JPH11277256A - 鋼材の接合法及びそれに使用する塗料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高度なケレンが不要でありかつポーラスな膜
とならない、高い摩擦係数を付与する、鋼材部材の高力
ボルト摩擦接合法に使用する塗料を提供する。 【解決手段】 接合前に、以下の塗膜形成成分： （Ａ） ポリウレタン樹脂、アルキド樹脂、ポリエステ
ル樹脂、フッ素樹脂及びアクリル樹脂から選ばれる少な
くとも１種の合成樹脂及び硬化剤からなる結合剤（ｉ）
と、無機系結合剤（ii）との重量混合割合が（２５：７
５）〜（１００：０）からなる結合剤５〜２０重量％、
（Ｂ） 平均粒径１〜３０μｍで、かつ５０％以上が２
μｍ以上の粒径を有する亜鉛粉末又は亜鉛合金粉末５０
〜９０重量％、及び（Ｃ） 顔料１〜４０重量％、を含
有する塗料を塗布し、乾燥膜厚５〜３００μｍの塗膜を
形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼材部材を高力ボ
ルト摩擦接合法にて接合する方法及びその方法に使用す
る塗料に関する。特に、本発明は、塗布により、部材の
接合面に高い摩擦係数を付与する鋼材部材の接合法及び
接合面に塗布する塗料に関する。

【０００２】

【従来の技術】橋梁や建築物等は、通常、鋼材部材を高
力ボルト摩擦接合法、リベット接合法や、溶接法等によ
り接合して構築されているが、特に現場施工性に優れ、
また剛性の高い接合部が得られることから、高力ボルト
摩擦接合法が主流を占めている。この高力ボルト摩擦接
合法は、図１にその接合部断面の例を示すように鋼材部
材ａ、ａ′を高力ボルト１、ナット２及びワッシャー
３、３′で締め付け、鋼材部材間に生ずる摩擦力によっ
て応力を伝達する接合法である。高力ボルト摩擦接合面
の摩擦係数は、橋梁や、道路橋では0.４０以上、一般建
築物では0.４５以上が必要とされている。

【０００３】摩擦係数を0.４０以上とするためにアルキ
ルシリケート加水分解縮合物等を結合剤とする無機ジン
クリッチ塗料を鋼材部材の接合面に塗布する方法が広く
採用されている。この方法では、鋼材部材の接合面を含
め全面に予め無機ジンクリッチ塗料を塗布した後、鋼材
部材を接合し、組立てた後、腐食防止のために更に全面
に防食塗料を塗布するなどの方法で施工されていた。し
かしながら、無機ジンクリッチ塗料から形成される塗膜
は、ポーラスな膜となるので、いきなり防食塗料を塗布
すると、発泡現象が起り、平滑で正常な塗膜が得られな
い問題点があった。そこで、従来は、無機ジンクリッチ
塗膜表面に防食塗料を塗布する前に予め無機ジンクリッ
チ塗膜にミストコートと称する、多量の溶剤で希釈した
塗料を塗布し、ポーラスな個所の孔をふさぎ、しかる
後、通常の防食塗料を塗布していた。更に、無機ジンク
リッチ塗料は、エポキシ樹脂などを結合剤とする有機ジ
ンクリッチ塗料に比べ、鋼材部材表面を高度にケレンし
て除錆する必要があった。そのため、無機ジンクリッチ
塗料を塗布する方法は、有機ジンクリッチ塗料を塗布す
る方法に比較して塗装工程が増加し、また高度なケレン
工程が必要となり、塗装効率が悪いという問題があっ
た。

【０００４】そこで、高度なケレンやミストコートを必
要としない、平滑な塗膜を形成する有機合成樹脂を結合
剤とする有機ジンクリッチ塗料を塗布する方法も検討さ
れたが、従来の有機ジンクリッチ塗膜は、摩擦係数が0.
４０以上とはならず、せいぜい0.３０前後であり、それ
故、高力ボルト摩擦接合法において有機ジンクリッチ塗
料は、これまで全く利用されていなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来技術の問題点を解消するためになされたものであ
り、有機ジンクリッチ塗膜の平滑性を生かしつつ、かつ
摩擦係数0.４０以上の塗膜を形成する塗料及び該塗料を
塗布する鋼材の接合法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
達成するため、鋭意検討した結果、以下の構成により上
記課題が達成できることを見出し、本発明に到達したも
のである。即ち、本発明は、以下の発明に関するもので
ある。第１発明 鋼材部材を高力ボルト摩擦接合法にて接合する方法にお
いて、少なくとも前記部材の接合面に予め塗膜形成成分
として、（Ａ） ポリウレタン樹脂、アルキド樹脂、ポ
リエステル樹脂、フッ素樹脂及びアクリル樹脂から選ば
れる少なくとも１種の合成樹脂及び硬化剤からなる結合
剤（ｉ）と、無機系結合剤（ii）との重量混合割合が
（２５：７５）〜（１００：０）からなる結合剤５〜２
０重量％、（Ｂ） 平均粒径１〜３０μｍで、かつ５０
％以上が２μｍ以上の粒径を有する亜鉛粉末又は亜鉛合
金粉末５０〜９０重量％、及び（Ｃ） 顔料１〜４０重
量％、を含有する塗料を塗布し、乾燥膜厚５〜３００μ
ｍの塗膜を形成せしめたことを特徴とする鋼材の接合
法。第２発明 （Ａ） ポリウレタン樹脂、アルキド樹脂、ポリエステ
ル樹脂、フッ素樹脂及びアクリル樹脂から選ばれる少な
くとも１種の合成樹脂び硬化剤からなる結合剤（ｉ）
と、無機系結合剤（ii）との重量混合割合が（２５：７
５）〜（１００：０）からなる結合剤５〜２０重量％、
（Ｂ） 平均粒径１〜３０μｍで、かつ５０％以上が２
μｍ以上の粒径を有する亜鉛粉末又は亜鉛合金粉末５０
〜９０重量％、及び（Ｃ） 顔料１〜４０重量％を塗膜
形成成分として含有することを特徴とする、高力ボルト
摩擦接合法にて接合する鋼材部材の接合面の塗布用塗
料。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明の高力ボルト摩擦接合法にて接合する鋼材
部材の接合面に塗布する塗料は、ポリウレタン樹脂、ア
ルキド樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂及びアクリ
ル樹脂から選ばれる少なくとも１種の合成樹脂及びその
硬化剤からなる結合剤（ｉ）（Ａ）単独、若しくは、該
結合剤（ｉ）と無機系結合剤（ii）との混合結合剤
（Ａ）と、亜鉛粉末又は亜鉛合金粉末（Ｂ）と、顔料
（Ｃ）と、その他必要に応じて配合される改質樹脂や沈
殿防止剤、分散剤、消泡剤等の各種添加剤等からなる塗
膜形成成分（即ち、固形分）と溶剤とから構成される。

【０００８】本発明で用いられるポリウレタン樹脂
（Ａ）は、湿気硬化型のもの及び／又はイソシアネート
基と水酸基との反応により硬化するもので、分子中に２
個以上の遊離イソシアネート基を有する、例えば、２，
４−及び２，６−トルエンジイソシアネート（ＴＤ
Ｉ）、ジフェニルメタン−４，４′−ジイソシアネート
（ピュアー又はモノメリックＭＤＩ）、ポリメリックＭ
ＤＩ、クルードＭＤＩ、ヘキサメチレンジイソシアネー
ト（ＨＤＩ）、トランス−シクロヘキサ−１，４−ジイ
ソシアネート（ＣＨＤＩ）、イソホロンジイソシアネー
ト（ＩＰＤＩ）、ｍ−キシレンジイソシアネート（ＸＤ
Ｉ）、ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、ｐ−フ
ェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）、４，４′−ジ
フェニルメタントリイソシアネート（デスモジュールＲ
Ｉ）、及びこれらイソシアネート化合物と、活性水素含
有化合物として、分子中に２個以上の水酸基をもった公
知慣用のポリオール類、例えば、ポリプロピレンエーテ
ルポリオール、ポリエチレン・プロピレンエーテルポリ
オールあるいはポリエステルポリオール類との反応によ
って得られる、分子中に遊離イソシアネート基を２個以
上含むウレタンプレポリマー、及びカルボジイミド化等
により液状化された変性ポリイソシアネートなどのポリ
イソシアネート化合物と分子中に２個以上の水酸基をも
ったエチレングリコール、プロピレングリコールのよう
な単鎖グリコール類、分子量が２００〜５０００のポリ
プロピレンエーテルポリオール、ポリエチレン・プロピ
レンエーテルポリオールあるいはポリエステルポリオー
ル等の長鎖ポリオール類や、ひまし油、ポリブタジエン
ポリオール、ポリオール型キシレンホルムアルデヒド樹
脂の単体又は混合物のポリオール類とを遊離ＮＣＯ基と
水酸基とのＮＣＯ／ＯＨ当量比を0.５〜2.０の比率によ
って反応硬化させるものである。

【０００９】本発明で使用されるポリウレタン樹脂とし
ては、例えば、分子量２００〜２０，０００、好ましく
は５００〜１０，０００のものが適当である。本発明で
用いられるアルキド樹脂用のポリエステル成分を合成す
る際に用いられる多塩基酸成分として、特に代表的なも
ののみを例示するにとどめれば、テレフタル酸や、イソ
フタル酸、オルソフタル酸、２，６−ナフタレンジカル
ボン酸、４，４−ジフェニルジカルボン酸、テトラヒド
ロフタル酸、メチルテトラヒドロフタル酸、ヘキサヒド
ロフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、メチルヘキサ
ヒドロフタル酸、エンドメチレンテトラヒドロフタル
酸、メチルエンドメチレンテトラヒドロフタル酸、マレ
イン酸、フマル酸、イタコン酸、こはく酸、グルタル
酸、アジピン酸、アゼライン酸、ピメリン酸、スベリン
酸、セバシン酸、二量体脂肪酸類、トリメリット酸、ト
リメシン酸、ピロメリット酸、シクロペンタンテトラカ
ルボン酸をはじめ、これらのアルキルエステル類、ある
いはこれらと無水物類などとの反応性誘導体などである
が、好ましくは、ヘキサヒドロテレフタル酸またはそれ
らの各種反応性誘導体の１種あるいは２種以上を、全多
塩基酸成分中の５０モル％以上となるように使用すれ
ば、硬化性及び塗膜の耐候性の面で、更には、溶解性及
び低粘度化などの面で優れた塗料が得られるということ
になる。

【００１０】他方、当該アルキド樹脂用のポリエステル
成分を合成するに際して用いられる多価アルコール成分
として、特に代表的なもののみを例示するにとどめれ
ば、エチレングリコールや、プロピレングレコール、ト
リメチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，
３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，
６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコールの如
き、各種のアルキレングリコール類；１，４−シクロヘ
キサンジメタノール、ビス−ヒドロキシエチルテレフタ
レート、水添ビスフェノールＡ、該水添ビスフェノール
Ａのアルキレンオキサイド付加物の如き、各種の芳香族
ないしは脂環式グリコール類などであるし、加えて、モ
ノエポキシ化合物も該アルコール成分として併用するこ
とも出来るし、また、グリセリン、トリメチロールプロ
パン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトー
ル、マンニットをはじめ、上掲された如き、各種のグリ
コール成分と、ε−カプロラクトンとの付加物のよう
な、種々のポリエステル化合物も使用することが出来
る。

【００１１】また、アルキド樹脂を調製するに際して用
いられる脂肪酸として、特に代表的なもののみを例示す
るにとどめれば、オクチル酸や、パルミチン酸、ステア
リン酸、バーサテイック酸、オレイン酸、リノール酸、
リノレン酸をはじめ、やし油脂肪酸、水添やし油脂肪
酸、トール油脂肪酸、ひまし油脂肪酸、脱水ひまし油脂
肪酸、米ぬか油脂肪酸、あまに油脂肪酸、大豆油脂肪
酸、サフラワー油脂肪酸の如き、Ｃ８以上の長鎖の飽和
−又は不飽和−塩基酸類などであるが、溶剤類への溶解
性、塗膜の耐候性及び経済性などを考慮して、適宜、選
択して用いるべきである。本発明で使用されるアルキド
樹脂としては、例えば、分子量８００〜５０，０００、
好ましくは１，０００〜３０，０００のものが適当であ
る。

【００１２】本発明で用いられるポリエステル樹脂とし
ては、例えば、フタル酸や、イソフタル酸、テレフタル
酸、マレイン酸、フマル酸、コハク酸、アジピン酸、セ
バチン酸、アゼライン酸、トリメリット酸などの多塩基
酸と、例えば、エチレングリコールや、ジエチレングリ
コール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコー
ル、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオー
ル、１，５−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコー
ル、ヘキサメチレングリコール、デカメチレングリコー
ル、ハイドロキノンビス（ヒドロキシエチルエーテ
ル）、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオ
ール、水添ビスフェノールＡ、トリメチロールエタン、
トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、グリセ
リン、ペンタエリスリトール、トリス（ヒドロキシエチ
ル）イソシアヌレート、シクロヘキサンジオール、シク
ロヘキサンジメタノール、キシリレングリコール、クワ
ドロールなどのポリオールとを常法により水酸基過剰の
条件下に縮合させることにより得られる。この場合、酸
あるいはポリオールはそれぞれ２種又はそれ以上を併用
することも可能である。またヒマシ油、高級脂肪酸など
を併用していわゆる油変性ポリエステルポリオールとし
てもよい。

【００１３】上記原料の組み合わせで得られるポリエス
テル樹脂としては、分子量約５００〜３０0,０００、好
ましくは約2,０００〜１０0,０００、水酸基価約５〜３
００、好ましくは約１０〜２００のものが用いられる。
本発明で用いられるフッ素樹脂としては、官能基１個当
たりの単位分子量が１０００〜３０００の範囲である、
含フッ素ビニルモノマーと、官能基含有ビニルモノマー
との２元系共重合体、含フッ素ビニルモノマー、官能基
含有ビニルモノマー、及び他の共重合可能なビニルモノ
マーから成る３元系共重合体等が利用できる。本発明に
おいては、フッ素樹脂の官能基１個当たりの単位分子量
は、硬度、耐擦傷性、可撓性、耐候性のいずれについて
も優れたハードコートを得る上で、例えば、1,０００〜
3,０００の範囲であり、好ましくは、1,５００〜2,５０
０の範囲である。上記単位分子量が小さいものを使用す
ると可撓性が低下し、大きいものを使用すると硬度が小
さくなり易く、耐擦傷性が低下し易い。

【００１４】含フッ素ビニルモノマーとしては、例え
ば、フッ化ビニルや、フッ化ビニリデン、トリフルオロ
エチレン、テトラフルオロエチレン、ブロモトリフルオ
ロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ペンタフル
オロプロピレン、ヘキサフルオロプロピレン、（パー）
フルオロアルキルトリフルオロビニルエーテル等が挙げ
られる。特に、分子中のフッ素原子の比率の大きいもの
が好ましい。官能基含有ビニルモノマーのうち、水酸基
含有ビニルモノマーとしては、例えば、ヒドロキシエチ
ルビニルエーテルや、ヒドロキシプロピルビニルエーテ
ル、ヒドロキシブチルビニルエーテルの如きヒドロキシ
アルキルビニルエーテル；２−ヒドロキシエチル（メ
タ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレー
ト、ジエチレングリコールモノ（メタ）アクリレートの
如きヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート等が挙げ
られる。カルボキシル基含有ビニルモノマーとしては、
例えば、アクリル酸や、メタクリル酸、マレイン酸、無
水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、フマル酸
等を例示しうる。アミノ基含有ビニルモノマーとして
は、ジメチルアミノエチルビニルエーテル、ジメチルア
ミノプロピルビニルエーテル、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ
プロピル（メタ）アクリルアミド、ジメチルアミノエチ
ル（メタ）アクリレート等が挙げられる。

【００１５】他の共重合可能なビニルモノマーとして
は、例えば、エチルビニルエーテル、ｎ−ブチルビニル
エーテル、イソブチルビニルエーテル、シクロヘキシル
ビニルエーテルの如きアルキルビニルエーテル；酢酸ビ
ニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ピバリン酸ビ
ニル、カプロン酸ビニル、カプリン酸ビニル、カプリル
酸ビニル、バーサティック酸ビニル、ラウリル酸ビニ
ル、ステアリン酸ビニルの如き直鎖状又は分枝状の脂肪
族カルボン酸のビニルエステル；シクロヘキサンカルボ
ン酸ビニルの如き脂環式カルボン酸ビニルエステル；安
息香酸ビニル、ｐ−ｔ−ブチル安息香酸ビニル、サリチ
ル酸ビニルの如き芳香族カルボン酸ビニルエステル；グ
リシジルビニルエーテル、グリシジルメタアクリレート
の如きエポキシ基を有するビニルモノマー；イタコン
酸、無水イタコン酸、フマル酸、マレイン酸モノエチ
ル、マレイン酸モノブチル、フマル酸モノブチル、イタ
コン酸モノブチル、アジピン酸モノビニル、セバシン酸
モノビニル等のカルボキシル基を含有するビニルモノマ
ー；塩化ビニル、塩化ビニリデンの如き、フッ素を除く
含ハロゲンビニルモノマー；スチレン、α−メチルスチ
レン、ビニルトルエン、ビニルピリジンの如き芳香族ビ
ニルモノマー；メチル（メタ）アクリレート、エチル
（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、
２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ラウリル
（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリ
レート、β−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートの
如き（メタ）アクリル酸エステル；（メタ）アクリロニ
トリル、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール（メ
タ）アクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチル（メタ）アク
リルアミド、マレイン酸ジアミド等が挙げられる。

【００１６】含フッ素ビニルモノマー、官能基含有ビニ
ルモノマー、並びに共重合可能なビニルモノマーの各モ
ノマーはそれぞれ２種あるいはそれ以上併用してもよ
い。本発明で用いられるアクリ樹脂としては、例えば、
（１）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリル酸２
−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸２−ヒドロキシエ
チル、メタクリル酸２−ヒドロキシプロピル、アリルア
ルコール、ケイヒアルコール、クロトニルアルコールあ
るいは、例えば、アクリル酸や、メタクリル酸、マレイ
ン酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸等の不飽和カ
ルボン酸と、例えば、エチレングリコールや、エチレン
オキサイド、プロピレングリコール、プロピレンオキサ
イド、ブチレングリコール、１，４−シクロヘキシルジ
メタノール、フェニルグリシジルエーテル、グリシジル
デカノエートなどの反応生成物である水酸基含有単量体
と、（２）例えば、アクリル酸メチルや、アクリル酸エ
チル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸イソプロピ
ル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸tert−ブチル、
アクリル酸２−エチルヘキシルなどのアクリル酸エステ
ル類、例えば、メタクリル酸メチルや、メタクリル酸エ
チル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸イソプ
ロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸tert−
ブチル、メタクリル酸２−エチルヘキシルなどのメタク
リル酸エステル類、例えば、スチレンや、ビニルトルエ
ン、α−メチルスチレンなどのスチレン系単量体；その
他アクリル酸、メタクリル酸、酢酸ビニル、プロピオン
酸ビニル、アクリロニトリル、ステアリン酸ビニル、ア
リルアセテート、アジピン酸ジアリル、イタコン酸ジメ
チル、マレイン酸ジエチル、塩化ビニル、塩化ビニリデ
ン、エチレン、メタクリル酸グリシジル、Ｎ−メチロー
ルアクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチルアクリルアミ
ド、アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドなどの
共重合可能なα，β−エチレン性不飽和単量体の１種あ
るいは２種以上とを共重合させて得られるものが挙げら
れる。

【００１７】本発明で使用されるアクリル樹脂として
は、例えば、分子量約1,０００〜５０0,０００、好まし
くは約5,０００〜１０0,０００、水酸基価約５〜３０
０、好ましくは約１０〜２００のものが用いられる。本
発明において、結合剤（Ａ）は、結合剤（ｉ）単独でも
よいが、無機系結合剤（ii）を併用することも可能であ
る。無機系結合剤（ii）は、摩擦熱による軟化の程度が
小さく、そのため結合剤（ｉ）に併用させると、摩擦係
数を向上させる効果がある。但し、過剰に無機系結合剤
（ii）を配合すると、鋼材部材表面を高度にケレンして
防錆する必要が生じたり、得られる塗膜がポーラスとな
り、ミストコートの必要が生じたりするので好ましくな
い。従って、無機系結合剤（ii）の配合量は、結合剤
（Ａ）中、７５重量％以下、好ましくは５〜５０重量％
が適当である。

【００１８】このような無機系結合剤（ii）としては、
通常無機ジンクリッチ塗料に使用されているアルキルシ
リケート加水分解縮合物又はその変性物や、アルミニウ
ム、チタン、ジルコニウム、スズなどの金属アルコキシ
化合物、その加水分解縮合物又はその変性物などが挙げ
られる。亜鉛粉末又は亜鉛を主成分とする亜鉛−アルミ
ニウム、亜鉛−マグネシウム等の亜鉛合金粉末（Ｂ）
は、得られる塗膜の摩擦係数が0.４０以上となるように
するために、平均粒径１〜３０μｍ、好ましくは３〜１
５μｍで、かつ５０％以上が２μｍ以上、好ましくは３
μｍ以上の粒径のものを使用する。なお、平均粒径が１
μｍ未満であったり、２μｍ以上の粒径の亜鉛粉末又は
亜鉛合金粉末が５０％未満である場合は、塗膜の摩擦係
数を0.４０以上とすることが困難となり、一方、平均粒
径が３０μｍを越えると塗膜がポーラスな膜となり、そ
のためミストコートが必要となるので好ましくない。

【００１９】顔料（Ｃ）は、得られる塗膜中の亜鉛粉末
又は亜鉛合金粉末（Ｂ）の間に分布し、亜鉛粉末又は亜
鉛合金粉末（Ｂ）の摩擦による移動を防止し、摩擦係数
の低下を防止するために配合するものである。顔料
（Ｃ）としては、通常塗料用として使用されている各種
着色顔料、体質顔料、防食顔料等が特に制限なく使用で
きるが、亜鉛粉末（モース硬さ2.５）よりも硬いものが
摩擦係数の高い塗膜が得られるので、モース硬さ2.５以
上、特に好ましくは5.０以上の顔料が望ましい。モース
硬さ2.５以上の顔料としては、例えば、水酸化マグネシ
ウムや、炭酸カルシウム、ホタル石、リンカイ石、含水
酸化鉄、黒色酸化鉄、アナターゼ酸化チタン、ルチル酸
化チタン、二酸化ケイ素、アルミナ、炭化ケイ素、アル
ミニウム粉、鉄粉、ステンレス粉、カーボンなどが代表
的なものとして挙げられる。

【００２０】その他酸化クロム、酸化ジルコニウム、複
合酸化物等の酸化物顔料、リン酸亜鉛、リン酸アルミニ
ウム等のリン酸塩、エチドロン酸亜鉛、エチドロン酸カ
ルシウム、エチドロン酸メラミン等のホスホン酸塩、モ
リブデン酸亜鉛等のモリブデン酸塩、リンモリブデン酸
塩、バナジン酸塩、ホウ酸塩、クロム酸塩、鉛酸塩、ケ
イ酸塩等の塩類顔料、窒化ケイ素、ガラスビーズ、リン
鉄粉、その他フタロシアニン、キナクリドンなどの耐熱
性有機顔料等も代表的なものとして挙げられる。これら
顔料の平均粒径は、３０μｍ以下、好ましくは、２５μ
m 以下が適当であり、３０μm を越えると、塗膜がポー
ラスな膜となりや易くなる。塗膜形成成分として必要に
応じて配合される改質樹脂としては、キシレン樹脂や、
石油樹脂、クマロン樹脂、ケトン樹脂、フェノール樹脂
等が挙げられる。

【００２１】これら塗膜形成成分を溶解もしくは分散さ
せるために配合される溶剤としては、例えば、トルエン
や、キシレン等の芳香族炭化水素類、メチルエチルケト
ン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸
ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセ
テート等のエステル類、イソプロピルアルコール、ブチ
ルアルコール等のアルコール類、水等が代表的なものと
して挙げられる。本発明の塗料は、以上説明した成分か
ら構成されるが、その配合割合は、塗膜形成成分中、結
合剤（Ａ）は、５〜２０重量％、好ましくは６〜１５重
量％、亜鉛粉末又は亜鉛合金粉末（Ｂ）は、５０〜９０
重量％、好ましくは６０〜８５重量％、顔料（Ｃ）は、
１〜４０重量％、好ましくは５〜３０重量％が適当であ
る。

【００２２】なお、結合剤（Ａ）の量が前記範囲より少
ないと、本来の塗膜の物理的、化学的特性が発揮され
ず、逆に多いと相対的に亜鉛粉末又は亜鉛合金粉末
（Ｂ）、顔料（Ｃ）の量が少なくなり、摩擦係数0.４０
以上の塗膜が得られにくくなるので好ましくない。ま
た、亜鉛粉末又は亜鉛合金粉末（Ｂ）の量が前記範囲よ
り少ないと、防食性が低下し、逆に多いと相対的に結合
剤（Ａ）、顔料（Ｃ）の量が少なくなり、各種塗膜特性
が低下するため好ましくない。また、顔料（Ｃ）の量が
前記範囲より少ないと、摩擦係数0.４０以上の塗膜が得
られにくくなり、逆に多いと相対的に亜鉛末（Ｂ）の量
が少なくなり、防食性が低下するため好ましくない。塗
料中の溶剤の配合割合は、塗装作業性等を考慮し、任意
の量とすることが可能であるが、通常５〜３０重量％
（即ち、塗料固形分７０〜９５重量％）、好ましくは１
０〜２０重量％とするのが、後述する膜厚が得られやす
いので望ましい。

【００２３】次に本発明の鋼材部材の接合法について説
明する。本発明でいう鋼材部材は、倉庫や、個人住宅、
店舗等の小型建築物やビル等の大型建築物、更には橋
梁、道路橋、タンク等の各種屋外鋼構造物に適用される
鋼材部材である。高力ボルト摩擦接合法にて接合される
前のこれら鋼材部材の表面を除錆等の表面処理をした
後、前述の塗料を鋼材部材全面に塗布する。塗布個所は
鋼材部材の接合部のみの塗布でもよいが、鋼材部材を接
合し、組立てた後、接合部以外の個所にも同様の塗料を
塗布する必要があるので、鋼材部材を接合する前に接合
部も含め全面に塗布するのが望ましい。塗布手段として
は、例えば、スプレー塗装や、ハケ塗装等の従来から公
知の各種塗布手段が採用可能である。

【００２４】得られる塗膜の乾燥膜厚は、５〜３００μ
ｍ、好ましくは３０〜１５０μｍであることが適当であ
る。膜厚が前記範囲より薄いと、長期防食性が低下する
ばかりでなく、摩擦係数も低下し、逆に厚いと塗膜の乾
燥性等が低下するため好ましくない。鋼材部材に塗布し
た塗料を乾燥させた後、鋼材部材を接合、組立て、各種
鋼構造物が構築される。組立られた鋼材部材は、通常の
エポキシ樹脂系塗料や、ポリウレタン樹脂系塗料、アル
キド樹脂系塗料、塩化ゴム系塗料、フッ素樹脂系塗料等
の防食塗料を塗装して仕上げられる。特に、橋梁や、タ
ンク等の屋外鋼構造物に対しては、エポキシ樹脂系下塗
塗料塗装→（ポリウレタン樹脂系中塗塗料塗装）→ポリ
ウレタン樹脂系上塗塗料塗装、エポキシ樹脂系下塗塗料
塗装→（ポリウレタン樹脂系中塗塗料塗装）→フッ素樹
脂系上塗塗料塗装等の塗装系で重防食塗装仕上げするの
が望ましい。

【００２５】

【実施例】以下、本発明について、実施例により更に詳
細に説明する。なお、実施例中「部」、「％」は重量基
準で示す。実施例１〜６及び比較例１〜４ 以下の表１に示す主剤成分及び硬化剤成分を塗装直前に
分散、混合し、塗料を調製した。各塗料をブラスト処理
鋼板（錆グレードＩＳＯ Ｓａ 2.５）に乾燥膜厚が表
１に示す通りとなるようにスプレー塗布し、１０日間自
然乾燥させた。得られた塗板につき、摩擦係数測定、耐
塩水噴霧性及び上塗塗料をミストコートなしで直接塗り
重ねた時の塗膜外観の各試験を行ない、その結果を表１
の下欄に示した。

【００２６】

【表１】 表１ （配合成分単位：部） 実 施 例 塗料配合成分 １ ２ ３ ４ ５ ６ 主剤成分 ポリウレタン樹脂溶液 注１） 17.0 10.0 アルキッド樹脂溶液 注２） 17.0 ポリエステル樹脂溶液 注３） 10.0 アクリル樹脂溶液 注４） 17.0 フッ素樹脂溶液 注５） 17.0 アルキルシリケート加水分解縮合物 20.0 注６） 亜鉛末（Ａ） 注７） 75.0 75.0 75.0 亜鉛末（Ｂ） 注８） 75.0 75.0 70.0 顔料 酸化ケイ素 注９） 14.0 14.0 14.0 14.0 14.0 炭酸カルシウム 注１０） 20.0 溶剤 キシレン 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 硬化剤成分 ＭＥＫＰＯ 注１１） 0.6 Ｏc −Ｃo 注１２） 0.3 0.3 変性脂肪族ポリアミン溶液 6.0 注１３） 乾燥膜厚（μｍ） 100 90 70 65 95 80 塗膜性能 摩擦係数 0.49 0.47 0.51 0.49 0.48 0.52 上塗り塗膜外観 注１４） 異常 異常 異常 異常 異常 異常 なし なし なし なし なし なし 耐塩水噴霧性 注１５） サビ 10 10 10 10 10 10 フクレ 10 10 10 10 10 10

【００２７】

【表２】 表１（続き） 比較例 塗料配合成分 １ ２ ３ ４ 主剤成分 ポリウレタン樹脂溶液 注１） 17.0 2.8 17.0 アルキッド樹脂溶液 注２） 17.0 アルキルシリケート加水分解縮合物 32.0 注６） 亜鉛末（Ａ） 注７） 34.0 89.0 75.0亜鉛末（Ｂ） 注８） 65.0 顔料 酸化ケイ素 注９） 21.0 14.0炭酸カルシウム 注１０） 55.0 溶剤 キシレン 10.0 10.0 10.0 硬化剤成分 ＭＥＫＰＯ 注１１） Ｏc −Ｃo 注１２） 0.3 変性脂肪族ポリアミン溶液 2.0 注１３） 乾燥膜厚（μｍ） 100 90 80 10 塗膜性能 摩擦係数 0.40 0.36 0.37 0.35 上塗り塗膜外観 注１４） 異常 異常 発泡 異常 なし なし あり なし 耐塩水噴霧性 注１５） サビ 6 10 10 6 フクレ 10 10 10 10 注１） 武田薬品社製商品名「タケネート Ｍ４０２」 注２） 日立化成工業社製商品名「フタルキッド Ｘ６３３Ｘ」 注３） 大日本インキ化学工業社製商品名「ポリライト ＣＮ−２０３」 注４） 三菱レイヨン社製商品名「ダイヤナール ＬＲ ４６９」 注５） 旭硝子社製商品名「ルミフロン ８１０」 注６） 日本合成ゴム社製商品名「Ｂ−１０２」 注７） 平均粒径4.０μｍ、２μｍ以上の粉末８５％ 注８） 平均粒径7.３μｍ、２μｍ以上の粒末９５％ 注９） 平均粒径4.２μｍ、モース硬度7.０ 注１０） 平均粒径3.０μｍ、モース硬度3.０ 注１１） メチルエチルケトンパーオキシド 注１２） ５％オクチル酸コバルト 注１３） 三和化学社製商品名「サンマイド Ｅ−１００１Ｓ」ポリアミンのア ミン価１００ 注１４） 塗板表面にエポキシ樹脂塗料（大日本塗料社製商品名「エポニックス ＃３０シタヌリサビ色」）をキシレンとブタノールの（１：１）からなる混合溶 剤で３％希釈したものを乾燥膜厚３０μｍになるようにスプレー塗装し、１日間 自然乾燥させた後の塗膜外観を目視評価した。 注１５） 塗膜をクロスカットし、塩水噴霧試験１５００時間行い、ＡＳＴＭ判 定基準で評価した。 表１からも明らかの通り、本発明の塗料である実施例１〜６では、いずれも摩 擦係数が0.４０以上であり、また防食性も優れ、ミストコートなしで上塗塗装し ても良好なる塗膜が得られた。一方、亜鉛粉末量が少ない比較例１、膜厚のうす い比較例４では、防食性が劣っていた。また、顔料を含有しない比較例２では、 摩擦係数が低かった。また、無機系結合剤が過剰（９２％）の比較例３では、上 塗塗膜に多くの発泡が認められた。

【００２８】

【発明の効果】本発明の方法によれば、鋼材部材を高力
ボルト摩擦接合法にて接合せしめた際の部材の接合面を
摩擦係数0.４０以上にすることが可能であり、更に、本
発明の塗料は、従来の無機ジンクリッチ塗料で採用すべ
き高度なケレンが不要であり、また、ポーラスな膜とな
らないので防食塗料を塗り重ねる際、予めミストコート
を必要とせず、そのため作業工程が短縮でき、塗装効率
が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】高力ボルト摩擦接合部を示す図である。

【符号の説明】

ａ、ａ′ 鋼材部材 １ 高力ボルト ２ ナット ３、３′ ワッシャー

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ０９Ｄ 167/00 Ｃ０９Ｄ 167/00 167/08 167/08 175/04 175/04

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼材部材を高力ボルト摩擦接合法にて接
   合する方法において、少なくとも前記部材の接合面に、
   接合前に、以下の塗膜形成成分： （Ａ） ポリウレタン樹脂、アルキド樹脂、ポリエステ
   ル樹脂、フッ素樹脂及びアクリル樹脂から選ばれる少な
   くとも１種の合成樹脂及び硬化剤からなる結合剤（ｉ）
   と、無機系結合剤（ii）との重量混合割合が（２５：７
   ５）〜（１００：０）からなる結合剤５〜２０重量％、 （Ｂ） 平均粒径１〜３０μｍで、かつ５０％以上が２
   μｍ以上の粒径を有する亜鉛粉末又は亜鉛合金粉末５０
   〜９０重量％、及び （Ｃ） 顔料１〜４０重量％、を含有する塗料を塗布
   し、乾燥膜厚５〜３００μｍの塗膜を形成せしめたこと
   を特徴とする鋼材の接合法。
2. 【請求項２】 顔料がモース硬さ2.５以上である請求項
   １に記載の鋼材の接合法。
3. 【請求項３】 以下の成分： （Ａ） ポリウレタン樹脂、アルキド樹脂、ポリエステ
   ル樹脂、フッ素樹脂及びアクリル樹脂から選ばれる少な
   くとも１種の合成樹脂及び硬化剤からなる結合剤（ｉ）
   と、無機系結合剤（ii）との重量混合割合が（２５：７
   ５）〜（１００：０）からなる結合剤５〜２０重量％、 （Ｂ） 平均粒径１〜３０μｍで、かつ５０％以上が２
   μｍ以上の粒径を有する亜鉛粉末又は亜鉛合金粉末５０
   〜９０重量％、及び （Ｃ） 顔料１〜４０重量％、を塗膜形成成分として含
   有することを特徴とする、高力ボルト摩擦接合法にて接
   合する鋼材部材の接合面の塗布用塗料。
4. 【請求項４】 顔料がモース硬さ2.５以上である請求項
   ３に記載の塗料。