JP2004026972A

JP2004026972A - 高摩擦塗料及び高摩擦塗装物

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Publication number: JP2004026972A
Application number: JP2002184078A
Authority: JP
Inventors: Susumu Kadota; 門田　進; Masahiro Yasui; 安井　正宏; Naoshi Kawakami; 川上　直志
Original assignee: Nippon Paint Co Ltd
Current assignee: Nippon Paint Co Ltd
Priority date: 2002-06-25
Filing date: 2002-06-25
Publication date: 2004-01-29

Abstract

【課題】有機物のバインダーと亜鉛末を含み、塗膜を形成したときの該塗膜のすべり係数が０．４５以上の高摩擦塗料、及びすべり係数が０．４５以上の高摩擦塗装物を提供する。
【解決手段】エポキシ樹脂と、体積平均粒子径１〜４０μｍの亜鉛末及び体積平均粒子径３〜１０μｍの骨材を含む顔料と、を主成分とする高摩擦塗料であって、前記エポキシ樹脂を不揮発分換算で１〜１０質量％、前記亜鉛末を６５〜８０質量％、及び前記骨材を３〜２０質量％含有し、かつ本高摩擦塗料中の全固形分に対する前記顔料の顔料体積濃度（ＰＶＣ）が７０超〜８５％である高摩擦塗料、及び該高摩擦塗料を、乾燥膜厚５０〜１５０μｍで鋼材素地上に塗装した高摩擦塗装物である。
【選択図】　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、摩擦接合方式の高力ボルト継手など使用される高摩擦塗料及び高摩擦塗装物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
摩擦接合方式の高力ボルト継手に使用される塗料は、防錆性に優れていること、及び大きな摩擦力（すべり係数０．４５以上）を持っていることが要求されるため、現在は、無機物のバインダーと亜鉛末とを含む、所謂、無機ジンクリッチペイントが採用されている。しかし、無機ジンクリッチペイントは、塗膜中に空隙を多く含むことから、その空隙を塗料で置換させる塗装方法（ミストコート）を行わなければ、上塗り塗料が発泡してしまい、そのため、塗装工程が増えてしまうという問題がある。さらに、無機ジンクリッチペイントは、有機ジンクリッチペイントと比較して、高グレードの素地調整が必要である。また、継手部以外が無機ジンクリッチペイントではない塗装仕様になる場合は、養生を行い、塗り継を行わなければならず、塗装効率が悪かった。ミストコート不要で、無機ジンクリッチペイントよりも低ケレングレード（錆落とし）で塗装可能な有機ジンクリッチペイントへの変更が望まれていたが、従来においては、有機ジンクリッチペイントでは、すべり係数を０．４５以上とすることができなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記従来の問題に鑑みなされたものであり、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、
本発明は、有機物のバインダーと亜鉛末を含み、塗膜を形成したときの該塗膜のすべり係数が０．４５以上の高摩擦塗料を提供することを目的とする。
本発明はまた、すべり係数が０．４５以上の高摩擦塗装物を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、塗膜中の顔料体積濃度（ＰＶＣ：Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｖｏｌｕｍｅ　Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ）の増加がすべり係数の上昇に寄与していることを見出しなされたものである。すなわち、
本発明の高摩擦塗料は、エポキシ樹脂と、体積平均粒子径１〜４０μｍの亜鉛末及び体積平均粒子径３〜１０μｍの骨材を含む顔料と、を主成分とする高摩擦塗料であって、前記エポキシ樹脂を不揮発分換算で１〜１０質量％、前記亜鉛末を６５〜８０質量％、及び前記骨材を３〜２０質量％含有し、かつ本高摩擦塗料中の全固形分に対する前記顔料の顔料体積濃度（ＰＶＣ）が７０超〜８５％であることを特徴としている。
【０００５】
前記亜鉛末の粒度分布は、粒径１０μｍ以下の粒子を２０〜４０質量％とし、粒径１０μｍ超〜５０μｍの粒子を５０〜７０質量％とし、かつ粒径５０μｍ超〜１２０μｍの粒子を５〜２０質量％とすることが好ましい。
【０００６】
また、本発明の高摩擦塗装物は、前記本発明の高摩擦塗料を、乾燥膜厚５０〜１５０μｍで鋼材素地上に塗装した塗装物である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の高摩擦塗料は、エポキシ樹脂と、体積平均粒子径１〜４０μｍの亜鉛末及び体積平均粒子径３〜１０μｍの骨材を含む顔料と、を主成分とする高摩擦塗料であって、前記エポキシ樹脂を不揮発分換算で１〜１０質量％、前記亜鉛末を６５〜８０質量％、及び前記骨材を３〜２０質量％含有し、かつ本高摩擦塗料中の全固形分に対する前記顔料の顔料体積濃度（ＰＶＣ）が７０超〜８５％であることを特徴としている。
【０００８】
本発明の高摩擦塗料は、エポキシ樹脂と、前記亜鉛末及び前記骨材を含む顔料を主成分とするが、ここで「主成分」とは、高摩擦塗料全質量に対して、エポキシ樹脂と前記顔料とを６０質量％以上含むことを意味する。
【０００９】
以下、本発明の高摩擦塗料の各成分について詳述する。
＜エポキシ樹脂＞
本発明に係るエポキシ樹脂としては、ジンクリッチ塗料に通常使用されている公知のエポキシ樹脂を使用することができる。例えば、エピクロルヒドリン−ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂や、エピクロルヒドリン−ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、テトラブロモビスフェノールＡのグリシジルエーテルなどの難燃型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡプロピレンオキシド付加物のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、ジアミノジフェニルメタン系エポキシ樹脂、ウレタン変性エポキシ樹脂、ヒダントイン型エポキシ樹脂、エポキシ化ポリオレフィン、エポキシ化大豆油、その他各種変性エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００１０】
本発明においては、前記エポキシ樹脂の含有量は、高摩擦塗料質量に対して不揮発分換算で１〜１０質量％としているが、１質量％未満ではバインダーとしての機能を果たず、また、１０質量％を超えると、塗膜の剪断強さを高めることができない。高摩擦塗料中におけるエポキシ樹脂の含有量は、より好ましくは３〜７質量％である。
【００１１】
＜顔料＞
本発明に係る顔料としては、少なくとも、体積平均粒子径１〜４０μｍの亜鉛末及び体積平均粒子径３〜１０μｍの骨材を含み、膜厚を確保するため、必要に応じてその他の顔料を含有させることが好ましい。本発明の高摩擦塗料においては、高摩擦塗料中の全固形分に対する、以下に説明する顔料の顔料体積濃度（ＰＶＣ）を７０超〜８５％としている。該顔料体積濃度を７０超〜８５％とすることにより、有機ジンクリッチペイントでありながら、すべり係数を０．４５以上とすることができる。該顔料体積濃度が７０％以下であると、すべり係数を０．４５以上とすることができず、８５％を超えると、塗膜としたときの該塗膜の透過性が増加し、防錆性が低下してしまう。前記顔料体積濃度は、より好ましくは、７５〜８０％である。
【００１２】
顔料体積濃度とすべり係数の関係を数値で示すと以下の通りとなる。

即ち、顔料体積濃度が７０％を超えると、すべり係数が０．４５以上となる。
【００１３】
以下に、本発明の高摩擦塗料中に含まれる顔料を成分別に説明する。
［亜鉛末］
本発明の高摩擦塗料においては、該塗料中、体積平均粒子径１〜４０μｍの亜鉛末を６５〜８０質量％含有している。該亜鉛末の含有量は、より好ましくは、６５〜７０質量％である。
【００１４】
亜鉛末の粒度分布については、どのようなものでもよく特に限定はないが、粒径１０μｍ以下の粒子が２０〜４０質量％であり、粒径１０μｍ超〜５０μｍの粒子が５０〜７０質量％であり、かつ粒径５０μｍ超〜１２０μｍの粒子が５〜２０質量％であることがより好ましい。亜鉛末の粒度分布を上記範囲とすることにより、塗膜としたときの該塗膜のすべり係数をより容易に０．４５以上とすることができる。
【００１５】
［骨材］
前記骨材としては、体積平均粒子径が３〜１０μｍのものであり、該骨材の素材としては、シリカ、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化鉄等を挙げることができる。前記骨材の含有量は、３〜２０質量％であるが、より好ましくは、５〜１５質量％である。
【００１６】
［その他の顔料］
その他の顔料は、塗膜としたときの該塗膜中の亜鉛末間に分布させ、塗膜の膜厚を確保するために添加する。その他の顔料としては、通常塗料用として使用されている各種着色顔料、体質顔料、防食顔料等を使用することができるが、亜鉛末よりも硬いものがすべり係数の高い塗膜が得られることから、モース硬さ２．５以上、好ましくは５．０以上の顔料が好適に使用することができる。モース硬さ２．５以上の顔料としては、例えば、水酸化マグネシウムや、炭酸カルシウム、ホタル石、リンカイ石、含水酸化鉄、黒色酸化鉄、アナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、二酸化ケイ素、アルミナ、炭化ケイ素、アルミニウム粉、鉄粉、ステンレス粉、カーボンなどが挙げられる。
【００１７】
その他、酸化クロム、酸化ジルコニウム、複合金属酸化物等の金属酸化物顔料、リン酸亜鉛、リン酸アルミニウム等のリン酸塩、モリブデン酸亜鉛等のモリブデン酸塩、リンモリブデン酸塩、バナジン酸塩、ホウ酸塩、クロム酸塩、鉛酸塩、ケイ酸塩等の塩類顔料、窒化ケイ素、ガラスビーズ、リン鉄粉、その他フタロシアニン、キナクリドンなどの耐熱性有機顔料等も挙げられる。これら顔料の平均粒径は３０μｍ　以下であることが好ましく、これ以上では塗膜がポーラスな膜となることがある。
【００１８】
＜その他の成分＞
本発明の高摩擦塗料は、その他、樹脂、溶剤等を含む。塗膜形成成分を溶解もしくは分散させるために配合される溶剤としてはトルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル類、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール等のアルコール類、水等が代表的なものとして挙げられる。
【００１９】
次いで、本発明の高摩擦塗装物について説明する。
本発明の高摩擦塗装物は、前記本発明の高摩擦塗料を、乾燥膜厚５０〜１５０μｍで鋼材素地上に塗装した塗装物である。膜厚が５０μｍ未満であると、長期防食性が低下するばかりでなく、摩擦係数も低下し、一方、１５０μｍを超えると、塗膜の乾燥性等が低下するため好ましくない。また、該鋼材素地としては、橋梁などの鋼構造物等が挙げられる。
【００２０】
前記高摩擦塗料の塗装手段としては、例えば、スプレー塗装や、ハケ塗装等の従来から公知の塗装手段を採用することができる。
【００２１】
【実施例】
次に、本発明を実施例および比較例を挙げてさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。
【００２２】
（実施例１）
エポキシ樹脂（組成は表１に示す。）３質量％と、亜鉛末７０質量％と、骨材として風化珪石（丸尾カルシウム（株）製、Ｋ−１クレー、体積平均粒子径：７μｍ、組成は表１に示す。）５質量％と、溶剤等２２質量％とを混合、分散し、高摩擦塗料を調製した。高摩擦塗料中の全固形分に対する全顔料の顔料体積濃度は、８０％であった。また、亜鉛末の粒度分布は、粒径１０μｍ以下の粒子が３３質量％であり、粒径１０μｍ超〜５０μｍの粒子が６１質量％であり、かつ粒径５０μｍ超〜１２０μｍの粒子が６質量％であった。
【００２３】
以上のようにして得られた高摩擦塗料を、エアスプレー塗装により、乾燥膜厚が７５μｍとなるように、ブラスト処理した鋼材標準試験体上に塗装し乾燥させ、実施例１の高摩擦塗装物を得た。
【００２４】
（実施例２）
亜鉛末として、粒度分布が、粒径１０μｍ以下の粒子が９６質量％、粒径１０μｍ超〜５０μｍの粒子が４質量％、かつ粒径５０μｍ超〜１２０μｍの粒子が０質量％の亜鉛末に代えたこと、及びエポキシ樹脂と、亜鉛末と、骨材と、溶剤等との添加量を表１に示すように変更したこと以外は実施例１と同様にして実施例２の高摩擦塗装物を得た。
【００２５】
（実施例３）
亜鉛末として、粒度分布が、粒径１０μｍ以下の粒子が７２質量％、粒径１０μｍ超〜５０μｍの粒子が２７質量％、かつ粒径５０μｍ超〜１２０μｍの粒子が１質量％の亜鉛末に代えたこと、及びエポキシ樹脂と、亜鉛末と、骨材と、溶剤等との添加量を表１に示すように変更したこと以外は実施例１と同様にして実施例３の高摩擦塗装物を得た。
【００２６】
（実施例４）
亜鉛末として、粒度分布が、粒径１０μｍ以下の粒子が５４質量％、粒径１０μｍ超〜５０μｍの粒子が４３質量％、かつ粒径５０μｍ超〜１２０μｍの粒子が３質量％の亜鉛末に代えたこと、及びエポキシ樹脂と、亜鉛末と、骨材と、溶剤等との添加量を表１に示すように変更したこと以外は実施例１と同様にして実施例４の高摩擦塗装物を得た。
【００２７】
（実施例５）
亜鉛末として、粒度分布が、粒径１０μｍ以下の粒子が５９質量％、粒径１０μｍ超〜５０μｍの粒子が３７質量％、かつ粒径５０μｍ超〜１２０μｍの粒子が４質量％の亜鉛末に代えたこと、及びエポキシ樹脂と、亜鉛末と、骨材と、溶剤等との添加量を表１に示すように変更したこと以外は実施例１と同様にして実施例５の高摩擦塗装物を得た。
【００２８】
（実施例６〜９）
エポキシ樹脂と、亜鉛末と、骨材と、溶剤等との添加量を表１に示すように変更したこと以外は実施例５と同様にして実施例６〜９の高摩擦塗装物を得た。
【００２９】
（比較例１〜８）
エポキシ樹脂と、亜鉛末と、骨材と、溶剤等との添加量を表１に示すように変更したこと以外は実施例５と同様にして比較例１〜８の塗装物を得た。
【００３０】
次いで、得られた実施例１〜９の高摩擦塗装物及び比較例１〜８の塗装物のすべり係数の測定を次のようにして行った。測定結果を表１に示す。
［すべり係数の測定］
実施例１〜９の高摩擦塗装物及び比較例１〜８の塗装物に対し、屋外暴露１ヶ月後、リラクゼーションを１ヶ月行なった。こうして作製した塗装試験体を２枚重ね合わせ、Ｍ２２ボルト２本で締結し、すべり試験機を使用して荷重を与え、すべり係数を測定した。
【００３１】
【表１】

【００３２】
表１より、実施例１〜８の高摩擦塗装物はいずれも、有機ジンクリッチペイントでありながら、０．４５以上のすべり係数が得られたことが分かる。これに対して、比較例１〜８の塗装物はいずれも、０．４５以上のすべり係数を得ることができなかった。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、有機物のバインダーと亜鉛末を含み、塗膜を形成したときの該塗膜のすべり係数が０．４５以上の高摩擦塗料を提供することができる。
また、本発明によれば、すべり係数が０．４５以上の高摩擦塗装物を提供することができる。

Claims

エポキシ樹脂と、体積平均粒子径１〜４０μｍの亜鉛末及び体積平均粒子径３〜１０μｍの骨材を含む顔料と、を主成分とする高摩擦塗料であって、
前記エポキシ樹脂を不揮発分換算で１〜１０質量％、前記亜鉛末を６５〜８０質量％、及び前記骨材を３〜２０質量％含有し、かつ
本高摩擦塗料中の全固形分に対する前記顔料の顔料体積濃度（ＰＶＣ）が７０超〜８５％であることを特徴とする高摩擦塗料。
前記亜鉛末の粒度分布が、粒径１０μｍ以下の粒子が２０〜４０質量％であり、粒径１０μｍ超〜５０μｍの粒子が５０〜７０質量％であり、かつ粒径５０μｍ超〜１２０μｍの粒子が５〜２０質量％であることを特徴とする請求項１に記載の高摩擦塗料。
請求項１または２に記載の高摩擦塗料を、乾燥膜厚５０〜１５０μｍで鋼材素地上に塗装したことを特徴とする高摩擦塗装物。