JPH0524999B2

JPH0524999B2 -

Info

Publication number: JPH0524999B2
Application number: JP60162568A
Authority: JP
Inventors: Sadao Ookubo; Shigenobu Oka; Takuya Iwaki; Tokiaki Ishikawa; Hitoshi Ito
Original assignee: Kansai Paint Co Ltd; IHI Corp
Current assignee: Kansai Paint Co Ltd; IHI Corp
Priority date: 1985-07-22
Filing date: 1985-07-22
Publication date: 1993-04-09
Also published as: JPS6223998A

Description

【発明の詳細な説明】

技術分野本発明は、鉄鋼構造物の防食被覆方法に関し、
詳しくは大型鉄鋼構造物にエポキシ樹脂系カチオ
ン電着塗料を超厚膜に電着塗装することからなる
防食被覆方法に関する。発明の背景従来、船舶、橋梁、各種プラント、海洋構造物
などの大型鉄鋼構造物の防食塗装方法としては、
例えば防食性の良好な無機質亜鉛未塗料を下塗り
とし、その上にエポキシ樹脂、ウレタン樹脂又は
塩化ゴム樹脂系の常温乾燥型塗料をスプレー塗装
又はハケ塗りする方法が一般的に行なわれてい
る。これらの塗料を用いて塗装する対象物として
は複雑な形状の鉄鋼構造物が非常に多く、従つて
塗装に当つてはスプレー塗装やハケ塗りの高度の
塗装熟練技術を有する作業者が必要であるが、た
とえ熟練者といえども通常の塗装方法で均一な塗
膜を形成させることは不可能である。すなわち、
塗り残し部分ができたり、複雑な形状部分や狭溢
部などでは塗膜厚が一般部に比べ極端に薄くなつ
たりするため、その薄い膜厚部より早期に錆が発
生したりする。他方、複雑な形状部分に規定膜厚
まで塗布しようとすると、局部的にタレ、タマリ
等の塗膜欠陥を生じたりする。このように塗装熟練者といえども一定の乾燥膜
厚に塗装することは不可能であり、そのため大型
鉄鋼構造物の塗装においては乾燥塗膜の仕上がり
状態の検査と一定面積当り数ケ所の膜厚測定を行
なうことが規定されており、規定膜厚に達してい
ない部分はさらに補修塗装が行なわれている。ま
た、この多大に人手を要する補修塗装をできるか
ぎり少なくするため通常は規定膜厚の塗布量に対
し1.5〜２倍の塗布量を塗布しており、塗料のロ
スが大きいという欠点もある。而して、近年において防食塗膜にさらに一層の
防食性、耐久性が要求されるに至り、必然的に塗
料面及び施工面における制約条件が厳しくなつて
きており塗装、施工に際し特に熟練技術者を必要
とすることなく容易に塗装でき、且つ塗膜厚検査
等の業務を全く必要としない省力的な防食被覆方
法の開発が要望されている。本発明者は、上記要望に応えるべく特に電着塗
装法の適用について鋭意研究を重ねた結果、大型
鉄鋼構造物を防食被覆するに当つて、特定の電着
塗料を選択し、且つ浴温度、浴固形分濃度、初期
印加電圧、昇圧割合、適用電圧及び電着時間の各
電着塗装条件をそれぞれ特定範囲に選択組み合せ
ることにより、今まで電着塗装では得られたこと
のない超厚の塗膜が良好な仕上がりで得られるこ
と、この塗膜は防食性、付着性、耐衝撃性等に優
れること、塗装に熟練を必要とせず膜厚管理が容
易であること等を見出し、本発明を完成するに至
つた。発明の構成本発明は大型鉄鋼構造物を浴温度24〜34℃で浴
固形分濃度８〜20重量％のエポキシ樹脂系カチオ
ン電着塗料浴中に浸漬した後、初期印加電圧を
100V以下として通電を開始し50〜200V／分の割
合で昇圧せしめ、浴固形分濃度（重量％）を横軸
に、適用電圧(V)を縦軸にとつた場合（８、200）、
（８、380）、（20、160）及び（20、340）の４点を
直線で結んだ四辺形に囲まれる範囲の適用電圧下
で、10〜50分を要して電着塗装し、ついで浴より
引き上げて焼付乾燥することにより、80〜150μ
の超厚膜を形成することを特徴とする鉄鋼構造物
の防食被覆方法に係る。本発明における被塗物である大型鉄鋼構造物
は、船舶、橋梁、プラント、海洋構造物、建設機
械、コンテナー等であり、シヨツトブラストやサ
ンドブラスト、化成処理等の表面処理を行なつた
素材、溶接時の一時防錆を兼ねそなえたスパツタ
−防止剤等を必要に応じて塗布した素材をガス切
断・溶接を行なつて組み立てたブロツク材等であ
る。被塗物である大型鉄鋼構造物の形状は特に限
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つてから電着塗装に供
してもよい。本発明において使用される電着塗料は、カチオ
ン電着塗料、就中エポキシ樹脂系カチオン電着塗
料である。その理由は本発明の電着塗装においては、電着
時間が10〜50分の長時間を要すため、アニオン電
着塗料では電極反応から陽極の素材金属表面の鉄
がイオンとなり電着塗料浴中に浴出するので、電
着塗膜の密着性が極端に悪くなつたり、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
するという欠点があるのに対して、カチオン電着
塗料ではこのような欠点がなく、さらにまた被塗
物である大型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
もエポキシ樹脂系カチオン電着塗料がこの要求を
充分に満足させるものであるからである。エポキシ樹脂系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
ルコール類でブロツクした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、
例えばポリフエノールのポリグリシジルエーテル
殊にビスフエノール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つて調製される。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ン基の当
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。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、カーボンブラツ
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。カチオン電着塗料の浴温度は24〜34℃とする必
要がある。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。電着塗料の浴固形分濃度は、８〜20重量％とす
る必要がある。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
塗装が顔料分がふりかかつ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。本発明では斯かるエポキシ樹脂系カチオン電着
塗料浴中に、大型鉄鋼構造物を連続入槽、全没入
槽等により浸漬する。浴中に全没後の初期印加電圧は、初期に大電流
が流れる危険を防止するため100V以下とする必
要がある。また、昇圧は50〜200V／分、好まし
くは50〜150V／分の割合で行なう必要がある。
昇圧割合が50V／分より低い場合には、得られる
水平上面部の塗膜の防食性が著しく低下する。ま
た、200V／分より高い場合には、初期に大電流
が流れるため危険である。本発明の電着塗装では、各浴濃度における適用
電圧を浴固形分濃度（重量％）を横軸に、適用電
圧(V)を縦軸にとつた場合、（８、200）、（８、
380）、（20、160）及び（20、340）の４点を直線
で結んだ四辺形に囲まれる範囲とする必要があ
る。電圧が（８、200）及び（20、160）の２点を
結んだ直線より低い場合は電着時間が長くなり、
水平面上の電着膜に顔料分がふりかかり平滑な面
が得られず、更に超厚膜が得られない。一方電圧
が（８、380）及び（20、340）の２点を結んだ直
線を越えるとピンホールが多く、塗膜の平滑性が
著しく悪くなり、塗膜の防食性が低下し、場合に
よつては塗膜が破壊されることもある。電着時間は、10〜50分とする必要がある。電着
時間が10分より短い場合は、塗膜中にピンホール
が生じたり、塗膜の平滑性が著しく悪くなり塗膜
の防食性が低下し、場合によつては所定の超厚膜
が得られない。一方電着時間が50分より長い場合
は水平面上の電着膜に顔料分がふりかかり平滑は
塗膜が得られず、又長時間電着すると水の分解反
応等の電着以外の副反応に電力が多く消費される
欠点がある。上述の各条件に従い電着塗装後、被塗物を浴よ
り引きあげて焼付乾燥することにより通常80〜
150μ程度という超厚膜が形成される。焼付乾燥前に、必要に応じてセツテイングを行
つてもよく、セツテイングの際、通風機、低温乾
燥機による予備加熱を行つて電着塗膜中の揮発性
成分の蒸発を促進させてもよい。また、必要に応
じてセツテイング前にリンス工程に供して洗浄し
てもよい。本発明における焼付乾燥処理の条件としては、
従来公知の条件を広く採用できるが、好ましくは
電着塗膜のレベリングを良くするため徐々に昇温
せしめ、150〜190℃程度で20〜60分間程度の範囲
で実施するのがよい。このようにして得られた被覆物を色づけしたい
場合とか更に長期耐久性を望む場合等は、必要に
応じて上塗り塗装することもできる。発明の効果本発明の防食被覆方法によれば、下記の如き顕
著な効果が奏される。 (1) 従来の鋼板等に行なわれていた電着塗装法で
は電着時間６分程度、膜厚50μ程度が限度であ
つたのに対して、本発明法では、大型鉄鋼構造
物に対し、特定の電着塗料、特定の浴温度、浴
固形分濃度、初期印加電圧、昇圧割合及び適用
電圧を選択採用し、10〜50分という長時間の電
着塗装をすることにより、乾燥膜厚で通常80〜
150μ程度という従来得られたことのない超厚
膜が得られる。 (2) 得られる電着塗膜は、良好な仕上りであり、
特に超厚膜であることにより長期に渡つて優れ
た防食性を示し、且つ付着性、耐衝撃性等にも
優れる。 (3) 塗装に際し、高度の熟練者を必要せず、複雑
な形状部、狭隘部でも塗り残しがなく、一定の
均一な超厚膜防食塗膜が形成でき、且つスプレ
ー塗装のような塗料の飛散や塗布量を規定の
1.5〜２倍とすることによるロスがない。 (4) 前処理工程、電着塗装工程等の一連の工程を
連続的にすることができるので非常に効率的に
塗装でき、且つ屋内塗装で管理された塗装方法
のため、一定品質で所定の目標膜厚±10μの管
理された膜厚が得られ、省力化、品質管理及び
膜厚制御に極めて優れた効力を発揮する。実施例以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に
詳しく説明する。尚、各例中の部及び％は、それ
ぞれ重量部及び重量％を示す。実施例１アミン価80で、ブロツ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.9000」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、浴固形分を後記
第１表に示す濃度（重量％）にして50トン電着浴
に建浴した。シヨツトブラストの表面処理を行な
つた大型鉄製モデルブロツク（表面積、100m²）
を極面積対被塗物面積の比を１：１とし電着塗装
を行なつた。初期印加電圧は50Vで、その他の電
着塗装条件は後記第１表に示す条件で行なつた。尚、電着塗装するモデルブロツクには、70×
150×3.2mmのシヨツトブラスト板及び70×150×
１mmの軟鋼板を電導線（銅線）で連結させ電着塗
装し、このものを各試験に供した。軟鋼板は乾燥
膜厚の測定に使用し、その他の試験にはシヨツト
ブラスト板を用いた。上記で形成された電着塗膜は、室内セツテイン
グを10分間及び予備加熱を100℃で10分間行なつ
た後、昇温し160℃で30分間加熱硬化させた。実施例２〜６及び比較例１〜７実施例１のカチオン電着塗料を用い、電着塗装
条件の初期印加電圧は実施例１と同じで、その他
は第１表に示す条件で、実施例１と同様にして電
着塗装を行ない、ついで実施例１と同様にして加
熱硬化を行なつた。

【表】

【表】次に、各実施例及び各比較例により防食被覆さ
れた塗膜の性能を下記試験法により調べた。 (1) 浴の組成変化下記評価基準により、調べた。評価浴の組成 ◎……２日後の加熱残分及び溶剤組成変化がほ
とんどない、 ○……２日後の加熱残分及び溶剤組成変化が少
ない、 △……２日後の加熱残分及び溶剤組成変化が大
きい、 ×……２日後の加熱残分及び溶剤組成変化が著
しい。 (2) 乾燥膜厚 Kett膜厚計ModelL−２で調べた。 (3) 塗面状態垂直部と水平上部に分け下記基準により塗膜
の外観を評価した。評価塗膜外観 ◎……非常に良好、 ○……良好、 △……平滑性に欠けたり部分的にクレーターを
認める、 ×……非常に悪い。 (4) 付着性ナイフカツターで素地に達するまでクロスカ
ツトを入れ、その後テープテストを行なつた。
評価基準は下記の通りである。評価塗膜外観 ◎……全く異常なし、 ○……カツト部に沿つてわずかに剥離あり、 △……剥離が著しい、 ×……全面剥離。 (5) 耐衝撃性ガードナ衝撃試験器を用いて、１Kgの加重で
100cm落下させ、衝撃部の塗膜外観を下記基準
で評価した。評価塗膜外観 ◎……全く異常なし、 ○……剥離がほとんど認められない、 △……衝撃部周辺の塗膜が剥離しその径５mm未
満、 ×……剥離の径が５mm以上。 (6) 鉛筆硬度 JIS K5400の6.14に従つて調べた。 (7) 防食性海水浸漬により調べた。 (イ) 海水浸漬塗膜表面にナイフカツターで垂直に１本素
地に達するまでカツトを入れ、40℃の３％食
塩水に３ケ月間浸漬し、カツト部及び一般的
の塗膜のフクレを観察し、下記基準で評価し
た。評価塗膜のフクレ状態 ◎……全く異常なし、 ○……わずかにフクレが認められる、 △……フクレが多い、 ×……全面にフクレが密集。 (ロ) 海水浸漬後の付着性 40℃の３％食塩水に３ケ月間浸漬し引き上
げ１日後、一般部の個所にクロスカツトを入
れセロテープ付着試験を行ない、下記基準で
評価した。評価剥離状態 ◎……異常なし、 ○……カツト部に沿つてわずかに剥離、 △……剥離が著しい、 ×……全面剥離。各試験結果を第２表に示す。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】

１大型鉄鋼構造物を浴温度24〜34℃で浴固形分
濃度８〜20重量％のエポキシ樹脂系カチオン電着
塗料浴中に浸漬した後、初期印加電圧を100V以
下として通電を開始し50〜200V／分の割合で昇
圧せしめ、浴固形分濃度（重量％）を横軸に、適
用電圧(V)を縦軸にとつた場合（８、200）、（８、
380）、（20、160）及び（20、340）の４点を直線
で結んだ四辺形に囲まれる範囲の適用電圧下で、
10〜50分を要して電着塗装し、ついで浴より引き
あげて焼付乾燥することにより、80〜150μの超
厚膜を形成することを特徴とする鉄鋼構造物の防
食被覆方法。