JP2001000915A

JP2001000915A - 耐候性鋼の防食方法

Info

Publication number: JP2001000915A
Application number: JP11172109A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Nagai; 昌憲永井; Toru Taki; 徹多記; Goji Matsumoto; 剛司松本; Hironari Tanabe; 弘往田辺
Original assignee: Dai Nippon Toryo KK
Current assignee: Dai Nippon Toryo KK
Priority date: 1999-06-18
Filing date: 1999-06-18
Publication date: 2001-01-09

Abstract

(57)【要約】【課題】防錆性、耐候性を長期間維持し、任意の着色
を可能にした、省工程の耐候性鋼の防食方法を提供す
る。【解決手段】耐候性鋼表面に、防錆剤を含有し、か
つ、促進耐候性試験サンシャインウェザーメーター照射
３００時間の光沢保持率が８０％以上の塗膜を形成す
る、着色塗料を塗装することを特徴とする耐候性鋼の防
食方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐候性鋼の新規な
塗装方法に関し、更に詳しくは、耐候性鋼の流れ錆（赤
錆）を防止し、環境に調和した様々な着色の付与を可能
にし、更に省工程で、長期耐候性、防錆性を付与する耐
候性鋼の防食方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に鋼構造物は、そのコストが安いと
いうこともあって炭素鋼を使用する場合が多い。しかし
ながら、炭素鋼は、空気中の水分（降雨、湿気等）や酸
素が鋼材表面に接触して、短期間で赤錆が発生する。こ
の赤錆発生を防止する方法としては、塗料を塗装する方
法が一般的である。この方法は塗装の塗替を極力減らす
ため、耐久性の良好な塗装を施すことが一般的である。
例えば、無機ジンクリッチペイント塗装→エポキシ樹脂
塗料ミストコート→エポキシ樹脂塗料下塗塗装（２回）
→エポキシ樹脂塗料中塗塗装→ポリウレタン樹脂塗料上
塗塗装は、耐久性１５年以上有する代表的な鋼材の塗装
システムである。この塗装システムは、環境と調和した
色彩を付与した美観および長期の防錆性が維持できる長
所があるが、一方ではこの塗装システムは膜厚が厚く、
更に６回塗りが必要なので、完成までに時間とコストが
かかる。そこで、最近では鋼構造物に耐食性の良い耐候
性鋼を使用する場合が増加してきている。

【０００３】耐候性鋼は一般的にＰ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ
等の元素を添加した低合金鋼である。この鋼材は屋外に
於て十数年で腐食に対して保護作用のある錆（以下、
「保護錆」という）を形成し、以後防錆処理作業を不要
とする、いわゆるメンテナンスフリーになるといった特
徴を有している。

【０００４】この腐食に対して保護作用のある錆とはい
わゆる錆をもって錆を制すものであって、結晶水を多量
に含む無定型オキシ水酸化鉄が主体であり、これが緻密
で密着性の良い保護錆の形成に寄与するものと考えられ
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、耐候性
鋼の鋼材を無処理のままで使用すると保護錆が形成され
るまでの期間中に、赤錆や黄錆等の浮き錆や流れ錆を生
じてしまい、外見的に好ましくないばかりでなく、周囲
環境の汚染原因にもなると云う問題点を有していた。

【０００６】また、従来例において、耐候性鋼の表面に
保護錆を得るための塗装による表面処理法があるが、そ
れでも保護錆が形成されるまでに数年間の長い期間を要
し、この間に塗膜自体の白化、ふくれ、剥離といった問
題点を引き起こしている。また、発生した錆を目立たな
くするため色調はさび色に統一されており、炭素鋼への
塗装のように環境と調和した様々な色彩を付与する配慮
が全くなされていなかった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決するため鋭意検討した結果、耐候性鋼表面に、耐
候性の良好な樹脂と、防錆剤と着色剤を含む塗料を塗装
することで、防錆性、耐候性を長期維持し、更に任意の
着色を可能にした、省工程の耐候性鋼の防食方法を完成
したものである。

【０００８】即ち、本発明は、耐候性鋼表面に、防錆剤
を含有し、かつ、促進耐候性試験サンシャインウェザー
メーター照射３００時間後の光沢保持率が８０％以上の
塗膜を形成する着色塗料を塗装することを特徴とする耐
候性鋼の防食方法に関する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。

【００１０】本発明に用いる耐候性鋼は、ＳＰＡ材、Ｓ
ＭＡ材と言われ、ＪＩＳに規定されているものであり、
錆等が付着している場合は、前処理としてブラストや酸
洗を行なったものが望ましい。

【００１１】次に、本発明で使用する塗料について説明
する。

【００１２】本発明で使用する塗料は、省工程のため１
コートフィニッシュタイプが望ましく、しかも長期の防
錆性、耐候性を有し、更に希望に合致した任意の着色が
できることである。従って、本発明で使用する塗料は、
樹脂、防錆剤、着色剤及び必要に応じて配合されるシラ
ンカツプリング剤や溶媒、さらには分散剤、紫外線吸収
剤、抗菌剤などの各種添加剤から構成される。塗料の形
態は、溶剤系や、水系、無溶剤系を問わない。

【００１３】塗料を構成する結合剤である樹脂は、耐候
性の良好な樹脂を使用することが必要である。即ち、促
進耐候性試験サンシャインウェザーメーター照射３０
０時間後の光沢保持率が８０％以上、好ましくは９０％
以上維持する塗膜を形成する樹脂である。光沢保持率が
８０％未満であると塗膜に白化、フクレ、剥離等が生じ
るので好ましくない。樹脂の具体例としては、塩化ゴム
系樹脂や、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン
樹脂、アクリルシリコン樹脂、ふっ素樹脂及びこれら樹
脂に硬化剤を併用したものであり、更に好ましくは、湿
気硬化型ウレタン樹脂や、アクリルシリコン樹脂、ふっ
素樹脂及びこれら樹脂に硬化剤を併用したものである。
ここでいう、促進耐候性試験サンシャインウェザーメ
ーターとは、JIS K５４００で規定されるサンシャイン
カーボンアーク灯式の、実際の屋外暴露と相関のある促
進耐候性試験機であり、光沢保持率とは、JIS K５４０
０で規定される６０度鏡面光沢度から下記の式で計算さ
れた、光沢の残存の程度をいう。光沢保持率＝（サンシャインウェザーメーター照射３０
０時間後の光沢）×１００／初期光沢（％）塗料に使用される防錆剤としては、有機系、無機系のど
ちらでも良い。有機系防錆剤の具体例としては、鋼材表
面を不働態化し、電位を均一にする作用のある導電性ポ
リアニリン、塗膜と鋼材の密着性を強固にする２−ベン
ゾチアゾチオコハク酸や、ジフェニルチオカルバゾン、
Ｎ，Ｎ−ジフェニルエチレンジアミン、Ｓ−ジフェニル
カルバジド、フェノシアゾリン、１，５−ジフェニル−
３−チオカルボヒドラジド、１，４−ジフェニル−３−
チオセミカルバジド、チオカルボアニライド、チオベン
ズアニライド、チオアセトアイライド、２−メルカプト
ベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール、１−ヒドロキ
シ−ベンゾトリアゾール、２−メルカプトベンズイミダ
ゾール、ベンズイミダゾール、２−メルカプトベンゾセ
レナゾール、２−メルカプトベンゾキサゾール、５−メ
ルカプト−３−フェニルチアジアゾール−２−チオン、
２−（ｏ−ヒドロキシフェノール）ベンゾチアゾール、
２，２’−ジチオビス−（ベンゾチアゾール）、ジメチ
ルヒダントイン、ピロール−２−カルボキシアルデヒ
ド、２，５−ジメルカプト−１，３，４−チアゾール、
５−アミノ−１，３，４−チアジアゾール−２−チオー
ル、３−アミノ−１，２，４−トリアゾール、４−アミ
ノ−１，２，４−トリアゾール、３−アミノ−５−メル
カプト−１，２，４−トリアゾール、２−メルカプト−
１−メチルイミダゾール、２−メルカプトチアゾリン、
２−アミノチアゾール、３，５−ジメチルピラゾール、
ヒスチジン、１，１０−フェナントロリン、１，８−ジ
アザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７等が代表的
なものとして挙げられ、これらは一種もしくは二種以上
の混合物として用いられる。これら有機系防錆剤の添加
量は、樹脂（及び硬化剤）１００重量部に対して０．５
〜４０重量部、好ましくは２〜３０重量部添加する。
０．５重量部未満では防錆効果が少なく、一方４０重量
部より多く添加してもその効果は変わらない。また、無
機系防錆剤としては、アルミニウム粉末、亜鉛粉末の
他、リン酸アルミニウムや、リン酸亜鉛、亜リン酸亜
鉛、亜リン酸カリウム、亜リン酸カルシウム、亜リン酸
アルミニウム、リン酸亜鉛カルシウム、リン酸亜鉛アル
ミニウム、モリブデン酸亜鉛、リンモリブデン酸亜鉛、
リンモリブデン酸アルミニウム、モリブデン酸カルシウ
ム、ハイドロカルマイト等の防錆顔料が代表的なものと
して挙げられ、これらは一種もしくは二種以上の混合物
として用いられる。但し、クロム系、鉛系は毒性等の観
点から好ましくない。これら無機系防錆剤は樹脂（及び
硬化剤）１００重量部に対して１〜８０重量部、好まし
くは５〜６０重量部添加するのが良い。１重量部未満で
は、防錆性が不充分で、一方８０重量部を越えると、塗
料安定性が悪くなる傾向にある。なお、有機系防錆剤
と、無機系防錆剤の併用も可能である。

【００１４】更に、本発明においては塗料構成成分とし
て、樹脂−防錆剤−耐候性鋼素材を複合化し、密着性を
向上させるためにシランカップリング剤を配合するのが
好ましい。

【００１５】該シランカップリング剤の具体例を挙げる
と、γ−クロロプロピルトリメトキシシランや、ビニル
トリクロルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニル
トリメトキシシラン、ビニル・トリス（β−メトキシエ
トキシ）シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメト
キシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）
エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピル
トリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメト
キシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、
Ｎ−β−（アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシ
シラン、γ−ユレイドプロピルトリエトキシシラン、γ
−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−
グリシドキシプロピルジメチル、γ−グリシドキシプロ
ピルジメチルエトキシシラン等が代表的なものとして挙
げられる。シランカップリング剤は樹脂（及び硬化剤）
１００重量部に対して０．１〜８重量部、好ましくは１
〜５重量部添加する。０．１重量部未満の場合、複合化
の効果は弱く、一方８重量部越えると塗料安定性が低下
する傾向にある。

【００１６】塗料において、要望に合致した着色を施す
ための着色顔料としては、具体的には、二酸化チタン、
酸化亜鉛等の白色顔料、カーボンブラック、黒鉛等の黒
色顔料、モリブデートオレンジ、パーマネントカーミ
ン、キナクリドンレッド等の赤色顔料、キノフタレンイ
エロー、パーマネントイエロー等の黄色顔料、フタロシ
アニングリーン、フタロシアニンブルー等の緑、青顔料
等の、通常塗料用に使用されている各色の顔料が代表的
なものとして挙げられる。更に、体質顔料も併用しても
よい。着色顔料は、その種類によっても異なるが、樹脂
（及び硬化剤）１００重量部に対し、０．１〜７０重量
部添加するのが適当である。

【００１７】次に耐候性鋼の塗装方法について述べる。
ブラスト処理した、あるいは全く処理しない耐候性鋼に
対して、上記塗料をハケ、スプレー、ローラー等の手段
で乾燥膜厚が、３０〜２００μｍ、好ましくは５０〜９
０μｍとなるように塗装し、自然乾燥もしくは１００℃
以下の温度で強制乾燥させる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明について、実施例により、更に
詳細に説明する。なお、実施例中「部」、「％」は重量
基準で示す。「実施例１」平均表面粗さ３０μｍのアルミナブラスト
処理を施した、３×１００×３００（ｍｍ）のJIS G314
1に規定された耐候性鋼（ＳＭＡ４００）の表面に下記
ふっ素樹脂塗料を乾燥膜厚６０μｍになるよう一回塗装
し、裏面および側面をエポキシ樹脂塗料でシールし、７
日間自然乾燥させた。その塗装鋼の耐候性および防食性
評価結果を表１に示す。＜主剤成分＞ふっ素樹脂溶液^注 ¹⁾ １５４．０部リンモリブデン酸アルミニウム２２．８部 α−アミノプロピルトリエトキシシラン３．４部二酸化チタン５５．４部キシレン６１．６部注１）樹脂の水酸基価４５ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量７０００、固形分６５% ＜硬化剤成分＞ヘキサメチレンジイソシアネート１７．６部酢酸ブチル５３．６部

【００１９】「実施例２」平均表面粗さ３０μｍのアル
ミナブラスト処理を施した、３×１００×３００（ｍ
ｍ）のJIS G3141に規定された耐候性鋼（ＳＭＡ４０
０）に下記ウレタン樹脂塗料を乾燥膜厚６０μｍになる
よう一回塗装し、裏面および側面をエポキシ樹脂塗料で
シールし、７日間自然乾燥させた。その塗装鋼の耐候性
および防食性評価結果を表１に示す。＜主剤成分＞アクリル樹脂溶液^注 ²⁾ １５４．０部モリブデン酸亜鉛９．９部 γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン４．９部キナクリドンレッド３０．８部キシレン４３．１部注２）樹脂の水酸基価８０ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量１２０００、固形分６５% ＜硬化剤成分＞ヘキサメチレンジイソシアネート２７．７部酢酸ブチル７５．８部

【００２０】「実施例３」平均表面粗さ３０μｍのアル
ミナブラスト処理を施した、３×１００×３００（ｍ
ｍ）のJIS G3141に規定された耐候性鋼（ＳＭＡ４０
０）に下記アクリルシリコン樹脂塗料を乾燥膜厚６０μ
ｍになるよう一回塗装し、裏面および側面をエポキシ樹
脂塗料でシールし、７日間自然乾燥させた。その塗装鋼
の耐候性および防食性評価結果を表１に示す。＜主剤成分＞アクリルシリコン樹脂溶液^注 ³⁾ ２００．０部亜リン酸亜鉛５４．４部 γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン３．２部キノフタレンイエロー４０．０部キシレン５６．０部注３）アルコキシシリル基を含むアクリル樹脂、平均分子量１２０００、固形分５０% ＜硬化剤成分＞ジブチルチンジラウリレート１２．８部キシレン８０．０部

【００２１】「実施例４」平均表面粗さ３０μｍのアル
ミナブラスト処理を施した、３×１００×３００（ｍ
ｍ）のJIS G3141に規定された耐候性鋼（ＳＭＡ４０
０）に下記ふっ素樹脂塗料を乾燥膜厚６０μｍになるよ
う一回塗装し、裏面および側面をエポキシ樹脂塗料でシ
ールし、７日間自然乾燥させた。その塗装鋼の耐候性お
よび防食性評価結果を表１に示す。＜主剤成分＞ふっ素樹脂溶液^注 ¹⁾ １５４．０部２−ベンゾチアゾチオコハク酸１１．７部 γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン８．０部フタロシアニングブルー２４．６部キシレン６１．６部注１）樹脂の水酸基価４５ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量７０００、固形分６５% ＜硬化剤成分＞ヘキサメチレンジイソシアネート１７．６部酢酸ブチル５３．６部

【００２２】「比較例１」実施例１と同じようにブラス
ト処理した耐候性鋼を、全く塗装しない状態で、耐候性
および防食性評価結果を表１に示す。「比較例２」実施例１と同じようにブラスト処理した耐
候性鋼に、防錆剤およびシランカップリング剤を除いた
ふっ素樹脂塗料を乾燥膜厚６０μｍになるよう一回塗装
し、裏面および側面をエポキシ樹脂塗料でシールし、７
日間自然乾燥させた。その塗装鋼の耐候性および防食性
評価結果を表１に示す。「比較例３」平均表面粗さ３０μｍのアルミナブラスト
処理を施した、３×１００×３００（ｍｍ）のJIS G314
1に規定された耐候性鋼（ＳＭＡ４００）に下記エポキ
シ樹脂塗料を乾燥膜厚６０μｍになるよう一回塗装し、
裏面および側面をエポキシ樹脂塗料でシールし、７日間
自然乾燥させた。その塗装鋼の耐候性および防食性評価
結果を表１に示す。＜主剤成分＞エポキシ樹脂溶液^注 ⁴⁾ ２００．０部リンモリブデン酸アルミニウム２９．６部 γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン６．４部二酸化チタン７２．０部メチルエチルケトン８０．０部注４）固形分５０% ＜硬化剤成分＞ポリアミドアミン樹脂溶液^注 ⁵⁾ １０１．６部キシレン１７２．４部注５）アミン価７５ｍｇＫＯＨ／ｇ、固形分６５% 表１耐候性、防食性評価結果及び塗装回数、色味、光沢保持率塗装回数色味光沢保持率^注 ⁶⁾耐候性^注 ⁷⁾防食性^注 ⁸⁾ 実施例１１白１００良好良好実施例２１赤９０良好良好実施例３１黄９８良好良好実施例４１青９９良好良好比較例１１ − − 全面４８Ｈ後赤錆全面赤錆比較例２１白９８赤点錆４００Ｈ後赤点錆比較例３１白５２チヨ-キンク゛良好注６）サンシャインウエザ−メ−タ−３００時間後の光沢保持率（％）注７）屋外暴露１年注８）塩水噴霧試験１０００時間表１からも明らかな通り、本発明の実施例においては、
任意の色に着色でき、また優れた耐候性、防食性を有し
ていた。一方、無塗装の比較例１、防錆剤を含有しない
比較例２は、いずれも赤錆が発生した。また、光沢保持
率の低い比較例３は、チヨ−キングが発生した。

【００２３】

【発明の効果】本発明の方法により、防錆性、耐候性を
長期間保持し、さらに任意の着色を可能にした、省工程
の耐候性鋼の防食が可能となる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松本剛司栃木県那須郡西那須野町下永田３−1172− ４ (72)発明者田辺弘往栃木県那須郡西那須野町朝日町８−15 Ｆターム(参考） 4D075 BB04X BB24Z BB60Z CA32 CA33 DA06 DB02 DC01 DC05 EB16 EB22 EB33 EB35 EB38 EB42 EC11 EC15 EC45 4K062 AA01 BA01 BA03 BA08 BA10 BB18 BB21 BB22 BB30 CA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】耐候性鋼表面に、防錆剤を含有し、か
つ、促進耐候性試験サンシャインウェザーメーター照射
３００時間後の光沢保持率が８０％以上の塗膜を形成す
る着色塗料を塗装することを特徴とする耐候性鋼の防食
方法。
【請求項２】前記塗料が、シランカップリング剤を含
有する請求項１記載の防食方法。