JPH06143490A - 高濃度塩化物イオン大気環境で塗装耐久性の高い塗装鋼材 - Google Patents

高濃度塩化物イオン大気環境で塗装耐久性の高い塗装鋼材

Info

Publication number
JPH06143490A
JPH06143490A JP4295333A JP29533392A JPH06143490A JP H06143490 A JPH06143490 A JP H06143490A JP 4295333 A JP4295333 A JP 4295333A JP 29533392 A JP29533392 A JP 29533392A JP H06143490 A JPH06143490 A JP H06143490A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coating
steel material
film
steel
durability
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP4295333A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3065191B2 (ja
Inventor
Chuichi Kato
加藤忠一
Kazuhiro Masuda
増田一広
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP4295333A priority Critical patent/JP3065191B2/ja
Publication of JPH06143490A publication Critical patent/JPH06143490A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3065191B2 publication Critical patent/JP3065191B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 海岸や塩化物を散布する道路の橋梁等の鋼材
の塗装耐久性を大幅に向上させ得る鋼材の提供。 【構成】 Ni 1〜10%を含む鋼材表面に、Fe2
3 +Fe3 41〜50%、リン酸 0.01〜5
%、Pb等の単体もしくは化合物を1種以上0.01〜
10%、ブチラール樹脂 3〜30%、残部溶剤から成
る混合処理液を塗布して形成される被膜およびその上に
塗装により形成される塗膜とを有することを特徴とする
鋼材。 【効果】 最も塗装が劣化しやすい塩化物イオン濃度の
高い環境で塗装耐久性が延びるので、塗装塗り替えの維
持コストの大幅低減が可能。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、海岸や道路凍結防止の
ために散布する塩化物のために高濃度になった大気環境
に設置される橋梁、建築等に用いる鋼材に関わり、さら
に詳しくは鋼材として鋼中にNi 1〜10%を含む鋼
材を用い、該鋼材表面に塗装耐久性を高める効果を有す
る塗装下地被膜と塗膜とを形成した高濃度塩化物イオン
大気環境で塗装耐久性の高い塗装鋼材に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】橋梁、建築等に用いられる鋼材は、耐食
性の確保と景観性の確保のために塗装を施して使用され
るのが一般的である。通常鋼材は部材に加工された後、
研掃され、その後塗装(下塗り、中塗り、上塗り)され
る。この塗装は、特に耐食性の観点では塗膜のふくれ、
はがれと言った塗装耐久性の大小が重要なポイントであ
り、塗料用樹脂あるいは含有されている防錆顔料等の変
更、改良といった塗料技術の面で塗装耐久性の向上が図
られて来ている。すなわち、例えば上塗り塗料では、長
油性フタル酸樹脂、シリコンアルキド樹脂、塩化ゴム
系、ポリウレタン樹脂、フッ素樹脂と種々のものがあ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述の塗装された橋
梁、建築物等は、例えば橋梁に例をとれば、現在基準と
されている塗装耐久性は海岸で約4年、山間部で約8年
とされ、これを過ぎると塗装の塗り替えが行われている
海岸が短いのは、塩化物濃度が高いためであるが、山間
部といえども近年道路凍結防止のための塩化物散布によ
って大気環境の塩化物イオン濃度が高濃度になったため
に腐食性が増し、塗装耐久性がますます劣化している。
【0004】これに対し、塗装作業が必ずしもクリーン
な環境ではないことから塗装工不足が一般的になり、塗
装塗り替えが困難になってきているという社会的・経済
的な大きな課題が生じている。
【0005】本発明の目的は、このような塩化物イオン
濃度が高濃度である環境において、鋼材の塗装耐久性を
大幅に延長し、上述の課題を一挙に解決することが可能
な高濃度塩化物イオン大気環境で塗装耐久性の高い塗装
鋼材を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るための本発明の要旨は、鋼中にNi 1〜10%を含
む鋼材表面に、Fe2 3 +Fe3 4 1〜50%、
リン酸 0.01〜5%、Pb,Cu,P,Zn,Cr
等の単体もしくは化合物を1種以上0.01〜10%、
ブチラール樹脂単独かあるいはブチラール樹脂およびブ
チラール樹脂と相溶性を有する樹脂3〜30%を主成分
と残部溶剤と塗料添加剤よりなる混合処理液を塗布する
ことにより形成される被膜、およびその上に形成された
塗装により形成される塗膜とを有することを特徴とする
高濃度塩化物イオン大気環境で塗装耐久性の高い塗装鋼
である。
【0007】以下、本発明をさらに詳細に説明する。
【0008】
【作用】本発明者らは、高濃度塩化物イオン大気環境で
の鋼材上の塗膜の耐久性すなわち塗装耐久性について、
鋼材の種類と塗装下地被膜とについて鋭意研究した結
果、この環境での塗装耐久性は、これらに大きく影響さ
れることを見いだした。すなわち、塗装耐久性は塗膜自
体が紫外線等で劣化するのを除けば、塗膜健全部では鋼
材と塗膜との界面で生じる微量腐食に左右され、塗膜キ
ズ部では鋼材そのものの耐食性に大きく左右される。特
に、高濃度塩化物イオン大気環境では後者の塗膜キズ部
での塗装耐久性が大きな比重を占めることが明らかにな
った。
【0009】もう少し詳細に述べると、塗膜健全部の塗
装耐久性を左右する鋼材と塗膜との界面での鋼材の腐食
は、塗膜を透過してきた水分、酸素、塩化物イオン等の
腐食性イオンによって引き起こされ、鋼材表面の一部が
微小アノードとなって溶出するため微小ふくれが形成、
その後周辺のカソード領域で剥離が生じて本格的な塗膜
ふくれとなり、塗装耐久性が劣化していくことが知られ
ている。そのため、このアノード反応を抑制することが
できれば塗装耐久性がよくなると考えられる。
【0010】本発明者らは、鋼中にNi 1〜10%を
含む鋼材を用い、該鋼材表面にFe2 3 +Fe3 4
1〜50%、リン酸 0.01〜5%、Pb,Cu,
P,Zn,Cr等の単体もしくは化合物を1種以上0.
01〜10%、ブチラール樹脂単独かあるいはブチラー
ル樹脂およびブチラール樹脂と相溶性を有する樹脂3〜
30%を主成分とし、残部溶剤と塗料添加剤よりなる混
合処理液を塗布することにより塗装下地被膜を形成する
と、この被膜の最下層すなわち鋼材の表面に極薄膜(複
雑なリン酸塩と考えられる)が形成されることを見いだ
し、さらに電気化学測定をすることによって、この極薄
膜を形成したNi含有鋼材が塩化物を高濃度に含む環境
においてもアノード分極が大きく、アノード反応を抑制
しているのを見いだした。したがって、この場合塗膜下
での微小アノード発生が抑制されるので、微小ふくれ発
生が生じない。
【0011】さらに、塗膜キズ部での塗装耐久性は、鋼
板表面が露出しているので、腐食はこの露出面のアノー
ド溶解から生じる。したがって、高濃度塩化物イオン大
気環境でアノード反応を抑制する鋼材であれば効果が大
きいと考えられる。鋼中にNi 1〜10%を含有する
鋼材は測定の結果、大きくアノード反応を抑制すること
が判った。
【0012】また、塗膜健全部および塗膜キズ部におい
てアノード溶解反応が生じたとしても、対になる反応の
カソード反応は、これらの周辺で起きるわけであるが、
ここには鋼板と接している塗膜下地被膜内に多量に鉄酸
化物が含まれていると、自らの還元にカソード電流を消
費するので、大きなふくれを生じる原因となるOHイオ
ンの界面への移動を抑えてしまい、カソードふくれを生
じにくくしてしまうことになる。
【0013】このような原理に基づいて発明された本発
明の特許請求の範囲の限定理由を以下に述べる。
【0014】まず、鋼材を鋼中にNi 1〜10%を含
む鋼材と限定したのは、高濃度塩化物イオン大気環境で
の塗装耐久性を支配する塗膜キズ部でのふくれが、キズ
部のアノード反応性に左右されること、さらにこのアノ
ード反応がNiによって大幅に抑制されることのためで
ある。この場合1%未満ではその効果が小さく、10%
超ではステンレスの不動態状態のようにキズ部の最弱点
部が大きく孔食状に腐食してしまうため、塗装鋼材全体
の耐久性の点で問題があるためである。塗膜健全部の塗
装耐久性を支配する鋼表面の極薄膜(複雑なリン酸塩)
の形成はNiが含まれていることで阻害はされず、むし
ろ1%以上含まれていると、その薄膜構成物質中にNi
が含有されてアノード反応抑制効果を高めることになる
ので、この点からも鋼中Niは1〜10%とした。
【0015】リン酸およびPb,Cu,P,Zn,Cr
等の単体もしくは化合物を1種以上添加するのは、リン
酸とこれらの単体もしくは化合物および鋼中成分とが反
応して、複雑なリン酸塩である極薄膜を形成させるため
であり、この場合リン酸は0.01%以下では極薄膜形
成に全く効果がなく、5%を超えると被膜がべとつき、
常温乾燥で被膜形成ができないためである。さらにP
b,Ni,Cu,P,Zn,Cr等の単体もしくは化合
物の含有量を0.01〜10%としたのは、0.01%
以下では極薄膜が形成しにくく、10%を超えると安定
した処理液の塗布作業に支障をきたし、かつ処理膜も剥
離しやすくなるためである。
【0016】Fe2 3 +Fe3 4 は上述したように
微小アノードふくれが生じて周辺にカソードが形成され
た場合に、そのカソード電流を自らの還元によって消
費、抑制するために添加するものであるが、その含有量
を1〜50%としたのは、1%未満では被膜中での分布
が少なく鋼表面との接触機会が小さくなって十分カソー
ド電流を受けることができないため効果がなく、50%
を超す場合は、効果は大きいものの被膜がもろくなりキ
ズがつき易く、実用上適さないためである。
【0017】さらに、下地被膜を硬化させる樹脂として
ブチラール樹脂単独かあるいはブチラール樹脂およびブ
チラール樹脂と相溶性を有する樹脂に限定したのは、こ
れらの樹脂が他の処理液成分と容易に混合し、かつ鋼材
上に本発明の処理を施すにあたって、スプレー塗りやハ
ケ塗りが簡単に行えること、乾燥時間が短いこと、さら
にこの処理膜の上に塗布する塗膜との密着性が良い等の
理由によるものであり、その添加量を3〜30%とした
のは3%未満の場合は被膜がもろくキズがつきやすくな
り、30%を超えると処理液の粘性が高まり作業性が悪
くなりかつ被膜の乾燥に時間を要するためである。
【0018】また、処理液の安定性を保つために、通常
塗料に微量加える例えば固形分の沈降、分離を抑える顔
料分散剤など通常の塗料添加剤を処理液に加えるが、こ
の種類、添加量については、必要に応じて処理液の配合
に合ったものを適宜選択して用いれば良い。
【0019】次に下地被膜上に形成される塗膜である
が、これは特に限定されず、橋梁あるいは建築といった
用途に適した通常の塗膜を形成すればよく、例えば橋梁
用途であれば上塗り塗料としての長油性フタル酸樹脂、
シリコンアルキド樹脂、塩化ゴム系、ポリウレタン樹
脂、フッ素樹脂等で塗膜を形成すればよい。また、通常
の塗装においては、ジンクリッチプライマーやシアナミ
ド鉛錆止めペイント等の下塗り塗装が施されるが、本発
明においてはこの下塗りを省略することが可能である。
【0020】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。
【0021】表1に示す本発明に関わるNi含有鋼と比
較材としての普通鋼の試験片(板厚6mm、大きさ30
0×300mm)を、ショットブラストで完全にスケー
ルを除去した後、表2に示す被膜を形成した。
【0022】被膜形成は、最初に下地被膜形成処理液を
膜厚約15μmになるようにスプレーで塗布し、3時間
自然乾燥した後塗膜を形成した。比較材としての通常塗
装材は、ショットブラスト処理後に下塗り、中塗り、上
塗り塗装を施した。
【0023】これらの試験片にカッターナイフで鋼材表
面にまで至るキズを入れ(キズ部)、海岸地帯(海岸か
ら500m)にて大気暴露試験を3年間行って塗装耐久
性を判断した。
【0024】結果は表3に示すように、本発明に関わる
Ni 1〜10%含有鋼材を用いて下地被膜と塗膜を形
成したものは、塗膜健全部では全く錆の発生はもとより
塗膜のふくれも生じなかったのに対し、普通鋼材に同様
な処理をしたものは、一部に錆発生、ふくれ発生が認め
られ、比較材としての通常塗装のものは多くの錆とふく
れの発生が生じた。
【0025】さらに、注目すべきは塗膜キズ部である
が、本発明に関わるものはキズ部の錆が緻密な安定化し
た錆となって周辺の塗膜のふくれが全くみられなかった
のに対し、通常塗装材ではキズ部の赤錆発生が多く周辺
の錆ふくれによる塗膜損傷が激しかった。
【0026】
【表1】
【0027】
【表2】
【0028】
【表3】
【0029】
【発明の効果】以上、実施例から明らかなように、本発
明の塗装鋼材は、海岸、道路凍結防止用塩化物散布の山
間地等の高濃度塩化物イオン大気環境での橋梁、建築等
に適用すると、塗装耐久性を大幅に向上させるために従
来の塗装方法による場合の数年毎の塗り替えがいらない
ので維持コストの大幅低減が可能であるばかりでなく、
塗装労働力不足という社会動向の中で社会資本の保持に
大きく役立つ極めて工業的価値の高い効果を有する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼中にNi 1〜10%を含む鋼材表面
    に、Fe2 3 +Fe3 4 1〜50%、リン酸
    0.01〜5%、Pb,Cu,P,Zn,Cr等の単体
    もしくは化合物を1種以上0.01〜10%、ブチラー
    ル樹脂単独かあるいはブチラール樹脂およびブチラール
    樹脂と相溶性を有する樹脂3〜30%及び塗料添加剤よ
    りなる被膜、その上に塗装膜とを有することを特徴とす
    る高濃度塩化物イオン大気環境で塗装耐久性の高い塗装
    鋼材。
JP4295333A 1992-11-04 1992-11-04 高濃度塩化物イオン大気環境で塗装耐久性の高い塗装鋼材 Expired - Fee Related JP3065191B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4295333A JP3065191B2 (ja) 1992-11-04 1992-11-04 高濃度塩化物イオン大気環境で塗装耐久性の高い塗装鋼材

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4295333A JP3065191B2 (ja) 1992-11-04 1992-11-04 高濃度塩化物イオン大気環境で塗装耐久性の高い塗装鋼材

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06143490A true JPH06143490A (ja) 1994-05-24
JP3065191B2 JP3065191B2 (ja) 2000-07-12

Family

ID=17819261

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4295333A Expired - Fee Related JP3065191B2 (ja) 1992-11-04 1992-11-04 高濃度塩化物イオン大気環境で塗装耐久性の高い塗装鋼材

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3065191B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5545264A (en) * 1994-04-26 1996-08-13 Eiwa Co., Ltd. Method of and apparatus for processing metal material

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5545264A (en) * 1994-04-26 1996-08-13 Eiwa Co., Ltd. Method of and apparatus for processing metal material

Also Published As

Publication number Publication date
JP3065191B2 (ja) 2000-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5951747A (en) Non-chromate corrosion inhibitors for aluminum alloys
EP0792922B1 (en) Chromate-free protective coatings
KR101170794B1 (ko) 친환경 중방식 도료를 이용한 강재도장 시공방법
JP3345023B2 (ja) 鋼材の表面処理剤および表面処理鋼材
KR20200064080A (ko) 높은 내식성을 부여하는 강재용 반응성 도료
KR102415929B1 (ko) 강교량 보호도막용 친환경 에폭시 수용성 도료 조성물 및 이를 이용한 강교량 도장방법
JP4455712B2 (ja) 耐大気腐食性を有する被覆鋼
JPH06143490A (ja) 高濃度塩化物イオン大気環境で塗装耐久性の高い塗装鋼材
JPH06143488A (ja) 鋼材の塗装耐久性を向上させる塗装方法
JP3056372B2 (ja) 超塗装耐久性鋼材及びその塗装方法
JPH06226197A (ja) 鋼材の塗装耐久性を向上させる塗装方法
JPH06143489A (ja) 超塗装耐久性鋼材
JPH0813158A (ja) 耐候性に優れた鋼材およびその表面処理方法
JP2004299979A (ja) 鋼材の下地調整材および下地調整方法
JP2746052B2 (ja) 鋼材の表面処理方法
JPS61283381A (ja) 接水環境構造物の防食方法
JP4400299B2 (ja) 表面処理耐候性鋼材および耐候性鋼材の表面処理方法
JP2666673B2 (ja) 耐候性に優れる表面処理鋼材
JPH06228466A (ja) 耐塗膜ふくれ性に優れた塗料および塗装鋼材
JPH06248473A (ja) 溶融アルミニウム鍍金鋼材の防食方法
JP3416874B2 (ja) 高意匠性鋼材の表面処理方法
JP2002020875A (ja) 有機樹脂塗料及び表面処理鋼材
JP3219003B2 (ja) 鋼材の表面処理剤および表面処理鋼材
Zhang et al. Zinc-Rich Coatings
JPS61171778A (ja) 防食用被覆組成物

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20000328

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080512

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090512

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100512

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees