JPH0380970A - 金属管の粉体塗装方法 - 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］ 本発明は金属管、特に鋳鉄管の内面の粉体塗装方法に関
するものである。

［従来の技術］ 金属管、例えば鋳鉄管類にエポキシ粉体塗料を塗装する
こととは周知の技術であるが、粉体塗装を施工するに当
たってその施工技術や管内面状態の問題により時には塗
膜表面にピンホール、ユズ肌、ラセン現象、ダレ、膜厚
の不均一等の塗装不良現象が生じることもまた避は難い
ところである。

粉体塗装の施工方法、施工技術、被塗物の下地状態等の
諸条件によって発生する塗装不良現象に対し、その性能
を確保しかつ経済的に補修できる方法としては、不良現
象の手直しを行った後全面に亘って再度エポキシ粉体塗
装を施工することか最良であるが、完全硬化せしめたエ
ポキシ扮体塗装膜に再塗装を行うのは二層間の付着性、
すなわち層間付着性が充分でなく、それ故例えば水道管
等に適用した場合、塗膜剥離等が発生しやすく、粉体塗
料の本来の塗膜性能が充分発揮されなかった。このため
に極く一部の不良現象（例えば極く少数量のピンホール
〉に対しては、溶剤型エポキシ塗装を補修方法として採
用しているのみで、大面積に亘る不良現象については補
修不可能として、管内面のエポキシ粉体塗膜を焼却し再
度管の内面研磨を行い再塗装するのが現状である。

［発明が解決しようとする課題］ 言うまでもなくこのような処理が設備費や燃料費の他、
繁雑な作業を強いるため工程を混乱させ製造の流れにマ
イナスの要因を加えるものであり、従来から強く解決を
もとめられる課題であった。

また、既に憤用化している粉体塗装の代わりに、溶剤型
エポキシ塗装にて大面積の補修を行うのは、施工の容易
さ、経済性の良さから考えられるが、粉体塗装管に要求
される本来の性能を発揮しえるだけの塗料が現状では開
発できておらず、また付着性に問題があり、ざらに有機
溶剤を使用するため塗装作業環境が悪く採用出来ない。

本願発明は以上に述べた課題を解決するために、従来の
エポキシ粉体塗装の有する優れた特徴を持続しつつも、
不可避である塗装欠陥に対応して最も経済的に補修して
信頼できる塗膜を形成する金属管の粉体塗装方法の提供
を目的とする。

［課題を解決するための手段］ すなわち本発明に係る金属管の粉体塗装方法は、金属管
内面に、軟化点６０〜１５０℃、エポキシ当１４００〜
３０００の固形エポキシ樹脂を主成分とする第一のエポ
キシ樹脂系粉体塗料を塗布硬化せしめて厚さ３００μ扉
以上の塗膜を形成せしめた後、当該塗膜表面を全面均等
に目荒らし処理を施して微細な擦過痕を形成し、次いで
前記エポキシ樹脂と両末端にフェノール性水酸基を有す
る、数平均分子ｍ２００〜２０００、フェノール性水酸
基当量１００〜１０００の多価フェノール硬化剤を含み
、かつ前記多価フェノール硬化剤の水酸基対前記エポキ
シ樹脂のエポキシ基比が（０，７〜１．３　：　１　）
になるように配合してなる第二のエポキシ樹脂系粉体塗
料を前記塗膜上に塗布硬化せしめて厚さ１００μ扉以上
の塗膜を形成せしめることにより前記の課題を解決した
。すなわち第二のエポキシ樹脂系粉体塗料を塗り重ねる
ことにより、第一層目の塗膜の前記塗装不良現象を解消
し、かつ層間付着性がよく、また可撓性等のよい塗膜が
得られ、ＪＩＳ規格等で要求される塗膜性能を充分満足
する塗膜を形成することを可能としたのである。

［作用・実施例］ 本発明で使用する第一のエポキシ樹脂系粉体塗料は、常
温で固形のエポキシ樹脂、該エポキシ樹脂系硬化剤、さ
らに必要に応じ各種顔料、添加剤等からなるものである
。

前記エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡとエピク
ロルヒドリンの縮合物に代表されるグリシジルエーテル
型樹脂、グリシジルエステル型樹脂、グリシジルアミン
型樹脂、脂環式エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシ樹脂
などの常温で固形の通常の粉体塗料用エポキシ樹脂が使
用できる。ただしエポキシ樹脂は軟化点６０〜１５０℃
、エポキシ当Ｌｉ４００〜３０００のものを使用すべき
てあり、軟化点が６０℃より低いもの、或いはエポキシ
基当量が４００より小さいと粉体塗料が保管中固まり易
くなり、一方軟化点が１５０’Ｃより高いもの、或いは
エポキシ当量が３０００より大きいと、溶融粘度が高く
なりそれ故平滑な塗面が得難くなり、ピンホール等が多
量に発生し易くなるので好ましくない。

前記エポキシ樹脂用硬化剤としては、通常用いられてい
る酸無水物系、ジシアンジアミド系、芳香族アミン系、
有機酸ジヒドラジド系、Ｂ）３−アミン錯塩系、イミダ
ゾール系、多価フェノール系等が代表的な硬化剤として
挙げられる。

なお、エポキシ樹脂と硬化剤の配合割合は各硬化剤の特
性に応じて、エポキシ樹脂本来の塗膜性能が発揮するこ
とができ、公知の範囲内で決定される。

また酸化チタン、酸化鉄、カーボンブラック。

フタロシアニンブルー、炭酸カルシウム、硫酸バリュウ
ム、シリカ、タルク等の各種着色顔料、もしくは体質顔
料、アスベスト、ガラス繊維等の充填剤９分散剤２表面
調整剤等の各種添加剤を必要に応じ配合してもよい。

特に本発明に於いては、前記顔料を粉体塗料中へ２０〜
５０重量％配合するのが、厚膜化でき、また、後述する
目荒らし処理により微細な擦過痕ができやすく、その結
果、再塗装膜との付着性が良くなるので望ましい。なお
、粉体塗料の製法については従来から公知のトライブレ
ンド法（熱溶融練合法）等により製造することか出来る
。

本発明で使用する第二のエポキシ樹脂系粉体塗料は、第
一のエポキシ樹脂系粉体塗料を施工して不良現象が発生
した場合の補修用として用いられるが、組成的には硬化
剤として多価フェノール硬化剤を使用する以外は、前記
第一のエポキシ樹脂系粉体塗料とほぼ同一のものを使用
することができる。

前記多価フェノール硬化剤は、代表的にはビスフェノー
ルＡやビスフェノールＦを過剰にしてエピクロルヒドリ
ンと反応せしめることにより得られる化合物であり、両
末端にフェノール性水酸基を有する数平均分子量２００
〜２０００、フェノール性水酸基当量１００〜１０００
のものを使用する。市販品としては例えばＤＥロー８０
．ＤＥロー８１（以上ダウケミカル社製、商品名〉、エ
ビキュア１７０１エピキユア１７１（以上シェル化学社
製、商品名〉が代表的なものとして挙げられる。

なお、多価フェノール硬化剤の数平均分子量が２００よ
り小さいもの、もしくはフェノール性水酸基当量が１０
０より小さいと、得られる塗膜に可撓性がなくなり、一
方数平均分子量が２０００より大きいもの、若しくはフ
ェノール性水酸基当量１０００がより大きいと、得られ
る塗膜の耐食性が低下するため望ましくない。

エポキシ樹脂と前記多価フェノール硬化剤の配合割合は
、硬化剤の水酸基対エポキシ樹脂のエポキシ基比が（０
，７〜１．３　：　１　）になるような範囲が望ましく
、当量比が０．７：１より低いと得られる塗膜の物理的
特性が劣り、逆に１．３　：　１より高いと耐水性が悪
くなるので好ましくない。

なお、第二のエポキシ樹脂系粉体塗料において、硬化剤
として前述の通り各種硬化剤が考えられるが、予想外に
も前記多価フェノール硬化剤を使用した場合のみ層間付
着性のよい塗膜が得られ、かつ厚膜化した場合にも可撓
性のよい塗膜が得られることを見出したものである。

次に本発明の金属管の粉体塗装方法につき説明する。

ます、金属管内面を約１５０〜２５０℃に予熱した後、
前記第一のエポキシ樹脂系粉体塗料を静電塗装法等の手
段により塗布し硬化せしめる。なお、膜厚は塗膜を施す
本来の目的である耐久性を持たせるため３００μ卯以上
、望ましくは３５０〜４００μ汎が適当である。

次いで塗膜の不良現象部および健全部の全表面をサンド
ペーパー、グラインダー、ブラスト処理等により目荒ら
し、微細な擦過痕を形成せしめる。

この処理によって次に塗装する塗膜の付着性を向上する
作用が発現する。

次いで第二のエポキシ樹脂系粉体塗料を前記第一のエポ
キシ樹脂系粉体塗料と同様にして塗布硬化せしめる。

なお、膜厚は１００μ「ｎ以上、望ましくは１５０〜２
５０μｍが適当である。

膜厚が１００μｍ未満であると、下層塗膜のピンホール
をカバーできなくなる恐れがあり、また外観上平滑な塗
面が１ｑにくくなり、かつ充分なる塗膜性能が発揮出来
なくなる恐れかあるので避けるべきである。

以下本発明の実施例を具体的に説明する。

まず、粉体塗料Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇの７種類を
調製し、これらを組合わせて実施例１〜５と比較例１〜
５を実施し、各試料について水道管として求められる物
理的、化学的性質を確認する試験を行った。この内、本
願実施例に相当するのは、第二層目の粉体塗料がＣ，Ｄ
、Ｅの３種の何れかであり、これらは何れも硬化剤とし
て多価フェノールを含み、その水酸基対エポキシ基比が
Ｏ９７〜１．３　：　１となる範囲内に特定する。塗料
Ｆ。

Ｇは多価フェノール硬化剤を含むが前記範囲をはみだし
た比較例である。

なお以下の配合中、「部」は重量基準で示す。

（１）粉体塗料Ａの調製 エポキシ樹脂（エポキシ当１９２０）　　　　９７．０
部（軟化点　９７℃） ジシアンジアミド（硬化剤）　　　　　３．０部２−メ
チルイミダゾール　　　　　　　０．３部シリカ　　　
　　　　　　　　　　　　　２５．０部二酸化チタン　
　　　　　　　　　　　２０．０部カーボンブラック　
　　　　　　　　　０．２１部流れ調製剤　　　　　　
　　　　　　　０．５部上記成分をヘンシェルミキサー
にて混合後、１００〜１２０℃の温度条件下において、
押出機で溶融練合し、冷却後パンタムミルで粉砕したも
のを１５０メツシユの金網で篩い、粉体塗料Ａを調製し
た。

（２）粉体塗料Ｂの調製 エポキシ樹脂（エポキシ当ｆｆ１７８０　）　　　９５
．０部（軟化点　９５℃） アビジン酸ジヒドラジド（硬化剤）５．０部炭酸カルシ
ウム　　　　　　　　　　　１０．０部シリカ　　　　
　　　　　　　　　　　　１５．０部二酸化チタン　　
　　　　　　　　　　１５．０部カーボンブラック　　
　　　　　　　　０．１部流れ調製剤　　　　　　　　
　　　　　０．５部上記成分を粉体塗料Ａと同様にして
混合、練合。

粉砕し粉体塗料Ｂを調製した。

（３）粉体塗料Ｃの調製 エポキシ樹脂（エポキシ当量９５０　）　　、　５４．
０部（軟化点　９５℃） エポキシ樹脂（エポキシ当量４７．５）　　　２２．０
部（軟化点　８５℃） 多価フェノール（水酸基当量２４０　）　　　２４．０
部（硬化剤）　　（数平均分子！１ｕ４８０　）２−メ
チルイミダゾール　　　　　　０．５部沈降性Ｗｔ酸バ
リウム　　　　　　　　　１５．０部シリカ　　　　　
　　　　　　　　　　　１０．０部二酸化チタン　　　
　　　　　　　　　１５．０部ベンガラ　　　　　　　
　　　　　　　５．０部流れ調製剤　　　　　　　　　
　　　　０．５部上記成分を粉体塗料Ａと同様にして混
合、練合。

粉砕し粉体塗料Ｃを調製した。この場合の水酸基対エポ
キシ基の比率は１：１である。

（４）粉体塗料りの調製 エポキシ樹脂（エポキシ当量９２０　）　　　７８．０
部（軟化点　９１℃） 多価フェノール（水酸基当１２５０　）　　　２２゜０
部（ｖＪ化剤）　　（数平均分子量５００　）沈降性硫
酸バリウム　　　　　　　　　２５，０部シリカ　　　
　　　　　　　　　　　　　１０．０部ベンガラ　　　
　　　　　　　　　　２．０部流れ調製剤　　　　　　
　　　　　　　０．５部水酸基対エポキシ基は１：１で
ある。

（５）粉体塗料Ｅの調製 エポキシ樹脂（エポキシ当ｆｆ１９５０　）　　　８２
．０部（軟化点　９８℃） 多価フェノール〈水酸基当量２５０）　　　　１８．０
部（数平均分子量５００） 沈降性硫酸バリウム シリカ ニ酸化チタン フタロアニンブルー 流れ調製剤 水酸基対エポキシ基は０．８：１である。

（６）粉体塗料Ｆの調製 エポキシ樹脂（エポキシ当量９２０　）（軟化点　９７
℃） 多価フェノール（水酸基当量２５０） （硬化剤）　　（数平均分子量　５００）沈降性硫酸バ
リウム シリカ ベンガラ 流れ調製剤 水酸基対エポキシ基は０．６：１である。

（７）粉体塗料Ｇの調製 エポキシ樹脂（エポキシ当量９５０） （軟化点　９５℃） １５．０部 ｉｏ、ｏ部 ２ｏ、ｏ６１ｓ １．０部 ０．５部 ８６．０部 １４．０部 ２５、０部 ｉｏ、ｏ部 ２．０部 ０．５部 ４９．０部 エポキシ樹脂（エポキシ当ｆｆ１４７５）　　　　２０
．０部（軟化点　８５°Ｃ） 多価フェノール（水酸基当ｆｆ１２４０　＞　　　３１
．０部（硬化剤）　　（数平均分子量４８０）２−メチ
ルイミダゾール　　　　　　　０．５部沈降性硫酸バリ
ウム　　　　　　　　　１５．０部シリカ　　　　　　
　　　　　　　　　　１０．０部二酸化チタン　　　　
　　　　　　　　１５．０部ベンガラ　　　　　　　　
　　　　　　５．０部流れ調製剤　　　　　　　　　　
　　　０．５部酸基対エポキシ基は１．４　：　１であ
る。

実施例１については、厚さ１．６　ｍｍのサンドブラス
ト板に粉体塗料Ａを静電塗装し、２００℃で２０分間焼
付け、膜厚３５０μｍの硬化塗膜を得た。

次いで該塗膜表面を均等にサンドペーパーＮｏ。

４０にて目荒らした後、粉体塗料Ｃを静電塗装にて塗り
重ね、２００℃で２０分間焼付は膜厚２００μ扉の硬化
塗膜を得た。

得られた塗膜についてエリクセン試験、耐衝撃試験、耐
温水性試験および層間付着性試験を行い、その結果を第
１表下欄に示した。

また実施例２〜５および比較例１〜５についても第１表
に示す粉体塗料の組合せで、前記実施例１と同様にして
試験板を製作し、得られた塗膜について、前記試験を行
いその結果も同表に示した。

（以下余白） 第１表から明らかなように、本発明の方法で得られた塗
膜は可撓性、耐温水性１層間付着性とも殴れていた。一
方、第２層白粉体塗料として多価フェノール硬化剤の水
ｍＷ対エポキシ樹脂のエポキシ基の官能基比率が０．６
：１の粉体塗料を使用した比較例１では可撓性がなく耐
水性も悪かった。

逆に官能基比率１．４　：　１の粉体塗料を使用した比
較例２は耐水性が悪かった。また、第２層白粉体塗料と
して本発明の多価フェノール圀化剤以外の硬化剤を用い
た比較例３〜５は、何れも層間付着性が悪かった。

なお、さらに実施例６〜７および比較例６〜７について
直径１５０ｍｍ、長さ５ｍのダクタイル鋳鉄管を試験管
とし、第２層目の粉体塗料の膜厚を変える以外は、実施
例１と同様にして複層塗膜を形成させた。その結果得ら
れた塗膜の外観（平滑性）およびピンホールの有無を調
べ、その結果を第２表に示した。

（以下余白〉 第２表 注　◎平滑性良好　　　　　Ｘ平滑性不良［発明の効果
］ 本発明の方法により、金属管内面に施したエポキシ粉体
塗膜上に、補修用の特定のエポキシ樹脂系粉体塗料を塗
り重ねることにより、層間付着性。

可撓性のよい塗膜が形成され、堅牢で物理的性質の優れ
た表面を得ることが可能となって従来から望まれた課題
の解決を果たした。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属管内面に、軟化点６０〜１５０℃、エポキシ
   当量４００〜３０００の固形エポキシ樹脂を主成分とす
   る第一のエポキシ樹脂系粉体塗料を塗布硬化せしめて厚
   さ３００μｍ以上の塗膜を形成せしめた後、当該塗膜表
   面を全面均等に目荒らし処理を施して微細な擦過痕を形
   成し、次いで前記エポキシ樹脂と両末端にフェノール性
   水酸基を有する、数平均分子量２００〜２０００、フェ
   ノール性水酸基当量１００〜１０００の多価フェノール
   硬化剤を含み、かつ前記多価フェノール硬化剤の水酸基
   対前記エポキシ樹脂のエポキシ基比が（０．７〜１．３
   ：１）になるように配合してなる第二のエポキシ樹脂系
   粉体塗料を前記塗膜上に塗布硬化せしめて厚さ１００μ
   ｍ以上の塗膜を形成せしめることを特徴とする金属管の
   粉体塗装方法。
2. （２）前記第一のエポキシ樹脂系粉体塗料が顔料を２０
   〜５０重量％含むことを特徴とする請求項（１）の金属
   管の粉体塗装方法