JP3181151B2 - 鉄鋼表面の塗装下地処理剤 - Google Patents
鉄鋼表面の塗装下地処理剤Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は鉄鋼表面の錆や溶接部の
ヒートスケールを除去し、かつ除去後の鉄鋼表面に燐酸
鉄皮膜化成を一液、一工程で処理可能な塗装下地処理剤
に関する。
ヒートスケールを除去し、かつ除去後の鉄鋼表面に燐酸
鉄皮膜化成を一液、一工程で処理可能な塗装下地処理剤
に関する。
【０００２】
【従来の技術】鉄鋼材による各種製品及び船体ブロック
のような大型構造物で特に製作及び保管時において発生
する錆あるいは溶接部のヒートスケールは塗装に際して
下地との密着性、防錆性をよくするために十分に除去す
る必要がある。従来それらの錆やヒートスケールの除去
方法はショットブラストや回転式スチールブラシ等によ
る機械的手段によっていたため、作業環境面からの作業
性は悪く、かつ工程短縮及びコスト面からも改善が望ま
れていた。
のような大型構造物で特に製作及び保管時において発生
する錆あるいは溶接部のヒートスケールは塗装に際して
下地との密着性、防錆性をよくするために十分に除去す
る必要がある。従来それらの錆やヒートスケールの除去
方法はショットブラストや回転式スチールブラシ等によ
る機械的手段によっていたため、作業環境面からの作業
性は悪く、かつ工程短縮及びコスト面からも改善が望ま
れていた。
【０００３】また船体ブロックのように大型構造物につ
いては５０〜６０℃の１０％燐酸水溶液で酸洗した後、
更に燐酸鉄系の溶液で化成処理する塗装下地処理方法も
ある。しかし、この方法は酸洗液が燐酸のみの水溶液で
あるため、鉄鋼表面の錆や溶接部のヒートスケール等を
完全に早く溶解除去するためには酸洗液の温度を５０℃
以上に昇温する熱源を必要としたり、また酸洗時の鉄鋼
面に化成する燐酸鉄皮膜が十分でないために、酸洗後、
更に化成処理する等、二液、二工程の繁雑な処理工程を
必要としていた。
いては５０〜６０℃の１０％燐酸水溶液で酸洗した後、
更に燐酸鉄系の溶液で化成処理する塗装下地処理方法も
ある。しかし、この方法は酸洗液が燐酸のみの水溶液で
あるため、鉄鋼表面の錆や溶接部のヒートスケール等を
完全に早く溶解除去するためには酸洗液の温度を５０℃
以上に昇温する熱源を必要としたり、また酸洗時の鉄鋼
面に化成する燐酸鉄皮膜が十分でないために、酸洗後、
更に化成処理する等、二液、二工程の繁雑な処理工程を
必要としていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記技術水準
に鑑み、鉄鋼材からなる各種製品及び船体ブロック大型
構造物等の表面の錆や溶接部のヒートスケールを除去
し、かつ除去後の鉄鋼面に燐酸鉄皮膜化成を一液、一工
程で処理可能とし、下地との密着性を良好にする塗装下
地処理剤を提供しようとするものである。
に鑑み、鉄鋼材からなる各種製品及び船体ブロック大型
構造物等の表面の錆や溶接部のヒートスケールを除去
し、かつ除去後の鉄鋼面に燐酸鉄皮膜化成を一液、一工
程で処理可能とし、下地との密着性を良好にする塗装下
地処理剤を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は燐酸１０〜２０
ｗｔ／Ｖ％水溶液に過酸化水素及びフッ素系界面活性剤
を配合してなることを特徴とする鉄鋼表面の塗装下地処
理剤である。
ｗｔ／Ｖ％水溶液に過酸化水素及びフッ素系界面活性剤
を配合してなることを特徴とする鉄鋼表面の塗装下地処
理剤である。
【０００６】本発明の塗装下地処理剤の成分と、その濃
度について詳述すると、燐酸の濃度は１０ｗｔ／Ｖ％未
満では錆及びヒートスケール等の酸化スケール量が軽度
の場合はよいが、強度の場合は常温では単位時間当りの
除去性に欠け、２０ｗｔ／Ｖ％を越えても酸化スケール
の除去効果はそれ以上顕著に向上しないので１０〜２０
ｗｔ／Ｖ％とする。
度について詳述すると、燐酸の濃度は１０ｗｔ／Ｖ％未
満では錆及びヒートスケール等の酸化スケール量が軽度
の場合はよいが、強度の場合は常温では単位時間当りの
除去性に欠け、２０ｗｔ／Ｖ％を越えても酸化スケール
の除去効果はそれ以上顕著に向上しないので１０〜２０
ｗｔ／Ｖ％とする。
【０００７】酸化スケールの除去促進剤及び燐酸鉄皮膜
化成助長剤として添加される前記過酸化水素の濃度は
０．２ｗｔ／Ｖ％未満では酸化スケールの除去促進効果
に欠け、０．６ｗｔ／Ｖ％を越すと酸化スケールの除去
促進は向上するが、鉄面を受働態化し、かえって皮膜化
成を阻害することがあるので、０．２〜０．６ｗｔ／Ｖ
％とするのが好ましい。
化成助長剤として添加される前記過酸化水素の濃度は
０．２ｗｔ／Ｖ％未満では酸化スケールの除去促進効果
に欠け、０．６ｗｔ／Ｖ％を越すと酸化スケールの除去
促進は向上するが、鉄面を受働態化し、かえって皮膜化
成を阻害することがあるので、０．２〜０．６ｗｔ／Ｖ
％とするのが好ましい。
【０００８】また下地処理液の湿潤、浸透力を増して前
記燐酸及び過酸化水素との相乗効果助長剤として添加さ
れるフッ素系界面活性剤の濃度は０．００５ｗｔ／Ｖ％
未満では湿潤、浸透力効果が小さく相乗効果に欠け、
０．０３ｗｔ／Ｖ％を越えても酸化スケール除去に及ぼ
す相乗効果はそれ以上顕著に向上しないので０．００５
〜０．０３ｗｔ／Ｖ％とするのが好ましい。
記燐酸及び過酸化水素との相乗効果助長剤として添加さ
れるフッ素系界面活性剤の濃度は０．００５ｗｔ／Ｖ％
未満では湿潤、浸透力効果が小さく相乗効果に欠け、
０．０３ｗｔ／Ｖ％を越えても酸化スケール除去に及ぼ
す相乗効果はそれ以上顕著に向上しないので０．００５
〜０．０３ｗｔ／Ｖ％とするのが好ましい。
【０００９】本発明でいうフッ素系界面活性剤とは完全
にフッ素化されたパーフルオロカーボンチエインをもつ
界面活性剤のことを総称したもので、主要な化学物質名
としてはパーフルオロアルキル（Ｃ8 〜Ｃ12）トリメチ
ルアンモニウム塩〔Ｃ9 Ｆ19ＣＯＮＨ（ＣＨ2 ）3 Ｎ
（ＣＨ3 ）3 Ｉ〕、Ｎ−パーフルオロオクタンスルホニ
ルグルタミン酸ジナトリウム、Ｎ−〔３−（パーフルオ
ロオクタンスルホンアミド）プロピル〕−Ｎ，Ｎ−ジメ
チル−Ｎ−カルボキシメチレンアンモニウムベタイン、
パーフルオロアルキル（Ｃ7 〜Ｃ13）カルボン酸、パー
フルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、パー
フルオロアルキル（Ｃ4 〜Ｃ12）スルホン酸塩（Ｋ，Ｎ
ａ）、Ｎ−プロピル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）パ
ーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアル
キル（Ｃ6 〜Ｃ10）スルホンアミドプロピルトリメチル
アンモニウム塩、パーフルオロアルキル（Ｃ6 〜Ｃ10）
−Ｎ−エチルスルホニルグリシン塩（Ｋ）等がフッ素系
界面活性剤として販売されており、使用できる。
にフッ素化されたパーフルオロカーボンチエインをもつ
界面活性剤のことを総称したもので、主要な化学物質名
としてはパーフルオロアルキル（Ｃ8 〜Ｃ12）トリメチ
ルアンモニウム塩〔Ｃ9 Ｆ19ＣＯＮＨ（ＣＨ2 ）3 Ｎ
（ＣＨ3 ）3 Ｉ〕、Ｎ−パーフルオロオクタンスルホニ
ルグルタミン酸ジナトリウム、Ｎ−〔３−（パーフルオ
ロオクタンスルホンアミド）プロピル〕−Ｎ，Ｎ−ジメ
チル−Ｎ−カルボキシメチレンアンモニウムベタイン、
パーフルオロアルキル（Ｃ7 〜Ｃ13）カルボン酸、パー
フルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、パー
フルオロアルキル（Ｃ4 〜Ｃ12）スルホン酸塩（Ｋ，Ｎ
ａ）、Ｎ−プロピル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）パ
ーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアル
キル（Ｃ6 〜Ｃ10）スルホンアミドプロピルトリメチル
アンモニウム塩、パーフルオロアルキル（Ｃ6 〜Ｃ10）
−Ｎ−エチルスルホニルグリシン塩（Ｋ）等がフッ素系
界面活性剤として販売されており、使用できる。
【００１０】本発明の塗装下地処理剤の塗布方法は処理
対象物が大きい場合はスプレー方式の方が効率的に好ま
しく、小さい場合は下地処理剤に直接浸漬してもよい。
また下地処理時の処理温度は処理対象物の鉄鋼表面の錆
が軽度の場合は、下地処理剤が凍結しない程度であれば
十分適用可能であるが、もし錆の程度が強度の場合は温
度が高いほど錆の除去及び燐酸鉄皮膜の化成は促進され
るので、下地処理剤のスプレー又は浸漬に当っては２５
〜３０℃程度が好ましい。
対象物が大きい場合はスプレー方式の方が効率的に好ま
しく、小さい場合は下地処理剤に直接浸漬してもよい。
また下地処理時の処理温度は処理対象物の鉄鋼表面の錆
が軽度の場合は、下地処理剤が凍結しない程度であれば
十分適用可能であるが、もし錆の程度が強度の場合は温
度が高いほど錆の除去及び燐酸鉄皮膜の化成は促進され
るので、下地処理剤のスプレー又は浸漬に当っては２５
〜３０℃程度が好ましい。
【００１１】
【作用】本発明の塗装下地処理剤は燐酸水溶液に所定量
の過酸化水素及びフッ素系界面活性剤を配合してなるも
ので、本発明の下地処理剤により鉄鋼表面の錆や溶接部
のヒートスケールを除去し、かつ除去後の鉄鋼面に燐酸
鉄皮膜化成を一液、一工程で処理可能となる作用につい
て、以下説明する。
の過酸化水素及びフッ素系界面活性剤を配合してなるも
ので、本発明の下地処理剤により鉄鋼表面の錆や溶接部
のヒートスケールを除去し、かつ除去後の鉄鋼面に燐酸
鉄皮膜化成を一液、一工程で処理可能となる作用につい
て、以下説明する。
【００１２】燐酸水溶液に過酸化水素及びフッ素系界面
活性剤を併用添加することにより、燐酸単独水溶液に比
べて鉄鋼表面の錆や溶接部のヒートスケールの溶解除去
は著しく促進され、かつ錆除去後の鉄鋼面には塗膜の付
着性を向上させる緻密な燐酸鉄皮膜が化成される。錆や
ヒートスケールの溶解除去促進作用機構については明ら
かではないが、燐酸水溶液に過酸化水素のみを併用した
場合及びフッ素系界面活性剤のみを併用した場合に比べ
て両者併用の方がさらに除去効果の大きいことから、酸
化剤である過酸化水素と湿潤力、浸透力がハイドロカー
ボン系界面活性剤と比較してはるかに高いフッ素系界面
活性剤との相乗効果によるものと考えられる。
活性剤を併用添加することにより、燐酸単独水溶液に比
べて鉄鋼表面の錆や溶接部のヒートスケールの溶解除去
は著しく促進され、かつ錆除去後の鉄鋼面には塗膜の付
着性を向上させる緻密な燐酸鉄皮膜が化成される。錆や
ヒートスケールの溶解除去促進作用機構については明ら
かではないが、燐酸水溶液に過酸化水素のみを併用した
場合及びフッ素系界面活性剤のみを併用した場合に比べ
て両者併用の方がさらに除去効果の大きいことから、酸
化剤である過酸化水素と湿潤力、浸透力がハイドロカー
ボン系界面活性剤と比較してはるかに高いフッ素系界面
活性剤との相乗効果によるものと考えられる。
【００１３】また錆除去後の鉄鋼面に燐酸鉄皮膜が生成
する機構は、洗浄された鉄鋼面がスプレーまたは浸漬に
より塗装下地処理液と接触すると、式に示すように鉄
鋼面から Ｆｅ＋２Ｈ３ＰＯ４→Ｆｅ（Ｈ２ＰＯ４）２＋Ｈ２ 式 ３Ｆｅ（Ｈ２ＰＯ４）２→Ｆｅ３（ＰＯ４）２＋４Ｈ３ＰＯ４ 式 鉄が溶解し燐酸を消費する。このため鉄鋼面と処理液界
面でｐＨが上昇し、式で生成したＦｅ（Ｈ２ＰＯ４）
２が式によって分解し、不溶性燐酸鉄〔Ｆｅ３（ＰＯ
４）２〕が鉄鋼面に析出固着すると考えられる。この場
合処理液に含有している過酸化水素は式によって鉄鋼
面から発生する水素を酸化（Ｈ２＋Ｈ２Ｏ ２ →２Ｈ
２Ｏ）して水とし、鉄鋼面から早く消去することで式
の反応を促進し、その相乗効果により皮膜化成時間も短
縮可能となる。
する機構は、洗浄された鉄鋼面がスプレーまたは浸漬に
より塗装下地処理液と接触すると、式に示すように鉄
鋼面から Ｆｅ＋２Ｈ３ＰＯ４→Ｆｅ（Ｈ２ＰＯ４）２＋Ｈ２ 式 ３Ｆｅ（Ｈ２ＰＯ４）２→Ｆｅ３（ＰＯ４）２＋４Ｈ３ＰＯ４ 式 鉄が溶解し燐酸を消費する。このため鉄鋼面と処理液界
面でｐＨが上昇し、式で生成したＦｅ（Ｈ２ＰＯ４）
２が式によって分解し、不溶性燐酸鉄〔Ｆｅ３（ＰＯ
４）２〕が鉄鋼面に析出固着すると考えられる。この場
合処理液に含有している過酸化水素は式によって鉄鋼
面から発生する水素を酸化（Ｈ２＋Ｈ２Ｏ ２ →２Ｈ
２Ｏ）して水とし、鉄鋼面から早く消去することで式
の反応を促進し、その相乗効果により皮膜化成時間も短
縮可能となる。
【００１４】一方、処理液に含有しているフッ素系界面
活性剤は鉄鋼面の汚染に対する抵抗性及び浸透性を増加
させる働きもあって、これによる相乗効果も加わり、塗
膜の付着性を向上させる緻密な燐酸鉄皮膜が化成される
ものと考えられる。
活性剤は鉄鋼面の汚染に対する抵抗性及び浸透性を増加
させる働きもあって、これによる相乗効果も加わり、塗
膜の付着性を向上させる緻密な燐酸鉄皮膜が化成される
ものと考えられる。
【００１５】
（実施例１）試験片（材質：熱間圧延鋼板ＳＰＨＣ、寸
法：５０ｍｍ×５０ｍｍ×２．３ｍｍ）を５７０℃以上
の高温処理によって緻密なミルスケール（平均スケール
量４ｍｇ／ｃｍ2 ）を生成させた試験片を表１に示す塗
装下地処理液１２５ミリリットルを入れたビーカに浸漬
し、２５℃に保持してミルスケールの除去時間を目視判
定により測定した。その後に行った防錆力効果試験は次
の方法によって実施した。ミルスケール除去後の試験片
をそのままの状態で屋内に懸垂状態で２０日間放置した
後の錆発生状況を目視により判定し、表１にその結果を
併せて示した。実施例で使用したフッ素系界面活性剤は
パーフルオロアルキル（Ｃ8 〜Ｃ12）トリメチルアンモ
ニウム塩である。パーフルオロアルキル（Ｃ8 〜Ｃ12）
とあるのは炭素数８から１２までのアルキル基混合物に
よってパーフルオロアルキル化（Ｃ9 Ｆ19）したことを
表わしている。
法：５０ｍｍ×５０ｍｍ×２．３ｍｍ）を５７０℃以上
の高温処理によって緻密なミルスケール（平均スケール
量４ｍｇ／ｃｍ2 ）を生成させた試験片を表１に示す塗
装下地処理液１２５ミリリットルを入れたビーカに浸漬
し、２５℃に保持してミルスケールの除去時間を目視判
定により測定した。その後に行った防錆力効果試験は次
の方法によって実施した。ミルスケール除去後の試験片
をそのままの状態で屋内に懸垂状態で２０日間放置した
後の錆発生状況を目視により判定し、表１にその結果を
併せて示した。実施例で使用したフッ素系界面活性剤は
パーフルオロアルキル（Ｃ8 〜Ｃ12）トリメチルアンモ
ニウム塩である。パーフルオロアルキル（Ｃ8 〜Ｃ12）
とあるのは炭素数８から１２までのアルキル基混合物に
よってパーフルオロアルキル化（Ｃ9 Ｆ19）したことを
表わしている。
【００１６】
【表１】
【００１７】（実施例２）試験片（材質：ＳＳ４１鋼
板、寸法：２００ｍｍ×５０ｍｍ×３．２ｍｍ）の片面
にＣＯ2 のＭＩＧ溶接（２００ｍｍ長さの中心部に５０
ｍｍ溶接）して溶接ビードを施し、ビード部のスラグを
除去した後、３ケ月間屋外暴露して全面赤錆を発生させ
た。このようにして発錆させた試験片１を図１に示すよ
うに、透明プラスチック製容器（３００×２００×４０
０ｍｍ）２内に設けた試験片架台３に設置し、塗装下地
処理液４を２５００ミリリットル入れた後、ケミカルポ
ンプ（イワキ製：ＭＤ−８０）５を起動してフルコーン
スプレーノズル（ノズル穴：直径２．４ｍｍ）６からの
下地処理液噴射量が４．８リットル／分になるようにス
ライドトランス（山菱電機：Ｓ−１３０−１０）７で電
圧調整して試験片１に下地処理液を吐出圧力１ｋｇ／ｃ
ｍ2 で噴射し、赤錆スケールの除去時間を目視判定によ
り測定し、表２の如き結果を得た。
板、寸法：２００ｍｍ×５０ｍｍ×３．２ｍｍ）の片面
にＣＯ2 のＭＩＧ溶接（２００ｍｍ長さの中心部に５０
ｍｍ溶接）して溶接ビードを施し、ビード部のスラグを
除去した後、３ケ月間屋外暴露して全面赤錆を発生させ
た。このようにして発錆させた試験片１を図１に示すよ
うに、透明プラスチック製容器（３００×２００×４０
０ｍｍ）２内に設けた試験片架台３に設置し、塗装下地
処理液４を２５００ミリリットル入れた後、ケミカルポ
ンプ（イワキ製：ＭＤ−８０）５を起動してフルコーン
スプレーノズル（ノズル穴：直径２．４ｍｍ）６からの
下地処理液噴射量が４．８リットル／分になるようにス
ライドトランス（山菱電機：Ｓ−１３０−１０）７で電
圧調整して試験片１に下地処理液を吐出圧力１ｋｇ／ｃ
ｍ2 で噴射し、赤錆スケールの除去時間を目視判定によ
り測定し、表２の如き結果を得た。
【００１８】その後に行った下地処理後の塗料との密着
性試験は次の方法によって実施した。赤錆スケール除去
後の試験片をそのままの状態で自然乾燥した後、ＪＩＳ
Ｋ５４００（塗料一般試験方法）に準じてタールエポ
キシ塗料をエアレススプレー塗りしてから室温で７日間
乾燥後、表３に示す６０℃の劣化促進液（社団法人日本
造船研究協会採用）に３０日間浸漬後の外観（錆、膨れ
％）及びＪＩＳ Ｋ５４００に準じて塗料の付着性試験
を行い表３の如き結果を得た。
性試験は次の方法によって実施した。赤錆スケール除去
後の試験片をそのままの状態で自然乾燥した後、ＪＩＳ
Ｋ５４００（塗料一般試験方法）に準じてタールエポ
キシ塗料をエアレススプレー塗りしてから室温で７日間
乾燥後、表３に示す６０℃の劣化促進液（社団法人日本
造船研究協会採用）に３０日間浸漬後の外観（錆、膨れ
％）及びＪＩＳ Ｋ５４００に準じて塗料の付着性試験
を行い表３の如き結果を得た。
【００１９】
【表２】
【００２０】
【表３】
【００２１】
【発明の効果】本発明の塗装下地処理剤を使用すること
により、塗装を必要とする鉄鋼材からなる各種製品及び
大型構造物等の鉄鋼表面のミルスケール、赤錆、溶接部
のヒートスケールが除去され、かつ除去後の鉄鋼面に防
錆性の燐酸鉄皮膜が化成されるので、塗装に際して必要
不可欠とされる下地に対する塗料の密着性を向上させる
ことができる。
により、塗装を必要とする鉄鋼材からなる各種製品及び
大型構造物等の鉄鋼表面のミルスケール、赤錆、溶接部
のヒートスケールが除去され、かつ除去後の鉄鋼面に防
錆性の燐酸鉄皮膜が化成されるので、塗装に際して必要
不可欠とされる下地に対する塗料の密着性を向上させる
ことができる。
【図１】本発明の鉄鋼表面の塗装下地処理剤の効果を測
定する装置の概略図。
定する装置の概略図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−3682（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−87936（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−198272（ＪＰ，Ａ) 特公 昭44−17253（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭35−14757（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 22/00 - 22/86
Claims (1)
- 【請求項１】 燐酸１０〜２０ｗｔ／Ｖ％水溶液に過酸
化水素及びフッ素系界面活性剤を配合してなることを特
徴とする鉄鋼表面の塗装下地処理剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20618893A JP3181151B2 (ja) | 1993-08-20 | 1993-08-20 | 鉄鋼表面の塗装下地処理剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20618893A JP3181151B2 (ja) | 1993-08-20 | 1993-08-20 | 鉄鋼表面の塗装下地処理剤 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0762552A JPH0762552A (ja) | 1995-03-07 |
| JP3181151B2 true JP3181151B2 (ja) | 2001-07-03 |
Family
ID=16519273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20618893A Expired - Fee Related JP3181151B2 (ja) | 1993-08-20 | 1993-08-20 | 鉄鋼表面の塗装下地処理剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3181151B2 (ja) |
-
1993
- 1993-08-20 JP JP20618893A patent/JP3181151B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0762552A (ja) | 1995-03-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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