JP2003011253A - エポキシ樹脂粉体塗料を塗装した金属管類 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂系粉体
塗料を用いず、優れた機械特性と耐熱性を有するエポキ
シ樹脂を主成分とする粉体塗料を塗装した金属管類を提
供することを目的とする。 【解決手段】エポキシ当量が４００乃至２, ０００ｇ／
ｅｑ、軟化点が４０乃至１５０℃である特定のテトラメ
チルビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（Ａ）と硬化剤
（Ｂ）および充填剤（Ｃ）を必須成分として含有するこ
とにより得られる粉体塗料を塗装することにより、優れ
た機械特性と耐熱性に優れた塗膜特性を有する金属管類
を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、密着性、可撓性等
の機械特性や耐水性、耐薬品性、耐熱性、耐沸騰水性等
の長期信頼性に優れた塗膜性能を有するエポキシ樹脂よ
りなる粉体塗料を塗装し塗膜形成した金属管類に関す
る。

【０００２】

【従来技術】近年の大気汚染や作業環境問題等から、粉
体塗装は、有機溶剤を用いない塗装方法として無公害性
であること、且つ塗装方法が自動化できる上、過剰に吹
かれた塗料の回収再利用が可能で歩留まりが向上できる
ことから、環境問題や経済性に優れており使用量が徐々
に増加している。

【０００３】エポキシ樹脂粉体塗料は、防食性に優れる
ことから地中や構造物に埋没して用いる金属管の内外面
や鉄鋼製構造材料等と長期信頼性が必要とされる分野に
多く用いられている。この種の用途に使われる金属管や
構造材料は一般に長尺であり、貯蔵・運搬時に於ける変
形や衝撃を受けるため機械特性も重要な特性である。近
年の多用途展開に対応して、温水の給湯管等への利用が
見られ、耐熱性を要求されるケースが多くなってきてい
る。

【０００４】従来、エポキシ樹脂粉体塗料組成物による
防食塗料には、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂が最も
多く使用されているが、このエポキシ樹脂は機械特性に
は優れるものの、耐熱性には限界があった。このため多
用途開発への対応として耐熱性に優れる粉体塗料の出現
が望まれている。

【０００５】ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を用いな
い粉体塗料組成物として、特開平３−４５６２０号公報
にはビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を用いた防食粉体
塗料組成物が提案されている。また、特開２０００−３
１９５８０号公報には４，４’−イソプロピリデンシク
ロヘキサノールと多価カルボン酸との反応物をエポキシ
化することにより得られるエポキシ樹脂と固形酸無水物
による粉体塗料組成物が提案されている。しかし、これ
らの粉体塗料組成物の硬化塗膜の耐熱性は一般に高くな
く耐煮沸水性を要求される用途には対応できていない。
また、耐熱性を向上するために多官能エポキシ樹脂、例
えばオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂や脂環
式エポキシ樹脂を用いると、硬化塗膜が脆くなって可撓
性に劣る等の問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような現状を踏ま
え、本発明はビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を用いず
に、優れた機械特性と耐熱性を有するエポキシ樹脂を主
成分とする粉体塗料を塗装した金属管類を提供するもの
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】即ち本発明は、エポキシ
樹脂（Ａ）と硬化剤（Ｂ）と無機質充填剤（Ｃ）を必須
成分として成る粉体塗料を塗装した金属管類において、
該粉体塗料のエポキシ樹脂（Ａ）の成分がエポキシ当量
が４００乃至２０００ｇ／ｅｑ、軟化点が４０乃至１５
０℃の範囲にあるテトラメチルビスフェノールＦ（３，
３’，５，５’−テトラメチル−ジヒドロキシジフェニ
ルメタン）型エポキシ樹脂であり、該エポキシ樹脂
（Ａ）１００重量部に対して硬化剤（Ｂ）が０．１乃至
１００重量部、無機質充填剤（Ｃ）が１乃至１５０重量
部を配合することを特徴とするものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明について詳細を述べる。本
発明の粉体塗料を塗装する金属管類とは、特にその形
状、材質、寸法等制限されるものではなく、例えば、上
下水道、工業用水管、ガス管など広く流体輸送に使用さ
れているダクタイル鋳鉄管類が挙げられる。本発明の粉
体塗料に用いられるエポキシ樹脂（Ａ）は、２，６キシ
レノールとホルムアルデヒドとの反応で得られるフェノ
ール化合物、即ち、テトラメチルビスフェノールＦとエ
ピハロヒドリンとを反応させることにより製造すること
ができる。この反応は、通常のエポキシ化反応と同様に
行うことができ、テトラメチルビスフェノールＦをエピ
クロロヒドリン等に溶解した後、水酸化ナトリウム等の
アルカリ金属触媒の存在下に反応させる直接合成法や、
この方法で得られたエポキシ樹脂に、テトラメチルビス
フェノールＦを反応させる間接合成法のどちらでも製造
することができる。

【０００９】本発明の目的を達成するために用いること
のできるテトラメチルビスフェノールＦ型エポキシ樹脂
は、エポキシ当量が４００乃至２０００ｇ／ｅｑ、軟化
点が４０乃至１５０℃の範囲にする必要がある。エポキ
シ当量が４００ｇ／ｅｑ以下では機械特性や防食性に満
足行く結果が得られず、又、エポキシ当量が２０００ｇ
／ｅｑ以上では塗装時の流動性に欠け金属管類に塗装し
た際に平滑な塗膜が得られない。更に軟化点が４０℃以
下では、貯蔵時にブロッキング現象が起こり使用に支障
をきたしてしまうと言う問題を有している。又、軟化点
１５０℃以上では塗装時の流動性に欠け平滑な塗膜が得
られない。好ましくはエポキシ当量６５０乃至１５００
ｇ／ｅｑ、更には７００乃至１２００ｇ／ｅｑが特に好
ましい。軟化点は６０乃至１３０℃が好ましく、更に好
ましくは８０乃至１２０℃である。

【００１０】本発明の粉体塗料には、本発明の必須成分
として使用されるテトラメチルビスフェノールＦ型エポ
キシ樹脂以外に、１分子中にエポキシ基を２個以上有す
るビスフェノールＡ型エポキシ樹脂以外のエポキシ樹脂
を併用してもよい。例えばビスフェノールＦ、ビスフェ
ノールＳ、テトラブロモビスフェノールＡ、フルオレン
ビスフェノール、４，４’ビフェノール、２，２’ビフ
ェノール、ハイドロキノン、２，５ジターシャリーブチ
ルハイドロキノン、レゾルシン、ナフタレンジオール等
の２価のフェノール類や、フェノールノボラック、オル
ソクレゾールノボラック、ナフトールノボラック、トリ
ス−（４−ヒドロキシフェニル）メタン、１，１，２，
２−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）エタン等に
代表される３価以上のフェノール類から誘導されるエポ
キシ樹脂がある。これらのエポキシ樹脂は、１種又は２
種以上を混合して用いることができるが、本発明の粉体
塗料のエポキシ樹脂成分の配合量は、一定の機械的特性
並びに耐熱性を保持する視点からエポキシ樹脂全体の５
０重量％以下が好ましく、さらには３０重量％以下とす
ることがより好ましい。

【００１１】本発明に用いることのできる硬化剤（Ｂ）
としては、一般的なエポキシ樹脂粉体塗料に用いられる
公知の硬化剤を用いることができる。例えば、ジシアン
ジアミド、イミダゾール類、酸無水物類、芳香族及び脂
肪族アミン類等が挙げられる。具体的に例示すると、ジ
シアンジアミド類（ＰＴＩジャパン（株）製ＣＧ−１４
００），イミダゾール類（四国化成（株）製キュアゾー
ルＣ１１Ｚ），イミダゾリン類（四国化成（株）製キュ
アゾール２ＰＺＬ），酸ジヒドラジド類（大塚化学
（株）製ＡＤＨ），酸無水物類（無水フタル酸、テトラ
ヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル
酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無
水フタル酸、メチル無水ハイミック酸、無水ナジック
酸、無水トリメリット酸）等がある。また、アミン類と
しては、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，
４’−ジアミノジフェニルスルホン等がある。本発明の
粉体塗料にはこれら硬化剤の１種又は２種以上を混合し
て用いることができる。本発明の粉体塗料には、必要に
応じて硬化促進剤を配合することができる。また、硬化
剤の配合量はエポキシ樹脂１００重量部に対して、０．
１乃至１００重量部配合することができる。０．１重量
部以下では架橋が不十分で塗膜性能特に長期防食性を得
ることができず、また１００重量部以上では耐水性に問
題が生じ、やはり長期防食性に欠ける等の問題がある。

【００１２】本発明の粉体塗料に用いることのできる無
機質充填剤（Ｃ）としては、一般的な粉体塗料に用いら
れている公知の無機質充填剤を用いることができる。具
体的に例示すると、シリカ粉（龍森株（株）製クリスタ
ライトＡ）、炭酸カルシウム（白石カルシウム（株）製
ホワイトンＢ）、沈降性硫酸バリウム（日本化学工業
（株）製沈降性硫酸バリウムＵＤ）、タルク（富士タル
ク工業（株）製タルクＰＫＰ−５３）等を用いることが
出来る。エポキシ樹脂（Ａ）１００重量部に対して、無
機質充填剤（Ｃ）の量が１５０重量部以上になると溶融
時の粉体塗料の流動性が著しく小さくなり、平滑性に問
題が生じる。このため、無機物充填剤（Ｃ）の配合量
は、好ましくは１２０重量部以下、更に好ましくは１０
０重量部以下である。

【００１３】本発明の粉体塗料には、必要に応じて無機
質充填剤（Ｃ）の一部として公知の着色顔料、具体的に
例示すると、酸化チタン（堺化学（株）製酸化チタンＲ
−５Ｎ）、合成酸化鉄（チタン工業（株）製ＨＹ−２０
０）、カーボンブラック（三菱化学（株）製カーボンＭ
Ａ−１００）等を配合することができる。更に、上記成
分の他に、一般的に粉体塗料に用いられている公知の分
散剤、流れ性調整剤、シランカップリング剤、消泡剤、
流動性添加剤、艶消し剤等も必要に応じて配合すること
ができる。

【００１４】本発明に関わる粉体塗料の製造は、一般的
な粉体塗料の製造方法で製造することができる。一例を
挙げると、カワタ（株）製スーパーミキサーにて予備混
合の後、ＢＵＳＳジャパン（株）製一軸押し出し機で溶
融混合し、更にホソカワミクロン（株）製ＡＣＭパルペ
ライザー微粉砕機で粉砕し、粗粒をターボ工業株（株）
製ターボシフターで取り除いた後、目的の平均粒径を有
する粉体塗料を得ることができる。

【００１５】このようにして得られる粉体塗料は、予め
加熱された鋳鉄管にスプレー塗装、静電スプレー塗装、
スクリューフィーダー塗装、振りかけ塗装等の方法で塗
装することができる。又、鋳鉄管は静置した状態、若し
くは回転させながら塗装することができる。更に、予め
加熱する方法としては、ガス炉、電気炉、遠赤外線炉等
の予熱炉を用いる間接的に加熱する方法、電磁誘導加
熱、高周波加熱、バーナー加熱等の直接的に加熱する方
法等を用いることができる。更に塗膜形成のための硬化
方法としては、予熱された鋳鉄管の保有する顕熱を利用
した温度放冷硬化や後硬化炉を用いた加熱硬化が可能で
ある。

【００１６】

【実施例】以下に実施例及び比較例にて本発明を具体的
に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。尚、実施例及び比較例に於ける各成分の配
合部数は、特に断りのない限り重量部を示すものであ
る。

【００１７】実施例１ エポキシ樹脂ａ（テトラメチルビスフェノールＦ型エポ
キシ樹脂；エポキシ当量７０５ｇ／ｅｑ、軟化点９７
℃）を１００部、硬化剤としてジシアンジアミド（ＰＴ
Ｉジャパン（株）製ＣＧ−１４００）を３部、硬化促進
剤としてキュアゾールＣ１１Ｚ（四国化成工業（株）
製）を０．５部、無機質充填剤としてシリカを３０部、
着色顔料として酸化チタンを５部、流れ性調整剤をして
アクロナール４Ｆを１部を計量し、スーパーミキサーに
て３分間予備混合を行う。更に、溶融混合（ＢＵＳＳジ
ャパン（株）製ＰＬＫ−４６）を行い、一旦冷却後１ｃ
ｍ角以下に粗粉砕した。更にホソカワミクロン（株）製
ＡＣＭパルペライザーＡＣＭ−５を用いて微粉砕し、１
５０ミクロンの篩いにて粗い粒子を取り除き、平均粒径
４８μｍの粉体塗料１を得た。このようにして得られた
粉体塗料を用いて、ＪＩＳ Ｇ ５５２８規定の冷間圧
延鋼板（試験片Ａ厚み２．０ｍｍ×幅７０ｍｍ×長さ１
５０ｍｍ 試験片Ｂ厚み１．２ｍｍ×幅９０ｍｍ×長さ
９０ｍｍの２００℃に予熱された鋼板にスプレー塗装方
法にて塗装した。続いて２００℃の硬化温度にて２０分
間硬化を行い、塗膜厚み２００μｍの実施例１の塗膜を
得た。

【００１８】実施例２ 実施例１の硬化剤であるジシアンジアミドとキュアゾー
ルＣ１１Ｚにかえて、キュアゾール２ＰＺを３部に変更
した以外は実施例１と同様に粉体塗料を製造し、平均粒
径５２μｍの粉体塗料を得た。次に実施例１と同様に冷
間圧延鋼板に塗装して実施例２の塗膜を得た。

【００１９】実施例３ 実施例１のエポキシ樹脂ａ１００部にかえて、エポキシ
樹脂ｂ（テトラメチルビスフェノールＦ型エポキシ樹
脂；エポキシ当量１０３０ｇ／ｅｑ、軟化点１１４℃）
１００部に変更し、更に硬化剤としてジシアンジアミド
にかえて酸無水物（新日本理化（株）製リカシッドＴ
Ｈ）を２０部に変更した以外は実施例１と同様に粉体塗
料を製造し、平均粒径４６μｍの粉体塗料３を得た。次
に実施例１と同様に冷間圧延鋼板に塗装して実施例３の
塗膜を得た。

【００２０】比較例１ 実施例１のエポキシ樹脂ａを、ビスフェノールＡ型エポ
キシ樹脂（東都化成（株）製エポトートＹＤ−０１４；
エポキシ当量９４５ｇ／ｅｑ、軟化点９４℃）に変更し
た以外は実施例１と同様に粉体塗料を製造し、平均粒径
４５μｍの粉体塗料４を得た。

【００２１】比較例２ 実施例２のエポキシ樹脂ａを、ビスフェノールＦ型エポ
キシ樹脂（東都化成（株）製エポトートＹＤＦ−２００
４；エポキシ当量９５０ｇ／ｅｑ、軟化点８８℃）に変
更した以外は実施例１と同様に粉体塗料を製造し、平均
粒径４５μｍの粉体塗料５を得た。次に実施例１と同様
に冷間圧延鋼板に塗装して比較例２の塗膜を得た。

【００２２】比較例３ 実施例１のエポキシ樹脂ａを、オルソクレゾールノボラ
ック型エポキシ樹脂エポトートＹＤＣＮ−７０４（東都
化成（株）製エポキシ当量２０４ｇ／ｅｑ、軟化点９１
℃）に変更した以外は実施例１と同様に粉体塗料を製造
し、平均粒径４６μｍの粉体塗料６を得た。次に実施例
１と同様に冷間圧延鋼板に塗装して比較例３の塗膜を得
た。

【００２３】試験方法 （１）塗膜外観；ＪＩＳ Ｇ ５５２８ ６．２の試験
方法に従い、試験片Ａについて、目視による塗膜の平滑
性及びホリデーディテクターで１０００Ｖをかけ、ピン
ホールの有無を判定した。 異常無し ○， 問題有り × （２）塗膜の可撓性；ＪＩＳ Ｇ ５５２８ ５．４．
４の規定に従い、試験片Ｂについてエリクセン試験（Ｊ
ＩＳ Ｚ ２２４７）を行い、可撓性を判定した。 ３mm以上 ○， ３mm未満 × （３）耐衝撃性；ＪＩＳ Ｇ ５５２８ ５．４．３の
規定に従い、試験片Ａについて、デュポン式衝撃試験
（ＪＩＳ Ｋ ５４００ ８．３．２）を行った。な
お、撃ち型は半径１／４インチ、重りは５００ｇ、高さ
は５０ｃｍで評価した。 異常無し ○， 問題有り × （４）耐沸騰水性；ＪＩＳ Ｋ ５４００ ８．２０の
規定に従い、試験片Ａを用いて、試験時間と判定は下記
にて実施した。 １ヶ月異常なし ○ １週間異常なし △ １週間膨れ発生 ×

【００２４】実施例４ ２５０℃に予熱された直径１００ｍｍ×長さ５００ｍｍ
の鋳鉄管の内面に管を３２０ｒｐｍに回転しながら実施
例１の粉体塗料を塗装し放冷硬化させた。内面に４５０
μｍの塗膜が形成された内面塗装鋳鉄管が得られた。こ
の鋳鉄管を長尺方向に切断して塗膜外観をピンホールテ
スターで検査したが、ピンホールが無い平滑な塗膜が形
成されていることが分かった。また、硬化塗膜は実施例
１と同様の性能が得られていることが確認された。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明では、特定
のエポキシ樹脂としてテトラメチルビスフェノールＦ型
エポキシ樹脂を必須成分とするエポキシ樹脂（Ａ）と硬
化剤（Ｂ）及び充填剤（Ｃ）を構成成分として含有する
ことによって得られた粉体塗料を塗装して得られる塗膜
は、金属管類に対して平滑で良好な密着性を有すると共
に、塗膜の可撓性、耐衝撃性、耐沸騰水性に優れた特性
を有する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井須 豊 兵庫県尼崎市大浜町２丁目26番地 株式会 社クボタ武庫川製造所内 (72)発明者 楫野 正義 兵庫県三田市テクノパーク10番地の１ 東 都レジン化工株式会社三田工場内 (72)発明者 浜田 勉 兵庫県三田市テクノパーク10番地の１ 東 都レジン化工株式会社三田工場内 (72)発明者 武田 恭幸 兵庫県三田市テクノパーク10番地の１ 東 都レジン化工株式会社三田工場内 Ｆターム(参考） 4F100 AA01A AA20 AA20H AA21 AA21H AB01B AK53A AL05A BA02 CA02 CB02A DA11 DE01 EH61 EH612 EJ08 EJ082 EJ42 EJ422 GB07 JA04A JB07 JJ03 JL08A 4J038 DB061 HA286 HA376 HA446 HA536 KA03 KA08 MA02 NA04 NA11 NA12 NA14 PA02 PB06 PC02

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エポキシ樹脂(Ａ)と硬化剤(Ｂ)と無機質
   充填剤（Ｃ）を必須成分として成る粉体塗料を塗装した
   被覆金属管類において、該粉体塗料のエポキシ樹脂
   (Ａ）の成分がテトラメチルビスフェノールＦ型エポキ
   シ樹脂であり、エポキシ当量が４００乃至２０００ｇ／
   ｅｑ、軟化点が４０乃至１５０℃の範囲にあることを特
   徴とするエポキシ樹脂粉体塗料を塗装した金属管類。
2. 【請求項２】前記エポキシ樹脂（Ａ）１００重量部に対
   して硬化剤(Ｂ)が０．１乃至１００重量部であり、無機
   質充填剤(Ｃ)が該エポキシ樹脂（Ａ）に対して１乃至１
   ５０重量部配合することを特徴とする請求項１記載のエ
   ポキシ樹脂粉体塗料を塗装した金属管類。