JPS63264676A - 無溶剤二液型ウレタン塗料組成物で被覆したセメント管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、耐衝撃性、耐薬品性、耐塩水性および耐食性
を目的とした無溶剤二液型ウレタン塗料組成物で被覆し
たセメント管に関する。

［従来の技術］ 上下水道管、工業用水管に使用されているセメンＩ〜管
の内面については防食が施されていないのが一般的であ
る。近年特に下水道管に使用されている自然流下系のセ
メント管は硫化水素に原因する酸による腐食が問題とな
ってきた。対策としてコールタール、アスファルト、タ
ールエポキシ樹脂塗料、タールウレタン樹脂塗料等の防
食塗料で被覆する事が考えられる。しかしながら、これ
らの被覆材の多くは有機溶剤を含み、引火爆発の危険性
を有し、かつ有機溶剤は乾燥過程で大気中に飛散するた
め大気汚染の発生源となる。

ざらにコールタール系物質は、特化用の第二類管理物質
に規定され、また有殿溶剤類は労働安全衛生法の有機溶
剤中毒予防規則に定められており、その取り扱いはいず
れも安全衛生上問題がある。

しかも、前記塗料は一般に乾燥が遅く、ハンドリングに
時間がかかるという欠点がある。

これらの欠点を改良したものとして近年、無溶剤二液型
ウレタン樹脂塗料が開発されてきた。最も単純なウレタ
ン樹脂組成物はヒマシ油とポリイソシアネートの二成分
系であるが、この場合は、その硬化塗膜の硬度は低く、
また耐食性も劣り実用的でない。この欠点を補い前記し
た従来公知の塗料と同等程度の物性、耐食性を有し、し
かもスプレー塗装可能なウレタン樹脂塗料として、ヒマ
シ油にポリエーテルポリオールを併用する系が開発され
実用化されている（特開昭５９−１９７４６６、６０−
１３８５５、６０−３２８５７．６０−４７０７４．６
１−２６６７５　　号公報）。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、ポリエーテルポリオールを含有するウレタン
樹脂塗れは、ポリエーテルポリオールの吸湿性が大きい
ため一般に厚塗り時に発泡しやすく、また、その硬化塗
膜は水に浸漬した場合吸水しやすく、セメント素地との
付着劣化や腐食を起しやすく満足すべき性能を有しない
。一方、ポリエーテルの代りにポリブタジェンジオール
を使用することも提案されているが（特開昭５９−１９
７４６７〜９号公報）ポリブタジェンジオールは二官能
性であるため、得られる塗膜の架橋密度が低く、水によ
り膨潤しやすく、また樹脂粘度が高く、スプレー塗装し
難いという欠点を有する。

本発明は、前記問題点を解決するために耐衝撃性、耐薬
品性、耐水性および耐食性が従来公知の塗料と同等以上
で、かつ塗装時、発泡し難い無溶剤二液型ウレタン塗料
組成物で被覆したセメント管の提供を目的とするもので
ある−０ ［問題点を解決するための手段］ 本発明は、（Ａ）　　（ａ）ひまし油５０〜９５重邑％
、（ｂ）２価アルコール１〜３０重量％、（ｃ）３価以
上の多価アルコール３〜３０重量％で、各成分の総和が
１００重量％となるように反応させて得られるポリオー
ル１００重量部に対し、さらに、（ｄ）ε−カプロラク
トン３〜３０重量部反応させて得られる数平均分子量１
０００以下、水酸基価１５０〜３５０のポリオールと、 （Ｂ）ポリイソシアネートを必須成分とし、イソシアネ
ート基とポリオールの水酸基との当量比（ＮＣＯ／ＯＨ
）が（０，６〜１．６　）　／１．０である無溶剤二液
型ウレタン塗料組成物で被覆したセメント管と要約され
、それによれば前記のような安全衛生上の問題がなく、
かつ発泡のない強力な防食被覆を施したセメント管を提
供することができる。

本発明で使用する（Ａ＞ポリオールの構成成分である（
ｂ）成分の２価アルコールとしては、エチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジ
プロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、１．
４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１．６
−ヘキサンジオール。

オクタンジオール、１．２−ヒドロキシステアリルアル
コール、水添ビスフェノールＡ、シクロヘキサンジメタ
ツール等が挙げられる。（ｃ）成分の３価以上の多価ア
ルコールとしては、グリセリン。

トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン。

ペンタエリスリトール、ジグリセリン、ジペンタエリス
リトール、ソルビ１〜−ル等が例示される。

また、ジメチロールプロピオン酸ヤ乳酸のようなオキシ
カルボン酸も適宜使用することは可能である。

本発明を構成する（Ｂ）成分であるポリイソシアネート
は、（Ａ＞成分のポリオールの硬化剤であり、脂肪族系
、脂環式系、芳香族系の各ポリイソシアネートまたはそ
れらの混合物が使用できる。

脂肪族系は一般にヘキサメチレンジイソシアネート（Ｈ
ＭＤＩ＞、脂環式系はイソホロンジイソシアネート（Ｉ
ＰＤＩ）、芳香族系はトリレンジイソシアネート（ＴＤ
　Ｉ　＞　、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤ
　Ｉ　＞　、ポリフェニルメタンポリイソシアネート（
クルードＭＤ　Ｉ　）　、キシリレンジイソシアネート
（ＸＤ　Ｉ　）あるいはこれらのビューレットまたはイ
ソシアヌレート構造を有する三量体化合物、これらのポ
リイソシアネートとポリオールの付加反応化合物等が代
表的なものであるが、価格、塗装作業性、硬化塗膜の物
性の点で、クルードＭＤＩやＴＤＩ等の芳香族系のポリ
イソシアネートが好ましい。

本発明の（Ａ＞成分であるポリオールは、成分（ａ）、
　（ｂ）、　（ｃ）を２００〜２５０℃で必要に応じて
塩基性触媒を用いてエステル交換させた侵、約２００℃
で（ｄ）成分を開環付加反応させて得られる。

（ａ）成分のひまし油は、（ａ）、　（ｂ）、　（ｃ）
各成分の総和の５０〜９５市母％、好ましくは７０〜９
０重串％であり、５０重重量未満では塗料粘度が上がり
塗膜の平滑性が失われる。一方、９５重ｆｆｉ％を越え
るとひまし油単独の性質に近づき、塗膜硬度は低く耐食
性に劣る。

（ｂ）成分の２価アルコールは、１〜３０重屯％、好ま
しくは２〜１０重量％であり、１重量％未満では塗膜の
耐衝撃性に劣り、３０重徂％を越えると塗膜の硬度が極
端に低下する。

（ｃ）成分の３価以上のアルコールは、３〜３０！ｍ％
、好ましくは３〜１５重量％であり、３型口％未満では
塗膜の架橋密度が減少し、塗膜は硬度が低下し水浸漬に
より膨潤しやすく、また３０重Ｍ％を越えると塗膜は脆
くなり、耐衝撃性、付着性が著しく低下する。

（ｄ）成分のε−カプロラクトンは、（ａ）、　（ｂ）
、　（ｃ）からなるポリオール１００重量部に対して、
３〜３０重吊部の割合で使用され、樹脂の相溶性と可撓
性を付与するが３重量部以下では効果が少なく、３０重
足部を越えると塗膜硬度の低下をきたす。

また、ポリオールの数平均分子量は１０００以下、水酸
基価１５０〜３５０が適当である。なお数平均分子量が
１０００を越すと塗料化の際の及び塗装作業時の作業性
が悪くなり、また水酸基価が１５０未満では架橋密度が
低くなるため塗膜硬度が低下し耐食性が悪くなる。逆に
３５０を越えると衝撃性、屈曲性等の物性が低下する。

（Ｂ）成分のポリイソシアネートは（Ａ＞成分であるポ
リオールの水酸基とポリイソシアネートのイソシアネー
ト基の当量比（ＮＣＯ／ＯＨ＞が（０，６〜１．６　）
　／１．０になる量だけ使用されるが、当量比が０．６
未満では硬化不十分となり、１．６を越えると物性の低
下が著しく、いずれも耐食性に悪影響を及ぼす。

該ウレタン塗料組成物の構成部分の他に必要に応じ、ジ
ブチルチンジラウレート、ジブチルチンジアセテ−１・
等の有機金属化合物や各種アミン類を反応触媒として添
加したり、酸化チタン、弁柄。

黄鉛、亜鉛華、カーボンブラック、フタロシアニンブル
ー等の有機または無機系の着色顔料、鉛丹。

鉛酸カルシウム、クロム酸亜鉛、塩基性クロム酸鉛、モ
リブデン酸亜鉛、縮合燐酸亜鉛等の防錆顔料、シリカ、
パライト、炭酸カルシウム、クレー。

タルク、マイカ等の体質顔料を配合したり、ざらに助剤
として各種の平滑剤、吸湿剤、シランあるいはチタン系
カップリング剤等の使用も可能である セメント管への塗装方法は表面をグラインダーまたはワ
イヤブラッシー等で処理した俊、管を回転させながら本
発明の無溶剤二液型ウレタン塗料を塗装するがこの時プ
ライマーを使用してもさしつかえない。

本発明の無溶剤二液型「ルタン塗料は常温または３０〜
９０℃に加温してスプレーまたは遠心投射による塗装方
法が取られ−でいるが、特に二頭ガンエアレススプレー
塗装が好ましい。塗装作業性や塗膜の損傷防止を有利に
するためにはセメント管を３０〜９０℃に加熱して塗装
するのが望ましい。膜厚は内面で１履位を目標にするが
膜厚はいくらでも調整が可能である。

［効果］ 本発明によれば０．１〜数ｍの厚膜で、耐衝撃性。

耐薬品性、耐水性および耐食性に優れたウレタン塗料で
被覆されたセメント管を得ることが出来る。

［実施例］ 以下、本発明を実施例により説明する。

■、ウレタン樹脂組成の実施例 （実施例１） （Ａ＞ポリオールの＋！！造 ひまし油８８重量部、ペンタエリスリトール９重量部、
１．４−ブタンジオール３重Ｍ部を水酸化リチウム０．
０２重量部の存在下、２５０’Ｃで１時間エステル交換
反応させた後、ε−カプロラクトン８重吊部を２００℃
で３時間反応させ、水酸基価２９８．粘度１１゜１ボイ
ズ（２５℃）のポリオールを１９だ。

（実施例２〜９） 実施例１と同様な方法で、ひまし油と多価アルコールを
エステル交換し、さらにε−カプロラクトンを付加させ
、一連のポリオールを得た。

各ポリオールの成分と特性値を表１に示す。

（比較例１０〜１６） 実施例１と同様な方法で、ひまし油と多価アルコールを
エステル交換し、ざらにε−カプロラクトンを付加させ
、比較例としてのポリオールを得た。但し、比較例１５
のみは、ひまし油と１．４−ブタンジオール、ペンタエ
リスリトールとのエステル交換のみでε−カプロラクト
ンの付加は行っていない。

各ポリオールの成分と特性値を表１に示す。

■、セメント管への被覆実施例 （実施例１７） 呼び口径２５０φ、長ざ２４００ｍｍのセメント管の内
面をワイヤーブラツシャーで研磨し表面のレイタンスを
除いた後、ポリアミド樹脂を硬化剤としたエポキシ樹脂
クリアーを塗布し均熱炉中で５０℃まで加温を行ない、
実施例１に示した組成のウレタン樹脂塗料を管を６ｏｏ
ｒｐｍで回転させながら日本グレイ製ハイドラキャット
にてホットエアレス遠心投射法により約１ｍの厚みに塗
装したところ、塗装後約２分でハンドリング可能な硬化
を示し、塗布は鏡状の滑らかさをもつウレタン樹脂塗料
被覆セメント管が得られた。

この被覆セメント管を１週間室温にて放麗した後２００
Ｘ２００ｍの大きざに切り出し、塗装していない部分を
タールエポキシ塗料で塗装しクールエポキシ塗料が硬化
してから５重子％の硫ｒｌｉ液に６ケ月浸漬したが、該
ウレタン樹脂塗料塗装部はフクレ、ワレ、キレン等の発
生がなく充分にセメント管を保護していることが証明さ
れた。同時に試験した未塗装管の場合は３日間で表面の
崩壊が見られた。

（実施例１８） 呼び口径８００φ、長ざ２０００ｍのセメント管の内面
を砥石研磨した後、更にワイヤーブラツシャー研磨を行
って表面を滑らかにし、均熱炉中で３５℃まで加温し、
実施例１に示した組成のウレタン樹脂塗料を管を１７０
ｒｌ）ｍで回転させながら日本グレイ製ハイドラキャッ
トにてホットエアレススプレー塗装により約１Ｍｒｉの
厚みに塗装したところ、塗装後約５分でハンドリング可
能な硬化を示し、塗面は鏡状の滑らかさをもつウレタン
樹脂塗料被覆セメント管が得られた。

（実施例１９） 呼び口径８００φ、長さ２００αｍのセメント管の内面
をワイヤーブラツシャーで研磨し表面のレイタンスを除
いた後、ポリアミド樹脂を硬化剤としたエポキシクリア
ーを塗布し均熱炉中で４０℃まで加温し、実施例１８と
同様に管を回転させながら実施例１に示した組成のウレ
タン樹脂塗料をホットエアレススプレー塗装を行ったと
ころ、約３分でハンドリング可能な硬化を示し、塗面は
鏡状の滑らかさをもつウレタン樹脂塗料被覆セメント管
が得られた。

表１にポリオール樹脂組成、塗料配合および性能試験の
結果を纏めた。樹脂組成、塗料配合の各配合グは千旧部
で表示した。

塗料化に際し、主剤成分は該ポリオール樹脂に各顔料を
配合し３本日−ルミルにてＪＩＳに５４００　Ｂ、２Ｂ
で判定して２５〜３０μになる迄分散した。

また、性能試験に供する試験板は旭大隅可変型２液ホッ
トエアレス塗装機にて厚みが０．７〜１．０゜ｍになる
ようにエアレス塗装した後７日間室内にて屹燥硬化させ
たものを使用した。

注１．　合成ゼオライトは東洋曹達製ゼオラムＡ４を使
用した。

本則はその機能上主剤成分の顔料分散が終了した時点で
加えた。

注２．　　トリエチレンジアミンは反応促進の触媒とし
て使用するもので、その量は主剤、硬化剤の混合物の流
動時間が２〜３分になる様に定めた。

注３．　クルードＭｌ］としては三菱化成（株）のＰＡ
ＰＩ−１３５（Ｎ００％３１．３＞を使用した。

注４．　変成ＭＤＩとしては日本ポリウレタン（株）の
コロネート２Ｑ６１　（Ｎ００２２％）を使用した。

注５．　ゴム硬度試験はポリエチレンシー］・上に４〜
５Ｉｎ！ｎの厚みになるようにエアレス塗装し、硬化１
１塗装膜をポリエチレンシートから剥がし５０Ｘ５０ｍ
の大きざに切断したものをショアー硬度計にて測定した
。

注６．　　＊撃試験は１．６Ｘ７０Ｘ１５ＯＮｒＸのサ
ンドブラスト鋼板にエアレス塗装し、ＪＩＳに５４００
６．１３８法で試験した。試験の条件は半径６．３５±
０．０３ｍ＋＋の撃ち型と受は台の間に塗膜面を上向に
して挟み質量’ＩＫｙの錘を５０ｃｍの高さから落下し
た時に生ずる塗膜の変形にワレ、ハクリ等の損傷がある
か否かを調べ、損傷が無い場合は更に損傷が生じるまで
連続衝撃を行った。

注７．　屈曲試験は１．６ｘ１００Ｘ３００ｓＩのサン
ドブラスト板に塗装したものをＪＩＳ　Ｇ３４９２の屈
曲試験に基づいて塗膜面にワレを生じる迄の押し出し距
離を試験した。

注８．　塩水噴霧試験は１．６Ｘ７０Ｘ１５０ｍのサン
ドブラスト板に塗装し素地に達する傷を入れたのちＪＩ
Ｓ　Ｋ　５４００７．８により３０００ＨｒＳ試験した
後、偏部にＮＴカッターを入れ偏部から剥がれなくなる
迄の距離を試験した。

注９．　吸水率の試験は注５ゴム硬度試験と同要領で作
成した５０Ｘ５０ｍ試験片を水通水に浸漬して浸漬後の
重量増しを次式によって産出し吸水率（％）として表示
した。

（Ｗｏ−Ｗ　　／　　Ｗ）ｘｌｏｏ Ｗ　＝浸漬前の重量 Ｗｏ−浸漬後の重聞

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （Ａ）（ａ）ひまし油５０〜９５重量％、（ｂ）２価ア
   ルコール１〜３０重量％、（ｃ）３価以上の多価アルコ
   ール３〜３０重量％で、各成分の総和が１００重量％と
   なるように反応させて得られるポリオール１００重量部
   に対し、さらに、（ｄ）ε−カプロラクトン３〜３０重
   量部反応させて得られる数平均分子量１０００以下、水
   酸基価１５０〜３５０のポリオールと、 （Ｂ）ポリイソシアネートを必須成分とし、イソシアネ
   ート基とポリオールの水酸基との当量比（ＮＣＯ／ＯＨ
   ）が（０．６〜１．６）／１．０である無溶剤二液型ウ
   レタン塗料組成物で被覆したセメント管。