塗装技術の門

　ジンクリッチペイントは乾燥塗膜の大部分が亜鉛末から成り、これをごくわずかのバインダーで結合している塗料になります。この状態では、乾燥塗膜はかなり高い導電性を有しています。これは顔料の隙間を埋めるに十分な量のバインダーが存在していないために、亜鉛末相互及び亜鉛末と鋼板の間に金属接触が保持されているからです。したがって、外部から水分や腐食性物質が侵入すると、亜鉛末と素地鋼板との間に電池が構成され、亜鉛末は流電電極として作用し、素地鋼板は保護されます。亜鉛末の消耗が起こるとともに、亜鉛の腐食生成物が素地鋼材面及び塗膜内の顔料間の隙間に沈積し、塗膜の遮断機能を増し、素地鋼板を防食するとともに亜鉛の消耗速度を低下させ、塗膜寿命を延ばす効果をもたらします。
　ジンクリッチペイントは鋼構造物の建造工程において、加工組立期間中の一時防錆の目的で原板に塗装されるショッププライマーとして、また、合成樹脂系塗料を中・上塗りする場合のさび止め用の下塗り塗料として広く利用されています。バインダーの種類によって、主にエポキシ樹脂系から成る有機質と、アルキルシリケート系及びアルカリシリケート系の無機質のものがあります。それぞれの大まかな特徴として、有機質のものは施工性に優れ、無機質のものは防食性能に優れています。

塗装前処理工程には、脱脂、除錆、皮膜化成処理等の工程があります。これらの工程では処理液の老化度を測定し、新しい液の補給、場合によっては部分及び全量更新などにより適正な状態に管理します。
　溶剤脱脂ではpH、沸点、アルカリ脱脂ではアルカリ度、pH、油分、懸濁物質など、酸洗（除錆）浴では、酸度、鉄分濃度などが測定されます。被処理面の清浄度の判定には、銅めっきの付着性の良否による方法、水の濡れ状態により判断する方法、アイソトープ法などがあります。
　鉄鋼のリン酸塩化成処理の場合は、全酸度、遊離酸度、両者の比（酸比）が測定されます。リン酸亜鉛系化成処理では、全酸度が浴中の有効成分濃度、遊離酸度が金属表面に対するエッチング（表面のわずかな溶解）性の目安となります。全酸度及び遊離酸度は皮膜化成反応時間や耐食性に影響します。また、促進剤の温度等も測定する必要があります。液の温度管理も重要です。

化学的前処理は主に工業塗装の前処理として利用されており、脱脂、除錆、皮膜化成処理の一連の工程によるのが普通です。
　脱脂には、溶剤脱脂（ワイピング、浸漬法、蒸気洗浄）、アルカリ脱脂、エマルジョン脱脂等があります。金属の種類、油脂の種類と付着量、脱脂後に予定されている工程などによって適切な方法が選択されます。
　酸洗い（除錆）によるミルスケールや赤さびの除去は、塩酸、硫酸、リン酸、フッ化水素酸、硝酸などが使用されますが、ほぼ最初の3種類が利用されます。浸透・湿潤剤として界面活性剤を加え、腐食抑制剤としてアミンなどを添加して鋼材自身の溶解（エッチング）を防ぎます。アルカリ除錆もありますが、一般に高温、長時間の処理となりますので、特殊な場合にしか用いられていません。
　鉄鋼用の塗装下地に用いられる皮膜化成処理はリン酸塩化成処理が大半を占めております。亜鉛合金及び亜鉛めっき鋼板にもリン酸塩化成処理やクロメート処理などの皮膜化成処理が行われています。リン酸塩化成処理には、リン酸マンガン系、リン酸亜鉛系、リン酸鉄系統があり、浸漬あるいはスプレーにより処理されています。塗装下地用には、リン酸亜鉛系で0.5～5g/㎡が多く、厚膜塗装の場合6～15g/㎡、リン酸鉄系では0.5～1.0g/㎡が多くなっています。アルミニウム及びその合金は適当な方法で酸化皮膜を除去した後、クロメート及びノンクロメート処理、リン酸亜鉛系処理、有機チタン系処理などが用いられます。
　塗装下地として化成処理を行う目的は、耐食性と塗膜の付着性の向上になります。例えば、リン酸亜鉛系皮膜は結晶の集まりになりますが、この目的に対しては微細な結晶が緻密に集積していることが望ましいです。塗装金属の物性の見地からも同様です。