JP6019257B1 - 素地調整剤組成物、当該組成物を用いた鋼材の塗装方法、及び塗装鋼材 - Google Patents

Abstract

【課題】鋼材の表面の錆層中に十分に浸透して錆を固定化でき、長期の防食性に優れ、乾燥性もよく、しかも有機溶剤も少なくて、作業性や環境保護の観点においても好ましい素地調整剤組成物を提供する。【解決手段】表面に錆を有する鋼材に塗布して使用され、(A)主剤及び(B)硬化剤を含有し、有機溶剤が20質量%以下である二液混合型素地調整剤組成物であり、主剤(A)は、温度２３℃における粘度が1〜5,000mPa・sであると共に、(A-1)温度23℃で液体状態であるビスフェノールA型エポキシ樹脂及び／又は温度23℃で液体状態であるビスフェノールF型エポキシ樹脂と、(A-2)温度23℃で液体状態であって、1分子内にグリシジル基を1以上有すると共に芳香族炭化水素環が1以下であるエポキシ化合物とを含有し、(A-1)成分が主剤(A)中20〜80質量%であり、(A-2)成分が(A-1)成分に対して5〜65質量%であることを特徴とする素地調整剤組成物である。【選択図】なし

Description

本発明は、鋼材の塗り替え塗装時の除錆処理等の素地調整が不要な、又はそれを軽減することが可能な素地調整剤組成物に関し、より詳しくは、有機溶剤の含有量が少なく、塗装作業性が良く、環境への負荷が少ない素地調整剤組成物に関する。

既設鋼構造物の塗り替え時期になると、通常鋼材表面には多くの赤錆が発生しており、そのような表面に単に塗料を塗り替え塗装しても、次第に塗膜にフクレや剥離が生じて、長期間の保護はできない。そのため、塗り替え塗装前には、ブラスト処理等の３種ケレン以上の物理的な除錆処理（素地調整）を行った後、塗料を塗装する必要があったが、このような物理的な素地調整では作業中に多量の粉塵や騒音が発生するため、作業環境や作業効率が非常に悪いという問題があった。そこで、このような物理的な素地調整を行なう代わりに、素地調整が不要な又はそれを軽減できる塗布型の素地調整剤を塗布する方法がいくつか提案されており、素地調整法の転換が図られている。

そして、このような素地調整剤を用いた方法としては、例えば、錆層中に存在する湿気を取り込んで凝集する湿気硬化型の樹脂を、防錆顔料や腐食性イオン(Cl^-、SO₄ ^2-等)固定化剤やカップリング剤と合わせて用いた素地調整剤により、錆を固定化して鋼材を不動態化させる方法（特許文献１、２）や、錆層中の水分により硬化する所定のエポキシ樹脂塗料を、ケチミン化合物（硬化剤）又はシランカップリング剤と共に用いた素地調整剤を用いる方法（特許文献３、４）が提案されている。ここで、通常、このような素地調整剤については、錆層に十分に浸透させるために一般塗料よりもかなり低い粘度とする必要があることから、これら特許文献１〜４の素地調整剤には、いずれもキシレン等の有機溶剤が多量に配合されており、そのため、塗装時には大気中に排出される有機溶剤量が多く、塗装作業者及び環境への負荷が大きいことが問題となっていた。しかも、これら特許文献１〜４の素地調整剤については、いずれも有機溶剤を除いた塗膜形成成分の粘度が非常に高く、前述の通り多量の有機溶剤を用いないと素地調整剤として使用できないものであった。

一方で、有機溶剤を殆ど用いることなく、低粘度のエポキシ樹脂を使用することにより、錆が残存する鋼材の表面に塗装して錆を硬化させることにも使用可能な塗料組成物も提案されている（特許文献５、６）。しかしながら、これら特許文献５及び６で提案されている塗料組成物は、主にスプレー塗装することを目的としたものであり、低粘度のエポキシ樹脂が選択されていることから塗膜物性、特に、防食性に劣るものであり、また、硬化剤としてケチミンを選択されていることから乾燥性に劣るものであった。
そのため、粘度が比較的低くて錆層中に十分に浸透して錆を固定化できると共に、長期の防食性、乾燥性もよく、しかも有機溶剤も少なくて作業性や環境保護の観点においても好ましい素地調整剤が望まれていた。

特開２００２−２８５３６２号公報 特開２００８−２６００１８号公報 特開昭６０−０７８６７２号公報 特開平０１−２５８７７号公報 特開２００１−１３１４６７号公報 特開２００２−１１４９４３号公報

そこで、本願の発明者らは、そのような素地調整剤について鋭意検討したところ、特定のエポキシ樹脂とエポキシ化合物とを所定の量的割合で混合して粘度を適正化した主剤とし、これを硬化剤と共に用いた二液混合型の素地調整剤組成物とすることにより、錆層中に十分に浸透させて錆を固定化できると共に、長期の防食性、乾燥性もよく、しかも有機溶剤も少なくて作業性や環境保護の観点においても好ましい素地調整剤組成物が得られることを見出して、本発明を完成した。

したがって、本発明の目的は、錆層中に十分に浸透させて錆を固定化できると共に、長期の防食性、乾燥性もよく、しかも有機溶剤も少なくて作業性や環境保護の観点においても好ましい素地調整剤組成物を提供することである。

また、本発明の他の目的は、表面に錆を有する鋼材に、このような素地調整剤を塗布すると共に、これに更に、アクリル樹脂系塗料、ウレタン樹脂系塗料、エポキシ樹脂系塗料、塩素化ポリオレフィン系塗料、シリコーン樹脂系塗料及びふっ素樹脂系塗料よりなる群から選択される少なくとも１種を含む塗料を塗布して鋼材の表面に塗膜を形成する、表面に錆を有する鋼材の塗装方法を提供することであり、更には、表面に錆を有する鋼材に、当該塗装が施された塗装鋼材を提供することである。

すなわち、本発明は、表面に錆を有する鋼材に塗布して使用され、主剤（Ａ）及び硬化剤（Ｂ）を含有し、且つ有機溶剤が２０質量％以下である二液混合型の素地調整剤組成物であり、
前記主剤（Ａ）は、温度２３℃における粘度が１〜５,０００ｍＰａ・ｓであると共に、（Ａ−１）温度２３℃で液体状態であるビスフェノールＡ型エポキシ樹脂及び／又は温度２３℃で液体状態であるビスフェノールＦ型エポキシ樹脂と、（Ａ−２）温度２３℃で液体状態であって、１分子内にグリシジル基を１以上有すると共に芳香族炭化水素環が１以下であるエポキシ樹脂用反応性希釈剤とを含有し、
前記（Ａ−１）成分の含有量が、前記主剤（Ａ）中２０〜８０質量％であり、また、前記（Ａ−２）成分の含有量が前記（Ａ−１）成分に対して５〜６５質量％であることを特徴とする素地調整剤組成物である。

また、本発明は、表面に錆を有する鋼材に、前記の素地調整剤組成物を塗装した後に、アクリル樹脂系塗料、ウレタン樹脂系塗料、塩素化ポリオレフィン系塗料、シリコーン樹脂系塗料及びふっ素樹脂系塗料よりなる群から選択される少なくとも１種を含む塗料を塗装して、鋼材の表面に塗膜を形成することを特徴とする表面に錆を有する鋼材の塗装方法である。

更に、本発明は、前記の素地調整剤組成物と、アクリル樹脂系塗料、ウレタン樹脂系塗料、エポキシ樹脂系塗料、塩素化ポリオレフィン系塗料、シリコーン樹脂系塗料及びふっ素樹脂系塗料よりなる群から選択される少なくとも１種を含む塗料とが、表面に錆を有する鋼材に順に塗装されてなる塗装鋼材である。

本発明における素地調整剤組成物によれば、錆層中に十分に浸透して錆を固定化できるため、長期の防食性に優れた塗膜を形成することができる。更に、本発明における素地調整剤組成物は、乾燥性もよく、しかも有機溶剤も少なくて、作業性や環境保護の観点においても非常に好ましい。

以下、本発明を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの記載に限定されるものではなく、以下の例示以外についても、本発明の主旨を損なわない範囲で適宜変更実施し得る。

本発明において、塗装の対象となる鋼材は、鉄鋼材料を素地としてこれを板・棒・管などに加工したものや構造物を含むものであり、例えば、道路、送電や通信用の鉄塔、橋梁、各種プラントなどを例示することができるが、これらに限定されるものではなく、また、鉄以外のその他の金属元素が含まれ得る。また、本発明における鋼材については、旧塗膜が除去された後に本発明の素地調整剤組成物が塗装されてもよく、旧塗膜を残したまま塗装されてもよい。ここで、本発明において「表面に錆を有する鋼材」とは、限定されるものではないが、水、酸素、塩化物イオン、硫酸イオンなどの腐食因子により表面が発錆した状態の前記鋼材に対して、前処理として、清掃程度の素地調整を行った鋼材のことを言う。具体的な前処理としては、ワイヤーブラシ、スコッチブライト（スリーエム社製商品名）等により劣化塗膜や浮き錆等の脆弱個所の除去を行うことや、或いは、層状錆やコブ錆等が発生した腐食の著しい個所がある場合は、これを動力研磨工具や手研磨工具にて除去するが、鋼材の表面に固着化した錆については除去する必要はない。また、素地調整とは、一般的には、塗装前に、鋼材の表面に発生した錆や、付着した油類、ほこり、ごみ、ヤニなどの汚れや、旧塗膜などを除去する処理を指し、具体的には、その作業内容・方法によって、１種ケレン（ブラスト法を用いて、さび、旧塗膜を全て除去し鋼材の表面を露出させる）、２種ケレン（動力工具と手工具を併用して、旧塗膜、さびを除去し鋼材の表面を露出させる）、３種ケレン（動力工具と手工具を併用して、健全な塗膜は残すが、それ以外の塗膜の割れ、膨れ、さびなどの不良部は除去する）、４種ケレン（動力工具と手工具を併用して、粉化物、汚れなどを除去する）が挙げられる。すなわち、本発明において、清掃程度の素地調整とは、限定はされないが、これらのうち、４種ケレン程度の処理に相当する。

本発明の素地調整剤組成物は、以下に述べる主剤（Ａ）及び硬化剤（Ｂ）を含む二液混合型の素地調整剤組成物であり、これを前述の錆を有する鋼材に塗布すると、錆層中によく浸透しながら主剤（Ａ）と硬化剤（Ｂ）とが反応して硬化することにより、鋼材表面に存在する錆層を固定化して鋼材表面の防食性を強化することができる。以下、主剤（Ａ）及び硬化剤（Ｂ）について、それぞれ具体的に説明する。

＜主剤（Ａ）＞
本発明の素地調整剤組成物に使用される主剤（Ａ）には、（Ａ−１）温度２３℃で液体状態であるビスフェノールＡ型エポキシ樹脂及び／又は温度２３℃で液体状態であるビスフェノールＦ型エポキシ樹脂と、（Ａ−２）温度２３℃で液体状態であって、１分子内にグリシジル基を１以上有すると共に芳香族炭化水素環が１以下であるエポキシ化合物とを含有する。ここで、温度２３℃で液体状態であるとは、常温で液体状態であることを示す特性であり、常温で固体である当該エポキシ樹脂及びエポキシ化合物を除く意図である。好ましくは低温状態においても液体状態であることがよく、より好ましくは、温度５℃において液体状態であるものがよい。

本発明における前記（Ａ−１）成分におけるビスフェノールＡ型エポキシ樹脂及びビスフェノールＦ型エポキシ樹脂は、いずれも１分子中に芳香族炭化水素環を２以上有するものが好ましく、より好ましくは、１分子中に芳香族炭化水素環を４以上有するものである。また、いずれのエポキシ樹脂も主鎖の繰り返し単位の数が、好ましくは１〜５、より好ましくは１〜３である。１分子中の芳香族炭化水素環の数が２未満であると、塗膜に十分な硬化性が得られるまでに要する時間が多くなるためである。

また、本発明におけるビスフェノールＡ型エポキシ樹脂及びビスフェノールＦ型エポキシ樹脂の重量平均分子量Ｍｗは、乾燥性又は作業性、錆層への浸透性の観点から、いずれも５０〜３，０００であることが好ましく、より好ましくは、１００〜１，０００である。Ｍｗが５０未満だと架橋して高分子量化するまでに時間を要し、乾燥性が劣る傾向があり、一方で、３,０００を超過すると分子量の増加に伴い粘度が上昇するため作業性が劣る傾向があるからである。また、エポキシ当量としては、塗膜の乾燥性及び防食性などの塗膜性能の観点から、いずれも５０〜１,０００ｇ／ｅｑであることが好ましく、より好ましくは、５０〜５００ｇ／ｅｑであり、さらに好ましくは１００〜３００ｇ／ｅｑである。なお、本発明において、当該（Ａ−１）成分中に前記ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂及び／又はビスフェノールＦ型エポキシ樹脂が複数混合される場合には、これらエポキシ樹脂の混合物の重量平均分子量Ｍｗ及びエポキシ当量を、それぞれ（Ａ−１）成分の重量平均分子量Ｍｗ及びエポキシ当量とする。

このような本発明におけるビスフェノールＡ型エポキシ樹脂としては、例えば、三菱化学（株）製のｊＥＲ８２５、ｊＥＲ８２７、ｊＥＲ８２８、アデカ(株)製のアデカレジンＥＰ−４１００、新日鉄住金化学(株)製のエポトートＹＤ−１２８等が挙げられ、また、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂としては、三菱化学（株）製のｊＥＲ８０６、ｊＥＲ８０６Ｈ、ｊＥＲ８０７、ＤＩＣ(株)製のＥＰＩＣＬＯＮ８３０、ＥＰＩＣＬＯＮ８３５等が挙げられる。これらのビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を、それぞれ単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いることもできる。２種以上を混合して用いる場合には、１分子の分子鎖（繰り返し単位）の異なる複数のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂又はビスフェノールＦ型エポキシ樹脂をそれぞれ混合してもよく、或いは、前記複数のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂及び複数のビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を、本発明の目的の範囲内で、任意に混合することもできる。

また、本発明における前記（Ａ−１）成分は、錆層への浸透性の観点並びに乾燥性及び防食性などの塗膜性能を両立できるようにするとの観点から、温度２３℃における粘度が、１，５００〜９０，０００ｍＰａ・ｓであることが好ましく、より好ましくは、５，０００〜２０，０００ｍＰａ・ｓである。

なお、本発明における主剤（Ａ）においては、前述の（Ａ−１）成分であるビスフェノールＡ型エポキシ樹脂及び／又はビスフェノールＦ型エポキシ樹脂以外にも、本発明の目的の範囲内において、その他の樹脂成分が含まれることが排除されるものではなく、本発明の（Ａ−１）成分や（Ａ−２）成分とは反応性を持たないような樹脂成分、例えば、アクリル樹脂などを含むこともできる。

本発明における前記（Ａ−２）成分は、前述の（Ａ−１）に対して相溶性が良く、前記（Ａ−１）成分の粘度を低下させる希釈剤として用いられるものであるが、１分子内にグリシジル基を１以上有することにより、硬化剤と反応し得るものである。１分子内のグリシジル基の数が２以上であるものが、硬化剤との架橋反応の観点において好ましい。

また、前記（Ａ−２）成分は、１分子内に芳香族炭化水素環が１以下である必要がある。当該芳香族炭化水素環の数が１より大きくなると、粘度が上昇することにより、素地調整剤組成物の粘度が上昇し、錆層への浸透性が低下するため好ましくないからである。当該（Ａ−２）成分としての好ましい粘度としては、１〜１００ｍＰａ・ｓであることが好ましく、より好ましくは１〜５０ｍＰａ・ｓである。

また、前記（Ａ−２）成分は、その重量平均分子量Ｍｗは、錆層への浸透性の観点から、５０〜３,０００であることが好ましく、より好ましくは、１００〜１,０００である。また、Ｍｗが５０未満だと架橋して高分子量化するまでに時間を要し、乾燥性が劣る傾向があり、一方で、３,０００を超過すると分子量の増加に伴い粘度が上昇するため作業性が劣る傾向もある。また、エポキシ当量としては、乾燥性、作業性、防食性などの塗膜性能の観点から、５０〜１,０００ｇ／ｅｑであることが好ましく、より好ましくは、５０〜５００ｇ／ｅｑ、さらに好ましくは１００〜３００ｇ／ｅｑである。

このような（Ａ−２）成分としては、例えば、エポキシ樹脂用反応性希釈剤を挙げることができ、具体的な製品名としては、新日鉄住金化学(株)製ネオトートＳ、三菱化学（株）製のＹＥＤ１１１Ｎ、 ＹＥＤ１１１ＡＮ、ＹＥＤ１２２、ＹＥＤ１８８、ＹＥＤ２１６Ｍ、ＹＥＤ２１６Ｄ等を挙げることができる。

そして、本発明の主剤（Ａ）としては、このような（Ａ−１）成分と（Ａ−２）成分とを含有するが、前記（Ａ−１）成分の含有量は、主剤（Ａ）中に２０〜８０質量％とする。前記（Ａ−１）成分の含有量が、主剤（Ａ）中２０質量％未満であると、乾燥性や防食性などの塗膜性能に劣り、反対に、８０質量％より大きくなると、粘度が高くなりやすく錆層への浸透性が劣るからである。好ましくは、乾燥性、防食性などの塗膜性能、錆層への浸透性の観点から、３５〜７０質量％とすることがよく、より好ましくは、４０〜６０質量％とすることがよい。

また、前記（Ａ−２）の含有量については、前記（Ａ−１）成分に対して、５〜６５質量％とする。（Ａ−２）成分の含有量が（Ａ−１）成分に対して５質量％未満であると、粘度が高くなりやすく、錆面への浸透性が劣るからであり、反対に、６５質量％よりも大きくなると、塗膜に十分な硬化性が得られるまでに要する時間が多くなり、乾燥性に劣るからである。好ましくは、（Ａ−１）成分に対して、１５〜５０質量％とすることがよく、より好ましくは２０〜４０質量％とすることがよい。

そして、本発明における主剤（Ａ）は、このような組成を有することにより、粘度が１〜５,０００ｍＰａ・ｓとする必要がある。粘度が１ｍＰａ・ｓよりも低い場合には、特に垂直面などの塗装の際において液ダレが生じるため塗装作業性が劣り、反対に、５，０００ｍＰａ・ｓよりも大きい場合には、錆層中に十分に浸透させて錆を固定化することが困難となるからである。好ましい主剤（Ａ）の粘度は、１，０００〜３，５００ｍＰａ・ｓである。

なお、本発明における主剤（Ａ）中には、更に、有機溶剤を含んでもよい。有機溶剤としては、公知のものが使用でき、例えば、キシレン、トルエンなどの芳香炭化水素類、ノルマルヘキサンなどの脂肪族炭化水素、ミネラルスピリット、石油ナフサなどの脂肪族または芳香族炭化水素類の混合物、メタノール、エタノール、プロピルアルコールなどのアルコール類が挙げられ、１種単独で、又は２種以上を混合して用いることができる。主剤（Ａ）中の有機溶剤の含有量は、作業環境及び環境保護の観点から、２０質量％以下であることが好ましく、主剤（Ａ）の粘度が前述の範囲である場合には、より好ましくは無溶剤とすることである。

また、本発明の素地調整剤組成物において、主剤（Ａ）中には、鋼材の発錆をより効果的に防止するために、更に、（Ｃ）防錆顔料を含むことが好ましい。（Ｃ）防錆顔料としては、公知のものが使用できるが、例えば、リン酸アルミニウムや、縮合リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛、亜リン酸アルミニウム、亜リン酸亜鉛、亜リン酸カルシウム、亜リン酸亜鉛ストロンチウム等の（亜）リン酸塩、モリブデン酸亜鉛や、モリブデン酸カルシウム、モリブデン酸マンガン等のモリブデン酸塩；その他ステアリン酸や、タンニン酸、クエン酸、イタコン酸、硼酸、タングステン酸等の各種酸の金属塩などが挙げられる。主剤（Ａ）中における当該（Ｃ）防錆顔料の含有量は、０〜３０質量％が好ましく、より好ましくは５〜２０質量％とする。

また、本発明の素地調整剤組成物において、主剤（Ａ）中には、鋼材における錆層と鉄素地との界面に存在するCl^-やSO₄ ^2-などの腐食性イオンを捕集すると共に化学反応し、水不溶性の複塩として固定化して不活性化するための（Ｄ）腐食性イオン固定化剤を、更に、含むことが好ましい。このような（Ｄ）腐食性イオン固定化剤としては、公知のものが使用できるが、代表的には、ハイドロカルマイトや、ハイドロタルサイト等が挙げられる。主剤（Ａ）中における当該（Ｄ）腐食性イオン固定化剤の含有量は、０〜２５質量％が好ましく、より好ましくは５〜１５質量％とする。

また、本発明の素地調整剤組成物において、主剤（Ａ）中には、錆層への濡れ性や含浸性を向上させ、また、その上に塗装する塗料との密着性を向上させるための（Ｅ）シランカップリング剤を、更に、含むことが好ましい。このような（Ｅ）シランカップリング剤としては、公知のものが使用できるが、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランや、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。主剤（Ａ）中における当該（Ｅ）シランカップリング剤の含有量は、０〜３０質量％が好ましく、より好ましくは５〜２０質量％とする。

なお、前記（Ｃ）〜（Ｅ）成分については、前記主剤（Ａ）中に、１種単独で添加してもよく、又は２種以上を添加することもでき、それぞれ、本発明の目的の範囲内で、適宜選択して添加されることが好ましい。

更に、本発明の素地調整剤組成物において、主剤（Ａ）中には、本発明の目的の範囲内で、必要応じて、上記以外の体質顔料、着色顔料、顔料分散剤、表面調整剤、ダレ止め剤、消泡剤などの添加剤を更に含むことができる。

＜硬化剤（Ｂ）＞
本発明における硬化剤（Ｂ）中の硬化剤成分としては、脂肪族ポリアミン類、ポリアミドアミン類、ポリメルカプタン、芳香族ポリアミン類、酸無水物、ノボラック樹脂、ジシアンジアミド、エポクロルヒドリンなどが含まれ、前記の主剤（Ａ）と反応して硬化膜を形成するものであれば特に限定されるものではないが、常温での使用が可能の観点から、好ましくは、脂肪族ポリアミン類、ポリアミドアミン類が挙げられ、また、これら脂肪族ポリアミン類又はポリアミドアミン類を、それぞれエポキシ樹脂と反応させて得られるエポキシアダクト変性物のアミン系樹脂を使用することもできる。これらのアミン系樹脂は１種単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。

脂肪族ポリアミン類としては、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ブチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ペンタエチレンヘキサミン、及びこれらの変性ポリアミン等が挙げられる。芳香族ポリアミン類としては、フェニレンジアミン、キシリレンジアミン及びこの変性ポリアミン等が挙げられる。ポリアミドアミン類としては、ダイマー酸（不飽和脂肪酸の重合物）またはその他のポリカルボン酸類とポリアミン類とを反応させることで得られるポリアミドアミン等の生成物及びこの変性ポリアミドアミン等が挙げられる。ポリメルカプタンとしては、エチレンジチオール、１，４−ブタンジチオール、１，６−ヘキサンジチオール、酸無水物としては、４-メチルヘキサヒドロフタル酸無水物が挙げられる。具体的な製品名としては、(株)Ｔ＆Ｋ ＴＯＫＡ製フジキュアーＦＸＪ８３８Ｂ、フジキュアーＦＸＲ−１０２０、トーマイド２４５ＨＳ、エアープロダクツ(株)製アンカマイド５０６、アンカマイド５０３、サンマイド＃５５０Ｍなどを挙げることができる。

このような硬化剤（Ｂ）中における前記硬化剤成分の含有量としては、特に限定されず、前記主剤（Ａ）中のエポキシ樹脂及びエポキシ化合物と反応して、十分な硬化が達成できるように適宜調節されることが好ましい。

なお、本発明における硬化剤（Ｂ）中には、更に、有機溶剤を含んでもよい。有機溶剤としては、公知のものが使用でき、例えば、キシレン、トルエンなどの芳香炭化水素類、ノルマルヘキサンなどの脂肪族炭化水素、ミネラルスピリット、石油ナフサなどの脂肪族または芳香族炭化水素類の混合物、メタノール、エタノール、プロピルアルコールなどのアルコール類が挙げられ、１種単独で、又は２種以上を混合して用いることができる。硬化剤（Ｂ）中における有機溶剤の含有量は、作業環境及び環境保護の観点から、２０質量％以下であることが好ましく、硬化剤の粘度が前述の範囲である場合には、より好ましくは無溶剤とすることである。

そして、本発明における硬化剤（Ｂ）は、本発明の素地調整剤組成物の粘度を所定の範囲とするため、及び錆層中に十分に浸透させる観点から、その粘度が１〜５,０００ｍＰａ・ｓであることが好ましく、より好ましくは５００〜３,５００ｍＰａ・ｓとなるようにする。

本発明の素地調整剤組成物は、好ましくは、塗膜を十分に硬化させる観点から、主剤（Ａ）に含まれる前記（Ａ−１）及び（Ａ−２）成分由来のエポキシ基のエポキシ当量と、硬化剤（Ｂ）に含まれる活性水素当量との当量比（活性水素／エポキシ）が、０．６〜１．０の範囲となることが好ましく、より好ましくは、当該当量比が０．７〜１．０となることがよく、さらに好ましくは０．７〜０．９となることがよい。

また、本発明の素地調整剤組成物においては、前記主剤（Ａ）と硬化剤（Ｂ）とを混合した際の有機溶剤の含有量は、組成物中２０質量％以下とすることが、作業環境及び環境保護の観点において好ましく、より好ましくは１０質量％以下、最も好ましくは、当該素地調整剤組成物の粘度が前記の範囲を満足して錆層中に十分に浸透させることができるのであれば、無溶剤とする。なお、本発明において、無溶剤とは、前述の記載においても同様であるが、素地調整剤組成物の調製に際して不可避的に混入されてしまう極微量の有機溶剤や水分などを排除する意図ではない。

このようにして調製された本発明の素地調整剤組成物は、前述の通り、錆を有する鋼材に塗布する場合、前処理として、劣化塗膜や浮き錆等の脆弱個所をワイヤーブラシ、スコッチブライト（スリーエム社製商品名）等で除去し、また、層状錆やコブ錆等の発生した腐食の著しい個所がある場合には、動力研磨工具や手研磨工具にて除去する。ただし、固着化した錆は除去する必要はない。塗装方法としては、刷毛、ローラー、スプレーなどによることができ、このうち、作業性や塗料の飛散の観点から、刷毛、ローラーが好ましく使用される。塗布量としては、固形分換算で０．０３〜０．２ｋｇ/ｍ^２程度塗布し、自然乾燥させる。また、素地調整剤組成物を塗装する際の塗装時の粘度は、１〜５,０００ｍＰａ・ｓ（温度２３℃）とすることが、錆層中に十分に浸透させる観点において好ましく、塗装時の粘度を１,０００〜３,５００ｍＰａ・ｓ（温度２３℃）とすることがより好ましい。本発明において、前記主剤（Ａ）及び硬化剤（Ｂ）を混合して素地調整剤組成物とした後の粘度は、１〜５,０００ｍＰａ・ｓ（温度２３℃）を３時間以上維持することが好ましく、より好ましくは５時間以上である。

上記のように塗装した本発明の素地調整剤組成物は、常温乾燥が可能である。ここで、常温とは、塗装が行なわれる環境の大気温度により異なるが、通常は２３℃を指し、強制的な加熱や冷却などの温度操作を行なわないことを指す。本発明の素地調整剤組成物については、温度５〜３５℃の環境下で塗装されることが好ましい。

本発明の素地調整剤組成物は、上記塗装の際には、錆層中に十分に浸透させることが好ましいが、その浸透性の指標としては、断面観察があり、例えば、本発明の素地調整剤組成物を塗装した錆鋼板断面の元素分布状態を電子線マイクロアナライザーによる方法で測定できる。

本発明において、前記の素地調整剤組成物を、表面に錆を有する鋼材に塗装して塗膜を形成した後は、これに重ねて、アクリル樹脂系塗料、ウレタン樹脂系塗料、エポキシ樹脂系塗料、塩素化ポリオレフィン系塗料、シリコーン樹脂系塗料及びふっ素樹脂系塗料よりなる群から選択される少なくとも１種を含む塗料を、好ましくは１〜４回塗装して、塗膜を形成することが好ましい。素地調整剤組成物に重ねて塗装する前記の塗料については、塗料により適宜選択されるものであり限定されないが、好ましくは、形成する塗膜厚の合計は５５μｍ以上とすることがよい。重ねて塗装する当該塗料の乾燥方法は、常温乾燥とすることが挙げられ、乾燥後の塗膜の物性としては、耐候性、耐水性、付着性、耐アルカリ性、耐屈曲性、耐酸性などが求められる。重ねて塗装する際に用いる塗料は、下塗り塗料であればＪＩＳ Ｋ５５５１（構造物用さび止めペイント）、中塗り塗料であればＪＩＳ Ｋ５６５９（鋼構造物用耐候性塗料 中塗り）、上塗り塗料であればＪＩＳ Ｋ５６５９（鋼構造物用耐候性塗料 上塗り）の規定を満たす塗料であることが好ましい。

以下に、本発明の素地調整剤組成物について、実施例及び比較例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例及び比較例に限定されるものではない。なお、実施例、比較例における「部」、「％」はとくに断らない限り質量を基準とする。

［実施例１〜３２及び比較例１〜１３］
先ず、表１〜３に示す配合のように、主剤（Ａ）及び硬化剤（Ｂ）をそれぞれ準備した。主剤（Ａ）及び硬化剤（Ｂ）のそれぞれについて、後述の方法で粘度を測定した。

［試験方法、評価］
キシレンで脱脂、洗浄した寸法１５０×７０×１．６ｍｍの磨き軟鋼板に対しその片面半分（７５×７０ｍｍ）に、ＪＩＳ Ｋ５６２１（一般さび止めペイント）２種[「グリーンボーセイ建築用」〔大日本塗料（株）製商品名〕]を２回塗りし、次いで、ＪＩＳ Ｋ５５１６（合成樹脂調合ペイント）２種中塗り用[「タイコーマリン中塗」〔大日本塗料（株）製商品名〕]を１回塗りし、最後に、ＪＩＳ Ｋ５５１６（合成樹脂調合ペイント）２種上塗り用[「タイコーマリン上塗」〔大日本塗料（株）製商品名〕]を１回塗りして、試験用塗板を得た。このようにして形成された塗膜を、以下「旧塗膜」という。

得られた試験用塗板を屋外に１２ケ月間曝露し、発錆させた。なお、曝露６ケ月間経過後に食塩をＣｌ量に換算して５００ｍｇ／ｍ²となるよう塗布した。このようにして得られた発錆塗板の表面を、以下の塗装仕様で塗布した。

＜前処理＞
発錆塗板表面の付着物、脆弱錆のみをスコッチブライト（スリーエム社製商品名）により除去した。

＜素地調整剤組成物の塗布＞
準備した主剤（Ａ）及び硬化剤（Ｂ）をそれぞれ表１〜３の組成の通り混合して実施例１〜３２及び比較例１〜１３に係る素地調整剤組成物とし、これを前記前処理後の発錆塗板の表面に、塗布量０．１０ｋｇ／ｍ^２となるように刷毛で塗布し、温度２３℃の環境下で１日間自然乾燥させた。なお、実施例１〜３２に係る素地調整剤組成物の塗装時の粘度は、いずれも５,０００ｍＰａ・ｓ以下であった。
臭気、塗装作業性、錆への浸透性、乾燥性を後述方法によりそれぞれ評価した。

＜下塗塗料塗布＞
前記の通りに素地調整剤組成物を塗布した後、下塗塗料として変性エポキシ樹脂塗料弱溶剤型[「エポオールスマイル」〔大日本塗料（株）製商品名〕]を、塗布量０．２２ｋｇ／ｍ^２となるようにエアスプレーで塗布し、温度２３℃の環境下で１日間自然乾燥させた。

＜中塗塗料塗布＞
前記下塗塗料の塗布後、中塗塗料としてふっ素樹脂塗料用中塗塗料[「Ｖフロン100#スマイル中塗」〔大日本塗料（株）製商品名〕]を、塗布量０．１６ｋｇ／ｍ^２となるようにエアスプレーで塗布し、温度２３℃の環境下で１日間自然乾燥させた。

＜上塗塗料塗布＞
前記中塗塗料の塗布後、ふっ素樹脂塗料用上塗塗料[「Ｖフロン100#スマイル上塗」〔大日本塗料（株）製商品名〕]を、塗布量０．１５ｋｇ／ｍ^２となるようにエアスプレーで塗布し、温度２３℃の環境下で１日間自然乾燥させた。

次いで、前記上塗塗料の塗布後の塗板を、２３℃、５０％ＲＨの条件下で７日間養生した。このようにして得られた複数の試験塗板について、後述の方法により防食性を評価した。

表１〜３中における、注１）〜注１１）は以下の通りである。
＜（Ａ−１）成分＞
注１）：ｊＥＲ８２８；「エピコート８２８」、三菱化学（株）製、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、エポキシ当量１８４〜１９４ｇ／ｅｑ、Ｍｗ＝４８０、粘度（２３℃）１４,０００ｍＰａ・ｓ
注２）：ｊＥＲ８０７；「エピコート８０７」、三菱化学（株）製、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、エポキシ当量１６０〜１７５ｇ／ｅｑ、Ｍｗ＝３５０、粘度（２３℃）５,０００ｍＰａ・ｓ
注３）：１００１Ｘ７０；「エピコート１００１×７０」三菱化学（株）製、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、キシレン３０％希釈品、エポキシ当量４５０〜５００ｇ／ｅｑ、Ｍｗ＝１,０００、粘度（２３℃）９０,０００ｍＰａ・ｓ
注４）：ｊＥＲ１５２；「エピコート１５２」、三菱化学（株）製、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量１７２〜１７８ｇ／ｅｑ、粘度（２３℃）３,０００ｍＰａ・ｓ

＜（Ａ−２）成分＞
注５）：ヘロキシルＷＣ−６８：ＰＴＩジャパン（株）製、グリシジル基含有エポキシ化合物、エポキシ当量１７５〜１８５ｇ／ｅｑ、Ｍｗ＝８００、粘度（２３℃）１６ｍＰａ・ｓ
注６）：ネオトートＳ；東都化成（株）製、グリシジル基含有エポキシ化合物、エポキシ当量２４０〜２５０ｇ／ｅｑ、Ｍｗ＝２４０、粘度（２３℃）１０ｍＰａ・ｓ

＜（Ｃ）成分＞
注７）：Ｋホワイト＃９４；テイカ（株）製、リン酸アルミニウム系防錆顔料

＜（Ｄ）成分＞
注８）：ソルカットＣ；日本化学工業（株）製、腐食性イオン固定化剤

＜（Ｅ）成分＞
注９）：ＫＢＭ４０３；信越シリコーン（株）製、シランカップリング剤

＜（Ｂ）硬化剤＞
注１０）：フジキュアーＦＸＪ８３８Ｂ；Ｔ＆Ｋ ＴＯＫＡ社製、硬化剤、変性脂肪族ポリアミン、活性水素当量１０５ｇ／ｅｑ、粘度（２３℃）１,６００ｍＰａ・ｓ
注１１）：アンカマイド３５０Ａ；エアープロダクツ社製、硬化剤、変性脂肪族ポリアミン、活性水素当量１００ｇ／ｅｑ、粘度（２３℃）１２,０００ｍＰａ・ｓ

各評価方法は、以下に示す通りである。
＜粘度＞
Ｂ型粘度計〔東京計器（株）製〕を用いて測定した。測定条件を以下に示す。
・温度：２３℃
・ローター：Ｎｏ．３
・回転数：１２ｒｐｍ

＜臭気＞
塗装時の臭気を、塗装作業者が感じた溶剤臭の有無、不快感から定性評価した。
◎：臭気を感じず、塗装時の不快感がない。
○：臭気を感じるが、塗装時の不快感はない。
△：臭気があり、塗装時に少しばかり不快を感じる。
×：臭気が強く、塗装時に大きな不快を感じる。

＜塗装作業性＞
塗装時の塗装作業性を、以下の評価基準より定性評価した。
◎：素地調整剤組成物の伸びが非常に良く、塗装が容易にできる。
○：素地調整剤組成物の伸びが良く、問題なく塗装できる。
△：素地調整剤組成物の伸びがやや悪く、塗装時に時折刷毛がひっかかることがある。
×：素地調整剤組成物の伸びが非常に悪く、塗装時に刷毛がひっかかって塗装に困難を感じる。

＜さびへの浸透性＞
素地調整剤組成物を塗装して7日間室温で乾燥させた塗板断面の元素（炭素と鉄）分布の状態を、電子線マイクロアナライザー〔（株）島津製作所製ＥＰＭＡ−１７２０〕で測定し、さび層（層厚み：１００μｍ）への浸透深さを測定して以下の評価基準で評価した。
◎：さびへの浸透性が非常に高く、塗装した素地調整剤組成物がさび層の表面から１００μｍ程度浸透する。
○：さびへの浸透性が高く、塗装した素地調整剤組成物がさび層の表面から５０μｍ程度浸透する。
△：さびに浸透するが、塗装した素地調整剤組成物がさび層の表面から２０μｍ程度浸透する。
×：さびへの浸透性が悪く、素地調整剤組成物の大部分がさび層の表面で硬化する。

＜乾燥性＞
乾燥性については、塗装後の硬化過程における半硬化乾燥の程度で判定した。
◎：半硬化乾燥１２時間半以内
○：半硬化乾燥１６時間以内
△：半硬化乾燥２４時間以内
×：半硬化乾燥２４時間超過

＜防食性＞
ＪＩＳ Ｋ５６７４のサイクル腐食性に基づいて防食性を評価した。
◎：フクレ、錆発生なし
○：クロスカット部に幅２mm以内のフクレ、錆発生あり
クロスカット部以外にフクレ、錆発生数点あり
△：クロスカット部に幅２〜５mmのフクレ、錆発生あり
クロスカット部以外に１０％以下のフクレ、錆発生あり
×：クロスカット部に幅５mmを超えるフクレ、錆発生あり
クロスカット部以外に１０％越えるフクレ、錆発生あり

Claims (11)

1. 表面に錆を有する鋼材に塗布して使用され、主剤（Ａ）及び硬化剤（Ｂ）を含有し、且つ有機溶剤が２０質量％以下である二液混合型の素地調整剤組成物であり、
   前記主剤（Ａ）は、温度２３℃における粘度が１〜５,０００ｍＰａ・ｓであると共に、（Ａ−１）温度２３℃で液体状態であるビスフェノールＡ型エポキシ樹脂及び／又は温度２３℃で液体状態であるビスフェノールＦ型エポキシ樹脂と、（Ａ−２）温度２３℃で液体状態であって、１分子内にグリシジル基を１以上有すると共に芳香族炭化水素環が１以下であるエポキシ樹脂用反応性希釈剤とを含有し、
   前記（Ａ−１）成分の含有量が、前記主剤（Ａ）中２０〜８０質量％であり、また、前記（Ａ−２）成分の含有量が前記（Ａ−１）成分に対して５〜６５質量％であることを特徴とする素地調整剤組成物。
2. 前記（Ａ−１）成分は、温度２３℃における粘度が１，５００〜９０，０００ｍＰａ・ｓであることを特徴とする請求項１に記載の素地調整剤組成物。
3. 前記主剤（Ａ）は、さらに（Ｃ）防錆顔料を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の素地調整剤組成物。
4. 前記主剤（Ａ）は、さらに（Ｄ）腐食性イオン固定化剤を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の素地調整剤組成物。
5. 前記主剤（Ａ）は、さらに（Ｅ）シランカップリング剤を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の素地調整剤組成物。
6. 前記（Ａ−１）成分及び／又は前記（Ａ−２）成分は、エポキシ当量が５０〜１,０００ｇ／ｅｑであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の素地調整剤組成物。
7. 前記（Ａ−１）成分及び／又は前記（Ａ−２）成分は、重量平均分子量が５０〜３,０００であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の素地調整剤組成物。
8. 前記硬化剤（Ｂ）における活性水素当量と、前記（Ａ−１）成分及び前記（Ａ−２）成分のエポキシ当量との比（活性水素当量／エポキシ当量）が０．６〜１．０であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の素地調整剤組成物。
9. 前記硬化剤（Ｂ）は、脂肪族ポリアミン類、ポリアミドアミン類、前記脂肪族ポリアミン類のエポキシ樹脂アダクト変性物、及び前記ポリアミドアミン類のエポキシ樹脂アダクト変性物よりなる群から選択される少なくとも１種のアミン系樹脂を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の素地調整剤組成物。
10. 表面に錆を有する鋼材に、請求項１〜９のいずれか１項に記載の素地調整剤組成物を塗装した後に、アクリル樹脂系塗料、ウレタン樹脂系塗料、エポキシ樹脂系塗料、塩素化ポリオレフィン系塗料、シリコーン樹脂系塗料及びふっ素樹脂系塗料よりなる群から選択される少なくとも１種を含む塗料を塗装して、鋼材の表面に塗膜を形成することを特徴とする表面に錆を有する鋼材の塗装方法。
11. 請求項１〜９のいずれかに記載の素地調整剤組成物と、アクリル樹脂系塗料、ウレタン樹脂系塗料、エポキシ樹脂系塗料、塩素化ポリオレフィン系塗料、シリコーン樹脂系塗料及びふっ素樹脂系塗料よりなる群から選択される少なくとも１種を含む塗料とが、表面に錆を有する鋼材に順に塗装されてなる塗装鋼材。