JPH0249155B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は鋼構造物の水中塗装方法に係り、更に
詳しくは水中あるいは湿潤条件下に設置された鋼
構造物等の防食補修手段として、その腐食や汚損
を有効に防止するために実施する水中塗装方法に
関するものである。 （従来の技術及び問題点） 近年海洋開発に伴う石油掘削リグあるいは石油
備蓄パージ、海上プラント船等の鋼構造物、海上
に建設される長大橋の橋脚部、海上空港の水中鋼
構造物等の建造、建設が増加の一途をたどつてい
る。これらの鋼構造物は防食補修を行なう場合、
設置場所から他の場所に移動することはほとんど
不可能であり、どうしても海中部あるいは飛沫部
等作業環境が悪い状態で実施せざるを得ない。こ
のため、海上、海中で容易に実施しうる防食補修
方法の開発が要請されている。この課題を解決す
るための一つの手段として、たとえば特開昭54−
137034号公報に見られるようにこれら水中構造物
の水中部分やスプラツシユゾーンに、陸上と同様
の簡単且つ容易な手段で防食性の優れた被膜を形
成する塗装方法が考えられる。従来から知られて
いるこの様な水中塗装に用いられる組成物として
は、たとえば特開昭51−67400号公報に見られる
ようにエポキシ樹脂をベースとし、硬化剤として
ポリアミドまたはプリアミンを使用し、これに充
填剤を加えた組成物がある。しかしながら従来の
組成物は水中塗布性が劣るのみならず、付着力が
弱く硬化する間に波浪等のために極めて簡単に流
失するという欠点があつた。またたとえ硬化した
としても硬化物の付着性が不充分で長期間の防食
は期待出来ないものである。 （問題を解決するための手段） そこで本発明者らは前述の問題点を有利に解決
するべく種々検討を重ねた結果、鋼構造物の水中
塗装に際し、第１層として特定の金属粉末を所定
量含む塗料、第２層として該金属粉末を含まない
塗料を夫々塗布することにより、水中でも陸上と
同様の操作により容易に塗布作業が行い得るとと
もに、付着力に優れ、且つ防食性の大きな被膜を
形成できることを見い出して本発明をなしたもの
である。特に金属粉末を併用することによりエポ
キシ系樹脂の水中での鉄との付着性が著しく向上
するという現象は従来全く知られていないことで
あり、本発明者らの永年の検討の結果、はじめて
見出された全く新規な知見である。 （発明の構成・作用） 即ち本発明は上記の知見に基いてなされたもの
であつて、その要旨とするところは、エポキシ系
樹脂を主成分とした配合系と、これを水中でも硬
化させうる水中硬化性組硬化剤を含む配合系とか
らなる二液性樹脂配合系にイオン化傾向が鉄より
大きな金属粉末を５〜75重量％含有せしめた水中
硬化性組成物を第１層として塗布したのち、上記
水中硬化性組成物より金属粉末を取り除き、所望
の着色顔料を添加した水中硬化性組成物を第２層
として上塗りすることを特徴とする鋼構造物の水
中塗装方法にある。以下に本発明を詳細に説明す
る。まず本発明でいうエポキシ系樹脂とは、エポ
キシ樹脂もしくはエポキシ樹脂とこれと相溶する
他の樹脂とからなる混合樹脂をいう。即ち本発明
における二液型エポキシ樹脂組成物を構成する二
つの配合系のうち、ひとつはエポキシ樹脂もしく
はエポキシ樹脂とこれと相溶する他の樹脂とから
なる混合樹脂を主成分としたものであり、これに
は他の成分として炭酸カルシウム、シリカ、タル
ク、バライトなどの充填剤やその他の微粉末シリ
カ、モンモリロナイトなどの流動性調整剤などの
添加剤が使用目的に応じて配合される。これらの
他の成分は主成分100重量部に対して通常１〜
1000重量部の割合で配合され、とくに充填剤を多
く使用することによつて比較的高粘度の配合系と
することができる。 エポキシ樹脂としてはビスフエノール型エポキ
シ樹脂が好適であるが、その他環状脂肪族エポキ
シ樹脂、フエノールまたはクレゾールノボラツク
型エポキシ樹脂、フタル酸グリシジルエステル型
エポキシ樹脂、β−メチルエピクロルヒドリン型
エポキシ樹脂、ダイマー酸型エポキシ樹脂、ポリ
グリコール型エポキシ樹脂などを挙げることがで
きる。これらのエポキシ樹脂は１種だけを単独で
使用してもよいし、２種以上を使用してもよい。
また、上記のエポキシ樹脂と相溶する他の樹脂と
しては熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂があり、代表
的な熱硬化性樹脂としてはフエノキシ樹脂、フエ
ノール樹脂、キシレン樹脂などが挙げられ、熱可
塑性樹脂の例としてはポリエステル樹脂、エチレ
ン−酢酸ビニル共重合体、チオコール樹脂、アイ
オノマー樹脂、変性ブタジエン−アクリロニトリ
ル樹脂、酢酸ビニル樹脂、コールタールやアスフ
アルトピツチ等の石炭、石油残渣樹脂などが挙げ
ることができる。これらの樹脂の中からその１種
もしくは２種以上を前記のエポキシ樹脂とともに
使用することが出来る また、本発明に用いられる組成物におけるもう
ひとつの配合系はエポキシ樹脂を水中でも硬化さ
せうる水中硬化性硬化剤を含む硬化剤を主成分と
したものであり、これに他の成分として前記の充
填剤や流動性調整剤などの添加剤が使用目的に応
じて配合される。 これらの他の成分は、主成分100重量部に対し
て通常１〜1000重量部の割合で配合され、とくに
充填剤を多く使用することによつて比較的高粘度
の配合率とすることができる。水中硬化性硬化剤
としては水に難溶解性で水分子と置換性のある芳
香族アミン、ポリアルキレンポリアミン、ポリア
ミド、アミン変性アミド、ケテミンなどのエポキ
シ樹脂用硬化剤の１種もしくは２種以上を使用す
る。この水中硬化性硬化剤とともに通常大気中で
用いられる室温硬化性硬化剤を併用することもで
き、これらの硬化剤としては脂肪族ポリアミン、
ポリアミドアミン、アミン内在アダクト、分離ア
ダクトなどを挙げることができる。 次に本発明に用いられる第１層の組成物に含有
せしめる鉄よりもイオン化傾向が大なる金属粉末
としては、亜鉛粉末、アルミニウム粉末、マグネ
シウム粉末、クロム粉末、ジルコニウム粉末ある
いはこれらの合金粉末および上記の金属類をめつ
きあるいは蒸着した複合粉末があり、その１種も
しくは２種以上を用いても良い。このような金属
粉末を併用することにより、エポキシ系樹脂の水
中での鉄との付着性が著しく向上する。この中で
も特に好ましいものは亜鉛粉末およびアルミニウ
ム粉末である。粉末の粒径は平均粒径が１〜
300μｍの範囲が好適であり、1μｍ未満では水中
付着性向上に与える効果が十分ではなく、300μ
ｍ超では塗膜の外観が悪くなるため不適当であ
る。粉末の形状としては扁平状、球状、針状等い
ずれであつても水中付着性の向上に与える効果は
同様であり、いずれであつてもよい。これらの添
加量はエポキシ樹脂およびその水中硬化性硬化剤
を主成分とする二液性樹脂組成物に対して５〜75
重量部％の範囲で添加する必要がある。５重量％
未満では水中付着性の向上に効果がなく、75重量
％を超える添加量では組成物の凝集力および鋼素
地との付着力が低下するため不適当である。 金属粉末はあらかじめエポキシ樹脂を主成分と
する配合系、もしくはエポキシ樹脂を硬化させる
水中硬化性硬化剤を主成分とする配合系のいずれ
か一方もしくはその両方に混合しておいても良い
し、エポキシ樹脂を主成分とする配合系と水中硬
化性硬化剤を主成分とする配合系とを混合する時
に添加しても良い。以上の組成物を用いた下塗り
の第１層塗装では鉄との付着力が施工上最も重要
な点であり、金属粉末含有組成物が不可欠である
が、反面、金属粉末のため着色が限定される。そ
のため、上塗りの第２層塗装では第１層用の組成
物から金属粉末を取り除き、代りに所望の着色顔
料を添加した組成物を適用する。この場合の着色
顔料としては酸化クロム酸化鉄、二酸化チタン等
の酸化物系着色顔料、カーボンブラツク、グラフ
アイト等の顔料の他、フタロシアニンブルー、フ
タロシアニングリーン等の有機系着色顔料等、通
常の塗料に使用される着色顔料は全て使用できる
が、中でも水に難溶性の顔料を添加することが望
ましい。 また着色顔料はエポキシ樹脂を主成分とする配
合系、もしくは水中硬化性硬化剤を主成分とする
配合系のいずれか一方もしくはその両方に混合し
ておいて良い。両方に添加する場合、それぞれ別
の色調の顔料を添加しておき、この二つの混合撹
拌するときの混合の程度の目安とすることができ
る。 エポキシ樹脂を主成分とした配合系（以下主剤
という）と、水中硬化性硬化剤を主成分とした配
合系（以下硬化剤という）の組合せにより二液型
エポキシ樹脂組成物が構成される。主剤と二液剤
を混合することにより硬化反応が進み、エポキシ
樹脂系硬化物が得られる。二液型エポキシ樹脂組
成物は性状としてウエツトハンド法による混合、
塗布が出来るように、主剤および硬化剤をあらか
じめ高粘度配合物（パテ状）にしたものおよび低
粘度配合物（ペイント状、粘度、約3000ps以下）
にしたものが使用され性状によつてハケ、コテ、
ヘラ、ローラー等が使用できる。また塗布厚さも
粘度性状によつてそれぞれ異なつてくるが、通常
２層の合計厚みで100μｍから10mmの範囲で塗布
できる。 塗布に際しては、海中の鋼表面にある錆、海中
生物等をデイスクサンダー、ウオータージエツ
ト、サンドウオータージエツト等の手段により除
去した鉄表面にまず金属粉末を含有する水中硬化
性組成物を第１層として塗布した後、次いで金属
粉末のかわりに着色顔料を含有する水中硬化性組
成物を第２層として上塗りするものである。この
二層の塗り重ねは下塗りが未硬化の状態で行なつ
ても、あるいは硬化した後行なつても良い。この
ように本発明においてはエポキシ樹脂とそれを水
中でも硬化させる硬化剤と、とくに鉄よりイオン
化傾向が大なる金属粉末とを用いる事により、エ
ポキシ樹脂の有する本来の優れた塗膜性能と硬化
性をそのまま保持すると共に、金属粉末との相互
作用により水中塗布性が優れ、水中付着性が著し
く向上する。このため波浪などで流失することな
く、そのまま硬化し、また硬化した被膜は付着力
が大きいので強固に水中鋼構造物に密着する。ま
た、硬化塗膜はエポキシ樹脂本来の優れた特性を
そのまま具備しているので、上記の特性と相まつ
て極めて優れた防食効果を発揮し、水中構造物を
有効に保護するに至るのである。また用いられる
第２層の上塗り組成物は主成分が第１層の下塗り
組成物と同一となるため、塗り重ねが容易なばか
りでなく、硬化した後の層間密着性にもすぐれて
いる。その他、多層塗りをするため、ピンホール
等の塗膜欠陥が非常に少なくなるという長所も生
ずる。 なお本発明方法は水中での塗装方法であるが、
構造物の飛沫帯、干満帯の如くぬれ面にも適用で
きることは勿論であり、さらには陸上の構造物に
も適用可能である。 次に実施例によつて本発明の効果をさらに具体
的に説明する。 （実施例） エポキシ当量185〜192のビスフエノールＡ型エ
ポキシ樹脂90部、反応性希釈剤としてフエニルグ
リシジルエーテル10部、炭酸ウルシウム40部、タ
レ防止剤として超微粒子状無水シリカ（比表面積
200m²／ｇ）２部を50℃にて撹拌混合してエポキ
シ樹脂配合系とした。一方、活性水素当量95の変
性芳香族系ポリアミン50部、炭酸カルシウム15
部、タレ防止剤として超微粒子状無水シリカ（比
表面積200m²／ｇ）１部を撹拌混合釜中50℃で混
合して硬化剤配合とした。 エポキシ樹脂配合系142ｇ、硬化剤配合系66ｇ
を秤取し、これに亜鉛末（平均粒径50μｍ）を第
１に示す割合で添加し、混合することにより第１
層に用いる下塗り組成物１，２，３，４，５の配
合物を得た。

【表】 第１表中の数字は配合割合を重量部で示したも
のである。但し（ ）^*中は配合物中の亜鉛粉末の
重量％を示す。 また第２層に用いる上塗り組成物はエポキシ樹
脂配合系に対して着色顔料酸化チタン、硬化剤配
合系に対して着色顔料フタロシアニンブルーＢを
使用し、下塗り組成物と同様、それぞれ混合釜中
50℃で混合して得た。それぞれの配合割合を第２
表に示す。

【表】 次に被塗装鋼材試料としてデイスクサンダーで
素地調整した９×100×100mmのSS41の鋼板を海
水中に４時間浸漬した後、第１表に示した下塗り
組成物１，２，３，４，５の配合物を第１層とし
て海中にてヘラで塗布し、次いで30分経過した後
上塗り組成物を第２層としてローラーで塗布し
た。塗膜厚さは第１層が約200μｍ、第２層が約
200μｍ計約400μｍであつた。塗布時の塗装作業
性、塗布後の塗膜表面の外観および硬化後の塗膜
付着力を第３表に示した。

【表】

【表】 （発明の効果） 以上の実施例からも明らかな如く本発明によれ
ば水中塗布作業性に優れ、さらに長期防食性に優
れた鋼構造物の防食補修手段を提供することが可
能であり、産業上の効果は極めて顕著なものがあ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エポキシ系樹脂を主成分とした配合系と、こ
   れを水中でも硬化させうる水中硬化性硬化剤を含
   む配合系とからなる二液性樹脂配合系にイオン化
   傾向が鉄より大きな金属粉末を５〜75重量％含有
   せしめた水中硬化性組成物を第１層として塗布し
   たのち、上記水中硬化性組成物より金属粉末を取
   り除き、所望の着色顔料を添加した水中硬化性組
   成物を第２層として上塗りすることを特徴とする
   鋼構造物の水中もしくはぬれ面塗装方法。 ２ 金属粉末が亜鉛粉末もしくはアルミニウム粉
   末である特許請求の範囲第１項記載の鋼構造物の
   水中もしくはぬれ面塗装方法。