JP2005113041A - 送水管用粉体塗料組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】 長期間にわたって塩素含有水に直接接触した場合であっても優れた耐久性を示す塗膜を形成可能な送水管用粉体塗料組成物を実現する。
【解決手段】 送水管用粉体塗料組成物は、ポリオレフィン系樹脂１００重量部と、ヒンダードフェノール系酸化防止剤および／またはヒンダードアミン系光安定剤０．０１〜５重量部と、ハイドロタルサイト類化合物０．０１〜１０重量部とを含んでいる。ここで用いられるポリオレフィン系樹脂は、例えば、ポリエチレン系樹脂である。
【選択図】 なし

Description

本発明は、粉体塗料組成物、特に、送水管用粉体塗料組成物に関する。

一般家庭用の水道管、配水管、排水管およびこれらの配管継手等の送水管には、一般に塩化ビニル系樹脂やポリオレフィン系樹脂等の樹脂製のものが用いられている。これに対し、土中に埋設される配水管並びにタンカーや客船等の船舶および発電所や工場プラント等の工業用施設等に配置される送水管およびその配管継手は、耐久性が求められるため、鉄製のものを用いるのが一般的である。しかしながら、水道水等の塩素含有水は、そこに含まれている塩素のため、鉄製の送水管等を錆びさせやすい。このため、鉄製の送水管等の内周面には、通常、防錆のため、樹脂等による塗膜が付与されている。

ところで、防錆用の塗膜を形成するための材料として、加工性、耐薬品性に優れているポリオレフィン系樹脂粉体塗料が広く用いられている（特許文献１、２および３）。しかしながら、ポリオレフィン系樹脂粉体塗料による防錆塗膜を送水管の内周面に付与した場合、水中に含まれる塩素の影響により、塗膜の表面に点状の突起または小径膨れ（以下、単に「膨れ」という）が発生する場合がある。この膨れは、一部が剥離し、その剥離片が水中に混入するおそれがある。

特開平５−２５２２９号公報 特開平９−１２９２８号公報 特開２０００−１２９１６５号公報

本発明の目的は、長期間にわたって塩素含有水に直接接触した場合であっても優れた耐久性を示す塗膜を形成可能な送水管用粉体塗料組成物を実現することにある。

本発明者等は、上記問題点を解決するために鋭意検討した結果、ポリオレフィン系樹脂に対し、ヒンダードフェノール系酸化防止剤および／またはヒンダードアミン系光安定剤とハイドロタルサイト類化合物とを所定量配合して得られた粉体塗料組成物が、長期間にわたって塩素含有水に直接接触した場合であっても優れた耐久性を示す塗膜を形成可能なことを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の送水管用粉体塗料組成物は、ポリオレフィン系樹脂１００重量部と、ヒンダードフェノール系酸化防止剤および／またはヒンダードアミン系光安定剤０．０１〜５重量部と、ハイドロタルサイト類化合物０．０１〜１０重量部とを含んでいる。

ここで用いられるポリオレフィン系樹脂は、例えば、ポリエチレン系樹脂である。また、ヒンダードフェノール系酸化防止剤は、例えば、ペンタエリスリチル−テトラキス〔３−（３，５−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕またはオクタデシル−１，３−（４’−ヒドロキシ−３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）プロピオネートである。

さらに、ヒンダードアミン系光安定剤は、例えば、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケートである。さらに、ハイドロタルサイト類化合物は、例えば、下記の一般式（１）で表されるものである。

一般式（１）中、Ａは、ＯＨ⁻またはＣＯ_３ ^２−を示し、ｎはＡのイオンの価数に対応して１または２を示す。また、ｍは、０≦ｍ≦２の数を示し、Ｘは、０＜Ｘ≦０．３３の数を示す。

本発明の送水管用粉体塗料組成物は、ポリオレフィン系樹脂に対し、ヒンダードフェノール系酸化防止剤および／またはヒンダードアミン系光安定剤と、ハイドロタルサイト類化合物とを所定量配合したものであるため、長期間にわたって塩素含有水に直接接触した場合であっても優れた耐久性を示す塗膜を形成することができる。

本発明の送水管用粉体塗料組成物は、ポリオレフィン系樹脂と、ヒンダードフェノール系酸化防止剤およびヒンダードアミン系光安定剤のうちの少なくとも一つと、ハイドロタルサイト類化合物とを含んでいる。

本発明において用いられるポリオレフィン系樹脂は、各種のものであって特に限定されるものではないが、例えば、低密度ポリエチレン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂およびエチレンと炭素数が３〜１０のα−オレフィン等とを共重合させて得られる線状低密度ポリエチレン樹脂等のポリエチレン系樹脂、未変性ポリプロピレン樹脂および変性ポリプロピレン樹脂等のポリプロピレン系樹脂並びにエチレン／酢酸ビニル共重合体樹脂等が挙げられる。これらの各種ポリオレフィン系樹脂は、それぞれ単独で用いられてもよいし、２種以上のものが併用されてもよい。

なお、ポリオレフィン系樹脂として特に好ましいものは、粉砕等の加工性に優れ、しかも安価であるという点において、低密度ポリエチレン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、線状低密度ポリエチレン樹脂等のポリエチレン系樹脂である。

本発明において用いられるヒンダードフェノール系酸化防止剤は、各種のものであって特に限定されるものではないが、例えば、ペンタエリスリチル−テトラキス〔３−（３，５−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕、Ｎ，Ｎ’−ヘキサン−１，６−ジイルビス〔３−（３，５−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオンアミド〕、１，３，５−トリス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−１，３，５−トリアジン−２，４，６（１Ｈ，３Ｈ，５Ｈ）−トリオン、オクタデシル−１，３−（４’−ヒドロキシ−３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）プロピオネート等が挙げられる。これらの各種ヒンダードフェノール系酸化防止剤は、それぞれ単独で用いられてもよいし、２種以上のものが併用されてもよい。

なお、ヒンダードフェノール系酸化防止剤として特に好ましいものは、塩素含有水に対する耐久性により優れた塗膜を送水管に与えることができることから、ペンタエリスリチル−テトラキス〔３−（３，５−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕またはオクタデシル−１，３−（４’−ヒドロキシ−３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）プロピオネートである。

本発明において用いられるヒンダードアミン系光安定剤は、各種のものであって特に限定されるものではないが、例えば、ジブチルアミン−１，３，５−トリアジン−Ｎ，Ｎ’−ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル−１，６−ヘキサメチレンジアミンとＮ−（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）ブチルアミンとの重縮合物、コハク酸ジメチルと４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチル−１−ピペリジンエタノールとの重合物、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート等が挙げられる。これらの各種ヒンダードアミン系光安定剤は、それぞれ単独で用いられてもよいし、２種以上のものが併用されてもよい。

なお、ヒンダードアミン系光安定剤として特に好ましいものは、塩素含有水に対する耐久性により優れた塗膜を送水管に与えることができることから、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケートである。

本発明の送水管用粉体塗料組成物において、ヒンダードフェノール系酸化防止剤および／またはヒンダードアミン系光安定剤の配合量は、ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して０．０１〜５重量部、好ましくは０．０３〜３重量部、さらに好ましくは０．０５〜２重量部である。この配合量が０．０１重量部未満の場合、これらの化合物を配合したことによる効果が得られず、塩素含有水に対する耐久性が良好な塗膜が得られにくい場合がある。また、配合量が５重量部を超える場合、配合量の増加に伴って塗膜の耐久性が高まるものではないため、不経済であるばかりか、却って塗膜の強度が低下する可能性がある。

本発明において用いられるハイドロタルサイト類化合物は、各種のものであって特に限定されるものではないが、例えば、次の一般式（１）で表される不定比化合物が好ましい。なお、一般式（１）中、Ａは、ＯＨ⁻またはＣＯ_３ ^２−を示し、ｎは、Ａのイオンの価数に対応して１または２を示す。また、ｍは、０≦ｍ≦２の数を示し、Ｘは、０＜Ｘ≦０．３３の数を示す。

このようなハイドロタルサイト類化合物の具体例としては、Ｍｇ_６Ａｌ_２（ＯＨ）_１６ＣＯ_３・４Ｈ_２Ｏ、Ｍｇ_４．５Ａｌ_２（ＯＨ）_１３ＣＯ_３・３．５Ｈ_２Ｏ、Ｍｇ_４．５Ａｌ_２（ＯＨ）_１３ＣＯ_３等を挙げることができる。

なお、ハイドロタルサイト類化合物は、２種以上のものが併用されてもよい。また、ハイドロタルサイト類化合物として特に好ましいものは、ポリオレフィン系樹脂への分散性が良好な点で、Ｍｇ_４．５Ａｌ_２（ＯＨ）_１３ＣＯ_３である。

本発明において用いられるハイドロタルサイト類化合物は、その取り扱い性を改善するために、高級脂肪酸で表面処理されたものが好ましい。高級脂肪酸で表面処理されたハイドロタルサイト類化合物としては、例えば、協和化学工業株式会社の商品名“ＤＨＴ−４Ａ−２”（高級脂肪酸で表面処理されたＭｇ_４．５Ａｌ_２（ＯＨ）_１３ＣＯ_３）等の一般に市販されているものを使用することができる。

本発明の送水管用粉体塗料組成物において、ハイドロタルサイト類化合物の配合量は、ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して、０．０１〜１０重量部、好ましくは０．０３〜５重量部、さらに好ましくは０．０５〜３重量部である。この配合量が０．０１重量部未満の場合、この化合物を配合したことによる効果が得られず、塩素含有水に対する耐久性が良好な塗膜が得られにくい場合がある。また、配合量が１０重量部を超える場合、得られる塗膜の強度が低下する可能性がある。

本発明の送水管用粉体塗料成物は、次のようにして製造することができる。先ず、上記ポリオレフィン系樹脂と、上記ヒンダードフェノール系酸化防止剤およびヒンダードアミン系光安定剤のうちの少なくとも一つと、上記ハイドロタルサイト類化合物とを混練押出機、加熱ロール、バンバリーミキサーまたはニーダー等の各種混練機を用いて溶融混練した後、所望の形状、例えばペレット状に成形する。次に、得られたペレットを機械粉砕法、液体窒素を用いる冷凍粉砕法等の手段により粉砕し、篩等を用いて分級すると、目的とする粒度の粉体塗料組成物が得られる。このようにして得られる本発明の粉体塗料組成物は、上述の必須成分の他に、各種の着色剤、核剤、帯電防止剤、耐候安定剤等の添加剤が適宜配合されていてもよい。これらの添加剤は、通常、必須成分の溶融混練時に配合されるのが好ましいが、上記ペレット等を粉砕した後に配合されてもよい。

本発明の送水管用粉体塗料組成物は、公知の粉体塗装方法、例えば、流動浸漬法、静電塗装法、溶射法、散布法、コーティング法等により、金属製（特に、鉄製）の水道管、配水管、排水管およびこれらの配管継手等の送水管、特に当該送水管の内周面に対して塗装すると、長期間にわたって塩素含有水に直接接触しても、膨れの発生し難い優れた耐久性を示す塗膜を形成することができる。

以下、実施例および比較例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

実施例１〜７および比較例１〜３
線状低密度ポリエチレン樹脂１００重量部に対し、表１に示す割合でヒンダードフェノール系酸化防止剤、ヒンダードアミン系光安定剤およびハイドロタルサイト類化合物を配合し、ヘンシェルミキサーで予備混合した。そして、押出機を使用し、得られた混合物を１５０℃で溶融混練してペレットを得た。さらに、得られたペレットを機械粉砕し、４２メッシュ（目開き３５５μｍ）の篩で粗粉を取り除き、送水管用粉体塗料組成物を得た。

ここで、ヒンダードフェノール系酸化防止剤は、オクタデシル−１−３−（４’−ヒドロキシ−３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）プロピオネート（チバ・スペシャリティ・ケミカルズの商品名“イルガノックス１０７６”）またはペンタエリスリチル−テトラキス〔３−（３，５−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕（チバ・スペシャリティ・ケミカルズの商品名“イルガノックス１０１０”）を用いた。表１において、ヒンダードフェノール系酸化防止剤の種類は、商品名により表示している。

また、ヒンダードアミン系光安定剤は、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート（チバ・スペシャリティ・ケミカルズの商品名“チヌビン７７０”）を用いた。

さらに、ハイドロタルサイト類化合物は、高級脂肪酸で表面処理されたＭｇ_４．５Ａｌ_２（ＯＨ）_１３ＣＯ_３（協和化学工業株式会社の商品名“ＤＨＴ−４Ａ−２”）を用いた。

評価
各実施例および各比較例で得られた粉体塗料組成物を用いて作成した試験片について、次に示す方法により、膨れ発生までの時間および伸びを評価した。結果を表２に示す。

（１）膨れ発生までの時間
圧縮成形機を用い、粉体塗料組成物を１５０℃で厚さ２ｍｍのシートに成形した。そして、得られたシートを一辺が５ｃｍの正方形に打ち抜き、試験片を得た。耐塩素含有水性試験（ＪＩＳ Ｋ６７６２）に準じ、得られた試験片を容器内に貯留された塩素水（塩素濃度２，０００±１００ｐｐｍ、温度６０℃、ｐＨ６．５±０．５）に浸漬し、２４時間毎に表面の膨れの発生を目視で観察した。なお、容器内の塩素水は、２４時間毎に、上記の塩素濃度、温度およびｐＨに設定された新たな塩素水に交換した。

（２）伸び
圧縮成形機を用い、粉体塗料組成物を１５０℃で厚さ１ｍｍのシートに成形した。そして、得られたシートを、引張試験（ＪＩＳ Ｋ７１１３）に準拠して２号試験片に打ち抜き、引張速度２００ｍｍ／分で伸びを測定した。

表２によると、実施例１〜７の送水管用粉体塗料組成物からなる試験片は、塩素含有水に直接接触しても耐久性に優れ、また樹脂としての性能（伸び）を維持していることがわかる。したがって、本発明の送水管用粉体塗料組成物は、長期間にわたって塩素含有水に直接接触した場合であっても優れた耐久性を示す塗膜を形成することができ、塩素含有水を流通させるための金属製の水道管、配水管、排水管およびこれらの配管継手等の送水管への塗装に適していることがわかる。

Claims (5)

1. ポリオレフィン系樹脂１００重量部と、
   ヒンダードフェノール系酸化防止剤および／またはヒンダードアミン系光安定剤０．０１〜５重量部と、
   ハイドロタルサイト類化合物０．０１〜１０重量部と、
   を含む送水管用粉体塗料組成物。
2. 前記ポリオレフィン系樹脂がポリエチレン系樹脂である、請求項１に記載の送水管用粉体塗料組成物。
3. 前記ヒンダードフェノール系酸化防止剤が、ペンタエリスリチル−テトラキス〔３−（３，５−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕またはオクタデシル−１，３−（４’−ヒドロキシ−３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）プロピオネートである、請求項１または２に記載の送水管用粉体塗料組成物。
4. 前記ヒンダードアミン系光安定剤が、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケートである、請求項１から３のいずれかに記載の送水管用粉体塗料組成物。
5. 前記ハイドロタルサイト類化合物が、下記の一般式（１）で表されるものである、請求項１から４のいずれかに記載の送水管用粉体塗料組成物。
   

   

   （式中、Ａは、ＯＨ⁻またはＣＯ_３ ^２−を示し、ｎはＡのイオンの価数に対応して１または２を示す。ｍは、０≦ｍ≦２の数を示す。Ｘは、０＜Ｘ≦０．３３の数を示す。）