JPS63119880A

JPS63119880A - 錆面の塗装方法ならびに塗装体

Info

Publication number: JPS63119880A
Application number: JP26733486A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Sasaki; 佐々木　信廣; Takashi Nishigori; 西郡　孝志; Nobuo Furuno; 伸夫古野; Masahiro Itai; 板井　柾弘; Tadahito Nishimura; 西村　田人
Original assignee: Nippon Paint Co Ltd
Current assignee: Nippon Paint Co Ltd
Priority date: 1986-11-10
Filing date: 1986-11-10
Publication date: 1988-05-24

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】技術分野本発明は錆の存在する金属面に特定のエポキシ樹脂ベー
スの塗料組成物を適用し、有効な防食塗膜を得る錆面の
塗装方法ならびに塗装体に関するものである。

従来技術大型鋼構造物や他の金属楕遺物の錆く腐食）による損失
は極めて大であるため、腐食防止目的で防食塗装、就中
エポキシ樹脂塗料による防食塗装が広く実用されている
。これは一般にエポキシ樹脂系塗膜では水蒸気透過率、
イオン透過性が他樹脂膜によるより小で、防食機能に優
れているからである。

しかしながら従来の防食塗装においては特に長期の有効
な防食効果を得る目的では金属面の錆を完全に除去する
下地処理が必須とされており、ブラスト処理や化成処理
が施されていた。というのは金属面の錆層には腐食性イ
オンである　ＣＩ　、Ｎａなどが存在しているなめ、た
とえ防食塗装で外部よりの腐食性イオンを遮断しても塗
膜下での腐食反応は進行し、錆層の増大をきたすし、ま
たエポキシ樹脂塗料の有する内部応力の発生から、比較
的凝集力の弱い金属酸化物の層である錆層を引き起こし
、塗膜のワレ、ハガレ現象をきたし、所期の防食効果を
充分に得ることができないからである。

しかも上記下地処理は多くの難点をかかえている。すな
わち第１には下地処理に多大の費用がかかるし、また第
２にはブラスト処理時に発生する粉塵、騒音、化成処理
に必要な強い薬液の使用、多量に生じる廃液の処理など
公害、衛生上の諸問題が含まれる。そこで現状として、
下地処理不充分なまま防食塗装される場合が多く、また
既に設置稼働しているプラント、橋梁、タンク、船舶な
ど大型鋼構造物や、金属性の大屋根、鉄骨などの腐食補
修を目的とする防食塗装時にはパワーブラシ、パワーツ
ールなどの簡易な下地処理方法のみで錆層が存在するま
ま防食塗装が施されている。

尚、錆面防食用塗料として錆面への浸透性を付与すると
か、あるいはキレート化反応を利用し、金属との付着性
を改善しようとする試みなどがなされてきたがいづれも
極めて不充分な効果しが得られず、錆面用の防食塗料、
乃至は塗装方法は確立されていない。

発明が解決しようとする問題点そこで下地処理として簡単な浮き錆の除去で足り、稼働
中の金属構造物に対しても適用可能で、内外部の腐食性
イオン、水などに対し充分な防食機能を発揮し、錆面と
塗膜とのワレ、ハガレなどを生じることなく長期間安定
な防食効果を示す塗膜を与え得る塗装方法が要望されて
おり、かかる課題に応えることが本発明の主目的である
。また錆面を有する金属基体上に長期間安定した有効な
防食機能を発揮しうる防食塗膜の設けられた塗装体を提
供することも本発明目的の一つである。

問題点を解決するための手段本発明に従えば上記目的が、浮き錆の除去された金属錆
面に可撓性変性エポキシ樹脂、硬化剤、顔料および溶剤
を主成分とし、高ゲル化アニオン交換体および／まなは
高ゲル化カチオン交換体を塗料固形分比で０．１〜２５
重量％含有する塗料組成物を適用し、常温乾燥により塗
膜弾性率３　Ｘ　１０４〜５　Ｘ　１０２ｋｇ／　ｃｍ
２の塗膜を形成せしめることを特徴とする錆面の塗装方
法により達成せられる。本発明においてはまた、上記方
法により得られる塗装体が提供せられる。

本発明方法は例えばディスクサングー、パワーブラシな
どで浮き錆を除去しただけで、尚錆面の残存する鉄、亜
鉛メッキ板などの金属基材に対し適用せられ、従来の如
きサンドブラスト処理、化成処理などによる錆の完全除
去は不必要である。

本発明方法で使用せられる防食塗料の樹脂ビヒクルは可
撓性変性エポキシ樹脂として知られるアクリロニトリル
ゴム変性エポキシ樹脂、ウレタン変性エポキシ樹脂（例
えばアデカレジンＥＰＵ−１５、旭電化社製、エポキシ
当量４５０など）、ポリブタジェン変性エポキシ樹脂（
例えばＰｏ１ｙ　ｂｄ　Ｒ−４５、出光石油化学社製、
エポキシ当量２００など）、ダイマー酸変性エポキシ樹
脂（例えばエピコート８７２、シェル化学社製、エポキ
シ当量７００など）、アルキレンオキサイド変性エポキ
シ樹脂（例えばアデカレジンＥＰ４０００、旭電化社製
、アルキレンオキサイド変性ジグリシジルエーテルとス
フエノールＡタイプ、エポキシ当量３４５などンなどの
１種あるいは２種以上を主成分として含む。かかる可撓
性エポキシ樹脂は後述の特定塗膜弾性率を与える上で必
須である。勿論所望により、池の一般に防食塗料に使用
せられるビスフェノール型エポキシ樹脂、エポキシアク
リレートなどを併用することもでき、またビニル系樹脂
、フェノール系樹脂、石油系０５〜Ｃ９留分重合樹脂、
タールピッチなどの併用も可能であるが、本発明者らは
上述の可撓性変性エポキシ樹脂を主成分として使用する
ことが錆面との密着性、耐食性の改善に対し、極めて重
要な因子であることを見出した。

本発明の防食塗料にはまた、硬化剤が配合せられるが、
かかる硬化剤はエポキシ樹脂と反応し、常温硬化で造膜
するものであれば任意の硬化成分が用いられる。特に好
ましい硬化剤はポリアミド樹脂、芳香族ポリアミン、脂
肪族ポリアミンおよびこれらの変性物、メルカプタン類
である。

顔料としては、通常塗料に使用せられる任意の顔料が用
いられるが、本発明効果を高める上で水可溶分の少ない
ものが好ましい、かかる顔料としては、たとえばタルク
、沈降硫酸バリウム、クレー、石膏などの体質顔料；酸
化チタン、カーボン、酸化鉄などの着色無機顔料；フタ
ロシアニンブルー、ベンジジンイエローなどの着色有機
顔料；亜鉛粉、アルミニウム粉、雲母粉などの金属粉；
あるいはジンククロメート、シアナミド鉛、クロム酸ス
トロンチウム、リン酸亜鉛などの防錆顔料などが挙げら
れる。

さらにまた溶剤としては、樹脂成分に応じ、通常の塗料
用溶媒から適宜選択され、たとえばトルエンキシレンな
どの炭化水素系溶剤；シクロヘキサノン、メチルイソブ
チルケトンなどのケトン系溶剤；ブタノール、イソプロ
ピルアルコールなどのアルコール系溶剤；酢酸エチル、
酢酸ブチルなどのエステル系溶剤；ミネラルス゛ビリッ
トなどの脂肪族系溶剤などの有機溶剤が好適に使用せら
れる。

尚、本発明の塗料組成物には所望により、分散剤、表面
調整剤、増粘剤、沈降防止剤など、通常塗料用添加剤と
して知られる添加剤を加えることもできる。

しかしながら本発明の塗料組成物には全固形分重量比で
０．１〜２５重量％の割合で高ゲル化アニオン交換体お
よび／または高ゲル化カチオン交換体を含有せしめるこ
とを必須とする。

高ゲル化アニオン交換体としてはハイドロタルサイトな
どの無機物およびゲル化が充分なスチレン樹脂、アクリ
ル樹脂、フェノール樹脂などを基体とした各種市販のア
ニオン交換樹脂および特公昭４４−３１７２０号記載の
トリアジン環を有する多価アミノ化合物とグアニジンと
アルデヒドの縮合物などの有機物が好適であり、これら
アニオン交換体には部分的に水酸基イオン、オキソ酸ア
ニオン例えばバナジン酸アニオン、クロム酸アニオン、
タングステン酸アニオン、マンガン酸アニオン、リン酸
アニオン、ホウ酸アニオンが吸着されていることが好ま
しい。

高ゲル化カチオン交換体としてはゼオライト、カオリナ
イト、シリカゲルなどの無機物およびゲル化が充分なス
チレン樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂などを基体
とした各種市販のカチオン交換樹脂が好適に用いられ、
これらには部分的に水素イオン、重金属イオン例えば鉛
、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜
鉛、錫イオンが吸着されていることが好ましい。

これらイオン交換体を含有するため、例えば高ゲル化ア
ニオン交換体では腐食の原因となるハロゲンアニオン例
えばＣ１を吸着し、代わりに防錆作用を有するオキソ酸
アニオン例えばＣｒＯ４などを放出するし、また高ゲル
化カチオン交換体では塗膜のフクレ、ハクリの原因とな
るアルカリカチオン例えばＮａを吸着して塗膜を安定化
させ、また代わりに防錆効果を有する重金属カチオン例
えばｐｂ”＋を放出する。

この様に、本発明にあっては腐食を防止し、また塗膜を
安定化し、合わせてより防食能３改善する目的で特定の
イオン交換体が含有せしめられるが、それらイオン交換
体の含量は塗料全固形分に対し００１〜２５重量％の範
囲に制限せられる。というのは０．１％未満では上記イ
オン交換体の効果が認められず、また２５％を越えると
塗料粘度が著しく上昇し、塗装作業性に支障をきたし、
共に望ましくないからである。尚、イオン交換体添加の
効果ならびに塗装作業性の点で特に好ましい範囲は０．
７〜２０重量％である。

本発明で使用せられる塗料組成物は上記各成分からなる
ものであるが、尚これら樹脂成分、顔料硬化剤、イオン
交換体、溶剤などの種類ならびに割合は塗料組成物を刷
毛塗り、エアースプレー、エアレススプレー、ローラー
、ヘラ、コテ塗装など通常の塗装方法で金属基体に適用
し、常温乾燥で硬化塗膜とした場合、該塗膜の弾性率（
ヤング率）が３×１０４〜５×１０２ｋｇ／ｃ１１２の範囲内になる
如く選択されることを必須とする。

鋼構造物やその他金属の大型構造物などでは温度変化環
境にさらされており、夏期なら日照下で６５℃付近に、
また冬期でも４０℃近くまで日中は温度が上昇し、日没
と共に急激な温度低下を経験する。特に冬期では４０℃
〜−１０℃近くまで温度低下が認められ、その温度差は
上下５０℃にも達する。被塗物の金属と塗膜では熱膨張
係数に差異があるため、どうしても塗膜に歪みが生じ、
応力が発生し、塗膜を被塗物面から引きおこす原因とな
る。塗料用樹脂のうち、特にエポキシ樹脂は塗膜弾性率
が大きいため、熱応力が大でサンドブラスト処理などで
′充分に下地処理した面には問題がないが、錆面を有す
る金属では錆層を引きおこし、塗膜のハガレ、ワレ現象
を回避し得ない。

本発明の塗料組成物は塗膜化した際の塗膜弾性率が３　
Ｘ　１０’〜５×１０２）ｃｇ／口２と制御されており
温度変化により発生する塗膜の熱応力が従来のエポキシ
樹脂塗料の１／２〜１１５０に設計されているため、凝
集力の低い金属酸化物層である錆層に塗布しても塗膜の
ハガレ現象が認められず、イオン交換体の併用とあいま
って、極めて良好な錆面防食性を発揮する。

本発明者らはこの塗膜弾性率が３　Ｘ　１０４ｋｇ／ｃ＋ａ２を越えると塗膜応力低下
に充分な効果が認められず、また５×１０　　ｋｇ／ｃｔａ２未満では塗膜の軟化、粘着
などの欠陥が発生し、共に望ましくないことを見出しそ
れが本発明の重要な基礎の一つとなったものである。尚
、本発明者らは特に好ましい塗膜弾性率の範囲が２×１
０４〜１×１０３ｋｇ／ｃｍ２であることをも見出して
いる。

この様に本発明にあっては、サンドブラスト、化成処理
などで錆を完全に除去する必要はなく、単に浮き錆のみ
を除去した錆面に対し可撓性変性エポキシ樹脂、硬化剤
、顔料および溶剤を主成分とし、高ゲル化アニオン交換
体および／または高ゲル化カチオン交換体を塗料固形分
比で０．１〜２５重量％含有する塗料組成物を適用し、
常温乾燥により塗膜弾性率３×１０４〜５×１０２ｋｇ／ｃ１１２の塗膜を形成せ
しめるだけでもって、金属素地（錆面）に強く密着しフ
クロ、ハガレを生じることなく、内部腐食、外部腐食に
対しても長期間安定した防食効果が持続される防食塗装
が可能であり、実用上極めて有用な塗装方法ならびに塗
装体が提供せられる。

以下実施例により本発明を説明する。

実施例１〜８下記配合により、防食塗料Ｎ０８１〜Ｎ００８を常法に
従い作成した。

（以下余白）注會ｌ）エポキシ樹脂（１）：エビコート♂３４、シェル化学社製、分子量４７０、エポキシ当量２５８、ジグリシジルエーテル−ビスフェノールＡタイプエポキシ樹脂（■）ニアデカレジンＥＰ４０００、旭電化社製、エポキシ当量
３４５、アルキレンオキサイド変性ジグリシジルエーテル−ビス
フェノールＡタイプエポキシ樹脂（■）ニアデカレジンＥＰＵ−１５、旭電化社製、エポキシ当量
４５０、ウレタン変性エポキシ注＄２）、＄３）本実施例で使用したものは以下の通すアニオン交換体：オキソ酸アニオンとしてクロム酸イオンＣｒ０４−を吸
着させた高ゲル化アニオン交換樹脂である。

アニオン交換樹脂基体は住友化学株式会社製デュオライ
トＡ−１０１０、スチレン系樹脂、交換能１．Ｏｅｑ／
ＪＬクロム酸の吸着量は全重量の１０％であるカチオン交換
体：重金属カチオンとして鉛イオンｐｂ　　を吸着させた高
ゲル化カチオン交換樹脂である。

カチオン交換樹脂基体は住友化学株式会社製デュオライ
トＣ−２０、スチレン樹脂、交換能２．Ｏｅｑ／ｉ鉛の吸着量は全重量の２１％である注参４）主剤側の有機溶剤Ａとしては下記のものを使用
した。

注拳５）ポリアミド樹脂サンマイド３５１、三相化学工業社商品、アミン価１４
５±ｌＯ１活性水素当量２５０注傘６）硬化剤の有機溶
剤Ｂは下記のものを使用した。

錆鋼板は、予め６ケ月間海浜曝露させて腐食した鋼板を
パワーブラシにて処理し、表面の浮き錆だけを除去し、
下地処理等級をスウェーデン規格ＤＳｔ−３程度に調整
した。この錆鋼板に上記防食料Ｎｏ、　１〜Ｎｏ、８を
エアレス塗装法にて５０Ｍ厚２回、計１００Ｍ塗装し、
数日間常温で放置し、各々塗板を得た。

尚、塗膜弾性率（ヤング率）は乾燥硬化フリーフィルム
をテンシロン（ボールドウィン社製、型弐〇ＴＭ−１０
０）にて２０°Ｃで測定した。

比較例１〜５下記配合により、防食塗料Ｎｏ、９〜Ｎｏ、１３を常法
に従い作成しな。尚、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、
有機溶剤Ａ、Ｂは防食塗料Ｎｏ、ｌ〜Ｎｏ、８と同一の
ものを使用した。

（以下余白）実施例１〜８と同様に６ケ月間海浜曝露し、腐食した鋼
板をパワーブラシにて軽く処理し、スウェーデン規格Ｄ
Ｓｔ−３程度に調整した。この錆鋼板　　１に上記防食
塗料Ｎｏ、９〜Ｎｏ、１３を実施例１〜８と同様に塗装
、乾燥し、各々塗板を得た。

また塗膜弾性率（ヤング率）も実施例１〜８と同様に測
定した。

上記の如く作成した各塗板につき、下記の試験を実施し
た。弾性率（ヤング率）測定結果を第１　　・表に示し
、防錆結果を第２表に示す。

（Ａ）塩水噴霧試験＋冷熱サイクル試験塩水噴霧試験を
ＪＩＳ−２３７１に準じて１５００時間実施した後、さ
らに冷熱サイクル試験機（富山産業株式会社製）にて下
記条件の冷熱サイクルを２５サイクル実施した。

冷熱サイクル条件：（６０°ＣＸ４時間−降温く２時間）−−２０℃×４時
間−昇温（２時間））７（Ｂ）天然曝露試験海浜地区（日本ペイント鳴門曝露場）にて屋外曝露試験
を１２ケ月間実施した。

Ｌ二１試験（Ａ）（Ｂ）各々実施後、塗面の錆発生状態を目視
判定し、さらに塗膜の付着力をアドヒージョンテスター
（エルコメ−ター社製）にて目視判定した。尚、錆の発
生状態は発生面積で判定し、判定にあたってはＡＳＴＭ
　Ｄ６１０−６８に準じた。

錆の発生状態と評価点は以下の通りである。

上記結果から明らかな如く、本発明の錆面用防食塗料（
防食塗料Ｎｏ、１−Ｎｏ、８として例示）はパワーブラ
シだけの処理で錆層が残存する鋼板面に塗布しても、実
施例Ｎｏ、１〜Ｎｏ、８の如く良好な防食性を発揮して
いるし、付着力も良好な値を示している。

特許出願代理人

Claims

【特許請求の範囲】

（１）浮き錆の除去された金属錆面に可撓性変性エポキ
シ樹脂、硬化剤、顔料および溶剤を主成分とし、高ゲル
化アニオン交換体および／または高ゲル化カチオン交換
体を塗料固形分比で０．１〜２５重量％含有する塗料組
成物を適用し、常温乾燥により塗膜弾性率３×１０＾４〜５×１０＾２ｋｇ／ｃｍ＾２の塗膜を形
成せしめることを特徴とする錆面の塗装方法。
（２）可撓性変性エポキシ樹脂がアクリロニトリルゴム
変性エポキシ樹脂、ウレタン変性エポキシ樹脂、ポリブ
タジエン変性エポキシ樹脂、ダイマー酸変性エポキシ樹
脂およびアルキレンオキサイドエポキシ樹脂からなる群
より選ばれる特許請求の範囲第１項記載の方法。
（３）硬化剤がポリアミド、芳香族ポリアミン、脂肪族
ポリアミンおよびそれらの変性物、およびメルカプタン
類からなる群より選ばれる特許請求の範囲第１項記載の
方法。
（４）錆面を有する金属基体ならびに該錆面上に設けら
れた高ゲル化アニオン交換体および／または高ゲル化カ
チオン交換体を全固形分に対し０．１〜２５重量％含み
塗膜弾性率が３×１０＾４〜５×１０＾２ｋｇ／ｃｍ＾２の可撓性変
性エポキシ樹脂を主成分とする硬化塗膜からなる塗装体
。