(57)【要約】【課題】無機ジンクリッチ塗料に対する有機系ジンクリッチ塗料の有利性を維持したまま、摩擦係数の高い有機系ジンクリッチ塗料を提供する。【解決手段】該有機系ジンクリッチ塗料を、（Ａ）亜鉛末、（Ｂ）ブチラール樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂からなる有機系結着剤、及び（Ｃ）長径５〜２００μｍ、アスペクト比１０〜４００の針状顔料を含有して成るものとする。結着剤はブチラール樹脂、エポキシ樹脂が、針状顔料は針状ホウ酸アルミニウムがよい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）亜鉛末、（Ｂ）ブチラール樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂からなる有機系結着剤、及び（Ｃ）長径５〜２００μｍ、アスペクト比１０〜４００の針状顔料を含有して成る有機ジンクリッチ塗料組成物。
【請求項２】
（Ａ）成分の亜鉛末が平均粒径１〜５０μｍのものである請求項１記載の有機ジンクリッチ塗料組成物。
【請求項３】
（Ｂ）成分の有機系結着剤がブチラール樹脂、エポキシ樹脂である請求項１又は２記載の有機ジンクリッチ塗料組成物。
【請求項４】
（Ｃ）成分の針状顔料が針状ホウ酸アルミニウム、針状チタン酸カリウム、針状炭化珪素、針状窒化珪素、針状炭酸カルシウム、針状塩基性硫酸マグネシウム、針状酸化亜鉛である請求項１ないし３のいずれかに記載の有機ジンクリッチ塗料組成物。
【請求項５】
針状顔料が針状ホウ酸アルミニウムである請求項４記載の有機ジンクリッチ塗料組成物。
【請求項６】
配合割合が、質量基準で、（Ａ）成分、（Ｂ）成分及び（Ｃ）成分の全量に対し、（Ａ）成分５０〜９３％、（Ｂ）成分５〜３５％及び（Ｃ）成分２〜１５％の範囲である請求項１ないし５のいずれかに記載の有機ジンクリッチ塗料組成物。
【請求項７】
さらに（Ｄ）非針状顔料を含有して成る請求項１ないし６のいずれかに記載の有機ジンクリッチ塗料組成物。
【請求項８】
非針状顔料がモース硬度５以上のものである請求項７記載の有機ジンクリッチ塗料組成物。
【請求項９】
非針状顔料が粒状ホウ酸アルミニウムである請求項８記載の有機ジンクリッチ塗料組成物。
【請求項１０】
（Ｄ）成分の非針状顔料の配合割合が、質量比で、（Ｃ）成分の針状顔料に対し、１：９〜９：１の範囲である請求項７ないし９のいずれかに記載の有機ジンクリッチ塗料組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防錆性に優れ、鋼材のボルト締め接合用等に用いて好適な高摩擦性有機系ジンクリッチ塗料組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ジンクリッチ塗料には、塗膜中に空隙を多く含むため、該空隙を塗料で置換する、いわゆるミストコート法等の塗工法によらなければ上塗り塗料の発泡を招来し、さらなる塗装工程を要するなどの不都合を生じるとともに、鋼材等の適用基材に対し、塗布する前に、錆落とし等の表面清浄化や、粗面化等の表面処理、例えばブラスト前処理を施すなど、高グレードの素地調整が要求されるという難点がある。
【０００３】
これに対し、有機ジンクリッチ塗料は、このような不都合を生じにくく、また、このような素地調整要求が緩和される点で無機ジンクリッチ塗料に比べ有利であるものの、摩擦係数が低いため、鋼材の高力ボルト摩擦接合用ジンクリッチ塗料としての利用は制約されるのを免れず、それを若干改善したものも提案されているが（特許文献１参照）、それも十分なものではない。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２３５２８６号公報（特許請求の範囲その他）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、このような事情の下、上記した、無機ジンクリッチ塗料に対する有機系ジンクリッチ塗料の有利性を維持したまま、摩擦係数の高い有機系ジンクリッチ塗料を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、前記した好ましい特性を有する有機系ジンクリッチ塗料組成物を開発するために種々研究を重ねた結果、亜鉛末に配合する組成成分として、特定の樹脂系結着剤と針状顔料の組合せを採択することにより、所期の課題を達成しうることを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、以下のとおりのものである。
（１）（Ａ）亜鉛末、（Ｂ）ブチラール樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂からなる有機系結着剤、及び（Ｃ）長径５〜２００μｍ、アスペクト比１０〜４００の針状顔料を含有して成る有機ジンクリッチ塗料組成物。
（２）（Ａ）成分の亜鉛末が平均粒径１〜５０μｍのものである前記（１）記載の有機ジンクリッチ塗料組成物。
（３）（Ｂ）成分の有機系結着剤がブチラール樹脂、エポキシ樹脂である前記（１）又は（２）記載の有機ジンクリッチ塗料組成物。
（４）（Ｃ）成分の針状顔料が針状ホウ酸アルミニウム、針状チタン酸カリウム、針状炭化珪素、針状窒化珪素、針状炭酸カルシウム、針状塩基性硫酸マグネシウム、針状酸化亜鉛である前記（１）ないし（３）のいずれかに記載の有機ジンクリッチ塗料組成物。
（５）針状顔料が針状ホウ酸アルミニウムである前記（４）記載の有機ジンクリッチ塗料組成物。
（６）配合割合が、質量基準で、（Ａ）成分、（Ｂ）成分及び（Ｃ）成分の全量に対し、（Ａ）成分５０〜９３％、（Ｂ）成分５〜３５％及び（Ｃ）成分２〜１５％の範囲である前記（１）ないし（５）のいずれかに記載の有機ジンクリッチ塗料組成物。
（７）さらに（Ｄ）非針状顔料を含有して成る前記（１）ないし（６）のいずれかに記載の有機ジンクリッチ塗料組成物。
（８）非針状顔料がモース硬度５以上のものである前記（７）記載の有機ジンクリッチ塗料組成物。
（９）非針状顔料が粒状ホウ酸アルミニウムである前記（８）記載の有機ジンクリッチ塗料組成物。
（１０）（Ｄ）成分の非針状顔料の配合割合が、質量比で、（Ｃ）成分の針状顔料に対し、１：９〜９：１の範囲である前記（７）ないし（９）のいずれかに記載の有機ジンクリッチ塗料組成物。
本発明において、亜鉛末とは、亜鉛、又は亜鉛を主体とする合金すなわち亜鉛基合金の粉末又は微小フレークを意味する。
【０００８】
本発明の塗料組成物において、その組成成分の（Ａ）成分の亜鉛末については、塗料組成物に通常用いられているものであれば特に制限はないが、通常平均粒径１〜５０μｍ、好ましくは２〜４５μｍ、より好ましくは３〜４０μｍの粉末や、平均直径３〜３０μｍ、平均厚さ０．５〜２μｍのフレークが沈降性が良好であり、塗装作業上好ましい。
【０００９】
また、（Ｂ）成分の有機系結着剤については、ジンクリッチ塗料に通常用いられているものであれば特に制限されないが、好ましくはブチラール樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、中でも塗膜に高摩擦係数をもたらす点でブチラール樹脂、エポキシ樹脂がよい。
【００１０】
また、（Ｃ）成分の針状顔料については、長径５〜２００μｍ、好ましくは５〜１００μｍで、アスペクト比１０〜４００、好ましくは２０〜１５０のものがよく、例えば針状ホウ酸アルミニウム、針状チタン酸カリウム、針状炭化珪素、針状窒化珪素、針状炭酸カルシウム、針状塩基性硫酸マグネシウム、針状酸化亜鉛等が挙げられ、中でも塗膜に高摩擦係数をもたらす点で針状ホウ酸アルミニウム、針状チタン酸カリウム、特に針状ホウ酸アルミニウムがよい。
これらの針状顔料は１種用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１１】
本発明の塗料組成物において、（Ａ）成分、（Ｂ）成分及び（Ｃ）成分の配合割合については、質量基準で、（Ａ）成分、（Ｂ）成分及び（Ｃ）成分の全量に対し、（Ａ）成分５０〜９３％、（Ｂ）成分５〜３５％及び（Ｃ）成分２〜１５％、中でも（Ａ）成分５５〜８８％、（Ｂ）成分１０〜３２％及び（Ｃ）成分２〜１３％、とりわけ（Ａ）成分６０〜８４％、（Ｂ）成分１３〜３０％及び（Ｃ）成分３〜１０％の範囲とするのが好ましい。
【００１２】
（Ａ）成分が上記範囲より少なすぎると塗膜の防錆力が低下して十分な防錆効果が期待できなくなるし、また多すぎるとダスト発生等により塗装作業性が悪くなり、均一な塗膜が得られなくなり、素材に対する塗膜密着力が低下する。
【００１３】
（Ｂ）成分が上記範囲より少なすぎると塗装時にダストスプレーとなり、素材に対する塗膜密着力が低下するし、また多すぎると塗膜の防錆力などの塗膜性能が低下する。
【００１４】
（Ｃ）成分が上記範囲より少なすぎると高摩擦係数をもつ塗膜が得られなくなるし、また多すぎると塗膜の防錆力などの塗膜性能が低下し、塗装作業性も低下する。
【００１５】
本発明の塗料組成物においては、さらに（Ｄ）成分として非針状顔料を含有させてもよく、非針状顔料は、モース硬度の高い方が塗料組成物の摩擦係数を向上させることができるため、モース硬度５以上、中でもモース硬度６以上のものが好ましく、このようなものとしては、粒状ホウ酸アルミニウム、石英、黄石、鋼玉、ダイヤモンドなどが挙げられ、これらは１種用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
この（Ｄ）成分の非針状顔料の配合割合については、質量比で、（Ｃ）成分の針状顔料に対し、好ましくは１：９〜９：１の範囲とするのが塗膜にバランスよく良好な摩擦係数と防錆性とをもたらす点でよい。
【００１６】
本発明の塗料組成物においては、ジンクリッチ塗料組成物に通常用いられる溶剤を配合するのが組成成分を溶解あるいは分散させうるので好ましい。このような溶剤としては、イソプロパノール、ブタノールなどのアルコール類、１‐メトキシ‐２‐プロパノールすなわちプロピレングリコールモノメチルエーテルなどのグリコールエーテル類、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテー卜などのエステル類などが挙げられる。
【００１７】
本発明の塗料組成物には、本発明の目的をそこなわない範囲で、必要に応じ、塗料組成物に通常用いられる添加成分、例えば体質顔料、防錆顔料、着色顔料、たれ止め剤、消泡剤、レベリング剤、分散剤、沈降防止剤、可塑剤、安定剤等を配合することができる。
【００１８】
体質顔料としては、例えばシリカ、タルク、クレー、カオリン、マイカ、亜鉛華、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、アルミナ、酸化亜鉛、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、ベントナイトなどが挙げられるが、好ましくはタルク、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、マイカ、硫酸バリウムが用いられる。
【００１９】
また、防錆顔料としては、例えばクロム系顔料、鉛系顔料、ホウ酸塩系顔料、リン酸塩系顔料、モリブデン酸塩系顔料などが挙げられるが、好ましくは防錆性を一層向上させうるのでリン酸塩系顔料やモリブデン酸塩系顔料が用いられる。このリン酸塩系顔料としては、例えばリン酸亜鉛、リン酸アルミニウム、リン酸カルシウム、リン酸アルミニウム亜鉛、リン酸カルシウム亜鉛、リン・ケイ酸亜鉛、亜鉛処理されたポリリン酸アルミニウムなどが、またモリブデン酸塩系顔料としては、モリブデン酸カルシウム、リンモリブデン酸アルミニウム、モリブデン酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛カルシウム、リンモリブデン酸亜鉛などがそれぞれ挙げられる。
【００２０】
着色顔科としては、例えばべんがら、チタン白、カーボンブラック、アニリンブラック、グンジョウ、カドミウムイエロー、クロムイエロー、鉛白、ウォッチングレッド、シアニンブルーなどの有機青、フタロシアニングリーンなどの有機緑等が挙げられる。沈降防止剤としては、例えば有機ベントナイト、酸化ポリエチレン、アエロシル等が挙げられる。
【００２１】
本発明の塗料組成物は、塗料液と、亜鉛末と所定顔料の混合物とをそれぞれ別個にした二缶セットの形態で供するのが実用的であり、このようなセット形態の場合、所定鋼材への塗装時に上記セットの各缶成分を撹拌機等で十分に混合撹拌して均一化してから用いればよい。鋼材への塗装は、スプレー、浸漬、刷毛塗り、ロールコーターなどの適当なコーターによる機械的塗工等の通常の塗装法によればよく、塗装後の乾燥は自然乾燥や熱風乾操によればよい。本発明の塗料組成物は、ボルト締め施工可能な鋼材に用いると優れた防食性、防錆性、ボルト締め接合性を示す。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の有機系ジンクリッチ塗料組成物は、防錆性に優れ、鋼材のボルト締め接合に優れ、特に鋼材のボルト締め接合部における接合面に施すことによりすべり摩擦力を高めることができ、したがって、ボルト締め施工可能な鋼構造物や鋼構築物、例えば道路、橋梁、鉄道、港湾、ビル、工場、プレハブ住宅、発電所、鉄塔、遊園地、プール、その他の娯楽・アミューズメント施設等の防食が要求される用途に好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、実施例により本発明を実施するための最良の形態をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。
試験体についての摩擦係数は、試験体の引張試験によりすべりが発生した荷重を求め、この荷重とボルト締め付け荷重より算出した。
なお、塗料調製における組成成分の割合は質量基準によるものである。
【００２４】
比較例１〜３
後出の表１に示す各主剤組成成分及び硬化液を塗装直前に混合して各塗料を調製した。
次に、これらの塗料をブラスト処理鋼板（処理グレードＩＳＯ  Ｓａ  ２．５）に乾燥膜厚７５μｍとなるように塗布し２週間自然乾燥させた。このようにして得られた塗工鋼板２枚をその外面に添接板２枚を添えて高力ボルトによりＦ１０Ｔで締め付け作成した各試験体について摩擦係数を測定した。それらの測定値も表１に示す。
【００２５】
実施例１〜９
比較例１〜３と同様にして、後出の表１に示す各主剤組成成分及び硬化液を塗装直前に混合して塗料を調製し、これらの塗料をブラスト処理鋼板に塗布、乾燥させて得られた塗工鋼板に添接板を添えて高力ボルトにより締め付け作成した各試験体について摩擦係数を測定した。それらの測定値も表１に示す。
【００２６】
【表１】
2007099832.tif 000002
【００２７】
注１）：  エポキシ樹脂２００１
注２）：  エポキシ樹脂１００１  ６０％クリア溶液
注３）：  ブチラール樹脂ＢＸ−５  ２０％溶液
また、表中の各商品名については、次のとおりである。
ＹＳ２Ｂ：四国化成社製、針状ホウ酸アルミニウム（平均繊維径０．５〜１．０μｍ、平均繊維長１０〜３０μｍ）
ＹＳ３Ａ：四国化成社製、針状ホウ酸アルミニウム（平均繊維径０．５〜１．０μｍ、平均繊維長１０〜３０μｍ）
ＰＣ３０：四国化成社製、粒状ホウ酸アルミニウム
ＰＣ３０（高）：四国化成社製、高硬度粒状ホウ酸アルミニウム
ターレン７３００−２０：共栄社化学社製、脂肪酸アミド系たれ止め剤
２１０５Ｃ：スリーボンド社製、変性ポリアミドアミン系硬化剤
サンマイド３９０−７０：エアプロダクツジャパン社製、変性ポリアミドアミン系硬化剤
また、表中のＸＹはキシレン、ＰＧＭＥはプロピレングリコールモノメチルエーテルの仮称であり、ＸＹ−ＰＧＭＥ（１：１）はＸＹとＰＧＭＥの質量比１：１の混合溶剤を、ＸＹ−ＰＧＭＥ（４：１）はＸＹとＰＧＭＥの質量比４：１の混合溶剤をそれぞれ意味する。
【００２８】
表１から明らかなように、比較例２の塗料組成物は、比較例１に対し、亜鉛末の用量を７１．２質量％に変え、さらに組成成分に顔料として珪石５．０質量％を用いた以外は比較例１と同様にして調製されたものである。
【００２９】
また、下記実施例の塗料組成物は表１から明らかなように、次のとおりのものである。
【００３０】
すなわち、実施例１の塗料組成物は、顔料として、珪石に代えて、ＹＳ２Ｂを４質量％、ＰＣ３０を１質量％用いた以外は比較例２と同様にして調製されたものである。
【００３１】
実施例３の塗料組成物は、ＹＳ２Ｂ及びＰＣ３０の用量をそれぞれ８．５質量％及び１．０質量％に変えた以外は実施例２と同様にして調製されたものである。
【００３２】
実施例５の塗料組成物は、ＹＳ２Ｂ及びＰＣ３０の用量をそれぞれ１．０質量％及び４．０質量％に変えた以外は実施例４と同様にして調製されたものである。
【００３３】
実施例６の塗料組成物は、ＹＳ２Ｂ及びＰＣ３０に代えてそれぞれＹＳ３Ａ及びＰＣ３０（高）を用いた以外は実施例２と同様にして調製されたものである。
【００３４】
実施例７の塗料組成物は、ＹＳ３Ａ及びＰＣ３０（高）の用量をそれぞれ８．５質量％及び１．０質量％に変えた以外は実施例６と同様にして調製されたものである。
【００３５】
実施例９の塗料組成物は、亜鉛末及びＹＳ２Ｂの用量をそれぞれ６６．５質量％及び８．５質量％に変え、ＰＣ３０に代えてＰＣ３０（高）を用いた以外は実施例４と同様にして調製されたものである。
【００３６】
上記表１より、比較例１の塗料組成物を用いた場合に対してはもちろん、それより摩擦係数が高い比較例２や比較例３の塗料組成物を用いた場合に対しても、所定顔料を用いて調製した各実施例の塗料組成物を用いた場合には摩擦係数が飛躍的に向上することが分る。