JPS6245385A - 鋼板の前処理方法 - 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】 本発明は鋼板の前処理方法に関し、さらに詳しくは溶接
性、上切り付着性、口Ｊす熱焼損性、防食性、密着性の
いずれにも優れた一次防錆塗料を使用する鋼板の前処理
方法に関する。

発明の背景 一般に、船舶、橋梁、タンク、プラント等の鉄鋼構造物
の建造に際して、加工、組立期間中における鋼板の錆発
生を防止するため、加工前の鋼板にブラスト処坦尋を施
しミルスケールや錆？取り除いた後に、鋼板に予め一次
防錆塗料が塗装される。

この−次防錆塗狛には次の鰻能が要求される。

即ち、（イ）堕装されたオニ板が溶接される際に塗膜に
起因するピット、ブローホール等の溶接欠陥が少ないこ
と、換言すれば溶接性が優れること、（に）加工、組立
て期間中、鋼板のＭ発生を防止できる充分な防食性を有
すること、（ハ）加工、組立てのため鋼板が搬送、ハン
ドリング等を受ける際に塗膜剥離が牛じないような優れ
た密着性を有すること、（ロ）上塗り付着性が優れるこ
と、（ホ）耐熱焼損性に優れること等の特性が要求され
る。

従来、−次防錆塗料としては防食性に優れる高１農度亜
鉛末−次防錆塗、斜、例えばエポキシ樹脂等をＷ　ｉＸ
剤とした有機ジンクショッププライマー、珪酸エステル
、縮合体等を展着剤とした無機ジンクショッププライマ
ー等か多用されている。しかしながら、これらの亮濃度
亜鉛末−次防Ｍ塗料は、防食性、密着性に優れる反面、
溶接性特に炭酸ガス溶接法等に対する溶接性に劣るため
溶接時にビット、ブローホール等が発生し易く、且つ７
タル酸樹脂系上塗り塗料等の上塗り塗料に対する付着性
及び耐熱焼損性〃・不充分であるという欠点と有してい
る。

本出願人らは、上記欠点の内特に溶接性が数倍された１
Ｍ板の「］ＩＪ処理方法として亜鉛末にシリカ粉末、ル
チル粉末、ジルコン粉末から選ばれた１種又は２種以北
の混合物である顔料と併用した一次防錆塗料を用いる方
法（特公昭５４−２４６９６号）を開発した。

本発明者は、上記方法を更に改良し、−次防錆塗料の溶
接性、防食性、密着性、上塗り付着性、耐熱焼損性つい
ｒｔ″Ｌもが優れていることにより聡合的に−ｒｇＩｇ
１れた鋼板の前処理方法を開発するべく、引き続き鋭意
研究した。その結果、珪酸エステル縮合体を展着剤とす
る一次防錆塗料において特定の亜鉛合金粉末に特定の粉
末であるＭ料を併用し、更にこれらの配合量を特定範囲
内に制御したものを使用することにより目的が達成でへ
ることを見出し、本発明を完成するに至った。

発明の開示 本発明は、Ｑ４板素地にサビ落し処理を施した後、（１
）　　５酸上ヌチル縮合体を含有する展着剤、（２＞　
　Ｔｉ　０．０５〜ｉ３．０重ｉ％、！＋１ｎ　０．０
５〜３．０重量襲、Ａｄｏ、１〜２０重量％及び残部Ｚ
ｎからなる亜鉛合金粉末又は（及び）ＴＩ０．０５〜３
．０重ｆ！に％、Ｎｉ０．０５〜ａ、ｏｔｉｉ＊、Ａ１
０．１〜２０重量％及び残部Ｚｎからなる亜鉛合金粉末
、並びに（３）　　シリカ粉末、ルチル粉末、リン化鉄
粉末から選ばれた１種又は２種以上の混合物で、その吸
油量が８〜３５〃Ｚｌ／１００　ｇのもの？含有してな
り、上記（２）及び（３）の配合量が、（１）の珪酸エ
ステル縮合体の５１０２分に対して（２）が２００〜９
００重量慢、（３）が２００〜８００重Ｊよチであり且
つ（２）と（３）の合計配合量が１ａｏｏｉｉｓ以下で
ある一次防錆塗料を塗布して塗膜を形成させ、しかる後
鋼板を加工することを特徴とする鋼板の前処理方法に係
る。

本発明で用いる一次防錆塗料における珪酸エステル縮合
体を含有する五着剤は、珪酸エステル縮合体又はこれに
必要に応じて他のわす脂等を併用したものである。

珪酸エステル縮合体としては、珪酸エステル単量体又は
その部分縮合体・と加水分解し、縮合させたものを挙げ
ること妙二できる。珪酸エステル縮合体の製造方法とし
ては、例えば珪酸エステル単量体又はその部分縮合体を
アルコール等の２欣中で必要量の水及び壇醜、研、酸、
硝酸等の無機【ν、ギ酸、シュウ酸等の有機酸等の酸触
媒を用いて反応させる製造方法を挙げることができるが
、その他の方法で製造しても良い。原料の珪酸エステル
単量体及びその部分縮合体としては、例えばテトラエチ
ルシリケート、テトラプロピルシリケート、テトラブチ
ルシリケート等の珪酸エヌテルｓｉ体、及びその部分縮
合体等を挙げることができる。エチルシリケート部分縮
合体としては、コルコートＣ虫製「エチルシリケート４
０Ｊ、多摩化学工業（憎製［エチルシリケート４０」、
スタウファー　ケミカ／Ｌ／社（５ｔａｕｆｆｅｒ　Ｃ
ｈｅｍｉｃａｄ　Ｃｏ、、　）Ｉｌ「シルボンド（５ｉ
ｌｂｏｎｄ　）　４０　Ｊ等を植げることかできる。

必要に応じて併用し得る樹脂等としては、特に限定され
ないが、例えばポリビニルブチラール樹脂、ポリケトン
樹脂、フェノール樹脂等の有機樹脂、アルキルチタネー
ト、アルキルボレート等を挙げることができる。

本発明で用いる一次防錆塗料においては、特定の亜鉛合
金粉末、即ちＴｉ０．０５〜３．０重量％、Ｍｎ００５
〜３．０重量％、Ａ１０．１〜２０重量％及び残部Ｚｎ
からなる亜鉛合金粉末又は（及び）Ｔｉ０．０５〜３０
重量％、Ｎｉ０．０５〜３．０重量％、Ａｌ０．１〜２
０重ｔ９ｂ及び残部Ｚｎからなる亜鉛合金粉末を配合す
ることが必要である。ここで残部Ｚｎ中には、これら亜
鉛合金のｆＭ造上合金中で０．０１〜０．７重量ｍ％桿
度のＳｉを含有することがあるが何ら差し支えない。上
記特定の亜鉛合金粉末に含有する一次防錆塗＃＋は、亜
鉛末を含有するものに比べ、水中でのＺｎの溶出速度が
約−Ｆ以下であり、約２倍以上の長期防食性を有し、か
つＺｎの溶出速度が少いため７タル酸系上塗り塗料の付
着性が極端によくなる。

さらには素材Ｆｅの熱酸化防止作用がＺｎより大きいた
め、熱焼損が極端に少くなる。Ｔｉがｏ、　ｏ　ｓ　重
量％未満、Ｍｎ又はＮｉが０．０５重量％未満又はＡｌ
か０．１重量％未満になると長期防食性、而す、塾成損
性及びフタル酸系上塾り塗料の付着性の向上が不充分で
あり、一方Ｔｉが８０重量％を上回り、Ｍｎ又はＮｉが
３．０重量％を上回り又はＡＪが２０重量％を上回ると
長期防食性が低下する傾向にあるので好ましくない。用
いる亜鉛合金粉末の形状は通常リン片状であり、その粒
度は、特に限定されないが、３２５メツシユのふるいで
９５％以上通過するものであるのが好ましい。

本発明で用いる一次防′ｉ：＃塗料においては、上記亜
鉛合金粉末Ｋ、顔料としてのシリカ粉末、ルチル粉末、
リン化鉄粉末から選ばれた１種又は２種以上の混合物で
、その吸油量が８〜３５ｍｌ／　１００２の範囲内のも
のを併用する必要がある。

シリカナり末としては、例えばシリカ７ラワー等を挙げ
ることができる。ルチル粉末としては例えばルチル鉱石
を粉砕したもの、合成ルチル粉末ガトを挙げることがで
き、ＴｉＯ２の純度が８５重量％以上でるることが望ま
しい。リン化鉄粉末としては、例えばＦｅ　２Ｐ等を挙
げることができ、Ｆｅ２Ｐの場合その純度がＦｅが６８
重量％以上でＰが２２重量％以上であることが望ましい
。

少くとも１種を併用することＫより溶接性特に炭酸ガス
溶接法に対する溶接性及び耐熱焼損性が非常によくなる
。その理由は、明確ではないが、これらはいずれも融点
が１３００〜１９００°Ｃで亜鉛合金粉末の融点４００
〜６５０°Ｃよりも高くかつ鉄の融点１５３５°Ｃに近
く、しかも鉄のｔ弗点２４５０’Ｃ以下であり、熱に比
較的安定な物質であって、耐液時にガスが発生しにくい
ためと推察もれる。さらに、１０００’Ｃまで空気送風
下で昇温スピード５０”Ｏｈ旧で昇温し、１０００″Ｃ
において３ｏ分加きたして熱変化を測定したところ、タ
ルクや、マイカ扮では約５俤、硫酸バリウムや亜鉛ハで
に灼２チ、ジンククロメートでは約１５転グラフアイト
では約７５俤、と比較的大きく減量する。一方Ｃｕ粉な
どけ約２５チ増大する。これに対して、本発明における
一次防錆塗料に用いるルチル粉末、リン化鉄粉末、シリ
カ粉末では熱による軍属変化が０．１　％以下と非常に
小さいことが認められた。この結果から、これらの粉末
は結晶水をもたず吸湿しにくい特性を有していることが
明らかであり、従つ１溶接時のビットやブローホール発
生の主要原因となる水素ガスの発生量が少ないと考えら
れる。′また、船焼損が少い耶由は熱による減量及び増
量が殆んどなく、塗膜の熱膨張係数が素材の熱膨張係数
に近く、素材の酸化を少くするためと考えられる。

上記粉末は、その吸油量が８〜８５ｍＡ／　１００　ｇ
であることが必要である。吸油量が８ｍｌ／１００ｇよ
り小さい場合には、粉末の粒度が大きくなって平滑な塗
１庚が得られにくくなるため防食性が低下するようにな
る。また、吸油量が８５ｍ１７１００　ｇより大きいと
細孔の多い表面状態となって多量の展着剤が吸着される
ようになり、均一な塗膜が形成されにくくなるため、密
着性、防食性が低下するようになる。

本発明で用いる一次防錆塗料においては、溶接性、防食
性、密着性、上塗り付着性、耐熱焼損性のすべてを満足
させるため（１）展着剤、（２）前記特定の亜鉛合金粉
末、（３）前記特定の粉末である顔料の混合割合を、上
記（２）及び（３）の配合量が、（１）の珪酸エステル
縮合体の８１０２分に対して（２）が２００〜９００重
量係好ましくは３００〜８００重盪チ、（３）〃１２０
０〜８００重泣チ好ましくは２５０〜７００点量チであ
り且つ（２）と（３）の合計配合量が１８００重量％以
下好箇しくは６００〜１１００重盆チである様にする必
要がある。亜鉛合金粉末〈２）配合量が２００重量条未
満の場合、溶接性、防食性が低下し、９００重量％より
大きくなると溶接性が低下し、またフタル酸１尉脂上塗
り塗料の付着性が低下する。炭酸ガス溶接法て対する溶
接性は亜鉛合金粉末濃度が２００〜９００！：１％の範
囲では非常に良好である。また、前記特定の粉末（３）
配合量が２００重量−未満の場合、溶接欠陥であるビッ
ト、ブローホールや熱焼損が多くなり、８００重址チよ
り大きくなると防食性が低下する。更に（２）と（３）
の合計配合量が１８００重量％より大きくなっても密着
性か低下する。

本発明で用いる一次防錆塗料においては、必要に応じて
、通常塗料に使用されるタルク、硫酸バリウム、チャイ
ナクレー等の体質顔料及び着色顔料と配合しても良く、
配合する場合の配合量は珪酸エステル縮合体の５ｉ０２
分に対して１５０重量重量下であるのが好ましい。更に
必要に応じて沈降防止剤、分散剤等を適Ｘ添加すること
もできる。

本発明で用いる一次防錆塗料は、通常１５〜２０μ稈度
の膜厚に塗装されることが多いが、３０〜４０μ程度の
膜厚でも溶接性は何等低下しない。

以上説明したように、本発明ｔ／″ｉ溶接性、防食性、
密着性、上塗り付着性、耐熱焼損性のいずれにも優れた
一次防錆塗料を用いることにより総合的に一層優れた鋼
板の表面処理方法を提供するものであり、工業的な価値
は非常に高すものといえる。

実施例 次に、製造例、実施例及び比較例を挙げて、本発明を更
に具体的に説明する。尚、以下において、部及びチけ、
特にことわらない限り、夫々重量部及び重ｉチを表わす
。

製造例　１ 「エチルシリケート４０」（コルコートｒ樽製、５１０
２分４０％）４０部及びインプロピルアル３−ル３０部
の混合液に、損井下脱イオン水２部及び１チ塩酸１．５
部の混合液を徐々に添加した。その後、４０°Ｃで１時
間攪拌反応後、イソプロピルアルコール１０部、セロソ
ルブアセテート１６５部を加え、よく攪拌し、珪酸エス
テル縮合体Ｉを得た。

製造例　２ エチルアルコール４０部トイソプロビルアルコール４０
部の混合液中に、ポリビニルブチラール樹脂（電気化学
工柴■製、平均重合度約３００ン２０部を徐々に加え、
攪拌溶解し、２０チボリビニルブチラール樹脂溶液を得
た。これを上記珪酸エステル縮合体Ｉの併用４Ｊ　％と
して用いた。

実施例１〜１０及び比較例１〜９ 第１表及び第２表に示す間合割合で、−次防錆塗料を製
造した。堕科の製造は先ず亜鉛合金粉末又は亜鉛粉末と
併用顔料等をシェーカーで３０分［閉混合し、展着剤に
攪拌下添加し、均一に分散する１で攪拌を続けて調製す
る。この塗料？；翅４７オードカツプ９〜１２秒になる
唾でセロンルプアセテートで希釈し、スエデイシュスタ
ンダードのＳａ　２．５以上の表面処理されたショツト
ブラスト鋼板（８，２ｘ１００ｘ３００ｍｍ）にエアレ
ス！力装機で乾燥４厚１７±２μになるように塗装した
ものを各拭涜片とした。但し溶接性試験片は基材として
１５ｘ１５０Ｘ１０００ｍｍの大きさのショツトブラス
ト鋼板に上記乾燥＋１λ厚になるように塗装したものを
用いた。

用する亜鉛合金粉末Ｉば、Ｔｉ０．４％、Ｍｎ　０．２
　％、Ａｌ　８％、Ｚ：１残部の組成のものである。実
施例５．９に使用する亜鉛合金粉末Ｉは、Ｔｉ０．４チ
、ＮｉＯ・２％・Ａｌ　５　％・Ｚｎ残部の組成のもの
である。

実施例６に使用する亜鉛合金粉末■は、Ｔｉ　０．４チ
、Ｍｎ　Ｏ１２チ、Ａ１１０％、ＺｎＱ部のｍ成のもの
である。比較例８に使用する亜鉛合金粉末■は、Ｔｉ６
、０％、Ｍｎ　０．２％、Ａｄ　８　％、Ｚｎ残部の組
成のものである。比較例９に使用する亜鉛合金粉末Ｙは
Ｔｉ０．４％、Ｍｎ　０．２％、Ａ１８０％、ＺｎＱ部
の組成のものである。これらの亜鉛合金粉末はいずれも
３２５メツシユのふるいを９９％以上通過したものを用
いた。

前記各試験片を用いて溶接性、上塗り付着性、耐熱焼損
性、防食性、密着性について試験した。

結果を第３表、第４表に示す。

粥　８　表 第４表 各試験方法は、次の通りである。

■　溶接性 溶接性は、炭酸ガスだ接で水平隈肉溶接と行なうことに
より調べた。尚、上板と下板との密着性をよくするため
、下板と接ｚ′する上板の端面部分にはセーバー加工を
行ない更に上下を固定しておきクサビを打ち込んだ後、
下記の条件で溶接を実施した。

溶接方法：炭酸ガス半自動溶接。

溶接ワイヤー：５Ｆ−１、Ｌ２ｍｍφ。

電流：　２８０Ａ０ 電圧：３４Ｖ０ 溶接速度：　６００　ｍ　７Ｆ！　／　ｒｒＬ　１　ｎ
　。

溶接形状：Ｔ形隅肉溶接。

ピット発生ｉは、溶接第２ビードについて溶接長さ１１
０００Ｊの両端ＩＱＯｍｍを除いた８　００ｍｍ巾に発
生したピットの数を調べた。

ブローホール発生ｉは、溶接第２ビードについてビード
破断面の破断面積に対するブロホール面積のＶ］合を下
記基準で評価した。

評価　　ブローホール面積 ■・・・・θ〜Ｂ俤。

○・・・・　３〜１０％。

Δ・・・・・・　１０〜３０条。

×・・・・・８０％以上。

■　上塗り付着性 各１次防錆飴料の上に関西ペイント（ド０製の７タル酸
樹脂系上塗り塗料である「ＳＤマリンプライマー赤さび
」を２回塗りで７５μ、更に［ＳＤマリンペイント上塗
〜を１回エアスプレーで３５μ塗装する。但し各Ｏ）装
間隔は２４時間とする。その後２０’Ｃ，湿度７５チで
２人遍間乾燥したものを試験片とした。５０゛Ｃのブリ
スターボ°ンクスに１回置いた後、４０℃のふらん器に
１日入れるサイクル試験を４０サイクル行なった後、ク
ロスカットテープテストを実施し、上塗り塗膜の剥離状
況を下記基準で評価した。

評価　　　剥離状態 ０・・・・・　異常なし。

■・・・・・・カット部に沿ってわずかに剥１４あり。

Δ・・・・・剥離が著しい。

×・・・・・・全面剥離。

■　耐熱焼損性 塗装鋼板を８００°Ｃの炉に８分間入れ熱焼損の程度を
下記基準で評価した。

評価　　塗膜状態 ◎・・・・・・わずかに変色、密着劣化々し。

○・・・・・わずかに変色、密着劣化殆んどなし。

△・・・・・・塗膜にワレが認められる。

×・・・・・・全面剥離。

■　防食性 塩水噴ｍ試験は、）Ｉｓ２２８７１に準じ１０００時間
試験後、錆の発生状類を調査した。

屋外暴露試験は、千葉県千倉町海岸部で６ケ月＆露し、
鏡の発生状態を調べた。

これらの試験における錆の発生状態の評価は、ＡＳＴＭ
（Ｄ６１０）に従った。

■　密着性 衝撃試験は、デュポン衝撃試験器を用いて、÷インチダ
、５００２．５０ｃｍで試験後、セロファン粘着テープ
２付着後はがしたときの塗膜の外観を評価した。

屈曲試験は、ＪＩＳ　　Ｋ　　５４００−７９の方法に
準じて、試験後、セロファン粘着テープを付７７２後は
がしたときの塗膜の外観と評価した。心棒の直径は１０
關を使用した。

密着性の評価は、以下の基準に従った。

評価 ○・・・・・・剥離、ふくれ等の異常がほとんど認めら
れなかった。

Δ・・・・・・剥離、ふくれ等の異常が一部に発生した
。

×・・・・・・剥離、ふくれ等の異常が全面で発生した
。

第８表及び第４表から明らかなように、本発明は溶接性
、上塗り付着性、耐熱焼損性、防食性、密着性がいずれ
も優れた一次防錆倹料を用いる鋼板の前処理方法を提供
するものである・（以　上） −Ｎ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］鋼板素地にサビ落し処理を施した後、（１）珪酸
   エステル縮合体を含有する展着剤、（２）Ｔｉ０．０５
   〜８．０重量％、Ｍｎ０．０５〜３．０重量％、Ａｌ０
   ．１〜２０重量％及び残部Ｚｎからなる亜鉛合金粉末又
   は（及び）Ｔｉ０．０５〜３．０重量％、Ｎｉ０．０５
   〜３．０重量％、Ａｌ０．１〜２０重量％及び残部Ｚｎ
   からなる亜鉛合金粉末、並びに （３）シリカ粉末、ルチル粉末、リン化鉄粉末から選ば
   れた１種又は２種以上の混合物で、その吸油量が８〜３
   ５ｍｌ／１００ｇのもの を含有してなり、上記（２）及び（３）の配合量が、（
   １）の珪酸エステル縮合体のＳｉＯ＿２分に対して（２
   ）が２００〜９００重量％、（３）が２００〜８００重
   量％であり且つ（２）と（３）の合計配合量が１３００
   重量％以下である一次防錆塗料を塗布して塗膜を形成さ
   せ、しかる後鋼板を加工することを特徴とする鋼板の前
   処理方法。