JPS5813670A - 亜鉛メッキ被膜表面の処理方法 - Google Patents

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】 本発明は亜鉛メッキ、特に溶融亜鉛メッキ被膜表面の防
蝕及び着色のための処理方法に係る。

従来より、鉄鋼材或いは鉄鋼製品の長期防蝕方法として
、亜鉛メッキが施されており、特番ζ送電鉄塔、ダム・
ゲート等を中心とした大型構造物においては溶融亜鉛メ
ッキ被覆がなされているのは周知のとうりである。この
防蝕方法は一般の塗料被覆方法に比べるとはるかに優れ
るものであるが、最近の如く大気もしくは水質の汚染Ｏ
進行に伴なって亜鉛の消耗が著しく、以前のようには長
期の防蝕効果が期待出来な（なっているのが現状である
。亜鉛メッキ本来１の長期防蝕を勤皇的ならしめるため
には、有機塗膜をＩＬ船メッキ表面に存在せしめて水、
大気等の腐蝕性因子との接触を防止する事が必要となっ
ており、更には最近？構造物大盤化につれて航空標識と
しての必要主成いは環境調和の美観上の観点から構造物
の着色美装の必要性が強く要望されている。

前記の理由により亜鉛メッキ表面への塗装の必要から油
性系塗料或いは合成樹脂系塗料が塗布喜れているのが現
状である。

しかしこの種の塗料はそＯ塗膜が亜鉛メッキ層の表面か
ら早期に剥離、離脱を生じるという欠点があり必ずしも
満足出来るものではなかった。更に構造物が大型化する
につれて、メンテナンスのための塗替作業に困難を来た
すため長期耐久性、保色性等の点でトップコートにター
ルエポキシ樹脂塗料、タールウレタン樹脂塗料、不飽和
ポリエステル樹脂塗料、或いはエポキシ樹脂エナメル、
ポリウレタン樹脂エナメル等の合成１４１系塗料Ｏ使用
が考慮されつ−あるが、これらのトップコートの密着性
を改普するための亜鉛メッキ表面の処理方法に決定的手
法を欠くのが現状である。

本発明は特定の塗料組成物を亜鉛メッキ表面に塗布する
処暑方法により、前記Ｏ如自現状問題点し、。

を解決しよう□とするものである。

即ち本発明は、 ＾　亜鉛メッキ被膜表ｍに、 （ａ）末端に少な（とも２個以上の エポキシ基と側鎖に少なくと も１個以上の水酸基を含有す るエポキシ樹脂組成物・・・・・・・・・１００重量部
。

由）酸素酸塩および金属酸化物か ら選ばれた少なくとも１種の 化合物・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・１
〜２５０重量部、および（Ｃ）偏平状顔料用・・・町−
１０〜２５０重鑞部の割合から成る成分を混合して成る
塗料組成物を塗布、乾燥ぜしめてプライマー塗膜層を形
成する工程。

＠　前記プライマー麿編層上に少なくとも１層以上の各
種塗料塗膜を上塗りし、乾燥せしめて成層膜を形成する
工程。

から成る亜鉛メッキ被膜表面の処理方法＆Ｃ係る。

本発明に用いるエポキシ樹脂組成物とは、末端に少なく
とも２個以上のエポキシ基と、分子中に少なくとも１１
Ｍ１以上の水酸基を含有するエポキシ樹脂と、その架橋
剤との混合物から成るものであ５− る、Ｕ記エポキシ樹脂としては例えば直鎖状ビスフ工゛
ノール盟エポキシ樹脂、メチル置換ビスフェノール型エ
ポキシ樹脂、側鎖状ビスフェノ−ｋＩｌエポキシ樹脂等
がある。−賑されている商品名として゛は例えばエピコ
ート（シェル化学（株）ｌ！商品名）、エピクロン（大
日本インキ化学工ｔａ＜株）製商品名）、アラルダイト
（チパ、ガイ千−（株）ｌＫ商品名）などが代表例とし
て挙げられる。これらは単独使用の他、２種以上を併用
して各々の特徴を出すことも可能である。

本発明の架橋剤としてはエポキシ樹脂分子中に含有され
るエポキシ基もしくは水酸基と相互に反応する基を有す
るもので、一般にエポキシ樹脂層架橋剤として使用され
てい′るものであればいずれでも良い。例えばジエチレ
ントリアミン、トリエチレンテトラミン、メタキシリレ
ンジアミン、メタフェニレンジアミン、複素環ジアミン
などの盾１ｍ又は芳香族ポリアミン、ジメチルアミノメ
チルフ真ノール、トリス（ジメチルアミノメチル）フェ
ノール、ピペリジンなどの第２級もしくは第　６− ３級アミン、ポリアミド樹脂、アミン付ｍ物＜一般にア
ミンアダクトと称される）等のアミノ系化合物、トリレ
ンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート
等のインシアネート化合物の他、フェノール樹脂、酸無
水物、メラ家ン樹脂、尿素樹脂等が挙げられる。本発明
の対象が一般には大型鋼材及び大型鋼製品であるため常
温もしくは強調乾燥程度でエポキシ樹脂と架橋剤の化学
反応が進行するもので、かつエポキシ基との化学反応を
伴なうアミノ系化合物が最も好ましい。

本発明の特徴は後述するとうり組成物中に含有される酸
素酸塩、金属酸化物から選ばれた少なくとも１種の成分
が亜鉛メッキ表面と化学的に反応し塗膜の密着性を附与
することにある。とりわけリン酸塩を必須成分とし、リ
ン酸塩以外の他の酸素酸塩、金属酸化物より選ばれた少
な（とも１種以上の成分と併せ用いると、金属イオンを
介してリン酸とエポキシ樹脂中の水筆１・・基との間に
十レート結合を形成して、強固な密着性を附与する効果
が得られるので好ましい。従って、本発明のエポキシ樹
脂及び梨橋剤の混合に際し、架橋剤が工ぽキシ樹貨分子
中の水酸基との化学反応を伴なう性質のものであれば、
エポキシ樹脂に対する架橋剤の量をエポキシ樹１１１１
当量に対して０．９〜０．５当量程度に調整し、エポキ
シ樹脂分子中の水酸基を一部残存せしめておくことが好
ましい。

本発明に使用する酸素酸塩とは、クロム酸、リン酸（縮
合リン酸を含む）、ホウ酸、モリブデン酸、燐モリブデ
ン酸、珪モリブデン酸、タングステン酸、燐タングステ
ン酸、珪タングステン酸、等の酸素酸と各種金属類とか
ら成る塩である。

例えばストロンチウムクロメート、カルシウムクロメー
ト、クロム酸鉛、ジンクタロメート、クロム酸亜鉛、モ
リブデン酸４り４リブデン酸カルシウム、タングステン
酸亜鉛、タングステン酸カルシウム、タングステン練マ
グネシウム、９ン酸亜鉛、オルソリイ）・・、酸鉛、ピ
ロリン酸鉛、メタ譬ホウ酸バリウム等が使用出来る。

本発明に使用する金属酸化物はクロム、モリブデン、タ
ングステン、マンガン専の酸化物である。

例えば二酸化クロム、−一部１１−−三酸化モリブデン
、二酸化タングステン、二酸化マンガンなどが旋用出来
る。これら前記した酸素酸塩と金属酸化物は単独使用又
は任意の割合で混合して用いることができる。とりわけ
、前記リン酸塩を必須成分とし、リン酸塩以外の他の酸
素酸塩もしくは金属酸化物から選ばれる少なくとも１種
以上の成分と併用すると、その加水分解により生ずるリ
ン酸が酸素酸塩もしくは金属酸化物中の金屑イオンを介
してエポキシ樹脂中の水酸基との間にキレート化合物を
形成すると考えられるので、その組合せＯ使用が最も好
ましい。

本発明で使用する前記酸素酸塩、金属酸化物の量はそれ
ら各々の亜鉛メッキ表面に対する反応性の強弱ＩＦ蝕性
等に大きな差があり、それに応じて変化するが、エポキ
シ樹１１１００重量部に対して１〜２５０重量部、好ま
しくは５〜１５０重量部　９− 化成被膜形成効果あるいはキレート形成効果が期待出来
ない、一方、２５０重量部より多いと塗膜の亜鉛メッキ
に対する密着性を損なう傾向がある。

本発明に於ては、リン酸塩を必須成分とし、リン酸塩以
外の他の酸素酸塩、金属酸化物より選ばれた少な（とも
１種以上の成分と□組み会せて用いるのが最も一果的で
あることは前記したとおりであるが、こめ場合にリン酸
塩とリン酸塩以外の他の酸素゛酸塩、金属酸化物との好
適な混合割合は前者が９５〜３０重量事に後者が５〜７
０重量％である。

本発明に使用する偏平状顔料としては、例えば偏平状酸
化鉄（Ｍｉｃａｃｅｏｕｓ　Ｉｒｏｎ　０ｘｉｄｅ）、
偏平状アルミ粉、マイカ、ガラスフレーク、雲母、偏平
状鉛粉等が挙げられる。これらの１種もしくは２種以上
を組み合せて使用する事が出来る。該偏平状顔料は、プ
ライマー筐膜層の表面に適度な粗度を附与し、上塗り塗
膜との相互密着性を強固ならし１０− めるという効果を有する。一般にエポキシ樹脂系塗料は
架橋密度の進行く伴ない、塗膜硬度が上昇し、比較的短
かい間隔で上塗り塗膜を塗り重ねしないと、層間剥離を
生じ易い傾向・【ある、そこで本発明に於ては前記した
如く、適度な粗さを塗膜表面に附与することにより、上
塗り塗り重ね間隔を饋刺隈に延長する効果が得られると
共に、本゛発明の最も大きな効果は、該プライマー塗膜
層上にタールエポキシ樹脂塗料、タールウレタン樹脂塗
料、不飽和ポリエステル樹脂塗料等の異種塗料を塗り重
ね得ることである。特に、異種塗料の組合曽から得られ
た塗膜は被塗物が没水されるような環境に置かれた時に
層着な防蝕効果を発揮する。

最近、畏ＪＩＩｒＮ蝕Ｏ観点から、構造物に歪翰メ′ツ
キ被覆を施こし、更にタールエぽ牛シ樹脂塗料、タール
ウレタン樹脂塗料、不飽和ポリエステル樹脂塗料等の厚
膜型塗料と塗布する例が多くなっている。しかしながら
、これら塗料は本来亜鉛メッキ被覆表面との密着性が悪
いものである。そこで亜鉛メッキ表面との密着性の良い
エポキシ樹脂を基材とするプライマー塗膜層を介在せし
める方法が通常採用されている。ルかし異種塗料塗膜を
塗り重ねした場合は、相互塗膜層の密着性が悪いのが一
般的であり、没水の如く厳しい環境下に於ては永年Ｏ経
時と共−ζ塗膜層の間に水分が浸透し、塗膜層間での塗
膜剥離、フクレ等の欠陥を生ずる傾向があった。

本発明に於ては、前記偏平状顔料を塗膜中に含有せしめ
ることにより、プライマー塗膜層と上塗り塗膜層の相互
密着性を一層強固にし、かくして前記欠陥を改曽するも
のである。

本発明に使用する前記偏平状顔料の好適な含有量はエポ
キシ樹脂組成物１００重量部に対し１０〜２５０重量部
、更に好ましくは５０〜１５０重量部である。

上記ｌｌｓに於て、偏平状顔料の量が２５０重量部を越
える場合はく、塗膜表面の粗度が大きすぎて、上塗りし
た際に′；−泡する傾向があり、逆に１０重量部より少
ない場合には、プライマー塗膜層面への粗度附与効果が
ない。

本発明は前記した如く、エポキシ樹脂組成物と酸素酸塩
、金属酸化物から選ばれた少な（とも１種の成分、及び
偏平状顔料を各々前記量比で存在ぜしめた組成物を使用
することにより亜鉛メッキ被膜表面に対して強固な密着
性を有し、しかもその効果が長期にわたって持続する塗
膜を得ることが出来、かつ偏平状顔料の効果により、上
塗り塗膜との強固な密着性を附与するものである。

本発明に卿いては、前記の必須成分の他番ζ、前記組成
物と相溶性のあるその他の樹脂を本発明の目的を損わな
い範囲で添加することも可能である。

更に所望によりその他の防錆顔料、タルク、シリカ等の
体質顔料、酸化鉄、カーボンブラック、酸化チタン等の
着色顔料、アスファルト、タール、ピッチ等Ｏ歴青質、
沈澱防止剤、ダレ防止剤１．界面活性剤、表面調整剤等
の添加剤、塗膜の付着力を一層助成する為のカップリン
グ剤、キレート化合物或いは、溶媒等を添加することか
で會る。尚、本発明に於て溶媒として水板外の有機溶媒
系を使用する場合には組成物中の酸素酸塩、金属酸化物
１３− の金属イオンの溶出もしくは加水分解を助成するため少
な（とも１種以上のアルコール系溶媒もしくは溶媒に対
し３重量％以下程度の水を組成物中に含有して成ること
が好ましい。

本発明の方法は、前記成分から成る塗料組成物を亜鉛メ
ッキ表面に刷毛、スプレー、ローラー等の公知方法によ
り、１０〜３００　ｔクロン程度の乾燥鴨厚が得られる
様に調整して塗布し、エポキシ樹脂と架橋剤が化学反応
を呈し、塗膜乾燥するに必要な条件下で塗膜硬化をせし
めたのち、構造物の用途、目的に応じて任意塗料を少な
（とも１層以上前記プライマー塗膜層上に塗り重ね乾燥
せしめて成層膜を得ることからなる。

本発明の処理方法によって得られた塗膜は長期の曝露、
没水に強い耐久性を示すもので、従来方法の如く短期間
で塗膜の剥離、離脱することなく長期に安定した密着性
を有するものである。

次に本発明の具体的効果を実施例により示す。

尚、実施例及び比較例の「部」又は「％」は「重量部」
又は「重量％」を意味する。

１４− 実施例１゜ エポキシ当量４５０〜５０００直鎮状ビスフエノール型
エポキシ樹脂と架橋剤として活性水素当量１５０のポリ
アミド樹脂を用いて、−一一一１−−−−−−−−−−
−−１■―■―――■−■−−■■■■■−エポキシ樹
脂と架橋剤をエポキシ樹■１当量に架橋剤０８当量の割
合で温合し本発明に使用するヱポキシ樹脂組成物を得た
。その池の成分については表−１に示した割合で混合し
た。

尚比較のための本発明以外の組成物（比較試料麹１〜４
）も同様にして得た。

次いで、必要に応じてキシレン：ｎ−ブチルアルコール
−１：ｌ（重量比）からなる混合溶剤を用いて刷毛塗り
作業に適する粘度に調整し、溶融亜鉛メッキ表面に乾燥
膜厚が８０ミクロンとなるように刷毛塗りしてプライマ
ー塗膜層を得、２０℃７５％Ｒ１（条件下で７日間乾燥
せしめて屋外曝露に供した。６ケ月間経過後、各□プラ
イマー塗膜層表面に、上塗り塗料としてクロロプレン（
分子量約１０．Ｇｏｏ　’）　１２部、塩素化パラフィ
ン５部、長油性アルキッド樹脂ワニス（無水フタル酸含
有量為％、アマニ油含有量６５９６、不揮発分７０９６
）８部、タルク２５部、酸化鉄１５部、１５９６ナフテ
ン酸鉛ドライヤー１．０部、５９６ナフテン酸コバルト
ドライヤー０．２部、５％す７テン酸マンガンドライヤ
ー０．３部、キシレン３３．５部を混合分散して得られ
た塩化プム系塗料を乾燥膜厚が８０ミクロンとなるよう
２４時間間隔で４０ｔクロンずつ２回塗りし、２０℃、
″７５９６ＲＨ条件下で７日間乾燥ぜしめて比較試験に
供した。

実施例２゜ 工４キシ当量９００〜１０００の直鎖ビスフェノール型
エポキシ樹履と架橋剤として活性水素当量２００のアミ
ンアダクトを用いてエポキシ樹脂と架橋剤を当量で温合
し、エポキシ樹脂組成物を得た。

崗比較のための本発明外の組成物（比較試料麹５〜７）
も同様にして得た０表−２の組成より成る塗料組成物を
調整し、溶融亜鉛メッキ鋼板の表面に乾燥膜厚が５０電
クロンとなるようにエアスプレー塗りし、２０℃、７５
９６ＲＨ条件下で４８時間放置乾燥せしめプライマー塗
膜層を得た。

次いで上塗り塗料としてエポキシ当量４５０〜５００の
エポキシ樹脂に対して活性水素当量１８０のボリア電ン
アダタトを当量で混合したエポキシ樹脂組成物３０部、
コールタールピッチ２０部、タルク２０部、タレ防止剤
３部、キシレフ１５部、メチルイソブチルケトン５ｕ％
ｎ−ブチルアルコール７部から成るタールエポキシ樹脂
塗料を乾燥膜厚が、３０Ｇミクーンに　なるようエアレ
ススプレー塗装し２０℃、７５％ｋＭ条件下で７日間乾
燥せしめて比較試験に供した。尚、実施例２の各揄料塗
＠ｇｓしキシレン：ｎ−ブチルアルコール＝１　：　１
　（重量□比）の混合溶剤で適性粘度に調整した。

１□１ 比較実験１ 前記の如〈実施例１の方法で得られた本発明試料Ｎａｌ
〜６と比較試料１〜４の供試片を用い、初’１ｓｏｔｉ
船メッキ表面に対する塗膜の密着性を試験するため、カ
ッターナイフを用いて塗膜に輻２鴎間隔で亜鉛メッキ表
面に達するタテ１１本、式コニ１本の直角にクロスする
切線を入れ１００債のマス目ヲ形成せしめる。次いで該
マス目１所にセロハンテープを圧着し瞬時にセロハンテ
ープを引剥し、マス目の残存数を百分率として表わす。

一方、他Ｏ供試片を３９６濃度の食塩水に６ケ月間浸漬
したのち供試片を取り出しｍ膜表面を観害して電膜欠陥
、異状発生の有無を確認、記録したのち、供試片を室温
＆ｃ２４時間放置して塗膜中の−分を飛款せしめる。次
いで前記初期密着性試験と同−手＠０処鳳、判定方法に
より浸漬後の密着性良否を判定する。各々得られた結果
を表−３及び４に示した。

比較実験２ 前記の如〈実施例２の方法で得られた本発明試料随７〜
１１と比較試料５〜フの供試片を用い、初期の亜鉛メッ
キ表面に対する塗膜の密着性を試験するため、比較実験
１０手順に準じて処理し同一基準で評価した。

一方、他の供試片を３％濃度の食塩水に３ケ年間浸漬し
たのち、比較実験２と同一の処理、評価を行なった。そ
れらの結果を表−５、表−６に示した。

表−３比較実験結果表 −る− 表−４比較実験結果表 Ｕ− 表−５比較実験結果表 表−６比較実験結果表 前記比較実験結果表より明らかに、本発明Ｏ処理方法に
より得られた塗膜層は、亜鉛メッキ表面に対する密着性
付与効果は勿論のこと、上塗塗膜との相互密着性も非常
に優れたものである。従って、塗膜Ｏ防蝕効果が優れる
ため、亜鉛メッキ表面を長期間にわたって保−すること
が可能なのである。

出願人：大日本論料株式会社 ２７−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １１）（Ａ）　　亜鉛メッキ被膜表面に、（ａ）末端に
   少なくとも２個以上の エポキシ基と側鎖に少なくと も１個以上の水酸基を含有す るエポキシ樹脂組成物・・・・・・ １００重量−１ （ｂ）酸素酸塩および金属酸化物か ら選ばれた少なくとも１種の 化合物・・・・・・・・・　１〜２５０重量部、および
   （Ｃ）偏平状顔料・・・・・・１０〜２５０重量部の割
   合からなる成分を混合して成る塗料組成物を塗布、乾燥
   せしめてプライマー塗膜層を形成する工程、 凶　前記プライマー塗膜層上に少なくとも一層以上の各
   種塗料塗膜を上塗りし、乾燥せしめて成層膜を形成する
   工程、 からなる亜鉛メッキ被膜表面の処理方法。 （２）前記酸素酸塩、金属酸化物から選ばれた少なくと
   も１種の化合物がりン酸塩を必須成分とし、リン酸塩以
   外□の他Ｏ酸素酸塩、金属酸化物より選ばれた少なくと
   も１種以上の成分である特許請求の範囲第（１）項記載
   の亜鉛メッキ被膜表面の処理方法。 （３）　　前記偏平状顔料は偏平状酸化鉄である特許請
   求の範囲第（１）項記載の亜鉛メッキ被膜表面の処理方
   法。