JPH0873777A

JPH0873777A - 防錆塗料組成物

Info

Publication number: JPH0873777A
Application number: JP23934594A
Authority: JP
Inventors: Kenji Shibuya; 健司渋谷; Takuji Kanai; 拓司金井
Original assignee: Kobe Paints Ltd
Current assignee: Kobe Paints Ltd
Priority date: 1994-09-06
Filing date: 1994-09-06
Publication date: 1996-03-19

Abstract

(57)【要約】【目的】鉄鋼構造物に使用する鋼材に塗布する防錆塗
料組成物において、塗装時の作業性を向上させるととも
に、塗装した鋼材の溶接作業時の高温においても亜鉛ヒ
ュームの発生量を減少させて、しかも防錆性の良好な防
錆塗料組成物を得ることを目的とする。【構成】珪素系無機結合剤、亜鉛末に潤滑剤、さらに
は導電性粉末、耐熱性粉末を主成分として配合した防錆
塗料組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、防錆塗料組成物に係
り、詳しくは船舶、橋梁あるいは海洋鉄鋼構造物等に使
用される鋼材に自動塗装する際の作業性がよく、さらに
塗装した鋼材を上記構造物に加工、組み立てる際の溶
接、溶断、歪取り等の高熱を伴う工程においても塗膜が
剥離せず、溶接性、耐熱防錆性を十分に発揮することの
できる防錆塗料組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に船舶、橋梁、タンク、プラント等
の大型鉄鋼構造物の建造に用いる鋼材には、加工、組み
立て作業中における鋼材の発錆を防止するため、ブラス
ト処理した後に一次防錆塗料を塗装することが行われて
いる。

【０００３】このような一次防錆塗料としては、これま
でにブチラール樹脂−燐酸−クロム酸塩からなるウオッ
シュプライマー、エポキシ樹脂−亜鉛末からなる有機ジ
ンクリッチペイント、エチルシリケート−亜鉛末からな
る無機ジンクリッチペイント、有機樹脂−エチルシリケ
ート−亜鉛末からなる新無機ジンクペイントなどが知ら
れている。

【０００４】そして、このような一次防錆塗料には、
（１）防錆性にすぐれていること、（２）溶接作業性に
すぐれていること、（３）どのような上塗り塗料とも密
着性を有していること、などの機能が要求されており、
上記の塗料の中でも無機ジンクリッチペイントや新無機
ジンクペイントは、これを鋼材に塗装すると、塗膜中の
亜鉛と鋼材面との間の電気化学的作用による亜鉛の犠牲
防食作用と、亜鉛の腐食生成物による酸素や水分の遮断
作用によって、防錆効果をもたらすものであって、大型
鉄鋼構造物用鋼材への一次防錆塗料として多く用いられ
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、近年、上記し
た大型鉄鋼構造物の建造においては、溶接、溶断、歪取
り等の作業工程の合理化、省力化の観点から、溶接作業
は自動化、高速化され、炭酸ガスアーク自動溶接が主流
になりつつあるが、溶接速度の向上に伴い、従来の無機
ジンクリッチペイントでは亜鉛末の含有量が多いため、
防錆力は高いが、塗膜が高熱に加熱された場合、亜鉛の
溶融、気化に伴って亜鉛ヒュームなどの有毒ガスが発生
し、このガスによってブローホール、ピットなどの溶接
欠陥が発生するという問題がある。これを避けるために
亜鉛末量を減少すると、防錆性が低下し、塗膜が硬く、
脆くなり、亀裂を生じやすくなって、塗膜形成が困難で
ある。一方、亜鉛末の含有量は無機ジンクリッチペイン
トより少ないが、有機樹脂を併用している新無機ジンク
ペイントでは、有機樹脂の影響で塗膜が硬く、脆くなる
という弊害は緩和されるが、有機樹脂のために耐熱性が
劣り、また溶接作業時に発生する水素ガスによる溶接欠
陥が指摘されている。

【０００６】さらに、溶接欠陥の発生しにくい塗料が好
ましいということから、有機系樹脂を除いた防錆塗料に
あっては、これをエアレススプレー塗装機にて鋼材表面
に自動塗装する際に、塗装作業の時間の経過とともに塗
装機内の送りピストンの内壁に塗料中の亜鉛末が付着し
て塗装効率が低下するという問題がある。

【０００７】上記のことから、従来の無機ジンクリッチ
ペイントの有する良好な防錆性を保持しつつ、塗装性、
耐熱性、溶接性に優れた防錆塗料が要望されていて、例
えば、珪素系結合剤の組成を特定することによって亜鉛
末量を減少させても耐熱性を有する防錆塗料（特開昭６
０−５１７５６号公報、特開昭６０−２３５８７１号公
報）、防錆顔料として亜鉛合金粉末を用いることによっ
て、高温加熱時の防錆性を維持するもの（特公昭６３−
５２０６８号公報）、導電性粒子で表面処理した亜鉛末
を用いることで高温加熱時の防錆性を維持するもの（特
公昭６２−５３５５２号公報）、フェロシリコンを亜鉛
末とともに用いて高温加熱時の防錆性を維持するもの
（特開平５−１１７５５３号公報）、亜鉛末とモリブデ
ン含有顔料を併用することで高温溶接性を向上させるも
の（特開平５−３３９５２１号公報）、亜鉛末とモリブ
デン化合物を併用することで加熱時の亜鉛の酸化を防止
するもの（特開平６−１００８０３号公報）や塗料成分
中にリン酸塩系顔料および長石の少なくとも一方を含有
させることによって溶接性を向上させるもの（特開平６
−２００１８８号公報）などが提案されている。

【０００８】しかしながら、これら提案されている塗料
組成物は、夫々に利点は有するものの、何れもスプレー
自動塗装機による長時間のスプレー塗装時に、上記した
理由から塗装作業の効率が低下するという問題や、高温
加熱時の亜鉛ヒュームの発生と防錆性の問題を改善する
には至っていない。

【０００９】この発明は、上記に鑑みてエアレススプレ
ー塗装機による長時間の塗装においても作業性に優れ、
しかも塗装した鋼材の高温加熱溶接時に亜鉛ヒュームの
発生量を抑えて溶接性、防錆性にすぐれた防錆塗料組成
物を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】即ち、この発明の第１の
発明は、珪素系無機結合剤、亜鉛末および潤滑剤を主成
分として配合した防錆塗料組成物を特徴とし、第２の発
明は、珪素系無機結合剤、亜鉛末、潤滑剤に、さらに導
電性粉末を主成分として配合してなる防錆塗料組成物、
第３の発明は、珪素系無機結合剤、亜鉛末、潤滑剤に、
さらに導電性粉末と耐熱性粉末を主成分として配合して
なる防錆塗料組成物を特徴とするものである。

【００１１】

【作用】上記のように、この発明は珪素系無機結合剤、
亜鉛末および潤滑剤を主成分として配合した塗料、さら
に導電性粉末を主成分として配合した塗料、またさらに
は、耐熱性粉末を配合した塗料とすることによって、得
られた防錆塗料を鋼材に特に、エアレススプレーにて自
動塗装する際の塗装作業性を良好にし、かつ亜鉛末によ
る防錆性を低下させることなく硬化塗膜中の亜鉛末量を
減少して、溶接作業時における亜鉛ヒュームの発生量を
減ずることができる。

【００１２】この発明で結合剤溶液として用いる珪素系
無機化合物としては、テトラメトキシシリケート、テト
ラエトキシシリケート、テトラプロポキシシリケート、
テトライソプロポキシシリケート、テトラブトキシシリ
ケート等のテトラアルコキシシリケートあるいはメチル
トリメトキシシリケート、メチルトリエトキシシリケー
ト、メチルトリプロポキシシリケート、エチルトリメト
キシシリケート、エチルトリエトキシシリケート、ブチ
ルトリメトキシシリケート、アミルトリエトキシシリケ
ート等のアルキルトリアルコキシシリケートを単独また
は２種以上混合して常法により加水分解縮合した珪酸エ
ステルの加水分解縮合物、あるいは珪酸アルカリ系、シ
リカゾル系、ポリシロキサン系などの化合物等が挙げら
れ、その使用量は、４０〜６０重量部が適当である。

【００１３】亜鉛末は、市販品が使用できるが、平均粒
径３〜１５μｍのものが好ましい。使用量としては、３
０〜５０重量部が適当である。これは、３０重量部以下
では良好な防錆性が得られず、５０重量部を超えると、
塗装時の作業性の低下や溶接時に亜鉛ヒュームが多く発
生して溶接欠陥を招くためである。

【００１４】また、潤滑剤としては、グラファイト、二
硫化モリブデン、ふっ化カーボン、窒化ほう素、窒化珪
素、テフロン粉末から選ばれた少なくとも１種が用いら
れ、その使用量は、亜鉛末１００重量部に対して０．５
重量部以下では、得られた防錆塗料組成物を鋼材にスプ
レー塗装する際に、塗装機の塗料送通パイプやノズルの
内壁に亜鉛末が付着することによる塗装作業性の低下を
改善する効果がなく、また、２０重量部以上用いると、
塗装作業性の改善には効果が認められるが、防錆性の低
下を招く恐れがあるので、０．５〜２０重量部が好まし
く、最適には１〜１０重量部である。

【００１５】この発明においては、上記した結合剤、亜
鉛末、潤滑剤の配合に、さらに導電性粉末を加えた塗料
組成物とすることによって、防錆性を低下させることな
く、溶接時の亜鉛ヒュームの発生量を減少させることが
でき、またさらに耐熱性粉末を配合することによって、
より高温でも防錆性、溶接作業性のよい塗料組成物とす
ることができる。

【００１６】導電性粉末としては、磁砂鉄粉、還元鉄
粉、燐鉄、フェロモリブデン粉、フェロマンガン粉、フ
ェロニッケル粉、グラファイトなどから選ばれた少なく
とも１種を用いればよく、その使用量は、亜鉛末１００
重量部に対して１０重量部以下では亜鉛ヒューム発生量
の減少が期待できず、また６０重量部以上用いると、防
錆性の低下がみられるので１０〜６０重量部が好ましい
が、最適範囲は３０〜５０重量部である。

【００１７】耐熱性粉末は、導電性粉末との併用によっ
て上記した導電性粉末の効果を倍加させる役を果たすも
のであるが、そのような耐熱性粉末としては、ルチルサ
ンド粉、マグネサイト粉、燐酸シリカ粉、珪灰石粉、ジ
ルコンサンド粉から選ばれた少なくとも１種を用いれば
よく、その使用量は導電性粉末の約１／２量が適当であ
る。

【００１８】この発明の防錆塗料組成物を得るに当たっ
ては、上記した必須成分以外に、必要に応じて顔料、溶
剤、その他の添加剤が配合されることは、通常の防錆塗
料の場合と同様であり、顔料としては、シリカ粉、タル
ク、クレー、マイカ粉、硫酸バリウム、炭酸カルシウ
ム、アルミナ等の体質顔料、弁柄、二酸化チタン、カー
ボンブラック、有機青、有機黄、有機緑等の着色顔料、
燐酸塩系、硼酸塩系、クロム酸塩系等の防錆顔料が用い
られる。

【００１９】また、溶剤としては、イソプロピルアルコ
ール、イソブチルアルコール等のアルコール系溶剤、ト
ルエン、キシレン等の芳香族系溶剤が適当である。その
他の添加剤としては、有機ベントナイト、酸化ポリエチ
レン、アエロシル等の沈降防止剤やタレ止め剤、安定剤
を目的に応じて使用すればよい。

【００２０】この発明の防錆塗料組成物は、主剤として
の結合剤溶液と、亜鉛末以下の成分（ペースト成分）と
を別途に調整し、鋼材への塗装時に両成分を混合して用
いればよく、塗装はエアレススプレーによるのが最も効
率的であるが、エアスプレーでも可能である。

【００２１】

【実施例】以下、この発明を実施例により詳細に説明す
る。なお、部数はすべて重量部である。

【００２２】（結合剤溶液の調整）テトラエトキシシリ
ケート（エチルシリケート４０：日本コルコート社製）
３０４ｇ、イソプロピルアルコール３０４ｇを仕込んだ
１リッターの反応容器を加熱して６０±３℃に保ち、こ
れに３５％塩酸０．６ｇ、脱イオン水３６．２ｇおよび
イソプロピルアルコール７５．２ｇの混合溶液を撹拌し
ながら１時間かけて徐々に加え、その後さらに１時間同
温度で撹拌を続け、最後にイソプロピルアルコール８
６．４ｇを加えてから放冷することにより、エチルシリ
ケート加水分解縮合物のイソプロピルアルコール溶液か
らなる結合剤溶液を調整した。

【００２３】（ペーストの調整）１リッターの容器に下
記表１の比較例および実施例１〜１９に示すペーストを
構成する各原料を入れ、十分に撹拌分散させてペースト
を調整した。

【００２４】なお、ペーストを構成する各原料としては
次のものを使用した。亜鉛末（本庄ケミカル社製、亜鉛末Ｆ−２
０００）シリカ粉（丸尾カルシウム社製，シリカ粉Ｍ
Ｃ−Ｏ）グラファイト（西村黒鉛社製、グラファイトＰＳ
−９９）燐鉄（フッカーケミカル社製、フェロフ
ォス２１３１）磁砂鉄粉（キンセイマテック社製、砂鉄）ジルコンサンド粉（キンセイマテック社製、ジルコン
サンド粉Ａ−ＰＡＸ）珪灰石粉（キンセイマテック社製、ワイコー
ル）有機ベントナイト（ＮＬケミカル社製、ベントンＳＤ
−２）酸化ポリエチレン（楠本化成社製、２０％キシレン溶
液）

【００２５】（防錆塗料の調整）下記の表１に示す量の
結合剤溶液とペーストを十分に混合して比較例および実
施例１〜１９に用いる夫々の防錆塗料を調整した。

【００２６】

【表１】

【００２７】（試験片の作成）かくして得た夫々の塗料
を用いて、防錆性試験用として７０×１５０×３．２ｍ
ｍのサンドブラスト鋼板２片に、溶接時および溶断時の
亜鉛ヒューム発生量測定用として１００×５００×１２
ｍｍのサンドブラスト鋼板に、乾燥塗膜厚が１５μｍと
なるようにエアレススプレーにて塗布し、常温で７日間
乾燥して試験片を作成した。そして、これらの試験片に
より下記の試験を行った。

【００２８】（防錆性試験）上記で得た防錆性試験用試
験片各２片のうち、１片はそのままで、他の１片はガス
バーナにて８００℃で１分間加熱処理した後、６か月間
の屋外曝露を行い、防錆性の良否をＡ：良好、Ｂ：やや
良好、Ｃ：やや不良、Ｄ：不良、の４段階にて評価し
た。その結果は表２に示した。

【００２９】（溶接／溶断時の亜鉛ヒューム発生量の測
定）上記で得た溶接時および溶断時の亜鉛ヒューム発生
量測定用試験片を用いて、１．０×１．０×１．０ｍの
大きさの箱の中で溶接作業を行い、その際に発生した亜
鉛ヒュームを箱内の吸引ポンプに取り付けた濾紙に吸着
させ、この濾紙を塩酸で溶かした後、原子吸光法によっ
て亜鉛ヒュームの発生量（ｇ／ｍ³）を測定した。それ
らの結果は何れも表２に示した。なお、表２中のエアレ
ススプレー塗装機の作業性は、上記で調整した各塗料を
用いてエアレススプレー塗装機内を長時間循環させるこ
とによって、その作業性の良否を、○：良好、△：やや
良、×：不良、の３段階で判定したものである。

【００３０】

【表２】

【００３１】表２の結果を考察すると、まず、エアレス
スプレー塗装機の作業性は、本実施例によるものは比較
例に比べて何れも良好な結果を示した。また、防錆性に
ついては、実施例１〜４および６、７のように、潤滑剤
を添加しただけで良好な結果を示したが、その量が規定
した量より多くなると、実施例５のように防錆性が低下
することがわかった。

【００３２】潤滑剤と導電性粉末、さらに耐熱性粉末を
添加した場合には、実施例８〜１２、１４〜１６のよう
に亜鉛末量が変動しても、防錆性は良好であり、また亜
鉛ヒューム発生量は減少することが認められた。しか
し、亜鉛末量を減らして導電性粉末を多量に用いた場合
には、当然のことながら実施例１３のように防錆性が低
下した。さらに、結合剤の量を本発明の規定量より増減
させると、実施例１７、１９にみられるように防錆性に
影響を及ぼすことが認められた。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、従来の無機亜鉛系一次防錆塗料の配合に、潤滑剤、
導電性粉末、さらには耐熱性粉末を所定量加えたことに
より、エアスプレーあるいはエアレススプレー塗装機に
よる場合でも何らの支障もなく長時間の塗装が可能とな
るので、塗装作業の効率を向上させることができ、また
亜鉛末量の増減にかかわらず、防錆性が良好で、しかも
溶接作業時の亜鉛ヒューム発生量を抑制できるという効
果を有するのである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】珪素系無機結合剤、亜鉛末および潤滑剤
を主成分として配合してなる防錆塗料組成物。
【請求項２】珪素系無機結合剤、亜鉛末、潤滑剤に、
さらに導電性粉末を主成分として配合してなる防錆塗料
組成物。
【請求項３】珪素系無機結合剤、亜鉛末、潤滑剤に、
さらに導電性粉末と耐熱性粉末を主成分として配合して
なる防錆塗料組成物。
【請求項４】潤滑剤は、グラファイト、二硫化モリブ
デン、フッ化カーボン、窒化ほう素、窒化珪素、テフロ
ン粉末から選ばれた少なくとも１種である請求項１また
は２または３記載の防錆塗料組成物。
【請求項５】潤滑剤は亜鉛末１００重量部に対して
０．５〜２０重量部用いる請求項１または２または３記
載の防錆塗料組成物。
【請求項６】導電性粉末が磁砂鉄粉、還元鉄粉、燐鉄
粉、フェロ合金粉、グラファイトから選ばれた少なくと
も１種である請求項２または３記載の防錆塗料組成物。
【請求項７】導電性粉末は亜鉛末１００重量部に対し
て１０〜６０重量部用いる請求項２または３記載の防錆
塗料組成物。
【請求項８】耐熱性粉末がルチルサンド粉、マグネサ
イト粉、燐酸シリカ粉、珪灰石粉、ジルコンサンド粉か
ら選ばれた少なくとも１種である請求項３記載の防錆塗
料組成物。
【請求項９】耐熱性粉末は導電性粉末１００重量部に
対して４０〜６０重量部用いる請求項３記載の防錆塗料
組成物。