JPS6237065B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、亜鉛メツキ、特に溶融亜鉛メツキ被
膜を施こして成る送電鉄塔、マイクロウエーブ塔
などのいわゆる亜鉛メツキ鉄塔表面の防蝕、着色
および滑り止めのための塗料組成物に係る。 従来より、鉄鋼材或いは鉄鋼製品の長期防蝕方
法として、亜鉛メツキが施されており、特に送電
鉄塔、マイクロウエーブ塔等を中心とした大型構
造物においては溶融亜鉛メツキ被覆がなされてい
るのは周知のとうりである。この防蝕方法は一般
の塗料被覆方法に比べるとはるかに優れるもので
あるが、最近の如く大気もしくは水質の汚染の進
行に伴なつて亜鉛の消耗が著しく、以前のように
は長期の防蝕効果が期待出来なくなつているのが
現状である。亜鉛メツキ本来の長期防蝕を効果的
ならしめるためには、有機塗膜を亜鉛メツキ表面
に存在せしめて水、大気等の防蝕性因子との接触
を防止する事が必要となつており、更には最近の
構造物大型化につれて航空標識としての必要上或
いは環境調和の美観上の観点から構造物の着色美
装の必要性が強く要望されている。 前記の理由により亜鉛メツキ表面への塗装の必
要から油性系塗料或いは合成樹脂系塗料が塗布さ
れているのが現状である。 しかしこの種の塗料はその塗膜が亜鉛メツキ層
の表面から早期に剥離、離脱を生じるという欠点
があり必ずしも満足出来るものではなかつた。更
に構造物が大型化するにつれて、メンテナンスの
ための塗替作業に困難を来たすため長期耐久性、
保色性等の点でタールエポキシ樹脂塗料、タール
ウレタン樹脂塗料、不飽和ポリエステル樹脂塗
料、或いはエポキシ樹脂エナメル、ポリウレタン
樹脂エナメル等の合成樹脂系塗料の使用が考慮さ
れつつある。 しかし、これらはいずれも密着性が劣るもので
あつた。一方、送電鉄塔は保守・点検のために人
が昇り降りするのが普通であるが、従来の塗料組
成物から得られた塗膜は平滑であるため昇降に際
し滑り易く、危険を伴うという大きな問題があつ
た。 本発明は前記の如き従来塗料のもつ欠点を解消
もしくは改良することを目的とし、亜鉛メツキを
施された送電鉄塔への密着性が優れるとともに、
滑り止め性の優れた塗料組成物を提供しようとす
るものである。 即ち、本発明は、 (1) (a) 末端に少なくとも２個以上のエポキシ基
と側鎖に少なくとも１個以上の水酸基を含有
するエポキシ樹脂組成物 ……100重量部、 (b) 酸素酸塩および金属酸化物から選ばれた少
なくとも１種以上の化合物 ……１〜250重量部、および (c) 骨 材 ……10〜500重量部、 から成る送電鉄塔用塗料組成物、および (2) (a) 末端に少なくとも２個以上のエポキシ基
と側鎖に少なくとも１個以上の水酸基を含有
するエポキシ樹脂組成物 ……100重量部、 (b) 金属亜鉛粉および／または鉛酸カルシウム
……10〜200重量部、 (c) 酸素酸塩および金属酸化物から選ばれた少
なくとも１種以上の化合物 ……１〜150重量部、および、 (d) 骨 材 ……10〜500重量部、 から成る送電鉄塔用塗料組成物に関する。 本発明に用いるエポキシ樹脂組成物とは、末端
に少なくとも２個以上のエポキシ基と、分子中に
少なくとも１個以上の水酸基を含有するエポキシ
樹脂と、その架橋剤との混合物から成るものであ
る。前記エポキシ樹脂としては例えば直鎖状ビス
フエノール型エポキシ樹脂、メチル置換ビスフエ
ノール型エポキシ樹脂、側鎖状ビスフエノール型
エポキシ樹脂等がある。市販されている商品名と
しては例えばエピコート〓シエル化学(株)製商品
名〓、エピクロン〓大日本インキ化学工業(株)製商
品名〓、アラルダイト〓チバ・ガイギー(株)製商品
名〓などが代表例として挙げられる。これらは単
独使用の他、２種以上を併用して各々の特徴を出
すことも可能である。 本発明の架橋剤としてはエポキシ樹脂分子中に
含有されるエポキシ基もしくは水酸基と相互に反
応する基を有するもので、一般にエポキシ樹脂用
架橋剤として使用されているものであればいずれ
でも良い。例えばジエチレントリアミン、トリエ
チレンテトラミン、メタキシリレンジアミン、メ
タフエニレンジアミン、複素環ジアミンなどの脂
肪族又は芳香族ポリアミン、ジメチルアミノメチ
ルフエノール、トリス（ジメチルアミノメチル）
フエノール、ピペリジンなどの第２級もしくは３
級アミン、ポリアミド樹脂、アミン付加物（一般
にアミンアダクトと称される）等のアミノ系化合
物、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレン
ジイソシアネート等のイソシアネート化合物の他
フエノール樹脂、酸無水物、メラミン樹脂、尿素
樹脂等が挙がられる。本発明の対象が送電鉄塔と
いう大型構造物であるため常温もしくは強制乾燥
程度でエポキシ樹脂と架橋剤の化学反応が進行す
るもので、かつエポキシ基との化学反応を伴なう
アミノ系化合物が最も好ましい。 本発明の特徴は後述するとうり組成物中に含有
される酸素酸塩および金属酸化物から選ばれた少
なくとも１種の成分が亜鉛メツキ表面と化学的に
反応し塗膜の密着性を附与することにある。とり
わけ、リン酸塩を必須成分とし、リン酸塩以外の
他の酸素酸塩、金属酸化物より選ばれた少なくと
も１種以上の成分と併せ用いると、金属イオンを
介してリン酸とエポキシ樹脂中の水酸基との間に
キレート結合を形成して、強固な密着性を附与す
る効果が得られるので好ましい。従つて、本発明
のエポキシ樹脂及び架橋剤の混合に際し、架橋剤
がエポキシ樹脂分子中に水酸基との化学反応を伴
なう性質のものであれば、エポキシ樹脂に対する
架橋剤の量をエポキシ樹脂１当量に対して0.9〜
0.5当量程度に調整し、エポキシ樹脂分子中の水
酸基を一部残存せしめておくことが好ましい。 本発明に使用する酸素酸塩とは、クロム酸、リ
ン酸（縮合リン酸を含む）、ホウ酸、モリブデン
酸、燐モリブデン酸、珪モリブデン酸、タングス
テン酸、燐タングステン酸、珪タングステン酸等
の酸素酸と各種金属類とから成る塩である。 例えばストロンチウムクロメート、カルシウム
クロメート、クロム酸鉛、ジンククロメート、ク
ロム酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛、モリブデン酸カ
ルシウム、タングステン酸亜鉛、タングステン酸
カルシウム、タングステン酸マグネシウム、リン
酸亜鉛、オルソリン酸鉛、ピロリン酸鉛、メタリ
ン酸鉛、リン酸アルミニウム、オルソリン酸錫、
ピロリン酸錫、オキシリン酸錫、四ホウ酸亜鉛、
メタホウ酸亜鉛、メタホウ酸鉛、四ホウ酸鉛、メ
タホウ酸バリウム等が使用出来る。 本発明に使用する金属酸化物はクロム、モリブ
デン、タングステン、マンガン等の酸化物であ
る。 例えば三酸化クロム、三酸化モリブデン、三酸
化タングステン、二酸化マンガンなどが使用出来
る。これら前記した酸素酸塩と金属酸化物は、単
独使用又は任意の割合で混合して用いることがで
きる。とりわけ、前記リン酸塩を必須成分とし、
リン酸塩以外の他の酸素酸塩もしくは金属酸化物
から選ばれる少なくとも１種以上の成分と併用す
ると、その加水分解により生ずるリン酸が酸素酸
塩もしくは金属酸化物中の金属イオンを介してエ
ポキシ樹脂中の水酸基との間にキレート化合物を
形成すると考えられるので、その組合せの使用が
最も好ましい。 本発明で使用する前記酸素酸塩および金属酸化
物の量はそれら各々の亜鉛メツキ表面に対する反
応性の強弱、防蝕性等に大きな差があり、それに
応じて変化するが、エポキシ樹脂100重量部に対
して次の量で使用する。 即ち、後述する金属亜鉛粉および／または鉛酸
カルシウムを併用する場合は、エポキシ樹脂組成
物100重量部に対して１〜150重量部、好ましくは
５〜100重量部であり、又酸素酸塩および金属酸
化物から選ばれた少なくとも１種以上の化合物の
みを用いる場合は、エポキシ樹脂組成物100重量
部に対して１〜250重量部、好ましくは、10〜120
重量部の範囲で用いる。 前記範囲において、酸素酸塩、金属酸化物の量
が１重量部より少ないと、亜鉛メツキ表面に対す
る化成被膜形成効果あるいはキレート形成効果が
期待出来ない。一方、酸素酸塩、金属酸化物の量
が、150重量部もしくは250重量部をこえて使用さ
れると、塗膜の亜鉛メツキ面に対する密着性を損
なう傾向になる。 本発明に於ては、リン酸塩を必須成分とし、リ
ン酸塩以外の他の酸素酸塩および金属酸化物より
選ばれた少なくとも１種以上の成分と組み合せて
用いるのが最も効果的であることは前記したとお
りであるが、この場合リン酸塩とリン酸塩以外の
他の酸素酸塩および金属酸化物との好適な混合割
合は前者が95〜30重量％に後者が５〜70重量％で
ある。 本発明に使用する骨材としては、例えば砂、砂
利、硅砂、エメリー、ガラスビーズ等一般に骨材
と称されるものが上げられ、これらは、１種もし
くは２種以上を組み合わせて使用することができ
る。 該成分は、塗膜層の表面に適度な粗度を附与
し、滑り止め効果を大ならしめるものである。 前記骨材成分は、エポキシ樹脂組成物100重量
部に対して10〜500重量部、好ましくは50〜300重
量部の範囲で使用する。 上記範囲に於て、その使用量が500重量部を越
える場合は、塗膜表面の粗度が大きすぎて、上塗
りした際に発泡する傾向があつたり塗膜の付着性
が低下し逆に10重量部より少ない場合には、塗膜
表面への粗度附与効果がなく、滑り止め効果が全
くない。 本発明の別の態様に於ては金属亜鉛粉、鉛酸カ
ルシウムから選ばれた少なくとも１種以上の成分
を用いるが、これら成分は一般に塗料用として使
用されているものであればいずれでも良い。該成
分のエポキシ樹脂組成物100重量部に対する添加
量は10〜200重量部、好ましくは30〜150重量部で
ある。 本発明の金属亜鉛粉、鉛酸カルシウムの効果は
塗膜の長期密着性を更に安定、持続せしめるもの
で、亜鉛メツキ表面と塗膜の層間にあつて緩衝作
用により密着性附与の助成効果を与えるものと考
えられる。本発明に於ては鉛酸カルシウム単独も
しくは鉛酸カルシウムと金属亜鉛粉とを組み合せ
て用いるのが密着性の持続効果が大きい。２種を
組み合わせて用いる際の鉛酸カルシウムと金属亜
鉛粉との混合割合は前者が80〜40重量％に後者が
20〜60重量％が最も効果的である。本発明の金属
亜鉛粉、鉛酸カルシウムから選ばれた少なくとも
１種以上の成分が10重量部より少ないと塗膜密着
の持続効果がなく、200重量部より多くなると密
着性を損なう傾向にある。 本発明は前記した如く、エポキシ樹脂組成物と
金属亜鉛粉、鉛酸カルシウムから選ばれた少なく
とも１種の成分、酸素酸塩、金属酸化物から選ば
れた少なくとも１種の化合物、及び各々前記量比
で存在せしめた組成物を使用することにより、亜
鉛メツキ被膜表面に対して強固な密着性を有し、
しかもその効果が長期にわたつて持続する塗膜を
得ることが出来、かつ骨材により、亜鉛メツキ被
膜表面に対して強固な密着性を附与するとともに
滑り止め効果を附与するものである。 本発明に於ては、前記の必須成分の他に、前記
組成物と相溶性のあるその他の樹脂を本発明の目
的を損わない範囲で添加することも可能である。
更に所望によりその他の防錆顔料、タルク、シリ
カ等の体質顔料、酸化鉄、カーボンブラツク、酸
化チタン等の着色顔料、アスフアルト、タール、
ピツチ等の歴青質、沈澱防止剤、ダレ防止剤、界
面活性剤、表面調整剤等の添加剤、塗膜の付着力
を一層助成するためのカツプリング剤、キレート
化合物或いは溶媒等を添加することができる。 尚、本発明に於て溶媒として水以外の有機溶媒
系を使用する場合には組成物中の酸素酸塩、金属
酸化物の金属イオンの溶出もしくは加水分解を助
成するため少なくとも１種以上のアルコール系溶
媒もしくは溶媒に対し３重量％以下程度の水を組
成物中に含有して成ることが好ましい。 本発明の前記成分から成る塗料組成物は亜鉛メ
ツキ表面に刷毛、スプレー、ローラー、ヘラ、コ
テ等の公知方法により、10〜1000ミクロン程度の
乾燥膜厚が得られる様に調整して塗布し、エポキ
シ樹脂と架橋剤が化学反応を呈し、塗膜乾燥する
に必要な条件下で塗膜硬化をせしめることによ
り、前記効果を有する塗膜を得ることができる。
しかして、鉄塔の用途、目的などに応じて、例え
ばポリウレタン樹脂塗料、エポキシ樹脂塗料、塩
化ゴム系塗料、塩化ビニル樹脂塗料等各色任意の
塗料を本発明の滑り止め効果を失しない程度の厚
みに上塗りすること、およびエポキシ樹脂系ある
いはポリウレタン樹脂系プライマーをあらかじめ
塗布した上に本発明の組成物を塗布することなど
が可能である。 本発明の塗料組成物から得られた塗膜は長期の
曝露に対して強い耐久性を示すもので、従来の如
く短期間で剥離、離脱することなく長期に安定し
た密着性を有するとともに優れた滑り止め効果を
有するものである。 次に本発明の具体的効果を実施例により示す。
尚、実施例及び比較例の「部」又は「％」は「重
量部」又は「重量％」を意味する。 実施例 １ エポキシ当量450〜500の直鎖状ビスフエノール
型エポキシ樹脂と架橋剤として活性水素当量150
のポリアミド樹脂を用いて、エポキシ樹脂と架橋
剤をエポキシ樹脂１当量に架橋剤0.8当量の割合
で混合し本発明に使用するエポキシ樹脂組成物を
得た。その他の成分については表−１に示した割
合で混合した。尚比較のための本発明外の組成物
（比較試料No.１〜４）も同様にして得た。 次いで、必要に応じてキシレン：ｎ−ブチルア
ルコール＝１：１（重量比）からなる混合溶剤を
用いて塗装作業に適する粘度に調整し、溶融亜鉛
メツキ表面に乾燥膜厚200ミクロンとなるように
塗装し、20℃、75％RHの条件下で７日間乾燥せ
しめた後比較試験に供した。

【表】 実施例 ２ エポキシ当量900〜1000の直鎖ビスフエノール
型エポキシ樹脂と架橋剤として活性水素当量200
のアミンアダクトを用いてエポキシ樹脂と架橋剤
を当量で混合し、エポキシ樹脂組成物を得た。尚
比較のための本発明外の組成物（比較試料No.５〜
７）も同様にして得た。表−２の組成より成る塗
料組成物を調整し、溶融亜鉛メツキ鋼板の表面に
乾燥膜厚が150ミクロンとなるように塗装し、20
℃、75％RHの条件下で７日間乾燥せしめて比較
試験に供した。尚、実施例２の各塗料塗装に際し
キシレン：ｎ−ブチルアルコール＝１：１（重量
比）の混合溶剤で適性粘度に調整した。

【表】 比較実験 １ 前記の如くして得られた本発明試料No.１〜６と
比較試料No.１〜７の供試片を用い、初期の亜鉛メ
ツキ表面に対する塗膜の密着性を試験するため、
カツターナイフを用いて塗膜に幅３mm間隔で亜鉛
メツキ表面に達するタテ11本、ヨコ11本の直角に
クロスする切線を入れ100個のマス目を形成せし
める。次いで該マス目箇所にセロハンテープを圧
着し瞬時にセロハンテープを引剥し、マス目の残
存数を百分率として表わす。 一方、他の供試片を用いて供試体中央部で斜め
にクロスする亜鉛メツキ表面に達する２本の切線
を入れ、３ケ年間の屋外曝露に供した。３ケ年間
経過後、塗膜表面を観察して塗膜欠陥、異状発生
の有無を確認したのちに同一供試片の残存塗膜に
対して前記初期密着性試験と同一手順の処理、判
定方法により、長期曝露後の密着性良否を判定す
る。各々得られた結果を表−３に示した。

【表】 比較実験 ２ 前記の如くして得られた本発明の試料No.１〜
６、と比較試料No.１〜７の供試片を用い、0.5×
５×５cm形状のフツク付ゴム板を供試片表面にの
せ、更にゴム板表面に１Kgの重りをのせる。ゴム
板のフツクにバネ秤を取付け、供試片と水平の方
向に、バネ秤を引張り、ゴム板が移動し始めた時
の力をKg／25cm²としてバネ秤の目盛より読みと
る。各々得られた結果を表−４に示した。

【表】

【表】 比較実験 ３ 得られた組成物を必要に応じてメチルイソブチ
ルケトン：ｎ−ブチルアルコール＝１：１（重量
比）から成る混合溶剤を用いて刷毛塗り作業に適
する粘度に調整し、溶融亜鉛メツキ表面に乾燥膜
厚が500ミクロンとなるように塗装して塗膜層を
得た後、20℃、75％RHの条件下で７日間乾燥せ
しめた。 前記の如くして得られた本発明と比較試料の供
試片を用い、0.5×５×５cm形状のゴム板を供試
片表面に置き、更にゴム板表面に500ｇの重りを
のせる。供試片の片端を毎分１ｍの速度で吊り上
げながら、供試片に傾斜をつくり、ゴム板が移動
を始める角度を読みとつた。 得られた結果を表−５に示した。 比較実験 ４ 前記比較実験３の供試片を水没して引上げ、塗
膜表面を湿潤状態にしたのち、前記と同様の操作
により湿潤面でのゴム板の移動開始角度を読みと
つた。 得られた結果を表−５に示した。 比較実験 ５ 比較実験３と同一の手順で得られた供試片表面
に任意の着色のため、市販のポリウレタン樹脂エ
ナメルを塗膜厚が30ミクロンとなる様刷毛塗りし
20℃、75％RHの条件下で７日間乾燥せしめた。
前記の如くして得られた供試片を用い、比較実験
３と同一の操作により、移動を始める角度を読み
とつた。 得られた結果を表−５に示した。 比較実験 ６ 比較実験３と同一の手順で得られた供試片を、
塗膜の耐磨耗試験に供した。ASTM−Ｄ−968の
方法により試験を実施し、塗膜が損傷し素材面が
現れるまでの流秒量をとして示した。 得られた結果を表−５に示した。

【表】

【表】 前記比較実験結果表−３〜表−５より明らか
に、本発明の塗料組成物より得られた塗膜層は、
亜鉛メツキ表面に対する密着性付与効果は非常に
優れたものである。従つて、塗膜の防蝕効果、長
期付着性が優れるため、亜鉛メツキ表面を長期間
にわたつて保護することが可能なのである。加え
て耐磨耗性や各種滑り止め効果にも優れているる
ため、保守、点検のための鉄塔昇降に際しても、
安全確保の点で極めて有効なものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) 末端に少なくとも２個以上のエポキシ基
   と側鎖に少なくとも１個以上の水酸基を含有す
   るエポキシ樹脂組成物 ……100重量部、 (b) 酸素酸塩および金属酸化物から選ばれた少な
   くとも１種以上の化合物 ……１〜250重量部、および (c) 骨 材 ……10〜500重量部 から成る送電鉄塔用塗料組成物。 ２ 前記酸素酸塩および金属酸化物から選ばれた
   少なくとも１種の化合物は、リン酸塩を必須成分
   とし、リン酸塩以外の他の酸素酸塩および金属酸
   化物より選ばれた少なくとも、１種以上の成分で
   ある特許請求の範囲第１項記載の送電鉄塔用塗料
   組成物。 ３ (a) 末端に少なくとも２個以上のエポキシ基
   と側鎖に少なくとも１個以上の水酸基を含有す
   るエポキシ樹脂組成物 ……100重量部、 (b) 金属亜鉛粉および／または鉛酸カルシウム
   ……10〜200重量部、 (c) 酸素酸塩および金属酸化物から選ばれた少な
   くとも１種の化合物 ……１〜150重量部、および (d) 骨 材 ……10〜500重量部、 から成る送電鉄塔用塗料組成物。 ４ 前記(b)成分が鉛酸カルシウムである特許請求
   の範囲第３項記載の送電鉄塔用塗料組成物。 ５ 前記(b)成分が金属亜鉛粉と鉛酸カルシウムの
   混合物である特許請求の範囲第３項記載の送電鉄
   塔用塗料組成物。 ６ 前記酸素酸塩および金属酸化物から選ばれた
   少なくとも１種の化合物は、リン酸塩を必須成分
   とし、リン酸塩以外の他の酸素酸塩および金属酸
   化物より選ばれた少なくとも１種以上の成分であ
   る特許請求の範囲第３項記載の送電鉄塔用塗料組
   成物。