特開 2022-180693 重防食鋼材の補修方法および重防食補修鋼材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022180693

(43)【公開日】2022-12-07

(54)【発明の名称】重防食鋼材の補修方法および重防食補修鋼材

(51)【国際特許分類】

   E04G 23/02 20060101AFI20221130BHJP

   B32B 15/18 20060101ALI20221130BHJP

   C23F 11/00 20060101ALI20221130BHJP

   C23C 26/00 20060101ALI20221130BHJP

【ＦＩ】

E04G23/02 A

B32B15/18

C23F11/00 G

C23C26/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021087309

(22)【出願日】2021-05-25

(71)【出願人】

【識別番号】520352193

【氏名又は名称】ライトウエイ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100111811

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】辻 正和

(72)【発明者】

【氏名】辻 勝功

【テーマコード（参考）】

2E176

4F100

4K044

4K062

【Ｆターム（参考）】

2E176AA07

2E176BB04

2E176BB29

2E176BB36

4F100AB03A

4F100AK01D

4F100AK03C

4F100AK51D

4F100BA04

4F100BA07

4F100BA10A

4F100BA10D

4F100DG12C

4F100DG15C

4F100DH01D

4F100DH02D

4F100EH61D

4F100JB02B

4F100JB07D

4F100YY00C

4K044AA16

4K044BA21

4K044BB04

4K044BC02

4K044CA27

4K044CA53

4K062AA05

(57)【要約】

【課題】防食性能が劣化したあるいは劣化するおそれのある重防食鋼材を効率的に補修可能で、重防食鋼材の防食耐久性を効果的に延ばすことが可能な補修方法を提供する。
【解決手段】重防食鋼材の補修方法は、重防食鋼材の素地鋼材を露出させる第１工程と、露出された前記素地鋼材の表面を清浄化する第２工程と、清浄化された前記素地鋼材の表面に防錆剤層を形成する第３工程と、前記防錆剤層の表面を織布または不織布の樹脂シートで被覆する第４工程と、前記樹脂シートの表面に防水樹脂層を形成する第５工程とを有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

重防食鋼材の補修方法であって、
前記重防食鋼材の素地鋼材を露出させる第１工程と、
露出された前記素地鋼材の表面を清浄化する第２工程と、
清浄化された前記素地鋼材の表面に防錆剤層を形成する第３工程と、
前記防錆剤層の表面を織布または不織布の樹脂シートで被覆する第４工程と、
前記樹脂シートの表面に防水樹脂層を形成する第５工程と、
を有することを特徴とする重防食鋼材の補修方法。

【請求項2】

前記防水樹脂層がポリウレタン樹脂、ポリウレア樹脂、繊維強化プラスチックのいずれかからなる層である請求項１記載の重防食鋼材の補修方法。

【請求項3】

前記樹脂シートがポリオレフィン系織布シートまたはポリオレフィン系不織布シートである請求項１又は２に記載の重防食鋼材の補修方法。

【請求項4】

前記樹脂シートの厚みが０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の範囲である請求項１～３のいずれかに記載の重防食鋼材の補修方法。

【請求項5】

前記防水樹脂層をスプレー塗布により形成する請求項１～４のいずれかに記載の重防食鋼材の補修方法。

【請求項6】

素地鋼材と、
前記素地鋼材の表面に形成された防錆剤層と、
前記防錆層を被覆する織布または不織布の樹脂シートと、
前記樹脂シートの表面に形成された防水樹脂層と、
を有することを特徴とする重防食補修鋼材。

【請求項7】

前記防水樹脂層がポリウレタン樹脂、ポリウレア樹脂、繊維強化プラスチックのいずれかからなる層である請求項6記載の重防食補修鋼材。

【請求項8】

前記樹脂シートがポリオレフィン系織布シートまたはポリオレフィン系不織布シートである請求項６又は７に記載の重防食補修鋼材。

【請求項9】

前記樹脂シートの厚みが０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の範囲である請求項６～８のいずれかに記載の重防食補修鋼材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は重防食鋼材の補修方法および重防食補修鋼材に関するものである。

【背景技術】

【0002】

港湾や沿岸部、近海部に構築される構造物には、塩害による腐食を防ぐ目的で重防食が施された鋼材（重防食鋼材）が通常用いられる。このような重防食鋼材としては、例えば、素地鋼材の表面にクロメート処理層、ウレタンプライマー層、ウレタン樹脂層が積層形成されたものなどこれまでから種々提案されている（例えば特許文献１など）。

【0003】

ところが、港湾施設の代表的な期待耐用年数が５０年であるところ、既存の重防食鋼材の多くは約２０年ほどの防食耐久寿命しか有しないことが明らかになってきた。

【0004】

一方で、既存構造物に使用されている重防食鋼材を塗り替え補修するにあたっては、補修現場での作業空間や足場の制約などから、重防食鋼材を当初と同じ構成に補修することは困難であった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７－９０６７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

そこで本発明は、港湾施設等に用いられている防食性能が劣化したあるいは劣化するおそれのある重防食鋼材を効率的に補修可能で、重防食鋼材の防食耐久性を効果的に延ばすことが可能な補修方法を提供することをその目的とするものである。

【0007】

また本発明の他の目的は、優れた防食耐久性を有する重防食補修鋼材を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記目的を達成する本発明に係る重防食鋼材の補修方法は、前記重防食鋼材の素地鋼材を露出させる第１工程と、露出された前記素地鋼材の表面を清浄化する第２工程と、清浄化された前記素地鋼材の表面に防錆剤層を形成する第３工程と、前記防錆剤層の表面を織布または不織布の樹脂シートで被覆する第４工程と、前記樹脂シートの表面に防水樹脂層を形成する第５工程とを有することを特徴とする。

【0009】

前記構成の重防食鋼材の補修方法において、前記防水樹脂層がポリウレタン樹脂、ポリウレア樹脂、繊維強化プラスチックのいずれかからなる層であるのが好ましい。

【0010】

また前記構成の重防食鋼材の補修方法において、前記樹脂シートはポリオレフィン系織布シートまたはポリオレフィン系不織布シートであるのが好ましい。

【0011】

また前記構成の重防食鋼材の補修方法において、前記樹脂シートの厚みは０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の範囲であるのが好ましい。

【0012】

また前記構成の重防食鋼材の補修方法において、前記防水樹脂層をスプレー塗布により形成するのが好ましい。

【0013】

また本発明によれば、素地鋼材と、前記素地鋼材の表面に形成された防錆剤層と、前記防錆層を被覆する織布または不織布の樹脂シートと、前記樹脂シートの表面に形成された防水樹脂層とを有することを特徴とする重防食補修鋼材が提供される。

【0014】

前記構成の重防食補修鋼材において、前記防水樹脂層がポリウレタン樹脂、ポリウレア樹脂、繊維強化プラスチックのいずれかからなる層であるのが好ましい。

【0015】

また前記構成の重防食補修鋼材において、前記樹脂シートはポリオレフィン系織布シートまたはポリオレフィン系不織布シートであるのが好ましい。

【0016】

また前記構成の重防食補修鋼材において、前記樹脂シートの厚みは０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の範囲であるのが好ましい。

【発明の効果】

【0017】

本発明に係る重防食鋼材の補修方法によれば、防食性能が劣化したあるいは劣化するおそれのある重防食鋼材を効率的に補修可能で、重防食鋼材の防食耐久性を効果的に延ばすことが可能となる。

【0018】

また本発明に係る重防食補修鋼材によれば、優れた防食耐久性が奏される。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明に係る重防食鋼材の補修方法のフローチャート例である。

【図2】重防食補修鋼材の表面構造を示す部分断面概説図である。

【図3】重防食補修鋼材の一例を示す断面図である。

【図4】重防食補修鋼材の他の例を示す断面図である。

【図5】重防食補修鋼材の他の例を示す断面図である。

【図6】スプレー塗布装置ＳＰの概説図である。

【図7】プレライニング重防食鋼材の表面構造を示す部分断面概説図である。

【図8】プレライニング重防食鋼材の他の表面構造を示す部分断面概説図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下に本発明に係る重防食鋼材の補修方法(以下、単に「補修方法」と記すことがある。)および重防食鋼補修材について説明するが本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。また、本明細書において「～」はその前後の数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。

【0021】

これまでの重防食鋼材の多くは、工場において素地鋼材の表面がポリエチレンあるいはポリウレタンで被覆されたもの（プレライニング重防食鋼材）である。このようなプレライニング重防食鋼材が港湾や海洋などの構造物の設置現場に運ばれ構造物として組立られていた。

【0022】

ポリエチレンで素地鋼材が被覆されたプレライニング重防食鋼材ＰＳ１は、一般に、図７に示すように、素地鋼材１の表面から順に、表面処理層７、接着剤層８、ポリエチレン被覆層９ａが積層された構造を有する。またポリウレタンで素地鋼材の表面が被覆されたプレライニング重防食鋼材ＰＳ２は、一般に、図８に示すように、素地鋼材１の表面から順に、表面処理層７、ポリウレタン被覆層９ｂが積層された構造を有する。なお、素地鋼材１の形状は、Ｈ形や溝形、管形、矢板、板など従来公知の形状である。

【0023】

このような従来の重防食鋼材を補修する本発明に係る方法及び重防食補修鋼材について図１及び図２に基づいて説明する。図１は本発明に係る補修方法のフローチャートであり、図２は補修された重防食鋼材（重防食補修鋼材）の表面構造を示す部分断面概説図である。

【0024】

図１に示すように本発明の補修方法は第１工程から第５工程を有する。これらの工程について以下順に説明する。なお、本発明に係る補修方法の対象はプレライニング重防食鋼材に限定されるものではなく、補修済みの重防食鋼材に対しても行うことができる。

【0025】

（第１工程）
本発明に係る補修方法の第１工程では重防食鋼材の素地鋼材１を露出させる。つまり重防食鋼材の表面から被覆層を除去する。被覆層を除去する手段としては従来公知の手段を用いることができる。例えば、切削除去などを用いることができる。

【0026】

（第２工程）
第２工程では被覆層が除去されて露出した素地鋼材１の表面を清浄化する。素地鋼材１の表面の清浄化は主として錆の除去である。錆の除去手段に特に限定はなく、従来公知の手段が用いられる。例えば、研磨材を素地鋼材１の表面に向かって高圧噴射するブラスト処理、サンダーやパワーブラシ、ワイヤホイル、ニューマチックハンマーなどの電動工具、あるいはスクレーパーやワイヤブラシなどの手動工具による研磨、酸洗浄などが挙げられる。また表面洗浄後、必要により有機溶剤をしみ込ませた布などで素地鋼材１の表面に付着している油などの汚れが除去される。

【0027】

（第３工程）
第３工程では、清浄化された素地鋼材１の表面に防錆剤が塗布されて防錆剤層２が形成される。表面が清浄化された素地鋼材１の表面は発錆しやすいので、できるだけ早く防錆剤は塗布されるのが望ましい。防錆剤としてはグリースなどが好適に使用される。防錆剤の塗布量は、一般に、３００ｇ／ｍ^２～８００ｇ／ｍ^２の範囲が好ましい。

【0028】

（第４工程）
第４工程では、防錆剤層２の表面が織布または不織布の樹脂シート３で被覆される。具体的な被覆方法としては、防錆剤層２の表面に帯状の樹脂シート３が螺旋状に巻き付けられて被覆されるのが好ましい。樹脂シート３が防錆剤層２の表面を被覆することで、防錆剤中の粘性の高い油分が樹脂シート３の空隙に滲入し樹脂シート３が素地鋼材１にしっかりと密着する。また次工程において樹脂シート３の表面に塗布される防水樹脂が樹脂シート３の空隙に入り込み、いわゆるアンカー効果によって防水樹脂層４が樹脂シート３の表面にしっかりと固定される。

【0029】

本発明で使用可能な樹脂シート３としては、例えば、ポリオレフィン系やポリエステル系の織布シートまたは不織布シートなどが挙げられる。これらの中でもポリオレフィン系の織布シートまたは不織布シートが好ましく、より好ましくはポリプロピレン織布シートまたはポリプロピレン不織布シートである。樹脂シート３の厚みは、外表面に防水樹脂層４を安定して形成でき、防水樹脂層４の原料の一部が樹脂シート３を通り抜けるようにする観点から０．２ｍｍ～０．６ｍｍの範囲が好ましい。また樹脂シート３がこのような厚みであると柔軟性を有し、素地鋼材１への取り付け作業が容易になる。

【0030】

（第５工程）
第５工程では、樹脂シート３の表面に防水樹脂層４が形成される。防水樹脂層４はポリウレタン樹脂、ポリウレア樹脂、繊維強化プラスチックのいずれかからなる層であるのが好ましい。

【0031】

防水樹脂層４がポリウレタン樹脂またはポリウレア樹脂から構成される場合、イソシアネートとポリオールとの２液またはイソシアネートとアミンとの２液をスプレーガンで衝突混合させて樹脂シートの表面に塗布することができ、作業労力の軽減および作業時間の短縮化が可能となる。防水樹脂原料としてイソシアネートとポリオールとの２液を用いてスプレー塗布する場合には、例えば図６に示すスプレー塗布装置ＳＰを用いるのが好ましい。図６に示すスプレー塗布装置ＳＰでは、ドラム缶６１とドラム缶６２からイソシアネートとポリオールとがそれぞれ装置本体６０に供給され、装置本体６０において所定圧力に調整されたイソシアネートとポリオールは加熱ホース６３を介してスプレーガンＧに供給される。そして、スプレーガンＧにおいてイソシアネートとポリオールとが混合されて樹脂シート３の表面に噴霧されポリウレタン樹脂層が形成される。例えば、噴霧する際のスプレー塗布装置ＳＰの装置本体６０からの吐出圧力は１４ＭＰａ～２４ＭＰａ程度で、最高液圧温度は約９０℃程度である。このようなスプレー塗布装置ＳＰとしては、例えば、ＧＲＡＣＯ社製「Ｈ－ＸＰ３リアクター」が好適に使用される。なお、防水樹脂原料液としてイソシアネートとアミンとの２液を用いれば同様の作業でポリウレア樹脂層が形成される。

【0032】

一方、防水樹脂層４が繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）から構成される場合、ガラス繊維や炭素繊維などの繊維シートにポリエステル樹脂などの樹脂溶液を含浸させたものが、樹脂シート３の表面に貼り付けられることでＦＲＰ層が形成される。樹脂溶液を含浸させた繊維シートが樹脂シート３の表面に積層貼着されるほど防水機能は高まる。一般にＦＲＰからなる防水樹脂層４は２層または３層の積層構造とされるのが望ましい。

【0033】

防水樹脂層４の厚みは、防水機能を発揮する限りにおいて特に限定はないが、通常、防水樹脂層４がポリウレタン樹脂またはポリウレア樹脂から構成される場合は１．５ｍｍ～５．０ｍｍの範囲が好ましく、より好ましくは２．０ｍｍ～４．０ｍｍの範囲である。防水樹脂層４がＦＲＰから構成される場合は１．５ｍｍ～５．０ｍｍの範囲が好ましく、より好ましくは２．５ｍｍ～３．５ｍｍの範囲である。防水樹脂層４の厚みが薄すぎると防水機能や強度が不足する一方、防水樹脂層４が厚すぎると原料費用が高くなって経済的でない。

【0034】

以上説明した方法で補修した重防食補修鋼材について図３～図５に基づき説明する。なお、図３～図５は、素地鋼材がＨ形鋼である場合の長手方向に対して垂直な断面図である。

【0035】

（補修例１）
図３に示す重防食補修鋼材Ｓ１は最も単純な補修がなされた重防食補修鋼材である。重防食補修鋼材Ｓ１は、錆の除去などが行われ清浄化されたＨ形鋼１ａの表面に、Ｈ形鋼１ａ側から順にグリースなど防錆剤が塗布された防錆剤層２ａ、不織布樹脂シート３ａ、ポリウレタン樹脂層（ポリウレア樹脂層）４ａが積層形成されている。防錆剤層２ａとポリウレタン樹脂層（ポリウレア樹脂層）４ａとは非親和性が強いため、通常は、防錆剤層２ａにポリウレタン樹脂層（ポリウレア樹脂層）４ａを塗布形成することは困難であるところ、不織布樹脂シート３ａが介在することでアンカー効果が発揮されて防錆剤層２ａとポリウレタン樹脂層（ポリウレア樹脂層）４ａとの強固な積層構造がＨ形鋼１ａの表面に形成される。

【0036】

（補修例２）
図３に示す補修例１ではＨ形鋼１ａの表面形状に沿って各層を形成したが、一般に、Ｈ形鋼１ａの凹部１１を不織布樹脂シート３ａで巻き付け被覆することや凹部１１の底面の長手方向に垂直な方向の両角部にポリウレタン樹脂層（ポリウレア樹脂層）４ａを均一に効率的に塗布形成することは難しい。

【0037】

そこで、図４に示す重防食補修鋼材Ｓ２では、Ｈ形鋼１ａの凹部１１の断面形状と略同一の断面形状の充填部材ＦＭがＨ形鋼１ａの凹部１１に充填され、Ｈ形鋼１ａが断面四角形状の柱状体とされて、不織布樹脂シート３ａの巻き付け被覆やポリウレタン樹脂層（ポリウレア樹脂層）４ａの塗布形成が容易になるようにした。以下、具体的に説明する。

【0038】

まず、Ｈ形鋼１ａの表面にグリースなどの防錆剤が塗布され防錆剤層２ａが形成される。次に、防錆剤層２ａの表面に、ワセリンが含浸された紙テープ５ａが巻き付けられる。このワセリン含浸紙テープ５ａによってＨ形鋼１ａの防錆および遮空湿が高められる。その後、Ｈ形鋼１ａの凹部１１に断面四角形の充填部材ＦＭが挿入される。Ｈ形鋼１ａの凹部１１への充填部材ＦＭの挿入によって、Ｈ形鋼１ａの凹部１１が形成された面と充填部材ＦＭの外部露出面とが略同一平面となる結果、Ｈ形鋼１ａの断面形状が四角形状となる。なお、充填部材ＦＭは軽量であることが望ましいことから充填部材ＦＭとして発泡スチロールが好適に使用される。

【0039】

次いで、ワセリン含浸紙テープ５ａの表面および充填部材ＦＭの外部露出面に不織布樹脂シート３ａが螺旋状に巻き付けられる。前述のように、充填部材ＦＭが凹部１１に充填されてＨ形鋼１ａは断面四角形状の柱状体となっているので、不織布樹脂シート３ａの巻き付け被覆が容易に行えるようになる。

【0040】

その後、補修例１と同様に、不織布樹脂シート３ａの表面にポリウレタン樹脂層（ポリウレア樹脂層）４ａが形成される。この工程においても、充填部材ＦＭが凹部１１に充填されてＨ形鋼１ａが断面四角形状の柱状体となっているので、ポリウレタン樹脂層（ポリウレア樹脂層）４ａがスプレー塗布によって均一に且つ容易に形成される。

【0041】

（補修例３）
図５に示す重防食補修鋼材Ｓ３は防水樹脂層としてＦＲＰ層４ｂを用いたものである。Ｈ形鋼１ａの表面にグリースなどの防錆剤が塗布され防錆剤層２ａが形成される。次に、防錆剤層２ａの表面に、ワセリン含浸紙テープ５ａが巻き付けられる。このワセリン含浸紙テープ５ａによって防錆および遮空湿が高められる。その後、Ｈ形鋼１ａの凹部１１に断面四角形の充填部材ＦＭが挿入される。Ｈ形鋼１ａの凹部１１への充填部材ＦＭの挿入によって、Ｈ形鋼１ａの凹部１１が形成された面と充填部材ＦＭの外部露出面とが略同一平面となる結果、Ｈ形鋼１ａが断面四角形状の柱状体とさる。

【0042】

次いで、ワセリン含浸紙テープ５ａの表面および充填部材ＦＭの外部露出面にワセリン含浸紙テープ５ｂが巻き付けられる。前述のように、充填部材ＦＭが凹部１１に充填されたＨ形鋼１ａは断面四角形状の柱状体となるので、ワセリン含浸紙テープ５ｂの巻き付けが容易に行えるようになる。そして、ワセリン含浸紙テープ５ｂの表面に不織布樹脂シート３ａが螺旋状に巻き付けられる。その後、不織布樹脂シート３ａの表面にＦＲＰ層４ｂが形成される。ＦＲＰ層４ｂはガラス繊維や炭素繊維などの繊維シートにポリエステル樹脂などの樹脂溶液を含浸させたものが、不織布樹脂シート３ａの表面に貼り付けることで形成されている。重防食補修鋼材Ｓ３では繊維シートは３層に積層形成されている。これにより高い防水機能が発揮される。

【0043】

（その他）
以上説明した重防食補修鋼材はＨ形鋼であったがこれに限定される物ではなく、素地鋼材は溝形や管形、矢板、板など従来公知のものであってよい。また、素地鋼材の表面に形成される各層の間にプライマー層などを必要により形成しても構わない。

【産業上の利用可能性】

【0044】

本発明の補修方法によれば、防食性が劣化したあるいは劣化するおそれのある重防食鋼材を効率的に補修可能で、重防食鋼材の防食耐久性を効果的に延ばすことが可能となる。

【符号の説明】

【0045】

１ 素地鋼材
１ａ Ｈ形鋼
２ 防錆剤層
２ａ 防錆剤層
３ 樹脂シート
３ａ 不織布樹脂シート
４ 防水樹脂層
４ａ ポリウレタン樹脂層（ポリウレア樹脂層）
４ｂ ＦＲＰ層
５ａ，５ｂ ワセリン含浸紙テープ
１１ 凹部
ＦＭ 充填部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】