JP2019023342A - 錆抑制用添加物、錆抑制方法及び錆抑制用塗料 - Google Patents
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Abstract
【課題】高い錆抑制効果を備えつつも汎用性が非常に高い、錆抑制方法及び錆抑制用塗料を提供する。【解決手段】アルミニウム及び亜鉛から選択される１種又は２種の粉末と、ヒドロキシアパタイト粉末とを配合して成る、錆抑制用添加物及びその関連技術を提供する。【選択図】図１
Description
本発明は、錆抑制用添加物、錆抑制方法及び錆抑制用塗料に関する。
従来より、金属が腐食して錆が発生しないようにするための取り組みが行われている。この取り組みとしては、錆が発生してほしくない金属基材の表面に所定の塗膜を予め形成しておくという手法が知られている。例えば特許文献１には、有機系コーティング組成物において、防錆性向上のために生体系カルシウム化合物（例えばヒドロキシアパタイト（以降、ＨＡＰと称する。））を含有させることが記載されている。
先ほども述べたように、特許文献１で挙げられた防錆性は、錆が発生してほしくない金属基材の表面に対してＨＡＰを含有する塗膜を予め形成しておくという手法にて実現されている。
その一方、本発明者らは、上記の手法以外において錆の発生を抑制することができないかについて着目した（錆の発生は腐食の一形態であるが、以降、腐食を抑制することの代表例として「錆の発生の抑制」を挙げる）。すなわち、錆の発生を抑制すべき側に塗膜を形成するのみならず、錆の発生の原因となる側（例えば後述の実施例で挙げる塩水のような錆の発生環境をもたらす物質）に手を加えることでも錆の発生を抑制できないかについて着目した。そしてそれを可能となるような手法、すなわち錆の発生を抑制すべき側のみならず錆の発生の原因となる側にも添加可能な添加剤を開発できないかについて着目した。
その一方、本発明者らは、上記の手法以外において錆の発生を抑制することができないかについて着目した（錆の発生は腐食の一形態であるが、以降、腐食を抑制することの代表例として「錆の発生の抑制」を挙げる）。すなわち、錆の発生を抑制すべき側に塗膜を形成するのみならず、錆の発生の原因となる側（例えば後述の実施例で挙げる塩水のような錆の発生環境をもたらす物質）に手を加えることでも錆の発生を抑制できないかについて着目した。そしてそれを可能となるような手法、すなわち錆の発生を抑制すべき側のみならず錆の発生の原因となる側にも添加可能な添加剤を開発できないかについて着目した。
本発明は、高い錆抑制効果を備えつつも汎用性が非常に高い錆抑制用添加物、錆抑制方法及び錆抑制用塗料を提供することを課題とする。
上記の課題を解決すべく、本発明者らは鋭意研究を行った。その結果、以下に示す添加物を錆の発生の原因となる側（例えば後述の実施例で挙げる塩水）に添加することにより、錆の発生を抑制すべき金属基材の表面には錆が極めて生じにくくなるという知見を得た。
しかもこの添加物は、錆の発生を抑制すべき金属基材の表面への塗料に添加することにより錆が生じにくくなるという高い汎用性を有するという知見を得た。
以上の知見に基づいて成された本発明の態様は、以下の通りである。
しかもこの添加物は、錆の発生を抑制すべき金属基材の表面への塗料に添加することにより錆が生じにくくなるという高い汎用性を有するという知見を得た。
以上の知見に基づいて成された本発明の態様は、以下の通りである。
本発明の第１の態様は、
アルミニウム及び亜鉛から選択される１種又は２種の粉末と、ヒドロキシアパタイト粉末とを配合して成る、錆抑制用添加物である。
アルミニウム及び亜鉛から選択される１種又は２種の粉末と、ヒドロキシアパタイト粉末とを配合して成る、錆抑制用添加物である。
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載の発明において、
前記アルミニウム及び前記亜鉛から選択される１種又は２種の粉末を、前記ヒドロキシアパタイト粉末に対して０．１〜２０ｗｔ％配合して成る、錆抑制用添加物である。
前記アルミニウム及び前記亜鉛から選択される１種又は２種の粉末を、前記ヒドロキシアパタイト粉末に対して０．１〜２０ｗｔ％配合して成る、錆抑制用添加物である。
本発明の第３の態様は、
アルミニウム及び亜鉛から選択される１種又は２種の粉末と、ヒドロキシアパタイト粉末とを配合して成る錆抑制用添加物を、錆抑制対象物に接触する液体又は固体へ添加する錆抑制方法であって、
前記ヒドロキシアパタイト粉末を前記液体又は前記固体に対して０．１〜１０Ｗ／Ｖ％含有させる、錆抑制方法である。
アルミニウム及び亜鉛から選択される１種又は２種の粉末と、ヒドロキシアパタイト粉末とを配合して成る錆抑制用添加物を、錆抑制対象物に接触する液体又は固体へ添加する錆抑制方法であって、
前記ヒドロキシアパタイト粉末を前記液体又は前記固体に対して０．１〜１０Ｗ／Ｖ％含有させる、錆抑制方法である。
本発明の第４の態様は、第３の態様に記載の発明において、
前記アルミニウム及び前記亜鉛から選択される１種又は２種の粉末を、前記液体又は前記固体に対して０．０１〜１Ｗ／Ｖ％含有させる、錆抑制方法である。
前記アルミニウム及び前記亜鉛から選択される１種又は２種の粉末を、前記液体又は前記固体に対して０．０１〜１Ｗ／Ｖ％含有させる、錆抑制方法である。
本発明の第５の態様は、第１又は第２の態様に記載の錆抑制用添加物を含む塗料であって、
前記ヒドロキシアパタイト粉末を当該塗料全体に対して０．１〜１０Ｗ／Ｖ％含有して成る、錆抑制用塗料である。
前記ヒドロキシアパタイト粉末を当該塗料全体に対して０．１〜１０Ｗ／Ｖ％含有して成る、錆抑制用塗料である。
本発明によれば、高い錆抑制効果を備えつつも汎用性が非常に高い、錆抑制方法及び錆抑制用塗料を提供できる。
以下、本発明の実施の形態について説明を行う。本明細書において「〜」は所定の数値以上かつ所定の数値以下を指す。
（錆抑制用添加物）
本実施形態の錆抑制用添加物は、アルミニウム及び亜鉛から選択される１種又は２種の粉末と、ヒドロキシアパタイトＣａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２粉末（以降、単にＨＡＰ粉末と称する。）とを配合して成るものである。
本実施形態の錆抑制用添加物は、アルミニウム及び亜鉛から選択される１種又は２種の粉末と、ヒドロキシアパタイトＣａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２粉末（以降、単にＨＡＰ粉末と称する。）とを配合して成るものである。
なお、本明細書における「アルミニウム」とは、Ａｌ（単体Ａｌが９５ｗｔ（重量）％以上、好ましくは９９ｗｔ％以上）単体を指す。「亜鉛」についても同様であり、Ｚｎ（純度９５ｗｔ％以上、好ましくは９９ｗｔ％以上）単体を指す。別の言い方をすると、ＡｌやＺｎが塩となっているものは含まない。
また、本明細書における「配合」とは、その名の通り、２種以上のものを混ぜ合わせることを意味するが、「合成」を意味するものではない。詳しく言うと、本明細書における「配合」とは、アルミニウム及び亜鉛から選択される１種又は２種の粉末と、ＨＡＰ粉末とを化学的に反応させて合成するものではなく、単に粉末同士を物理的に混ぜ合わせた状態を意味する。
なお、錆抑制用添加物は、アルミニウム及び亜鉛から選択される１種又は２種の粉末を、ＨＡＰ粉末に対して０．１〜２０ｗｔ％配合して成るものとするのが好ましい。上記１種又は２種の粉末の添加量がＨＡＰ粉末に対して０．１ｗｔ％以上ならば十分に本発明の効果を奏し、上記１種又は２種の粉末をＨＡＰ粉末に対して２０ｗｔ％を超えて添加しても錆抑制効果は変わらない。より好ましくは１〜１５ｗｔ％、更に好ましくは１．２５〜１２．５ｗｔ％配合するのが良い。
（錆抑制用添加物の適用例）
以下、上記の錆抑制用添加物を適用する例について説明する。本発明の知見としても述べたように、適用用途としては以下のものが存在する。
１．錆の発生の原因となる側（腐食寄与物側、例：塩水、融雪剤）への添加
２．錆の発生を抑制すべき側（腐食抑制物側、例：金属基材の表面への塗膜形成用塗料）への添加
以下、上記の錆抑制用添加物を適用する例について説明する。本発明の知見としても述べたように、適用用途としては以下のものが存在する。
１．錆の発生の原因となる側（腐食寄与物側、例：塩水、融雪剤）への添加
２．錆の発生を抑制すべき側（腐食抑制物側、例：金属基材の表面への塗膜形成用塗料）への添加
（錆の発生の原因となる側への添加）
本実施形態の特徴となるのは、被添加物であって錆の発生の原因となる側（例：塩水）に対して上記の錆抑制用添加物を添加することにより、無垢の金属基材（すなわち表面に防錆用塗膜を形成していないもの）を塩水に浸漬させたとしても錆の発生を著しく抑制することが可能である。従来技術においては錆の発生を抑制すべき側に塗膜を形成して錆の発生を抑制することは知られているが、錆の発生の原因となる側に対して手を加えるという発想自体が見受けられない。本発明の技術的思想は、この今までにない発想に基づいてなされたものである。
本実施形態の特徴となるのは、被添加物であって錆の発生の原因となる側（例：塩水）に対して上記の錆抑制用添加物を添加することにより、無垢の金属基材（すなわち表面に防錆用塗膜を形成していないもの）を塩水に浸漬させたとしても錆の発生を著しく抑制することが可能である。従来技術においては錆の発生を抑制すべき側に塗膜を形成して錆の発生を抑制することは知られているが、錆の発生の原因となる側に対して手を加えるという発想自体が見受けられない。本発明の技術的思想は、この今までにない発想に基づいてなされたものである。
なお、具体的な作製手法としては、単に、錆の発生の原因となる側（例：塩水）に対して錆抑制用添加物を添加するだけでよい。場合によっては撹拌処理等を行えばよい。
つまり、錆を発生させ得る液体（塩水）に対し、アルミニウム及び亜鉛から選択される１種又は２種の粉末と、ヒドロキシアパタイト粉末とを配合して成る錆抑制用添加物を添加する。こうして塩水を錆抑制液へと変化させることが可能となる。
なお、腐食寄与物側としては塩水のような液体以外に固体も挙げられる。例えば塩化カルシウムを含有する融雪剤（凍結防止剤、凍結抑制剤とも言う。）に上記の錆抑制用添加物を添加しておき、車に雪が接触したときに錆が生じにくくするといった用途に適用しても構わない。この場合は被添加物は融雪剤ということになり、融雪剤と錆抑制用添加物とを含有するものが錆抑制物となる。なお、車やガードレールなどの鉄製品の錆は、塩化カルシウムが水に溶けて、それが鉄製品に接触することにより生じる。この錆の発生を塩化カルシウムの粉末と錆抑制用添加物粉末とを混合しておけば有効に抑制出来る。
また、ＨＡＰ粉末は錆抑制物全体に対して０．１〜１０Ｗ／Ｖ％含有されているのが好ましい。なお、本明細書におけるＷ／Ｖ％は、錆抑制物全体（例えば塩水）の体積１００ｍｌまたは１００ｃｍ３に対する重量（ｇ）のことを指す。
また、ＨＡＰ粉末が０．１Ｗ／Ｖ％以上ならば十分に本発明の効果を奏し、１０Ｗ／Ｖ％を超えてＨＡＰ粉末を添加しても錆抑制効果は変わらない。より好ましくは１〜１０Ｗ／Ｖ％配合するのが良い。
また、ＨＡＰ粉末が０．１Ｗ／Ｖ％以上ならば十分に本発明の効果を奏し、１０Ｗ／Ｖ％を超えてＨＡＰ粉末を添加しても錆抑制効果は変わらない。より好ましくは１〜１０Ｗ／Ｖ％配合するのが良い。
錆の発生の原因となる側は液体に限定されるものではない。錆の発生の原因となる側となる物質に対し、上記の錆抑制用添加物を添加して差し支えない。また、錆抑制方法、錆抑制物の製造方法としても本例には技術的意義がある。例えば錆抑制方法（あるいは錆抑制物の製造方法）としては、上記の錆抑制用添加物を、錆抑制対象物に接触する液体又は固体へ添加する錆抑制方法（錆抑制物の製造方法）であって、ＨＡＰ粉末を上記の液体（例：塩水）及び固体（例：融雪剤）の１種又は２種（すなわち液体と固体の混在状態）に対して好ましくは０．１〜１０Ｗ／Ｖ％含有させることが挙げられる。なお、ここで言う「錆抑制対象物に接触する液体又は固体へ添加する」の意味は、当該液体又は固体が錆抑制対象物に接触している状態において上記の錆抑制用添加物を当該液体又は固体へと添加することのみならず、錆抑制対象物に接触する前の当該液体又は固体に対して上記の錆抑制用添加物を添加することを含む。
（錆の発生を抑制すべき側への添加）
本実施形態の錆抑制用添加物は、錆発生抑制対象物であるところの金属基材の表面への塗膜形成用塗料（被添加物）に添加しても構わないという非常に高い汎用性を有している。
本実施形態の錆抑制用添加物は、錆発生抑制対象物であるところの金属基材の表面への塗膜形成用塗料（被添加物）に添加しても構わないという非常に高い汎用性を有している。
その際の金属基材としては、使用される状況に応じて任意のものを使用しても構わない。例えば該金属基材としては鋼材等が挙げられる。さらに、例えばステンレス材、アルミニウム合金材、異種材料をクラッドしたクラッド鋼材など、種々の材料に対して効果を有する。もちろん、これらは一例であって本発明の技術的思想はこれらに限定されるものではない。
また、塗料としては、公知のものを使用しても構わない。例えば、エポキシ系やフタル酸系の樹脂を含有する塗料の他、ウレタン樹脂塗料、シリコン樹脂塗料、アクリル樹脂塗料及びフッ素樹脂塗料などに対して上記の錆抑制用添加物を添加したうえで、該金属基材の主表面に対して塗膜を形成してもよい。
また、塗料に対し、上記以外の公知の成分（例えば紫外線吸収剤、酸化防止剤、熱安定剤、防錆材、レべリング剤、消泡剤、つや消し剤、光安定剤、顔料、抗菌剤、殺虫剤、殺菌剤等々）を、用途に応じて適宜添加しても構わない。
なお、具体的な作製手法としては、単に、錆の発生を抑制すべき側に対して錆抑制用添加物を添加するだけでよい。場合によっては撹拌処理等を行えばよい。このようにして、上記の塗料を錆抑制用塗料へと変化させることが可能となる。
その後の手順としては、錆が発生し得る物質（例：金属基材）の主表面に対し、アルミニウム及び亜鉛から選択される１種又は２種の粉末と、ヒドロキシアパタイト粉末とを配合して成る錆抑制用添加物を含有した塗料を塗布し、塗膜を形成する。錆の抑制方法、錆抑制用塗料の製造方法としても本例には技術的意義がある。その際の具体的な塗膜形成手法は公知の手法を採用しても構わない。
なお、ＨＡＰ粉末は錆抑制用塗料全体に対して０．１〜１０Ｗ／Ｖ％含有されているのが好ましい。ＨＡＰ粉末が０．１Ｗ／Ｖ％以上ならば十分に本発明の効果を奏し、１０Ｗ／Ｖ％を超えてＨＡＰ粉末を添加しても錆抑制効果は変わらない。より好ましくは１〜１０Ｗ／Ｖ％配合する。
また、ＨＡＰ粉末は平均粒径（ＳＥＭ径）が０．１〜３０μｍであることが好ましい。アルミニウム粉末は平均粒径（ＳＥＭ径）が０．１〜３０μｍであることが好ましく、亜鉛粉末は平均粒径（ＳＥＭ径）が０．１〜３０μｍであることが好ましい。平均粒径が０．１μｍ未満では用途によっては塗料の粘性が高くなり過ぎるおそれがあり好ましくない。また３０μｍを超えると表面積が小さくなり、十分な錆抑制効果を得られないおそれがあるので好ましくない。取扱性や塗膜の平滑性の観点からは平均粒径１〜２０μｍであることがより好ましい。
また、ＨＡＰ粉末は平均粒径（ＳＥＭ径）が０．１〜３０μｍであることが好ましい。アルミニウム粉末は平均粒径（ＳＥＭ径）が０．１〜３０μｍであることが好ましく、亜鉛粉末は平均粒径（ＳＥＭ径）が０．１〜３０μｍであることが好ましい。平均粒径が０．１μｍ未満では用途によっては塗料の粘性が高くなり過ぎるおそれがあり好ましくない。また３０μｍを超えると表面積が小さくなり、十分な錆抑制効果を得られないおそれがあるので好ましくない。取扱性や塗膜の平滑性の観点からは平均粒径１〜２０μｍであることがより好ましい。
次に実施例を示し、本発明について具体的に説明する。もちろん本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
まず、錆の発生の原因となる側（塩水：５ｗｔ％ＮａＣｌ）に添加する錆抑制用添加物としては、以下のものの混合物を使用した。
・ＨＡＰ粉末（焼成魚骨製）
（平均粒径（ＳＥＭ径）１０μｍ、配合量は塩水１００ｍｌに対して８ｇ、すなわち８Ｗ／Ｖ％となるように設定）
・アルミニウム粉末
（平均粒径（ＳＥＭ径）２０μｍ、配合量は塩水１００ｍｌに対して０．５ｇ、すなわち０．５Ｗ／Ｖ％、ＨＡＰ粉末に対しては０．５ｇ／８ｇ×１００＝６．２５ｗｔ％となるように設定）
そして、上記の塩水に対し、上記の錆抑制用添加物を添加した。そのうえで、錆発生抑制対象物として鉄板（縦×横×幅；２０ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍ）を該塩水に７日間浸漬させた上で引き上げた。その際の該鉄板の様子を示す写真が図１である。
また、鉄板の腐食がどの程度進んだかを定量的に把握すべく、該鉄板引き上げ後の浸漬液を０．５ｍＬ採取した後、硝酸０．５ｍＬ、水４．０ｍＬを加え、１Ｍトリス塩酸緩衝液（ｐＨ８．０）で１０倍希釈した。そして希釈溶液中の鉄イオン濃度をＩＣＰ発光分析装置（ＩＣＰ−７５１０；島津製作所製）で測定した。その結果、該希釈溶液中の鉄イオン濃度は０．１ｍｇ／Ｌ以下であった。
まず、錆の発生の原因となる側（塩水：５ｗｔ％ＮａＣｌ）に添加する錆抑制用添加物としては、以下のものの混合物を使用した。
・ＨＡＰ粉末（焼成魚骨製）
（平均粒径（ＳＥＭ径）１０μｍ、配合量は塩水１００ｍｌに対して８ｇ、すなわち８Ｗ／Ｖ％となるように設定）
・アルミニウム粉末
（平均粒径（ＳＥＭ径）２０μｍ、配合量は塩水１００ｍｌに対して０．５ｇ、すなわち０．５Ｗ／Ｖ％、ＨＡＰ粉末に対しては０．５ｇ／８ｇ×１００＝６．２５ｗｔ％となるように設定）
そして、上記の塩水に対し、上記の錆抑制用添加物を添加した。そのうえで、錆発生抑制対象物として鉄板（縦×横×幅；２０ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍ）を該塩水に７日間浸漬させた上で引き上げた。その際の該鉄板の様子を示す写真が図１である。
また、鉄板の腐食がどの程度進んだかを定量的に把握すべく、該鉄板引き上げ後の浸漬液を０．５ｍＬ採取した後、硝酸０．５ｍＬ、水４．０ｍＬを加え、１Ｍトリス塩酸緩衝液（ｐＨ８．０）で１０倍希釈した。そして希釈溶液中の鉄イオン濃度をＩＣＰ発光分析装置（ＩＣＰ−７５１０；島津製作所製）で測定した。その結果、該希釈溶液中の鉄イオン濃度は０．１ｍｇ／Ｌ以下であった。
（実施例２）
アルミニウム粉末の配合量を、塩水１００ｍｌに対して１ｇ（すなわち１Ｗ／Ｖ％、ＨＡＰ粉末に対しては１２．５ｗｔ％）となるように設定したことを除けば実施例１と同様に試験を行った。その結果を図２に示す。なお、鉄板引き上げ後の塩水中の鉄イオン濃度は０．１ｍｇ／Ｌ以下であった。
アルミニウム粉末の配合量を、塩水１００ｍｌに対して１ｇ（すなわち１Ｗ／Ｖ％、ＨＡＰ粉末に対しては１２．５ｗｔ％）となるように設定したことを除けば実施例１と同様に試験を行った。その結果を図２に示す。なお、鉄板引き上げ後の塩水中の鉄イオン濃度は０．１ｍｇ／Ｌ以下であった。
（実施例３）
アルミニウム粉末の配合量を、塩水１００ｍｌに対して０．１ｇ（すなわち０．１Ｗ／Ｖ％、ＨＡＰ粉末に対しては１．２５ｗｔ％）となるように設定したことを除けば実施例１と同様に試験を行った。その結果を図３に示す。なお、鉄板引き上げ後の塩水中の鉄イオン濃度は０．３ｍｇ／Ｌであった。
アルミニウム粉末の配合量を、塩水１００ｍｌに対して０．１ｇ（すなわち０．１Ｗ／Ｖ％、ＨＡＰ粉末に対しては１．２５ｗｔ％）となるように設定したことを除けば実施例１と同様に試験を行った。その結果を図３に示す。なお、鉄板引き上げ後の塩水中の鉄イオン濃度は０．３ｍｇ／Ｌであった。
（比較例１）
塩水に対し、実施例１の錆抑制用添加物においてＨＡＰ粉末を配合しなかったことを除けば実施例１と同様に試験を行った。その観察結果を図４に示す。なお、鉄板引き上げ後の塩水中の鉄イオン濃度は５．７ｍｇ／Ｌであった。
塩水に対し、実施例１の錆抑制用添加物においてＨＡＰ粉末を配合しなかったことを除けば実施例１と同様に試験を行った。その観察結果を図４に示す。なお、鉄板引き上げ後の塩水中の鉄イオン濃度は５．７ｍｇ／Ｌであった。
（比較例２）
塩水に対し、実施例２の錆抑制用添加物においてＨＡＰ粉末を配合しなかったことを除けば実施例２と同様に試験を行った。その観察結果を図５に示す。なお、鉄板引き上げ後の塩水中の鉄イオン濃度は９．３ｍｇ／Ｌであった。
塩水に対し、実施例２の錆抑制用添加物においてＨＡＰ粉末を配合しなかったことを除けば実施例２と同様に試験を行った。その観察結果を図５に示す。なお、鉄板引き上げ後の塩水中の鉄イオン濃度は９．３ｍｇ／Ｌであった。
（比較例３）
塩水に対し、実施例３の錆抑制用添加物においてＨＡＰ粉末を配合しなかったことを除けば実施例３と同様に試験を行った。その観察結果を図６に示す。なお、鉄板引き上げ後の塩水中の鉄イオン濃度は５．０ｍｇ／Ｌであった。
塩水に対し、実施例３の錆抑制用添加物においてＨＡＰ粉末を配合しなかったことを除けば実施例３と同様に試験を行った。その観察結果を図６に示す。なお、鉄板引き上げ後の塩水中の鉄イオン濃度は５．０ｍｇ／Ｌであった。
（比較例４）
塩水に対し、実施例１の錆抑制用添加物においてアルミニウム粉末を配合しなかったことを除けば実施例１と同様に試験を行った。その観察結果を図７に示す。なお、鉄板引き上げ後の塩水中の鉄イオン濃度は２．２ｍｇ／Ｌであった。
塩水に対し、実施例１の錆抑制用添加物においてアルミニウム粉末を配合しなかったことを除けば実施例１と同様に試験を行った。その観察結果を図７に示す。なお、鉄板引き上げ後の塩水中の鉄イオン濃度は２．２ｍｇ／Ｌであった。
（比較例５）
塩水に対し、実施例１の錆抑制用添加物を配合しなかった（ＨＡＰ粉末、アルミニウム粉末は共に配合無しである）ことを除けば実施例１と同様に試験を行った。その観察結果を図８に示す。なお、鉄板引き上げ後の塩水中の鉄イオン濃度は４２．８ｍｇ／Ｌであった。
塩水に対し、実施例１の錆抑制用添加物を配合しなかった（ＨＡＰ粉末、アルミニウム粉末は共に配合無しである）ことを除けば実施例１と同様に試験を行った。その観察結果を図８に示す。なお、鉄板引き上げ後の塩水中の鉄イオン濃度は４２．８ｍｇ／Ｌであった。
（実施例４）
実施例１の錆抑制用添加物においてアルミニウム粉末の代わりに亜鉛粉末（平均粒径（ＳＥＭ径）２０μｍ、配合量は塩水１００ｍｌに対して１ｇすなわち１Ｗ／Ｖ％（ＨＡＰ粉末に対しては１２．５ｗｔ％）となるように設定）を用いたことを除けば実施例１と同様に試験を行った。その観察結果を図９に示す。なお、鉄板引き上げ後の塩水中の鉄イオン濃度は０．２ｍｇ／Ｌであった。
実施例１の錆抑制用添加物においてアルミニウム粉末の代わりに亜鉛粉末（平均粒径（ＳＥＭ径）２０μｍ、配合量は塩水１００ｍｌに対して１ｇすなわち１Ｗ／Ｖ％（ＨＡＰ粉末に対しては１２．５ｗｔ％）となるように設定）を用いたことを除けば実施例１と同様に試験を行った。その観察結果を図９に示す。なお、鉄板引き上げ後の塩水中の鉄イオン濃度は０．２ｍｇ／Ｌであった。
（検討その１）
図１〜３、９に示すように、実施例１〜４の場合、ほとんど錆は発生していなかった。また、鉄板引き上げ後の浸漬液を調べたところ、希釈浸漬液中の鉄イオン濃度は極めて小さく、鉄板には腐食がほとんど生じていないことが明らかとなった。
その一方、比較例１〜３、５（図４〜６、８）すなわちＨＡＰ粉末無配合だと、鉄板の主表面の大部分にて錆の発生が確認できた。なお、希釈浸漬液中の鉄イオン濃度を調べたところ、鉄板において腐食が非常に進行していたことが明らかとなった。
また、比較例４（図７）すなわちアルミニウム粉末無配合だと、局所的に大きな錆の発生が確認できた。なお、比較例４においては鉄板引き上げ後の塩水中の鉄イオン濃度は２．２ｍｇ／Ｌであり、実施例１〜４に比べて腐食が進行していたことが明らかとなった。
以上の結果、本実施例の添加物を、錆の発生の原因となる側（例えば塩水）に添加することにより、錆の発生を抑制すべき金属基材（錆発生抑制対象物）の表面には錆が著しく生じにくくなることが確認できた。
図１〜３、９に示すように、実施例１〜４の場合、ほとんど錆は発生していなかった。また、鉄板引き上げ後の浸漬液を調べたところ、希釈浸漬液中の鉄イオン濃度は極めて小さく、鉄板には腐食がほとんど生じていないことが明らかとなった。
その一方、比較例１〜３、５（図４〜６、８）すなわちＨＡＰ粉末無配合だと、鉄板の主表面の大部分にて錆の発生が確認できた。なお、希釈浸漬液中の鉄イオン濃度を調べたところ、鉄板において腐食が非常に進行していたことが明らかとなった。
また、比較例４（図７）すなわちアルミニウム粉末無配合だと、局所的に大きな錆の発生が確認できた。なお、比較例４においては鉄板引き上げ後の塩水中の鉄イオン濃度は２．２ｍｇ／Ｌであり、実施例１〜４に比べて腐食が進行していたことが明らかとなった。
以上の結果、本実施例の添加物を、錆の発生の原因となる側（例えば塩水）に添加することにより、錆の発生を抑制すべき金属基材（錆発生抑制対象物）の表面には錆が著しく生じにくくなることが確認できた。
先ほどの例では鉄板を塩水に７日間浸漬させた例について述べた。以下の例は、更に長い９０日間浸漬させた例である。
（実施例５）
実施例５においては、実施例１の諸条件（再掲すると、ＨＡＰ粉末を８Ｗ／Ｖ％、アルミニウム粉末を０．５Ｗ／Ｖ％含有させた、５ｗｔ％ＮａＣｌを使用）を採用したうえで鉄板を塩水に９０日間浸漬させた。その結果を図１０に示す。なお、鉄板引き上げ後の塩水中の鉄イオン濃度は５０．０ｍｇ／Ｌであった。
実施例５においては、実施例１の諸条件（再掲すると、ＨＡＰ粉末を８Ｗ／Ｖ％、アルミニウム粉末を０．５Ｗ／Ｖ％含有させた、５ｗｔ％ＮａＣｌを使用）を採用したうえで鉄板を塩水に９０日間浸漬させた。その結果を図１０に示す。なお、鉄板引き上げ後の塩水中の鉄イオン濃度は５０．０ｍｇ／Ｌであった。
（比較例６）
比較例６においては、比較例１の諸条件（ＨＡＰ粉末の配合無し）を採用したうえで鉄板を塩水に９０日間浸漬させた。その結果を図１１に示す。なお、鉄板引き上げ後の塩水中の鉄イオン濃度は４６６．７ｍｇ／Ｌであった。
比較例６においては、比較例１の諸条件（ＨＡＰ粉末の配合無し）を採用したうえで鉄板を塩水に９０日間浸漬させた。その結果を図１１に示す。なお、鉄板引き上げ後の塩水中の鉄イオン濃度は４６６．７ｍｇ／Ｌであった。
（比較例７）
比較例７においては、比較例４の諸条件（アルミニウム粉末の配合無し）を採用したうえで鉄板を塩水に９０日間浸漬させた。その結果を図１２に示す。なお、鉄板引き上げ後の塩水中の鉄イオン濃度は２６６．７ｍｇ／Ｌであった。
比較例７においては、比較例４の諸条件（アルミニウム粉末の配合無し）を採用したうえで鉄板を塩水に９０日間浸漬させた。その結果を図１２に示す。なお、鉄板引き上げ後の塩水中の鉄イオン濃度は２６６．７ｍｇ／Ｌであった。
（比較例８）
比較例８においては、比較例５の諸条件（ＨＡＰ粉末、アルミニウム粉末は共に配合無し）を採用したうえで鉄板を塩水に９０日間浸漬させた。その結果を図１３に示す。なお、鉄板引き上げ後の塩水中の鉄イオン濃度は５８３．３ｍｇ／Ｌであった。
比較例８においては、比較例５の諸条件（ＨＡＰ粉末、アルミニウム粉末は共に配合無し）を採用したうえで鉄板を塩水に９０日間浸漬させた。その結果を図１３に示す。なお、鉄板引き上げ後の塩水中の鉄イオン濃度は５８３．３ｍｇ／Ｌであった。
（検討その２）
図１０に示すように、実施例５の場合、９０日間という長期間塩水に鉄板を浸漬させたにもかかわらず、ほとんど錆は発生していなかった。また、鉄板引き上げ後の浸漬液を調べたところ、希釈浸漬液中の鉄イオン濃度は比較例６〜８に比べて極めて小さく、鉄板には腐食がほとんど生じていないことが明らかとなった。
その一方、比較例６〜８（図１１〜１３）すなわちＨＡＰ粉末、アルミニウム粉末の少なくともいずれかが欠けている場合だと、鉄板の主表面全体ないしその多くの部分にて錆の発生が確認できた。なお、希釈浸漬液中の鉄イオン濃度を調べたところ、鉄板において腐食が非常に進行していたことが明らかとなった。
図１０に示すように、実施例５の場合、９０日間という長期間塩水に鉄板を浸漬させたにもかかわらず、ほとんど錆は発生していなかった。また、鉄板引き上げ後の浸漬液を調べたところ、希釈浸漬液中の鉄イオン濃度は比較例６〜８に比べて極めて小さく、鉄板には腐食がほとんど生じていないことが明らかとなった。
その一方、比較例６〜８（図１１〜１３）すなわちＨＡＰ粉末、アルミニウム粉末の少なくともいずれかが欠けている場合だと、鉄板の主表面全体ないしその多くの部分にて錆の発生が確認できた。なお、希釈浸漬液中の鉄イオン濃度を調べたところ、鉄板において腐食が非常に進行していたことが明らかとなった。
なお、実施例５の塩水中の鉄イオン濃度の値５０．０ｍｇ／Ｌは、ＨＡＰ粉末無し且つアルミニウム粉末有りの比較例６の値４６６．７ｍｇ／Ｌ、ＨＡＰ粉末有り且つアルミニウム粉末無しの比較例７の値２６６．７ｍｇ／Ｌに比べ、著しく低く抑えられている。これは、ＨＡＰ粉末とアルミニウム粉末との組み合わせによって、単なる相加効果ではなく相乗効果が発現されていることを示している。
以上の結果、本実施例の添加物を、錆の発生の原因となる側（例えば塩水）に添加することにより、９０日間という長期間であっても、錆の発生を抑制すべき金属基材（錆発生抑制対象物）の表面には錆が著しく生じにくくなることが確認できた。
先ほどまでの例は、
１．錆の発生の原因となる側（腐食寄与物側、例：塩水、融雪剤）への添加
についてのものである。
その一方、以降に述べる例は、
２．錆の発生を抑制すべき側（腐食抑制物側、例：金属基材の表面への塗膜形成用塗料）への添加
についてのものである。以降、特記の無い内容は、実施例１と同様である。
１．錆の発生の原因となる側（腐食寄与物側、例：塩水、融雪剤）への添加
についてのものである。
その一方、以降に述べる例は、
２．錆の発生を抑制すべき側（腐食抑制物側、例：金属基材の表面への塗膜形成用塗料）への添加
についてのものである。以降、特記の無い内容は、実施例１と同様である。
（実施例６）
フタル酸塗料（ブラックシャーシ）に対し、実施例１と同様の錆抑制用添加物（すなわちＨＡＰ粉末を８Ｗ／Ｖ％、アルミニウム粉末を０．５Ｗ／Ｖ％）を配合し、錆抑制用塗料を作製した。その後、実施例１と同様の鉄板の前面に該錆抑制用塗料を塗布し、乾燥させた。乾燥後、塩水噴霧装置を用いて塗布後鉄板に対して塩水の噴霧を８５０時間行った。その際の塗布後鉄板の様子を示す写真が図１４であり、（ａ）は塗布後鉄板の平面図であり、（ｂ）〜（ｅ）は塗布後鉄板の四方の側面図である。
フタル酸塗料（ブラックシャーシ）に対し、実施例１と同様の錆抑制用添加物（すなわちＨＡＰ粉末を８Ｗ／Ｖ％、アルミニウム粉末を０．５Ｗ／Ｖ％）を配合し、錆抑制用塗料を作製した。その後、実施例１と同様の鉄板の前面に該錆抑制用塗料を塗布し、乾燥させた。乾燥後、塩水噴霧装置を用いて塗布後鉄板に対して塩水の噴霧を８５０時間行った。その際の塗布後鉄板の様子を示す写真が図１４であり、（ａ）は塗布後鉄板の平面図であり、（ｂ）〜（ｅ）は塗布後鉄板の四方の側面図である。
（比較例９）
フタル酸塗料（ブラックシャーシ）に対し、実施例１の錆抑制用添加物においてＨＡＰ粉末を配合しなかったことを除けば実施例６と同様に試験を行った。その観察結果を図１５に示す。（ａ）は塗布後鉄板の平面図であり、（ｂ）〜（ｅ）は塗布後鉄板の四方の側面図である。
フタル酸塗料（ブラックシャーシ）に対し、実施例１の錆抑制用添加物においてＨＡＰ粉末を配合しなかったことを除けば実施例６と同様に試験を行った。その観察結果を図１５に示す。（ａ）は塗布後鉄板の平面図であり、（ｂ）〜（ｅ）は塗布後鉄板の四方の側面図である。
（比較例１０）
フタル酸塗料（ブラックシャーシ）に対し、実施例１の錆抑制用添加物においてアルミニウム粉末を配合しなかったことを除けば実施例６と同様に試験を行った。その観察結果を図１６に示す。（ａ）は塗布後鉄板の平面図であり、（ｂ）〜（ｅ）は塗布後鉄板の四方の側面図である。
フタル酸塗料（ブラックシャーシ）に対し、実施例１の錆抑制用添加物においてアルミニウム粉末を配合しなかったことを除けば実施例６と同様に試験を行った。その観察結果を図１６に示す。（ａ）は塗布後鉄板の平面図であり、（ｂ）〜（ｅ）は塗布後鉄板の四方の側面図である。
（比較例１１）
フタル酸塗料（ブラックシャーシ）に対し、実施例１の錆抑制用添加物を配合しなかった（ＨＡＰ粉末、アルミニウム粉末は共に配合無しである）ことを除けば実施例６と同様に試験を行った。その観察結果を図１７に示す。（ａ）は塗布後鉄板の平面図であり、（ｂ）〜（ｅ）は塗布後鉄板の四方の側面図である。
フタル酸塗料（ブラックシャーシ）に対し、実施例１の錆抑制用添加物を配合しなかった（ＨＡＰ粉末、アルミニウム粉末は共に配合無しである）ことを除けば実施例６と同様に試験を行った。その観察結果を図１７に示す。（ａ）は塗布後鉄板の平面図であり、（ｂ）〜（ｅ）は塗布後鉄板の四方の側面図である。
（検討その３）
実施例１の添加材を、錆の発生を抑制すべき側（金属基材の表面への塗膜形成用塗料）への添加し、錆抑制用塗料を作製し、鉄板に塗布した場合であっても、図１４に示すように、８５０時間という長期間塩水が噴霧されたにもかかわらず、ほとんど錆は発生していなかった。
その一方、比較例９〜１１（図１５〜１７）すなわちＨＡＰ粉末、アルミニウム粉末の少なくともいずれかが欠けている場合だと、鉄板の主表面全体ないしその多くの部分にて錆の発生が確認できた。
以上の結果、本実施例の添加物を、錆の発生を抑制すべき側（金属基材の表面への塗膜形成用塗料）に添加して作製した錆抑制用塗料を鉄板に塗布した場合であっても、錆発生抑制効果を発現させられることが確認できた。
実施例１の添加材を、錆の発生を抑制すべき側（金属基材の表面への塗膜形成用塗料）への添加し、錆抑制用塗料を作製し、鉄板に塗布した場合であっても、図１４に示すように、８５０時間という長期間塩水が噴霧されたにもかかわらず、ほとんど錆は発生していなかった。
その一方、比較例９〜１１（図１５〜１７）すなわちＨＡＰ粉末、アルミニウム粉末の少なくともいずれかが欠けている場合だと、鉄板の主表面全体ないしその多くの部分にて錆の発生が確認できた。
以上の結果、本実施例の添加物を、錆の発生を抑制すべき側（金属基材の表面への塗膜形成用塗料）に添加して作製した錆抑制用塗料を鉄板に塗布した場合であっても、錆発生抑制効果を発現させられることが確認できた。
Claims (5)
- アルミニウム及び亜鉛から選択される１種又は２種の粉末と、ヒドロキシアパタイト粉末とを配合して成る、錆抑制用添加物。
- 前記アルミニウム及び前記亜鉛から選択される１種又は２種の粉末を、前記ヒドロキシアパタイト粉末に対して０．１〜２０ｗｔ％配合して成る、請求項１に記載の錆抑制用添加物。
- アルミニウム及び亜鉛から選択される１種又は２種の粉末と、ヒドロキシアパタイト粉末とを配合して成る錆抑制用添加物を、錆抑制対象物に接触する液体又は固体へ添加する錆抑制方法であって、
前記ヒドロキシアパタイト粉末を前記液体又は前記固体に対して０．１〜１０Ｗ／Ｖ％含有させる、錆抑制方法。 - 前記アルミニウム及び前記亜鉛から選択される１種又は２種の粉末を、前記液体又は前記固体に対して０．０１〜１Ｗ／Ｖ％含有させる、請求項３に記載の錆抑制方法。
- 請求項１又は２に記載の錆抑制用添加物を含む塗料であって、
前記ヒドロキシアパタイト粉末を当該塗料全体に対して０．１〜１０Ｗ／Ｖ％含有して成る、錆抑制用塗料。
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|---|---|---|---|---|
| KR102164580B1 (ko) * | 2020-06-02 | 2020-10-12 | 홍은정 | 내구성 및 내염해성이 우수한 친환경 강재 도장재 조성물 및 이를 이용하는 강 구조물의 표면보호방법 |
| JP2021165339A (ja) * | 2020-04-07 | 2021-10-14 | 株式会社イーエスティージャパン | 錆抑制塗料、錆抑制方法及び錆抑制塗料の製造方法 |
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| JP7470927B2 (ja) | 2020-08-21 | 2024-04-19 | 株式会社イーエスティージャパン | 補修用防せい材およびその施工方法 |
Citations (3)
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-
2018
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| JP7445888B2 (ja) | 2020-04-07 | 2024-03-08 | 株式会社イーエスティージャパン | 錆抑制塗料、錆抑制方法及び錆抑制塗料の製造方法 |
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