JP2009046564A

JP2009046564A - 超重防食塗料、その塗装方法および塗装物

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Publication number: JP2009046564A
Application number: JP2007213152A
Authority: JP
Inventors: Rika Takigawa; りか滝川
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2007-08-17
Filing date: 2007-08-17
Publication date: 2009-03-05

Abstract

【課題】加熱硬化型兼常温硬化型の下塗り塗料と上塗り塗料とからなる超重防食塗料を提
供する。
【解決手段】金属材１の表面を前処理して塗装に適する状態にしてから、ビスフェノール
Ａ型エポキシ樹脂ワニス、防錆顔料、体質顔料、着色顔料を有する主剤とポリアミドアミ
ン系硬化剤とから構成されるエポキシ樹脂系下塗り塗料で第１の塗膜２を形成し、変性ア
クリルポリオール樹脂ワニス、アクリル表面調整剤、着色顔料を有する主剤とイソシアネ
ート樹脂ワニス硬化剤とから構成されるウレタン樹脂系上塗り塗料で第２の塗膜３を形成
したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、設置環境が厳しい場合でも塗装品質を確保し得る２液性の加熱硬化型兼常温
硬化型の超重防食塗料、その塗装方法および塗装物に関する。

従来、厳しい環境下に設置される重電機器などの大型鋼構造物の塗装方法は、ブラスト
処理などの前処理実施後にエポキシ樹脂系などから構成される高防錆力のある下塗り塗料
で塗膜を形成し、研磨後に相性のよい２液性のウレタン樹脂系から構成される上塗り塗料
で塗装を実施していた。下塗りのエポキシ樹脂系塗料および上塗りのウレタン樹脂系塗料
では、いずれも１日以上放置する常温乾燥が行われるが、リードタイムを短縮するため、
強制乾燥も行われる。

ウレタン樹脂系塗料は、変性ポリエステル樹脂ポリオールとポリイソシアネートを主体
としたものである。強制乾燥においては、光沢の安定および塗膜欠陥であるピンホールや
わき発生などの防止のため、２時間以上のセッティング（常温放置）した後、温度８０℃
の乾燥炉内で加熱硬化される。硬化が不充分であると、マテハン時に圧痕や傷などがつく
場合があり、膜厚が４０μｍ以上のとき傷などがつき易い（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−１８６８９５号公報（第３〜５ページ）

厳しい環境下に設置される大型鋼構造物の塗料においては、常温乾燥が一般的であり、
リードタイムや放置するためのスペースのロスが発生し、生産性の効率が低下していた。
このため、強制乾燥を行うことが多々あるが、一般環境仕様に適用されているメラミン樹
脂塗料のような加熱温度（１２０〜１３０℃）での加熱硬化ができず、乾燥炉の設定温度
を変更しなければならなかった。このため、乾燥炉が適用できるものでは、一般環境仕様
での加熱温度で加熱硬化ができ、乾燥炉が適用し難い大型のものや塗装完成後の補修など
では、常温硬化ができる超重防食塗料が望まれていた。

ここで、超重防食塗料とは、塗膜が水濡れしている時間が長く、水分中に腐食促進性陰
イオンが含まれ、温度上昇などがあるような厳しい環境下においても、これに長時間耐え
得ることのできるものと定義する。

本発明は上記問題を解決するためになされたもので、加熱硬化型兼常温硬化型の下塗り
塗料と上塗り塗料とからなる超重防食塗料、その塗装方法および塗装物を提供することを
目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の超重防食塗料は、ビスフェノールＡ型エポキシ樹
脂ワニス、防錆顔料、体質顔料、着色顔料を有する主剤とポリアミドアミン系硬化剤とか
ら構成されるエポキシ樹脂系下塗り塗料と、変性アクリルポリオール樹脂ワニス、アクリ
ル表面調整剤、着色顔料を有する主剤とイソシアネート樹脂ワニス硬化剤とから構成され
るウレタン樹脂系上塗り塗料と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、下塗り塗料に加熱硬化型兼常温硬化型のエポキシ樹脂塗料を用い、上
塗り塗料にも加熱硬化型兼常温硬化型のウレタン樹脂塗料を用いているので、乾燥炉に搬
入が可能な塗装物では加熱硬化によりリードタイムの短縮、スペースの削減から生産性を
向上させることができ、また、乾燥炉に搬入し難い塗装物では同種塗装系の塗料を常温硬
化させることができ、経済的で品質の安定したものにすることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

本発明の実施例に係る超重防食塗料を図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施
例に係る金属材の塗装系を示す断面図である。

図１に示すように、交通機器や産業機器を構成する酸洗した冷延鋼板、熱延鋼板のよう
な塗装物の金属材１の表面には、エポキシ樹脂系下塗り塗料で形成された第１の塗膜２が
設けられている。また、第１の塗膜２の表面には、ウレタン樹脂系上塗り塗料で形成され
た第２の塗膜３が形成されている。

以下、この塗装方法を説明する。

先ず、金属材１の表面を前処理し、塗装に適する表面状態にする。前処理には、脱脂や
除錆を含むリン酸亜鉛被膜といった化学的処理やサンドブラスト処理といった機械的処理
を用いる。

次に、下地との高付着性および優れた耐食性を得るために、表１に示すエポキシ樹脂系
下塗り塗料を塗装し、第１の塗膜２を形成する。膜厚は、１５〜２００μｍ（標準３０〜
１５０μｍ）である。表中の成分のカッコ内値、および硬化剤との混合比のカッコ内値は
、許容範囲である。加熱硬化を行う場合の硬化条件は、１０分以上（１０〜２０分）のセ
ッティング（常温放置）後、１００〜１５０℃×２０〜６０分（標準１２０〜１３０℃×
２０〜３０分）とする。ここで、この硬化条件において、第１の塗膜２は完全硬化レベル
に達しておらず、後述する第２の塗膜３との良好な付着力を得ることができる。

この下塗り塗料は、常温硬化型塗料として市販されている関西ペイント社製エポマリン
プライマー（タイプＧ）と同等以上のレベルを有している。

加熱硬化後、第１の塗膜２を研磨する。研磨は研磨紙を用いて行うものであり、必ずし
も実施しなくてもよいが、塵埃などの除去や表面層に凹凸を形成して第２の塗膜３との強
力な接着力を得るために実施することが望ましい。

次に、表２に示すウレタン樹脂系上塗り塗料を塗装し、第２の塗膜３を形成する。膜厚
は、１５〜１５０μｍ（標準２０〜１００μｍ）である。表中の成分のカッコ内値、およ
び硬化剤との混合比のカッコ内値は、許容範囲である。加熱硬化を行う場合の硬化条件は
、１５分以上（１５〜６０分）のセッティング（常温放置）後、１００〜１５０℃×２０
〜６０分（標準１２０〜１３０℃×２０〜３０分）とする。

ウレタン樹脂系上塗り塗料において、変性アクリルポリオール樹脂ワニスとイソシアネ
ート樹脂ワニスから構成されるアクリル、ウレタン樹脂塗料は熱影響に対する変色が少な
く、また、安定した光沢度を保持することができる。なお、これらの特性は、例えば常温
硬化型の関西ペイント社製レタンＰＧ８０と同等以上を有している。

アクリル表面調整剤は、表面張力をコントロールすることで消泡剤、わき防止剤として
働き、リコート性が良好で、上塗り塗料に添加する調整剤として適するものである。塗料
系に相溶せず安定した分散状態を保ち、塗料系よりも表面張力が低く、界面張力が高いも
のとなる。適度に極性を低く（Ｓ．Ｐ．＝約７．７）して分子量を高くし、油滴径を大き
くすることにより上述のような機能が得られるようになる。

なお、極性を低くしすぎたり、分子量を高くしすぎるとレベリング性が悪くなり、塗膜
外観に悪影響を及ぼすことになるので、表面調整剤の選択と配合比がポイントとなる。こ
れらは、不確定要素が多いので、実験により最適な条件を選定した。そして、１回の塗装
で膜厚１５０μｍまでピンホールなどの塗膜欠陥がなく、また１００℃以上で加熱硬化を
行ってもわきによるクレータ状の窪みを押えることができた。この表面調整剤を添加して
、常温硬化と１３０℃×３０分の加熱硬化したものでは、外観の表面状態、色調、光沢な
どが同様であった。

次に、塗装系として加熱硬化（メラミン樹脂塗料相当の硬化条件）させた場合と常温硬
化させた場合の各特性を調査した。結果を表３に示す。試験片製作の条件は、下記の通り
である。
前処理…化学的処理
加熱硬化…下塗り塗装１３０℃×３０分、上塗り塗装１３０℃×３０分
常温硬化…下塗り塗装２３℃×１日、上塗り塗装２３℃×７日

表３より、加熱硬化を実施した試験片は、常温硬化したものと比べると架橋の程度を表
すゲル分率が高く、その結果、塗膜の吸水率、溶出率、透湿速度の値が低く、優れた特性
を有している。このことは、一般的な例えばメラミン樹脂塗料などの加熱硬化型塗料と同
様に、加熱硬化−冷却で所定の塗膜性能を得ることができるので、品質確保のために望ま
しいと言える。

最近の重電機器においては、厳しい環境下で使用されることが多く、超重防食塗料の適
用が多くなっている。そして、この超重防食塗料を適用することにより、加熱硬化型と常
温硬化型との２つの異なるタイプの塗料を準備することが不要となる。このことは、上塗
り塗料での色調を行わなくてもよいため、時間的に有利となる。

加熱硬化させて形成した第１の塗膜２および第２の塗膜３について、以下の試験を行っ
た。

１．初期物性試験
（１）硬度：ＪＩＳＫ５６００鉛筆引っかき試験
（２）付着力：ＡＳＴＭ３３５９（碁盤目またはクロスカット＋粘着テープ試験）
５０〜１２５μｍ以下（Ｂ法）、１２５μｍ以上（Ａ法）
２．耐久性試験
２−１塩水噴霧試験：ＪＩＳＺ２３７１塩水噴霧試験３０００時間実施後の外観判
定および２次物性試験（２次物性試験は初期物性試験と同様）
２−２耐湿試験：ＪＩＳＫ５６００耐湿試験（結露発生５０℃、９８％ＲＨ）３
０００時間実施後の外観判定および２次物性試験（２次物性試験は初期物性試験と同様）
２−３亜硫酸ガス試験：２０ｐｐｍ、４０℃、９０％ＲＨ、３０００時間実施後の外観
判定および２次物性試験（２次物性試験は初期物性試験と同様）
２−４塩素ガス試験：１ｐｐｍ、４０℃、９０％ＲＨ、３０００時間実施後の外観判定
および２次物性試験（２次物性試験は初期物性試験と同様）
２−５耐候試験：ＪＩＳＫ５６００促進耐候性（サンシャインＷＯＭ）１０００時
間実施後の外観判定および２次物性試験（外観判定は外観とともに色差程度と光沢度保持
率を測定、２次物性試験は初期物性試験と同様）

これらの試験結果を表４に示す。

表４の結果から第１の塗膜２と第２の塗膜３は、非常に優れた防錆力および美観の性能
を有する高品質の塗膜性能が得られることが分かる。

上記実施例の超重防食塗料によれば、下塗り塗料に加熱硬化型兼常温硬化型のエポキシ
樹脂塗料を用いて第１の塗膜２を形成し、上塗り塗料にも加熱硬化型兼常温硬化型のウレ
タン樹脂塗料を用いて第２の塗膜３を形成しているので、乾燥炉に搬入が可能な塗装物で
は加熱硬化によりリードタイムの短縮、スペースの削減ができ、生産性を向上させること
ができる。また、塗装品完成後の補修や化粧塗装など乾燥炉に搬入し難い塗装物では、同
種塗装系の塗料を常温硬化させることができ、経済的で品質の安定したものにすることが
できる。そして、これらの塗膜２、３は、厳しい環境下に充分に耐え得ることができる。

本発明の実施例に係る金属材の塗装系を示す断面図。

符号の説明

１金属材
２第１の塗膜
３第２の塗膜

Claims

ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂ワニス、防錆顔料、体質顔料、着色顔料を有する主剤
とポリアミドアミン系硬化剤とから構成されるエポキシ樹脂系下塗り塗料と、
変性アクリルポリオール樹脂ワニス、アクリル表面調整剤、着色顔料を有する主剤とイソ
シアネート樹脂ワニス硬化剤とから構成されるウレタン樹脂系上塗り塗料と、
を備えたことを特徴とする超重防食塗料。
前記エポキシ樹脂系下塗り塗料の主剤は、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂ワニス２５
〜３５重量％、防錆顔料８〜１２重量％、体質顔料、着色顔料、添加剤、溶剤から構成さ
れることを特徴とする請求項１に記載の超重防食塗料。
前記エポキシ樹脂系下塗り塗料の主剤と前記ポリアミドアミン系硬化剤との混合比を、
重量比で５：１〜７：１としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の超重防
食塗料。
前記ウレタン樹脂系上塗り塗料の主剤は、変性アクリルポリオール樹脂ワニス５５〜６
５重量％、アクリル表面調整剤０．１〜０．５重量％、着色顔料、添加剤、溶剤から構成
されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の超重防食塗料。
前記ウレタン樹脂系上塗り塗料の主剤とイソシアネート樹脂ワニス硬化剤との混合比を
、重量比で９：１〜１１：１としたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１
項
に記載の超重防食塗料。
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂ワニス、防錆顔料、体質顔料、着色顔料を有する主剤
とポリアミドアミン系硬化剤とから構成されるエポキシ樹脂系下塗り塗料で第１の塗膜を
形成し、
前記第１の塗膜を加熱硬化または常温硬化し、
前記第１の塗膜上に、変性アクリルポリオール樹脂ワニス、アクリル表面調整剤、着色顔
料を有する主剤とイソシアネート樹脂ワニス硬化剤とから構成されるウレタン樹脂系上塗
り塗料で第２の塗膜を形成し、
前記第２の塗膜を加熱硬化または常温硬化することを特徴とする超重防食塗料の塗装方法
。
前記第１の塗膜の膜厚を１５〜２００μｍとし、温度１００〜１５０℃で加熱硬化する
ことを特徴とする請求項６に記載の超重防食塗料の塗装方法。
前記第１の塗膜の膜厚を１５〜２００μｍとし、常温硬化させることを特徴とする請求
項６に記載の超重防食塗料の塗装方法。
前記第２の塗膜の膜厚を１５〜１５０μｍとし、温度１００〜１５０℃で加熱硬化する
ことを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれか１項に記載の超重防食塗料の塗装方法
。
前記第１の塗膜の膜厚を１５〜１５０μｍとし、常温硬化させることを特徴とする請求
項６乃至請求項８のいずれか１項に記載の超重防食塗料の塗装方法。
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の超重防食塗料で金属材に塗装したことを
特徴とする塗装物。