JP2019131844A - 防錆処理された金属部材およびコート塗料 - Google Patents
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Abstract
Description
所定形状の金属部材と、
該金属部材の上層に形成されている亜鉛複合被膜と、
コート塗料が該亜鉛複合被膜の上層に塗布乾燥されてなるコート被膜と、を持ち、
該コート塗料は、有機溶媒と該有機溶媒に溶解している樹脂材料とを含むコート基材と、該コート基材中に分散保持されている体質顔料および防錆顔料と、を含み、
該防錆顔料はリーフィング加工を施さないアルミフレークを含むことを特徴とする。
亜鉛複合被膜の上層に塗布乾燥されてコート被膜を形成する防錆処理用のコート塗料であって、
有機溶媒と該有機溶媒に溶解している樹脂材料とを含むコート基材と、該コート基材中に分散保持されている体質顔料および防錆顔料と、を含み、
該防錆顔料はリーフィング加工を施さないアルミフレークを含むことを特徴とする。
先ず、予め準備した鋼製ホースクランプ (板厚0.7mm、板巾8mm、直径(自由径)8.6mm)である金属部材にショットピーニング処理を施し、金属部材表面の酸化皮膜を粗面化した。処理後の金属部材を、20〜25℃のジオメット720(NOFメタルコーティングス株式会社の登録商標。亜鉛とアルミのフレークを特殊無機バインダで結合したもので、銀色の外観を有するものが市販されている)処理液に2〜6分間浸漬した。浸漬後、ディップスピン装置を用いてジオメット720処理液を金属部材上に均一に付着させ、電気加熱式熱風循環炉にて320〜360℃、30〜45分間加熱した。加熱後、室温で放冷した。以上の処理を2回繰り返すことで、表面に亜鉛複合被膜が塗着量220mg/dm2で形成されてなる金属部材(以下、「亜鉛コート金属部材」と呼ぶ)を得た。
コート被膜の原料となるコート塗料を以下のようにして製造した。
まず、12.4質量部のビスフェノール型エポキシ樹脂および3.1質量部のフェノール樹脂(樹脂材料として配合。エポキシ樹脂:レゾール型フェノール樹脂の質量比は4:1である)と、0.3質量部のイミダゾール(エポキシ樹脂の硬化促進剤として配合)と、23.2質量部のケイ酸マグネシウム(平均粒径7μm、体質顔料として配合)と、5.6質量部のトリポリリン酸アルミニウム(平均粒径1μm、防錆顔料として配合)と、1.7質量部のノンリーフィングアルミフレーク(平均粒径15μm、防錆顔料として配合)と、53.7質量部のメチルエチルケトン(有機溶媒として配合)とを準備した。
(1.塗装性試験)
調製後、塗布前のコート塗料についてJIS K 5600回転粘度計によるB型粘度およびイワタカップ2番によるカップ粘度を測定し、チクソトロピー性としてせん断速度依存性(TI値)も測定した。粘度、TI値は目標膜厚にあわせて調製する。TI値がある程度高めの方が塗布性が向上し、低粘度でも塗布時の垂れ落ち、流れなどによる塗りムラ等不具合の発生が少なくなる。また、コート塗料を低粘度にして、コート被膜を薄肉に形成することができる。
形成されたコート被膜の抵抗値として体積抵抗および表面抵抗を測定した。抵抗値が高いものはコート被膜の樹脂成分の部分の絶縁性が高く、一般的な電食に対する防錆効果が高い。
各防錆金属部材について、エリクセン剥離径を測定した。エリクセン剥離径は同一の運動量をもつ衝突を起こさせ、チッピングするコート塗料の剥離の大きさを示す。剥離径が小さいほうが性能がよい。
各防錆金属部材について、防錆性能評価試験(JIS Z 2371に準拠する塩水噴霧試験)を行った。防錆性能評価試験は、各実施例または比較例の防錆金属部材を3種類の試験条件で5個ずつ用いて行った。防錆性能評価試験の結果(単位は時間)を表1〜表5のSSTホースASSY(耐食性)の欄に示した。コート塗料の塗布乾燥後、傷のない部材の結果を「常温(傷無)」欄に記載した。コート塗料の塗布乾燥後、1mの高さから5回落下させチッピング等でコート被膜に目視発見できる傷を受けた部材の耐食性試験した結果を「常温(傷有)」欄に記載した。傷のない部材を250℃で12時間処理したものを耐食性試験した結果を「耐熱(傷無250℃12H後)」欄に記載した。
各防錆金属部材のコート塗料について耐溶剤性による硬化性試験を行った。コート塗料を塗布して十分硬化乾燥させた後の防錆金属部材の表面に有機溶剤であるメチルエチルケトンを脱脂綿に含ませて所定回数擦りつけ、溶解してコート塗料の塗膜が損失しないかをチェックした。耐溶剤性が十分でないものは、コート塗料中の樹脂成分であるエポキシ樹脂とフェノール樹脂の硬化反応が十分に進行しなかったことが原因と考えられ、硬化性に劣ると判定した。
各防錆金属部材について5%熱重量が低下する温度を測定した。熱重量低下は樹脂成分の熱分解温度の指標であるため、耐熱性の指標となる。
各防錆金属部材について常温におけるコート被膜の色調b*(SCE、正反射光除去)と常温における亜鉛複合被膜の色調b*(SCE、正反射光除去)との色差ΔBを測定した。また、200℃で焼成したコート被膜の色調b*(SCE)と180℃で焼成したコート被膜の色調b*(SCE)との色差ΔBも測定した。色差ΔBは、JIS Z 8730に基づいて、色差計として分光測色計(型式CM−3600d、コニカミノルタ社製)を用いて測定した値である。
各コート塗料を室温40℃下に1ヶ月静置して増粘、分離や浮きの発生をチェックした。
トルエン、キシレン、エチルベンゼン、フェノールから選ばれる少なくとも一種からなる芳香族系溶剤と、
エチレングリコールモノブチルエーテル、ブタノール、エタノール、メタノールから選ばれる少なくとも一種からなるアルコール系溶剤と、
メチルエチルケトン、メチルブチルケトンから選ばれる少なくとも一種からなるケトン系溶剤と、から選ばれる少なくとも一種である。
トルエン、キシレン、エチルベンゼン、フェノールから選ばれる少なくとも一種からなる芳香族系溶剤と、
エチレングリコールモノブチルエーテル、ブタノール、エタノール、メタノールから選ばれる少なくとも一種からなるアルコール系溶剤と、
メチルエチルケトン、メチルブチルケトンから選ばれる少なくとも一種からなるケトン系溶剤と、から選ばれる少なくとも一種である。
2:金属部材
3:亜鉛複合被膜
30:犠牲防食に寄与する亜鉛(破線)
31:水が到達しないため犠牲防食に寄与できない亜鉛(実線)
4:コート被膜
40:ノンリーフィングアルミフレーク
41:樹脂材料
42:ノンリーフィングアルミフレーク以外の防錆顔料
43:体質顔料
5:水
6:コート被膜の欠陥
Claims (20)
- 所定形状の金属部材と、
該金属部材の上層に形成されている亜鉛複合被膜と、
コート塗料が該亜鉛複合被膜の上層に塗布乾燥されてなるコート被膜と、を持ち、
該コート塗料は、有機溶媒と該有機溶媒に溶解している樹脂材料とを含むコート基材と、該コート基材中に分散保持されている体質顔料および防錆顔料と、を含み、
該防錆顔料はリーフィング加工を施さないアルミフレークを含むことを特徴とする防錆処理された金属部材。 - 前記リーフィング加工を施さないアルミフレークの平均粒径D50の値が、前記コート被膜の平均厚みの1/2以上である請求項1に記載の防錆処理された金属部材。
- 前記リーフィング加工を施さないアルミフレークの平均粒径D50の値が、6〜22μmの範囲内である請求項1又は請求項2に記載の防錆処理された金属部材。
- 前記コート被膜は、前記コート被膜を厚み方向に貫通するよう乾燥により固定されたリーフィング加工を施さないアルミフレークを含む、請求項1〜請求項3の何れか一つに記載の防錆処理された金属部材。
- 前記リーフィング加工を施さないアルミフレークは、前記コート被膜100質量%に対して2.0〜10質量%含まれている請求項1〜請求項4の何れか一つに記載の防錆処理された金属部材。
- 前記樹脂材料は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂から選ばれる少なくとも一種である請求項1〜請求項5の何れか一つに記載の防錆処理された金属部材。
- 前記樹脂材料として、前記エポキシ樹脂と、前記フェノール樹脂としてのレゾール型フェノール樹脂と、を質量比で12:1〜2:1含む請求項6に記載の防錆処理された金属部材。
- 前記コート塗料はイミダゾール系硬化促進剤をさらに含む、請求項6又は請求項7に記載の防錆処理された金属部材。
- 前記有機溶媒は、
トルエン、キシレン、エチルベンゼン、フェノールから選ばれる少なくとも一種からなる芳香族系溶剤と、
エチレングリコールモノブチルエーテル、ブタノール、エタノール、メタノールから選ばれる少なくとも一種からなるアルコール系溶剤と、
メチルエチルケトン、メチルブチルケトンから選ばれる少なくとも一種からなるケトン系溶剤と、から選ばれる少なくとも一種である請求項1〜請求項8の何れか一つに記載の防錆処理された金属部材。 - 前記コート被膜は、前記コート被膜100質量%に対して、24〜40質量%の前記樹脂材料と、2〜10質量%の前記リーフィング加工を施さないアルミニウムフレークと、5〜18質量%の前記リーフィング加工を施さないアルミニウムフレーク以外の防錆顔料と、30〜57質量%の前記体質顔料と、を含む請求項1〜請求項9の何れか一つに記載の防錆処理された金属部材。
- 前記コート被膜の鉛筆硬度はF〜Bである請求項1〜請求項10の何れか一つに記載の防錆処理された金属部材。
- 亜鉛複合被膜の上層に塗布乾燥されてコート被膜を形成する防錆処理用コート塗料であって、
有機溶媒と該有機溶媒に溶解している樹脂材料とを含むコート基材と、該コート基材中に分散保持されている体質顔料および防錆顔料と、を含み、
該防錆顔料はリーフィング加工を施さないアルミフレークを含むことを特徴とするコート塗料。 - 前記リーフィング加工を施さないアルミフレークの平均粒径D50の値が、形成される前記コート被膜の平均厚みの1/2以上である請求項12に記載のコート塗料。
- 前記リーフィング加工を施さないアルミフレークの平均粒径D50の値が、6〜22μmの範囲内である請求項12又は請求項13に記載のコート塗料。
- 前記リーフィング加工を施さないアルミフレークは、前記コート塗料の乾燥固形分100質量部に対して2〜10質量部含まれている請求項12〜請求項14の何れか一つに記載のコート塗料。
- 前記樹脂材料は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂から選ばれる少なくとも一種である請求項12〜請求項15の何れか一つに記載のコート塗料。
- 前記樹脂材料として、前記エポキシ樹脂と、前記フェノール樹脂としてのレゾール型フェノール樹脂と、を質量比で12:1〜2:1含む請求項16に記載のコート塗料。
- イミダゾール系硬化促進剤をさらに含む、請求項16又は請求項17に記載のコート塗料。
- 前記有機溶媒は、
トルエン、キシレン、エチルベンゼン、フェノールから選ばれる少なくとも一種からなる芳香族系溶剤と、
エチレングリコールモノブチルエーテル、ブタノール、エタノール、メタノールから選ばれる少なくとも一種からなるアルコール系溶剤と、
メチルエチルケトン、メチルブチルケトンから選ばれる少なくとも一種からなるケトン系溶剤と、から選ばれる少なくとも一種である請求項12〜請求項18の何れか一つに記載のコート塗料。 - 24〜40質量部の前記樹脂材料と、2〜10質量部の前記リーフィング加工を施さないアルミニウムフレークと、5〜18質量部の前記リーフィング加工を施さないアルミニウムフレーク以外の防錆顔料と、30〜57質量部の前記体質顔料と、を含み、さらに塗布に適する量の有機溶媒を含む請求項12〜請求項19の何れか一つに記載のコート塗料。
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