JPH0379675A

JPH0379675A - 鋼材用一次防錆塗料

Info

Publication number: JPH0379675A
Application number: JP5900390A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Nakano; 正中野
Original assignee: Kansai Paint Co Ltd
Current assignee: Kansai Paint Co Ltd
Priority date: 1989-03-27
Filing date: 1990-03-09
Publication date: 1991-04-04
Anticipated expiration: 2014-07-26
Also published as: JP2922964B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、鋼材用一次防錆塗料に関し、さらに詳しくは
、加工前の鋼板に塗装して、溶接時、特にガスシールド
アーク溶接時に、優れた溶接性を与えるジンクショップ
ブライマーに関する。

［従来の技術及びその問題点］従来、船舶、橋梁、プラント等の大型鉄鋼構造物の建造
中の発錆を一時的に防止する目的で、エチルシリケート
とポリビニルブチラールを展色剤とするジンクショップ
ブライマーが使用され、防錆性、塗装作業性、上塗性、
溶接性、耐熱性の点で多年の実績があり、主流となって
いる。

しかし、近年、船舶、橋梁、プラント等の大型鉄鋼構造
物業界では、人的省力化、効率化、溶接の自動化から、
炭酸ガスシールドアーク溶接の適用が増し、かつ溶接ス
ピードが１００ｃｍ／分を越えるようになってきている
。

しかし、前述の従来のジンクショップブライマーにおい
ては、塗膜中にバインダーに起因するアルコキシ基、有
機樹脂等の有機分、顔料に起因する吸着水、結晶水が多
量に含まれるため、高速溶接された場合溶接ビード部に
ビット、ブローホールを発生し、手直し作業工数が大巾
に増大している。すなわち、従来のジンクショップブラ
イマーでは、通常４０〜５０ｃｍ／分がビット、ブロー
ホールの発生しない速度限界とされ、高速溶接性に優れ
たジンクショップブライマーの開発が望まれていた。

また、熱的に安定な水分散型コロイダルシリカを展色剤
として用いたジンクショップブライマーが、従来から提
示されているが（特公昭５６−２９９０４号公報）、こ
のものは、塗膜中にコロイダルシリカに基因する水分を
多量に含むために、溶接時にブローホールを多発するこ
と、及び乾燥性、造膜性、塗装作業性に致命的な欠点が
あるため、現在は使用されていない。

また、アルキルシリケート加水分解初期縮合物と溶剤分
散型コロイダルシリカを展色剤として用いるジンクショ
ップブライマーが提示されているが（特開昭６０−２３
５８７１号公報）、アルキルシリケート加水分解初期縮
合物と溶剤型コロイダルシリカのバインダー同士の結合
がないため、塗膜中にアルコキシ基が多く残存し、熱的
に安定なコロイダルシリカの特性を引き出すには至って
なく、必ずしも、高速溶接性に優れるものではなかった
。

また、造膜性、溶接性の点より、ポリビニルブチラール
と溶剤型コロイダルシリカを展色剤とするショップブラ
イマーが提示されているが（特開昭６３−１９６６７１
号公報）、塗膜中に燃焼し易いポリビニルブチラールに
基因する有機分を多量に含むため、必ずしも、高速溶接
性に優れるものではなかった。

［問題点を解決するための手段］本発明者らは、前記した問題点のない高速溶接性に優れ
たジンクショップブライマーを開発することを目的に鋭
意研究を重ねた結果、従来のジンクショップブライマー
の特徴を損うことなく、高速での炭酸ガスアーク溶接に
よるビット、ブローホールを減少させるには、溶接時の
高温アークにより、塗膜が分解、燃焼して発生するガス
量、いわゆる塗膜熱分解ガス量を極力抑える必要がある
ことを確認し、塗料組成上、以下の３点が不可欠である
ことを見出して、本発明に到達した。すなわち、（１）展色剤に基因するアルコキシ基、有機樹脂等の有
機分を低減させ、熱分解ガス発生量を極力、抑制する。

（２）塗膜中の粉末成分に含まれる吸着水、結晶水から
発生する水素ガスの発生量を極力、抑制する。

（３）塗膜の硬さ、もろさ、付着力等の有機的物性に起
因する塗膜中の粉末成分の粒形、吸油量を制限すること
が極めて重要である。

かくして、本発明に従えば、テトラアルコキシシリケー
ト、アルキルトリアルコキシシリケート及び／又はそれ
らの加水分解初期縮合物（Ａ）、酸性の水分散型コロイ
ダルシリカ（Ｂ）、亜鉛末（Ｃ）及びシリカ粉、ルチル
粉、合成ルチル粉、クロム粉及びジルコン粉から選ばれ
る灼熱減量２重量％以下の粉末（Ｄ）を含有することを
特徴とする鋼材用−時防錆塗料が提供される。

本発明に用いられる成分（Ａ）の原材料であるテトラア
ルコキシシリケートとしては、具体的には、テトラメト
キシシリケート、テトラエトキシシリケート、テトラプ
ロポキシシリケート、テトライソプロポキシシリケート
、テトラブトキシシリケート、エチルシリケート４０（
日本コルコート■製）等が挙げられる。アルキルトリア
ルコキシシリケートとしては、具体的には、メチルトリ
メトキシシリケート、メチルトリエトキシシリケート、
メチルトリプロポキシシリケート、エチルトリメトキシ
シリケート、エチルトリエトキシシリケート等が挙げら
れる。テトラアルコキシシリケート及びアルキルトリア
ルコキシシリケートの加水分解初期縮合物は、無機ジン
クリッチペイント等に用いられる公知の展色剤であり、
常法に従い、酸性触媒下で加水分解することにより得ら
れる。加水分解率はアルコキシ基の数に対し、水０．４
モル以下、好ましくは、水０．２５モル以下である。こ
れより多量の水で加水分解すると、酸性の水分散型コロ
イダルシリカと反応させる過程で加水分解が進みすぎ、
塗膜乾燥過程において、塗膜の歪が大きくなり、正常な
塗膜を形成できなくなる。

本発明に用いられる成分（Ａ）については、テトラアル
コキシシリケートの一部をアルキルトリアルコキシシリ
ケート及び／またはそれらの加水分解初期縮合物で置換
してもよい。アルキルトリアルコキシシリケートの含有
量は、乾燥塗膜基準において、テトラアルコキシシリケ
ート１００重量部に対して５０重量部以下、好ましくは
３０重量部以下であるべきである。これより多量に含有
すると、塗膜の乾燥性が著しく低下する。加水分解初期
縮合物の含有量は、乾燥塗膜基準において、テトラアル
コキシシリケート１００重量部に対して４０重量部以下
、好ましくは３０重量部以下であるべきである。これよ
り多量に含有すると、塗膜乾燥過程において、塗膜の歪
が大きくなり、塗膜にワレ、ハガレを生じる。

本°発明で使用する成分（Ｂ）としては、例えば、スノ
ーテックス０、スノーテックス０−３３（日雇化学工業
＠Ｊ）、カタロイドＳＮ（触媒化成工業■）、アプライ
ドＡＴ−２０Ｑ　（地竜化工業■）等の市販品が挙げら
れる。また、溶接性を更に向上させる場合には、これら
市販品を不揮発分６０％以上になるように、減圧脱水す
ることによって、成分（Ｂ）を得てもよい。

なお、成分（Ｂ）は、酸及び水を含有するため、成分（
Ａ）を加水分解する場合に、故意に酸触媒や水を添加し
て反応させる必要がない。

また、成分（Ｂ）は、溶剤分散型コロイダルシリカに比
較してシラノール基が多数存在し、かつ、反応性が高い
ため、成分（Ａ）との混合あるいは反応時に、加水分解
反応の他に、成分（Ａ）のシラノールと成分（Ｂ）のシ
ラノールが縮合し、バインダー中のアルコキシ基が特開
昭６０−２３５８７１号公報に示されているバインダー
に比べ少ないため、溶接時の高温アークによる熱分解ガ
ス量が少なく、高速溶接性に優れる。

本発明で使用する成分（Ｃ）の亜鉛末としては、顔料と
して通常使用されているものでよく、平均粒子径２〜１
５μが好ましい。

本発明に用いられる成分（Ｄ）については、灼熱減量２
重量％以下の粉末であって、シリカ粉、ルチル粉、合成
ルチル粉、クロム粉及びジルコン粉から選ばれる。

上記した粉末（Ｄ）に代えて通常のタルク、クレー、マ
イカ、炭酸カルシウム等の灼熱減量２重量％以上の粉末
を使用すると、溶接時の高温アークによって、粉末中に
含まれる吸着水、結晶水から水素ガスが溶融金属凝固過
程に多量に発生し、ビット、ブローホールの多発を招く
。

また、灼熱減量２重量％以下の粉末で焼成りレー粉やマ
イカ粉を用いた場合、ビット、ブローホールの問題はほ
ぼ解決できるが、粉末の粒形が偏平上で吸油量が約３０
〜６０と比較的大きいため、塗膜がもろくなり、鋼板に
対する塗膜の付着力が低下する。

本発明組成物にあっては、乾燥塗膜基準において、成分
（Ａ）と成分（Ｂ）が９５：５〜４０：６０、好ましく
は８５：１５〜７０　：　３０の重量比で、且つ、成分
（Ａ）と成分（Ｂ）の合計と成分（Ｃ）と成分（Ｄ）と
の割合が１００：１００：５０〜１００：１０００　：
　５００、好ましくは１００　：　３００　：　２００
〜１００　：　６００　：　３００の重量比であること
が実用的である。成分（Ａ）が上記範囲より過剰である
と、ビット、ブローホールを多発し、高速溶接性の向上
は望めない。また、成分（Ａ）が上記範囲より過少であ
ると、成分（Ｂ）中の水分が多量となり、成分（Ａ）の
加水分解を過度に進めることとなり、乾燥過程で塗膜に
ワレ、ハガレを生じ易くなる。成分（Ｃ）及び（Ｄ）の
量が上記範囲より過剰であると、必然的にバインダー量
が少なくなって、造膜性が悪くなる。また、成分（Ｃ）
及び（Ｄ）の量が上記範囲より過少であると、塗膜の防
錆性、素地への付着性が悪い。

本発明組成物においては、上記成分（Ａ）、（Ｂ）、（
Ｃ）及び（Ｄ）以外に通常のジンクショップブライマー
と同様に、各種の溶剤・添加剤等を必要に応じて配合す
ることができる。

本発明組成物は、常法に従って調整できる。例えば、バ
インダーを含む液状成分とそれ以外の粉末成分を含む系
とを別容器に保存し、場合によっては、更に成分（Ａ）
と（Ｂ）を別容器に保存し、使用直前に両者を混合すれ
ばよい。また、バイングーと反応する成分（例、亜鉛末
）以外の粉末成分の一部または全部をバインダーを含む
液状成分と共に分散し、使用する直前に該混合物と残り
の成分を混合すればよい、そして、エアースプレー、エ
アレススプレー、ロールコータ−１へケ等通常の手段で
鉄鋼構造物に塗布し、自然乾燥または熱風乾燥にて乾燥
させればよい。

［作用及び効果］本発明の塗料組成物より形成された塗膜が溶接性にすぐ
れた性質を示す理由は、次のように推察される。即ち、
バインダーは、成分（Ａ）中のアルコキシ基およびシラ
ノール基と、成分（Ｅ）中のシラノール基が高度に縮合
反応し、バインダー成分の熱分解ガス量が成分（Ａ）お
よび成分（Ｂ）単体に比べ少ないためと考えられる。

また、本発明に使用されるシリカ扮、ルチル粉、合成ル
チル粉、ジルコン粉、クロム粉は一般の体質顔料に比べ
、灼熱減量が０．２％以下と極めて小さく、かつ粒形が
塊状、もしくは球状であり、吸油量も約１０と小さいた
めに、塗膜の物性を低下させることなく塗膜中に多量に
添加することができる。そのため、溶接時に高温にさら
される塗膜からの熱分解ガス発生量が少ないためと推察
される。

以上の構成から成る本発明組成物は、ジンクショップブ
ライマーとしての機能を充分に発揮することができ、且
つ、炭酸ガスシールドアーク溶接等のガスシールドアー
ク溶接の高速溶接においても、溶接ビード部にビット、
ブローホールを生じに＜＜、高速溶接性に優れる。

［実施例］次に、実施例、比較例を挙げて、本発明を具体的に説明
する。尚、部とあるは、重量部を意味する。

バヱニ」伝シ２製這第１表に従って、塩酸とコロイダルシリカを除いた残り
の成分を反応容器に入れ、４０℃に保ち、撹拌しながら
塩酸とコロイダルシリカを１時間にわたり滴下する０滴
下終了後、１時間撹拌を継続してバインダーを得る。

＊１・・・・日本コルコート■製＊２・・・・量産化学工業■製＊３・・・・無電化工業■製＊４・・・・量産化学工業■製＊５・・・・触媒化成工業■製＊６・・・・量産化学工業■製のメタノールゾル１〜９
および　　　１〜４第２表に示す配合でもって、粉末成分混合物にバインダ
ー成分を使用直前に混合し、充分撹拌し、必要に応じて
イソプロピルアルコールを加えて粘度を調整し、しかる
後にエアースプレー塗装する。

得られた各ジンクショップブライマーを以下の試験に付
す、試験結果を第２表に示す。

［防錆性試験］縦３００ｍｍ、横１００ｍｍ、厚さ３ｍ＋ｎの鋼板をシ
ョツトブラストし、これに各ジンクショップブライマー
を乾燥膜厚１５〜２０ＬＬになるように塗装し、屋外で
４ケ月バクロさせて、錆の発生状態をＡＳＴＭ−Ｄ６１
０／５ＳＰＣ−ＵＩＳ　２の錆発生標準板と比較し、評
価した。

［溶接試験］縦１０００ｍｍ、横１５０ｍｍ、厚さ１２ｍｍの鋼板を
ショツトブラストし、これに各ジンクショッププライマ
ーを乾燥膜厚１５〜２０μになるように塗装し、１０日
間乾燥させたのち、下記試験例１．２で溶接試験を行っ
た。溶接ビート部の外観に観察されるビットは、その発
生個数を１ｍ当りに換算して判定した。また溶接ビート
部内部のブローホールは、ＪＩＳ　　２３１０４に示さ
れるＸ線溶接検査による判定を行った。

（１）試験例１溶接棒ゼロード２７（■神戸製鋼所）を使用して、重力
式溶接法で水平すみ肉溶接試験を溶接速度４０ｃｍ／分
で行った。

（２）試験例２溶接ワイヤ５Ｆ−１（８鉄溶接工業■）を使用し、炭酸
ガスシールドアーク溶接法で水平すみ肉溶接試験を溶接
速度８０ｃｍ／分で行った。

［塗膜物性試験］縦１５０ｍｍ、横７０ｍｍ、厚さ０．８ｍｍの鋼板を＃
２４０サンドペーパーにて磨き、トルエン等で脱脂した
後、これに各ジンクショッププライマーを乾燥膜厚１５
〜２０μになるように塗装し、４日間２０℃で乾燥した
ものを試験板とする。

（１）塗膜硬さＪＩＳ　　Ｋ５４０１−６９（塗膜用鉛筆引かき試験機
）を用い、塗膜硬さを測定した。

（２）付着性ＪＩＳ　　Ｋ５４００−７９　（塗料一般試験方法）に
従い、試験板の上に塗膜を貫通して試験板の素地面に達
するごばん目の切傷をカッターナイフでつけ、切れ目か
らの傷の広がりの大小によって塗膜の素地への付着性の
優劣を調べた。

評価基準は以下のようである。

○：ハガレの面積が１０％以下 △：ハガレの面積が１１〜５０％ ×：ハガレの面積が５０％以上第２表の結果から明らかなように、本発明のジンクショ
ッププライマーを用いれば、重力式溶接はもちるんのこ
と、高速の炭酸ガスシールドアーク溶接においてもビッ
トがほとんどなく、ブローホールも極めて少なく、しか
も、長期間にわたり鋼板の発錆を防止することができる
。

Claims

【特許請求の範囲】

１、テトラアルコキシシリケート、アルキルトリアルコ
キシシリケート及び／又はそれらの加水分解初期縮合物
（Ａ）、酸性の水分散型コロイダルシリカ（Ｂ）、亜鉛
末（Ｃ）及びシリカ粉、ルチル粉、合成ルチル粉、クロ
ム粉及びジルコン粉から選ばれる灼熱減量２重量％以下
の粉末（Ｄ）を含有することを特徴とする鋼材用一次防
錆塗料。