JP2018127526A - 下塗り材及びこれを用いた塗膜形成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、特許文献2に記載されている亜鉛粉末含有スラリー及び水系コーティング材は、基本的に、水系ジンクリッチ塗料を、より安価に提供するものである。ジンクリッチ塗料は、素地が露出する塗膜欠陥が発生した際に、鋼がカソード、亜鉛粉末がアノードとして作用することにより鋼を防食する(犠牲防食作用)。従って、鋼材表面を完全にケレンしておかないと、亜鉛粉末の効果が得られないという問題がある。
珪酸リチウムを6〜12質量%、アクリル系共重合体エマルジョン又はアクリル/スチレン共重合体エマルジョンを3〜6質量%、顔料を2〜4質量%、分散剤を0.2〜0.4質量%含む水溶液からなることを特徴としている。
珪酸リチウムは、水溶液中において、鎖状分子がリチウム原子を取り囲むポリシリケートとして存在する。ポリシリケート構造は、錆層に浸透した後、ナノメータオーダーの厚さを有する固形の連続被膜を錆粒子表面に形成し、錆層全体を強固な組織にする。
但し、珪酸リチウム水溶液が硬化すると、塗膜表面に多数の亀裂が発生することが判明したため、本発明では、アクリル系共重合体エマルジョン又はアクリル/スチレン共重合体エマルジョンを珪酸リチウム水溶液に添加し、亀裂を防止する。
なお、珪酸リチウム水溶液は無色透明であるため、顔料を珪酸リチウム水溶液に添加し、隠ぺい率(塗膜が下地の色を覆い隠す度合)を向上させる。併せて、顔料粒子の凝集を防止するため、分散剤を添加する。
船倉表面に4種ケレン相当以上の清浄度となる下地処理を施す工程と、
下地処理された前記船倉表面に、第1の発明に係る下塗り材を塗布して下塗り層を形成する工程と、
前記下塗り層上にエポキシ樹脂塗料を塗布して上塗り層を形成する工程とを備えることを特徴としている。
本発明では、船倉を構成する鋼材10の表面に発生した錆粒子11の間に下塗り材12を浸透させることにより、錆粒子11を骨格とする強固な塗膜を形成する(図1参照)。具体的には、錆層中の浮き錆等を除去し、鋼材10表面に残存する錆層に、珪酸リチウムを含む下塗り材12を浸透させ、錆層と一体化した下塗り層を形成する。
下塗り材12に含まれる珪酸リチウムは、錆粒子11からなる錆層に浸透した後、ナノメータオーダーの厚さを有する固形の連続被膜を錆粒子表面に形成し、錆層全体を強固な組織にする。
図2(A)はFe、図2(B)はO、図2(C)はSiの各分布を示している。Feは母材である鋼材を、Oは錆である酸化鉄を、Siは珪酸リチウムの分布を示していると解釈することができ、錆層の深部まで珪酸リチウムが浸透していることが図2からわかる。
本発明に係る下塗り材は、船倉表面に塗布する下塗り材であって、珪酸リチウムを6〜12質量%、アクリル系共重合体エマルジョン又はアクリル/スチレン共重合体エマルジョンを3〜6質量%、顔料を2〜4質量%、分散剤を0.2〜0.4質量%含む水溶液から構成されている。
なお、珪酸リチウムとアクリル系共重合体エマルジョン又はアクリル/スチレン共重合体エマルジョンの質量比は、2:1程度が好ましい。
顔料が4質量%超であると、錆層への珪酸リチウムの浸透が阻害される。一方、顔料が2質量%未満であると、隠ぺい率が低下する。
分散剤が0.4質量%超であると、所定の付着強度が得られない。一方、分散剤が0.2質量%未満であると、顔料粒子が凝集する。
上塗り材には、金属粉を10〜15質量%含有するエポキシ樹脂塗料を使用する。
金属粉としてはアルミナなどを使用することができる。
塗膜の形成手順を以下に示す。
(STEP−1)
船倉表面に4種ケレン相当以上の清浄度となる下地処理を施す。
4種ケレンは、粉化物及び汚れを落とす程度の下地処理であり、例えば、15MPa〜25MPa程度の水圧の高圧水をノズルから船倉表面に向けて噴射して船倉表面の下地処理を行えばよい。
下地処理された船倉表面に、前述した下塗り材を塗布して下塗り層を形成する。
下塗り層の厚さは20μm〜40μm程度(塗量として100g/m2程度)とする。
乾燥時間の目安は約1日間であるが、錆層の状況によって変動する。
下塗り層上に、前述したエポキシ樹脂塗料を塗布して上塗り層を形成する。
上塗り層の厚さは30μm〜60μm程度(塗量として160g/m2〜320g/m2程度)とする。
乾燥時間の目安は約1日間である。
試験に使用した下塗り材の配合を表1に示す。エマルジョンにはアクリル系共重合体エマルジョンを、顔料にはアルミニウム・ペーストを、分散剤には湿潤分散剤を使用した。
使用した鋼板は無処理自然暴露錆鋼板(150mm×70mm×3.2mm)と4種ケレン自然暴露錆鋼板(150mm×70mm×3.2mm)の2種類とし、上塗り材にはエポキシ樹脂塗料を使用した。塗装方法は刷毛塗装とし、塗布量は下塗り材100g/m2、上塗り材160g/m2とした。なお、試験片の養生は試験室における気乾養生とした。
付着強度試験は、JIS K5600−5−7「塗料一般試験方法−第5部:塗膜の機械的性質−第7節:付着性(プルオフ法)」に準じて実施した。
一方、CASE3、4は、付着強度が1.0N/mm2以上で、塗膜表面の亀裂も認められなかった。特に、CASE4は、付着強度が1.5N/mm2以上であった。因って、CASE3の評価を○(良)、CASE4の評価を◎(優良)とした。
Claims (3)
- 船倉表面に塗布する下塗り材であって、
珪酸リチウムを6〜12質量%、アクリル系共重合体エマルジョン又はアクリル/スチレン共重合体エマルジョンを3〜6質量%、顔料を2〜4質量%、分散剤を0.2〜0.4質量%含む水溶液からなることを特徴とする下塗り材。 - 船倉表面に塗膜を形成する方法であって、
船倉表面に4種ケレン相当以上の清浄度となる下地処理を施す工程と、
下地処理された前記船倉表面に、請求項1記載の下塗り材を塗布して下塗り層を形成する工程と、
前記下塗り層上にエポキシ樹脂塗料を塗布して上塗り層を形成する工程とを備えることを特徴とする塗膜形成方法。 - 請求項2記載の船倉表面の塗膜形成方法において、前記エポキシ樹脂塗料は金属粉を含むことを特徴とする塗膜形成方法。
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