JP3228936B2 - 関与物品被覆方法 - Google Patents
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Description
るための組成物及び被覆方法に関し、特に金属又は他の
耐熱性基体に適用することができる組成物であって、適
切に適用すると、耐久性のある魅力的な仕上げを与えな
がら、同時に関与物品に改良された耐食性を与え、然も
何等環境に有害な影響を与えることのない組成物に関す
る。
するためのおびただしい数の組成物及び方法に関する従
来技術が存在しており、この場合、関与物品が大気ガ
ス、水等のような周囲環境中に存在する種々の腐食性物
質に曝されることによって物品の表面に生ずる腐食を実
質的に防止するために、被覆組成物を関与物品に適用す
る。例えば、鋼、特に予め定められた硬度を有する鋼を
製造する場合、鋼の表面が周囲の水蒸気に曝されると急
速に(屡々数分で)腐食するような処理工程によって鋼
の表面が屡々品質低下したものになる。この特別な問題
に対処するため、鋼製造業者は処理される鋼に可溶性油
の被覆を屡々適用し、それによって少なくとも或る期間
腐食の開始を阻止した表面を与えるようにしている。
される種々の金属被覆の中では亜鉛が非常に重要な役割
を果たしてきた。これに関して、亜鉛被覆を適用する方
法はメッキ技術によるものと考えられている。メッキ
は、棒、管、裸のワイヤー、及び鋼材料のような製品、
及びバケツ、給水缶、ゴミ捨て缶等のようなあらゆる種
類の物品及び家庭用品に広く使われている。
ッキ」(hot dip)による亜鉛メッキであり、その方法
では関与物品を溶融亜鉛浴中に浸漬することにより亜鉛
メッキが得られる。この方法では亜鉛が、例えば、鉄と
結合し、鉄と亜鉛の合金結晶が形成され、それが固く付
着した被覆を与える。
は、鋼のような処理しようとする物品は、油、グリー
ス、汚れ、スケール、腐食生成物を全て実質的に持たな
いようにしなければならない。予備処理には、適当な溶
媒による脱グリース、酸洗い、目的物の濯ぎ、溶剤によ
る目的物の処理、及び乾燥が含まれる。酸洗い工程の意
図する目的は、表面に存在する酸化物膜を、塩酸又は硫
酸の作用により全て除去することにある。通常塩化亜鉛
と塩化アンモニウムとの混合物である融剤は、残留する
微量の不純物を除去する働きをし、鋼表面の濡れ性を増
大する。
にして存在させ、メッキしようとうる金属をその融剤層
を通って浴中へ入れる。「乾式亜鉛メッキ法」では、金
属部品を先ず融剤の溶液中に浸漬し、次に乾燥して、そ
れらが、亜鉛浴中で溶融する融剤の薄い膜で予め被覆さ
れるようにする。
いられている方法には、金属を噴霧する方法が含まれ
る。この特別な方法では、被覆しようとする目的物の表
面に溶融金属を適用する。通常、ワイヤーの形になって
いる被覆用金属をスプレーガン或は同様な装置中に供給
し、それによって、例えば酸素とアセチレンとの混合物
のような燃料ガスの燃焼によりそれを溶融する。通常ス
プレーガン又は他のスプレー装置は、空気タービンによ
って駆動される二つのローラーを有し、それが特別なノ
ズルの中心部分を通ってそのワイヤーを供給する。この
ノズル中でガスに点火し、ワイヤーは溶融し、それによ
ってノズルから粒状で出てくる。次にその溶融された金
属を圧縮空気により噴霧し、被覆しようとする表面へ高
速で噴射する。化学工業及び食品工業で用いられている
特別な装置を腐食から保護するために鉛、アルミニウ
ム、銀、又はステンレス鋼の被覆が屡々用いられてい
る。鋼又は硬質合金の被覆も、種々の物品の摩耗表面と
して用いられている。例えば、軽合金ピストンをスプレ
ーによる鋼被覆で被覆することができる。エレクトロニ
クス及び電気通信工業では、非金属材料を電気伝導性に
するためそれらの材料に金属被覆を適用している。
いる別の一般的方法には、電気メッキ法が含まれる。電
気メッキは電着、即ち、電流の作用により表面に金属被
覆を生ずる方法である。そのような被覆は主に保護機能
を果たし、即ち、例えば亜鉛メッキ、又は錫電気メッキ
により腐食を防止し、更に金又は銀をメッキするような
装飾的機能を果たすことができる。電気メッキに関連す
る原理は、被覆用金属を電解液、即ち酸又はアルカリ性
水溶液から目的物上に付着させることにある。
めには、被覆しようとする物品を完全なクリーニングに
かける必要がある。これは機械的処理、即ち、サンドブ
ラスト、研磨、ワイヤーブラッシング、剥離等により、
又は有機溶媒を用いた脱グリースのような物理的方法、
又は酸洗い、或はアルカリ性物質の作用(これは屡々
「鹸化」と呼ばれる)による脱グリースのような化学的
方法、又は電解作用によるクリーニング法である電気ク
リーニングにより達成することができる。これに関し
て、電解作用は、金属表面でのガスの発生によると言わ
れている浄化作用として屡々記述されている。更に、潤
滑剤及び乳化剤を添加してもよく、その方法に有用であ
る。
きをしているが、それらは多くの欠点をもち、そのため
それらの有用性が低下している。例えば、上で述べた方
法の多くは、環境に好ましくない組成物を用いることを
含んでおり、即ちそれらは環境に対し有害であると判定
され、その他、カリフォルニア提案65のような多くの州
及び連邦の法律によって禁止又は規制されている重金属
又はVOC(揮発性有機化合物)を含む組成物を含んでい
る。更に、前に述べた亜鉛電気メッキ法のような一般的
方法で、塩噴霧に曝すと、約250時間に等しい水準の耐
食性を有する物品を通常生成する方法は、それらに適用
される他の組成物で、それらの耐食性を増大する組成物
によって更に改良されていることが屡々ある。例えば、
「E被覆」(電解被覆)と呼ばれる第二被覆を亜鉛電気
メッキ物品に、それらの耐食性を向上するめに屡々適用
している。通常、E被覆は、それらの物品に更に約100
時間の耐食性を与えると予想されている。更に、亜鉛・
ニッケル被覆も、同じ方法によって目的物に適用するこ
とができ、この方法は同じ部品の耐食性を、同じ腐食条
件に曝した時、約900〜1,000時間増大することができ
る。
もメッキ工程の前に目的物を完全に清浄し、それによっ
て確実に均一な表面がその物品に適当されるようにしな
ければならないことである。例えば、目的物を清浄にす
るのに必要な余分の工程は、屡々時間がかかり、費用が
高く、更に上で述べたように公法により禁止又は規制さ
れているか、又は環境に安定なやり方で廃棄することが
困難な種々の溶媒及び他の材料を使用することを含んで
いる。
々の方法は種々の称賛に値いする利点を生じているが、
それらは工程を実質的に阻害又は遅延することなく製造
工程に容易には再利用又は導入することができず、更に
通常実質的な費用をかけずに導入することはできないと
言う点で、一層の欠点を有する。
曝した時に腐食する関与物品に適用した時に特別な有用
性をもち、更に容易に製造工程に導入することができ、
耐久性のある魅力的な耐食性表面を生じ、従来の方法に
伴われる欠点を実質的に持たない関与物品被覆組成物及
び方法を持つことが望ましいことは以前から知られてい
た。
ための組成物及び方法を与えることである。
ており、更に工業的方法で関与物品の迅速な処理を実質
的に妨害又は別に阻害することのないそのような組成物
及び方法を与えることである。
被覆するのに特によく適した組成物及び方法で、然も、
その被覆が、今まで用いられてきた従来法によって適用
されてきた耐食性被覆に実質的に等しい期間、腐食の発
生を同時に阻止しながら耐久性のある魅力的な仕上げを
与える組成物及び方法を与えることにある。
重合体溶液、エマルジョン又は分散物;約0.5体積部〜
約9体積部の分散物;及び約10体積部〜約95体積部の水
を含み、その混合物を約26℃〜約72℃(約80゜F〜約160
゜F)の温度に上昇し、関与物品を約104℃〜約927℃
(約220゜F〜約1700゜F)の温度へ上昇させ;加熱した
関与物品を前記混合物中で急冷し、それによって混合物
が関与物品上に実質的に均一に被覆されるようにする被
覆用組成物及び方法を与える。
法で、重合体溶液、エマルジョン、又は分散物が、水で
薄めることができる(water reducible)アルキド樹
脂、アクリル重合体、アクリル樹脂、アクリルエマルジ
ョン、熱可塑性ウレタン、アクリルコロイド状溶液、多
官能性カルボジイミド、水分散性ポリウレタンラッカ
ー、メラミン・ホルムアルデヒド樹脂、スチレン・アク
リル重合体、微結晶質又はポリエチレン又はポリプロピ
レン又はポリエチレン/パラフィンワックスエマルジョ
ン、ポリ塩化ビニリデン共重合体エマルジョン、及びエ
チレンアクリル共重合体エマルジョンを含む重合体溶
液、エマルジョン、又は分散物からなる群から選択され
る、組成物及び方法を与えることにある。
%の固体濃度を有する、関与物品を被覆するための組成
物及び方法を与えることである。
物及び方法で、その混合配合物とほぼ同じ比率で混合物
がその組成物浴から失われて行く、被覆組成物及び方法
を与えることである。
組成物及び方法で、容易且つ簡単に利用することができ
ることを特徴とし、更に従来法を実施した場合に比較し
て実質的に額面上の費用で用いることができる被覆組成
物及び方法を与えることである。
被覆するための方法及び組成物で、その意図する目的を
達成するのに信頼性をもち経済的で耐久性のある全く効
果的な方法及び組成物で、改良された材料及びその配合
を与えることである。
積部の重合体溶液、エマルジョン又は分散物(前記重合
体溶液、エマルジョン、又は分散物は、約20重量%〜約
90重量%の固体を含む);約0.5体積部〜約9体積部の
分散物(前記分散物は、約5重量%〜約70重量%の固体
を含む);約10体積部〜約95体積部の水を含み、それに
よって約2体積%〜約40体積%の固体濃度を有する浴を
形成することができる関与物品被覆用組成物及び方法で
達成され、前記方法は、関与物品を約104℃〜約927℃
(約220゜F〜約1700゜F)の温度へ上昇し;該関与物品
を浴中で予め定められた時間急冷し、それによって前記
組成物を関与物品の表面に付着させる。
%〜約90体積%の重合体溶液、エマルジョン、又は分散
物(その重合体溶液、エマルジョン、又は分散物は約20
重量%〜約90重量%の固体を含む);約0.5体積部〜約
9体積部の分散物(この分散物は約5重量%〜約70重量
%の固体を含む);約10体積部〜約95体積部の水を含
み、それによって約2体積%〜約40体積%の固体濃度を
有する浴を形成する。固体の濃度は前記浴を、相対的に
言って、極めて薄いものにしたものであることが認めら
れるであろう。
散物は、水で薄めることができるアルキド樹脂、アクリ
ル重合体、アクリルコロイド状分散物、アクリル樹脂、
アクリルエマルジョン、アクリルコロイド状溶液、熱可
塑性ウレタン、多官能性カルボジイミド、水分散性ポリ
ウレタンラッカー、メラミン・ホルムアルデヒド樹脂、
スチレン・アクリル重合体、微結晶質又はポリエチレン
又はポリプロピレン又はポリエチレン/パラフィンワッ
クスエマルジョン、ポリ塩化ビニリデン共重合体エマル
ジョン、及びエチレンアクリル共重合体エマルジョンを
含む重合体溶液、エマルジョン、又は分散物からなる群
から選択することができる。前記重合体溶液、エマルジ
ョン又は分散物の混合物も本発明の組成物の製造に用い
ることができることは認められるであろう。
は、通常約20体積%〜約90体積%の固体濃度を有するこ
とを理解すべきである。上で述べたように、配合物とし
て混合した時、本発明の組成物は約2体積%〜約40体積
%の組成を有する。本発明の教示に関連して用いること
ができる適当な重合体溶液、エマルジョン、又は分散物
は、商標名「ジョンクリル(Joncryl)646」として販売
されており、それはウィスコンシン州ラシーンのS.C.ジ
ョンソン・ワックス社(Johnson Wax Co.)により製造
され市販されているアクリルコロイド状エマルジョンで
ある。S.C.ジョンソン・ワックス社によって市販されて
いる他の適当な重合体溶液又はエマルジョンには、ジョ
ンクリル61;ジョンクリル1535;ジョンクリル91;ジョン
クリル77;ジョンクリル142;ジョンクリル54;ジョンワッ
クス(Jonwax)39;ジョンワックス120;ジョンワックス2
21;及びジョンクリル617が夫々含まれる。これらの重合
体溶液、エマルジョン、又は分散物には、スチレンアク
リル重合体、アクリルコロイド状分散物、アクリル樹脂
溶液、アクリル重合体溶液、アクリルコロイド状溶液、
及び微結晶質又はポリエチレン又はポリプロピレン又は
ポリエチレン/パラフィンワックスエマルジョンが夫々
含まれる。重合体溶液として用いることができる他の市
販物質には、アメリカン・シアナミド社(American Cya
namid Co.)により供給されている商標名「シメル(Cym
el)303」樹脂として市販されている製品が含まれる。
シメル303はメラミン・ホルムアルデヒド樹脂である。
モルトン・インターナショナル(Morton Internationa
l)により市販されているポリ塩化ビニリデン共重合体
エマルジョンであるサーフェン(Serfene)2060;及びア
ライド・シグナル社(Allied Signal,Inc.)により市販
されているエチレン・アクリル共重合体の亜鉛塩の水性
分散物であるアクア(ACqua)220。更に、イリノイ州カ
ーペンターズビルのカルギル社(Cargil Co.)から水で
薄めることができる適当な変性アルキド樹脂溶液が、製
品番号7478として入手することができる。更に、ライヒ
ホルド・ケミカルズ社(Reichhold Chemicals,Inc.)か
ら商標名スペンゾル(Spensol)L−52として市販され
ている熱可塑性ウレタン水溶液も本発明の実施に有用で
あることが判明している。
で用いると驚くべき結果が得られることを発見したと言
うことを理解して頂きたい。その方法は、組成物の浴の
温度を約26℃〜約72℃(約80゜F〜約160゜F)へ上昇さ
せ、鋼、鉄、アルミニウム等のような金属から製造され
た耐熱性部品のような関与物品の温度を約104℃〜約927
℃(約220゜F〜約1700゜F)へ上昇させ、次に混合物中
で冷却させると、その混合物が関与物品の上に実質的に
均一に被覆されるようになると言う結果が得られる。ガ
ラス繊維、木材及びその他の全ての種類の耐熱性材料の
ような他の基材も本発明の方法を用いて被覆することが
できると考えられることは認められるであろう。この方
法は、前に述べたように、溶液中に用いられる種々の重
合体が、浴中で急冷される関与物品の温度よりも何倍も
低い温度で劣化或は破壊されると言うことを考慮に入れ
ると特に驚くべきことである。従って、この組成物が目
的物を被覆する(特別の被覆では目的物は極めて均一に
被覆される)と言うことは浴の高い温度及び希釈された
性質を考えると驚くべきことである。更に、それら組成
物が、本発明者によって発見された水準の耐食性を与え
ると言うことは驚くべきことである。
いが、本発明者は本発明の組成物によって付与される耐
食性は、一つには特定の関与物品を希釈浴から取り出し
た時、その表面から組成物の水分が「瞬間的除去(flas
hing off)」、即ち、直ぐに蒸発するか、又は離脱して
行った結果であると考えている。本発明者は、この水の
瞬間的除去」は、取り込まれた水及び空気の量が出来る
だけ少なくなった被覆を与える結果を与えると考えてい
る。従って、被覆中に空気又は水が存在せず、この状態
が腐食の発生を実質的に防ぐものと考えられる。更に、
上で述べた方法に従って被覆された目的物は、気密で実
質的に均一な被覆を有し、その被覆は多くの場合非常に
魅力的で、耐久性があり、浴から離すと乾燥する。前述
したことの他に、本発明の組成物及び方法は、種々の分
散物を本発明の組成物に添加する手段を与え、従って、
着色被覆を関与物品に適用できるようにする便利なビヒ
クルを与える。このことは今まで不可能なことであっ
た。
約9体積部の分散物を含有する。その分散物は、ほんの
少し例を挙げると、カーボンブラック;半コロイド状黒
鉛水;アルミニウムペースト;テフロン(登録商標
名);及びアクリルエマルジョンを含めた分散物の群か
ら選択することができる。上で述べたように、これらの
エマルジョンは着色顔料を含んでいてもよく、それは関
与物品の表面を着色する便利な手段を与える。前述した
ことの外に、ステンレス鋼又はテフロンのような微粉砕
固体を浴に添加し、耐久性の増大した又は摩擦の減少し
た表面を与えることができる。ステンレス鋼粉末のよう
な粉砕固体を浴に入れると、これらの材料は浴液中に溶
解せず、むしろ連続的撹拌によって実質的に均一に懸濁
されることになることは分かるであろう。適当な材料を
種々の会社から商業的に得ることができ、例えば、CDI
デスパージョンズ社(Dispersions,Inc.)から商品名BS
13544として市販されている着色用黒色水性顔料;アス
ベリー・グラファイト・ミルズ(Asbury Graphite Mill
s)から商品名81120として市販されている半コロイド状
黒鉛水;及びMD−ボース・インダストリーズ(MD−Both
Industries)から商品名1981として市販されているア
ルミニウムペーストがある。微粉砕した金属粉末は、数
多くの商業的事業所から入手することができる。
て極めて薄く、即ち、前記配合物で認められるように、
約10部〜約95部の水を含む。本出願人は、更に本発明の
配合物を用いた時、その配合物とほぼ同じ比率で混合物
が消費されて行くように見え、即ち浴から除去されて行
くと言う驚くべき結果を発見している。従って、浴の入
れ替え又は補充の操作は極めて容易に行われ、補充する
前に定量的分析を行う必要はない。更に、従来法では、
前に説明した従来技術による方法を用いた被覆工程を実
施する前に、メッキ又は被覆しようとする商品をグリー
ス、油及び他の粒状物質のような汚染物が無くなるよう
に実質的に清浄しなければならないことを教示している
のに対し、本発明では、そのようなことは不必要である
ことを本発明者は発見した。特に、本発明者は実質的に
均一で耐久性のある被覆を、表面が油、他の特別な物
質、酸化物のような化合物で汚染されているにも拘わら
ず、その関与物品上に形成することができることを発見
している。勿論これらの条件は、従来法によって適用さ
れる被覆を実質的に損なうか又は劣化させるものであ
る。
方法を用いて配合してもよい。この手順の代表的な例に
は、選択された重合体分散物(一種又は多種)、エマル
ジョン(一種又は多種)、及び(又は)溶液(一種又は
多種)及び分散物(一種又は多種)を適当な入れ物又は
容器中へ入れ、次に充分な量の水を添加して、前に述べ
た体積比率を有する浴を形成する。撹拌して均一な組成
物を形成した後、その浴の温度を約26℃〜約72℃(約80
゜F〜約160゜F)に上昇させる。この点で約104℃〜約92
7℃(約220゜F〜約1,700゜F)の温度へ上昇させておい
た関与物品を、含まれる部品の性質に基づいて予め定め
られた時間浴中で急冷する。殆どの場合、この接触時間
は15秒位の短い時間から120秒位の長い時間までの任意
の長さにすることができる。この予め定められた時間接
触させた後、目的物をコンベヤー等によるなどして浴か
ら取り出す。浴から取り出した後、特定の関与部品上に
被覆された組成物中に残留する水は瞬間除去即ち直ちに
蒸発するように見え、それによって実質的に均一な魅力
的で耐食性の被覆を与える。
(又は)染料のような任意的添加物を組成物に添加し、
特定の物理的性質を変化させるようにしてもよい。
示する。全ての実施例は、上で述べたやり方で一緒にし
た。
より製造した。この流体組成物は次の成分材料を含んで
いた: ジョンクリル142−アクリル重合体エマルジョン−40
% CDI BS13544−着色用黒色水性分散物−1% 水−59% この特別な例では、ジョンクリル142は約39.5%の固
体濃度を持っていた。本発明の組成物中で希釈されて、
その固体濃度は約15.8%になった。BS13544の場合、そ
の合計固体濃度は約45%であった。上で述べたように、
流体組成物中で希釈されて、その合計固体濃度は約0.45
%になった。従って、本発明の浴の全固体濃度は、体積
で約16.25%であった。得られた流体組成物を約48℃(1
20゜F)の温度へ加熱し、然る後、約177℃(約350゜F)
の温度へ予め上昇させておいた金属部品をこの組成物中
で急冷した。約60秒間浴中で急冷した後、目的物を取り
出した後、検査して完全に乾燥していることが判明し
た。更に表面を調べると、本発明の組成物によって全表
面が実質的に均一に且つ完全に被覆されていたことを示
していた。
製造した。この組成物は次の成分材料を含んでいた: ジョンクリル91−アクリルコロイド状溶液−20% アズベリー81120−半コロイド状黒鉛水−4% 水−76% この特別な例では、ジョンクリル91の全固体濃度は約
25.5%であった。上で述べたやり方で希釈されて、この
成分の全固体濃度は浴の全体積の約5.10%であった。更
にアズベリー81120の全固体濃度は約22%であった。浴
中で希釈されて、その合計固体濃度は約0.88%になっ
た。従って、本発明の浴の流体組成物中に存在する全固
体濃度は、約5.98%であった。得られた浴を約48℃(12
0゜F)の温度へ持って行き、然る後、510℃(950゜F)
の温度へ予め上昇させておいた金属部品をこの浴中で60
秒間急冷した。次に急冷した部品を取り出し、検査して
上の例1に記載したのと同様な結果が得られた。
より製造した。この組成物は次の成分材料を含んでい
た: ジョンクリル1535−アクリル重合体エマルジョン−20
% MD−ボース1981−アルミニウムペースト−5% 水−75% この特定の流体組成物では、ジョンクリル1535は約37
%の固体濃度を持っていた。しかし、本発明の流体組成
物中で希釈されて、その全固体濃度は約7.4%になっ
た。更に、MD−ボース1981は約65%の全固体濃度を持っ
ていた。本発明の流体組成物中で希釈されて、その全固
体濃度は約3.25%になった。従って、この例の組成物中
の全固体濃度は約10.65体積%であった。次に得られた
流体組成物を約54℃(約130゜F)へ上昇させ、約533℃
(約990゜F)の温度を有する金属部品を次にその浴中で
約30秒間急冷した。部品を検査すると、上の例1に記載
したのと同様な結果が得られた。
より製造した。この組成物は次の成分材料を含んでい
た: ジョンワックス39−ポリプロピレンワックスエマルジ
ョン−14.85% CDI BS13544−着色用黒色水性分散物−0.9% 水−84.15% この特別な例では、ジョンワックス39は約40%の固体
濃度を持っていた。本発明の組成物中で希釈されて、そ
の全固体濃度は約5.94%になった。BS13544の場合、そ
の全固体濃度は約45%であった。上で述べたように、流
体組成物中で希釈されて全濃度は約0.45%になった。従
って、本発明の浴の全固体濃度は6.39%であった。得ら
れた流体組成物を約58℃(135゜F)の温度へ加熱し、次
に予め約148℃(300゜F)の温度へ上昇させておいた金
属部品をこの組成物中で急冷した。約30秒間浴に目的物
を曝した後、それらを取り出し、次に検査した。上で述
べた例1と同様な結果が得られた。この同じ手順を、90
0゜Fの温度を持っていた部品について繰り返した。同様
な結果が得られた。
製造した。この組成物は次の成分材料を含んでいた: ジョンワックス26−ポリプロピレンワックスエマルジ
ョン−22.77% CDI BS13544−着色用黒色水性分散物−0.9% 水−76.23% この特別な例では、ジョンワックス26は約26%の固体
濃度を持っていた。本発明の組成物中で希釈されて、そ
の固体濃度は約5.92%になった。BS13544の全固体濃度
は0.45%を表していた。従って、本発明の浴の全固体濃
度は約6.31%であった。得られた流体組成物を約58℃
(135゜F)の温度へ加熱し、次に予め約148℃(300゜
F)の温度へ上昇させておいた金属部品をこの組成物中
で35秒間急冷した。浴中での急冷に続き、目的物を取り
出し検査した。上で述べた例1と同様な結果が得られ
た。この同じ手順を、約483℃(900゜F)の温度を持っ
ていた部品について繰り返した。同様な結果が得られ
た。
製造した。この組成物は次の成分材料を含んでいた: ジョンワックス120−ポリエチレン/パラフィンワッ
クスエマルジョン−17.36% CDI BS13544−着色用黒色水性分散物−0.99% 水−81.68% この特別な例では、ジョンワックス120は約34%の固
体濃度を持っていた。本発明の組成物中で希釈されて、
その固体濃度は約5.9%になった。BS13544の場合、その
全固体濃度は約45%であった。上で述べたように、流体
組成物中で希釈され、その全固体濃度は約0.45%になっ
た。従って、本発明の浴の全固体濃度は約6.34体積%で
あった。得られた流体組成物を約58℃(135゜F)の温度
へ加熱し、予め約148℃(300゜F)の温度へ加熱してお
いた金属部品をこの組成物中に35秒間急冷した。予め定
められた時間浴に曝した後、目的物を取り出し、検査し
た。上記例1と同様な結果が得られた。約483℃(900゜
F)の温度へ上昇させておいた部品を用いて行なった続
く試験では、同様な結果が得られた。
製造した。この流体組成物は次の成分材料を含んでい
た: ジョンワックス22−微結晶質ワックスエマルジョン−
17.32% CDI BS13544−着色用黒色水性分散物−0.99% 水−81.68% この特別な例では、ジョンワックス22は約34%の固体
濃度を持っていた。本発明の組成物中で希釈されて、そ
の固体濃度は約5.8%になった。BS13544の場合、その全
固体濃度は約45%であった。上で述べたように、流体組
成物中で希釈されて、その全固体濃度は約0.45%になっ
た。従って、本発明の浴の全固体濃度は約6.33体積%で
あった。得られた流体組成物を約58℃(135゜F)の温度
に加熱し、予め約148℃(300゜F)の温度へ加熱してお
いた金属部品をこの組成物中に急冷した。約35秒間浴に
曝した後、目的物を取り出し、次に検査した。上記例1
と同様な結果が得られた。約483℃(900゜F)の温度へ
上昇させておいた部品を用いて40秒間行なった続く試験
では、同様な結果が得られた。
製造した。この組成物は次の成分材料を含んでいた: シメル303−不揮発性物質の濃度が98%より大きな液
体状で供給されているヘキサメトキシメチルメラミン。
シメル303はアメリカン・シアナミド社の商標名である
−6.18% CDI BS13544−着色用黒色水性分散物−0.99% 水−92.8% この特別な例では、シメル303は約98%の固体濃度を
持っていた。本発明の組成物中で希釈されて、その固体
濃度は約6.05%になった。BS13544の場合、その全固体
濃度は約45%であった。上で述べたように、流体組成物
中で希釈されて、その全固体濃度は約0.45%になった。
従って、本発明の浴の全固体濃度は約6.495体積%であ
った。得られた流体組成物を約58℃(135゜F)の温度に
加熱した。予め約148℃(約300゜F)の温度へ上昇させ
ておいた金属部品を次にこの組成物中で急冷した。約30
秒間浴に曝した後、目的物を取り出し、次に検査した。
上記例1と同様な結果が得られた。約483℃(900゜F)
の温度へ上昇させておいた部品を用いてこの試験を繰り
返した。前の被覆に相対的に比較して、その被覆は満足
できるまでには至らないものであるように見えた。
製造した。この組成物は次の成分材料を含んでいた: シメル303−不揮発性物質の濃度が98%より大きな液
体状で供給されているヘキサメトキシメチルメラミン。
シメル303はアメリカン・シアナミド社の商標名である
−6.17% 「サイキャット(Cycat)」−イソプロパノール中に
入れたトルエンスルホン酸−0.148% CDI BS13544−着色用黒色水性分散物−0.98% 水−92.68% この特別な例では、シメル303は約98%より大きな固
体濃度を持っていた。本発明の組成物中で希釈されて、
その固体濃度は約6.04%になった。アメリカン・シアナ
ミド社から同じ商標名で市販されている、イソプロパノ
ール中に入れたトルエンスルホン酸である「サイキャッ
ト」の場合、上で述べたように、流体組成物中での希釈
による全固体濃度は約0.0429%であった。BS13544の場
合、その全固体濃度は約45%であった。上で述べたよう
に、流体組成物中で希釈され、その全固体濃度は約0.45
%になった。従って、本発明の浴の全固体濃度は約6.52
%であった。得られた流体組成物を約54℃(約130゜F)
の温度に加熱し、次に予め約483℃(約900゜F)の温度
へ加熱しておいた金属部品をその中で急冷した。約35秒
間浴に曝した後、目的物を取り出し、検査した。目的物
は均一に被覆されていたが、被覆の或る領域はゴム状に
なっているように見え、「シメル303」は、前に記載し
た他の物質で予想される程良くは分散しなかったことが
観察された。
製造した。この組成物は次の成分材料を含んでいた: ジョンクリル540−レオロジー調節エマルジョン−9.3
% シメル303−不揮発性物質が98%より大きな液体状で
供給されているヘキサメトキシメチルメラミン−1.48% CDI BS13544−着色用黒色水性分散物−0.98% 水−87.8% この特別な例では、ジョンクリル540は約44%の全固
体濃度を持っていた。本発明の組成物中で希釈されて、
その全固体濃度は約4.09%になった。シメル303の場
合、その全固体濃度は98%より大きかった。上述したよ
うに、流体組成物中で希釈されて、その固体濃度は約1.
30%になった。BS13544の場合、その全固体濃度は約45
%であった。上で述べたように、流体組成物中で希釈さ
れ、その全固体濃度は約0.45%になった。従って、本発
明の浴の全固体濃度は約4.84体積%であった。得られた
流体組成物を約54℃(130゜F)の温度に加熱し、予め約
483℃(約900゜F)の温度へ上昇させておいた金属部品
を次にこの組成物中で急冷した。約35秒間浴に曝した
後、目的物を次に検査した。上記例1と同様な結果が得
られた。約148℃(300゜F)の温度へ上昇させておいた
目的物を用いてこの同じ試験を繰り返した。同様な結果
が得られた。
製造した。この組成物は次の成分材料を含んでいた: スペンゾル(Spensol)L−52−脂肪族水性熱可塑性
ウレタン−19.8% CDI BS13544−着色用黒色水性分散物−0.99% 水−79.20% この特別な例では、スペンゾルL−52は約30%の全固
体濃度を持っていた。本発明の組成物中で希釈され、そ
の全固体濃度は約5.94%になった。BS13544の場合、そ
の全固体濃度は約45%であった。上で述べたように、流
体組成物中で希釈され、その全固体濃度は約0.45%にな
った。従って、本発明の浴の全固体濃度は約6.33体積%
であった。得られた流体組成物を約54℃(約130゜F)の
温度に加熱し、予め約148℃(約300゜F)の温度へ上昇
させておいた金属部品を次にこの組成物中で急冷した。
約35秒間浴中で急冷した後、目的物を取り出し、検査し
た。目的物は滑らかで鈍く見える黒色の被覆がそれに適
用されているように見えた。上で述べたのと同じ配合物
を用い、約483℃(約900゜F)の温度へ上昇させておい
た金属部品を次に90秒間急冷すると、厚い結晶質に見え
る被覆が付着した。しかし、その被覆はその他の点では
上述の例1の結果を考慮して許容できるものであった。
製造した。この組成物は次の成分材料を含んでいた: ジョンクリル617−アクリル重合体エマルジョン−13.
11% CDI BS13544−着色用黒色水性分散物−0.99% 水−85.89% この特別な例では、ジョンクリル617は約45.5%の固
体濃度を持っていた。本発明の組成物中で希釈され、そ
の固体濃度は約5.89%になった。BS13544の場合、その
全固体濃度は約45%であった。上で述べたように、流体
組成物中で希釈され、その全固体濃度は約0.45%になっ
た。従って、本発明の浴の全固体濃度は約6.335体積%
であった。得られた流体組成物を次に約54℃(約130゜
F)の温度に加熱し、予め約148℃(約300゜F)の温度へ
上昇させておいた金属部品をその中で約35秒間急冷し
た。予め定められた時間浴に曝した後、それら目的物を
取り出し、検査した。個々の部品は滑らかでやや鈍く見
える黒色の被覆で被覆されてた。同じ配合物を用い、約
483℃(約900゜F)の温度へ上昇させておいた部品を60
秒間急冷すると、厚く実質的に結晶質に見える被覆がそ
れらに付着した。その被覆はその他の点ではここで述べ
た目的にとって許容できるものであった。
製造した。この組成物は次の成分材料を含んでいた: ジョンクリル617−アクリル重合体エマルジョン−11.
8% XL29SE−カルボジイミド(XL29SEはユニオン・カーバ
イド社の商標名である)−1.18% CDI BS13544−着色用黒色水性分散物−0.99% 水−85.93% この特別な例では、ジョンクリル617は、上述の例12
に記載した固体濃度を持っていた。本発明の組成物中で
希釈され、その固体濃度は約5.31%になった。XL29SEの
場合、その全固体濃度は約50%であった。浴中で希釈さ
れ、その全固体濃度は約0.25%になった。BS13544の場
合、本発明の配合物中のその全固体濃度は、上記例12と
同様で、即ち0.45%であった。従って、本発明の浴の全
固体濃度は約5.75体積%であった。得られた流体組成物
を次に約58%℃(約135゜F)の温度に加熱し、予め約14
8℃(約300゜F)の温度へ上昇させておいた金属部品を
その中で約35秒間急冷した。得られた部品を取り出し、
検査し、許容できる滑らかで黒色の薄い被覆を有するこ
とが判明した。更にこの同じ組成物を、予め約483℃(9
00゜F)の温度へ上昇させておいた部品に対して用い、
それを約60秒間急冷した。それらの上に中間的厚さの実
質的に結晶質に見える被覆が付着した。更に、幾らかの
ゴム状に見える表面が見られた。その他の点ではその被
覆は許容できるものであった。
製造した。この流体組成物は次の成分材料を含んでい
た: カルギル(Cargill)7478−フェノール変性アルキド
−7.9% サイキャット−イソプロパノール中に入れたトルエン
スルホン酸−0.37% ブタノール0.396% ブチルセルソルブ−0.792% コバルト亜鉛−0.079% CDI BS13544−着色用黒色水性分散物−0.99% 水−89.47% この特別な例では、カルギル7478は約75%の固体濃度
をもっていた。本発明の組成物中で希釈され、その固体
濃度は約5.925%になった。BS13544の場合、上述したよ
うに、全固体濃度は約45%であった。上述のように流体
組成物中で希釈され、その全固体濃度は約ち0.45%にな
った。従って、残りの成分の全ての固体を含めた本発明
の浴の全固体濃度は約6.4%であった。得られた流体組
成物を次に約54℃(約130゜F)の温度に加熱し、予め約
483℃(約900゜F)の温度へ上昇させておいた金属部品
をその中で約35秒間急冷した。浴に曝した後、それら目
的物を取り出し、次に検査した。上記に記載した例1と
同様な結果が得られた。
製造した。この流体組成物は次の成分材料を含んでい
た: サーフェン(Serfene)2060−ポリ塩化ビニル共重合
体エマルジョン−20% CDI BS13544−着色用黒色水性分散物−1% 水−79% この特別な例では、サーフェン2060は約50%の固体濃
度を持っていた。本発明の組成物中で希釈され、その固
体濃度は約10%になった。サーフェン2060はイリノイ州
シカゴのモルトン・インターナショナル社(Morton Int
ernational Co.)により製造され、販売されている。BS
13544の場合、本発明の配合物中の全固体濃度は、上記
例12と同様であり、即ち、0.45%であった。従って、本
発明の浴の全固体濃度は約10.45体積%であった。得ら
れた流体組成物を次に約58℃(約135゜F)の温度に加熱
し、予め約148℃(約300゜F)の温度へ上昇させておい
た金属部品をその中で約30秒間急冷した。得られた部品
を取り出し、検査し、許容できる滑らかで薄い黒色の被
覆を有することが判明した。
製造した。この流体組成物は次の成分材料を含んでい
た: アクア220−エチレンアクリル共重合体の亜鉛塩の水
性分散物−20% CDI BS13544−着色用黒色水性分散物−1% 水−79% この特別な例では、アクア220は、アライド・シグナ
ル社(Allied Signal,Inc.)により製造され市販されて
いるエチレンアクリル共重合体の亜鉛塩の水性分散物で
ある。次に、得られた流体組成物を約26℃(約80゜F)
の温度に加熱し、続いて約427℃(800゜F)の温度へ加
熱しておいた金属部品をその浴中で約30秒間急冷した。
浴に曝した後、目的物を取り出し、次に検査した。上記
例1と同様な結果が得られた。
製造した。この流体組成物は次の成分材料を含んでい
た: ジョンクリル91−アクリルコロイド状溶液−20% ジョンクリル646−アクリルコロイド状エマルジョン
−10% CDI BS13544−着色用黒色水性分散物−1% 水−69% この特別な例では、ジョンクリル91は約25.5%の全固
体濃度を持っていた。本発明の組成物中で希釈され、そ
の全固体濃度は約5.1%になった。BS13544の場合、その
全固体濃度は約45%であった。上述したように、流体組
成物中で希釈され、全固体濃度は約0.45%になった。ジ
ョンクリル646の場合、その全固体濃度は約39.5%であ
った。本発明の組成物中で希釈され、その全固体濃度は
約3.95%になった。従って、本発明の浴の全固体濃度
は、約9.5体積%であった。得られた流体組成物を約54
℃(約130゜F)の温度へ加熱し、予め約148℃(約300゜
F)の温度へ上昇させておいた金属部品をこの組成物中
で急冷した。約30秒間浴中で急冷した後、目的物を取り
出し、検査した。それら目的物は滑らかで輝いた黒色の
被覆が適用されているように見えた。上述のものと同じ
配合物を用いて、約483℃(約900゜F)の温度へ上昇さ
せておいた金属部品を同じ時間急冷した時、同様な結果
が得られた。
製造した。この流体組成物は次の成分材料を含んでい
た: ジョンクリル91−アクリルコロイド状溶液−20% ハロックス(Halox)SZP391−カルシウムストロンチ
ウム亜鉛燐珪酸塩顔料−2% CDI BS13544−着色用黒色水性分散物−1% 水−77% この特別な例では、ジョンクリル91は約25.5%の全固
体濃度を持っていた。本発明の組成物中で希釈され、そ
の固体濃度は約5.10%になった。ハモンド・インディア
ナ(Hammond Indiana)のハロックス・ピグメンツ(Hal
ox Pigments)により市販されている保護顔料であり、
最終的被覆の耐食性を改良するための添加剤として供給
されているハロックスSZP391の場合、そのハロックス顔
料は100%の固体をもち、従って、上記流体組成物中の
その全固体濃度は2%であった。BS13544の場合、その
全固体濃度は約45%であった。上記流体組成物中で希釈
され、その全濃度は約0.45%になった。従って、本発明
の浴の全固体濃度は約7.55体積%であった。得られた流
体組成物を約58℃(135゜F)の温度加熱し、次に予め約
58℃(135゜F)の温度へ上昇させておいた金属部品をこ
の組成物中で急冷した。約45秒間浴に曝した後、目的物
を取り出し、次に検査した。上記例1と同様な結果が得
られた。約148℃(300゜F)の温度を有する部品につい
て同じ手順を繰り返した。同様な結果が得られた。
より製造した。この流体組成物は次の成分材料を含んで
いた: ジョンクリル61−10% CDI−BS11932−TiO2白色顔料水性分散物−5% SCNケミカル社(SCN Chemical Corp.)−フレクシバ
ース(Flexiverse)H57−5% 水−80% この特別な例では、ジョンクリル61は約35%の固体濃
度を持っていた。本発明の組成物中で希釈され、その固
体濃度は約3.5%になった。CDI−BS11932場合、TiO2顔
料濃度は約64%であり、従って、浴中で希釈した時、そ
の白色顔料濃度は約3.2%になった。水に分散させたフ
レクシバースH57顔料(赤)の全固体濃度は約40%であ
った。浴中で希釈した時、その全固体濃度は約2.0%に
なった。従って、本発明の浴の全固体濃度は約8.7%で
あった。得られた流体組成物を約48℃(120゜F)の温度
へ加熱し、次に予め約483℃(900゜F)の温度へ加熱し
ておいた金属部品をこの組成物中で急冷した。約30秒間
浴に曝した後、目的物を取り出し、次に検査した。均一
なピンク色の被覆が得られた。
ム、又は他の合金等から製造された金属部品のような関
与物品を、経済的に簡単に被覆することができ、更に、
就中、従来法のやり方で、環境に有害な化学物質の使
用、時間のかかる工程を含み、更に特定の製造過程が完
了するまでの速度を遅くし複雑性を増大する脱脂用流
体、溶媒及び他の材料を使用するなどして部品を前処理
することを必要とする従来法のやり方に伴われる欠点を
解消する完全に信頼性のある実際的手段を与えているこ
とは分かるであろう。前述したことの外に、本発明の改
良された組成物及び方法は、従来法と比較して、極めて
望ましく驚くべき製造上の利点を示している。
り、本発明の範囲を離れることなく割合、手順、及び材
料を変えることができることは当業者に明らかであろ
う。従って、本発明は、次の請求の範囲による以外は、
何等限定されるものではない。
Claims (10)
- 【請求項1】関与物品を被覆する方法であって、該方法
は、 体積で5部〜90部の重合体溶液、エマルジョン、又は分
散物と、体積で0.5部〜9部の微粒子材料の分散物と、1
0部〜95部の水とを混合して浴を形成する過程と、 前記混合物の温度を26℃〜72℃の間に上昇する過程と、 前記関与物品の温度を148℃〜927℃の間に上昇させる過
程と、 前記関与物品を浴中で予め定められた時間急冷し、それ
によって前記関与物品の表面に前記混合物を実質的に均
一に被覆する過程と、 前記関与物品を浴から取り除く過程と、からなり、 前記関与物品が浴から取り除かれるのと殆ど同時に該関
与物品が完全に乾燥し、後加熱を行わない、 ことを特徴とする関与物品被覆方法。 - 【請求項2】請求項1記載の方法において、前記混合物
の温度を48℃〜58℃に上昇させることを特徴とする関与
物品被覆方法。 - 【請求項3】請求項1記載の方法において、前記関与物
品は金属であることを特徴とする関与物品被覆方法。 - 【請求項4】請求項3記載の方法において、前記金属は
鉄又は鋼であることを特徴とする関与物品被覆方法。 - 【請求項5】請求項1記載の方法において、前記関与物
品の温度を148℃〜533℃の間に上昇させることを特徴と
する関与物品被覆方法。 - 【請求項6】請求項1記載の方法において、前記関与物
品の温度を148℃〜483℃の間に上昇させることを特徴と
する関与物品被覆方法。 - 【請求項7】請求項1記載の方法において、前記関与物
品の温度を少なくとも148℃に上昇させることを特徴と
する関与物品被覆方法。 - 【請求項8】請求項1記載の方法において、前記微粒子
材料は顔料であることを特徴とする関与物品被覆方法。 - 【請求項9】請求項1記載の方法において、前記微粒子
材料は微粉砕固体であることを特徴とする関与物品被覆
方法。 - 【請求項10】請求項1記載の方法において、前記微粒
子材料は微細粉体であることを特徴とする関与物品被覆
方法。
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