JPS60150874A - ふつ素樹脂による鋼材面被覆方法 - 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】 ふっ素樹脂の塗装被膜は、耐久性及び耐候性が優れ、こ
れで被覆した鋼材は、５０〜２００年にわたり発錆しな
いとされている。しかし、それだけの寿命を維持するた
めには、その塗装被膜は相応に欠陥が無いことが必要で
ある。例えば、通常の塗装では全く無視して差支えない
ような微細なピンホールが存在していても、長年月の間
には雨水や腐蝕性ガスが浸透して素地を発錆させ、被膜
の剥離の原因となるので、上述のような長寿命を保証す
るためには、そのような現象を発生させてはならない。

上述のようなピンホールに起因して徐々に進行する発錆
を防ぐには、鋼材素地と塗装被膜との間に鉄よりもイオ
ン化傾向が大きな金属または合金の薄層を介在させる手
段が有効である。そのような薄層け、それ自体が大気に
完全に曝露されている場合は、数年乃至１０数年で防錆
機能を失うが、微細なピンホールを通して徐々に起こる
侵蝕に対しては、非常に長い期間防錆機能を維持し続け
ることができる。

鋼材表面に防錆のために金属被覆を工業的に行う手段と
しては、亜鉛の溶融浸漬が最も経済的でかつ効果も大き
く、その被覆層はふっ素樹脂塗装の下地としても優れて
いる。し力・し、そのような亜鉛引き鋼材を切断した場
合には切断面に素地が露出し、溶接加工を施す場合には
溶接に先立って附近の亜鉛層を除去しなければならぬた
めに溶接部位において素地が露出する。従って、そのよ
うな加工された亜鉛引き鋼材にそのま＼ふっ素樹脂塗装
を行えば、切断面や溶接部位から発錆が進行する。よっ
て上述のような加工後には、ふっ素樹脂塗装に先立って
、硬材素地の露出している部分に、亜鉛その他の下地と
なる金属被覆を施こしており・ねばならない。

ところで、加工された大きな寸法の鋼材に対し、亜鉛等
の金属を必要部分にだけ選択的に効率よく被着する方法
としては、現在のところ金属溶射しかないが、第１図に
示すように、溶射被膜２には表面から硬材素地１にまで
達しているピンホール３．３・・・が所々に存在し、特
にアルミニウムの場合はそれが著るしい。そのような溶
射被膜２の上に下塗り塗装やふっ素樹脂塗装を行っても
、第５図に示すように、下地の溶射被膜２のピンホール
３．３・・・に重なって、下塗り層４やふっ素樹脂層５
にもピンホールが出来るので、十分な防錆効果が得られ
ない０ この発明は、主として機械加工によって上述のような鋼
材素地が露出している部分に、防錆効果が太きいふっ素
樹脂塗装を行うこと全目的とする。

この発明においては、第１図に示すように硬材素地１の
露出部分に、鉄よりもイオン化傾向が大きな金属または
合金を溶射によって被着する。溶射金属としては、亜鉛
、アルミニウム及び亜鉛アルミニウム合金が実用に適し
、溶射被膜２の厚さハ４０乃至８０ミクロンが適当であ
る。

次に、この溶射被膜２０表面を第２図に示すように研摩
する。この研摩により、粗雑であった被膜表面が平滑に
なるば〃・りでなく、ピンホール３．３・・・は金属分
子の移動により閉塞されるか、或いは入口附近の径が狭
まってアリサシ形の孔に変形する。型摩材としては、一
般に６０番乃至６００番研摩紙が適当であり、番手が低
いときは溶射被膜の損失が犬で、かつ条痕が残って塗装
膜に影響を及ぼすばかりでなく、ピンホールは却って拡
大され、番手が高いときは作業能率は低下するが、ピン
ホール３．３・・・は潰されたりアリサシ形に変形した
りする。溶射被膜が亜鉛の場合は、研摩績の１２，０番
が最適であり、アルミニウムの場合は２４０番が最適で
ある。なお、使用機器としては、電動式サンダーマシン
でもよいが、空気式ダブルアクション・サングーマシン
の方が、回転数が高いために作業能率が向上する。

次に、溶射被膜２の研摩面６を化成処理する。

この処理の目的は、研摩面６を塗装される樹脂となじみ
易くして塗膜の密着力を高めるためである。

亜鉛溶射被膜に対しては、例えばりん酸と第１りん酸塩
とを用いて次の反応により水に不溶性のりん陵面鉛被膜
を作る。

Ｚｎ＋２ＨＰＯ−→Ｚ　ｎ　（Ｈ２Ｐ　Ｏ４）　２　＋
　Ｈｐ４ ｚｎ（Ｈ２ＰＯ４）２−→ｚｎＨＰ０４＋Ｈ３ＰＯ４←
−−− ３ＺｎＨＰＯ−〉Ｚｎ３（ＰＯ４）２＋Ｈ３ＰＯ４４什
− また、アルミニウム溶射被膜に対しては、例えばリン酸
とクロム酸とを用いて次の反応によりクロメート被膜を
作る。

ＡＩＶ十Ｈ３Ｐ０４−→Ａｚｐｏ４＋３ＨＣｒ０３＋Ｈ
３ＰＯ４＋３Ｈ→ＣｒＰＯ４’　３Ｈ２０八ｌ＋Ｃｒｏ
３＋２Ｈ３Ｐ０４−→Ａｌ！ｏ４＋ｃｒ０４＋３Ｈ２゜
なお、上記に類する化成処理剤として、亜鉛用にはボン
デライト３７、同３７Ｓ１同３３０、グラノジン９２、
フォスボンド６１等の商品が市販され、アルミニウム用
にはボンデライト７２１、同７２２、同７２３、アロジ
ン１２００、同１５００等の商品が市販されている。

上述の化成処理を終えたら、遅滞なく第３図に。

示すように下塗り樹脂層７を塗装する。下塗ｐ樹脂塗料
としては金属とふっ素樹脂塗料の双方になじむものが良
く、例えばビスフェノール系のエポキシ樹脂が適当であ
る。塗膜の厚さは数ミクロン程度の薄いものでよく、溶
剤で稀めでスプレー、静電スプレー、浸漬などによって
塗装し、乾燥させる○この下塗り樹脂塗料は金属によく
なじむ故、たとえ研摩面６にピンホール３．３・・・が
開口していても、その寸法が微細であれば開口を覆うこ
とができ、よって殆どピンホールが残存しない下塗り樹
脂層７を作ることができる。

最後に、第４図に示すようにふっ素樹脂の塗装を行う。

市販されている塗料用に適したふっ素樹脂はポリふつ化
ビニリデンで、その構造は（−ＣＦっ−ＣＨ２）ｎであ
り、呉羽化学株式会社のＫＦボリマ−１米国ペンウォル
ト社のカイナー（Ｋｙｎｅｒ　）、米国デュポン社のデ
ュ・ライル（Ｄｕ　−Ｌｉ１ｅ　）等がこれに該当する
。また、ポリぶつ化ビニリデンを主成分としウレタン変
性を行った市販の塗料には、大日本インキ株式会社のフ
ロロポン、東亜ペイント株式会社のガーメント及びニュ
ーガーメント、大日本塗料株式会社のＶフロン、関西ペ
イント株式会社のフッカロン等がある。これら変性樹脂
ｉｔ［ｅ、キシレン、インプチール等の溶剤で適当に稀
釈し、スプレー、静電スプレー、浸漬などによって塗装
し、加熱して乾燥、固化させる。生成される塗膜８の厚
さは、２０ミクロン以上であることが望ましい。この塗
膜８は、下塗り層７がこれになじみ易いこと及びピンホ
ールを有していないことによって、やはりピンホールが
殆ど存在しないものになる。

このようにして作られたふっ素樹脂塗膜は、紫外線耐性
及び耐候性が優れ、強靭で機械的物性が優れ、熱安定性
が良好で、殆どの化学薬品や溶剤に侵されず、自己消火
性で、かつ無臭であり、骨材素地に強く密着している。

次に、この発明の実施例を示す。

鋼材の清浄な表面に亜鉛を厚さ６０ミクロン前後に溶射
し、８０番研磨紙で軽く研磨した後、１６０番研磨紙に
よって入念に研磨する。これを、市販のボンデライト３
７によって活性化した後、ビスフェノール系のエポキシ
樹脂及びメラミン樹脂をキシレンで稀釈した下塗り塗料
を吹付け、１８ｏ±１０゛Ｃで３分間焼成して、厚さ５
ミクロン前後の下塗り層を作る。その」二に、大日本イ
ンキ株式会社のフロロボン塗料をキシレンで稀釈したも
のを吹付け、２３０±２０’Ｃで２０分間焼成して、５
０ミクロンのふっ素樹脂塗膜を作る。

剥離し易い素材の上で作った上記と同じふっ素樹脂塗膜
の物性は、平均分子量２．５〜５×１０　、融点１７０
°Ｃ１熱分解温度３００°Ｃ１使用可能温度−’７０〜
＋１４０℃、２５℃での引張り強さ５００〜６００ｋｏ
　／　ｃｒｌ　、　２５℃での伸び２．００−３００　
％であった。

そして、上記実施例（試料Ａ）と、アクリル樹脂被覆（
試料Ｂ）と、シリコン・ポリエステル樹脂杉覆（試料Ｃ
）とを、耐候性について比較試験した結果は表１の通り
であった。なお、試験条件は、デュサイクルウエザオメ
ータにより、光源と上述の表１によって明らかなように
、本発明によるふっ素樹脂塗膜は、耐候試験の初期の１
００〜２００時間の間に若干の変化を示すが、以後は安
定状態に達して時間経過による変化が殆ど無いのに対し
、比較試料は耐候試験の初期の変化が大きい上に、時間
経過と共に益々変化が大きくなっている０ 次に、上記実施例（試料Ａ）と、上記実施例において亜
鉛溶射層を研摩しなかったもの（試料Ｄ）と、溶融浸漬
法による亜鉛引鋼板面上に上記実施例に準じて化成処理
、下塗り、ふっ素樹脂塗装を行ったもの（試料Ｅ）につ
いて耐蝕試験を行った結果は、表２の通りであった。

上述の表２によって明らかなように、研摩しない溶射亜
鉛層上に塗装したもの（試料Ｄ）は、亜鉛引鋼板上に塗
装したもの（試料ＦＢ）に較べて妙・なり耐蝕性が劣る
が、塗装に先立って溶射亜鉛層を型摩すれば、亜鉛引錯
板上に塗装したものと同等にまで耐蝕性が向上している
。

次に、上記試料Ａ、Ｄ、Ｅについて塗膜の附着力試験を
行った結果を表３に示す。試験方法は、塗膜面にセロハ
ンテープを附着して引剥したとき、何チの面積に塗膜が
残存するかを測った。

表　３　（附着力試験） 上述の表３によって明らかなように、試料りは試料Ｅに
較べて塗膜の附着力の減退が太きいが、この発明によれ
ば附着力の減退が犬きく改善されている。

以上のように、この発明によるふっ素樹脂塗膜は、溶融
浸漬による亜鉛層上に設けたふっ素樹脂塗膜に比肩し得
る耐候性、耐蝕性、難剥離性を有するので、鋼材を用い
た各種の建築物や構造物に対ｌ−で長年月にわたり発錆
を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図はこの発明の実施過程を順に示す拡大
断面図、第５図はこの発明によらないふっ素樹脂被覆鋼
材の拡大断面図である。 ｌ・・・鋼材、２・・・溶射被謔、６・・・研摩面、７
・・・下塗り樹脂層、８・・・ふっ素樹脂塗膜。 特許出願人　ケミ−・コート工業株式会社代　理　人　
清　水　哲　はが２名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）＃材の表面に、鉄よシもイオン化傾向が大きい金
   属または合金を溶射して被覆し、その被覆面を研摩し、
   この研摩面に対して金属面を活性化する化成処理を施こ
   した後、その上にエポキシ樹脂を含む下塗り樹脂層を薄
   く形成し、更にその上にふっ素樹脂塗料を塗布してこれ
   を硬化させることを特徴とするふっ素樹脂による鋼材面
   被覆方法。