(57)【要約】【課題】本発明は、耐久性、景観に優れたチタン被覆鋼材及びその製造法を提供する。【解決手段】鋼材の表面に、樹脂防食層、有機樹脂接着層及び０．５ｍｍ厚以下のチタン箔を順次積層してなることを特徴とするチタン被覆鋼材、また、上記有機樹脂接着層が、熱溶融性接着剤又は熱硬化型接着剤からなるチタン箔被覆鋼材及びその製造法である。【効果】本発明によるチタン箔を積層した鋼材は、接着力に優れ、かつ耐久性が高くなるため、長期に防食性能を維持し続け、かつ美麗な表面外観を有することができる。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼材の表面に、樹脂防食層、有機樹脂接着層、及び０．５ｍｍ厚以下のチタン箔を順次積層してなることを特徴とするチタン箔被覆鋼材。
【請求項２】
前記有機樹脂接着層が、熱溶融性接着剤又は熱硬化型接着剤からなる請求項１記載のチタン箔被覆鋼材。
【請求項３】
片面に予め有機樹脂接着層を形成した０．５ｍｍ厚以下のチタン箔の接着層と、樹脂防食層を形成した鋼材の防食層とを積層し、加熱により前記層同士を接着させることを特徴とするチタン箔被覆鋼材の製造法。
【請求項４】
前記有機樹脂接着層が、熱融着性接着剤又は熱硬化型接着剤で形成されている請求項３記載のチタン箔被覆鋼材の製造法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼構造物が港湾・河川の桟橋や護岸等の激しい腐食環境に曝される場合に、長期の防食性を確保する防食被覆鋼材及びその製造法に関し、これまで以上に長期の耐久性や景観性に優れた防食被覆鋼材及びその製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
激しい腐食環境に使用される鋼管杭、鋼管矢板、鋼矢板等の海洋鋼構造物は、防食塗装が行われ、中でも厚みが数ｍｍに及ぶ重防食塗装が有効である。数十年に及ぶ長期耐久性が必要とされる場合、電気絶縁性、耐薬品性等の種々の防食性に優れ、安価な樹脂であるポリオレフィン、あるいはポリウレタンといった樹脂を被覆材として使用した重防食被覆鋼材が製造されている。重防食被覆では、特開平３−２３５２７号公報（特許文献１）に示されるような、特殊な鋼材の下地処理、プライマー処理に防食被覆を組み合わせることで、長期の接着耐久性を確保している。
【０００３】
重防食被覆を行うと、鋼材表面へのイオン、酸素、水、バクテリア等の各種の腐食環境因子の到達を防止することができる。しかしながら、樹脂は、酸素、水を完全に遮蔽することができないため、数十年間の長期使用では、接着や樹脂被覆の劣化が問題となる。また、一般に、樹脂は紫外線に対する耐性が弱いために、太陽光が当たる部分では、樹脂が劣化し、耐食性を落としてしまう難点がある。そのため、紫外線を透し難い色として、黒色の皮膜にする場合が多い。そこで、劣化要因である水や酸素、そして、太陽光線を完全に遮蔽する方法があれば、より信頼性の高い長期の耐久性が期待できる。
【０００４】
一方、金属は、樹脂と異なり、水や酸素、並びに紫外線を透過することが無い。そこで、樹脂の上に金属を被覆することで、これらの因子を遮蔽することが期待できる。しかしながら、鉄や亜鉛、アルミニウム等は、それ自身が大気中や海水中で腐食し溶出するため、長期の使用では耐久性に問題がある。これに対して、チタンは腐食による損耗が極めて少ないために、これを表面に被覆することで耐久性を大きく向上することが期待できる。そのため、チタンを表面に被覆する方法が種々検討されている。
【０００５】
例えば、特開平７−２７９１９１号公報（特許文献２）に示されるように、金属クラッドを用いて、鋼材に高耐食金属を溶接固定する方法があるが、異種金属接触腐食や高価な点が問題である。一方、特開平９−２７３６９７号公報（特許文献３）のように、支持バンドを用いる方法や、特開平８−５３８５３号公報（特許文献４）のように、高耐食金属薄板を用いて、鋼材との間に硬化性充填材を注入する方法も検討されている。しかしながら、これらの方法は、全て処理に時間がかかり、かつ、被覆部での耐久性等にも難があった。
【０００６】
【引用文献】
（１）特許文献１（特開平３−２３５２７号公報）
（２）特許文献２（特開平７−２７９１９１号公報）
（３）特許文献３（特開平９−２７３６９７号公報）
（４）特許文献４（特開平８−５３８５３号公報）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、上記問題を解決し、これまで以上に長期の耐久性や景観性に優れたチタン箔被覆鋼材及びその製造法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者らは、チタンを鋼材表面に貼り付ける方法を種々検討し、下記の方法により、接着耐久性に優れたチタン箔被覆鋼材を製造できることを見出した。すなわち、本発明では、以下のようにチタン被覆鋼材並びに製造方法を規定する。
（１）鋼材の表面に、樹脂防食層、有機樹脂接着層、及び０．５ｍｍ厚以下のチタン箔を順次積層してなることを特徴とするチタン箔被覆鋼材。
【０００９】
（２）前記有機樹脂接着層が、熱溶融性接着剤又は熱硬化型接着剤からなる（１）記載のチタン被覆鋼材。
（３）片面に予め有機樹脂接着層を形成した０．５ｍｍ厚以下のチタン箔の接着層と、樹脂防食層を形成した鋼材の接着層とを積層し、加熱により前記層同士を接着させることを特徴とするチタン被覆鋼材の製造法、
（４）前記有機樹脂接着層が、熱融着性接着剤又は熱硬化型接着剤で形成されている（３）記載のチタン被覆鋼材の製造法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明においては、０．５ｍｍ厚以下のチタン箔の片面にあらかじめ有機樹脂接着層を付着させ、樹脂防食層を形成した鋼材の樹脂面とチタン箔の有機樹脂接着層を積層し、加熱により接着させて製造する。このときのチタン箔の板厚が０．５ｍｍを超えると、チタン箔自身の強度が増し、加熱により接着する際に、チタン箔自身の応力が増し、十分な密着力を得ることができない。特に、鋼材が平面ではない場合には、浮きが生じやすくなる。チタン箔の厚みの下限値は、特に規定するものではないが、０．０２ｍｍ未満になると、チタン箔にしわや破れが生じやすく、作業性が悪くなってしまうため、０．０２ｍｍ以上の厚みを有することが望ましい。
【００１１】
また、あらかじめ付着させる有機樹脂接着層の厚みについては、特に規定するものではないが、上限値としてはチタン箔の厚みの３倍以下が望ましい。この厚みが3倍超になると、加熱接着時に熱が均一に接着層にかかわらず、密着不良を起こしやすい。また、下限値としては、接着層が均一に表面を覆うことが必要であり、１０μｍ以上が望ましい。
また、樹脂防食層を形成した鋼材については、特に規定するものではないが、チタン箔を接着する圧力がかかりやすい形状が必要であり、棒鋼や線材には適用できない。それ以外では、鋼帯、厚板、形鋼、鋼管に適用可能であり、さらに、鋼管杭、鋼矢板、鋼管矢板等の重防食用素材や、各種配管用の鋼管、照明柱や標識柱、屋根・壁用の建材やカーテンウォール用の素材に適用可能である。
【００１２】
本発明における樹脂防食層については、特に規定するものではないが、チタン箔の劣化因子遮断作用を効果的に利用して、防食機能を向上させる被覆として、ポリオレフィン樹脂による被覆、ウレタン樹脂による被覆、天然ゴムもしくは合成ゴムによる被覆、塩ビ樹脂による被覆、アクリル樹脂による被覆、ポリエステル樹脂による被覆、又は、エポキシ樹脂による被覆等が適用可能である。
また、本発明における加熱による接着について、加熱温度、加熱時間、加熱方法等は、チタン箔に付着させた有機樹脂接着層の材質と鋼材表面の樹脂防食層の組み合わせや鋼材の形状、板厚等により適宜選択される。
【００１３】
さらに、本発明では、チタン箔の付着させる樹脂接着層として、熱融着性の接着剤であることを規定する。このときの熱融着性の樹脂としては、基本的には鋼材に形成された樹脂防食層と相溶性があることが前提となり、望ましくは、同じ樹脂骨格で、かつチタン箔とも接着しやすく官能基を変性させた樹脂が適当である。例えば、防食層がポリエチレン樹脂の場合、酸変性やプラズマ変性したポリエチレン、防食層がゴム類の場合、加硫度を上げ、接着性を向上させたゴム等が適用可能である。
【００１４】
また、チタン箔の付着させる樹脂接着層として、熱硬化型の接着剤であることを規定する。このときの熱硬化型の接着剤としては、硬化剤を常温で反応しないようにブロック化したものを用いる。具体的には、イソシアネート基やアミン基をブロックしたエポキシ系、ウレタン系の接着剤を用いることが可能である。この場合も、鋼材に形成された樹脂防食層との接着性の高いものを選ぶことが重要であり、さらに、鋼材に形成された樹脂防食層をより接着性を上げるために、表面処理したり、接着しやすい層を積層することも可能である。
【００１５】
【実施例】
以下に、実施例を用いて、本発明を詳細に説明する。
（実施例１）
表１に示すように、板厚を変化させたチタン箔を用いた。
また、鋼材としては、６ｍｍ厚、６００ｍｍφの鋼管を２００ｍｍ×１００ｍｍの大きさに切断し、管外面側にグリッドブラスト処理を施し、スケール等を除去した後、プライマーとしてイソシアネート末端プレポリマーによる湿気硬化型ウレタン樹脂塗料を１５〜６０μｍ膜厚となるようにスプレー塗布して硬化させた。次いで、その表面に、カオリンクレー微粉末を含有する２液硬化ウレタンエラストマーをミキサーで混合してスプレー塗装し、３ｍｍ厚みの従来のポリウレタン重防食被覆を行った。各チタン箔の片面には、イソシアネート硬化剤をブロックした熱硬化型ウレタン接着剤を０．２ｍｍ厚みで塗布し、５０℃で乾燥させた。その後、切断鋼管を９０℃に予熱し、重防食被覆面にチタン箔を圧着しながら、１５０℃の加熱ロールで押し付けて接着させた。表１に接着後の形態とチタン箔のピール試験結果を示す。本発明が優れた接着性を有していることが分かる。
【００１６】
【表１】
2004202693.tif 000002
【００１７】
（実施例２）
１００ｍｍ×２００ｍｍ×６ｍｍの鋼材をグリッドブラスト処理し、クロメート処理を３００ｍｇ／ｍ2 施し、その上に熱硬化型のエポキシ樹脂層を約５０μｍ塗布し、マレイン酸変性ポリエチレン層を２００μｍ付着させ、さらに１ｍｍ厚の低密度ポリエチレンのシートを付着させ、防食被覆鋼材を作製した。これとは別に、０．１５ｍｍ厚のチタン箔の片面に２００μｍのマレイン酸変性ポリエチレンのシートを積層した積層チタン箔を作製した。この積層チタン箔を９０ｍｍ×１８０ｍｍサイズに切断し、防食被覆鋼材と共に２００℃のオーブン中で５分加熱し、接着層をポリエチレンシートに押し当て、ロールにより接着させた（プレ被覆Ｔｉ積層）。比較材として、防食被覆鋼材を加熱後に、マレイン酸変性ポリエチレン層をシートにより接着させた後にチタン箔を接着したものを作製した（ポストＴｉ被覆）。
【００１８】
作製条件の違いは表２に示す。あわせて、チタン被覆を行わなかったもの、並びに実施例１の方法によるチタン箔を作製しなかったウレタン被覆材も含め、接着耐久性試験をした結果を表２に示す。
回転浸漬試験は、空気飽和した５％ＮａＣｌ溶液５０℃中に６回／分で試験片を回転させ、剥離進展を評価する方法である。本発明による接着法が接着力に優れ、かつ耐久性に優れることが明らかになった。
【００１９】
【表２】
2004202693.tif 000003
【００２０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明により、チタン箔を積層した鋼材は、接着力に優れ、かつ耐久性が高くなるため、長期に防食性能を維持し続け、かつ美麗な表面外観を有することができる。また、本発明の製造法は、特別な設備や手間を必要とせず、低コストで簡便にチタン箔被覆鋼材を製造できる。