JPS6237066B2 - - 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
るのは周知のとおりである。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、離脱を生ずるという欠点
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、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ゝある。 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、 (a) 末端に少なくとも２個以上のエポキシ基を含
有するエポキシ樹脂99〜60重量％と、ポリビニ
ルブチラール樹脂１〜40重量％から成る樹脂組
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に係る。 本発明に用いられるエポキシ樹脂とは、末端に
少なくとも２個以上のエポキシ基を含有するエポ
キシ樹脂と、該エポキシ樹脂と化学反応を呈する
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、フエノールノボラツク型エポキシ
樹脂、クレゾール型エポキシ樹脂、ポリフエノー
ル型エポキシ樹脂、脂肪族型エポキシ樹脂、芳香
族型エポキシ樹脂、環状脂肪族型エポキシ樹脂、
エーテルエステル型エポキシ樹脂等があり、市販
されている商品名としては、例えばエピコート
（シエル化学製商品名）、エピクロン（大日本イン
キ化学工業製商品名）、アラルダイト（チバ・ガ
イギー製商品名）などが代表例として挙げられ
る。これらは１種のみを用いるのに限定するもの
ではなく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。 本発明の組成物に用いられる前記架橋剤として
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、公知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、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の名
称で知られる）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（ブロツクイソシア
ネートを含む）の他、フエノール樹脂、酸無水
物、メラミン樹脂、尿素樹脂等が挙げられるが、
本発明の対象が一般には大型鋼材であるため、常
温もしくは強制乾燥程度でエポキシ樹脂と架橋剤
と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。 本発明の特徴とするところは、後述するとおり
組成物中に含有される酸素塩酸及び／又は金属酸
化物が亜鉛メツキ表面と化学的に反応し、塗膜の
密着性を附与するところにあるが、とりわけリン
酸塩と、他の酸素酸塩及び／又は金属酸化物と併
せ用いると、金属イオンを介してリン酸とエポキ
シ樹脂及びポリビニルブチラール樹脂中の水酸基
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ことにある。従つて、
本発明のエポキシ樹脂及びポリビニルブチラール
樹脂の混合物に対して架橋剤を混合するに際し架
橋剤が前記樹脂組成物中の水酸基との化学反応を
伴なう性質のものであれば樹脂組成物に対する架
橋剤の量を当量以下に調整し、樹脂組成物分子中
の水酸基を残存せしめておくことが好ましい。 本発明に使用されるポリビニルブチラール樹脂
は、平均重合度250〜2000、好ましくは250〜
1000、ブチラール化度57〜75モル％、好ましくは
57〜70モル％のものである。前記エポキシ樹脂と
ポリビニルブチラール樹脂との混合割合はエポキ
シ樹脂99〜60重量％とポリビニルブチラール樹脂
１〜40重量％で、好ましくは前者が95〜80重量
％、後者が５〜20重量％である。本発明におて、
ポリビニルブチラール樹脂を用いる目的は、組成
物中に含有されるリン酸塩とのキレート結合を更
に助成せしめ塗膜に長期間の可撓性を附与すると
共に、亜鉛メツキ表面に対する密着性をより強固
にするためのものである。 亜鉛メツキの様な活性非鉄金属表面への塗膜の
密着性は、鋼表面に比較して充分といえず、特に
エポキシ樹脂は化学反応進行による架橋密度の増
加に伴なつて塗膜硬度が高まる反面、可撓性が低
下し、徐々に附着力の低下を来たすが、本発明の
如く、高分子かつ熱可塑性樹脂であるポリビニル
ブチラール樹脂の併用は前記塗膜劣化の緩和に極
めて効果ならしめるものである。 前記したポリビニルブチラール樹脂の添加効果
はその添加量が多くなる程、大きくなるが、前記
エポキシ樹脂に対する範囲より、その量が多くな
ると、塗膜の耐水性低下、塗装作業性の悪化等を
まねくため好ましくない。 本発明に使用する酸素酸塩はクロム酸、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、ピロリン酸鉛、オルソリン酸鉛、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、二酸化マンガン等が使用出来
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、前記リン酸塩を酸素酸塩成分とし
て、その他の酸素酸塩及び／又は金属酸化物を併
用すると、その加水分解により生ずるリン酸がそ
の他の酸素酸塩及び／又は金属酸化物中の金属イ
オンを介してエポキシ樹脂及びポリビニルブチラ
ール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使用が最も好まし
い。 本発明で使用する前記酸素酸塩及び／又は金属
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るた
めそれらの添加量は、エポキシ樹脂とポリビニル
ブチラール樹脂を混合して成る樹脂組成物100重
量部に対して１〜250重量部、好ましくは５〜150
重量部である。前記した如く、本発明に於て、リ
ン酸塩を必須成分としてリン酸塩以外のその他の
酸素酸塩及び／又は金属酸化物と組み合わせて用
いると、本発明の効果をより大ならしめるもので
あるが、リン酸塩とその他の酸素酸塩及び／又は
金属酸化物の混合割合は95〜30重量％：５〜70重
量％程度が好ましい。 前記において酸素酸塩および／又は金属酸化物
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、キレート形成効果が期
待出来ない。一方250重量部より多いと塗膜の亜
鉛メツキに対する密着性を損なう傾向があるため
好ましくない。 本発明は、前記した如く、エポキシ樹脂とポリ
ビニルブチラール樹脂から成る樹脂組成物、なら
びに酸素酸塩及び／又は金属酸化物を必須成分と
することによつてそれらの相乗効果により亜鉛メ
ツキ表面に対して更に強固な附着性を附与するも
のであるが、更に骨材を併用することにより、塗
膜表面の滑り止め効果を一層向上せしめることが
できる。 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
と称されるものが挙げられ、これらは１種もしく
は２種以上を組み合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、エポキシ樹脂およびポリビ
ニルブチラール樹脂からなる組成物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、滑り止めの効
果が全くない。 本発明は前記した如く、樹脂組成物と酸素酸塩
および金属酸化物から選ばれた少なくとも１種の
成分を各々前記量比で存在せしめた組成物とする
事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、かつ骨材成分の効果
により塗膜表面の滑り止め効果を附与するもので
ある。 本発明においては、前記した成分を必須とする
が、その他前記塗料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、亜鉛粉末、
鉛化合物等の防錆顔料、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、沈澱防止剤、ダレ防止剤、アスフア
ルト、タール、ピツチ等の歴青質、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。 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、目的等に応じて、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等をあらかじめ
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とエポキシ当量230〜270
のエポキシ樹脂が１：１の混合から成る直鎖状ビ
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130のポリアミド樹脂を用いて、エポ
キシ樹脂と架橋剤を当量比で混合して得られるエ
ポキシ樹脂組成物と、平均重合度約260、ブチラ
ール化度60モル％のポリビニルブチラール樹脂を
組み合わせ表−１の組成より成る塗料組成物を調
整した。尚比較のため本発明外の塗料組成物も同
様に調整した。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250ミクロンとなるように塗装
して塗膜層を得、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
架橋剤を当量比で混合して得られる、エポキシ樹
脂組成物と、平均重合度約600、ブチラール化度
72モル％のポリビニルブチラール樹脂を組み合わ
せ表−２の組成より成る塗料組成物を調整した。 尚比較のための本発明外の塗料組成物も同様に
調整した。得られた各組成物を必要に応じてメチ
ルイソブチルケトン：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
業に適した粘度に調整し、溶融亜鉛メツキ表面に
乾燥膜厚が200ミクロンとなる様刷毛塗りして、
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】 比較実験 １ 前記の如くして得られた本発明試料No.１〜４
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
経過后、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、長期曝露后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.１〜４
と比較試料No.１〜７の供試片用い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取る。各々
得られた結果を表−４に示した。

【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。 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
現れるまでの流砂量をとして示した。 得られた結果を表−５に示した。

【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
   含有するエポキシ樹脂99〜60重量％とポリビニ
   ルブチラール樹脂１〜40重量％から成る樹脂組
   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種の化合物
   ……１〜250重量部、および (c) 骨材 ……10〜500重量部 からなる送電鉄塔用塗料組成物。 ２ 前記酸素酸塩、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、金属酸化物よ
   り選ばれた少なくとも、１種以上の成分とからな
   る混合物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。