DNTコーティング技報 No.13
目次

DNTコーティング技報 No.13●環境に配慮した革新的な現状課題解決技術を探求し、社会に貢献 …… 1
●技術報文
（Technical Reports）
1. 送電鉄塔用一液形、1コート仕上げ塗料の開発 …………………… 2〜7
Development of One-Component and One Finishing Coat for
the Transmisson Steel Tower
2. ポリシロキサン自己支持膜のクラックに対するＵＶ光の影響……… 8〜16
Eﬀect of Ultraviolet Light Irradiation on Crackingof Polysiloxane Free-standing Films
3. 油性さび止めペイントの屋外暴露による防錆性評価 …………… 17〜21
The Evaluation of Anticorrosive Properties
for Oil Based Corrosion Resistance Paint by Weathering Test
●技術解説
（Technical Reviews）
1. ふっ素樹脂塗料の耐久性と厚膜形ふっ素樹脂塗料 …………… 22〜27
Durability of Fluorocarbon Polymer Coatingand Design of that High Build Type2. 蛍光色のカラーユニバーサルデザイン…………………………… 28〜34
Color Universal Design for Fluorescent Color Application
3. 水道用塗覆装鋼管の長寿命化への動向…………………………35〜40
Trend to Long Service Life of Coated Steel Pipes
for Water Service
4. 耐チッピング性に優れた樹脂クロムめっき用塗装システムの開発…41〜45
Development of Anti-Chipping Coating System
for Chrome-Plated Resin Products●新商品紹介（New Products）
1. 塗膜診断・塗り替え仕様選定システム「DNT塗膜診断システム」…46〜47
Coating Film Examination「DNT Original Method for Selectionof Coating Maintenance System」
2. 鉛・クロムフリー水性さび止め塗料「水性グリーンボーセイ 速乾」…48〜49Waterborne Lead-Free, Chromium-Free Anticorrosion Paint「Suisei Green Bosei Quick Drying」
3. 弱溶剤形二液エポキシ樹脂シーラー「マイティー万能エポシーラー」……………………………………50〜51
Mild Solvent Thinnable 2-Compornent Epoxy Resin Sealer「Mightｙ Banno Epoxy Sealer」
4. ヤ二の出ない屋外用HAA硬化形ポリエステル粉体塗料「V-PET＃6000SW」………………………………………………52〜53
Non Fume Exterior HAA Cured Polyester Powder Coating Paint「V-PET#6000SW」
5. 環境配慮型高性能一液ベースコートシステム「Auto D-1 Base HS」「Auto ブレインクリヤーEX」…………… 54〜55
Environment-Friendly High Performance One Component
Base Coat System「Auto D-1 Base HS」「Auto BRAIN CLEAR EX」●学協会発表者名と発表タイトル（2012.10.1〜2013.9.30）…… 56〜57

DNT コーティング技報 No.13
環境に配慮した革新的な現状課題解決技術を探求し、社会に貢献

環境に配慮した革新的な
現状課題解決技術を探求し、社会に貢献
DNTコーティング技報No.13の発刊にあたり一言ご挨拶申し上げます。
本報は発刊より
「環境」
・
「新機能」
をキーワードに社会貢献に繋がる新技術の紹介、市場ニーズに即した新商品の紹介を行って参りました。
これらの技術は現在、日本を取り巻く多くの課題の解決に役立つものと考えています。例えば、生活環境の大きな課題として道路、橋、
トンネルおよび上下水道等の社会インフラ老朽化や地球環境保護等が挙げられます。社会インフラ老朽化の課題は、社会インフラが一斉に整備された1960年代当時に建設された多くが、それらの耐用年数の50年を越え、補修・更新の時期を迎え老朽化に伴う事故
執行役員

技術開発部門副部門長

ଆ໘!౽ఱ

の急増することによるものですが、当社では本課題解決として、各施設への適切な補修材料の開発・提供を科学的なアプローチとして行っています。
また、社会インフラ維持管理業務の効率化の一つとして、鋼構造物の塗膜健全度および塗膜下
金属の腐食状態を診断する事業を開始し、最適な塗り替え時期や塗装仕様をご提案しています。本手法は、当社が長年研究・開発してきた電気化学的測定法の一つである「カレントインタラプタ法」
を用いており、腐食の状態を非破壊で迅速かつ正確に測定できるその信頼性の高さから、平成24年10月に国際基準である「ISO 13129」に認証登録されました。
地球環境保護として当社では、より安全で性能・機能を向上させた水性ジンク
リッチペイントから水性上塗塗料までの「水性重防食塗料システム」のご提供も可能としました。
また、
ライフサイクルコスト（LCC）の考え方を重視し、社会インフラの耐用年数の長期化、維持・管理コストの低減およびトータルＶＯＣ削減に繋がる塗料・塗装仕様の開発を長年行っており、これらの活動は本報にて一例を紹介しています。
当社では長期的かつ戦略的視野から基盤技術の構築を行い、本基盤技術に新たなアイデアを駆使した応用技術を用いて、社会が求める様々な新商品開発を
全技術員の総力を挙げ取り組んでいく所存です。
今回発行の「DNTコーティング技報」No.13報につきましては、「地球環境保護・長期耐久性」
をキーワードに技術活動および当社新商品の一端を紹介させていただきます。本誌が皆様との交流の場となり、新商品や新たな技術開発に繋がる契機となれば光栄に存じます。

1

2

DNTコーティング技報 No.13
技術報文­1
送電鉄塔用一液形、1コート仕上げ塗料の開発

送電鉄塔用一液形、1コート仕上げ塗料の開発
Development of One-Component and One Finishing Coatfor the Transmisson Steel Tower

技術開発部門 開発部
技術開発第一グループ
Technical Development Division,
Technology Development Department
Technical Development Group 1

鎌田 由佳

Yuka KAMATA

要 旨
送電鉄塔用塗料には、亜鉛めっきに対する付着性や防食性等の基本的な塗膜性能に加えて、低飛散性が求められる。市場ではＬＣＣ（ライフサイクルコスト）低減を目的に、省工程や耐久性材料へのニーズも高まっている。
筆者らは、耐久性に優れ、かつ1コート仕上げが可能な送電鉄塔用塗料を開発した。
本開発検討において、適切な防錆顔料を選択することにより、基材界面に防錆皮膜を形成し、長期防食性を達成した。作業性に関しては、塗料の弾性率と擬塑性を制御することで、良好な低飛散性と刷毛作業性の両立に至った。

技術開発部門 研究部
研究第一グループ
Technical Development Division,
Research Development Department
Research Group 1

山内 健一郎Kenichiro YAMAUCHI

赤沼 史子

Fumiko AKANUMA

Abstract
For the transmission steel tower paint, lowscattering properties are required in addition to
the basic coating performance such as adhesion
and anticorrosive property to a galvanizedsteel.
In the market, requirement of process-savingand durable materials are increasing for the
purpose of LCC（Life Cycle Cost）reduction.
Now, we developed the transmission steel
tower paint, which has been able to put theﬁnishing one coat of excellent durability.
In this examination, we realized and adapted
for it by selecting anticorrosive pigment and it
forms anti-rust ﬁlm at interface between substrateand coating ﬁlm of long term anticorrosion
property.
Regarding the workability, it led to thecoexistence of low-scattering and good brush
application properties with control elastic
modulus and pseudoplastic properties of thepaint.

DNTコーティング技報 No.13
技術報文­1
送電鉄塔用一液形、1コート仕上げ塗料の開発

1. はじめに送電鉄塔に使用されている亜鉛めっき材は50年の耐久性があるといわれているが、実際は20数年で部分的な腐食が発生するため、10〜15年間隔で、表1に示すような塗り替え塗装が行われている。
写真1からもわかるように、送電鉄塔の塗装は高所作業となるため、作業中に落下・飛散した塗料が下部
周辺の家屋・自動車・農作物等を汚染し、被害補償のト
ラブルを発生する場合がある。
このため送電鉄塔用塗料には、亜鉛めっきに対する付着性や防食性等の基本的な塗膜性能に加えて、低飛散性が要求される。
また、送電鉄塔の塗装においては、十分な素地調整が困難な場合が多く、3〜4種ケレン程度の素地調整でも下地

写真1との良好な付着性を有することが求められる。
近年、市場においてはＬＣＣの低減を目的に、高耐久性材料の適用や塗装工程の短縮（省工程化）等の動きがある。
こうした背景のもと筆者らは、表2に示した目標性能を有する送電鉄塔用一液形、1コート仕上げ塗料を開
発した。
本報では、
亜鉛めっき面へ塗装した塗膜の耐久性ならびに塗装作業性に関する検討結果を報告する。

表2

表1
項

送電鉄塔の塗り替え塗装条件
内

目

被塗面

劣化亜鉛めっき
旧塗膜（フタル酸、塩化ゴム系、エポキシ系他）

素地調整

2〜4種ケレン工事によるが、ウエスで汚れを拭き取る程度（4種ケレン）やマジクロン掛け（3種ケレン）
が主流

塗装方法

刷毛
（広域部 : 筋違、ボルト周り等の細部 : 目地刷毛）

開発塗料への目標性能
目標性能

簡易性

一液形

塗装工程

省工程

1コート仕上げ

溶剤分類

旧塗膜適性、低臭気

弱溶剤形

1

塗料形態

2
3
4

耐久性

5

作業性

6

歩行性

7

消防法分類

付着性、防食性
耐候性

容塗り替え周期 10 〜15年

機能・期待効果

項 目

送電鉄塔

LCC低減

良好（亜鉛めっき材、鋼材）
経時での変色、減耗量が小さいこと

塗装作業性

作業効率

刷毛塗り作業に支障がないこと

低飛散性

作業効率、高所塗装作業

良好

作業効率

5℃, 16時間後に歩行可能なこと

持込･保管

指定可燃物

3

4

DNTコーティング技報 No.13
技術報文­1
送電鉄塔用一液形、1コート仕上げ塗料の開発

2.
2.1

実験

供試塗料

開発塗料

2.3.3

: 変性アクリル樹脂系塗料、
一液形

比較塗料 1 : エポキシ樹脂系塗料、一液形
比較塗料 2 : 非低飛散性塗料
2.2

試験板の作製場にて実施した。12ヶ月間暴露した試験板を回収して、白亜化評価（JIS K 5600-8-6）と塗膜の減耗量を計測
シール部との差異を減耗量として算出した。

鋼 材 ）および 亜 鉛めっき鋼 板（めっき平 均 付 着 量=275g/㎡）の表面を#280のエメリー紙にて研磨、さらにキシレンにて洗浄後、塗料を刷毛塗りで乾燥膜厚60μmとなるように塗装した。試験板は、室温にて7日間養生後、以下の試験に供した。

2.3.1

各試験板の屋外暴露試験は、当社の沖縄暴露試験

した。断面観察（KEYENCE社製、VH-Z100）
により、寸法150 70 3.2mmの鋼板（一般構造物用圧延

2.3

耐候性

2.4
2.4.1

作業性評価
飛散性の模擬評価

実際の環境を模擬した評価（屋外評価）
では、風等の影響を大きく受け、評価毎に条件が変化する。
したがって、開発段階においては評価条件を一定にするために、卓上ディスパーを用いた飛散性の模擬評価を行

塗膜の耐久性評価

った。

付着性

卓上ディスパーの羽根に塗料を規定量含ませた後

JIS K 5600-5-7（ISO 4624）に基づき、アドヒージョン
法（DeFelsko、PosiTest AT）
により付着性評価を行に、一定速度でディスパーを20秒間回転させて、塗料の飛散量を評価した（写真2）。

った。
2.3.2

防食性

試験板下部にクロスカットを施し、図1に示す条件にて、複合サイクル試験に供した。試験後外観観察を行った後、試験板を十分乾燥させ、JIS K 5600-5-7（ISO
4624）
に基づき、
アドヒージョン法を行った。
また、亜鉛めっき鋼板への付着性効果を実証するため、複合サイクル試験 20サイクル後、試験板のカット部

写真2

周辺の健全部を切り出し、断面切削加工を施した後、Ｓ
ＥＭ−ＥＤＸ（日立ハイテクノロジーズ、SU-70）を用い、加速電圧5.0KvにてSEM観察、加速電圧15.0Kvにてラインスキャン
（収集時間50フレーム）
を行った。

2.4.2

飛散性の模擬評価風景

刷毛塗り作業性

筋違刷毛（20号）
を用いて、L字アングル（等辺山形鋼）に試験塗装を行い、刷毛さばき性、たるみ性、仕上
がり外観の評価を行った。

［塩水噴霧］
3%人工海水35 2℃,4H

図1［熱風乾燥］
60 2℃,
50%RH,
2H［湿 潤］
50 2℃,
95%RH,
2H

複合サイクル試験条件

2.4.3

塗料のレオロジー測定

粘弾性測定装置（Anton Paar社製、MCR301）にて、23℃、
ズリ速度0.01〜1000 1/sにおける粘度のずり速度依存性を測定した。
また、23℃、周波数1Hzにて、歪み0.01〜100%の貯蔵弾性率Ｇʼの歪み依存性測定を行った。

DNTコーティング技報 No.13
技術報文­1
送電鉄塔用一液形、1コート仕上げ塗料の開発

2.5

歩行性
（硬化乾燥性）評価

ことが確認された。
このことから、高度な防錆性と付着性が得られると考えられる。
なお、鋼板についても同様

23℃
（標準）
および5℃
（低温）環境下にて、塗料をブに防錆皮膜形成が確認されている。

リキ板に刷毛塗りし、塗装5時間後および、16時間後に沖縄暴露試験後の白亜化および減耗量計測結果を

試験板上を歩行して、塗膜の変形状況を観察した。

表4に示す。沖縄暴露6ヶ月後の白亜化評価では、市場実績のある比較塗料1（エポキシ樹脂系、一液形）
は等

３． 結果と考察
3.1

級2であり、塗膜表面の白亜化現象（劣化）が認められたのに対し、開発塗料は等級0であり白亜化現象は全く塗膜の耐久性認められなかった。12ヶ月暴露後の塗膜の減耗量を比複合サイクル試験前後の亜鉛めっき鋼板の付着性較すると、比較塗料1が23μmであるのに対して、開発評価結果を表3に、断面のＳＥＭ観察結果を図2に示

塗料は5μmであり明らかに少ない。塗膜の減耗量を耐す。初期および経時において2.0MPa以上の付着強度

用年数と仮定した場合、比較塗料1の4倍以上の長期を示したことから、開発塗料は、良好な付着性を有する

耐久性が期待できると考えられる。

ことを確認した。
ＳＥＭ観察の結果、基材界面に薄膜が表4形成され、薄膜部に防錆顔料由来成分（元素Aおよび

表3

複合サイクル試験前後の溶融亜鉛めっき鋼板の付着性

初

白亜化評価

外観

期
4.74

Ave.
4.38

減耗量

防錆皮膜の
元素成分

12

付 着 強 度［ M P a ］

4.26

カット部からのハツリ幅:1.5㎜

元素A

元素B

ヶ月

200サイクル後

外観

開発塗料

比較塗料1

等級 0

等級 2

等級 3

等級 3

5μm

23μm

6

沖縄暴露

付 着 強 度［ M P a ］

4.01

沖縄暴露 ヶ月

B）が検出されたことにより、防錆皮膜が形成されている

沖縄暴露試験後の白亜化および減耗量計測結果

塗膜

Zn
防錆皮膜

基材：亜鉛めっき層

図2

複合サイクル試験後の亜鉛めっき鋼材断面図5一般に、塗料の飛散は、落下塗料粒子が自然落下に伴う加速度や空気抵抗、風等の外力を受けて微粒化す
ることに起因し、高さおよび風の程度によって、その飛散距離は大きく変化する。粒子の直径の大小により、落下速度の計算式を適宜選択する必要があるが、標準大気中における粒子径の異なる粒子の飛散距離の計算
式は次のように簡略化される。1）
X＝100h・Vw/15 ρs￣￣￣・Dp

X = 飛散距離（m）
h = 高さ（m）
Vw = 風速（m/sec）ρs = 密度（比重）Dp = 飛散粒子径（μm）

上記の計算式から、飛散する塗料の粒子径が小さくなるほど、飛散距離が遠くに及ぶと考えられる。
飛散性の模擬評価結果を表5に示す。
また、表5の結果をもとに計測した飛散塗料の粒径分布を図3に示す。
比較塗料2は飛散粒子数が多く、粒子径も小さいことがわかる。一方、開発塗料は飛散粒子数が少ない。今回実施した模擬試験結果は、飛散に関する一般論に一致している。
表5

1000

100 ● ● ●●●●●●●●● ●●●
10

●

●

●

●

●●
●

比較塗料2

1

1

刷毛塗り時のズリ速度域

●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●●
●

1000

刷毛からの
落下･流下

0.1
0.01 0.1

図4

10000

開発塗料

粘度（Pa・s）

作業性

貯蔵弾性率G'（Pa）

3.2

100
10

開発塗料

1

10 100

0.1
0.001

0.1

10

1000

ひずみ
（%）

ズリ速度
（1/s）

（a）ひずみ依存（b）ズリ速度依存

粘弾性測定装置を用いたレオロジー測定結果

粘弾性測定装置を用いたレオロジー測定結果を図4に示す。開発塗料の粘度挙動は、高い貯蔵弾性率Ｇʼを有しており、刷毛からの塗料の落下や、被塗物からの余剰塗料の流下、落下が抑制されていると推測される。
また、低ズリ速度では高い粘度、高ズリ速度では低い粘度挙動（擬塑性）を示し、塗装時の粘度は低く、塗着後は粘度が高くなり、刷毛からの塗料の落下や塗着余剰
塗料の流下・落下が抑えられる、理想的な塗料性状となっていることがわかった。
また、塗装作業性評価の結

飛散性の模擬評価結果
開発塗料

比較塗料2

少ない

多い

果、刷毛さばき性、
たるみ性および仕上がり外観、いずれも良好であった（写真3）。

飛散状態

飛散量
150

粒子数

6

DNTコーティング技報 No.13
技術報文­1
送電鉄塔用一液形、1コート仕上げ塗料の開発

作業性評価風景

弾性（刷毛からの落下に対する抵抗や外力に対する

開発塗料

50
0

写真3

比較塗料2

100

抵抗）
と擬塑性をコントロールすることにより、低飛散性と塗装作業性を共に満足する塗料が得られた。

0

図3

2

4

6

粒子径（mm）

8

模擬評価により算出した粒径分布図

10DNTコーティング技報 No.13
技術報文­1
送電鉄塔用一液形、1コート仕上げ塗料の開発

表6

歩行可能時間

開発塗料
標準
（23℃）

低温
（5℃）

3.3

比較塗料1

5時間

16時間

5時間

16時間

変形

無

無

ほとんど無し無

靴跡

ほとんど無し無

有

ほとんど無し

写真

変形

無

無

有

ほとんど無し靴跡

ほとんど無しほとんど無し有有

歩行性（硬化乾燥性）表6に歩行性評価結果を示す。特に乾燥性の厳しい
低温環境下（5℃）においても、開発塗料は変形なく、僅かに靴跡が残る程度と、高い乾燥性、歩行性を示した。翌日の補修塗装等も可能となり、作業効率の向上に繋がる。

４． まとめ
耐久性に優れ、一液形で1コート仕上げ可能な送電鉄塔用塗料を開発した。本開発検討において、以下の知見が得られた。
（１）耐久性・適切な防錆顔料を選択することにより、基材界面に防（２）作業性・塗料の貯蔵弾性率Gʼを高く設計することで、塗料の低飛散性を達成した。
・高ズリ速度で低粘度（擬塑性）の設計とすることで、良
好な刷毛作業性を有する塗料を得た。

錆皮膜を形成し、この防錆皮膜によって、長期防食性と付着性を達成した。
・変性アクリル樹脂を用いることにより、市場実績のある参考文献

塗料（エポキシ樹脂系）と比較して、
白亜化および塗膜

1）
日本防錆技術協会 ： 塗料飛散低減対策指針

減耗量の低減化を達成した。

［シリーズⅠ］，p.1-2, p.76（1974）

7

8

DNTコーティング技報 No.13
技術報文­2
ポリシロキサン自己支持膜のクラックに対するＵＶ光の影響

ポリシロキサン自己支持膜のクラックに対するUV光の影響Effect of Ultraviolet Light Irradiation on Cracking of Polysiloxane Free-standing Films

塗料事業部門 建材塗料事業部
テクニカルサポートグループ
Paint Operating Division,
Building Materials Coating Department
Technical Support Group畠山 忠

技術開発部門研究部
Technical Development Division,
Research Development Department

Tadashi HATAKEYAMA

要 旨
一般に、
ポリシロキサンを用いたシリコーン系塗料
は、高耐候性塗料として、幅広く屋外用塗料に用いられているが、シリコーン系塗料は、経時でクラックが生じやすいという欠点を有する。
本研究では、分子構造の異なるポリシルセスキオキ
サンを合成し、それらを用いた各自己支持膜を調製した。各自己支持膜に高圧UV光を照射することにより生じるクラックの発生を顕微FT-IR、
NMRおよびTG-DTAを用いた測定により分子構造の変化を確認することができた。
この結果に基づき、ポリシルセスキオキサンの構
造変化を合成段階、
自己支持膜形成段階および高圧
UV照射段階で解明するに至ったので報告する。

青木 隆一
Ryuichi AOKI

Abstract
Silicone paint using polysilsesquioxanes isbroadly used generally for the highly weatherresistant paint, but silicone-based coatings havethe disadvantage that cracks are likely to occur
on aging.
In this study, polysilsesquioxanes having
diﬀerent molecular structure were synthesized,
and their polysiloxane free-standing ﬁlms wereprepared. The change of the molecular structure
after irradiation of UV light to the polysiloxane
free-standing ﬁlms were characterized by
microscopic FT-IR, NMR and TG-DTA analyses.
In this paper, charactvised, we report thestructural change of siloxanes on the synthesis
stage, free-standing-ﬁlm formation stage, andafter the irradiation of high-pressure UV light.

DNTコーティング技報 No.13
技術報文­2
ポリシロキサン自己支持膜のクラックに対するＵＶ光の影響

1. はじめに

2.2

ポリエトキシシルセスキオキサン（PEOS）の合成およびPEOS自己支持膜の調製

昨今シリコーン樹脂は、耐熱性だけでなく耐候性や撹拌棒、窒素導入管および窒素排出管を装着した耐汚染性等の点で従来の有機系樹脂よりも優れてい

200ml四つ口フラスコに、TEOSを41.666g（ 0.200

ることが確認されている。
またその分解物による地球環

mol）とエタノール19.073g（0.414mol）を入れ、氷浴境への負荷が少ないため、塗料分野への利用が広が中で冷却した。
ここに、150rpmで撹拌しながら水と塩り、その高耐候性の利点を生かし、住宅や構造物をは化水素のモル比がH 2 O/TEOS=1.72、HCl/TEOS

じめ多くの屋外向け塗料にシリコーン樹脂が使用され=0.105となるように、水3.030gと6mol/Lの塩酸ている

3.835gとを加えて10分間撹拌した。氷浴をはずしてか

。

1）〜3）

一方でシリコーン樹脂塗膜は、長期屋外暴露される

ら室温で10分間撹拌した後に、窒素流量360ml/min

ことにより、
クラックが発生しやすいという欠点を持ってとして80℃の油浴で4時間撹拌を継続した後、室温まいる。
これは、経時でポリシロキサンの縮合が進行するで冷却し30分間放置することによりPEOSの粘性液体ことに起因していると考えられているが、その詳細につを得た。

。

PEOS自己支持膜の調製は、PEOSの20wt%エタノ

また、成膜時の縮合過程については多くの研究がなール溶液8gおよびジブチル錫ジラウレート0.008gをポされているが、塗膜の構造変化については解明されてリメチルペンテン製シャーレに入れ、80℃で168時間加いない。

熱して、PEOS自己支持膜を調製した。

いては解明されていない

4）〜6）

本報は、調製した膜に耐候性劣化のひとつの要因であるUV光を照射し、シリコーン樹脂の構造がどのように変化するかを検討したので報告する。

2.3 ポリメチルシルセスキオキサン（PMSQ）の合成およびPMSQ自己支持膜の調製
撹拌棒、窒素導入管および窒素排出管を装着した
2 0 0 m l 四 つ 口フラスコに 、M T M S を 2 7 . 4 2 5 g

2.
2.1

実験

試薬の調整

メチルトリメトキシシラン（MTMS）
は、東レ・ダウコー
ニング（株）製の市販品を蒸留してから使用した。
テトラエトキシシラン（TEOS）
は、
コルコート
（株）製
の市販品を蒸留してから使用した。
メタノールおよびエタノールは、和光純薬工業（株）製の市販品を常法により精製してから使用した。
6mol/L塩酸およびジブチル錫ジラウレートは、和光
純薬工業（株）製の市販品をそのまま使用した。

（0.200mol）とメタノール13.252g（ 0.414mol）を入れ、氷浴中で冷却した。
ここに、150rpmで撹拌しながら水と塩化水素のモル比がH 2O/MTMS=1.15、HCl/
MTMS=0.105となるように、水1.075gと6mol/Lの塩
酸3.835gを加えて、10分間撹拌した。氷浴をはずしてから室温で10分間撹拌した後に、窒素流量360ml/
minとして80℃の油浴で4時間、撹拌を継続した後、室温まで冷却し30分間放置することによりPMSQの粘性液体を得た。
PMSQ自己支持膜の調製は、PMSQの20wt%メタノール溶液8gおよびジブチル錫ジラウレート0.008gをポリメチルペンテン製シャーレに入れ、80℃で72時間加
熱して、PMSQ自己支持膜を調製した。

910

DNTコーティング技報 No.13
技術報文­2
ポリシロキサン自己支持膜のクラックに対するＵＶ光の影響

200 ml four-necked ﬂask

OEt

TEOS 、MTMS
MeOH

EtO

N2

H2O / HCl

Si

Me
OEt

Si

MeO

OEt

OMe

OMe

TEOS

MTMS

Stirring for 10 min（0℃）
N2, EtOH,
MeOH
H2O
HCl

Stirring for 10 min（room temp.）
Stirring for 4 h（80℃、N2=360ml/min）

TEOS、MTMS,
MeOH
H2O
HCl

Polysiloxane

図1 ポリシルセスキオキサンの合成方法
2.4 ポリメチルシルセスキオキサン/ ポリエトキシ
シルセスキオキサン共重合体
（PSQ）
の合成
およびPSQ自己支持膜の調製

ジラウレート0.008gをポリメチルペンテン製シャーレ

撹拌棒、窒素導入管および窒素排出管を装着した調製した。

2 0 0 m l 四 つ 口フラスコに 、M T M S を 1 3 . 7 1 2 g（0.100mol）とTEOSを20.833g（ 0.100mol）
およびエタノール19.073g（ 0.414mol）を入れ、氷浴中で冷却した。
ここに、150rpmで撹拌しながら水と塩化水素のモル比がH 2 O/（ MTMS+TEOS）=1.46、HCl/（MTMS+TEOS）=0.105となるように、水1.460gと6mol/Lの塩酸3.835gとを加えて10分間撹拌した。氷浴をはずしてから室温で10分間撹拌した後に、窒素流量360ml/minとして80℃の油浴で4時間撹拌を継続した後、室温まで冷却し30分間放置することにより
PSQの粘性液体を得た。

PSQの20wt%エタノール溶液8gおよびジブチル錫に入れ、80℃で48時間加熱して、PSQ自己支持膜を各種ポリシルセスキオキサン（PMSQ,PEOS,PSQ）の調製の基本手法と合成装置を図1に示す。
2.5

PMSQ/PEOSブレンド自己支持膜（PSQ-Blend）の調製

上記の2.2と2.3により得られたPMSQとPEOSを1/1に混合した後に、
その20wt%エタノール溶液8gおよびジブチル錫ジラウレート0.008gをポリメチルペンテン
製シャーレに入れ、80℃で72時間加熱して、PMSQ/PEOSブレンド自己支持膜を調製した。
各種ポリシルセスキオキサン自己支持膜の調製方法の基本手法と得られた各自己支持膜を図２に示す。

10 ml beaker

Polｙsiloxanes
Catalyst

自己支持膜の外観

Stirring for 30 min（room temp.）
Casting 8䡃 in PMP Schale
Aging（80℃）
Free-standing Films
Catalyst：ジブチル錫ジラウレート=0.5 wt %/ Polysiloxane

PEOS

PMSQ

図2 自己支持膜サンプルの作成方法と外観

PSQ

PSQ-Blend

DNTコーティング技報 No.13
技術報文­2
ポリシロキサン自己支持膜のクラックに対するＵＶ光の影響

高圧水銀ランプ（HTQ-2000） （株）
ジーエス・ユアサ ライティング製
100【試験条件】↓（クラック確認）

45時間照射試験

相対エネルギー（％）

3時間連続照射

80
60
40
20
0
250

300

400

350

450

500

波長（nm）

高圧水銀ランプHTQ-2000の分光分布

図32.6

UV照射条件と分光分布

高圧UV照射試験器

高圧UV照射試験器は、（ 株）
ジーエス・ユアサ ライ
ティング製、高圧水銀ランプのHTQ-2000（最大負荷30W/cm）
を用いた。UVランプ分光分布を図3に示す。
2.7した。
示差熱−重量分析（DTA-TG）はマックサイエンス（株）製TG-DTA 2020Sを使用し、大気雰囲気下、昇温速度10℃/minとして1400℃まで測定を行った。

各種測定機器

ゲル浸透クロマトグラフィー（GPC）は、Polymer

３． 結果と考察

Laboratories製5μ-Mixed Dを2本直列に連結したカ3.1

ラムを装着した（株）島津製作所製LC-10Ad vp送液ポ

前述（2.実験）項にて示した各種ポリシルセスキオキ

ンプ、RID-10A示差屈折率検出器を使用し、THFを移動相として流速1.0ml/minの条件で測定を行った。
また、標準物質には市販品の単分散ポリスチレンを用いた。

サン重合体の原料配合と、得られた重合体の分子量測定結果を表１に示す。
表1 ポリシルセスキオキサンの調製と合成結果
モノマー組成 H2O/Si
Mw
HCl/Si（ 103）TEOS MTMS（mol比）

顕微赤外分光測定（ATR-FTIR）
は（株）島津製作所
製FTIR-8900/AIM-8800を使用して測定した。
29

Si核磁気共鳴（NMR）
スペクトルは日本電子（株）

各種ポリシルセスキオキサンの合成結果

PEOS

10

1.72

0.105

9.5

10

1.15

0.105 10.7

5

1.46

0.105

製JNM-ECP500により、重クロロホルム溶液として測定した。
29

S i { H } 交 差 分 極 /マジック角回転 核 磁 気 共 鳴

PMSQ

1

（CP/MAS NMR）
スペクトルは日本電子製JMN ECP300型を使用して測定した。
ポリジメチルシラン（（CH3）2Si）n、TMS基準で­34.5ppm）
を化学シフトの基準とPSQ
PSQBlend

5

9.3

PEOS + PMSQ

構造式

11

DNTコーティング技報 No.13
技術報文­2
ポリシロキサン自己支持膜のクラックに対するＵＶ光の影響

12

表１に示したように、各種ポリシルセスキオキサン重初期膜

合体は目標とした重量平均分子量10,000にほぼ近似

高圧UV照射時間45H後

していた。
3.2

各種ポリシルセスキオキサンの自己支持膜の調製

前述（２．実験）項にて示した各種ポリシルセスキオキ
サン重合体の自己支持膜の調製では、各重合体の組成により自己支持膜形成時間が大きく異なる結果とな

PEOS

全面クラック

PMSQ

部分クラックPSQ

全面クラック

PSQ-Blend

全面クラックった。TEOSを原料としたPEOS自己支持膜作成には、MTMSを全て、または一部として用いた重合体の自己支持膜形成時間に比べ、非常に長時間を要する結果となった。
この要因としては、エトキシ基はメトキシ基よりも加水分解速度が遅いために縮合度が上がりにくいことが起因していると考えられる。
3.3

各種ポリシルセスキオキサン自己支持膜への高圧UV照射時間とクラック発生

高圧UV照射は、3時間単位で行い、45時間まで実施した。各膜にクラックが発生した時点で、高圧UV照射試験を終了した。各自己支持膜のクラック発生時間を図4に、高圧UV照射試験終了後の各種自己支持膜の外観を図5に示す。
2

PEOS

2

PMSQ

クラック発生状況

PSQ

0

図4

PSQ-Blend
1

0

0

9

18
27
高圧UV照射時間（H）

3645

高圧UV照射時間とクラック発生状況の関係

モノマー組成として4官能性（Q構造）のTEOSを用いたPEOS自己支持膜では、3官能性（T構造）のMTMSを用いたPMSQ自己支持膜に比べ明らかにクラック発
生時間が早くなっている。
これは、Q構造に由来する架橋度の高さと相関しており、架橋度の高い組成ほどクラックが発生しやすい傾向にあるものと考えられる。
また、
TEOSとMTMSを共重合し合成したPSQ自己支持膜では、高圧UV照射によるクラック発生時間がPEOSと図5

高圧UV照射前後の自己支持膜の外観

PMSQ各自己支持膜でのクラック発生時間の中間に位置した。
一方、PEOS/PMSQブレンド（PSQ-Blend） 自己支
持膜では、高圧UV照射によるクラック発生時間は、
PSQ自己支持膜よりも明らかに早く、PEOS自己支持膜よりも早期になった。
これはPSQ-Blend自己支持膜は均一性に欠ける膜形成となり、MTMSによる硬化収縮低減が効果的に発現されなかったものと推定される。

DNTコーティング技報 No.13
技術報文­2
ポリシロキサン自己支持膜のクラックに対するＵＶ光の影響

PMSQ

PEOS
%T

%T

100

100

75

75

50

50
初期膜

25

初期膜

25

UV照射後

0
4000 3500 3000 2500 2000 1750 1500 1250 1000 750
1/cm
PEOS
-1
2950cm ：C-H減少
3300cm-1 ：O-H増加
1050cm-1 ：Si-O微増（幅）

UV照射後

0
4000 3500 3000 2500 2000 1750 1500 1250 1000 750
1/cm
PMSQ
2950cm-1 ：C-H減少
3300cm-1 ：O-H増加
1050cm-1 ：Si-O微増（幅）1270cm-1 ：Si-CH3微減

PSQ-Blend

PSQ
%T
100

%T
100

75

75

50

50
初期膜

25

初期膜

25

UV照射後

0
4000 3500 3000 2500 2000 1750 1500 1250 1000 750
1/cm
PSQ
-1
2950cm ：C-H減少
3300cm-1 ：O-H増加
1050cm-1 ：Si-O微増（幅）1270cm-1 ：Si-CH3微減

UV照射後

0
4000 3500 3000 2500 2000 1750 1500 1250 1000 750
1/cm
PSQ-Blend
2950cm-1 ：C-H減少
3300cm-1 ：O-H増加
1050cm-1 ：Si-O微増（幅）1270cm-1 ：Si-CH3微減

図6 自己支持膜の高圧UV照射の構造変化（ATR-FTIR）
3.4

高圧UV照射試験前後での構造変化

3.4.1

ATR-FTIR測定結果

高圧UV照射前後での各種ポリシルセスキオキサ
ン自己支持膜のATR-FTIR測定を行い、結果を図6の吸収である1260cm­1の吸収が僅かではあるが、いずれも減少している。
このことより、高圧UV照射条件ではSi-C結合の切断も示唆される。
3.4.2

いずれの場 合においても、S i - O Hの吸 収である

Si {1H}交差分極／マジック角回転核磁気共鳴（CP/MAS NMR）
スペクトル測定結果

および3300 cm­1のピークが大きくになっていること、

高圧UV照射前後での各種ポリシルセスキオキサン

C-Hの吸収である2950cm ­1のピークが減少している

自己支持膜のCP/MAS NMR測定を行い、測定結果をことより、
自己単離膜に残存していたアルコキシシリル

図7に、ピーク面積変化を表2に示す。

に示す。

29

基が加水分解を生じていることが明らかとなった。一PEOS自己支持膜では高圧UV照射後にQ 2構造の方、Si-Oの吸収である1050cm­1の吸収においては微減少とQ3、Q4構造の増加がみられ、加水分解ならびに増ではあるが、いずれの場合にも増加していることによ縮合反応が進行したことが確認できる。

り脱水縮合によるSi-O-Siの形成、すなわち架橋度の増加が示唆される。
MTMSを原料に用いている各自己支持膜ではSi-C

PMSQ自己支持膜では、高圧UV照射後にT 2、T3構造の減少とQ 2、Q 3構造の形成、増加が認められた。
このことは、ATR-FTIR測定結果から示唆されたメチル基

13

PEOS

PMSQ

PSQ

T3

PSQ-Blend
T3

T3

Q3
T2

T2

Q3

Q3

T2

Q2

Q2 ★

Q4
Q2 Q

3

-25

-50
-75
-100 -125
Chemical shift（ppm）

-25

★

Q4

-50
-75
-100 -125
Chemical shift（ppm）

-25

★ 4
Q

Q2

★

★

-50
-75
-100 -125
Chemical shift（ppm）

-25

-50
-75
-100 -125
Chemical shift（ppm）

初期膜
高圧UV照射後★：Spinning Sideband（SSB）

T1

T2

T3

Q1

Q2

Q3

Q4

図7 自己支持膜の高圧UV照射前後の29Si NMR測定結果
3.4.3

表2 自己支持膜の高圧UV照射前後の
29
Si NMRピーク面積変化
T1

T2

T3

初期膜比率

Q1

Q2

Q3

Q4

0

1

7

2

PEOS UV照射後変化
PMSQ

0

初期膜比率

3

量残存率を図８、
９に示す。

7
100

UV照射後変化

0

1

4

0

1

3

1

0

2

4

0

1

2

1

UV照射後変化
初期膜比率

PSQBlend UV照射後変化の脱離を裏付ける結果となった。
PSQとPSQ-Blend各自己支持膜では、共にT2、Q2構造の減少とT 、Q 、Q 構造の増加が認められた。PSQ
3

自己支持膜のTG-DTAの測定を行い、温度に対する重

110

初期膜比率

PSQ

示差熱−重量分析（DTA-TG）
測定結果

高圧UV照射前後での各種ポリシルセスキオキサン

29Si-NMRピーク面積変化

34とPSQ-Blend各自己支持膜は高圧UV照射により加水分解・縮合反応は同様に進行していると考えられるが、クラック発生時期が大きく異なる要因についてはCP/
MAS NMR測定結果からは判明には至らなかった。

重量残存率（%）

14

DNTコーティング技報 No.13
技術報文­2
ポリシロキサン自己支持膜のクラックに対するＵＶ光の影響

90

80

70

PEOS

60

PMSQ
PSQ

50

0

100

200

300

400

500

600

700

800

温度（℃）

図8 自己支持膜の高圧UV照射前の熱重量残存率

DNTコーティング技報 No.13
技術報文­2
ポリシロキサン自己支持膜のクラックに対するＵＶ光の影響

は加水分解を受けており縮合も進んでいると考えられ110る。
また、照射前のサンプルと比較し、470℃以上のケイ素に結合したメチル基の脱離による重量減少は少100

重量残存率（%）

15

なくなっていることより、高圧UV照射によりメチル基が90脱離されたことを裏付ける結果となった。PSQ自己支80

挙動を示した。

持膜ではPEOSおよびPMSQ各自己支持膜の中間的

70

PEOS

50

４． まとめ

PMSQ

60

PSQ
0

100

200

300

各種ポリシルセスキオキサン自己支持膜に高圧UV
400

500

600

700

800

温度（℃）

図9 自己支持膜の高圧UV照射後の熱重量残存率
3.4.3.1

初期膜での自己支持膜種類による比較

初期膜での重量残存率はPMSQ＞PSQ＞PEOS各
自己支持膜の順で多くなっていた。PEOS自己支持膜は
TEOSの単独加水分解縮合により合成されており、TEOSのエトキシ基の加水分解率が低いこと（300℃付近でのアルコキシ基脱離による重量減少が大きい）、
また加水分解後の縮合によるシロキサン形成が少ない（300℃以下での水酸基の脱離・縮合による重量減少が大きい）
ことが要因と考えられる。一方、MTMSの単
独加水分解縮合により合成されたPMSQ自己支持膜
では、多くのメトキシ基は加水分解および縮合に至っていると考えられる。
また、470℃以上での重量減少は、
ケイ素に結合したメチル基の脱離による重量減少と考えられる。PSQ自己支持膜の300℃付近での重量減少
は、PEOSおよびPMSQ各自己支持膜での減量を各々半量合計に近い値を示していた。
3.4.3.2

高圧UV照射後の自己支持膜の構造変化

PEOS自己支持膜では、高圧UV照射によりエトキシを照射することにより、主としてアルコキシ基の加水分
解および縮合が起こり、アルコキシ基脱離およびシロキ
サン架橋度が増加する結果、支持膜の収縮に伴い歪みが発生しクラックが生じることが明らかになった。
ケイ素に結合したメチル基の脱離も高圧UV照射により生じており、クラック発生の一要因となるが、アルコキシ基脱離による要因に比べればその影響は小さい。
すなわち、アルコキシ基が多く残存し、また縮合率が低い支持膜
ほどクラックが発生しやすいことが分かった。
クラック発生の抑制には分岐度を下げることが効果的であった
が、分岐度の異なるポリシルセスキオキサンのブレンド
ではクラック発生の抑制には至らないことが分かった。
当研究により、
クラック発生のキープロセスと下記に示したことが明らかになった。
①高圧UV照射によるクラック発生は PMSQ < PSQ<PEOS（<PSQ-Blend）各自己支持膜の順に早くなる結果を得た。
②塗膜への高圧UV照射によるクラックに起因する構造変化は、残存アルコキシ基の加水分解・脱離が最も大きな要因であった。
③塗膜への高圧UV照射により、シロキサン縮合反応およびケイ素に結合したメチル基の脱離反応は進行した。

基の脱離が生じていることが、300℃以下での重量減④TEOSとMTMSの共重合の効果は、
クラック発生少が多く、300℃付近での重量減少が少ないことによを十分に遅延する効果が認められたが、各単独重り示唆された。PMSQ自己支持膜では、300℃付近で合物のブレンドではクラック抑制効果は認められの重量減少がほぼ認められないことにより、
メトキシ基

なかった。

16

DNTコーティング技報 No.13
技術報文­2
ポリシロキサン自己支持膜のクラックに対するＵＶ光の影響⑤顕微FT-IR、NMRおよびTG-DTA各測定機器を用いた測定ならびに解析から、構造の違いによる
自己支持膜の形成段階と高圧UV照射による構造変化およびそれによるクラック発生機構の解明が
できた。

謝

辞

本研究の実施にあたり、東京理科大学 理工学部 工
業化学科 阿部芳首名誉教授、郡司天博教授ならびに研究室および修了・卒業された方々の多大なご協力に対しまして深く感謝いたします。

参考文献
1）
岡本信吾、疋田淳、大矢博昭：1985年度色材研究発表会要旨集, 11（1985）2）
田中一：表面技術, 48, 795（1997）3）稲田邦生：塗装技術,1998年10月増刊,
143（1998）
大浜宣史：塗装技術,1998年10月増刊,148（1998）
江見眞：塗装技術, 1998年10月増刊, 155（1998）
4）青木隆一、畠山忠、
佐々木博治：
DNTコーティング技報No.3，P.6（2003）
5）F. W. van. der. Weij : Macromol. Chem., 181,
2541（1980）
6）
A.Iwasawa, R.Aoki : Journal of the Japan
Society Color Material, Vol.76（2003）P.373

DNTコーティング技報 No.13
技術報文­3
油性さび止めペイントの屋外暴露による防錆性評価

油性さび止めペイントの屋外暴露による防錆性評価

The Evaluation of Anticorrosive Properties for Oil Based Corrosion Resistance Paint
by Weathering Test
塗料事業部門建築・構造物塗料事業部
構造物テクニカルサポートグループ
Paint Operating Divison,
Architectural and Protective
Coatings Department
Protective Coating Technical Support Group山本 康人

Yasuto YAMAMOTO

要 旨
素地調整程度の異なるさび鋼板を用いて、シアナミ
ド鉛さび止めペイント（JIS K 5625 2種）と鉛・クロムフリーさび止めペイント（JIS K 5674 1種）の防錆性を比較した。海塩粒子や融雪剤等による塩分影響の少ない環境において屋外暴露試験を2年間実施し、外観観察、付着性ならびに鋼材素地の腐食の進行状態を評価した。代表的な塗装仕様（下塗り2層＋上塗り2層）で塗り重ねた場合には、素地調整程度に関係なく、いずれも塗膜外観に発錆は認められなかった。
また、暴露試
験後の塗膜をはく離し、鋼材素地の腐食の進行状態を確認した結果、両塗料の間に優位差は見られなかった。塩分影響の少ない環境におけるJIS K 5625 2種
適合塗料とJIS K 5674 1種適合塗料の防錆性は同等であると考えられる。

岡島 友紀

Tomonori OKAJIMA桑原 幹雄

Mikio KUWAHARA

Abstract
Using rusting steel plates of base conditioning,
we compared rust-prevention between Leadcyanamide anticorrosive paint （JIS K 5625 2sort）and Lead-free, Chromium-free anticorrosive
paints（JIS K 5674 1 sort）. We carried themout weathering test with contain little salt
under the inﬂuence of environment by sea salt
grain or melted snow agent for two years, andtook a view of appearance on steel bases,
evaluated its adhesion and process condition of
corrosion. In the case of we applied repeat byunder coatings 2 layer and top coatings 2 layer（typical coating speciﬁcation）, it was not breed
rust on surface coating without connection in
substrate condition either. Since then, we madeweathering trial, stripped coatings ﬁlm andconﬁrmed process condition of corrosion on
steel substrates. As a result, there was noadvantaged diﬀerence between both paints. It
was thought that rust-prevention of JIS K 5625
2 sort and JIS K 5674 1 sort is equal withcontain little salt under the inﬂuence ofenvironment.

17

18

DNTコーティング技報 No.13
技術報文­3
油性さび止めペイントの屋外暴露による防錆性評価

1. はじめに
日本工業規格（JIS）
において、油性系さび止めペイント
は、使用しているさび止め顔料の種類により、
JIS K 5621
一般用さび止めペイント、
JIS K 5623 亜酸化鉛さび止め
ペイント、
JIS K 5625シアナミド鉛さび止めペイント、JIS
K 5629 鉛酸カルシウムさび止めペイント、JIS K 5674
鉛・クロムフリーさび止めペイントの5種類に分類されている。JIS規格に規定される防錆性試験は、さびの発生していない鋼材を試験板に使用しているが、実際の施工現場においては部材を仮置きしている間にさびが発生する場合があり、塗装前に素地調整を行って塗装が施されている。
近年、環境保全や人体への安全性が強く要望され、鉛や六価クロム化合物を配合したさび止めペイントは廃止される動きにある。JIS K 5625 シアナミド鉛さび止
めペイントについても廃止が検討されている。本塗料と同等の品質を有し、かつ環境対応形であるJIS K 5674
鉛・クロムフリーさび止めペイントへの置き換えが期待されているが、これまでに実施工に近い条件での両者の性能比較に関する報告はない。
筆者らは、素地調整程度の異なるさび鋼板を用いて、各々にJIS K 5625 適合塗料とJIS K 5674 適合塗料を塗装し、屋外暴露試験を行った。本報では、
これらの防錆性を比較評価した結果について報告する。

2.2

素地調整

建築塗装分野では、素地調整方法にブラスト処理を適用する事例が少ないため、本実験においては動力工
具や手工具を用いた素地調整を実施した。表1に素地調整方法と素地調整後の鋼材の表面状態を示す。比較として、未処理のさび鋼板も試験に供した。
表１ 素地調整方法と素地調整後の鋼材の表面状態
素地調整後の鋼材の表面状態

素地調整方法

No
1

未処理

2

手工具
皮スキ
（浮き錆除去）3

動力工具
一般的なカップブラシ

4

動力工具
ねじり線のカップブラシ
動力工具
オービタルサンダ（P120ペーパー）
動力工具
ディスクサンダ（粒度P60）56

2.3 試験片の作製
本実験に適用した塗装仕様を表2に、試験片の塗装区分を図1に示す。
下塗塗料には、
JIS K 5625 2種適合塗料とJIS K 5674 1種適合塗料を用いた。
これらはともにフタル酸樹脂系の塗料である。
上塗塗料にはJIS K

2.

実験5516 2種に規定される合成樹脂調合ペイントを用いた。
塗装は全てエアスプレー塗装で行った。
塗装間隔

2.1 さび鋼板の作製
150 70 3.2mmの一般構造用圧延鋼材SS400

表2
工程（JIS G 3101）
を当社那須事業所（栃木県大田原市）
でなお、当社那須事業所の暴露環境は、JIS Z 2381に下塗り屋外暴露し、十分に発錆させたさび鋼板を作製した。
示される暴露試験の環境区分によると、大気汚染区分る。本実験では、飛来塩分や融雪剤による塩分影響の少ないさび鋼板を被塗物とした。

上塗り

による田園地域、海塩区分による内陸環境に区分され

膜厚
（μｍ）

塗装仕様
塗装仕様1

塗装仕様2

シアナミド鉛さび止め 鉛・クロムフリーさび止め
ペイント
ペイント
（JIS K 5625 2種） （JIS K 5674 1種）

1層目

35

2層目

35

シアナミド鉛さび止め 鉛・クロムフリーさび止め
ペイント
ペイント
（JIS K 5625 2種） （JIS K 5674 1種）

1層目

25

合成樹脂調合ペイント（JIS K 5516 2種）

合成樹脂調合ペイント（JIS K 5516 2種）

2層目

25

合成樹脂調合ペイント（JIS K 5516 2種）

合成樹脂調合ペイント（JIS K 5516 2種）

合計膜厚

120

DNTコーティング技報 No.13
技術報文­3
油性さび止めペイントの屋外暴露による防錆性評価

は、下塗り1層目と下塗り2層目は24時間、下塗り2層目と上塗り1層目は48時間、上塗り1層目と上塗り2層目は24時間として各層の塗料を塗り重ねて試験片を作製した。
塗装区分A（下塗り1層）（合計膜厚 35μm）

2.4

屋外暴露試験および評価方法

屋外暴露試験は、
さび鋼板の作製と同様に、
当社那須事業所において水平暴露で2年間実施した。暴露試
験片は、6ヶ月毎に目視による外観観察を行った。暴露

塗装区分C（下塗り2層 +上塗り1層）（合計膜厚 95μm）

終了後に回収した試験片は、塗膜表面に付着した粉化物を布片で拭き取り、付着性を評価した。付着性の評
価は、塗装区分D（下塗り2層 ＋上塗り2層）の塗膜にカッターナイフで素地に達するX字カットを入れ、セロハ
ンテープによる付着性試験を行った。
さらに、
ジメチルス
ルホキシドを用いて塗装区分D（下塗り2層 ＋上塗り2

塗装区分B（下塗り2層）（合計膜厚 70μm）

図1

塗装区分D
（下塗り2層 +上塗り2層）（合計膜厚 120μm）

試験片の塗装区分層）の塗膜をはく離除去し、鋼材表面の腐食状態を目視で観察した。
なお、試験片の端部から5mm以内の範囲は評価の対象外とした。

表３ 屋外暴露試験後の試験片の表面状態
素地調整方法

未処理

塗装仕様
塗装仕様1
塗装仕様2

手工具
皮スキ

塗装仕様1
塗装仕様2

動力工具

塗装仕様1

カップブラシ

塗装仕様2

動力工具

塗装仕様1

カップブラシ

塗装仕様2

一般的な

ねじり線の

動力工具

オービタルサンダ

動力工具

ディスクサンダ

塗装仕様1
塗装仕様2
塗装仕様1
塗装仕様2

初期

6ヶ月後

評価時期

12ヶ月後

18ヶ月後

24ヶ月後

19

20

DNTコーティング技報 No.13
技術報文­3
油性さび止めペイントの屋外暴露による防錆性評価

３． 結果と考察
3.1

3.3

塗膜の付着性評価

付着性試験後の塗膜表面の状態を表5に示す。全て

塗膜表面状態の試験片において塗膜のはく離は認められず、良好な付

初期および暴露期間中の各評価時期における塗膜
外観を表3に示す。
塗装区分A（下塗り1層）の塗膜は、いずれも発錆が多く認められた。
これらは膜厚の薄さ（35μm）に起因するものと考えられる。塗装区分B（下塗り2層）の塗膜
は、素地調整方法の違いによってさびの発生程度が異着性を有することが確認された。一部、X字カットに沿って局所的な塗膜はく離が見られたが、これは塗膜にカットを入れた際の機械的損傷によるものであった。
表５ 付着性試験後の試験片の表面状態
素地調整方法なったが、JIS K 5625 2種適合塗料とJIS K 5674 1種
適合塗料の両者間には差異は認められなかった。
ディ
スクサンダ処理した試験片は、JIS K 5625 2種適合塗未処理料とJIS K 5674 1種適合塗料ともにさびの発生が少なく、素地調整程度が塗膜の防錆性に影響することが確認された。塗装区分D（下塗り2層 ＋上塗り2層）の塗膜は、素地調整方法の違いや下塗塗料の種類に関係なく、2年間の屋外暴露試験においてさびの発生は認められず、
いずれも良好な防錆性を示した。
3.2

鋼材素地面の腐食状況

素地調整方法にディスクサンダを適用した試験片について、塗装区分D（下塗り2層＋上塗り2層）の塗膜を
ジメチルスルホキシドによってはく離除去した。塗膜はく離後の鋼材の表面状態を表4に示す。
表４ 塗膜はく離後の鋼材の表面状態
素地調整方法塗装仕様 1

動力工具
一般的なカップブラシ

動力工具
ねじり線のカップブラシ

動力工具
オービタル
サンダ

塗装仕様 2

動力工具
ディスクサンダ

塗装仕様1、2ともに、屋外暴露2年後においても鋼材表面における腐食の進行は認められなかった。一部に黒い斑点状の孔食が確認されているが、これは素地調整の際に完全に除去しきれなかった残存さびであると考えられる。
ただし、塗装区分D（下塗り2層＋上塗り2層）の塗膜には発錆は認められず、防錆性は確保されているものと判断される。

手工具
皮スキ

動力工具
ディスク
サンダ

塗装仕様1

塗装仕様2

DNTコーティング技報 No.13
技術報文­3
油性さび止めペイントの屋外暴露による防錆性評価

４． まとめ
素地調整程度の異なるさび鋼板を用いて、JIS K 5625
2種適合塗料とJIS K 5674 1種適合塗料の屋外暴露試験を行い、
これらの防錆性を比較評価した結果、以下の知見を得た。
1）代表的な塗装仕様（下塗り2層＋上塗り2層）において、屋外暴露試験後の塗膜の表面状態および鋼材表面の腐食状態を観察した結果、両塗装系
における防錆性は同等であることが確認された。
2）塗装区分B（下塗り2層）の塗膜の表面状態を目視観察した結果、両塗料ともに素地調整程度の違いによって発錆の程度は異なった。十分な素地調整を施すほど塗膜の防錆性は優れており、素地調整の重要性が確認された。
なお、塗料種の違いによる防錆性の差異は認められなかった。

５． 今後について
今回の実験は塩分影響の少ないさび鋼板を用いた評価であった。
鋼材の腐食には塩分が大きく影響すると考えられるため、
今後は塩分影響を受けたさび鋼板を用いた検討を予定している。
謝

辞本研究を行うにあたり、清水建設株式会社 関東支部 建築技術部 建築技術グループの方々に多大なご協力をいただきました。
ここに、深く感謝の意を示します。

21

22

DNTコーティング技報 No.13
技術解説­1
ふっ素樹脂塗料の耐久性と厚膜形ふっ素樹脂塗料

ふっ素樹脂塗料の耐久性と厚膜形ふっ素樹脂塗料
Durability of Fluorocarbon Polymer Coatingand Design of that High Build Type

技術開発部門 開発部
技術開発第一グループ
Technical Development Division,
Technology Development Department
Technical Development Group1

山内

健一郎

Kenichiro YAMAUCHI

1.

はじめに

2.

重防食塗装

1980 年代前半に常温乾燥形ふっ素樹脂塗料が開重防食塗装系は、一般に防食下地、下塗塗料、中塗

発され、約 30 年が経過した。
この間、重防食分野にお塗料、上塗塗料を塗り重ねた複合塗膜（塗装系）
で構いても数多くの塗装実績が積まれ、現在では、ふっ素成されている。図1に基本的な重防食塗装系の塗膜構

樹脂塗料の優れた耐久性は認知されているところであ成を、表1に塗膜各層の役割を示す。

る。近年、橋梁・プラント等の鋼構造物の維持管理にお

上塗塗膜

いては、
ＬＣＣ
（ライフサイクルコスト）の低減が求められており、塗装に関しては、耐久性に優れた材料の適用

中塗塗膜

による塗り替え周期の延長や、厚膜形塗料の適用によ

下塗塗膜

る工程短縮といった取り組みがなされている。

防食下地

本報では、耐久性に優れた材料として重防食塗装の鋼

上塗塗料に適用されているふっ素樹脂塗料および塗装工程の短縮を可能とする、厚膜形ふっ素樹脂塗料につ

図1

いて述べる。

材

重防食塗装系の塗膜構成

表1

塗膜各層の役割

各層

主な役割

防食下地

鋼材に対する良好な付着性、犠牲防食作用、腐食性物質の遮断によって鋼材の腐食を防ぐ。鋼材面と直接接するので防食に対しての影響が最も大きい。

下塗塗膜

防食下地との付着性を確保する。
水分や塩類等の腐食性物質の浸透を防ぐ。

中塗塗膜

下塗塗膜と上塗塗膜の付着性を確保する。色相を調整することで、上塗塗膜の隠蔽性を補助する。
水分や塩類等の腐食性物質の浸透を防ぐ。

上塗塗膜

構造物を目的の色彩に着色する。
長期間にわたって美観（光沢や色相）を維持する。
水分や塩類等の腐食性物質の浸透を防ぐ。

DNTコーティング技報 No.13
技術解説­1
ふっ素樹脂塗料の耐久性と厚膜形ふっ素樹脂塗料

３． ふっ素樹脂塗料とその耐久性

防食下地にはジンクリッチペイントが適用される。塗膜中の亜鉛は鋼材（鉄）よりも卑な電位を示すため、鉄より先にイオンになって鉄の腐食を抑制し、電気化学

3.1 ふっ素樹脂の構造と特性的に保護する犠牲防食作用を有する。
ジンクリッチペ

重防食塗装の上塗塗料には、長期にわたって美観をイントはこの犠牲防食作用によって、鋼材を腐食から維持するために優れた耐久性（耐候性）が求められる。

保護する。

現在、ふっ素樹脂塗料はポリウレタン樹脂塗料等の他

重防食塗装系において十分な防食性を維持するたの上塗塗料に比べて、高い耐久性を有する材料である

めには、防食下地であるジンクリッチペイントの塗膜がことは公知のことである。
これは塗膜劣化に影響を及ぼ健全である必要がある。
そのためには、下塗り〜上塗り

す外的因子に対して、非常に安定な樹脂構造を有してまでの複合塗膜には腐食性物質（酸素、水分、塩分等）いることに起因している。常温乾燥形塗料用ふっ素樹を有効に遮断すること、また上塗塗膜においては、紫外脂の構造を図 21）に、塗膜の劣化に及ぼす環境因子と線に対する高い耐久性を有し、長期間の暴露においてその作用を表22）に示す。

も塗膜の消耗が少ないことが求められる。

Ｆ

Ｆ

Ｈ

Ｈ

Ｆ

Ｆ

Ｈ

Ｈ

Ｆ

Ｆ

Ｈ

Ｈ

Ｆ

Ｆ

Ｈ

Ｈ

Ｆ

Ｘ

Ｈ

Ｆ

Ｘ

可撓性

Ｏ

Ｆ

Ｘ

Ｈ

Ｏ

Ｆ

Ｒ3

Ｒ4

OH

COOH

│

Ｒ2

Ｈ

│

Ｒ1

Ｏ

│

Ｆ

│

Ｆ

│

Ｏ

│

Ｈ

│

Ｘ

│

│

│

Ｃ─Ｃ─Ｃ─Ｃ─Ｃ─Ｃ─Ｃ─Ｃ─Ｃ─Ｃ─Ｃ─Ｃ─Ｃ─Ｃ─Ｃ─Ｃ─Ｃ─ＣＦ

Ｘ
X＝F, CF 3 , Cl
R 1 , R 2＝アルキル基
R 2 , R 4＝アルキレン基

付着性、顔料分散性

溶剤可溶性、透明性、光沢、硬度
耐候性、耐久性

環境因子

23

図2

常温乾燥形塗料用ふっ素樹脂の構造

表2

塗膜劣化に及ぼす環境因子の作用
現

象

太陽光線

紫外線は高いエネルギーを持ち、塗膜のビヒクルポリマーや顔料に吸収される｡
そのため、ポリマーの結合エネルギーの弱い部分が解離し、励起状態となる。
赤外線は熱エネルギーとして働き、この化学変化を促進する。

酸

素

ポリマー中の励起された水素と結合し、ポリマーを酸化する。
（主鎖の切断や橋かけを生じさせる）

水分

塗膜内部に酸素を運ぶ。塗膜中に浸透し、膨潤させる。被塗面に達し、腐食させる。

熱

冷暖の繰り返しによる疲労劣化。塗膜と素地との熱膨張係数の差が付着低下をもたらす。

亜硫酸ガス硫化水素

紫外線・水によって硫酸となり、樹脂を分解する｡Fe（素地）と反応し、Fe2SO3 の結晶を生成する。

海塩粒子

塗膜の電導性を高め、素地金属の腐食を促進させる。

その他

砂粒・粉塵等の衝突が塗面に傷をつける｡微生物はかびを発生させる。

DNTコーティング技報 No.13
技術解説­1
ふっ素樹脂塗料の耐久性と厚膜形ふっ素樹脂塗料

24

実際には、これらの諸因子が複合的に作用して塗膜劣を表33）に示す。

化が進行するものと考えられているが、特に太陽光線

ふっ素樹脂の主鎖結合エネルギーは、自然光の紫外による塗膜劣化は、その波長と塗膜中に存在する有機線最大エネルギーよりも大きく、自然光では分解しにく

高分子の結合エネルギーに関係している。一般に有機い。
これに対して、ポリウレタン樹脂等の化学物質の主高分子は、原子や分子同士の結合エネルギーを上回る

鎖結合エネルギーは、自然光の紫外線最大エネルギー

エネルギーによって化学的な攻撃を受けると、原子やより小さく、
自然光により切断分解しやすい。
このことは、分子同士の結合（あるいは分子鎖）が切れて劣化してふっ素樹脂塗料が耐候性に優れる要因の一つである。

いく。ふっ素樹脂とポリウレタン樹脂の結合エネルギー表3

主な原子間の結合エネルギー

樹脂の結合エネルギー
樹脂種
ふっ素樹脂
ポリウレタン樹脂

主鎖結合

KJ/mol主鎖以外の結合KJ/mol

CF3−CF3

414

F−CF2CH3523

CF3−CH3424

CF3CH2−H

447

CH3−CH3379

CH3CH2−H411

3.2 ふっ素樹脂塗料の耐久性評価
塩化ゴム系塗料と比較し、屋外暴露試験にて評価した
結果 4）を紹介する。本暴露試験に供した塗装系を表 4に示す。

本試験における光沢保持率の変化を図 3に示す。
また、塗膜表面の劣化状態を観察することを目的に、経時での塗膜表面を走査型電子顕微鏡で観察した結果を図4に示す。塗膜表面の変化に伴い、光沢保持率が低下

屋外暴露試験に供した塗装系

ふっ素樹脂塗料塗装系

工程

411

屋外暴露は静岡県の御前崎で実施したものである。

ふっ素樹脂塗料の耐候性をポリウレタン樹脂塗料、

表4

自然光の最大 UV波長エネルギー（KJ/mol）

塩化ゴム系塗料塗装系

ポリウレタン樹脂塗料塗装系
無機ジンクリッチペイント（75μm）

防食下地
下塗り

エポキシ樹脂塗料下塗（100μm）

エポキシ樹脂塗料下塗（100μm）

塩化ゴム系塗料下塗（35μm 2回）

中塗り

エポキシ樹脂塗料下塗（50μm）

エポキシ樹脂塗料下塗（50μm）

塩化ゴム系塗料中塗（35μm 2回）

上塗り

ふっ素樹脂塗料上塗（20μm 2回） ポリウレタン樹脂塗料上塗（20μm 2回）

光沢保持率（％）

80
60
40
20
0

0

1

2

3

4 5 6 7
暴露期間（年）8910

ふっ素樹脂塗料
ポリウレタン樹脂塗料
塩化ゴム系塗料

図3

光沢保持率の変化（御前崎暴露）

期間

ふっ素
ポリウレタン 塩化ゴム系
樹脂塗料 樹脂塗料 塗料

塗料

100

初期

図4

2年

塩化ゴム系塗料上塗（20μm 2回）
3年

4年

御前崎暴露後の SEM 表面観察

10年

10μm

DNTコーティング技報 No.13
技術解説­1
ふっ素樹脂塗料の耐久性と厚膜形ふっ素樹脂塗料している。塩化ゴム系塗料が2 年、ポリウレタン樹脂塗120

料が3 年経過後に塗膜表面の樹脂層が消失し、光沢100

樹脂塗料は10 年経過後も塗膜表面に樹脂層が存在し、光沢保持率も高い数値を維持している。
塗膜の耐久性を考える場合、塗膜の消耗速度が重要なポイントになる。一般に暴露環境における塗膜の光沢保持率（％）

保持率の著しい低下が認められたのに対して、ふっ素

8060

劣化機構は、次のように考えられている。劣化の第一段

20階としては、まず塗膜表層の薄いクリヤー膜の樹脂結0合が分解し、樹脂が低分子量化したり、クラックを生じることで塗膜光沢の低下が始まる。続いて第二段階として、塗膜中の顔料が抜け出し塗膜表面に微小な穴があ60度鏡面光沢度（初期）：81

40

60度鏡面光沢度（初期）：74
60度鏡面光沢度（初期）：47
60度鏡面光沢度（初期）
：14
0

図5

ていく。塗膜の消耗速度に関する報告としては、長年の膜は10μm/ 年、ポリウレタン樹脂上塗塗膜は2μm/定した結果から、0.5μm/年であるとされている5）。
3.3

塗膜の光沢（つや）と耐候性

ふっ素樹脂塗料の仕上がり光沢と耐候性に関する検討結果を以下に記す 。図 5に、塗膜光沢の異なる
6）

ふっ素樹脂塗料の促進耐候性試験における光沢保持率の変化を示す。試験はサンシャインウェザーメーター
により10,000 時間まで実施した。全つや塗料（初期の60 度鏡面光沢度：81）と比較して、初期の60 度鏡面と考えられる。
こうした考えに基づいて、厚膜形ふっ素
樹脂塗料が開発されている。図6に厚膜形ふっ素樹脂
塗料の促進耐候性試験における光沢保持率の変化を示す。試験はサンシャインウェザーメーターにより実施
し、従来のふっ素樹脂塗料と同等の性能を有することが確認されている。
なお、厚膜形ふっ素樹脂塗料の耐候性については屋外暴露試験でも確認しており、膜厚の消耗量等、長期耐久性の検証段階にある。
120

ことが確認された。
以上の結果から、耐候性に優れるふっ素樹脂塗料
においては、塗膜光沢の違いによる耐候性への影響は小さいと考えられる。

100
光沢保持率（％）

候性試験においていずれも良好な光沢保持性を有する

10000

下地をより長期間にわたって健全な状態で維持できる

沢保持率変化を示した。
また、初期の60 度鏡面光沢
い光沢保持率変化を示したが、10,000 時間の促進耐8000

ふっ素樹脂塗料を厚膜で塗装することにより、防食

光沢度を74，47に調整した塗料は、いずれも同様の光度を14に調整した塗料は、これらの塗料よりも若干高6000

試験時間（時間）

４． 厚膜形ふっ素樹脂塗料

暴露試験により、厳しい腐食環境ではエポキシ樹脂塗との光沢保持率の対比や暴露試験塗膜の消耗量を測

4000

塗膜光沢の異なるふっ素樹脂塗料の促進耐候性試験結果（光沢保持率の変化）

き、白亜化（チョーキング）現象を生じて塗膜は消耗し年、ふっ素樹脂上塗塗膜はポリウレタン樹脂上塗塗膜

2000

80
60
40

従来のふっ素樹脂塗料
厚膜形ふっ素樹脂塗料

20
0

図6

0

1000

2000

試験時間（時間）

3000

4000

厚膜形ふっ素樹脂塗料の促進耐候性試験結果（光沢保持率の変化）

25

26

DNTコーティング技報 No.13
技術解説­1
ふっ素樹脂塗料の耐久性と厚膜形ふっ素樹脂塗料

表5

従来のふっ素樹脂塗装系と厚膜形ふっ素樹脂塗料を適用した塗装系（新設時、スプレー塗装）
従来のふっ素樹脂塗装系

厚膜形ふっ素樹脂塗料を適用した塗装系

工程

塗料名

標準膜厚
（μm）

標準使用量
（㹥／㎡）

塗料名

標準膜厚
（μm）

標準使用量
（㹥／㎡）

素地調整

ブラスト処理 ISO Sa2 1/2−−

ブラスト処理 ISO Sa2 1/2

−

−

防食下地

無機ジンクリッチペイント

75

600

無機ジンクリッチペイント

75

600

ミストコートエポキシ樹脂塗料下塗−

160

エポキシ樹脂塗料下塗

−

160

下塗り

エポキシ樹脂塗料下塗

120

540

エポキシ樹脂塗料下塗

120

540

中塗り

ふっ素樹脂塗料用中塗

30

170

上塗り

ふっ素樹脂塗料上塗25

140

厚膜形ふっ素樹脂塗料

55

260

250

1610

250

1560

合

計

塗装工程数

−

−
4工程

5 工程

厚膜形ふっ素樹脂塗料の乾燥膜厚は55μmである

５． ふっ素樹脂塗料の適用事例

ため、従来の重防食塗装における中塗塗装（30μm）、
上塗塗装（25μm）という2回の工程を1回に短縮することができる。用途としては、橋梁、プラント等鋼構造物の中塗り・上塗り兼用塗料として用いられる。主に新設
塗装時には強溶剤形の厚膜形ふっ素樹脂塗料が、塗り替え塗装時には弱溶剤形の厚膜形ふっ素樹脂塗料が適用される。塗装工程の短縮を特長とする塗料であることから、下塗塗料には厚膜形のエポキシ樹脂塗料が適用される場合が多い。
表5に、新設時における従来のふっ素樹脂塗装系と厚膜形ふっ素樹脂塗料を適用した塗装系を示す。

上塗塗料に、ふっ素樹脂塗料を用いた重防食塗装
系は、国内で数多くの塗装実績が積み重ねられている。
代表的な鋼構造物への塗装実績例を表67）に示す。
表6

ふっ素樹脂塗料を適用した重防食塗装系の
塗装実績例

完成年

構造物名

1987

かつしかハープ橋（主塔）

東京都葛飾区

1991

生月大橋

長崎県平戸市1993

レインボーブリッジ（主塔） 東京都港区

1994

鶴見つばさ橋

1997

東京湾アクアライン（橋梁部） 神奈川県川崎市〜千葉県木更津市

1998

明石海峡大橋兵庫県神戸市〜淡路市

1999

来島海峡大橋愛媛県今治市

1999

多々羅大橋

愛媛県今治市〜広島県尾道市

2010

東京国際空港D滑走路連絡橋

東京都大田区

2012

東京ゲートブリッジ

東京都江東区2012

東京スカイツリー

東京都墨田区

所在地

神奈川県横浜市

DNTコーティング技報 No.13
技術解説­1
ふっ素樹脂塗料の耐久性と厚膜形ふっ素樹脂塗料

６. おわりに
重防食塗装系における評価実績をもとに、ふっ素樹
脂塗料の優れた耐久性について解説し、塗装系のさらなる高耐久化と工程短縮をもたらす材料である厚膜形
ふっ素樹脂塗料を紹介した。
今日、社会インフラの老朽化が改めてクローズアップ
され、これらの健全性を確保するための維持管理の重要性が再認識されている。
ＬＣＣ低減への新たな提案
材料を市場に発信できるよう、今後も高耐久材料の開発に努めていく。

参考文献
1）篠原稔雄：塗装技術, 28［2］, pp.71-72（1989）
2）大田原政彦：工業塗装, 101, 49（1990）
3）高柳敬志：防錆管理, 54（12）, 453（2009）4）中山俊介、永井昌憲、田邉弘往、篠原稔雄：
第15回防錆防食技術発表大会要旨集,
p.201（1995）
5）（一社）
日本塗料工業会：重防食塗料ガイドブック
第4版,p.142（2013）6）山本基弘、山内健一郎、堀長生、奥田章子：
日本接着学会誌 ,47（9）, 369（2011）
7）（一社）日本鋼構造協会：重防食塗装 , p.29
（2012）

27

28

DNTコーティング技報 No.13
技術解説­2蛍光色のカラーユニバーサルデザイン

蛍光色のカラーユニバーサルデザイン
Color Universal Design for Fluorescent
Color Application

大日本塗料株式会社
カラーセンターDAI NIPPON TORYO CO.,LTD.
Color Center

吉岡 環

Tamaki YOSHIOKA

シンロイヒ株式会社 SINLOIHI CO.,LTD.
技術部
営業部
技術部
Technical Division
Sales Division
Technical Division

宮川 有司

亀田 英希

Yuji MIYAGAWA

1. はじめに

Hideki KAMEDA

2.

小泉 典子

Noriko KOIZUMI

色の見え方

色の見え方は万人一様ではなく、遺伝子の違いによ

色の見え方は様々であり、眼の視神経にある色を感る色弱（色覚障碍）の人や、白内障等目の疾患の人等、じる錐体と呼ばれる3種類の光センサー（赤系統：L錐

一般の人とは色覚が異なる人が日本国内に約500万

体・緑系統：M錐体・青系統：S錐体）の感度により、一人いると言われている。色の組合せや色合い（一部の色

般型のC型、L錐体が一般の人とは感度が異なるP型、調の赤と緑、水色とピンク等）
によっては、見分けること

M錐体が一般の人とは感度が異なるD型等、大別して5ができなくなる。
それを誰もが識別しやすい配色になる

種類のタイプがある。図1に色覚のしくみを示す1）。表1

よう配慮し、正確な情報を提供するのが、色のバリアフに5種類の色覚タイプを示す1）。

リー化とも言われる「カラーユニバーサルデザイン」（Ｃ
ＵＤ：Color Universal Design）
である。
蛍光顔料メーカーであるシンロイヒ
（株）
では、東京
大学分子細胞生物学研究所 伊藤啓准教授およびＮＰ
Ｏ法人カラーユニバーサルデザイン機構（ＣＵＤＯ）のご指導とご協力を得て、高鮮鋭な蛍光色の特長を生かしてＣＵＤに貢献できないか検討を行った。
図1
表1

色覚のしくみ5種類の色覚タイプ

1

C 型 赤・緑・青の錐体が揃っている人

約 95%

2

P 型 赤の錐体の感度が異なる人

約 1.5%

3D型 緑の錐体の感度が異なる人

約 3.5%

4T 型 青の錐体の感度が異なる人

約 0.001%

5A 型 錐体を持たない人、錐体が一つだけの人 約 0.001%

DNTコーティング技報 No.13
技術解説­2蛍光色のカラーユニバーサルデザイン

これらの色覚タイプは遺伝する。図2にメンデルの法会社製ＣＵＤ支援ツール『UDing®』使用）他にも、JIS則の一例を示す2）。男性の性染色体 XY・女性の性染

Z 9101における安全色の防火・禁止･停止を意味する

色体 XXのうち、X染色体に含まれる錐体色素の遺伝「赤」7.5R4/14は、一部の色弱の人には黒く見え、決し子が色 覚を決める。Xを色 弱 遺 伝 子とすると、男性て目立つ色とは言えないのが実情である。表2に今後Ｃ（XY）、女性（XX）
で色弱となるが、XXのキャリアーのＵＤが必要となる事例を示す。

女性は一般型となる。図2では、色弱の父親（XY）と一般型の母親 XXから生まれた男児は、父親のY遺伝子を受け継ぐため一般型 XYになるが、女児の場合は必ず父親の色弱遺伝子Xを引き継ぐためXXのキャリアー

我々色彩を扱う塗料メーカーとしても、当然見やすく、
使いやすく、
わかりやすい配色への配慮が必要となる。
C型（一般型）の人の見え方となり、その子が産む男児は1/2の確率で色弱になる。
他にも、老化に伴い眼のレンズが黄濁し、青みが欠けて見える白内障（日本で約150万人）や、光センサーの数が減少する緑内障・糖尿病性網膜症等の弱視の人も色の見え方が変わる。

XY

XX

（XY）

XY

XX

XX

男──XY （XY）
女──XX XX （XX）
（X遺伝子が色覚を決める）
X が色弱遺伝子
（ ）
が色弱者
XY

XY （XY） XX

XX

（XY）

XY （XY） XX（XX）

D型の人の見え方

図 2 メンデルの法則（一部抜粋）

3. カラーユニバーサルデザイン（ＣＵＤ）とは
3.1 ＣＵＤの必要性
従来、
白黒表示だった新聞・雑誌・電子機器・案内表
示等が、印刷・コンピュータ技術が発展した情報化社
会の今日、すべてがカラー化した。
しかし色分けによってわかりやすくしたつもりが、一般型色覚者を念頭においた配色であったため、色弱の人にとってかえって情報が伝わりにくいという不都合が出てきた。正しく情報が伝わりにくい例として、色分けされた路線図を図3に示す。
（図3〜5の「D型の人の見え方」
は、東洋インキ株式29

図3

色分けされた路線図

30

DNTコーティング技報 No.13
技術解説­2蛍光色のカラーユニバーサルデザイン

配慮している。

表2 ＣＵＤが必要な事例

3.1で例にあげた路線図では、一部ではあるが図中

公共施設

施設案内表示・受付案内・トイレ表示

駅・空港

路線図・誘導表示・電子掲示板

へのマークや番号の表示、凡例への色名表示、色合

道路

標識・道路情報・区画線・地図・カーナビ

いの微調整等の工夫が見られるようになった。
また、家電

リモコン・操作パネル・表示ランプ

最近小中学校の教科書はカラー印刷がほとんどであ

印刷物

新聞・教科書・地図・操作マニュアル

り、
その半数近くがＣＵＤに対応している。
さらに平成

文具

絵の具・色鉛筆・マーカーペン

27年度には、大半がCUDに合格できるよう検証が進められている。

3.2 ＣＵＤの最近の動向

大日本塗料（株）やシンロイヒ（株）のカタログ（図4）

徐々にではあるが、家電・出版物・文房具等でもＣＵ

等の販促資料においても、色弱の人が識別しやすい配Ｄに対応している商品が増えてきている。例えば、交通

色と、高齢化社会を迎えた今日、弱視の人への配慮か

信号機では
「緑」
はブルー方向に、「赤」
はオレンジ方向ら文字の大きさや明度差を大きくして、見やすくするようにずらしている。
また文具メーカーではカラーペンの軸心がけている。
「ＤＮＴカレンダー」（ 図5）
では、弱視のに色名を表記する等（JIS S 6037：2006）色弱の人に人でも認識しやすい書体や文字の大きさを研究していC型（一般型）の
人の見え方

D型の人の
見え方

図 4 ＣＵＤ対応したシンロイヒカタログ

C型（一般型）の
人の見え方

図5

2013 年ＤＮＴカレンダー

D型の人の
見え方

DNTコーティング技報 No.13
技術解説­2蛍光色のカラーユニバーサルデザイン

31

図 6 日塗工「ＣＵＤ推奨配色セット」

る他、休日の数字色には平日の黒文字と識別しやすい

４． 蛍光色のＣＵＤ化

色彩を選定するとともに縁取りを施す等、識別への便宜を図っている。
3.3 日本塗料工業会の取り組み
一般社団法人日本塗料工業会（日塗工）でも、このような社会の動きを受け、2011 年発行の「塗料用標準色」F 版見本帳に「ＣＵＤ推奨配色セット」（図 6）を掲載した。
これはサイン・看板用の配色において、どの様な色覚の人にも「比較的等しく認識できる配色例」であり、世界初の試みである。本配色セットは東京大学 伊藤准教授を中心に、日塗工のほかＣＵＤＯやＤＩＣグループの協力を得て、塗装でも印刷でも適用が可能である1）。多様な色覚の人が被験者となり検証テストを実施して作成された。

4.1

蛍光塗料のＣＵＤ

日塗工「ＣＵＤ推奨配色セット」は一般的な塗料での色出しのため、彩度には限界があった。
そこでもっと彩度を上げれば、より区別しやすい色になるとの仮説のもと、蛍光塗料を用いての色出しを実施した。
4.1.1 「ＣＵＤ推奨配色セット」収録色の高彩度化
まず、推奨配色セットの「赤」8.75Ｒ5/12（以下ＣＵＤ赤）、「黄」7.5Y8.5/12（以下ＣＵＤ黄）、「緑」7.5G6/
10（以下ＣＵＤ緑）「、青」7.5PB4/12（以下ＣＵＤ青）に、蛍光塗料を混合し彩度を上げた色見本を、以下の設計思想をもとに作成した。図 7は色出し調整中の色票
類である。

32

DNTコーティング技報 No.13
技術解説­2蛍光色のカラーユニバーサルデザイン「赤」…蛍光レッドにＣＵＤ赤を混合するより、少し黄味が強い蛍光スカーレットと混合することで、彩度が高くなり見やすくなる。
「黄」…蛍光レモンとＣＵＤ黄の混合では、明度が高す
ぎて白内障の人には白に見えてしまうため、蛍光
レモンと蛍光イエローで赤味方向にずらし、山吹色やイチョウの葉の色に近くすることで、白と区別しやすくなる。
「緑」…蛍光グリーンは蛍光レモンと一般色緑で調色しているが、黄味に寄った緑は色弱の人には黄色との区別が難しいことから、
蛍光レモンとＣＵＤ
緑との混合で青味方向の7.5G前後のエメラル
ドグリーン系にすることで、青と区別しやすくなる。
「青」…蛍光ブルーとＣＵＤ青の混合では彩度の向上

すくなることがわかった。
4.1.2

蛍光混合カラーチャート

これまでは蛍光色同士の混色は濁ってきれいな色にならないと言われていたが、一般色に比べ視認性において優位性があると考えられることから、蛍光色の代表色8色（ピンク・レッド・オレンジ・イエロー・レモン・グリ
ーン・ブルー・ホワイト）
中の各2色を5〜95%の割合で混合し、カラーチャートを作成した（図8）。0〜5%での色変化が激しく、蛍光色の特長とも言える鮮やかさが失われるが、
それもまた興味深いとのことから、追加で少量添加の混合として1〜4%でのカラーチャートを作成。結果、蛍光色混合による濁りはグリーン・ブルーを混合する場合に顕著に起こることがわかった。

効果がないため、蛍光ブルーと蛍光ピンクの混合により赤味方向にずらし、5PB前後にすること
で空色と区別がしやすくなる。
最終的な混合比は以下の通り。
「赤」配色セット赤：蛍光スカーレット 20：80、10：90「黄」蛍光レモン：蛍光イエロー 97：3
「緑」配色セット緑：蛍光レモン 50：50、40：60「青」蛍光ブルー：蛍光ピンク 40：60
（屋外）
、
10：90
（屋内）

図8
4.1.3

蛍光カラーチャート

蛍光塗料使用による効果

次に、耐候性・コスト面・景観配慮（ぎらぎら感を抑える）等から、蛍光塗料と一般塗料の適正混合比率を検討した。耐候性を考慮し、ヘリポートや消防車輌で使用されている二液アクリルウレタン樹脂蛍光塗料「スーパールミノVトップ」と、一般のウレタン樹脂塗料「Vトップ」を混合した。
結果、蛍光塗料を使用することにより、一般色では出すことが不可能な高彩度となり視認性が改善され、非常に有用であることが判明した。特に
「赤」
は色が見え
図7

色出し調整中の色票類

上記の結果、一般色に対する蛍光色の混合および蛍光色同士の混合により色相を調整することで、認識しやにくい夕暮れ時に効果的で、一部消防車に使用されている「スーパールミノVトップ消防朱赤」
も区分しやすいことが判明した。

DNTコーティング技報 No.13
技術解説­2蛍光色のカラーユニバーサルデザイン

4.2

蛍光マーカーのＣＵＤ

現在蛍光ペンのセット色は、基本5色（ピンク・オレン
ジ・レモン・グリーン・ブルー）が主流であり、教材等のマーキングとして全世界で使用されている。現在の蛍光マーカーは、一般型（C型）の人は問題なく使い分けることができるが、色弱の人にはピンクとブルーの区別や、
グ
リーンとレモンの区別が難しいこと、明るいレモンが白と紛らわしいことから、マーキングの色の違いに気づかなかったり、違う色を間違えて塗ってしまったりする事故が起こりがちである。
そこで、蛍光マーカーペンの原料である水分散蛍光顔料（シンロイヒカラーベースSFシリーズ）
を提供する
シンロイヒ
（株）
では、色材メーカーの立場から蛍光マーカーのＣＵＤ化こそが急務と考え、優先して検討することにした。
4.2.1

蛍光マーカーの色出し

蛍光ペンのセット色5色の中から、4.2で区別しにくい色として挙げられた「ピンク」「グリーン」「レモン」3色の色出しを行った。
ピンク ……ブルーと区別しやすくするため、オレンジとの混合で、赤味方向のサーモンピンク系の色（調色ピンクa）
グリーン…レモンと区別しやすくするため、グリーンと黄味のブルー混合で、青味方向のエメラル
ドグリーン系の色（調色グリーンabcdef）
レモン……青味のレモンだと白と区別しにくいため、レ
モンとオレンジの混合で赤味方向にずらした山吹色系の色（調色レモンabc）
4.2.2

蛍光マーカーの検証テスト

現行蛍光マーカー基本5色に加え、4.2.1で色出ししたピンク・グリーン・レモンがどう見えるか、
ＣＵＤＯの協力を得て、色覚の異なる人10数人での検証テストを行
った。
その結果、
配色セットA…
ピンク
（調色a）
・レモン
（現行･調色abc）
・
ブルー
（現行）

33

配色セットB…
レモン（現行･調色abc）･グリーン（調色abcdef）
・
ブルー
（現行）
配色セットC …
ピンク
（現行）
・レモン
（現行･調色abc）
・グリーン（調色abcdef）
上記3種類の配色セットが合格となった。
しかしながら、目標とした現行蛍光マーカーペンの色として最大5色、最低4色セットでの承認は得られなかった。
その原因は以下の通りである。
配色セットA…
原因 : ピンク（調色a）とグリーン（調色abcdef）
が区別しにくい配色セットB…
原因 : レモン（現行・調色abc）
とオレンジ
（現行）
が区別しにくい配色セットC…
原因 : ピンク
（現行）
とブルー
（現行）
が区別しにくい4.2.3

蛍光マーカーの再検証結果

4.2.2の3色組み合わせでは合格となったが、目標とする4色セットの承認を受けるにはP型・D型の人にも区別しやすくするため、濃い目の色にする必要がある。
しかし蛍光マーカーペンは、文字の部分に重ねて使用する
ため、色を濃くすると文字が見にくくなり、蛍光色の特長である明るさが失われる。本来の機能を損なわない限
界の色を確認し調色を行い、再度ＣＵＤＯの協力で検証テストを行った。
その結果、配色セットとしては以下の4色が合格となった。
ピンク…… ピンク100%
レモン…… レモン : オレンジ=9 : 1 等4点
グリーン… 黄味ブルー : グリーン=7 : 3 等9点
ブルー…… 赤味ブルー100%
通常はカラーベース40%のところ、ブルーのみ60%と色濃度が高いタイプでの合格となったが、蛍光マーカ
ーペンとしての性能を考えると、他の3色と同等の配合が望ましいと考えられる。今後はブルーベースの濃度ア
ップや、文房具メーカーと蛍光マーカーペンの性能について、調整が必要と考えられる。

34

DNTコーティング技報 No.13
技術解説­2蛍光色のカラーユニバーサルデザイン（一般型）C 型

P型

D型

T型

ブルー
ピンク

グリーン

レモン

図9

CUD 対応蛍光マーカー検証結果

5. おわりに
蛍光色は彩度の幅を広げるのでＣＵＤ分野で有効であり、今後も研究を続けることで、広い分野での用途展開が可能となることを確信した。
5.1

蛍光塗料

一般塗料の
「ＣＵＤ推奨配色セット」
は、色域に限界があるため、一部識別しにくい組み合せがある。蛍光塗料を混合することで、より識別しやすい推奨配色セットを作りあげ、
サイン・看板類分野をターゲットに市場を開拓していきたい。
5.2

蛍光マーカー

シンロイヒカラーベースSFシリーズの混色により、世界で初めてＣＵＤ対応蛍光マーカーペン4色セットとして合格した。今後はこの4色セットを文具メーカーに紹介し、ＣＵＤに対応した、
ＣＵＤＯ承認蛍光マーカーペンセットとして発売し、社会に貢献していきたい。図10に取得したCUD認証マークを示す。

この蛍光マーカーペン4色セット
は、カラーユニバーサルデザインに対応しています。多様な色覚を持つ
さまざまな人に配慮しています。

CUDO（NPO 法人カラーユニバーサルデザイン機構）
図10

CUD認証マーク謝辞

蛍光色のCUD化にあたり、適切なアドバイス等多大なご協力をいただきました東京大学 伊藤准教授に、この場を借りて謝意を表します。
参考文献
1）伊藤啓 ：（一社）日本塗料工業会「彩」，No.28，12 〜 15ｐ（2010）
2）栗田正樹 ： 色弱の子を持つすべての人へ（北海道新聞社）（2008）

DNTコーティング技報 No.13
技術解説­3
水道用塗覆装鋼管の長寿命化への動向

35

水道用塗覆装鋼管の長寿命化への動向
Trend to Long Service Life of Coated Steel Pipes for Water Service

日塗化学㈱ 技術部 塗料技術グループ
NITTO CHEMICAL CO.,LTD
Paints Research and Development Group佐々木 徹

Toru SASAKI

1.

はじめに

日本は水道普及率97%を超えるが、戦後の高度成長期に布設されたものが多く、これらは水道管の法
定耐用年数である40年を超えて使用されていることになる。
一方、水道事業体の管路更新率は、大都市の場合でも毎年1%程度で推移していることから、更新によって布設する管路の耐用年数（寿命）は100年以上が必要になると考えられる。
このことから、水道事業体から寿命100年化への要望が多く寄せられている。
そこで、水道用鋼管の外面被覆および内面塗装の長寿命化（目標100年）
を図るべく、
日本水道鋼管協会（以下WSP）に「水道鋼管長寿命化研究委員会」を設置して、外面被覆・内面塗装のそれ
ぞれについて寿命100年に関する調査・試験検討を行ってきた。
この研究委員会は、WSPの技術委員、鉄鋼関連研究者、材料会社等がメンバーとして構成され、
日塗化学㈱および大日本塗料㈱も委員として当初より参加
してきた。
本報では、
「水道鋼管長寿命化研究委員会」の研究
成果と、関連する水道用鋼管関連の規格改定内容の概要を報告する。

2.

水道用鋼管の外面被覆・内面塗装

今日までの水道用鋼管の外面被覆・内面塗装に関連する規格の変遷を以下に説明する。
2.1

水道用鋼管の外面被覆の変遷

水道用鋼管の外面防食被覆は、長年にわたってアス
ファルト塗覆装、
コールタールエナメル塗覆装等によって行われてきたが、これらの塗覆装材料は加熱・溶融して被覆作業を行うため、発生する揮発成分による作業
環境問題に対する改善が必要であった。
そこで、作業環境改善に加えて被覆の高品質化を図るため、被覆用プラスチックが開発・実用化されてきた。
1985年には、大口径および異形管に適用可能なポリウ
レタン被覆が日本水道鋼管協会規格WSP 047（ウレタン被覆鋼管）
として制定された。
その後、既に一部で使用されていたポリエチレン被覆鋼管と併せて、WSP
047（水道用プラスチック被覆鋼管）が制定され、水道用鋼管の外面プラスチック被覆化が進むようになってきた。外面プラスチック被覆は、防食性能、耐衝撃性、鋼管のたわみに対する追従性等、優れた防食被覆として評価されるようになり、使用者である水道事業者およびWSPから（公社）
日本水道協会へ規格制定の要請があり、1999年に日本水道協会規格 JWWA K 151（水道用ポリウレタン被覆方法）、JWWA K 152（水道用DNTコーティング技報 No.13
技術解説­3
水道用塗覆装鋼管の長寿命化への動向

36

表１ 水道用鋼管の外面被覆規格
区分

日本工業規格日本水道協会規格

規格番号

規格名称

制

定

廃

止

JIS G 3491

水道用鋼管アスファルト塗覆装方法

1952 年 11月

2007 年 2月

JIS G 3492

水道用鋼管コールタールエナメル塗覆装方法

1968 年 1月

2004 年 3月

JIS G 3469

ポリエチレン被覆鋼管

1978 年 12月―

JIS G 3443-3

水輸送用塗覆装鋼管−第 3 部：外面プラスチック被覆

2007 年 2月―

JWWA G 107

水道用鋼管コールタールエナメル塗装方法

1965 年 8月

1968 年 1月

JWWA K 151

水道用ポリウレタン被覆方法

1999 年 4月―

JWWA K 152

水道用ポリエチレン被覆方法

1999 年 4月―

JWWA K 153

水道用ジョイントコート

1999 年 4月―

ポリエチレン被覆方法）
およびJWWA K153（水道用ジ

になる。
それ以降、
アスファルト塗装およびコールターョイントコート）が制定された。

ルエナメル塗装は水道用鋼管内面には使われなくな

さらに、
これらのプラスチック被覆は、上水道のみならった。

ず下水道、工業用水道、農業用水等の水輸送用鋼管

その後、
コールタールを含有せずに衛生性を向上さ全般に用いられるようになってきたことから、統一的なせた溶剤形エポキシ樹脂塗料が、JWWA K 135（水道基準としてJIS G3443-3（水輸送用塗覆装鋼管−第3用液状エポキシ樹脂塗料塗装方法）
として1989年に規部：外面プラスチック被覆）が制定された。

格化され、これに伴ってJWWA K 115が改正され、ター

水道用鋼管における外面被覆の規格について表1にルエポキシ樹脂塗料は上水に接しない面に限って使用示す。

されることとされた。

2.2

一方、溶剤を含まないことから、溶剤臭がなく、作業

水道用鋼管の内面塗装の変遷

環境への影響が少ない無溶剤形エポキシ樹脂塗料

水道用鋼管の内面防食塗装は、
かつてはアスファル
ト塗装、
コールタールエナメル塗装等によって行われてきたが、タールエポキシ樹脂塗料がJIS K 5664として1972年に制定され、JWWA K 115（水道用タールエポ
キシ樹脂塗料塗装方法）
が1974年に規格化されてからは、水道用鋼管内面用塗装として広く使用されるよう
表2区分

日本工業規格日本水道協会規格

注1
注2

規格番号

が、JWWA K 157（水道用無溶剤形エポキシ樹脂塗料
塗装方法）として2004年に規格化された。
これらをもとに、水輸送鋼管全般に適用するJIS G
3443-4（水輸送用塗覆装鋼管−第4部：内面エポキシ
樹脂塗料）が制定された。水道用鋼管の内面塗装の規格について表2に示す。

水道用鋼管の内面塗装規格
規格名称

制

定

廃

止

JIS G 3491

水道用鋼管アスファルト塗覆装方法

1952 年 11月

注1（1974 年5月）

JIS G 3492

水道用鋼管コールタールエナメル塗覆装方法

1968 年 1月

注1（1974 年5月）

JIS G 3443-4

水輸送用塗覆装鋼管 - 第 4 部：内面エポキシ樹脂塗装

2007 年 2月―

JWWA G 107

水道用鋼管コールタールエナメル塗装方法

1965 年 8月

1968 年 1月

JWWA K 115

水道用タールエポキシ樹脂塗料塗装方法

1974 年 5月

注2（1989 年1月）

JWWA K 135

水道用液状エポキシ樹脂塗料塗装方法

1989 年 8月―

JWWA K 157

水道用無溶剤形エポキシ樹脂塗料塗装方法

2004 年 3月―

JWWA K 115の制定・実用化により、水道用内面には使われなくなった。
JWWA K 135の制定・実用化により、上水に接しない面に限って使用することとした。

DNTコーティング技報 No.13
技術解説­3
水道用塗覆装鋼管の長寿命化への動向

3． 水道用鋼管外面ポリウレタン被覆の耐久性
外面プラスチック被覆のうち、塗料メーカーが供給するポリウレタン被覆（ウレタンエラストマー）の被覆厚
みは、2.0 ㎜（+ 規定なし、­0.5 ㎜）を標準とし、耐衝撃性を必要とする場合は3.0 ㎜（+ 規定なし、­0.5 ㎜）としている。ポリウレタン被覆は、厚膜被覆が塗装（専用の二液内部混合形塗装機が必要）によって可能である
ため、適用形状の自由度が高く、大形管や異形管にも適用される。
3.1

3.2 ポリウレタン被覆の長期耐久性
水道用鋼管の外面ポリウレタン被覆の主たる機能
は、布設される環境（土壌中、水中・海水中、大気中等）の腐食性物質から鋼管を保護する環境遮断機能が高く、かつ長期にわたって安定（環境の腐食性物質と反応して劣化・損耗がないこと）であることが重要となる。
ポリウレタン被覆の寿命を支配する要因は、①ポリウレタン被覆への水分・酸素透過による鋼面腐食②ポリウレタン被覆の酸化劣化③屋外使用の場合、紫外線劣化等が挙げられ、これら要因別に寿命推定を行った。
3.2.1

被覆用ポリウレタン配合材料

ポリウレタンを鋼管被覆用とするためには、ポリオー
ル化合物、イソシアネート化合物の他に各種配合材・添加剤（顔料、劣化防止剤、発泡防止剤、触媒等）が構成原料として必要である。
ポリウレタン被覆材料の配合例を表 3に示す。メインポリオール化合物としては、極性基が少ないヒマシ油系ポリオール又はポリブタジ
エン系ポリオールが使用される。鎖延長剤・架橋剤とし水分・酸素透過による鋼材腐食

ポリウレタン被覆下の鋼面の腐食は、酸素の透過速度に依存するとされており、酸素透過係数からポリウレタン被覆鋼管の腐食量の概算を行った。鋼材の腐食量は、透過した酸素が全て腐食反応で消費されるものとして計算した年間最大腐食推定量の結果を表 4に示す。
表4てのサブポリオール化合物は、ウレタン結合間の距離被覆用ポリウレタンの酸素透過係数と最大腐食推定量（1㎜厚み）

および架橋度を調整し、目的とする耐久性や物性を達成するために重要な材料である。

酸素透過係数

料

A

メイン
ポリオール

ヒマシ油系
ポリオール
ヒマシ油変性
ポリオール

ヒマシ油系
ポリオール
ヒマシ油変性
ポリオール

芳香族
アミン類
カーボン
ブラック

芳香族
アミン類
カーボン
ブラック

サブ
主原料 ポリオール

社

ポリメリックイソシアネート ＭＤＩ
劣化防止剤
着色顔料
体質顔料

添加剤 減粘剤

タルク
炭酸カルシウム

被覆材料
測定温度

表3 ポリウレタン被覆材料の組成
材

B社

ポリメリック
ＭＤＩ

炭酸カルシウム

最大腐食推定量

10 -16mol･m/㎡・ｓ・Pa
μm/年

被覆用
ポリウレタン
15℃

30℃

1.73

3.83

1.57

3.47

実際の暴露試験の結果では、透過した酸素が全て腐食反応に消費されるものでなく、被覆が鋼と強く付着し鋼表面積が限定されているうえ、被覆下の鋼表面において極薄い酸化物層が形成され、これが腐食抑制に寄与すると考えられる。実際の腐食速度は、上述の酸素透過係数から算出した最大腐食推定量 1/10 以
下の腐食量であった。
ここで、表 4で算出した最大腐食推定量を1/10とし――た値を実際に想定される最大腐食量として、膜厚と寿

発泡防止剤

ゼオライト

ゼオライト

命の関係を表 5に示す。被覆下の腐食量と寿命の関係

ダレ止め剤

アマイドワックス系

有機ベントナイト

触

有機金属系

有機金属系

媒

37

は明らかとはされていないが、下地処理（ブラスト処理）による表面粗度が75μm 程度であることから、鋼材の腐食量が75μmに達した時点を寿命と推定した。

表5

被覆用ポリウレタンの膜厚と推定寿命
被覆材料

被覆用ポリウレタン
15℃

30℃

0.3mm厚み

0.523

1.157

0.5mm厚み

0.314

0.694

1.0mm厚み

0.157

0.347

0.3mm厚み143

65

0.5mm厚み239

108

1.0mm厚み

477

216

測定温度
最大腐食量
（μm ／年）

推定寿命（年）

3.2.2 ポリウレタンの耐酸化劣化と寿命推定
ポリウレタンの熱酸化劣化は、酸素によって酸化されポリウレタンの寿命推定法としては、劣化要因を化学的速度論で加速するための加熱促進が最も有効な方法として用いられている。加熱による促進試験法を用いた場合、最も代表的な寿命推定方法にアレニウス法がある。
そこで、各試験温度（加熱温度）において、一定時間
オーブン中に保定した後で、常温で引張試験を実施した。引張強度が最大となる時点を、その温度における寿命と設定し、アウレニウスプロットから、実使用温度に外挿することで、耐酸化劣化寿命推定評価を実施した。
その結果、ポリウレタンは、50℃において100年以上の耐酸化劣化寿命を有すると推定される。

て性能が低下するもので、これは高温ほど著しい。

絶対温度の逆数（ 10-3）
1000

2

2.2

2.4

2.6

2.8

3

3.2

3.4

100

10

劣化時間（年）

38

DNTコーティング技報 No.13
技術解説­3
水道用塗覆装鋼管の長寿命化への動向

80℃

60℃ 50℃
A社
B社

1

C社
D社

0.1

0.01

0.001

0.0001

図１ 鋼管被覆用ポリウレタンの酸化劣化寿命推定

DNTコーティング技報 No.13
技術解説­3
水道用塗覆装鋼管の長寿命化への動向

3.2.3 ポリウレタンの耐候性
ポリウレタンは、大気暴露環境に露出状態で置かれた場合、太陽光の紫外線によって被膜の表面からチョーキング（白亜化）が生じ、徐々に塗膜が減少していく。
促進耐候性試験（サンシャインウェザーメーター試
験）と膜厚減少量の関係を測定し、促進耐候性試験時
間200時間が実暴露の1年間に相当するものとすると、ポリウレタンの膜厚減少量は50 年間で400μmとなる。
したがって、100 年間で800μmの膜厚減少であり、十分な耐候性を有すると言える。なお、ポリウレタン被覆

当する膜厚は374μmであった。
また、現場溶接継手部の手塗り塗装については、図3から100年寿命に相当す
る膜厚は616μmであった。
水道鋼管の内面塗装は、無溶剤形エポキシ樹脂塗料および液状エポキシ樹脂塗料がある。
ここでは、特に無溶剤形エポキシ樹脂塗料について100年寿命という観点から検討してきた結果、内面塗装に必要とされる性能等を表6に示す。
ここで、膜厚については、規格化への反映を考慮して安全性を加味した内容とした。

を屋外使用する場合、白亜化を問題としない場合はそ1000のまま使用できるが、景観性を考慮する場合は、耐候性上塗塗料（ふっ素樹脂塗料、ウレタン樹脂塗料等）

４． 水道用内面エポキシ樹脂塗料の耐久性

ブリスター推定値（年）を塗装することにより景観性を保持できる。

50％

水道用鋼管の内面は、酸素濃度が低いために塗膜

100

10

下の腐食は地上部に比較して少ないが、水が塗膜を透

0

500

1000

膜厚（μm）

過してブリスター（ふくれ）が発生、成長し、
ブリスターが破壊した時に大きく鋼材の腐食が発生し始める。
そこ

図2

で、塗膜の耐水透過性を温度勾配試験と湿潤試験で評価した。
温度勾配試験は、水中で塗装鋼板の塗膜側を高温、膜厚とブリスター発生推定寿命（工場機械塗装）

1000

鋼板側を低温として、水の浸透を促進させてブリスター

50％

施し、寿命と仮定したブリスター発生面積率50%の時点を求めた。湿潤試験は、塗膜の高湿度条件下における耐久性を評価するものであり、温度70℃、湿度100%で試験を実施して同様にブリスター発生面積率50%の時点を求めた。
両試験結果から、各膜厚におけるブリスター発生推
定寿命を求め、工場で塗装機にて塗装した塗膜での試

ブリスター推定値（年）を発生させる試験であり、温度差が大きいほど促進される。
そこで、膜厚および温度差を変化させて試験を実

100

10

工場機械塗装については、図2から100年寿命に相

0

500

1000

膜厚（μm）

験結果を図2に、現場での鋼管継手溶接部に手塗りにて塗装した塗膜での結果を図3に示す。

1500

図3

膜厚とブリスター発生推定寿命（現場溶接部手塗り塗装）

1500

39

40

DNTコーティング技報 No.13
技術解説­3
水道用塗覆装鋼管の長寿命化への動向

表6

水道鋼管100年寿命内面無溶剤
エポキシ樹脂塗料の膜厚
工場塗装

現場溶接部
手塗り塗装

二液内部混合形
塗装機

手塗り（ヘラ塗り）

必要膜厚

374μm

616μm

規定膜厚

600μm 以上

1000μm 以上

項 目
塗装方式

100年
寿命

６. おわりに
水道用鋼管の長寿命化への対応として、外面被覆としてポリウレタン被覆を適用し、内面塗装として水道用
無溶剤エポキシ樹脂塗料を厚膜化して適用すれば、100年を超える耐久寿命が推定されることが判明した。
この成果を関連する規格等に発展させ、水道施設の長期寿命を支える一助になれば幸いである。
参考文献

５． 関連規格の改定概要

1）石田雅己、大槻冨有彦：防錆管理,56,11,

本報で紹介した研究委員会の成果として、水道鋼管
内外面のWSP規格として、WSP 076-2012（長寿命形
水道鋼管用塗覆装材料･塗覆装方法）が2012年9月に制定される運びとなった。水道用鋼管の外面被覆お

p443-451（2012）水道鋼管の長寿命化（その１）
2）WSP 076-2012（長寿命形水道鋼管用塗覆装材料･塗覆装方法）
3）WSP 075-2012

よび内面塗装に関連する規格の制定、改訂の状況を（長寿命形水道鋼管用無溶剤エポキシ樹脂塗料

表７に示す。

塗装方法）

表7
区

分

日本水道鋼管
協会規格

日本水道
協会規格

規格番号

水道鋼管関係（長寿命形）規格の制定・改正状況
規格名称

状

況

備

考

WSP 075

長寿命形水道鋼管用無溶剤
エポキシ樹脂塗料塗装方法

2012 年 3月制定
2012 年 9月改訂

この規格をJWWA K 157（改正済）JIS G 3443 -4 改正へ反映。

WSP 076

長寿命形水道鋼管用塗覆装
材料・塗覆装方法

2012 年 9月制定

この規格をJWWA K 151-153、
JIS G 3443 -1 〜 4 改正へ反映。

JWWA K 151

水道用ポリウレタン被覆方法

改正中

JIS G 3443 改正案に準拠（原案作成中）JWWA K 152

水道用ポリエチレン被覆方法

改正中

JIS G 3443 改正案に準拠（原案作成中）JWWA K 153

水道用ジョイントコート

改正中

JIS G 3443 改正案に準拠（原案作成中）JWWA K 157

水道用無溶剤形エポキシ樹脂
塗料塗装方法2013 年 1月改正

長寿命形の規定を付属書 Eに追加、JIS G 3443 -4 改正へ反映。

DNTコーティング技報 No.13
技術解説­4
耐チッピング性に優れた樹脂クロムめっき用塗装システムの開発

41

耐チッピング性に優れた樹脂クロムめっき用
塗装システムの開発

塗料事業部門車輌産機・プラスチック塗料事業部
自動車・プラスチック テクニカルサポートグループ
Paint Operating Division,
Rollingstock,Machinery・Plastic Coating Department
Plastic Technical Support Group

Development of Anti-Chipping Coating System
for Chrome-Plated Resin Products

技術開発部門 開発部
技術開発第二グループ

Technical Development Division,
Technology Development Department
Technical Development Group2

齋藤聡

Satoshi SAITOU

要

小林

稔幸

Toshiyuki KOBAYASHI

旨

１． はじめに乗用車のラジエーターグリル等に見られる、樹脂素ABS樹脂を代表とするプラスチック素材へ金属調意

材に金属調外観を付与するクロムめっき加工では、そ匠を付与するためのクロムめっきを施した部品は、金属の金属調表面にカラークリヤーを塗装することで意匠部品に比べ軽量で、装飾性やデザイン性に優れている。

化を行っている。従来のめっき用塗料では硬度が得ら

また、素材表面を金属被覆することでプラスチック素材

れても塗膜が脆く、小石等の衝突による傷（チッピング

より耐久性の向上した部品が得られるため、自動車で傷）からの耐候劣化によるめっき素地腐食によるはく離は主にフロントグリルやエンブレム等の装飾部品に採が報告されている。

用されている。

本報では耐チッピング性および耐候性の向上、
カラークリヤー仕様や着色の意匠性を持つ塗装システムのクロムめっき上には、金属調の意匠性を高めるためにカラークリヤー塗装が多く行われている。

開発を目指した。
従来の１コート仕様から付着性・耐候性・耐チッピン
グ性に対する機能の重点付与を行うため、２コート仕様を選択した。
さらに各層に弾性成分を導入することにより、塗膜に衝撃吸収性を持たせ、耐チッピング性を向上させることができた。

フロントグリル

図1 クロムめっき部品例
クロムめっき表面はプラスチック素材よりも硬質であるため、塗膜の付着性の確保が難しいが、プラスチック

42

DNTコーティング技報 No.13
技術解説­4
耐チッピング性に優れた樹脂クロムめっき用塗装システムの開発用塗料に多く用いられるイソシアネート硬化系の塗料

2.2

より、
シロキサン結合を利用したアクリル­シリコン硬化

プラニットSi-CZ-1でも①チッピングによる塗膜はく離系塗料の方が付着性に優れている。

Si

OH

O

O

H

H

O

Cr

R

Si
H
H

②寒冷地での融雪剤によるクロムめっきの塩害腐食や

塗料

R

Cr

Cr

H

クロムめっき塗料

Cr

耐候劣化による塗膜はく離③高圧洗浄機による素地への水分侵入による塗膜のはく離等が問題となっていた。
これらの問題を解消するために、
プラニットSi-CZ-1
より高品質で長期の品質維持が可能な、第三世代としての塗装システムの開発を行った。
開発目的として以下の目標を定めた。

O H
Cr

Cr

クロムめっき図2 クロムめっき上の付着メカニズム（シリコン系塗料）①車輌バンパーレベルの耐チッピング性を有すること。
②耐候性を向上させること。
③カラークリヤーや着色可能な意匠性があること。
④現行塗料同等の乾燥条件で成膜可能であること。
2.3

開発コンセプト

従来の１コート仕様から２コート仕様にすることで、２． 開発の経緯
2.1

開発の目標

アンダーコートでは、主にクロムめっきやトップコートとの付着性と耐チッピング性能の向上を、
トップコートに現行塗料の特長

は耐候性や耐チッピング性および自己回復機能を持

当社のめっき用塗料であるプラニットSi-CZには、シ
ロキサン結合を利用したアクリル­シリコン硬化系を使用している。
アクリル­シリコン硬化系の塗膜は高い塗たせ、さらにそれぞれの層に弾性を有する樹脂成分を導入することで、チッピング傷によるはく離を抑制する塗膜を設計した。

膜硬度を得られるが、脆いために耐チッピング性に問題があった。
これを改善すべく、柔軟なウレタン鎖を導入し、耐チ〈現行〉
１コート仕様ッピング性を向上させた製品がプラニットSi-CZ-1である。

トップコート
現行１コート仕様

表1

現行塗料の状況クロムめっき層

第一世代

第二世代

塗料名

プラニット Si-CZ

プラニット Si-CZ-1

塗装仕様

1コート

1コート

硬化反応

アクリル­シリコン・アクリル­シリコン
・アクリル­ウレタン

塗膜硬度
（鉛筆法）

F

B〜HB

耐チッピング性

傷面積 ： 4.3％

傷面積 ： 1.3%

〈開発品〉
2コート仕様図3

アンダーコート

クロムめっき層＜トップコート＞
高耐候性、
耐チッピング性
自己治癒性＜アンダーコート＞①クロムめっき表面への付着力②トップコートとの層間付着力③耐チッピング性向上

開発コンセプト／塗膜機能の分離

DNTコーティング技報 No.13
技術解説­4
耐チッピング性に優れた樹脂クロムめっき用塗装システムの開発

３． 耐チッピング性塗装システムの開発
3.1

アンダーコートには、従来の１コート塗料成分に弾性を有した樹脂成分を導入し、めっき素材への付着性を確保することで耐チッピング性の改良を行った。
トップ
コートについては、塗膜が脆くなりやすいアクリル­シリコン硬化系を除き、軟質性および弾性を有した樹脂を併用し、耐衝撃および弾性を有した塗膜を設計した。
現行：1コート仕様

開発品：2コート仕様
トップコート
主剤：アクリル樹脂＋軟質樹脂＋弾性樹脂
硬化系：­OH／­NCO
アンダーコート
主 剤 ：アクリル樹脂＋弾性樹脂
硬化系 ： ­OH/­NCO
­Si
（OR）
3

硬化系 ： ­OH/­NCO­Si（OR）3

ットSi-CZ-1）で発生していたチッピング傷による素地の腐食に伴う塗膜はく離の拡大を抑制し、迅速な塗膜塗料の設計

主 剤 ：アクリル樹脂

塗膜に弾性機能を付与することで、従来品（プラニ

クロムめっき層

クロムめっき層回復によりチッピング傷の拡がりを抑えることが可能と
なった。
表2
素

材

ABS

下

地

クロムめっき

前処理

エアブロー

下塗り

開発品アンダ−コート

配

合

塗装粘度
塗装膜厚

＜従来の塗膜（弾性機能がない）
＞

剤

硬化剤
シンナー
（NK#2）

配

100
10
50−60
9〜10秒／25℃
10〜15μm
室温

上塗り

10分

開発品トップコート合塗装粘度
セッティング

2コート仕様概念図

主インターバル

塗装膜厚

図4

塗装仕様

乾燥条件

主剤

100

硬化剤

30

シンナー

30

（NK#2）

10〜11秒/25℃
20〜30μm
室温

10分

70℃ 40分 Keep

外力による衝撃

プラニットSi-CZ-1
クロムめっき層（腐食の発生）＜開発塗料（弾性機能付与）＞

外力による衝撃

トップコートアンダーコート
クロムめっき層（回復）

図5

弾性機能を持つ塗膜の特長（はく離拡大）43

3.2

耐チッピング性の検証

耐チッピング性開発した塗料について、耐チッピング性の機能を以2下のように検証した。
クロムめっき試験板にアンダーコートを5、10μmおよび15μmと、
トップコートを10、20μmおよび30μmを組み合わせて塗装し、表３に示す条件にてグラベロ

傷面積（％）

44

DNTコーティング技報 No.13
技術解説­4
耐チッピング性に優れた樹脂クロムめっき用塗装システムの開発

1.5
1
0.5

メーターによるチッピング試験を実施した。結果を図60に示す。
表3 グラベロメーター試験条件

10

トップコート膜厚（μm）

5
20

15

30

10

アンダーコート
膜厚（μm）

装置

グラベロメーター

飛

石

7号砕石

試験温度

-20℃

3.3

吹付圧力

0.3MPa（3㎏/c㎡）

チッピング試験に用いた、膜厚を変化させた試験片

評価方法

試験表面スキャンによる全面積中の傷面積割合を％で示した

図6

100J

各層の膜厚と耐チッピング性の相関

耐候付着性の評価による耐候付着性を評価した。
サンシャインウェザーメ
ーターによる促進耐候性試験200時間後に、耐温水試
験40℃ 48時間を行うことを1サイクルとし、サイクル毎の付着性を確認した。表4に示す通り、
４サイクルまでは

図6の結果より、
アンダーコートの膜厚変化は、トップ

異常がなかったが、総合膜厚が25μm以下では、5サイコートの半分であったが、耐チッピング性能の変化はト

クル以降よりトップコートが薄膜である試験片では凝集

ップコートの膜厚変化により著しく変化していたことか破壊によるはく離が見られた。

ら、
トップコートの膜厚変化による影響より、
アンダーコ

トップコートの凝集破壊は、
アンダーコートとトップコートの膜厚変化が耐チッピング性に大きな影響を及ぼートの総合膜厚が25μm以下の試験片で発生していしていることがわかった。

る。現状で十分な耐候付着性を得るには、総合膜厚が30μm以上必要であるとの結論が得られた。

表4
試験No．
塗装膜厚

耐候付着性
（サンシャインウェザーメーター
200時間→耐水48時間＝1サイクル）

耐候付着性試験結果

Ａ

Ｂ

Ｃ

Ｄ

Ｅ

Ｆ

Ｇ

Ｈ

Ｉ

アンダーコート

5μm

10μm

15μm

5μm

10μm

15μm

5μm

10μm

15μm

トップコート

10μm

10μm

10μm

20μm

20μm

20μm

30μm

30μm

30μm

総合膜厚

15μm

20μm

25μm

25μm

30μm

35μm

35μm

40μm

45μm

１サイクル

○

○

○

○

○

○

○

○

○

２サイクル

○

○

○

○

○

○

○

○

○

３サイクル

○

○

○

○

○

○

○

○

○

４サイクル

○

○

○

○

○

○

○

○

○

５サイクル

○

○

○

○

○

６サイクル

○

○

○

○

○

○ ： はく離なし：トップコート凝集破壊

DNTコーティング技報 No.13
技術解説­4
耐チッピング性に優れた樹脂クロムめっき用塗装システムの開発

3.4

塗膜性能評価

4. まとめアンダーコート5〜15μm、トップコート20〜30μｍの膜厚条件での試験片の塗膜性能試験結果を表5に現行の1コート仕様から2コート仕様にすることで各纏めた。
いずれの塗膜性能試験でも既存と同等もしく

塗膜に付加する機能を分離し、各層に弾性成分を導はそれ以上の性能を示した。

入することで塗膜の耐チッピング性が向上した。

表5

開発塗料（カラ−クリヤー仕様）
の塗膜性能

試験項目

試験条件

試験結果

現行塗料であるプラニットSi-CZ、プラニットSi-CZ-1と比較した開発品の耐チッピング性能を図７に示す。
開発品は、アンダーコート15μm、トップコート20μ

外観

目視

異常なし

鏡面光沢度

60

239

付着性

碁盤目2mm 100マス

0/100 合格

耐衝撃性

2.94N 20cm

合格

不粘着性

500J荷重 70℃ ２時間

合格

較して、5μmの総合膜厚増加でチッピング傷面積が耐温水性

40℃ 360時間

0/100 合格

耐水変色性

55℃ 4時間

ΔE=0.40

約1/3に減少した。

耐アルカリ変色性

1/10N-NaOH 55℃ 4時間

ΔE=0.07

耐酸変色性

1/10N-H2SO4 20℃ 24時間

ΔE=0.24

耐揮発油性

n-ヘプタン 20℃ 3時間

合格

複合腐食サイクル

60サイクル※

合格

塩水噴霧

240時間

合格

外観（目視）
促進耐候性
サンシャイン
光沢（保持率）ウェザーメーター
ΔE
800時間

mの2コート35μmの塗装で、クロムめっき上でのチッ
ピング傷面積は0.4%であった。現行塗料のプラニット
Si-CZ-1 1コート30μm、チッピング傷面積1.3%と比

一般的な3コート仕様である60μmのバンパー塗
装部品とほぼ遜色のない耐チッピング性能を有して
いた。

異常なし
198（83%）0.62※ 1サイクル：塩水噴霧 17時間→乾燥70℃ 3時間 →塩水浸漬（50℃）
2時間 →常温放置 2時間

第一世代
プラニット Si-CZ
1コート：30μm
傷面積4.3%

図7

第二世代
プラニット Si-CZ-1
1コート：30μm
傷面積１.3%

第三世代
開発品
2コート：35μm
傷面積0.4％（参考）
バンパー塗装品
3コート：60μm
傷面積0.3％

耐チッピング性比較 ： 現行塗料、開発品、バンパー塗装品（参考）

45

46

DNTコーティング技報 No.13
新商品紹介­1
塗膜診断・塗り替え仕様選定システム「DNT塗膜診断システム」

新商品紹介­1
New Products

塗膜診断・塗り替え仕様選定システム「DNT塗膜診断システム」
Coating Film Examination「DNT Original Method
for Selection of Coating Maintenance System」

塗料事業部門建築・構造物塗料事業部

独創的な総合塗膜診断システムが、最適な塗り替え仕様を選定
塗膜下金属腐食診断装置：特許3651601

塗膜診断システム：特許5077960

国内では社会資本の劣化が深刻化し、補修や塗り替えの需要が高まってきており、構造物塗料の市場も「新設」
から「維持管理」の時代へと移行している。
そこで鋼構造物を所有または管理する関係者に対し、LCC（ライフサイクルコスト）を如何に低減できるかを提示すべく、塗膜の劣化を正確に把握でき、残りの寿命も的確に判断できる当社独自の塗膜診断システム『DNT塗膜診断システム』を確立し、事業展開を開始した。

【システムフロー】② コンピューター解析による塗膜調査メニュー
目視調査
画像処理解析による劣化面積率調査
塗膜下金属腐食診断装置

塗り替え仕様選定プロセス

塗膜調査結果①

期待耐用年数、工事予算、景観・色彩設計なども考慮したプロセス

旧塗膜の化学分析
旧塗膜の膜厚測定
旧塗膜の付着性調査

診断レポート③システムの特長●塗膜下金属腐食診断装置は、ISO 13129で認定されたカレントインタ
ラプタ（CI）法を採用し、測定精度の信頼性が確認されている。
●塗膜劣化の範囲および劣化度を高精度で診断できるため、塗り替え
範囲と時期が判定できる。
●旧塗膜の種類や膜厚に応じた、適切で経済的な塗り替え仕様が選定できる。

最適な塗装仕様の選定

適用範囲
● 橋梁
● プラント設備（電力、ガス、石油等）DNTコーティング技報 No.13
新商品紹介­1
塗膜診断・塗り替え仕様選定システム「DNT塗膜診断システム」

47

画像処理解析による劣化面積率調査
発錆面積を定量化することにより、目視観察結果の精度を向上させる。

発錆面積
算出結果

5.68％

測定部外観

画像処理後

塗膜下金属腐食診断装置（ISO 13129認定のCI法を採用、特許3651601を取得）

目視および画像処理調査の結果で“健全”と判断された塗膜下鋼材の腐食状況を診断し、塗り替え範囲を特定する。
○ 調査の流れ測定部1）専用パッドを使って測定部を電解液で浸漬
2）測定の実施（5〜15分/点）
3）自然電位、塗膜抵抗・塗膜容量、分極抵抗・分極
容量のデータの取得
4）データより塗膜下の腐食状況を把握

装置

塗膜下金属腐食診断装置

旧塗膜の化学分析
旧塗膜の履歴（種類、回数など）を特定することで、以下の判断材料に反映させる。
①適切な素地調整種別の選定 ②適切な塗り替え仕様の選定
1）旧塗膜断面の観察により、塗装履歴を確認

2）FT-IR（赤外線吸収スペクトル法）などにより、塗膜の樹脂系を特定

④
③
②
①

計4回の
塗装履歴

【IRチャート】

48

DNTコーティング技報 No.13
新商品紹介­2
鉛・クロムフリー水性さび止め塗料「水性グリーンボーセイ 速乾」

新商品紹介­2
New Products

鉛・クロムフリー水性さび止め塗料「水性グリーンボーセイ 速乾」

Waterborne Lead-Free, Chromium-Free Anticorrosion Paint「Suisei Green Bosei Quick Drying」
塗料事業部門建築・構造物塗料事業部
大気汚染防止法の一部改正により、従来比でVOC30%減の関係政省令が出された。塗料分野においては水性塗料での施工が求められ、今後益々の需要増加が見込まれる。
このような背景から、VOCを大幅に削減でき、かつ従来の水性塗料と比較して施工幅の広い水性さび止め塗料「水性グリーンボーセイ 速乾」を上市した。

特長●JIS K 5674 1種（溶剤系）と同等の防食性能を有する●溶剤系塗料と比較して、VOCを約80%削減できる●従来の水性塗料と比較して、施工幅が広い●水性塗料のため、臭気が非常に少ない●有害重金属フリーのため、地球に優しい● 建築鉄骨● 軽量鉄骨

規

格

等

付着性

【屋外暴露試験（24ヶ月）】
溶剤系

途

JASS 18 M -111適合品

防食性
水性

用

素地調整不足
水性グリーンボーセイ 速乾

従来の水性塗料

十分な素地調整

水性グリーンボーセイ
速乾グリーンボーセイ
速乾

溶剤系塗料と同等の防食性を有する

良好な付着性を得るためには、十分な素地調整が必要

DNTコーティング技報 No.13
新商品紹介­2
鉛・クロムフリー水性さび止め塗料「水性グリーンボーセイ 速乾」

塗料性状
項 目

塗装基準
項 目

内 容

内 容

姿

1液性

下地処理

※脱脂処理及び動力工具処理（ISO-St3）

荷

姿

16 ㎏

塗装方法

刷毛・ローラー塗り、
エアレス塗装

色

相

赤さび色、
グレー

希釈剤

水道水

光

沢

つや消し

塗装方法

刷毛・ローラー

エアレス

塗 料
密 度
（23℃） 揮発分

1.50

希釈率

5〜10%

5〜10%

標準使用量

130㹥/㎡

170㹥/㎡

粘度（23℃）

94KU

標準膜厚

35μm

35μm

加熱残分

70%

ウエット管理膜厚

75μm

75μm

乾燥時間

温
指

塗装法

容

1.00

度

5℃

10℃

20℃

30℃

120分

90分

30分

20分

半硬化

180分

120分

60分

40分

標準膜厚

1次圧0.4〜0.5MPa（4〜5㎏/c㎡）
2次圧12〜15MPa（120〜150㎏/c㎡）
チップ №163-41935μm注）上記、塗料性状の数値は標準を示すものであり、若干の変動があります。

塗装間隔

触

エアレス塗装条件

温

度

5℃

10℃

20℃

30℃

最

小

48時間

36時間

24時間

18時間

最

大

6ヶ月

6ヶ月

6ヶ月

6ヶ月

※ 下地処理は、施工要領書を必ず確認して下さい。
注）標準使用量は、被塗物の形状その他諸条件により増減します。

標準塗装仕様【新設】屋内・屋外鉄部
工程

塗料名

標準膜厚
（μm）

標準使用量
㸦㹥/㎡/回）

塗装間隔
（20℃）

工場塗装
現地塗装

素地調整

公共建築工事標準仕様書「鉄鋼面の素地ごしらえC種」
に従って行う。

下塗り第一層

水性グリーンボーセイ 速乾

刷毛・ローラー
エアレス

130
170

35

24時間〜6ヶ月

下塗り第二層

水性グリーンボーセイ 速乾

刷毛・ローラー
エアレス

130
170

35

24時間〜6ヶ月

下地調整

現地搬入後、発せい（錆）部や塗膜損傷部は動力工具や手工具にてさびなどを除去する。
（発錆部の除錆度：ISO-St3以上）
健全部は、汚れなどの付着物を除去し清浄にする。

補修塗り

鋼材露出面には、工場塗装に準じて「水性グリーンボーセイ 速乾」を塗装する。

上塗り第一層DNTビューシリコン

刷毛・ローラー 100〜120
エアレス
140〜160

25〜30

2時間〜1ヶ月

上塗り第二層DNTビューシリコン

刷毛・ローラー 100〜120
エアレス
140〜160

25〜30

─

49

50

DNTコーティング技報 No.13
新商品紹介­3
弱溶剤形二液エポキシ樹脂シーラー「マイティー万能エポシーラー」

新商品紹介­3
New Products

弱溶剤形二液エポキシ樹脂シーラー「マイティー万能エポシーラー」
Mild Solvent Thinnable 2-Compornent Epoxy Resin Sealer「Mightｙ Banno Epoxy Sealer」

塗料事業部門建築・構造物塗料事業部

吸い込み
防止

環境に
やさしい

弱溶剤
・
二液形

基材
表層強化

あらゆる素 材にコンクリート・モルタル
ケイカル・ALC
他ボード類・木部

新生屋根

従来

専用シーラー

従来

無機用シーラー

all 1

アルミ・
ステンレス

従来

ノンリフティング

安心の
付着力

※

亜鉛めっき

FRP・硬質塩ビ

エポキシプライマー

従来※溶融亜鉛めっきは除く

専用プライマーマイティー万能エポシーラーは、強溶剤形二液エポキシシーラー「マイティーエポシ
ーラー」
よりも臭気を抑制し、水系では対処しきれない素地への対応を可能にした商品。
コンクリート・モルタル等の無機系素地のみならず、木部・非鉄金属・住宅建材用ＦＲＰ等の下塗塗料として幅広く適応できる。

特長● 無機系素地から非鉄金属・ＦＲＰまで付着する幅広い素地適正。

● 表面強化・吸い込み防止性能に優れる。

● 弱溶剤形のため、臭気が少ない。

● 旧塗膜のリフティングの心配がない。

● 弱溶剤形高日射反射率塗料の下塗りとして使用できる（白色）。

用

途

住宅・ビル・マンション・学校・病院・工場等のコンクリート・モルタル内外装・新生屋根・木部・
アルミニウム・ステンレス・ガルバリウム鋼板・
住宅建材用ＦＲＰ樹脂 等

DNTコーティング技報 No.13
新商品紹介­3
弱溶剤形二液エポキシ樹脂シーラー「マイティー万能エポシーラー」

51

適用可能な素地
ガルバリウム鋼板

◎

◎

◎

○

○

○

○

○

ステンレス

◎

△

分

◎

アルミニウム△△

適用可能な上塗塗料

脂

硬質塩ビ

カラートタン△◎ 最適 ○ 適用可能 △ 条件付き適用可能

ＦＲＰ樹脂

電気亜鉛めっき◎

溶融亜鉛めっき

◎

◎

樹

△

◎

○

金属系素地

△

新生屋根

○

◎

鉄部

木部

◎

◎

磁器タイル

サイディング材

◎

◎

板

押出成型版

◎

○

プラスターボード○◎

マイティー万能エポシーラー クリヤー

G
R
C

◎

マイティー万能エポシーラー 白

ケイカル板

塗料種類

A
L
C

◎

適用素地

無機系素地

◎

類

モルタル・コンクリート

分不適

表に示すように各種上塗塗料が適用可能です。

類

塗料名

強溶剤形

・Ｖフロン＃２００クリーン上塗 ・Ｖフロン＃２００上塗 ・Ｖトップ ・ビニローゼ

弱溶剤形

・シリコンルーベン2液 ・ウレタンルーベン ・エコクールマイルドシリーズ
・ＤＮＴシリコンスマイルクリーン ・ＤＮＴウレタンスマイルクリーン ・Vフロン＃２００スマイル上塗
・Vシリコン一液スマイルＵＮＩ ・Ｖトップ一液スマイルＵＮＩ ビルデックシリーズ
・タイコーペイントDX MAX

水・水性リフレッシュシリコン ・エコクールアクアＳi ・ＤＮＴビューシリーズ ・ハイライトシリーズ
・水性ビルデックシリーズ

系

・ダンディニュー ・ＤＮＴビューウレタン弾性 ・ＤＮＴビューアクリル弾性・ＤＮＴシリコンスマイルクリーン弾性 ・ＤＮＴウレタンスマイルクリーン弾性

弾性系

標準塗装仕様
工

新設
塗り替え

素地調整

1

商品名

程

塗装回数

ワイヤーブラシやサンドペーパーを用いて、目粗し及び汚れや付着物を除去する。

金属

サンドペーパー、電動工具を用いて、目粗し及び汚れや付着物を除去する。

無機

ワイヤーブラシやサンドペーパーを用いて、汚れや付着物を除去する。
活膜がある場合は目粗しを行う。

金属

下塗り

上塗り

標準使用量
（NJ/㎡/回）

塗装間隔
（２０℃）

サンドペーパーや電動工具で目粗し及び汚れや付着物を除去し、油脂分はシンナーを用いて除去する。
劣化塗膜・脆弱な塗膜は除去する。

マイティー万能エポシーラー クリヤー
3

希釈率（％）

無機

マイティー万能エポシーラー 白
2

塗装方法

各種上塗り

刷毛・ローラー

5〜10

エアレス

10〜20

刷毛・ローラー

30〜50

エアレス

30〜50

1〜2 ※
1〜2 ※

0.10
0.12
0.10
0.12

１６時間
〜７日以内
１６時間
〜７日以内

各種上塗りのカタログをご参照下さい。
※ 吸い込みが著しい素地の場合は、下塗りを2回塗装して下さい。

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DNTコーティング技報 No.13
新商品紹介­4
ヤ二の出ない屋外用HAA硬化形ポリエステル粉体塗料「Ｖ-PET＃6000SW」

新商品紹介­4
New Products

ヤ二の出ない屋外用HAA硬化形
ポリエステル粉体塗料「Ｖ-PET＃6000SW」

Non Fume Exterior HAA Cured Polyester Powder Coating Paint「V-PET#6000SW」

塗料事業部門
金属焼付塗料事業部
ポリエステル粉体塗料は優れた塗膜性能を有することから、鋼製家具や配電盤といった屋内用途から道路資材やフェンスといった屋外用途まで幅広い分野で用いられている。
当社は、現行のブロックイソシアネート硬化形粉体塗料に対して、①低温焼付けが図れ ②焼付け時の反応副生物が無害（微量の水）であるHAA（β-ヒドロ
キシアルキルアミド）硬化形粉体塗料「V-PET#6000」を上市している。
今回は、カーテンウォール（金属外装建材）分野などの屋外分野での用途を目的にした
高耐候性シリーズ
「V-PET#6000SW」
を新たに紹介する。

特長用●炉内汚染（白煙やヤニ汚染発生）や塗装ラインでの塗膜黄変の抑制
炉内汚染や塗膜黄変の原因物質であるε-カプロラ
クタムを含有しない硬化剤（HAA：β-ヒドロキシアル
キルアミド）を使用。

●優れた屋外耐候性
屋外分野での長期期待耐用年数。

途●道路資材やフェンス等の屋外用途品●配電盤や鋼製家具等の屋内用途品●カーテンウォール（金属外装建材分野）

適用素地●りん酸亜鉛処理およびりん酸鉄処理鋼板上で適応可能（りん酸鉄処理鋼板上では、要事前確認）●クロメート処理及びアルマイト処理アルミニウム鋼
板上で適応可能反応プロセスHO­CH2­CH2HO­CH2­CH2PES­COO­CH2­CH2PES­COO­CH2­CH2N­CO­（CH2）4­CO­N

CH2­CH2­OH
CH2­CH2­OH

硬化剤：β-ヒドロキシアルキルアミド＋4PES­COOH­4H2O
CH2­CH2­OCO­PESN­CO­（CH2）4­CO­N
CH2­CH2­OCO­PESDNTコーティング技報 No.13
新商品紹介­4
ヤ二の出ない屋外用HAA硬化形ポリエステル粉体塗料「Ｖ-PET＃6000SW」

塗膜性能
試験項目

試験方法

試験結果

外観

目視評価

良好

鏡面光沢度（60℃）

JIS K 5600-4-750以上

塗膜硬度（鉛筆法）

JIS K 5600-5-4

H以上

付着性-1 ：（クロスカット1㎜ 100マス）

JIS K 5600-5-6

分類 0

付着性-2 ： 耐沸騰水性（99℃）0.5Hrs

試験後、12Hrs静置
外観および1㎜付着性

外観 ： 異常なし
1㎜ 100マス ： 分類 0

耐薬品性-1 ：（耐塩酸性）

10％塩酸溶液を10滴乗せて、15分静置

異常なし

耐薬品性-2 ：（耐硝酸性）

70％硝酸を1/2入れた50mlガラス瓶上で30分、60分静置後の色差測定

ΔE

耐モルタル性試験

市販のセメントペーストを塗布し、耐湿環境温度50℃で24Hrs放置

外観 ： 異常なし

耐湿性 ：（50℃、95％RH）4000Hrs

JIS K 5600-7-2
外観および1㎜付着性

外観 ： 異常なし
1㎜ 100マス ： 分類 0

耐中性塩水噴霧性（35℃、5％NaCl aq.）4000Hrs

JIS K 5600-7-1
外観およびカット部からの膨れ幅測定

外観 ： 異常なし
膨れ幅 ： 0 ㎜

促進耐候性 ： サンシャインウェザーメーター

1000時間照射GR%80％

屋外暴露 ： 沖縄県伊計島

1年間暴露

GR%

80％

5

★試 験 板 ： 70 150 0.8mm クロメート処理A1100Pアルミニウム鋼板★焼付け条件 ： 180℃ 20分（被塗物温度）

焼付け温度MAP
210
オーバーベイク

焼付温度（℃）

200

焼付範囲

190

標準焼付温度
180℃ 20分

180
アンダーベイク
170

160

5

10

15

20

焼付時間（分）

25

30

53

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DNTコーティング技報 No.13
新商品紹介­5
環境配慮型高性能一液ベースコートシステム「Auto D-1 Base HS」「Auto ブレインクリヤーEX」

新商品紹介­5
New Products（トルエン・キシレン・エチルベンゼン・鉛・クロム非含有）

環境配慮型高性能一液ベースコートシステム「Auto D-1 Base HS」「Auto ブレインクリヤーEX」
Environment-Friendly High Performance
One Component Base Coat System「Auto D-1 Base HS」「Auto BRAIN CLEAR EX」

塗料事業部門車輌産機・プラスチッ塗料事業部門
ク塗料事業部
自動車補修チーム
建築・構造物塗料事業部★ 地球環境への配慮、美しさと使い良さを追求★ PRTR対象物質非含有★ 一液ベースコート／二液クリヤー仕様および1コートソリッド仕様の両仕様が可能★ 幅広いニーズに応える「エボリューション・エコ・コーティングシステム」● Auto D-1 Base HS

特

長

高隠蔽性

Auto D -1 Base（従来品）に比べ、隠蔽性を大幅アップ。

環境対応と
高肉持ち感

良好なシンナー希釈性で希釈シンナー
量のダウンと、肉持ち感のアップ。

良好な作業性と高外観

ベ−スコ−ト（メタリック、パール）の良好な馴染み性によるボカシ塗装、仕上がり性アップ。

幅 広い
使用方法

一液ベースコートシステムでの、1コート
ソリッド仕上げを実現。

一液ベースコートシステムでの、1コートソリッド仕上げを実現
従来のベースコートシステム

Ａｕｔｏ Ｄ−１ Ｂase ＨＳ

ベースコート仕様
ベースコート専用原色

クリヤー

ソリッド仕様ソリッド専用原色

硬化剤★2つの原色が必要

ベースコート用/ソリッド用を両立した原色

クリヤー（ベースコート仕様）
硬化剤（ソリッド仕様）★１つの原色で対応可能● Auto ブレインクリヤーEX

特長

仕上がり性と乾燥性とのバランスを追求した最高級の仕上げ用クリヤー① 透明感ある鮮やかな光沢および塗り肌を実現② 各種自動車補修用ベースコート上に塗装できるマルチタイプクリヤー③ 強制乾燥６０℃ １５分でポリッシュが可能

DNTコーティング技報 No.13
新商品紹介­5
環境配慮型高性能一液ベースコートシステム「Auto D-1 Base HS」「Auto ブレインクリヤーEX」

一液ベースコート/クリヤーと1コートソリッドを両立

パール / メタリック仕様
Autoマルチコントローラー

Auto D-1 Base HS
硬化剤ベースコート用：

100

下吹きクリヤー＋5Auto ウレタンシンナーECO

200

2コートパール / メタリック

3コートパール
Auto D-1 Base HS（カラーベース）

Auto D-1 Base HS

100

100

＋

Auto ウレタンシンナーECO：

硬化剤
ベースコート用＋

5

Auto ウレタンシンナーECO

50〜80％

50〜80％

Auto D-1 Base HS（パールベース）

100＋

Auto ウレタンシンナーECO

70〜100％

環境対応型
推奨クリヤーAuto ブレインクリヤーEX

3

AutoブレインクリヤーEX
硬化剤
Auto ウレタン硬化剤

：

1

＋

Auto ウレタンシンナーECO

10〜2 0％

1コートソリッド仕様
Auto D-1 Base HS

10：

Auto D-1 Base HS
硬化剤 101 モノコート用

1＋

Auto ウレタンシンナーECO

30〜60%

55

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DNTコーティング技報 No.13
学協会発表者名と発表タイトル（2012.10.1〜2013.9.30）

学協会発表者名と発表タイトル（2012.10.1〜2013.9.30）
大日本塗料は各種学協会に参加し、積極的に研究発表を行っています。
ここに2012年10月から2013年9月までの主な講演・発表内容を紹介します。

投稿リスト 2012年10月〜2013年9月
氏

名

発表テーマ

（発行順）
発表先/投稿紙名団体・協会・新聞・出版部谷森康親

マグネシウム合金と塗装

月刊「JETI」12月号

（株）
ジェティ

櫻田 将至

建築物への高日射反射率塗料の塗装による温度低下の検証

月刊誌｢省エネルギー｣
2013年3月号（財）省エネルギーセンター

坂口 真哉
小寺美也子
安斎 康弘
伊ケ崎孝明

エマルション塗料向け低汚染化剤の研究

月刊「JETI」3月号

（株）
ジェティ

為

防食塗料のトレンド

月刊「JETI」2月号

（株）
ジェティ

為 信一郎
青木 隆一
田邉 弘往

防食塗装システムにおける国際規格の動向「表面技術」
６４巻３号（2013年３月号）（一社）表面技術協会

松本剛司

水性重防食塗料の開発動向と応用展開「塗装技術」 2013年3月号（株）理工出版社

高橋浩二

建築物への高日射反射率塗料の塗装による温度低下の検証月刊「JETI」6月号

（株）
ジェティ

信一郎

DNTコーティング技報 No.13
学協会発表者名と発表タイトル（2012.10.1〜2013.9.30）

口頭発表リスト 2012年10月〜2013年9月

（発行順）

氏

名

岩瀬
相澤

嘉之
匡

塗膜の劣化過程における電気化学計測の有効性の評価第35回鉄構塗装技術討論会（一社）
日本鋼構造協会

桑原幹雄

亜鉛めっき鋼材に対する硬化塗膜の付着性評価

日本建築仕上学会2012年大会
学術講演会（第23回研究発表会）

日本建築仕上学会

田邉 弘往

防食塗装システムの耐候性の考察と最近の国際規格の動向

スガウェザリング学術講演会

スガウェザリング財団部谷森康親

軽金属への塗装と前処理

自動車関連技術講演会「軽量金属材料の耐食・表面処理技術の動向」

産総研コンソーシアム
名古屋工業技術協会

田邉 弘往

防食塗料の長期耐久性と国際規格の動向

表面技術協会SURTECH技術講演会（一社）表面技術協会

桑原

耐火塗装工事における補修の省工程化

2013年度日本建築学会大会学術講演会/日本建築学会 構造系論文集（一社）
日本建築学会

山本 康人
桑原 幹雄

油性系さび止め塗料の防食性評価

2013年度日本建築学会大会学術講演会/日本建築学会 構造系論文集（一社）
日本建築学会

堀田 裕貴
森田 さやか
為 信一郎

カレントインタラプタ法による屋外暴露塗膜の耐久性評価

一般社団法人 日本防錆技術協会/
第33回 防錆防食技術発表大会（一社）
日本防錆技術協会

北山 雅彦

鉄道車両の外板用塗料システム

高分子学会 接着と塗装研究会「鉄道車両・船舶の塗料・接着技術」（公社）高分子学会

幹雄

発表テーマ

57

発表先/投稿紙名団体・協会・新聞・出版

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DNTコーティング技報 No.13
住所一覧

本
社
大阪事業所
那須事業所
小牧事業所
北港事業所
相模製造所
滋賀製造所
東京営業本部☎06-6466-6661☎06-6466-6661☎0287-29-1611☎0568-72-4141☎06-6466-6618☎046-246-1361☎0748-77-5428☎03-5710-4501〒554-0012 大阪市此花区西九条6-1-124〒554-0012 大阪市此花区西九条6-1-124〒324-8516 大田原市下石上1382-12〒485-8516 小牧市三ッ淵字西ノ門878〒554-0052 大阪市此花区常吉2-12-7〒243-0801 厚木市上依知1043〒520-3114 滋賀県湖南市石部口3-3-1〒144-0052 東京都大田区蒲田5-13-23（TOKYU REIT 蒲田ビル）●東日本販売部
東 京 営 業 所 ☎03-5710-4501
札 幌 営 業 所 ☎011-822-1661
仙 台 営 業 所 ☎022-236-1020
北関東営業所 ☎0285-24-0123
埼 玉 営 業 所 ☎048-601-0711
新 潟 営 業 所 ☎025-244-7890
千 葉 営 業 所 ☎043-225-1721
神奈川営業所 ☎042-246-1362
静 岡 営 業 所 ☎054-254-5341〒144-0052 東京都大田区蒲田5-13-23（TOKYU REIT 蒲田ビル）〒003-0012 札幌市白石区中央二条1-5-1〒983-0034 仙台市宮城野区扇町5-6-20〒323-0025 小山市城山町2-10-14（日光堂ビル）〒330-0843 さいたま市大宮区吉敷町4-261-1〒950-0087 新潟市中央区東大通1-4-1（マルタケビル）〒260-0015 千葉市中央区富士見2-7-5（富士見ハイネスビル）〒243-0801 厚木市上依知1043〒420-0857 静岡市葵区御幸町8（静岡三菱ビル）●西日本販売部
大 阪 営 業 所 ☎06-6466-6618
名古屋営業所 ☎052-332-1701
富 山 営 業 所 ☎076-451-9470
京 滋 営 業 所 ☎075-595-7761
神 戸 営 業 所 ☎078-362-0091
岡 山 営 業 所 ☎086-255-0151
広 島 営 業 所 ☎082-286-2811
高 松 営 業 所 ☎087-823-5591
福 岡 営 業 所 ☎092-938-8222
長 崎 営 業 所 ☎095-824-3457〒554-0012 大阪市此花区常吉2-12-7〒460-0022 名古屋市中区金山1-12-14（金山総合ビル）〒930-0997 富山市新庄北町5-1〒607-8085 京都市山科区竹鼻堂ノ前町46-1（三井生命京都山科ビル）〒650-0025 神戸市中央区相生町1-2-1（東成ビル）〒700-0034 岡山市北区高柳東町13-5〒732-0802 広島市南区大州3-4-1〒760-0064 高松市朝日新町7-8〒811-2312 福岡県糟屋郡粕屋町大字戸原字ハル142〒850-0033 長崎市万才町3-4（長崎ビル）●フリーコール
い ろよい
塗 料 相 談 室 フリーコ ー ル 0088-22-1641
ハロ ー イロ

住まいの塗りかえハロービュー事務局 0088-22-8616

http://www.dnt.co.jp/●表紙について
DNT及びDEVELOP（開発する）の「D」に未来の光をイメージしてデザインしました。

DNTコーティング技報 No.13
●発行日
●発行人
●発 行
●編 集

2013年10月10日
江藤 史雄
大日本塗料株式会社 管理本部 総務部
同 技術開発部門 技術企画室
TEL 06-6466-6644

禁無断転載