JPH1160999A - 鋳鉄管外面用粉体塗料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水道水中の残留塩素の消費を抑制する効果が
優れ、かつ耐候性が優れた鋳鉄管外面用粉体塗料を提供
する。 【解決手段】 鋳鉄管の外面に塗装する粉体塗料を、ア
クリル樹脂とエポキシ化合物とを基材樹脂とし、窒素系
硬化剤を含ませずに、平均粒子径１〜５０μｍのシリカ
を含ませて調製し、その１８０℃のゲルタイム（糸引き
法）を１０〜２００秒に調整する。上記粉体塗料として
は、酸価１０〜１５０のアクリル樹脂１００重量部に対
して軟化点または融点が５０〜１５０℃のエポキシ化合
物をカルボキシル基：エポキシ基の当量比が１：０．６
〜１：１．６の範囲内で含むアクリル−エポキシ系粉体
塗料が好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋳鉄管外面用粉体
塗料に関し、さらに詳しくは、上水道用の鋳鉄管の外面
の塗装に使用される粉体塗料であって、接合部や水中配
管において水道水（本発明において、「水道水」とは
「上水道水」を意味する）に要求される残留塩素の消費
を抑制する効果が優れ、かつ耐候性が優れた粉体塗料に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、鋳鉄管の外面に塗装する塗料とし
ては、たとえば、二液型のエポキシ塗料、アクリル
エマルション塗料、窒素系硬化剤を用いたエポキシ粉
体塗料（たとえば特開平４−３７０１６２号公報）など
が使用されたり、提案されてきたが、アクリルエマルシ
ョン塗料以外は耐候性が劣り、屋外に放置された時に光
沢が減少するなどの問題があった。また、浄水場の水中
配管用鋳鉄管などでは、外面が水道水に触れることにな
り、これらの塗料を使用していると、水道水の残留塩素
の消費量が多くなるという問題もあった。

【０００３】さらに、アクリエルエマルション塗料は充
分な防錆力を有していないので、アクリルエマルション
塗料を用いる場合は、下塗りとして防錆力の優れた亜鉛
系プライマーを塗装しておかなければならないという不
便さがあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来の上水道用鋳鉄管の外面の塗装に使用する塗料の
問題点を解決し、水道水中の残留塩素の消費を抑制する
効果が優れ、かつ耐候性が優れた鋳鉄管外面用粉体塗料
を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上水道用鋳鉄
管の外面の塗装に使用する粉体塗料として、アクリル樹
脂とエポキシ化合物とを基材樹脂とする窒素系硬化剤を
含まない粉体塗料を使用することによって、水道水中の
残留塩素の消費を抑制し、耐候性を向上させるととも
に、平均粒子径１〜５０μｍのシリカを含有させること
と上記粉体塗料の１８０℃のゲルタイム（糸引き法）を
１０〜２００秒に調整することによって、窒素系硬化剤
の不使用に基づいて発生しやすくなる問題点を解決した
ものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の鋳鉄管外面用粉体塗料
は、アクリル樹脂とエポキシ化合物とを基材樹脂とする
窒素系硬化剤を含まない粉体塗料で構成されるが、その
好適な具体例としては、たとえば、酸価が１０〜１５０
のアクリル樹脂１００重量部に対して軟化点または融点
が５０〜１５０℃のエポキシ化合物をカルボキシル基：
エポキシ基の当量比で１：０．６〜１：１．６の範囲内
で含み、かつ平均粒子径１〜５０μｍのシリカを含み、
１８０℃のゲルタイム（糸引き法）が１０〜２００秒に
調整されたアクリル−エポキシ系粉体塗料が挙げられ
る。

【０００７】上記アクリル−エポキシ系粉体塗料の基材
樹脂となるアクリル樹脂としては、酸価が１０〜１５０
のものが好ましく、日本水道協会規格（ＪＷＷＡ）で禁
止されているアクリロニトリルは使用せず、使用できる
モノマー類としては、たとえば、アクリル酸エチル、ア
クリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、
メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸２−エチルヘキシ
ル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタク
リル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソ−ブチル、スチレ
ン、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸２−ヒド
ロキシエチル、メタクリル酸２−ヒドロキシプロピルな
どが挙げられる。

【０００８】そして、上記アクリル樹脂において、その
酸価が１０〜１５０であることが好ましいとするのは、
次の理由によるものである。すなわち、アクリル樹脂の
酸価が１０未満の場合は、アクリル樹脂の反応性が低下
して、ピンホールの発生を抑制する効果が低下したり、
塗膜の柔軟性や耐衝撃性が低下して塗膜が鋳鉄管の変形
に追随できなくなったり、塗膜にクラックが発生するよ
うになるおそれがあり、アクリル樹脂の酸価が１５０を
超える場合は、アクリル樹脂の分子量が小さいことから
塗膜が脆くなり、外面用に要求される物性を維持できな
くなったり、アクリル樹脂の反応性が強すぎて塗料の調
製時にゲル化を引き起こしたり、塗料のゲルタイムが極
端に短くなって貯蔵安定性が悪くなるおそれがある。

【０００９】上記アクリル樹脂と組み合わせるエポキシ
化合物としては、たとえば、ビスフェノールＡ型エポキ
シ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ノボラック
型エポキシ樹脂、ハロゲン化ビスフェノールＡ型エポキ
シ樹脂、ハロゲン化ノボラック型エポキシ樹脂、テレフ
タル酸エポキシ樹脂、水添ビスフェノールエポキシ樹
脂、２，５−ジターシャリーブチルハイドロキノンのジ
グリシジルエーテルなどが挙げられ、これらは単独で用
いてもよいし、また２種類以上混合して用いてもよい。

【００１０】これらのエポキシ化合物においては、その
軟化点または融点が５０〜１５０℃であることが好まし
いが、これは次の理由によるものである。すなわち、エ
ポキシ化合物の軟化点または融点が５０℃未満の場合
は、アクリル−エポキシ系粉体塗料の反応性が強くなる
ため、そのゲルタイムが経時的に速くなり、ピンホール
が発生しやすくなったり、固着性が強くなるおそれがあ
る。また、エポキシ化合物の軟化点または融点が１５０
℃を超える場合は、エポキシ化合物の反応性が低下し
て、ピンホールの発生を抑制する効果が低下したり、塗
膜の柔軟性や耐衝撃性が低下して、塗膜が鋳鉄管の変形
に追随できなくなったり、塗膜への衝撃によって塗膜に
クラックが発生するようになるおそれがある。

【００１１】本発明の粉体塗料においては、平均粒子径
１〜５０μｍのシリカを含有させるが、これは上記シリ
カが溶融時の粘度を上昇させることなく塗膜を適度に多
孔質化して鋳鉄管のす（巣）穴に含まれている空気や水
分などの気化成分に基づくピンホールの発生を抑制する
作用を有するからである。

【００１２】この平均粒子径１〜５０μｍのシリカは、
当該粉体塗料の基材樹脂（アクリル樹脂とエポキシ化合
物との合計）１００重量部に対して１０〜１００重量部
であることが好ましい。上記シリカの配合量が基材樹脂
１００重量部に対して１０重量部より少ない場合は、充
分なピンホール発生抑制効果が得られず、また、上記シ
リカの配合量が基材樹脂１００重量部に対して１００重
量部より多い場合は、粉体塗料の溶融粘度が高くなるた
め、充分なピンホール発生抑制効果が得られなくなるお
それがある。

【００１３】本発明の粉体塗料には、上記成分に加え、
さらに着色顔料、体質顔料、レベリング剤、垂れ止め
剤、触媒などを適宜添加することができる。

【００１４】上記着色顔料としては、たとえば、カーボ
ンブラックなどが挙げられ、上記体質顔料としては、た
とえば、タルク、炭酸カルシウム、硫酸バリウムなどが
挙げられる。また、上記レベリング剤としては、たとえ
ば、ＢＹＫ３６０Ｐ（商品名、シリカに吸着させた粉末
状レベリング剤、ＢＹＫ社製）、モダフローパウダー
（商品名、シリカに吸着させた粉末状レベリング剤、モ
ンサント社製）、アクロナール（商品名、アクリルオリ
ゴマー系レベリング剤、ＢＡＳＦ社製）などが挙げら
れ、上記垂れ止め剤としては、たとえば、微粉末シリ
カ、アエロジル２００（商品名、日本アエロジル社製）
などが挙げられる。上記触媒は、アクリル−エポキシ系
粉体塗料を調製する際に、必要に応じ、アクリル樹脂と
エポキシ化合物との反応を促進するために使用されるも
のであるが、ＪＷＷＡではリン系触媒の使用を許可して
いないので、触媒を使用する場合、イミダゾール系やイ
ミダゾリン系の窒素を含んだ触媒を使用することになる
が、触媒の場合は、窒素系硬化剤とは異なり、窒素の含
有量の少ないものが使用される上に、その使用量が多く
ても樹脂１００重量部に対して１重量部以下と少ないの
で、実質上、残留塩素の消費に影響を与えることはな
い。

【００１５】本発明の粉体塗料の調製は、たとえば、上
記アクリル樹脂とエポキシ化合物とからなる基材樹脂、
硬化剤、シリカなどをヘンシェルミキサーなどでドライ
ブレンドし、コニーダなどで溶融混練することによって
行われる。そして、得られた混合物をハンマーミルなど
で粉砕し、ふるいで粗粒をカットして、粉体塗料として
使用に供される。

【００１６】また、本発明の粉体塗料は、１８０℃のゲ
ルタイム（糸引き法）が１０〜２００秒に調整されるこ
とが必要である。１８０℃のゲルタイム（糸引き法）が
１０秒より短い場合は、塗料調製時にゲル化したり、貯
蔵中に経時変化を起こして貯蔵安定性が悪くなり、ま
た、１８０℃のゲルタイム（糸引き法）が２００秒より
長い場合は、鋳鉄管のす穴に含まれている空気や水分な
どの気化成分に基づくピンホールの発生を充分に抑制す
ることができなくなる。

【００１７】

【実施例】つぎに、実施例を挙げて本発明をより具体的
に説明する。ただし、本発明はそれらの実施例のみに限
定されるものではない。

【００１８】実施例１〜３および比較例１〜３ 表１および表２に示す組成で実施例１〜３および比較例
１〜３の粉体塗料を調製した。なお、表中の各成分の数
値の単位は重量部である。また、表中に商品名などで示
したものについては、その詳細を表２の後に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【表２】

【００２１】※１：ジョンクリルＳＣＸ−８１７（商品
名）ジョンソンポリマー社製の酸価５５のアクリル樹脂 ※２：ジョンクリルＳＣＸ−８１９（商品名）ジョンソ
ンポリマー社製の酸価７５のアクリル樹脂 ※３：ジョンクリルＳＣＸ−８３９（商品名）ジョンソ
ンポリマー社製の酸価１０５のアクリル樹脂 ※４：エポミックＲ−３６３（商品名）三井石油化学工
業（株）製の軟化点９２℃でエポキシ当量７４０のエポ
キシ樹脂 ※５：エポトートＳＴ−４０００Ｄ（商品名）東都化成
（株）製の軟化点９２℃でエポキシ当量６９５の水添ビ
スフェノールエポキシ樹脂

【００２２】※６：ミニジール１５μｍ（商品名）ＵＳ
シリカ社製の平均粒子径１５μｍのシリカ ※７：三菱カーボン♯４５（商品名）三菱カーボン
（株）製のファーネス方式のカーボンブラック ※８：ＢＹＫ３６０Ｐ（商品名）ＢＹＫ社製のシリカに
吸着させた粉末状レベリング剤 ※９：アクチロンＮＸＪ−６０（商品名）シンスロン社
製のプロピルイミダゾール系触媒 ※10：エポミックＲ３０４Ｋ（商品名）三井石油化学工
業（株）製の軟化点９９℃でエポキシ当量９２０のエポ
キシ樹脂

【００２３】※11：ジシアンジアミド日本カーバイト工
業（株）製、窒素系硬化剤 ※12：２−フェニルイミダゾリン四国化成（株）製、窒
素系硬化剤 ※13：アジピン酸ジヒドラジド日本ヒドラジン工業
（株）製、窒素系硬化剤

【００２４】上記粉体塗料の調製は、各成分をヘンシェ
ルミキサー〔三井三池製作所（株）製〕でドライブレン
ドし、コニーダー（ブッス社製）で溶融混練することに
よって行い、ついで、ハンマーミル〔不二バウダル
（株）製〕で粉砕し、６０メッシュの篩で粗粒をカット
して、平均粒子径５０μｍの粉体塗料を得た。なお、上
記実施例１〜３はアクリル−エポキシ系粉体塗料である
が、これらの塗料におけるカルボキシル基：エポキシ基
の当量比は、実施例１が１：１、実施例２が１：１．
１、実施例３が１：１．１である。

【００２５】上記のようにして調製した実施例１〜３お
よび比較例１〜３の粉体塗料の１８０℃のゲルタイム
（糸引き法）を測定した。測定方法は次の通りであり、
測定結果を後記の表４および表５に示す。

【００２６】ゲルタイムの測定方法 １８０℃の恒温に保ったホットプレート上に上記粉体塗
料を１００ｍｇずつ置き、全体が溶融した時点を開始点
として、スパチュラーで攪拌しつつ一定時間ごとに上方
に引っ張って溶融塗料が糸を引かなくなるまでの時間を
測定し、それをゲルタイム（秒）とする。

【００２７】また、上記実施例１〜３および比較例１〜
３の粉体塗料について耐候性、残留塩素の消費量、耐屈
曲性および耐衝撃性を調べた。それらの評価方法や測定
方法は次の通りであり、測定結果を後記の表４および表
５に示す。

【００２８】耐候性：厚さ０．８ｍｍで７０ｍｍ×１５
０ｍｍのブラスト鋼板の片面に平均膜厚がそれぞれ１０
０μｍとなるように各粉体塗料を塗装し、１８０℃で２
０分間焼き付けて塗板を作製する。該塗板をＪＩＳ−Ｋ
−５４００−９．８．１に規定の耐候性試験に準じて３
００時間テスト後、塗膜外観を観察し、その結果を次の
表３に示す評価基準にて記号化して示す。

【００２９】

【表３】

【００３０】残留塩素の消費量：厚さ０．８ｍｍで７０
ｍｍ×１５０ｍｍの冷延鋼鈑の両面に平均膜厚がそれぞ
れ１００μｍとなるように各粉体塗料を塗装し、１８０
℃で２０分間焼き付けて塗板を作製する。つぎに内容積
１リットルのガラスビーカーに残留塩素濃度が１．０ｐ
ｐｍとなるように次亜塩素酸ナトリウムで調整した水道
水を１リットル入れ、その水道水中に塗装面積が５００
ｃｍ² になるように上記塗板を浸漬し、密封する。２０
℃の暗所に２４時間放置後、浸漬水中の残留塩素の消費
量をＪＷＷＡ−Ｋ−１３９（１９９２）に基づいて測定
する。

【００３１】耐屈曲性：ＪＤＰＡ（日本ダクタイル鉄管
協会規格）−Ｚ−２０１０に準じ、厚さ０．３ｍｍで１
５０ｍｍ×５０ｍｍのぶりき板の片面に焼付後の塗膜の
厚さが０．１ｍｍ±０．０２ｍｍになるように各粉体塗
料を塗装し、１８０℃で２０分間焼き付けて塗板を作製
する。つぎに、ＪＩＳ−Ｋ−５４００の８．１（耐屈曲
性）に規定された屈曲試験器を用い、直径１０ｍｍの心
棒に沿って上記塗板を１８０°折り曲げた時に、塗膜に
割れ・はがれが認められない場合は、「折り曲げに耐え
る」と評価し、合格とする。

【００３２】耐衝撃性：ＪＤＰＡ−Ｚ−２０１０に準
じ、厚さ４ｍｍで２００ｍｍ×１００ｍｍのブラスト鋼
板の片面に焼付後の塗膜の厚さが０．１ｍｍ±０．０２
ｍｍになるように塗装し、１８０℃で２０分間焼き付け
て塗膜を作製する。そして、ＪＩＳ−Ｋ−５４００の
８．３．２（デュポン式）に規定される耐衝撃試験器を
用い、５００ｇのおもりを３００ｍｍの高さから上記塗
板の塗膜上に落とした時に、塗膜に割れ・はがれが認め
られない場合は、「衝撃による変形で割れ・はがれがで
きない」と評価し、合格とする。

【００３３】上記評価結果をまとめて表４および表５に
示すが、表４には実施例１〜３の評価結果を示し、表５
には比較例１〜３の評価結果を示す。

【００３４】

【表４】

【００３５】

【表５】

【００３６】表４に示す実施例１〜３の評価結果と表５
に示す比較例１〜３の評価結果との対比から明らかなよ
うに、実施例１〜３は、比較例１〜３に比べて、残留塩
素の消費量が少なかった。また、実施例１〜３は、耐候
性の評価が○または◎であって、光沢保持率が少なくと
も７０％以上（表３参考）と適正な範囲内にあり、しか
も耐屈曲性、耐衝撃性のいずれも優れていて、鋳鉄管外
面用粉体塗料として充分な性能を示していた。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、水道
水に要求される残留塩素の消費を抑制する効果が優れ、
かつ耐候性が優れた鋳鉄管外面用粉体塗料を提供するこ
とができた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ０９Ｄ 163/00 Ｃ０９Ｄ 163/00 (72)発明者 須田 憲司 兵庫県尼崎市塚口本町２丁目41番１号 川 上塗料株式会社内 (72)発明者 鬼塚 秀一 兵庫県尼崎市塚口本町２丁目41番１号 川 上塗料株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 窒素系硬化剤を含まない粉体塗料であっ
   て、アクリル樹脂およびエポキシ化合物を含み、かつ平
   均粒子径１〜５０μｍのシリカを含み、１８０℃のゲル
   タイム（糸引き法）が１０〜２００秒に調整されている
   ことを特徴とする鋳鉄管外面用粉体塗料。
2. 【請求項２】 粉体塗料が、酸価が１０〜１５０のアク
   リル樹脂１００重量部に対して軟化点または融点が５０
   〜１５０℃のエポキシ化合物をカルボキシル基：エポキ
   シ基の当量比で１：０．６〜１：１．６の範囲内で含む
   アクリル−エポキシ系粉体塗料である請求項１記載の鋳
   鉄管外面用粉体塗料。