JP2660542B2

JP2660542B2 - 鋼材の塗装方法及び鋼材用塗料組成物

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Publication number: JP2660542B2
Application number: JP63098935A
Authority: JP
Inventors: 英樹大野
Original assignee: SHINTO TORYO KK
Current assignee: SHINTO TORYO KK
Priority date: 1988-04-21
Filing date: 1988-04-21
Publication date: 1997-10-08
Anticipated expiration: 2012-10-08
Also published as: JPH01268765A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は鋼材、特に亜鉛めっき鋼材の塗装方法及びそ
れに使用す塗料組成物に関するものである。

〔従来の技術〕

亜鉛めっきは建築物や構築物に広く用いられているが
亜鉛めっき面には新設時に必ずしも塗装されなく、亜鉛
めっき表面が消耗劣化してから塗装されることが多い。

一方亜鉛めっき鋼は、表面より４層に層が別されてお
り、表面から純亜鉛層のイータ層、次に合金層のツェー
タ層（94％Zn−６％Fe）次にデルタワン層（90％Zn−10
％Fe）さらにキャピタルガンマ層（75％Zn−25％Fe）か
らできている。亜鉛めっき鋼は野外にさらされると次第
に表層の純亜鉛層が水や炭酸ガス、酸素等と化合してZn
O,ZnCO₃Zn（OH）_２などの化合物（白さびの発生）とな
って消耗してゆき、ついにイータ層やツェータ層が露出
するようになる。この状態になると亜鉛めっきは鉄さび
を生ずるようになる。

亜鉛めっき鋼材には従来からエッチングプライマーを
塗布した上に鉛酸カルシューム顔料を加えた塩化ゴム系
さび止めペイントや油性さび止ペイントが塗布されてい
る。また近年はエポキシ樹脂塗料が塗装されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながらこれらの塗料は亜鉛めっきの表面がいわ
ゆる白さび（ZnO,ZnCO₃,Zn（OH）_２などの化合物）が生
じる前の状態では、付着性が悪く、数化カ月〜数年で亜
鉛めっき層からハクリする。そのためしばしば問題にな
っている。

エッチングプライマーを塗布し、鉛酸カルシューム顔
料を加えた塩化ゴム系さび止めペイントや油性さび止め
ペイントは純亜鉛層がやや消耗した程度の亜鉛めっき面
には鉄さびのため比較的早期にフクレや錆が生じ塗膜の
機能をはたさなくなつてくる。

エポキシ樹脂塗料も鉄さびは除去しないと付着性、防
食性が悪い。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで本発明者は、亜鉛めっきの新しいものから、亜
鉛めっき表面が消耗し、白さびが生じたものや亜鉛合金
層が露出し鉄さびが生じたもの、さらに鉄面が錆びて赤
さびが生じた面に対して、優れた付着性と防食性を有
し、さらに優れた耐候性と耐久性を有する塗装系を見い
出すことを目的とし、鋭意研究の結果特定の（ａ）アルミニューム顔料（ｂ）防錆顔料（ｃ）エポキシ樹脂（ｄ）（ｃ）に相溶する併用樹脂を主成分として、含有する塗料を下塗塗料として塗布
し、さらに特にマイカシアスアイアンオキサイド（以下
MIOと略す）を主顔料として含む塗料と上塗塗料として
塗布したとき前記目的が達せられることを見い出し、本
発明を完成した。

すなわち本発明は亜鉛めっき鋼材の表面に（ａ）リーフィング形アルミニューム顔料及び又はノン
リーフィング形アルミニューム顔料５〜25重量部（ｂ）防錆顔料 0.1〜15重量部（ｃ）エポキシ樹脂 10 〜35重量部（ｄ）（ｃ）に相溶する併用樹脂 10 〜25重量部含有する下塗塗料を塗布し、乾燥の後上塗塗料を塗布す
ることを特徴とする亜鉛めっき鋼材の塗装方法であっ
て、上記上塗塗料がマイカシアスアイアンオキサイドを
主顔料とし、エポキシ樹脂又は塩素化ポリオレフィン樹
脂を主展色剤として含む亜鉛めっき鋼材の塗装方法を提
供するものである。以下本発明を詳細に説明する。

本発明は亜鉛めっきの新しいものから、亜鉛めつき表
面が消耗して、純亜鉛層や亜鉛合金層が露出したもの、
さらに鉄面がさびた鉄さび発生面に対しての付着性と防
食性を持たせた塗料を下塗塗料として塗布し、さらに美
観と下塗塗膜の保護のため上塗塗料特にMIOを主顔料と
した塗料を上塗塗料として塗布することによりさらに耐
候性、防食性、耐久性を持たせた塗装系を提供するもの
である。

本発明における下塗塗料は前記（ａ）〜（ｄ）成分を
含有するものであり、上塗塗膜を透過した酸素や水素の
如き腐食性物質は下塗塗料として塗布した塗料中のアル
ミニューム顔料（リン片状顔料）で遮断し、塗料中の防
錆顔料によって腐食性物質を抑制することにより腐食を
防止する。また下塗塗料中の併用樹脂はさび面へ浸透し
てゆき、さびを包みかためることにより腐食性物質によ
る錆の発生をおさえる。

また、本発明における上塗塗料は、美観と下塗塗膜の
保護のためのものであり、かかる目的に合致するもので
あれば制限されないが、以下の理由からMIOを主顔料と
して含む上塗塗料が好適である。

MIOを主顔料とした塗料は、下に塗布した塗膜を保護
する効果があり、MIOが塗膜表面に露出することにより
自身の塗膜の劣化が小さくなる。すなわち酸素や水素の
如き腐食性物質は、上塗塗料として塗布した塗料中のMI
Oがリン片状のため（顔料が塗膜に対し横にならぶ）塗
膜の中を透過しようとしてもMIOによってさまたげられ
て遮断されるか透過経路が長くなる。このことにより下
塗塗料として塗布された塗膜が保護され、下塗塗膜の機
能が長期間持続することになる。

本発明においては前記下塗塗料と上塗塗料の組合せに
より付着性と防食性を長期間維持できるものである。

本発明において使用される下塗塗料の（ａ）成分はす
でに公知の任意のものが使用できるがリーフィング形ア
ルミニューム顔料、ノンリーフィング形アルミニューム
顔料それぞれ単独で用いることもできるが、混合して使
用して、塗膜中にアルミニューム顔料が上から下まで均
一に分布させる方が望ましい。アルミニューム顔料の使
用量は塗料中の固形分重量で５〜25重量部の範囲で使用
される。その量が５重量部未満では腐食性物質の遮断効
果が乏しく、防錆力が悪くなる。他方、その量が25重量
部を超えては、その効果は、かわらず経済的に無駄であ
るだけでなく塗膜の物理強度が小さくなる。また（ｂ）
成分として使用される防錆顔料は、鉄や鋼の防錆のため
従来から使用されているものがいずれも使用可能であ
り、例えば、クロム酸亜鉛、クロム酸ストロンチウム等
のクロム酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛などのモリブデン酸
塩、鉛丹、亜酸化鉛、シアナミド鉛、塩基性クロム酸
鉛、鉛酸カルシューム等の鉛系顔料、ホウ酸塩系顔料等
の防錆顔料が挙げられ、これらは、それぞれ単独、もし
くは２種以上組あわせて使用することができる。これら
の中でクロム酸塩、モリブデン酸亜鉛が好適である。そ
の使用量は塗料中の固形分重量で0.1〜15重量部、望ま
しくは１〜７重量部の範囲である。防錆顔料の使用量が
0.1重量部未満では効果がなく、逆に15重量部をこえて
使用することは、コスト面から好ましくない。また
（ｃ）成分として使用するエポキシ樹脂としては常温で
硬化するものであれば、得に限定されず、公知の任意の
ものが使用できるが、アミン又はポリアミドによって硬
化するものが好ましい。かかる例としてはビスフェノー
ル−エピクロルヒドリン縮合物型樹脂が用いられ、中で
も数平均分子量が350〜4500かつエポキシ当量が150〜38
00の範囲内であるものが有利に使用される。かかるエポ
キシ樹脂の代表的な例としては、エピコート1001、エピ
コート1002、エピコート1004（いずれもシェル化学社製
品）などが挙げられる。エポキシ樹脂の硬化剤としての
アミン又はポリアミドの例には、エチレンジアミン、プ
ロピレントリアミンなどの多価脂肪酸アミン、あるいは
これら多価アミンをエポキシ樹脂に部分的に付加したア
ミンアダクト及び多価アミンと二塩基酸の縮合物である
ポリアミドが挙げられ、これらは一種もしくは、二種以
上組合せて使用することができる。

上記のエポキシ樹脂の使用量は塗料中の固形分重量で
10〜35重量部で使用される。使用量が35重量部をこえる
と、厚く塗布できない塗料組成物となり、10重量部未満
では、防錆効果、付着力が劣るようになる。

さらに（ｄ）の成分として使用する併用樹脂として
は、前記エポキシ樹脂に相溶し、さび面に浸透していく
ものであればよく、例えば炭化水素系樹脂、コールター
ル、キシレン樹脂などがある。低分子量の低粘度のもの
が望ましい。この併用樹脂が10重量部未満では、さび止
効果が少なく25重量部を超える場合は、塗膜物性が悪く
なる。

本発明で用いる下塗塗料は、基本的には上記（ａ）
（ｂ）（ｃ）及び（ｄ）の４成分を有機溶剤に溶解又は
分散させることにより製造することが出来る。

さらに必要に応じて通常の塗料添加物、例えばベンカ
ラ、フェライト等の酸化鉄粉末、クレー、タルク等の体
質顔料、カーボンブラック、シアニンブルーなどの着色
顔料等を通常使用されている量で含ませることができ
る。

本発明に使用されるる上塗塗料は通常使用されている
公知の上塗塗料が使用できるが、前記の如くMIOを主顔
料として含有する上塗塗料が特に好適である。

かかるMIOを主顔料とする塗料は、エピキシ樹脂又は
ポリオレフィン樹脂をビヒクルとしたものが特に好まし
い。またMIOの他にアルミニューム顔料を加えることも
できる。MIOとアルミニューム顔料の合計が塗料固形分
中40〜70重量部混合したものが望ましい。40重量部未満
では腐食性物質の遮断効果が少く70重量部を超えては塗
膜物性が劣るようになる。かくして形成された上塗、下
塗塗料は一般の塗料と同じ手法及び器具を用いて塗布す
ることができる。例えばハケ及びスプレー塗装等の通常
の塗装法により膜厚が40〜100μｍになるように塗布す
る。得られる塗膜は、常温で放置して乾燥硬化させれば
良い。

以下、実施例及び比較例をもって本発明をさらに詳細
に説明する。なお部および％は特にことわらないかぎり
重量部および重量％を意味する。

〔実施例〕

実施例１円筒形容器にエポキシ樹脂ワニス（固形分80％）を28
部炭化水素系樹脂14部にリーフィング形アルミニューム
顔料５部、ノンリーフィング形アルミニューム顔料９
部、モリブデン酸亜鉛４部、タルクを15部、粘度調整用
溶剤を高速かくはん機で分散させ顔料がグラインドゲー
ジで30μｍになるよう分散した。

この分散ベースに硬化剤としてアミンアダクト溶液
（固形分40％）を22部混合して、ついでメチルイソブチ
ルケトンとトルオールを50部づつ混合した溶液で、７ポ
イズに希釈調整した。

次に得られた塗料をエアレススプレーによって、大き
さ300mm×100mm×5mmの新しく亜鉛めっきした鋼材、及
び10年間海岸地帯に放置され、合金層が露出した亜鉛め
っき鋼材、さらにSS−41材を１年間海岸地帯で発錆させ
た鋼材に、塗装膜厚が60μｍになるように塗装し、室温
で２日間乾燥せしめた。その上にエポキシ樹脂MIO塗料
（MIO顔料45部、アルミニューム顔料３部、エポキシ樹
脂18部、体質顔料13部、溶剤及び添加剤21部を成分とす
る主材90部にアミンアダクト溶液（固形分50％）を成分
とする硬化剤10部混合した塗料）をエアレススプレーで
60μｍとなるように塗装し17日間室温で乾燥せしめた。

この乾燥した塗板のエッジ部と裏面をタールエポキシ
樹脂塗料でシールしたのち、東京都江東区の神東塗料
（株）内に、２年間屋外曝露に供した。

また塩水噴霧試験（JIS K 5400 7,8による）、促進耐
候性試験（JIS D 0205）に供した評価結果については、
後記第３表に示す。

実施例２〜５及び比較例１〜５第１表に示す塗料配合でもって実施例１と同様の方法
で塗料を調整し塗装した。

また第２表に示す亜鉛めっき鋼に通常塗装される比較
例の塗料を用いて屋外曝露試験、塩水暴露試験、促進耐
候性試験を実施例１と同じ方法で実施した。

試験結果を第３表に示す。

第３表より明らかの如く、従来の比較例１から５に比
較して、本発明により塗装した塗料及び塗装系は、新し
い亜鉛めっき鋼材や表面が消耗して白さびや合金層があ
らわれた亜鉛めっき鋼材、さらに鉄が錆びたさび鋼材に
対して、防食性と耐候性および付着性に優れていること
が判る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、種々の構築物、構築物例えば橋梁、
鉄塔、水門、建築、海洋構築物などに亜鉛めっきを利用
した場合、従来の塗料や塗装系に比較して、比較的少な
い塗装回数でも耐候性、防食性、付着性にすぐれ、長期
間亜鉛めっきを保護することができる。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】亜鉛めっき鋼材の表面に（ａ）リーフィング形アルミニューム顔料及び又はノン
リーフィング形アルミニューム顔料５〜25重量部（ｂ）防錆顔料 0.1〜15重量部（ｃ）エポキシ樹脂 10 〜35重量部（ｄ）（ｃ）に相溶する併用樹脂 10 〜25重量部含有する下塗塗料を塗布し、乾燥の後上塗塗料を塗布す
ることを特徴とする亜鉛めっき鋼材の塗装方法であっ
て、上記上塗塗料がマイカシアスアイアンオキサイドを
主顔料とし、エポキシ樹脂又は塩素化ポリオレフィン樹
脂を主展色剤として含む亜鉛めっき鋼材の塗装方法。