JPS6233262B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、例えば鉄などの腐食しやすい金属製
構造物用の防蝕防水組成物に関するものである。 従来、鉄製構造物用の防蝕組成物としては、鉛
丹、ベンガラ、酸化鉄、亜鉛黄、クロム赤、鉛
粉、亜鉛末などの展色剤と煮亜麻仁油、スタンド
油、ワニスとを調合した塗料があり、かゝる塗料
と鉄製構造物に１〜２回塗布することにより防蝕
する方法が採用されている。 さらに必要があれば、フエノール樹脂、エポキ
シ樹脂、ポリウレタン、アルキツド樹脂、塩化ビ
ニル樹脂、合成ゴムに顔料を配合した塗料を１〜
２回上塗りするという方法が採用されている。 従来のこのような防蝕塗料は、柔軟性が少な
く、例えば鉄製タンクに塗装した場合、タンク壁
に加わる応力による鉄材の膨張変形に対して或は
橋梁鉄骨に塗装した場合、梁のたわみ、振動に対
して又梁同志の組付け部、鋲止め部などの変位の
大なる所に対して、或は又鉄製の屋根などの継目
部分の変位に対して塗膜は追従出来ず、小さいク
ラツクや亀裂が生じ、この所から雨水及び空気中
の汚染物質、即ち亜硫酸ガス、酸化窒素ガス等の
酸性物質が浸入し、腐蝕が促進されるという欠点
があつた。 又、塗膜が薄いと、それだけ耐候性低下が早
く、塗膜自体が太陽光によつて硬く、もろくなつ
てヒビ割れ等を生じたり、又上記の如き構造物の
変形に対する追従性もそれだけ悪くなる。 上述の如き従来の塗料では、１回の塗装で50μ
以上の厚さに塗布することは、困難であり、仮り
に厚塗りができたとしても塗膜の乾燥割れを生
じ、又たれなどの問題があり、従つて数回にわた
つて塗装しなければならないという欠点があつ
た。 又、膜厚が薄い為、例えば上記の如き構造物の
場合には、全ての表面が被覆されておらず、随所
にピンホールができ、此所から腐蝕が生じるとい
う欠点があつた。 かかる従来の防蝕塗料では、普通の環境下では
耐用年数は２年程度、多くとも３年位で再度塗装
しなければならず、又工場、海岸附近など悪環境
下では、半年位で腐蝕が始まるという欠点があ
る。 本発明者らは、かかる従来技術の有する欠点を
改良すべく種々検討した結果、本発明を完成し
た。 即ち、本発明は、構成単量体のうち60重量％以
上が炭素数２〜10のアルキル基を有するアクリル
酸アルキルエステルであるアクリル樹脂のエマル
ジヨンと該アクリル樹脂100重量部に対して蒸発
残留物が10〜300重量部になる量の瀝青質乳剤よ
り成る金属製構造物用防蝕防水組成物に関するも
のである。 ここで、特定のアクリル酸アルキルエステルの
特定量を構成単量体とするアクリル樹脂エマルジ
ヨンを用いる理由は、樹脂自体が耐候性に優れ、
かつガラス転移点の低い柔らかい樹脂が得られる
為に、一度に厚塗りをしてもヒビ割れ等の異常を
生ずる事がない為である。又、得られた塗膜は耐
候性に優れるという以外に、下地亀裂に対する追
従性、低温時でも柔軟性があり、冬期においても
構造物の動きや、下地亀裂に追従する事及び高温
時でのタレ、強度の低下を生じない為である。 さらに瀝青質乳剤の配合によつて瀝青質乳剤の
有する凝集力、緻密さによつて塗膜を耐水化して
雨水と共に浸入してくる空気中の汚染物質、即ち
亜硫酸ガス、酸化窒素ガス等の酸性物質が浸透し
てくるのを遮断し、又耐ガス透過機能を高めて、
空気中の水蒸気、汚染ガスをも遮断して、下地金
属製構造物を保護するものである。 かくして本発明の防蝕用組成物は、厚塗り特
性、耐候性、下地亀裂追従性（低温時、高温
時）、耐透水性、耐ガス透過性等の性能に優れ、
外界との半永久的な遮断機能によつて錆の発生要
因、即ち、金属表面と酸素、水との接触を全くな
くして下地金属製構造物を腐食から保護するもの
である。 本発明に於けるアクリル樹脂エマルジヨンの構
成単量体としての炭素数２〜10のアルキル基を有
するアクリル酸アルキルエステルとしては、アク
リル酸のエチル、ｎ―プロピル、iso―プロピ
ル、ｎ―ブチル、iso―ブチル、sec―ブチル、ｎ
―アミル、ｎ―ヘキシル、ｎ―ヘプチル、ｎ―オ
クチル、２―エチルヘキシル、ｎ―ノニル、ｎ―
デシルなどのエステルがある。 本発明におけるアクリル樹脂を構成する単量体
として、上記アクリル酸アルキルエステル以外の
単量体として、アクリル樹脂を製造する際に一般
的に用いられている各種の単量体を併用使用した
ものとすることも可能で、それらの単量体として
は、アクリル酸又はメタクリル酸、更にはエチレ
ン、酢酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、
アクリロニトリル、スチレン、ブタジエン、上記
アクリル酸アルキルエステル以外のアクリル酸ア
ルキルエステル、イタコン酸、マレイン酸、クロ
ドン酸などが好ましく用いられる。 上記アクリル樹脂エマルジヨンには、低温下で
の柔軟性の保持及び厚塗りをしてもヒビ割れ等の
ないことから、炭素数２〜10のアルキル基を有す
るアクリル酸アルキルエステルを用いるが、好ま
しくは炭素数４〜10のアルキル基を有するアクリ
ル酸アルキルエステルが用いられる。 本発明におけるアクリル樹脂エマルジヨンの構
成単量体としてのアクリル酸アルキルエステルの
含有量は、60〜100重量％であり、好ましくは90
〜99.5重量％である。 他のアクリル酸アルキルエステル以外の構成成
分としては、アクリル酸又はメタクリル酸が特に
好ましいが、勿論上記の他の単量体も任意に用い
られる。 これらアクリル酸、メタクリル酸或は他の単量
体の配合量は40重量％以下であり、好ましくは
0.5〜10重量％である。 本発明に於いて用いられるアクリル樹脂エマル
ジヨンの構成単量体としてのアクリル酸アルキル
エステルが60重量％未満では樹脂自体の耐候性が
低下する。 又、アクリル酸、メタクリル酸或は他の単量体
の配合量が0.5重量％未満の場合、塗膜の強靭性
が低下し、塗膜にヒビ割れが生じ易い傾向にあ
る。 一方、アクリル酸、メタクリル酸或は他の単量
体の配合量が多すぎると塗膜の柔軟性が低下し、
構造物の亀裂に対する追従性が低下し、防蝕性能
が低下する。 尚、アクリル樹脂エマルジヨンの固形分濃度
は、通常30〜70重量％であり、乳化剤の種類によ
つてカチオン型とアニオン型及びノニオン型の３
種類のタイプを得る事ができる。 次に本発明に用いられる瀝青物乳剤を構成する
瀝青質としては、例えばストレートアスフアル
ト、ブローンアスフアルト、セミブローンアスフ
アルト、プロパン脱瀝アスフアルト、レーキアス
フアルト（天然アスフアルト）などのアスフアル
ト類、コールタール、オイルガスタールなどのタ
ール類、タールピツチ、トール油ピツチ、脂肪酸
ピツチなどのピツチ類、鉱油、重質鉱油などの１
種又は２種以上を混和してなる瀝青物で蒸発残留
物の針入度（25℃）40〜200程度のものが好まし
く用いられる。 本発明に於いては、かかる瀝青物を適当な乳化
剤或は必要に応じて乳化補助剤、安定剤などを用
いて水中に蒸発残留物として一般に40〜80重量％
程度分散させて瀝青質乳剤として用いる。 上記瀝青質乳剤の添加量は、アクリル酸アルキ
ルエステルを含有する樹脂のエマルジヨンの樹脂
分100重量部に対して瀝青質乳剤の蒸発残留物で
10〜300重量部であり、好ましくは30〜200重量部
である。 ここで10重量部未満では皮膜の耐透水性、耐透
ガス性向上の効果が少なくなる。300重量部を越
えると高温下80℃程度で塗膜がダレたり、著るし
く柔らかくなつたりする為、真夏時の日中にトラ
ブルを生じる欠点が生じる。 本発明に於ける瀝青質乳剤の蒸発残留物は、
JIS Ｋ 2208石油アスフアルト乳剤に準じて求め
たもので、具体的には金属製蒸発缶に試料200ｇ
を正確に計り取り、これを電熱器又はガスバーナ
ー上で撹拌しながら加熱し、試料中の水分がなく
なつたと認められてから更に160℃で１分間加熱
し、加熱後の蒸発残留物(g)の重量をはかり、試料
(g)に対する百分率として求める。 本発明の防蝕防水用組成物には、必要に応じて
骨材、界面活性剤、粘度安定剤、消泡剤などを配
合することは勿論可能である。 骨材としては、例えばタルク、マイカ、酸性白
土、ケイ藻土、カオリン、石英、鉄粉、フライア
ツシユ、サチンホワイト、酸化チタン、フエライ
ト、リトポン、バライタ、石綿、木粉、パルプ
粉、ジルコニア、カーボンブラツク、ホワイトカ
ーボンなど及び各種ポルトランドセメント、高炉
セメント、アルミナセメントなどのセメント類の
１種又は２種以上が用いられ、これらの添加量は
アクリル樹脂エマルジヨンの樹脂分100重量部に
対して好ましくは５〜1000重量部、より好ましく
は20〜200重量部である。 瀝青質乳剤を作る時に用いる界面活性剤及び骨
材を混入する時に用いる界面活性剤としては次の
ものがある。 カチオン型の場合、アルキルアミン塩型、モノ
アルキル第４級アンモニウムクロライド塩型、ジ
アルキル第４級アンモニウムクロライド塩型、ポ
リオキシエチレンアルキルアミン型、イミダゾリ
ン塩型などのカチオン系界面活性剤が用いられ
る。 ノニオン型の場合、グリセリン、プロピレング
リコール脂肪酸エステル型、ソルビタン脂肪酸エ
ステル型、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸
エステル型、ポリオキシエチレン脂肪アルコール
エーテル型、ポリオキシエチレンアルキルフエニ
ルエーテル型、オキシエチレンオキシプロピレン
ブロツクポリマー型などのノニオン系界面活性剤
が用いられる。 又、アニオン型の場合には、樹脂石ケン、脂肪
酸石ケン、高級アルコール硫酸エステル型、アル
キルベンゼンスルホン酸塩型、ナフタレンスルホ
ン酸ホルマリン縮合物型、ポリオキシエチレンサ
ルフエート塩型などのアニオン系界面活性剤が用
いられる。 かかる界面活性剤は、アクリル樹脂エマルジヨ
ンの樹脂分100重量部に対して0.05〜５重量部程
度を配合することが好ましく、この配合分量が少
ない場合、骨材の安定な混和が困難であり、多い
場合、塗膜の強靭性が低下する傾向にある。 又、ノニオン型の界面活性剤とカチオン型ある
いはアニオン型の界面活性剤を併用してもよい。 粘度安定剤としては、例えばリグニンスルホン
酸、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、トリポ
リリン酸などのソーダ、カリ、アンモニウム塩な
どが用いられ、その配合量はアクリル樹脂エマル
ジヨンの樹脂分100重量部に対して0.1〜５重量部
程度が好ましい。 又、消泡剤としては、オクチルアルコール、カ
プリルアルコール、ラウリルアルコール、シクロ
ヘキサノールなどがあり、その配合量はアクリル
樹脂エマルジヨンの樹脂分100重量部に対して
0.005〜0.2重量部程度が好ましい。 本発明に於ける防蝕防水用組成物は、防蝕防水
すべき金属構造物表面に塗布又は吹付けて塗膜を
形成させるが、該組成物の粘度は300cps以上
（Ｂ型粘度計、30rpm、ローターNo.２、20℃）、特
に好ましくは500〜5000cps程度になるように調
節する事がよい。 粘度が300cps以下ではレベリング性が高すぎ
て一度に厚塗りがし難くなり、又高粘度の場合に
は厚塗りのできる利点があるが、高粘度に過ぎる
時は、塗工上に難点が生ずる傾向にある。 本発明に於いて、上記組成物は金属製構造物表
面への接着性が極めてよく、且つ塗膜は柔軟性に
富み又耐候性などに優れている。 本発明は、かかる組成物を例えば金属製の構造
物表面に吹付、ローラー或は刷毛等、公知の方法
で、１回の塗装で50μ以上という厚い塗膜に塗装
し、かかる塗装により構造物の変位等に完全に追
従し、構造物の間隙に対しても十分に充填被覆が
可能となり、且つ塗膜の劣化も極めて少なく、よ
つて防蝕効果を飛躍的に増伸せしめ得るものであ
る。 ここで、形成膜厚が薄すぎると下地亀裂などに
対する追従性が低下して、ピンホールを生じ、下
地金属躯体の腐食の原因となり、又膜厚を増せば
上記追従性を向上し、亀裂、ヒビ割れがなくなる
が、厚過ぎてもそれに対応した効果の向上は認め
られないので、膜厚は50μ以上、好ましくは100
μ以上で特に好ましくは300〜5000μである。 又、本発明に於いては、構造物の表面に従来の
防蝕塗料を予め塗布したり、或は本発明塗装の上
塗りに意匠目的に応じた従来の塗料を塗布しても
よい。 尚、本発明に於ける防蝕の対象物は、腐食しや
すい例えば鋳鉄、鋼など主として鉄製のタンク、
橋梁、屋根などの金属製構造物であり、或は亜鉛
引き鉄板、クロム処理鋼板、カラートタンなどの
如き予め処理された金属製構造物であつてもよ
い。 次に本発明の詳細を実施例を用いて説明する。 実施例中の部及び％はすべて重量部及び重量％
である。 また実施例における試験は次の通りである。 １ 試験体の作製 SS―41の鉄板（150×70×３mm）の片面に防蝕
防水用組成物をエアースプレーで塗布し、必要に
応じてさらにトツプコートを塗布した。20℃、60
％RHの条件下で10日間養生後に各種試験を行つ
た。 ２ 防蝕性能試験 上記試験体の各種劣化処理後の防蝕用組成物の
皮膜外観、下地SS41鉄板に対する接着性及び塗
膜下の下地鉄板の錆の発生の有無を検討した。 皮膜外観；各種劣化処理後の皮膜外観変化
（フクレ、剥離、亀裂等）の異常の有無を目視
により観察した。 接着試験；JIS Ａ 6909（合成樹脂エマルジ
ヨン砂壁状吹付材）の付着強さ試験に準拠して
40×40mmの正方形の鋼製アタツチメントを無処
理及び各種劣化処理後の塗膜に接着ではりつ
け、建研式接着力試験機によつて塗膜の接着力
を測定した。 錆の発生；上記接着試験後に、カツター等で
塗膜をはぎ取り、下地SS41鉄板表面を観察し
て錆が発生しているかどうかを目視により観察
した。 次に各種劣化処理について述べる。 ３ 各種劣化処理 耐水性；１で作製した試験体を水中下に
168Hr含浸させた。 塩水噴霧試験；東洋理化工業製ST―Ｊ型塩
水噴霧試験機を用いて雰囲気温度を35±２℃に
保ち、２％食塩水を1000Hr噴霧した。 耐候性；JIS Ａ 6910に準拠してJIS Ａ
1415による紫外線処理1000Hrを行つた。尚、
試験体への水噴射は、６分間／１時間の割合で
行つた。 尚、実施例及び比較例で用いた瀝青質乳剤は次
のものである。 １ カチオンアスフアルト剤（以下単にＣ―１と
する） ストレートアスフアルト（針入度150〜200）
をアルキル（硬化中脂）トリメチルアンモニウ
ムクロライドを乳化主剤とした乳化液を用いて
乳化し得たもので、その性状を表―１に示す。 ２ ノニオンアスフアルト乳剤（以下単にＮ―１
とする） ストレートアスフアルト（針入度150〜200）
をポリオキシエチレンノニルフエノールエーテ
ル（HLB≒14）をを主乳化剤とした乳化液を
用いて乳化して得られたものでその性能を表―
１に示す。 ３ アニオンンアスフアルト乳剤（以下単にＡ―
１とする） ストレートアスフアルト（針入度150〜200）
をアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムを主
乳剤とした乳化液を用いて乳化して得られたも
ので、その性状を表―１に示す。 ここで、ストレートアスフアルトの針入度は
JIS Ｋ 2530、石油アスフアルト針入度試験に準
拠して測定した。さらに瀝青質乳剤の性状はJIS
Ｋ 2208石油アスフアルト乳剤に準拠して測定し
た。

【表】 実施例 １ アクリル酸ブチル90部、アクリル酸エチル５部
及びメタクリル酸１部、スチレン４部、乳化剤と
してアルキルベンゼンスルホン酸ソーダ１部、過
硫酸アンモン0.3部、水100部より成る組成物を75
℃の温度で５時間通常の重合法により重合し、固
形分48％の重合体エマルジヨンを作製した後、ア
ンモニア水を加えてPH7.0に調節した。 上記エマルジヨンの樹脂分100部に瀝青質乳剤
Ａ―１を30部、界面活性剤として、花王アトラス
(株)社製のエマルゲン910を１部、骨材としてカリ
オン粘土30部、炭酸カルシウム10部、粘度安定剤
としてポリアクリル酸1.0部、消泡剤としてカプ
リルアルコール0.3部を加え、よく混練して防蝕
防水組成物を得た。 上記防蝕防水組成物を上記試験法にあうよう
に、エアレス方式のスプレーガンを用いて、膜厚
1.0mmのサンプルを作製した。さらに翌日に東亜
合成化学社製のアクリルラツカー系のアロンコー
ト用トツプコートFCカラーを0.3Kg／m²の塗布量
で同様にエアースプレーで塗布した。 これを20℃、60％RHの条件下で10日間放置
後、上記試験法に従つて、性能を測定した結果を
表―２に示す。 各種劣化処理後も塗膜の外観に異常を認めず、
下地鉄板に対する接着性も十分であり、下地
SS41鉄板に錆の発生は認められず良好であつ
た。 実施例 ２〜５ 実施例１の要領に従い、表―２に示すモノマー
を用いてアクリル樹脂エマルジヨンを作製し、表
―２に示すように瀝青質乳剤等を添加して防蝕防
水組成物を製造し、同様に試験した結果は表―２
に示すように何れも良好であつた。 比較例 １〜４ 実施例１の要領に従い表―３に示すように防蝕
防水組成物をアクリル酸アルキルエステルを主体
とする樹脂エマルジヨンのみをバインダーとし
て、さらにトツプコートとして、アクリルラツカ
ー系のFCカラーを塗布したもの（比較例１）、瀝
青質乳剤のみをバインダーとした場合（比較例
２）、アクリル酸アルキルエステルの含有率の少
ない樹脂を用いた場合（比較例３）、瀝青質乳剤
を多量に添加してアクリル系ラツカートツプコー
ト、FCカラーを塗布したもの（比較例４）につ
いて防蝕防水組成物を調整し、同様に性能を調べ
た結果、何れも塗膜の欠陥（劣化処理によるフク
レ、剥離、亀裂発生及び塗膜自体の耐水蒸気透ガ
ス性に劣る）の為、下地SS―41鉄板に錆を発生
し、不良であつた。

【表】

【表】

【表】

【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 構成単量体のうち60重量％以上が炭素数２〜
   10のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエス
   テルであるアクリル樹脂のエマルジヨンと該アク
   リル樹脂100重量部に対して蒸発残留物が10〜300
   重量部になる量の瀝青質乳剤より成る金属製構造
   物用防蝕防水組成物。