JP3389097B2 - 鋳鉄管内面用粉体塗料組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋳鉄管内面用粉体
塗料組成物及びその組成物を塗装された被塗物に関す
る。特に、本発明は、塗膜の可撓性、耐衝撃性、耐食性
及びバリア効果に優れた粉体塗膜を安価でかつ簡易な方
法によって塗装することのできる粉体塗料、及びその粉
体塗料を使用して得られた鋳鉄管に関する。

【０００２】

【従来の技術】防食を目的とした塗装において、被塗物
が物理的衝撃を受けた際に生じる塗膜欠陥からの腐蝕対
策が、多々講じられている。過去には、モルタルライニ
ング等の犠牲的被破壊層を設けることにより防食層の破
壊を回避する方法が採られたが、これは被塗物の重量増
を招き、運搬性の低下、犠牲的被破壊層の破壊部分を埋
設時修復する必要がある等の問題があった。また、エポ
キシ層と、ポリオレフィン層との２層以上の構造をもつ
塗装又はエポキシ層形成後薄膜のロールにしたポリオレ
フィンフィルムを巻き付けてポリオレフィン層を形成す
る多層膜構造の膜形成法等が開発されているが、これら
技術は、いずれもエポキシ層と、ポリオレフィン層との
間に界面が存在し、塗膜表面の微細な欠陥からの層間剥
離が生じる等の問題となっていた。また、これらの２コ
ート２ベーク的に２層構造塗膜を形成するには、各層を
形成するための装置が各々必要になり、設備投資額の増
加を余儀なくされていた。更に、耐震貯水槽などの止水
状態又は流動状態にあっても流量が非常に小さい状態に
おける水質維持の観点から水道水中の残留塩素が消費さ
れず、初期の水質を長期にわたり維持することが要求さ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、可
撓性、耐衝撃性、耐食性及びバリア効果に優れた塗膜を
安価でかつ簡易な方法によって塗装することのできる粉
体塗料、及びその粉体塗料を内面に塗装して得られた鋳
鉄管を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決しょうとする手段】本発明者らは、上記課
題を達成するため、鋭意研究を行った結果、エポキシ樹
脂粉体塗料組成物中にポリオレフィン樹脂又はその変性
物をブレンドして粉体塗料化を行うと、得られた粉体塗
料組成物が、硬化時、相分離により２層構造の塗膜を形
成し、可撓性、耐衝撃性、耐食性及びバリア効果に優れ
た塗膜を形成することを見い出した。本発明はかかる新
規な知見に基づいてなされたものである。即ち、本発明
は、エポキシ樹脂粉体塗料組成物１００重量部に対し
て、数平均分子量３，０００〜２０，０００のポリオレ
フィン樹脂又はその変性物１０〜１００重量部配合した
ことを特徴とする鋳鉄管内面用粉体塗料組成物に関する
ものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明で用いるエポキシ樹脂粉体塗料組成物は、
エポキシ樹脂、硬化剤、顔料、添加剤等を含有する。エ
ポキシ樹脂粉体塗料組成物に使用されるエポキシ樹脂の
合成方法は、当業者にとっては公知である。エポキシ樹
脂は、例えば、エポキシ当量６００〜２，０００ｇ／ｅ
ｑ、好ましくは、６００〜１，２００ｇ／ｅｑであるこ
とが適当である。また、エポキシ樹脂は、例えば、軟化
点３０〜１６０℃、好ましくは、５０〜１５０℃、特に
好ましくは、６０〜１５０℃を有するものが適当であ
る。軟化点が３０℃未満であると、常温で固体状態を維
持することが難しく、粉体塗料用途としては好ましくな
い。一方、軟化点が１６０℃を越えると、溶融混練にお
いて混練機中で反応温度以上となり、塗膜性能に深刻な
影響を及ぼすので好ましくない。

【０００６】エポキシ樹脂としては、例えば、具体的に
は、油化シェルエポキシ社製のエピコートシリーズ、例
えば、エピコート１００４や、大日本インキ化学工業社
製エピクロン３０５０等が挙げられる。エポキシ樹脂の
相転移温度は、例えば、２０℃以上、好ましくは、３０
℃以上、特に好ましくは、４０℃以上のものが好まし
い。相転移温度が２０℃未満であると、常温で保管する
際、ブロッキング等の紛体性状の悪化が生じ易く、好ま
しくない。エポキシ樹脂は、エポキシ樹脂粉体塗料組成
物の重量に基づいて、例えば、２０〜１００重量％、好
ましくは、３０〜８０重量％の量で配合することが適当
である。

【０００７】硬化剤としては、エポキシ樹脂粉体塗料組
成物に使用されるものであれば、特に限定されることな
く、各種の硬化剤を使用することができる。このような
硬化剤としては、例えば、グリシジル基が開環する求核
置換反応に用いられる硬化剤を用いることができる。例
えば、硬化剤としては、アミンや、アミジン、酸無水
物、カルボン酸含有ポリマー（例えば、ポリエステル、
アクリル等）、ノボラック構造をとるフェノール、ビス
フェノール型エポキシを骨格とするフェノール、ＤＤＭ
（ジアミノジフェニルメタン）、ＤＢＵ（ジアザビシク
ロウンデセン）、ＤＤＡ（デカンジカルボン酸）、ＡＤ
Ｈ（アジピン酸ジヒドラジド）、イミダゾール類をアダ
クトしたもの等が列挙できる。硬化剤は、エポキシ樹脂
粉体塗料組成物の重量に基づいて、例えば、１〜２０重
量％、好ましくは、２〜１０重量％の量で使用すること
が適当である。

【０００８】顔料としては、通常塗料に用いられる顔料
が常用できる。例えば、着色顔料として、酸化チタン
や、ベンガラ、酸化鉄、キナクリドン、カーボンブラッ
ク、アゾ化合物、ジオキサン、スレン、フタロシアニン
の金属錯体、その他金属塩を主とする物が列挙できる。
体質顔料としては、例えば、硫酸バリウムや、二酸化珪
素、タルク、炭酸カルシウム、チタン酸カリウムウィス
カ、ホウ酸アルミニウムウィスカ、ウォラストナイト、
酸化アルミニウム、アスベスト、セラミックパウダー等
が列挙できる。顔料は、エポキシ樹脂粉体塗料組成物の
重量に基づいて、例えば、０〜８０重量％、好ましく
は、１０〜６０重量％の量で使用することが適当であ
る。添加剤としては、レベリング剤、ワックス、脱泡
剤、難燃剤、酸化防止剤、ＵＶアブゾーバー等が普通に
使用できる。

【０００９】添加剤は、エポキシ樹脂粉体塗料組成物の
重量に基づいて、例えば、0.１〜１０重量％、好ましく
は、0.３〜７重量％の量で使用することが適当である。
本発明において、上記エポキシ樹脂粉体塗料組成物に配
合されるオレフィン樹脂としては、オレフィンをモノマ
ーとして重合したものであれば、各種の樹脂を使用する
ことができる。オレフィンとしては、例えば、炭素数が
２〜６個、好ましくは、２〜４個のオレフィン、例え
ば、エチレンや、プロピレン、ブチレン等が挙げられ
る。ポリオレフィン樹脂は、ホモポリマーでも、コポリ
マーであってもよい。また、本発明では、ポリオレフィ
ンの変性物を使用することができる。ポリオレフィンの
変性物としては、例えば、オレフィンと共重合すること
のできるモノマー、例えば、ビニル重合性モノマー（例
えば、スチレンや、アクリルモノマー、メタクリルモノ
マー、マレイン酸モノマー等）を併用することによって
変性することができる。特に、（メタ）アクリル酸モノ
マーを併用することによって、ポリオレフィン樹脂にカ
ルボキシル基又はカルボキレート基を導入することによ
って、基材又はエポキシ樹脂との接着性又は混和性を向
上することができる。

【００１０】ポリオレフィン樹脂又はその変性物は、例
えば、数平均分子量３，０００〜２０，０００、好まし
くは、８，０００〜１８，０００、特に好ましくは、
８，０００〜１５，０００を有するものが適当である。
数平均分子量が８，０００未満であると、混練時、機械
的シェアにより、エポキシ樹脂と擬似的な相溶状態とな
り、硬化時の相分離が発生し難く、２層構造の塗膜を成
形し難くなるので、好ましくない。一方、数平均分量が
２０，０００を越えると、混練時の組成物の過剰な温度
上昇を招き、塗膜性状に悪影響を及ぼすので好ましくな
い。ポリオレフィン樹脂は、エポキシ樹脂粉体塗料組成
物１００重量部に対して、１０〜１００重量部、好まし
くは１５重量部〜８０重量部、特に好ましくは２０〜６
０重量部の量で配合することが適当である。ポリオレフ
ィン樹脂の量が、１０重量部未満であると、塗膜形成
時、エポキシ樹脂成分と相分離するポリオレフィン量が
少なく、エポキシ塗膜表面にポリオレフィンが点在する
ことになり、擬似的な２層構造の塗膜をとることが出来
ない。また、１００重量部以上であると、混練後形成さ
れたペレットを常温領域で粉砕する事が困難となり、凍
結粉砕等を用いらなければならない等と粉砕に必要とな
るコストの増大を招き易く好ましくない。

【００１１】本発明においては、上記エポキシ樹脂粉体
塗料組成物には、ポリオレフィン樹脂又はその変性物と
ともに、粉体塗料の特性を更に改良するために、例え
ば、変成剤としては、石油樹脂や、尿素アルデヒド樹
脂、テルペン等を適宜配合することができる。エポキシ
樹脂粉体塗料組成物及びポリオレフィン樹脂又はその変
性物は、これらの原料を常温で混合した後、１軸又は２
軸押出し機等の粉体塗料製造に常用される混練機を用
い、混練する。混練して形成されたペレットをピンミル
等の粉砕機を用い、粉砕を行い、篩い等を用いて任意の
粒度分布に調整する。ポリオレフィン樹脂又はその変性
物を含有する粉体塗料の平均粒子径は、例えば、２０〜
１５０μm 、好ましくは、３０〜１３０μm であること
が適当である。

【００１２】得られた粉体塗料は、静電塗装機や、摩擦
帯電式塗装機、流動浸漬、インモールド等による塗装を
行い熱風炉、赤外炉、誘導加熱炉等で焼付を行い塗膜が
形成することができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明について、更に、実施例により
詳細に説明する。なお、実施例中、「部」、「％」は重
量を基準とする。また、以下の実施例又は比較例で使用
した成分は以下の通りである。エポキシ樹脂 エピコート１００４（油化シェルエポキシ社製エポキシ
樹脂） 特性：エポキシ当量９１５ｇ／ｅｑ、軟化点９７℃、相
転移温度４８℃ポリオレフィン樹脂又はその変性物 １．ポリオレフィン樹脂 ＨＩ−ＷＡＸ８００Ｐ（三井石油化学社製高密度ポリエ
チレン（ＨＤＰＥ）） 特性：数平均分子量８０００ ２．ポリオレフィン樹脂の変性物 ＭＯＤＩＣ ＫＭ−０５（三菱化学社製直鎖状低密度
（ＬＬＤＰＥ）ポリエチレンベース無水マレイン酸変性
物） （粉体塗料Ａの作成）以下の成分を、混練、粉砕、分級
を行い、平均粒径１００μm の粉体塗料Ａ及びＢを作成
した。 重量部(A) 重量部(B) エピコート１００４（油化シェルエポキシ社製） ６５部 ６５部 アジピン酸ジヒドラジド（ＡＤＨ）（硬化剤） ４部 ４部 硫酸バリウム（体質顔料） ２５部 ２５部 二酸化チタン（着色顔料） ５部 ５部 カーボンブラック（着色顔料） １部 １部 ポリオレフィン樹脂変性物 ８０部 １２部

【００１４】（粉体塗料Ｃの作成）ポリオレフィン樹脂
変性物の代わりに、ポリオレフィン樹脂を使用し、添加
量を４０重量部として、平均粒径８１μm の粉体塗料Ｃ
を作成した。 （粉体塗料Ｄの作成）ポリオレフィン樹脂又はその変性
物を使用しないことを除いては、粉体塗料Ａの作成と同
様にして、平均粒径１００μm の粉体塗料Ｄを作成し
た。 （粉体塗料Ｅの作成）ポリオレフィン樹脂変性物５部使
用したことを除いては、粉体塗料Ａの作成と同様にし
て、平均粒径１００μm の粉体塗料Ｅを作成した。 （粉体塗料Ｆの作成）ポリオレフィン樹脂変性物１５０
部使用したことを除いては、粉体塗料Ａの作成と同様に
して、平均粒径１００μm の粉体塗料Ｆを作成した。

【００１５】＜実施例１〜２及び比較例１〜４＞得られ
たＡ〜Ｆの粉体塗料を静電粉体塗装機（松尾産業 ＰＧ
−１型）を用い、−６０ｋＶの電圧で板厚１．２ｍｍの
冷間圧延鋼板に３００μｍ〜４００μｍの厚さになるよ
うに塗装を行い、２００℃で２０分間焼付を行った。ま
た、従来の２層構造の塗膜を作成するため粉体塗料Ｃを
塗装焼付後、流動浸漬グレードのポリエチレン（フロー
セン：住友精化社製商品名）をオーバーコートし、以下
の各種試験を行った。その結果を以下の表１に示す。 （試験項目） ＜塗膜の状態＞塗面の状態を目視にて判定。 ○：良好 ×：不良 ＜塗膜の垂直断面の状態＞塗装板をカットし端面を研磨
した後、偏光顕微鏡を用いて塗膜垂直断面の相分離状態
を観察した。 ○：分離した２層構造の塗膜を形成している。 ×：２層構造の塗膜を形成していない。 ＜耐屈曲性＞ ＪＩＳ Ｋ５４００ ８．１準拠 ○：合格 ×：不合格 ＜耐衝撃性＞ＪＩＳ Ｋ５４００ ８．３．２準拠 塗膜の割れはがれを生じない重り落下高さを表示する。 ＜残留塩素消費量＞初期１．２ｍｇ／Ｌの塩素量に調整
した供試水１Ｌに、両面に７０ｍｍ×１００ｍｍの面積
で塗装したガラス板２枚を浸漬し、２０℃湿度６０％の
環境下に放置し、１週間後の残留塩素量をｏ−トリジン
法により測定し、初期値からの消費量を算出した。

【００１６】

【表１】 表１ 実施例 比較例 １ ２ ３ １ ２ ３ ４ 使用した Ａ Ｂ Ｃ Ｄ Ｅ Ｆ Ｄ＋ 粉体塗料 ポリエチレン 塗膜特性 塗膜の状態 ○ ○ ○ ○ ○ × ○ 塗膜の垂直断面 ○ ○ ○ × × ○ ○ の状態 耐屈曲性 ○ ○ ○ × × ○ ○ 耐衝撃性(cm) ５０ ５０ ５０ ５０ ５０ ０ ５０ 付着性 100/ 100/ 100/ 100/ 100/ 80/ 70/ 100 100 100 100 100 100 100 残留塩素 0.45 0.5 0.4 0.9 0.7 0.4 0.4消費量(mg/L) 上記表から、エポキシ樹脂粉体塗料組成物に、所定量に
て、ポリオレフィン樹脂又はその変性物を配合すると、
可撓性、耐衝撃性、耐食性及びバリア効果に優れた塗膜
が得られる（実施例１〜３）。しかも、塗装は一回で済
むので、従来の２層構造塗膜を形成する場合に比べて、
簡易であり、その分、コストも低減することができる。
これに対して、ポリオレフィン樹脂又はその変形物を含
有しない比較例１及びポリオレフィン樹脂の含有量が１
０重量部未満の比較例２では、塗膜の垂直断面で擬似的
な２層構造の塗膜を形成せず、対屈曲性も不合格であっ
た。また、ポリオレフィン樹脂又はその変性物の含有量
が１００重量部を超える比較例３では、塗膜の状態が不
良で、耐衝撃性及び付着性が不良であった。更に、従来
の２層構造塗膜を形成した比較例４では、付着性が不良
であった。

【００１７】

【発明の効果】本発明の粉体塗料組成物により形成され
た塗膜は、塗膜の可撓性、耐衝撃性、耐食性及びバリア
効果に優れた、エポキシ層とポリオレフィン樹脂層との
２層構造を、１コート１ベークの塗膜形成工程で実現す
ることが出来、設備投資額の低減が図れる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 出口 隆亮 大阪府大阪市西区北堀江１−12−19 株 式会社 栗本鐵工所内 (72)発明者 花野 一仁 大阪府大阪市西区北堀江１−12−19 株 式会社 栗本鐵工所内 (72)発明者 増田 祥 愛知県岩倉市本町畑中58−102 (72)発明者 池田 俊和 岐阜県可児市愛岐ケ丘５−45 (72)発明者 長尾 徹夫 愛知県春日井市高座台１−５−８ (72)発明者 中井 進 大阪府貝塚市半田309−７ (56)参考文献 特開 昭61−148274（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−95929（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−290509（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C09D 123/00 C09D 5/03 C09D 163/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エポキシ樹脂粉体塗料組成物１００重量
   部に対し、数平均分子量８，０００〜２０，０００のポ
   リオレフィン樹脂又はその変性物１０〜１００重量部配
   合したことを特徴とする水道水用の鋳鉄管内面用樹脂粉
   体塗料組成物。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の水道水用の鋳鉄管内面
   用樹脂粉体塗料組成物を塗装したことを特徴とする水道
   水用の鋳鉄管。