JPH01297180A - 鋼構造物の塗装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鋼構造物の水中塗装方法に関し、更に詳しく
は、水中或いは、湿潤条件下に設置された鋼構造物の腐
食や水中に生ずる付着性海棲生物による汚染を有効に防
止しうる水中塗装方法に関するものである。

〔従来の技術及び問題点〕

近年海洋に伴う石油掘削リブ或いは石油備蓄パージ、海
上プラント船等の鋼構造物、海上に建設される長大橋の
橋脚部、海上空港等の水中鋼構造物の建造・建設が増加
の一途をたどっている。これ等の鋼構造物は、メインテ
ナンスのために設置場所から他の場所に移動することは
殆ど不可能である。船舶においても乾ドックでメインテ
ナンスを行わなければならない。海棲付着物はこれ等水
中鋼構造物に対し、構造上の負担となるばかりでなくメ
インテナンスの費用・船舶の停泊による収入減等の問題
が生じている。従ってこれら水中鋼構造物の水中部分や
スプラッシュゾーンで、陸上と同様の簡単且つ容易な手
段で防食性及び防汚性にすぐれた補修が行える方法の開
発が要請されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来、付着性海棲生物の汚染による被害を防止する目的
で、有機錫等の防汚剤を合作した防汚塗料が用いられて
きた。しかしながらこれらはその毒性に問題があるばか
りでなく、特に水中で施工することが出来ないという致
命的な欠点がある。

したがって船舶に用いる場合には船舶を乾ドックに入れ
なければならずメインテナンスに多大な費用がかかり、
また−力水中鋼構造物等においては全く使用できないと
いう問題がある。

現在、防食を目的とした、水中鋼構造物の水中部分やス
プラッシュゾーンに陸上と同様の節単且つ容易な手段で
防食性に優れた皮膜を形成する塗装方法の開発が進めら
れている。しかしながらこれ等には、防汚性をかねそな
えたものはなく、付着性海棲生物による被害が問題とな
っており、この解決が強く要望されている。

〔課題を解決する為の手段〕

そこで本発明者らは、上記問題点を解決すべく種々検討
を重ねた結果、エポキシ樹脂を主成分とした配合系と、
これを水中でも硬化させうる水中硬化性硬化剤を含む配
合系とからなる二液型配合系から成る水中硬化性組成物
を第１層として鋼構造物に塗布した後、上記二液型配合
系に、更に銅及び銅合金の少くとも１種を５〜７５重量
％含有せしめた水中硬化性組成物を第２層として上塗り
することにより、水中でも陸上と同様の操作により容易
に塗布作業が行い得ると共に、付着力及び防食性に優れ
、且つ防汚効果の高い皮膜を形成出来ることを見い出し
て本発明を完成したものである。

（発明の構成並びに作用〕 本発明に於いては、上記二液型配合系から成る水中硬化
性組成物を２度塗りすること、並びにこの際第２層の組
成物に銅または銅化合物を含有せしめておくこと、とい
う２つの技術手段を共に用いることをその大きな要旨と
している。この際第１層は主に鋼構造物素地との接着力
向上機能を、また第２層は防汚機能をその主な目的とし
て形成されている。そして第１層と第２層とを形成する
ことにより、特に第２層の上塗り組成物は、その主成分
が第１層の下塗り組成物と同じ系統のものであるため、
塗り重ねが極めて容易なばかりでなく、硬化した後の層
間密着性にも優れるばかりでなく、その他多層塗りをす
るためピンホール等の塗膜欠陥が非常に少なくなるとい
う長所が生じる。

そして、これ等の結果として、防食性及び防汚性に優れ
た皮膜を水中でも極めて容易に、しかも極めて大きな接
着力でもって鋼構造物に形成することが出来るに至るも
のである。

本発明に於いてエポキシ樹脂を主成分とした配合系のエ
ポキシ樹脂としては、ビスフェノール型エポキシ樹脂が
特に好適であるが、その他通常の脂肪族または環状脂肪
族エポキシ樹脂、フェノール又はクレゾールノボラック
型エポキシ樹脂、フタル酸グリシジルエステル型エポキ
シ樹脂、β−メチルエピクロルヒドリン型エポキシ樹脂
、ダイマー酸型エポキシ樹脂、ポリグリコール型エポキ
シ樹脂等を挙げることができる。これらのエポキシ樹脂
は１種だけを単独で使用してもよいし、２種以上を併用
してもよい。エポキシ樹脂としては、特に制限されない
が、通常エポキシ当量が７０〜１０００、好ましくは１
００〜７００のものが使用される。

また本発明に用いられる組成物に於けるもう一つの配合
系はエポキシ樹脂を水中でも硬化させうる水中硬化性硬
化剤を含む硬化剤を主成分とじたものである。この際の
水中硬化性硬化剤としては１、水に難溶解性で水分子と
置換性のある活性水素を有するエポキシ樹脂用硬化剤を
使用することが出来る。それらの例としては、芳香族ア
ミン、ポリアルキレンポリアミン、環状脂肪族ポリアミ
ン、脂肪族ポリアミン、ポリアミドアミン、変成ポリア
ミン、ケチミン等のエポキシ樹脂用アミン系硬化剤、ポ
リメルカプタン等を挙げることができ、これらの一種も
しくは２種以上を使用する。

このように本発明に於いてはエポキシ樹脂を主体とした
配合系と水中硬化性硬化剤を主成分とした配合系の組合
わせにより、二液型エポキシ樹脂組成物が構成され、こ
れ等両者を混合することによりエポキシ樹脂硬化物が生
成し、強い接着力でもって鋼表面に硬化物層が形成され
る。

面して本発明の上記いずれの配合系に於いても必要に応
じその他の成分が適宜に配合される。その他の成分の一
つとして充填材が例示出来る。これ等充填材は、従来か
らこの種組成物に使用されて来たものがいずれも使用で
き、たとえば炭酸カルシウム、シリカ、タルク、パーラ
イト、金属粉末等を例示できる。特に本発明に於いては
、この充填材として鉄よりもイオン化傾向の大きい金属
粉末を使用することにより、水中でのエポキシ樹脂と鋼
（鉄を含む）との付着性乃至接着性が著しく向上する。

この除用いられる鉄よりもイオン化傾向が大なる金属粉
末としては、亜鉛粉末、アルミニウム粉末、マグネシウ
ム粉末、クロム粉末、ジルコニウム粉末等或いはこれら
の合金粉末及び上記の金属類をめっき或いは華着した複
合粉末が例示出来、これ等は１種もしくは２種以上で用
いられる。複合粉末は、粒子表面が上記金属類よりなる
粉末であればよく、例えば鉄よりもイオン化傾向が小な
る金属粉末（鉄を含む）又はプラスチック粉の表面に前
記金属類をメツキ若しくは蒸着等の手段により被覆して
得ることができる。この中でも特に好ましいものは亜鉛
粉末及びアルミニウム粉末である。粉末の粒径は平均粒
径が１〜３００μｍの範囲が好適であり、１μｍ未満で
は水中付着性向上に与える効果が充分ではなく、３００
μｍより大きくなると塗膜の外観が悪くなる為不適当で
ある。

粉末の形状としては偏平状、球状、針状等いずれであっ
ても水中付着性の向上に与える効果は同じであり、いず
れであってもよい。これらの添加量は、５〜７５重量％
の範囲で添加することが好ましい。５重量％未満では水
中付着性の向上に効果が少なく、７５重量％を超える添
加量では組成物の凝集力及び鋼素地との付着力が低下す
ることがあり、あまり好ましくない。尚、上記金属粉末
の添加量は次式により求めたものである。

尚、充填剤は予めエポキシ樹脂を主成分とする配合系、
若しくはエポキシ樹脂を硬化させる水中硬化性硬化剤を
主成分とする配合系のいずれか一方若しくはその両方に
混合しておいてもよいし、またエポキシ樹脂を主成分と
する配合系と水中硬化性硬化剤を主成分とする配合系と
を混合する時に添加してもよい。

本発明に於いてはその他の成分としてたとえば、微粉末
シリカ、モンモリロナイト等の流動性調整剤等の添加剤
が使用目的に応じて配合される。これ等の他の成分はエ
ポキシ樹脂１００重量部に対し通常１０００重量部以下
、好ましくは１〜５００重量部の割合で配合される。

エポキシ樹脂を主成分とする配合系と、水中硬化剤を含
む配合系の混合割合は、水中硬化剤成分の活性アミン水
素当量がエポキシ樹脂のエポキシ基１当量に対して０．
２〜２．０当量、好ましくは０゜５〜１．５当量とされ
るのが一般的である。この割合が少すぎると硬化が遅く
なり、多すぎると硬化物特性が低下するためいずれも好
ましくない。

また本発明に於いて第２層として塗装すべき組成物とし
ては原則的には上記第１層の組成物と同じ範囲のなかか
ら適宜選択して使用され、これに銅または（及び）銅合
金（以下銅化合物という）が配合されたものである。こ
の銅化合物は防汚剤として作用し、水中に生息する生物
の付着、生育等を有効に防止する。

この除用いる銅化合物の形状は、偏平状、球状、針状等
いずれであってもよい。粒径は平均粒径が３００μｍ以
下であることが好ましく、それを超える径では塗膜外観
が悪くなることがある。

これらの添加量は５〜７５重量％の範囲で添加する。５
重量％未満では防汚効果が少なく７５重量％を超える添
加量では組成物の凝集力及び第１層目との付着力が低下
することがある。尚、上記に於ける添加量は次式により
求めたものである。

尚、第２層と同様炭酸カルシウム、シリカ、タルク、パ
ーライト等の充填材−やその他の微粉末シリカ、モンモ
リロナイト等の流動性調整剤等の添加剤が使用目的に応
じて第２層の組成物にも配合されても良いことは勿論で
ある。

本発明に於いてはすでにのべた通りエポキシ樹脂を主成
分とした配合系と、水中硬化性硬化剤を主成分とした配
合系の組合わせにより二液型エポキシ樹脂組成物が構成
される。これ等配合系を混合することにより硬化反応が
進み、エポキシ樹脂系硬化物が得られる。これ等配合系
はその使用形態の差異に応じてその性状を変えることが
出来、ウェットハンド法による混合や塗布ができるよう
に各々の配合系を予め高粘度配合物、たとえばパテ状と
したり、或いはハケ等で塗布出来るように低粘度配合物
たとえばペイント状にしたもの等が使用され、性状に応
じてハケ、コテ、ヘラ、ローラー等で塗布できるように
しても良い。また塗布厚も粘度性状によってそれぞれ異
なってくるが、通常２Ｎの合計厚みで１００μｍから１
０ｍｍの範囲で塗布できる。単層の厚みとしては、第１
層の下塗り塗層・第２層の上塗り塗層共５０μｍ〜８０
ｍｍ程度が一般的である。

塗布に際しては、海中の鋼表面にある錆、海中生物等を
ディスクサングー、ウォータージェット、サンドウォー
タージェット等の手段により予め除去した銅表面に先ず
第１層用組成物を第１層として塗布した後、次いで銅及
び銅合金を含有する上記組成物を第２層として上塗りす
る。この際第２層目は第１層が未硬化の状態で行っても
或いは硬化した後でもよい。

このように本発明に於いてはエポキシ樹脂とそれを水中
でも硬化させる硬化剤と、特に好ましくは鉄よりイオン
化傾向が大なる金属粉末を配合せしめることにより、エ
ポキシ樹脂の有する本来の優れた塗膜性能と硬化性をそ
のまま保持すると共に、金属粉末との相互作用により水
中塗布性が優れ水中付着力が著しく向上する。このため
波浪等で流失することなくそのまま硬化し、また硬化し
た皮膜は付着力が大きく、強固に水中ｊ′コ構構造−密
着する。

またこの上に形成される第２層の上塗り組成物は、主成
分を第１層の下塗り組成物と同じ系統のものとしており
、塗り重ねが極めて容易なばかりでなく、硬化した後の
層間密着性にも優れている。

面すでにのべた通り、多層（２層）塗りをするためピン
ホール等の塗膜欠陥が非常に少なくなり、更に銅化合物
を添加することにより高い防汚効果が得られ、長期にわ
たって性能が低下することがない。また低い毒性である
ので海洋汚染の問題もない。

〔実施例〕

次に実施例によって本発明を更に具体的に説明する。尚
実施例中の部は重量部である。

実施例 ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当ｆｆｌ　
１８５　１９２　）　９０部、反応性希釈として、フェ
ニルグリシジルエーテル１０部、タルク６０部、タレ防
止剤として超微粒子状無水シリカ２部を３０゛Ｃで攪拌
混合して、エポキシ樹脂配合系とした。一方、変成脂肪
族ポリアミン（・活性水素光１９５）　５０部、タルク
２０部、タレ防止剤として超微粒子状無水シリカ１部を
３０°Ｃで攪拌混合して硬化剤配合系とした。

エポキシ樹脂配合系１６２ｇ、硬化剤配合系７１ｇを秤
取し、これに亜鉛末（平均粒径５０μｍ）を第１表に示
す割合で添加し、混合して第１層に用いる下塗り組成物
！、２，３．４の配合物を得た。

また第２層に用いる上塗り組成物は第１層の下塗り組成
物と同様のエポキシ樹脂配合系、硬化剤配合系を用い、
これに銅粉末（平均粒径５μｍ）を第１表に示す割合で
添加し混合して第２層に用いる下塗り組成物１，２．３
．４の配合物を得た。

次に被膜製鋼材としては、ショツトブラスト処理後すぐ
に海水中に浸漬したものを用い、第１表に示した下塗り
組成物１，２，３．４の配合物を第１層として海中にて
ヘラで塗布し、次いで３０時間経過した後、上塗り組成
物１，２，３．４を第２層としてローラーで塗布した。

塗膜厚さは、第１層が約３００μｍ、第２層が約３００
μｍ、計重６００μｍになるようにした。

塗装作業性、硬化後の付着力１．防汚性について試験を
行った。結果を第２表に示す。

尚、上記の試験は全て広島県呉市広湾沖の筏に４ｍの深
さに吊り下げて行った。

第１表 第２表 〔発明の効果〕 以上の実施例からも明らかな如く、本発明によれば水中
塗布作業性にすぐれ、更に長期防食性、防汚性に優れた
水中鋼構造物等の補修手段を提供することが可能となる
。

（以　上）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エポキシ樹脂を主成分とした配合系と、これを水
   中でも硬化させうる水中硬化性硬化剤を含む配合系とか
   らなる二液型配合系から成る水中硬化性組成物を第１層
   として塗布した後、上記二液型配合系に、更に銅及び銅
   合金の少くとも１種を５〜７５重量％含有せしめた水中
   硬化性組成物を第２層として上塗りすることを特徴とす
   る鋼構造物の塗装方法。