防食塗膜の影響を考慮した鋼/CFRP異種材構造接着継手の設計強度評価手法の構築

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K04873
• Research Institution: National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology
• Principal Investigator: 岩田 知明 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 海上技術安全研究所, 構造・産業システム系長 (50358397)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 構造用接着剤 / 防食塗膜 / 異種材接合 / 造船 / ミリオーダー接着層厚 / 引張せん断強度 / ＣＦＲＰ / 鋼

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、炭素繊維複合材料など溶接できない高機能材料の造船での実用化を促進するため、防食塗膜の影響を考慮した構造接着継手の設計強度を明らかにすることである。
デッキ・上構・外板など暴露部の各区画への汎用的な用途として実績のある耐水性・防食性・耐海水性に優れた防食塗料・プライマー・上塗り塗料を調査し、3種類の組合せのエポキシ樹脂塗料を評価対象として、吸水後乾燥回復試験を実施し、劣化後の強度保持率（劣化後の平均強度/初期の平均強度）が高く、劣化後の変動係数（標準偏差/平均強度）が小さい、塗料を選定した。
防食塗膜の防食評価に用いられるJIS K5600-7-2「塗料一般試験方法－ 第7部：塗膜の長期耐久性－ 第2節：耐湿性（連続結露法）」の50℃95%RH（相対湿度）でも、内航船では生じない高温高湿条件で、連続暴露では通常の環境に比べ劣化が促進された。環境劣化の影響を適切に評価するための劣化促進手法は明確ではないことが課題となっている。そこで、研究代表者らが過去に実施した実船での耐久性試験により得られた温湿度履歴を鑑み、50℃80%RH、50℃90%RH、65℃90%RHの温湿度条件で再評価を行ったところ、劣化後の強度保持率は、それぞれ73%, 58%, 42%であり、劣化後の変動係数は、それぞれ0.080, 0.045, 0.090で、発錆に至っても変動係数は小さく信頼性は十分であった。
また、JIS-Z-2371「塩水噴霧試験方法」を参照した試験の結果、劣化後の強度保持率は72%であり、劣化後の変動係数は0.12で、目標とする変動係数0.14未満であった。一方、JIS-K-7350-2「プラスチック－実験室光源による暴露試験方法－第2部：キセノンアークランプ」を参照した試験の結果、劣化後の強度保持率は86%であり、劣化後の変動係数は0.16で、ややばらつく結果であった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

4年毎に開催される接着分野の国際会議での講演を計画していたが、開催期日が1年遅れの2023年となり、その他の接着に関連する国際会議のいずれも現地開催のみでWeb会議が併催されなかったため、社会情勢を考慮して参加を見送った。2023年の国際会議は講演申込が受理され参加の準備中である。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度は、接着国際会議や国内船舶海洋工学会講演会などにて研究発表を行う。

Causes of Carryover

4年毎に開催される接着分野の国際会議での講演を計画していたが、開催期日が1年遅れの2023年となり、その他の接着に関連する国際会議のいずれも現地開催のみでWeb会議が併催されなかったため、社会情勢を考慮して参加を見送った。
2023年の国際会議は講演申込が受理され参加の準備中である。