼でいうボンデングコートトハ、５ｔｅｅｌ
、　Ｎｉ　−Ａ４　Ｎｉ、　Ｍｏの様な金属を薄く溶射
することを意味し溶射層２の密着力を向上させる目的の
為に施されるものである。次に第７図は第３図の場合に
更に層／と層２との間に、ボンデングコートもしくは有
機被覆ｊを施したものである。

この有ｉ被覆とはエポキシ、ウレタン、シリコーン、シ
アノアクリレート、ヴイニル等の樹脂を意味し、溶射層
２の耐衝撃性、加工性の向上の為に用いられるものであ
る。第５図は第２図々第３図の組み合わせであり、第６
図は第２図と第７図の組み合わせの例を示し、それぞれ
、該鋼板の使用状況に合わせて、防食耐久性を向上させ
る目的で用いられるものである。

以上本発明法により得られる鋼板の幾つかの例を示した
が、これらに限定されるものでないことは勿論であって
、本発明の範囲内において如何なる態様の鋼板も製造し
うるものであることは云うまでもない。

以下実施例により本発明の効果をさらに具体的に説明す
る。

第１表に被覆の種類と試験結果を示す。尚試験片は／ｊ
θ×３θθ×／、２鴫で釧種はＳＭ’ｌ／を使用し、全
面に被覆した。表中試料番号７３〜／７は本発明例であ
るが、防食性も防汚性も共に満足している。

以上述べた如く、本発明方法によれば被覆の密着力は従
来の製品溶射のものに比較して５〜７０倍も高く、従っ
て曲げ加工性や圧延にも充分耐え、しかも空隙率が極め
て低いため被覆の止水性も充分であり、その表面粗度も
Ｓθμ以下となる。しかも最外溶射金属ＫＣｕもしくは
Ｃｕ合金を用いることによって、Ｃｕイオンによる生物
付着防止と内層面の電気的ＫＦｅよりも卑な金属層によ
る長期防食性の両機能を有することになり、当業界の要
望を充分満足する技術を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第乙図は本発明方法により得られる鋼板の幾つ
かの態様例を示す断面図、第７図は本発明方法の一態様
例を示す工程図である。 ／・・・ＣｕもしくはＣｕ合金層 ２・・・Ｆｅよりも電気的罠卑な金属層３　母材 グ・・・ボンデングコート ｊ・・ボンデングコートもしくは有機被覆乙・・・ヒー
タ ７・・溶射トーチ に・・ロール 第１図 第３図 第５図 第２図 第４Ｘ 第６図 第７図 （Ａ） ロ＝］＝］−ロ７＝＝：コー １４−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鋼板をプラストした後、電気的ＫＦｅ　　よりも卑な金
   属で溶射し、更１ｃｃｕ、もしくはその合金を溶射し、
   全被膜厚の２θ％以上の圧下率で該鋼板に圧延を施すこ
   とを特徴とする高耐食性・生物汚染防止用鋼板の製造法
   。