JPS63275890A - 上水道用の内面塗装鋼管 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は上水道用設備に使用される内面塗装鋼管に関°
ツる。更に詳しくは、耐水性に優れ、密着性、耐）Ｆｊ
撃性にｂｔａれており、水質に対しても何等の影響を与
えない上水道用の内面塗装鋼管に関する。

〔従来の技術〕

従来、エポキシ樹脂は塗膜形成樹脂として優れている事
は知られている。しかし耐水性が劣るという弱点を有し
ていた。この耐水性を強化するため上水道用の鋼管の他
、下水道用鋼管にもタールエポキシ樹脂脂塗料、タール
ウレタン樹脂脂塗料を塗装した鋼管が使用されて来た。

これらの鋼管は耐水性に優れ、密着性、耐衝撃性にも優
れており、長期間にわたり使用されて来ており、使用実
績も苔積されている。しかし近時タールを含まない新し
いタイプの塗料により内面塗装した上水通用鋼管の開発
が望まれている。

該タールエポキシ樹脂脂塗料中のタールは、塗膜に耐水
性を付与すると共に、柔軟性、可塑性、素地との密着性
を付与する塗料改質材としての作用を有している。この
ような改質材でタールを含まないものとして特公昭５８
−２５，３４８号公報、特公昭５８−４６．１３４．号
公報、特開昭５５−３６．２６３号公報に記載されたも
のが知られている。これら公報に記載されたものはイソ
プロペニルトルエンを含む七ツマ−の液状低小合物であ
る。これは他の目的用の塗料に配合して使用するとすぐ
れた改質材ではあるが、上水道用に使用する場合には、
後記の通り問題がある。

鱗片状顔料を塗料配合顔料として使用することも知られ
ている。特に耐磨耗性を要求されるスラリー輸送配管の
内面塗装用として用いられている。

しかしスラリー等の全くない上水道用内面塗装鋼管に本
発明の塗料改質材との結合において用いられたことはな
い。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、従来上水道用の鋼管に広く使用されて
来たタールエポキシ樹脂塗装鋼管、タールウレタン樹脂
塗装鋼管に替わって、エポキシ樹脂塗装鋼管、ウレタン
樹脂塗装鋼管の耐水性に弱いという問題点を解決して耐
水性を強化し、素地との密着性を強め、塗膜に可塑性、
柔軟性を与え、しかもタールを含まない改質材を開発し
、この改質材を含んだ塗料を内面に塗装した鋼管を提供
することにある。

塗膜に可撓性、柔軟性を与えるために、塗料成分に可塑
剤を配合する手段もあるが、一般に可塑剤は低分子物質
で、水に溶出して、水質を損う問題点を有しており、好
ましくない。水質特性を害しない成分としては高分子の
物質を使用せざるを得ないが、今度は塗膜に可撓性を付
与できないという問題点を生ずる。ゴム等の脂肪族系の
炭素原子が鎖状の構造を右している物質を使用すること
も考えられるが、これ等はエポキシ樹脂と相溶しないと
いう問題点を有していた。

クマロン樹脂、石油樹脂は、水に溶解せず、耐水性に優
れており、しかも高分子と低分子の中間程度の分子量を
有する樹脂であり、前記目的に適合しているが、従来油
性塗料、アルキッド樹脂脂塗料との相溶性を付与した程
度の改質樹脂は得られていたが、この改質樹脂もエポキ
シ樹脂との相溶性はよくないという問題点があった。

前記のイソプロペニルトルエンの液状低小合物を改質材
とすると、水溶前試験で過マンガン酸力り消費ｍ、味、
臭気の点で好ましくないという問題点があった。また塗
膜に可撓性、柔軟性を与える改質材を配合すると、塗膜
の凝集力、引張強度、伸びが低下してくるという問題点
も生じてくる。

上水道用内面塗装鋼管の塗膜の試験であって、長期耐久
性の指標として後記の温度勾配試験と水蒸気透過度試験
があるが、塗膜への本発明の改質材の配合が少なすぎて
も、多すぎても該試験に合格しないという問題点も生じ
て来た。

通常、塗料には体質顔料が添加されるが、この顔料の配
合割合が低すぎると温度勾配試験、水蒸気透過度試験共
に合格せず、多すぎると水蒸気透過度試験結果が悪くな
るという問題点も生じて来た。

従って、本発明の目的は、塗膜の架橋樹脂成分と改質材
、体質顔料の配合割合を調整して、総合的に防食性、密
着性、耐薬品性、水質適性、耐候性、成分同志の相溶性
、湿度勾配試験適性、水蒸気透過度試験特性、衝撃試験
適性等の要求に適合する塗膜を有する上水道用内面塗装
鋼管を提供することである。

一般に塗膜の防食性、耐薬品性は、塗膜の厚みが厚い程
良好である。しかし、塗装の効率化の観点より１回塗り
で厚塗りができる厚塗り特性を良くすると、塗料の粘度
が高くなり塗装作業性が劣化する。本発明では塗装作業
性を良好に保持しながら厚塗り特性の良い塗料を塗装し
た上水道用内面塗装鋼管を提供することをも目的とする
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者等は前記のような問題点を解決するため研究を
行い、耐水性、防食性、塗装作業性、水質特性、コスト
等の観点から塗膜の架橋樹脂成分としてはエポキシ樹脂
が適当であり、この塗膜に耐水性を付与し、可塑性、柔
軟性を与える改質材としてはクマロン樹脂、石油樹脂笠
の低重合度樹脂をエポキシ樹脂と相溶性を良好とするよ
うに改質し、塗膜の凝集力、引張強度、伸びを向上させ
るためには、体質顔料の一部に鱗片状顔料を配合し、厚
塗り特性を良好するためには扛変性付与剤を添加し、更
に架橋樹脂成分、改質材、体質顔料の配合９１合を調整
することによって解決しくすることを見出し本発明を完
成した。

づなわら本発明はエポキシ樹脂とアミン系硬化剤の合１
ｔｆｆｌｌｏｏ重足部に対し、クマロン樹脂、脂肪ｔＳ
系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、ジシクロペンタジェン
系石油樹脂、キシレン樹脂よりなる８丁より選んだ１種
または２種以上の樹脂であって水Ｍ基価が５０〜３００
である塗料改質材４０〜１００重量部、鱗片状顔料を１
０〜３５重量％含む体質顔料１００〜２００重Ｇ部、扛
変性付与剤を主成分とするエポキシ樹脂脂塗料を鋼管内
面に塗装してなる上水道用の内面塗装鋼管である。

エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ、ビスフェノ
ールＦ１ビスフエノールＡＤより選んだ１種又は２種以
上とエピクロルヒドリンとの反応物であれば使用できる
が、ビスフェノールＡタイプのエポキシ樹脂が最も好ま
しい。このタイプの樹脂であれば液状、固形いずれでも
よく、また併用することも可能である。液状のみを使用
すると塗膜の硬度が向上するが層間密着性、温度勾配試
験の点から液状と固形の併用が望ましい。アミン系硬化
剤どしては変性ポリアミン系、アミンアダクト系、ポリ
アミド系、ポリアミドアダクト系などのアミン系硬化剤
が使用でき、とりわけ変性ポリアミン系硬化剤が耐食性
、水質適正の点で望ましい。

塗料改！１材としては、クマロン樹脂、脂肪族系石油樹
脂、芳香族系石油樹脂、ジシクロペンタジェン系石油樹
脂、キシレン樹脂よりなる群より選んだ１種または２種
以上の樹脂で、エポキシ樹脂との相溶性を良くするため
フェノール性水酸基またはアルコール性水酸塁を樹脂中
に導入したものを使用する。水酸基価としては５０〜３
００が適性範囲である。５０未満であると、エポキシ樹
脂との相溶性が不良であり、３００を越えると耐水性が
不良となる。

エポキシ樹脂脂塗料に本発明の塗料改質材を添加すると
、塗膜の耐水性、可塑性、柔軟性は向上するが、塗膜の
凝集力、引張強度、伸びが低下してくるという問題点を
派生する。これを解決するため体質顔料１００重量部に
対して、鱗片状顔料１０〜３５重量部を添加する。これ
によって塗膜の引張強度、伸びを向上させる。鱗片状顔
料としてはマイカ、ＭＩＯ、ガラスフレーク等を挙げる
ことができるが、塗料の調色、付着伍の向上の点からマ
イカが優れている。顔料中、鱗片状顔料が１０重拐％未
満であると塗膜の引張強度、伸びの増加効果が発揮でき
ず、３５重■％を超えると塗料粘度が上昇し、塗装可能
な粘度を保てない。

その他の体質顔料としてはタルク、カオリン、炭酸カル
シウム、パライト等通常塗料に使用される体質顔料が使
用できる。

本発明では塗装作業性を良好に保持しながら厚塗り特性
の良い塗料とするため柱礎性付与剤を配合する。扛変性
付与剤としてはシリコン系、ヒマシ部系、脂肪酸アマイ
ドワックス、酸化ポリエチレンワックス、有機ベントナ
イト系を挙げることができる。添加Ｍとしては、硬化剤
を入れる前の塗料の主剤１００重量部に対し、０．５〜
１．５重量部が好ましい。Ｏ１５川ａ用未満では付着量
の増加が１９られず１．５重量部を超えて添加しても効
果は飽和して不経済である。イ」着圏の増大、経時での
１を変性維持、居間密着性の点で、脂肪酸アマイドワッ
クス、酸化ポリエチレンワックス、及び有様ベントナイ
ト系の併用が優れている。脂肪酸アマイドワックス１０
０重通部に対して、酸化ポリエチレンワックス５０〜１
５０徂爪部、有様ベン］・ナイト系１５０〜３００ｆｆ
ｌ１Ｍ部が好ましい。この９１合より脂肪酸アマイドワ
ックスの聞が多くなると付着１が増大するという効果は
あるが、ＩＩｎでの比変性の低下、居間密着性の低下が
起こる。酸化ポリエチレンワックスの量が多くなると居
間密着性の向上が計れるが、付着債増大の効果が小さく
なり、経時での比変性の低下が起る。何様ベントナイト
系のヱが多くなると経時での＋ｉ変性の維持、居間密着
性の向上が計れるが、付３ｆｆｉの増大が望めない。即
ち３種の最適配合割合の範囲がある。

更に本発明の上水道用鋼管に塗装されるエポキシ樹脂脂
塗料にはエポキシ樹脂とアミン系硬化剤の合計量１塗料
改質材、体質顔料、比変性付与剤には最適配合割合の範
囲がある。

エポキシ樹脂とアミン系硬化剤の合ｆｆｔｆｍｌｏ。

重量部に対して塗料改質材４０〜１００徂爪部が温度勾
配試験、塗膜の水蒸気透過度の点で最適範囲である。４
０℃皇部未満であると温度勾配試験でのフクレ発生まで
の期間が短くなり、水蒸気透過度の値が大きくなる。ま
た１００重量部を超えると４０重爪部未満と同様の結果
となる。

体質顔料についても、１００〜２００００〜２００徂爪
である。１００重吊器量満であると温度勾配試験におい
てフクレ発生までの日数が短く、水蒸気透過度も透過度
が人となる。２００重量部を超えると水蒸気透過度が逆
に増大する。

更に塗料としては前記の主成分の他に、通常使用される
着色顔料、各種添加剤、溶剤を加えて分散させ、塗料と
する“。鋼管内面には銹落し、脱脂処理模必要によりシ
ミツブブライマー塗装後、塗装置市に硬化剤を混合し、
エアスプレーにより遠心塗装法で塗装を行い、本発明の
上水通用内面塗装鋼管とする。

上水通用内面塗装鋼管用のｔｉ膜の試験であって長期耐
久性の指標として面記の温度勾配試験と、水蒸気透過度
試験がある。

温度勾配試験は塗膜側を６０℃の水に浸漬し、ｍ板側を
１５℃の水に浸漬して塗膜のブリスター即らフクレの発
生を見る試験であるが、一応１５日間フクレの発生がな
い事が指標である。

水蒸気透過度試験は、塗膜をはがし、塗膜１００μの厚
み当り、１ＴＩｔ当り２４時間に透過する水蒸気のｇ数
で測られ、Ｏｒ、　しｙｓｓｙ製水蒸気透過度測定装置
で測定される。１４ｇ／ｉ・２４ｈｒ・１００μ以下が
指標である。

本発明の内面塗装鋼管の評価としてはＪＷＷＡＫ−１１
５規格（日本水道協会規格）があり、塗膜性能と水に対
する溶解試験に分けて評価される。

塗膜物性としては、通常鋼板に塗装した塗膜についてｒ
＃菅の場合を推定する。本発明の塗装鋼管の塗膜は曲げ
試験３８醋以上、衝撃試験では直接での剥離面積で３ｉ
以下、間接では剥げないという特性を示す等規格に合格
する。またタールエポキシ樹脂脂塗料のＪＩＳＫ−５６
６４を準用するが、耐蝕試験（耐アルカリ性、耐酸性、
耐連発油性、耐塩水噴霧性、耐温性等）に合格する。例
えば、耐薬品性として５％硫酸、５％苛性ソーダ液、３
号揮発油中で３０日間浸漬して異常がない。ＪＷＷＡ　
　Ｋ−１１５の塩水噴霧試験（３０日）でも異常がなく
、ショップブライマーとの密着力２５〜２７Ｋｆｉ／ｃ
ｉ、層間密着性も良好という特性を示した。

上水道用塗料としての必須の水に対する溶解試験におい
ても、２０℃×７５％ＲＨＸ３０日の乾燥条件で、ＪＷ
ＷＡ　　Ｋ−１１５規格である水の濁度０．５度以下、
色度１度以下、ＫＭｏＯ４消費岱２．０ｐｌ）ＩＩＩ以
下、フェノール類０．ＯＯ’５１）ｌ）ｌ以下、アミン
、シアン検出ゼず、臭気、味異常なしの規格に本発明の
上水道用内面塗装鋼管はいずれも合格する結果を４９で
いる。

〔作用〕

上水道用内面塗装鋼管の塗膜として、エポキシ樹脂塗膜
が耐水性に弱く、可撓性、柔軟性に乏しい難点を、エポ
キシ樹脂と相溶するように水１１１価を付与して変性し
たクマロン樹脂、石油樹脂、キシレン樹脂よりなる改質
材の配合により解決し、この改質材の配合により生じた
塗膜の擬集力、引張強度、伸びが低下するという難点を
、鱗片状顔料の配合による結合効果により解決し、更に
この改質材と鱗片状顔料を含めた体質顔料との結合効果
により、上水道用内面塗装鋼管として必要な温度勾配試
験、水蒸気透過度試験に適合させている。

改質材の配合等により、厚塗り性が劣る難点を佐変性付
与剤の配合により、塗装中の粘度を低くしつつ厚塗り性
を向上せしめている。

〔実施例〕

以下に、実施例によって、本発明を具体的に現用するが
、本発明は実施例によって何等限定されるものではない
。

内面をグリッドブラスト処理により清浄にした肉厚１４
．３ｍ＋、外径１，８２６ｍ、長さ１２ｍの水道用鋼管
の内面に次の塗料をエアスプレーにより遠心塗装した。

エポキシ樹脂として、旭化成工業製ΔＥ　Ｒ３３１、Ａ
ＥＲ６６１を使用し、硬化剤として変性ポリアミン、富
士化成製フジチェア４０３０を使用した。

塗料改質材として、水Ｍ基価６０、軟化点１１０℃のフ
ェノール変性クマロン樹脂（新口域化学製）又はジシク
ロペンタジェン系石油樹脂（日本ゼオン製りィントン１
７００）を使用した。

体質顔料として、鱗片状顔料としては平均粒径３０〜４
５μのマイカを使用し、その伯の体質顔料としてはウル
ツを使用した。

溶剤としては硬化剤以外の主剤用にはトルエン及びイソ
プロピルアルコールを、硬化剤用には１ヘルエン及びイ
ソプロピルアルコールを使用した。

比変性付与剤としては、脂肪酸アマイドワックスを主剤
に対し０．２重量％、酸化ポリエチレン０．２重間％、
有様ベントナイト０．６ｆｆｉｆｆｉ％を使用した。

比較例として、改質材としてフェノール変性クマロン樹
脂又はジシクロペンタジェン系石油樹脂を使用した各々
の場合について、鱗片状顔料マイカを使用しない場合を
示した。

配合割合及び塗膜物性を第１表に示す。

（ドライ膜厚） この実施例で調製した塗料を用いて、比変性付与剤を変
化させて、第１表と同様に内面をグリッドプラスト処理
により清浄にした肉厚１４．３ｍ。

外径１．８２６ｍ、長さ１２ｍの水道用鋼管の内面にエ
アスプレーにより遠心塗装し、Ｉａ大伺着量、居間密着
性、経時揺変性の低下の具合を調べた結果を第２３に示
す。

これより本発明の改質材、体質顔料を使用した場合の比
変性付与剤としては０．５〜１．５重量％の範囲が有効
であるが、特に、脂肪酸アマイドワックス、酸化ポリエ
チレンワックス、有機ベン１〜ライトの組合わせが最も
好ましく、その割合が１：１：２〜３の割合が好ましい
事が明らかである。脂肪酸アマイドワックスのみでは局
間密着性が若干劣り、経時の比変性低下もみられる。有
機ベントナイト系のみでは、最大付着瓜が若干低下する
。１ヱ変性付与剤を主剤に対し０．５重ａ％以下、即ち
０．４重Ｍ％添加した例りでは最大付着量の増加が僅か
である。比較例として、搖変性付与剤を全熱添加しない
場合は、付着■が少なく、厚塗り性が出ない。

実施例の上水道用内面塗装鋼管の日本水道協会規格等に
ついての試験結果を第３表、第４表に示す。何れも規格
を満足している。

〔発明の効果〕

本発明の上水道用内面塗装鋼管は、本発明独自の改質材
と鱗片状顔料の結合効果によって、タールを使用するこ
となく、従来常用されて来たタールエポキシ樹脂内面塗
装鋼管、タールウレタン樹１１Ｒ内面塗装ｗ４管に対し
、塗膜の特性において優るとも劣らぬ特性を示した。

水への溶解試験でもＪＷＷＡ　　Ｋ−１１５の規格を完
全に満足するものであった。上水道用内面塗装鋼管とし
て実用上極めて有用な発明である・。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エポキシ樹脂とアミン系硬化剤の合計量１００重量
   部に対しクマロン樹脂、脂肪族系石油樹脂、芳香族系石
   油樹脂、ジシクロペンタジエン系石油樹脂、キシレン樹
   脂よりなる群より選んだ１種または２種以上の樹脂であ
   って水酸基価が５０〜３００である塗料改質材４０〜１
   ００重量部、鱗片状顔料を１０〜３５重量％含む体質顔
   料１００〜２００重量部、搖変性付与剤を主成分とする
   エポキシ樹脂脂塗料を鋼管内面に塗装してなる上水道用
   の内面塗装鋼管。 ２、エポキシ樹脂がビスフェノールＡとエピクロルヒド
   リンとの反応物である特許請求の範囲第１項記載の上水
   道用の内面塗装鋼管。 ３、鱗片状顔料がマイカ、ＭＩＯ、ガラスフレークより
   選んだ１種又は２種以上よりなる特許請求の範囲第１項
   又は第２項記載の上水道用の内面塗装鋼管。 ４、搖変性付与剤を硬化剤を入れる前の塗装の主剤１０
   ０重量部に対し、０．５〜１．５重量部添加したエポキ
   シ樹脂塗料を鋼管内面に塗装してなる特許請求の範囲第
   １項〜第３項のいずれかに記載の上水道用の内面塗装鋼
   管。 ５、搖変性付与剤が脂肪酸アマイドワックス１００重量
   部に対して酸化ポリエチレンワックス５０〜１５０重量
   部、有機ベントナイト１５０〜３００重量部よりなるも
   のである特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれかに記
   載の上水道用の内面塗装鋼管。