防食概論：塗装・塗料
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ここでは，鋼構造物などの防食に用いられる 【JIS規格のエポキシ樹脂系塗料】 について， 【JIS K5551 2008 構造物用さび止めペイント】， 【JIS K55512018 構造物用さび止めペイント】， 【品質項目一覧】 に項目を分けて紹介する。
塗料各論（構造物用塗料）
JIS規格のエポキシ樹脂系塗料
塗料採用機関ごとの開発・採用の経緯の違いから，塗料名称も異なるのが通例である。下表には，JIS規格の塗料に相当する鉄道及び道路での採用塗料名称を示す。なお，多くの JIS製品規格は，鉄道，道路など各機関での実用後に規格されている。
| JIS 製品規格 | 鉄 道 (SPS：鉄道総研規格) |
道 路 (鋼道路橋塗装用塗料標準) |
|---|---|---|
| JIS K5551 構造物用さび止めペイント A種 |
採用なし | 採用なし |
| JIS K5551 構造物用さび止めペイント B種 |
厚膜型エポキシ樹脂系塗料下塗 | 弱溶剤形エポキシ樹脂塗料 下塗 A |
| JIS K5551 構造物用さび止めペイント C種 1号 |
厚膜型変性エポキシ樹脂系塗料 | 弱溶剤形変性エポキシ樹脂塗料 下塗 A |
| JIS K5551 構造物用さび止めペイント C種 2号 |
厚膜型エポキシ樹脂系塗料下塗同低温用 厚膜型変性エポキシ樹脂系塗料同低温用 |
弱溶剤形エポキシ樹脂塗料 下塗 B 弱溶剤形変性エポキシ樹脂塗料 下塗 B |
| JIS K5551 構造物用さび止めペイント D種 |
採用なし | 採用なし |
| JIS K5551 構造物用さび止めペイント E種 |
水系エポキシ樹脂塗料 | 塗料規定なし |
| JIS K 5552 ジンクリッチプライマー 2種 |
採用なし | 採用なし |
| JIS K 5553 厚膜形ジンクリッチペイント 2種 |
厚膜型エポキシ樹脂ジンクリッチペイント | 有機ジンクリッチペイント |
| JIS K 5659 鋼構造物用耐候性塗料中塗り塗料 A種 |
ポリウレタン樹脂塗料用中塗 | 弱溶剤形ふっ素樹脂塗料用中塗 |
| JIS K 5659 鋼構造物用耐候性塗料中塗り塗料 B種 |
水系ポリウレタン樹脂塗料用中塗 | 塗料規定なし |
JIS規格の中で，エポキシ樹脂塗料を用いた製品規格には，JIS K 5551「構造物用さび止めペイント」，JIS K 5552「ジンクリッチプライマー」の2種（有機ジンクリッチプライマー），JIS K 5553「厚膜形ジンクリッチペイント」の2種（厚膜形有機ジンクリッチペイント），及びJIS K 5659「構造物用耐候性塗料」の（中塗り塗料）がある。
【備考】
JIS K55512018「構造物用さび止めペイント：Heavy-duty anticorrosive paints for metal structures」
A種 有機溶剤，反応硬化形エポキシ樹脂系塗料；膜厚約 30μmの標準形塗料，常温用。
B種 有機溶剤，反応硬化形エポキシ樹脂系塗料；膜厚約 60μmの厚膜形塗料，常温用。
C種 1号 有機溶剤，反応硬化形変性エポキシ樹脂系塗料又は反応硬化形変性ウレタン樹脂系塗料；膜厚約 60μmの厚膜形塗料，常温用。
C種 2号 有機溶剤，反応硬化形変性エポキシ樹脂系塗料又は反応硬化形変性ウレタン樹脂系塗料；膜厚約 60μmの厚膜形塗料，低温環境用。
D種 水，反応硬化形エポキシ樹脂系塗料；膜厚約 30μmの標準形塗料，常温用。
E種 水，反応硬化形エポキシ樹脂系塗料；膜厚約 60μmの厚膜形塗料，常温用。
荷姿
単一の製品荷姿で潜在的硬化剤を含み，開缶後反応が始まる形態の 1液形塗料（例えば，湿気硬化形ポリウレタン樹脂塗料），又は，二つ以上の容器で構成する塗料で，塗装直前に混合して使用する形態の多液形塗料（例えば，エポキシ樹脂主剤とエポキシ樹脂用硬化剤）。
荷姿
単一の製品荷姿で潜在的硬化剤を含み，開缶後反応が始まる形態の 1液形塗料（例えば，湿気硬化形ポリウレタン樹脂塗料），又は，二つ以上の容器で構成する塗料で，塗装直前に混合して使用する形態の多液形塗料（例えば，エポキシ樹脂主剤とエポキシ樹脂用硬化剤）。
JIS K55522010「ジンクリッチプライマー：Zinc rich primer」
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。
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。
JIS K55532010「厚膜形ジンクリッチペイント：High build type Zinc rich paint」
1種 厚陣形無機ジンクリッチペイント；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。
2種 厚膜形有機ジンクリッチペイント；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）のもので，硬化剤にはポリアミド，アミンアダクトなどを用いる。
JIS K56592018「鋼構造物用耐候性塗料：Long durable paints for steel structures」
A種 溶剤形塗料；有機溶剤を主要な揮発成分とし，主剤，硬化剤などを混合し反応硬化させて用いる（多液形）塗料。
B種 水性塗料；水を主要な揮発成分とし，主剤，硬化剤などを混合し反応硬化させて用いる（多液形）塗料と，1液で反応硬化させて用いる（1液形）塗料とがある。
規格の注意書きに，上塗り塗料の原料は，ふっ素系樹脂，シリコン系樹脂又はポリウレタン系樹脂と記載あり。なお，ここでいう「ふっ素系樹脂」は，いわゆるふっ素樹脂とは異なり，ふっ素含有ポリウレタン樹脂を意味する。
中塗り塗料の原料に関する記載はないが，反応硬化形エポキシ樹脂系塗料を用いる例が多い。
【参考】
弱溶剤形塗料（weak solvent-based paint）
希釈剤として弱溶剤を用いた塗料を指す。なお，弱溶剤に対して明確な定義はなく，一般的には，油性塗料や油変性合成樹脂塗料を希釈するために使用されるミネラルスピリット（塗料用シンナー，脂肪族炭化水素系溶剤溶剤）などを指す場合が多い。
従って，弱溶剤に容易に溶解・分散しない従来型のエポキシ樹脂やポリウレタン樹脂とは異なるプレポリマーを用いた塗料でと弱溶剤形は種別が異なる塗料といえる。
低温用塗料について
名称に“エポキシ樹脂”と称する物で，気温が 10℃を下回る場合に適用する塗料（低温用）に，鉄道分野には「厚膜型エポキシ樹脂系塗料下塗同低温用」，「厚膜型変性エポキシ樹脂系塗料下塗同低温用」が，道路分野では「弱溶剤形エポキシ樹脂塗料 下塗 B」，「弱溶剤形変性エポキシ樹脂塗料 下塗 B」がある。
これらの塗料は，ピュアエポキシ樹脂塗料を適用できる気温（ 10℃以上）を下回る場合の塗料（低温用）で，エポキシ反応（10℃以下の反応性低い）で硬化する塗料ではなく，ウレタン反応を用いた反応硬化形変性エポキシ樹脂系塗料，又は反応硬化形変性ウレタン樹脂系塗料が用いられる。
従って，名称とは異なり厳密な意味，すなわちエポキシ基を含むエポキシプレポリマーを用いた塗料とは限らない。このため，鉄道分野では，当初から低温用の種別を有する塗料の名称には「○○エポキシ樹脂系塗料」など系を付け加えた名称を用いていた。なお，JIS規格の系とは意味合いが異なる。
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JIS K55512008 構造物用さび止めペイント
この規格は，1991年に JIS K5551「エポキシ樹脂塗料」として制定され，その後2002年の改訂を経て，2008年には全面改訂された。この際に，規格名称を「構造物用さび止めペイント」に変更された。
適用範囲
この規格は，橋りょう（梁），タンク，プラントなどの鋼構造物，及び鉄，鋼，ステンレス鋼，アルミニウム，アルミニウム合金の建築などの金属部分の塗装に用いる構造物用さび止めペイントについて規定する。
ただし，この規格の塗料には，発ガン性のおそれのあるタール成分を含まないものとする。
種類
荷姿には，「 1液形，又は多液形a) 」がある。
A 種：反応硬化形エポキシ樹脂系塗料で，膜厚が約 30μmの標準形塗料。主に鋼構造物及び建築金属部の防せい（錆）に用いるもの。
B 種：反応硬化形エポキシ樹脂系塗料で，膜厚が約 60μmの厚膜形塗料。主に鋼構造物の長期防せい（錆）に用いるもの。
C 種：反応硬化形変性エポキシ樹脂系塗料，又は反応硬化形変性ウレタン樹脂系塗料で，標準の膜厚が約 60μmの厚膜形塗料。次の 2 種類がある。
1 号： 常温環境下で施工する，主に鋼構造物の長期防せい（錆）に用いるもの。
2 号： 低温環境下で施工する，主に鋼構造物の長期防せい（錆）に用いるもの。
注 a) 1液形とは，単一の製品荷姿で潜在的硬化剤を含み，開缶後反応が始まる形態の塗料。例えば，湿気硬化形ポリウレタン樹脂塗料。
注 b) 多液形とは，二つ以上の容器で構成する塗料で，塗装直前に混合して使用する形態の塗料。例えば，エポキシ樹脂主剤とエポキシ樹脂用硬化剤とからなる塗料。
なお，多液形の場合，液体だけではなく，粉体又はペースト状の添加剤などを別容器に組み合わせている場合も含む。
品質
| 項 目 | A 種 | B 種 | C 種 1号 | C 種 2号 |
|---|---|---|---|---|
| 容器の中での状態 | かき混ぜたとき，堅い塊がなくて一様になる。 | |||
| 半硬化乾燥性 | 半硬化乾燥している。（常温乾燥16時間） | 低温乾燥24時間 | ||
| 塗装作業性 | 支障がない。 | |||
| 塗膜の外観 | 正常である。 | |||
| ポットライフ | 23℃ 5時間 | 5℃ 5時間 | ||
| たるみ性 | ― | たるみがない。（すき間200μmで流れがない） | ||
| 上塗り適合性 | 支障がない。（中塗り塗料を塗り付けて，作業性，外観などを評価） | |||
| 耐衝撃性 | 割れ及びはがれがない。（デュポン式300g，500mm） | |||
| 耐アルカリ性 | 異常がない。 | ― | ||
| 付着性 | ― | 分類 1 又は分類 0 | ||
| 耐揮発油性 | 異常がない。 | ― | ||
| 耐熱性 | ― | 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 |
||
| サイクル腐食性 | さび，膨れ，割れ及びはがれがない。（120サイクル） | |||
| 塗膜中の鉛の定量 （質量分率％） |
0.06 以下 | |||
| 塗膜中のクロムの定量 （質量分率％） |
0.03 以下 | |||
| 屋外暴露耐候性 | さび，膨れ，割れ及びはがれがない。（24か月） | |||
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JIS K55512018 構造物用さび止めペイント
2008年版と異なる箇所を赤字で示す。
序文
この規格は，1991年に制定され，その後2002年及び2008年の改正を経て今日に至っている。今回，あらたに水性さび止めペイントに対応するために改正した。なお，対応国際規格は現時点で制定されていない。
適用範囲
この規格は，橋りょう（梁），タンク，プラントなどの鋼構造物，及び鉄，鋼，ステンレス鋼，アルミニウム，アルミニウム合金の建築などの金属部分の塗装に用いる構造物用さび止めペイント（塗料）について規定する。
ただし，この規格の塗料には，発がん性のおそれのあるタール成分を含まないものとする。
種類
荷姿には，「 1液形，又は多液形a) 」がある。
A 種：有機溶剤を揮発成分とする反応硬化形エポキシ樹脂系塗料で，膜厚が約 30μmの標準形塗料。主に鋼構造物及び建築金属部の防せい（錆）に用いるもの。
B 種：有機溶剤を揮発成分とする反応硬化形エポキシ樹脂系塗料で，膜厚が約 60μmの厚膜形塗料。主に鋼構造物の長期防せい（錆）に用いるもの。
C 種：
1 号：有機溶剤を揮発成分とする反応硬化形変性エポキシ樹脂系塗料，又は反応硬化形変性ウレタン樹脂系塗料で，標準の膜厚が約 60μmの厚膜形塗料のうち，常温環境下で施工する，主に鋼構造物の長期防せい（錆）に用いるもの。
2 号：有機溶剤を揮発成分とする反応硬化形変性エポキシ樹脂系塗料，又は反応硬化形変性ウレタン樹脂系塗料で，標準の膜厚が約 60μmの厚膜形塗料のうち，低温環境下で施工する，主に鋼構造物の長期防せい（錆）に用いるもの。
D種：水を主要な揮発成分とする反応硬化形エポキシ樹脂系塗料で，膜厚が約 30μm の標準形塗料。主に建築金属部の防せい（錆）に用いるもの。
E種：水を主要な揮発成分とする反応硬化形エポキシ樹脂系塗料で，膜厚が約 60μm の厚膜形塗料。主に鋼構造物の長期防せい（錆）に用いるもの。
注 a) 1液形とは，単一の製品荷姿で潜在的硬化剤を含み，開缶後反応が始まる形態の塗料。例えば，湿気硬化形ポリウレタン樹脂塗料。
注 b) 多液形とは，二つ以上の容器で構成する塗料で，塗装直前に混合して使用する形態の塗料。例えば，エポキシ樹脂主剤とエポキシ樹脂用硬化剤とからなる塗料。
なお，多液形の場合，液体だけではなく，粉体又はペースト状の添加剤などを別容器に組み合わせている場合も含む。
品質
| 項 目 | D 種 | E 種 |
|---|---|---|
| 容器の中での状態 | かき混ぜたとき，堅い塊がなくて一様になる。 | |
| 低温安定性（−5±2℃） | 変質しない | |
| 半硬化乾燥性 | 半硬化乾燥している。（常温乾燥16時間） | |
| 塗装作業性 | 支障がない。 | |
| 塗膜の外観 | 正常である。 | |
| ポットライフ | 23℃ 3時間 | |
| たるみ性 | ― | たるみがない。 （すき間200μmで流れがない） |
| 上塗り適合性 | 支障がない。 （中塗り塗料を塗り付けて，作業性，外観などを評価） |
|
| 耐衝撃性 | 割れ及びはがれがない。（デュポン式300g，500mm） | |
| 付着性 | 分類 0 | 分類 1 又は分類 0 |
| 耐アルカリ性 | ― | |
| 耐揮発油性 | ― | |
| 耐熱性 | ― | 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 |
| サイクル腐食性 | さび，膨れ，割れ及びはがれがない。（120サイクル） | |
| 塗膜中の鉛の定量（質量分率％） | 0.06 以下 | |
| 塗膜中のクロムの定量（質量分率％） | 0.03 以下 | |
| 屋外暴露耐候性 | さび，膨れ，割れ及びはがれがない。（24か月） | |
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品質項目一覧
JIS規格の品質項目に対応する試験方法は次の通りである。
| 項 目 | 概 要 | 試験 方法 |
|---|---|---|
| 容器の中での状態 condition in container |
塗料を容器に入れて貯蔵した後の状態。 JIS K5500 塗料用語； 顔料を含む塗料では，かき混ぜるか練り混ぜるかしてみて，一様な状態になればよいとする。 |
JIS K 5600-1-1 4.1（容器の中の状態） |
| 低温安定性 low temperature stability |
JIS K5500 塗料用語； 冷却（−5±2℃）しても常温に戻せば，元の性能状態に戻る性質。 | JIS K 5600-2-7 4.（低温安定性） |
| 半硬化乾燥性 dry to touch |
JIS K5500 塗料用語； 塗料の乾燥状態の一つ。塗った面の中央を指先でかるくこすってみて 塗面にすり跡が付かない状態（dry to touch）になったときをいう。 |
JIS K 5600-1-1 4.3.5 b)（半硬化乾燥） |
| 塗装作業性 | 試料を製品規格に規定する方法で塗装して，塗装作業に支障がないかどうかを調べる。 | 塗料に規定する方法 |
| 塗膜の外観 | 塗装作業性の試験に合格した試験片と見本品とを比較し，差異の有無を観察する。 試験までの時間が製品規格に規定されていないときは， 乾燥時間を半硬化乾燥で調べる塗料で48時間，硬化乾燥を調べる塗料で24時間， 加熱乾燥の塗料では加熱し終わってから30分間放置する。 |
JIS K 5600-1-1 4.4（塗膜の外観） |
| ポットライフ pot life |
JIS K5500 塗料用語； 幾つかの成分に分けて供給される塗料を混合した後，使用できる最長の時間。 | JIS K 5600-2-6 |
| たるみ性 sagging |
垂直又は傾斜した面に塗料を塗ったとき， 乾燥までの間に，塗料の層が下方に移動して起こる局部的な膜厚の異常。 半円状，つらら状，波状又はカーテンのひだ状などになる現象をいう。 |
塗料に規定する方法 |
| 上塗り適合性 overcoatability |
JIS K5500 塗料用語； ある塗料の塗膜の上に，決められた塗料を塗り重ねたときに， 塗装上の支障が起こらず，正常な組合せ塗膜層が得られるための，塗り重ねられる下地塗膜の性状。 |
塗料規格に規定する方法 |
| 耐衝撃性 impact-resistant |
JIS K5500 塗料用語； 試験片に物体が激突したときの衝撃及びそれによって生じる試験板の変形に対する塗膜の抵抗性。 | JIS K 5600-5-3 6.（デュポン式） |
| 付着性 adhesion |
塗膜に素地まで貫通する直角の格子パターンを刻み込んだとき，素地からのはく離に対しての塗膜の耐性。 | JIS K 5600-5-6 |
| 耐アルカリ性 alkali resistance |
JIS K5500 塗料用語； アルカリの作用に対して変化しにくい塗膜の性質。「耐液体性」参照。 | JIS K 5600-6-1 7.4 手順 A（単一の液相） |
| 耐揮発油性 gasoline resistance |
JIS K5500 塗料用語； 揮発油の作用に対して変化しにくい塗膜の性質。「耐液体性」参照。 | JIS K 5600-6-1 7.4 手順 A（単一の液相） |
| 耐液体性 resistance to liquids |
JIS K5500 塗料用語； 液体の作用に対する，塗料又は関連製品の単一塗膜または多層塗膜系の抵抗性（耐性）。 | JIS K 5600-6-1 |
| 耐熱性 heat resistance |
JIS K5500 塗料用語； 塗膜が加熱されても変化しにくい性質。 | 塗料に規定する方法 |
| サイクル腐食性 resistance to cyclic corrosion conditions |
塩水噴霧／乾燥／湿潤のサイクル条件を用い，塗料製品規格に規定するサイクル数に耐える性能。 | JIS K 5600-7-9 附属書１（サイクルD） |
| 塗膜中の鉛の定量 （質量分率％） |
塗膜に含まれる鉛（Pb）の定量分析。 | JIS K 5551 附属書 A |
| 塗膜中のクロムの定量 （質量分率％） |
塗膜に含まれるクロム（Cr）の定量分析。 | JIS K 5551 附属書 B |
| 屋外暴露耐候性 natural weathering |
屋外で，日光，風雨，露霜，寒暖，乾湿などの 自然の作用に抵抗して変化しにくい塗膜の性質。 |
JIS K 5551 附属書 D JIS K 5600-7-6 |
JIS K 5600-2-6「塗料一般試験方法−第２部：塗料の性状・安定性−第６節：ポットライフ」
JIS K 5600-2-7「塗料一般試験方法−第２部：塗料の性状・安定性−第７節：貯蔵安定性」
JIS K 5600-3-3「塗料一般試験方法−第３部：塗膜の形成機能−第３節：硬化乾燥性」
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」
JIS K 5600-5-6「塗料一般試験方法−第５部：塗膜の機械的性質−第６節：付着性（クロスカット法）」
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）」
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」
JIS K 5600-7-9「塗料一般試験方法−第７部：塗膜の長期耐久性−第9節：サイクル腐食試験方法－塩水噴霧/乾燥/湿潤」
JIS K 5674「鉛・クロムフリーさび止めペイント」
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