(57)【要約】【課題】鋳鉄管などの鉄系の部材に防食を施すに際し、その部材の形状が複雑である場合にも容易に防食を施すことができるようにするとともに、その防食効果を支障なく発揮できるようにする。【解決手段】塗料であって、金属粉末を含有し、この金属粉末は、  （ｉ）Ｚｎ−Ｓｎ−Ｍｇ系合金粉末  （ｉｉ）Ｚｎ粉末とＳｎ−Ｍｇ粉末とを含有する混合粉末  （ｉｉｉ）Ｚｎ粉末とＳｎ粉末とＭｇ粉末とを含有する混合粉末の少なくともいずれか一つである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属粉末を含有し、この金属粉末は、
（ｉ）Ｚｎ−Ｓｎ−Ｍｇ系合金粉末
（ｉｉ）Ｚｎ粉末とＳｎ−Ｍｇ系合金粉末とを含有する混合粉末
（ｉｉｉ）Ｚｎ粉末とＳｎ粉末とＭｇ粉末とを含有する混合粉末
の少なくともいずれか一つであることを特徴とする塗料。
【請求項２】
金属粉末は、Ｓｎを５〜５０質量％含むとともに、Ｍｇを０．１〜５質量％含み、添加物および／または不純物を除いた残部がＺｎであることを特徴とする請求項１記載の塗料。
【請求項３】
金属粉末は、平均粒径が１０〜２０μｍであるとともに、最大粒径が５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２記載の塗料。
【請求項４】
鉄系の部材であって、請求項１から３までのいずれか１項に記載の塗料を用いた塗膜による防食被膜が表面に形成されていることを特徴とする鉄系部材。
【請求項５】
鉄系の部材の表面に請求項１から３までのいずれか１項に記載の塗料を塗布して乾燥させることにより塗膜による防食被膜を形成することを特徴とする鉄系部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は塗料に関し、特に鉄部の防食のために用いられる塗料に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば地中に埋設される鋳鉄管は、その外面の防食を施すことが必要である。そのための手段として、たとえば特許文献１には、鋳鉄管の外面にＺｎ−Ｓｎ−Ｍｇ系合金を溶射することで、同合金による溶射被膜を形成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２５６７９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、一般に鋳鉄管の継手は、互いに接合される一方の管の端部に形成された受口の内部に、他方の管の端部に形成された挿口が挿入された構成を有しており、受口には、ボルト孔などの形状の複雑な箇所が存在する。そして、このようなボルト孔などの形状の複雑な箇所には、溶射を行うことが困難である。曲管などの異形管や鋳鉄製の弁のケーシングなども、形状が複雑であり、これらを対象としたときには溶射を行うことが困難である。
【０００５】
また鋳鉄管の外面に上記の合金を溶射した場合において、配管施工現場などにおいて溶射被膜に大きい傷が付いた場合は、一般的にはブチルテープなどのテープ類を傷の部分に貼り付けて補修を行っているが、配管施工現場などにおいてテープを貼り付ける作業は煩雑である。しかも、単に傷を覆うだけであるので、根本的な対策にはなっておらず、テープが剥がれた場合には補修の効果が消失してしまう。さらに上述した受口内に挿口が挿入された継手構造においては、通水管における受口挿口間のシール部よりも受口の奥側の部分では、挿口の外面が管内水との接水部となり、補修すべき部分がこの接水部に存在する場合は、特にテープ類が剥がれやすいため、適用が困難である。
【０００６】
そこで本発明は、鋳鉄管などの鉄系の部材に防食を施すに際し、その部材の形状が複雑である場合にも容易に防食を施すことができるようにするとともに、その防食効果を支障なく発揮できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するために本発明の塗料は、金属粉末を含有し、この金属粉末は、
（ｉ）Ｚｎ−Ｓｎ−Ｍｇ系合金粉末
（ｉｉ）Ｚｎ粉末とＳｎ−Ｍｇ系合金粉末とを含有する混合粉末
（ｉｉｉ）Ｚｎ粉末とＳｎ粉末とＭｇ粉末とを含有する混合粉末
の少なくともいずれか一つであることを特徴とする。
【０００８】
本発明の鉄系部材は、上記の塗料を用いた塗膜による防食被膜が表面に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の鉄系部材の製造方法は、鉄系の部材の表面に上記の塗料を塗布して乾燥させることにより塗膜による防食被膜を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、塗料の形態であるので、形状の複雑な箇所に対しても、刷毛などを用いて容易に防食被膜を形成することができる。しかも、塗料の乾燥後は、塗膜中に、Ｚｎ−Ｓｎ−Ｍｇ系合金粉末や、Ｚｎ粉末やＳｎ−Ｍｇ系合金粉末やＳｎ粉末やＭｇ粉末が含有されているため、Ｚｎ−Ｓｎ−Ｍｇ系合金の溶射被膜とほぼ同等の防食性能を発揮することができる。
【００１１】
配管施工現場などにおいて塗膜に大きい傷が付いた場合は、再塗装することによって、傷が付く前の元の状態に復帰させることができる。塗装部は、管内水との接水部となる場合でも接水を原因とする剥離の発生が無いという利点がある。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の塗料は、金属粉末を含有し、この金属粉末は、
（ｉ）Ｚｎ−Ｓｎ−Ｍｇ系合金を含有する粉末
（ｉｉ）Ｚｎ粉末とＳｎ−Ｍｇ系合金粉末とを含有する混合粉末
（ｉｉｉ）Ｚｎ粉末とＳｎ粉末とＭｇ粉末とを含有する混合粉末
の少なくともいずれか一つであることを特徴とする。
【００１３】
すなわち、本発明の塗料における金属粉末は、その組成としてＺｎを主体とするとともにＳｎとＭｇとを含むものである。ＳｎとＭｇとは、Ｚｎ−Ｓｎ−Ｍｇ系合金粉末、Ｓｎ−Ｍｇ系合金粉末、Ｓｎ粉末およびＭｇ粉末の形態のうちのいずれか、あるいは２種類以上の形態で含有されていれば足りる。
【００１４】
どのような含有形態であっても、高度の防食性能を達成することができる。しかし、Ｚｎ−Ｓｎ−Ｍｇ系合金粉末は、他の粉末よりも製造コストが高い。またＭｇ粉末は細かくなると爆発性が高くなり、安全上の問題が生じる。よって、Ｚｎ粉末とＳｎ−Ｍｇ系合金粉末とを含有する混合粉末を用いることが最も好ましい。
【００１５】
本発明の塗料を構成する金属粉末におけるＺｎ、Ｓｎ、Ｍｇの含有割合は、所要の防食性能を達成できる限り任意である。たとえば、金属粉末がＺｎ−Ｓｎ−Ｍｇ系合金を含有する粉末である場合に、この粉末は、Ｚｎ−Ｓｎ−Ｍｇ系合金以外の添加物や不純物も含み得る。その組成は、Ｓｎを５〜５０質量％含むとともに、Ｍｇを０．１〜５質量％含み、添加物や不純物を除いた残部がＺｎであることが好適である。より好ましい範囲は、Ｓｎが５〜１５質量％、Ｍｇが３〜５質量％である。
【００１６】
この合金によれば、鉄系の部材に対する基本的な防食性能がＺｎによって発揮されるとともに、ＳｎとＭｇによって防食性能の向上が図られる。しかし、Ｓｎの含有率が５質量％未満である場合や５０質量％を超える場合は、ＺｎにＳｎを加えることによる実質的な防食性能の向上効果を得にくくなる。またＭｇの含有率が０．１質量％未満である場合や５質量％を超える場合も、同様にＺｎにＭｇを加えることによる実質的な防食性能の向上効果を得にくくなる。
【００１７】
粉末の形状は、球状、フレーク状などであることが好適である。粉末が球状である場合にはその粒径は一定の分布を示すが、その平均粒径が１０〜２０μｍであることが好適である。この分布によれば、平均粒径が１０μｍであるときには最大粒径は２５μｍ程度となり、平均粒径が２０μｍであるときには最大粒径は５０μｍ程度となる。平均粒径は、３０μｍを超えないことが望ましい。粉末がフレーク状である場合には、その長さが４０μｍ程度であり、その厚さが１０μｍ程度であることが好適である。
【００１８】
このように粉末の粒径を小さくすることで、防食対象の鉄系部材と接触する粉末の面積を大きくすることができる。その結果、鉄系部材に対する犠牲陽極作用を十分に発揮することができて、鉄系部材の腐食を効果的に防止することができる。ただし、粒径が小さすぎると、塗料化の際に粉塵として飛散しやすく、したがって歩留まりが悪くなる傾向が生じることがある。粉末がフレーク状である方が、鉄系部材との接触面積が大きくなるため、球状である場合よりも高い犠牲陽極効果を発揮することができる。
【００１９】
本発明の塗料は、展着剤を含有する。展着剤としては、アルキルシリケート樹脂などの無機系の展着剤や、エポキシ樹脂などの有機系の展着剤を挙げることができる。本発明の塗料において、金属粉末と展着剤との混合割合は、質量比で（金属粉末）：（展着剤）が６：４〜８：２であることが好適である。
【００２０】
本発明の塗料は、塗装対象としての鋳鉄管などの鉄系部材の形状が複雑な場合であっても、刷毛などを用いて簡単に塗装することができ、それを乾燥させることで容易に防食被膜を形成することができる。その塗膜は、亜鉛合金を溶射して得られた被膜とほぼ同等の防食性能を発揮することができる。
【００２１】
塗膜の上面に、さらにアクリル樹脂塗料などによる上塗り塗装を施すことが可能である。本発明の塗料は、金属粉末の粒径やその含有量などを適宜に調整することによって、上塗り塗料との良好な付着性を得ることができる。
【実施例】
【００２２】
以下、本発明の実施例について説明する。なお、以下の実施例、比較例において、各種特性の評価は、次のようにして行った。
【００２３】
［防食性能］
塗装を行う試験片として、１５０ｍｍ×７０ｍｍ×２ｍｍのサンドブラスト鋼板を準備した。この鋼板の表面に供試塗量を２６０ｇ／ｍ２または３２５ｇ／ｍ２の割合で塗布し乾燥させた。それにより形成された塗膜に、幅０．３ｍｍ、長さ５０ｍｍの、鉄地に至るクロスカット傷をつけた。
【００２４】
このような供試サンプルについて、ＪＩＳ  Ｋ  ５６００−７−９（２００６）に規定される、塩水噴霧によるサイクル腐食試験を行い、赤錆発生までの日数によって防食性能を評価した。
【００２５】
詳細には、ＪＩＳにしたがって、供試サンプルに対する所定温度条件での所定濃度の塩水の噴霧と、所定温度条件での乾燥と、所定湿度条件での湿潤とを所定の時間で必要に応じて単数回または複数回行うことで１サイクルとし、このサイクルを繰り返しながら、赤錆発生までの日数で防食性能を評価した。
【００２６】
［上塗り塗料との付着性］
塗装を行う試験片として、１５０ｍｍ×７０ｍｍ×２ｍｍのサンドブラスト鋼板を準備し、この鋼板の表面に供試塗量を２６０ｇ／ｍ２または３２５ｇ／ｍ２の割合で塗布し乾燥させた。さらにその上にアクリル樹脂塗料（川上塗料社製、「クボタコート  ＥＭ＃４００１」）を２５０ｇ／ｍ２の割合で塗布し乾燥させた。
【００２７】
このような供試サンプルについて、ＪＩＳ  Ｋ  ５６００−５−６（１９９９）に規定される、塗膜の付着性に関するテストを行った。詳細には、カッタを用いて塗膜を縦横の格子状にカットし、このようにカットされた上塗り塗膜の表面に、規定の粘着力を有する粘着テープを押し付けた。そして、所定の角度で供試サンプルからテープを引き剥がした。そのうえで、格子の目のはがれの程度から、「良好」「普通」の２段階で評価した。
【００２８】
（実施例１）
表１に記載の形状、粒径を有するＺｎ−１０Ｓｎ−３Ｍｇ合金粉末（Ｓｎ：１０質量％、Ｍｇ：３質量％、Ｚｎ：残部、以下、同様に表記することがある）を用いた。また展着剤としてアルキルシリケート樹脂（大日本塗料社製、「ゼッタール  ＯＬ−ＨＢ」）を用い、表１に示す割合で合金粉末と混合することで、実施例１の塗料を得た。その評価結果を表１に示す。なお、試験片への塗料の塗布量は、２６０ｇ／ｍ２とした。
【００２９】
【表１】
2013166806.tif 000002
【００３０】
（実施例２〜２４、比較例１、参考例１〜４）
Ｚｎ−Ｓｎ−Ｍｇ系合金粉末（組織は実施例１のものと同一）の形状、粒径と、展着剤の種類とを、表１に記載のように変更して、実施例２〜２４、参考例２〜４とした。また、合金粉末と展着剤との混合割合を表１に記載のように変更した。表１において、有機系の展着剤としては、エポキシ樹脂（大日本塗料社製、ゼッタール  ＥＰ−２ＨＢ）を用いた。その評価結果を表１に示す。
【００３１】
なお、表１には、比較例１として、試験片としての１５０ｍｍ×７０ｍｍ×２ｍｍのサンドブラスト鋼板の表面に、Ｚｎ１００％のジンクリッチペイントを２６０ｇ／ｍ２の割合で塗布したサンプルについての評価結果も、あわせて記載した。さらに、参考例１として、同じ試験片の表面に、Ｚｎ−２０Ｓｎ−０．１５Ｍｇ合金を２６０ｇ／ｍ２の割合で溶射したサンプルについての評価結果も併記した。
【００３２】
表１に示すように、本発明の実施例１〜２４の塗料は、いずれも、比較例１に比べて、防食性能が優れたものであり、その特性は、溶射被膜を形成した参考例１のものと同等であった。
【００３３】
ただし、上述の特定のエポキシ樹脂を展着剤とするとともに球状の金属粉末を用いたものでは、合金粉末と展着剤との混合比が（合金粉末）：（展着剤）＝９：１である参考例２〜４の場合には、展着剤の混合比が低すぎたため、塗料化することができなかった。また（合金粉末）：（展着剤）＝５：５の場合には、上塗り塗料の付着性が、６：４〜８：２の場合に比べて、やや低下した。
【００３４】
（実施例２５〜４８、比較例１、参考例１）
金属粉末として、Ｚｎ−Ｓｎ−Ｍｇ系合金のみを用いた。その成分割合は、表２に示すとおりであった。また金属粉末としては、その平均粒度が１０〜２０μｍの範囲であり、その最大粒径が４０〜５０μｍの範囲である球状のものを用いた。展着剤としては、エポキシ樹脂（大日本塗料社製、「ゼッタール  ＥＰ−２ＨＢ」）を用い、合金粉末と展着剤との混合比は（合金粉末）：（展着剤）＝７：３として、実施例２５〜４８の塗料を得た。試験片への塗料の塗布量は、３２５ｇ／ｍ２とした。
その結果を表２に示す。表２には、表１と同じ比較例１、参考例１を再掲した。
【００３５】
【表２】
2013166806.tif 000003
【００３６】
表２に示すように、本発明の実施例２５〜４８の塗料は、いずれも、比較例１に比べて、防食性能が優れたものであり、その特性は、溶射被膜を形成した参考例１のものと同等であった。
【００３７】
また表２に示すように、Ｓｎの含有率が５〜４９質量％である場合は、その含有率が４質量％、５５質量％である場合よりも防食性能にすぐれていた。Ｓｎの含有率にかかわらず上塗り塗料の付着性は良好であり、その特性は、溶射皮膜を形成した参考例のものと同等であった。
【００３８】
またＭｇの含有率が０．１〜４．９質量％である場合は、その含有率が０．０８質量％、５．５質量％である場合よりも防食性能にすぐれていた。Ｍｇの含有率にかかわらず上塗り塗料の付着性は良好であり、その特性は、溶射皮膜を形成した参考例のものと同等であった。
【００３９】
（実施例４９〜６７、比較例１、参考例１）
金属粉末として、Ｚｎ粉末と、Ｓｎ−Ｍｇ系合金粉末との混合粉末を用いた。各粉末としては、その平均粒度が１０〜２０μｍの範囲であり、その最大粒径が４０〜５０μｍの範囲である球状のものを用いた。展着剤としては、エポキシ樹脂（大日本塗料社製、「ゼッタール  ＥＰ−２ＨＢ」）を用い、合金粉末と展着剤との混合比は（合金粉末）：（展着剤）＝７：３として、実施例４９〜６７の塗料を得た。試験片への塗料の塗布量は、３２５ｇ／ｍ２とした。
その結果を表３に示す。表３には、表１と同じ比較例１、参考例１を再掲した。
【００４０】
【表３】
2013166806.tif 000004
【００４１】
表３に示すように、本発明の実施例４９〜６７の塗料は、いずれも、比較例１に比べて、防食性能が優れたものであり、その特性は、溶射被膜を形成した参考例１のものと同等であった。
【００４２】
また表３に示すように、Ｓｎの含有率が５〜４９質量％である場合は、その含有率が４．５質量％、５５．２質量％である場合よりも防食性能にすぐれていた。Ｓｎの含有率にかかわらず上塗り塗料の付着性は良好であり、その特性は、溶射皮膜を形成した参考例のものと同等であった。
【００４３】
またＭｇの含有率が０．１〜５質量％である場合は、その含有率が０．０８質量％、５．４質量％である場合よりも防食性能にすぐれていた。Ｍｇの含有率にかかわらず上塗り塗料の付着性は良好であり、その特性は、溶射皮膜を形成した参考例のものと同等であった。
【００４４】
（実施例６８〜７９、比較例１、２〜８、参考例１）
金属粉末として、Ｚｎ粉末とＳｎ粉末とＭｇ粉末との混合粉末を用いた。各粉末としては、その平均粒度が１０〜２０μｍの範囲であり、その最大粒径が４０〜５０μｍの範囲である球状のものを用いた。展着剤としては、エポキシ樹脂（大日本塗料社製、「ゼッタール  ＥＰ−２ＨＢ」）を用い、合金粉末と展着剤との混合比は（合金粉末）：（展着剤）＝７：３として、実施例６８〜７９の塗料を得た。試験片への塗料の塗布量は、３２５ｇ／ｍ２とした。
【００４５】
比較例２〜５は、金属粉末としてＺｎ粉末とＳｎ粉末とを用い、Ｍｇ粉末は用いないものであった。比較例６〜８は、金属粉末としてＺｎ粉末とＭｇ粉末とを用い、Ｓｎ粉末は用いないものであった。
その結果を表４に示す。表４には、表１と同じ比較例１、参考例１を再掲した。
【００４６】
【表４】
2013166806.tif 000005
【００４７】
表４に示すように、本発明の実施例６８〜７９の塗料は、いずれも、比較例１に比べて、防食性能が優れたものであり、その特性は、溶射被膜を形成した参考例１のものと同等であった。
【００４８】
また表４に示すように、Ｓｎの含有率が５〜４９質量％である場合は、その含有率が４質量％、５２質量％である場合よりも防食性能にすぐれていた。Ｓｎの含有率にかかわらず上塗り塗料の付着性は良好であり、その特性は、溶射皮膜を形成した参考例のものと同等であったと評価できるものであった。
【００４９】
またＭｇの含有率が０．１〜４．９質量％である場合は、その含有率が０．０８質量％、５．４質量％である場合よりも防食性能にすぐれていた。Ｍｇの含有率にかかわらず上塗り塗料の付着性は良好であり、その特性は、溶射皮膜を形成した参考例のものと同等であったと評価できるものであった。
【００５０】
比較例２〜５の塗料は、Ｍｇを含有しないものであったため、実施例のＺｎとＳｎとＭｇとのすべてを含んだ塗料に比べて、防食性能が劣っていた。
【００５１】
比較例６〜８の塗料は、Ｓｎを含有しないものであったため、比較例２〜５の塗料と同様に、実施例のＺｎとＳｎとＭｇとのすべてを含んだ塗料に比べて、防食性能が劣っていた。