JPH04365896A

JPH04365896A - 防食塗膜の形成方法

Info

Publication number: JPH04365896A
Application number: JP5333191A
Authority: JP
Inventors: Takeji Yamazaki; 山崎　武治; Shinji Watabe; 渡部　晋次; Yoshiyuki Kawamata; 河俣　善行
Original assignee: Kansai Paint Co Ltd
Current assignee: Kansai Paint Co Ltd
Priority date: 1991-02-25
Filing date: 1991-02-25
Publication date: 1992-12-17

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は防食塗膜の形成方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、船舶、橋梁、海洋構造物などの鋼
構造物もしくは鋼構造物用鋼材の塗装には常温乾燥型の
溶剤塗料が使用されている。しかしながら該溶剤塗料は
塗装又は乾燥の際に、塗料中の有機溶剤が大気中に揮散
されるため環境保全及び安全衛生の面から好ましくない
。また、該鋼構造物への塗装は、通常、スプレー塗装、
ローラー塗装などの手段により行なわれるが、該手段で
は生産性を向上させること及び均一塗膜厚を得ることは
困難である。

【０００３】本発明者は、上記問題点を改善する方法の
一つとして、ブロックイソシアネート硬化型カチオン樹
脂をビヒクル成分とする塗料のカチオン電着塗装につい
ての適用検討を行なった。その結果、十分な防食塗膜を
得るためには、乾燥塗膜が約５０μｍ以上必要であるが
、現在のものではこれ以上の膜厚を得ることは困難であ
ることが分かった。

【０００４】即ち、鋼構造物の被塗物に電着された塗膜
は、その焼付硬化過程において、被塗物が所定温度に達
するまでに時間がかかるため、塗膜表面の硬化が被塗物
表面（塗膜内部）塗膜の硬化よりも速くなる。このため
に塗膜内部に多く存在する水、有機溶剤などの揮発物が
系外に揮散するのを該硬化塗膜表面によって阻害される
ため塗膜中にピンホール、空隙などの欠陥を生じる。こ
の結果、被塗物と塗膜との接触面積が低下し、密着性が
悪くなり、また、腐食性物質（塩分）が塗膜中を透過す
るために塗膜の防食性が低下すると考えられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記塗膜欠陥
のない防食性に優れた塗膜を形成する方法を提供するこ
とを目的としてなされたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記した問
題点を克服する方法について種々研究を重ねた結果、電
着塗装で形成した塗膜中の水、有機溶剤などの揮発物を
１０重量％以下になるまで約１００℃以下の温度で加熱
し取り除いたのち所定の焼付温度で加熱硬化させること
により、上記欠陥のない防食性に優れた塗膜が提供でき
る方法を見い出し、本発明を完成するに至った。

【０００７】即ち、本発明は、鋼構造物もしくは鋼構造
物用鋼材の被塗物をカチオン樹脂及びブロックイソシア
ネート化合物を必須成分として含有するカチオン電着塗
料中で乾燥膜厚が５０μｍ以上になるように電着塗装し
て塗膜を形成させ、次いで１００℃以下の温度で該塗膜
中の揮発物が平均１０重量％以下になるまで加熱し、続
いて１４０℃以上の温度で該塗膜を加熱し硬化させるこ
とを特徴とする防食塗膜の形成方法に関する。

【０００８】本発明における被塗物である鋼構造物及び
鋼構造物用鋼板は、船舶、橋梁、プラント、海洋構造物
等、ショットブラストやサンドブラスト等の表面処理を
行なった素材、溶接時の一時防錆を兼ねそなえたスパッ
ター防止剤等を必要に応じて塗布した素材をガス切断・
溶接を行なって組み立てたブロック材及び鋼板等である
。被塗物の形状及び大きさは特に限定されない。被塗物
は、通常、公知の化学除錆処理剤で錆を落し水洗してか
ら電着塗装に供されるが、更に必要に応じて通常の電着
塗装の前処理であるリン酸塩処理等を行なってから電着
塗装に供してもよい。

【０００９】本発明のカチオン電着塗料の塗装において
、電着時間を例えば１０〜５０分間程度の長時間電着を
行なっても、電極反応から陰極の素材金属表面の鉄がイ
オンとなり電着塗料浴中に溶出する恐れがないので、電
着塗膜の密着性が良く、溶出イオンが塗膜中へ混入する
ことにより汚染、変色をもたらしたり、浴の貯蔵安定性
を極端に短くしたりするという欠点がない。さらに被塗
物である鉄鋼構造物はその設置場所が一般に腐食されや
すい環境にあることが多く特に優れた防食性が要求され
るが、カチオン電着塗料の中でもエポキシ樹脂／ブロッ
クイソシアネート系カチオン電着塗料はこの要求を充分
に満足させるものである。

【００１０】該カチオン電着塗料としては、従来から公
知のものが広く使用でき、例えば基体樹脂であるエポキ
シ樹脂に塩基性アミン化合物を付加せしめたポリアミン
樹脂を主成分としこれをアルコール類、カプロラクタム
類、フェノール類などでブロックしたポリイソシアネー
ト化合物（芳香族、脂環族、脂肪族などのポリイソシア
ネート化合物）で硬化させるタイプのものが好適に使用
できる。基体樹脂として使用されるエポキシ樹脂は、例
えばポリフェノールのポリグリシジルエーテル殊にビス
フェノールＡとエピクロルヒドリンから得られるエポキ
シ樹脂が好適である。また、アミン付加エポキシ樹脂で
あるポリアミン樹脂のアミン価は２５〜４００程度が好
ましく、この範囲にあるときは水への分散性及び電着効
率が優れる。本発明で使用する電着塗料は、前記のポリ
アミン樹脂を酢酸、プロピオン酸、酪酸、乳酸等あるい
はリン酸、塩酸等のような水溶性有機酸又は無機酸で中
和することによって調製される。中和剤の量は少なくと
も樹脂を水に可溶化又は分散化させるのに必要な量以上
で且つ樹脂のアミノ基の当量以下好ましくは０．１〜０
．５当量であることが望ましく、塗料のｐＨを３〜９程
度とするのが望ましい。

【００１１】上記カチオン電着塗料には、例えば上記塗
料調製時又は調製後に、分子量１３０〜２００のアルカ
ノール及び分子量１１０〜２００のエーテルアルコール
の少なくとも１種である１価アルコールを、塗料中の樹
脂固形分１００重量部に対して１０〜３０重量部含有せ
しめることができる。

【００１２】分子量１３０〜２００のアルカノールとし
ては、例えばｎ−オクチルアルコール、ｎ−デカノール
、ｎ−ドデカノール等を好ましく使用できる。分子量１
１０〜２００のエーテルアルコールとしては、例えばジ
エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレング
リコールモノブチルエーテル、ヘキシルセロソルブ等を
好ましく使用できる。

【００１３】本発明で使用されるカチオン電着塗料には
顔料が分散されている。分散しうる顔料としては、電着
塗料に通常使用されるものがいずれも使用可能で、例え
ばベンガラ、チタン白、カーボンブラックのような着色
顔料、タルク、クレー、マイカのような体質顔料、クロ
ム酸塩、クロム酸ストロンチウム、塩基性ケイ酸鉛のよ
うな防錆顔料などが用いられ、これらの使用量は通常４
〜１２％程度の顔料体積濃度となる量が適当である。

【００１４】カチオン電着塗料の浴温度は２４〜３４℃
とするのが良い。浴温度が２４℃より低い場合は、電着
時間が極端に長くなり、水平上面での電着塗膜の平滑性
が著しく損われ、又超厚膜が得られない。また、浴温度
が３４℃より高い場合、揮発成分が多くなり、且つ浴の
組成が不均一となるため、浴管理及び電着塗装管理が著
しく困難になる。

【００１５】電着塗料の浴固形分濃度は、８〜２０重量
％とするのが良い。好ましくは、１０〜１８重量％であ
る。固形分濃度が８重量％未満の場合には、電着塗装時
間が極端に長くなり、又水平上面での電着塗膜に顔料分
がふりかかって平滑な塗面が得られない。また、２０重
量％より高い場合には、塗装により消費されるタンオー
バ速度（期間）が非常に長くなり塗料の貯蔵安定期間を
越えるため塗料の安定性が損われる。

【００１６】上記カチオン電着塗料を用いて被塗装物に
乾燥膜厚が５０μｍ以上、好ましくは８０〜２００μｍ
程度になるように塗装するには、特に制限なしに従来の
方法で行なえるが、例えば、塗料中に被塗装物を連続入
槽又は全没入槽により浸漬したのち極と被塗装物との間
に電圧を印加し、膜厚が５０μｍ以上になるまで一定時
間電着をおこなうことにより実施できる。上記乾燥膜厚
が５０μｍ未満になると防食性に優れた塗膜を得ること
は困難である。また、印加電圧としては、例えば、全没
入槽においては初期に大電流が流れることによる危険を
防止するため約３００Ｖ以下とすることが望ましい。ま
た、昇圧は約５０〜２００Ｖ／分、好ましくは約５０〜
１５０Ｖ／分とするのが良い。また、電着時間は特に限
定されないが約１０〜５０分間で十分と考える。

【００１７】上記被塗装物に電着塗装した塗装物品は、
塗料浴中から引き上げ、続いて浴中から引き上げた際に
塗膜に付着した余分の浴塗料を必要に応じて水洗（ＲＯ
，ＵＦ透過水も含む）し取り除いた後、１００℃以下の
温度（被塗物の塗装される表面温度）で塗膜中の揮発分
が平均１０重量％以下、好ましくは平均８重量％以下に
なるまで加熱が行なわれる。上記温度が１００℃より高
いと塗膜中にワキを発生し防食性に優れた塗膜が得られ
ない。また、塗膜中の揮発分が平均１０重量％未満だと
次の工程で行なわれる１４０℃以上の焼付でワキを発生
し防食性に優れた塗膜が得られない。該１００℃以下で
の加熱は、通常、約５分間以上、好ましくは約１０分間
以上続ければ十分と考える。また該加熱は１回で行なわ
なくとも２回以上に分けて加熱することもできる。

【００１８】上記１００℃の加熱により塗膜中の揮発分
が平均１０重量％以下になった塗膜は、続いて１４０℃
以上好ましくは１５０〜１９０℃の温度で加熱し硬化さ
れる。ここで加熱時の温度が１４０℃より低いと硬化が
不十分となり防食性に優れた塗膜が得られない。また、
該加熱は、通常、約２０〜６０分間続けられる。

【００１９】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明す
る。なお、各例中の「部」及び「％」はそれぞれ「重量
部」及び「重量％」である。

【００２０】実施例１アミン価８０で、ブロックされたイソシアネート基を有
するエポキシ系ポリアミノ樹脂（関西ペイント（株）製
、「エレクロン　Ｎｏ．９６００」ベースレジン）をメ
チルエチルケトン、エチレングリコールモノエチルエー
テル及びイソプロピルアルコールとの混合物に溶解し、
ヒドロキシル酢酸により、中和当量０．１５で部分中和
したワニスに対し、チタン白とシリカを体積濃度で７％
になるような割合で配合し、ペブルミルで２０時間分散
してエポキシ樹脂系カチオン電着塗料を製造した。この
塗料に脱イオン水を加え、浴固形分を１５重量％にして
電着浴とした。ショットブラストの表面処理を行なった
鋼製モデルブロック（表面積、１００ｍ２）を極面積対
被塗物面積の比を４：１とし電着塗装を行なった。初期
印加電圧は５０Ｖで、浴温２８℃、昇圧８０Ｖ／分、適
用電圧３００Ｖ、通電時間２０分間の電着塗装条件で行
なった。

【００２１】尚、電着塗装するモデルブロックには、７
０×１５０×１２ｍｍのショットブラスト板及び７０×
１５０×１ｍｍの軟鋼板を電導線（銅線）で連結させ電
着塗装した。

【００２２】次に、電着塗装した鋼製モデルブロックを
浴から引き上げ約９０℃で３０分間加熱を行なった。こ
こで該モデルブロック表面に形成した電着塗膜の初期の
揮発分は１７重量％（測定１００℃）であり、そして加
熱後の揮発分は５重量％であった。

【００２３】続いて、上記該モデルブロック表面に形成
した電着塗膜を１８０℃で３０分間加熱し硬化塗膜を得
た。

【００２４】該硬化塗膜は、膜厚８０μｍであり、ワキ
、ピンホール、空隙など欠陥のないものであった。また
、防食性（塗膜表面にカッターナイフで垂直に１本素地
が達するまでカットを入れ、４０℃の３％食塩水に３ケ
月間浸漬し、カット部及び一般部の塗膜のフクレを観察
した。以下、同様の意味を示す。）は全く異常がなく良
好であった。

【００２５】比較例１実施例１において、電着塗装した鋼製モデルブロックを
浴から引き上げ加熱を行なう代わりに２０℃で１０分間
セッテングした以外は実施例１と同様にして硬化塗膜を
得た。ここでセッテング後の塗膜の揮発分は１５重量％
であった。

【００２６】得られた硬化塗膜は、膜厚１００μｍであ
り、ワキ、ピンポール、空隙が著しく認められる塗膜で
あった。また、防食性はフクレが発生し劣るものであっ
た。

【００２７】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明方法によって形
成された塗膜は、厚膜においてもワキ、ピンホール、空
隙などの欠陥を生じる恐れがないので防食性に優れた性
能を発現するという効果をもつものである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　鋼構造物もしくは鋼構造物用鋼板の被
塗物をカチオン樹脂及びブロックイソシアネート化合物
を必須成分として含有するカチオン電着塗料中で乾燥膜
厚が５０μｍ以上になるように電着塗装して塗膜を形成
させ、次いで１００℃以下の温度で、該塗膜中の揮発物
が平均１０重量％以下になるまで加熱し、続いて１４０
℃以上の温度で該塗膜を加熱し硬化させることを特徴と
する防食塗膜の形成方法。