東京都環境局 平成２６年度 低VOC塗装セミナー 平成２６年９月２５日 〔重防食塗装編〕 オール水性塗装システム および 低溶剤形省工程塗装システムの紹介 一般社団法人 日本塗料工業会 豊岡静香 紹介内容 １．オール水性塗装システム （１）重防食用塗料の水性化における課題と取り組み （２）塗装仕様例 （３）塗装事例の紹介 ２．低溶剤形省工程塗装システム （１）塗装仕様例 （２）塗装事例の紹介 １．オール水性塗装システム （１）重防食用塗料の水性化における課題と取り組み （下塗塗料） １）溶剤形塗料と比較すると一般的に塗膜の耐水性が劣る。 ２）低温や高湿度条件では乾燥が遅い。 ３）塗装時あるいは塗装直後に降雨や結露等水分の影響を受けやすい。 ４）鋼材面に直接塗装した場合、点錆（フラッシュラスト）が発生しやすい。 ５）塗装作業性がやや劣り、膜厚を確保することが難しい。 （１）重防食用塗料の水性化における課題と取り組み 1)エマルション組成の最適化 疎水性の高いエポキシ樹脂を安定的に水分 散させるためには、多くの乳化剤が必要となる が、塗膜中に乳化剤が残存すると耐水性の低 下が懸念される。そこで乳化剤の残存を防ぐ ために、基体成分樹脂（コア部）と乳化成分樹 脂（シェル部）で形成されるコアシェル構造を有 するエポキシエマルションを開発した。 シェル －Ｅｐ －Ｅｐ -Ep -Ep －Ｅｐ コア -Ep -Ep -Ep －Ｅｐ -Ep －Ｅｐ －Ｅｐ －Ｅｐ －Ｅｐ ：高架橋性エポキシ樹脂 －Ｅｐ ：親水性成分変性エポキシ樹脂 （１）重防食用塗料の水性化における課題と取り組み ２)硬化剤の選定 親水性成分の多い水溶性型や、親水性成分がやや少なく水溶性溶 剤に溶解する水溶性溶剤希釈型の硬化剤は、塗膜中で吸水し易く十 分な耐水性が得られない。そこで、耐水性、防食性、ポットライフに優れ ているエマルション型を選定した。 各タイプ硬化剤の評価結果 確認項目 エポキシエマルションとの相溶性 硬化性 防食性 ポットライフ 耐水性 評価基準 ○： 問題なし、×： 実用性なし 水溶性溶剤 希釈型 ○ ○ × ×～○ × 水溶性型 ○ ○ × ×～○ × エマルション 型 ○ ○ ○ ○ ○ （１）重防食用塗料の水性化における課題と取り組み ３)造膜助剤の適用 表面乾燥性、耐水性と造 膜性の両立を目指し、エマ ルション粒子の融着を補助 する可塑剤や造膜助剤を 検討し、適切な造膜助剤を 選定して最適量添加した。 位相差顕微鏡による表面状態の観察結果 （１）重防食用塗料の水性化における課題と取り組み ４)取り組み後の性能（下塗塗料） ・溶剤形塗料と同程度の耐水性 ・JIS K 5551：2008 構造物用さび止めペイントＣ種1号に適合 ・溶剤形塗料よりも優れたばくろ防食性 ４)取り組み後の性能（下塗塗料） JIS K 5551：2008 構造物用さび止めペイントＣ種1号 試験結果 項目 規格 水性 溶剤 容器の中の状態 かき混ぜたとき、堅い塊がなくて一様にな る。 合格 合格 半硬化乾燥性 半硬化乾燥している。 合格 合格 塗装作業性 支障がな い。 合格 合格 塗膜の外観 正常で ある。 合格 合格 ポットライフ 規定時間後、使用できる。 合格 合格 たるみ性 たるみがない。 合格 合格 上塗り適合性 支障がな い。 合格 合格 耐衝撃性 割れ及びはがれがない。 合格 合格 付着性 分類１又は分類０。※ 外観が正常である。試験後の付着性試験で 分類２、分類１又は分類０。※ さび、膨れ、割れ及びはがれがない。 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 耐熱性 サイクル腐食性 塗膜中の鉛の定量 0.06 以下。 （質量分率％） 塗膜中のクロムの定 0.03 以下。 量（質量分量％） 屋外暴露耐候性 さび、膨れ、割れ及びはがれがない。 ※規格 説明 分類 カットの縁が完全に滑らかで 、どの格子の目にもはがれがない。 0 1 カットの交差点における塗膜の小さな はがれ。 クロス カット部分で影響を受けるのは、明確に5％を上回ることはない。 2 塗膜がカットの縁に沿って 、及び/ 又は交差点において はがれている。 クロス カット部分で影響を受けるのは明確に5 ％を超えるが15 ％を上回ることはない。 ４)取り組み後の性能（下塗塗料） ≪塗装仕様≫ 下塗60 μm／中塗30 μm／上塗25 μm 素材：サンドブラスト処理鋼板（SS400） ばくろ試験結果 （沿岸部 ３年） １．オール水性塗装システム （２）塗装仕様例 工 程 素地調整 塗 料 名 標 準 使用量 (g/ ㎡） 塗 装 塗装間隔 方 法 （ 2 0 ℃） 標準シ ンナー 希釈率 （ 重量比） ３種ケレン ※ さび の発生した箇所は除去す るこ と。 直ちに 上水 現 場 第１層 （ 補修） 水性エ ポキシ 樹脂塗料下塗 第２層 （ 全面） 水性エ ポキシ 樹脂塗料下塗 第３層 （ 全面） 水性エ ポキシ 樹脂塗料下塗 第４層 （ 全面） 水性エ ポキシ 樹脂塗料中塗 第５層 （ 全面） 水性ふっ素樹脂塗料上塗 240 240 240 140 120 ﾊｹ･ﾛｰﾗｰ ２４時間～ １０日 ０～１０％ 上水 ２４時間～ １０日 ０～１０％ 上水 ２４時間～ １０日 ０～１０％ 上水 ２４時間～ １０日 ０～１０％ 上水 ﾊｹ･ﾛｰﾗｰ ﾊｹ･ﾛｰﾗｰ ﾊｹ･ﾛｰﾗｰ ﾊｹ･ﾛｰﾗｰ ０～１０％ VOC排出量(g/㎡) 工程 塗料 樹脂系 膜厚(μm) 下塗 １層目 エポキシ 下塗 ２層目 エポキシ 中塗 エポキシ 上塗 ふっ素 合計 ＶＯＣ排出量削減率（％） 水性塗料 システム 60 60 30 25 175 7 .5 7 .5 3 .8 5 .4 2 4 .2 84 水性塗料システムのＶＯＣ排出量は24.2g/㎡ 溶剤形塗料システムと比較して ＶＯＣ排出量削減率は８４％ 溶剤形塗料 シス テム 48 .4 48 .4 23 .3 31 .5 1 5 1 .6 - １．オール水性塗装システム （３）塗装事例の紹介 １）歩道橋 ２）道路橋 ３）鉄道橋 （３）塗装事例の紹介 歩道橋・道路橋・ 塗装実績（東京都新宿区）の一例 施工対象 年度 面積 塗装仕様 Ａ橋 平成１９年 １２０７㎡ オール水性（ふっ素上塗） Ｇ歩道橋 平成２０年 １３００㎡ オール水性（ふっ素上塗） Ｍ橋・Ｔ橋 平成２０年 ７６７㎡ オール水性（ふっ素上塗） Ｄ橋・Ｋ橋・Ａ橋 平成２１年 ７８７㎡ オール水性（ふっ素上塗） Ｋ橋・Ｍ橋・Ｍ橋 平成２２年 ７４８㎡ オール水性（ふっ素上塗） Ｓ橋・Ｉ橋・Ｎ橋 平成２３年 ６５９㎡ オール水性（ふっ素上塗） Ｓ橋・Ｏ橋・Ｔ橋 平成２４年 ８３２㎡ オール水性（ふっ素上塗） Ｋ歩道橋 平成２５年 ３４３㎡ オール水性（ふっ素上塗） （３）塗装事例の紹介 鉄道橋 塗装実績（東京地下鉄）の一例 施工対象 年度 面積 塗装仕様 Ｓ高架橋 平成１９年度 １２．５㎡ オール水性（ふっ素上塗） Ｊ橋 平成２０年度 １３５０㎡ ＥＣＯ仕様 Ｋ駅ホーム桁 平成２３年度 ３５６５㎡ ＥＣＯ仕様 Ｎ駅ホーム桁 平成２３年度 ４３９０㎡ ＥＣＯ仕様 Ｓ駅架道橋 平成２６年度 ２５３５㎡ ＥＣＯ仕様 １）歩道橋 平成２０年施工 東京都新宿区 Ｇ歩道橋 １）歩道橋 平成２６年施工 東京都新宿区 Ｋ歩道橋 １）歩道橋 下塗 塗装状況 下塗 仕上がり 中塗 仕上がり 上塗 仕上がり 平成２６年施工 東京都新宿区 Ｋ歩道橋 ２）道路橋 平成２１年施工 東京都新宿区 Ｔ橋 ２）道路橋 平成２２年施工 東京都新宿区 Ｄ橋 ２）道路橋 平成２５年施工 東京都新宿区 Ｓ橋 ３）鉄道橋 塗装系 ECO1-7 厚膜型変性エポキシ樹脂系塗料 厚膜型変性エポキシ樹脂系塗料 水系エポキシ樹脂塗料 水系ポリウレタン樹脂塗料上塗 平成２６年施工 東京都内地下鉄Ｓ駅架道橋 ３）鉄道橋 平成２０年施工 東京都目黒区 Ｊ橋 ２．低溶剤形省工程塗装システム 低VOC・弱溶剤形厚膜 変性エポキシ樹脂塗料下塗 低VOC・弱溶剤形 シリコン変性エポキシ樹脂 下塗上塗兼用塗料 シリコン変性エポキシタイプ アクリル変性エポキシタイプ ２．低溶剤形省工程塗装システム （１）塗装仕様 低溶剤形省工程塗装システム 従来塗装システム 塗料種 膜厚 ふっ素樹脂塗料上塗 ２５μｍ ふっ素樹脂塗料用中塗 ３０μｍ 変性エポキシ樹脂塗料下塗 ６０μｍ 変性エポキシ樹脂塗料下塗 ６０μｍ 塗料種 低VOC・弱溶剤形シリコン変性エ ポキシ樹脂下塗上塗兼用塗料 低VOC・弱溶剤形厚膜変性エポキ シ樹脂塗料下塗 ４工程 ２工程 コスト指数 １００ コスト指数 ６８ 膜厚 ５５μｍ １２０μｍ 300 ＶＯＣ削減率；４７％ ３種ケレン ５回塗り⇒３回塗り ＶＯＣ量（ｇ／㎡） 250 200 150 上塗 中塗 下塗 下塗 補修 100 50 0 従来溶剤系 低溶剤系 低溶剤形省工程塗装システムは溶剤形塗料システムと比較して ＶＯＣ排出量削減率は４７％ ２．低溶剤形省工程塗装システム （２）塗装事例の紹介 １）石油備蓄タンク ２）人道橋 ３）道路橋 ４）高速道路橋 （２）塗装事例の紹介 塗装実績の一例 施工対象 年度 面積 石油備蓄タンク 平成１６年度 ７０００㎡ Ｋ橋（人道橋） 平成１７年度 ８７㎡ 高速道路 Ｗ線 平成１７年度 ５００㎡ Ｔ橋（道路橋） 平成１８年度 ４００㎡ Ｔ橋（道路橋） 平成１９年度 ４００㎡ Ｓ橋（鉄道橋） 平成１９年度 １８２㎡ １）石油備蓄タンク 平成１６年施工 石油備蓄タンク ２）人道橋 300 ＶＯＣ削減率；４７％ ３種ケレン ５回塗り⇒３回塗り ＶＯＣ量（ｇ／㎡） 250 200 150 上塗 中塗 下塗 下塗 補修 100 50 0 従来溶剤系 平成１８年施工 奥多摩内 東京都環境局所管 Ｋ橋 低溶剤系 ３）道路橋 300 ＶＯＣ削減率；４６％ ４種ケレン ４回塗り⇒２回塗り ＶＯＣ量（ｇ／㎡） 250 200 150 100 50 0 従来溶剤系 平成１９年施工 新宿区・中野区 Ｔ橋 低溶剤系 上塗 中塗 下塗 下塗 ４）高速道路橋 300 ＶＯＣ削減率；４７％ ３種ケレン ５回塗り⇒３回塗り ＶＯＣ量（ｇ／㎡） 250 200 150 上塗 中塗 下塗 下塗 補修 100 50 0 従来溶剤系 平成１８年施工 高速道路 Ｗ線 低溶剤系 おわりに これからも環境に優しい 水性塗料、低溶剤形塗料 の開発・市場展開に 努めて参ります。
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