●変化し続ける社会環境に適した価値の創造 …………………………… 1●特集
─お客様とともに新たな価値を創造する─
「防食技術センター」「コーティング技術センター」
を開設 ………… 2～9
─To Creates New Value With Our Client─
Opening of Two New Facilities Called“Protective Coatings Technology Center”
and “Coating Technology Center”●技術報文（Technical Reports）
1. 溶融亜鉛めっき高力ボルトの塗装品質向上に関する検討……… 10～17
Study on Improvement Coating Quality of Hot-dip GalvanizedHigh Strength Bolt
2. 自動車内装用一液1コート金属調塗料の開発 ………………… 18～23
Development of 1-Component 1-Coat Automotive Interior
Metallic Paint●技術解説（Technical Reviews）
1. 陸上鋼構造物の重防食塗装と近年の技術動向………………… 24～30
Heavy-duty Anticorrosion Coating of Onshore Steel Structures
and Recent Technological Trends
2. 超低臭形室内用水性塗料「COZY PACK」…………………… 31～34
Super Law Odor Water based Paint for Indoor Use “COZY PACK”
3. マグネシウム合金の腐食特性とその塗装………………………… 35～42
Corrosion Properties and Coating of Magnesium Alloys
4. 常温金属溶射工法におけるアルミニウム・マグネシウム合金溶射皮膜の性能評価……………43～49
Performance Assessment of the Room Temperature Metal
Spraying Method of Aluminium-Magnesium Alloy Coating
5. インモールドコーティングプロセスの概要 ……………………… 50～53
Overview of the In-mold Coating Process●新商品紹介（New Products）
1. 高級塗料「ＥＸＴＲＡシリーズ」のラインナップ追加 ……………… 54～55
Added a Lineup of High-Grade Paint「EXTRA Series」
2. 溶剤系ふっ素樹脂塗料のメタリック仕様と比較して大幅な工程短縮（３C２B⇒１C１B）
が可能「パウダーフロンSELA」
ボンディングメタリック ……………………… 56～57「Powder Flon SELA」
Bonding Metalic
3. 貼る重防食塗料「メタモルシート＃１」……………………………58～59
Stick-Type Heavy Duty Anticorrosive Paint｢Metamoru Sheet #1｣
4.「ＤＮＴデジタルコーティングシステム」…………………………… 60～61「DNT Digital Coating System」
5. 抗菌・抗ウイルス性を有した超低臭水性塗料…………………… 62～63「COZY PACK Air（コージーパック エアー）」Super Low Odor Water-Based Paint with Antibacterialand Antiviral Properties ｢ＣＯＺＹＰＡＣＫＡｉｒ」●学協会研究発表・技術講演・論文投稿者名と発表タイトル（2019.7～2020.6）……………………………………………… 64～65

DNT コーティング技報 No.20
変化し続ける社会環境に適した価値の創造

1

変化し続ける社会環境に適した価値の創造
DNTコーティング技報No.20を発刊するに当たり一言ご挨拶申し上げます。本誌はお客様にお役に立てる商品・技術情報・サービスのご提供を第一に考え、2001年にNo.1を発行して以来、２0年間継続してまいりました。
本誌においても、鋼構造物の施工・塗料における動向と長耐久化、環境対応化、輸送機器の軽量化に向けた軽量素材の一つとして期待されるマグネシウム合金の動向や繊維強化プラスチックなどへの効率的な塗装方法であるIMC(インモー
ルドコーティング)工法、また臭気を限りなく抑えた超低臭室内用水性塗料技術や省工程に寄与する金属調意匠塗料、そして抗菌・抗ウイルス機能を付与した新製
執行役員
技術開発部門長品などを報文、解説、新商品紹介としてご紹介させていただいておりますので、お客様のお困りごとの解決や変化し続ける社会環境に適した価値創造の一助になれば幸いに思います。
今般、さらなる価値創造に向けて、お客様と共同で研究開発を行う
「防食技術
センター」
と
「コーティング技術センター」
を開設いたしました。
防食技術センターは、大型構造物を想定した構造体に対して、現場環境を模擬した温湿度下での施工性、性能の検証ができる施設であり、多種多様な現場環境に適した塗装仕様、効率的な工法の研究開発や各種促進試験による塗膜
下の金属腐食状態評価から塗膜・構造体の寿命予測を行えます。
コーティング技術センターは、大型の被塗物に対して、溶剤系・水系・粉体塗料の塗装、インクジェット加飾、ならびに両者を組み合わせたDNTデジタルコーティ
ングシステム、
さらにはIMCの検証ができる施設であり、お客様の塗装ラインを想定した塗装システムや機能性・意匠性の研究開発を行います。両技術センターは
いずれもお客様とともにアイデアを具現化し、価値を創造する場としてご活用頂ければと思い、本誌特集として掲載しました。
最後にはなりますが、新型コロナウイルスの一日も早い終息と社会経済の回復を祈願するとともに、読者の皆様には何卒一層のご支援を賜りますようお願い申し上げます。

2

DNTコーティング技報 No.20
特集―お客様とともに新たな価値を創造する―「防食技術センター」「コーティング技術センター」
を開設

特集―お客様とともに新たな価値を創造する―「防食技術センター」「コーティング技術センター」
を開設—To Creates New Value with Our Client—
Opening of Two New Facilities Called“Protective Coatings Technolgy Center” and “Coating Technolgy Center”
塗料事業部門
技術開発部門
スペシャリティ事業部門

防食技術センター

コーティング技術センター

当社は、激変する時代のニーズに対応するために、新「コーティング技術センター」（COATING TECH-

たな付加価値を創出することを目的とし、塗料に求めら

NOLOGY CENTER＝ＣＴＣ）
では、水性塗料や粉体れる機能や製品・技術・情報・サービスに関するトータ

塗料などの環境対応塗料のほか、インクジェット塗装やルソリューションをお客様とともに開発を行う「防食技

インモールドコーティングなど、実際の塗装ラインに近術センター」「コーティング技術センター」の２つの技術い塗装条件での塗装テストや様々な塗装を組み合わせ研究開発施設を開所しました。

た複合塗装を行うことができます。

「防食技術センター」（ＰＲＯＴＥＣＴＩＶＥ ＣＯAＴIＮＧS

お客様との共同開発や塗装デモ、
技術・デザインプレ

ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＣＥＮＴＥＲ）
は、塗料メーカーで初めゼンを通じて製品開発力の強化に貢献できる施設です。

て作った「防食技術のための研究開発施設」
です。
お客様とともに活用する場として、大型構造物を模擬した構造体に対して、実際の現場に近い作業環境で低温、高温、多湿などの気象条件を設定した施工性・性能の検証ができる施設です。

DNTコーティング技報 No.20
特集―お客様とともに新たな価値を創造する―「防食技術センター」「コーティング技術センター」
を開設

１.

防食技術センター

１.１ 防食技術センターの取り組み

１.2

施設紹介

フロアー図
促進防
錆試験
室

防食技術に特化した研究設備

防食に関わる
様々なソリューションを
総合開発・提供します

小会議
室

課題解決への共同開発

大会議室

大型環境試験機

大型塗装室
ウェルカム
ホール

機械室

恒温
恒湿
塗装ブ
ース

新技術のご提案や各種情報の発信・共有化

温湿度
試験室
大型環境試験機実験室

入口

エントランス
ホール

大型塗装室
評価室

3

4

DNTコーティング技報 No.20
特集―お客様とともに新たな価値を創造する―「防食技術センター」「コーティング技術センター」
を開設

１.３ 主要設備紹介
１．
３．
1 大型塗装室

実際の大型構造物を模擬した構造体を用いた塗装試験を行うことができます。
また、大型塗装ブースも設置
しており、
エアレススプレーなどを用いた試験も可能で【スペック】
・スペース：幅14ｍ×奥14ｍ×高さ9ｍ
・大型塗装ブース：幅5ｍ×高さ4ｍ
・搬入口：幅7.9m×高さ3m

す。
１．
３．
２ 大型環境試験機

温度や湿度をコントロールできるため、様々な温湿度環境下で大型の模擬構造体を用いた塗装試験を行う
ことができます。

【スペック】
・スペース ：幅10ｍ×奥10ｍ×高さ4ｍ
・温度範囲：-10～40℃
・湿度範囲：①湿度30％RH～80％RH（温度 -10～5℃）②湿度30％RH～90％RH（温度 5～35℃）③湿度30％RH～80％RH（温度 35～40℃）

DNTコーティング技報 No.20
特集―お客様とともに新たな価値を創造する―「防食技術センター」「コーティング技術センター」
を開設

１．
３．
３ 恒温恒湿塗装ブース／温湿度試験室

１．
３．
5 大会議室新技術・新工法のプレゼンや講習会などの情報発信の場として利用できます。
また、防食塗料・塗装に関する勉強会などのご要望にも対応可能です。
最大36名を収容できます。
【スペック】恒温恒湿塗装ブース
・温度範囲 : -10～40℃
・湿度範囲 : ①湿度30％RH～70％RH（温度-10～5℃）②湿度30％RH～80％RH（温度5～40℃）【スペック】温湿度試験室
・温度制御範囲：-40℃～100℃
・湿度制御範囲：20％～98%

1.４ まとめ
防食技術センターでは、下記の活用が可能です。

１．
３．
4 促進防錆試験室◆大型構造物を模擬した構造体を用いて、実際の環境に近い状態で塗装試験が行えます。
◆屋外環境で想定される複数の塗膜劣化要因を含んだ条件で、塗膜の耐久性が確認できます。
◆新技術のご提案や各種情報の発信・共有化を行えます。
◆隣接する施設を含め、各種分析・測定機器を用いて塗料・塗膜の総合的な評価が可能です。

1.5
ISO12944-9付属書Bに準拠したサイクル劣化試験を実施可能である複合サイクル試験機を設置しています。
紫外線照射/結露/塩水噴霧/低温といった屋外環境で想定される複数の劣化要因を含んだ試験が可能です。

施設利用について当社との共同作業を前提とし、事前相談の上、案件を進めさせていただきます。
詳しくは、パンフレットおよびホームページをご覧下
さい。

5

6

DNTコーティング技報 No.20
特集―お客様とともに新たな価値を創造する―「防食技術センター」「コーティング技術センター」
を開設

２. コーティング技術センター（ＣＴＣ）

2.1

CTCの取り組み

2.2

施設紹介

フロアー図
最適塗料の
ご提案

促進
試験室

表面解析

分析
評価室

分析エリア

恒温
恒湿
室

多彩なコーティングテクノロジーで様々なソリューションをご提案

素材評価室

小会
議室

塗装検証の
ご提案

素材
研究室

セミナーエリア
大会議室

インモールドコーティング技術
のご提案

塗膜解析の
ご提案
デザイン開発のご提案

液体ロボット塗装
エリア

粉体自動塗装
エリア

乾燥炉

入口
イン
モー
コーテ ルドィ
エリ ング
ア

インクジェット
プリンター
エリア

調合
室

危険物倉庫

DNTコーティング技報 No.20
特集―お客様とともに新たな価値を創造する―「防食技術センター」「コーティング技術センター」
を開設

2.3

各エリア紹介2．
3．
1 液体ロボット塗装エリア

また、
サイクロン回収装置対応のため、新粉と回収粉の混合比率や被塗物形状に応じた最適粒度の粉体塗料検証を行うことができます。

2．
3．
3 インクジェットプリンターエリア

塗装環境（温度、湿度コントロール）
による塗装作業性や被塗物形状による最適な塗装ガン（ロボベル・静電ガン・エアガン）選定の検証を行うことができます。
さらに、
フロアーコンベアに回転機能を設置しているため、各種塗装機の選択によるライン条件の高い再現性により、実機レベルでのスピンドル塗装の検証も可能です。
最大横３ｍ×高さ1.5ｍまで塗装可能で、塗装エリア
から乾燥炉までコンベアで繋がっているため、実際の基材を使用した様々な検証ができ、塗装条件に適応したプリンターの印刷方法のひとつ。
液状インク粒子を飛ばして非塗物に点（ドット）を形成。
点の集まりで文字や図形を表現する。

塗料のご提案もできます。

完成

印刷対象物をプリンターに設置

UVインク吐出UV照射にて
硬化・定着

乾燥炉

2．
3．
2 粉体自動塗装エリア

パソコン上（デザインソフトなど）
で様々な意匠を検討することができ、UV硬化形インクジェットと塗料の複合塗膜による高意匠化の検証を行うことができます。
さらに、加飾部は凹凸表現も可能なため、シボ調・ヘアラインなど質感・触感 （手触り感）
といった提案もできます。
また、インクと塗料の相互調整の検証、各種基材に適応した塗料（インク受理層）の提案、設備導入の事前

最大横３ｍ×高さ1.5ｍまで塗装可能なため、実ワー
クでの塗装が可能です。実際の工場ラインに近い塗装
条件での検証が可能なため、箱ものなどのガン距離の異なる部位への塗着性・仕上がり外観の確認が可能です。
さらに、
自転しながら塗装が可能なため、ボンベ、消火器などの立体物にも塗装可能です。

検証が可能です。

7

8

DNTコーティング技報 No.20
特集―お客様とともに新たな価値を創造する―「防食技術センター」「コーティング技術センター」
を開設

2．
３．
4 インモールドコーティングエリア

１．
液体＋粉体など様々な塗料の複層塗装・複数回数
焼付が同一設備内で簡単に実施可能です。
２．
粉体＋インクジェット＋液体との組み合わせ評価が実施可能です。
３．
インモールドコーティング＋液体との組み合わせ評価が実施可能です。
2．
３．
6 分析エリア

塗料注入機

インモールドコーティング（IMC）とはプラスチック成型と塗装を同一型内で行うことができる工法

金型内へ塗料注入が可能なため、実機と同程度の仕上がりや塗膜物性の検証を行うことができます。設
備導入前に、金型設計データ、
プレス機能力、注入機能力など適正データの事前確認や対象基材（熱硬化樹脂）に対して、硬化条件、塗料の注入タイミングなどの塗装最適条件の検証も可能です。

塗料設計、素材分析（解析）、塗装仕様の最適化検証や塗料的要因・塗装から乾燥間での要因・塗膜要因など、それぞれでの不具合要因の分析・解析を行います。
2.4 セミナーエリア
大会議室は最大４０名収容でき、セミナー・カラープ

2．
３．
5 複合塗装レゼンテーション・各種講演会などの情報発信の場として利用できます。

液体エリア

乾燥炉

粉体エリア

塗装設備は、液体ロボット塗装エリア、粉体自動塗装
エリアおよび乾燥炉がコンベアで連結されており、さらに同一フロアーに、
インクジェットプリンター、
インモール
ドコーティング装置があるため、大会議室

DNTコーティング技報 No.20
特集―お客様とともに新たな価値を創造する―「防食技術センター」「コーティング技術センター」
を開設

2.5 まとめ

2.6

コーティング技術センターでは、下記の活用が可能

当社との共同作業を前提とし、事前相談の上、案件です。
◆ライン新設や新素材への塗装仕様構築などの事
前検証として活用が可能です◆既存塗装ライン条件の高い再現性で、商品開発のスピードアップやライン不具合の解決手段の検証に活用が可能です◆UV硬化形インクジェット塗装、
インモールドコーティングと塗料の複合膜による高意匠化で、市場開拓の可能性探索として活用が可能です◆各種分析機器・測定機器類は、塗装時に発生する
不具合の解決手段として活用が可能です◆最適ライン設計に適応した塗料提案の場として活用が可能ですお客様には、商品開発の可能性の検証の場として、また市場への新しいご提案の検証の場として、ご活用
頂き、一緒に新しい価値を創造していきましょう。

施設利用についてを進めさせていただきます。
詳しくは、パンフレットおよびホームページをご覧下
さい。

9

10

DNTコーティング技報 No.20
報文-1
溶融亜鉛めっき高力ボルトの塗装品質向上に関する検討

溶融亜鉛めっき高力ボルトの塗装品質向上に関する検討
Study on Improvement Coating Quality of Hot-dip Galvanized High Strength Bolt

塗料事業部門 構造物塗料事業部
テクニカルサポートグループ
Coating Business Division,
Protective Coatings Department,
Technical Support Group

尾田 光

Akira ODA桑原幹雄

Mikio KUWAHARA

要 旨

Abstract

塗装された溶融亜鉛めっき鉄骨の高力ボルト接合

There are cases in which the applied coatings

部において、溶融亜鉛めっき高力ボルトのナット部分にpeels early its steel structure painted on a nut of

塗装された塗膜が早期にはく離する事例がある。
ナット

a hot-dip galvanized high strength bolt joints. Itには安定したトルク係数値を得るための潤滑処理が施

is considered that this acts as an adhesion

されており、
この処理に使用される潤滑剤が付着阻害

inhibitor a nut is lubricated to get a stable

因子となって塗膜のはく離に繋がっていると考えられ

torque coeﬃcient value used for this treatment

る。本報では、溶融亜鉛めっき高力ボルト接合部の塗and leads to peeling of a coatings ﬁlm. In this

装品質を向上させることを目的として、種々の溶剤を用

report, we evaluated ﬁlm performance after

いて潤滑剤を除去し、塗装後の塗膜性能を評価した。

coating and remove the lubricant using various

その結果、溶剤の種類によって、塗装後の耐久性に差

solvents for purpose to improving the coatingがあることを見出した。

quality of hot-dip galvanized high strength bolt
joints. As a result, we have found that the durability after coating varies depending on theproperty nature and type of organic solvent.

DNTコーティング技報 No.20
報文-1
溶融亜鉛めっき高力ボルトの塗装品質向上に関する検討

１. はじめに
1.1

溶融亜鉛めっきへの塗装の目的

溶融亜鉛めっきは、亜鉛の優れた保護被膜作用と犠
牲防食作用により、鋼構造物に長期耐久性を付与することができ、LCC（ライフサイクルコスト）の低減に有効な防食工法である。一般に、溶融亜鉛めっきは屋外環境において無塗装で供用されることが多いが、次のような目的では塗装される場合がある1）。

一方、溶融亜鉛めっき高力ボルトにおいては、図2に示すようにナット部分に塗装された塗膜が早期にはく離する事例がある。
しかし、ナット表面や塗膜はく離面に亜鉛の腐食物質はほとんど付着していない。溶融亜鉛めっき高力ボルトには、安定したトルク係数値を得る
ため、図3のように潤滑処理が施されている2）。潤滑処
理は潤滑剤溶液にナットを浸漬させて行われるため、潤滑剤はナットの内面のみでなく、外面にも付着する。
従って、外面に付着した潤滑剤が塗膜の付着阻害因子となっていると推定される。

①厳しい腐食環境下における耐久性向上②環境調和や美観を目的とした意匠性付与③注意喚起や安全標識としての着色
このように、溶融亜鉛めっきは様々な目的により塗装される場合があるが、亜鉛特有の性質により塗装後に不具合を生じることがあるため、塗装製品の設置環境
や使用条件を考慮して、適切な塗装設計が求められ

図2

る。
1.2

溶融亜鉛めっき高力ボルトのナット部における塗膜はく離事例

溶融亜鉛めっき高力ボルトの塗装の不具合事例

亜鉛は化学的に活性が高いため、りん酸塩処理など

ナット外面に付着した潤滑剤の素地調整を実施しないで塗装した場合には、塗膜を透過した水分によって、亜鉛めっき面に腐食物質を生成し、体積膨張により塗膜を押し上げてはく離すること
がある
（図1）。

ナット内面の溝に入り込んだ潤滑剤

図3

潤滑処理されたナット
（左：外面

1.3

本研究の目的

右：内面）

溶融亜鉛めっきに対する塗装において、長期耐久性を確保するには素地調整が重要となる。素地調整としては、建築および土木分野で実施されるようにりん酸塩
処理やスィープブラスト処理が有効であるが、現場において溶融亜鉛めっき高力ボルト接合部にこれらの処理を実施することは困難である。
現場で実施可能な素地調整として、例えば建築工事
標準仕様書・同解説 JASS 18 塗装工事では、亜鉛めっき鋼面に対する素地調整2種の油類除去には溶剤ぶきが適用されている3）。
図1

溶融亜鉛めっきにおける塗膜はく離事例

11

本報では、溶融亜鉛めっき高力ボルト接合部の塗装品質を向上させることを目的として、種々の溶剤による

12

DNTコーティング技報 No.20
報文-1
溶融亜鉛めっき高力ボルトの塗装品質向上に関する検討「溶剤ぶき」
を実施し、潤滑剤の除去効果を検証し、塗においても、亜鉛めっき層と塗膜の界面に脂肪酸の金

装後の塗膜性能を評価した 。

属塩が介在することとなり、油性塗料のはく離メカニズ

4）ムと同様に塗膜はく離を引き起こしていることが推察さ

２.

実験

れる。
1

：A社
：B社
：C社

溶融亜鉛めっき高力ボルト

図4に示すように、実施工で多用されている3種類（A社、B社、C社）の溶融亜鉛めっき高力ボルトのセットを用いた。
いずれもナットのみ金属光沢が劣っており、粘稠性のある物質が付着している。

Abs

2.1

0.5

0
4000

2000

1000 700

Wavenuber
［㎝-1］

図5
2.3

潤滑剤のFT-IR分析結果

潤滑剤除去に用いる溶剤

潤滑剤の組成分析結果より、潤滑剤が付着阻害因子であることが推察される。
したがって、塗装前に潤滑剤を除去することで塗膜はく離を抑制あるいは防止できると考えられる。
そこで、潤滑剤を除去するのに適した溶剤を見出すため、汎用的かつ現場で使用可能な表1
図4

2.2

溶融亜鉛めっき高力ボルトのセット（左からA社, B社, C社）

潤滑剤の組成分析に示す種々の溶剤を選定し、潤滑剤の除去効果を検討した。
また、塗装後の初期付着および耐湿性試験後の二次付着についても評価した。
さらに、潤滑剤と溶剤の相溶性を詳細に検証するため、Hansen溶解球法によるHSP値測定を行った。

ナット表面に付着した潤滑剤を採取し、
フーリエ変

表1

換赤外分光光度計（日本分光社製；FT/IR-4600）を検討対象とした溶剤用いて分析した結果を図5に示す。
いずれのナットの潤分

滑剤も、主成分がステアリン酸ナトリウムやステアリン

アルコール

イソブチルアルコール

IBOH

エーテル

エチレングリコールモノブチルエーテル

EGBE

一般に、溶融亜鉛めっきに油性塗料を塗装した場

ケトン

メチルエチルケトン

MEK

合には、塗料中の脂肪酸と亜鉛の反応により亜鉛めっ

エステル

酢酸ブチル

BA

芳香族炭化水素キシレン

XL

脂肪族炭化水素

ミネラルスピリット

MS酸亜鉛といった脂肪酸の金属塩の混合物であると同定された5）。

き層と塗膜の界面に金属石鹸が形成され、塗膜はく離を早期に引き起こすことが知られている6）。
すなわち、ス
テアリン酸塩系の潤滑剤を除去せずに塗装した場合

類

溶剤の種類

略

記

DNTコーティング技報 No.20
報文-1
溶融亜鉛めっき高力ボルトの塗装品質向上に関する検討

３.
3.1

評価方法

試験体作製

図6に示すように、溶融亜鉛めっき高力ボルトの座金間に塩化ビニル樹脂製パイプを挟んで固定させた試験体を作製した。

図7
3.4

塗装試験体

付着性評価

塗膜に対して素地に達するX字の切り込み傷を入れ、セロテープはく離により塗膜付着性を評価した。
さらに、耐湿性試験（JIS K 5600-7-2：連続結露法）に準じて、槽内温度50℃ 相対湿度95%RH以上に1週間供
図6
3.2

試験体

素地調整

素地調整は、下記に示す3水準で実施した。
①無処理
②空拭き
（ウエス拭き）③溶剤拭き
（表1に示した各溶剤を5ml含ませてウ
エス拭き）
その後、
ナットの素地調整前後における表面状態をデ ジタル マイクロスコ ー プ（ キ ー エ ン ス 社 製；

試した後にも同様の付着性評価を行った。
3.5 Hansen溶解球法によるHSP値測定8）
純溶媒20種に対するステアリン酸ナトリウム（関東化
学製；鹿1級）
およびステアリン酸亜鉛（関東化学製；鹿1級）の溶解性評価を行った。サンプル瓶に各試料0.01gを測りとり、純溶媒10mlを加えて25℃×30分間
超音波にて溶解させた。30分間静置後、溶解状態を目視評価し、HSPiP 5.3.02を用いてHansen溶解球法によりHSP値を測定した。

VHX-5000）によって観察した。
3.3

塗装および養生

４.

結果と考察

素地調整を施した試験体に、JASS 18 M-109に該当する変性エポキシ樹脂プライマーを膜厚が40μmとなるように刷毛塗りし、室温23℃、相対湿度50%RHの屋内で1週間乾燥させた。完成した塗装試験体を図7
に示す。

4.1

素地調整前後における表面観察

素地調整前後の観察結果として、A社のナットを一例に選定し、無処理、空拭き、溶剤拭き
（EGBE）
した表
面状態を図8に示す。

13

14

DNTコーティング技報 No.20
報文-1
溶融亜鉛めっき高力ボルトの塗装品質向上に関する検討

図8

A社のナット表面の拡大像（左：無処理 中央：空拭き 右：溶剤拭き）

無処理では、表面の微細な凹部にまで潤滑剤が入り込んでいるのが分かる。
また、空拭き後は、潤滑剤の一定の除去効果が認められるが、不十分な状態である。
一方で、溶剤拭き（EGBE）
に関しては、凹部の潤滑剤まで除去され、金属光沢を呈していることから、清浄面になったことが分かる。

4.2

付着性試験

塗膜付着性の評価結果を表2に示す。
ナットの種類により塗膜付着性に差は見られるが、無処理では塗膜が全面はく離する傾向があり、溶剤を含まないウエス拭きでも付着性は十分に確保できていない。一方、溶剤
拭きでは付着性の向上が認められ、特にEGBE、MEK、BA、MSにおいて良好な付着性を示している。

表2
ボルト
メーカー

付着性

初期

耐湿性
試験後

耐湿性
試験後

耐湿性
試験後

○

○

△

○

○

○

△

○

△

△

△

△

○

○

○

○

○

×

×

△

○

○

○

△

○

△

△

×

○

○

○

○

○

△

△

○

○

○

○

○

○

EGBE

×

△

×

○

×

外観

外観

外観

外観
評価

C社

○

×

評価
初期

MS

IBOH

外観

評価

B社

XL

空拭き

評価
初期

溶剤拭き
MEK
BA

無処理

評価

A社

塗膜付着性の評価結果

外観評価【評価基準】 ○…はく離面積0%△…はく離面積1～20% ×…はく離面積21%以上

DNTコーティング技報 No.20
報文-1
溶融亜鉛めっき高力ボルトの塗装品質向上に関する検討

4.3

15

Hansen溶解球法によるHSP値の測定

純溶媒20種に対するステアリン酸ナトリウムおよびス
テアリン酸亜鉛の目視評価による溶解性の判断基準を表3に示す。
ステアリン酸塩に対する良溶媒が少数のため、
ここでは溶解性の判断基準を（Score 1：溶解
分散

3：膨潤

P

2：

0：不溶）
とし、1および2を良溶媒、3および 0を貧溶媒として定めた。
表3 目視評価による溶解性の判断基準
Score

1

2

3

0

溶解状態

溶解

分散

膨潤

不溶

外

：良溶媒
：貧溶媒

図10

観

溶解球法によるステアリン酸亜鉛のHSP値

また、表5に潤滑剤除去に用いた溶剤に対するステア
リン酸塩のScore判定結果を示す。
この結果は表2の付
判定基準

良溶媒

着性試験結果と相関傾向にあり、EGBEは潤滑剤の良貧溶媒

この判断基準に基づいて、Hansen溶解球法にて決定したステアリン酸塩のHSP値を3Dグラフにプロットした結果をそれぞれ図9、10に、それぞれのステアリン酸
塩のHSP値を表4に示す。図9、10および表4の結果から、いずれのステアリン酸塩も2つの溶解球を有していることがわかる。各ステアリン酸塩の溶解球は、ひとつ
は疎水性エリア、
もうひとつは親水性エリアに位置しており、これはステアリン酸塩が界面活性剤として機能していることが示唆される。

P

：良溶媒
：貧溶媒

図9

溶解球法によるステアリン酸ナトリウムのHSP値

溶媒であるため、潤滑剤を効率的に除去でき、良好な塗膜付着性を示したと考えられる。
またMEK、BAやMS
は潤滑剤を膨潤させる効果があるため、ウエスによる物
理的処理が加わることで比較的良好な付着性が確保できたものと思われる。一方で、IBOHやXLにおいては、
いずれか一方のステアリン酸塩が完全に不溶であるため、潤滑剤の除去効果が低かったと推察される。

16

DNTコーティング技報 No.20
報文-1
溶融亜鉛めっき高力ボルトの塗装品質向上に関する検討

表4 ステアリン酸塩のHansen溶解度パラメータ
種

類

溶解球

δd
½]
（J/㎤）
[

δp
½]
（J/㎤）
[

δh
½]
（J/㎤）
[

δ（=SP値）
t
½]
（J/㎤）
[

Ro
½]
（J/㎤）
[

親水性

15.4

8.1

21.8

27.87

4.5

疎水性

17.7

4.8

15.9

24.29

5.0

親水性

17.5

10.7

24.4

31.86

3.7

疎水性

15.6

9.5

12.1

21.89

4.8

ステアリン酸ナトリウム

Ｆ
ｉ
ｔ
ｉ
ｎｇ
[-]

1.00

ステアリン酸亜鉛

1.00

R0：Hansen溶解球の相互作用半径
Fitting：良溶媒と判断された溶媒がHansen溶解球内に含まれる割合

表5

潤滑剤除去に用いた溶剤のステアリン酸塩に対するScore判定

溶

けると、潤滑剤の除去効果も低下し、溶剤中に潤滑剤が溶け込み、
その状態で溶剤拭きを実施しても清浄面

Score

剤

品に取り替える必要がある。汚染されたウエスを使い続にはならない。

ステアリン酸ナトリウムステアリン酸亜鉛

IBOH

0

3

②溶剤拭きの作業で保護手袋を使用する場合は、

EGBE

1

2

手袋の素材に注意が必要である。例えば、塩化ビニル

MEK

3

3

BA

3

3

XL

3

0

MS

3

3

やニトリルゴムなどは、耐溶剤性が低いため、成分が溶出し塗装面を汚染する。
このため耐溶剤性の高いポリエチレン製などの手袋が推奨される。

６. まとめ
５.

実施工上の留意事項

5.1 マーキングについて
溶融亜鉛めっき高力ボルトの締付け完了後、全てのボルトについて、
１次締め後に付したマークのずれにより共回りの有無、ナットの回転量を目視で検査する7）。
素地調整に用いる溶剤によっては、マークが消えてしまうため、締付け後の検査が完了した後に溶剤拭き作
業に入る。
5.2

溶剤拭き作業について

実施工にあたっては、安定した塗装品質を確保するために、下記に留意しながら溶剤拭き作業を行う。
①溶剤拭きに用いるウエスおよび溶剤は、こまめに新溶融亜鉛めっき高力ボルト接合部における塗装品質向上を目的として、溶融亜鉛めっき高力ボルトのナットに施されている潤滑剤の除去に関し検討を行った。潤
滑剤の成分はステアリン酸の金属塩であることがわかり、汎用的かつ現場で使用可能な性質の異なる様々な溶剤による潤滑剤の除去効果を検証した。
その結果、EGBE、MEK、BA、MSなどの溶剤が潤滑剤の除去に有効であると判断され、これらの溶剤はHansen溶解球法からも潤滑剤除去に適していることがわかった。
こ
れらの溶剤にて潤滑剤を除去した場合は、塗膜の付着性が確保されたため、溶融亜鉛めっき高力ボルト接合
部の塗装品質の向上に貢献できるものと考えられる。

DNTコーティング技報 No.20
報文-1
溶融亜鉛めっき高力ボルトの塗装品質向上に関する検討

７.

謝辞

本検討に際し、ものつくり大学名誉教授 近藤照夫先生には貴重なご意見、ご指導をいただきました。
ここに謝意を表します。

参考文献
1）（一社）溶融亜鉛鍍金協会：溶融亜鉛めっき上の
塗装
2）
（一社）
日本建築学会：高力ボルト接合設計施工
ガイドブック, 2, p.112, 2016
3）（一社）
日本建築学会：建築工事標準仕様書・
同解説 JASS 18 塗装工事, 8, p.159, 20134）
日本建築学会大会講演梗概集：「溶融亜鉛めっき高力ボルトの塗装品質向上に関する検討」, p.1325-1326, 20185）有機化合物のスペクトルデータベースSDBS：
http：//sdbs.db.aist.go.jp（National Institute ofAdvanced Industrial Science and Technology）
6）牧島博：色材協会誌, 亜鉛鋼板に対する塗料の密着性に関する研究, 44, 4, p.155-160, 1971
7）（一社）
日本建築学会：建築工事標準仕様書・
同解説 JASS 6 鉄骨工事, 11, p.38, 2018
8）接着の技術：「Hansen溶解度パラメタ（HSP値）
を用いた溶解性評価」, 第34, 巻3号, p.219-216,
2014

17

18

DNTコーティング技報 No.20
報文-2
自動車内装用一液1コート金属調塗料の開発

自動車内装用一液1コート金属調塗料の開発
Development of 1-Component 1-Coat Automotive Interior Metallic Paint

車輛産機・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
Rolling Stock, Machinery & Plastic Coating Dept.
Automotive & Plastic Coating Technical Support Group福原 良太

Ryota Fukuhara

要 旨Abstract

近年、
自動車内外装パーツではこれまでの一般的なThis report describes how developing 1-

メタリックシルバーから、差別化、高級化の中で高輝度

component 1-coat automotive interior metallic

金属調のような意匠を求める需要が高まってきている。

paint.

また、
自動車分野では電動化や燃費向上を目的に金In recent years, it has been increasing

属からプラスチック部品への代替が進んでおり、金属に

demand for automotive interior and exterior

近い意匠を表現できる金属調塗料の採用拡大が見込

parts have changed from general metallic silver

まれる。現在、2コート、3コートでは次世代品の開発を

to high brightness metallic design with the

進めているが、1コートでは未開発であった。
そこで、塗advancement of originality and luxury than ever

装工数削減を目指し、今まで二液しかなかった金属調

before. Moreover, those automotive parts are

を一液1コートで表現できる自動車内装用塗料を開発

changing from metal to plastic due to the electri-したので報告する。

ﬁcation and improvement of fuel eﬃciency.
Thus it is expected that the adoption of highbrightness metallic paint which can express adesign similar to metal is expanding. We are
currently developing next generation products
for 2 or 3 coatings other than 1 coating.
Therefore, we developed 1-componet 1-coatautomotive interior metallic paint to reduce thepainting process.

DNTコーティング技報 No.20
報文-2
自動車内装用一液1コート金属調塗料の開発

１. はじめに計（BYK-macI：BYK-Gardner社製）
を用いて15°、を測定し、フロップイン
25°、45°、75°、110°の明度（L＊）

自動車内装には高級感や上質感がデザインニーズとして求められ、中でもめっきのような金属調意匠を求める需要が高い。湿式めっきや真空蒸着に比べ、塗装による金属調意匠は粒子感や輝度感は劣るものの、素材の形状やサイズによっては工程が簡便で作業性や量産

デックス
（FI）
を用いて評価した。FIの算出式を式1に示す。2）（L*15°－L*110°）1.11
F1＝2.69×‥‥（式1）
0.86*
L 45°
式1 フロップインデックス
（FI）
の計算式

性、
コストメリットを生み出しやすい。
これらを理由に金属調意匠を付与する加飾技術を塗装で代替したいという要望が強くなっている。一方、塗装現場では塗装の工数を短縮し、生産効率を上げることでコスト低減につながるため、塗装工数の少ない塗料が求められている。
また、最近では美や健康への意識から屋外では日焼け止め（サンスクリーン）やそれを含んだ製品を使用する機会が増えている。使用したユーザーが車の内装部品

2.2

結果と考察

アクリル樹脂と硬質樹脂の割合が85：15の塗料Aと70：30の塗料Bの2種類の塗料を用意した。
表1に1分後の塗着NV（乾燥前の塗料分質量に対する乾燥後の塗膜固形分質量の割合）と5分後の塗着NVおよびFI値を示す。

に触れると薬剤が塗装品に付着し、はく離や外観不良

表1の原因となる。
このような背景から自動車内装部品に要求されるスペックにも耐サンスクリーン性が求められる塗着NVとFI値

塗着NV
（1分後）

塗着NV
（5分後）

１分－5分

FI値

ようになり、
自動車メーカーからも耐サンスクリーン性

塗料A

20%

24%

4%

20.95

に優れる塗料の開発要望が多くなっている。

塗料B

19%

26%

7%

28.08

1）

本報ではこれらのニーズを背景に、高い耐サンスクリーン性能を持つ内装用一液1コート金属調塗料を開発したため、その検討結果について報告する。

２.

意匠性の検討

金属調のような高い輝度感を実現させるためにはア
ルミをより均一に配向させ、光を正反射させる必要がある。
そのためには樹脂の体積収縮による配向効果および塗膜表面の乾燥性を応用してアルミの配向を上手く塗料Aと塗料Bを比較すると塗料Aは塗着NVが1分後から5分後での塗着NV差が4%であったのに対し、
塗料Bでは7%と硬質樹脂の割合を増やすことで乾燥性が上がっていることがわかる。
また、塗料A、Bの乾燥塗膜から測定したFI値を比較すると大きく上昇していることがわかった。
これは塗着時から乾燥時にかける単位時間あたりのウ
ェット塗膜体積収縮率が増加し、アルミの対流が抑制され、均一に配向しているものと考えられる。
従って、
塗料中の
アクリル樹脂と硬質樹脂の割合が70：30になるように配合を設計した。

制御することが重要である。
そこで体積収縮率および乾燥性の高い樹脂を選択し、その樹脂割合が塗着時の体積収縮

乾燥性と輝度感に及ぼす影響を評価した。
2.1

19

評価方法

輝度感の評価は、乾燥後の塗膜に対して多角度測色

図１ 樹脂の体積収縮によるアルミニウムフレークの配向効果3）

20

DNTコーティング技報 No.20
報文-2
自動車内装用一液1コート金属調塗料の開発

3.

溶媒の選定

表2 アクリル樹脂および硬質樹脂の各種溶媒に対する相溶性と物性値

い意匠性を出すため、非常に重要になってくる。図2にヌレ性とアルミの配向性のイメージを示す。一般的に被塗物に塗着した時の粘度が低すぎて、ヌレ性が良すぎるとよりウェットな塗膜を形成し、その中で対流が起こり、アルミの配向性が悪くなる。一方、粘度が高すぎてヌレ性が悪すぎると不連続な塗膜を形成し、対流が起こらな
いため、
アルミの配向性が悪くなる。
したがって塗着後のウェット膜を最適な流動状態に保ち、適度なヌレ性を付与して配向性を制御することが金属調塗料には必要
である。

対流、流動
配向性不良

適度なヌレ性
配向性良好

流動がない
配向性不良

図2 ヌレ性とアルミの配向性のイメージ

表面張力 アクリル 硬質樹脂
樹脂とのとの
（dyn/㎝） 相溶性 相溶性

沸点
（℃）

蒸発
速度

エステル系A

77

4.20

24.0

○

○

エステル系B

128

1.00

25.2

○

○

エステル系C

173

0.14

27.9

○

○

ケトン系A

80

3.70

24.5

○

○

ケトン系B

118

1.60

24.6

○

○

ケトン系C

170

0.20

23.2

×

×

アルコール系A

83

1.50

20.8

×

×

アルコール系B

108

0.64

25.4

×

×

アルコール系C 118

0.47

24.9

×

△

グリコール系A

120

0.71

25.6

○

○

グリコール系B

171

0.08

26.5

×

△

グリコール系C

229

0.01

28.8

△

×

金属調を開発する上では、塗料に使用する溶剤も高表2に示す結果よりアクリル樹脂と硬質樹脂はアルコール系全般に溶けにくく、ケトン系Cやグリコール系B、Cにも溶けにくいことがわかった。

そこで内部溶剤および希釈シンナーの適正化を行な

従来の一液アクリル樹脂塗料にはエステル系B、
アル

うため、
まずアクリル樹脂および硬質樹脂の各種溶媒にコール系B、
グリコール系A、B、Cを使用していた。
しか対する溶解性について評価した。

し、表2からアルコール系Bやグリコール系B、Cなどは

3.1

評価方法

樹脂1gに対して各種溶媒10mLを加え撹拌した後、目視で白濁や沈殿の発生を確認し、溶解性を評価し
た。
3.2

結果と考察

アクリル樹脂および硬質樹脂の各種溶媒に対する相溶性の結果を表2に示す。

今回使用するアクリル樹脂と相溶性が悪いことがわかった。相溶性の悪い溶剤が塗料中に含まれると粘度が高くなる傾向にあり、上述したように粘度が高すぎるとアルミの配向性が悪くなる。
そこで、使用する溶剤が粘度と乾燥塗膜のFI値に与える影響を考察するため、従来の一液アクリル樹脂塗料に使用していた溶剤で作成した塗料C（エステル系B、アルコール系B、
グリコール
系A、B、C）と相溶性が良く、表面張力の比較的低いエ
ステル系Cとケトン系Bを用いて新たに配合した塗料Dを作成し、比較検討した。結果を表3に示す。
表3

塗料粘度とFI値
粘度
（KU）

FI 値

塗料C

73

19.73

塗料D

60

28.08

DNTコーティング技報 No.20
報文-2
自動車内装用一液1コート金属調塗料の開発

粘度が高い塗料Cでは低いFI値が得られたが粘度の低い塗料Dでは塗料Cに比べて高いFI値を示す結果となった。
これは相溶性の悪い溶媒を使用した塗料Cでは塗料粘度が高くなり、塗着時の粘度も高くなるため不連続な膜を形成し、アルミの配向性が悪くなったと考えられる。一方で、相溶性も良く、比較的低い表面張力を有する溶媒を選択した塗料Dでは塗着時の粘度が適正化され、
ヌレ広がり、均一な塗膜を形成した。
その結果、アルミの配向性が良くなりFI値が向上したと考え
られる。

4.1

評価方法

4.1.1

耐サンスクリーン性4）

Tgの異なる樹脂で塗料を作製し、ABS板にスプレー塗装した後、80℃×30分で乾燥させた。乾燥させた塗膜に日焼け止めクリーム0.5gを直接指で塗り、55℃
×4時間で静置した後、磨耗試験を行った。
4.1.2

付着性

一次密着性についてはクロスカット法（1㎜幅、100マス目）にて確 認し、耐 湿 付 着 性 については5 0 ℃ 、
95%RH条件下で240H静置後、
クロスカット法（1㎜
幅、100マス目）
にて確認した。

4.

耐サンスクリーン性の検討

サンスクリーンなどの薬品に耐えうる塗膜を形成する
ためには、一般的に薬品分子が浸透しにくい塗膜を形成させる必要がある。具体的にはそのような塗膜を形成させるためには①樹脂の硬度を上げる手法と②樹脂に架橋構造を形成させる手法が考えられる。
しかし、硬化剤を含まない一液塗料では後者は難しいと考える。

4.2

結果と考察

表2に主要な樹脂のTgがそれぞれ60℃、70℃、95℃の3種類の塗料を用いて作製した塗板の耐サンスクリーン試験結果を示す。
表4 サンスクリーン試験結果1
ガラス転移点（Tg）

Tg：60℃

Tg：70℃

Tg：95℃

跡付き著しい跡付きが著しい跡付きなし

特にプラスチック用塗料に用いられる二液塗料は主剤にポリオール、硬化剤にイソシアネートを用いるウレタン系のものが多く、この二つが乾燥時に反応することでウレタン結合を形成し、高分子鎖間に架橋構造が形成さ塗膜外観れることにより、耐サンスクリーン性においても、薬品分子が比較的浸透しにくい構造になる。
しかし、一液塗料では、
このような硬化剤による架橋
緻密化構造が得られない。
そのため、前者である樹脂の硬度を上げる手法すなわちガラス転移点に着目して樹脂を検討することにした。
ガラス転移点（以下、T gと略す。）とは、ポリマーの非晶領域において高分子鎖のセグメントがミクロブラウン
運動を開始する温度である。
ポリマーがTg以下ではガラス状態に、T g以上ではゴム状態へと変化するものであり、一般的にTgが高いほど塗膜の硬度は硬くなるが、もろく密着性や機械的外力には弱くなる傾向にある。
そ
こで、樹脂のT gが耐サンスクリーン性と密着性に及ぼす影響を評価した。

21

状

態

Tgが低い樹脂では塗膜の軟化が激しく、耐サンスリーン性が得られないが、Tgが高くなるに従い、塗膜の軟化が抑制され、T gが95℃の塗膜では外観変化が全く見られなかった。
この結果から樹脂のTgが耐サンスク
リーン性に大きく影響を及ぼすことがわかった。
Tgの高さと密着性について検討するため、今度はTgが比較的高い95℃と90℃の樹脂およびこのT g2種類の混合物（配合比１：１）の3種類の塗料について比較検討した。
その結果を表3に示す。

22

DNTコーティング技報 No.20
報文-2
自動車内装用一液1コート金属調塗料の開発

表5 サンスクリーン試験結果2
ガラス転移点（Tg）

Tg：95℃

Tg：90℃

5.1

混合物（Tg：95℃：90℃
＝1：1）

評価方法

5.1.1

試験片の作成添加剤なしの塗料Eに対してスリップ剤を添加した塗料F、ふっ素パウダーを添加した塗料G、ワックス剤を添加した塗料Hと4水準の塗料を作成した。
その後、最

塗膜外観

も効果のあったワックス剤について添加量2%、4%、6%、8%、10%と試験片を作製し、耐つめ傷性の評価を

状態

跡付きなし

跡付きが著しい

跡付きあり

密着性

合格

合格

合格

耐湿付着性

凝集はく離

合格

合格

Tg95℃の樹脂では表5で示したように耐サンスクリ
ーン性については最も良好な結果を示したが、耐湿付着性ではく離する結果を示した。一方でTg90℃の樹脂では耐サンスクリーン性の結果は悪く、耐湿付着性は良好な結果を示した。
また、混合物についても耐湿付着性は良好であったが、耐サンスクリーン性については
Tg95℃に劣る結果であった。
このことからTgの高い樹脂は硬度が上がり、高いサ
ンスクリーン性能を示すようになるが、硬くなるが故に

行った。
5.1.2

耐つめ傷性試験

乾燥後の塗膜に対して、
ガラスビーズ2.2㎏荷重で50往復磨耗試験を行い、光沢変化率と明度変化量で評価した。
（ 合格域：光沢変化率：160%以内、明度変化
量：1以内であること）
5.2

結果と考察

添加剤なしの塗料Eおよびスリップ剤を添加した塗料F、ふっ素パウダーを添加した塗料G、ワックス剤を添加した塗料Hの耐つめ傷性試験結果と輝度感の評価について表6に示す。

密着性には不利に働いたと考えられる。従って、サンス

表６ 耐つめ傷性と輝度感の評価１

クリーン性と密着性のバランスをとるためにTgの高い

塗料G
塗料E
塗料H
塗料F
（ふっ素
（添加剤なし）（スリップ剤） パウダー） （ワックス剤）

樹脂と低い樹脂の量的適正化、もしくはP/B（顔料と樹脂の割合）を調整する必要がある。
この塗料系では耐湿付着試験の結果が付着はく離ではなく凝集はく離であったため、最も耐サンスクリーン性の良かったTg95℃の樹脂を選択し、P/Bの調整を図ることで付着性への対策を行い、耐サンスクリーン性および付着性にも優れる塗膜を形成することに成功した。

耐つめ傷
性

光沢変化率
（%）

99.5%

101.0%

101.5%

109.3%

明度変化量－17.01

0.95

0.72

0.64

○

×

×

×

輝度感

添加剤なしの塗料Eでは明度変化量が-17と著しくNGであったが添加剤を含む塗料F、G、Hはいずれも良５.

耐つめ傷性の評価

さらに今回開発した塗料は薄膜（10-12µm）である
ことから耐つめ傷性などの磨耗性への性能が懸念される。
そこで添加剤による耐つめ傷性の評価を行った。

好な結果を示した。
しかし、添加剤なしの塗料Eに比べていずれも輝度感が劣る結果を示した。
そこで最も結果の良かったワックス剤の量を2%から10%まで振って検討した結果を表７に示す。

DNTコーティング技報 No.20
報文-2
自動車内装用一液1コート金属調塗料の開発含まれる特殊な薬品試験にも対応できる十分な品質を

表７ 耐つめ傷性と輝度感の評価２
2%

ワックス剤

4%

6%

10%

8%

光沢変化率
103.0% 107.0% 108.0% 114.0% 109.3%
（%）
耐つめ傷
性
明度変化量 －0.74 －0.75 －0.80 －0.32
0.64
△

輝度感

×

×

×

×

ワックス剤2％添加では、塗料Eに比べて輝度感が若干劣るものの、添加量が少ないほど輝度感は良く、耐つ有していると判断する。
表9

これらの結果から、本開発塗料では添加剤の使用は塗膜の性能を高めるが、
アルミフレークの配向を乱して

6.1

条

件

結

果

薬品を塗布し、55℃で4時間静置
後、外観が跡付きなく、磨耗試験で耐サンスクリーン性
素地露出なく、鉛筆硬度が初期から（耐日焼け止めクリーム）の変化2級以内および付着試験ではがれなきこと。

合格

耐ブラバス性（耐ヘアリキッド）

薬品を塗布し、80℃で7日間静置後、磨耗試験で素地露出なく付着試
験ではがれなきこと。

合格

耐乳酸性
（耐皮脂汚染）4.5%乳酸溶液をスポイトで滴下し、80℃で24時間静置した後、外観跡付きなく、引っ掻き強度試験で素地露出なし、付着試験ではがれなきこと。

合格

耐オレイン酸性（耐皮脂汚染）4.75%オレイン酸溶液をスポイトで滴下し、80℃で24時間静置した後、外観跡付きなく、引っ掻き強度試験
で素地露出なし、付着試験ではがれ
なきこと。

合格

しまい、輝度感を損なうため添加量と輝度感のバランスを考える必要があることが示唆された。

種々の薬品試験結果

試験項目

め傷性の評価においても十分な性能を示した。

６.

23

開発品の性能7. まとめ

金属調塗料としての意匠性

現状ラインナップとしている各金属調塗料および今回開発した塗料のFI値を以下の表8に示す。

Tgの高いアクリル樹脂と硬質樹脂の比率を適切にコントロールすることにより、既存の各金属調塗料に劣ら

表８ 各金属調塗料のFI値
塗

料

タイプ

FI値

アクリタンHMG

二液1コート26.28

アクリタンMY-51

二液2コート

24.90

スーパーブライトNo.2000

二液3コート※

27.41

開発塗料

一液1コート28.09

ない輝度感と各自動車メーカー特有の薬品試験に合格する品質を兼ね備えた内装用一液1コート金属調塗料を開発した。
また、開発した塗料は薄膜かつ塗装工
数の少ない一液1コートであることから、塗装現場でのコスト低減に有用であると考えられる。
参考文献

開発した一液1コート塗料は、既存の各金属調塗料と同等の輝度感を有することを確認した。
6.2

種々の薬品に対する性能開発した一液1コート塗料の種々の耐薬品性能を表9に示す。
後述の試験結果よりいずれの薬品試験においても良好な結果を示し、高い耐薬品性を有することを確認した。
この結果より、各自動車メーカーの内装スペックに

1）小田集人：プラスチック用塗料の開発動向と今後の展開, P.87-89（2016）2）Hans-Joachim Streitberger, Karl-Fredrich：
Automotive Paints and Coatings, P.181（2008）
3）木下拓哉、井上貴公：DNTコーティング技報
No.19, P27-31（2019）4）特開2014-208827

24

DNTコーティング技報 No.20
解説-1
陸上鋼構造物の重防食塗装と近年の技術動向

陸上鋼構造物の重防食塗装と近年の技術動向
Heavy-duty Anticorrosion Coating of Onshore Steel Structures
and Recent Technological Trends

塗料事業部門構造物塗料事業部
テクニカルサポートグループ
Coating Business Div.
Protective Coatings Dept.
Technical Support Group

山内 健一郎Kenichiro YAMAUCHI

１. はじめに

２． 重防食塗装とは

陸上鋼構造物として代表的な橋梁は、その多くが高重防食塗装に求められる機能としては、一般には鋼度経済成長期に建設され、現在も供用されている。道

材の腐食を防止することと、構造物（被塗物）に目的の路橋の場合、高度経済成長期に建設された橋梁が全色彩を付与することであり、これらの機能を長期間維橋の約40％を占めており、建設後50年以上経過した高持することである。
こうした機能を単一の塗膜で満たす

齢橋は、2026年度には47％を占めると推計されていことは困難であるため、通常は防食下地、下塗り塗料、る。現在のわが国の財政事情を考慮すると、これらの高中塗り塗料、上塗り塗料のように数種類の塗料を塗り齢化した橋梁は、適切な維持管理を施し、長期にわた重ねて塗膜全体（塗装系）
で目的とする機能の維持をり供用していくことが重要である。2013年には、インフラ達成している。基本的な重防食塗装の塗膜構成を図１

老朽化対策の推進に関する関係省庁連絡会議においに、塗膜各層の主な役割を表１に示す。

て、インフラ長寿命化基本計画が策定され、現在は戦略的なインフラの維持管理・更新に向けた取り組みが

上塗り塗膜

推進されている。
こうした背景から、「ライフサイクルコスト
（LCC）
の低

中塗り塗膜

減」
を目的として、近年の重防食塗装においては高耐久

下塗り塗膜

仕様による塗替え周期の延長や塗装工程・工期短縮が進められている。
また、
もう1つの重要な課題である「環境負荷軽減」の観点では、水性塗料を設定したJIS

防食下地

改正がなされ、重防食分野における水性塗料の実工事も展開され始めている。本報では、陸上鋼構造物に適鋼用される重防食塗装と近年の技術動向について紹介

材

する。
図1

重防食塗装の塗膜構成

DNTコーティング技報 No.20
解説-1
陸上鋼構造物の重防食塗装と近年の技術動向

表1
各

塗膜各層の役割

層

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。

下塗り塗膜

防食下地との付着性を確保する。
水分や塩類などの腐食性物質の浸透を防ぐ。

中塗り塗膜

下塗り塗膜と上塗り塗膜の付着性を確保する。
色相を調整することで、上塗り塗膜の隠蔽性を補助する。
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。

なお「重防食塗装」という用語は、過去から用いられていたものの近年まで明確な定義は存在しなかった。
2012年に発刊された「重防食塗装－防食原理から
設計・施工・維持管理まで－（一般社団法人日本鋼構造協会編）」
において、初めて以下のように定義されて橋梁製作工場

上塗り塗膜

鋼道路橋防食便覧
塗料名

塗装工程
製鋼工場

防食下地

主な役割

表2

C-5塗装系2）標準
使用量
膜厚 塗装間隔（g/㎡）（μm）

素地調整 ブラスト処理 ISO Sa2 1/2

4時間以内

プライマー

無機ジンクリッチ
プライマー

2次素地
調整

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 600

75

ミストコート エポキシ樹脂塗料下塗

160

－

下塗

エポキシ樹脂塗料下塗

540

120

中塗

ふっ素樹脂塗料用中塗

170

30

上塗

ふっ素樹脂塗料上塗

14025（160）（15）
6ヶ月以内
4時間以内
2日～10日
1日～10日
1日～10日

1日～10日いる。
【重防食塗装の定義】1）（1）無機ジンクリッチペイント、あるいは有機ジンクリ
ッチペイントの防食下地を有すること。
なお、金属

３． 重防食塗装の近年の技術動向

溶射皮膜、溶融亜鉛めっき層も防食下地と見なすことができる。
（2）腐食因子の遮断性に優れたエポキシ樹脂塗料、
弱溶剤形変性エポキシ樹脂塗料、超厚膜形エポキシ樹脂塗料、
ガラスフレーク含有エポキシ樹脂
塗料などを下塗り塗料とすること。
（3）耐候性に優れたポリウレタン樹脂塗料、ふっ素
樹脂塗料などを上塗り塗料とすること。
（4）合計膜厚は、250～1000μm程度であること。
（5）新設塗装に期待する耐久性（防食性能と耐候性
能）は、厳しい腐食環境で30年以上であること。
＊なお、一般塗装系の塗替え塗装時に、旧塗膜を素地調整程度3種で処理して下塗り塗料に変性エポキシ樹脂塗料を、上塗り塗料にふっ素樹脂塗料を適用した場合は、防食下地がないため重防食塗装
ではない。
表2には、陸上鋼構造物の代表的な新設塗装仕様である鋼道路橋防食便覧のC-5塗装系を示す。

陸上鋼構造物の重防食塗装に関する近年の技術動向（塗料規格・塗装基準動向）を表3に示すともに、代表例を以下に紹介する。
3.1

部分塗替え塗装

2012年の国土交通省国土技術政策総合研究所資料「道路橋の部分塗替え塗装に関する研究」
の附属資
料として、
「鋼道路橋の部分塗替え塗装要領（案）」3）が示されている。
一般に、鋼構造物に塗装された塗膜は種々の要因により一様には劣化せず、限られた範囲で劣化が進行することが多い。
また、過去の調査事例においても、鋼橋などにおける防食機能の劣化が著しい部位は、水回りが集中する桁端部など狭隘な空間に集中していることが分かっている。
こうした背景から、本要領（案）は腐食の著しい部材または部位のみを対象にして、品質の高い

25

26

DNTコーティング技報 No.20
解説-1
陸上鋼構造物の重防食塗装と近年の技術動向

表3

近年の重防食塗装に関する主な塗料規格および塗装基準

塗料規格・塗装基準

発行年

鋼道路橋塗装・防食便覧

発行所

内 容
・鋼道路橋を対象とし、-5℃までの低温環境における寒冷地用塗料を用いる塗装工事に適用
・塗装系、寒冷地用塗料の規格、施工について規定

2005
公益財団法人
日本道路協会・鋼道路橋塗装便覧（1990年）と鋼道路橋塗装・
防食便覧（2005年）
を統合

鋼道路橋防食便覧

2014

道路橋の部分塗替え塗装に関する研究－鋼道路橋の部分塗替え塗装要領
（案）
－

2012

国土交通省国土技術
政策総合研究所

・鋼道路橋の部分塗替え塗装についての留意事項などを規定

寒冷地用塗料マニュアル
（案）

2015

国立研究開発法人
土木研究所寒地
土木研究所

・鋼道路橋を対象とし、-5℃までの低温環境における寒冷地用塗料を用いる塗装工事に適用
・塗装系、寒冷地用塗料の規格、施工について規定・新設塗装系（現場継手部）、塗替え塗装系に水性塗料を適用した塗装系を規定・下塗り、中塗り、上塗り塗料に水性塗料を適用

2017

鋼橋塗装設計施工要領
SDK塗料規格首都高速道路株式会社
2019

・水性有機ジンクリッチペイントを現場塗装に採用

日本産業規格JIS K 5551
構造物用さび止めペイント

2018

・JPMS30（鋼構造物用水性さび止めペイント）を追加して改正
・水性下塗り塗料を規定

日本産業規格JIS K 5659
鋼構造物用耐候性塗料

2018

HBS塗料規格2019

一般財団法人
日本規格協会・JPMS31（鋼構造物用水性耐候性塗料）を追加して改正・水性中塗り、上塗り塗料を規定

本州四国連絡高速道路
株式会社

・高耐久性ふっ素樹脂塗料上塗りの塗料規格を改正
・省工程形ふっ素樹脂塗料の塗料規格を制定

小規模の塗装が行える部分塗替え塗装を実現すること

素地調整は素地調整程度1種を原則とし、狭隘な作で橋全体の健全性を合理的に維持するとともに、橋の業条件における素地調整方法として、
バキュームブラス

長寿命化にも繋がることを意図して策定された。

トなどの記載がなされている。
また、新塗膜と旧塗膜の適用範囲は、国土交通省および内閣府沖縄総合事務局が管理する一般国道において塗装による防食が施された道路橋の鋼部材を対象としている。
部分塗替えする部位の塗装仕様は、原則として耐久性に優れる重防食塗装への塗替えとし、鋼道路橋防食
便覧のRc-Ⅰ塗装系（表4）に準拠した仕様としている。
表44）
鋼道路橋防食便覧 Rc-Ⅰ塗装系（スプレー）

塗装工程

塗料名

使用量
塗装間隔
（g/㎡）

素地調整 1種
防食下地 有機ジンクリッチペイント

4時間以内
600

下塗

弱溶剤形変性エポキシ樹脂塗料下塗

240

下塗

弱溶剤形変性エポキシ樹脂塗料下塗

240

中塗

弱溶剤形ふっ素樹脂塗料用中塗

170

上塗

弱溶剤形ふっ素樹脂塗料上塗

140

境界には塗り重ね部を設けることとし、その仕様が図解で示されている。
3.2

寒冷地用塗料

寒冷地における冬季の現場施工に関しては、従来の塗料では塗装できる期間が短い。
また、塗装した後の乾燥が遅いことから、次工程の塗料を塗装するまでの塗装間隔が長くなる。各塗料の塗装間隔を短くすることができれば、塗装工期の短縮も期待できる。
こうした背景から、各塗料メーカーは低温時の施工性および乾燥性に優れた寒冷地用エポキシ樹脂塗料や湿気硬化形

1日～10日ポリウレタン樹脂塗料などの寒冷地用塗料を開発して1日～10日いる。

1日～10日
1日～10日2015年に国立研究開発法人土木研究所寒地土木研究所により、「 寒冷地塗料マニュアル（案）」5）が示されている。本マニュアル（案）は、国立研究開発法人土

DNTコーティング技報 No.20
解説-1
陸上鋼構造物の重防食塗装と近年の技術動向

木研究所の基盤研究「現場塗装時の外部環境と鋼構
造物塗装の耐久性の検討（2010～2014年度）」における室内促進試験、実環境の暴露試験、施工性試験などの研究成果に基づいた内容である。鋼構造物塗装に関わる技術者（管理者、設計者、施工者など）を対象として、寒冷地用塗料を使用する際の留意事項などが記載されている。本マニュアル（案）の概要を以下に紹介する。
道路橋における鋼製の上部構造および橋脚構造の塗装工事のうち、外気の最低気温が-5℃までの低温環境における工事を対象とする。
また、本マニュアル（案）に記載されていない事項は、鋼道路橋防食便覧に準拠する。
寒冷地用塗料を用いた塗装系として、CRc-Ⅰ塗装系
およびCRc-Ⅲ塗装系の2種類を規定している。
これらはそれぞれ鋼道路橋防食便覧のRc-Ⅰ塗装系、Rc-Ⅲ塗装系に対応するものであり、塗装系選定の考え方は鋼
道路橋防食便覧と同様としている。
いずれの塗装系も塗装方法は原則として、
はけ塗りである。表5にCRc-Ⅰ
塗装系を示す。
表5
塗装工程

CRc-Ⅰ塗装系（はけ）
塗料名

1種

防食下地

寒冷地用
有機ジンクリッチペイントる。近年では、鋼構造物塗装においても水性塗料の開発、適用性の検討が実施され、実用化が進められており、水性塗料の規格制定や一部の鋼構造物管理団体
においては塗装基準への採用といった動きがある。
2018年に、下塗り塗料を対象としたJIS K 5551（構
造物用さび止めペイント）と、中塗りおよび上塗り塗料を対象としたJIS K 5659（鋼構造物用耐候性塗料）が改正され、鋼構造物用途の水性塗料が規格化された。
（1）
JIS K 5551：2018
工業会規格JPMS30：2016（鋼構造物用水性さび止めペイント）
を追加する形で改正された。水性塗料の種類としてD種、E種が追加されている。D種は乾燥膜厚
約30μmの標準形塗料であり、建築金属部の防せい（錆）に用いるものとし、E種は乾燥膜厚約60μmの厚膜形塗料であり、鋼構造物の長期防せい（錆）に用いるものとしている。JIS K 5551D種、E種に規定される塗

寒冷地用塗料下塗

表6

標準
使用量
膜厚 塗装間隔（g/㎡）（μm）

寒冷地用塗料下塗600

75
1日～10日

200

60

200

60
1日～10日

寒冷地用塗料中塗
寒冷地用塗料上塗

JIS K 5551：2018

項 目
容器の中の状態

D種、E種の塗料品質6）

D

種

140
120

30
25

1日～10日E
変質しない

半硬化乾燥性

半硬化乾燥している

塗装作業性

支障がない

塗膜の外観

正常である

ポットライフ

3時間

たるみ性

－

たるみがない

上塗り適合性

支障がない

耐おもり落下割れ及び剥がれがない

付着性
耐熱性

分類0
塗膜の外観
付着性

サイクル腐食性－

分類1又は分類0
外観が正常である
分類2、分類1又は分類0

さび、膨れ、割れ及び剥がれがない

塗膜中の鉛の定量（質量分率%）

0.06以下塗膜中のクロムの定量（質量分率%）0.03以下

屋外暴露耐候性

種

かくはん
（攪拌）
したとき、堅い塊がなくて一様になる

低温安定性
（-5℃）
4時間以内

1日～10日上塗者・周辺環境への環境対策として最も有効な手法であ料品質を表6に示す。

素地調整

中塗

塗料の水性化は火災リスクに対する安全性や作業本規格は、JIS K 5551：2008（旧規格）
に日本塗料

（2）
塗装系

下塗

水性重防食塗料

3.3.1 日本産業規格（JIS）

（1）
適用範囲

下塗

3.3

さび，
膨れ，
割れ及び剥がれがない

27

28

DNTコーティング技報 No.20
解説-1
陸上鋼構造物の重防食塗装と近年の技術動向

溶剤形塗料規格（A種、B種、C種）と異なる点を以下（2）
JIS K 5659：2018に記す。

本規格は、JIS K 5659：2008（旧規格）に日本塗料工業会規格JPMS31：2016（鋼構造物用水性耐候性

1）低温安定性（-5℃）
を設定

塗料）を追加する形で改正された。従来の溶剤形塗料

2）
ポットライフを3時間に設定をA種とし、水性塗料をB種として追加した。A種、B種そ
れぞれに上塗り塗料1級、2級、3級および中塗り塗料を区分している。JIS K 5659 B種に規定される塗料品質を表7に示す。
表7

JIS K 5659：2018

B種の塗料品質7）
B

種

上塗り塗料

項 目
1級

2級

容器の中の状態

3級

かくはん
（攪拌）
したとき、堅い塊がなくて一様になる

低温安定性
（-5℃）

変質しない

表面乾燥性

表面乾燥する

塗膜の外観

正常である

ポットライフ3時間

隠ぺい率 %

白・淡彩色≧90

鮮明な赤及び黄色

≧50

その他の色

≧80

鏡面光沢度
（60度）

≧70

上塗り適合性

－

耐屈曲性

－
支障がない
折曲げに耐える

耐おもり落下性層間付着性塗膜に割れ及び剥がれが生じない
Ⅰ

－

Ⅱ

異常がない

耐酸性

異常がない

耐湿潤冷熱繰返し性

湿潤冷熱繰返しに耐える
白・淡彩色

≧40

≧50

その他の色

≧30

≧40

照射時間
促進耐候性

2000（500）

1000（300）

1000（300）

塗膜の外観

塗膜に割れ，
剥がれ及び膨れがない

色の変化

大きくない

白亜化の等級
光沢保持率 %

屋外暴露耐候性

異常がない
異常がない

耐アルカリ性

加熱残分 %

中塗り塗料

－

1又は0
≧80（≧90）≧80（≧90）

≧70
（≧80）

塗膜の外観

塗膜に割れ，
剥がれ及び膨れがない

色の変化

大きくない

白亜化の等級

1又は0

2，
1又は0

3，
2，
1又は0

光沢保持率 %

≧60

≧40

≧30

－

DNTコーティング技報 No.20
解説-1
陸上鋼構造物の重防食塗装と近年の技術動向

溶剤形塗料規格（A種）と異なる点を以下に記す。

一般に水性塗料の乾燥性は、溶剤形塗料と比較して

1）製品形態は多液形に限定しない（一液形も可）塗装時および塗装直後の温度・湿度の影響を大きく受

2）低温安定性（-5℃）
を設定ける。本要領においては、実工事を想定して塗装の可否

3）
ポットライフを3時間に設定に関わる気象条件を詳細に規定している。水性有機ジ

4）加熱残分は溶剤形塗料よりも10％低い規格値に設

ンクリッチペイント、水性エポキシ樹脂塗料ならびに水

定性エポキシ樹脂塗料中塗の塗装禁止条件は気温10℃

3.3.2

鋼橋塗装設計施工要領（首都高速道路株式会社）8）9）

2017年の鋼橋塗装設計施工要領の改訂において、水性塗料を採用した塗装系が設定された。本要領では、周辺環境への影響低減、作業環境の改善、地球環

以下、湿度85RH%以上、さらに低温時（5～10℃）については湿度70RH%以下を条件に塗装できるものとし、
気温5℃以下の条件は湿度に関わらず塗装不可としている。

境への影響低減（VOC（Volatile Organic Compounds：揮

3.4

発性有機化合物）削減）、危険物の削減などの対策とし

従来のふっ素樹脂塗料よりも優れた耐候性を有するて、現場塗装する塗料については、従来の溶剤形塗料
でしか品質や機能が確保できない場合を除き、水性塗料を適用した塗装系が採用されている。
水性塗料の適用範囲は、新設塗装系の現場継手部および塗替え塗装系の下塗り、中塗り、上塗り塗料である。
さらに、2019年の本要領改訂においては、
水性有機
ジンクリッチペイントを現場塗装に採用した。
鋼材面に防食下地として直接塗布する有機ジンクリッチペイントに水性塗料を用いるとフラッシュラスト（斑点状のさび）を発生する場合があるため、塗料の品質規格に耐フラッシュラスト試験を追加規定するとともに、適用する鋼材
面の素地調整程度を1種（ブラスト）
または1種相当（ブラスト面形成動力工具）に限定する形で運用している。
本要領には、表8に示すような各種水性塗料の塗料規格が規定され、いずれの水性塗料についても揮発性
有機溶剤量は10重量%以下、かつ非危険物であることとしている。
表829

格

ふっ素樹脂塗料が開発されている。一般的に、淡彩系の色相は、塗膜中に白色顔料の酸化チタンを多量に配合している。酸化チタンは、紫外線、水、温度や塩分などの環境影響を受けやすく、光触媒作用により上塗塗膜の劣化が想定以上に早いことが課題であった。本州四国連絡高速道路株式会社では、瀬戸大橋で行った実橋試験塗装、宮古島および大鳴門橋暴露試験場における暴露試験結果を踏まえ、2019年に高耐久性ふっ
素樹脂塗料上塗（乾燥膜厚25μm）の塗料規格改正、および省工程型ふっ素樹脂塗料（乾燥膜厚55μm）の塗料規格制定を行っている。上記2種類の塗料規格には、下記のように高水準の屋外暴露耐候性が規定されている。
【屋外暴露耐候性の品質】10）
塗膜に膨れ・剥がれ・割れがなく、光沢保持率は（一財）
日本ウエザリングテストセンター宮古島試験場での鋼橋塗装設計施工要領に規定の水性塗料規格（SDK塗料規格）
規

高耐久性ふっ素樹脂塗料

塗料名

SDK W-512

水性有機ジンクリッチペイント

SDK W-513

水性エポキシ樹脂塗料

SDK W-522

水性エポキシ樹脂塗料中塗

SDK W-531

水性ポリウレタン樹脂塗料

SDK W-534

水性ふっ素樹脂塗料

光沢保持率が、暴露期間3年で50%以上および色の変化の程度が見本品に比べて大きくないこと。

30

DNTコーティング技報 No.20
解説-1
陸上鋼構造物の重防食塗装と近年の技術動向

４． おわりに

参考文献
1）一般社団法人日本鋼構造協会：重防食塗装，

陸上鋼構造物の重防食塗装について、最近10年間の技術動向を紹介した。膨大なインフラの維持管理・更新に貢献する材料には、効率的・経済的であるととも

p.33（2012）2）公益社団法人日本道路協会：鋼道路橋防食便覧，
p.Ⅱ-33（2014）に、安心・安全に使用できることが求められる。将来は、

3）国土交通省国土技術政策総合研究所：国土交通省

素地調整・塗装作業時および点検・診断時の効率化、

国土技術政策総合研究所資料第684号，附属資料,

省力化まで配慮した材料開発が必要と考える。

鋼道路橋の部分塗替え塗装要領（案），（2012）
4）公益社団法人日本道路協会：鋼道路橋防食便覧，

本報は、塗装工学Vol.55 No.8（2020）『重防食塗
装の近年の技術動向』
を基に、著者自ら再構成したものである。

p.Ⅱ-118（2014）5）国立研究開発法人土木研究所寒地土木研究所：
寒冷地塗料マニュアル（案），（2015）
6）一般財団法人日本規格協会：JIS K 5551：2018
7）一般財団法人日本規格協会：JIS K 5659：2018
8）首都高速道路株式会社：鋼橋塗装設計施工要領，（2017）
9）首都高速道路株式会社：鋼橋塗装設計施工要領，（2019）
10）本州四国連絡高速道路株式会社：HBS塗料規格，
pp.101-126（2019）

DNTコーティング技報 No.20
解説-2
超低臭形室内用水性塗料「COZY PACK」

31

超低臭形室内用水性塗料「COZY PACK」
Super Law Odor Water based Paint for Indoor Use “COZY PACK”

塗料事業部門 建築塗料事業部
テクニカルサポートグループ
Coating Business Div.
Decorative Coatings Dept.
Technical Support Group大川 峻平

技術開発部門 研究部
研究第二グループ樹脂合成チーム
Technical Development Div.
Research Dept.
Research Group 2
Resin Synthesis Team

Shumpei OKAWA

斎藤磨美

Mami SAITO

早川 哲平

Teppei HAYAKAWA

１. はじめに
近年、建築物内装に対して塗料を用いられる機会ががって、臭気を抑えただけでなく、有害物質にもなりうる

増加している。内装の改修のように屋内で塗料を使用

VOCを全く含まない室内用水系塗料「COZY PACK」
をすると、塗料の揮発成分が容易には屋外に放散されず、開発した。
その結果について報告する。

塗装空間に充満する課題があった。
したがって、一般にオフィスや商業施設の内装改修塗装工事の際には、人２． 塗料臭気の低減

体に有害であり臭気の原因となるVOC（Volatile
Organic Compounds ： 揮発性有機化合物）
が多く含まれる溶剤系塗料ではなく、VOC量の少ない水性塗料が用いられる。
ただし水性塗料にも揮発性中和剤な
ど臭気の原因物質が含まれていることから、塗料臭気への配慮のため周囲に人のいない夜間や休日に工事が行われることが多い。
しかしながら、夜間や休日の工事では割増された人件費や施設の管理などにより施工費用が嵩むうえ、人員の確保も難しくなってきている。
今後、熟練工の減少も含め、政府主導の
「働き方改
革」
もあり、
さらに人員の確保は困難になるものと考える。
こうした課題を解決するために、昼間でも改修塗装工事が可能なレベルまで臭気を抑えた水性塗料の開発に着手した。
また、周囲に一般の人がいる環境で塗装を行う際、臭気がしないことから一般の人が知らない
うちに塗料中のVOCを吸い込んでしまい、
シックハウス症候群などの病気を引き起こすことが懸念される。
した

これまで、塗料特有の臭気を目立たせなくする手法として、マスキングといった方法がとられている。
マスキン
グとは悪臭と類似の系統の芳香剤を添加することで、芳香剤の強い臭気により悪臭を感じなくさせるといった方法である。
しかし、市場では塗装を行っていることが分からないほどの塗料臭気が少ない塗料が求められているため、強い臭気を放つマスキングは不適切である。
したがって、塗料中に臭気の原因物質を持ち込まない、または取り除くことによって塗料の臭気を極限まで抑えることとした。
2.1

塗料中の臭気の原因物質

水性塗料は水、
エマルション樹脂ワニス（以下、
エマ
ルションと略す）、顔料、添加剤から構成されている。図1に一般的なエマルション内装用塗料の構成原料比を

32

DNTコーティング技報 No.20
解説-2
超低臭形室内用水性塗料「COZY PACK」示す。水、および固体である顔料の臭気は無視できると考えられることから、塗料の27%を占めるエマルション

1）エマルション粒子の模式図
エマルション表面の官能基とわずかな添加剤の臭気を抑えることが必要である。
添加剤

エマルション粒子

イオン対

6％

中和剤

2) エマルション粒子間の相互作用
エマルション表面の官能基：負の電荷
中和剤：正の電荷

エマルション

27％

顔料

斥力

46％

分散安定化したエマルション

水3) 中和剤留去後のエマルション粒子21％
図1

中和剤を留去イオン対を持たない
エマルション粒子

一般的なエマルション内装用塗料の構成原料比

2.2 エマルションの臭気低減
一般のエマルションの臭気の原因物質として、エマル
ション製造時の未反応モノマー、中和剤、原料に含まれる不純物などが挙げられる。特に未反応モノマーと揮発性中和剤は臭気が強いことから、これらを対処す
る必要がある。
本塗料に使用しているエマルションは配合、製造技
術により未反応モノマーはほとんど含まれていないた
め、対象となる臭気の原因物質は揮発性中和剤のみとなる。一般的に使用される中和剤は揮発しやすい性質を持つことから、脱気脱臭処理で気化させ留去することができる。
しかしながら、
エマルションをそのまま脱気脱臭処理を行なうと多くの凝集物が発生し、製造時の作業性およびエマルションの性能に悪影響を与えていることが分かった。
この原因の一端として、脱気脱臭処理
中のエマルション粒子の不安定化が考えられた。エマ
ルション粒子表面は中和剤によりイオン対を形成する
ことで電荷を帯び、静電的相互作用による粒子同士が反発し合う力（斥力）が働くことで粒子同士が凝集することなく、分散安定性を保っている（図2 2）参照）。
しかし、
エマルションの脱気脱臭処理によって揮発性
中和剤が留去されることにより、エマルション粒子がイオン対を形成できなくなり粒子間の斤力がなくなってしまうと考えられ、多くの凝集物を発生させた原因である

イオン対を形成している状態よりも表面の電荷が少ない斥力
粒子間の斥力が弱く不安定な状態

エマルションの凝集

図2 エマルション粒子の模式図と推測した（図2 3）参照）。
次に、
エマルションを不安定化させず脱気脱臭処理を行うため、揮発性中和剤を不揮発性中和剤に変えエマルションへ添加することを試みた。不揮発性中和剤をエマルションに加え脱気脱臭処理を行うことで、エマル
ションの不安定化を回避し、凝集物発生量の軽減が確認できた。
したがって、上記の操作によってエマルション
を不安定化させずエマルションの臭気低減を行うことができる手法が確立できた。
脱気脱臭処理前後のエマルションの臭気を臭気センサ（新コスモス電機社製,XP-329III）を用いて比較したところ、エマルションは脱気脱臭処理を行うことにより臭気値が80%も低減されていることが明らかとなった（表1）。
また臭気値64は居間などの日常であまり臭いを感じない環境と同等の値である。
表1

臭気値
臭気値

脱気脱臭処理エマルション

64

未処理エマルション

401

DNTコーティング技報 No.20
解説-2
超低臭形室内用水性塗料「COZY PACK」

2.3

3.1

添加剤の臭気低減33

臭気センサでの評価

様々な目的で使用される添加剤は、その種類によっ臭気センサでの塗料臭気の値を図3に示す。
比較対て含まれる化合物は大きく異なる。
したがって、添加剤

象として、一般的なエマルション内装用塗料を用いた。

の種類によっては強い臭気を放ち、添加量が少量であ「COZY PACK」
は一般的なエマルション内装用塗っても塗料の臭気に影響を与える可能性がある。

料に比べて臭気値が20%以下となっていることを確認

塗料の臭気に影響を及ぼさない添加剤の選定を行できた。

った。選定の際は、臭気センサによる臭気値および人による官能評価で評価を行った（表2）。水性塗料に一般
表2

900

826

800

添加剤の臭気評価結果

700

臭気値

官能評価

評価

増粘剤①

8

気にならない程度

○

増粘剤②

40

甘く不快な臭気

×

防腐剤

15

気にならない程度

○

400

防かび剤

15

気にならない程度

○

300

消泡剤①

61

油のような臭気

×

200

臭気値

添加剤

600
500

消泡剤②

76

甘く不快な臭気

×

100

分散剤

22

気にならない程度○

0

的な添加剤の中で臭気値、官能評価での評価が悪かて以下の条件を加えた。
（1）
ゼロVOCであること（2）
目標とする塗料性能を確保するもの
増粘剤については、一般的に使用されるウレタン会
合型の増粘剤は顔料と相互作用をとることで塗料の粘性を変化させる性質を持つため、色分れを起こすものもある。
また消泡剤は消泡性とハジキのバランスをとる必要がある。従って（1）を含めたすべての条件を満たした添加剤を選定した。

「COZY PACK」
一般的な
エマルション内装用塗料

図3

った増粘剤②と消泡剤①②について、代替検討を実施した。
また開発目標を達成するため、代替品の条件とし

151

3.2

塗料の臭気値

社外での評価株式会社環境管理センターで、「COZY PACK」と一
般的なエマルション内装用塗料について臭気濃度、臭気強度の2項目を評価した。
3.2.1

臭気濃度

臭気濃度とは、においの広がりやすさに着目した数値化手法で、
日本では三点比較式臭袋法によって求められる。環境庁が公示する「臭気指数および臭気排出強度の算定の方法」
で定められる嗅覚検査に合格した
パネル6名以上がトライアングルテストにて判定したに

3. 「COZY PACK」の臭気評価

おわなくなるまでの希釈濃度を統計的に数値化する手法であり、再現性や客観性に優れた値が得られる。
このにおいが感じられなくなるまでの希釈濃度が臭気濃度開発した超低臭塗料について、臭気センサを用いた
社内での評価、および外部試験機関での臭気の評価を
行った。

である。
臭気濃度は
「COZY PACK」
が86、一般的なエマルション内装用塗料は1400であった。
つまり一般的なエマルション内装用塗料から「COZY PACK」
に切り替え

34

DNTコーティング技報 No.20
解説-2
超低臭形室内用水性塗料「COZY PACK」

ることによって臭気は90%以上も低減することが期待
できる。
3.2.2

表3

JIS K 5663 1種の試験結果

項 目

臭気強度

臭気強度とは、においの強さに着目して臭気を数値化する嗅覚測定法の一つであり、日本では6段階臭気
強度表示法が広く使用される（図4）。
これは、臭気濃度0

無臭

1

やっと感知できるにおい（検知閾値濃度）

2
2.5
3
3.5
4

何のにおいであるか弱いにおい（認知閾値濃度）5

強烈なにおい

図4

6段階臭気強度表示法

結果

隠ぺい率
(白及び淡彩)

93以上

97

塗装作業性

2回塗りで、塗装作業性に支障があってはならない

合格

耐水性

脱イオン水

合格

耐アルカリ性

飽和消石灰水耐洗浄性

洗浄試験機 0.5%石けん水溶液
ブラシ500往復の洗浄に耐える

促進耐候性

楽に認知できるにおい
強いにおい

試験条件

ホルムアルデヒド
放散量

96時間浸漬48時間浸漬キセノンアーク灯式(XWOM)
240時間
白亜化等級1以下
はがれおよび割れなし
F☆☆☆☆0.12mg/L以下

合格
合格
合格

検出限界
以下

5． 実績

と同様に、嗅覚検査に合格したパネルが試料の評価する際に感じるにおいを6段階で判定し、その平均値から算出される。
一般的なエマルション内装用塗料の臭気強度は3.5であったのに対し、「COZY PACK」の臭気強度は2.4であった。この臭気強度は悪臭防止法において敷地境界線の規制基準として使用されている。
ここでは臭気強度が2.5～3.5に対応する物質濃度などが敷地境界線の規 制 基 準の範 囲として定められている。
「COZY
PACK」
の臭気強度は規制基準以下の2.4であったことから、「COZY PACK」の臭気は周囲の人々の生活環境を損なわせないような弱い臭気であるといえる。

４. 「COZY PACK」の塗料性状および塗膜評価

上市後1年経過したが、大手コンビニエンスストアの内装塗り替え塗料として全店舗での採用が決まった。
コンビニエンスストアのような24時間営業の店舗
は、内装の塗り替え工事の際に養生や換気のための時間を十分にとることができず、店舗内に塗料臭気がこもってしまいクレームを招くことがあり、「 COZY
PACK」の採用に至った。
また「COZY PACK」の特長
であるゼロVOCも相まって、病院や食品工場の内装
塗り替え塗料にも採用されている。

6． 総括
エマルションの低臭化処理、および添加剤の選定を行うことにより、市場要求に対応した臭気の少ない

合成樹脂エマルションペイントの規格であるJIS K

塗料を開発することができた。今後の展開としては超5663の評価項目および評価結果を表3に示す。
「COZY

低臭塗料の適用用途の拡大のため、つや有塗料やシ

PACK」
は主に屋外用の規格である1種を満たしているこーラー・プライマーを開発することで、超低臭を謳ったとから、
内装用塗料としての性能を十分有するといえる。

製品「COZY PACKシリーズ」
を充実させていきたい。

DNTコーティング技報 No.20
解説-3
マグネシウム合金の腐食特性とその塗装

35

マグネシウム合金の腐食特性とその塗装
Corrosion Properties and Coating of Magnesium Alloys

技術開発部門 開発部
技術開発第二グループ
TECHNICAL DEVELOPMENT DIV.
TECHNICAL DEVELOPMENT GROUP 2

山田 晃司

西川 昂志

Koji YAMADA Takashi NISHIKAWA

１. はじめに２. マグネシウムの腐食特性と塗装による耐食性付与手法

マグネシウムの比重は1.7であり、鉄7.9、チタン4.5、アルミニウム2.7と比べても実用金属中で最軽量である。
比強度（強度／比重）、比剛性（剛性／密度）の面でもアルミニウムや鉄、樹脂材料よりも高く、さらにマグネ
シウムは振動吸収性にも優れるといった特長もある。
よってその特長を活かし、カメラやパソコンの筐体の他、競技用アルミホイールなどに使用されているケースが多い。但し、燃焼しやすい、腐食しやすいといった欠点も併せ持つ。特に腐食に関しマグネシウムは、金属の中では卑金属の部類に属しイオン化しやすい金属であるため、腐食性に劣る傾向がある。軽量化目的に対し屋外環境への耐性の面では、優れた特性の割にはまだその用途面で市場展開が進んでいない金属でもある。
ここではマグネシウム材の腐食特性と、それに対する
塗装と評価を含めた留意点につき述べる。

2.1

金属イオン化傾向と腐食について

金属のイオン化傾向（列）は、以下である。
（高）K＞Ca＞Na＞Mg＞Al＞Mn＞Zn＞Cr＞Fe＞
Cd＞Co＞Ni＞Sn＞Pb＞（H）＞Cu＞Hg＞
Ag＞Au （低）一方で、腐食とは周囲環境（接触金属・気体・水など）との酸化還元反応により表面の金属が電子を失ってイオン化し、金属イオンがその酸化物に置き換わることでさび（腐食生成物の析出）として現れるものである。
腐食は上記の「イオン化傾向」と密接な関係にある。
すなわち、
イオン化傾向の高い金属（卑なる金属）であるほど、腐食しやすい傾向にある。
マグネシウムは、
アルミ
ニウム・鉄に比べ、イオン化傾向が高いため、腐食しやすい金属であると言える。
さらに、
イオン化傾向の異なる異種の金属が接する
場合にも腐食が発生する。
いわゆるガルバニック腐食と呼ばれるもので、互いに接する金属間に電位差が生じる場合に発生する。
当然
これも留意せねばならない。
もちろん、金属自体のイオン化に際し水分（電解質）の関与も無視できない。

36

DNTコーティング技報 No.20
解説-3
マグネシウム合金の腐食特性とその塗装

2.2
2.2.1

塗装による耐食性付与について

は「ち密」
であることと、加えてその上に塗装される塗膜とのマッチング性も要求される。

一般論としての耐食性付与方法

金属の腐食に対し塗装による耐食性の付与について
は、一般的に塗料配合技術として以下の手法を採用する。
①防錆顔料の添加…犠牲防食効果
上述のイオン化傾向を利用し被塗物よりイオン化傾向の高い顔料〈防錆顔料〉
を塗料中に配合し、被塗物（金属）
酸化よりも早く塗膜中で安定な酸化物を作り、被塗物金属そのものは酸化（さび）させないという働きを加える手法である。
（防錆顔料の例；リン酸アルミ顔料など）②水分遮蔽効果…イオン化の抑制
金属のイオン化は、濡れ環境において特に促進される。水分を遮断するため、塗膜の水分透過率を下げて水分が金属に直設触れぬようにすることも重要である。
③塗膜の付着性向上…塗膜欠陥部からの腐食進行防止
上記対策を施しても、傷などの塗膜欠損部から水分が侵入し塗膜と被塗物との界面を進むことで、傷跡部（非被覆部）腐食が進行拡大する可能性もある。
この腐食の進行を抑えることも重要である。

よって、①～③までの効果を十分に発揮すべく塗料（塗膜）設計を行い、④化成処理皮膜とのマッチング性評価を考慮することが塗料設計のポイントとなる。
2.2.2

マグネシウム材への耐食性付与手法

それでは、実際にマグネシウム材への塗装は、どうかということになるが、①の防錆顔料による防食対策については、あまり効果が期待できない金属である。
マグネ
シウムのイオン化傾向は被塗物金属の中でも最も大きい部類に属し、一般的な「アルミニウム化合物系防錆顔料」
では効果が得られない。
イオン化傾向が逆転するためである。
マグネシウムよりイオン化傾向の高い金属化合物を使わねばならないという事になれば、その金属種も特殊なCa系防錆顔料などに限られ、一般的なZn系やAl系の防錆顔料などは使用できない。
よって、左記②③の効果を最大限に発揮でき、加えて④の化成処理とのマッチング性も十分な塗料設計を必要とする。
具体的には、
マグネシウム用プライマーの設計においては、密着力が高く、架橋密度が高い二液のエポキシ④化成処理技術の適用
素材に施す化成処理皮膜も大きな防錆因子となる。
ただし塗膜として化成処理膜とのマッチングをも検討せねば十分な防錆効果が得られない。化成処理は、数十ミクロンに及ぶ塗膜（有機被膜）と異なりナノサイズの結晶物を金属上に付着させるためその防食性能に関して樹脂を主体とすることで、水分の遮蔽効果を狙うものとする。
また組み合わせる上塗りとしては架橋密度が上がりやすく水分遮蔽性の高い一液メラミン塗料を推奨する。
（図1）
また、上塗り選択性を克服するために、特に二液ウレタン系上塗でも十分な性能が確保できるマグネ
シウム用プライマーを現在開発中である。

マグネシウム（AZX611）
No.2

No.1

No.3

屋外暴露
3年懸架

塗装仕様

化成処理

化成処理

化成処理

プライマー：一液エポキシ系

プライマー：二液エポキシ系

プライマー：二液エポキシ系（MG用改良品）

上塗り：二液ウレタン

上塗り：一液メラミン

上塗り：二液ウレタン

図1

塗装仕様と腐食状態（沖縄暴露3年）

DNTコーティング技報 No.20
解説-3
マグネシウム合金の腐食特性とその塗装

2.2.3 「マグネシウム」と「マグネシウム合金」
マグネシウム材に対する塗料・塗装設計に対し、我々塗料メーカーや塗装メーカーでは、被塗物の大分類として「アルミニウム」「鉄」「マグネシウム」などの一般的区
分で紹介されるのが通例である。
ところが、被塗物としてのマグネシウムには「純マグネシウム」
はほとんど無く、実際には「マグネシウム合金」であるのが実態である。
ア
ルミニウムも同様であるがマグネシウムについても、
マグ
ネシウム合金として用途に適合させた合金として各種実部材に採用されている。
純マグネシウム材の機械特性の改質には複数の微量添加金属が添加されるものが多い。各種合金化にあたっては、その種類や組成・製造法によってその種類が細かく分類され、一般的に表現が明瞭なASTM法で表現されている。

とを示す。
なお、製造法の分類としては、「展伸材（圧延・押し出し）」「 鋳造材」「ダイカスト」がある。材料の機械的要求
性能や製造時の成型性向上を目的に、
こうした
「微量
添加元素」
による合金化がなされ、その添加量も様々な状況である。
2.2.4 「マグネシウム合金」への塗装（微量添加元素の影響）
ここまで一般的なマグネシウムの特性や塗装について述べてきたが、特筆すべきは、耐食性に関して実際の被塗物としての「マグネシウム合金」
については、微量添
加元素の影響や製造時における結晶構造などを無視
して耐食性を語れないことにある。
例えば微量添加元素として加えられるカルシウム元素などは、
マグネシウムよりさらにイオン化傾向は大き表1 マグネシウム合金に使用される表記記号
元素名

37

元素 表記
記号 記号

1）

く、腐食しやすい傾向にある。
これらは塗装品として評価する場合には「糸錆」と呼ばれる糸状の腐食を進行さ添加の目的せるおそれがある。通常、さびは面状態で進行するが、アルミニウムAL

A

鋳造製、機械的性質、耐食性の改善

微量金属を含む合金の場合は糸錆としてさびが進む場

銅

Cu

C

機械的性質の改善

合がある。
「 美装」
を求める塗装に対して糸錆（塗膜浮

カルシウム

Ca

X

クリープ強度改善、燃焼防止

亜鉛

Zn

Z

鋳造製、機械的性質、耐食性の改善

トリウム

Th

H

結晶粒の微細化
機械的性質、耐熱強度の改善

ストロンチウムSt

J

耐熱温度の改善

ジルコニウム

Zr

K

結晶粒の微細化、熱間加工性の改善

リチウム

Li

L

軽量化 結晶構造の変換

マンガン

Mn

M

耐食性の改善ケイ素

SiS

鋳造製、機械的性質、耐食性の改善

希土類

̶

R

機械的性質、耐熱強度の改善

錫

Sn

T

機械的性質、
クリープ強度の改善

イットリウムYW

結晶粒の微細化き）
も大敵である。

面錆

糸 錆

例えば、AZX＊＊＊などと記載されるものは、Aはアルミニウム・Zは亜鉛・Xはカルシウムの微量金属を示し、＊＊＊はそれぞれ添加量の重量パーセント（wt%）
を示すものである。例えば、AZX611はアルミニウム6%・亜鉛1%・カルシウム1%を含むマグネシウム合金であるこ

図2 糸錆の発生状況

38

DNTコーティング技報 No.20
解説-3
マグネシウム合金の腐食特性とその塗装

４.

いずれにせよ被塗物としてのマグネシウム合金を語る
場合には、その合金組成と添加量、場合によっては結晶構造やその分散状態までも留意する必要がある。
これらは、一般的にマグネシウムの塗装品につき耐食性評価を行う上で「耐食性能での結果のバラつき」が大きいといわれる一因かもしれない。

難燃性マグネシウム合金材の腐食について一般に市販される難燃性マグネシウム材（AZX611、612など）
について、
アルミニウム材（A6N01）と比較し、促進試験と屋外暴露の評価および暴露品の腐食生成物の解析より腐食挙動の調査を実施した。

３.

最近のマグネシウム合金開発状況（難燃性マグネシウム）

4.1

促進試験でのマグネシウム素材の腐食量評価について

一般的に腐食に関しての評価方法は、JIS規格で定冒頭に記した様に、マグネシウムは実用金属中で最軽量であるが、「燃えやすい」という欠点から自動車・鉄
道車両などの安全性を問われる用途には、あまり積極的に用いられていない。
この問題を克服するために開発されたのが各種難燃性マグネシウム合金である。
この後の章では屋外用途に供される「難燃性マグネシウム合金」につき、耐食性評価データをもとに説明する。

められる塩水噴霧試験（SST）が代表的試験といえるが、マグネシウムの腐食特性を明らかにするには不十分
と考えた。
そこで、
「塩水噴霧試験（SST）」「CASS試験（SST試験溶液に塩化銅を加え、腐食促進を狙う試験）」「塩水浸漬試験（SDT）」、加えて乾燥工程を含む「複合サイクル試験（CCT）」他に「屋外大気暴露」と比較しながらアルミニウム材と共に試験を実施した。
それぞれの結果をその評価条件と比較しながら、その傾向をまとめたものが図3である。

各種促進試験での腐食減量（マグネシウム/アルミニウム比較）
240h

Nacl 5%
Dipping Test

240h

CASS Test

240h

CCT Test（STD：8H→Dry：8H→Humidity：8H）10cycleSST Test

240h

SST Test（B-Method*）240h

Humiditiy Test
（60%）

240h

5

10

15

20

40

60

80

100

120 140 160
WET

電解質溶液の接触度合

test method

Magnesium（AZ612）
Aluminium（A6N01）
Vaper

Outdoor Exposure
1year（OKINAWA：Direct）
5

10

15

20

40

60

80

100

120 140 160

Corrosion Weight loss（g/㎡）
Note※）
独自の試験法：SST条件に差がないもののTPより塩水が滞留、又は流れぬよう素材上面にカバーをつけ塩水雰囲気で試験を実施

図3

各種試験における腐食減量

DNTコーティング技報 No.20
解説-3
マグネシウム合金の腐食特性とその塗装

縦軸に各種試験（Dipping、CASS、CCT、SST、耐濡れ条件と腐食減量には相関があることである。濡れ湿、屋外暴露他）とし、横軸に腐食量をプロットし、アル

条件の大きい試験ほど、腐食減量も大きい。
さらに塩水

ミニウムとマグネシウムを比較した。

噴霧試験に関しては、試験中は試験片に多量の塩水がなお、塩水噴霧試験（SST）
は試験片表面に塩水が付着し、常に流れ落ちる状態にあるが、塩水蒸気雰囲

滞留した後に、流れ落ちる現象が生じてしまう。
この塩

気のみで評価すると腐食減量は低下する。
すなわち腐水の流れにより腐食生成物も流れ落ちてしまう現象を食生成物が溶出し流れ落ちることがなければ、腐食は危惧する。
そこで、塩水雰囲気条件のみの確認を目的と顕著に進まないといえる。

してJIS試験にはそぐわないものの、独自にB法として設

それでは、この腐食生成物が何か？ということになる定した。
これは、試験片を水平に保ち、且つ試験片の上がほとんが、分析では水酸化マグネシウム（Mg（OH）2）

部に直接塩水がかからぬ様にした評価方法である。
こどを占めており、酸化物（錆）としてのマグネシウムが水れも通常の塩水噴霧試験と並行しながら実施した。

分との反応（ＭgO（錆）＋H２O⇒Ｍg（OH）
２）
にて針状

アルミニウム材と比較すると、マグネシウム材はやはり腐食減量が多い。
ただし試験法の種類によってはその結晶として生成されたものであり、たやすく水に溶解するものである。

腐食量の差が異なるものもあった。
マグネシウムの腐食

なお、試験片外観（図4）に関しても、濡れ条件の大きで特長的なのは、各種試験機器による電解質（水分）のい試験法では、腐食生成物である水酸化マグネシウム

試験項目
試験時間
素 材

試験項目
試験時間
素 材

Dipping
（5％）
240h
MG

CASS
（5％）
240h
AL

MG

SST
（5％）
240h
MG

CCT
10cycle
AL

MG

SST
（B）
240h
AL

MG

図4

AL

耐 湿
240h
AL

各種試験における腐食外観

MG

AL

39

40

DNTコーティング技報 No.20
解説-3
マグネシウム合金の腐食特性とその塗装主体の水和品混合物が溶出している様子がわかる。
さらに屋外大気暴露（沖縄;宮古島）での腐食減量の傾向を比較すると、最も相関があるのが複合サイクル試
験（CCT）であると考える。
このことは、実屋外環境では
降雨と乾燥が繰り返される条件であり、やはり本促進試験も乾燥工程を含む試験が相関性の高い結果となった。逆に常時湿潤雰囲気にある試験は腐食を加速するものの、実暴露とは相関性はかけ離れてゆく傾向にあ

その結果①当然ではあるが、アルミニウム材に比べ腐食しやすい②直接暴露試験での銚子と沖縄の比較評価では、毎年一定の腐食が各拠点で観察されるが、銚子の方が年間腐食量は大きい③遮蔽暴露は、年次で腐食量が減少方向にある。

り、その塗装品ついてのカット部からの腐食幅でも同じことが言える。
4.2【沖縄；宮古島】年間平均腐食量（g/㎡/year）
35.000

屋外大気暴露評価におけるマグネシウム材の腐食について併行して実施した屋外大気暴露評価は、一般財団法人日本ウエザリングセンター：宮古島暴露試験場（沖縄県宮古島市）および銚子暴露試験場（千葉県銚子市）
にて実施した。加えて、「 直接暴露｣および｢遮蔽暴30.00025.00020.00015.00010.0005.000
0.000

露｣の2拠点･2方式の4水準にて暴露を実施した。

MG直接

MG遮蔽

1年暴露品

2年暴露品

AL直接

AL遮蔽

3年暴露品

【銚子】年間平均腐食量（g/㎡/year）
35.00030.00025.00020.00015.00010.0005.000
0.000＜直接暴露＞

図6

MG直接

MG遮蔽

1年暴露品

2年暴露品

AL直接

AL遮蔽

3年暴露品

暴露でのマグネシウムの腐食による重量減量

この結果を、以下で考察する。
塗膜評価では沖縄暴露は紫外線・気温の影響を強く受け、厳しいものとして知られているが、金属素材の腐
食には気温はもとより、
むしろ水分（雨水、結露を含めた濡れ時間）と腐食生成物の流出の影響を受けやすい。
屋外環境における腐食性確認においても、特にマグ＜遮蔽暴露＞

図5

暴露場での腐食試験状況

ネシウム合金の場合にはアルミニウムなどの他の金属
以上に、著しく水分の影響が大きいといえる。

DNTコーティング技報 No.20
解説-3
マグネシウム合金の腐食特性とその塗装

マグネシウム材の湿潤環境下における『腐食促進と金内に均一に分散されているとも限らず、その結晶構造腐食生成物の溶出』は無視できず、塗装品の促進腐食（六方晶）の中に取り込まれ、その『結晶粒界』
中に存在試験評価をする上でも是非とも促進評価方法の選定する場合が多い。
（図7）合金であるが故にマグネシウム時の視野には入れるべきであると考える。

を主体とする母相（α相）に添加元素を含む合金部のβ41相が分散する形態となり、さらに結晶粒界部分にこのβ相が介する場合が多い。
ここは周囲に比べ表面自由エ
ネルギーが高くガルバニック腐食も含め不安定な部分

５. マグネシウム合金の微量添加元素の影響についてでもある。
しかも、微量添加元素にカルシウムが含まれる場合

各種微量元素が添加された種々のマグネシウム合金の塗装品への腐食の影響につき暴露結果も含め考察する。

は、前述の様にカルシウムはマグネシウムよりさらにイオン化傾向が高い金属であるため、ここにカルシウム化合物が偏在するとなると、ことさら腐食しやすい因子を備えているものと考えられる。
すなわち、金属表面組成中の腐食に弱い部分（マグ5.1 『塗装品』
における微量添加元素の影響についてネシウムの結晶粒界に存在するカルシウム成分部分）

マグネシウム合金の塗装品の評価については、微量
添加元素量の他に別途留意すべき点が存在する。
すな
わち『美装目的』
での塗装の観点からすれば、塗膜欠損部からのさびが著しく進み外観を損ねないことも重要な評価項目に値する。特にマグネシウム合金の塗装品
は、防錆性を上げた場合でも、糸状に長く伸びたさびが発生することは2．2．4項でも述べた。
なお、微量添加元
素を含むアルミニウム合金でも同じ現象が起こることも確認される。
一般的に、マグネシウム合金中の微量添加元素は合を縫うようにして腐食が糸状に進むことにも留意せねばならない。
よって、合金中の微量添加元素の種類とその添加量はもとより結晶構造についても、この糸錆を考慮する場合には重要な因子である。
但し、残念ながらこの微量添加元素の分散状態や金属結晶の大きさは、
マグネシウムの成型性・強度設計を含めた製造過程や溶接などの熱履歴に左右される場
合が大きい。
よって糸錆に関しては添加元素量のみで一概に語ることができないのが通例である。
したがってテストピースのみならず実際の製造成型
過程を踏まえ、実部材でも確認することをお勧めする。

結晶粒界＜マグネシウム結晶構造状態＞＜EBSD解析＞

図7 マグネシウム基材の表面状態（結晶構造）

42

DNTコーティング技報 No.20
解説-3
マグネシウム合金の腐食特性とその塗装

６. まとめ以上まとめると①マグネシウムは、他のアルミニウムなどの金属に比べて、水分（電解液）が介するとイオン化傾向が高い金属であるが故に非常に腐食が進みやすい特性がある。また、その評価においても特に塩水噴霧試験（SST）や塩水浸漬試験（SDT）などの常時濡れ状態にある促進暴露試験では、屋外環境試験に比べ大きな腐食傾向の差異が発生するため、評価時には他の金属と比較して実暴露とはズレを生じることもあり留意すべきである。
②腐食抑制のための塗装については、従来のイオン化傾向を利用した犠牲防食を手法とする各種防錆
顔料は大きく効果が期待できず、塗膜の密着力・水分遮蔽性を主目的に設計すべきである。
③一般的にはマグネシウムと一言で語られるが、実際の市場用途では様々な要求物理特性に合わせた
微量添加元素を加え調整されたマグネシウム合金での採用であるため、防錆塗膜設計においてはその微量添加元素にも十分に留意すべきであり、かつ厳密にはその製造履歴も含めた結晶中の分散状態にも留意すべきである。

参考資料
1）工業調査会 日本マグネシウム
現場で生かす金属材料 マグネシウム
2）（一社）
日本マグネシウム協会HP
マグネシウム基礎知識：
http：//magnesium.or.jp/property/
3）（一財）日本ウエザリングテストセンターHP
試験場と気象環境因子：
http：//www.jwtc.or.jp/sikenjo/kankyo.html

DNTコーティング技報 No.20
解説-4
常温金属溶射工法におけるアルミニウム・マグネシウム合金溶射皮膜の性能評価

常温金属溶射工法におけるアルミニウム・
マグネシウム合金溶射皮膜の性能評価

Performance Assessment of the Room Temperature Metal Spraying Method of
Aluminium - Magnesium Alloy Coating
技術開発部門研究部研究第1グループ
防食技術チーム
Technical Development Div.
Research Dept.
Research Group 1.
Protective Coatings Technology Team.

新井彰悟

塗料事業部門 構造物塗料事業部
構造物塗料テクニカルサポートグループ
Coating Business Div.
Protective Coatings Dept.
Technical Support Group

Arai Shougo

松本

剛司 松野

Matsumoto Tsuyoshi

１. はじめに英則

Matsuno Hidenori

適用されている。MS工法においても、AlMg合金溶射を確立した。本報では、その皮膜性能に関して報告する。
表1

金属溶射は鋼材よりも電位が卑な金属
（亜鉛、
アルミ

MS工法の特長ニウム、
マグネシウムおよびそれらの合金など）を溶融し溶射直後の板温

常温（40～70℃）た粒子を鋼材表面に吹き付けて皮膜を形成し、犠牲陽粗面形成材の適用

可能

素地調整のグレード

ブラストSa 2 ½*
動力工具処理 St3*

粗面形成材の適用

適用可能

極作用や環境遮断効果により防食する工法である

。

1）
,2）

金属溶射の中には亜鉛溶射や亜鉛・アルミニウム擬合金（以下ZnAl擬合金と示す）
溶射などがあり、その種類として溶融した金属粒子が高温で皮膜形成するJIS
H 8300（亜鉛、アルミニウムおよびそれらの合金溶射）やISO 2063（THERMAL SPRAYING-ZINK, ALU-

溶射皮膜
粗面形成材

塗装仕様

鋼

MINIUM AND THEIR ALLOYS）などの工法と、溶材* ISO 8501-1：2007で規定融した金属粒子がほぼ常温（40～70℃）まで冷却されて皮膜形成する常温金属溶射システムのMetal Spray工法（以下MS工法と示す）がある（特許公報平3-２.

28507）。MS工法の特長を表1に示す。MS工法は鋼材

実験

表面での皮膜形成時の温度が常温であるため、作業性や安全性に優れている3）。
また粗面形成材（弊社商
品名：ブラスノン#21）を適用することで、
ブラスト処理（Sa2½）
だけでなく動力工具処理（St3）においても適用可能となる。
近年では、厳しい腐食環境において高い防食性を示すことからアルミニウム・マグネシウム合金（以下AlMg
合金と示す）溶射が海浜地域や橋梁の桁端部などで2.1

耐食性試験（耐中性塩水噴霧試験、キャス試験、耐複合サイクル試験）（1）
鋼材種〇炭素鋼（JIS G 3101,素地調整：グリットブラスト
処理 ISO-Sa2 ½）、t4.5×70×150㎜〇溶融亜鉛めっき鋼材（HDZ55, JIS H 8641）、
t 4.5×70×150㎜

43

44

DNTコーティング技報 No.20
解説-4
常温金属溶射工法におけるアルミニウム・マグネシウム合金溶射皮膜の性能評価

表2
1

試験板No.
仕2

AlMg合金溶射様

素地調整

耐食性評価の供試仕様

ZnAl擬合金溶射

34

一般外面の塗装仕様
C-5塗装系1）

新設溶融亜鉛めっき面用
外面塗装仕様 ZC-Ⅰ1）－

グリットブラスト処理 ISO-Sa2½

粗面化処理

－

－

無機ジンクリッチペイント（75μｍ）

溶融亜鉛めっき HDZ55

粗面形成材
AlMg合金溶射（100μｍ以上）

防食下地

ZnAl擬合金溶射（100μｍ以上）

封孔処理

封孔処理材

－

－

ミストコート－

厚膜形エポキシ樹脂系
塗料下塗

－

下塗り

－

厚膜形エポキシ樹脂系
塗料下塗（120μｍ）

亜鉛めっき用エポキシ樹脂系
塗料下塗（40μｍ）

中塗り

ふっ素樹脂塗料用中塗（30μｍ）

上塗り

ふっ素樹脂塗料上塗（25μｍ）

表4 キャス試験の条件

（2）
供試仕様
耐食性試験の供試仕様を表2に示す。

項 目

調整時

（3）
耐食性試験方法

塩化ナトリウム溶液の濃度50±5 g/l

1）耐中性塩水噴霧試験

塩化第二銅（CuCl2・
2H2O）
溶液の濃度

0.26±0.02g/l

ｐＨ

3.0

JIS K 5600 7-1（耐中性塩水噴霧性）に準拠
し、6000時間供試後、一般部およびクロスカット部の評価を行った。試験条件を表3に示す。
表3

塩水噴霧試験の条件

項 目

調整の範囲

試験槽温度

35±2℃

試験槽内の相対温度98～99％

加湿器の温度

47±1℃

塩水の濃度
（35℃）

50±5 g/lｐＨ（33～35℃）

6.5～7.2

噴霧用圧縮空気圧力

70～170 kPa

噴霧量

1～2 ml/80㎠/h

2）
キャス試験

試験中
50±5g/l－3.0～3.2

圧縮空気圧力－70～167kPa

噴霧量－

1.5±0.5ml/80㎠/h

空気飽和器温度－63±2 ℃

塩水タンク温度－50±2 ℃

試験槽温度－

50±2 ℃

日本高速道路株式会社、中日本高速道路株式会
社、西日本高速道路株式会社から発刊されている構
造物施工管理要領において、品質基準が定められている4）。
品質基準は表5に示す耐複合サイクル試験条件
表5段

階

耐複合サイクル試験の条件

時

間

温

度

条

件

1

0.5h

30±2℃

塩水噴霧

し、720時間供試後、一般部およびクロスカット部の

2

1.5h

30±2℃

湿潤
（95±3）%RH

評価を行った。試験条件を表4に示す。

3

2.0h

50±2℃

熱風乾燥

4

2.0h

50±2℃

温風乾燥

JIS H 8502（めっきの耐食性試験方法）に準拠

3）耐複合サイクル試験
金属溶射面の塗装系における品質規格として、東5

段階1に戻る。

DNTコーティング技報 No.20
解説-4
常温金属溶射工法におけるアルミニウム・マグネシウム合金溶射皮膜の性能評価に6000時間供試して、下記基準を満たすことが規定されている。

ノ（株）製テクノテスターR-20000ND）を用い、40㎜角型治具で試験した3）。
（4）
評価方法

①一般部の異常がないこと

試験体1体につき9点測定し、9点の密着力の平均値②カット部変状幅10㎜以下であることが2.3N/㎟（MPa）以上であることを合格基準とした3）。

（4）
耐食性評価方法
試験板の下半分に素地に達するようにプラスチック
カッターにてクロスカットを施し、下記の方法にて評価を行った。
一般部評価：ASTM D 610（さび）、ASTM D 71402（膨れ）に準拠した。
クロスカット部評価：カット部近傍のさび幅、膨れ幅で評価した。
なお、AlMg合金溶射のクロスカットは構造物施工管理要領に規定されている金属溶射の品質規格項に準拠した欠陥（溶射皮膜内に留まる深さ）を施して試験に供した。
2.2

2.3 すべり試験
AlMg合金溶射およびZnAl擬合金溶射の試験体に対して、すべり試験を実施し、高力ボルト接合面への適用性を評価した。
（1）
鋼材種
SM490A（JIS G 3106、孔径24.5㎜、素地調整：
ISOブラスト処理Sa2½）、t22×95×390㎜（母材）、
t12×95×390㎜（添接板）（2）
供試仕様
すべり試験の供試仕様を表7、摩擦接合面の組み合
わせを表8に示す。摩擦接合面として、溶射同士の組み合わせだけでなく、無機ジンクリッチペイントと溶射の密着力試験

MS工法では粗面形成材を塗布し、表面粗さを確保することで動力工具処理鋼板に対しても密着力を確保している。AlMg合金溶射においても、密着力の管理基

組み合わせも評価した。塗装後に母材と添接板を組み立てるまで一定期間経過する条件を想定し、暴露した組み合わせでも評価した。

準を満たすか確認した。

表7 すべり試験の供試仕様（1）
鋼材種
炭素鋼（JIS G 3101、 素地調整：ISOブラスト処理
Sa2½、動力工具処理St3）、t6.0×300×300㎜
密着力試験の供試仕様を表6に示す。
日本建築仕上学会認定油圧式試験機（サンコーテク
表6

封孔処理

AlMg合金溶射

ZnAl 擬合金溶射

膜厚：100μm以上（母材、添接板ともに）なし
溶融亜鉛めっき高力ボルト（F8T M22×85）ボルト

密着性試験の供試仕様

5

6

7

8

グリットブラスト処理
ISO-Sa2½

動力工具処理St 3

グリットブラスト処理
ISO-Sa 2½

動力工具処理
St3

粗面化処理
防食下地

粗面形成材

封孔処理

（3）
試験方法

素地調整

粗面化処理
防食下地

（2）
供試仕様

試験板No.

45

粗面形成材
AlMg合金溶射（100μｍ以上）

ZnAl擬合金溶射（100μｍ以上）なし

46

DNTコーティング技報 No.20
解説-4
常温金属溶射工法におけるアルミニウム・マグネシウム合金溶射皮膜の性能評価

表8
母試験体 No.
A
B
C
D
E
F
G

高力ボルト接合面の組み合わせ

材

添接板

暴

粗面形成材/
ZnAl 擬合金溶射（100μm以上）

粗面形成材/
ZnAl 擬合金溶射（100μm以上）

粗面形成材/
AlMg合金溶射（100μm以上）

粗面形成材/
AlMg合金溶射（100μm以上）

粗面形成材/
AlMg合金溶射（100μm以上）

無機ジンクリッチペイント（75μm）

無機ジンクリッチペイント（75μm）

粗面形成材/
AlMg合金溶射（100μm以上）

露

なし
なし
あり
（沖縄6か月）なし
あり（沖縄6か月）なし
あり（沖縄6か月）（3）
試験方法

このときのすべり荷重を測定記録し、すべり係数を次式

1）試験体の組み立てと高力ボルトの締め付け（1）より算出した5）。

試験体3体のうち、1体は片側をすべり側としてワイヤー
ストレインゲージ（以下 WSGと記す）を張付けた高力

μ ＝六角ボルト（F8T）を使用し、反対側を固定側としてWSGを張付けてない高力六角ボルト
（F8T）
を使用した

式（1）

（図1参照）。残りの2体は全てWSG無の高力六角ボルトとした。
日本建築学会編「高力ボルト接合設計施工ガ
イドブック」（2016）に準じて、試験体を締め付け後、試験に供した5）。

P
m・n・N（μ：すべり係数、P：すべり荷重、m：摩擦面数、n：ボル
ト本数、
Ｎ：ボルト軸力[kN]）
すべり係数μ=0.45以上を合格基準とする。
3）
リラクセーション試験
すべり側にWSG付高力六角ボルトを使用した試験

可動側

固定側

体にて、
リラクセーション試験を行った。測定は、締付け直後（1分経過後）→30分後→1時間後→3時間後→6時間後→12時間後→24時間→48時間→72時間

可動側

固定側

（以下24時間毎27日間）
にて評価した。

図1 すべり試験体

3. 試験結果

2）
すべり係数試験
試験体（n数=3体）
を引張試験機に取付け、荷重を加え、すべりが発生するまで除々に載荷した。
すべり点の確認は、次のいずれかの現象が生じた場合とした。
①すべり音が発生したとき②引張試験機の指針が停止または降下したとき③試験体のけがき線がずれたとき

3.1
3.1.1

耐食性試験結果
耐中性塩水噴霧試験結果

耐中性塩水噴霧試験6000時間供試後の外観写真とさび、膨れの評価結果を表9に示す。
AlMg 合金溶射は ZnAl 擬合金溶射と同等の耐食

DNTコーティング技報 No.20
解説-4
常温金属溶射工法におけるアルミニウム・マグネシウム合金溶射皮膜の性能評価

3.1.2 キャス試験結果性を示し、C-5塗装系や新設溶融亜鉛めっき面用外面塗装仕様（ZC-Ⅰ）と比較して、
良好な耐食性を有していキャス試験720時間供試後の外観写真とさび、膨れる。

の評価結果を表10に示す。
表9
試験板No.
仕様

耐中性塩水噴霧試験6000時間供試後の評価結果
1

2

3

4

AlMg合金溶射

ZnAl擬合金溶射

C-5塗装系

ZC-Ⅰ

外観写真

一般部さび

10

10

10

10

一般部膨れ

10

10

10

8F

クロスカット部さび[㎜]

0.0

0.0

5.0

1.0

クロスカット部膨れ[㎜]

0.0

0.0

4.5

9.0

表10 キャス試験720時間供試後の評価結果
試験板No.
仕

様

1

2

3

4

AlMg合金溶射

ZnAl擬合金溶射

C-5塗装系

ZC-Ⅰ

10

10

9P

9P

外観写真

一般部さび
一般部膨れ

10

10

10

10

クロスカット部さび[㎜]

0.0

0.0

5.0

1.0

クロスカット部膨れ[㎜]

0.0

1.0

4.0

8.0

47

キャス試験においても、AlMg合金溶射はZnAl擬合

4金溶射と同等の耐食性を示し、C-5塗装系や新設溶融

3.5

亜鉛めっき面用外面塗装仕様（ZC-Ⅰ）と比較して、良好
3.1.3

耐複合サイクル試験結果

耐複合サイクル試験6000時間供試後の結果を表11に示す。
表11

耐複合サイクル試験6000時間供試後の
評価結果

N数

N1

N2

2.3N/㎟3

な耐食性を有している。
密着力[N/㎠]

48

DNTコーティング技報 No.20
解説-4
常温金属溶射工法におけるアルミニウム・マグネシウム合金溶射皮膜の性能評価

2.5
2
1.5
1
0.5
0
グリットブラスト処理

動力工具処理AlMg合金溶射

図2

ZnAl擬合金溶射

密着力測定結果

AlMg合金溶射、ZnAl擬合金溶射ともに密着力
2.3N/㎟以上の値を示し、鋼橋の常温金属溶射設計・

外観写真

施工・補修マニュアルに規定されている密着力の管理基準を満たしていることを確認した。
また、動力工具処
理鋼板においてもAlMg合金溶射、ZnAl擬合金溶射ともに2.3N/㎟以上の密着力を示した。
このため、粗面形
成材の塗布により粗面化処理を施すことで、管理基準

一般部さび

10

10

一般部膨れ

10

10

クロスカット部さび[㎜]

0.0

0.0

クロスカット部膨れ[㎜]

0.0

0.0

AlMg合金溶射の仕様において、耐複合サイクル試
験6000時間供試後、一般部、カット部ともに変状はみられず、東日本高速道路株式会社、
中日本高速道路株
式会社、西日本高速道路株式会社から発刊されている構造物施工管理要領に規定されている品質規格を満たしていることを確認した。
3.2

溶射皮膜の密着力試験結果

グリットブラスト処理鋼板および動力工具処理鋼板に対する、AlMg合金溶射およびZnAl擬合金溶射の密着力測定結果を図2に示す。棒グラフの値は測定した9点の平均値である。

値以上の密着力を確保できることが示された。
3.3 すべり試験結果
3.3.1 すべり係数試験結果
すべり係数試験結果を表12に示す。式（1）を用いて計算したすべり係数は、すべての接合面の組み合わせ
で0.45以上の値を示し、めっき高力ボルト接合の設計基準を満たした。
3.3.2 リラクセーション試験結果
72時間までのリラクセーション試験結果を図3、27日間までのリラクセーション試験結果を図4に示す。
AlMg合金溶射の組み合わせは、
すべて72時間後も導入軸力の残存率の低下は10％未満であった。
また27日
後において、ZnAl擬合金溶射では導入軸力の残存率の低下は15％程度であったが、AlMg合金溶射では10％未満だった。従って、高力ボルト接合の接合面にAlMg合金溶射を施した場合においても、塗装後に母DNTコーティング技報 No.20
解説-4
常温金属溶射工法におけるアルミニウム・マグネシウム合金溶射皮膜の性能評価

4. まとめ

材と添接板を組み立てるまで一定期間経過しても、設計上要求される耐力を十分確保できる。
表12. すべり係数試験結果
試験板
No.
A
B
C
D
E
F
G

母

材

添接板

粗面形成材/
粗面形成材/
ZnAl擬合金溶射 ZnAl擬合金溶射（100μm以上） （100μm以上）

露

すべり
係数

なし

0.483

暴

なし
0.660
粗面形成材/
粗面形成材/
AlMg合金溶射
AlMg合金溶射あり（100μm以上） （100μm以上） （沖縄6か月）0.644
0.630
なし
粗面形成材/
無機ジンクリッチ
AlMg合金溶射
ペイント
あり
0.633
（100μm以上） （75μm）（沖縄6か月）0.512
なし
無機ジンクリッチ 粗面形成材/
ペイント
AlMg合金溶射あり（75μm）（100μm以上） （沖縄6か月）0.629

残存率
［％］

常温金属溶射であるMS工法におけるAlMg合金
溶射皮膜の性能を確認した結果、下記のことがわかった。
AlMg合金溶射皮膜の耐食性はZnAl擬合金溶射皮膜と同等で、かつC-5塗装系および新設溶融亜鉛
めっき面用外面塗装仕様（ZC-1）
より優れることを確認した。
また、構造物施工管理要領の金属溶射面の塗装系における品質規格を満たしていることを確認した。
クロスカットの傷の到達点の違いが耐食性へ及ぼす影響に関して、詳細な評価を実施中である。
AlMg合金溶射は粗面形成材の塗布により粗面化処理を施すことで、動力工具処理鋼板においても管理基準値以上の密着力を確保でき、また、高力ボルト接合の設計基準値以上のすべり係数を示し、設100計上要求される耐力を十分確保できることが示され
た。

95
90

参考文献

85
80
0

10

20

30
40
50
経過時間
［h］

試験体B
試験体E

試験体C
試験体F

60

70

80

試験体D
試験体G

図3 リラクセーション試験結果（72時間）

鋼道路橋防食便覧（平成26年3月改定）
2）大柴雅紀、奥野眞司：金属溶射材料の実暴露における防食性評価（DNTコーティング技報No.8, 技術解説-5）（改訂版 2018年4月 鋼構造物常温金属溶射研究会）
4）構造物施工管理要領（令和元年7月、

95

東日本高速道路株式会社、
中日本高速道路株式会

90

社、西日本高速道路株式会社）
5）
日本建築学会編

858001）公益社団法人 日本道路協会：

3）常温金属溶射設計・施工・補修マニュアル
（案）

100

残存率
［％］

49

「高力ボルト接合設計施工ガイドブック」（2016）
100

200

300 400
500 600
経過時間
［h］
試験体B
試験体A

（ZnAl 擬合金溶射）

700（AlMg 合金溶射）

図4 リラクセーション試験結果（27日間）

50

DNTコーティング技報 No.20
解説-5
インモールドコーティングプロセスの概要

インモールドコーティングプロセスの概要
Overview of the In-mold Coating Process

技術開発部門
研究部 研究第二グループ
Technical Development Div.
Research Dept. Research Group 2

前田 浩志

Hiroshi MAEDA

１. はじめに

２. ＩＭＣ技術

近年、環境への関心が高まっており、塗装の分野で

ＩＭＣの
『注入法』
は、図２にあるように成型されたプも塗装工程の削減や塗装レス化が進められている。
プ

ラスチック基材に対して、同一金型内で基材と金型の間

ラスチック素材への塗装という面では、
プラスチックのに塗料を注入し、塗料に熱と圧力をかけることで塗膜成型と塗装を同一金型内で行うインモールドコーティが形成される手法である。
ＩＭＣの
『注入法』
についての

ング
（ＩＭＣ）技術（図1）がある。
その中には、あらかじめ特長を表１にまとめた。
この手法は、①省エネルギーな

金型に溶剤系、水系、粉体といった塗料を塗装した後塗装方法、②高外観塗膜が得られるといった利点が挙にプラスチック基材を成形する『プリモールドコート法』

げられる。一方、基材成型と塗装を一連で行うために、やプラスチック基材を成型後、金型と基材の間に塗料③専用設備が必要、④製品形状に制限があるという面

を流し込む
『注入法』
がある。

でノウハウが必要となる

プリモールドコート法
インモールドコーティング
注入法

熱硬化性
樹脂成形

材料成形
コンベンショナル法

塗料注入機

塗料注入

加圧
塗料硬化

高圧注入法

熱可塑性
樹脂成形

図1 インモールドコーティングの分類
当社では、長年にわたって『注入法』の技術開発を行っており、DNTコーティング技報でも2002年に熱可塑性プラスチック向け、2003年には熱硬化性プラスチック
向けと二度にわたってご紹介してきた。本報では、環境への関心、
および軽量化へのニーズが高まっている現時点でのＩＭＣ技術についてまとめる。

図2 インモールドコーティング
『注入法』
の工程
省エネルギーである要因としては、
プラスチック基材の成型で使用している熱エネルギーを使用している面と別途塗装するに当たって必要な塗装ブース、乾燥炉を必要としないことが挙げられる。高外観が得られる要因としては、金型の仕上げ面を忠実に再現するためで

DNTコーティング技報 No.20
解説-5
インモールドコーティングプロセスの概要

表1 インモールドコーティング
『注入法』
の特長

ートの二液硬化形のウレタン樹脂系やラジカル重合系

特オリゴマー/モノマーと過酸化物との組み合わせでのア徴内 容省エネルギーな①
塗装方法

基材成型で使用している熱を使用して塗膜化が可能
塗装ブース、乾燥炉を必要としない

高外観塗膜が②得られる金型の仕上げ面がそのまま塗膜表面に転写される
系外からのごみブツが入らない

③

専用設備が
必要

液体状の塗料に熱および、圧力がかかるように金型設計が重要※塗料のもれを抑える構造にする
塗料注入機および金型に注入口を用意する
必要がある

④

製品形状に
制限がある

塗料を注入する隙間の確保および塗料に圧力をかけられる形状にする※金型の面に垂直な立ち面への塗装は不可能

クリル樹脂系が塗料系として選ばれる。
このうち、当社はアクリル樹脂系で塗料設計を行っており、ウレタン樹
脂系が比較的軟質の塗膜が得られる一方で、硬質の塗膜が得られやすい傾向がある。溶剤を使用していな
いため、
いずれの場合も基材への付着性が安定しない
ことが多く、基材の成分、成型条件に合わせて塗料の配合、硬化条件を最適化する必要がある。

３. ＩＭＣ塗料

あり、さらに表面状態の再現性も高い。
また、基材の成型から塗装まで開放しないため、系外からごみブツが混入し難いことも外観が向上する要因となる。但し、金型については、専用の設計が必要である。
これは、基材
成型時の樹脂に比べてＩＭＣ塗料の方が粘度が低く流動性が高いため、金型からの塗料もれを防ぐためである。
また、塗料注入機が別途必要となる面でも専用設

当社が塗料設計しているアクリル樹脂系塗料について、主な使用原料を表２に示す。
ＩＭＣ特有の塗料添加剤として金型との離型性を確保するために、離型剤を配合している。
また、硬化性を調整するために硬化促進剤や硬化遅延剤を使用する場合がある。
表2 ＩＭＣ塗料に使用する主原料備が必要な理由である。製品形状に制限があるというのは、図３のように（ａ）隙間が空けられず塗料が注入できない部分や（ｂ）隙間があっても圧力が確保できな機い部分を避ける必要があるためである。
なお、一般的に

樹脂成分剤

隙間が空かない

上型

基材（ａ）
金型を開けても隙間が空かない

型締め圧が塗料面にほとんど伝わっていない

上型

原

料

オリゴマー
（エポキシアクリレート、
ウレタンアクリレート他）
反応性希釈剤（モノマー）

主

は、塗料に10Kgf/㎠以上の圧力が必要となる。

能

顔

料

着色顔料、体質顔料、導電性顔料
硬化調整剤（硬化促進剤・硬化遅延剤）

添加剤など

内部離型剤
その他添加剤（顔料分散剤、消泡/脱泡剤、光安定剤など）

基材（ｂ）
塗装面に圧力が伝わらない

硬化剤

有機過酸化物

ＩＭＣ塗料に特有な性状としては、金型温度での硬化に要する時間がある。塗料が金型内を流動する時間を確保する一方で、硬化にかかる時間を短縮化するこ

図３ ＩＭＣ塗装が不可能/困難な製品形状とが生産性を高めるために必要となる。
この流動時間を使用される塗料系の条件としては、金型内の密閉系評価する方法としては、
プレートゲルタイムがある。
プレーで硬化させるため無溶剤形である必要があり、且つ、高トゲルタイムは、金型温度で保持した熱盤上にウエット

温の金型から脱型しなければならないため熱硬化形で膜厚200μmとなるようアプリーケータで塗布し、連続ある必要がある。
そのため、ポリオール＋ポリイソシアネ

的にスパチュラでＩＭＣ剤を掻き取り、引っかかりので

51

52

DNTコーティング技報 No.20
解説-5
インモールドコーティングプロセスの概要

きる時間で評価している。
プレートゲルタイムは、金型の大きさ、形状に従って最適値が異なり、硬化促進剤、遅延剤のバランスで調整する。
本塗料は、熱重合開始剤として金型温度に合った過酸化物を使用しているため、常温での反応は非常に遅く、長いものは硬化剤配合後1週間以上液体を維持しているものもある。但し、常温でも反応が進む可能性もあるため、24時間以内の使用を推奨している。
なお、有機過酸化物に関しては、
メーカー指示に従った保管が必要である。

４.

各種プラスチック向けＩＭＣ工法

4.1

熱可塑性プラスチック向けＩＭＣ工法

4.2

熱硬化性プラスチック向けＩＭＣ塗料

ＩＭＣ工法の適用事例が最も多い基材は、
ＦＲＰ（繊
維強化プラスチック）の1形態であるＳＭＣ（Sheet
Molding Compound）
であり、樹脂系としては熱硬化
性プラスチックである。一定の長さに切断したガラス繊
維や炭素繊維に未硬化の不飽和ポリエステル樹脂や、
ビニルエステル樹脂に硬化剤（有機過酸化物）、増粘剤、充填剤、離型剤などを充填したシート状の基材である。
このシートを金型内に充填し、熱と成型圧をかけることでラジカル重合により、成形される
（図４）。

圧力
金型

SMC成形材料（シート状）

熱可塑性プラスチック基材は、射出機を用いて溶融した樹脂を溶融温度から十分に低い温度の金型に射出・圧入することで冷やし固めるものである。

金型

金型

熱可塑性プラスチック基材の成型は、ガラス転移温度や結晶融点をまたいで冷却されるため、成型時の特に厚肉部でヒケが大きい。
ＩＭＣ塗装後の熱履歴では収縮が少ないため、
ＩＭＣによる平滑性の効果が見込める。
熱可塑性プラスチックは、様々な種類があるため、樹脂の溶融温度や金型設定温度は異なる。
ＩＭＣ塗料を用いるに当たっては、塗料が硬化するために金型温度を90～100℃に設定する必要がある。
そのため、汎用的に使用されるＡＢＳ樹脂を基材として用いる場合は、耐熱性ＡＢＳ樹脂を使用する必要がある。
また、一般的な塗料と同様にポリプロピレンのようなポリオレフィン系プラスチックは、付着性を確保することは困難である。
このように、プラスチック基材の種類によっては、ＩＭＣに適用ができないものがある。

図4 ＳＭＣ材の成型方法
熱可塑性プラスチックの場合、基材成型後（金型温度まで冷却後）に注入すれば良いが、熱硬化性プラス
チックの場合、ＩＭＣ塗料注入タイミングは基材が完全に硬化してしまうとＩＭＣ塗料の付着性が低下する傾向にある。
そのため、注入時の基材硬化状態が重要になる。注入タイミングはＳＭＣ成形時の金型内樹脂圧力または金型変位の測定から、ＳＭＣ基材の硬化特性を捉え決定することができる。図５に樹脂圧力、金型変位と時間との関係を示す。好ましい注入タイミングはＳＭ
Ｃ基材の硬化のピークを過ぎ収縮に移行した時点以降である。
また、図６には成形パターンを示す。成型には、多段階圧力制御が必要であり、注入時に金型をわずかに開き、注入するコンベンショナル法（図６（ａ））と、注入時に金型を開かずに型締め圧に勝る非常に高い
塗 料 注 入 圧で塗 料を流し込む高 圧 注 入 法（ H i g h
Pressure Injection

Process, HPIP）
（図６
（ｂ））
が

ある。HPIPの方が塗料に空気や基材のバリを巻き込み

DNTコーティング技報 No.20
解説-5
インモールドコーティングプロセスの概要

材種や基材形状によっては塗料注入圧を上げても塗料を流し込むことができない場合がある。
その場合は、コンベンショナル法で行う。

樹脂圧力・金型圧力にくく、高外観な塗膜が得られやすい利点があるが、基
樹脂圧力

金型変位
時間

好ましい注入タイミング
この図は、金型内でのSMC材の挙動を示す。
熱膨張および硬化収縮が発生し、これを樹脂
圧力や金型変位で検出することができる。

図5

プレス圧

プレス圧

ＩＭＣ塗料注入

IMC注入のタイミング

ＩＭＣ塗料注入
（高圧）

開始 完了

開始 完了

Ｐ１

Ｐ１
金型微開
Ｐ3

Ｐ4
Ｐ2

Ｐ2

Ｐ3
時間
TＩＭＣ

時間

TＩNJ

TＩＭＣ

（ａ）コンベンショナル法

TＩNJ（ｂ）高圧注入法（ＨＰ
ＩＰ）
ＴＩＭＣ ；ＩＭＣ塗料注入タイミング
ＴＩＮＪ ；ＩＭＣ塗料注入時間
Ｐ１～４；各段階でのプレス圧力

図6 ＩＭＣの成形パターン

５. おわりに環境への意識が高まる中、
プラスチック基材の成型合、塗装条件を最適化するなど技術向上に努めることと塗装を同一金型内で行うことができるＩＭＣ工法は、で、お客様の塗装効率化ひいては環境負荷低減に貢献

今後より注目される塗装技術と考えている。当社は、してゆきたい。

IMC塗料の性能向上および各種基材に対して塗料配

53

54

DNTコーティング技報 No.20
新商品紹介-1
高級塗料「ＥＸＴＲＡシリーズ」のラインナップ追加

新商品紹介-1
New Products

高級塗料「ＥＸＴＲＡシリーズ」のラインナップ追加
Added a Lineup of High-Grade Paint ｢EXTRA Series」

塗料事業部門建築塗料事業部
2017年に高級塗料「EXTRAシリーズ」の第一弾として「EXTRAアクアシリコン」
を発売し、以降シリコン・

ふっ素樹脂系上塗塗料を追加し、戸建住宅の塗り替え物件を中心に多くのお客様にご採用頂いてきた。

以前より、お客様からの要望であった「下塗り～上塗りまで同一シリーズ化した商品提案」に応え、2020年、
この「EXTRAシリーズ」に下塗塗料とさび止めペイントが追加され、これにより下塗りから上塗りまで同一ブランドの商品ラインナップとなった。

またトタン屋根用ペイント「ルーベンシリーズ」
においても、要望であった「フッソルーベン二液

EXTRA」と「シリコンルーベン一液EXTRA」
を新発売した。

EXTRAシリーズの特長

・住宅の外壁・屋根のみならず、あらゆる部位に対応可能

・上塗塗料は市場の高耐久志向に沿って、シリコン樹脂系とふっ素樹脂系を設定
・下塗塗料は無機素材・鉄・非鉄金属などの幅広い素材に適用可能

特殊レジン表面保護システムで超耐候性・高耐久性を実現

DNTコーティング技報 No.20
新商品紹介-1
高級塗料「ＥＸＴＲＡシリーズ」のラインナップ追加

55

EXTRAシリーズの商品ラインナップ
2020年
新発売

種 別

商品名

樹脂系

区分

容姿

色

容量

白
各色
白
各色

4㎏セット
15㎏セット
4㎏セット
15㎏セット
4㎏
15㎏
4㎏
15㎏
4㎏セット
15㎏セット
4㎏
15㎏

二液

標準色

15㎏セット

ふっ素樹脂塗料

二液

標準色

15㎏セット

シリコン樹脂塗料

二液

標準色

15㎏セット

上塗り

EXTRAスマイルフッソ

弱溶剤

ふっ素樹脂塗料

二液

各色

中塗り

EXTRAスマイルフッソ中塗

弱溶剤

ふっ素樹脂塗料用中塗

二液

各色

上塗り

EXTRAアクアフッソ

水性

ふっ素樹脂塗料

一液

白
各色

中塗り

EXTRAアクアフッソ中塗

水性

ふっ素樹脂塗料用中塗

一液

上塗り

EXTRAスマイルシリコン

弱溶剤

シリコン樹脂塗料

二液

上塗り

EXTRAアクアシリコン

水性

シリコン樹脂塗料

一液

新発売

上塗り

リフレッシュシリコンEXTRA

弱溶剤

シリコン樹脂塗料

新発売

上塗り

フッソルーベン二液EXTRA

弱溶剤

新発売

上塗り

シリコンルーベン二液EXTRA

弱溶剤

各色

標準色

新発売

上塗り

シリコンルーベン一液EXTRA

弱溶剤

シリコン樹脂塗料

一液 （シルバーを除く） 15㎏

新発売

下塗り

EXTRA万能スマイルシーラー

弱溶剤

エポキシ樹脂塗料

二液

新発売

下塗り

EXTRA万能アクアシーラー

水性

特殊エマルション

二液
一液

クリヤー

15㎏

一液

クリヤー

15㎏

新発売

下塗り

EXTRAアクアカチオンシーラー

水性

エマルション樹脂（カチオン系）

新発売

下塗り

EXTRA一液エポシーラー

弱溶剤

エポキシ樹脂塗料

新発売

さび止め

EXTRAエポプライマーUNI

弱溶剤

エポキシ樹脂塗料

一液

新発売

さび止め

EXTRAエポプライマー二液

弱溶剤

エポキシ樹脂塗料

二液

白
クリヤー
白
クリヤー

赤さび色
ブラック
グレー
ホワイト
ブルー
赤さび色
ブラック

15㎏セット
15㎏セット

16㎏

18㎏セットEXTRAシリーズ下塗り・さび止め商品の素材適用一覧
鋼板（カラートタン）

○

×

○

○

○

○

○

○

クリヤー

○

○

○

○

○

○

△

─

○

○

×

─

○

○

○

○

─

白

○

─

○

○

○

○

○

屋内

○

○

×

○

○

○

○

○

○

クリヤー

○

○

○

○

○

○

△

×

○

○

×

─

○

○

○

○

─

EXTRAアクアカチオンシーラー

クリヤー

○

内装

○

○

×

×

×

×

─

─

×

─

─

─

○

○

─

EXTRA一液エポシーラー

クリヤー

○

○

○

○

─

─

×

─

─

─

×

─

─

─

○

○

─

─

─

─

─

─

─

─

○

─

─

×

─

─

─

─

─

○

─

─

─

─

─

─

─

○

─

─

×

─

─

─

─

─

○

EXTRA万能アクアシーラー

EXTRAエポプライマーUNIEXTRAエポプライマー二液

赤さび色
ブラック
グレー
ホワイト
ブルー
赤さび色
ブラック

△

※1 ※1 ※1

溶融亜鉛
めっき

○

ガルバリウム─

アルミニウム○一般 鉄 部○

光触媒
コーティング○

無機系
コーティング○

ふっ素 塗 装 板○

EXTRA万能スマイルシーラー

通常塗装板

─

商品名

プラスター ボ ー ド○

けい酸カルシウム板白

コンクリ ート
・モルタル

新生屋根

屋根

木部

鉄・非鉄金属・その他

ＦＲ Ｐ

サイティングボード

硬質塩ビ

無機系素材

電気亜鉛
めっき

素地

※2

△

○：最適 △：条件付きで塗装可能 ×：不適 ─：一般的に塗装しない※1 エナメル仕上げに限ります。
※2 溶融亜鉛めっき面（ドブ付け）
は、弱溶剤形変性エポキシ樹脂プライマー「エポティ」
をご使用下さい。

56

DNTコーティング技報 No.20
新商品紹介-2
溶剤系ふっ素樹脂塗料のメタリック仕様と比較して大幅な工程短縮（３C２B⇒１C１B）が可能「パウダーフロンSELA」
ボンディングメタリック

新商品紹介-2
New Products

溶剤系ふっ素樹脂塗料のメタリック仕様と比較して大幅な工程短縮（３C２B⇒１C１B）
が可能「パウダーフロンSELA」
ボンディングメタリック「Powder Flon SELA」Bonding Metalic

塗料事業部門
金属焼付塗料事業部
今回開発されたパウダーフロンSELAのボンディングメタリックは以下の特長を持つ。
1 表層に形成されたふっ素樹脂のクリヤー層でアルミニウム顔料を保護することで変色を抑制
2 アルミニウム顔料と粉体塗料粒子を接着（ボンディング）
させることで、ムラの少ない塗装が可能
本製品を採用することで、従来の溶剤系ふっ素樹脂塗料でのメタリック仕様（3C2B）と比較して、
大幅な工程短縮（1C1B）
が可能となります。

特長（１）層分離構造

塗膜表層にふっ素樹脂成分を配向させた二層分離構造を形成。

（２）1コートで美しいメタリック仕上げ

アルミニウム顔料と粉体塗料粒子を接着させる技術により、1コートでムラなく美しいメタリック仕上げが可能。

（３）優れた耐薬品性

ふっ素樹脂のクリヤー層を形成することにより、アルミニウム顔料を保護。

（４）回収再利用が可能

工程短縮
従来の溶剤系ふっ素樹脂塗料

クリヤー層

パウダーフロンSELA ボンディングメタリック
上層：
ふっ素樹脂クリヤー層

メタリック層プライマー層素地

塗装仕様：3C2B仕様

アルミ顔料

素地

塗装仕様：1C1B仕様

下層：
ふっ素樹脂とポリエステル樹脂の
混合層
アルミ顔料

DNT独自の二層分離技術により、塗装仕様：1C1Bでの塗装が可能

DNTコーティング技報 No.20
新商品紹介-2
溶剤系ふっ素樹脂塗料のメタリック仕様と比較して大幅な工程短縮（３C２B⇒１C１B）が可能「パウダーフロンSELA」
ボンディングメタリック

標準塗装仕様工程作 業 内 容

備

1

素地調整

脱脂－化成皮膜処理
または塗装用陽極酸化皮膜処理

2

エアブロー

塗装面をエアブローし、ゴミなどを除去3

パウダーフロンSELA

考

化成皮膜処理は、クロム酸塩系化成皮膜処理剤
またはクロムフリー系化成皮膜処理剤が対象－

ボンディングメタリック

静電粉体塗装機で塗装

標準膜厚：５０μｍ

4補正塗装

自動塗装で塗装しにくい箇所や膜厚不足箇所を手吹静電塗装ガンで補正塗装

ライン構成により、自動塗装の前に設定される場合もある。

5

焼付乾燥

１９０℃×２０分 （素地温度）

被塗物表面の温度で管理

塗 膜 性 能

備

（指定色）

塗膜性能
性 能 項 目
色

各色

鏡面光沢度

3分つや

引っかき硬度Ｈ以上

考

特注色は別途、ご相談願います。
－
JIS K 5600-5-4（鉛筆法）

付着性（1mm）

100／100

JIS K 5600-5-6（クロスカット法）

耐沸騰水性

異常なし

5時間浸漬

耐おもり落下性異常なし

デュポン式耐おもり落下性試験
1/2"φ×500g（300mm以上） JIS K 5600-5-3

耐酸性

異常なし

5％硫酸水溶液

耐アルカリ性異常なし

5％苛性ソーダ水溶液

耐モルタル性

異常なし

AAMA規格に基づく社内試験

耐塩酸性

異常なし

AAMA規格に基づく社内試験

耐洗剤性

異常なし

AAMA規格に基づく社内試験

耐湿性

異常なし

AAMA規格に基づく社内試験

耐中性塩水噴霧性

異常なし

AAMA規格に基づく社内試験

光沢保持率
70％以上

サンシャインウエザオメーター

光沢保持率
70％以上

日本建築仕上学会
粉体塗装仕様標準指針による（A種 沖縄2年：50％以上）

促進耐候性
屋外暴露

（沖縄県伊計島）

20℃

72時間リングテスト
20℃＊上記性能は、6価クロム系化成皮膜処理アルミニウム板（t=2.0mm）での標準仕様に基づきます。
＊耐中性塩水噴霧性試験は、水洗後に評価しました。
＊塗膜性能については、あくまで標準値であり、色などによって異なる場合があります。

72時間リングテスト

8000時間57

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DNTコーティング技報 No.20
新商品紹介-3
貼る重防食塗料「メタモルシート＃１」

新商品紹介-3
New Products

貼る重防食塗料「メタモルシート＃１」

Stick-Type Heavy Duty Anticorrosive Paint ｢Metamoru Sheet #1｣
塗料事業部門構造物塗料事業部
鋼構造物の防食手法として一般的に塗装が用いられている。
しかしながら、塗膜は様々な環境要因

によって劣化するため、定期的なメンテナンスを必要とする。
近年、メンテナンス需要の増大により満足な対策ができていない事例があり、施工の省工程・省力化の要求がある。
また、「鋼道路橋の部分塗替え塗装要領（案）」
において「部分塗替え塗装は、部分的に劣化が進行した部材・部位を塗替えることにより、塗膜全体の防食機能の維持と腐食の進行防止を図ることを目的とする」とあるように部分塗替えの適用による橋梁の延命化が今後重要となってくる。
しかし、従来の塗装による部分塗替えには４～６日の施工日数が必要であるため、より簡便な補修方法が必要とされている。

上記の背景より、
従来の重防食塗装と同等な防食性能を有する粘着シート「メタモルシート＃１」
を

開発した。

「メタモルシート＃１」の構成①① バリアフィルム・上塗りとの密着性に優れる

・腐食因子の遮断性に優れる②② 亜鉛末含有粘着層・犠牲防食機能を有する・腐食因子の遮断性に優れる「メタモルシート＃１」の特長◇犠牲防食機能

粘着剤層に亜鉛末を含有しており、
ジンクリッチペイントと同様の防食機能を持ち、長期耐久性に優れる◇省工程・省力化【貼る】
だけで従来の重防食塗装と同等の防食性能◇自己修復機能傷が入った場合でも元に戻ることが可能

製品外観

DNTコーティング技報 No.20
新商品紹介-3
貼る重防食塗料「メタモルシート＃１」

自己修復機能と犠牲防食機能の併用効果

防食性◇複合サイクル腐食試験・耐水性試験

粘着力

施工上の注意事項① 被着面のさびを除去し、平滑にする② 被着面の汚れ・埃・油・水分などは、
測定項目

粘着力
測定結果

（N/25mm）

初期（23℃、3日後）

55.2

低温環境（0℃、7日後）

35.0

耐複合サイクル防食性試験（20日後）

55.7

耐水性試験（10日後）

42.4

耐湿潤冷熱繰返し性試験（10サイクル後）

55.8

耐熱性試験（150℃30分間後）

62.5

十分除去する③ テープの貼り直しは極力避ける④ 貼り付け作業は0℃以上95%RH以下の環境で実施する

59

60

DNTコーティング技報 No.20
新商品紹介-4「ＤＮＴデジタルコーティングシステム」

新商品紹介-4
New Products「ＤＮＴデジタルコーティングシステム」「DNT Digital Coating System」

スペシャリティ事業部門
デジタルコーティング事業部「優れた塗膜性能を有する“塗料”」と「様々な意匠表現が可能な“インクジェットインク”」
この２つを組み合わせることで、それぞれの欠点を克服した今までにない高品質・高意匠な製品開発を可能に。
塗料メーカーでありインクメーカーでもある当社だから提案できる「ＤＮＴデジタルコーティング
システム」
について紹介する。

特長（１）インクジェットインクのカスタマイズ

加工性や耐候性などの製品要求に合わせ、インク配合を決定（２）既存塗料との組み合わせ

各業界で採用実績のあるプライマー塗料やトップコート塗料を選定し、インクとのマッチング、複合塗膜としての性能を確認（３）装置メーカーとの連携

生産速度や要求画質に応じて、プリンターなどの装置メーカーと連携し、最適なシステムを提案

システム層構成イメージ

一般的な塗料の層構成中に、インクによる加飾層を挟み込み、複合塗膜を形成
塗装：トップコート層
印刷：加飾層

加飾層保護、光沢調整、その他機能性付与
意匠性付与

塗装：受理層・ベース層
塗装：プライマー・シーラー層

製品基材
（素材）

金属材、樹脂材、セメント材、木質材、ガラス材などDNTコーティング技報 No.20
新商品紹介-4「ＤＮＴデジタルコーティングシステム」

システム仕様例
仕 様

ポストコート

基 材

鉄

プレコート

ステンレス

アルミニウム

表面処理

化成処理（要求性能によっては研磨のみでも可）プライマー

FBプライマーベースコートCFプライマー

亜鉛めっき鋼板
化成処理
Vニット＃163プライマー

Vニット＃156プライマー

IJベースVNR

IJベースDMS
UV硬化形インクジェット

インク

Vニット＃7530
Vニット＃5700
Vニット＃3721
Vフロン＃5000

デュラクロンCW
Vフロン＃2000
Vクロマ＃100S
Vハード＃500

トップコート

金属系基材以外にも、樹脂系基材など多様な基材への対応が可能

金属系基材

樹脂系基材

セメント系基材

導入メリット本システム導入により、塗料だけでは表現できない様々な意匠表現が可能となり、インクだけでは不十分な塗膜性能を塗料により補い、⇒高品質・高意匠な製品開発を可能に

インクジェット印刷であることにより、画像データを元に印刷するため、少量多品種への対応が可能＜塗 料＞
塗膜性能：◎
意 匠 性 ：△
＜インク＞
塗膜性能：△
意 匠 性 ：◎
＜複合塗膜＞
塗膜性能：◎
意 匠 性 ：◎

製品在庫を最小限に抑え、加飾フィルムや版の管理が不要

意匠表現例

木目調

カーボン調

革調

グラデーション

高精細な表現に加え、触感(凹凸感)付与も

幾何学模様

61

62

DNTコーティング技報 No.20
新商品紹介-5
抗菌・抗ウイルス性を有した超低臭水性塗料「ＣＯＺＹ ＰＡＣＫ Ａｉｒ（コージー パック エアー）」

新商品紹介-5
New Products

抗菌・抗ウイルス性を有した超低臭水性塗料「ＣＯＺＹ ＰＡＣＫ Ａｉｒ（コージー パック エアー）」Super Low Odor Water-Based Paint with Antibacterial and Antiviral Properties｢ＣＯＺＹ ＰＡＣＫ Ａｉｒ」
一般塗料部門建築塗料事業部
新型コロナウイルスの感染拡大を受け、休業が相次ぐ飲食店や商業施設を中心に、学校や病院、
老人ホームといった人が多く集まる施設において、「クリーンな環境」という意識が強まっている。
こうしたニーズに対応し、抗菌・抗ウイルス効果を備え、かつ、においがほとんどない水系塗料を開発した。
この塗料を壁面や天井などに塗装することで室内環境をクリーンに保ち、万人に安心感のある空間を提供することができる。

特長（１）抗菌・抗ウイルス効果を備えたクリーンな塗料

室内照明の光によって塗膜表面において光触媒機能を発揮し、菌やウイルスを短時間で不活性化する効果を発揮する。

（２）超低臭かつ消臭効果を有する塗料

塗料自体に“におい”がほとんど無いことに加え、消臭効果を有しているため、室内の空気清浄が期待できる。

（３）ゼロVOCで塗装作業者にとっても安心・安全に扱える塗料

ＶＯＣを一切含有しないため、
シックハウス症候群の心配もなく、狭い空間での塗り替え作業ができる。
営業中の店舗や執務中のオフィス、個人の居宅、トイレなど狭い空間でも安心・安全に塗装ができる。

抗菌・抗ウイルス性詳細 ～試験方法～
抗ウイルス性試験
試験規格

JIS R 1756：2020（可視光応答形光触媒、抗ウイルス、
フィルム密着法）
を参考

抗菌性試験
試験規格

JIS R 1752：2020（可視光応答形光触媒、抗菌、フィルム密着法）
を参考（ノロウイルスの代替）試験ファージ バクテリオファージＱβ試験ファージ黄色ブドウ球菌、大腸菌

白色蛍光灯 FL20SSW/18

光源の種類

白色蛍光灯 FL20SSW/18

光源の種類
照射条件

可視光 500lx
照射時間 4時間

照射条件

可視光 500lx
照射時間 8時間

DNTコーティング技報 No.20
新商品紹介-5
抗菌・抗ウイルス性を有した超低臭水性塗料「ＣＯＺＹ ＰＡＣＫ Ａｉｒ（コージー パック エアー）」63

抗菌・抗ウイルス性詳細 ～試験結果～

抗菌性・抗ウイルス性試験～外観状態～
対 象

ウイルス

光源の種類

黄色ブドウ球菌大腸菌

白色蛍光灯 FL20SSW/18

照射条件

５００ｌｘ／４時間

５００ｌｘ／８時間

５００ｌｘ／８時間

９９．
９９％

９９．
９９％

９９．
９９％

照射前

照射後

不活性化率

試験の結果、菌やウイルスを規定時間の照射により不活性化させることを確認した。

６．塗料性状
項目

内容

容姿

一液性

荷姿

16㎏、4㎏

色相

白、各色

光沢

つや消し
塗

密度
(23℃)

1.20～1.55

料

1.00

揮発分

粘度(23℃)

80～95KU

加熱残分

50～65%

乾燥時間

温

度

5℃

20℃

30℃

指

触

3時間

30分

15分

半硬化

4時間

40分

20分

標準膜厚

20～30μm/回

対象被塗物

内壁（壁紙）
・天井など

標準塗装仕様
工 程
下地調整

商品名
清掃

除菌を行う場合
上塗り

塗装方法

希釈（％）

標準使用量（ｋｇ/㎡/回） 塗装間隔（２０℃）

1．汚れなどを、
ブラシ・ホウキ・ウエスなどで乾拭きを行い、洗浄面とする。
2．壁紙を塗装する場合は、ウエスなどを水に濡らし、良く絞った後で壁紙を拭き汚れを落とすこと。
拭き掃除後は壁紙表面を良く乾かすこと。
1．
エタノール系又は次亜塩素酸ナトリウム系の消毒液をペーパータオルなどに染み込ませて拭き取る。

COZY PACK Air

刷毛・ローラー

水道水（０～３）

0.12

２時間以上

※吸い込みのある面には、塗料を水道水で４０％希釈し、シーラーとして使用する。

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DNTコーティング技報 No.20
学協会研究発表・技術講演・論文投稿者名と発表タイトル（2019年7月～2020年6月）

学協会研究発表・技術講演・論文投稿者名と発表タイトル（2019.7～2020.6）
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2019年7月から2020年6月までの主な講演・発表内容を紹介します。

投稿リスト 2019年7月～2020年6月
氏

名

馬場

亮多

大川 峻平
木口 忠広

発表テーマ
我が社の粉体塗料の開発動向と用途展開
極限までにおいを抑え、揮発性有機化合物を全く含まない水性塗料の開発

創立７０周年記念号 第２部 最近の技術の進歩

４．塗料・塗装 ４.1粉体塗装

掲載紙名

団体・協会・出版「塗装技術」2019年10月号増刊（株)理工出版社「建築仕上技術」2020年1月号（株)工文社「表面技術」
７１巻２号（一社）表面技術協会

木口 忠広「塗料・塗装・粉体塗装」の最新技術の進歩「表面技術」
７１巻２号（一社）表面技術協会

山田 晃司

マグネシウム合金への塗装（マグネシウムの合金の腐食とその対策、及び直近の課題動向について）「表面技術」
７１巻３号（一社）表面技術協会

八木孝明

木床スポーツフロア ハイブリッド塗装仕様「建築仕上技術」2020年4月号（株)工文社

古泉雅史「JETI 」(ジェティ)

2020年5月号（株) 日本出版制作センター「JETI 」(ジェティ)

2020年6月号（株)日本出版制作センター

鈴木 重明
松井

敏則

「新商品紹介-1 非水系低臭気ふっ素樹脂塗料｢Ｖフロン＃201 ニオイの少ないタイプ｣」「パラジウム被覆金ナノロッド粒子を用いた
センシング技術」

耐食金属材料、防食法における耐食性試験
塗装（建設）「防錆管理」2020年2月号（一財）
日本防錆技術協会

口頭発表リスト 2019年7月～2020年6月
氏

名

田邉

康孝

加藤

瑞樹

桑原

幹雄

桑原

幹雄

尾田 光

吉田 新
田邉 康孝
関 智行

発表テーマ
粘着テープを用いた防食工法の開発
低線膨張係数を有する弱溶剤形

変性エポキシ樹脂塗料の性能評価

発表先
第39回防錆防食技術発表大会（一社）
日本防錆技術協会

第39回防錆防食技術発表大会（一社）
日本防錆技術協会

耐火塗料施工後７年が経過した鋼鉄道橋の土木学会 全国大会

鋼鉄道橋の耐火塗料施工箇所における土木学会 全国大会

シラン・シロキサン系表面含浸材を適用した劣化

土木学会 全国大会

塗膜状態の評価

補修工法の省工程化について

コンクリートの内部鉄筋の腐食状態（43ヶ月後）

主催団体・協会

第74回年次学術講演会
第74回年次学術講演会
第74回年次学術講演会（公社）土木学会（公社）土木学会（公社）土木学会

DNTコーティング技報 No.20
学協会研究発表・技術講演・論文投稿者名と発表タイトル（2019年7月～2020年6月）

氏

名

発表テーマ

発表先

主催団体・協会

関 智行
田邉 康孝
吉田 新

シラン・シロキサン系表面含浸材を適用した
劣化コンクリートの外観観察と電気化学的測定
結果の経年変化（77ヶ月後）

土木学会 全国大会
第74回年次学術講演会（公社）土木学会

関

コンクリートの表面特性に及ぼす新型ハイブリッド被膜養生剤の影響に関する研究

土木学会 全国大会
第74回年次学術講演会（公社）土木学会

智行

田邉

康孝

犠牲防食作用を有する粘着テープを用いた防食工法の開発

土木学会 全国大会
第74回年次学術講演会（公社）土木学会

田邉康孝

犠牲防食作用を有する粘着テープを用いた防食工法の性能評価

土木学会 全国大会
第74回年次学術講演会（公社）土木学会

省工程防水塗装材料の開発

土木学会 全国大会
第74回年次学術講演会（公社）土木学会

鋼鉄道橋に施工した耐火塗料の暴露試験体の燃焼試験について

土木学会 全国大会
第74回年次学術講演会（公社）土木学会

新規開発した不めっき塗料の適用性評価

土木学会 全国大会
第74回年次学術講演会（公社）土木学会

塗膜剥離の支配的要因について

土木学会 全国大会
第74回年次学術講演会（公社）土木学会

水系塗料を塗装した直後の鋼材発錆に関する分析

2019年度日本建築学会 大会
学術講演会

（一社）
日本建築学会

山内 健一郎
山内 健一郎
作 周平
関

智行

桑原

幹雄

尾田 光
桑原

幹雄

山内 健一郎
楠戸

博貴

古泉

雅史

常温乾燥形ふっ素樹脂塗料に対する低臭化方法の検討

2019年度日本建築学会 大会
学術講演会

（一社）
日本建築学会加藤瑞樹

亜鉛めっき適性を有する弱溶剤形
変性エポキシ樹脂プライマーの性能評価

2019年度日本建築学会 大会
学術講演会

（一社）
日本建築学会Life cycle cost calculation of high durability
coating systems considering the ISO
12944 standard

ＥＵＲＯＣＯＲＲ 2019

The European
Corrosion Congress

層分離メタリック粉体塗料の開発

2019年度色材協会研究発表大会（一社）色材協会

技術賞「塗膜の線膨張係数に着目した剥離抑制型下塗塗料の開発」

2019年度色材協会研究発表大会（一社）色材協会

北川 将司

二層分離構造をもつ複合樹脂粉体塗料の耐候性評価 その４
アルミニウム顔料を混合した粉体塗膜の層構成

2019年度大会学術講演会
研究発表論文集 日本建築仕上学会

日本建築仕上学会

古泉

常温乾燥形ふっ素樹脂塗料の低臭化

2019年度大会学術講演会
研究発表論文集 日本建築仕上学会

日本建築仕上学会

伊郷 宗一郎TOFMSおよびKMDプロット法を用いた反応性乳化剤の分析

第24回高分子分析討論会（公社）
日本分析化学会
高分子分析研究懇談会

堀田 裕貴
松本 剛司
松野 英則

鋼橋に適用された常温金属溶射システムの劣化要因

第42回鉄構塗装技術討論会（一社）
日本鋼構造協会

心光

秀忠

粉体塗料と塗装について

名古屋市工業研究所にて講演発表

名古屋市工業研究所
技術支援室

八尾

允康

焼付塗料と塗装について

名古屋市工業研究所にて講演発表

名古屋市工業研究所
技術支援室

桑原

幹雄

山内 健一郎
松本 剛司
藪見 尚輝
北村 瑠里
田邉 祥子
北川 将司
清水
松本
宮下

悠平
剛司
剛

雅史

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DNTコーティング技報 No.20
住所一覧

本社・大阪事業所
那須事業所
小牧事業所
東京営業本部☎06-6266-3100☎0287-29-1611☎0568-72-4141☎03-5710-4501〒542-0081 大阪市中央区南船場1-18-11（SRビル長堀）〒324-8516 大田原市下石上1382-12〒485-8516 小牧市大字三ッ淵字西ノ門878〒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
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
東 京 営 業 所 ☎03-5710-4501
新 潟 営 業 所 ☎025-244-7890
千 葉 営 業 所 ☎043-225-1721
神奈川営業所 ☎042-786-1831
静 岡 営 業 所 ☎054-254-5341〒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（キャピタルビル）〒144-0052 東京都大田区蒲田5-13-23（TOKYU REIT 蒲田ビル）〒950-0912 新潟市中央区南笹口1-1-54（日生南笹口ビル）〒260-0015 千葉市中央区富士見2-7-5（富士見ハイネスビル）〒252-0233 神奈川県相模原市中央区鹿沼台1-7-7（トラスト・テック相模原ビル）〒420-0857 静岡市葵区御幸町8（静岡三菱ビル）●西日本販売部
名古屋営業所 ☎052-332-1701
富 山 営 業 所 ☎076-451-9470
大 阪 営 業 所 ☎06-6266-3116
京 滋 営 業 所 ☎075-595-7761
神 戸 営 業 所 ☎078-362-0091
岡 山 営 業 所 ☎086-242-1850
広 島 営 業 所 ☎082-286-2811
高 松 営 業 所 ☎087-869-2585
福 岡 営 業 所 ☎092-938-8222
長 崎 営 業 所 ☎095-824-3457〒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〒542-0081 大阪市中央区南船場1-18-11（SRビル長堀）〒607-8085 京都市山科区竹鼻堂ノ前町46-1（大樹生命京都山科ビル）〒650-0025 神戸市中央区相生町1-2-1（東成ビル）〒700-0953 岡山市南区西市801-2〒732-0802 広島市南区大州3-4-1〒761-8075 高松市多肥下町1511-1（サンフラワー通り東ビルⅠビル）〒811-2317 福岡県糟屋郡粕屋町長者原東3-10-5〒850-0033 長崎市万才町3-4（長崎ビル）●フリーコール
塗料相談室

いーないろ

0120-98-1716
ハローいろ

住まいの塗り替えハロービュー事務局 0 1 2 0 - 9 5 - 8 6 1 6●ホームページ

https://www.dnt.co.jp/●表紙について
DNT及びDEVELOP（開発する）の「D」に希望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.20
●発行日
●発行人
●発 行
●編 集

2020年10月10日
小島 英嗣
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 06-6266-3141

禁無断転載