(57)【要約】【課題】１回の塗装で乾燥膜厚が１００μｍ以上の塗膜を形成することが可能で、且つ高い防食性を有する塗膜を形成できる水系エポキシ樹脂塗料組成物を提供する。【解決手段】（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）粘性調整剤、（Ｄ）顔料、及び（Ｅ）水を少なくとも含み、（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）硬化剤を塗装直前に混合して使用する２液型の水系エポキシ樹脂塗料組成物であって、該水系エポキシ樹脂塗料組成物中に占める塗膜形成成分の含有量が５５〜７５質量％であり、また、前記（Ｃ）粘性調整剤が、ポリアクリル酸系粘性調整剤及びポリウレタン系粘性調整剤からなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする水系エポキシ樹脂塗料組成物である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）粘性調整剤、（Ｄ）顔料、及び（Ｅ）水を少なくとも含み、（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）硬化剤を塗装直前に混合して使用する２液型の水系エポキシ樹脂塗料組成物であって、該水系エポキシ樹脂塗料組成物中に占める塗膜形成成分の含有量が５５〜７５質量％であり、また、前記（Ｃ）粘性調整剤が、ポリアクリル酸系粘性調整剤及びポリウレタン系粘性調整剤からなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする水系エポキシ樹脂塗料組成物。
【請求項２】
ずり速度０．１（１／ｓ）における粘度が５０〜５００（Ｐａ・ｓ，２３℃）であり、ずり速度１０００（１／ｓ）における粘度が０．０１〜１（Ｐａ・ｓ，２３℃）であることを特徴とする請求項１記載の水系エポキシ樹脂塗料組成物。
【請求項３】
前記（Ｄ）顔料が、タルク、マイカ、カオリンクレー、ガラスフレーク、及び雲母状酸化鉄よりなる群から選択される、アスペクト比が１．２〜１００である鱗片状顔料を少なくとも一種含み、前記塗膜形成成分中に占める該鱗片状顔料の割合が３〜３０質量％であることを特徴とする請求項１に記載の水系エポキシ樹脂塗料組成物。
【請求項４】
前記鱗片状顔料のアスペクト比が２０〜１００であることを特徴とする請求項３に記載の水系エポキシ樹脂塗料組成物。
【請求項５】
基材と該基材の表面に配置された塗膜とを備える塗装体であって、
前記塗膜が、請求項１〜４のいずれか１項に記載の水系エポキシ樹脂塗料組成物によって形成されていることを特徴とする塗装体。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の水系エポキシ樹脂塗料組成物を基材表面に塗装することを特徴とする塗装体の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の水系エポキシ樹脂塗料組成物を基材表面に塗装して下塗り塗膜を形成させ、次いで、該下塗り塗膜の表面に上塗り塗料を塗装して上塗り塗膜を形成させることを特徴とする塗装体の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の水系エポキシ樹脂塗料組成物を基材表面に塗装して下塗り塗膜を形成させ、次いで、該下塗り塗膜の表面に中塗り塗料を塗装して中塗り塗膜を形成させ、その後、該中塗り塗膜の表面に上塗り塗料を塗装して上塗り塗膜を形成させることを特徴とする塗装体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水系エポキシ樹脂塗料組成物、該水系エポキシ樹脂塗料組成物を用いた塗装体及び該塗装体の製造方法に関し、特には、１回の塗装で乾燥膜厚が１００μｍ以上の塗膜を形成することが可能で、且つ高い防食性を有する塗膜を形成できる水系エポキシ樹脂塗料組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、有機溶剤系エポキシ樹脂塗料については、その品質が日本工業規格等において規格化されており、橋梁やプラント等の構造物に防食性を付与する目的として広く使用されている。しかしながら、近年、大気汚染防止や省資源等の観点から、従来の有機溶剤系エポキシ樹脂塗料から水系エポキシ樹脂塗料への転換が強く要望されている。
【０００３】
例えば、特開２００９−１４９７９１号公報（特許文献１）には、エポキシ樹脂エマルジョンを含む水性防食塗料と、該水性防食塗料を基材面に塗装する防食塗装方法とが提案されている。また、特開２０１３−１９９６２１号公報（特許文献２）には、エポキシ樹脂エマルジョンとアミン樹脂エマルジョンとを含み、特定のずり速度における粘度が特定の範囲内に調整された水系エポキシ樹脂塗料組成物が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１４９７９１号公報
【特許文献２】特開２０１３−１９９６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、防食性の向上効果を高めるアプローチの一つとして、基材上に形成される塗膜の膜厚を厚くする手法、具体的には膜厚を１００μｍ以上にする手法がある。
構造物用の下塗り塗料として用いられる水系エポキシ樹脂塗料組成物（特許文献１，２）を用いて、膜厚が１００μｍ以上の塗膜を形成する場合には、通常、塗装作業性の面から、水系エポキシ樹脂塗料組成物を複数回塗り重ねる方法が行われてきた。
しかし、塗装工程を短縮するため、１回の塗装で厚膜塗装できる塗料が要望されてきている。１回の塗装で形成される塗膜を厚くする方法として、塗料中の塗膜形成成分の含有量を高くする方法が挙げられるが、従来の水系エポキシ樹脂塗料組成物にこの方法を応用した場合、塗装作業性の面から、平滑な塗膜が得られにくいといった課題があった。
また、塗膜形成成分の含有量を高くした水系エポキシ樹脂塗料組成物により１回の塗装で膜厚が１００μｍ以上の塗膜を形成した場合には、塗膜形成成分の含有量の低い水系エポキシ樹脂塗料組成物を複数回塗り重ねた塗膜に比べて、防食性能が劣る傾向があった。
【０００６】
本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、１回の塗装で乾燥膜厚が１００μｍ以上の塗膜を形成することが可能で、且つ高い防食性を有する塗膜を形成できる水系エポキシ樹脂塗料組成物を提供することにある。また、本発明の他の目的は、かかる水系エポキシ樹脂塗料組成物を用いた塗装体及び該塗装体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、塗膜形成成分を多く含む２液型の水系エポキシ樹脂塗料組成物に、特定の粘性調整剤を配合することにより、１回の塗装で乾燥膜厚が１００μｍ以上の塗膜を形成でき、更には該塗膜の防食性も高いことを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００８】
即ち、本発明の水系エポキシ樹脂塗料組成物は、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）粘性調整剤、（Ｄ）顔料、及び（Ｅ）水を少なくとも含み、（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）硬化剤を塗装直前に混合して使用する２液型の水系エポキシ樹脂塗料組成物であって、該水系エポキシ樹脂塗料組成物中に占める塗膜形成成分の含有量が５５〜７５質量％であり、また、前記（Ｃ）粘性調整剤が、ポリアクリル酸系粘性調整剤及びポリウレタン系粘性調整剤からなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする。
【０００９】
本発明の水系エポキシ樹脂塗料組成物の好適例においては、ずり速度０．１（１／ｓ）における粘度が５０〜５００（Ｐａ・ｓ，２３℃）であり、ずり速度１０００（１／ｓ）における粘度が０．０１〜１（Ｐａ・ｓ，２３℃）である。
【００１０】
本発明の水系エポキシ樹脂塗料組成物の他の好適例においては、前記（Ｄ）顔料が、タルク、マイカ、カオリンクレー、ガラスフレーク、及び雲母状酸化鉄よりなる群から選択される、アスペクト比が１．２〜１００である鱗片状顔料を少なくとも一種含み、前記塗膜形成成分中に占める該鱗片状顔料の割合が３〜３０質量％である。
【００１１】
更に、前記鱗片状顔料のアスペクト比は２０〜１００であることが好ましい。
【００１２】
また、本発明の塗装体は、基材と該基材の表面に配置された塗膜とを備える塗装体であって、前記塗膜が、上記の水系エポキシ樹脂塗料組成物によって形成されていることを特徴とする。
【００１３】
更に、本発明の塗装体の第一の製造方法は、上記の水系エポキシ樹脂塗料組成物を基材表面に塗装することを特徴とする。
【００１４】
また更に、本発明の塗装体の第二の製造方法は、上記の水系エポキシ樹脂塗料組成物を基材表面に塗装して下塗り塗膜を形成させ、次いで、該下塗り塗膜の表面に上塗り塗料を塗装して上塗り塗膜を形成させることを特徴とする。
【００１５】
更にまた、本発明の塗装体の第三の製造方法は、上記の水系エポキシ樹脂塗料組成物を基材表面に塗装して下塗り塗膜を形成させ、次いで、該下塗り塗膜の表面に中塗り塗料を塗装して中塗り塗膜を形成させ、その後、該中塗り塗膜の表面に上塗り塗料を塗装して上塗り塗膜を形成させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の水系エポキシ樹脂塗料組成物によれば、１回の塗装で乾燥膜厚が１００μｍ以上の塗膜を形成することが可能で、且つ高い防食性を有する塗膜を形成できる水系エポキシ樹脂塗料組成物を提供することができる。
【００１７】
本発明の塗装体によれば、かかる水系エポキシ樹脂塗料組成物を用いた塗装体を提供することができ、本発明の塗装体の製造方法によれば、かかる水系エポキシ樹脂塗料組成物を用いた塗装体の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明の水系エポキシ樹脂塗料組成物（以下、単に本発明の塗料組成物とも称する）を詳細に説明する。本発明の水系エポキシ樹脂塗料組成物は、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）粘性調整剤、（Ｄ）顔料、及び（Ｅ）水を少なくとも含み、（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）硬化剤を塗装直前に混合して使用する２液型の水系エポキシ樹脂塗料組成物であって、該水系エポキシ樹脂塗料組成物中に占める塗膜形成成分の含有量が５５〜７５質量％であり、また、前記（Ｃ）粘性調整剤が、ポリアクリル酸系粘性調整剤及びポリウレタン系粘性調整剤からなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする。
【００１９】
本発明の水系エポキシ樹脂塗料組成物において、塗膜形成成分の含有量は５５〜７５質量％であることを要し、６０〜７５質量％であることが好ましく、６５〜７５質量％であることが更に好ましい。塗膜形成成分の含有量が５５〜７５質量％であれば、良好な塗装作業性を実現した場合に１回の塗装で乾燥膜厚が１００μｍ以上の塗膜を形成することが可能になる。なお、本発明において、塗膜形成成分とは、塗料組成物を１３０℃で４０分間乾燥させた際に残留する成分を指す。
【００２０】
本発明の塗料組成物は、ずり速度０．１（１／ｓ）における粘度が５０〜５００（Ｐａ・ｓ，２３℃）であり、ずり速度１０００（１／ｓ）における粘度が０．０１〜１（Ｐａ・ｓ，２３℃）であることが好ましい。上述の特定した範囲内に調整することにより、塗料組成物の塗装作業性を向上でき、１回の塗装で乾燥膜厚が１００μｍ以上の平滑な塗膜を形成できる。
【００２１】
なお、本発明の水系エポキシ樹脂塗料組成物において、０．１（１／ｓ）と１０００（１／ｓ）の２つのずり速度を基準にして粘度を規定した理由は、０．１（１／ｓ）のずり速度が塗装直後の塗料の粘度を指し、１０００（１／ｓ）のずり速度が刷毛塗り塗装時の塗料粘度を指し、この塗装時から塗装直後の塗料の粘性がタレ性およびレベリング性に相関しているからである。なお、本発明の水系エポキシ樹脂塗料組成物の粘度を上述の特定した範囲内に調整する方法として、後述の粘性調整剤や水の配合量を調整する手法等が利用できる。
【００２２】
本発明の塗料組成物は、（Ａ）エポキシ樹脂を含むことを要する。エポキシ樹脂は、一般に、金属基材に対する付着性が高く、また、金属の腐食に影響する環境因子（例えば水、酸素等）から基材を遮蔽する効果（遮蔽効果）もあるため、防食性に優れる樹脂である。
【００２３】
上記エポキシ樹脂としては、１分子中に少なくとも２個のエポキシ基を有する樹脂であることが好ましく、例えば、多価アルコール又は多価フェノールとハロヒドリンとを反応させて得られるものであり、具体例としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ハロゲン化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ポリグリコール型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、エポキシ化油、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル及びネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル等が挙げられる。これらの中でも、塗膜の機械的耐久性や防食性、基材に対する付着性等の観点から、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂及びビスフェノールＦ型エポキシ樹脂が好ましい。なお、これらエポキシ樹脂は、単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２４】
また、上記エポキシ樹脂は、形成される塗膜の仕上がり性、硬化性、及び防食性等の観点から、通常、エポキシ当量は１００〜１，０００ｇ／ｅｑが好ましく、１６０〜９８０ｇ／ｅｑがより好ましく、１６０〜５５０ｇ／ｅｑが更に好ましい。エポキシ当量が１００ｇ／ｅｑ未満では、十分な塗膜物性が得られないおそれがあり、一方でエポキシ当量が１，０００ｇ／ｅｑより大きい場合には、レベリング性が低下し、均一な塗膜が得られないおそれがある。
【００２５】
上記エポキシ樹脂は、エポキシ樹脂エマルジョン又はエポキシ樹脂ディスパージョンの形態で配合されるのが好ましい。なお、本発明において、エポキシ樹脂エマルジョンとは、エポキシ樹脂が水等の水性媒体中で分散してなる乳濁液を意味し、エポキシ樹脂ディスパージョンとは、エポキシ樹脂が水等の水性媒体中で分散してなる分散液を意味する。上記エポキシ樹脂エマルジョンは、特に制限されないが、通常の強制乳化方式（乳化剤及び高速攪拌機等を使用する方式）によって、水等の水性媒体中でエポキシ樹脂を乳化させることにより調製される。ここで、乳化剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル系ノニオン界面活性剤、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体等のポリエーテル類、或いは該ノニオン界面活性剤及び該ポリエーテル類の少なくとも一方とジイソシアネート化合物との付加物等が挙げられる。なお、これら乳化剤は、１種単独でも、２種以上のブレンドとして用いてもよい。また、エポキシ樹脂エマルジョンの市販品としては、例えば、エポルジョンＥＡ１、２、３、７、１２、２０、５５及びＨＤ２（ヘンケルジャパン社製）；ユカレジンＫＥ−００２、ＫＥ−１１６、Ｅ−１０２２、ＫＥ−３０１Ｃ（吉村油化学社製）；アデカレジンＥＭ−１０１−５０（アデカ社製）；ｊＥＲ−Ｗ３４３５Ｒ６７、Ｗ１１５５Ｒ５５（三菱化学社製）等が挙げられる。一方、エポキシ樹脂ディスパージョンの市販品としては、例えば、Ｂｅｃｋｐｏｘ  ＥＰ２３８１（オルネクス社製）；ＥＰＩ−ＲＥＺ６５３０−ＷＨ−５３（モメンティブ社製）等が挙げられる。
【００２６】
本発明の塗料組成物は、（Ｂ）硬化剤を含むことを要する。ここで、硬化剤は、エポキシ樹脂の硬化剤である限り特に限定されるものではないが、アミン化合物が好ましく、１分子中に２個以上のアミノ基を含有し、分子量１２０以上のポリアミン化合物が更に好ましい。上記ポリアミン化合物としては、例えば、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、トリアミノプロパン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、イソホロンジアミン、及び１，３−ビスアミノメチルシクロヘキサン等の脂肪族ポリアミン；フェニレンジアミン、メタキシリレンジアミン、パラキシリレンジアミン、及びジアミノジフエニルメタン等の芳香族ポリアミン；ポリオキシエチレンジアミン、ポリオキシプロピレンジアミン、トリエチレングリコールジアミン、及びトリプロピレングリコールジアミン等の他のポリアミン化合物と、これらポリアミン化合物のアミノ基を変性してなる変性ポリアミン化合物とが挙げられる。なお、上記ポリアミン化合物の変性には、既知の方法が利用でき、変性反応の例としては、アミノ基のアミド化、アミノ基とカルボニル化合物のマンニッヒ反応、アミノ基とエポキシ基の付加反応等が挙げられる。ここで、アミノ基にエポキシ基等が付加したタイプの変性ポリアミン化合物をアダクトタイプの変性ポリアミン化合物といい、防食性の観点から、アミノ基にエポキシ基が付加したエポキシアダクトタイプの変性ポリアミン化合物が好ましい。なお、これらアミン化合物は、単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２７】
上記アミン化合物は、アミン化合物のエマルジョン、アミン化合物のディスパージョン又はアミン化合物の水溶液の形態で配合されるのが好ましい。なお、本発明において、アミン化合物のエマルジョンとは、アミン化合物が水等の水性媒体中で分散してなる乳濁液を意味し、アミン化合物のディスパージョンとは、アミン化合物が水等の水性媒体中で分散してなる分散液を意味する。なお、上記アミン化合物としては、エマルジョン、ディスパージョン又は水溶液の形態で入手可能な市販品を好適に使用できる。
【００２８】
本発明の塗料組成物において、硬化剤がアミン化合物である場合、該硬化剤の配合割合は、塗膜の硬化性及び防食性等の観点から、エポキシ樹脂のエポキシ基１当量に対して、アミン化合物の活性水素が、通常０．５〜２．０当量の範囲内であり、特に０．６〜１．２当量の範囲内であるのが好ましい。
【００２９】
本発明の塗料組成物において、塗膜形成成分中に占めるエポキシ樹脂と硬化剤の合計割合は、３０〜５０質量％であることが好ましく、３０〜４５質量％であることが更に好ましい。
【００３０】
本発明の塗料組成物は、（Ｃ）粘性調整剤を含むことを要する。ここで、（Ｃ）粘性調整剤は、ポリアクリル酸系粘性調整剤及びポリウレタン系粘性調整剤からなる群から選択される少なくとも１種の粘性調整剤である。本発明者は、かかる（Ｃ）粘性調整剤を用いると、１回の塗装で乾燥膜厚が１００μｍ以上の塗膜を形成した場合でも、高い防食性を有する塗膜が得られることを見出した。ポリアクリル酸系粘性調整剤やポリウレタン系粘性調整剤は、後述するような重合体であるため、他の粘性調整剤に比べると疎水性が高い。このため、ポリアクリル酸系粘性調整剤やポリウレタン系粘性調整剤を用いた場合、形成される塗膜中には水が浸透し難く、耐水性の低下が起こり難い。このことが高防食性の達成に影響している可能性がある。
【００３１】
上記ポリアクリル酸系粘性調整剤としては、アクリル酸又はそのエステル、アミド及びニトリル等から選択されるアクリル成分の１種又は複数種を重合させて得られる重合体のアミン塩、アマイド塩又はナトリウム塩であり、分子内に複数のカルボキシル基又はその塩を有する。具体例としては、ポリアクリル酸ソーダ、ディスパロンＡＱ−００１、００２（楠本化成社製、アクリル系重合物のアミン塩の水分散液）；チクゾールＫ−１３０Ｂ、Ｗ−４００ＬＰ（共栄社製、ポリアクリル酸脂肪族ポリアマイドの水分散液）等のポリアクリル酸塩等が挙げられる。ポリウレタン系粘性調整剤としては、水酸基とイソシアネート基の反応から形成されるウレタン部位と親水性部位を分子内に有する化合物や、アミノ基とイソシアネート基の反応から形成されるウレア部位と親水性部位を分子内に有する化合物、又はウレタン部位、ウレア部位及び親水性部位を分子内に有する化合物が挙げられる。具体例としては、ＳＮシックナー６１２、６２５、６６０Ｔ（サンノプコ社製、ポリエーテルポリウレタンの水分散液）；ＢＹＫ−４２０（ＢＹＫ社製、変性ウレアウレタンの水分散液）；Ａ−Ｓ−Ａ  ＥＲ−３、９０（伊藤製油社製、ポリエーテルポリウレタンの水分散液）等が挙げられる。これら粘性調整剤は、単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、粘性調整剤としては、市販品を好適に使用できるが、塗料の貯蔵安定性の観点から、予め中和処理されたもの、或いは中和処理の必要がないものが好ましい。
【００３２】
本発明の塗料組成物中において、（Ｃ）粘性調整剤の含有量は、粘性調整剤の種類によって異なるが、０．０１〜２．０質量％であることが好ましく、０．０１〜１．０質量％であることがより好ましい。本発明の塗料組成物中における粘性調整剤の含有量が２．０質量％を超えると防食性や塗装作業性が低下する恐れがある。
【００３３】
本発明の塗料組成物は、（Ｄ）顔料を含むことを要する。ここで、（Ｄ）顔料は、タルク、マイカ、カオリンクレー、ガラスフレーク、及び雲母状酸化鉄よりなる群から選択される、アスペクト比が１．２〜１００である鱗片状顔料を少なくとも一種含むことが好ましい。鱗片状顔料は、その形状から、水、酸素、塩化物等の腐食因子の侵入を阻害する効果や、塗膜の内部応力を小さくする効果を示す。塗膜の内部応力を小さくすることにより、基材に対する塗膜の付着性を更に向上できる。また、本発明の塗料組成物は、常温での１回の塗装で乾燥膜厚１００μｍ以上の塗膜を形成することを目的としており、塗膜の内部応力を低減できる鱗片状顔料の使用は非常に有効である。なお、鱗片状顔料は、塗料組成物に使用される顔料の一部又は全部であってもよい。
【００３４】
本発明の塗料組成物において、鱗片状顔料のアスペクト比が１．２未満であると、遮蔽効果が得られ難くなり、一方、アスペクト比が１００を超えると、塗装作業性が悪くなる場合や、成膜時において鱗片状顔料が適切に配列されない場合がある。また、本発明の塗料組成物において、鱗片状顔料のアスペクト比は２０〜１００であることがより好ましい。本発明において、鱗片状顔料のアスペクト比は、５０％体積平均径（Ｄ）と平均厚み（Ｔ）との比（Ｄ／Ｔ）である。なお、本発明において、５０％体積平均径は、体積基準粒度分布の５０％粒子径（Ｄ５０）を指し、粒度分布測定装置（例えばレーザ回折／散乱式粒度分布測定装置）を用いて測定される粒度分布から求めることができる。なお、鱗片状顔料の粒子径は、レーザ回折・散乱法による球相当径で表される。また、本発明においては、ＳＥＭ（走査電子顕微鏡）を用いて鱗片状顔料の厚みを測定し、１００個以上の粒子を対象にして平均厚みを求めた。
【００３５】
また、本発明の塗料組成物において、（Ｄ）顔料は、上述の鱗片状顔料以外の顔料を含むことができ、このような顔料としては、特に限定されず、塗料業界において一般的に使用される着色顔料、防錆顔料及び体質顔料等が挙げられる。着色顔料、防錆顔料及び体質顔料の具体例としては、酸化チタン、ベンガラ、黄色酸化鉄、カーボンブラック、トリポリリン酸アルミニウム、リン酸亜鉛、縮合リン酸アルミニウム、メタホウ酸バリウム、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、カオリン、タルク、クレー、マイカ、アルミナ、ミョウバン、白土、水酸化マグネシウム、及び酸化マグネシウム等の無機顔料や、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ナフトールレッド、キナクリドンレッド、ベンズイミダゾロンイエロー、ハンザイエロー、ベンズイミダゾロンオレンジ、及びジオキサジンバイオレット等の有機顔料が挙げられる。これら顔料は、単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３６】
本発明の塗料組成物において、塗膜形成成分中に占める顔料の割合は、４０〜６９質量％であることが好ましく、５０〜６５質量％であることが更に好ましい。また、本発明の塗料組成物において、塗膜形成成分中に占める鱗片状顔料の割合は、３〜３０質量％であることが好ましく、１０〜２５質量％であることが更に好ましい。ここで、塗膜形成成分中に占める鱗片状顔料の割合が３０質量％を超えると、塗装作業性が低下する場合があり、また、塗膜の密度低下により防食性が低下する恐れがある。
【００３７】
本発明の塗料組成物は、（Ｅ）水を含むことを要する。本発明の塗料組成物中において、水の含有量は２５〜４５質量％であることが好ましく、２５〜３５質量％であることが更に好ましい。本発明の塗料組成物中における水の含有量が２５質量％未満であると塗料の調製が困難になる場合があり、一方、４５質量％を超えると、厚膜塗装することが困難になる。また、本発明の塗料組成物は、後述するように、有機溶剤を含んでもよい。このため、本発明の塗料組成物が有機溶剤を含む場合は、水と有機溶剤の合計含有量が２５〜４５質量％であることが好ましく、２５〜３５質量％であることが更に好ましい。なお、本発明の塗料組成物が有機溶剤を含む場合、水を主溶媒として含み、水と有機溶剤の混合物に占める水の割合は５０質量％以上である。
【００３８】
本発明の塗料組成物は、エポキシ樹脂と硬化剤との融着を促進し、低温成膜性を向上させる目的で、有機溶剤を含んでもよい。有機溶剤としては、例えば、エチレングリコールモノｎ−ブチルエーテル、エチレングリコールモノｉ−ブチルエーテル、エチレングリコールモノｎ−プロピルエーテル、エチレングリコールモノｉ−プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノｎ−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノｉ−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノｎ−プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノｉ−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノｉ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノｎ−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノｉ−プロピルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、及びジエチレングリコールジブチルエーテル等のグリコールエーテル類、２，２，４−トリメチルペンタンジオールモノイソブチレート、及び２，２，４−トリメチルペンタンジオールジイソブチレート等が挙げられる。これら有機溶剤は、単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３９】
本発明の塗料組成物は、塗膜の可撓性を向上させる目的として、反応性希釈剤や非反応性希釈剤等の一般的に使用される希釈剤を含有してもよい。反応性希釈剤としては、例えば、カージュラＥ１０（油化シェルエポキシ社製、商品名）、ネオトートＳ（東都化成社製、商品名）、及びアデカグリシロールＥＤ５０２（旭電化工業社製、商品名）等の１官能性エポキシ樹脂が挙げられる。一方、非反応性希釈剤としては、例えば、ニカノールＬＬＬ等の石油樹脂及びクマロン樹脂等が挙げられる。これら希釈剤は、単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４０】
本発明の塗料組成物には、エポキシ樹脂以外の結着樹脂、防錆剤、分散剤、消泡剤、沈降防止剤、防カビ剤、防腐剤、紫外線吸収剤、光安定剤、ｐＨ調整剤等を必要に応じて適宜配合してもよい。なお、防錆剤としては、例えば、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カルシウム、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、プロピレンジアミン四酢酸（ＰＤＴＡ）等が挙げられる。本発明の塗料組成物において、塗膜形成成分中に占める防錆剤の割合は、０．０１〜２質量％であることが好ましい。
【００４１】
本発明の塗料組成物は、（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）硬化剤を塗装直前に混合して使用する２液型の水系エポキシ樹脂塗料組成物である。本発明の塗料組成物は、エポキシ樹脂と硬化剤とを分けて保存されており、塗装直前にこれらを混合して調製される。エポキシ樹脂は、通常、水や必要に応じて適宜選択される各種成分と組み合わせて保存されており、これを主剤と称する。また、硬化剤も、通常、水や必要に応じて適宜選択される各種成分と組み合わせて保存されており、これを硬化剤混合物と称する。なお、本発明の塗料組成物の粘度を調整するため、上記主剤と、硬化剤混合物とを混合した後に、水を更に加えてもよい。
【００４２】
次に、本発明の塗装体を詳細に説明する。本発明の塗装体は、基材と該基材の表面に配置された塗膜とを備える塗装体であって、前記塗膜が、上述した本発明の水系エポキシ樹脂塗料組成物によって形成されることを特徴とする。
【００４３】
ここで、本発明の塗装体において、本発明の水系エポキシ樹脂塗料組成物によって形成される塗膜は、その乾燥膜厚が１００〜３００μｍであることが好ましく、１００〜１５０μｍであることが更に好ましい。該乾燥膜厚が１００μｍ以上であれば、防食性を更に向上させることができる。本発明において、塗膜の乾燥膜厚とは、２３℃、５０％相対湿度の条件にて２４時間乾燥した後の膜厚を指す。
【００４４】
本発明の塗装体を構成する基材は、例えば、鉄鋼、亜鉛、アルミニウム、銅、及びスズ等の金属基材が挙げられる。また、鉄鋼等において、防食性をより向上させることを目的として下地処理されているものも適用でき、その下地処理としては、ジンクリッチペイント、亜鉛メッキ、金属溶射等が挙げられる。なお、基材は、その用途に応じて様々な形状が存在し、例えば板状等が挙げられる。
【００４５】
本発明の塗装体は、本発明の水系エポキシ樹脂塗料組成物によって形成される塗膜の表面に上塗り塗膜として、別の種類の塗料を塗り重ねることにより、複層塗膜を形成することができる。
【００４６】
本発明の塗装体の具体例としては、自動車、電車、航空機等の輸送用機器及びその部材、橋梁及びその部材、鉄塔及びその部材、土木部材、防水材シート、タンク、パイプ等の産業機材、ビル外装、ドア、窓門部材、モニュメント、ポール等の建築部材、道路の中央分離帯、ガードレール、防音壁、信号機等の道路部材、通信機器及びその部材、家電製品等が挙げられる。
【００４７】
次に、本発明の塗装体の製造方法を詳細に説明する。本発明の塗装体の製造方法は、上述した本発明の水系エポキシ樹脂塗料組成物を基材表面に塗装することを特徴とする。また、本発明の塗装体が複層塗膜を備える場合、上述した本発明の水系エポキシ樹脂塗料組成物を基材表面（好ましくは前述の下地処理した基材の処理面）に塗装して塗膜を形成し、次いで、該塗膜上に他の塗料を塗装して複層塗膜が形成できる。具体例として、本発明の塗装体が下塗り塗膜及び上塗り塗膜を備える場合、本発明の塗装体の製造方法は、上述した本発明の水系エポキシ樹脂塗料組成物を基材表面に塗装して下塗り塗膜を形成させ、次いで、該下塗り塗膜の表面に上塗り塗料を塗装して上塗り塗膜を形成させる。また、本発明の塗装体が下塗り塗膜、中塗り塗膜及び上塗り塗膜を備える場合、本発明の塗装体の製造方法は、上述した本発明の水系エポキシ樹脂塗料組成物を基材表面に塗装して下塗り塗膜を形成させ、次いで、該下塗り塗膜の表面に中塗り塗料を塗装して中塗り塗膜を形成させ、その後、該中塗り塗膜の表面に上塗り塗料を塗装して上塗り塗膜を形成させる。
【００４８】
本発明の塗装体の製造方法において、中塗り塗料としては、例えば、エポキシ樹脂系中塗り塗料、変性エポキシ樹脂系中塗り塗料、及びウレタン樹脂系中塗り塗料等が挙げられる。また、上塗り塗料としては、例えば、アクリル樹脂系上塗り塗料、ウレタン樹脂系上塗り塗料、シリコーン樹脂系上塗り塗料、及びフッ素樹脂系上塗り塗料等が挙げられる。
【００４９】
本発明の塗装体の製造方法において、特に制限されず、既知の塗装手段、例えば、エアスプレー塗装、エアレススプレー塗装、刷毛塗り、又はローラー塗り等が利用できる。また、塗料組成物の乾燥温度は５〜３５℃が好ましい。更に、塗料組成物の乾燥時間は、例えば、２３℃、５０％相対湿度においては、２〜２４時間が好ましく、２〜１６時間が更に好ましい。なお、積層塗膜を形成するために次工程の塗料組成物を塗り重ねる場合、例えば、２３℃、５０％相対湿度においては、４時間〜１０日乾燥させると、支障なく塗り重ねることができる。更に、補修の観点から、本発明の水系エポキシ樹脂塗料組成物を基材上に塗装する場合においては、塗装すべき基材を既に覆っている塗膜（旧塗膜）が存在している場合もある。
【００５０】
次に、本発明の防食塗装方法を詳細に説明する。本発明の防食塗装方法は、上述した本発明の水系エポキシ樹脂塗料組成物を基材表面に塗装することを特徴とする。
【実施例】
【００５１】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
【００５２】
＜主剤の調製例＞
表１〜２に示す配合処方に従い、原料を混合して、主剤１〜１８を調整した。
【００５３】
【表１】
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【００５４】
【表２】
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【００５５】
表１〜２に示される配合剤は、以下の通りである。
（＊１）Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１９０，ビックケミー・ジャパン社製（有効成分１００質量％）
（＊２）ＢＹＫ−０９３，ビックケミー・ジャパン社製（有効成分９８質量％以上）
（＊３）酸化チタン，５０％体積平均径０．３μｍ
（＊４）トリポリリン酸アルミニウム，５０％体積平均径３．５μｍ
（＊５）沈降性硫酸バリウム，５０％体積平均径１．０μｍ
（＊６）マイカ，シベルコジャパン社製，形状：鱗片状，５０％体積平均径２５μｍ，アスペクト比５０
（＊７）カオリン，山陽クレー社製，形状：鱗片状，５０％体積平均径５μｍ，アスペクト比１．３
（＊８）マイカ，ヤマグチマイカ社製，形状：鱗片状，５０％体積平均径４７μｍ，アスペクト比８０
（＊９）アデカレジンＥＭ−１０１−５０（ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の水分散液），アデカ社製，固形分４７質量％、エポキシ当量５１０ｇ／ｅｑ（固形分）
（＊１０）Ｂｅｃｋｐｏｘ  ＥＰ２３８１（ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の水分散液），オルネクス社製，固形分５５質量％、エポキシ当量５００ｇ／ｅｑ（固形分）
（＊１１）エポルジョンＥＡ５５、日本ＮＳＣ、固形分５５質量％、エポキシ当量４９５ｇ／ｅｑ（固形分）
（＊１２）ｊＥＲ  Ｗ３４３５Ｒ６７（ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の水分散液），三菱化学社製，固形分６７質量％、エポキシ当量２７３ｇ／ｅｑ（固形分）
（＊１３）プロピレングリコールモノメチルエーテル
（＊１４）亜硝酸ソーダ
（＊１８）チクゾールＷ−５０２，共栄社，ポリアクリル酸系粘性調整剤の水分散液，粘性調整剤含有量：２１質量％
【００５６】
＜硬化剤混合物の調製例＞
表３〜４に示す配合処方に従い、原料を混合して、硬化剤混合物１〜１３を調製した。
【００５７】
【表３】
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【００５８】
【表４】
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【００５９】
表３〜４に示される配合剤は、以下の通りである。
（＊１５）フジキュアーＦＸＳ−９１８−ＦＡ，Ｔ＆Ｋ  ＴＯＫＡ社製，アミノ基にエポキシ基が付加したエポキシアダクトタイプの変性ポリアミン化合物の水分散液，固形分６０質量％
（＊１６）ＥＫ８５４５−Ｗ５２，モメンティブ社製，ポリアミンのアミノ基をアミド化して得られる変性ポリアミドアミンの水分散液，固形分５２質量％
（＊１７）ディスパロンＡＱ−００１，楠本化成社製，ポリアクリル酸系粘性調整剤の水分散液，粘性調整剤含有量：１５質量％
（＊１８）チクゾールＷ−５０２，共栄社，ポリアクリル酸系粘性調整剤の水分散液，粘性調整剤含有量：２１質量％
（＊１９）Ａ−Ｓ−Ａ  ＥＲ−３，伊藤製油社製，ポリウレタン系粘性調整剤の水分散液，粘性調整剤含有量：２０質量％
（＊２０）ＢＹＫ−４２０，ＢＹＫ社製，ポリウレタン系粘性調整剤の水分散液，粘性調整剤含有量：５２質量％
（＊２１）チクゾールＷ−４００ＬＰ，共栄社製，脂肪酸ポリアマイドと酸化ポリエチレンの混合物の水分散液，粘性調整剤含有量：２５質量％
（＊２２）ＮＡＴＲＯＳＯＬ  ２５０ＨＲ，アッシュランド社製，セルロース系粘性調整剤，アッシュランド社製，粘性調整剤含有量：１００質量％
（＊２３）カゼイン酸ソーダ，たんぱく質系増粘剤，粘性調整剤含有量：１００質量％
（＊２４）ＯＰＴＩＧＥＬ  ＷＭ，ロックウッド社製，粘土鉱物（モンモリロナイト），粘性調整剤含有量：１００質量％
【００６０】
＜塗料組成物の調製例＞
表５〜８に示す配合処方に従って主剤及び硬化剤混合物を混合して、塗料組成物１〜２８を調製し、該塗料組成物の粘度、たるみ性、塗装作業性、防食性及び付着性を測定及び評価した。結果を表５〜８に示す。
【００６１】
＜粘度測定＞
２３℃における塗料組成物について、ＴＡインスツルメンツ社製レオメーターＡＲＥＳを用い、ずり速度０．１（１／ｓ）における粘度及びずり速度１０００（１／ｓ）における粘度を測定した。
【００６２】
＜塗装作業性＞
ブリキ板に、刷毛塗り及びローラー塗りによる１回塗りにて、厚みが１００μｍになるように塗料組成物を塗装し、塗装作業性を下記の基準に従って評価した。なお、塗装後の塗膜は、２３℃、５０％相対湿度の条件にて２４時間乾燥した。乾燥膜厚は、サンコウ電子研究所社製  電磁膜厚計ＳＭ−１０００を用いて測定された。
○：塗料組成物が均一に広がり、塗布面の仕上がりがよく、１回塗りで１００μｍの乾燥膜厚が得られる。
△：塗料組成物が均一に広がり、表面に若干の凹凸が認められるが、１回塗りで１００μｍの乾燥膜厚が得られる。
×：いずれの塗装方法によっても、１回塗りでの１００μｍの乾燥膜厚の塗りつけが困難であるか、或いは、塗膜表面の凹凸が著しく、外観上の異常が認められる。
【００６３】
＜たるみ性試験＞
垂直面に設置したブリキ板に、刷毛塗りにて、理論乾燥膜厚が１００μｍとなるように、水系エポキシ樹脂塗料組成物を塗装し、形成される塗膜のたるみ性を下記の基準に従って評価した。
○：塗料の流れ（たるみ）が認められない。
×：塗料の流れ（たるみ）が認められ、外観上の異常が見られる。
【００６４】
＜防食性＞
素地調整程度がＩＳＯ  ８５０１−１  Ｓａ２．５のグリッドブラスト処理鋼板（１５０×７０×３．２ｍｍ）を試験板として用い、該試験板の両面に、エアスプレーを用いて、乾燥膜厚が１００〜１３０μｍになるように、塗料組成物を塗装し、２３℃、５０％相対湿度の条件にて７日間乾燥させ、試験片を作製した。該試験片をＪＩＳ  Ｋ５６００−７−９に準じて、付属書１のサイクルＤの試験条件で、１２０サイクル曝した後の試験片に生じたサビ、フクレの発生程度を下記の基準に従って評価した。
○：カット部から２ｍｍ以上離れた試験片表面にサビ、フクレ等の異常が無い。
△：カット部から２ｍｍ以上４ｍｍ未満離れた試験片表面にサビ、フクレが発生するものの、カット部から４ｍｍ以上離れた試験片表面にサビ、フクレ等の異常が無い。
×：カット部から４ｍｍ以上離れた試験片表面にサビ、フクレが発生。
【００６５】
＜付着性＞
上記防食性の評価と同様に試験片を作製した。この試験片に対して、ＪＩＳ  Ｋ  ５６００−５−７（プルオフ法）に従い、付着性試験を行い、以下の基準に従って評価した。
○：付着強度４ＭＰａ以上
△：付着強度２ＭＰａ以上４ＭＰａ未満
×：付着強度２ＭＰａ未満
【００６６】
【表５】
2016186021.tif 000006
【００６７】
【表６】
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【００６８】
【表７】
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【００６９】
【表８】
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