JP2005015835A - 金属溶射面の防食方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】亜鉛、アルミ、及び亜鉛/アルミ擬合金から選択される金属溶射面に、ケイ酸アルカリ(M2O・nSiO2)〔但し、式中Mは、Na、K、Li、Csのいずれかであり、かつnは、1乃至5である。〕を主体とするアルカリ水溶液を塗布することを特徴とする金属溶射面の防食方法、並びに、亜鉛、アルミ、及び亜鉛/アルミ擬合金から選択される金属溶射面に、アンモニウムイオン及びハロゲンイオンを含有するケイ酸アルカリを主体とするアルカリ水溶液を塗布することを特徴とする金属溶射面の防食方法。
【選択図】 なし
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属溶射面の防食方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
重防食仕様として実施している亜鉛/アルミ擬合金溶射或いは一般的に行われている亜鉛溶射、アルミ溶射などには防食性を向上させるために有機高分子材料等で封孔処理を行う。金属溶射は溶融した金属をエアーで細分化し被塗物に付ける方法であるが、このときボイドと称する小空間を生じる。
【0003】
環境中で実用したとき、この小空間は腐食の要因である塩分、水分を貯留させるので極端に言えば腐食要因を抱え込んだまま、皮膜として存在している。
【0004】
従って、実用中早期に溶融金属の腐食生成物が表面に生成し、防食のために施工した皮膜は腐食の過程を経ていくことになる。
【0005】
環境における腐食要因が少ない時、腐食は緩やかに進行するので、腐食生成物はボイドを埋め尽くして緻密な防食層を形成するが、腐食要因が多い環境では安定防食層を作ることができずに継続的に腐食が進行する。
【0006】
封孔処理はこれを防ぐために予めボイドに有機高分子などを浸透させて小空間を埋めてしまい、腐食要因が貯留し得ない処置をする作業である。
【0007】
封孔処理材としては有機高分子、無機ガラス、無機水系ガラスなどが使用されている。
【0008】
いずれも物理的に小空間(ボイド)に侵入し固化することで穴埋めするものである。
【0009】
一般に、ボイドなどの小空間へは有機高分子などは、粘度、粘性及び乾燥性が邪魔をして侵入しきれない。また、侵入しやすい粘度に調整した場合は多くの揮発成分を必要とするので必然的に低固形分になる。このためにボイドに充填できても肉やせによる隙間を生じやすく、結果として数回の封孔処理を行わなければ所定の効果が発揮できない。
【0010】
水ガラスと称する無機ガラス成分の場合は高固形分の割には粘度が低く強アルカリ性なので亜鉛、アルミなどの表面を溶解し良好な濡れ性を発揮して侵入しやすく且つ高固形分を活かしてボイドへの充填効果も期待できる。
【0011】
しかし、時間が経てば内部からひび割れを起こし、表面との附着性が低下し、剥落する問題点があり、封孔材としては欠陥を生じやすい材料である。
【0012】
また、アルキルシリケートの様なガラス成分も使用することができる。但し、このような材料は粘度が低いのでボイドへの侵入は容易であるが、通常使用されるアルキルシリケートは低固形分であり、多くの揮発成分を含有している。塗布後はこれらの揮発成分の離脱による体積収縮と、加水分解してアルコール成分を放出して架橋する機構による体積収縮が重なり、乾燥硬化時に大きな体積収縮が起こることは避けられない。このためこのようなガラスは割れ、ひび等がない正常な膜を形成するのに膜厚制限があり、ボイドのような充填厚みでの正常な成膜は望むべくもなく、単に表面に塗布された場合でも膜厚によっては硬化後に割れが起こり、封孔処理の意味がなくなるものである。
【0013】
亜鉛金属面などの金属素材を対象としたものではないが、ケイ酸アルカリ水溶液を石造材料中に浸透させ、アンモニウムイオンの存在下にハロゲンイオンを触媒として、石造材料中のカルシウム、マグネシウム及びアルミニウムを、ケイ酸カルシウムを主体とするケイ酸アルカリ中のアルカリ金属とイオン置換反応させて生成するケイ酸カルシウムを主体とするケイ酸塩及びコロイドケイ酸を、上記石造材料中の孔の中に析出充填させて無孔化する多孔質材料の改質方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0014】
【特許文献1】
特公平7−10750号公報
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、少ない労力で塗布ができ、塗布液が溶射膜のボイドに容易に侵入することができ、ボイドを充填し乾燥硬化する際に隙間を生じる程の体積収縮がなく、溶射面に濡れ性が良くて、乾燥硬化時に割れ、ひび等の塗膜欠陥を生じることなく、バリアー効果によって金属溶射面を腐食環境から保護でき、しかも、環境に負荷を与えず、着色が可能な材料を用いた金属溶射面の防食方法を提供することである。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記の課題は、特定の塑性のケイ酸アルカリ水溶液を塗布することで金属亜鉛、金属アルミ及びそれらの酸化物、水酸化物と反応させ、不溶性の錯塩を作り以後、腐食環境下にあっても腐食を抑制する作用によって解決できることを見出した。
【0017】
即ち、本発明の金属溶射面の防食方法は、亜鉛、アルミ、及び亜鉛/アルミ擬合金から選択される金属溶射面に、ケイ酸アルカリ(M2O・nSiO2)〔但し、式中Mは、Na、K、Li、Csのいずれかであり、かつnは、1乃至5である。〕を主体とするアルカリ水溶液を塗布することを特徴とする。
【0018】
また、本発明の金属溶射面の防食方法は、亜鉛、アルミ、及び亜鉛/アルミ擬合金から選択される金属溶射面に、アンモニウムイオン及びハロゲンイオンを含有するケイ酸アルカリを主体とするアルカリ水溶液を塗布することを特徴とする。
【0019】
また、本発明の金属溶射面の防食方法は、亜鉛、アルミ、及び亜鉛/アルミ擬合金から選択される金属溶射面に、アンモニウムイオン及びハロゲンイオンを含有するケイ酸アルカリを主体とするアルカリ水溶液を塗布して、溶射膜中の小空間を充填することを特徴とする。
【0020】
【発明の実施の形態】
本発明に使用されるケイ酸アルカリは、M2O・nSiO2なる一般式で表され、式中MはNa、K、Li、Csのいずれかであり、かつnは1乃至5である。nは整数でなくてもよい。ケイ酸アルカリは水溶液として使用され、その濃度はM2O・nSiO2が10乃至50重量%の範囲が好ましい。濃度が10重量%未満では、反応で生成する亜鉛やアルミニウム水酸化物錯塩等の生成が不十分であり、また50重量%を越えると、水溶液の粘度が増加して亜鉛やアルミニウムの白錆内部まで浸透し難くなり、いずれも本発明の目的が達せられないため好ましくない。このケイ酸アルカリ水溶液には、亜鉛やアルミニウム溶射面及び亜鉛やアルミニウムの白錆中への水溶液の濡れ、浸透拡散を促進するため、アルコールを添加することができる。
【0021】
本発明において、亜鉛やアルミニウム及び亜鉛やアルミニウムの白錆中の、金属亜鉛やアルミニウム、亜鉛やアルミニウム酸化物、亜鉛やアルミニウム水酸化物と、ケイ酸アルカリ中のアルカリ金属とのイオン置換反応には、活性化剤としてのアンモニウムイオンの存在と、触媒としてのハロゲンイオンとが必要である。アンモニウムイオン源としては、例えば塩化アンモニウム、フッ化アンモニウム等の無機塩類が好ましく、その添加量はケイ酸アルカリ水溶液の総量に対して0.01乃至1.0モル/Kgの範囲が好ましい。また、ハロゲンイオン触媒としては、塩素イオン又はフッ素イオンが好ましく、そのイオン源としては、Na、K、Ca、Mg、Al等の金属の塩化物及びフッ化物が好適である。使用量は、ケイ酸アルカリ水溶液の総量に対して0.01乃至1.0モル/Kgの範囲が好ましい。ハロゲンイオンの使用量が0.01モル/Kg未満では触媒としての効果が不十分で、本発明の目的を完全に達成することができない。また、その使用量が1.0モル/Kgを越えても特に差し支えはないが、薬剤の無駄となる。
【0022】
以下、上記反応を理論式により説明する。
【0023】
Zn→[Zn(OH)4]2−、[Zn(OH)4(H2O)2]2−のような白錆を発生する。
【0024】
M2O・nSiO2(ケイ酸アルカリ)の使用により、イオン化傾向による置換を完結し、空気中の塩分により安定錯塩を形成する。すなわち、
【0025】
【化1】
【0026】
以下にZn5(OH)8Cl2・H2OでのX線データを示す。
【0027】
【表1】
【0028】
【表2】
【0029】
尚、遊離アルカリイオン、含水ケイ酸[Si(OH)m]は、水洗除去される。
【0030】
本発明に用いる塗布剤としては、アンモニウムイオン(活性化剤)及びハロゲンイオン(触媒)をそれぞれ上記の範囲で含有したケイ酸アルカリの水溶液が好ましい。アンモニウムイオン及びハロゲンイオンは予め添加してあってもよく、また、使用前に添加してもよい。塗布剤の濡れ、浸透拡散に有効なアルコールも同様な方法でケイ酸アルカリ水溶液に添加することができる。ここで用いられるアルコールとしては、メタノール、エタノール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール等が好適である。アルコールの添加量は、ケイ酸アルカリ水溶液に対して1乃至5重量%の範囲が好ましい。
【0031】
亜鉛やアルミニウム溶射面及び亜鉛やアルミニウムの白錆をケイ酸アルカリ水溶液と接触させる方法は任意である。例えば、所定の濃度に調製したケイ酸アルカリ水溶液に所定量のアンモニウム化合物及びハロゲン化合物を添加しておき、この水溶液中に亜鉛やアルミニウム溶射構造物を浸漬してもよいし、或いは上記のように調製した水溶液を、亜鉛やアルミニウム溶射面にスプレー、ハケ、ローラーなど通常の塗装法で適応してもよい。どのような塗装法であっても、塗装面を予めケイ酸アルカリ水溶液が濡れ易いように、十分湿潤状態にしてから行う方が効果は出やすい。亜鉛やアルミニウム溶射した直後のものはケイ酸アルカリ水溶液をはじき、表面が濡れないので、ハジキが出なくなるまで、擦りつけるように、ハケ、ローラー塗りするとよい。亜鉛やアルミニウムの白錆の場合は内部までケイ酸アルカリ水溶液を浸透させるために、ケイ酸アルカリ水溶液と接触させる前に、亜鉛やアルミニウムの白錆面を水で濡らしておくことが、本発明を実施するために望ましいが、絶対条件ではない。
【0032】
また、ケイ酸アルカリ水溶液が金属亜鉛やアルミニウム及び亜鉛やアルミニウムの白錆に濡れて、反応が進んだ後のケイ酸アルカリやコロイドケイ酸の生成により、塗装部位によっては、滑りやすくなるのでこれらは水洗除去するとよい。水洗除去することで本発明の効果が減ずることはない。
【0033】
本発明による反応剤(ケイ酸アルカリ)は、多孔性の金属溶射面に含まれる湿気や金属酸化物、水酸化物等を主とする化学成分と反応し、不溶性の皮膜を形成し、多孔性の被塗物の密度を高めるコロイドケイ酸を主体に生成して、小さい孔も効率よく充填することができる。
【0034】
また、孔の内部でコロイドケイ酸が析出するため、その中に侵入していた油性物、酸、アルカリ、遊離石灰、自動車や人の往来によって発生した汚染物質等は、相分離現象等により表面に遊離されて除去される。
【0035】
【実施例】
以下に実施例によって本発明を具体的に説明する。なお、実施例中、部、%は特に指定のない限り重量基準である。
【0036】
実施例で使用するケイ酸アルカリ水溶液は、特に指定がない限り、Na2O・3SiO2で示されるケイ酸ナトリウムの40%水溶液に、塩化アンモニウムを5部及び塩化ナトリウムを5部添加したケイ酸ナトリウム水溶液を示す。
【0037】
<実施例1>
金属亜鉛と金属アルミニウムをVOL比が、1:1になるように、亜鉛線材とアルミ線材の口径、送り速度を調整し、アーク溶射法によって作成した亜鉛/アルミ擬合金溶射板(100×300×2.3mm、金属塗着量約750g/m2)を長辺側を下にして垂直に立てかけて、表面にケイ酸アルカリ水溶液を塗布量50g/m2、100g/m2でハケ塗りした。この姿勢のまま室内に7日間放置し乾燥硬化させた。乾燥終了後JIS−K−5600−7−1に規定する塩水噴霧試験を行い、腐食生成物の亜鉛及びアルミの白錆が発生するまでの時間で評価した。結果を表3に示した。
【0038】
<実施例2>
金属亜鉛と金属アルミニウムをVOL比が、1:1になるように、亜鉛線材とアルミ線材の口径、送り速度を調整し、アーク溶射法によって作成した亜鉛/アルミ擬合金溶射板(100×300×2.3mm、金属塗着量約750g/m2)を水平に保時し、表面にケイ酸アルカリ水溶液を塗布量100g/m2でハケ塗りした。この姿勢のまま室内に7日間放置し乾燥硬化させた。乾燥終了後JIS−K−5600−7−1に規定する塩水噴霧試験を行い、腐食生成物の亜鉛及びアルミの白錆が発生するまでの時間で評価した。結果を表3に示した。
【0039】
<実施例3>
アーク溶射法で溶射した亜鉛溶射板(70×150×2mm、金属塗着量220g/m2)を水平に保持し、表面にケイ酸アルカリ水溶液を塗布量100g/m2でハケ塗りした。この姿勢のまま室内に7日間放置し乾燥硬化させた。乾燥終了後JIS−K−5600−7−1に規定する塩水噴霧試験を行い、腐食生成物の亜鉛及びアルミの白錆が発生するまでの時間で評価した。結果を表3に示した。
【0040】
<比較例1>
金属亜鉛と金属アルミニウムをVOL比が、1:1になるように、亜鉛線材とアルミ線材の口径、送り速度を調整し、アーク溶射法によって作成した亜鉛/アルミ擬合金溶射板(100×300×2.3mm、金属塗着量約750g/m2)に、JIS−K−5600−7−1に規定する塩水噴霧試験を行い、腐食生成物の亜鉛及びアルミの白錆が発生するまでの時間で評価した。結果を表3に示した。
【0041】
<比較例2>
アーク溶射法で溶射した亜鉛溶射板(70×150×2mm、金属塗着量220g/m2)に、JIS−K−5600−7−1に規定する塩水噴霧試験を行い、腐食生成物の亜鉛及びアルミの白錆が発生するまでの時間で評価した。結果を表3に示した。
【0042】
【表3】
【0043】
【0044】
【発明の効果】
鉄構造物を長期に防食する目的で施工される金属溶射被膜技術は、溶融亜鉛メッキと異なり既設の設備に適応できるメリットがあり、重要施設の延命法として今後もその施工面積は増大することが考えられる。本発明は、この金属溶射膜に特定の組成のケイ酸アルカリ水溶液を封孔処理剤として使用し、これが溶射金属と反応することで、ボイドからの腐食のみならず、溶射面全体を腐食環境から保護し得る防食方法を可能にした。
Claims (3)
- 亜鉛、アルミ、及び亜鉛/アルミ擬合金から選択される金属溶射面に、ケイ酸アルカリ(M2O・nSiO2)〔但し、式中Mは、Na、K、Li、Csのいずれかであり、かつnは、1乃至5である。〕を主体とするアルカリ水溶液を塗布することを特徴とする金属溶射面の防食方法。
- 亜鉛、アルミ、及び亜鉛/アルミ擬合金から選択される金属溶射面に、アンモニウムイオン及びハロゲンイオンを含有するケイ酸アルカリを主体とするアルカリ水溶液を塗布することを特徴とする金属溶射面の防食方法。
- 亜鉛、アルミ、及び亜鉛/アルミ擬合金から選択される金属溶射面に、アンモニウムイオン及びハロゲンイオンを含有するケイ酸アルカリを主体とするアルカリ水溶液を塗布して、溶射膜中の小空間を充填することを特徴とする金属溶射面の防食方法。
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009123116A1 (ja) * | 2008-04-04 | 2009-10-08 | 大日本塗料株式会社 | 水系無機ジンクリッチ塗料組成物 |
JP2009270147A (ja) * | 2008-05-02 | 2009-11-19 | Yamada Kinzoku Boshoku Kk | 滑り防止用溶射皮膜の形成方法 |
US9238860B2 (en) | 2012-12-17 | 2016-01-19 | Fujigiken Co., Ltd. | Method of carrying out post-treatment to sprayed coating and agent used for the same |
JP6039123B1 (ja) * | 2016-03-29 | 2016-12-07 | 株式会社栗本鐵工所 | 封孔処理剤 |
CN111763902A (zh) * | 2020-07-13 | 2020-10-13 | 中国人民解放军陆军装甲兵学院 | 一种粉芯丝材及其制备方法、防腐耐磨复合涂层及其制备方法 |
CN114540806A (zh) * | 2021-04-11 | 2022-05-27 | 常龙 | 一种铝合金钝化膜处理方法 |
-
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- 2003-06-25 JP JP2003180876A patent/JP2005015835A/ja active Pending
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105694555A (zh) * | 2008-04-04 | 2016-06-22 | 大日本涂料株式会社 | 水系无机富锌涂料组合物 |
JP2009249490A (ja) * | 2008-04-04 | 2009-10-29 | Toshitomo Morisane | 水系無機ジンクリッチ塗料組成物 |
US20110030584A1 (en) * | 2008-04-04 | 2011-02-10 | Dai Nippon Toryo Co., Ltd. | Aqueous inorganic zinc-rich coating composition |
CN101981137A (zh) * | 2008-04-04 | 2011-02-23 | 大日本涂料株式会社 | 水系无机富锌涂料组合物 |
US8518172B2 (en) | 2008-04-04 | 2013-08-27 | Dai Nippon Toryo Co., Ltd. | Aqueous inorganic zinc-rich coating composition |
WO2009123116A1 (ja) * | 2008-04-04 | 2009-10-08 | 大日本塗料株式会社 | 水系無機ジンクリッチ塗料組成物 |
JP2009270147A (ja) * | 2008-05-02 | 2009-11-19 | Yamada Kinzoku Boshoku Kk | 滑り防止用溶射皮膜の形成方法 |
US9238860B2 (en) | 2012-12-17 | 2016-01-19 | Fujigiken Co., Ltd. | Method of carrying out post-treatment to sprayed coating and agent used for the same |
JP6039123B1 (ja) * | 2016-03-29 | 2016-12-07 | 株式会社栗本鐵工所 | 封孔処理剤 |
CN111763902A (zh) * | 2020-07-13 | 2020-10-13 | 中国人民解放军陆军装甲兵学院 | 一种粉芯丝材及其制备方法、防腐耐磨复合涂层及其制备方法 |
CN111763902B (zh) * | 2020-07-13 | 2021-03-16 | 中国人民解放军陆军装甲兵学院 | 一种粉芯丝材及其制备方法、防腐耐磨复合涂层及其制备方法 |
CN114540806A (zh) * | 2021-04-11 | 2022-05-27 | 常龙 | 一种铝合金钝化膜处理方法 |
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