JPH08170033A - 粗悪素地用サビ止め塗料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 今までのジンクリッチ塗料の展色剤とは異
なる成分を含む新規なジンクリッチ塗料、サンドブラ
ストやショットブラストなどの素地調整を必要としない
ジンクリッチ塗料の提供。 【構成】 （１）ポリイソシアネート成分のうちジフェ
ニルメタンジイソシアネート２０重量％以上を含有する
ポリイソシアネートよりなる展色剤、（２）亜鉛末およ
び（３）鱗片状酸化鉄、を含有することを特徴とする粗
悪素地用サビ止め塗料

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は油脂分、水分、錆等で汚
損された金属表面やコンクリート床、壁等に対し、簡単
な素地調整のみで粗悪素地を固定し、長期に渡って被塗
物を保護するための安定下地層を形成する粗悪素地面用
サビ止め塗料に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来サビ止め塗料の１つの代表である亜
鉛末系塗料、とくにジンクリッチ塗料と呼ばれるもの
は、亜鉛末の性質から亜鉛石けんが副生するなどの理由
で、油性成分が使用できず、その展色剤成分はシリケー
トかエポキシ樹脂等ごく限られたものしか存在せず、そ
の展色剤成分の豊富化が求められていた。

【０００３】しかしながら、これらの塗料を用いて優れ
たサビ止め性能を発揮させるためには、予めサンドブラ
スト処理等の素地調整が必要であり、この所定の処理を
充分に施さないとこれらのサビ止め塗料と金属素地面と
の付着性は不良となり、サビ止め性能が著しく低下する
結果となる。ましてや、素地面に油や水が存在している
場合には更に完璧な素地調整が要求され、しばしば技術
的にも経済的にも問題となっていた。

【０００４】特に既設の鋼構造物の塗替はほとんどが現
地施工であり、粉塵、騒音などの発生による公害、衛生
上の問題や、施工条件等の制約もあるのでサンドブラス
ト処理など所定の素地調整を現場で施工できない場合が
多く、これらの処理を行わずに塗装し得る亜鉛末系サビ
止め塗料の開発は長年の社会的要請であった。

【０００５】本発明者は先に特公平３−４７６７０号公
報において、「粗ジフェニールメタンジイソシアネート
（Ｃ−ＭＤＩ）３０〜７０重量部、トリレンジイソシア
ネート（ＴＤＩ）２０〜６０重量部およびヘキサメチレ
ンジイソシアネート（ＨＭＤＩ）５〜３０重量部よりな
るポリイソシアネート混合物に合成弗素金雲母、鱗片状
酸化鉄並びに弁柄、１．１．１−トリクロールエタンを
配合したことを特徴とする粗悪素地面用塗料。」を提案
したが、この塗料によれば、素地をサンドブラストやシ
ョットブラストする必要がなく、サンドペーパーをかけ
る程度の表面処理で、素地に充分密着して、長期にわた
って剥離することのない塗膜を形成することに成功して
いる。

【０００６】そこで、特公平３−４７６７０号公報の展
色剤成分が、展色剤成分に対する制約が非常に多いジン
クリッチ塗料の展色剤としても使用することができれ
ば、亜鉛末系塗料の展色剤を豊富化できるだけでなく、
今までの亜鉛末系塗料の塗装工事において不可欠であっ
たサンドブラストやショットブラストを行うことなく塗
装ができるというメリットが期待できる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の第一の目的
は、今までのジンクリッチ塗料の展色剤とは異なる成分
を含む新規なジンクリッチ塗料を提供する点にある。本
発明の第二の目的は、サンドブラストやショットブラス
トなどの素地調整を必要としないジンクリッチ塗料を提
供する点にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、 （１）ポリイソシアネート成分のうちジフェニルメタン
ジイソシアネート２０重量％以上を含有するポリイソシ
アネートよりなる展色剤 （２）亜鉛末 および （３）鱗片状酸化鉄 を含有することを特徴とする粗悪素地用サビ止め塗料に
関する。

【０００９】本発明の展色剤であるポリイソシアネート
成分においては、ジフェニルメタンジイソシアネート
（ＭＤＩ）がポリイソシアネート成分中２０重量％以上
を占める必要がある。ジフェニルメタンジイソシアネー
ト（ＭＤＩ）は、毒性が低く、とくに粗ジフェニルメタ
ンジイソシアネート（Ｃ−ＭＤＩ）は安価であるだけで
なく、塗料調合時の取扱が容易であり、またイソシアネ
ート当量の点でバランスがよく、本発明の塗料になった
ときの作業性、塗膜形成時の塗膜の性質の点で他のポリ
イソシアネートより優れている。

【００１０】たとえば、ヘキサメチレンジイソシアネー
ト（ＨＭＤＩ）のみでは硬化速度が遅く、トリレンジイ
ソシアネート（ＴＤＩ）のみでは反応が速すぎ塗膜も硬
く、もろいなどの欠点が生じる。

【００１１】本発明におけるポリイソシアネートのうち
２０重量％以上はジフェニルメタンジイソシアネートの
使用が必要であるが、それ以外の成分は、形成される塗
膜の所望の物性や素地のサビ状態に応じて他のポリイソ
シアネート、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート
（ＨＭＤＩ）、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、
あるいはこれらのポリイソシアネートをトリメチロール
プロパンなどの活性水素含有化合物に付加させた付加
物、または、これらモノマーのプレポリマーの１種以上
を併用することができる。

【００１２】前記ポリイソシアネート成分は、化学的に
高純度に精製したものでなく、粗ポリイソシアネートを
使用することができる。とくに、常温において液状の粗
ジフェニルメタンジイソシアネート（Ｃ−ＭＤＩ）は、
経済性、安全衛生上の面から好ましい成分である。粗ポ
リイソシアネート成分は塗料組成物１００重量部当り１
５〜４０重量部、とくに２０〜３０重量部の割合で使用
すると、好ましい塗膜をうることができる。

【００１３】例えば、ポリイソシアネートは、下記の組
成のものが好ましい。 粗ジフェニルメタンジイソシアネート（Ｃ−ＭＤＩ）
（ＮＣＯ含有率３１重量％）３０〜７０重量部（好まし
くは４０〜６０重量部） 粗トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）（ＮＣＯ含有率
１３重量％）２０〜６０重量部（好ましくは３０〜５０
重量部） ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＭＤＩ）（ＮＣＯ
含有率２３．５重量％）５〜３０重量部（好ましくは８
〜１５重量部） 必要に応じて、これにメチルエチルケトンのような溶剤
を加え、常温下で、湿気を遮断した系で混合すると、目
的とする混合ポリイソシアネート溶液が得られる。

【００１４】この混合ポリイソシアネート溶液の有効Ｎ
ＣＯ含有率は１０〜３０重量％、好ましくは１５〜２５
重量％である。この混合ポリイソシアネート溶液は塗料
組成物１００重量部当り１５〜４０重量部、好ましくは
２０〜３０重量部使用すると作業性がよく、塗膜性能の
よい塗膜をうることができる。

【００１５】これらのイソシアネート成分は、亜鉛末と
反応して亜鉛石けんなどを生成することはなく、適宜水
分のない溶剤で希釈し、のぞましい粘度に調整して使用
すると、錆表面の微細な空間に浸透し、錆内部の水分、
および赤錆の含水酸化鉄や、空気中の湿気と反応して硬
化塗膜を形成させ、錆層を不活性な固定層に転化させる
働きをする。

【００１６】本発明における亜鉛末は、全塗料組成物を
基準にして５〜２０重量％、好ましくは８〜１５重量％
を使用する。５重量部に満たない場合は塗膜の凝集力お
よび防食性が低下し、２０重量％を超えると油性塗料等
との塗り重ね適合性が悪くなる。

【００１７】本発明のもう一つ必須の成分である鱗片状
の酸化鉄（ＭＩＯ）は、全塗料組成物に対して５〜２０
重量％、好ましくは８〜１５重量％の範囲で使用する。
５重量％に満たない場合は、目的とする効果が充分でな
く、２０重量％を超える場合は、作業中に沈降しがちで
あり、性質のよい塗膜が得られないことがある。

【００１８】鱗片状酸化鉄は硬化塗膜中に鱗片状に重な
り合い、腐食因子である水分、酸素等から被塗物を長期
にわたって遮断し防食効果を発揮する塗装下地を形成す
る。

【００１９】本発明は、亜鉛末の犠牲陽極作用と鱗片状
酸化鉄の遮断機能との相乗効果によって鋼材面への重防
食性能を新規ブラスト面、低研掃素地調整面を問わず飛
躍的に増強させることができた。

【００２０】また、本発明は必要に応じて天然産金雲母
またはそれと全く同一の結晶構造から結晶水（ＯＨ）を
弗素（Ｆ）で置換した型の合成弗素金雲母（マイカ）を
配合することができる。その配合量は、全塗料組成物に
対して１０〜２５重量％、好ましくは１５〜２０重量％
である。１０重量％未満では添加効果が発生せず、２５
重量％をこえると粘度が高くなりすぎて作業性が悪くな
る。前記亜鉛末や、鱗片状酸化鉄に、これを併用するこ
とにより一層防食性を向上することができる。

【００２１】本発明においては前記成分のほかに着色顔
料として酸化チタン、弁柄等を加えることもでき、必要
に応じて体質顔料、タレ止め剤、沈降防止剤等を適宜配
合することもできる。

【００２２】本発明塗料中のポリイソシアネートは被塗
物表面の水分や、大気中の湿気等と反応し炭酸ガスを発
生するため、一度に厚塗りすると硬化塗膜中で発泡し、
ピンホールを形成したり、気泡を含んだ異常塗膜となる
可能性があり、更に配合顔料や、溶剤中の微量な水分と
も反応し塗料の貯蔵安定性を低下せしめたり、末端イソ
シアネート反応基が既に塗料中の水分で消費されていて
硬化塗膜とした場合、所定の性能が得られないというこ
ともあるが、発泡抑制剤、及び塗料安定剤として合成ゼ
オライト、合成シリカ、焼石膏、オルトギ酸メチル等の
水分除去剤を単独、又は２種以上併用して適宜添加する
ことで前記の問題を解決することができる。

【００２３】本発明は、錆面への浸透性の向上および作
業性等の点から、必要に応じて有機溶剤を使用すること
ができる。この場合選ばれる溶剤としてはメチルエチル
ケトン、酢酸エチル、トルエン、キシレン等、なるべく
水分を含まないものを使用する。

【００２４】本発明塗料が好適に適応される被塗物は、
通常金属表面であり、鉄鋼が最も一般的であるが、非鉄
金属にも適応し、更に油面、湿潤面への応用では、コン
クリート面にも対応可能である。

【００２５】本発明の塗料組成物の塗装方法としては、
既に公知の手段、例えば刷毛塗り、ローラー塗り、スプ
レー塗装等で行われる。油面には軽く脱脂剤による洗
浄、湿潤面はウエス等で拭き取った後、腰の強い刷毛で
素地にすり込むようなブラッシング塗布方法が必要であ
る。又、金属表面の錆は浮き錆を除去することが必要と
なる。浮き錆を除去し、清掃程度はしないと塗膜の付着
性が低下する可能性がある。

【００２６】塗布量は特に限定するものではないが、一
般には乾燥膜厚で４０〜２００μ、好ましくは５０〜１
５０μである。

【００２７】

【実施例】以下に本発明を実施例と比較例を挙げて説明
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。なお、表中の数字は凡て重量部を意味する。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【表２】 注１） 粗ジフェニルメタンジイソシアネート固形分 １００重量％ （ＮＣＯ含有率 ３１重量％）として市販されているもの 注２） 粗トリレンジイソシアネート固形分 ７５重量％ （ＮＣＯ含有率 １３重量％）として市販されているもの 注３） ヘキサメチレンジイソシアネート固形分 １００重量％ （ＮＣＯ含有率２３．５重量％）として市販されているもの

【００３０】実施例１の塗料中の有効ＮＣＯ含有率は約
７重量％であり、実施例２の塗料中の有効ＮＣＯ含有率
は約４重量％であり、実施例３の塗料中の有効ＮＣＯ含
有率は約５．５重量％であり、実施例４の塗料中の有効
ＮＣＯ含有率は約６重量％である。

【００３１】前記表１、表２の組成の塗料を次の要領で
錆面への塗膜性能を評価した。

【００３２】（１）試験鉄板の作成 冷間圧延鋼板（ＪＩＳ Ｇ−３１４１、ＳＰＣＣ−Ｄ）
を溶剤脱脂して半年間屋外バクロし自然発錆させたもの
を、皮スキ、サンドペーパーにて除錆しＳＩＳ Ｓｔ−
２（第３種ケレン）程度に調整した。次に各実施例の塗
料は上記処理板に刷毛で２回塗布（Ｄｒｙ１２０〜１５
０μ）し、室内で７日間放置硬化させて供試板とした。
比較例の塗料も、同一の塗膜厚さとなるように数回に分
けて刷毛塗りし、同様に硬化させ、供試板とした。

【００３３】（２）評価方法 ・塗膜外観 目視により塗膜にフクレ、割れ、発錆等の
異常がないか判定する。 ・付着性 ２ｍｍ間隔の素地に達する基盤目をカッタ
ーナイフにて切り入れ、粘着テープにより急激に剥離し
残存区画数を数える。 ・耐屈曲性 直径１インチの棒に沿って１８０゜折り曲
げ、割れ、剥離等を調べる。 ・耐衝撃性 デュポン式衝撃試験機５００ｇ×１５０ｃ
ｍ、１／２インチポンチで衝撃を加え、塗膜の剥離状況
を調べる。 ・耐水性 水道水に室温で６ヶ月浸漬し塗膜の外観と
付着性を調べる。 ・耐塩水性 ３％食塩水に室温で６ヶ月浸漬後、塗膜の
外観と付着性を調べる。 ・耐塩水噴霧性 ＪＩＳ Ｚ ２３７１ ３０００時間
後の塗膜の外観と付着性を調べる。

【００３４】（３）評価基準 ・塗膜外観 ◎全く異常なし ○ブリスター数点 △全面フクレ、及びブリスター ×全面剥離 ・耐屈曲性、耐衝撃性 ◎全く異常なし ○実用上問題なし ×不合格 ・付着性 ◎全く異常なし（１００／１００） ○実用上問題なし（９５〜９９／１００） △不合格（９０／１００以下） ×測定不能

【００３５】

【表３】

【００３６】

【表４】 注４） 市販のタールエポキシ樹脂塗料（ＪＩＳ Ｋ ５６６４ １種） を用いた。 注５） 錆面適応型として市販されている他社品（二液型・変性エポキシ 樹脂系）を用いた。

【００３７】前記試験による評価結果は前記表３、４の
とおりであり、各項とも本発明による塗料を塗布したも
のが最良の結果を示している。すなわち、本発明の実施
例塗料を塗布したものは耐水性、耐食塩水性においては
塗膜外観、付着性とも全部◎印であるのに対して、比較
例のものは、いずれも本発明より劣ることが明らかであ
る。とくに、現在市販のジンクリッチ塗料は少しでも錆
があれば塗布できず、塗布しても本来の性能を発揮でき
ないのは周知である。また、錆の上にも塗れるといわれ
ている比較例４，５のものも、いわば臭いものに蓋をす
るのたぐいで、厚膜にして外界と遮断するだけのもので
あり、被塗布素地や錆自体と反応してそれを固定層に変
えてしまうという本発明の技術ではなく、この点からみ
て本発明塗料の優位性は明白である。

【００３８】

【試験板の作成と評価方法】油面、湿潤面に対しての試
験を下記要領で行なった。すなわち、歩道用コンクリー
ト平板、および、前記錆処理鋼板を３日間水道水に浸漬
した後引き上げ、室温（１８℃前後）で３０分間放置し
た後、シェル社のディーゼルエンジン油Ｒｏｔｅｌｌａ
ＳＸに７日間浸漬して引き上げた。つぎに各々の板の
表面を軽くウエス等にて拭き取り、さらに濡れ雑巾で湿
り気を与え、実施例１、２、３、４の塗料を腰の強い刷
毛にてスリ込み塗布した。室温下（１８〜２０℃、湿度
６８％−ＪＩＳ Ｚ ８８０６乾湿計）で１時間程して
半硬化したと思われる実施例１、２、３、４の塗膜の上
に無溶剤型エポキシ樹脂接着剤（主剤アデカＥＰ４１０
０／硬化剤 アデカＥＰ３０６ 旭電化社製）を塗布
し、室温で７日間養生した後、建研式接着力試験方法に
よって接着強度を測定した。その結果、歩道用コンクリ
ート平板に対しても、錆処理鋼板に対しても、前記の油
と湿気を有する表面であったにもかかわらず剥離は全く
発生せず、前記接着力試験方法により鋼板の場合は凝集
破壊にいたり、コンクリート平板の場合は、コンクリー
ト素地が破壊し、いずれの場合も強く塗膜が素地に接着
していることが立証された。

【００３９】

【効果】本発明により、ジンクリッチ塗料が、エポキシ
系のものとシリケート系のもの等に限られており、その
選択性が極めて限られていたのに対して、その選択性の
幅を広げることができた。本発明は、前述のとおりジン
クリッチ塗料の種類を豊富化したのみならず、油で汚染
された被塗布面は軽い脱脂洗浄をするだけで、また水で
濡れた被塗面表面は軽くウエスで拭き取る程度で、およ
び発錆した金属表面にはディスクサンダー、パワーブラ
シ等の電動工具やピッチングハンマー、スケラー等の手
工具でできる程度の簡単な素地調整で、高級サンドブラ
スト処理と同等の防食塗膜が得られ、長期に渡って優れ
た防食効果を発揮し得る粗悪素地面用塗料を提供するこ
とができた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （１）ポリイソシアネート成分のうちジ
   フェニルメタンジイソシアネート２０重量％以上を含有
   するポリイソシアネートよりなる展色剤 （２）亜鉛末 および （３）鱗片状酸化鉄 を含有することを特徴とする粗悪素地用サビ止め塗料。