JP2019119071A - 防食コーティング及び物品 - Google Patents
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Abstract
Description
金属の腐食は、水、酸素等の腐食を起こす物質と金属との接触を妨げることで抑制できる。汎用的な手法として、金属表面にそのような物質との接触を妨げる機能を有する被膜を形成する方法がある。この被膜が健全であれば腐食が抑制されるが、被膜に欠陥があれば欠陥部分で腐食が発生する。図1は、樹脂等で形成された従来の防食性樹脂被膜が傷付いた場合の腐食の進行状況を説明するための模式図である。図1は、樹脂被膜1で覆われた金属基材2において、金属基材2の表面まで変形するような傷3が入った状態を示している。図1では、樹脂被膜1として、フッ素樹脂等の柔らかく変形しやすい樹脂を用いた場合を示している。このような樹脂被膜1の場合には傷表面に変形した樹脂の薄膜が残留しやすいため、割れたり剥離したりする硬い被膜の場合より傷付き時にも腐食が起こりにくい。しかし、残留する樹脂の薄膜には欠陥が多いため、腐食環境に曝された時には、欠陥部分から腐食が進行し腐食部分4が生じる。
実施の形態2では、撥水性樹脂としてシリコーン樹脂を用い、撥水性樹脂と混和性を有する撥水性オイルとしてシリコーンオイルを用いた防食コーティングについて説明する。実施の形態2に係る防食コーティングは、実施の形態1に係る防食コーティングと同様に、金属面が露出するような深い傷付きが生じた場合においても、防食性が維持されるという効果が得られる。シリコーンオイル及びシリコーン樹脂は、フッ素オイル及びフッ素オイルと同様に、耐熱性を有し且つ化学的に安定であるため、長期に防食効果を得るのに適している。一般的に、シリコーンオイル及びシリコーン樹脂は、フッ素オイル及びフッ素オイルより価格が安く、種類も多いため低コストで、目的に適合した材料の組み合わせが得やすいという利点がある。実施の形態2に係る防食コーティングは、油汚れなどによりシリコーンオイルの流出及び劣化が起こりやすいため、汚染が激しい環境下での利用が困難であること、傷表面に拡がるシリコーンオイルの撥水撥油性がフッ素オイルより劣るため、水及び油が多い環境下での防食性が劣るという欠点がある。
実施例1〜3及び比較例1〜2の防食コーティングを以下の手順に従って形成した。
70mm×150mm×1mmのアルミニウム板に、フッ素樹脂を含むコーティング液(株式会社野田スクリーン製WOP−019XQA)をスプレーで塗布し、常温で乾燥し、フッ素樹脂からなる下層被膜を形成した。下層被膜の膜厚は約12μmであった。下層被膜を形成するのに用いたコーティング液は、フッ素系溶剤と8質量%のフッ素樹脂とからなるものである。
次に、下層被膜上に、フッ素樹脂(スリーエムジャパン株式会社製Novec1700)及びフッ素オイル(ソルベイスペシャルティポリマーズジャパン株式会社製フォンブリンPFPE)をフッ素系溶剤(旭硝子株式会社製AE3000、沸点56℃)に溶解させたコーティング液をスプレーで塗布し、常温で乾燥することで上層被膜を形成した。上層被膜を形成するのに用いたコーティング液は、フッ素樹脂とフッ素オイルとフッ素系溶剤とからなり、フッ素樹脂とフッ素オイルとの合計が3質量%であるものである。
防食コーティング形成後、針で擦って表面に多数の傷を付けた。傷を付けた試料を室温で1日間放置した後、JIS Z 2371に準拠し48時間塩水噴霧した。フッ素樹脂からなる下層被膜の膨潤量は、同条件でアルミ箔上に形成した下層被膜をフッ素オイルに2時間浸漬した後の重量増加より求めた。
なお、実施例1〜3及び比較例1〜2の防食コーティングでは、下層被膜は変更しておらず、上層被膜を形成するのに用いたフッ素オイルの動粘度、フッ素オイルの含有量及び上層被膜の膜厚を表1に示すように変更した。
実施例4〜6の防食コーティングを以下の手順に従って形成した。
70mm×150mm×1mmのアルミニウム板に、フッ素樹脂及び架橋剤を含むコーティング液(スリーエムジャパン株式会社製Novec2702)をスプレーで塗布した後、130℃で30分間加熱することで、熱架橋したフッ素樹脂からなる下層被膜を形成した。下層被膜の膜厚は0.2μmであった。下層被膜を形成するのに用いたコーティング液は、フッ素系溶剤と2質量%のフッ素化メタクリル酸ポリマーと架橋剤とからなるものである。
次に、下層被膜上に、フッ素樹脂としてのポリフルオロアルキルエチルアクリレート共重合体(ユニマティック株式会社製NOXBARRIER ST−463)及びフッ素オイル(ソルベイスペシャルティポリマーズジャパン株式会社製フォンブリンPFPE)をフッ素系溶剤(旭硝子株式会社製AE3000)に溶解させたコーティング液をスプレーで塗布し、常温で乾燥することで上層被膜を形成した。上層被膜を形成するのに用いたコーティング液は、フッ素樹脂とフッ素オイルとフッ素系溶剤とからなり、フッ素樹脂とフッ素オイルとの合計が5質量%であるものである。
下層被膜の膨潤量及び防食性については、実施例1〜3と同様の評価を行った。
なお、実施例4〜6の防食コーティングでは、下層被膜は変更しておらず、上層被膜を形成するのに用いたフッ素オイルの動粘度、フッ素オイルの含有量及び上層被膜の膜厚を表2に示すように変更した。
実施例7〜9及び比較例3〜4の防食コーティングを以下の手順に従って形成した。
70mm×150mm×1mmのアルミニウム板に、シリコーン樹脂を含むコーティング液として、反応性シラン・シロキサンのエマルジョン(旭化成ワッカーシリコーン株式会社製BC2103)をスプレーで塗布した後、60℃温風で乾燥硬化させることで、シリコーン樹脂からなる下層被膜を形成した。下層被膜の膜厚は5μmであった。
次に、下層被膜上に、シリコーン樹脂(信越シリコーン株式会社製KR−220L)及びシリコーンオイルとしてのジメチルポリシロキサン(東レ・ダウコーニング株式会社製SH200)をキシレン(沸点144℃)に溶解させたコーティング液をスプレーで塗布し、常温で乾燥することで上層被膜を形成した。上層被膜を形成するのに用いたコーティング液は、シリコーン樹脂とシリコーンオイルとキシレンとからなり、シリコーン樹脂とシリコーンオイルとの合計が10質量%であるものである。
下層被膜の膨潤量及び防食性については、実施例1〜3と同様の評価を行った。
なお、実施例7〜9及び比較例3〜4の防食コーティングでは、下層被膜は変更しておらず、上層被膜を形成するのに用いたシリコーンオイルの動粘度、シリコーンオイルの含有量及び上層被膜の膜厚を表3に示すように変更した。
Claims (10)
- 撥水性樹脂からなる下層被膜と、
前記下層被膜上に形成され、前記撥水性樹脂及び前記撥水性樹脂と混和性を有する撥水性オイルの混合物からなる上層被膜と
を備えることを特徴とする防食コーティング。 - 前記撥水性樹脂がフッ素樹脂であり、且つ前記撥水性オイルがフッ素オイルであることを特徴とする請求項1に記載の防食コーティング。
- 前記フッ素オイルが、前記上層被膜に対して20質量%以上98質量%以下の範囲で含まれることを特徴とする請求項2に記載の防食コーティング。
- 前記下層被膜において、前記フッ素樹脂が架橋剤により架橋されていることを特徴とする請求項2又は3に記載の防食コーティング。
- 前記下層被膜に用いられるフッ素樹脂が、前記上層被膜に含まれるフッ素オイルと接した時の膨潤による重量増加が30質量%以下であることを特徴とする請求項2〜4のいずれか一項に記載の防食コーティング。
- 前記撥水性樹脂がシリコーン樹脂であり、且つ前記撥水性オイルがシリコーンオイルであることを特徴とする請求項1に記載の防食コーティング。
- 前記シリコーンオイルが、前記上層被膜に対して50質量%以上98質量%以下の範囲で含まれることを特徴とする請求項6に記載の防食コーティング。
- 前記下層被膜において、前記シリコーン樹脂が架橋剤により架橋されていることを特徴とする請求項6又は7に記載の防食コーティング。
- 前記下層被膜に用いられるシリコーン樹脂が、前記上層被膜に含まれるシリコーンオイルと接した時の膨潤による重量増加が30質量%以下であることを特徴とする請求項6〜8のいずれか一項に記載の防食コーティング。
- 金属基材の表面に、請求項1〜9のいずれか一項に記載の防食コーティングが形成されていることを特徴とする物品。
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