JPS6237068B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は送電鉄塔用の塗料組成物に関する。更
に詳しくは、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
等の所謂亜鉛メツキ鉄塔表面の防蝕、着色及び滑
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汎用されている。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
のは周知のことである。 このような防蝕方法は、一般の塗料被覆による
方法に比べると、はるかに優れたものであるが、
最近のように、大気、あるいは水質汚染の進行に
伴つて、亜鉛の消耗が著しくなる傾向があり、そ
れ故以前のように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。 それ故、亜鉛メツキ本来の長期防蝕を効果的な
らしめるために、有機塗膜を該亜鉛メツキ表面に
設けて、前記水、大気等の防蝕性因子との接触を
防止することが必要となつてきている。 更に、最近構造物の大型化につれて航空標識の
必要上或いは環境調和の美観上の観点から、該構
造物の着色美装の必要性が強く要望されている。 前記の如き各種理由により、亜鉛メツキ表面に
は、油性系塗料或いは合成樹脂系塗料などの各種
塗料が塗布されているのが現状である。 しかしながら、従来から用いられているこの種
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
しも満足でき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、トツプコートとしてタ
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あるいはエポキ
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が、こ
れらのトツプコートの密着性を改善するための亜
鉛メツキ表面の処理方法に決定的方法がないのが
実状である。かくて保守、点検のための鉄塔への
昇降に際し、滑り易く危険を伴なうという大きな
問題があつた。 本発明は、これら鉄塔の亜鉛メツキ表面に特定
の塗料組成物を塗布することにより、現状問題点
を解決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％とからなる樹脂組
成物……100重量部、 (b) 金属亜鉛粉及び／又は鉛酸カルシウム……10
〜200重量部、 (c) 酸素酸塩、金属酸化物から選ばれた少なくと
も１種の成分……１〜150重量部、および (d) 骨材……10〜500重量部、 の割合からなり、かつ防食性と昇降に対する滑り
止め効果を有する送電鉄塔用の塗料組成物に係
る。 本発明に用い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、その架橋剤との混合物からなるものであ
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、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る。市販
されているものの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。 本発明に於て用いる前記エポキシ樹脂の架橋剤
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級もしくは第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（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。 本発明の対象物が一般には大型鋼材、及び大型
鋼製品等に好適に適用されるものであるため、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、市場で容易に入手可能である。 本発明において、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、塗膜へ長期間
の可撓性を付与し、かつ亜鉛メツキ表面に対する
密着性をより強固にするためである。 亜鉛メツキのような活性非鉄金属表面への塗膜
の密着性は通常鋼表面に比較して充分とはいえ
ず、またエポキシ樹脂は、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が、そ
の反面可撓性がなくなり、徐々に附着力の低下を
来たす。それ故本発明の如く高分子量の熱可塑性
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を発揮する。 本発明の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。 前記ポリビニルブチラール樹脂の添加効果は、
その量が多くなる程大きくなる。しかし前記範囲
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。 なお、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。 本発明に於て使用される金属亜鉛粉とは、通常
サビ止塗料用として、市場に於て容易に入手可能
なものをいう。かつそれはそのまま用いることが
できる。 本発明に於て使用される鉛酸カルシウムとは、
通常顔料として市販されており、市場に於て容易
に入手可能なものである。 本発明に於ける前記金属亜鉛粉及び／又は鉛酸
カルシウムは、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。 本発明の前記金属亜鉛粉、鉛酸カルシウムの添
加効果は、塗膜の長期密着を安定に持続させるこ
とにある。すなわち、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。 なお、本発明に於ては鉛酸カルシウム、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
いる方が、密着性の持続効果が大きい。金属亜鉛
粉と鉛酸カルシウムとを組み合せて用いる際の鉛
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％に対し後者が20〜60重量％が最も
効果的である。 本発明に於いて使用される、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
分の前記添加量が、10重量部より少ないと塗膜密
着の持続効果がない。また200重量部より多くな
ると密着性を損なう傾向にある。 次に、本発明で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、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。 本発明で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、
かつ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種の成分とを併用
すると、その加水分解により生ずるリン酸が他の
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、金属酸化物の
量は、それら夫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故、それに
応じて変化するが、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重量部の
割合で用いる。前記に於て、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、キレート形成効果が期
待出来ない。一方150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。 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、金属酸化物より選ばれ
た少くとも１種の成分とを組も合せて用いるのが
最も効果的であることは前記したとおりである
が、リン酸塩とリン酸塩以外の他の酸素酸塩、金
属酸化物との好適な混合割合は前者が95〜30重量
％に対し、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
と称されるものが挙げられる。 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。本発明において、骨材が500重
量部を越える場合には、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たりする。一方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。 本発明は前記した如く樹脂組成物、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
の成分及び酸素酸塩、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
た塗料組成物を用い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、前記の必須成分の他に、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内で添加することも可
能である。 更に所望により、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、沈殿防止剤、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
合物或いは溶媒等も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及
び／又は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
下の水を組成物中に含有せしめることが好まし
い。 本発明の方法は、前記組成からなる塗料組成物
を鉄塔の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ように調整して
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
しめれば良い。ただし適用構造物の用途、目的に
応じて、任意の塗料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
ニル樹脂塗料等の塗料を少なくとも一層以上を、
前記塗膜層上に、滑り止め効果を失しない程度の
厚みに塗り重ね乾燥せしめて成層膜とすることも
可能である。さらに亜鉛メツキ表面との長期密着
性の良いエポキシ樹脂系、ポリウレタン樹脂系プ
ライマーなどを下塗りとし、該塗膜上に本発明の
塗料組成物を塗り重ねて下塗り塗膜とすることも
可能である。 かくて、本発明の塗料組成物を塗布して得られ
た塗膜は、長期の没水、曝露に強い耐久性を示す
もので、従来方法の如く短期間で塗膜が剥離、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
剤を当量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
のため本発明範囲外の組成物も同様にして調整し
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）から成る混合樹脂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200ミクロンとなるように刷毛塗りし
て塗膜層を得た。ついで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
ため本発明範囲外の組成物も同様にして調整しし
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：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ミクロンとなるよう別毛塗りして
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。

【表】 比較試験 １ 前記本発明試料No.１〜５及び比較試験No.１〜８
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個のマス目を形成した。次いで、そのマ
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
て示した。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
を判定した。各々得られた結果を表−３に示し
た。

【表】 比較試験 ２ 前記の如くして得られた本発明の試料No.１〜５
と比較試料No.１〜８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の重りをのせた。ゴム板の
フツクにバネ秤を取り付け、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つた。
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
によつて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
現れるまでの流砂量をとして示した。 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
   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％とからなる樹
   脂組成物……100重量部、 (b) 金属亜鉛粉及び／又は鉛酸カルシウム……10
   〜200重量部、 (c) 酸素酸塩、金属酸化物から選ばれた少なくと
   も１種の成分……１〜150重量部、および (d) 骨材……10〜500重量部、 の割合からなる成分を混合して成り、かつ防食性
   と昇降に対する滑り止め効果を有する送電鉄塔用
   の塗料組成物。 ２ 酸素酸塩がリン酸塩である特許請求の範囲１
   記載の送電鉄塔用の塗料組成物。 ３ 酸素酸塩がリン酸塩とリン酸塩以外の他の酸
   素酸塩である特許請求の範囲１記載の送電鉄塔用
   の塗料組成物。