JPS5845906B2 - 亜鉛メッキ被膜表面の処理方法 - Google Patents

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、特に送電鉄塔、ダム・ゲ
ート等を中心として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通りである。

この防蝕方法は一般に用いられている塗料被覆による方
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、水質汚染の進行に伴なって亜鉛の消耗が著しくな
ってきた為、以前の様に長期の防蝕効果が期待出来なく
なっているのが現状である。

亜鉛メッキ本来の長期防蝕を効果的ならしめるためには
、有機塗膜を亜鉛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、更には最近の構造物の大型化につれて航空標識とし
ての必要上或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請されている。

前記の如き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されているの
が現状である。

しかしこの種の塗料は必ずしも満足できる状態になく、
早期に塗膜が亜鉛メッキ層の表面から剥離、離脱を生じ
てしまう。

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
成樹脂系塗料の使用が考慮されつ５あるが、これらのト
ップコートの密着性を改善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。

本発明は特定配合量から成る塗料組成物を亜鉛メッキ表
面に塗布する処理方法により上記の如き現状の問題点を
解決しようとするものである。

即ち本発明は 囚 亜鉛メッキ被膜表面に （ａ） エポキシ樹脂又はポリウレタン樹脂組成物・
・・・・・・・・１００重量部、 （ｂ） 金属亜鉛粉・・・・・・・・・・・・５〜２
５０重量部、（ｃ） 鉛酸カルシウム・・・・・・５
〜２００重量部、および（ｄ） 偏平状顔料・・・・
・・・・・１０〜２００重量部、の割合から成る塗料組
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、 ■ 前記プライマー塗膜層上に少なくとも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
下栓、 から成る亜鉛メッキ被膜表面の処理方法に係る。

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を含有するエポキシ樹脂と、エ
ポキシ樹脂と化学反応を呈する架橋剤との混合物から成
るものである。

前記エポキシ樹脂としては例えば直鎖状ビスフェノール
型エポキシ樹脂、メチル置換ビスフェノール型エポキシ
樹脂、側鎖状ビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノー
ルノボラック型エポキシ樹脂、クレゾール型エポキシ樹
脂、ポリフェノール型樹脂、脂肪族型エポキシ樹脂、芳
香族型エポキシ樹脂、環状脂肪族型エポキシ樹脂、エー
テルエステル型エポキシ樹脂等があり、市販されている
商品名としては、例えばエピコート（シェル化学製商品
名）、エピクロン（犬日本インキ化学工業製商品名）、
アラルダイト（チバガイギー製商品名）などが代表例と
して挙げられる。

これらは１種のみを用いることに限定するものではなく
、２種以上を併用して各々の特徴を出すことも可納であ
る。

前記エポキシ樹脂の架橋剤としては、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、公知一般にエポキシ樹脂用架橋
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脂肪族又は芳香族ポリアミン；ジ
メチルアミノメチルフェノール、トリス（ジメチルアミ
ノメチル）フェノール、ピペリジン等の第２級、第３級
アミン；ポリアミド樹脂；アミン付加物（一般にアミン
アダクトの名称で知られる）等のアミン系化合物、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
ト等のイソシアネート化合物の他、フェノール樹脂、酸
無水物、メラミン樹脂、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制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が好ましくアミノ系化合物が
最も好ましい。

本発明のポリウレタン樹脂組成物とは、分子中に少なく
とも２個以上の水酸基を含有するポリエステル樹脂、ポ
リエステル変性アクリル樹脂、ポリエステル変性エポキ
シ樹脂、エポキシ変性アクリル樹脂等のポリオールとト
リレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネ
ート等のイソシアネート化合物との混合物である。

本発明の方法に使用される塗料組成物は、前記エポキシ
樹脂又はポリウレタン樹脂組成物の固形分１００重量部
に対して金属亜鉛粉５〜２５０重量部、好ましくは３０
〜１２０重量部、鉛酸カルシウム５〜２００重量部、好
ましくは１５〜１００重量部、及び偏平状顔料１０〜２
００重量部、好ましくは５０〜１５０重量部を混合して
成るものである。

前記塗料組成物に於て、金属亜鉛粉及び鉛酸カルシウム
の量が、いずれか一方でも５重量部以下である場合は亜
鉛メッキ表面に対する塗膜の長期密着附与効果が殆んど
なく、又金属亜鉛粉の量が２５０重量部より多くなると
初期の段階で塗膜の密着不良を生ずる。

一方鉛酸カルシウムの量が２００重量部より多くなると
、金属亜鉛粉と同様に塗膜の初期密着性を阻害すると共
に製品のコストアップとなるため経済上好ましくない。

本発明の金属亜鉛粉、鉛酸カルシウムの効果は塗膜の長
期密着性を安定、持続せしめるもので、亜鉛メッキ表面
と塗膜の層間にあって緩衝作用により密着性附与の助成
効果を与えるものと考えられる。

本発明の偏平状顔料としては、例えば偏平状酸化鉄（Ｍ
ｉｃａｃｅｏｕｓ 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、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。

本発明に於ける偏平状顔料の効果はプライマー塗膜層の
表面に適度な粗度を附与し、上塗り塗膜との相互密着性
を強固ならしめるものである。

エポキシ樹脂系塗料あるいはポリウレタン樹脂系塗料は
一般的に、１ 架橋密度の進行に伴ない、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にあったが、前記した如く偏
平状顔料により適度な粗さをプライマー塗膜表面に附与
することによって、上塗り塗り重ね間隔を無制限に延長
する効果が得られると共に、本発明の最も大きな効果は
、当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られることである。

特に異種塗料の組み合せ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顕著な防蝕効果を発
揮する。

最近、長期防蝕の観点から、構造物に亜鉛メッキ被覆を
施こし、更にク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厚膜型塗料
を塗り重ねする例が多くなっているが、本来これ等塗料
は亜鉛メッキ被覆表面との密着性が悪いため、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のが通常である。

し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、没水の如く厳ぴしい
環境下においては永年の経時と共に塗膜層の間に水分が
浸透し、プライマー塗膜層と上塗り塗膜層との層間で塗
膜剥離、フクレ等の欠陥を生ずる傾向があった。

本発明においては、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との相互
密着をより強固にするもので前記欠陥を改善するもので
ある。

本発明の前記偏平状顔料の好適な含有量は１０〜２００
重量部、更に好ましくは５０〜１５°０重量部である。

本発明においては前記偏平状顔料の量が、２００重量部
を越える場合は、塗膜表面の粗度が大きすぎて上塗りし
た際に発泡する傾向があり、１０重量部より少ない場合
には、塗膜表面への粗度附与効果がない。

本発明は前記した如く樹脂組成物と金属亜鉛粉および鉛
酸カルシウムの成分を各々前記量比で存在せしめた組成
物と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。

本発明においては、前記した成分を必須とするが、その
他前記塗料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、クロム化合物、鉛化合物等の防錆顔料
、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
、ピッチ等の歴青質、沈澱防止剤、ダレ防止剤、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
するためのカップリング剤、キレート化合物或いは溶媒
等も添加することができる。

本発明の方法は前記組成から成る塗料組成物を亜鉛メッ
キ表面に刷毛、スプレー、ローラー等の公知の方法によ
り、１０〜３００ミクロン程度の乾燥膜厚が得られる様
に調整して塗布し、エポキシ樹脂又はポリウレタン樹脂
と架橋剤が化学反応を呈し、塗膜乾燥するに必要な条件
で塗膜硬化をせしめたのち、構造物の用途目的に応じて
任意の塗料を少なくとも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ものである。

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
で塗膜が剥離、離脱することがなく、長期に安定した密
着性を有するものである。

以下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。

実施例 １ エポキシ当量４５０〜５００の直鎖状ビスフェノール型
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、エポキシ樹脂と架橋剤を当量比で
混合してエポキシ樹脂組成物を得た。

次いで以下の表−１の組成より成る塗料組成物を調整し
た。

同様に比較のため本発明範囲外の塗料組成物も調整した
。

溶融亜鉛メッキ表面に乾燥膜厚が８０ミクロンとなるよ
うに塗装してプライマー塗膜層を得、２０’Ｃ，７５％
ＲＨの条件で７日間乾燥せしめて屋外曝露に供した。

６ケ月経過後、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１０，０００ ）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２４％、アマニ油含有量６５％、不揮
発分７０％）８部、タルク２５部、酸化鉄１５部、１５
％ナフテン酸鉛ドライヤー１部、５％ナフテン酸コバル
トドライヤー０．２部、５％ナフテン酸マンガンドライ
ヤー０．３部およびキシレン３３．５部、を混合分散し
て得られた塩化ゴム系塗料を乾燥膜厚が８０ミクロンに
なるよう２４時間間隔で４０ミクロンずつ２回塗りし、
２００Ｃ２７５％ＲＨの条件下で７日間乾燥せしめて比
較試験に供した。

実施例 ２ エポキシ当量９００〜１０００直鎖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２００のア
□ンアダクトを用いてエポキシ樹脂と架橋剤を当量比で
混合しエポキシ樹脂組成物を得た。

ついで表−２の組成より成る塗料組成物を調整した。

同様に比較のため本発明範囲外の塗料組成物も調整した
。

ついで溶融亜鉛メッキ鋼板の表面に乾燥膜厚が５０ミク
ロンとなる様、エアスプレー塗装し、２０℃、７５％Ｒ
Ｈの条件下で４８時間放置、乾＊＊燥せしめた。

次いで当該塗膜表面に上塗り塗料としてエポキシ当量４
５０〜５００のエポキシ樹脂に対して活性水素当量１８
０のポリアミンアダクトを当量で混合したエポキシ樹脂
組成物３００部、コールタールピッチ２０部、タルク２
０部、タレ防止剤３部、キシレン１５部、メチルイソブ
チルケトン５部および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３００ミクロン
になるよう塗装し、２００Ｃ２７５％ＲＨの条件下で７
日間乾燥せしめて比較試験に供した。

比較実験 １ 前記の如くして得られた本発明試料、４６１〜１１と、
比較試料Ａ６．１〜９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、カッター
ナイフを用いて塗膜に幅１間間隔で亜鉛メッキ表面に達
するタテ１１本、ヨコ１１本の直角にクロスする切線を
入れ１００個のマス目を形成せしめる。

次いで該マス目箇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。

その結果を表−３及び表−４に示した。

一方、他の供試片を用いて、３％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塗膜表面を観察して、
塗膜欠陥、異常発生の有無を確認したのちに、供試片を
室温に２４時間放置して塗膜中の水分を飛散せしめる。

次いで塗膜に対して、前期初期密着性試験と同一手順の
処理、判定方法により、長期浸漬後の密着性の良否を判
定する。

その結果を表−５及び表−６に示した。

比較実験 ２ 前記の如くして得られた本発明試料／１６１２〜１５と
、比較試料／１６１０〜１１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、カ
ッターナ不フを用いて塗膜に幅２ｍｒｔｔ間隔で亜鉛メ
ッキ表面に達するタテ１１本、ヨコ１１本の直角にクロ
スする切線を入れ１００個のマス目を形成せしめる。

次いで該マス目箇所にセロハンテープを圧着し瞬時にセ
ロハンテープを引離し、マス目の残存数を百分率として
表わす。

その結果を表−７に示した。

一方、他の供試片を用いて、３％濃度の食塩水に３ケ年
間浸漬したのち供試片を取り出し塗膜衣８８面を観察し
て、塗膜欠陥、異常発生の有無を確認したのちに、供試
片を室温に２４時間放置して塗膜中の水分を飛散せしめ
る。

次いで塗膜に対して、前記初期密着性試験と同一手順の
処理、判定方法により、長期浸漬後の密着性の良否を判
定する。

その結果を表−８に示した。

前記比較実験結果表より明らかに、本発明の処理方法に
より得られた塗膜層は、亜鉛メッキ表面に対する密着性
附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、塗膜の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護することが可能なのである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ （Ａ） 亜鉛メッキ被膜表面に （ａ） エポキシ樹脂又はポリウレタン樹脂組成物・
   ・・・・・ｉｏｏ重量部、 （ｂ） 金属亜鉛粉・・・・・・・・・・・・５〜２
   ５０重量部、（ｃ） 鉛酸カルシウム・・・・・・５
   〜２００重量部、および（ｄ） 偏平状顔料・・・・
   ・・・・・・・・１０〜２００重量部、の割合から成る
   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、 ＣＢ） 前記プライマー塗膜層上に少なくとも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。