JP4444490B2

JP4444490B2 - 無機質ジンクリッチペイント

Info

Publication number: JP4444490B2
Application number: JP2000394272A
Authority: JP
Inventors: 宏明後藤; 雅哲黒川; 正中野; 眞司飯田
Original assignee: Kansai Paint Co Ltd
Current assignee: Kansai Paint Co Ltd
Priority date: 2000-12-26
Filing date: 2000-12-26
Publication date: 2010-03-31
Anticipated expiration: 2020-12-26
Also published as: JP2002194284A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ミストコート工程を行なうことなく、バブルの発生を抑制し得る塗膜を形成できる無機質ジンクリッチペイントに関する。
【０００２】
【従来技術及びその課題】
従来、船舶、橋梁、タンク、プラントなどの鉄鋼構造物の重防食塗装には、無機質ジンクリッチペイントが汎用されている。該無機質ジンクリッチペイントによる塗膜には、通常、空隙（ボイド）が多数存在するため、この上に下塗り塗膜や上塗り塗膜を形成すると、空隙中の空気による塗膜の発泡やピンホールなどの欠陥が発生する。従来、これを防止するため、該下塗り塗膜を形成する前に、該下塗塗料を多量の溶剤で希釈した低粘度液を塗装し、無機質ジンクリッチペイント塗膜の空隙中の空気を追い出す、いわゆる「ミストコート工程」を行なっていた。しかしながら該ミストコートによっても上記欠陥が完全になくなったわけではなく、また工数削減の面からもミストコートなしでバブルの発生を抑制することが求められていた。
【０００３】
例えば特開昭５９−５１９５１号公報には、シリケート系展色剤及び亜鉛末に、フレーク顔料を配合してなる無機質亜鉛塗料組成物が開示されている。これによれば塗膜表層にフレーク顔料が偏在し、空隙中への溶剤の侵入を防ぎ空隙中の空気との置換が生じないために塗膜の発泡やピンホールなどの発生を防ぐというものである。
【０００４】
しかしながら該手法では、垂直面の塗装において塗膜表層にフレーク顔料が偏在し難く、この塗膜の上層に形成した塗膜にバブルが発生する、さらにはスプレー塗装においてエアレスチップ、フィルター、ストレーナー等の塗装機内でフレーク顔料がつまり塗装が中断してしまうという不具合があった。
【０００５】
一方、上記鉄鋼構造物の接合手段として高力ボルトによる接合が広く用いられており、その接合の大部分は摩擦接合であるため、大きな摩擦耐力が望まれ、摩擦継手の表面処理として使用されるジンクリッチペイントにも一定水準以上のすべり係数を保持することが求められていた。
【０００６】
本発明は、ミストコート工程を行なうことなく、バブルの発生を抑制し、しかも一定水準以上のすべり係数も確保し得る塗膜を形成できる無機質ジンクリッチペイントを提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意研究の結果、特定粒径の亜鉛末に特定の微粉末を併用することによって無機質ジンクリッチペイント塗膜内を緻密にし上記目的を達成できることを見出し本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、（Ａ）ケイ素系無機結合剤、（Ｂ）平均粒子径４〜４０μｍの亜鉛末、及び（Ｃ）平均粒子径４μｍ未満の亜鉛末を主成分とし、該（Ｂ）成分を乾燥塗膜中に６０〜９０重量％となるよう含有し、且つ該（Ｃ）成分を（Ｂ）成分１００重量部に対して１０〜３０重量部となるよう含有してなり、且つ得られる塗膜の空隙率が３０％以下であることを特徴とする無機質ジンクリッチペイントに関する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明のおいてケイ素系無機結合剤（Ａ）は、テトラアルコキシシリケ−ト、アルキルトリアルコキシシリケ−ト、ジアルキルジアルコキシシリケート、これらの部分縮合体及び／又はそれらを水及び酸触媒の存在下で縮合反応させた加水分解初期縮合物が使用でき、テトラアルコキシシリケ−トとしては、例えばテトラメトキシシリケ−ト、テトラエトキシシリケ−ト、テトラプロポキシシリケ−ト、テトライソプロポキシシリケ−ト、テトラブトキシシリケ−ト、テトライソブトキシシリケ−ト、エチルシリケ−ト４０（日本コルコ−ト社製）等が挙げられ、アルキルトリアルコキシシリケ−トとしては、例えばメチルトリメトキシシリケ−ト、メチルトリエトキシシリケ−ト、メチルトリプロポキシシリケ−ト、エチルトリメトキシシリケ−ト、エチルトリエトキシシリケ−ト等が挙げられ、ジアルキルジアルコキシシリケートとしては、例えばジメチルジメトキシシリケ−ト、ジメチルジエトキシシリケ−ト、ジエチルジメトキシシリケ−ト、ジエチルジエトキシシリケ−ト等が挙げられる。これらは単独でまたは２種以上混合して使用できる。また上記シリケ−ト類に水分散型コロイダルシリカ、溶剤分散型コロイダルシリカを併用してもよい。
【００１０】
また結合剤成分として、上記ケイ素系無機結合剤に必要に応じてケイ素以外の金属アルコキシド、金属コロイド、ポリビニルアルコ−ル樹脂などを混合して用いてもよい。
【００１１】
本発明において亜鉛末（Ｂ）としては、平均粒子径４〜４０μｍ、好ましくは８〜２０μｍの範囲内であれば特に制限なく使用できるが、特にほぼ球形状の粒子が好適である。該亜鉛末（Ｂ）の平均粒子径が４μｍ未満では接合部塗装時に摩擦耐力が十分得られず、４０μｍを超えると防食性が低下するので好ましくない。該亜鉛末（Ｂ）は、得られる乾燥塗膜中に、６０〜９０重量％、好ましくは８０〜９０重量％の範囲内で含有されることが好適である。該亜鉛末（Ｂ）の含有量が６０重量％未満では、得られる塗膜の防錆性が劣り、９０重量％を超えると塗膜が脆くなるので好ましくない。
【００１２】
本発明において（Ｃ）成分として平均粒子径４μｍ未満、好ましくは０．５〜３μｍの亜鉛末及び体質顔料から選ばれる少なくとも１種が配合される。該（Ｃ）成分の粒子径が４μｍ以上であると塗膜中の空隙が多くなり該塗膜の上層に形成した塗膜にバブルが発生するので好ましくない。該（Ｃ）成分として使用される体質顔料としては、平均粒子径４μｍ未満であれば特に制限なく使用できるが、例えばシリカ粉、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、タルク、カオリン、クレーから選ばれるものであることが望ましい。これらは1種又は２種以上併用することができる。
【００１３】
該（Ｃ）成分は、上記（Ｂ）成分１００重量部に対して１０〜３０重量部、好ましくは１５〜２５重量部となるよう含有される。該（Ｃ）成分の含有量が１０重量部未満では、塗膜中の空隙が多くなり該塗膜の上層に形成した塗膜にバブルが発生し、一方３０重量部を超えると高力ボルト接合時の摩擦耐力が低下するので好ましくない。
【００１４】
本発明では、さらに必要に応じて、上記以外の顔料成分として、平均粒子径４μｍ以上の体質顔料や、通常の防錆顔料及び着色顔料を塗膜の緻密性を損なわない程度に併用でき、防錆顔料及び着色顔料としては、例えば酸化チタン、リン化鉄、ＭＩＯ、シアナミド鉛、ジンククロメ−ト、リン酸亜鉛、リン酸カルシウム、メタホウ酸バリウム、モリブデン酸亜鉛、モリブデン酸アルミニウム、ベンガラ、シアニン系着色顔料、カ−ボンブラック、ルチル粉末、ジルコン粉末などが挙げられる。これら防錆顔料や着色顔料についても、通常、平均粒子径が４μｍ未満であることが、緻密な塗膜を形成する点から望ましい。
【００１５】
本発明の無機ジンクリッチペイントには、さらに必要に応じて有機溶剤、沈降防止剤、タレ止め剤、湿潤剤、反応促進剤、付着性付与剤などの通常の塗料用添加剤を適宜配合してもよい。
【００１６】
本発明の無機ジンクリッチペイントは、常法に従って調整でき、例えば結合剤成分を含む液状成分と亜鉛末を含む粉末成分とを別容器に保存し、使用直前に両者を混合することができる。
【００１７】
本発明の無機ジンクリッチペイントは、鋼板面に、乾燥膜厚で５０μｍ以上となるよう塗装されるものである。その塗装は、例えばエアスプレー、エアレススプレー、刷毛など従来公知の手段で行なうことができる。
【００１８】
本発明では、上記の通り得られる塗膜の空隙率が、３０％以下、好ましくは２５％以下であることが望ましい。該空隙率が３０％を超えると、塗膜の緻密性が低くなりバブルの発生を抑制することが困難となるので望ましくない。ここで、空隙率とは塗膜体積に対する空隙部分の体積の比率であり、以下の測定方法によって得られる値である。鋼板上に無機ジンクリッチペイントを固形分８８重量％となるように調整しスプレーにて乾燥膜厚で７５μｍとなるよう塗装し、室温（２０℃）にて７日間乾燥させ、得られた塗装鋼板の重量（Ｗ₀）を測定し、これをキシロールに１分間浸し引き上げ後、速やかに表面のキシロールを拭き取り、塗装鋼板の重量（Ｗ）を測定し、下記式によって算出する。尚、塗膜体積は塗装面積と乾燥膜厚の積である。
【００１９】
空隙率（％）＝{（Ｗ−Ｗ₀）／キシロールの比重}／塗膜体積×１００
【００２０】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。「部」及び「％」は、それぞれ「重量部」及び「重量％」を意味する。
【００２１】
ケイ素系無機結合剤の製造
製造例１
反応容器に「エチルシリケ−ト４０」（日本コルコ−ト社製）１００部、エタノール３０部及び水５部を入れ、４０℃に２時間保ちながら攪拌を継続し、イソプロパノールで希釈して結合剤（Ａ−１）（固形分４０％）を得た。
【００２２】
製造例２
容器に上記（Ａ−１）液１００部を入れ、さらに「ＶＢ２０００Ｌ」（ビニルブチラール樹脂、積水化学工業社製）をブタノールで希釈して固形分４０％としたもの２０部を加えて混合し、結合剤（Ａ−２）（固形分４０％）を得た。
【００２３】
無機ジンクリッチペイントの作成
実施例１〜６及び比較例１〜５
上記で得た結合剤に表１及び表２で示す各成分を配合して混合・攪拌し各無機ジンクリッチペイントを得た。表中の（注１）〜（注１２）は下記の通りである。得られた各無機ジンクリッチペイントについて下記性能試験に供した。結果を表１及び表２に併せて示す。
【００２４】
（注１）「特２」：堺化学工業社製、亜鉛末、平均粒子径１５．５μｍ
（注２）「ＭＣＳ」：三井金属化学工業社製、亜鉛末、平均粒子径８．１μｍ
（注３）「ＬＳ−５」：三井金属化学工業社製、亜鉛末、平均粒子径５．５μｍ
（注４）「ＬＳ−２」：三井金属化学工業社製、亜鉛末、平均粒子径３．５μｍ
（注5）「＃Ｆ」：堺化学工業社製、亜鉛末、平均粒子径３．８μｍ
（注６）「シリカ粉ＳＱ−ＰＬ２」：キンセイマテック社製、シリカ粉、平均粒子径０．８μｍ
（注7）「バリタＷ−２」：竹原化学社製、硫酸バリウム、平均粒子径２．５μｍ
（注８）「ミクロホワイト５０００Ｓ」：林化成社製、タルク、平均粒子径２．８μｍ
（注９）「シリカフラワー３２５」：竹原化学社製、シリカ、平均粒子径１４．８μｍ
（注１０）「バリタＣ−３００」：竹原化学社製、硫酸バリウム、平均粒子径１２．０μｍ
（注１１）「タンカルパウダーＰＫＳ」：林化成社製、平均粒子径９．０μｍ
（注１２）「ベントン２７」：ウィルバーエルス社製、タレ止め剤
試験方法
（＊１）空隙率：サンドペーパーで磨いた０．１×７０×１５０ｍｍの大きさの軟鋼板上に、各無機ジンクリッチペイントをイソプロパノールで５％希釈したものをスプレーにて乾燥膜厚で７５μｍとなるよう塗装し、室温（２０℃）にて７日間乾燥させ、得られた塗装鋼板の重量（Ｗ₀）を測定し、これをキシロールに１分間浸し引き上げ後、速やかに表面のキシロールを拭き取り、塗装鋼板の重量（Ｗ）を測定し、下記式によって算出した。
【００２５】
空隙率（％）＝{（Ｗ−Ｗ₀）／キシロールの比重}／塗膜体積×１００
（＊２）バブル抑止性：３．２×５００×５００ｍｍの大きさのサンドブラスト鋼板上に、各無機ジンクリッチペイントをイソプロパノールで５％希釈したものをスプレーにて乾燥膜厚で７５μｍとなるよう塗装し、室温にて７日間乾燥させた後、得られた塗膜上に、粘度１０ポイズで不揮発分６０％に希釈したエポキシ樹脂塗料をスプレーにて乾燥膜厚で６０μｍとなるよう塗装し、室温にて１日乾燥させて試験板を得た。このエポキシ塗膜上に発生する泡（バブル）とピンホールの数（５０ｃｍ²当たりの）を目視にて調べ下記基準で評価した（○：０個、△：１〜３個、×：４個以上）。
【００２６】
（＊３）すべり試験：ＪＨＳ４０９−１９９８（日本道路公団規格）の「高摩擦有機ジンクリッチペイントのすべり耐力試験」方法に準じて、各無機ジンクリッチペイントをイソプロパノールで５％希釈したものを被試験体に乾燥膜厚で７５μｍとなるよう塗装・乾燥させて、試験に供しボルト締め付け後の荷重に対するすべり点を確認し、ボルト軸力及びすべり荷重から所定の算出式に従ってすべり係数を算出した。すべり係数０．４以上を合格とする。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の無機ジンクリッチペイントによれば、ミストコート工程を行なうことなく、バブルの発生を抑制し、しかも一定水準以上のすべり係数も確保し得る塗膜を形成することができる。
【００２８】
【表１】

【００２９】
【表２】

Claims

（Ａ）ケイ素系無機結合剤、（Ｂ）平均粒子径４〜４０μｍの亜鉛末、及び（Ｃ）平均粒子径４μｍ未満の亜鉛末を主成分とし、該（Ｂ）成分を乾燥塗膜中に６０〜９０重量％となるよう含有し、且つ該（Ｃ）成分を（Ｂ）成分１００重量部に対して１０〜３０重量部となるよう含有してなり、且つ得られる塗膜の空隙率が３０％以下であることを特徴とする無機質ジンクリッチペイント。
さらに、シリカ粉、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、タルク、カオリン、クレーから選ばれる体質顔料を含有する請求項1記載の無機質ジンクリッチペイント。