JP2554921B2 - コンクリート製貯槽の保護塗装方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はコンクリート製貯槽の保護塗装方法に関し，
さらに詳しくはコンクリート製貯槽の表面に溶剤を含有
しないコンクリート製貯槽の保護塗装剤を効率よく吹付
けて耐薬品性およびクラック追従性に優れた保護被膜を
形成する方法に関する。

〔従来の技術〕

従来は，薬品を貯蔵するためのコンクリート製貯槽が
薬品により劣化したり，コンクリートに発生するクラッ
クから薬品が漏れるのを防ぐ目的で，各種の材料をコン
クリート表面に塗装あるいはライニングすることが行わ
れている。例えば，ガラス繊維強化不飽和ポリエステル
樹脂（以下FRPと言う）をコテ，ローラーなどによりラ
イニングする方法が行われている。またタールエポキシ
に代表されるエポキシ樹脂塗料をスプレー，ローラーな
どにより塗装する方法も行われている。

〔発明が解決しようとする課題〕

FRPはその分子構造にエステル結合を含んでいるの
で，化学薬品，特に，酸，アルカリの作用によりエステ
ル結合が分解して，樹脂自体が解重合し，劣化してしま
う。このためにFRPをライニングした貯槽の場合には，
表面から徐々にFRPが溶解して，使用中に保護層が消滅
してしまうという問題がある。

また,FRPやエポキシ樹脂は硬化塗膜の伸びが少ないた
めに，コンクリートにクラックが発生した場合にはクラ
ックの発生箇所で塗膜に亀裂が発生してしまう。いわゆ
るクラック追従性が悪いものである。このためにコンク
リートのクラックから薬品が漏れてしまうという問題が
ある。コンクリート製貯槽の容量が大きくなるほどコン
クリートの硬化によるクラックは発生しやすい。また，
最近，種々の添加剤によりクラックの発生を防止する検
討がなされているが，本質的にコンクリートのクラック
を防止するのは現段階では不可能である。

さらにFRPのライニングは効率的な施工方法がなく，
手作業によってコンクリート面にライニングする場合が
多い，このために，作業には熟練を要し，さらに長時間
を要する。また，塗装の膜厚のバラツキも多く，塗膜の
薄い部分で塗装の欠陥が発生しやすい。

エポキシ樹脂の場合には主剤，硬化剤ともに粘度が高
く可燃性の溶剤を添加して塗装しなければならない。貯
槽のように密閉された室内でこのような可燃性の溶剤を
使用すると爆発の危険性があるために不適当である。

本発明者らは上記の問題点を解決することを目的とし
て鋭意研究を行った。すなわち，塗膜が薬品による劣化
を受けず，かつコンクリートにクラックが発生しても塗
膜に亀裂が発生せず，加えて可燃性の溶剤を使用せずに
コンクリート面に効率良く吹付施工ができる方法につい
て研究し本発明を完成するに至った。

〔課題を解決するための手段及び作用〕

すなわち，本発明は， 活性水素基を２個以上有する化合物と無機粉体からな
る混合物を主剤とし，イソシアネート基を２個以上有す
る化合物を硬化剤とすることからなる保護塗装剤をコン
クリート製貯槽に吹付施工するコンクリート製貯槽の保
護塗装方法において， （１）該活性水素基を２個以上有する化合物が,1,4−結
合が50％以上で粘度が５〜100ポイズである水酸基末端
液状ポリブタジエンを30重量％以上含有するものであ
り， （２）該無機粉体がシリカ，ケイ酸アルミニウム，また
はケイ酸マグネシウムの単独，またはそれらの混合物を
主成分とするものであり， （３）該主剤および該硬化剤が液状でかつ各々の粘度が
0.1〜60ストークスに調整されたものであるコンクリー
ト製貯槽の保護塗装方法を提供する。

以下に，具体的に本発明のコンクリート製貯槽の保護
塗装方法について説明する。

明細書でいう，「活性水素基を２個以上有する化合
物」とは分子中に２個以上の水酸基および／またはアミ
ノ基を含む化合物である。

比較的分子量の大きいかような化合物としてはポリオ
レフィンポリオール，ポリエーテルポリオールおよびポ
リエステルポリオールがある。

ポリオレフィンポリオールとしてはブタジエンおよび
イソプレンのようなジエンを過酸化水素を開始剤として
重合したポリブタジエンポリオール（水酸基末端液状ポ
リブタジエンという）およびポリイソプレンポリオール
が使用できる。

ポリエーテルポリオールの具体例としてはプロピレン
オキサイドやエチレンオキサイドを活性水素を２個以上
有する化合物を開始剤としてアルカリ触媒の存在のもと
に重合したポリオキシプロピレンポリオールおよびポリ
オキシエチレンポリオキシプロピレンポリオールならび
にテトラヒドロフランを開環重合したポリテトラメチレ
ンエーテルグリコールが使用できる。

ポリエステルポリオールとしては，ポリエチレンアジ
ペート，ポリブチレンアジペート，ポリヘキシレンアジ
ペート，ポリカプロラクトンおよびひまし油が使用でき
るが，ポリエステルポリオールは酸およびアルカリのよ
うな薬品により分解され，塗膜の劣化がおこるのでその
使用量は極力少なくすべきである。特にエステル基濃度
の高いポリエステルポリオールはエステル結合の分解が
おきやすい。

比較的分子量の小さい活性水素基を２個以上含む化合
物で，分子中に２個以上の水酸基を含む化合物としては
エチレングリコール，プロピレングリコール,1,4−ブタ
ンジオール,1,3−ブタンジオール,1,6−ヘキサンジオー
ル，ネオペンチルグリコール，オクタンジオール，ビス
フェノールA,トリメチロールプロパン，グリセリン，ペ
ンタエリスリトール，トリエタノールアミン，ビス（２
−ヒドロキシプロピルアニリン）およびこれらのアルキ
レンオキサイド付加物の水酸基を２個以上有する化合物
があり，分子中に２個以上のアミノ基を有する化合物の
例としては，ジアミノジフェニルメタン，メチレンビス
（オルトクロロアニリン）（以下MOCAという），フェニ
レンジアミン，トリレンジアミン，エチレンジアミンお
よびピペラジンがある。さらに，分子中に水酸基とアミ
ノ基とを有する化合物としてモノエタノールアミン，ジ
エタノールアミン，アミノエチルエタノールアミン，お
よび上記アミノ基を２個以上有する化合物のアミノ基の
一部にアルキレンオキサイドを付加した化合物がある。

活性水素基を２個以上有する化合物のうち，ポリオレ
フィンポリオールが最も好ましい。特に，水酸基末端液
状ポリブタジエン，好ましくは,1,4−結合が50％以上，
粘度が５〜100ポイズ/30℃である水酸基末端液状ポリブ
タジエンは，比較的粘度が低く，吹付施工も用意であ
り，また得られた塗膜は，クラック追従性およびその他
の性能が良好でありかつ耐薬品性に優れている。したが
って，活性水素基を２個以上有する化合物の30重量％以
上が水酸基末端液状ポリブタジエンであるように調整す
ることが本発明の目的を達成する上で必要である。

主剤に使用する無機粉体としてはシリカ，ケイ酸アル
ミニウム，ケイ酸マグネシウムの単独またはそれらの混
合物があり，具体例としてはクレー，カオリンクレー，
タルクおよびマイカがる。無機粉体は薬品と化学反応を
おこさず，また薬品により膨潤などの変化のおこらない
ものを使用すべきである。無機粉体は微量の水分を含ん
でいたり，塩基性であったりするために，硬化剤に添加
すると硬化剤の変質の原因となる可能性があるので，主
剤に添加するべきである。無機粉体を添加することによ
り，塗膜の耐薬品性が向上し，かつ，薬品，水などの透
過性を低くすることができ，塗膜を透過して薬品がコン
クリート面に到達しにくくする効果がある。また，無機
粉体を添加することにより，二液内部混合型エアレス塗
装機で吹付施工するときの塗料の塗装性を改善する効果
もあるので，無機粉体を塗料中に配合して塗装すべきで
ある。無機粉体は活性水素含有機を２個以上有する化合
物100重量部当り，通常10〜250重量部，好ましくは20〜
150重量部使用され，粉体の粒度は通常平均粒径が0.1〜
50ミクロン好ましくは0.5〜10ミクロンであることがで
きる。

本発明で使用する硬化剤は分子中に２個以上のイソシ
アネート基を有する化合物である。その例としては,2,4
−トリレンジイソシアネート,2,6−トリレンジイソシア
ネートおよびこれらの混合物（以下TDIと総称する），
ジフェニルメタンジイソシアネート（以下MDIとい
う），液状MDI,ポリメチレンポリフェニルポリイソシア
ネート（以下粗MDIという），ヘキサメチレンジイソシ
アネート，キシリレンジイソシアネート，シソフォロン
ジイソシアネートなど，およびこれら２個以上のイソシ
アネート基を持つ化合物と前記活性水素基を２個以上有
する化合物をイソシアネート基過剰の状態で反応して得
られるイソシアネート末端プレポリマーがある。硬化剤
の選定にあたっては，硬化反応が低温から高温でも進
み，その反応性が吹付施工に最適なものであり，吹付
施工のときに揮発しないように蒸気圧の低いものであ
り，硬化した塗膜が薬品により分解などしにくいもの
となるものを選定すべきである。これらの条件に最適な
ものとしては，液状MDI,粗MDIがある。特に，粗MDIは低
温でも液状であり，硬化反応は低温でも進行し，蒸気圧
が低く，得られた塗膜の耐薬品性に優れているので本発
明の目的には粗MDIを使用するのが好ましい。

主剤および硬化剤は使用する温度で液状でなければな
らない。主剤および硬化剤が固体の場合には加熱するこ
とにより液状にすることができるが，加熱しなくても液
状であることが好ましい。主剤および硬化剤の粘度は施
工するときの塗装剤の温度において0.1〜60ストークス
になるように調整すべきである。粘度がこの範囲より高
くなる場合には，加熱して粘度がこの範囲となるように
調整して使用すべきである。粘度が0.1ストークスより
低い場合には吹付施工したときにエアレス塗装機で脈動
をおこし塗装不良の原因となる。また，粘度が60ストー
クスより高い場合にはエアレス塗装機による吹付施工が
できなくなる。施工するときの塗装剤の温度は20〜80℃
とするのが好ましい。塗装剤の温度を20℃より低くしな
いと粘度が上記の範囲にならない場合は，夏期には冷却
しなければならなく，吹付施工した表面で結露がおこり
水とイソシアネートの反応による発泡のため，塗膜不良
となることがある。また，塗装剤の温度を80℃より高く
しなければ上記の粘度の範囲にならない場合は，吹付施
工のときの可使時間を一定にすると，施工後塗装剤の温
度が下がるために硬化速度が端極に遅くなり，吹付施工
の作業性が極端に悪くなるばかりでなく，塗料をホース
で長距離輸送したときに保温が困難である。したがっ
て，塗装剤の温度を20〜80℃に調節したときの粘度が0.
1〜60ストークスとなるように塗装剤を調整してから吹
付施工をすべきである。

本発明のコンクリート製貯槽の保護塗装剤は塗装し
て，硬化した塗膜がJIS K 7113の引張試験で破断時の伸
びが30％以上でなければならない。破断時の伸びが30％
より低い場合，コンクリートにクラックが生じた時塗膜
にも亀裂がおこり，貯槽から薬品が漏洩する原因とな
る。

本発明ので用いる保護塗装剤には所望により触媒，着
色剤，発泡防止剤，酸化防止剤，老化防止剤，その他の
添加剤および助剤を添加することができる。

次に本発明の吹付施工法は，保護塗装剤を二液内部混
合型エアレス塗装機で塗装する方法である。この施工方
法は主剤と硬化剤とを高圧定量ポンプで二液内部混合型
エアレス塗装機に送ってその圧力により霧状にして塗装
する方法（エアレススプレー法）である。エアレススプ
レー法は吹付施工時に塗装剤の飛散が少なく，塗膜中に
気泡をほとんど巻込まない，したがって，コンクリート
製貯槽の保護塗装方法としては最適である。本発明にし
たがいエアレススプレー法で塗装する場合には，主剤と
硬化剤とを塗装機の内部でスタチィックミキサーまたは
パワーミキサーで気泡を巻込まないように均一に混合す
べきである。主剤と硬化剤とを別々にスプレーして硬化
せしめる外部混合法があるが，この場合には主剤と硬化
剤との混合が悪いために充分な性能の塗膜とはならな
い。

その他の方法として手塗り法，エアスプレー法がある
が，以下のような欠点があり好ましくない。手塗り法は
主剤と硬化剤とをバットなどの適当な容器で混合してコ
テ等で塗布する方法で，混合から施工まで長時間を要す
るので，可使時間を長くしなければならないので硬化に
長時間を要する。さらに，施工には熟練を要するばかり
でなく，塗膜も不均一になりやすい。

エアスプレー法は，主剤と硬化剤とを低圧の定量ポン
プで送って，空気圧で霧状にして塗装する方法で，吹付
施工時に多量の空気で塗装剤を霧状にするので，塗装剤
の飛散が多く，塗装作業性も悪く，また得られた塗膜も
多量の空気を巻込むので塗膜の性能が低下する。

本発明の二液内部混合型エアレス塗装機により吹付施
工するまえには，コンクリートの施工面をサンドブラス
ト，ショットブラスト，ケレンなどにより前処理するの
が好ましい。コンクリートの表面に，ごみ，ほこり，乾
燥した薬品，コンクリートののろや劣化物などが付着し
ている場合には塗膜の密着不良などのトラブルの原因と
なる。また，貯槽の薬品や水がコンクリートに含浸して
いる場合には，塗膜の発泡などの原因となるので，施工
する表面を充分に乾燥する。

本発明のコンクリート製貯槽に貯蔵される薬品として
は水酸化ナトリウム，水酸化カリウムおよび水酸化カル
シウムなどのアルカリ，硫酸，塩酸および硝酸などの無
機酸，炭酸ナトリウム，硫酸ナトリウムおよび食塩など
の塩類ならびに上水，下水，海水および工場廃液があ
る。

具体的には浄水場の薬品槽や配水池，下水処理場の薬
品槽や下水処理槽，工場の廃液処理槽，さらには海岸線
付近に建設されたコンクリート構造物が挙げられる。

〔実施例〕 以下，実施例および比較例により本発明を具体的に説
明する。なお，実施例および比較例中で「部」とあるの
は重量部である。

実施例および比較例 第１表に示す主剤および硬化剤を二液内部混合型エア
レス塗装（旭大隅産業（株）製）で，離型紙およびモル
タルの上に厚さ3mmになるように塗装した。得られた塗
膜は室温で７日間養生した後，試験に供した。

ポリブタジエンＲ−15HT:1,4−結合80％で粘度13ポイズ
/30℃の水酸基末端液状ポリブタジエン，出光アーコ
（株）製，水酸基価118mgKOH/g。

ポリブタジエンＲ−45HT:1,4−結合80％で粘度50ポイズ
/30℃の水酸基末端液状ポリブタジエン，出光アーコ
（株）製，水酸基価46.5mgKOH/g。

ひまし油変性ポリオール：伊藤製油（株）製，水酸基価
167mgKOH/g。

ポリハードナーＤ−200:ポリプロピレングリコール，第
一工業製薬（株）製，水酸基価56mgKOH/g。

ポリハードナーPA−400:芳香族アミンポリオール，第一
工業製薬（株）製，水酸基価430mgKOH/g。

無機粉体：いずれも平均粒径１〜10ミクロン。

硬度:JIS K 6301による。

引張強さ:JIS K 7113による。

破断時伸び:JIS K 7113による。

クラック追従性：道路橋の塩害対策指針（日本道路協
会）の方法による。

密着強度：道路橋の塩害対策指針（日本道路協会）の方
法による。

耐薬品性:JIS K 7114による。

実施例から明らかなように，本発明のコンクリート製
貯槽の保護塗装方法は塗装性が良好であり，得られる塗
膜のクラック追随性も道路橋の塩害対策指針の規格の0.
4mmよりはるかに優れたものであり，耐薬品性にも優れ
ている。

比較例１は塗装性は良好であるが，ひまし油を主成分
にしており，エステル結合が分解して膜厚の減少や塗膜
の軟化がおこる。実施例２および３のようにひまし油あ
るいはひまし油変性ポリオールを使用しても，ポリブタ
ジエンポリオールを主成分とする場合には耐薬品性が優
れ，塗膜の溶解や膜厚の減少はない。

比較例２のようにポリプロピレングリコールを主成分
として使用した場合には粘度は低く塗装性は良好である
がポリプロピレングリコールは吸水性が高いために塗膜
の軟化がおこる。さらに，比較例２では無機粉体として
硫酸バリウムを使用しているので，硫酸バリウムと水酸
化ナトリウムなどのアルカリとの反応により硫酸ナトリ
ウムと水酸化バリウムに分解して無機粉体が溶出する。

比較例３では無機粉体を使用していないので薬品が透
過しやすく，塗膜がやや軟化しやすい傾向にある。また
二液内部混合型エアレス塗装機で塗装したときの塗装性
が悪い。

比較例４では主剤を80℃まで加熱しても粘度が120ス
トークスと高く塗装はできなかった。

比較例５は得られた塗膜の強度は高いが，伸びがない
ために，クラック追従性が悪い。

以上のように本発明方法はコンクリート製貯槽の保護
塗装法としては非常に優れたものである。

〔発明の効果〕

本発明のコンクリート製貯槽の保護塗装方法によって
得られた保護塗膜は耐薬品性，特に酸，アルカリおよび
塩に対して耐久性があるばかりでなく，塗膜が伸びを有
する材料であることから，従来のFRPやエポキシ樹脂よ
りもクラック追従性があり，薬品の漏洩がない。さら
に，本発明の保護塗装方法によると，塗装作業性が良好
であり，得られた塗膜も気泡の巻込みが少なく，優れた
性能を有する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富樫 博光 東京都港区元赤坂１丁目２番７号 鹿島 建設株式会社内 (72)発明者 野村 三郎 東京都八王子市元八王子町３丁目2750番 1046号 (72)発明者 佐野 孝 滋賀県大津市稲葉台25―３ (72)発明者 松崎 勝夫 東京都港区赤坂２丁目10番９号 日本海 上工事株式会社内 (56)参考文献 特開 昭50−161530（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−11883（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−33237（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−285181（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】活性水素基を２個以上有する化合物と無機
   粉体からなる混合物を主剤とし，イソシアネート基を２
   個以上有する化合物を硬化剤とすることからなる保護塗
   装剤をコンクリート製貯槽に吹付施工するコンクリート
   製貯槽の保護塗装方法において， （１） 該活性水素基を２個以上有する化合物が,1,4−
   結合が50％以上で粘度が５〜100ポイズである水酸基末
   端液状ポリブタジエンを30重量％以上含有するものであ
   り， （２） 該無機粉体がシリカ，ケイ酸アルミニウム，ま
   たはケイ酸マグネシウムの単独，またはそれらの混合物
   を主成分とするものであり， （３） 該主剤および該硬化剤が液状でかつ各々の粘度
   が0.1〜60ストークスに調整されたものであることを特
   徴とするコンクリート製貯槽の保護塗装方法。