(57)【要約】      （修正有）【課題】短時間で溶剤の臭いに拘束されることなく金属管の保護工程を完了させ、金属管を速やかに保護する。【解決手段】金属管の素地あるいは、塗料を塗工したその上の面に、可視光、近赤外光、紫外光のうち少なくともいずれかの光による光硬化型樹脂組成物を塗工し、塗工箇所にその光硬化型樹脂組成物を硬化させうる可視光、近赤外光、紫外光のうち少なくともいずれかを照射して前記光硬化型樹脂組成物を硬化させて保護膜を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属管の表面に、可視光、近赤外光、紫外光のうち少なくともいずれかの光による光硬化型樹脂組成物を塗工し、塗工箇所に前記光硬化型樹脂組成物を硬化させうる可視光、近赤外光、紫外光のうち少なくともいずれかを照射して前記光硬化型樹脂組成物を硬化させる、金属管の保護方法。
【請求項２】
上記光硬化型樹脂組成物を、表面に錆止め効果を有するプライマを塗工した上から塗工することを特徴とする、請求項１に記載の金属管の保護方法。
【請求項３】
上記光硬化型樹脂組成物を、表面に別の塗料を塗布した上から塗工することを特徴とする、請求項１に記載の金属管の保護方法。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の保護方法により、上記金属管の内面に位置する受口部の表面を保護した、金属管受け口の保護方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、金属管の塗装による防食に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダクタイル鋳鉄管のような金属管は、金属表面が露出したままでは速やかに腐食が進行してしまうため、表面に防食用の塗料などを塗った上で出荷される。ここで表面とは、外表面だけでなく、管の内周面も含まれる。金属管の内面は、例えば遠心力を利用したモルタルライニングが施される。
【０００３】
しかし、受口付近は形状が複雑で径も変動しているため、モルタルを用いるよりも薄く、しかし確実に保護するために、種種の検討が行われている。
【０００４】
例えば特許文献１には、記載のような外周方向を向いたノズルによって塗料を噴射する方法が記載されている。また、特許文献２には、樹脂粉体塗料を溶融させつつ噴射塗装する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−５３２２０号公報
【特許文献２】特開平１０−１８５０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、金属管内面に一般的なエポキシ樹脂を用いた塗料を塗布塗工した場合には、それが固まるまでに溶剤の蒸発が塗工後もしばらくの間続くことになる。一方で、樹脂が固まるまでは埃の付着を防ぐために、塗工した金属管の口に蓋をしておくことが望ましいが、管を閉塞しておくと、溶剤に由来する臭いが完全に抜けるまでに何度も換気をしなければならない。このため、塗工完了後に出荷できるようになるまで、長時間に亘って保管しなければならず、在庫管理上も、出荷の進行上も具合が悪かった。
【０００７】
そこでこの発明は、短時間で溶剤の臭いに拘束されることなく金属管の保護工程を完了させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、金属管の表面に、可視光、近赤外光、紫外光のうち少なくともいずれかの光による光硬化型樹脂組成物を塗工し、塗工箇所に前記光硬化型樹脂組成物を硬化させうる可視光、近赤外光、紫外光のうち少なくともいずれかを照射して前記光硬化型樹脂組成物を硬化させることで、上記の課題を解決したのである。
【０００９】
光硬化型樹脂組成物を用いると、可視光や近赤外光、紫外光を数秒程度照射することでこれを硬化させることができるので、従来の乾燥硬化を待つ時間に比べて、大幅に所要時間を短縮することが出来る。また、可視光や近赤外光に対応した光硬化型樹脂組成物を用いることで、紫外光を用いるよりも作業時の安全性を高めることができる。一方で、紫外光による光硬化型樹脂組成物を用いると、室内光程度では反応しないため、塗工中に誤って硬化させてしまうおそれがなくなるため、作業しやすくなる。特に、金属管内面に用いる場合には、紫外光が人体に当たることもほとんど無いため、好適に使用できる。
【００１０】
光硬化性樹脂組成物を塗工する表面とは、金属管の素地であってもよいし、金属管の上に錆止めなどの硬化があるプライマや、その他の塗料を塗工したその上の面であってもよい。
【発明の効果】
【００１１】
この発明により、塗工後に光照射装置により光を当てるだけで、速やかにかつ簡便に金属管の表面を覆って、しかも溶剤の臭いを後に残すことなく、速やかに硬化を完了させて出荷することができる。ここで表面とは、外面及び内面のどちらも適用できるが、特にこの発明による効果が高いのは、従来は溶剤が蒸発しにくかった内面であり、さらにその中でも特に、構造が入り組んでいてさらに蒸発しにくかった受口付近に適用すると、この発明の効果による出荷までの時間の短縮効果が十二分に発揮されることとなる。その際に、厚みの増加を抑えて保護することができるので、受口へ用いても弊害は少ない。また、外面であっても、挿口部分のように入り組んでいるところでは同様に本発明の利用価値が高い。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）実施例１における塗工箇所を示す図、（ｂ）境界域の拡大図
【図２】実施例２における塗工箇所を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明について詳細に説明する。この発明は、金属管の表面に光硬化型樹脂組成物を塗工し、塗工箇所にその組成物を硬化させうる光を照射して保護膜を形成させることで、金属管を腐食から保護する方法である。
【００１４】
この発明により保護できる金属管は、ダクタイル鋳鉄管などの鉄管、銅管、アルミニウム管、その他の合金管など、特に限定されるものではない。ただし、塗料や樹脂などにより保護しなければ腐食されやすい素材であるほど、本発明による速やかな保護の効果に高い意義が見出される。
【００１５】
金属管を保護する具体的な手順としては、金属管の剥き出しの表面に光硬化性樹脂組成物を直接塗工して硬化させるだけでなく、錆止め効果のあるプライマを塗工した上に光硬化性樹脂組成物を塗工して硬化させるという手順でもよい。また、モルタルライニングがされた上から重ねて光硬化性樹脂組成物を塗工してもよい。すなわち、内面の受口から離れた箇所をモルタルライニングした上で、受口側から光硬化性樹脂組成物を塗工していき、一部ではモルタルライニングと光硬化性樹脂組成物との二重に保護する構造となってもよく、そのような構造であると、内部を隙間無く保護することができるので好ましい。さらに、モルタルライニングのかわりに、速やかに硬化するエポキシ樹脂粉体材料を用いてもよい。光硬化性樹脂組成物は薄く塗工することができるので、寸法制限が厳しい箇所にも好適に適用できる。
【００１６】
この発明で用いる光硬化型樹脂組成物は、照射される可視光、近赤外光、紫外光のいずれか又はそのうちの複数に対して反応して硬化するものである。ここで照射とは、人為的に光を照射する照射装置で強い光を５秒〜３０秒程度の短時間に亘って意図的に塗工箇所に光を当てることをいう。
【００１７】
上記光硬化型樹脂組成物の構成は、上記のように可視光、近赤外光、紫外光によって硬化するものであって、金属管の表面に塗工可能であれば特に限定されず、内面の受口にも塗工可能であれば好ましい。具体例としては、重合性不飽和基含有樹脂と、可視光、近赤外光、又は紫外光重合開始剤（以下、「光重合開始剤」という。）とを含む組成物が本発明において使用可能である。特に、前記の重合性不飽和基含有樹脂と光重合開始剤の他に、重合性不飽和化合物や充填剤を含有している組成物が好適に使用可能である。この中でも特に金属管の内面には、紫外光重合開始剤を用いることが好ましい。塗工作業にあたって内面を照らすための通常の可視光程度では反応しないため、塗工作業の途中で硬化するという事態を避けることが出来る。一方で、金属管の外面のように傷が付きやすい箇所を保護する場合には、保護層を厚くすることが望ましいため、波長が比較的長く、内部まで貫通しやすい可視光や近赤外光による硬化を起こす方が望ましいため、可視光又は近赤外光重合開始剤を使うと好ましい。ただしその場合、塗工作業中に当てる光の量はできるだけ絞ることが望ましい。
【００１８】
上記の重合性不飽和基含有樹脂は、分子中に少なくとも１個のエチレン性不飽和基を有する樹脂である。例えば、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ビニル樹脂、ポリブタジエン樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂などの樹脂に（メタ）アクリレート基やアリル基等を導入したものが挙げられる。これらの樹脂は、１種のみ用いてもよいし、２種以上の樹脂を併用してもよい。これらの樹脂は、重合性不飽和基を導入する従来公知の手法で得ることができる。例えば、カルボキシル基を含有するアクリル樹脂或いはポリエステル樹脂とグリシジル（メタ）アクリレートとを反応させる手法、水酸基を含有するビニル樹脂或いはポリエステル樹脂と無水マレイン酸や無水イタコン酸とを反応させる手法、イソシアネート基を有するウレタン樹脂と２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート等とを反応させる手法、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート等とジイソシアネート化合物との反応物を水酸基含有樹脂に反応させる手法、などにより得ることができる。
【００１９】
上記の重合性不飽和化合物は、エチレン性不飽和基を有するモノマーもしくはオリゴマーである。例えば、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソボロニル（メタ）アクリレート、ノルボルニル（メタ）アクリレート、アダマンチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトール（メタ）アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ（メタ）アクリレート、２，２−ビス（４−（３−メタクリロキシ−２−ヒドロキシプロポキシ）−フェニル）プロパン、ジ（メタクリロキシエチル）トリメチルヘキサメチレンジウレタン、２，２−ビス（４−メタクリロキシポリエトキシフェニル）プロパンなどの１価又は多価アルコ−ルの（メタ）アクリル酸エステルが使用できる。また、エチレングリコールジマレート、プロピレングリコールジイタコネートなど、あるいは、４−（メタ）アクリロイルオキシメトキシカルボニルフタル酸、４−（メタ）アクリロイルオキシエトキシカルボニルフタル酸などの４−（メタ）アクリロイルオキシル基含有芳香族ポリカルボン酸及びその酸無水物、さらには、スチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレン、ビニルトルエン、ｔ−ブチルスチレン、ジビニルベンゼンなどの芳香族ビニル化合物、さらにまた、ジアリルフタレート、ジアリルイソフタレート、トリアリルフタレート、そしてまた、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリジメチルシリコンジ（メタ）アクリレート、ウレタンオリゴマーなどが挙げられる。これらの化合物は１種のみ、又は２種以上を併用して使用できる。
【００２０】
上記の光重合開始剤としては、２００〜１５００ｎｍの領域の光エネルギーで励起するものであればよい。なお、遠紫外線による開始剤はあまり現実的ではない。このうち、可視光重合開始剤としては、例えばカンファーキノン、ベンジルキサントン、α−ナフチルキサントン、４、４’−ジメトキシベンジルキサントン、２，４，６−トリメチルベンゾイルキサントン、２−メチルチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２−クロロチオキサントン、アントラキノン、３−ケトクマリン、ジフェニルホスフィンオキシド、アシルホスフィンオキシド、ジメチルアミノベンゾフェノン、１０−ブチル−２−クロロアクリドン、フルオレノン、有機色素増感剤などが挙げられる。これら以外にも公知の開始剤系として、カチオン染料−ボレートアニオン化合物などのイオン染料−対イオン化合物の系、金属アレーン化合物と有機色素の系などが挙げられる。また、近赤外光重合開始剤としては、例えばシアニン系色素、フタロシアニン系色素、ピリリウム系色素、チオピリリウム系色素、アズレニウム系色素、スクアリリウム系色素、Ｎｉ、Ｃｒ等の金属錯塩系色素、ナフトキノン系・アントラキノン系色素、インドフェノール系色素、インドアニリン系色素、トリフェニルメタン系色素、トリアリルメタン系色素、アミニウム系・ジインモニウム系色素、ニトロソ化合物等のカチオン色素類の錯体が使用でき、近赤外光吸収性陽イオン染料−ボレート陰イオン錯体、シアニン系色素とハロゲン化メチル基を有するトリアジン化合物あるいはシアニン系化合物と金属アレーン化合物や、金属アレーン化合物とスクアリリウム色素、カチオン色素とホウ酸塩などが挙げられる。さらに、紫外光重合開始剤としては、例えば、ベンゾイン、ベンジル、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾイン−ｎ−ブチルエーテル、ベンゾイン−ｉｓｏ−ブチルエーテル、ベンゾフェノン、ジアセチル、アセトフェノン、アントラキノン、２−エチルアントラキノン、２−ｔ−ブチルアントラキノン、ベンジルジメチルケタール、チオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−メチルチオキサントン、１，４−ｉｓｏ−プロピルフェニル−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オンなどが挙げられる。
【００２１】
また、上記の光重合開始剤と併用して、テトラｎ−ブチルアンモニウムｎ−ブチルトリフェニルホウ素、テトラメチルアンモニウムｎ−ブチルトリフェニルホウ素、テトラｎ−ブチルフォスフォニウムｎ−ブチルトリフェニルホウ素等のホウ素系増感剤、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド等の有機過酸化物等の補助開始剤を含有してもよい。
【００２２】
上記の充填剤としては、形成される保護膜を十分に確保するための樹脂粒子、無機充填剤が挙げられる。このうち、樹脂粒子としては、従来公知のポリマービーズなどの樹脂粒子や前記モノマー類の重合物を微細に粉砕したもの、さらにジビニルモノマーを含むモノマー混合物をアリル基含有反応性乳化剤の存在下で乳化重合して得られるゲル化重合体微粒子が挙げられる。また、前記の無機充填剤としては、例えばタルク、マイカ、硫酸バリウム、カオリン、炭酸カルシウム、クレー、シリカ、石英、ガラスなどの体質顔料が使用でき、さらにチタン白、ベンガラ、カーボンブラック、鉄黒などの着色顔料も含むことができる。
【００２３】
さらに、この発明で用いる樹脂組成物は、本発明で必要とする樹脂の硬化と保護効果を実質的に妨げないものであれば、その他の化合物を含有してよい。例えば、素地や上塗り層との付着性向上、作業性向上などの点から、さらに必要に応じてセルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ）、該ＣＡＢなどの繊維素誘導体類と水酸基含有不飽和モノマーや他のエチレン性不飽和モノマーなどの単量体混合物とのグラフト共重合体等の繊維素誘導体、リン酸基含有化合物などを併用してもよい。
【００２４】
このような樹脂組成物を、金属管の保護すべき表面に膜厚０．０５ｍｍ〜１０ｍｍ程度になるような塗工量で塗った後、上記の照射装置にて可視光、近赤外光又は紫外光を照射して硬化させる。地肌露出部分に塗る際には、スプレー、ヘラ、刷毛、ローラなど公知の道具を用いてよい。
【００２５】
塗工及び硬化によって生じる樹脂膜の厚みの望ましい値は、塗工により保護すべき部分により異なる。このうち、薄い箇所であっても、０．０５ｍｍ以上であることが望ましい。０．０５ｍｍ未満でも空気や水との接触を防ぐことはできるが、薄くなるほどわずかの傷で金属部分が露出しやすくなるので、ある程度の耐久性を確保するために０．０５ｍｍ以上確保していることが好ましく、０．１ｍｍ以上であるとより好ましい。
【００２６】
一方、外側表面であっても、１０ｍｍを越える膜厚とすることは事実上困難となる。可視光や近赤外光を用いても、それより膜が厚くなると内部まで光が到達しにくくなるためである。
【実施例】
【００２７】
次に、この発明を具体的に実施した例を挙げる。
まず、用いた塗工物について説明する。
＜プライマ＞
・水系ジンクリッチペイント……大日本塗料（株）製：クリモトコートＷＺ（固形分８６％、ＪＩＳ  Ｋ  ５５５２規格品）
＜光硬化型樹脂組成物＞
・光硬化型樹脂組成物……エポキシアクリレート
＜合成樹脂塗料＞
・水系アクリル樹脂塗料……大日本塗料（株）製：クリモトコートＷＲ（ＪＷＷＡ  Ｋ  １３９規格品  固形分６２％）
・溶剤系アクリル樹脂塗料……日本ペイント（株）製：クリモトコートＡＣ−１（ＪＷＷＡ  Ｋ  １３９規格品  固形分５０％）
・溶剤系二液性エポキシ樹脂塗料……大日本塗料（株）製：クリモトコートＮＴ＃１００新Ｈ艶有黒（ＪＷＷＡ  Ｋ  １３９規格品  固形分４９％））
＜樹脂粉体塗料＞
・エポキシ樹脂粉体塗料……大日本塗料（株）製：Ｖ−ＰＥＴ＃１６００クリモトグレーＦ（ＪＷＷＡ  Ｇ  １１２規格品  粉末）
【００２８】
＜モルタルライニング管塗装＞
（実施例１）
図１（ａ）に示す断面形状を有し受口と挿口を有する鉄管（（株）栗本鐵工所製：内径２５０ｍｍ）の内面のうち、受口（図中左の凹凸部分）を除いた残りの部分（図中２１に対応する箇所）へ、ライニング用のモルタルを厚さ４ｍｍとなるように施工して内面の一部を保護した。次に、受口部分（図中２２に対応する箇所。一部は図１（ｂ）に示すように２１の表面に重なる）、及び、外面の挿口及びその近傍（図中２３に対応する箇所）に、プライマを平均１５０ｇ／ｍ２となるように塗布した。塗布から２４時間後、図中２２及び２３の箇所に、紫外光硬化型樹脂組成物であるエポキシアクリレートを厚さ８０μｍとなるように塗工した後、すみやかに、紫外線照射器を１分間管内受口内の中心部に挿入して照射した。
【００２９】
生成した樹脂膜について、ＪＩＳ  Ｋ  ５６００−５−６に規定するクロスカット法で密着性を調べたところ、良好な結果が得られた。
【００３０】
（比較例１）
実施例１において、プライマを塗布した後、一次塗装としてクリモトコートＷＲを厚さ６０μｍとなるように塗布した後、それが乾燥するまで１日間おいた。乾燥後、一次塗装の上から、溶剤系アクリル樹脂塗料であるクリモトコートＡＣ−１を平均厚さ２０μｍとなるように塗布し、それが乾燥するまで両口を密封した。その乾燥完了までに２日間を要することとなった。
【００３１】
＜粉体塗装＞
（実施例２）
図２に示す断面形状を有し、受口と挿口を有する鉄管（（株）栗本鐵工所製、内径２５０ｍｍ）の内面のうち、受口部分（図中左の凹凸部分）を除いた部分（図中３１）へ、Ｖ−ＰＥＴ＃１６００クリモトグレーＦを厚さ（図中Ｅ部：１５０μｍ、Ｅ部以外：３００μｍ）となるように塗工した。これはエポキシ樹脂粉体材料である。また、内面の残りの部分（図中３２）と、外面の挿口近傍（図中３３）に、プライマであるクリモトコートＷＺを平均１５０ｇ／ｍ２となるように塗工した。その後２０分間待って乾燥させた後、図中３２と３３の表面全体に、エポキシアクリレートを平均厚さ８０μｍで塗工した。塗工後すぐに、紫外線照射器で１分間照射した。
【００３２】
（比較例２）
実施例２において、エポキシアクリレートのかわりに、溶剤系二液性エポキシ樹脂塗料であるクリモトコートＮＴ＃１００新Ｈ艶有黒を塗工した。塗工後、乾燥させ終わるまでに１日かかった。
【図１】
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【図２】
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