JPS637879A - 鋼構造物の水中塗装方法 - 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係り、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等の防食補
修手段として、その腐食や汚損を有効に防止するために
実施す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〕 近年海洋開発に伴う石油掘削リグ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、海上空港の水中鋼構造物等の建造、建設が
増加の一途をたどっている．これ等の鋼構造物は防食補
修を行う場合、設置場所から他の場所に移動することは
殆ど不可能であり、どうしても海中部或いは飛沫部等作
業環境が悪い状態で実施せざるを得ない．このため、海
上、海中で容易に実施しうる防食？！修方法の開発が要
請されている．この課題を解決するための一つの手段と
して、例えば特開昭５４−１３７０３４号公報に見られ
るように、これ等水中構造物の水中部分やスプラッシュ
ゾーンに、陸上と同様の簡単且つ容易な手段で防食性の
優れた被膜を形成する塗装方法が考えられる．従来から
知られているこの様な水中塗装に用いられる組成物とし
ては、例えば特開昭５１−６７４００号公報に見られる
ようにエポキシ樹脂をベースとし、硬化剤としてボリア
ミド又はポリアミンを使用し、これに充裟剤を加えた組
成物がある．しかし乍ら従来の組成物は水中塗布性が劣
るのみならず、付着力が弱く硬化する間に波浪等のため
に極めて簡単に流失するという欠点があった．またたと
え硬化したとしても硬化物の付着性が不充分で長期間の
防食は期待出来ないものである． 〔問題を解決するための手段〕 そこで本発明者らは前述の問題点を有利に解決するぺ《
種々検討を重ねた結果、鋼構造物の水中塗装に際し、第
１層として特定の金属粉末を所定量含む塗料、第２層と
して該金厘粉末を含まない塗料を夫々塗布することによ
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、付着力に優れ、且つ防食性の大きな被
膜を形成出来ることを見い出して本発明をなしたもので
ある．特に上記第１層形成用塗料中に金属粉末を併用す
ることによりエポキシ系樹脂の水中での鉄との付着性が
著しく向上するという現象は従来全く知られていないこ
とであり、本発明者らの永年の検討の結果、はじめて見
出された全く新規な知見である． 〔発明の構成・作用〕 即ち本発明は上記の知見に基づいてなされたものであっ
て、その要旨とするところば、エボキシ系樹脂を主成分
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性樹脂配合系に、
イオン化傾向が鉄より大きな金属粉末を全組成物基準で
５〜７５重量％含有せしめた水中硬化性組成物を第１層
として塗布したのち、前記２液性樹脂配合系に所望の着
色顔料及びガラスフレークを添加し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
水中塗装方法にある．面前記に於いて金属粉末含有量は
次式により求めることが出来る． 二液性＋ｌＩＩ旨配合系（添加剤も含む）（ｇ）十金属
粉末（ｇ）以下に本発明を詳細に説明する．先ず本発明
でいうエポキシ系樹脂とは、エポキシ樹脂若しくはエボ
キシ樹脂とこれと相溶する他の樹脂とからなる混合樹脂
をいう．即ち本発明に於ける二液型エポキシ樹脂組成物
を構成する二つの配合系のうち、一つはエポキシ樹脂若
しくはエポキシ樹脂とこれと相溶する他の樹脂とからな
る混合樹脂を主成分としたものであり、これには他の成
分として炭酸カルシウム、シリカ、タルク、パーライト
等の充填剤やその他の微粉未シリカ、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主成分ｌＯＯ重量部に対して
通常１０００！量部以下好ましくは１〜ｓｏｏ重量部の
割合で配合され、特に充填剤を多く使用することによっ
て比較的高粘度の配合系とすることが出来る． エポキシ樹脂としてはビスフェノール型エボキシ樹脂が
好適であるが、その他環状脂肪族エポキシ樹脂、フェノ
ール又はタレゾールノボラック型エボキシ樹脂、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ボキシ樹脂、ダイマー酸型エポキシ
樹脂、ポリグリコール型エボキシ樹脂等を挙げることが
出来る．これ等のエボキシ樹脂は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。このときエ
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〜ｔｏｏｏ好ましくは１００〜７００のも
のが使用される．また、上記のエボキシ樹脂と相熔する
他の樹脂としては熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂があり、
代表的な熱硬化性樹脂としては、フェノキシ樹脂、フェ
ノール樹脂、キシレン樹脂、アクリル普肘脂、不飽和ポ
リエステル樹脂等が挙げられ、熱可塑性樹脂の例として
はポリエステル樹脂、エチレンー酢酸ビニル共重合体、
チオコール樹脂、アイオノマー樹脂、変性ブタジエンー
アクリロニトリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、コールタール
やアスファルトピッチ等の石炭、石油残渣樹脂等を挙げ
ることが出来る．これ等の樹脂の中からその１種若しく
は２種以上を前記のエボキシ樹脂と共に使用することが
出来る。

このときエボキシ樹脂と相溶する他の樹脂は、用いるエ
ポキシ樹脂の５０重量％以下好ましくは３０重量％以下
の範囲で置き換えて使用することが出来る． 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したものであり、これに
他の成分として前述の充填剤や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、主成分１００重量部に対して通常
１０００重量部以下好ましくは１〜５００重量部の割合
で配合され、特に充填剤を多く使用することによって比
較的高粘度の配合率とすることが出来る．水中硬化性硬
化剤としては水に難熔解性で水分子と置換性のある活性
水素を存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
ンボリアミン、環状脂肪族ポリアミン、変性ポリアミン
、ケテミン等のエポキシ樹脂用アミン系硬化剤、ボリメ
ル力ブタン等を挙げることが出来、これ等の１種若しく
は２種以上を使用する。

この水中硬化性硬化剤と共に通常大気中で用いられる室
温硬化性硬化剤を併用することも出来、これ等の硬化剤
としては脂肪族ポリアミン、ポリアミドアミン、アミン
内在アダクト、分離アダクト等を挙げることが出来る．
上記の通常大気中で用いられる室温硬化性硬化剤は、一
般的に、用いる水中硬化性硬化剤の４０重量％以下、好
ましくは３０重量％以下の範囲で置き換えて用いられる
。

次に本発明に用いられる第１層の組成物に含有せしめる
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等の合金粉末及び上
記の金属類をめっき或いは蒸着した複合粉末があり、そ
の１種若しくは２種以上を用いても良い．複合粉末は、
粒子表面が前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、前記金属類をメッキ若し
くは蒸着等の手段により被覆して得ることが出来る．こ
のような金属粉末を併用することにより、エポキシ系樹
脂の水中での鉄との付着性が著しく向上する．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、ｌ，ｃｒｍ未満では水中付着性向上に与え
る効果が充分ではなく、３００μｍ超では塗膜の外観が
悪くなるため不適当である．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
える効果は同様であり、いずれであってもよい．これ等
の添加量は前記した如く全組成物基準で５〜７５重量％
の範囲で添加する必要がある．５重量％未満では水中付
着性の向上に効果がなく、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ため
不適当である， エポキシ樹脂を主成分とした配合系と、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ボキシ基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．この割合が少なすぎると硬化が遅
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．金属粉末は予めエボ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、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．以上の組成物
を用いた下塗りの第１層塗装では鉄との付着力が施工上
最も重要な点であり、金属粉末含有組成物が不可欠であ
るが、反面、金属粉末のため着色が限定される。そのた
め、上塗りの第２層では、前記二液性樹脂配合系に着色
顔料を添加した水中硬化性組成物を通用するのである．
このとき用いる水中硬化性組成物中には実質的に金属粉
末は含有しない． 一方上記した第１層塗装のために用いる金属粉未含育組
成物中には、場合により着色顔料を添加しておくことも
出来る。更に第１層塗装用の金属粉末組成物を構成する
エボキシ系樹脂、水中硬化性硬化剤と第２層塗装用のそ
れらは、同一若しくは同類であるのが好ましいが、異な
るＭ類のものであってもよい． 第２層塗装用の組成物を調整するために用いる着色顔料
としては酸化クロム、酸化鉄、二酸化チタン等の酸化物
系着色顔料、カーボンブランク、グラファイト等の顔料
の他、フタ口シアニンブルー、フタロシアニングリーン
等の有機系着色顔料等、通常の塗料に使用される着色顔
料は全て使用出来るが、中でも水にＩＩ溶性の顔料を添
加することが望ましい． また着色顔料はエポキシ樹脂を主成分とする配合系、若
しくは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よい．両方に
添加する場合、それぞれ別の色調の顔料を添加しておき
、この二つを混合撹拌するときの混合の程度の目安とす
ることが出来る． 更に本発明に於いては、上記上塗りの第２層では前記二
液性樹脂配合系に着色顔料と共にガラスフレークを添加
する．このガラスフレークは防食効果を高めるために加
えるものである．本発明に於いて用いられるガラスフレ
ークとしては、ＪＩＳ　　Ｚ　　８８０１に規定される
標準フルイで３２メッシュ（５００μｍ）を通過し３５
０メンシュ（４５μｍ）を通過しないものを主成分とす
るものである． Ｉ主成分〃とは、ガラスフレーク全量の５０重量％以上
を意味するが、好ましくは６０重量％以上、特に好まし
くは７０重量％以上である．また用いられるガラスフレ
ークは、一般的には、前記特定の範囲で、更にその全量
が１６メソシュ（ｌ　Ｏ　Ｏ　Ｑμｍ）を通過するもの
が用いられる。

またガラスフレークの厚みは好ましくは０．５〜ｌＯμ
ｍである．ガラスフレークの添加量は、全組成物基準で
５〜３０重量％、好ましくは１０〜２５重量％である． 上記数値範囲内でガラスフレークを用いることにより、
優れた防食効果が得られる． 本発明に於いてはエボキシ樹脂を主成分とした配合系（
以下主剤という）と、水中硬化性硬化剤を主成分とした
配合系（以下硬化剤という）の組合せにより二液型エボ
キシ樹脂組成物が構成される．主剤と硬化剤を混合する
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．二液型エポキシ樹脂組成物は性状としてウ
エットハンド法による混合、塗布が出来るように、主剤
及び硬化剤を予め高粘度配合物（パテ状）にしたもの及
び低粘度配合物（ペイント伏、粘度、約３０００ｐｓ以
下）にしたものが使用され、性状によってハケ、コテ、
ヘラ、ローラー等が使用出来る．また塗布厚さも粘度性
状によってそれぞれ異なってくるが、通常２層の合計厚
みで１００μｍから１０＋ｓ＋の範囲で塗布出来る．単
層の厚みとしては、第１層の下塗り塗装、第２層の上塗
り塗装共５０μｍ〜８０ＩＩＩ１とされるのが一般的で
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除去した鉄表面に先
ず金属粉末を含有する水中硬化性組成物を第１層として
塗布した後、次いで着色顔料及びガラスフレークを含有
する前記の水中硬化性組成物を第２層として上塗りする
ものである．この二層の塗り重ねは下塗りが未硬化の状
態で丘っでも、或いは硬化した後行ってもよい．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、特に鉄よりイオン化傾向が大なる金
属粉末とを用いることにより、エボキシ｝封脂の有する
本来の優れた塗膜性情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
中付着性が著しく向上する．このため波浪等で流失する
ことなく、そのまま硬化し、また硬化した被膜は付着力
が大きいので強固に水中鋼構造物に密着する．また、硬
化塗膜はエボキシ樹脂本来の優れた特性をそのまま具備
しているので、上記の特性と相まって極めて優れた防食
効果を発揮し、水中構造物を有効に保護するに至るので
ある．また用いられる第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一若しくは同類とした場合に
は塗り重ねが極めて容易なばかりでなく、硬化した後の
眉間密着性にも優れている．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
長所も生ずる．更に本発明に於いては、上塗りの第２層
中にガラスフレークを含有しているので、防食効果が一
段と向上する効果を有する．尚本発明方法は水中での塗
装方法であるが、構造物の飛沫帯、干満帯の如くぬれ面
にも通用出来ることは勿論であり、更には陸上の構造物
にも通用可能である． 次に実施例によって本発明の効果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１〜４ エボキシ当量１８５〜１９２のビスフェノールＡ型エボ
キシ樹脂９０部、反応性希釈剤としてフェニルグリシジ
ルエーテル１０部、炭酸カルシウム４０部、タレ防止剤
として超微粒子状無水シリカ（比表面積２００ｍ２／ｇ
）２部を５０℃にて撹拌混合してエボキシ樹脂配合系と
した．一方、活性水素当量９５の変性芳香族系ポリアミ
ン（ジアミノジフェニルメタン変性物）５０部、炭酸カ
ルシウム１５部、タレ防止剤として超微粒子状無水シリ
カ（比表面積２００ｍ２／ｇ）１部を撹拌混合釜中５０
℃で混合して硬化剤配合とした．エボキシ樹脂配合系１
４２ｇ、硬化剤配合系６６ｇ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
することにより第１層に用いる下塗り組成物ｌ、２、３
の配合物を得た． 第１表 第１表中の数字は配合割合を重量部で示したものである
．但し（）車中は配合物中の亜鉛粉末の重量％を示す． また第２層に用いる上塗り組成物はエポキシ樹脂配合系
に対して着色顔料酸化チタン及びガラスフレーク、硬化
剤配合系に対して着色顔料フタロシアニンブルーＢ及び
ガラスフレークを使用し、下塗り組成物と同様、それぞ
れ混合釜中５０℃で混合して得た．それぞれの配合割合
を第２表に示す． 尚、上記ガラスフレークとしては、３２メッシュを通過
し、３５０メッシュを通過しないものを主成分（７０重
量％）とするものを用いた（ガラスフレークの厚さは３
μｍ）１６メッシュを通過した）． 第２表 次に被塗装鋼材試料としてディスクサングーで素地調整
した９Ｘ１００Ｘ１００ｓａのＳＳ４１の鋼板を海水中
に４時間浸漬した後、第１表に示した下塗り組成物ｌ、
２、３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、第２表に示した上塗り組成
物１、２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２００μｍ，第２層が約２００μｍ計約４
００μｍであった．塗布時の塗装作業性、塗布後の塗膜
表面の外観及び硬化後の塗膜付着力を第３表に示した． 第３表 （注１） Ｏ：数回のヘラ塗りで容易に全面を均一に塗装出来る． Δ：塗り重ねる時、はじめの塗膜が剥離することがある
が、ヘラ塗りを繰返すことによって全面を塗装出来る． ×：塗り重ねを繰返しても、鋼面から剥離が生じ、全面
を塗装することが出来ない． （注２）アドヒージッンブルオフテスト１ケ月又は１年
間浸漬した塗装サンプルを大気中に取り出し、１昼夜乾
燥させたのち、アドヒージョンテスターにて付着力を測
定した．上記実施例で用いた亜鉛粉末の代わりにアルミ
ニウム粉末を用いたものもほぼ同等の結果が得られた．
〔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
布作業性に優れ、更に長期防食性に優れた鋼構造物の防
食？！修手段を提供することが可能であり、産業上の効
果は極めて顕著なものがある．（以上）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）エポキシ系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
   からなる二液性樹脂配合系に、イオン化傾向が鉄より大
   きな金属粉末を５〜７５重量％含有せしめた水中硬化性
   組成物を第１層として塗布したのち、前記二液性樹脂配
   合系に所望の着色顔料及びガラスフレークを添加した水
   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
   する鋼構造物の水中塗装方法。
2. （２）金属粉末が亜鉛粉末若しくはアルミニウム粉末で
   ある特許請求の範囲第１項記載の鋼構造物の水中塗装方
   法。