日本財団図書館（電子図書館）　平成17年度　先進的海洋・造船塗装の開発研究　報告書

3.2 塗料化の研究

3.2.1 現用塗料の基礎調査

　バラストタンク用低VOC塗料開発にあたり、現在上市されている現用塗料のVOC量をカタログ及び実測値の調査を行い開発目標値決定の指針とした。VOC量測定法はEPA METHOD 24を採用した。

（1）カタログ値に基づくVOC量

　現用塗料の各社カタログ値に基づくVOC量を溶剤系、ハイソリッド系、無溶剤系の塗料について調査した結果を表3.2.1-1に示す。

表3.2.1-1 各社カタログ値に基づくVOC量

	溶剤系塗料		ハイソリッド系塗料		無溶剤系塗料
	密度	VOC	密度	VOC	密度	VOC
A社	1.27	298g/L	1.42	197g/L	1.50	-
B社	1.36	-	1.42	170g/L	1.48	0g/L
C社	-	-	1.43	205g/L	-	-
D社	1.4	315g/L	-	-	-	-
E社	1.20	386g/L	-	-	-	63g/L
F社	-	-	1.38	211g/L	-	-
G社	1.4	244g/L	-	-	1.4	6g/L

（2）各社塗料のVOC実測結果

　現用の溶剤系、無溶剤系塗料のEPA METHOD 24に基づくVOC測定結果を表3.2.1-2に示す。

表3.2.1-2 各社塗料のVOC量及び粘性実測データー

		溶剤系	無溶剤系
		A社
不揮発分	110℃×1hrs	74.7	94.7
密度	g/ml	1.29	1.47
VOC	g/L	327	84
粘度（25℃） mPa・s	塗料液	47000/6100	35300/6240
粘度（25℃） mPa・s	混合物	19800/2840	11800/2860

		溶剤系	無溶剤系
		B社
不揮発分	110℃×1hrs	73.6	95.1
密度	g/ml	1.29	1.42
VOC	g/L	340	69
粘度（25℃） mPa・s	塗料液	19000/3500	80000/OVER
粘度（25℃） mPa・s	混合物	11700/2700	17500/4200

		無溶剤系	無溶剤系
		C社
不揮発分	110℃×1hrs	94.9	94.2
密度	g/ml	1.38	1.38
VOC	g/L	70	80
粘度（25℃） mPa・s	塗料液	32000/7200	10500/3650
粘度（25℃） mPa・s	混合直後	12000/3600	4500/1900

（3）調査結果のまとめ

　カタログ値によるVOC量は、溶剤系で244～386g/L、ハイソリッド系で170～211g/L、無溶剤系で0～90g/L又、実測による無溶剤系のVOC量は69～84g/Lであることが確認された。カタログ値と実測値の相違はVOCの定義が国によって統一されていないためと推測される。

　調査結果から無溶剤系バラストタンク塗料のVOC開発目標として、EPA METHOD 24による測定方法で50g/L以下を目標値とした。

3.2.2 VOC低減塗料の設計指針と開発目標値

（1）VOC低減の設計指針

　米国ではVOC測定方法として　EPA METHOD 24 ^*1）の手法を利用する場合の計算方法は次のように表わされる。

^*1）（米国環境保護局）EPA METHOD 24 : Method 24 of 40 CFR part 60, appendix A, Determination of volatile matter content, water content, density, volume, solids, and weight solids of surface coatings

VOC=SG×(1-NV/100)×1000

VOC: VOC量（g/L）

SG: 塗料密度（g/ml）

NV: 塗料の不揮発分（％）

　この計算式よりVOCを低減するためには塗料密度の低下と高不揮発分の塗料設計にする必要があることがわかる。

　目標とするVOC 50g/L以下にするためのマトリックス表を作成し、目標値を設定した。その結果を表3.2.2-1に示す。

表3.2.2-1 VOC達成の塗料設計

発分密度＼不揮	70%	80%	95%	96%	97%
1.0	300	200	50	40	30
1.1	330	220	55	44	33
1.2	360	240	60	48	36
1.3	390	260	65	52	39
1.4	420	280	70	56	42
1.5	450	300	75	60	45
1.6	480	320	80	64	48

（目標値）

不揮発分；96%以上　97%以上

密度；1.2以下　1.6以下

（2）開発目標

　本研究の目的はVOC低減塗料の開発であるが、バラストタンク用塗料に要求される性能として長期防食性能、塗膜物性並びに塗装作業性能の具備は不可欠である。

　塗膜耐久性を乾燥膜厚300μmとした場合の耐用期間（発錆率3%）を6年、乾燥膜厚600μmで10年以上を可能にする開発目標から、表3.2.2-2の試験方法と判断基準を設定した。

表3.2.2-2 開発目標

項目	試験項目と判断基準
不揮発分	EPA METHOD 24（110℃×1hrs）97%以上　（VOC50g/L以内）
密度	JIS K 5600-2-4に準ずる1.6以下
エアレス塗装	at25℃希釈シンナなしで、エアレス二次圧150MPa以上で良好
ダレない	上記条件でD.F.T　600μm（エアレス塗装）
希釈しなくてよい	at25℃　BM型粘度60rpm　4500mPa・s以下
ポットライフ（可使時間）	at25℃1hrs後エアレス塗装が可能 BM型粘度60rpm（1hrs後粘度／混合直後粘度＝2以下）
貯蔵安定性	40℃×1ヶ月後　増粘なし
後作業性が早くできる	踏み込み試験で靴跡がつかないこと（D.F.T300μm） 20℃24時間　5℃2日
粘着がない	D.F.T300μm塗布後塗膜上に粘着がないこと（20℃、5℃）
耐食性が良い錆、フクレがない	温度勾配性（40/20℃1W）外観；錆なし、フクレNo.6F以下付着力；素地20%以下／1.96MPa以上	ショットブラスト鋼板	膜厚 300μm
		サンドブラスト鋼板
		ショッププライマ鋼板（セラモ）
	耐水性（40℃×12M）外観；錆、フクレがないこと付着力；素地20%以下／1.96MPa以上	ショットブラスト鋼板	膜厚 300μm
		サンドブラスト鋼板
		ショッププライマ鋼板（セラモ）
	3%耐塩水性（40℃×12M）外観；錆、フクレがないこと付着力；素地20%以下／1.96MPa以上	ショットブラスト鋼板	膜厚 300μm
		サンドブラスト鋼板
		ショッププライマ鋼板（セラモ）
	耐電防性（20℃×3M）外観；錆、フクレがないことクリープ巾（片側10mm以内）	ショットブラスト鋼板	膜厚 300μm
		サンドブラスト鋼板
		ショッププライマ鋼板（セラモ）
MARINTEKによる防食性*	乾室温度交番（50℃/12h + 20℃/12h）サイクル外観；錆、フクレがないこと付着力；素地20%以下／1.96MPa以上	ショットブラスト鋼板	膜厚 300μm
		ショッププライマ鋼板（セラモ）	膜厚 300μm
	乾湿交番（35℃塩水浸漬／6h＋乾湿35℃／6h）サイクル外観；錆、フクレがないこと付着力；素地20%以下／1.96MPa以上	ショットブラスト鋼板	膜厚 300μm
		ショッププライマ鋼板（セラモ）	膜厚 300μm
	35℃塩水浸漬外観；錆、フクレがないこと付着力；素地20%以下／1.96MPa以上	ショットブラスト鋼板	膜厚 300μm
	35℃塩水浸漬外観；錆、フクレがないこと付着力；素地20%以下／1.96MPa以上	ショッププライマ鋼板（セラモ）	膜厚 300μm
耐物理性がよいハガレない	ガードナー　1.3J以上（径5/8inch　1/8m×1kg）板厚6mmサンドブラスト板　D.F.T300μm　20℃1W乾燥

*: 試験条件が実際の環境条件に近いので、試験方法として追加採用した。