JPH0347671B2

JPH0347671B2 -

Info

Publication number: JPH0347671B2
Application number: JP62111435A
Authority: JP
Inventors: Teruo Takamatsu; Kazuyuki Suzuki; Masaaki Uehara; Sohei Yoshida; Hiroshi Kido; Kazuhiro Masunaga
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd; Nippon Steel Corp
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd; Nippon Steel Corp
Priority date: 1987-05-07
Filing date: 1987-05-07
Publication date: 1991-07-22
Also published as: JPS63275676A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は上水道用設備に使用される内面塗装鋼
管に関する。更に詳しくは、耐水性に優れ、密着
性、耐衝撃性にも優れており、水質に対しても何
等の影響を与えない上水道用内面塗装鋼管に関す
る。〔従来の技術〕従来、ウレタン樹脂は塗膜形成樹脂として優れ
ている事は知られている。しかし耐水性が劣ると
いう弱点を有していた。この耐水性を強化するた
め上水道用の鋼管の他、下水道用鋼管にもタール
ウレタン樹脂塗料、タールエポキシ樹脂塗料を塗
装した鋼管が使用されて来た。これらの鋼管は耐
水性に優れ、密着性、耐衝撃性にも優れており、
長期間にわたり使用されて来ており、使用実績も
蓄積されている。しかし近時タールを含まない新
しいタイプの塗料により内面塗装した上水道用鋼
管の開発が望まれている。該タールウレタン樹脂塗料中のタールは、塗膜
に耐水性を付与すると共に、柔軟性、可塑性、素
地との密着性を付与する塗料改質材としての作用
を有している。このような改質材でタールを含ま
ないものとして特公昭58−25348号公報、特公昭
58−46134号公報、特開昭55−36263号公報に記載
されたものが知られている。これら公報に記載さ
れたものはイソプロペニルトルエンを含むモノマ
ーの液状低重合物である。これは他の目的用の塗
料に配合して使用するとすぐれた改質材ではある
が、上水道用に使用する場合には、後記の通り問
題がある。鱗片状顔料を塗料配合顔料として使用すること
も知られている。特に耐磨耗性を要求されるスラ
リー輸送配管の内面塗装用として用いられてい
る。しかしスラリー等の全くない上水道用内面塗
装鋼管に本発明の塗料改質材との結合において用
いられたことはない。〔発明が解決しようとする問題点〕本発明の目的は、従来上水道用の鋼管に広く使
用されて来たタールウレタン樹脂塗装鋼管、ター
ルエポキシ樹脂塗装鋼管に替わつて、ウレタン樹
脂塗装鋼管、エポキシ樹脂塗装鋼管の耐水性に弱
いという問題点を解決して耐水性を強化し、素地
との密着性を強め、塗膜に可塑性、柔軟性を与
え、しかもタールの含まない改質材を開発し、こ
の改質材を含んだ塗料を内面に塗装した鋼管を提
供することにある。塗膜に可撓性、柔軟性を与えるために、塗料成
分に可塑性を配合する手段もあるが、一般に可塑
剤は低分子物質で、水に溶出して、水質を損う問
題点を有しており、好ましくない。水質特性を害
しない成分としては高分子の物質を使用せざるを
得ないが、今度は塗膜に可撓性を付与できないと
いう問題点を生ずる。ゴム等の脂肪族系の炭素原
子が鎖状の構造を有している物質を使用すること
も考えられるが、これ等はウレタン樹脂と相溶し
ないという問題点を有していた。クマロン樹脂、石油樹脂は、水に溶解せず、耐
水性に優れており、しかも高分子と低分子との中
間程度の分子量を有する樹脂であり、前記目的に
適合しているが、従来油性塗料、アルキツド樹脂
塗料との相溶性を付与した程度の改質樹脂は得ら
れていたが、この改質樹脂もウレタン樹脂との相
溶性はよくないという問題点があつた。前記のイソプロペニルトルエンの液状低重合物
を改質材とすると、水溶解試験で過マンガン酸カ
リ消費量、味、臭気の点で好ましくないという問
題点があつた。また塗膜に可撓性、柔軟性を与え
る改質材を配合すると、塗膜の凝集力、引張強
度、伸びが低下してくるという問題点も生じてく
る。上水道用内面塗装鋼管の塗膜の試験であつて、
長期耐久性の指標として後記の温度勾配試験と水
蒸気透過度試験があるが、塗膜への本発明の改質
材の配合が少なすぎてもも、多すぎても該試験に
合格しないという問題点も生じて来た。通常、塗料には体質顔料が添加されるが、この
顔料の配合割合が低すぎると温度勾配試験、水蒸
気透過度試験共に合格せず、多すぎると水蒸気透
過度試験結果が悪くなるという問題点も生じて来
た。従つて、本発明の目的は、塗膜の架橋樹脂成分
と改質材、体質顔料の配合割合を調整して、総合
的に防食性、密着性、耐薬品性、水質適性、耐候
性、成分同志の相溶性、温度勾配試験適性、水蒸
気透過度試験特性、衝撃試験適正等の要求に適合
する塗膜を有する上水道用内面塗装鋼管を提供す
ることである。一般に塗膜の防食性、耐薬品性は、塗膜の厚み
が厚い程良好である。しかし、塗装の効率化の観
点より１回塗りで厚塗りができる厚塗り特性を良
くすると、塗料の粘度が高くなり塗装作業性が劣
化する。本発明では塗装作業性を良好に保持しな
がら厚塗り特性の良い塗料を塗装した上水道用内
面塗装鋼管を提供することも目的とする。〔問題点を解決するための手段〕本発明者等は前記のような問題点を解決するた
め研究を行い、耐水性、防食性、塗装作業性、水
質特性、コスト等の観点から塗膜の架橋樹脂成分
としてはポリウレタン樹脂が適当であり、この塗
膜に耐水性を付与し、可塑性、柔軟性を与える改
質材としてはクマロン樹脂、石油樹脂等の低重合
度樹脂をウレタン樹脂と相溶性を良好とするよう
に改質し、塗膜の凝集力、引張強度、伸びを向上
させるためには、体質顔料の一部に鱗片状顔料を
配合し、厚塗り特性を良好するためには搖変性付
与剤を添加し、更に架橋樹脂成分、改質材、体質
顔料の配合割合を調整することによつて解決し得
ることを見出し本発明を完成した。すなわち、本発明はエポキシ変性ポリオール樹
脂とイソシアネート硬化剤の合計量100重量部に
対し、クマロン樹脂、脂肪族系石油樹脂、芳香族
系石油樹脂、ジシクロペンタジエン系石油樹脂よ
りなる群より選んだ１種または２種以上の樹脂で
あつて、水酸基価が50〜300である塗料改質材40
〜100重量部、マイカを10〜35重量％を含む体質
顔料100〜200重量部、脂肪酸アマイドワツクス
100重量部に対して、酸化ポリエチレンワツクス
50〜150重量部、有機ベントナイト150〜300重量
部よりなる揺変性付与剤を硬化剤を入れる前の塗
料の主材100重量部に対し、0.5〜1.5重量部添加
したものを主成分とするウレタン樹脂塗料を鋼管
内面に塗装してなる上水道用内面塗装鋼管であ
る。ウレタン樹脂塗料のポリオール成分としては、
エポキシ樹脂よりアルカノールアミンで変性した
エポキシ変性ポリオール樹脂が温度勾配試験、防
食性、密着性、水質適正の点で良好であり、好ま
しい。イソシアネート硬化剤としては、トリレンジイ
ソシエネート（TDI）、またはこれとトリメチロ
ールプロパン（TMP）との付加物、ジフエニル
メタンジイソシアネートまたはその変性物、ヘキ
サメチレンジイソシアネート（HMDI）または
イソホロジイソシアネート（IPDI）等、何れも
使用できるが、TDIとTMPとの付加物が耐食性、
水質特性共に良好であり、且つ比較的低価格で望
ましい。塗料改質材としては、クマロン樹脂、脂肪族系
石油樹脂、芳香族系石油樹脂、ジシクロペンタジ
エン系石油樹脂よりなる群より選んだ１種または
２種以上の樹脂で、ウレタン樹脂との相溶性を良
くするためフエノール性酸基またはアルコール性
水酸基を樹脂中に導入したものを使用する。水酸
基価としては50〜300が適正範囲である。50未満
であると、ウレタン樹脂との相溶性が不良であ
り、300を越えるとフエノール性水酸基の場合に
は耐水性が不良となり、アルコール性水酸基の場
合にはイソシアネート硬化剤の使用量が大きくな
り好ましくない。ウレタン樹脂塗料に本発明の塗料改質材を添加
すると、塗膜の耐水性、可塑性、柔軟性は向上す
るが、塗膜の凝集力、引張強度、伸びが低下して
くるという問題点を派生する。これを解決するた
め体質顔料100重量部に対して、鱗片状顔料10〜
35重量部を添加する。これによつて塗膜の引張強
度、伸びを向上させる。鱗片状顔料としてはマイ
カ、MIO、ガラスフレーク等を挙げることがで
きるが、塗料の調色、付着量の向上の点からマイ
カが優れている。顔料中、鱗片状顔料が10重量％
未満であると塗膜の引張強度、伸びの増加効果が
発揮できず、35重量％を超えると塗料粘度が上昇
し、塗装可能な粘度を保てない。その他の体質顔料としてはタルク、カオリン、
炭酸カルシウム、バライト等通常塗料に使用され
る体質顔料が使用できる。本発明では塗装作業性を良好に保持しながら厚
塗り特性の良い塗料とするため搖変性付与剤を配
合する。搖変性付与剤としてはシリコン系、ヒマ
シ油系、脂肪酸アマイドワツクス、酸化ポリエチ
レンワツクス、有機ベントナイト系を挙げること
ができる。添加量としては、硬化剤を入れる前の
塗料の主剤100重量部に対し、0.5〜1.5重量部が
好ましい。0.5重量部未満では付着量の増加が得
られず1.5重量部を超えて添加しても効果は飽和
して不経済である。付着量の増大、経時での搖変
性維持、層間密着性の点で、脂肪酸アマイドワツ
クス、酸化ポリエチレンワツクス、及び有機ベン
トナイト系の併用が優れている。脂肪酸アマイド
ワツクス100重量部に対して、酸化ポリエチレン
ワツクス50〜150重量部、有機ベントナイト系150
〜300重量部が好ましい。この割合より脂肪酸ア
マイドワツクスの量が多くなると付着量が増大す
るという効果はあるが、経時での搖変性の低下、
層間密着性の低下が起こる。酸化ポリエチレンワ
ツクスの量が多くなると層間密着性の向上が計れ
るが、付着量増大の効果が小さくなり、経時での
搖変性の低下が起る。有機ベントナイト系の量が
多くなると経時での搖変性の維持、層間密着性の
向上が計れるが、付着量の増大が望めない。即ち
３種の最適縫合配合の範囲がある。更に本発明の上水道用鋼管に塗装されるウレタ
ン樹脂塗料にはポリオール樹脂とイソシアネート
硬化剤の合計量、塗料改質材、体質顔料、搖変性
付与剤には最適配合割合の範囲がある。ポリオール樹脂とイソシアネート硬化剤の合計
量100重量部に対して塗料改質材40〜100重量部が
温度勾配試験、塗膜の水蒸気透過度の点で最適範
囲である。40重量部未満であると温度勾配試験で
のフクレ発生までの期間が短くなり、水蒸気透過
度の値が大きくなる。また100重量部を超えると
40重量部未満と同様の結果となる。体質顔料についても、100〜200重量部が最適範
囲である。100重量部未満であると温度勾配試験
においてフクレ発生までの日数が短く、水蒸気透
過度も透過度が大となる。200重量部を超えると
水蒸気透過度が逆に増大する。更に塗料としては前記の主成分の他に、通常使
用される着色顔料、各種添加剤、溶剤を加えて分
散させ、塗料とする。鋼管内面には銹落し、脱脂
処理後必要によりシヨツププライマー塗装後、塗
装直前に硬化剤を混合し、エアスプレーにより遠
心塗装法で塗装を行い、本発明の上水道用内面塗
装鋼管とする。上水道用内面塗装鋼管用の塗膜の試験であつて
長期耐久性の指標として前記の温度勾配試験と、
水蒸気透過度試験がある。温度勾配試験は塗膜側を60℃の水に浸漬し、鋼
板側を15℃の水に浸漬して塗膜のブリスター即ち
フクレの発生を見る試験であるが、一応15日間フ
クレの発生がない事が指標である。水蒸気透過度試験は、塗膜をはがし、塗膜
100μの厚み当り、１m²当り24時間に透過する水
蒸気のｇ数で測られ、Dr.Lyssy製水蒸気透過度
測定装置で測定される。14／m²・24hr・100μ以
下が指標である。本発明の内面塗装鋼管の評価としてはJWWA
Ｋ−115規格（日本水道協会規格）があり、塗膜
性能と水に対する溶解試験に分けて評価される。
塗膜物性としては、通常鋼板に塗装した塗膜につ
いて鋼管の場合を推定する。曲げ試験38mm以上、
衝撃試験では直接での剥離面積で３cm²以下、間接
では剥げないという特性を示す等規格に合格す
る。またタールエポキシ樹脂塗料のJISK−5664
を準用するが、耐蝕試験（耐アルカリ性、耐酸
性、耐揮発油性、耐塩水噴霧性、耐濕性等）に合
格する。例えば、耐薬品性として５％硫酸、５％
苛性ソーダ液、３号揮発油中で30日間浸漬して異
常がない。JWWA Ｋ−115の塩水噴霧試験（30
日間）でも異常がなく、シヨツププライマーとの
密着力25〜27Kg／cm²、層間密着性も良好という特
性を示した。上水道用塗料としての必須の水に対する溶解試
験においても、20℃×75％RH×30日の乾燥条件
で、JWWA Ｋ−115規格である水の濁度0.5度以
下、色度１度以下、KM_oO₄消費量2.0ppm以下、
フエノール類0.005ppm以下、アミン、シアン検
出せず、臭気、味異常なしの規格に本発明の上水
道用内面塗装鋼管はいずれも合格する結果を得て
いる。〔作用〕上水道用内面塗装鋼管の塗膜として、ウレタン
樹脂塗膜が耐水性に弱く、可撓性、柔軟性に乏し
い難点を、ウレタン樹脂と相溶するように水酸基
価を付与して変性したクマロン樹脂、石油樹脂、
キシレン樹脂よりなる改質材の配合により解決
し、この改質材の配合により生じた塗膜の凝集
力、引張強度、伸びが低下するという難点を、鱗
片状顔料の配合による結合効果により解決し、更
にこの改質材と鱗片状顔料を含めた体質顔料との
結合効果により、上水道用内面塗装鋼管として必
要な温度勾配試験、水蒸気透過度試験に適合させ
ている。改質材の配合等により、厚塗り性が劣る難点を
搖変性付与剤の配合により、塗装中の粘度を低く
しつつ厚塗り性を向上せしめている。〔実施例〕以下に、実施例によつて、本発明を具体的に説
明するが、本発明は実施例によつて何等限定され
るものではない。内面をグリツトブラスト処理により清浄にした
肉厚14.3mm、外径1826mm、長さ12ｍの水道用鋼管
の内面に次の塗料をエアスプレーにより遠心塗装
した。エポキシ変性ポリオール樹脂として、旭電化工
業製EP6050を使用し、イソシアネート硬化剤と
してトリレンジイソシアネート（TDI）トリメチ
ロール付加物武田薬品製タケネートＤ−103Hを
使用した。塗料改質材として、水酸基価60、軟化点110℃
のフエノール変性クロラン樹脂（新日繊化学製）
又はジシクロペンタジエン系石油樹脂（日本ゼオ
ン製クイントン1700）を使用した。体質顔料として、鱗片状顔料としては平均粒径
30〜45μのマイカを使用し、その他の体質顔料と
してはタルクを使用した。溶剤としては硬化剤以外の主剤用にはトルエン
及びメチルイソブチルケトンを、硬化剤中にはト
ルエンを使用した。搖変性付与剤としては、脂肪酸アマイドワツク
スを主剤に対し0.2重量％、酸化ポリエチレン0.2
重量％、有機ベントナイト0.6重量％を使用した。比較例として、改質材としてフエノール変性ク
マロン樹脂又はジシクロペンタジエン系石油樹脂
を使用した各々の場合について、鱗片状顔料マイ
カを使用しない場合を示した。配合割合及び塗膜物性を第１表に示す。

【表】この結果より明らかな如く、改質材としてフエ
ノール変性クマロン樹脂を配合した場合、ジシク
ロペンタジエン系石油樹脂を配合した場合共に、
鱗片状顔料を配合した場合は配合しない場合にく
らべて、塗膜の引張強度、伸び共に強化され、エ
リクセン値も大きい事が明らかである。この実施例で調製した塗料を用いて、搖変性付
与剤を変化させて、第１表の場合と同様に内面を
グリツトブラスト処理により清浄にした肉厚14.3
mm、外径1826mm、長さ12ｍの水道用鋼管の内面塗
装し、最大付着量、層間密着性、経時搖変性の低
下の具合を調べた結果を第２表に示す。

【表】これより本発明の改質材、体質顔料を使用した
場合の搖変性付与剤としては0.5〜1.5重量％の範
囲が有効であるが、特に、脂肪酸アマイドワツク
ス、酸化ポリエチレンワツクス、有機ベントナイ
トの組合わせが最も好ましく（実施例３）、その
割合が１：１：２〜３の割合が好ましい事が明ら
かである。脂肪酸アマイドワツクスのみ（比較例
３）では層間密着性が若干劣り、経時の搖変性低
下もみられる。有機ベントナイト系のみ（比較例
４）では、最大付着量が若干低下する。脂肪族ア
マイドワツクスのみ0.4重量％添加した場合（比
較例５）は最大付着量の増加が僅かであり。比較
例６として、搖変性付与剤を全然添加しない場合
は最大付着量が低下する。実施例の上水道用内面塗装鋼管の日本水道協会
規格等についての試験結果を第３表、第４表に示
す。何れも規格を満足している。

【表】

〔発明の効果〕

本発明の上水道用内面塗装鋼管は、本発明独自
の改質材と鱗片状顔料の結合効果によつて、ター
ルを使用することなく、従来常用されてきたター
ルウレタン樹脂内面塗装鋼管、タールエポキシ樹
脂内面塗装鋼管に対し、塗膜の特性において優る
とも劣らぬ特性を示した。水への溶解試験でもJWWA Ｋ−115の規格を
完全に満足するものであつた。上水道用内面塗装
鋼管として実用上極めて有用な発明である。

Claims

【特許請求の範囲】

１エポキシ変性ポリオール樹脂とイソシアネー
ト硬化剤の合計量100重量部に対し、クマロン樹
脂、脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、ジシ
クロペンタジエン系石油樹脂よりなる群より選ん
だ１種または２種以上の樹脂であつて、水酸基価
が50〜300である塗料改質剤40〜100重量部、マイ
カを10〜35重量％含む体質顔料100〜200重量部、
脂肪酸アマイドワツクス100重量部に対して、酸
化ポリエチレンワツクス50〜150重量部、有機ベ
ントナイト150〜300重量部よりなる揺変性付与剤
を硬化剤を入れる前の塗料の主剤100重量部に対
し、0.5〜1.5重量部添加したものを主成分とする
ウレタン樹脂塗料を鋼管内面に塗装してなる上水
道用内面塗装鋼管。