JP4053613B2 - 大型構造物用鋼板の一次防錆塗料の塗装方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、大型構造物用鋼板の一次防錆塗料の塗装方法に関する。
【０００２】
【発明の技術的背景】
船や橋梁のような大型構造物は、あらかじめ除錆し一次防錆塗装した鋼材を用いて建造する方式、いわゆる"ショッププライマー方式"が広く採用されている。
【０００３】
このようなショッププライマー方式で用いられる一次防錆塗料としては、ウォッシュプ
ライマー、エポキシジンクプライマー、エポキシノンジンクプライマーなどの有機一次防錆塗料、シリケート系結合剤などの結合剤を用いた無機ジンク一次防錆塗料が知られている。これらの一次防錆塗料のうちでは、溶接性に優れた無機ジンク一次防錆塗料が広く用いられている。
【０００４】
ところで、従来は、鋼板の表面に形成される無機ジンク一次防錆塗料の標準的な平均乾燥膜厚は１５μｍである。溶接性を向上させるため１０〜１２μｍの薄膜で塗装することも試みられてきたが、膜厚のバラツキが大きいため防錆効果が不十分となるなどの問題点があった。
【０００５】
なお、従来最も一般的に採用されている一次防錆塗料の塗装方法は次のとおりである。すなわち、２個のスプレーチップをそのスプレーパターンの端が互いに１０ｃｍ程度重なるように設置し、これらを一定速度で進行する鋼板の上を鋼板の進行方向に直交方向に往復運動させて塗装する方法である。この方法は２個のスプレーチップで一度に幅広く塗装できるため塗装効率が高いが、２回塗り重ねの設定に対して、スプレーパターンの端の重なりが描くＸ文様によって３回、４回の塗り重ね部が高頻度で現れる欠点がある。この様子を図５に示す。図５の（ａ）は鋼板の進行方向と直交方向にスプレー塗装した際の塗り回数を示す図であり、図５の（ｂ）は（ａ）のスプレー塗装方向と逆方向にさらにスプレー塗装した後の塗り回数を示す図であり、図５の（ｃ）は、（ｂ）のスプレー塗装方向と逆方向、すなわち（ａ）のスプレー塗装方向と同じ方向にスプレー塗装した後の塗り回数を示す図である。また、スプレーパターンの端の重なりを小さくし過ぎると、スプレーチップを高速で往復運動させる塗装方法においてはスプレーパターンが揺らぐため塗り残しや極度な薄膜となる危険が伴うという欠点がある。
【０００６】
したがって、膜厚が均一で防食性（防錆性）に優れた一次防錆塗料の塗膜を大型構造物用鋼板表面に形成することが可能な塗装方法の出現が望まれている。
【０００７】
【発明の目的】
本発明は、上記のような従来技術に伴う問題を解決しようとするものであって、膜厚が均一で防食性（防錆性）に優れた一次防錆塗料の均質塗膜を大型構造物用鋼板表面に形成することが可能な塗装方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【発明の概要】
本発明に係る大型構造物用鋼板の第１の一次防錆塗料の塗装方法は、複数のスプレーチップの各スプレーパターン巾が同一である複数のスプレーチップを、塗装すべき大型構造物用鋼板の進行方向と直交方向沿いに互いに間隔をおいて配設した塗装ラインであって、前記スプレーチップを互いのスプレーパターンがそれぞれ重ならない位置に配置するとともに、互いに隣接するスプレーチップの大型構造物用鋼板進行方向における間隔をスプレーパターン巾の１／ｎ［ｎは２以上の整数］にした塗装ラインを設けておき、大型構造物用鋼板を一定速度で一方向に進行させるとともに、前記複数のスプレーチップを大型構造物用鋼板の進行方向と交差する一方向に大型構造物用鋼板の進行速度と同調移動させながら大型構造物用鋼板の表面に一次防錆塗料をスプレー塗装し、次いで、複数のスプレーチップを前記と逆方向にスプレー塗装することなく大型構造物用鋼板の進行速度と同調移動させる工程を繰り返して大型構造物用鋼板の表面に平均乾燥膜厚が１０μｍを超え５０μｍ以下であり、かつ膜厚のバラツキ指数（＝標準偏差／塗膜の平均乾燥膜厚）が０．１８以下である均質塗膜を形成する一方向塗りの塗装方法であることを特徴としている。
【０００９】
本発明では、スプレーチップとしては塗料の霧化を促進する二重チップ構造を有するＦＦチップを用いることが好ましい。これらの塗装方法によれば、平均乾燥膜厚が１０μｍを超え５０μｍ以下であり、かつ膜厚のバラツキ指数（＝標準偏差／塗膜の平均乾燥膜厚）が０．１８以下である塗膜を大型構造物用鋼板の表面に形成することができる。
【００１０】
【発明の具体的な説明】
以下、本発明に係る大型構造物用鋼板の一次防錆塗料の塗装方法について具体的に説明する。
【００１１】
まず、本発明に係る大型構造物用鋼板の第１の一次防錆塗料の塗装方法について説明する。本発明に係る大型構造物用鋼板の第１の一次防錆塗料の塗装方法は、実質的に同一のスプレーパターン巾を有する複数のスプレーチップを、塗装すべき大型構造物用鋼板の進行方向と直交方向沿いに互いに間隔をおいて配設した塗装ラインであって、前記スプレーチップを互いのスプレーパターンがそれぞれ重ならない位置に配置するとともに、互いに隣接するスプレーチップの大型構造物用鋼板進行方向における間隔をスプレーパターン巾の１／ｎ［ｎは２以上の整数、好ましくは２〜５の整数,さらに好ましくは２〜４の整数］にした塗装ラインを設けておき、大型構造物用鋼板を一定速度で一方向に進行させるとともに、前記複数のスプレーチップを大型構造物用鋼板の進行方向と交叉する一方向に大型構造物用鋼板の進行速度と同調移動させながら大型構造物用鋼板の表面に一次防錆塗料をスプレー塗装し、次いで、複数のスプレーチップを前記と逆方向にスプレー塗装することなく大型構造物用鋼板の進行速度と同調移動させる工程を繰り返して大型構造物用鋼板の表面に平均乾燥膜厚が１０μｍを超え５０μｍ以下であり、かつ膜厚のバラツキ指数（＝標準偏差／塗膜の平均乾燥膜厚）が０．１８以下である均質塗膜を形成する一方向塗りの塗装方法である。
【００１２】
例えば、上記ｎが２の場合にはスプレーパターン巾の１／２が重なって塗装されるので２回塗りができ、ｎが３の場合にはスプレーパターン巾の２／３が重なって塗装されるので３回塗りができる。また、ｎが４の場合にはスプレーパターン巾の３／４が重なって塗装されるので４回塗りができる。さらに、ｎが５の場合にはスプレーパターン巾の４／５が重なって塗装されるので５回塗りができる。
【００１３】
この一方向塗りの塗装方法をｎ＝３の場合を例にとって図１により説明すると、同一のスプレーパターン巾を有する３個のスプレーチップを、塗装すべき大型構造物用鋼板の進行方向と直交方向沿いに互いに間隔をおいて配設した塗装ラインであって、前記スプレーチップを互いのスプレーパターンがそれぞれ重ならない位置に配置するとともに、互いに隣接するスプレーチップの大型構造物用鋼板進行方向における間隔をスプレーパターン巾の１／３にした塗装ラインを設けておき、大型構造物用鋼板を一定速度で一方向に進行させるとともに、３個のスプレーチップを大型構造物用鋼板の進行方向と交叉する一方向に大型構造物用鋼板の進行速度と同調移動させながら大型構造物用鋼板の表面に一次防錆塗料を一方向に１回目のスプレー塗装すれば、図１の（ａ）に示すように、大型構造物用鋼板(1) の表面に左端から順に１回塗り、２回塗り、３回塗り、２回塗り、１回塗りした部分ができる。
【００１４】
次いで、３個のスプレーチップを前記と逆方向にスプレー塗装することなく大型構造物用鋼板の進行速度と同調移動させた後、この３個のスプレーチップを逆方向（最初のスプレー塗装におけるスプレーチップの移動方向と同じ方向）に大型構造物用鋼板の進行速度と同調移動させながら大型構造物用鋼板の表面に一次防錆塗料を２回目のスプレー塗装すれば、図１の（ｂ）に示すように、大型構造物用鋼板(1) の表面に左端から順に１回塗り、２回塗り、３回塗り、３回塗り、３回塗り、３回塗り、２回塗り、１回塗りした部分ができ、３回塗りの部分が連続してできる。
【００１５】
さらに、この工程を繰り返して３回目のスプレー塗装すれば、図１の（ｃ）に示すように、大型構造物用鋼板(1) の表面に左端から順に１回塗り、２回塗り、３回塗り、３回塗り、３回塗り、３回塗り、３回塗り、３回塗り、３回塗り、２回塗り、１回塗りした部分ができ、さらに３回塗りの部分が連続してできる。
【００１６】
上記のような塗装工程を繰り返すことによって、大型構造物用鋼板(1) 表面に一次防錆塗料を３回塗りすることができる。大型構造物用鋼板の進行方向に対して直交方向にスプレーチップを大型構造物用鋼板の進行速度と同調移動させながら上記のような一方向塗りをすれば、図１に示すように鋼板は斜めに塗装されていく。これに対して、大型構造物用鋼板の進行方向に対して斜交する方向にスプレーチップを大型構造物用鋼板の進行速度と同調移動させながら上記のような一方向塗りをする塗装方法では、スプレーチップの移動方向および同調移動の速度をコントロールすることによって鋼板を斜めに塗装することができるし、また鋼板の巾方向と平行に鋼板を塗装することができる。本発明においては、鋼板の巾方向と平行に鋼板を塗装する一方向塗りの塗装方法が、塗料のロス低減の面から好ましい。
【００１７】
この方法で用いられる一次防錆塗料は、有機一次防錆塗料であってもよく、無機一次防錆塗料であってもよい。有機一次防錆塗料としては、ウォッシュプライマー、エポキシジンクプライマー、エポキシノンジンクプライマーなどが挙げられ、無機一次防錆塗料としては、シリケート系結合剤などの結合剤を用いた無機ジンク一次防錆塗料が挙げられる。とくに有機一次防錆塗料を用いると、膜厚が均一で防食性に優れ、一次防錆塗膜表面に塗布すべき塗料の量を節減できる。また無機一次防錆塗料を用いると、溶接性に優れ、膜厚が均一で防食性に優れた塗膜が得られる。これらの防錆塗料のうちでは無機系一次防錆塗料が好ましく、特に無機ジンク一次防錆塗料が好ましい。
【００１８】
上記の一方向塗りの塗装方法で、このような一次防錆塗料を用いることにより、平均乾燥膜厚が１０μｍを超え５０μｍ以下、好ましくは１０μｍを超え３５μｍ以下、特に好ましくは１０μｍ〜２０μｍの薄膜であり、かつ膜厚のバラツキ指数（＝標準偏差／塗膜の平均乾燥膜厚）が０．１８以下、好ましくは０．１５以下、さらに好ましくは０．１２以下の均質塗膜を大型構造物用鋼板表面に形成することができる。塗膜の平均乾燥膜厚および塗膜の膜厚のバラツキ指数を上記のような範囲にすると、大型構造物の防食（防錆）効果を十分に発揮することができる。とくに、塗膜の平均乾燥膜厚および塗膜の膜厚のバラツキ指数を上記のような範囲にすると、例えば無機ジンク一次防錆塗料場合にはその優れた防錆性を低下させることなく、溶接性の向上も図ることができる。
【００１９】
この方法で用いられる一次防錆塗料は、上記のように有機一次防錆塗料であってもよく、無機一次防錆塗料であってもよい。例えば有機一次防錆塗料としては、ウォッシュプライマー（容量不揮発分１０〜１５％）、エポキシジンクプライマー（容量不揮発分２５〜３５％、塗膜中亜鉛重量濃度５０〜９０％）、ノンジンクエポキシプライマー（容量不揮発分１８〜２８％）などが挙げられる。また無機ジンクプライマーとしてはシリケート系結合剤と防錆顔料としての亜鉛末を含有して成り、容量不揮発分が１７〜２７％、塗膜中亜鉛重量濃度が２０〜９５％のものが用いられる。これ等の一次防錆塗料中、溶接性に優れる無機ジンク一次防錆塗料は最も広く用いられる。本発明による均質塗装を実施するに際しては設定する膜厚、塗り重ね回数に応じて、シンナー希釈によって粘度や容量不揮発分濃度の調整を行なうこともできるし、スプレーチップ（吐出量とパターン巾）の選定や吐出圧力の調整を行なうこともできる。このような一次防錆塗料を用いることにより均質な塗膜を得ることが可能となる。一次防錆塗料の顔料体積濃度は、塗り回数および塗膜の膜厚などの設定条件に合わせて調整すればよい。
【００２０】
上述した本発明のスプレー塗装方法では、図２の（ａ）に示す標準チップ(2)よりも図２の（ｂ）に示す塗料の霧化を促進する二重チップ構造を有するＦＦチップ（Fine Finish Tip 、美装仕上げ用チップ）(3) を用いることが好ましい。
【００２１】
このＦＦチップを用いることによって、一次防錆塗料のスプレーミストがより微粒化するため塗装仕上りが良くなる。図３の（ａ）は、標準チップ(2) により鋼板(1) 表面に形成されるスプレーパターンにおける塗膜(4) の厚みの状態を示す。
【００２２】
また図３の（ｂ）は、ＦＦチップ(3) により鋼板(1) 表面に形成されるスプレーパターンにおける塗膜(4) の厚みの状態を示す。図３の（ａ）と（ｂ）を比較してわかるように、ＦＦチップ(3) は、標準チップ(2) に比べて、スプレーパターンの端の部分の霧化性に優れるため、塗膜(4) の膜厚のバラツキを減らすことができる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、均質塗膜を大型構造物用鋼板表面に形成することができ、防錆効果を最大限に発揮させるとともに塗付量の低減や溶接性の向上が図れる。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。
【００２５】
【比較例１〜３および実施例１〜２】
［供試塗料］比較例１と実施例１については市販の長曝型ウォッシュプライマー（商品名「エバボンドＫ」、中国塗料社製、主剤：添加剤＝４：１、容量不揮発分１２．５％）を、シンナーを加えて容量不揮発分が９％となるよう調整して用いた。
【００２６】
比較例２，３、実施例２については市販の無機ジンクショッププライマー（商品名「ウエルボンドＨグリーンＫ」、中国塗料社製、主剤：ペースト＝３：５、顔料体積濃度１３％）をシンナーを加えて顔料体積濃度１０％に調整して用いた。
（１）塗装試験巾４．５ｍ、長さ６ｍの鋼板の移動方向に対して９０゜の方向にスプレーチップを往復運動させて塗装を行なった。
【００２７】
塗装を全体として均等に行なうため、下式に従って鋼板移動速度とスプレーチップの移動速度とを調整した。
Ｐ＝ＬＶ／ｖ（Ｐ：合成スプレーパターン巾［ｍ］、Ｌ：スプレーチップの往復移動距離［ｍ］（鋼板の巾×２［ｍ］）、Ｖ：鋼板移動速度［ｍ／分］、ｖ：スプレーチップ移動速度［ｍ／分］）
合成スプレーパターン巾Ｐは従来の２個のスプレーチップ方式では、パターンの中央の重なり巾をｐ、スプレーチップ１個のスプレーパターン巾をＰ0 とするとき、Ｐ＝２Ｐ0−ｐで表わされる。
【００２８】
本発明における合成スプレーパターン巾Ｐは、隣接するスプレーチップのスプレーパターンの重ね巾とスプレーチップの使用数Ｎによって下式で表わされる。ただし、本発明における合成スプレーパターン巾Ｐは、上述した従来の２個のスプレーチップ方式における合成スプレーパターン巾Ｐとは異なり、複数のスプレーチップでスプレー塗装される塗装巾から、次のスプレー塗装で重ね塗りされる部分の塗装巾を差し引いた巾をいう。
【００２９】
隣接するチップのパターンの重ね巾 合成スプレーパターン巾 Ｐ0／２のとき Ｐ＝ＮＰ0／２ ２Ｐ0／３のとき Ｐ＝ＮＰ0／３ ３Ｐ0／４のとき Ｐ＝ＮＰ0／４本発明の塗装方式によれば、隣接スプレーチップのスプレーパターンの重ね巾がＰ0 ／２、２Ｐ0 ／３、３Ｐ0 ／４のとき、塗り重ね回数は、片道塗装（一方向塗り）のときそれぞれ２回、３回、４回となり、往復塗装のときそれぞれ４回、６回、８回となる。
【００３０】
圧縮比４５：１のエヤレスポンプを用い、スプレーチップは日本グレイ社製１６３−８００シリーズの標準チップとＦＦチップ（美装用チップ）を用いた。スプレーチップと鋼板との距離を０．３ｍとして、スプレーパターン巾が０．４５ｍとなるよう一次空気圧を調整した。
【００３１】
比較例１〜３および実施例１〜２の塗装条件等を第２表に示す。上記比較例、実施例における塗膜の膜厚の測定は、鋼板中央の長さ方向において塗装したミガキ軟鋼板（長さ１ｍ、巾３０ｍｍ、厚さ０．８ｍｍ）を用いて、ＫＥＴＴ社製膜厚計（モデルＬＥ−２１０）で膜厚を測定して、塗膜の平均乾燥膜厚、最大膜厚、最小膜厚、標準偏差、膜厚のバラツキ指数を求めた。
（２）防錆性試験サイズ３００mm×６００mm×３．２mmのサンドブラスト処理したＳＳ４００鋼板を、塗装試験に用いた大型鋼板（４．５×６ｍ）の上に膜厚測定用ミガキ軟鋼板と接するように置いて塗装し、この塗装によりＳＳ４００鋼板表面に形成された塗膜を１週間屋内で硬化させて試験片を得た。
【００３２】
得られた試験片を、広島県大竹市の海岸地区に設置したバクロ台に南面４５゜で固定してバクロし、経時による発錆状況を観察した。
（３）溶接性試験サイズ８００mm×１００mm×１２mmのサンドブラスト処理したＳＳ４００鋼板２枚を１組として、一方を上板（図４の１ｂに相当）として、他方を下板（図４の１ａに相当）として逆Ｔ字状に組合せて水平隅肉溶接を実施した。上板の端面（下板との接触面）は機械加工によって平滑とし、溶接に先立って下板と上板の仮付け溶接の際、治具を用いてクサビを打込んで固定し、下板との隙間が生じないようした。
【００３３】
上板の両サイドと下板は塗装試験に用いた大型鋼板の上に置いて塗装試験と同一条件で塗装し、上板の端面（下板と接する面）は塗装しなかった。この塗装により上板と下板に形成された塗膜を室内で１週間硬化させてこの上板と下板を試験片とした。
【００３４】
溶接はツインシングル法（溶接速度８００ｍｍ／分）によって行なった。次いで、溶接欠陥の現れ易い第２ビードについて、ピット発生率（個／ｍ）とブローホール発生率（溶接部破断面における全気泡断面の最大幅の合計長さ／溶接長さ×１００％）を評価した。繰返しを５回行ないその平均値で評価した。
【００３５】
溶接条件を第１表に示し、結果を第２表に示す。
【００３６】
【表１】
【００３７】
【表２】
【００３８】
【表３】
【００３９】
評価結果のまとめ
［比較例１と実施例１］
比較例１と実施例１とを比較すると、バクロ３カ月の時点で比較例１には部分的に点錆の発生がみられた。平均膜厚が前者（比較例１）では１５．６μｍ、後者（実施例１）では１５．１μｍと前者が厚いにもかかわらず後者の防錆性が優れていることが分かる。その理由は、最低膜厚が前者が９．４μｍ、後者が１１．６μｍであることによると考えられる。
【００４０】
バクロ４カ月目で実施例１のバクロ板にも点錆の徴候がみられたが、それは全体に均等に分散していた。比較例１においては点錆の発生部の拡大とともに先の発錆部がより顕在化した。
【００４１】
バクロ５カ月においては、実施例１の場合には、発錆は全体に及んだが、その進行は緩やかであった。比較例１においては一部の無発錆部（厚膜部）に対して顕著な発錆部が見られ、この発錆部が帯状の分布を示した。
［比較例２〜３、実施例２］実施例２では比較例２の場合よりも平均膜厚が２．１μｍ薄いにもかかわらず、実施例２では比較例２の場合と同等の防錆性を示した。すなわち点錆発生までのバクロ期間は実施例２、比較例２では５カ月であり、比較例３では６．５カ月であった。
【００４２】
さらにバクロ試験を続けたところ、これら比較例、実施例では発錆の進行は実施例１、比較例１の場合と同様の経過をたどり、実施例２では全体的にゆるやかに錆が進行したのに対し、比較例２，３では無発錆部と顕著な発錆部が帯状の分布を示した。
【００４３】
溶接試験においては、平均膜厚のみならず、最大膜厚及び厚膜部の頻度（凸部の個数）が大きく寄与（影響）しており、比較例２，３の場合に比べて実施例２では著しい溶接性の向上が認められた。
【００４４】
以上のように本発明による均質塗装によって一次防錆塗料の防錆性を犠牲にすることなく膜厚の低減、従って塗付量の低減を図ることができ、さらに溶接性を大巾に向上させ得ることが実証できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る大型構造物用鋼板の一次防錆塗料塗装方法（一方向塗り）における塗膜形成過程の１例を示す説明図である。
【図２】 図２は、スプレーチップの構造を示す断面図であり、図２の（ａ）は標準チップの構造を示す断面図であり、図２の（ｂ）は従来公知のＦＦチップの構造を示す断面図である。
【図３】 図３の（ａ）は、標準チップによるスプレー塗装で形成される塗膜の厚みの状態を示す説明図であり、図３の（ｂ）は、ＦＦチップによるスプレー塗装で形成される塗膜の厚みの状態を示す説明図である。
【図４】 図４は、大型構造物用鋼板の水平隅肉溶接後の斜視図である。
【図５】 図５は、従来行なわれていた一次防錆塗料のスプレー往復塗装方法における塗膜形成過程を示す説明図である。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ ・・・・・大型構造物用鋼板
２ ・・・・・標準チップ
３ ・・・・・ＦＦチップ
４ ・・・・・塗膜
５ ・・・・・溶接ビード
【発明の技術分野】
本発明は、大型構造物用鋼板の一次防錆塗料の塗装方法に関する。
【０００２】
【発明の技術的背景】
船や橋梁のような大型構造物は、あらかじめ除錆し一次防錆塗装した鋼材を用いて建造する方式、いわゆる"ショッププライマー方式"が広く採用されている。
【０００３】
このようなショッププライマー方式で用いられる一次防錆塗料としては、ウォッシュプ
ライマー、エポキシジンクプライマー、エポキシノンジンクプライマーなどの有機一次防錆塗料、シリケート系結合剤などの結合剤を用いた無機ジンク一次防錆塗料が知られている。これらの一次防錆塗料のうちでは、溶接性に優れた無機ジンク一次防錆塗料が広く用いられている。
【０００４】
ところで、従来は、鋼板の表面に形成される無機ジンク一次防錆塗料の標準的な平均乾燥膜厚は１５μｍである。溶接性を向上させるため１０〜１２μｍの薄膜で塗装することも試みられてきたが、膜厚のバラツキが大きいため防錆効果が不十分となるなどの問題点があった。
【０００５】
なお、従来最も一般的に採用されている一次防錆塗料の塗装方法は次のとおりである。すなわち、２個のスプレーチップをそのスプレーパターンの端が互いに１０ｃｍ程度重なるように設置し、これらを一定速度で進行する鋼板の上を鋼板の進行方向に直交方向に往復運動させて塗装する方法である。この方法は２個のスプレーチップで一度に幅広く塗装できるため塗装効率が高いが、２回塗り重ねの設定に対して、スプレーパターンの端の重なりが描くＸ文様によって３回、４回の塗り重ね部が高頻度で現れる欠点がある。この様子を図５に示す。図５の（ａ）は鋼板の進行方向と直交方向にスプレー塗装した際の塗り回数を示す図であり、図５の（ｂ）は（ａ）のスプレー塗装方向と逆方向にさらにスプレー塗装した後の塗り回数を示す図であり、図５の（ｃ）は、（ｂ）のスプレー塗装方向と逆方向、すなわち（ａ）のスプレー塗装方向と同じ方向にスプレー塗装した後の塗り回数を示す図である。また、スプレーパターンの端の重なりを小さくし過ぎると、スプレーチップを高速で往復運動させる塗装方法においてはスプレーパターンが揺らぐため塗り残しや極度な薄膜となる危険が伴うという欠点がある。
【０００６】
したがって、膜厚が均一で防食性（防錆性）に優れた一次防錆塗料の塗膜を大型構造物用鋼板表面に形成することが可能な塗装方法の出現が望まれている。
【０００７】
【発明の目的】
本発明は、上記のような従来技術に伴う問題を解決しようとするものであって、膜厚が均一で防食性（防錆性）に優れた一次防錆塗料の均質塗膜を大型構造物用鋼板表面に形成することが可能な塗装方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【発明の概要】
本発明に係る大型構造物用鋼板の第１の一次防錆塗料の塗装方法は、複数のスプレーチップの各スプレーパターン巾が同一である複数のスプレーチップを、塗装すべき大型構造物用鋼板の進行方向と直交方向沿いに互いに間隔をおいて配設した塗装ラインであって、前記スプレーチップを互いのスプレーパターンがそれぞれ重ならない位置に配置するとともに、互いに隣接するスプレーチップの大型構造物用鋼板進行方向における間隔をスプレーパターン巾の１／ｎ［ｎは２以上の整数］にした塗装ラインを設けておき、大型構造物用鋼板を一定速度で一方向に進行させるとともに、前記複数のスプレーチップを大型構造物用鋼板の進行方向と交差する一方向に大型構造物用鋼板の進行速度と同調移動させながら大型構造物用鋼板の表面に一次防錆塗料をスプレー塗装し、次いで、複数のスプレーチップを前記と逆方向にスプレー塗装することなく大型構造物用鋼板の進行速度と同調移動させる工程を繰り返して大型構造物用鋼板の表面に平均乾燥膜厚が１０μｍを超え５０μｍ以下であり、かつ膜厚のバラツキ指数（＝標準偏差／塗膜の平均乾燥膜厚）が０．１８以下である均質塗膜を形成する一方向塗りの塗装方法であることを特徴としている。
【０００９】
本発明では、スプレーチップとしては塗料の霧化を促進する二重チップ構造を有するＦＦチップを用いることが好ましい。これらの塗装方法によれば、平均乾燥膜厚が１０μｍを超え５０μｍ以下であり、かつ膜厚のバラツキ指数（＝標準偏差／塗膜の平均乾燥膜厚）が０．１８以下である塗膜を大型構造物用鋼板の表面に形成することができる。
【００１０】
【発明の具体的な説明】
以下、本発明に係る大型構造物用鋼板の一次防錆塗料の塗装方法について具体的に説明する。
【００１１】
まず、本発明に係る大型構造物用鋼板の第１の一次防錆塗料の塗装方法について説明する。本発明に係る大型構造物用鋼板の第１の一次防錆塗料の塗装方法は、実質的に同一のスプレーパターン巾を有する複数のスプレーチップを、塗装すべき大型構造物用鋼板の進行方向と直交方向沿いに互いに間隔をおいて配設した塗装ラインであって、前記スプレーチップを互いのスプレーパターンがそれぞれ重ならない位置に配置するとともに、互いに隣接するスプレーチップの大型構造物用鋼板進行方向における間隔をスプレーパターン巾の１／ｎ［ｎは２以上の整数、好ましくは２〜５の整数,さらに好ましくは２〜４の整数］にした塗装ラインを設けておき、大型構造物用鋼板を一定速度で一方向に進行させるとともに、前記複数のスプレーチップを大型構造物用鋼板の進行方向と交叉する一方向に大型構造物用鋼板の進行速度と同調移動させながら大型構造物用鋼板の表面に一次防錆塗料をスプレー塗装し、次いで、複数のスプレーチップを前記と逆方向にスプレー塗装することなく大型構造物用鋼板の進行速度と同調移動させる工程を繰り返して大型構造物用鋼板の表面に平均乾燥膜厚が１０μｍを超え５０μｍ以下であり、かつ膜厚のバラツキ指数（＝標準偏差／塗膜の平均乾燥膜厚）が０．１８以下である均質塗膜を形成する一方向塗りの塗装方法である。
【００１２】
例えば、上記ｎが２の場合にはスプレーパターン巾の１／２が重なって塗装されるので２回塗りができ、ｎが３の場合にはスプレーパターン巾の２／３が重なって塗装されるので３回塗りができる。また、ｎが４の場合にはスプレーパターン巾の３／４が重なって塗装されるので４回塗りができる。さらに、ｎが５の場合にはスプレーパターン巾の４／５が重なって塗装されるので５回塗りができる。
【００１３】
この一方向塗りの塗装方法をｎ＝３の場合を例にとって図１により説明すると、同一のスプレーパターン巾を有する３個のスプレーチップを、塗装すべき大型構造物用鋼板の進行方向と直交方向沿いに互いに間隔をおいて配設した塗装ラインであって、前記スプレーチップを互いのスプレーパターンがそれぞれ重ならない位置に配置するとともに、互いに隣接するスプレーチップの大型構造物用鋼板進行方向における間隔をスプレーパターン巾の１／３にした塗装ラインを設けておき、大型構造物用鋼板を一定速度で一方向に進行させるとともに、３個のスプレーチップを大型構造物用鋼板の進行方向と交叉する一方向に大型構造物用鋼板の進行速度と同調移動させながら大型構造物用鋼板の表面に一次防錆塗料を一方向に１回目のスプレー塗装すれば、図１の（ａ）に示すように、大型構造物用鋼板(1) の表面に左端から順に１回塗り、２回塗り、３回塗り、２回塗り、１回塗りした部分ができる。
【００１４】
次いで、３個のスプレーチップを前記と逆方向にスプレー塗装することなく大型構造物用鋼板の進行速度と同調移動させた後、この３個のスプレーチップを逆方向（最初のスプレー塗装におけるスプレーチップの移動方向と同じ方向）に大型構造物用鋼板の進行速度と同調移動させながら大型構造物用鋼板の表面に一次防錆塗料を２回目のスプレー塗装すれば、図１の（ｂ）に示すように、大型構造物用鋼板(1) の表面に左端から順に１回塗り、２回塗り、３回塗り、３回塗り、３回塗り、３回塗り、２回塗り、１回塗りした部分ができ、３回塗りの部分が連続してできる。
【００１５】
さらに、この工程を繰り返して３回目のスプレー塗装すれば、図１の（ｃ）に示すように、大型構造物用鋼板(1) の表面に左端から順に１回塗り、２回塗り、３回塗り、３回塗り、３回塗り、３回塗り、３回塗り、３回塗り、３回塗り、２回塗り、１回塗りした部分ができ、さらに３回塗りの部分が連続してできる。
【００１６】
上記のような塗装工程を繰り返すことによって、大型構造物用鋼板(1) 表面に一次防錆塗料を３回塗りすることができる。大型構造物用鋼板の進行方向に対して直交方向にスプレーチップを大型構造物用鋼板の進行速度と同調移動させながら上記のような一方向塗りをすれば、図１に示すように鋼板は斜めに塗装されていく。これに対して、大型構造物用鋼板の進行方向に対して斜交する方向にスプレーチップを大型構造物用鋼板の進行速度と同調移動させながら上記のような一方向塗りをする塗装方法では、スプレーチップの移動方向および同調移動の速度をコントロールすることによって鋼板を斜めに塗装することができるし、また鋼板の巾方向と平行に鋼板を塗装することができる。本発明においては、鋼板の巾方向と平行に鋼板を塗装する一方向塗りの塗装方法が、塗料のロス低減の面から好ましい。
【００１７】
この方法で用いられる一次防錆塗料は、有機一次防錆塗料であってもよく、無機一次防錆塗料であってもよい。有機一次防錆塗料としては、ウォッシュプライマー、エポキシジンクプライマー、エポキシノンジンクプライマーなどが挙げられ、無機一次防錆塗料としては、シリケート系結合剤などの結合剤を用いた無機ジンク一次防錆塗料が挙げられる。とくに有機一次防錆塗料を用いると、膜厚が均一で防食性に優れ、一次防錆塗膜表面に塗布すべき塗料の量を節減できる。また無機一次防錆塗料を用いると、溶接性に優れ、膜厚が均一で防食性に優れた塗膜が得られる。これらの防錆塗料のうちでは無機系一次防錆塗料が好ましく、特に無機ジンク一次防錆塗料が好ましい。
【００１８】
上記の一方向塗りの塗装方法で、このような一次防錆塗料を用いることにより、平均乾燥膜厚が１０μｍを超え５０μｍ以下、好ましくは１０μｍを超え３５μｍ以下、特に好ましくは１０μｍ〜２０μｍの薄膜であり、かつ膜厚のバラツキ指数（＝標準偏差／塗膜の平均乾燥膜厚）が０．１８以下、好ましくは０．１５以下、さらに好ましくは０．１２以下の均質塗膜を大型構造物用鋼板表面に形成することができる。塗膜の平均乾燥膜厚および塗膜の膜厚のバラツキ指数を上記のような範囲にすると、大型構造物の防食（防錆）効果を十分に発揮することができる。とくに、塗膜の平均乾燥膜厚および塗膜の膜厚のバラツキ指数を上記のような範囲にすると、例えば無機ジンク一次防錆塗料場合にはその優れた防錆性を低下させることなく、溶接性の向上も図ることができる。
【００１９】
この方法で用いられる一次防錆塗料は、上記のように有機一次防錆塗料であってもよく、無機一次防錆塗料であってもよい。例えば有機一次防錆塗料としては、ウォッシュプライマー（容量不揮発分１０〜１５％）、エポキシジンクプライマー（容量不揮発分２５〜３５％、塗膜中亜鉛重量濃度５０〜９０％）、ノンジンクエポキシプライマー（容量不揮発分１８〜２８％）などが挙げられる。また無機ジンクプライマーとしてはシリケート系結合剤と防錆顔料としての亜鉛末を含有して成り、容量不揮発分が１７〜２７％、塗膜中亜鉛重量濃度が２０〜９５％のものが用いられる。これ等の一次防錆塗料中、溶接性に優れる無機ジンク一次防錆塗料は最も広く用いられる。本発明による均質塗装を実施するに際しては設定する膜厚、塗り重ね回数に応じて、シンナー希釈によって粘度や容量不揮発分濃度の調整を行なうこともできるし、スプレーチップ（吐出量とパターン巾）の選定や吐出圧力の調整を行なうこともできる。このような一次防錆塗料を用いることにより均質な塗膜を得ることが可能となる。一次防錆塗料の顔料体積濃度は、塗り回数および塗膜の膜厚などの設定条件に合わせて調整すればよい。
【００２０】
上述した本発明のスプレー塗装方法では、図２の（ａ）に示す標準チップ(2)よりも図２の（ｂ）に示す塗料の霧化を促進する二重チップ構造を有するＦＦチップ（Fine Finish Tip 、美装仕上げ用チップ）(3) を用いることが好ましい。
【００２１】
このＦＦチップを用いることによって、一次防錆塗料のスプレーミストがより微粒化するため塗装仕上りが良くなる。図３の（ａ）は、標準チップ(2) により鋼板(1) 表面に形成されるスプレーパターンにおける塗膜(4) の厚みの状態を示す。
【００２２】
また図３の（ｂ）は、ＦＦチップ(3) により鋼板(1) 表面に形成されるスプレーパターンにおける塗膜(4) の厚みの状態を示す。図３の（ａ）と（ｂ）を比較してわかるように、ＦＦチップ(3) は、標準チップ(2) に比べて、スプレーパターンの端の部分の霧化性に優れるため、塗膜(4) の膜厚のバラツキを減らすことができる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、均質塗膜を大型構造物用鋼板表面に形成することができ、防錆効果を最大限に発揮させるとともに塗付量の低減や溶接性の向上が図れる。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。
【００２５】
【比較例１〜３および実施例１〜２】
［供試塗料］比較例１と実施例１については市販の長曝型ウォッシュプライマー（商品名「エバボンドＫ」、中国塗料社製、主剤：添加剤＝４：１、容量不揮発分１２．５％）を、シンナーを加えて容量不揮発分が９％となるよう調整して用いた。
【００２６】
比較例２，３、実施例２については市販の無機ジンクショッププライマー（商品名「ウエルボンドＨグリーンＫ」、中国塗料社製、主剤：ペースト＝３：５、顔料体積濃度１３％）をシンナーを加えて顔料体積濃度１０％に調整して用いた。
（１）塗装試験巾４．５ｍ、長さ６ｍの鋼板の移動方向に対して９０゜の方向にスプレーチップを往復運動させて塗装を行なった。
【００２７】
塗装を全体として均等に行なうため、下式に従って鋼板移動速度とスプレーチップの移動速度とを調整した。
Ｐ＝ＬＶ／ｖ（Ｐ：合成スプレーパターン巾［ｍ］、Ｌ：スプレーチップの往復移動距離［ｍ］（鋼板の巾×２［ｍ］）、Ｖ：鋼板移動速度［ｍ／分］、ｖ：スプレーチップ移動速度［ｍ／分］）
合成スプレーパターン巾Ｐは従来の２個のスプレーチップ方式では、パターンの中央の重なり巾をｐ、スプレーチップ１個のスプレーパターン巾をＰ0 とするとき、Ｐ＝２Ｐ0−ｐで表わされる。
【００２８】
本発明における合成スプレーパターン巾Ｐは、隣接するスプレーチップのスプレーパターンの重ね巾とスプレーチップの使用数Ｎによって下式で表わされる。ただし、本発明における合成スプレーパターン巾Ｐは、上述した従来の２個のスプレーチップ方式における合成スプレーパターン巾Ｐとは異なり、複数のスプレーチップでスプレー塗装される塗装巾から、次のスプレー塗装で重ね塗りされる部分の塗装巾を差し引いた巾をいう。
【００２９】
隣接するチップのパターンの重ね巾 合成スプレーパターン巾 Ｐ0／２のとき Ｐ＝ＮＰ0／２ ２Ｐ0／３のとき Ｐ＝ＮＰ0／３ ３Ｐ0／４のとき Ｐ＝ＮＰ0／４本発明の塗装方式によれば、隣接スプレーチップのスプレーパターンの重ね巾がＰ0 ／２、２Ｐ0 ／３、３Ｐ0 ／４のとき、塗り重ね回数は、片道塗装（一方向塗り）のときそれぞれ２回、３回、４回となり、往復塗装のときそれぞれ４回、６回、８回となる。
【００３０】
圧縮比４５：１のエヤレスポンプを用い、スプレーチップは日本グレイ社製１６３−８００シリーズの標準チップとＦＦチップ（美装用チップ）を用いた。スプレーチップと鋼板との距離を０．３ｍとして、スプレーパターン巾が０．４５ｍとなるよう一次空気圧を調整した。
【００３１】
比較例１〜３および実施例１〜２の塗装条件等を第２表に示す。上記比較例、実施例における塗膜の膜厚の測定は、鋼板中央の長さ方向において塗装したミガキ軟鋼板（長さ１ｍ、巾３０ｍｍ、厚さ０．８ｍｍ）を用いて、ＫＥＴＴ社製膜厚計（モデルＬＥ−２１０）で膜厚を測定して、塗膜の平均乾燥膜厚、最大膜厚、最小膜厚、標準偏差、膜厚のバラツキ指数を求めた。
（２）防錆性試験サイズ３００mm×６００mm×３．２mmのサンドブラスト処理したＳＳ４００鋼板を、塗装試験に用いた大型鋼板（４．５×６ｍ）の上に膜厚測定用ミガキ軟鋼板と接するように置いて塗装し、この塗装によりＳＳ４００鋼板表面に形成された塗膜を１週間屋内で硬化させて試験片を得た。
【００３２】
得られた試験片を、広島県大竹市の海岸地区に設置したバクロ台に南面４５゜で固定してバクロし、経時による発錆状況を観察した。
（３）溶接性試験サイズ８００mm×１００mm×１２mmのサンドブラスト処理したＳＳ４００鋼板２枚を１組として、一方を上板（図４の１ｂに相当）として、他方を下板（図４の１ａに相当）として逆Ｔ字状に組合せて水平隅肉溶接を実施した。上板の端面（下板との接触面）は機械加工によって平滑とし、溶接に先立って下板と上板の仮付け溶接の際、治具を用いてクサビを打込んで固定し、下板との隙間が生じないようした。
【００３３】
上板の両サイドと下板は塗装試験に用いた大型鋼板の上に置いて塗装試験と同一条件で塗装し、上板の端面（下板と接する面）は塗装しなかった。この塗装により上板と下板に形成された塗膜を室内で１週間硬化させてこの上板と下板を試験片とした。
【００３４】
溶接はツインシングル法（溶接速度８００ｍｍ／分）によって行なった。次いで、溶接欠陥の現れ易い第２ビードについて、ピット発生率（個／ｍ）とブローホール発生率（溶接部破断面における全気泡断面の最大幅の合計長さ／溶接長さ×１００％）を評価した。繰返しを５回行ないその平均値で評価した。
【００３５】
溶接条件を第１表に示し、結果を第２表に示す。
【００３６】
【表１】
【表２】
【表３】
評価結果のまとめ
［比較例１と実施例１］
比較例１と実施例１とを比較すると、バクロ３カ月の時点で比較例１には部分的に点錆の発生がみられた。平均膜厚が前者（比較例１）では１５．６μｍ、後者（実施例１）では１５．１μｍと前者が厚いにもかかわらず後者の防錆性が優れていることが分かる。その理由は、最低膜厚が前者が９．４μｍ、後者が１１．６μｍであることによると考えられる。
【００４０】
バクロ４カ月目で実施例１のバクロ板にも点錆の徴候がみられたが、それは全体に均等に分散していた。比較例１においては点錆の発生部の拡大とともに先の発錆部がより顕在化した。
【００４１】
バクロ５カ月においては、実施例１の場合には、発錆は全体に及んだが、その進行は緩やかであった。比較例１においては一部の無発錆部（厚膜部）に対して顕著な発錆部が見られ、この発錆部が帯状の分布を示した。
［比較例２〜３、実施例２］実施例２では比較例２の場合よりも平均膜厚が２．１μｍ薄いにもかかわらず、実施例２では比較例２の場合と同等の防錆性を示した。すなわち点錆発生までのバクロ期間は実施例２、比較例２では５カ月であり、比較例３では６．５カ月であった。
【００４２】
さらにバクロ試験を続けたところ、これら比較例、実施例では発錆の進行は実施例１、比較例１の場合と同様の経過をたどり、実施例２では全体的にゆるやかに錆が進行したのに対し、比較例２，３では無発錆部と顕著な発錆部が帯状の分布を示した。
【００４３】
溶接試験においては、平均膜厚のみならず、最大膜厚及び厚膜部の頻度（凸部の個数）が大きく寄与（影響）しており、比較例２，３の場合に比べて実施例２では著しい溶接性の向上が認められた。
【００４４】
以上のように本発明による均質塗装によって一次防錆塗料の防錆性を犠牲にすることなく膜厚の低減、従って塗付量の低減を図ることができ、さらに溶接性を大巾に向上させ得ることが実証できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る大型構造物用鋼板の一次防錆塗料塗装方法（一方向塗り）における塗膜形成過程の１例を示す説明図である。
【図２】 図２は、スプレーチップの構造を示す断面図であり、図２の（ａ）は標準チップの構造を示す断面図であり、図２の（ｂ）は従来公知のＦＦチップの構造を示す断面図である。
【図３】 図３の（ａ）は、標準チップによるスプレー塗装で形成される塗膜の厚みの状態を示す説明図であり、図３の（ｂ）は、ＦＦチップによるスプレー塗装で形成される塗膜の厚みの状態を示す説明図である。
【図４】 図４は、大型構造物用鋼板の水平隅肉溶接後の斜視図である。
【図５】 図５は、従来行なわれていた一次防錆塗料のスプレー往復塗装方法における塗膜形成過程を示す説明図である。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ ・・・・・大型構造物用鋼板
２ ・・・・・標準チップ
３ ・・・・・ＦＦチップ
４ ・・・・・塗膜
５ ・・・・・溶接ビード
Claims (3)
- 複数のスプレーチップの各スプレーパターン巾が同一である複数のスプレーチップを、塗装すべき大型構造物用鋼板の進行方向と直交方向沿いに互いに間隔をおいて配設した塗装ラインであって、前記スプレーチップを互いのスプレーパターンがそれぞれ重ならない位置に配置するとともに、互いに隣接するスプレーチップの大型構造物用鋼板進行方向における間隔をスプレーパターン巾の１／ｎ［ｎは２以上の整数］にした塗装ラインを設けておき、大型構造物用鋼板を一定速度で一方向に進行させるとともに、前記複数のスプレーチップを大型構造物用鋼板の進行方向と交差する一方向に大型構造物用鋼板の進行速度と同調移動させながら大型構造物用鋼板の表面に一次防錆塗料をスプレー塗装し、次いで、複数のスプレーチップを前記と逆方向にスプレー塗装することなく大型構造物用鋼板の進行速度と同調移動させる工程を繰り返して大型構造物用鋼板の表面に平均乾燥膜厚が１０μｍを超え５０μｍ以下であり、かつ膜厚のバラツキ指数（＝標準偏差／塗膜の平均乾燥膜厚）が０．１８以下である均質塗膜を形成する一方向塗りの塗装方法であることを特徴とする大型構造物用鋼板の一次防錆塗料の塗装方法。
- 前記スプレーチップが、塗料の霧化を促進する二重チップ構造を有するＦＦチップであることを特徴とする請求項１に記載の大型構造物用鋼板の一次防錆塗料の塗装方法。
- 前記スプレーチップの数が、２個または３個であることを特徴とする請求項１に記載の大型構造物用鋼板の一次防錆塗料の塗装方法。
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