JP2003073850A

JP2003073850A - 防錆処理剤

Info

Publication number: JP2003073850A
Application number: JP2001258101A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Koga; 義明古賀
Original assignee: Tokuyama Corp
Current assignee: Tokuyama Corp
Priority date: 2001-08-28
Filing date: 2001-08-28
Publication date: 2003-03-12

Abstract

(57)【要約】【課題】クロメート系の防錆処理剤と同等の性能を有
しながら、クロム成分を含有しない防錆処理剤であり、
保存安定性にも優れたノンクロム防錆処理剤を提供す
る。【解決手段】リン酸亜鉛のような亜鉛の酸性塩の水溶
液と珪酸ナトリウムと硫酸を衝突混合して得られるシリ
カゾル溶液とを亜鉛と珪素との割合が、ＺｎＯ／Ｓｉ_２
Ｏ換算重量比で０．１〜１．２となるようにで混合し、
更に、アニオン性シリコーンエマルジョンを、好ましく
は、該アニオン性シリコーンの割合がＳｉＯ_２に対して
５〜５０重量％となるように含み、且つ、ｐＨが１．５
〜３．３である水性溶液よりなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】本発明は、新規な防錆処理剤に関
する。詳しくは、クロメート系の防錆処理剤と同等の性
能を有するノンクロム系防錆処理剤である。

【０００２】

【従来の技術】金属（主として鉄鋼）の防錆処理剤は種
々のものが知られている。その一つの有力なものはクロ
メート系の防錆処理剤が知られており、その優れた防錆
効果が確認されている。

【０００３】しかしながら、近年、クロムを含有する防
錆処理剤は、その被塗物が直接人体と接するような装置
や場所での使用が制限されるようになった。そのため、
ノンクロム防錆処理剤の要望が高まっているが、クロメ
ート系防錆処理剤と同様の防錆効果のあるものが得られ
ていないのが現状である。

【０００４】例えば、ノンクロム防錆処理剤として、酸
化亜鉛と疎水化剤よりなる防錆処理剤が提案されている
が、これにより形成される塗膜の被覆力が十分でなく、
長期間の使用において防錆効果が十分ではない。また、
酸化亜鉛とシリカとよりなる防錆処理剤も提案されてい
るが、防錆効果が十分でなく、何れの防錆処理剤もクロ
メート系の防錆処理剤に劣るものであった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、クロメート系の防錆処理剤と同等の性能を有するノ
ンクロム系防錆処理剤を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決すべく鋭意研究を重ねた。その結果、亜鉛の酸性水
溶性塩とシリカゾル及び特定の反応性シリコーンエマル
ジョンを含む水系溶液が、溶液として長期間安定して使
用することが可能であり、また、該溶液を塗布、乾燥
（加熱）して形成される被膜が、クロメート系の防錆処
理剤に匹敵する、極めて優れた防錆効果を発揮すること
を見い出し、本発明を完成するに至った。

【０００７】即ち、本発明は、亜鉛の酸性塩、シリカゾ
ル及びアニオン性シリコーンエマルジョンを含む水性溶
液よりなり、亜鉛と珪素との酸化物換算の重量比（Ｚｎ
Ｏ／Ｓｉ_２Ｏ）が０．１〜１．２であることを特徴とす
るノンクロム系防錆処理剤（以下、単に防錆処理剤とも
いう。）である。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を更に詳細に説明す
る。

【０００９】本発明において、亜鉛の酸性塩は水に対し
て可溶性であり、溶解して酸性を示すものが特に制限な
く使用される。代表的なものを例示すれば、リン酸亜
鉛、硫酸亜鉛等が挙げられる。

【００１０】また、シリカゾルは、公知の方法で得られ
たものが特に制限なく使用される。例えば、珪酸アルカ
リと酸とを衝突混合して得られるシリカゾル、珪酸アル
カリ水溶液を電気透析により脱アルカリして得られたシ
リカゾルが一般的に使用される。中でも、本発明におい
ては、珪酸アルカリと酸とを衝突混合して得られるシリ
カゾルが好適に使用することができる。

【００１１】上記衝突混合によりシリカゾルを得る方法
について詳述すれば、珪酸アルカリとしては、珪酸ナト
リウム、珪酸カリウム等が代表的である。かかる珪酸ア
ルカリにおいて、ＳｉＯ_２／Ｍ_２Ｏ（Ｍはアルカリ金属
を示す。）モル比は、２〜４、特に、３〜３．５が好ま
しい。また、酸としては、硫酸が好適である。

【００１２】混合衝突は、公知のＹ字管を使用し、分岐
した２本の管より、それぞれ珪酸アルカリと酸とを供給
して対向衝突せしめる装置によって行うことが好まし
い。この場合、各分岐管における液の線速は、１０ｍ／
秒以上、好ましくは、１０〜１５ｍ／秒が好ましい。

【００１３】また、珪酸アルカリと酸との比は、混合後
の液のｐＨが１．４〜２になるように決定することが好
ましい。

【００１４】本発明の防錆処理剤は、前記亜鉛の酸性塩
と上記シリカゾルを成分とする。該亜鉛の酸性塩とシリ
カゾルとは、それぞれを溶液の状態で混合するのが一般
的である。

【００１５】また、上記混合に際して、亜鉛の酸性塩と
シリカゾルとは、亜鉛と珪素との割合が、ＺｎＯ／Ｓｉ
_２Ｏ換算重量比で０．１〜１．２、好ましくは、０．２
〜１．１となるように混合することが重要である。即
ち、上記重量比が０．１より小さい場合、被処理金属に
防錆処理剤を塗工して形成される被膜の密着性が低く、
防錆効果を長期間発揮することが困難となる。一方、該
重量比が１．２を超える場合は、亜鉛化合物の析出が見
られ、得られる防錆処理剤の保存安定性が低下する。

【００１６】本発明において、他の重要な成分であるア
ニオン性シリコーンエマルジョンは、公知のアニオン性
を示す基を有するシリコーンのエマルジョンを使用する
ことができる。

【００１７】かかるアニオン性シリコーンエマルジョン
は、例えば、ＰｏｌｏｎＭＦ−３３Ａ（商品名；信越
化学社製）等として市販されており、本発明において
は、かかる市販品が好適に使用される。

【００１８】尚、反応性シリコーンエマルジョンとし
て、上記アニオン性シリコーンエマルジョンの他に、ノ
ニオン性シリコーンエマルジョン、カチオン性シリコー
ンエマルジョンが存在するが、これらのシリコーンエマ
ルジョンを使用した場合は、凝集物が発生し、被処理金
属に防錆処理剤を塗工して形成される被膜の密着性が低
く、防錆効果を長期間発揮することが困難となる。

【００１９】本発明において、アニオン性シリコーンエ
マルジョンの使用割合は特に制限されないが、その有効
成分（アニオン性の基を有するシリコーン）が珪酸（Ｓ
ｉＯ _２）に対して５〜５０重量％、好ましくは、７〜２
０重量％となるように決定することが好ましい。

【００２０】また、前記亜鉛の酸性塩と珪酸アルカリと
の混合により生成する反応物とアニオン性シリコーンエ
マルジョンとの混合方法は、特に制限されないが、該反
応物を含む溶液とアニオン性シリコーンエマルジョンの
水性溶液とを混合することによって行うことが一般的で
ある。

【００２１】本発明の防錆処理剤は、上述した全成分を
含んだ状態で、そのｐＨが１．５〜３．３、好ましく
は、１．７〜２．５であることが長期の保存安定性を得
るために必要である。即ち、かかるｐＨが３．３を超え
る場合、亜鉛化合物の沈澱が生じ易くて保存安定性を欠
き、また、１．５より低い場合、被処理面である金属を
傷めるおそれがある。

【００２２】本発明の防錆処理剤において、珪酸の濃度
は特に制限される物ではないが、１〜５重量％好ましく
は、１．５〜３重量％の範囲が好適である。

【００２３】本発明の防錆処理剤には、上記成分の他、
その品質を著しく低下させない範囲で、公知の添加剤を
添加することができる。上記添加剤としては、タンニン
酸、没食子酸等を挙げることができる。

【００２４】本発明にかかる防錆処理剤の製造方法は特
に限定されるものではないが、亜鉛の酸性水溶液とシリ
カゾル溶液とを攪拌混合した後、次に、攪拌を続けなが
ら、所定量のアニオン性シリコーンエマルジョン溶液を
上記溶液に混合する方法が好適である。

【００２５】本発明の防錆処理剤は、公知の方法によっ
て被処理面に塗工して、防錆被膜を形成することができ
る。具体的には、塗布、浸漬の方法により処理面に本発
明の防錆処理剤を塗装した後、１００〜２５０℃の温度
で３０分〜１時間加熱することによって、防錆効果に極
めて優れた塗膜を得ることができる。

【００２６】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。

【００２７】耐食性試験方法塩水噴霧試験ＪＩＳ−Ｚ−２３７１中性塩水噴霧試験法
により、試料片の表面に形成された防錆被膜について評
価した。

【００２８】評価は、試料片の腐食の程度を肉眼観察
し、下記の基準によって判定評価した。

【００２９】 ○：赤錆の発生なし ×：赤錆発生実施例１珪酸ナトリウム（ＳｉＯ_２，２８．１４ｇ／１００ｍ
ｌ，Ｎａ_２Ｏ，９．５９ｇ／１００ｍｌ）１．０４ｌ／
ｍｉｎ．の流量と硫酸（２０．１１ｇ／１００ｍｌ）
０．９４ｌ／ｍｉｎ．の流量をＹ字形の衝突混合器へ供
給し、ＳｉＯ_２濃度１４．７９％、ｐＨ１．６１のシリ
カゾル溶液５Ｌを得た。これを熟成し、溶液粘度が１０
ｍＰａ．ｓになったところで水９．７９Ｌを用いて希釈
し、シリカの濃度（ＳｉＯ_２） 5％の希釈液にした。こ
の希釈液２５０ｍｌを採取し、このシリカゾル溶液へ燐
酸亜鉛（ＺｎＯ７．４％）１３１ｍｌを２分かけて攪
拌しながら混合した。次に、シリコーンエマルジョン
（信越化学製、ＰｏｌｏｎＭＦ−３３Ａ，有効成分
３０％，アニオン性）を４．２ｍｌ添加し、５分攪拌
した後、ＳｉＯ_２濃度２％になるように水で希釈して防
食防錆処理剤を作った。この時の液のｐＨは２．０６で
あった。

【００３０】次に７０×１５０ｍｍ、厚み０．８ｍｍの
軟鋼板よりなる試験片の表面をサンドペーパーで磨いた
後、アルカリクリーナーで予め脱脂した。この試験片を
上記防錆処理剤の溶液に浸漬後、余滴を除去した。次い
で、該試験片を熱風循環乾燥機で、温度１８０℃、３０
分間加熱乾燥した後、これを室温まで放冷した。

【００３１】このようにして、防錆塗膜を形成された試
験片を耐食性試験方法に供し、耐食性を測定した。その
結果を表１に示す。

【００３２】実施例２実施例１において、シリコーンエマルジョン（Ｐｏｌｏ
ｎＭＦ３３Ａ）を８．４ｍｌ添加した以外は実施例
１と同様にして防錆処理剤を得た。この時のｐＨは２．
０４であつた。得られた防錆処理剤について、実施例１
と同様な試験を実施した結果を表１に示す。実施例３実施例１おいて燐酸亜鉛を６５ｍｌにした以外は実施
例１と同様にして防錆処理剤を得た。この時のｐＨは
１．８７であった。得られた防錆処理剤について、実施
例１と同様な試験を実施した結果を表１に示す。実施例４珪酸ソーダ（ＳｉＯ２２８．１４ｇ／１００ｍｌ，Ｎ
ａ_２Ｏ９．５９％）１Ｌをシリカ濃度（ＳｉＯ_２）６
％に成るように水３６９０ｍｌで希釈した。この希釈液
を電気透析装置（株式会社トクヤマ製、ＴＳ−２−１０
型）を用いて、ＳｉＯ２６．７９％，Ｎａ_２Ｏ０．６
９％のシリカゾル溶液を得た。次にこのシリカゾル溶液
２５０ｍｌを採取し、水２５０ｍｌで再び希釈した後、
燐酸亜鉛（ＺｎＯ２．３％）１５０ｍｌへ５分で添
加、混合した。次に、シリコーンエマルジョン（Ｐｏｌ
ｏｎＭＦ３３Ａ）を１１．３ｍｌ混合して、防錆処理
剤を得た。この時のｐＨは１．７６，シリカ濃度（Ｓｉ
Ｏ２）は２．６％であった。

【００３３】得られた防錆処理剤について、実施例１
と同様な試験を実施した結果を表１に示す。

【００３４】比較例１実施例１において、希釈珪酸ソーダ（ＳｉＯ_２３．５
２ｇ／１００ｍｌ），リン酸亜鉛ＺｎＯ，２．３％）３
８０ｍｌ，シリコーンエマルジョン５．４ｍｌにした以
外は同様にして防錆処理剤を得た。この時のｐＨは１．
７３，ＳｉＯ_２１．３％であつた。

【００３５】得られた防錆処理剤について、実施例と同
様な試験を実施した結果を表１に示す。

【００３６】比較例２実施例１において、リン酸亜鉛（ＺｎＯ７．４％）を
１0ｍｌ使用した以外は同様にして防錆処理剤を得た。

【００３７】得られた防錆処理剤について、実施例と同
様な試験を実施した結果を表１に示す。

【００３８】比較例３実施例２において、シリコーンエマルジョンの種類を信
越化学製のＰｏｌｏｎＭＦ−４９（ノニオン性），Ｐｏ
ｌｏｎＭＦ２８（カチオン性），ＰｏｌｏｎＭＦ１
８（ノニオン性、エポキシ変性シリコーン）に代えた以
外は同様にして防錆処理剤を得た。

【００３９】得られた防錆処理剤について、実施例と同
様な試験を実施した結果を表１に示す。

【００４０】尚、各シリコーンを添加するとそれぞれ凝
集粒子が発生した。

【００４１】

【表１】

【発明の効果】以上の説明より理解されるように、本発
明の防錆処理剤は、ノンクロメート系でありながら、ク
ロメート系の防錆処理剤に匹敵する極めて優れた防錆効
果を長期間発揮すると共に、液としての安定性にも優れ
たものであり、工業的な価値は極めて高いものである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】亜鉛の酸性塩、シリカゾル及びアニオン
性シリコーンエマルジョンを含む水性溶液よりなり、亜
鉛と珪素との酸化物換算の重量比（ＺｎＯ／Ｓｉ_２Ｏ）
が０．１〜１．２であることを特徴とする防錆処理
剤。
【請求項２】アニオン性シリコーンの割合ががＳｉＯ
_２に対して５〜５０重量％である請求項１記載の防錆処
理剤。
【請求項３】ｐＨが１．５〜３．５である請求項１又
は２に記載のノンクロム防錆処理剤。