金属管用塗料組成物およびそれを塗布してなる金属管
【課題】トルエンおよび／またはキシレンの溶剤臭を低減し、かつ乾燥時間を短縮することができる金属管用塗料組成物およびそれを塗布してなる金属管を提供する。
【解決手段】金属管用塗料組成物は、（メタ）アクリル樹脂と、トルエンおよび／またはキシレンと炭素数９〜１０のアルキルシクロヘキサンとからなる溶剤とを含み、前記溶剤中における前記トルエンおよび／またはキシレンと前記炭素数９〜１０のアルキルシクロヘキサンとの重量比が、８５：１５〜３０：７０である。
【解決手段】金属管用塗料組成物は、（メタ）アクリル樹脂と、トルエンおよび／またはキシレンと炭素数９〜１０のアルキルシクロヘキサンとからなる溶剤とを含み、前記溶剤中における前記トルエンおよび／またはキシレンと前記炭素数９〜１０のアルキルシクロヘキサンとの重量比が、８５：１５〜３０：７０である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属管用塗料組成物および該組成物を塗布してなる金属管に関し、さらに詳しくは、水道管やガス管として使用される鋳鉄管に被覆される塗料組成物および該組成物を塗布してなる鋳鉄管に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、水道管やガス管などには鋳鉄管や鋼管などの金属管が用いられる。水道管やガス管は地中に埋設して使用されることが多く、地中での腐食を防止するために金属管の外面には防食用の塗料が被覆されている。このような塗料組成物として、ビニル系重合体を主成分とする有機溶剤系の塗料組成物が特許文献１に提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３５４５２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来の塗料組成物は、塗布後にトルエン、キシレンなどの溶剤が充分に揮発せず塗膜中に残存した場合、溶剤臭が残ってしまう。溶剤成分を充分に揮発させるためには乾燥に時間を要するという問題があった。
【０００５】
また、塗料は基本的に金属管の外面に被覆されるものであるが、管の継手部では、管の内面の一部にも塗布され、また一方の管に他方の管が差し込まれて固定されるため、差し込まれた管の外面の一部が管の内側に位置する。そのため、管内部を通過する水などが塗膜に接触し、塗膜の乾燥が不充分な場合、塗膜中の溶剤成分が浸出し、水質に影響を及ぼしかねない。特に、日本水道協会規格ＪＷＷＡ Ｋ １３９「水道用ダクタイル鋳鉄管合成樹脂塗料」には、水道用鋳鉄管についてトルエン、キシレンなどによる溶剤臭対策が必要であると記載されている。これは、塗膜に水道水が接触することによりトルエン、キシレンなどの有機溶剤が水道水中に浸出し、水道水から有機溶剤の臭気が生じることを防止するためである。
【０００６】
一方、トルエン、キシレンなどに代替する溶剤としては酢酸ブチル、酢酸エチルなどのエステル系の溶剤やアルキルシクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素系の溶剤を挙げることができる。しかし、エステル系の溶剤は塗膜の表面が乾燥しやすいため、塗膜内部の溶剤の揮発が妨げられ、有機溶剤が長期間残存することがある。また、トルエン、キシレンの代替可能な脂肪族炭化水素系の溶剤には沸点の高いものが多く、トルエン、キシレンよりも蒸発しにくいため、さらに乾燥時間が増加してしまう。トルエン、キシレンなどの有機溶剤を用いながらもその溶剤臭を抑え、かつ乾燥時間を短縮できる金属管用の塗料組成物はこれまでなかった。
【０００７】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、トルエンおよび／またはキシレンを有機溶剤として用いながらもその溶剤臭を低減し、かつ乾燥時間を短縮することができる金属管用塗料組成物およびそれを塗布してなる金属管を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の金属管用塗料組成物は、（メタ）アクリル樹脂と、トルエンおよび／またはキシレンと炭素数９〜１０のアルキルシクロヘキサンとからなる溶剤とを含み、前記溶剤中における前記トルエンおよび／またはキシレンと前記炭素数９〜１０のアルキルシクロヘキサンとの重量比が、８５：１５〜３０：７０であることを特徴としている。
【０００９】
本発明の金属管は、金属管用塗料組成物をその外面に塗布してなることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の金属管用塗料組成物によれば、密着性、耐腐食性、耐水性などの金属管用塗料に求められる諸機能を損なうことなく、炭素数９〜１０のアルキルシクロヘキサンがトルエンおよびキシレンの揮発を促進し、溶剤を迅速に除去することができるため、溶剤臭が抑えられる。また、溶剤除去のための塗料の乾燥時間を短縮することができる。
【００１１】
また、本発明の金属管用塗料組成物をその外面に塗布してなる金属管は、密着性、耐腐食性、耐水性などの諸機能を損なうことなく、塗膜の乾燥時間が短いにもかかわらず、溶剤臭がほとんどしない。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜（メタ）アクリル樹脂＞
本発明の金属管用塗料組成物に使用される（メタ）アクリル樹脂は、該組成物の主成分となるものであり、塗料組成物中に１５〜５０重量％含まれ、より好ましくは２０〜３０重量％含まれる。（メタ）アクリル樹脂はビニル系共重合体（Ａ）とビニル系共重合体（Ｂ）とを含有する。ビニル系重合体（Ａ）とビニル系重合体（Ｂ）との重量比は、好ましくは５０．０：５０．０〜９９．９：０．１、より好ましくは６６．７：３３．３〜９９．９：０．１、最も好ましくは７５．０／２５．０〜９９．９：０．１である。ビニル系重合体（Ａ）の重量比が５０．０未満になると、塗膜硬度が低くなるため、表層用塗膜としては不適当となり、９９．９を超えると、ビニル系重合体（Ｂ）の使用量が少なくなりすぎるため、層間の親和性を向上させ、付着性を向上させる効果が不充分になる。
【００１３】
ビニル系重合体（Ａ）は、主として基材の表層で硬質の樹脂層を形成し、耐腐食性、塗装後の耐ブロッキング性、耐候性、耐アルカリ性および耐水性を付与するために使用される成分である。
【００１４】
ビニル系重合体（Ａ）の示差熱走査熱量計（ＤＳＣ）により測定されるガラス転移温度（Ｔｇ）は特に限定されないが、塗膜の硬質化およびクラック防止の観点から４０〜１１０℃であることが好ましい。
【００１５】
ビニル系重合体（Ａ）の数平均分子量は特に限定されないが、耐水性、耐アルカリ性、塗膜硬度を考慮すると高分子量であることが良く、塗装作業性、塗膜外観を考慮すると低分子量であることが良いことから、１０，０００〜５０，０００であることが好ましい。
【００１６】
ビニル系重合体（Ａ）を構成する単量体としては、たとえば下記の単量体（ａ）〜（ｉ）が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００１７】
単量体（ａ）：スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエンまたはジビニルベンゼンなどの各種スチレン系芳香族モノマー（芳香族ビニル系モノマー）。
【００１８】
単量体（ｂ）：メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、ｉｓｏ−プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｉｓｏ−ブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレートなどの炭素数１〜１３のアルキル基を有する（メタ）アクリレート；シクロヘキシル（メタ）アクリレート、４−ｔ−ブチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、アダマンチル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレートなどのシクロアルキル基または芳香族基などを有する（メタ）アクリレートなどの各種（メタ）アクリレート。
【００１９】
単量体（ｃ）：ジメチルマレエート、ジエチルマレエート、ジエチルフマレート、ジブチルフマレート、ジブチルイタコネートなどのマレイン酸、フマル酸、イタコン酸などによって代表される各種のジカルボン酸と炭素数１〜４の１価アルコールとのジエステル。
【００２０】
単量体（ｄ）：２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレートなどの水酸基含有（メタ）アクリレート；ジ−２−ヒドロキシエチルフマレート、モノ−２−ヒドロキシエチル−モノブチルフマレートなどの各種ジカルボン酸の水酸基含有エステル；プラクセルＦＡ、プラクセルＦＭ（以上、ダイセル化学工業（株）製のカプロラクトン付加モノマーの商品名）などに代表される、いわゆるε−カプロラクトン系のモノマーなどの各種α，β−エチレン性不飽和カルボン酸ヒドロアルキルエステル。
【００２１】
単量体（ｅ）：酢酸ビニル、安息香酸ビニル、ベオバ（商品名、シェル社製、分岐状脂肪族モノカルボン酸のビニルエステル）などの各種ビニルエステル。
【００２２】
単量体（ｆ）：グリシジル（メタ）アクリレート、（β−メチル）グリシジル（メタ）アクリレート、（メタ）アリルグリシジルエーテルなどの各種グリシジル基含有ビニルモノマー。
【００２３】
単量体（ｇ）：（メタ）アクリル酸、クロトン酸などの不飽和モノカルボン酸；マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸などの不飽和ジカルボン酸などの各種不飽和カルボン酸；前記不飽和ジカルボン酸と１価アルコールとのモノエステル（ハーフエステル）などの種々のα，β−エチレン性不飽和カルボン酸。
【００２４】
単量体（ｈ）：ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノプロピル（メタ）アクリレートなどの各種ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート；Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ジエチルアミノエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ジエチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミドなどのＮ−ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミド；ｔ−ブチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、アジリジニルエチル（メタ）アクリレート、ピロリジニル（メタ）アクリレート、ピペリジニルエチル（メタ）アクリレートなどのアミノ基含有ビニルモノマー。
【００２５】
単量体（ｉ）：上記単量体（ａ）〜（ｈ）と共重合性を有する不飽和結合含有ポリエステル。特に代表的なものとしては、特公昭４５−２２０１１号公報、特公昭４６−２０５０２号公報、特公昭４４−７１３４号公報、特開昭４８−７８２３３号公報または特開昭５０−５８１２３号公報などに開示されているような、共重合性不飽和結合を有する成分を必須として、他の成分と反応させることによって、樹脂骨格中に共重合性不飽和結合を有する不飽和結合含有ポリエステル。
【００２６】
ビニル系重合体（Ａ）を製造するにあたり、単量体（ａ）〜（ｉ）はそれぞれ単独で使用しても良く、２種以上を組み合わせて使用しても良い。
【００２７】
単量体（ａ）〜（ｉ）から製造されるビニル系重合体（Ａ）の具体例としては、メチルメタクリレート／ｎ−ブチルメタクリレート／２−エチルヘキシルアクリレート／メタクリル酸／ジメチルアミノエチルメタクリレート／（不飽和ポリエステル）共重合体で、ＤＳＣによる実測Ｔｇが６０℃、数平均分子量が２０，０００のものをはじめ、スチレン／メチルメタクリレート／イソブチルメタクリレート／２−ヒドロキシエチルメタクリレート共重合体で、ＤＳＣによる実測Ｔｇが８０℃、数平均分子量が１５，０００のものや、メチルメタクリレート／ターシャリーブチルメタクリレート／ｎ−ブチルアクリレート／メタクリル酸共重合体で、ＤＳＣによる実測Ｔｇが７０℃、数平均分子量が１５，０００のものや、スチレン／メチルメタクリレート／シクロヘキシルメタクリレート／ジブチルフマレート／グリシジルメタクリレート共重合体で、ＤＳＣによる実測Ｔｇが６０℃、数平均分子量が３０，０００のものなどが挙げられる。
【００２８】
ビニル系重合体（Ａ）の製造は懸濁重合法や塊状重合法などが採用されるが、溶液重合法または溶液ラジカル重合法によって製造することが簡便であり、また、懸濁重合法で多用される界面活性剤のような通常の有機溶剤に溶解しがたい不純物が混入する余地がなくなるため好ましい。
【００２９】
溶液重合法によりビニル系重合体（Ａ）を製造する際に使用される有機溶剤としては、たとえばトルエン、キシレンや、ソルベッソ１００、ソルベッソ１５０（以上、エクソン社製の商品名）などの各種芳香族炭化水素系溶剤；スワゾール３１０（商品名、丸善石油化学（株）製）、ＬＡＷＳ（商品名、シェル社製）などの各種脂肪族−芳香族炭化水素混合溶剤；酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテートなどの各種エステル系溶剤；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどの各種ケトン系溶剤；ＥＥＰ（商品名、イーストマン・コダック社製）、ブチルセロソルブなどの各種のエーテル系溶剤；メタノール、エタノール、プロパノール、ｎ−ブタノール、ｉｓｏ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノールなどの各種アルコール系溶剤などが挙げられる。これらは単独で使用しても良く、２種以上を組み合わせて使用しても良い。
【００３０】
溶液ラジカル重合法に使用されるラジカル重合開始剤としては、たとえばアゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、ベンゾイルパーオキシド（ＢＰＯ）、ｔ−ブチルパーベンゾエート（ＴＢＰＢ）、ｔ−ブチルハイドロパーオキシド（ＴＢＰＯ）、ジ−ｔ−ブチルパーオキシド（ＤＴＢＰＯ）、クメンハイドロパーオキシド（ＣＨＰ）などが挙げられる。
【００３１】
本発明の（メタ）アクリル樹脂に含有されるビニル系重合体（Ｂ）は、主として硬質のビニル系重合体（Ａ）に相溶し、基材や下地に存在する水酸基と反応性を有し、また比較的軟質で粘着性を有するので、トップコートとこれらの間の付着性向上のために使用される成分である。また、ビニル系重合体（Ａ）と同様に耐水性、耐アルカリ性および耐候性に優れる。
【００３２】
ビニル系重合体（Ｂ）は加水分解性シリル基を含有し、ＤＳＣにより測定されたＴｇが−２０〜３０℃である以外は特に限定されるものではないが、層間付着向上のための粘着性付与の点からは低分子量であることが良く、耐水性、耐アルカリ性、耐候性の点からは高分子量であることが良いことから、数平均分子量は２，０００〜１０，０００であることが好ましい。ＤＳＣにより測定されたビニル系重合体（Ｂ）のＴｇは、付着性および耐水性を考慮して−２０〜３０℃であることが好ましい。
【００３３】
加水分解性シリル基とは、ケイ素原子に加水分解性基、たとえばアルコキシ基、アシロキシ基、ハロゲン原子などが結合した基である。ビニル系重合体（Ｂ）中における加水分解性シリル基を含有するビニル系単量体単位の含量は、付着性向上の観点から５〜８０重量部であることが好ましい。
【００３４】
ビニル系重合体（Ｂ）を構成する単量体としては、前記単量体（ａ）〜（ｉ）および単量体（ｊ）：ビニルトリエトキシシラン、メチルビニルジエトキシシランなどのビニル基含有アルコキシシラン；γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシランなどのメタクリロキシ基含有アルコキシシランなどの加水分解性シリル基含有重合性不飽和単量体；ＫＲ−２１５、Ｘ−２２−５００２（以上、信越化学工業（株）製の商品名）などの各種シリコン系モノマーなどが挙げられる。単量体（ｊ）は単独で使用しても良く、２種以上を組み合わせて使用しても良い。なかでも、同時に使用するビニル系モノマーとの共重合性に優れるという理由からγ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシランが好ましい。
【００３５】
単量体（ａ）〜（ｊ）から製造されるビニル系重合体（Ｂ）の具体例としては、ｎ−ブチルアクリレート／２−エチルヘキシルアクリレート／メチルメタクリレート／γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン共重合体で、ＤＳＣによる実測Ｔｇが２０℃、数平均分子量が５，０００のものをはじめ、スチレン／ジブチルフマレート／ビニルトリエトキシシラン共重合体で、実測Ｔｇが２５℃、数平均分子量が４，０００のものや、メチルメタクリレート／２−エチルヘキシルアクリレート／γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン共重合体で、実測Ｔｇが１０℃、数平均分子量が５，０００のものや、ｎ−ブチルメタクリレート／シクロヘキシルメタクリレート／ジブチルフマレート／ビニルトリエトキシシラン／γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン共重合体で、実測Ｔｇが２０℃、数平均分子量が５，０００のものなどが挙げられる。
【００３６】
加水分解性シリル基を導入したビニル系重合体（Ｂ）の製造は、加水分解性シリル基を含有しない単量体と、これらと共重合性を有する加水分解性シリル基含有単量体とを共重合させる方法；γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランなどの加水分解性シリル基含有シランカップリング剤を、ビニル系重合体分子中に含まれる官能基と反応させることによって加水分解性シリル基を導入する方法などによって製造される。
【００３７】
加水分解性シリル基を含有しない単量体と、これらと共重合性を有する加水分解性シリル基含有単量体とを共重合させる方法の場合、ビニル系重合体（Ａ）の製造の場合と同様にして製造すれば良い。
【００３８】
一方、加水分解性シリル基含有シランカップリング剤を、ビニル系重合体分子中に含まれる官能基と反応させることによって加水分解性シリル基を導入する方法の場合、ビニル系重合体をビニル系重合体（Ａ）の場合と同様にして製造した後、加水分解性シリル基含有シランカップリング剤に含まれる加水分解性シリル基以外の官能基と、ビニル系重合体に含まれる官能基とを、必要に応じて触媒を使用して加熱などの方法によりグラフトさせることにより製造すれば良い。
【００３９】
加水分解性シリル基含有シランカップリング剤としては、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランのほか、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシランのようなアミノ基含有アルコキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランのようなメルカプト基含有アルコキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシランのようなクロロ基含有アルコキシシランなどが挙げられる。
【００４０】
＜有機溶剤＞
本発明の金属管用塗料組成物に使用される有機溶剤は、不揮発分および粘度の調整のために用いられるものであり、その主成分はトルエンおよび／またはキシレンと、炭素数９〜１０のアルキルシクロヘキサンである。有機溶剤は塗料組成物中に２５〜８５重量％含まれ、より好ましくは４０〜６０重量％含まれる。
【００４１】
トルエンとキシレンは作業性、塗料安定性、溶解性および蒸発速度に優れ、それぞれ単独で使用しても良く、両者を組み合わせて使用しても良い。トルエンとキシレンの重量比は特に限定されないが、１０：９０〜９０：１０が好ましく、１５：８５〜８５：１５がより好ましく、２０：８０〜８０：２０が最も好ましい。
【００４２】
炭素数９〜１０のアルキルシクロヘキサンは、安全性に優れ、環境負荷が低く、臭気が弱いことから、トルエンやキシレンなどに代替して使用される溶剤であるが、それのみからなる溶剤はトルエンおよびキシレンより揮発しにくい。本発明ではトルエンおよび／またはキシレンと組み合わせて使用する。その理由は炭素数９〜１０のアルキルシクロヘキサンがトルエンおよびキシレンの揮発を促進するからである。炭素数９〜１０のアルキルシクロヘキサンはトルエンおよびキシレンの共沸剤として作用していると考えられる。これによって、トルエンおよびキシレンによる溶剤を迅速に除去することができ、かつ溶剤除去のための塗料の乾燥時間を短縮することができる。
【００４３】
炭素数９〜１０のアルキルシクロヘキサンは特に限定されないが、炭素数９および１０のアルキルシクロヘキサンの混合物の市販品として、スワクリーン１５０（商品名、丸善石油化学（株）製）が挙げられる。
【００４４】
トルエンおよび／またはキシレンと、炭素数９〜１０のアルキルシクロヘキサンとの重量比は、前記アルキルシクロヘキサンの含有量が少なすぎるとトルエンおよびキシレンの揮発の促進が不充分になり、多すぎると溶剤全体としての乾燥速度が低下することから、８５：１５〜３０：７０であることが好ましく、７５：２５〜３５：６５であることがより好ましく、６０：４０〜４０：６０であることが最も好ましい。
【００４５】
有機溶剤には上記以外の溶剤を副成分として含有しても良く、有機溶剤中に２０重量％以下、好ましくは１０重量％以下、より好ましくは５％以下含有することができる。
【００４６】
副成分となる有機溶剤は、一般に塗料用に使用されているものであれば特に限定されない。たとえばソルベッソ１００、ソルベッソ１５０などの芳香族炭化水素；スワゾール３１０（商品名、丸善石油化学（株）製）、ＬＡＷＳ（商品名、シェル社製）などの脂肪族−芳香族炭化水素混合物；酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル；メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサンなどのケトン；エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコールなどのアルコール；エチレングリコールモノブチルエーテル、ブチルジグリコール、ＥＥＰ（商品名、イーストマン・コダック社製）などのエーテルなどを挙げることができる。これらは、作業性、塗料安定性、溶解性、蒸発速度、安全性、法規制などを考慮して、単独でまたは２種以上を混合して適宜使用される。
【００４７】
＜その他の成分＞
本発明の金属管用塗料組成物は、上記成分のほかに必要に応じて水質に影響を与えない範囲の公知の顔料、添加剤などを添加することができる。
【００４８】
本発明の金属管用塗料組成物は、塗装作業性を確保するために、塗装時のチクソ係数を２．０〜４．０に調整することが望ましい。塗装時粘度のチクソ係数が２．０未満の場合は浸漬塗装においてタレのため必要膜厚が塗装できなくなり、また４．０を超えるとスプレー塗装時に流動性(レベリング性)が低下するため塗装後の仕上がり外観が低下する。チクソ係数の調整は、主として粘性調整剤や、顔料の種類および添加量によってなされるが、一般的には塗膜性能を確保するため、顔料の種類および添加量が決定された後、チクソ性が不足している分だけ粘性調整剤を添加する方法がとられる。
【００４９】
また、本発明の金属管用塗料組成物は、塗装作業性を確保するために、塗装時の塗料不揮発分を３０〜５０重量％に調整することが好ましい。塗装時不揮発分が３０重量％未満では浸漬塗装において厚膜塗装が困難になり、５０重量％を超えると粘度が高くなりすぎるため、スプレー塗装作業性、ローラー塗装作業性が低下し、好ましくない。
【００５０】
本発明の金属管用塗料組成物に使用される顔料は、塗料に充分な着色性を付与するためのものであり、含量は特に限定されないが、塗料組成物中に５〜３５重量％含まれることが好ましく、１５〜３０重量％含まれることがより好ましい。
【００５１】
顔料としては、二酸化チタン、酸化鉄、カーボンブラック、シアニンブルー、シアニングリーンなどの着色顔料；炭酸カルシウム、タルク、硫酸バリウム、クレーなどの体質顔料；燐酸亜鉛、燐酸カルシウム、リンモリブデン酸アルミニウムなどの防錆顔料などが挙げられる。これらは単独で使用しても良く、必要により２種以上を混合して使用しても良い。
【００５２】
その他の添加剤としては、シリコーンや有機高分子からなる消泡剤；シリコーンや有機高分子からなる表面調整剤；アマイドワックス、有機ベントナイトなどからなる粘性調整剤(タレ止め剤)；シリカ、アルミナなどからなる艶消し剤；ポリカルボン酸塩などからなる分散剤；ベンゾフェノンなどからなる紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系光安定剤、フェノール系などの酸化防止剤；ワックスなど、公知の添加剤を挙げることができる。これらは必要により単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
【００５３】
＜塗料組成物の製造方法＞
本発明の金属管用塗料組成物は塗料製造に慣用されている設備を使用する。製造方法は特に限定されないが、たとえばビニル重合体(Ａ)およびビニル重合体(Ｂ)からなる（メタ）アクリル樹脂を調製し、それに顔料、添加剤（顔料分散剤、粘性調整剤）、溶剤などを添加した後、ロールミル、ＳＧミル、ディスパーなどで分散処理することによって所望の塗料組成物が得られる。
【００５４】
本発明の金属管用塗料組成物を金属管に塗布する方法は特に限定されないが、刷毛塗装、ローラー塗装、エアスプレー塗装、エアレススプレー塗装、浸漬塗装、シャワーコート塗装などの方法で塗布される。
【００５５】
＜金属管＞
本発明の金属管用塗料組成物が塗布される金属管は、金属製のものであれば特に限定されないが、たとえば鋳鉄管、鋼管などの金属管が挙げられる。金属管には、その表面にエポキシ系、ラテックス系または亜鉛溶射などの下地処理が施されていても良い。
【００５６】
鋳鉄管は、上下水道管やガス管などに広く用いられている。これら水道管、ガス管などは、埋設環境で使用されることが多く、特に管外面の耐久性、耐食性の向上が求められている。そのため、管外面の防食層として、たとえば日本ダクタイル鉄管協会規格ＪＤＰＡ Ｚ ２０１０「ダクタイル鋳鉄管合成樹脂塗装」に規定されている亜鉛系プライマーを用いることが多い。また、亜鉛系プライマーの上塗り塗料として、たとえば日本水道協会規格ＪＷＷＡ Ｋ １３９「水道用ダクタイル鋳鉄管合成樹脂塗料」に規定されている塗料を用いることが多い。
【００５７】
鋳鉄管には、直管、異形管および押し輪などの付属品があり、直管の外面塗装は一般に多層からなる塗装系であり、目標膜厚は１００μｍ以上である。異形管および付属品の外面塗装は目標膜厚が８０μｍ以上である。被塗物の形状や目標膜厚によって、ローラー塗装、刷毛塗装、ディッピング塗装、シャワー塗装、スプレー塗装などの塗装方法が適宜選択される。
【００５８】
金属管は出荷前に仕上げ用の塗装として出荷塗装が施される。通常は乾燥時間を確保し、塗料中の溶剤を充分に揮発させた後に出荷される。しかし、出荷塗装後直ちに結束、荷造りして出荷する場合があるため、生産性、塗装作業性の点から出荷塗装に用いる塗料には特に乾燥性、耐ブロッキング性が求められる。
【００５９】
水道用鋳鉄管については、日本水道協会規格ＪＷＷＡ Ｋ １３９に「通水後の水質、特に臭気を考慮して、工場出荷までに十分乾燥しなければならない」と明記され、水中濃度の基準値としてトルエン０．２ｍｇ／Ｌ以下、キシレン０．４ｍｇ／Ｌ以下との具体的な数値が掲げられている。そのため、特にトルエン、キシレンなどによる溶剤臭対策が必要である。
【００６０】
本発明の金属管用塗料組成物が塗布された水道用鋳鉄管は、塗料中のトルエンおよび／またはキシレンが迅速に揮発されるため、塗膜の乾燥時間を短縮することができる。また、管内を通過する水が塗膜に接触した場合であっても、トルエンおよび／またはキシレンの浸出がほとんどなく、水質に悪影響を及ぼさない。そのため、塗膜に接触した水から溶剤臭がほとんどしない。
【実施例】
【００６１】
以下、実施例により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００６２】
はじめに、実施例および比較例で使用した成分を下記に示す。
アクリル樹脂
メチルメタクリレート／ｎ−ブチルメタクリレート／２−エチルヘキシルメタクリレート／メタクリル酸／（不飽和ポリエステル）共重合体（不揮発分：５０．０％、２５℃におけるガードナー粘度：Ｚ２、酸価：１．５、数平均分子量：１５，０００、ＤＳＣによる実測Ｔｇ：６０℃）８０重量部と、ｎ−ブチルアクリレート／２−エチルヘキシルアクリレート／メチルメタクリレート／γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン共重合体（不揮発分：５０．０％、２５℃におけるガードナー粘度：Ｄ、酸価：０．５、数平均分子量：５，０００、ＤＳＣによる実測Ｔｇ：２０℃）２０重量部との混合物
顔料
沈降性硫酸バリウム：土屋カオリン工業（株）製、平均粒径０．５μｍ
カーボンブラック：商品名：ＭＡ１００、三菱化学（株）製
タルク
粘性調整剤
商品名：ディスパロン６９００、楠本化成（株）製
消泡剤
商品名：ＢＹＫ０５２、ビックケミー社製
上記のアクリル樹脂、顔料、粘性調整剤および消泡剤と、溶剤としてキシレンを含有する市販の塗料を使用した。
アルキルシクロヘキサン
商品名：スワクリーン１５０、丸善石油化学（株）製、炭素数９および１０のアルキルシクロヘキサンの混合物
【００６３】
実施例１
アクリル樹脂、顔料、粘性調整剤、消泡剤および溶剤を含有する市販の塗料とアルキルシクロヘキサンとを攪拌し、表１に示す組成のアクリル樹脂塗料を製造した。なお、トルエンは塗装前に塗料を希釈するために外割りで加えたものである。
【００６４】
（浸出試験）
製造したアクリル樹脂塗料をガラス板に塗装面積７１ｃｍ2、膜厚８０μｍになるようにスプレー塗装によって塗布した。そして、ＪＷＷＡ Ｚ １０８水道用資機材−浸出試験方法に準拠し、塗装されたガラス板を１日、３日および７日間乾燥させたものをそれぞれ供試水１Ｌに１６時間浸漬し、供試水中のトルエンおよびキシレンの濃度を測定した。なお、塗装面積を７１ｃｍ2としたのは、管継手部における塗料の接水が最大となる直径７５ｍｍの鋳鉄管の接水面積比（管内面の塗装面積／管内総容積）による。結果を表１に示す。
【００６５】
実施例２および３
キシレンとアルキルシクロヘキサンとの配合比率を変えたほかは実施例１と同様の方法により、それぞれ表１に示す組成となるようにアクリル樹脂塗料を製造した。製造したアクリル樹脂塗料について、実施例１と同様の方法により浸出試験を行った。結果を表１に示す。
【００６６】
比較例１および２
アルキルシクロヘキサンを使用せず、溶剤の主成分をキシレン（比較例１）または酢酸ブチルとキシレン（比較例２）としたほかは実施例１と同様の方法によりアクリル樹脂塗料を製造した。製造したアクリル樹脂塗料について、実施例１と同様の方法により浸出試験を行った。組成および結果を表１に示す。
【００６７】
【表１】
【００６８】
表１の浸出試験の結果から明らかなように、トルエンおよびキシレンを溶剤として用いながら、さらに８〜２６重量％のアルキルシクロヘキサンを加えた溶剤を用いた塗料（実施例１〜３）は、アルキルシクロヘキサンを使用しなかったもの（比較例１〜２）と比較してトルエンおよびキシレンの浸出が低減されたことがわかる。特に乾燥日数１日目および３日目のキシレンに着目すると、キシレンの添加量が３７重量部、３２重量部、１９重量部に減少するにつれて、またアルキルシクロヘキサンの添加量が８重量部、１３重量部、２６重量部に増加するにつれてキシレンの浸出量は一桁ずつ減少した。また、同量のキシレン（２６重量部）をアルキルシクロヘキサンに置き換えた実施例１と酢酸ブチルに置き換えた比較例２とでは、トルエンおよびキシレンの浸出量が大きく異なったことがわかる。さらに、乾燥日数が１日目から７日目にかけてのキシレン浸出量の減少率を見ると、実施例２（減少率：ほぼ１００％）および実施例３（減少率：９０％）は、比較例１（減少率：７４％）および比較例２（減少率：６６．７％）よりも優れた減少率であったことがわかる。これらの結果からアルキルシクロヘキサンがトルエンおよびキシレンの揮発を促進したことが推察される。以上より、本発明の金属管用塗料組成物は、炭素数９〜１０のアルキルシクロヘキサンがトルエンおよびキシレンの揮発を促進するため、溶剤を迅速に除去し、かつ溶剤除去のための塗料の乾燥時間を短縮できたことがわかる。また、実施例１〜３におけるトルエンおよびキシレンの水への浸出は３日間の乾燥によって基準値以下になったことから、塗膜に接触した水からの溶剤臭が低減されたことがわかる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属管用塗料組成物および該組成物を塗布してなる金属管に関し、さらに詳しくは、水道管やガス管として使用される鋳鉄管に被覆される塗料組成物および該組成物を塗布してなる鋳鉄管に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、水道管やガス管などには鋳鉄管や鋼管などの金属管が用いられる。水道管やガス管は地中に埋設して使用されることが多く、地中での腐食を防止するために金属管の外面には防食用の塗料が被覆されている。このような塗料組成物として、ビニル系重合体を主成分とする有機溶剤系の塗料組成物が特許文献１に提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３５４５２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来の塗料組成物は、塗布後にトルエン、キシレンなどの溶剤が充分に揮発せず塗膜中に残存した場合、溶剤臭が残ってしまう。溶剤成分を充分に揮発させるためには乾燥に時間を要するという問題があった。
【０００５】
また、塗料は基本的に金属管の外面に被覆されるものであるが、管の継手部では、管の内面の一部にも塗布され、また一方の管に他方の管が差し込まれて固定されるため、差し込まれた管の外面の一部が管の内側に位置する。そのため、管内部を通過する水などが塗膜に接触し、塗膜の乾燥が不充分な場合、塗膜中の溶剤成分が浸出し、水質に影響を及ぼしかねない。特に、日本水道協会規格ＪＷＷＡ Ｋ １３９「水道用ダクタイル鋳鉄管合成樹脂塗料」には、水道用鋳鉄管についてトルエン、キシレンなどによる溶剤臭対策が必要であると記載されている。これは、塗膜に水道水が接触することによりトルエン、キシレンなどの有機溶剤が水道水中に浸出し、水道水から有機溶剤の臭気が生じることを防止するためである。
【０００６】
一方、トルエン、キシレンなどに代替する溶剤としては酢酸ブチル、酢酸エチルなどのエステル系の溶剤やアルキルシクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素系の溶剤を挙げることができる。しかし、エステル系の溶剤は塗膜の表面が乾燥しやすいため、塗膜内部の溶剤の揮発が妨げられ、有機溶剤が長期間残存することがある。また、トルエン、キシレンの代替可能な脂肪族炭化水素系の溶剤には沸点の高いものが多く、トルエン、キシレンよりも蒸発しにくいため、さらに乾燥時間が増加してしまう。トルエン、キシレンなどの有機溶剤を用いながらもその溶剤臭を抑え、かつ乾燥時間を短縮できる金属管用の塗料組成物はこれまでなかった。
【０００７】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、トルエンおよび／またはキシレンを有機溶剤として用いながらもその溶剤臭を低減し、かつ乾燥時間を短縮することができる金属管用塗料組成物およびそれを塗布してなる金属管を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の金属管用塗料組成物は、（メタ）アクリル樹脂と、トルエンおよび／またはキシレンと炭素数９〜１０のアルキルシクロヘキサンとからなる溶剤とを含み、前記溶剤中における前記トルエンおよび／またはキシレンと前記炭素数９〜１０のアルキルシクロヘキサンとの重量比が、８５：１５〜３０：７０であることを特徴としている。
【０００９】
本発明の金属管は、金属管用塗料組成物をその外面に塗布してなることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の金属管用塗料組成物によれば、密着性、耐腐食性、耐水性などの金属管用塗料に求められる諸機能を損なうことなく、炭素数９〜１０のアルキルシクロヘキサンがトルエンおよびキシレンの揮発を促進し、溶剤を迅速に除去することができるため、溶剤臭が抑えられる。また、溶剤除去のための塗料の乾燥時間を短縮することができる。
【００１１】
また、本発明の金属管用塗料組成物をその外面に塗布してなる金属管は、密着性、耐腐食性、耐水性などの諸機能を損なうことなく、塗膜の乾燥時間が短いにもかかわらず、溶剤臭がほとんどしない。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜（メタ）アクリル樹脂＞
本発明の金属管用塗料組成物に使用される（メタ）アクリル樹脂は、該組成物の主成分となるものであり、塗料組成物中に１５〜５０重量％含まれ、より好ましくは２０〜３０重量％含まれる。（メタ）アクリル樹脂はビニル系共重合体（Ａ）とビニル系共重合体（Ｂ）とを含有する。ビニル系重合体（Ａ）とビニル系重合体（Ｂ）との重量比は、好ましくは５０．０：５０．０〜９９．９：０．１、より好ましくは６６．７：３３．３〜９９．９：０．１、最も好ましくは７５．０／２５．０〜９９．９：０．１である。ビニル系重合体（Ａ）の重量比が５０．０未満になると、塗膜硬度が低くなるため、表層用塗膜としては不適当となり、９９．９を超えると、ビニル系重合体（Ｂ）の使用量が少なくなりすぎるため、層間の親和性を向上させ、付着性を向上させる効果が不充分になる。
【００１３】
ビニル系重合体（Ａ）は、主として基材の表層で硬質の樹脂層を形成し、耐腐食性、塗装後の耐ブロッキング性、耐候性、耐アルカリ性および耐水性を付与するために使用される成分である。
【００１４】
ビニル系重合体（Ａ）の示差熱走査熱量計（ＤＳＣ）により測定されるガラス転移温度（Ｔｇ）は特に限定されないが、塗膜の硬質化およびクラック防止の観点から４０〜１１０℃であることが好ましい。
【００１５】
ビニル系重合体（Ａ）の数平均分子量は特に限定されないが、耐水性、耐アルカリ性、塗膜硬度を考慮すると高分子量であることが良く、塗装作業性、塗膜外観を考慮すると低分子量であることが良いことから、１０，０００〜５０，０００であることが好ましい。
【００１６】
ビニル系重合体（Ａ）を構成する単量体としては、たとえば下記の単量体（ａ）〜（ｉ）が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００１７】
単量体（ａ）：スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエンまたはジビニルベンゼンなどの各種スチレン系芳香族モノマー（芳香族ビニル系モノマー）。
【００１８】
単量体（ｂ）：メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、ｉｓｏ−プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｉｓｏ−ブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレートなどの炭素数１〜１３のアルキル基を有する（メタ）アクリレート；シクロヘキシル（メタ）アクリレート、４−ｔ−ブチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、アダマンチル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレートなどのシクロアルキル基または芳香族基などを有する（メタ）アクリレートなどの各種（メタ）アクリレート。
【００１９】
単量体（ｃ）：ジメチルマレエート、ジエチルマレエート、ジエチルフマレート、ジブチルフマレート、ジブチルイタコネートなどのマレイン酸、フマル酸、イタコン酸などによって代表される各種のジカルボン酸と炭素数１〜４の１価アルコールとのジエステル。
【００２０】
単量体（ｄ）：２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレートなどの水酸基含有（メタ）アクリレート；ジ−２−ヒドロキシエチルフマレート、モノ−２−ヒドロキシエチル−モノブチルフマレートなどの各種ジカルボン酸の水酸基含有エステル；プラクセルＦＡ、プラクセルＦＭ（以上、ダイセル化学工業（株）製のカプロラクトン付加モノマーの商品名）などに代表される、いわゆるε−カプロラクトン系のモノマーなどの各種α，β−エチレン性不飽和カルボン酸ヒドロアルキルエステル。
【００２１】
単量体（ｅ）：酢酸ビニル、安息香酸ビニル、ベオバ（商品名、シェル社製、分岐状脂肪族モノカルボン酸のビニルエステル）などの各種ビニルエステル。
【００２２】
単量体（ｆ）：グリシジル（メタ）アクリレート、（β−メチル）グリシジル（メタ）アクリレート、（メタ）アリルグリシジルエーテルなどの各種グリシジル基含有ビニルモノマー。
【００２３】
単量体（ｇ）：（メタ）アクリル酸、クロトン酸などの不飽和モノカルボン酸；マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸などの不飽和ジカルボン酸などの各種不飽和カルボン酸；前記不飽和ジカルボン酸と１価アルコールとのモノエステル（ハーフエステル）などの種々のα，β−エチレン性不飽和カルボン酸。
【００２４】
単量体（ｈ）：ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノプロピル（メタ）アクリレートなどの各種ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート；Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ジエチルアミノエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ジエチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミドなどのＮ−ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミド；ｔ−ブチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、アジリジニルエチル（メタ）アクリレート、ピロリジニル（メタ）アクリレート、ピペリジニルエチル（メタ）アクリレートなどのアミノ基含有ビニルモノマー。
【００２５】
単量体（ｉ）：上記単量体（ａ）〜（ｈ）と共重合性を有する不飽和結合含有ポリエステル。特に代表的なものとしては、特公昭４５−２２０１１号公報、特公昭４６−２０５０２号公報、特公昭４４−７１３４号公報、特開昭４８−７８２３３号公報または特開昭５０−５８１２３号公報などに開示されているような、共重合性不飽和結合を有する成分を必須として、他の成分と反応させることによって、樹脂骨格中に共重合性不飽和結合を有する不飽和結合含有ポリエステル。
【００２６】
ビニル系重合体（Ａ）を製造するにあたり、単量体（ａ）〜（ｉ）はそれぞれ単独で使用しても良く、２種以上を組み合わせて使用しても良い。
【００２７】
単量体（ａ）〜（ｉ）から製造されるビニル系重合体（Ａ）の具体例としては、メチルメタクリレート／ｎ−ブチルメタクリレート／２−エチルヘキシルアクリレート／メタクリル酸／ジメチルアミノエチルメタクリレート／（不飽和ポリエステル）共重合体で、ＤＳＣによる実測Ｔｇが６０℃、数平均分子量が２０，０００のものをはじめ、スチレン／メチルメタクリレート／イソブチルメタクリレート／２−ヒドロキシエチルメタクリレート共重合体で、ＤＳＣによる実測Ｔｇが８０℃、数平均分子量が１５，０００のものや、メチルメタクリレート／ターシャリーブチルメタクリレート／ｎ−ブチルアクリレート／メタクリル酸共重合体で、ＤＳＣによる実測Ｔｇが７０℃、数平均分子量が１５，０００のものや、スチレン／メチルメタクリレート／シクロヘキシルメタクリレート／ジブチルフマレート／グリシジルメタクリレート共重合体で、ＤＳＣによる実測Ｔｇが６０℃、数平均分子量が３０，０００のものなどが挙げられる。
【００２８】
ビニル系重合体（Ａ）の製造は懸濁重合法や塊状重合法などが採用されるが、溶液重合法または溶液ラジカル重合法によって製造することが簡便であり、また、懸濁重合法で多用される界面活性剤のような通常の有機溶剤に溶解しがたい不純物が混入する余地がなくなるため好ましい。
【００２９】
溶液重合法によりビニル系重合体（Ａ）を製造する際に使用される有機溶剤としては、たとえばトルエン、キシレンや、ソルベッソ１００、ソルベッソ１５０（以上、エクソン社製の商品名）などの各種芳香族炭化水素系溶剤；スワゾール３１０（商品名、丸善石油化学（株）製）、ＬＡＷＳ（商品名、シェル社製）などの各種脂肪族−芳香族炭化水素混合溶剤；酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテートなどの各種エステル系溶剤；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどの各種ケトン系溶剤；ＥＥＰ（商品名、イーストマン・コダック社製）、ブチルセロソルブなどの各種のエーテル系溶剤；メタノール、エタノール、プロパノール、ｎ−ブタノール、ｉｓｏ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノールなどの各種アルコール系溶剤などが挙げられる。これらは単独で使用しても良く、２種以上を組み合わせて使用しても良い。
【００３０】
溶液ラジカル重合法に使用されるラジカル重合開始剤としては、たとえばアゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、ベンゾイルパーオキシド（ＢＰＯ）、ｔ−ブチルパーベンゾエート（ＴＢＰＢ）、ｔ−ブチルハイドロパーオキシド（ＴＢＰＯ）、ジ−ｔ−ブチルパーオキシド（ＤＴＢＰＯ）、クメンハイドロパーオキシド（ＣＨＰ）などが挙げられる。
【００３１】
本発明の（メタ）アクリル樹脂に含有されるビニル系重合体（Ｂ）は、主として硬質のビニル系重合体（Ａ）に相溶し、基材や下地に存在する水酸基と反応性を有し、また比較的軟質で粘着性を有するので、トップコートとこれらの間の付着性向上のために使用される成分である。また、ビニル系重合体（Ａ）と同様に耐水性、耐アルカリ性および耐候性に優れる。
【００３２】
ビニル系重合体（Ｂ）は加水分解性シリル基を含有し、ＤＳＣにより測定されたＴｇが−２０〜３０℃である以外は特に限定されるものではないが、層間付着向上のための粘着性付与の点からは低分子量であることが良く、耐水性、耐アルカリ性、耐候性の点からは高分子量であることが良いことから、数平均分子量は２，０００〜１０，０００であることが好ましい。ＤＳＣにより測定されたビニル系重合体（Ｂ）のＴｇは、付着性および耐水性を考慮して−２０〜３０℃であることが好ましい。
【００３３】
加水分解性シリル基とは、ケイ素原子に加水分解性基、たとえばアルコキシ基、アシロキシ基、ハロゲン原子などが結合した基である。ビニル系重合体（Ｂ）中における加水分解性シリル基を含有するビニル系単量体単位の含量は、付着性向上の観点から５〜８０重量部であることが好ましい。
【００３４】
ビニル系重合体（Ｂ）を構成する単量体としては、前記単量体（ａ）〜（ｉ）および単量体（ｊ）：ビニルトリエトキシシラン、メチルビニルジエトキシシランなどのビニル基含有アルコキシシラン；γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシランなどのメタクリロキシ基含有アルコキシシランなどの加水分解性シリル基含有重合性不飽和単量体；ＫＲ−２１５、Ｘ−２２−５００２（以上、信越化学工業（株）製の商品名）などの各種シリコン系モノマーなどが挙げられる。単量体（ｊ）は単独で使用しても良く、２種以上を組み合わせて使用しても良い。なかでも、同時に使用するビニル系モノマーとの共重合性に優れるという理由からγ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシランが好ましい。
【００３５】
単量体（ａ）〜（ｊ）から製造されるビニル系重合体（Ｂ）の具体例としては、ｎ−ブチルアクリレート／２−エチルヘキシルアクリレート／メチルメタクリレート／γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン共重合体で、ＤＳＣによる実測Ｔｇが２０℃、数平均分子量が５，０００のものをはじめ、スチレン／ジブチルフマレート／ビニルトリエトキシシラン共重合体で、実測Ｔｇが２５℃、数平均分子量が４，０００のものや、メチルメタクリレート／２−エチルヘキシルアクリレート／γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン共重合体で、実測Ｔｇが１０℃、数平均分子量が５，０００のものや、ｎ−ブチルメタクリレート／シクロヘキシルメタクリレート／ジブチルフマレート／ビニルトリエトキシシラン／γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン共重合体で、実測Ｔｇが２０℃、数平均分子量が５，０００のものなどが挙げられる。
【００３６】
加水分解性シリル基を導入したビニル系重合体（Ｂ）の製造は、加水分解性シリル基を含有しない単量体と、これらと共重合性を有する加水分解性シリル基含有単量体とを共重合させる方法；γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランなどの加水分解性シリル基含有シランカップリング剤を、ビニル系重合体分子中に含まれる官能基と反応させることによって加水分解性シリル基を導入する方法などによって製造される。
【００３７】
加水分解性シリル基を含有しない単量体と、これらと共重合性を有する加水分解性シリル基含有単量体とを共重合させる方法の場合、ビニル系重合体（Ａ）の製造の場合と同様にして製造すれば良い。
【００３８】
一方、加水分解性シリル基含有シランカップリング剤を、ビニル系重合体分子中に含まれる官能基と反応させることによって加水分解性シリル基を導入する方法の場合、ビニル系重合体をビニル系重合体（Ａ）の場合と同様にして製造した後、加水分解性シリル基含有シランカップリング剤に含まれる加水分解性シリル基以外の官能基と、ビニル系重合体に含まれる官能基とを、必要に応じて触媒を使用して加熱などの方法によりグラフトさせることにより製造すれば良い。
【００３９】
加水分解性シリル基含有シランカップリング剤としては、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランのほか、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシランのようなアミノ基含有アルコキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランのようなメルカプト基含有アルコキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシランのようなクロロ基含有アルコキシシランなどが挙げられる。
【００４０】
＜有機溶剤＞
本発明の金属管用塗料組成物に使用される有機溶剤は、不揮発分および粘度の調整のために用いられるものであり、その主成分はトルエンおよび／またはキシレンと、炭素数９〜１０のアルキルシクロヘキサンである。有機溶剤は塗料組成物中に２５〜８５重量％含まれ、より好ましくは４０〜６０重量％含まれる。
【００４１】
トルエンとキシレンは作業性、塗料安定性、溶解性および蒸発速度に優れ、それぞれ単独で使用しても良く、両者を組み合わせて使用しても良い。トルエンとキシレンの重量比は特に限定されないが、１０：９０〜９０：１０が好ましく、１５：８５〜８５：１５がより好ましく、２０：８０〜８０：２０が最も好ましい。
【００４２】
炭素数９〜１０のアルキルシクロヘキサンは、安全性に優れ、環境負荷が低く、臭気が弱いことから、トルエンやキシレンなどに代替して使用される溶剤であるが、それのみからなる溶剤はトルエンおよびキシレンより揮発しにくい。本発明ではトルエンおよび／またはキシレンと組み合わせて使用する。その理由は炭素数９〜１０のアルキルシクロヘキサンがトルエンおよびキシレンの揮発を促進するからである。炭素数９〜１０のアルキルシクロヘキサンはトルエンおよびキシレンの共沸剤として作用していると考えられる。これによって、トルエンおよびキシレンによる溶剤を迅速に除去することができ、かつ溶剤除去のための塗料の乾燥時間を短縮することができる。
【００４３】
炭素数９〜１０のアルキルシクロヘキサンは特に限定されないが、炭素数９および１０のアルキルシクロヘキサンの混合物の市販品として、スワクリーン１５０（商品名、丸善石油化学（株）製）が挙げられる。
【００４４】
トルエンおよび／またはキシレンと、炭素数９〜１０のアルキルシクロヘキサンとの重量比は、前記アルキルシクロヘキサンの含有量が少なすぎるとトルエンおよびキシレンの揮発の促進が不充分になり、多すぎると溶剤全体としての乾燥速度が低下することから、８５：１５〜３０：７０であることが好ましく、７５：２５〜３５：６５であることがより好ましく、６０：４０〜４０：６０であることが最も好ましい。
【００４５】
有機溶剤には上記以外の溶剤を副成分として含有しても良く、有機溶剤中に２０重量％以下、好ましくは１０重量％以下、より好ましくは５％以下含有することができる。
【００４６】
副成分となる有機溶剤は、一般に塗料用に使用されているものであれば特に限定されない。たとえばソルベッソ１００、ソルベッソ１５０などの芳香族炭化水素；スワゾール３１０（商品名、丸善石油化学（株）製）、ＬＡＷＳ（商品名、シェル社製）などの脂肪族−芳香族炭化水素混合物；酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル；メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサンなどのケトン；エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコールなどのアルコール；エチレングリコールモノブチルエーテル、ブチルジグリコール、ＥＥＰ（商品名、イーストマン・コダック社製）などのエーテルなどを挙げることができる。これらは、作業性、塗料安定性、溶解性、蒸発速度、安全性、法規制などを考慮して、単独でまたは２種以上を混合して適宜使用される。
【００４７】
＜その他の成分＞
本発明の金属管用塗料組成物は、上記成分のほかに必要に応じて水質に影響を与えない範囲の公知の顔料、添加剤などを添加することができる。
【００４８】
本発明の金属管用塗料組成物は、塗装作業性を確保するために、塗装時のチクソ係数を２．０〜４．０に調整することが望ましい。塗装時粘度のチクソ係数が２．０未満の場合は浸漬塗装においてタレのため必要膜厚が塗装できなくなり、また４．０を超えるとスプレー塗装時に流動性(レベリング性)が低下するため塗装後の仕上がり外観が低下する。チクソ係数の調整は、主として粘性調整剤や、顔料の種類および添加量によってなされるが、一般的には塗膜性能を確保するため、顔料の種類および添加量が決定された後、チクソ性が不足している分だけ粘性調整剤を添加する方法がとられる。
【００４９】
また、本発明の金属管用塗料組成物は、塗装作業性を確保するために、塗装時の塗料不揮発分を３０〜５０重量％に調整することが好ましい。塗装時不揮発分が３０重量％未満では浸漬塗装において厚膜塗装が困難になり、５０重量％を超えると粘度が高くなりすぎるため、スプレー塗装作業性、ローラー塗装作業性が低下し、好ましくない。
【００５０】
本発明の金属管用塗料組成物に使用される顔料は、塗料に充分な着色性を付与するためのものであり、含量は特に限定されないが、塗料組成物中に５〜３５重量％含まれることが好ましく、１５〜３０重量％含まれることがより好ましい。
【００５１】
顔料としては、二酸化チタン、酸化鉄、カーボンブラック、シアニンブルー、シアニングリーンなどの着色顔料；炭酸カルシウム、タルク、硫酸バリウム、クレーなどの体質顔料；燐酸亜鉛、燐酸カルシウム、リンモリブデン酸アルミニウムなどの防錆顔料などが挙げられる。これらは単独で使用しても良く、必要により２種以上を混合して使用しても良い。
【００５２】
その他の添加剤としては、シリコーンや有機高分子からなる消泡剤；シリコーンや有機高分子からなる表面調整剤；アマイドワックス、有機ベントナイトなどからなる粘性調整剤(タレ止め剤)；シリカ、アルミナなどからなる艶消し剤；ポリカルボン酸塩などからなる分散剤；ベンゾフェノンなどからなる紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系光安定剤、フェノール系などの酸化防止剤；ワックスなど、公知の添加剤を挙げることができる。これらは必要により単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
【００５３】
＜塗料組成物の製造方法＞
本発明の金属管用塗料組成物は塗料製造に慣用されている設備を使用する。製造方法は特に限定されないが、たとえばビニル重合体(Ａ)およびビニル重合体(Ｂ)からなる（メタ）アクリル樹脂を調製し、それに顔料、添加剤（顔料分散剤、粘性調整剤）、溶剤などを添加した後、ロールミル、ＳＧミル、ディスパーなどで分散処理することによって所望の塗料組成物が得られる。
【００５４】
本発明の金属管用塗料組成物を金属管に塗布する方法は特に限定されないが、刷毛塗装、ローラー塗装、エアスプレー塗装、エアレススプレー塗装、浸漬塗装、シャワーコート塗装などの方法で塗布される。
【００５５】
＜金属管＞
本発明の金属管用塗料組成物が塗布される金属管は、金属製のものであれば特に限定されないが、たとえば鋳鉄管、鋼管などの金属管が挙げられる。金属管には、その表面にエポキシ系、ラテックス系または亜鉛溶射などの下地処理が施されていても良い。
【００５６】
鋳鉄管は、上下水道管やガス管などに広く用いられている。これら水道管、ガス管などは、埋設環境で使用されることが多く、特に管外面の耐久性、耐食性の向上が求められている。そのため、管外面の防食層として、たとえば日本ダクタイル鉄管協会規格ＪＤＰＡ Ｚ ２０１０「ダクタイル鋳鉄管合成樹脂塗装」に規定されている亜鉛系プライマーを用いることが多い。また、亜鉛系プライマーの上塗り塗料として、たとえば日本水道協会規格ＪＷＷＡ Ｋ １３９「水道用ダクタイル鋳鉄管合成樹脂塗料」に規定されている塗料を用いることが多い。
【００５７】
鋳鉄管には、直管、異形管および押し輪などの付属品があり、直管の外面塗装は一般に多層からなる塗装系であり、目標膜厚は１００μｍ以上である。異形管および付属品の外面塗装は目標膜厚が８０μｍ以上である。被塗物の形状や目標膜厚によって、ローラー塗装、刷毛塗装、ディッピング塗装、シャワー塗装、スプレー塗装などの塗装方法が適宜選択される。
【００５８】
金属管は出荷前に仕上げ用の塗装として出荷塗装が施される。通常は乾燥時間を確保し、塗料中の溶剤を充分に揮発させた後に出荷される。しかし、出荷塗装後直ちに結束、荷造りして出荷する場合があるため、生産性、塗装作業性の点から出荷塗装に用いる塗料には特に乾燥性、耐ブロッキング性が求められる。
【００５９】
水道用鋳鉄管については、日本水道協会規格ＪＷＷＡ Ｋ １３９に「通水後の水質、特に臭気を考慮して、工場出荷までに十分乾燥しなければならない」と明記され、水中濃度の基準値としてトルエン０．２ｍｇ／Ｌ以下、キシレン０．４ｍｇ／Ｌ以下との具体的な数値が掲げられている。そのため、特にトルエン、キシレンなどによる溶剤臭対策が必要である。
【００６０】
本発明の金属管用塗料組成物が塗布された水道用鋳鉄管は、塗料中のトルエンおよび／またはキシレンが迅速に揮発されるため、塗膜の乾燥時間を短縮することができる。また、管内を通過する水が塗膜に接触した場合であっても、トルエンおよび／またはキシレンの浸出がほとんどなく、水質に悪影響を及ぼさない。そのため、塗膜に接触した水から溶剤臭がほとんどしない。
【実施例】
【００６１】
以下、実施例により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００６２】
はじめに、実施例および比較例で使用した成分を下記に示す。
アクリル樹脂
メチルメタクリレート／ｎ−ブチルメタクリレート／２−エチルヘキシルメタクリレート／メタクリル酸／（不飽和ポリエステル）共重合体（不揮発分：５０．０％、２５℃におけるガードナー粘度：Ｚ２、酸価：１．５、数平均分子量：１５，０００、ＤＳＣによる実測Ｔｇ：６０℃）８０重量部と、ｎ−ブチルアクリレート／２−エチルヘキシルアクリレート／メチルメタクリレート／γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン共重合体（不揮発分：５０．０％、２５℃におけるガードナー粘度：Ｄ、酸価：０．５、数平均分子量：５，０００、ＤＳＣによる実測Ｔｇ：２０℃）２０重量部との混合物
顔料
沈降性硫酸バリウム：土屋カオリン工業（株）製、平均粒径０．５μｍ
カーボンブラック：商品名：ＭＡ１００、三菱化学（株）製
タルク
粘性調整剤
商品名：ディスパロン６９００、楠本化成（株）製
消泡剤
商品名：ＢＹＫ０５２、ビックケミー社製
上記のアクリル樹脂、顔料、粘性調整剤および消泡剤と、溶剤としてキシレンを含有する市販の塗料を使用した。
アルキルシクロヘキサン
商品名：スワクリーン１５０、丸善石油化学（株）製、炭素数９および１０のアルキルシクロヘキサンの混合物
【００６３】
実施例１
アクリル樹脂、顔料、粘性調整剤、消泡剤および溶剤を含有する市販の塗料とアルキルシクロヘキサンとを攪拌し、表１に示す組成のアクリル樹脂塗料を製造した。なお、トルエンは塗装前に塗料を希釈するために外割りで加えたものである。
【００６４】
（浸出試験）
製造したアクリル樹脂塗料をガラス板に塗装面積７１ｃｍ2、膜厚８０μｍになるようにスプレー塗装によって塗布した。そして、ＪＷＷＡ Ｚ １０８水道用資機材−浸出試験方法に準拠し、塗装されたガラス板を１日、３日および７日間乾燥させたものをそれぞれ供試水１Ｌに１６時間浸漬し、供試水中のトルエンおよびキシレンの濃度を測定した。なお、塗装面積を７１ｃｍ2としたのは、管継手部における塗料の接水が最大となる直径７５ｍｍの鋳鉄管の接水面積比（管内面の塗装面積／管内総容積）による。結果を表１に示す。
【００６５】
実施例２および３
キシレンとアルキルシクロヘキサンとの配合比率を変えたほかは実施例１と同様の方法により、それぞれ表１に示す組成となるようにアクリル樹脂塗料を製造した。製造したアクリル樹脂塗料について、実施例１と同様の方法により浸出試験を行った。結果を表１に示す。
【００６６】
比較例１および２
アルキルシクロヘキサンを使用せず、溶剤の主成分をキシレン（比較例１）または酢酸ブチルとキシレン（比較例２）としたほかは実施例１と同様の方法によりアクリル樹脂塗料を製造した。製造したアクリル樹脂塗料について、実施例１と同様の方法により浸出試験を行った。組成および結果を表１に示す。
【００６７】
【表１】
【００６８】
表１の浸出試験の結果から明らかなように、トルエンおよびキシレンを溶剤として用いながら、さらに８〜２６重量％のアルキルシクロヘキサンを加えた溶剤を用いた塗料（実施例１〜３）は、アルキルシクロヘキサンを使用しなかったもの（比較例１〜２）と比較してトルエンおよびキシレンの浸出が低減されたことがわかる。特に乾燥日数１日目および３日目のキシレンに着目すると、キシレンの添加量が３７重量部、３２重量部、１９重量部に減少するにつれて、またアルキルシクロヘキサンの添加量が８重量部、１３重量部、２６重量部に増加するにつれてキシレンの浸出量は一桁ずつ減少した。また、同量のキシレン（２６重量部）をアルキルシクロヘキサンに置き換えた実施例１と酢酸ブチルに置き換えた比較例２とでは、トルエンおよびキシレンの浸出量が大きく異なったことがわかる。さらに、乾燥日数が１日目から７日目にかけてのキシレン浸出量の減少率を見ると、実施例２（減少率：ほぼ１００％）および実施例３（減少率：９０％）は、比較例１（減少率：７４％）および比較例２（減少率：６６．７％）よりも優れた減少率であったことがわかる。これらの結果からアルキルシクロヘキサンがトルエンおよびキシレンの揮発を促進したことが推察される。以上より、本発明の金属管用塗料組成物は、炭素数９〜１０のアルキルシクロヘキサンがトルエンおよびキシレンの揮発を促進するため、溶剤を迅速に除去し、かつ溶剤除去のための塗料の乾燥時間を短縮できたことがわかる。また、実施例１〜３におけるトルエンおよびキシレンの水への浸出は３日間の乾燥によって基準値以下になったことから、塗膜に接触した水からの溶剤臭が低減されたことがわかる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（メタ）アクリル樹脂と、
トルエンおよび／またはキシレンと炭素数９〜１０のアルキルシクロヘキサンとからなる溶剤とを含み、
前記溶剤中における前記トルエンおよび／またはキシレンと前記炭素数９〜１０のアルキルシクロヘキサンとの重量比が、８５：１５〜３０：７０である金属管用塗料組成物。
【請求項２】
請求項１記載の金属管用塗料組成物をその外面に塗布してなる金属管。
【請求項１】
（メタ）アクリル樹脂と、
トルエンおよび／またはキシレンと炭素数９〜１０のアルキルシクロヘキサンとからなる溶剤とを含み、
前記溶剤中における前記トルエンおよび／またはキシレンと前記炭素数９〜１０のアルキルシクロヘキサンとの重量比が、８５：１５〜３０：７０である金属管用塗料組成物。
【請求項２】
請求項１記載の金属管用塗料組成物をその外面に塗布してなる金属管。
【公開番号】特開２０１１−６６１２（Ｐ２０１１−６６１２Ａ）
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５２７８６（Ｐ２００９−１５２７８６）
【出願日】平成２１年６月２６日（２００９．６．２６）
【出願人】（０００１４２５９５）株式会社栗本鐵工所 (566)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月２６日（２００９．６．２６）
【出願人】（０００１４２５９５）株式会社栗本鐵工所 (566)
【Ｆターム（参考）】
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