防食概論塗装・塗料

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 ここでは,プライマーの品質規格及び塗膜の評価方法について, 【プライマーとは】, 【 JIS K 5633 エッチングプライマー】, 【 JIS K5552 ジンクリッチプライマー】 に項目を分けて紹介する。

 塗膜の評価(プライマー)

 プライマーとは

 JIS K5500「塗料用語」

 プライマー(primer)
 塗装系の中で素地に初めに用いる塗料。素地の種類や塗装系の種類に応じた各種のものがある。
 エッチングプライマー(etching primer, pretreatment primer, wash praimer, etch primer)
 成分の一部が素地の金属と反応して化学的生成物を作り,素地に対する塗膜の付着性を増すことを目的としたプライマー。【JIS Z0103「防せい防食用語」】
 金属塗装の際の素地処理に用いるプライマーの一つ。成分の一部が生地の金属に反応して化学的生成物を作り,生地に対する塗膜の付着性を増すようにした,金属素地処理用の塗料。主に,りん酸・クロム酸を含む。通常は,全成分を二つに分けて作って一組として供給し,使用の直前に混合する。【JIS K5500「塗料用語」】
 ジンクリッチプライマー(zinc-rich primer)
 鋼材をブラスト処理し,本塗装に先立って,ブラスト直後に塗装する塗料。【JIS Z0103「防せい防食用語」】
 ジンクリッチプライマーには,アルキルシリケートをビヒクルとし,多量の亜鉛末を混ぜて用いる 1液 1粉末形の無機ジンクリッチプライマー,エポキシ樹脂,硬化剤と多量の亜鉛末をを混ぜて用いる 2液 1粉末形の有機ジンクリッチプライマー,又は亜鉛末を含むエポキシ樹脂液と硬化剤を混ぜて用いる 2液形の有機ジンクリッチプライマーがある。
 
 プライマーの特徴と種類,エッチングプライマーとジンクリッチプライマーの概要については,塗料の評価】・「プライマーとは」で紹介した。
 ここでは,塗料の評価】・「プライマーの品質規格」の中から,塗膜に関するの品質規格と試験方法を抜粋して紹介する。

 

 JIS K 5633 エッチングプライマー

 適用範囲
 この規格は,エッチングプライマーについて規定する。
 備考: エッチングプライマーは,金属塗装の際に,金属素地に対する塗装系の付着性を増加する目的で用いるものと,鋼板の素地調整後,本格塗装を行うまでの間,一時的に防せい(錆)力を付与する目的で用いるものとがあり,生地を清浄にした後,直ちに塗り付け,その後にさび止め 塗料,上塗り塗料などを塗り重ねて塗装系を構成する金属表面処理用の地肌塗り塗料である。
 エッチングプライマーは,素地の金属と反応するためのりん酸,又はりん酸とクロム酸塩顔料とを含み,ビニルブチラール樹脂などのアルコール溶液を主なビヒクルとする液状の塗料で,成分を分けて主剤と添加剤との 2液とし,使用の直前に混合するように作ったものである。
 種類
 a) 1種: 金属生地に対する塗装系の付着性を増加する目的で,塗り付けた後,数日以内に次の塗料を塗り重ねるように作ったもの。
 b) 2種: 鋼板の素地調整後,本格塗装を行うまでの間,一時的に防せい力を付与する目的で,塗り付けた後,数か月以内に次の塗料を塗り重ねるように作ったもの。
 
 エッチングプライマーの品質は,成分規定を中心とする主剤,添加剤の品質規定に加えて,塗装作業と塗膜の品質を中心とする混合物の品質規定に分けられている。
 混合物の塗料の品質
 塗装作業に影響するポットライフ,塗装作業性,乾燥時間が,塗膜形成機能に関わる塗膜の外観が規定されている。塗料品質の試験法は,【塗料の評価】・「プライマーの品質規格で紹介する。
 【混合物の塗膜の品質】
 塗膜形成機能に関わる耐衝撃性(耐おもり落下性),耐屈曲性が規定されている。
 塗膜の性能や耐久性の規定は,2種,すなわち長暴形についてのみ,耐海水性屋外暴露耐候性で評価している


JIS K 56332010(エッチングプライマー) 品質(混合物
太字;塗料の品質,青太字:塗膜の品質
  項  目    1 種(短暴型)    2 種(長暴形) 
  ポットライフ    8時間で使用できるものとする。 
  塗装作業性    はけ塗りで塗装作業に支障があってはならない。 
  乾燥時間 min    30以下 
  塗膜の外観    塗膜の外観が正常であるものとする。 
  耐おもり落下性(デュポン式)    300mm の高さから落としたおもりの衝撃によって,割れ・はがれがあってはならない。 
  耐屈曲性(円筒形マンドレル法)    直径 6mm の折り曲げに耐えるものとする。 
  耐塩水性    ―    塩化ナトリウム溶液に浸したとき,異常がないものとする。 
  屋外暴露耐候性    ―    3か月間の試験で見本品と比べて,さび・膨れ・はがれの程度が大きくないものとする。 

 形成塗膜の品質試験
 7.3 試験の一般条件は,JIS K 5600-1-1 「塗料一般試験方法−第1部:通則−第1節:試験一般(条件及び方法)」 ,JIS K 5600-1-6 「塗料一般試験方法−第1部:通則−第6節:養生並びに試験の温度及び湿度」及び JIS K 5601-1-1 「塗料成分試験方法−第1部:通則−第1節:試験一般(条件及び方法)」による。ほか,次による。
 7.3.2 試験片の作製
 7.3.2.1 試験板 : JIS K 5600-1-4 「塗料一般試験方法−第1部:通則−第4節:試験用標準試験板」による。ただし,特に規定する以外は,耐水研磨紙によって調整した鋼板 (150×70×0.8mm) とする。
 7.3.2.2 試料の混合と薄め方 : 主剤と添加剤とを質量比 80:20 で量り取り,よく混合する。混合した試料は,容器にふたをして,1時間おく。混合した試料は,毎回よくかき混ぜた後,直ちに塗る。初めの混合から時間を測定して 8時間を過ぎたものは,試験に用いてはならない。
 7.3.2.3 試料の塗り方 : はけ塗りとし,塗り付け量は 1回ごとに塗り面積 100cm2 当たり, 1種では 0.6g 以下で流れない程度になるべく多く,2種では 0.80±0.08g とし,いずれも試験片の長辺に平行に塗り付ける。必要に応じて,製品に規定するシンナーを用いて,10%(質量)以下で薄めてもよい。
 
 7.9 塗膜の外観の試験は, JIS K 5600-1-1 の 4.4(塗膜の外観)による。ただし,判定は,塗ってから 3時間おいて,試験片の塗膜の色とつやが,見本品に比べて差異が少なく,流れ・しわ・膨れ・ あな・白化の程度が見本品に比べて大きくないときは, 塗膜の外観が正常である。とする。
 7.10 耐衝撃性の試験は, JIS K 5600-5-3 「塗料一般試験方法−第5部:塗膜の機械的性質−第3節:耐おもり落下性」の 6.(デュポン式)による。試験片は,7.3.2によっ て作製したものを用いる。ただし,試料を塗ってから 3時間おいたものを試験片とする。
 判定は,300mmの高さからおもりを落としたとき,試験板の衝撃的変形による塗膜の割れ・はがれを認めないとき, 衝撃によって割れ・はがれができない。とする。
 7.11 耐屈曲性の試験は, JIS K 5600-5-1 「塗料一般試験方法−第5部:塗膜の機械的性質−第1節:耐屈曲性(円筒形マンドレル法)」によるほか,次による。
 7.11.2 操作 : 試験板 2枚の片面に,7.3.2によって試料を 1回塗って 24時間おいた後,1種ではそのまま, 2種では 120±2℃に保った恒温器の中で 1時間加熱し,取り出してデシケータの中に 1時間おいた後,試験装置タイプ I を用い,試験片を直径 6mmのマンドレルの周りに沿って折り曲げて,塗膜の割れ及び素地 からのはがれを目視によって調べる。
 7.11.3 判定 : 試験片 2枚について,塗膜に割れ・はがれを認めないときは,1種では, 直径 6mmの折り曲げに耐える。とし,2種では,120±2℃で 1時間加熱した後,直径 6mm の折り曲げに耐える。とする。
 7.12 耐塩水性の試験は, JIS K 5600-6-1 「塗料一般試験方法−第6部:塗膜の化学的性質−第1節:耐液体性(一般的方法)」の 7.[方法 1(浸せき法)]によるほか,次による。
 7.12.1 試験片の作製 : 7.3.2によるほか,次による。
 a) : 試験板に試料を 7.3.2(刷毛塗り)によって 1回塗る。24時間後に 2回目を塗り重ね,96時間おいたものを試験片とする
 b) : 試験片の処理は,周辺を融解したパラフィン に浸して引き上げ,塗り包んでおく。
 7.12.2 操作 : 操作は,JIS K 5600-6-1の 7.4[手順 A(単一の液相を使用)]とし,次による。
 a) : 容器を用意し,約 150mm の深さまで塩化ナトリウム溶液 (30g/L) を入れて,温度を 23±1℃に保つ。
 b) : 塩化ナトリウム溶液の中に,試験片を糸でつるして約 120mm の深さまで浸し,24時間保つ。
 a) : 24 時間浸せき後,試験片を取り出し流水で洗い,立てかけて一般状態で 24時間乾燥させた後,目視によって塗膜を調べる。
 7.12.2 判定 : 試験片 2枚の塗膜にさび・割れ・はがれを認めないときは, 塩化ナトリウム溶液に浸したとき,異常がない。 とする。
 7.18 屋外暴露耐候性の試験は, JIS K 5600-7-6 「塗料一般試験方法−第7部:塗膜の長期耐久性−第6節:屋外暴露耐候性」によるほか,次による。
 7.18.1 試験片の作製 : 試験板は研磨によって調整した鋼板(300×150×1mm)とし,この試験板の表面にはけ塗りによって,試料を 1回塗りする。試験片の裏面と周辺とは,試料と同じ塗料を用い,1 時間ごとに 2回以上塗り包んでお き,7~14日おいたものを試験片とする。
 試験片の数は,試料と見本品について,それぞれ 3枚とする。 ただし,試験片ごとの試験成績にばらつきが少ないことが分かっているときは,耐候試験片は 1枚にして差し支えない。
 7.18.2 試験開始時期及び期間 : 試験の開始は,毎年 4月又は 10月とする。 試験の期間は,3か月とする。
 7.18.3 評価方法 : さびは JIS K 5600-8-3 「さびの等級」によって,膨れは JIS K 5600-8-2 「膨れの等級」によって,はがれは JIS K 5600-8-5 「はがれの等級」によって評価し,同時にそれぞれ試料と見本品の耐候試験片を目視によって直接比較して調べる。
 7.18.4 評価項目 : さび・膨れ・はがれとする。耐候試験片の表面に,外部からの物質の付着,又は損きずによって,よごれ・変色・さびなどの欠陥が認められたときは,その状態について記録して参考にする。
 7.18.5 判定 : 判定は,3か月間暴露の試験片について,見本品と比べて,さび・膨れ・はがれの程度が大きくないとき,屋外暴露耐候性の規定に適合するものとする。

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 JIS K 5552 ジンクリッチプライマー

 適用範囲
 この規格は,鋼材の防せい(錆)に用いるジンクリッチプライマーについて規定する。
 備考: ジンクリッチプライマーは,亜鉛末及びアルキルシリケート又はエポキシ樹脂及び硬化剤,顔料及び溶剤を主な原料としたものである。
 種類
 a) 1種 無機ジンクリッチプライマー: アルキルシリケートをビヒクルとした,1液 1粉末形のもの。
 b) 2種 有機ジンクリッチプライマー: エポキシ樹脂をビヒクルとした,2液 1粉末形又は 2液形(亜鉛末を含む液と硬化剤)のもの。
 
 塗料の品質
 塗料の成分規定として加熱残分中の亜鉛量を規定している。また,塗膜形成要素としてエポキシ樹脂を規定する2種(有機系)では,エポキシ樹脂の定性分析を規定している。塗料性状の規定として,容器の中での状態,加熱残分を規定している。 塗装作業に関連する規定は塗装作業性,乾燥時間,ポットライフが規定されている。塗料品質の試験法は,【塗料の評価】・「プライマーの品質規格で紹介する。
 【塗膜の品質】
 ジンクリッチプライマーの品質で,塗膜形成機能として,塗膜の外観,耐衝撃性が,塗膜の性能や耐久性については,耐塩水噴霧性,屋外暴露耐候性が規定されている。


JIS K 55522010 「ジンクリッチプライマー」品質
太字;塗料の品質,青太字:塗膜の品質
  項  目    1 種(無機)    2 種(有機) 
  容器の中での状態    粉は微小で一様な粉末であるものとする。液はかき混ぜたとき堅い塊がなくて一様になるものとする。 
  塗装作業性    塗装作業に支障があってはならない。 
  乾燥時間   1以下 
  塗膜の外観    塗膜の外観が正常であるものとする。 
  ポットライフ    5時間で使用できるものとする。 
  耐衝撃性    衝撃によって割れ及びはがれが生じてはならない。(500g,500mm) 
  耐塩水噴霧性    塩水噴霧に耐えるものとする。 
  混合塗料中の加熱残分(%)    70以上 
  加熱残分中の金属亜鉛(%)    80以上    70以上 
  エポキシ樹脂の定性    ―    [附属書 3(参考)参照] 
  屋外暴露耐候性    6か月間の試験でさび,割れ,はがれ及び膨れがあってはならない。 

 形成塗膜の品質試験

 6.3 試験の一般条件は, JIS K 5600-1-1 「塗料一般試験方法−第1部:通則−第1節:試験一般(条件及び方法)」 ,JIS K 5600-1-6 「塗料一般試験方法−第1部:通則−第6節:養生並びに試験の温度及び湿度」及び JIS K 5601-1-1 「塗料成分試験方法−第1部:通則−第1節:試験一般(条件及び方法)」による。
 6.3.2 試験片の作製
 6.3.2.1 試験板 : JIS K 5600-1-4 「塗料一般試験方法−第1部:通則−第4節:試験用標準試験板」による。ただし,特に規定する以外は,ブラスト処理した鋼板 (150×70×3.2mm) とする。ブラストの条件は,除せい度 ISO 8501-1 Sa2・1/2以上,研掃材グリット,表面粗さ 25μmRZJISを標準とする。
 6.3.2.2 試料の混合と薄め方 : 液と粉末の混合は,その製品の指定する方法による。試料の薄め方は,その製品に指定するシンナーを用いて,混合物の 20%(質量)以下で薄めてもよい。
 6.3.2.3 試料の塗り方 : 混合した試料は,よくかき混ぜた後,目開き 600μm の金網でろ過し,直ちに塗る。初めの混合から時間を測定して,5時間を過ぎたものは試験に用いてはならない。試料の塗り方は,特に規定する以外は,吹付け塗り(エアスプレー塗り)とし,7日間乾燥したときに測定して,塗膜の厚さが 15~20μm になるように 1回塗る。
 6.3.2.5 膜厚の測定 : 膜厚の測定は,JIS K 5600-1-7 「塗料一般試験方法−第1部:通則−第7節:膜厚」による。

 6.7 塗膜の外観の試験は, JIS K 5600-1-1 の 4.4(塗膜の外観)による。ただし,判定は試料を塗ってから 48 時間置いて,目視によって観察し,流れ・むら・割れ・はがれを調べる。
 6.9 耐衝撃性の試験は, JIS K 5600-5-3 「塗料一般試験方法−第5部:塗膜の機械的性質−第3節:耐おもり落下性」の 6.(デュポン式)による。この場合,6.8に用いた試験片を更に 5日間置いて試験する。試験は,質量が 500±1g のおもりを高さ 500mm から撃ち型の上に落とす。塗面の試験位置を変えてこの操作を 2回繰り返し,割れ・はがれのないときは衝撃によって割れ・はがれができない。 とする。
 6.10 耐塩水噴霧性の試験は, JIS K 5600-7-1 「塗料一般試験方法−第7部:塗膜の長期耐久性−第1節:耐中性塩水噴霧性」による。
 試験板は,6.3.2.1 に規定するブラスト処理をした鋼板を,試料 1個について 3枚ずつ用意し,6.3.2.3の方法で乾燥膜厚が 20μm~25μm になるように混合した試料を 1回塗り,直ちに周辺をはけで 1回塗り増し,1種は 48時間,2種は 168時間置いて試験片とする。
 1種は 168時間,2種は 72時間試験を行った後,試験片を取り出して流水で洗い,室内に 2時間置いて,目視によって塗膜を調べる。このとき,試験片の周辺約 10mm 以内及び塗膜に付けたきずの両側それぞれ 3mm 以内の塗膜は,評価の対象としない。
 試験片 2枚以上について塗膜に赤さびを認めないときは, 塩水噴霧に耐える。とする。
 6.14 屋外暴露耐候性の試験は, JIS K 5600-7-6 「塗料一般試験方法−第7部:塗膜の長期耐久性−第6節:屋外暴露耐候性」によるほか,次による。
 6.14.1 試験片の作製 : 6.3.2によってブラストで処理した鋼板(300 mm×150 mm×3.2 mm)の片面に乾燥塗膜の厚さが 15μm~20μm になるように 1回吹付け塗り(エアスプレー塗り)し,7日間置いて試験片とする。この場合,試験片の周辺及び裏面は試料と同じ塗料を用い,1時間ごとに 2回以上塗って試験に影響がないように塗り包んでおく。見本品は JIS K 5600-1-8 による塗料見本とし,試料と同じ方法で試験片を作製する。なお,試験片の枚数は,試料及び見本品それぞれ 3 枚とする。
 6.14.2 操作
 a) 試験の開始時期は,毎年 4月とする。
 b) 試験の期間は,6か月とする。
 c) 観察の時期は,試験開始から 6か月とする。
 6.14.3 評価項目と評価方法 : 膨れの等級は JIS K 5600-8-2 「膨れの等級」によって,さびは JIS K 5600-8-3 「さびの等級」によって,割れは JIS K 5600-8-4 「割れの等級」によって,はがれは JIS K 5600-8-5 「はがれの等級」によって評価し,同時にそれぞれ試料と見本品の耐候試験片を目視によって直接比較して調べる。
 6.14.4 判定 : 3枚中 2枚の試験片について,表 1 に示す屋外暴露耐候性の項による。ただし,亜鉛の腐食生成物は判定の対象外とする。
 6.14.5 記録の保存期間 : 5年間とする。
 6.14.6 耐候試験の実施及び管理 : JIS K 5600-7-6 「屋外暴露耐候性」の附属書による。

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