(57)【要約】【課題】防食用の下地塗膜の形成方法において、無機ジンクリッチ塗膜の内部まで硬化を促進させることである。【解決手段】防食用の下地塗膜の形成方法は、基材の表面に、亜鉛粉末と、アルキルシリケートとを含む無機ジンクリッチ塗料を塗装する塗装工程（Ｓ１０）と、無機ジンクリッチ塗料を塗装した基材に、水を含み、平均粒子径が０μｍより大きく２０μｍ以下の微霧を吹き付けて、無機ジンクリッチ塗膜を硬化させる硬化工程（Ｓ１２）と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
防食用の下地塗膜の形成方法であって、
基材の表面に、亜鉛粉末と、アルキルシリケートとを含む無機ジンクリッチ塗料を塗装する塗装工程と、
前記無機ジンクリッチ塗料を塗装した基材に、水を含み、平均粒子径が０μｍより大きく２０μｍ以下の微霧を吹き付けて、無機ジンクリッチ塗膜を硬化させる硬化工程と、
を備えることを特徴とする下地塗膜の形成方法。
【請求項２】
請求項１に記載の下地塗膜の形成方法であって、
前記微霧は、湿潤浸透剤を含むことを特徴とする下地塗膜の形成方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の下地塗膜の形成方法であって、
前記微霧の水は、アルカリイオン水であることを特徴とする下地塗膜の形成方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載の下地塗膜の形成方法であって、
前記微霧の温度は、室温以上５０℃以下であることを特徴とする下地塗膜の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、下地塗膜の形成方法に係り、特に、防食用の下地塗膜の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
橋梁、プラント等の構造部材等には、防食のために重防食塗装が施されている。重防食塗装は、通常、構造部材の表面に防食用の下地塗膜を形成し、防食用の下地塗膜の上に、例えば、下塗り塗膜、中塗り塗膜、上塗り塗膜を順に形成して行われる。防食用の下地塗膜には、通常、亜鉛粉末を含む無機ジンクリッチ塗料が用いられている。無機ジンクリッチ塗料は、無機ジンクリッチ塗料を塗装した構造部材等を自然乾燥や温水に浸漬して硬化させている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−１３８５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、無機ジンクリッチ塗料は、亜鉛粉末と、アルキルシリケートとを含んで構成されている。無機ジンクリッチ塗料を塗装して形成される無機ジンクリッチ塗膜は、水分によりアルキルシリケートが加水分解して硬化する。無機ジンクリッチ塗膜を自然乾燥して硬化させる場合には、空気中に含まれる水分量は微量であることから、無機ジンクリッチ塗膜の内部まで十分に硬化するまでに長期間を要する。例えば、冬場の低温低湿の環境下（約５℃、約２０％ＲＨ）で無機ジンクリッチ塗膜を施工した場合には、下塗り塗膜等を塗り重ね可能な状態になるまで硬化させるために約１か月間の自然乾燥期間を要する。
【０００５】
また、無機ジンクリッチ塗膜を温水等の水に浸漬させて硬化する場合には、水分量が多すぎるので、無機ジンクリッチ塗膜の表面側のみが急速に硬化する。これにより、無機ジンクリッチ塗膜の内部まで水が浸透し難くなるので、無機ジンクリッチ塗膜の内部まで十分に硬化するまでに長期間を要する。なお、無機ジンクリッチ塗膜の内部まで十分に硬化していない状態で下塗り塗膜等を塗り重ねて重防食塗装を行うと、下塗り塗膜等が剥離する可能性がある。
【０００６】
そこで本開示の目的は、無機ジンクリッチ塗膜の内部まで硬化を促進させることが可能な下地塗膜の形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示に係る下地塗膜の形成方法は、防食用の下地塗膜の形成方法であって、基材の表面に、亜鉛粉末と、アルキルシリケートとを含む無機ジンクリッチ塗料を塗装する塗装工程と、前記無機ジンクリッチ塗料を塗装した基材に、水を含み、平均粒子径が０μｍより大きく２０μｍ以下の微霧を吹き付けて、無機ジンクリッチ塗膜を硬化させる硬化工程と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
本開示に係る下地塗膜の形成方法において、前記微霧は、湿潤浸透剤を含んでいてもよい。
【０００９】
本開示に係る下地塗膜の形成方法において、前記微霧の水は、アルカリイオン水としてもよい。
【００１０】
本開示に係る下地塗膜の形成方法において、前記微霧の温度は、室温以上５０℃以下としてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
上記構成の下地塗膜の形成方法によれば、無機ジンクリッチ塗膜の内部まで硬化を促進させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本開示の実施の形態において、下地塗膜の形成方法の構成を示すフローチャートである。
【図２】本開示の実施の形態において、塗装工程を説明するための模式図である。
【図３】本開示の実施の形態において、硬化工程を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本開示の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、下地塗膜の形成方法の構成を示すフローチャートである。下地塗膜の形成方法は、塗装工程（Ｓ１０）と、硬化工程（Ｓ１２）と、を備えている。
【００１４】
塗装工程（Ｓ１０）は、基材の表面に、亜鉛粉末と、アルキルシリケートとを含む無機ジンクリッチ塗料を塗装する工程である。図２は、塗装工程（Ｓ１０）を説明するための模式図である。まず、基材１０の表面に、無機ジンクリッチ塗料１２を塗装する。
【００１５】
基材１０は、例えば、橋梁、船舶、プラント、ボイラ等に用いられる鋼製の構造部材等とすることが可能である。このような鋼製の構造部材等は、重防食塗装等のために防食用の下地塗膜が設けられる。基材１０の表面は、無機ジンクリッチ塗料１２を塗装する前に、ブラスト処理等して素地調整されるとよい。例えば、基材１０の表面をブラスト処理する場合には、一般的な塗装の素地調整で行われているブラスト処理を用いるとよい。
【００１６】
無機ジンクリッチ塗料１２は、亜鉛粉末１４と、アルキルシリケートと、を含んで構成されている。亜鉛粉末１４は、犠牲防食としての機能を有している。無機ジンクリッチ塗料１２中の亜鉛粉末１４の含有率（塗膜の加熱残分中に含まれる含有率）は、７５質量％以上とするとよい。アルキルシリケートは、亜鉛粉末１４を結合するバインダとしての機能を有している。アルキルシリケートには、エチルシリケート等を用いることができる。
【００１７】
無機ジンクリッチ塗料１２には、市販されているものを用いることが可能である。無機ジンクリッチ塗料１２には、例えば、シントージンク＃５０００（神東塗料（株）製）、ニッペジンキー１０００ＱＣ（日本ペイント（株）製）、ＳＤジンク１５００（関西ペイント（株）製）、ゼッタールＯＬ−ＨＢ（大日本塗料（株）製）、ガルボンＳ−ＨＢ−ＩＤ（中国塗料（株）製）等を用いることができる。
【００１８】
無機ジンクリッチ塗料１２の塗装には、スプレーガン等を用いたスプレーや、刷毛塗り等の一般的な塗装方法を用いることができる。図２では、スプレーガン１６を用いたスプレーにより、無機ジンクリッチ塗料１２を基材１０に塗装する場合を示している。無機ジンクリッチ塗料１２をスプレーガン１６で塗装する場合には、一般的な塗料の塗装に用いられているスプレーガンを用いることができる。無機ジンクリッチ塗料１２を塗装して形成される無機ジンクリッチ塗膜の厚みは、例えば、５０μｍから１００μｍとするとよく、７５μｍとすることが好ましい。
【００１９】
硬化工程（Ｓ１２）は、無機ジンクリッチ塗料１２を塗装した基材１０に、水を含み、平均粒子径が０μｍより大きく２０μｍ以下の微霧を吹き付けて、無機ジンクリッチ塗膜を硬化させる工程である。図３は、硬化工程（Ｓ１２）を説明するための模式図である。無機ジンクリッチ塗料１２を塗装した基材１０に、水を含み、平均粒子径が０μｍより大きく２０μｍ以下の微霧２０を吹き付けて、無機ジンクリッチ塗料１２を塗装して形成した無機ジンクリッチ塗膜２２を硬化させる。
【００２０】
微霧２０は、水を含み、平均粒子径が０μｍより大きく２０μｍ以下で構成されている。微霧２０は、水を含んでいるので、無機ジンクリッチ塗膜２２が微霧２０と接触することにより、無機ジンクリッチ塗膜２２中に含まれるアルキルシリケートが加水分解し、縮合反応することにより硬化収縮して亜鉛粉末１４を結合することができる。
【００２１】
微霧２０の平均粒子径が０μｍより大きいのは、空気中に含まれている水分で無機ジンクリッチ塗膜２２を硬化させる場合には、空気中の水分量が少ないので、無機ジンクリッチ塗膜２２の内部まで十分に硬化させるために長期間を要するからである。
【００２２】
微霧２０の平均粒子径が２０μｍ以下であるのは、微霧２０の平均粒子径が２０μｍより大きくなると、微霧２０が無機ジンクリッチ塗膜２２の内部に浸透し難くなるので、無機ジンクリッチ塗膜２２の内部まで十分に硬化し難くなるからである。より詳細には、微霧２０の平均粒子径が２０μｍより大きくなると、供給される水分量が多くなるので、無機ジンクリッチ塗膜２２の表面のみが急速に硬化する。このように無機ジンクリッチ塗膜２２の表面のみが急速に硬化すると、無機ジンクリッチ塗膜２２の表面側から水分が浸透し難くなる。
【００２３】
例えば、平均粒子径が１ｍｍ以上の粗霧、平均粒子径が０．３ｍｍから１ｍｍの中霧、平均粒子径が１００μｍから３００μｍの細霧、平均粒子径が８０μｍから１２０μｍの加湿器等で生成されるミスト等の場合には、微霧２０より平均粒子径が大きくなるので、一度に供給される水分量が多くなる。この結果、無機ジンクリッチ塗膜２２の表面側だけが急速に硬化するので、無機ジンクリッチ塗膜２２の表面側からの水分の浸透が殆ど遮蔽される。このために、粗霧、中霧、細霧、ミスト等が無機ジンクリッチ塗膜２２の表面側から内部に浸透し難くなるので、無機ジンクリッチ塗膜２２の内部まで硬化するのに長期間を要することになる。
【００２４】
これに対して、微霧２０の平均粒子径を０μｍより大きく２０μｍ以下とすることにより、無機ジンクリッチ塗膜２２の表面側のみが急速に硬化することを抑制することができる。これにより、微霧２０が、無機ジンクリッチ塗膜２２の表面側から内部に浸透し易くなるので、無機ジンクリッチ塗膜２２の内部までより硬化を促進することができる。
【００２５】
また、微霧２０の平均粒子径は、粗霧、中霧、細霧、ミスト等の平均粒子径よりも小さいので、微霧２０は、無機ジンクリッチ塗膜２２の表面側から内部に入り易くなる。更に、微霧２０の平均粒子径は、粗霧、中霧、細霧、ミスト等の平均粒子径よりも小さいので、無機ジンクリッチ塗膜２２と微霧２０との接触面積が大きくなり、アルキルシリケートの硬化反応（加水分解反応）が進行し易くなる。例えば、平均粒子径が１００μｍの細霧と、平均粒子径が２０μｍの微霧２０とについて、水滴の表面積と個数との関係から１ｍ３の水を噴霧する場合の接触面積を比較すると、平均粒子径が２０μｍの微霧２０を使用することにより、平均粒子径が１００μｍの細霧を使用するよりも接触面積を約５倍にすることができる。
【００２６】
微霧２０は、平均粒子径が０μｍより大きく１μｍ以下で形成されているとよく、平均粒子径が０μｍより大きく０．５μｍ以下で形成されていることが好ましい。微霧２０の平均粒子径がより小さくなることにより、無機ジンクリッチ塗膜２２と微霧２０との接触面積がより大きくなり、アルキルシリケートの硬化反応（加水分解反応）が進行し易くなるからである。また、微霧２０の平均粒子径をより小さくすることにより、無機ジンクリッチ塗膜２２の内部に入り易くなるからである。
【００２７】
微霧２０の平均粒子径は、液浸法、フランホーヘル回折法、ドップラー法等で測定可能である。例えば、微霧２０の平均粒子径をドップラー法で測定する場合には、位相ドップラー式レーザ粒子分析器等で測定するとよい。微霧２０の平均粒子径は、例えば、ザウター平均等で算出することができる。
【００２８】
微霧２０を発生させる微霧発生ノズル２４には、圧縮ガスと液体とを混合して噴出する２流体スプレーノズル等を用いることが可能である。２流体スプレーノズルは、圧縮ガスの圧力と、水の流量とを変えることにより、微霧２０の平均粒子径を変えることができる。例えば、微霧２０の平均粒子径をより小さくする場合には、圧縮ガスの圧力をより高くし、水の流量をより少なくすればよい。圧縮ガスは、例えば、工場エア、送風ファン、ガスボンベ等により微霧発生ノズル２４へ供給すればよい。圧縮ガスには、空気、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス等を用いることが可能である。水は、例えば、水道水の蛇口や、ポンプ等に接続された水タンク等から微霧発生ノズル２４へ供給すればよい。水には、水道水、イオン交換水、後述するアルカリイオン水等を用いることが可能である。
【００２９】
微霧発生ノズル２４には、市販品等を用いることが可能である。微霧発生ノズル２４には、例えば、（株）いけうち製の微霧発生ノズル（ＢＩＭＶ４５０４Ｓ３０３＋ＴＳ３０３）を用いることが可能である。また、微霧発生ノズル２４には、例えば、空円錐ノズル、充円錐ノズル、スピルバックノズル、多頭ノズル、扇形ノズル等を用いることができる。微霧発生ノズル２４には、基材１０の表面が大面積である場合にも適用可能であることから、多頭ノズル等の分散型ノズルを用いるとよい。
【００３０】
微霧２０の温度は、室温以上５０℃以下であるとよい。微霧２０の温度が、室温より低温の場合には、無機ジンクリッチ塗膜２２の硬化が遅くなるので、無機ジンクリッチ塗膜２２の硬化時間が長くなるからである。微霧２０の温度が、５０℃より高温の場合には、無機ジンクリッチ塗料１２の硬化反応が急激に進行するので、無機ジンクリッチ塗膜２２の急激な硬化収縮に起因するクラックが発生し易くなるからである。微霧２０の温度を室温より高温にする場合には、予め微霧発生ノズル２４と接続されている水タンク等をヒータ等で加熱して水温を調節しておけばよい。なお、室温とは、例えば、約１０℃から約２５℃である。
【００３１】
微霧２０は、更に、湿潤浸透剤を含んでいるとよい。微霧２０が湿潤浸透剤を含んでいることにより濡れ性が向上するので、無機ジンクリッチ塗膜２２の内部に微霧２０をより浸透し易くすることができる。湿潤浸透剤には、エタノールまたは界面活性剤を用いることが可能である。界面活性剤には、ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル、ポリオキシエチレントリベンジルフェニルエーテル、エチレングリコール等を用いるとよい。これらのエタノールや界面活性剤は、水に溶解するので、微霧２０に含ませることができる。湿潤浸透剤には、エタノールを用いることが好ましい。エタノールは揮発性であることから、無機ジンクリッチ塗膜２２中に残存物が残存することを抑制することができる。これらのエタノールや界面活性剤には、市販品等を用いることができる。
【００３２】
微霧２０中の湿潤浸透剤の含有率は、１質量％以上１０質量％以下であるとよい。微霧２０中の湿潤浸透剤の含有率が１質量％より小さい場合には、無機ジンクリッチ塗膜２２の内部に微霧２０が浸透し難くなるからである。微霧２０中の湿潤浸透剤の含有率が１０質量％以下であるのは、微霧２０中の湿潤浸透剤の含有率が１０質量％であれば十分な湿潤浸透効果が得られるからである。また、微霧２０中の湿潤浸透剤の含有率を１０質量％より大きくしても、更なる湿潤浸透効果が殆ど得られないからである。微霧２０中に湿潤浸透剤を含ませるためには、微霧発生ノズル２４と接続される水タンク等に溜められた水に、所定の含有率となるように湿潤浸透剤を添加すればよい。
【００３３】
微霧２０の水は、アルカリイオン水であるとよい。アルカリイオン水を用いた微霧２０により、無機ジンクリッチ塗膜２２中に含まれるアルキルシリケートとの硬化反応を促進することができる。より詳細には、アルカリイオン水中に存在する多量のヒドロキシル基（ＯＨー）基が、無機ジンクリッチ塗膜２２中に含まれるアルキルシリケートに対して求核反応を起こすことにより、加水分解反応を促進させるからである。
【００３４】
アルカリイオン水は、ｐＨ８以上ｐＨ１０以下であるとよく、ｐＨ９以上ｐＨ１０以下であることが好ましい。アルカリイオン水がｐＨ８より小さいと、無機ジンクリッチ塗膜２２中に含まれるアルキルシリケートとの硬化反応を促進し難くなるからである。アルカリイオン水がｐＨ１０より大きくなると、亜鉛粉末１４が水酸化亜鉛を形成し易くなるので、金属亜鉛としての犠牲防食性能の低下が生じる可能性があるからである。また、アルカリイオン水がｐＨ１０より大きくなると、錯イオン形成に伴い、形成された水酸化亜鉛が再溶解して溶出するからである。アルカリイオン水がｐＨ９以上ｐＨ１０以下である場合には、無機ジンクリッチ塗膜２２中に含まれるアルキルシリケートとの硬化反応をより促進することが可能となる。
【００３５】
アルカリイオン水の生成方法は、特に限定されないが、アルカリイオン整水器で水を電気分解して陰極側に生成される電解水を用いるとよい。アルカリイオン水として電解水を用いることにより、硬化した無機ジンクリッチ塗膜２２中に残存物が残存することを抑制することができる。アルカリイオン水には、市販品を用いてもよい。微霧２０を形成する水をアルカリイオン水とするためには、微霧発生ノズル２４と接続される水タンク等に溜められる水をアルカリイオン水とすればよい。
【００３６】
微霧発生ノズル２４から噴出させる微霧２０の噴出量は、微霧発生ノズル２４によっても相違するが、１．０L／時間から６５４L／時間とするとよい。微霧２０の噴出量が１．０L／時間から６５４L／時間であれば、無機ジンクリッチ塗膜２２の表面側だけでなく、無機ジンクリッチ塗膜２２の内部までより硬化反応を促進させることができる。微霧発生ノズル２４に、例えば、上述した（株）いけうち製の微霧発生ノズル（ＢＩＭＶ４５０４Ｓ３０３＋ＴＳ３０３）を用いる場合には、微霧２０の噴出量が１．０L／時間から１０７L／時間となるようにするとよい。また、微霧発生ノズル２４に多頭ノズルを用いる場合には、微霧２０の噴出量が１３．８L／時間から６５４L／時間となるようにするとよい。微霧２０の吹き付けについては、無機ジンクリッチ塗膜２２の表面が湿潤する程度に微霧２０を吹き付けるとよい。
【００３７】
微霧２０の吹き付けについては、無機ジンクリッチ塗料１２の塗装直後に行ってもよいし、無機ジンクリッチ塗料１２を乾燥させてから行ってもよい。無機ジンクリッチ塗料１２の乾燥後に微霧２０を吹き付ける場合には、無機ジンクリッチ塗料１２の塗装直後から半硬化乾燥までの間に微霧２０を吹き付けることが可能である。また、無機ジンクリッチ塗料１２の乾燥後に微霧２０を吹き付ける場合には、無機ジンクリッチ塗料１２の塗装直後から指触乾燥までの間に微霧２０を吹き付けることが好ましい。無機ジンクリッチ塗料１２の塗装直後から指触乾燥までの間は、無機ジンクリッチ塗膜２２が殆ど未硬化状態にあるので、無機ジンクリッチ塗膜２２の内部まで微霧２０が浸透し易いからである。
【００３８】
硬化工程（Ｓ１２）の後に、硬化した無機ジンクリッチ塗膜２２に対してミストコート処理するとよい。無機ジンクリッチ塗料１２は、アルキルシリケートを含むので、硬化した無機ジンクリッチ塗膜２２の内部には、空隙が多く形成されている。硬化した無機ジンクリッチ塗膜２２をミストコート処理することにより、硬化した無機ジンクリッチ塗膜２２中の空隙を塞いで封孔処理することができる。ミストコート処理は、例えば、硬化した無機ジンクリッチ塗膜２２に、重防食塗装に用いられる下塗り塗料等を溶剤で希釈した塗料液を塗装すればよい。このようにして、基材１０の表面に、無機ジンクリッチ塗料１２による防食用の下地塗膜の形成を行うことができる。
【００３９】
なお、基材１０に重防食塗装を行う場合には、無機ジンクリッチ塗料１２による防食用の下地塗膜を形成した後に、例えば、下塗り塗料、中塗り塗料、上塗り塗料等を順に塗装すればよい。下塗り塗料には、エポキシ樹脂系塗料等を用いるとよい。中塗り塗料には、ウレタン樹脂系塗料やエポキシ樹脂系塗料を用いるとよい。上塗り塗料には、ウレタン樹脂系塗料やフッ素樹脂系塗料を用いるとよい。
【００４０】
上記構成によれば、無機ジンクリッチ塗料を塗装した基材に、水を含み、平均粒子径が０μｍより大きく２０μｍ以下の微霧を吹き付けて、無機ジンクリッチ塗膜を硬化させることにより、無機ジンクリッチ塗膜の内部まで硬化を促進させることができる。これにより、無機ジンクリッチ塗膜の硬化時間が短縮するので、塗装作業性が向上する。例えば、湿度が約５０％ＲＨ以下の冬場の時期に無機ジンクリッチ塗膜を施工した場合でも、重防食塗装のための下塗り塗膜等を塗り重ね可能な状態になるまで、より短い時間で無機ジンクリッチ塗膜の内部まで十分に硬化させることができる。
【符号の説明】
【００４１】
１０  基材
１２  無機ジンクリッチ塗料
１４  亜鉛粉末
１６  スプレーガン
２０  微霧
２２  無機ジンクリッチ塗膜
２４  微霧発生ノズル
【図１】
2020069407.tif 000003
【図２】
2020069407.tif 000004
【図３】
2020069407.tif 000005