28

技術解説­1
防食塗料のトレンド

防食塗料のトレンド
Trend of Paints for Steel Structures

技術開発部門 研究部
Technical Development Division
Research Development department
Research Group1

為信一郎

Shinichiro TAME

1.

はじめに

2.

無溶剤形塗料

様々な社会インフラや鋼構造物を美しく永く護るの

無溶剤形塗料は重防食塗料の分野では馴染みが深が防食塗料に最も求められる機能である。
また、近年のく、エポキシ樹脂系塗料とウレタンエラストマーが既に環境問題に対する関心から、塗料一般には、より環境実用化され長年の実績がある。
これらは無溶剤形塗料負荷の低い商品への要求が高まってきているが、防食の長所である ①有機溶剤中毒や火災の危険性が低い塗料もその例外ではない。従って、近年の防食塗料はこと、②１回の塗装で「数百μm 〜数 mm」という超厚「美しく永く護る」機能を有しながら、同時にその機能を膜塗装が可能であること、という特徴を生かし、共同溝損なわず環境負荷低減へ貢献できる商品の開発が望内や箱桁内面等といった閉所での塗装や、没水環境にまれている。

おける重防食仕様用途で使用されている。代表例とし防食塗料における環境負荷低減の方向は、使用してて２種の無溶剤形塗料について性状値を表１に示す。

いる鉛系原料、およびVOC（Volatile Organic Com-

無溶剤形エポキシ樹脂塗料の構成としては、樹脂成

pounds 揮発性有機化合物）の削減であるが、鉛系原分として分子量の低い常温で液状のエポキシ樹脂を主料については、多くの鉛系着色顔料や添加剤等が非鉛剤に、同じく常温で液状のアミン類を硬化剤として使用系へ代替が進んでいることや、2008 年のJIS 統廃合でしている。
また補助要素として主剤にグリシジル基を有多くの鉛系さび止め塗料の規格が廃止されたことによする低分子の反応性希釈剤や、ベンジルアルコールをる需要減少により、一定の成果が得られている。一方、代表とする高級アルコール等の非反応性希釈剤を配VOC 削減に関しても現場での塗装が主である防食塗合し、塗料性状の調整を行っているのが一般的である。

料分野でも進んできており、その手法としては①「無溶しかしながら、例えばベンジルアルコールは2.7Paと著剤化」②「水性化」③「低溶剤化」および防食塗料の機しく低い値であるが蒸気圧を持つ 1）ため、揮発性有機能である④「高耐久化」等が挙げられる。

溶剤と判断されることもあるので注意が必要である。

本報では、防食塗料のVOC 対策という側面から見た塗料種別毎に、最近の防食塗料の動きを纏めた。

短所としては、①高粘度であり厚膜塗装が可能であるが、シンナーによる粘度調整ができず作業性に制限が生じること、②ポットライフが短く、大面積をスプレーで塗装するためには専用の２液混合形塗装機が必要

29

表１
商品名
一般名

鋼管を接合する際、手塗りの無溶剤形塗料では作業無溶剤形塗料の例

エポニックスＷＰ-ＮＳ

カイザー 351

無溶剤形エポキシ樹脂塗料 ウレタンエラストマー被覆材

容姿

２液性

２液性色相

グレー、ブルー黒加熱残分

97%98% 以上

主剤：硬化剤比
（容量比）

2：1

3.5：1

標準膜厚300μm

2000 〜 2500μm

塗装方法

専用２液混合ホットエアレススプレー

専用２液混合ホットエアレススプレー

4 時間

30 分

指触乾燥時間
（20℃）
危険物表示

指定可燃物

指定可燃物

指定可燃物

第 4類第 4石油類

用途

水道管内面、鋼製水槽 等 海洋鋼構造物､鋼管外面等

備考

標準膜厚 150μmの手塗りタイプもある（エポニックスWP-NS
ローラー用）

性の点から塗膜性能にばらつきを生ずることにあったが、この部分の素地調整にロータリ式下地処理工具を用いてSSPC-SP11の等級に仕上げ、さらに溶剤形プライマーを用いることにより回避した。規格自体は2004年にJWWA K 157「水道用無溶剤形エポキシ樹脂塗料塗装方法」が設定されていたが、先のK 135の改正を受ける形で2008 年にK 157も改正されて鋼製水槽内面も水道用無溶剤形塗料の適用範囲とし、さらに2010 年の改正では現場溶接部の素地調整を記載する等、より最新の検討結果を盛り込んだ内容となっている。

3.

専用プライマーが必要

水性塗料

水は塗料に使用している一般的な有機溶剤と比べ、なこと、③低分子の樹脂を用いるため、人によってはか揮発速度が遅く表面張力が高いという特徴がある2）。水ぶれを起こしやすいこと等があり、環境負荷低減効果と有機溶剤の物理特性について表2に示す。
そのため、が期待できるにも拘わらず使用される領域が限定され水を媒体とする水性塗料ではVOC 低減効果が大きいていた。近年コンピュータ制御による比較的安価でコンものの、①シンナー組成によって乾燥性・作業性の調パクトな２液混合形塗装機が市場に登場してきたこと

節ができない、②乾燥が溶剤形と比較して遅く、高湿等もあり、用途によっては無溶剤形の特徴を生かした度下では乾燥不良・白化等の不具合を生じやすい、③需要拡大の可能性がある。
その例として、最近溶剤形素地の状態に敏感で十分な素地調整が必要である塗料から無溶剤形塗料へと方向を転換しつつある、水等、場合によっては避け難い欠点がある。工場において道鋼管内面用塗料分野について挙げておきたい。

塗装条件が管理できる、例えば被塗物の加温が可能

水道鋼管内面では従来タールエポキシ樹脂塗料がな場合では、防食塗料の水性化はこれらの欠点が回避使用されてきていたが、衛生性の観点から1989 年にできるため先行して行われているケースもあるが、現場

JWWA K 135「水道用液状エポキシ樹脂塗料塗装方での塗装が主である分野においても適用できる水性塗法」が制定され、溶剤形エポキシ樹脂塗料に転換され料の開発が進められており、今後本格的な普及が見込て近年まで続いてきた。最近、水道用塗料に含有されめる。

るトル エン 等 の 溶 剤 臭 が 問 題となり、2007 年 のJWWA K 135 改正時には「塗膜は、塗膜性能および通水後の水質、特に臭気を考慮して、工場出荷までに十分乾燥しなければならない」との文言が加わった。常温乾燥ではこの条件を満たすのに長期の養生期間が必要となって大きな障害となるため、それを解決するた
めに無溶剤形エポキシ樹脂塗料が使用される様になった。特に問題となったのは、現地で溶接によって水道用

表2 水と有機溶剤の物理特性
水

キシレン

ブタノール

沸点（℃）

100

134118蒸発潜熱（cal/ｇ）

540

83139

表面張力（mN/m）

733026

誘電率（25℃）

78.4

2.6

17.5

溶解パラメーター

23.5

8.8

11.3

物理的特性

30

技術解説­1
防食塗料のトレンド

表3
工

水性重防食塗装塗り替え仕様例
標準使用量（ｇ/㎡/回）標準膜厚（μm）

塗料系（商品名）

程（刷毛塗り）

VOC 量
（ｇ/㎡）

素地調整

ブラスト処理 （ISO Sa2 1/2）

下塗第一層

水性厚膜形エポキシ樹脂ジンクリッチペイント（水性ゼッタールＥＰ-２ＨＢ）

37.5

235

12

下塗第二層

水性厚膜形エポキシ樹脂ジンクリッチペイント（水性ゼッタールＥＰ-２ＨＢ）

37.5

235

12

下塗第三層

水性変性エポキシ樹脂下塗塗料（水性エポオール）

60

260

18

下塗第四層

水性変性エポキシ樹脂下塗塗料（水性エポオール）

60

260

18中塗り

水性エポキシ樹脂中塗塗料（水性エポニックス中塗）

30

130

9上塗り

水性ふっ素樹脂塗料上塗（水性ＶフロンＨ上塗）

30

130

2

合計

71

一般さび止めの分野では、2008 年のJIS 改正により③部材温度が高ければ刷毛塗り塗装性が悪くなる、「水を主要な揮発成分とする」
さび止め塗料として、JIS特に被塗物温度が 50℃以上の場合には配慮がK 5621「一般用さび止めペイント」
４種およびJIS K必要であること。

5674「鉛・クロムフリーさび止めペイント」
２種が追加された。現状では、各塗料メーカーから規格に該当した④使用に当たっては動力攪拌機等を用いて十分に攪拌すること。

水性さび止め塗料が出揃うまでには至っていないが、今後の水性塗料の展開には、これらの注意点が必

当社では両規格を指向した水性さび止め塗料２品目

要であることを塗装業者様および施主様にも納得して「水性グリーンボーセイ建築用」「水性グリーンボーセイ頂いておくことが重要なポイントとなる。

速乾」
を今年度上期に上市し、今後の市場の要求に対応していく。

４.

一方、より厳しい塗膜性能が求められる重防食の分

低溶剤形塗料野についても各社開発を進めている。媒体である水自体を腐食要因として作用させないことは言うまでもな

低溶剤形塗料は「ハイソリッド形塗料」と呼ばれるこく、①現場での塗装にあたり、降雨・結露により塗膜のともある。
「低 溶 剤 形 塗 料」の定 義は曖 昧であるが、溶解が生じない様に実用的な範疇に乾燥性を納める（社）
日本 塗 料 工 業 会の定めた「低 VOC 塗 料（溶 剤こと、②防食塗料として必要な塗膜性能を有すること形）」の定義がひとつの指標となる。
これによれば「溶剤が必要なこと等の課題を克服し、当社では先行して有形塗料で塗料中のVOC 含有量が３０重量％以下の塗機ジンクリッチペイントから下塗塗料〜中塗塗料〜上料」となっている3）。

塗塗料に至るまでの２液水性重防食塗装システムも上市した。塗装仕様の例を表3に示す。

通常低溶剤形塗料は、従来の溶剤形塗料をベースにしながら樹脂や変性剤の特性を生かし、溶剤含有量先述した様に、有機溶剤と比べ水は特異な性質を有の低減を指向して開発されたものである。
その他に、無する。水性防食塗料を屋外で使用する場合には、溶剤溶剤形塗料から作業性改善等の理由により数％程度系と違った以下の様な注意が必要である。の溶剤を含んだ「微溶剤形塗料」とも称されるものもあ①施工時、その直後および乾燥時には、水分・湿度るが、これは無溶剤形塗料からその短所を克服すべくの影響を受けやすいので、天候・養生方法に留意検討されたものであり、その特徴も無溶剤形塗料に近が必要であること。

いものなので、通常の低溶剤形塗料とは分けて考える②素地の状態、特に油分に影響を受けやすく、十分な素地調整が必要であること。

必要がある。
低溶剤形塗料の特徴としては、可使時間・塗装作業

31

表4
商品名
一般名

低溶剤形塗料の例

Vシリコンスーパー

エポオール#65HS

エポオール#65HS-W

変性エポキシ樹脂塗料
弱溶剤厚膜形シリコン変性（エポキシ樹脂系下上兼用塗料） （変性脂肪族ポリアミドアミン硬化形）

変性エポキシ樹脂塗料（イソシアネート硬化形）

容姿

2 液性

2 液性

2 液性

色相

白、淡彩色

黒､ライトグレー

黒､ライトグレー

VOC含有量8%20%20％

指触乾燥時間（20℃）

3 時間

2 時間

1 時間

可使時間（20℃）

3 時間

4 時間

2 時間

刷毛塗り・エアレス塗装

刷毛塗り・エアレス塗装

刷毛塗り・エアレス塗装

希釈率（エアレス塗装）

0 〜 10%0 〜 10%0 〜 10%標準膜厚（エアレス塗装）

80μm

250μm

250μm

標準使用量（エアレス塗装）

0.25kg/㎡

0.94kg/㎡

0.94kg/㎡

標準膜厚・標準使用量時のVOC（塗料のみの値）

20g/㎡

188g/㎡

188g/㎡

塗装方法

用途

プラント設備の塗り替え等

海洋鋼構造物、水輸送鋼管内面等性等が従来形塗料と比べ大きな差がなく、２液混合形

れらはＶＯＣ含有量が20%と日塗工規準を上回るもの

塗装機等の特別な塗装機器も不要で、取り扱いが従であるが、従来形塗料と同等の作業性を有し、没水環来形塗料と大きな差異がないことにある。従って市場境での使用においてタールエポキシ樹脂塗料並の塗膜への導入は容易であるが、その反面環境負荷低減効性能が期待できる4）。この分野ではさらにVOC 量の低果は上述の無溶剤化・水性化と比べて低く、従来形塗減を目指した製品開発が続けられている。

料と同じように、低溶剤という特徴に加え、さらに商品自体の差別化をどうするかが重要である。
当社製品における低溶剤形塗料の例を表４に示す。

５.

高耐久性塗料

シリコン変性エポキシ樹脂塗料「Ｖシリコンスーパー」
は、①VOC 含有量が標準で8%と日塗工規準を大きく

重防食塗装の耐久性は、下塗りから上塗りまで機能上回っているのみならず、②弱溶剤形であり、希釈・洗の異なる塗料を組み合わせ、塗装システム（塗装系）と浄も一般の塗料用シンナーで行えること、③厚膜タイすることにより確保されている。
また被塗物のライフサイプであり、かつ防食性と耐候性を有することから、下塗クルは、適切な塗り替えを経ることによってその延長がり・上塗り兼用若しくは中塗り・上塗り兼用塗料として見込まれる。新設および塗り替え時における塗装システ適用することができ、塗装工程の短縮が可能になるこ

ムを高耐久化し塗り替え周期を延長することは、ＶＯＣと等の特徴を持つ。

削減による環境負荷低減にも繋がる。

高い防食性が求められる箇所では２液のエポキシ樹

高耐久性塗料の代表はふっ素樹脂塗料であり、当脂系塗料が用いられるが、この分野における低溶剤形社では「Ｖフロン」シリーズとして商品化している。
その塗料として「エポオール＃６５ＨＳ」およびその低温タイ技術をベースに、鋼構造物用途として高耐久化を指向プである「エポオール＃６５ＨＳ-Ｗ」を上市している。
こした製品が「ＶフロンＨＢ」「ＶフロンＨＢクリーンスマイ

32

技術解説­1
防食塗料のトレンドル」である。従来のふっ素樹脂塗料上塗の標準膜厚が装仕様を示す。

25μmであるのに対し、55μmと厚膜塗装を可能にす

重防食塗料において、一般に中塗塗料はエポキシ樹ることにより中塗り工程を省略し、その相当膜厚を耐久脂塗料が適用される。エポキシ樹脂塗料の塗膜消耗速性の高いふっ素樹脂塗料上塗で補うことにより、塗装度を10μm/ 年、ふっ素樹脂塗料の塗膜消耗速度をシステムとしての高耐久性を実現している。表 5に厚膜0.5μm/ 年 5）、中塗膜厚を30μm、上塗膜厚を25μm

形ふっ素樹脂塗料を使用した高耐久・省工程提案塗とした場合、単純に計算すると60年相当の寿命延長が

表5

高耐久性塗料による省工程提案仕様例
新設（工場塗装）

従来仕様

工程

標準膜厚 標準使用量 VOC 量（μm） （ｇ/㎡） （ｇ/㎡）

塗料系（商品名）
素地調整

提案仕様
標準膜厚 標準使用量 VOC量（μm） （ｇ/㎡） （ｇ/㎡）

塗料系（商品名）

ブラスト処理 ISO Sa2 1/2

ブラスト処理 ISO Sa2 1/2

無機ジンクリッチペイント（ゼッタールOL-HB）

75

600

120

無機ジンクリッチペイント（ゼッタールOL-HB）

75

600

120

ミストコートミストコート（エポニックス#30 下塗 HB）

−

16051

ミストコート（エポニックス#30下塗HB）

−

16051

下塗り

エポキシ樹脂塗料下塗（エポニックス#30 下塗 HB）

120

540

173

エポキシ樹脂塗料下塗（エポニックス#30下塗HB）

120540173

中塗り

ふっ素樹脂塗料用中塗（Vフロン#100中塗）

30

170

54

上塗りふっ素樹脂塗料上塗（Vフロン#100 上塗）

2514050

ふっ素樹脂塗料上塗（VフロンHB）

55253

86250-449250−430

下塗り

合計

合計

塗り替え
提案仕様

従来仕様

工程

標準膜厚 標準使用量 VOC 量（μm） （ｇ/㎡） （ｇ/㎡）

塗料系（商品名）
素地調整

標準膜厚 標準使用量 VOC量（μm） （ｇ/㎡） （ｇ/㎡）

塗料系（商品名）

3種ケレン

3種ケレン

下塗り

弱溶剤形変性エポキシ樹脂塗料下塗（エポオールスマイル）

60

20056

下塗り

弱溶剤形変性エポキシ樹脂塗料下塗（エポオールスマイル）

60

200

56

中塗り

弱溶剤形ふっ素樹脂塗料用中塗（Vフロン#100Hスマイル中塗）

30

14042

上塗り

弱溶剤形ふっ素樹脂塗料上塗（Vフロン#100Hスマイル上塗）

25120

44175-

198

合計

弱溶剤形変性
エポキシ樹脂塗料下塗（エポオールHBスマイル）

ふっ素樹脂塗料上塗（VフロンHBクリーンスマイル）

合計

120

400925518058175-150・ 標準使用量は 鋼道路橋塗装・防食便覧（VフロンHB、VフロンHBクリーンスマイルを除く）の値を採用した。
（新設：スプレー塗装、塗り替え：刷毛塗り）
・ VOC 量は塗料のみでの計算値。

33

可能となる。仮に被塗物のライフサイクルが100 年、従仕様では880g/㎡となり、ＶＯＣ削減量は361g/㎡、削来仕様の塗り替え周期を20 年、提案仕様に変えること減率は約30％となる。

により塗り替え周期が 5 年延長されて25 年とし、表５高耐久化を目指した防食塗料の開発はＶＯＣ排出の数値を用いて生涯ＶＯＣ排出量を算出する（希釈シ量低減にも寄与し、市場要請にも応え得る方向性であンナー分は含まず）と、従来仕様では1241g/㎡、提案ると言える。

︿従来仕様﹀

新設時

449g/㎡︿提案仕様﹀

新設時

430g/㎡0200

塗り替え
１回目
198g/㎡塗り替え
2回目
198g/㎡

塗り替え
3回目
198g/㎡

塗り替え
4回目
198g/㎡（20年後）（40年後）（60年後）（80年後）

塗り替え
１回目
150g/㎡塗り替え
2回目
150g/㎡

塗り替え
3回目
150g/㎡（25年後）（50年後）（75年後）

400

600

図1６.

800

VOC 削減量 ： 361g/㎡
VOC 削減率 ： 29％

1000

1400 （g/㎡）

生涯 VOC 排出量（g/ ㎡）

終わりに社会インフラに対する投資は、新しい設備の建設よりも既存の設備をメンテナンスする方向へと情勢が変化しており、それによってＬＣＣ（ライフサイクルコスト）に貢献できる防食塗料の重要性は増してきている。今後の防食塗料はこの様な期待に従い、なおかつ環境負荷低減にも貢献できるものの開発を進めて行く様一層の努力を続けていきたい。

1200

参考文献
1）社団法人日本塗料工業会 ： MSDS用物質データ
ベース（塗料用）第５版 平19年5月
2）荻田見次、藤川浩司：DNTコーティング技報No9,p21（2009）3）社団法人日本塗料工業会：低ＶＯＣ塗料自主表示
ガイドライン「低VOC塗料（溶剤形）」（2006）
4）鎌田由佳、里隆幸、田辺知浩 ： DNTコーティング
技報No10,p23-27（2010）5）社団法人日本塗料工業会 ： 重防食ガイドブック
第3版,p164（2007）