JP2014015500A

JP2014015500A - 防食被覆材

Info

Publication number: JP2014015500A
Application number: JP2012152020A
Authority: JP
Inventors: Yuji Imazaki; 雄司今▲崎▼; Yukihiko Oigawa; 幸彦大井川
Original assignee: Maithick Co; Alpha Kogyo KK
Current assignee: Maithick Co; Alpha Kogyo KK
Priority date: 2012-07-06
Filing date: 2012-07-06
Publication date: 2014-01-30

Abstract

【課題】エポキシ樹脂と硬化剤にそれぞれ焼却灰を添加することにより効果的に且つ大量の焼却灰が使用できるようにした防食被覆材を得る。
【解決手段】エポキシ樹脂に充填材を添加した主剤と、アミン樹脂に充填材を添加した硬化剤とからなり、前記エポキシ樹脂に添加する充填材の一部として下水汚泥の焼却灰を添加し、また、アミン樹脂にも充填材の一部として下水汚泥の焼却灰を添加し、前記エポキシ樹脂に添加した焼却灰は主剤中１０〜３５重量％の範囲とし、また、アミン樹脂に添加した焼却灰は硬化剤中１０〜４５重量％の範囲とすることにより、大量の焼却灰を添加することを可能にした。
【選択図】なし

Description

本発明は、下水処理の工程で排出される汚泥を焼却した焼却灰を有効に利用した防食被覆材に関する。

従来より下水処理の工程で排出される汚泥を焼却した焼却灰（以下、単に焼却灰という。）を有効に利用する研究が盛んに行われており、その１つに、焼却灰を耐食性樹脂成分に充填材として添加した防食被覆材が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載された防食被覆材は、エポキシ樹脂と硬化剤を混合した耐食性樹脂成分に充填材として焼却灰が、耐食性樹脂成分と焼却灰との混合重量比が４：６〜７：３の範囲で添加されている。

特開２０００−５３４７７号公報

特許文献１に記載された焼却灰を耐食性樹脂成分に充填材として添加した防食被覆材は、エポキシ樹脂と硬化剤を混合した耐食性樹脂成分に充填材として焼却灰が、耐食性樹脂成分と焼却灰との混合重量比が４：６〜７：３の範囲で添加されたものとなっている。
このような防食被覆材を用いた作業現場では、エポキシ樹脂と硬化剤とは別個に用意され、作業現場で混合される。特許文献１に記載された防食被覆材では、作業現場でエポキシ樹脂と硬化剤を混合し、混合した耐食性樹脂成分に更に焼却灰を混合して防食被覆材とすることになるが、このような作業を現場で行うことが困難な場合があり、予めエポキシ樹脂及び／又は硬化剤に焼却灰を混合しておき、焼却灰を混合したエポキシ樹脂と硬化剤を作業現場で混合して防食被覆材とすることが望まれる。
この場合、特許文献１に記載された防食被覆材は、エポキシ樹脂と硬化剤を混合した耐食性樹脂成分と焼却灰との混合重量比が開示されているだけであって、エポキシ樹脂と硬化剤に別個に焼却灰を混合することについては一切開示されていない。

本発明者等は、エポキシ樹脂と硬化剤にそれぞれ焼却灰を添加し、焼却灰を添加したエポキシ樹脂と硬化剤を混合して防食被覆材を得ることを試み、試験研究の結果、エポキシ樹脂と硬化剤に効果的に且つ大量の焼却灰の使用をできる配合比率を見出し、本発明を完成するに至った。

本発明の目的は、エポキシ樹脂と硬化剤にそれぞれ焼却灰を添加することにより効果的に且つ大量の焼却灰が使用できるようにした防食被覆材を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、エポキシ樹脂に充填材を添加した主剤と、アミン樹脂に充填材を添加した硬化剤とからなり、前記エポキシ樹脂に添加する充填材の一部として下水汚泥の焼却灰を添加し、また、アミン樹脂にも充填材の一部として下水汚泥の焼却灰を添加し、前記エポキシ樹脂に添加した焼却灰は主剤中１０〜３５重量％の範囲とし、また、アミン樹脂に添加した焼却灰は硬化剤中１０〜４５重量％の範囲としたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の、前記エポキシ樹脂に反応性希釈剤を主剤中２〜８重量％の範囲で添加したことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２のいずれか１に記載の、前記アミン樹脂は、変性脂環式ポリアミンと変性脂肪族ポリアミンを混合したものであることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１に記載の、前記エポキシ樹脂およびアミン樹脂には、それぞれ充填材として前記焼却灰の他にフュームドシリカ、タルク、ガラスフレークが添加されていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１に記載の、前記主剤と前記硬化剤の混合重量比が１００：５０〜１００：６０の範囲にあることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、エポキシ樹脂に充填材を添加した主剤と、アミン樹脂に充填材を添加した硬化剤を混合重量比が１００：５０〜１００：６０の範囲で混合した防食被覆材であって、前記主剤にあっては、主剤中、エポキシ樹脂が５０〜６０重量％、反応性希釈剤が２〜８重量％、充填材として、汚泥焼却灰が１０〜３５重量％、ヒュームドシリカが１〜５重量％、タルクが４〜３２重量％、ガラスフレークが２〜３重量％の範囲で混合され、また、前記硬化剤にあっては、硬化剤中、変性脂環式ポリアミンが３０〜３２重量％、変性脂肪族ポリアミンが１６〜１８重量％、充填材として、汚泥焼却灰が１０〜４５重量％、フュームドシリカが１〜４重量％、タルクが５〜３８重量％、ガラスフレークが２〜５重量％、シランカップリング剤が０〜１重量％の範囲で混合されていることを特徴とする。

請求項１に記載の防食被覆材によれば、エポキシ樹脂に添加する充填材の一部として下水汚泥の焼却灰を添加し、また、アミン樹脂にも充填材の一部として下水汚泥の焼却灰を添加したので、エポキシ樹脂、アミン樹脂のいずれか一方にのみ添加するよりも大量に添加することが可能になり、省資源化が図れる。
そして、前記エポキシ樹脂に添加した焼却灰を主剤中１０〜３５重量％の範囲とし、また、アミン樹脂に添加した焼却灰を硬化剤中１０〜４５重量％の範囲としたので、良好な混合性が得られる。

請求項２に記載の防食被覆材によれば、請求項１に記載の、前記エポキシ樹脂に反応性希釈剤を主剤中２〜８重量％の範囲で添加したので、エポキシ樹脂の低粘度化、耐薬品性、指蝕乾燥時間に優れたものとなる。

請求項３に記載の防食被覆材によれば、請求項１または２のいずれか１に記載の、前記アミン樹脂は、変性脂環式ポリアミンと変性脂肪族ポリアミンを混合したものであるので、変性脂環式ポリアミンの耐水性によりエポキシ樹脂特有の未反応遊離アミンが水と反応して表層が白くなる現象「アミンブラッシング」を回避することができるとともに、養生段階における湿気存在下における優れた接着性を発揮するので、湿度の高い下水環境下での作業を可能にし、また、変性脂肪族ポリアミンにより指蝕乾燥時間の短縮化を図ることができる。

請求項４に記載の防食被覆材によれば、請求項１乃至３のいずれか１に記載の、前記エポキシ樹脂およびアミン樹脂には、それぞれ充填材として前記焼却灰の他にフュームドシリカ、タルク、ガラスフレークが添加されているので、施工性、耐薬品性に一層優れたものとなる。

請求項５に記載の防食被覆材によれば、請求項１乃至４のいずれか１に記載の、前記主剤と前記硬化剤の混合重量比が１００：５０〜１００：６０の範囲にあるので、未硬化部分や硬化剤が残り白化する白化現象の無い塗布層を得ることができる。

請求項６に記載の防食被覆材によれば、大量の焼却灰を使用することができ省資源化が図れ、また耐薬品性、混合性、施工性、ダレ性に優れ、さらに湿度の高い下水環境のような湿度の高い環境下で作業を可能にすることができる。

以下、本発明に係る防食被覆材を実施するための形態を詳細に説明する。
本発明に係る防食被覆材は、エポキシ樹脂（ビスフェノールＡ型）に充填材を添加した主剤と、主剤に混合する硬化剤とからなり、エポキシ樹脂に添加する充填材の一部として下水汚泥の焼却灰を添加し、また、硬化剤にも充填材の一部として下水汚泥の焼却灰を添加している。

先ず、主剤について詳細に説明する。エポキシ樹脂は主剤中５０〜６０重量％の範囲で混合される。本例では、エポキシ樹脂として、優れた耐薬品性を有するビスフェノールＡ型を使用している。
このエポキシ樹脂に添加される焼却灰は、下水処理の工程で排出される汚泥を脱水焼却し、粉砕機で粉砕して、最大粒径１００ミクロン以下、平均粒径１０〜３０ミクロンに粒度調整したものが使用される。この焼却灰を充填材の一部としてエポキシ樹脂に主剤中１０〜３５重量％の範囲で添加する。
焼却灰が主剤中３５重量％を超えるとエポキシ樹脂と焼却灰の混合が困難になる。焼却灰が主剤中１０重量％未満であると、焼却灰の使用量が少なく、満足できる省資源化が図れない。

本発明では、他の充填材として、塗布性を良くするヒュームドシリカを主剤中１〜５重量％の範囲で、耐薬品性に優れ施工性のよいタルクを主剤中４〜２０重量％の範囲で、耐薬品性に優れたガラスフレークを主剤中２〜３重量％の範囲で添加している。

また、エポキシ樹脂に反応性希釈剤を主剤中２〜８重量％の範囲で添加している。反応性希釈剤はエポキシ樹脂の低粘度化させることにより作業性を良くし、耐薬品性に優れている。
反応性希釈剤を主剤中２重量％未満であると、耐薬品性が低下し、エポキシ樹脂の低粘度が不十分となって作業性が悪くなり、また、８重量％を超えると指蝕乾燥時間が延びてしまうので好ましくない。
反応性希釈剤としては、耐薬品性に優れるといった点で、クレジルグリシジルエーテルが好ましい。

次ぎに、硬化剤について詳細に説明する。アミン樹脂は硬化剤中４６重量％〜５０重量％の範囲で混合される。本例では、アミン樹脂は、変性脂環式ポリアミンと変性脂肪族ポリアミンを混合したものからなり、硬化剤中変性脂環式ポリアミンが３０〜３２重量％、変性脂肪族ポリアミンが１６〜１８重量％の範囲で混合される。
本例のアミン樹脂の選定にあっては、湿潤環境下での作業を前提とし、耐薬品性、指蝕乾燥時間の性能、接着性、未反応遊離アミンが水と反応して表層が白くなる現象「アミンブラッシング」を考慮して選定した。試験結果により、変性脂環式ポリアミンは、優れた耐薬品性、接着性、耐アミンブラッシング性を示したが指蝕乾燥時間が長く、変性脂肪族ポリアミンは、優れた耐薬品性と指蝕乾燥時間の性能を示したが、耐アミンブラッシング性に劣ることがわかった。この試験結果を受け、変性脂環式ポリアミンと変性脂肪族ポリアミンを配合する検討を行い、試験の結果、選定目標を満足させるアミン樹脂として変性脂環式ポリアミンと変性脂肪族ポリアミンを選定し、その配合量を決定した。

アミン樹脂に添加される焼却灰は、主剤のエポキシ樹脂に添加される焼却灰と同様に、下水処理の工程で排出される汚泥を脱水焼却し、粉砕機で粉砕して、最大粒径１００ミクロン以下、平均粒径１０〜３０ミクロンに粒度調整したものが使用される。この焼却灰を充填材の一部としてアミン樹脂に硬化剤中１０〜４５Ｄ重量％の範囲で添加する。
焼却灰が硬化剤中４５重量％を超えるとアミン樹脂と焼却灰の混合が困難になる。焼却灰が硬化剤中１０重量％未満であると、焼却灰の使用量が少なく、満足できる省資源化が図れない。
また、前記した焼却灰が主剤中３５重量％を超え且つ焼却灰が硬化剤中４５重量％を超えると主剤と硬化剤の混合が困難になる。焼却灰が主剤中１０重量％未満で、且つ硬化剤中１０重量％未満であると、焼却灰の使用量が少なく、満足できる省資源化が図れない。

本発明では、他の充填材として、塗布性を良くするヒュームドシリカを硬化剤中１〜４重量％の範囲で、耐薬品性に優れ施工性のよいタルクを硬化剤中５〜３８重量％の範囲で、耐薬品性に優れたガラスフレークを硬化剤中２〜５重量％の範囲で、さらに、湿潤面コンクリートや他の基盤への付着を改善するものとしてシランカップリング剤を硬化剤中０〜１重量％の範囲で添加している。

本例では、前記主剤と前記硬化剤を、前記主剤と前記硬化剤の混合重量比が１００：５０〜１００：６０の範囲で混合し、防食被覆材を得る。
主剤１００に対し硬化剤が５０未満であると未硬化部分が発生し、また、主剤１００に対し前記硬化剤が６０を超えると硬化剤が残り、残った硬化剤が白化するといった白化現象が発生する。

本発明の防食被覆材によれば、エポキシ樹脂に添加する充填材の一部として下水汚泥の焼却灰を添加し、また、アミン樹脂にも充填材の一部として下水汚泥の焼却灰を添加したので、エポキシ樹脂、アミン樹脂のいずれか一方にのみ添加するよりも大量に添加することが可能になり、省資源化が図れる。
そして、前記エポキシ樹脂に添加した焼却灰を主剤中１０〜３５重量％の範囲とし、また、アミン樹脂に添加した焼却灰を硬化剤中１０〜４５重量％の範囲としたので、良好な混合性が得られる。

また、本例では、エポキシ樹脂に反応性希釈剤を主剤中２〜８重量％の範囲で添加したので、エポキシ樹脂の低粘度化、耐薬品性、指蝕乾燥時間に優れたものとなる。
また、本例では、アミン樹脂は、変性脂環式ポリアミンと変性脂肪族ポリアミンを混合したものであるので、優れた耐薬品性、接着性、耐アミンブラッシング性、乾燥性を発揮し、湿度の高い下水環境下での作業を可能にし、また、変性脂肪族ポリアミンにより指蝕乾燥時間の短縮化を図ることができる。
また、本例では、エポキシ樹脂およびアミン樹脂には、それぞれ充填材として焼却灰の他にフュームドシリカ、タルク、ガラスフレークが添加されているので、施工性、耐薬品性に一層優れたものとなる。
また、本例では、主剤と硬化剤を、主剤と硬化剤の混合重量比が１００：５０〜１００：６０の範囲で混合するので、未硬化部分や硬化剤が残り白化する白化現象の無い塗布層を得ることができる。

次ぎに、本発明の実施例及び比較例を挙げて、本発明に係る防食被覆材の特徴について例証する。但し、本発明はこれらの実施例及び比較例によって何ら制限されるものではない。
表１に示す成分を調整した主剤と硬化剤を表に示す重量混合比で混合したものを用いて、耐薬品性、混合性、施工性、ダレ性、耐アミンブラッシング性、乾燥性の試験を行い評価した。試験結果を表２に示す。
試験項目の評価方法
［耐薬品性］
試験方法〈ＪＳＷＡＳＫ−１６〉
試験体（１５ｍｍ×１５ｍｍ×４３ｍｍ）を各試験材料で３片作成（２０℃、７日間養生）し、各重量を測定した。そして、各試験体を以下の試験薬に浸漬温度６０℃±２℃で５時間浸漬させた後重量を測定し、各試験体３片の試験前後の重量変化を平均し、質量変化率を算出した。
試験溶液規格値
３０％硫酸水溶液 ±０．３％以内
４０％水酸化ナトリウム水溶液 ±０．３％以内
１０％塩化ナトリウム水溶液 ±０．３％以内
蒸留水 ±０．３％以内
評価方法
○：規格値±０．３％以内のもの ×：規格値±０．３％を超えるもの
［混合性］
試験方法
汚泥焼却灰を配合した主剤及び硬化剤を各重量比に従い配合し、混合のし易さを評価した。
評価方法
○：混合可能 ×：混合不可
［施工性］
試験方法
試験温度２０℃において、各試験材料を鋼製コテ、ゴムヘラを用い平滑にする際の塗布層のひび割れ及びムラの発生の有無を評価した。
評価方法
○：ひび割れおよびムラなし ×：ひび割れ及びムラが発生した
［ダレ性］
試験方法
試験温度２０℃において、各試験材料を２ｍｍ厚で鉛直面に塗布した後、ダレの発生の有無を評価した。
評価方法
○：ダレなし ×：ダレあり
［耐アミンブラッシング性］
試験方法
各試験材料を混合した後、２０℃、湿度９０％の雰囲気下で養生させ、白化現象の発生の有無を評価した。
評価方法
○：白化現象無し ×：白化現象あり
［乾燥性］
試験方法
試験温度２０℃において、各試験材料を約３００μｍ塗布し、指で表面を触って乾燥した時点の時間を評価した。
評価方法
○：２時間３０分以内 ×：２時間３０分を超える

［実施例・比較例］

表１中の主剤、硬化剤の数字は、主剤、硬化剤中のそれぞれの成分の重量％を示す。

［試験結果］

［実施例・比較例］

Claims

エポキシ樹脂に充填材を添加した主剤と、アミン樹脂に充填材を添加した硬化剤とからなり、前記エポキシ樹脂に添加する充填材の一部として下水汚泥の焼却灰を添加し、また、アミン樹脂にも充填材の一部として下水汚泥の焼却灰を添加し、前記エポキシ樹脂に添加した焼却灰は主剤中１０〜３５重量％の範囲とし、また、アミン樹脂に添加した焼却灰は硬化剤中１０〜４５重量％の範囲としたことを特徴とする防食被覆材。
前記エポキシ樹脂に反応性希釈剤を主剤中２〜８重量％の範囲で添加したことを特徴とする請求項１に記載の防食被覆材。
前記アミン樹脂は、変性脂環式ポリアミンと変性脂肪族ポリアミンを混合したものであることを特徴とする請求項１または２のいずれか１に記載の防食被覆材。
前記エポキシ樹脂およびアミン樹脂には、それぞれ充填材として前記焼却灰の他にフュームドシリカ、タルク、ガラスフレークが添加されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の防食被覆材。
前記主剤と前記硬化剤の混合重量比が１００：５０〜１００：６０の範囲にあることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載の防食被覆材。
エポキシ樹脂に充填材を添加した主剤と、アミン樹脂に充填材を添加した硬化剤を混合重量比が１００：５０〜１００：６０の範囲で混合した防食被覆材であって、
前記主剤にあっては、主剤中、エポキシ樹脂が５０〜６０重量％、反応性希釈剤が２〜８重量％、充填材として、汚泥焼却灰が１０〜３５重量％、ヒュームドシリカが１〜５重量％、タルクが４〜３２重量％、ガラスフレークが２〜３重量％の範囲で混合され、
また、前記硬化剤にあっては、硬化剤中、変性脂環式ポリアミンが３０〜３２重量％、変性脂肪族ポリアミンが１６〜１８重量％、充填材として、汚泥焼却灰が１０〜４５重量％、フュームドシリカが１〜４重量％、タルクが５〜３８重量％、ガラスフレークが２〜５重量％、シランカップリング剤が０〜１重量％の範囲で混合されていることを特徴とする防食被覆材。