JP5213968B2 - 上塗り塗料、耐食表面処理チェーン、及び耐食表面処理スプロケット - Google Patents

Description

本発明は、塗膜が形成されたときの防錆性及び密着性が良好である上塗り塗料、並びに塩水、酸、アルカリ等の腐食雰囲気下で使用され、前記上塗り塗料を用いて塗膜が形成されたブシュチェーン、ローラチェーン等の耐食表面処理チェーン、及び耐食表面処理スプロケットに関する。

従来、塩水、酸、アルカリ等の腐食雰囲気下で使用されるチェーン等の機械を防食するために、チェーン等の各部品の鉄母材表面を、亜鉛等の鉄より卑である金属で被覆すること、ニッケル等の鉄より貴である金属で被覆すること等が行われていた。前者の亜鉛めっきとして、電気亜鉛めっき及び粉末衝撃亜鉛めっき等が挙げられ、後者のニッケルめっきとして、電気ニッケルめっき及び無電解ニッケルめっき等が挙げられる。
また、亜鉛及びアルミニウムの犠牲防食作用（これらの金属が鉄よりもイオン化傾向が大きいため、鉄より先に溶出し、鉄の腐食を抑制する作用）を利用し、チェーン等の各部品の鉄母材表面に、亜鉛及びアルミニウム等を金属顔料として含む水系防錆塗料を用いて塗膜を形成することが行われていた。

特許文献１には、鉄素地上に非水素雰囲気下で亜鉛皮膜を形成し、該亜鉛皮膜上に、アルミニウム粉末及びシリコン樹脂を含有する水系防錆塗料を焼付け塗装することにより、白錆防止焼付け塗膜を形成した防食性チェーン用部品の発明が開示されている。
特許第３１２２０３７号公報

しかし、上述した水系防錆塗料を用いてチェーンの各部品の表面に塗膜を形成した場合、部品を組み立ててチェーンを作製する時、及びチェーンの使用時に擦れたときに塗膜粉が生じやすく、手が汚れる等して作業性が悪くなる、チェーンの外観品位が悪くなる、部分的に塗膜が薄くなって性能が低下するという問題があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、良好な防錆性、及び被塗物への密着性を有する上塗り塗料、及び該上塗り塗料を用いて塗膜が形成され、塗膜粉の発生が抑制されるとともに、良好な耐食性を有する耐食表面処理チェーン並びに耐食表面処理スプロケットを提供することを目的とする。

本発明者らは鋭意研究の結果、亜鉛を含む水系防錆塗料を用いて被塗物表面に形成した塗膜に、珪酸ナトリウムと、アクリルエマルジョン又はポリウレタン水性組成物とを含有する上塗り塗料を上塗りすることにより、良好な耐食性を有しつつ、塗膜の剥離が抑制されることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、第１発明に係る上塗り塗料は、亜鉛を含む水系防錆塗料を用いて形成された塗膜に上塗りする塗料であり、顔料を含む上塗り塗料において、珪酸ナトリウムと、アルコキシシリル基を含有し、エチレン性二重結合を有する単量体を含む重合性単量体を乳化重合してなるアクリルエマルジョン、又は分子内に少なくとも１個のシラノール基を含有するポリウレタン樹脂と、強塩基性第３級アミンとを含有してなるポリウレタン水性組成物とを含み、前記アクリルエマルジョンを含む場合、前記珪酸ナトリウムの有効成分と前記アクリルエマルジョンの有効成分との質量比が０．１以上１７以下であり、前記ポリウレタン水性組成物を含む場合、前記珪酸ナトリウムの有効成分と前記ポリウレタン水性組成物の有効成分との質量比が０．１以上１７以下であることを特徴とする。
ポリウレタン水性組成物は、イソシアネート基を含有する化合物と活性水素基を含有する化合物とを反応させて得られるウレタンプレポリマー化合物を配合し、水中に分散させて得られるもの（ウレタンエマルジョン）、又は溶解させて得られる。活性水素基とはイソシアネート基と反応する水素を含む官能基であり、水酸基、第１級又は第２級アミノ基、チオール基等が挙げられる。
本発明においては、形成される塗膜は良好な防錆性を有し、上塗り塗料が前記水系防錆塗料を用いて形成された塗膜に浸透しやすいことと相まって、密着性が良好である。

第２発明に係る上塗り塗料は、第１発明において、前記顔料は、雲母粉顔料又は雲母チタン顔料であり、前記顔料と、該顔料、前記珪酸ナトリウムの有効成分、及び前記アクリルエマルジョン又はポリウレタン水性組成物の有効成分の総質量との質量比が、０．０８以上０．５以下であることを特徴とする。
本発明においては、塗膜が防錆性と密着性とをバランス良く有する。

第３発明に係る上塗り塗料は、第２発明において、さらにステンレスフレークを含むことを特徴とする。
本発明においては、塗膜に良好な光沢が付与される。

第４発明に係る耐食表面処理チェーンは、鉄系材料からなり、一対の外プレートと一対の内プレートとを交互に連結して構成され、表面に、亜鉛を含む水系防錆塗料を用いて第１塗膜を形成してある耐食表面処理チェーンにおいて、前記第１塗膜上に、第１乃至第３発明のいずれかの上塗り塗料を用いて第２塗膜を形成してあることを特徴とする。
ここで、鉄系材料とは、鉄又は鉄を主成分とする鉄合金を意味し、鉄合金としては、鉄とともに、炭素、ケイ素、マグネシウム、セリウム、ニッケル、クロム、モリブデン、銅等を含有するものが挙げられる。鉄合金として、具体的には、鋼及び鋳鉄等が挙げられる。
本発明においては、鉄系の母材が亜鉛を含む水系防錆塗料を用いて形成された第１塗膜で被覆されているので、鉄よりイオン化傾向が大きい亜鉛が先に溶出して赤錆の発生が抑制され、チェーンは良好な耐久性を有する。
そして、本発明の上塗り塗料を用いて第２塗膜が形成されているので、塗膜の密着性が良好であり、チェーン構成部品の組み立て時及びチェーンの使用時に塗膜粉が発生するのが抑制されている。従って、作業性及び外観品位が良好になり、塗膜の膜厚が均一に保持されて、良好な耐食性が保持される。

第５発明に係る耐食表面処理チェーンは、第４発明において、前記表面と前記第１塗膜との間に、衝撃亜鉛めっきにより亜鉛−鉄合金下地皮膜を形成してあることを特徴とする。
ここで、衝撃亜鉛めっきとは、鉄系母材表面に投射した亜鉛−鉄合金からなるブラスト材が積層した皮膜構造を形成するめっきをいう。
本発明においては、チェーン部品を構成する鉄系母材が衝撃亜鉛めっきにより覆われているので、この亜鉛−鉄合金下地皮膜、及び前記第１塗膜に含まれる亜鉛の犠牲防食作用によって赤錆の発生が抑制され、しかも塗膜の密着性が良好であるので、チェーンはさらに良好な耐久性を有する。

第６発明に係る耐食表面処理チェーンは、第４又は第５発明において、前記水系防錆塗料は、亜鉛、硝酸塩、及びメルカプト基含有シランカップリング剤以外のメルカプト基を含む有機化合物を含むことを特徴とする。
本発明においては、亜鉛が前記有機化合物により被覆され、亜鉛と水との反応が十分に抑制されて貯蔵安定性が良好である水系防錆塗料を用いて第１塗膜が形成されるので、該第１塗膜に十分量含有される亜鉛により、さらに有効に犠牲防食作用が発現される。

第７発明に係る耐食表面処理スプロケットは、鉄系材料からなり、チェーンと係合する歯部を外周に有し、表面に、亜鉛を含む水系防錆塗料を用いて第１塗膜を形成してある耐食表面処理スプロケットであって、前記第１塗膜上に、第１乃至第３発明のいずれかの上塗り塗料を用いて第２塗膜を形成してあることを特徴とする。
本発明においては、鉄系の母材が亜鉛を含む水系防錆塗料を用いて形成された第１塗膜で被覆されているので、鉄よりイオン化傾向が大きい亜鉛が先に溶出して赤錆の発生が抑制され、スプロケットは良好な耐久性を有する。
そして、本発明の上塗り塗料を用いて第２塗膜が形成されているので、塗膜の密着性が良好であり、スプロケットの製造時及び使用時に塗膜粉が発生するのが抑制されている。従って、作業性及び外観品位が良好になり、塗膜の膜厚が均一に保持されて、良好な耐食性が保持される。

第８発明に係る耐食表面処理スプロケットは、第７発明において、前記表面と第１塗膜との間に、衝撃亜鉛めっきにより亜鉛−鉄合金下地皮膜を形成してあることを特徴とする。
本発明においては、鉄系母材が衝撃亜鉛めっきにより覆われているので、この亜鉛−鉄合金下地皮膜、及び前記第１塗膜に含まれる亜鉛の犠牲防食作用によって赤錆の発生が抑制され、しかも塗膜の密着性が良好であるので、スプロケットはさらに良好な耐久性を有する。

第９発明に係る耐食表面処理スプロケットは、第７又は第８発明において、前記水系防錆塗料は、亜鉛、硝酸塩、及びメルカプト基含有シランカップリング剤以外のメルカプト基を含む有機化合物を含むことを特徴とする。
本発明においては、亜鉛が前記有機化合物により被覆され、亜鉛と水との反応が十分に抑制されて貯蔵安定性が良好である水系防錆塗料を用いて第１塗膜が形成されるので、該第１塗膜に十分量含有される亜鉛により、さらに有効に犠牲防食作用が発現される。

本発明の上塗り塗料によれば、珪酸ナトリウムと、アクリルエマルジョン又はポリウレタン水性組成物とを含有するので、良好な防錆性を有するとともに、被塗物、及び該被塗物の表面上に形成された、亜鉛を含む塗膜への密着性が良好である。
従って、該上塗り塗料を用いて塗膜が形成された機械の部品を組み立てる場合、及び組み立てられた機械を使用する場合に、塗膜粉の発生が抑制され、作業性及び機械の外観品位が良好になり、塗膜の膜厚が均一に保持されて機械の耐食性が保持される。

本発明の耐食表面処理チェーン及び耐食表面処理スプロケットによれば、亜鉛を含む水系防錆塗料を用いて形成された第１塗膜上に、本発明の上塗り塗料を用いて第２塗膜を形成してあるので、第１塗膜及び第２塗膜により赤錆の発生が良好に抑制されるとともに、製造時及び使用時に塗膜粉の発生が抑制され、作業性及び外観品位が良好になり、塗膜の膜厚が均一に保持されて良好な耐食性が保持される。従って、チェーン及びスプロケットは良好な耐久性を有する。

本発明の上塗り塗料を塗布してなる耐食表面処理チェーンの一例としてのローラチェーンを示す一部断面図である。 図１の耐食表面処理チェーンと係合する歯部を外周に有する、本発明の耐食表面処理スプロケットの一例としてのスプロケットを示す斜視図である。 図１のＡ部分を示す拡大断面図である。 実施例１〜６、実施例２１〜２９、３２、３３、３５〜３７及び比較例１のチェーンを作製したときの塗膜粉の堆積量を模式的に示した図である。 実施例７、３０、３４のチェーンを作製したときの塗膜粉の堆積量を模式的に示した図である。 実施例８〜１１、３１のチェーンを作製したときの塗膜粉の堆積量を模式的に示した図である。 比較例２のチェーンを作製したときの塗膜分の堆積量を模式的に示した図である。 従来品の上塗り塗料を用いてチェーンを作製したときの塗膜粉の堆積量を模式的に示した図である。

１０ ローラチェーン
１１ 内プレート
１１ａ ブシュ圧入孔
１２ ブシュ
１３ 外プレート
１３ａ ピン圧入孔
１４ 連結ピン
１５ ローラ
２２ 鉄系母材
２４ 亜鉛−鉄合金下地皮膜
２６ 第１塗膜
２８ 第２塗膜
３０ スプロケット
３１ 歯部

（１）上塗り塗料
本発明の上塗り塗料は、亜鉛を含む水系防錆塗料を用いて形成された塗膜に上塗りされる塗料であり、顔料と、珪酸ナトリウムと、アクリルエマルジョン又はポリウレタン水性組成物とを含有する。
上述したように、アクリルエマルジョンは、アクリル酸系のモノマーを主成分とするモノマーを水系で乳化剤を用いて乳化重合させたものである。モノマーは、エマルジョンのポリマー内部又はポリマー間に架橋構造を形成し、本発明の上塗り塗料から得られる塗膜の耐食性、密着性等の向上に寄与し得る化合物であればよい。アクリルエマルジョンは無機ポリマーを含有することにしてもよい。

具体的に、アクリルエマルジョンは、アルコキシシリル基を含有し、エチレン性二重結合を有するモノマーを含む重合性モノマーを乳化重合して得られる。
ポリウレタン水性組成物は、分子内に少なくとも１個のシラノール基を含有するポリウレタン樹脂と、強塩基性第３級アミンとを含有して得られる。強塩基性第３級アミンは硬化触媒として機能する。強塩基性第３級アミンとしては、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７及び１，８−ジアザビシクロ［３．４．０］ノネン−５等が挙げられる。

前記アクリルエマルジョンのポリマーは、アルコキシシリル基を含有し、エチレン性二重結合を有するモノマーの単独重合体、又は前記モノマーとその他のエチレン性二重結合を有するモノマーとの共重合体のいずれであってもよい。アルコキシシリル基を含有し、エチレン性二重結合を有するモノマーとして、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン及びビニルトリイソプロポキシシラン等が挙げられる。その他のエチレン性二重結合を有するモノマーとしては、ブチルメタクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、メチルメタクリレート、ブチルアクリレート、エチルアクリレート、メチルアクリレート、アクリル酸、及びメタクリル酸等が挙げられる。乳化剤としては、公知の界面活性剤を用いることができる。

前記ポリウレタン水性組成物においては、まず、１分子当たり少なくとも２個の活性水素基を有する化合物、１分子当たり少なくとも２個のイソシアネート基を有する化合物、及び分子内に親水性基を有し、少なくとも１個の活性水素基を有する化合物を反応させ、ポリウレタンプレポリマーを製造する。次に、該ポリウレタンプレポリマー中の親水性基を中和剤により中和し、強塩基第３級アミンを添加し、この中和剤及び強塩基性第３級アミンが加えられたポリウレタンプレポリマーを、１分子内に少なくとも１個のイソシアネート基と反応可能な活性水素基と加水分解性ケイ素基とを含有する化合物、及び他の鎖伸長剤を溶解した水中に分散させ、又は溶解させることにより、ポリウレタン水性組成物が得られる。

本発明の上塗り塗料は、アクリルエマルジョン又はポリウレタン水性組成物に加えて珪酸ナトリウムを含むので、良好な密着性を有するとともに、防錆性がより向上している。
アクリルエマルジョンを用いる場合、珪酸ナトリウムの有効成分とアクリルエマルジョンの有効成分との質量比は０．１以上１７以下であるのが好ましい。前記質量比が０．１以上１７以下である場合、上塗り塗料により形成された塗膜は良好な防錆性及び密着性を有する。より密着性が優れるという観点から前記質量比は０．１以上４．２以下であるのがより好ましく、より密着性が優れるという観点から前記質量比は０．１以上１．４以下であるのがさらに好ましく、より防錆性が優れるという観点から前記質量比は０．２以上１．４以下であるのが特に好ましい。

ポリウレタン水性組成物を用いる場合、珪酸ナトリウムの有効成分とポリウレタン水性組成物の有効成分との質量比は０．１以上１７以下であるのが好ましい。前記質量比が０．１以上１７以下である場合、上塗り塗料により形成された塗膜は良好な防錆性及び密着性を有する。より防錆性が優れるという観点から前記質量比は０．５以上１７以下であるのがより好ましく、より防錆性が優れるという観点から前記質量比は０．６以上１７以下であるのがさらに好ましく、より密着性が優れるという観点から前記質量比は０．６以上５．２以下であるのが特に好ましく、より密着性が優れるという観点から前記質量比は０．６以上２．４以下であるのが最も好ましい。

前記顔料としては、雲母粉を含む雲母粉顔料又は雲母チタンを含む雲母チタン顔料が好ましい。雲母チタンは、薄片状の雲母粉の表面を二酸化チタンで被覆し、薄膜干渉効果によってパール光沢が発現されるものであり、雲母チタン顔料はパール顔料の一種である。顔料は、１種単独でも、混合してよい。

顔料として雲母粉顔料又は雲母チタン顔料を用いる場合、前記顔料と、該顔料、前記珪酸ナトリウムの有効成分、及び前記アクリルエマルジョン又はポリウレタン水性組成物の有効成分の総質量との質量比が、０．０８以上０．５以下であるのが好ましい。
この質量比を有する場合、塗膜の防錆性と密着性とのバランスが良好になる。前記質量比が０．５を超えた場合、後述する密着性評価試験により密着性が悪くなることが確認されている。また、アクリルエマルジョンを用いる場合、前記質量比が０．０８以上０．４以下であるのがより好ましい。
そして、本発明の上塗り塗料は、光沢を付与するために、ステンレスフレーク等の第２顔料を含有することもできる。

上塗り塗料は、通常の製造方法に従って、上述の各成分を混合、撹拌することによって得られる。その際、水、アルコール系溶剤、グリコールエーテル系溶剤、グリコール系溶剤等の水溶性の溶剤、界面活性剤、分散剤、消泡剤等の塗料用添加剤を配合し得る。一般的な塗料用添加剤である、ポリカルボン酸系等の分散剤、ノニオン系又はアニオン系等の界面活性剤、ウレタン系等の増粘剤、シリコン系又はアクリル系の消泡剤を配合してもよく、さらに、レベリング剤を配合することができる。

（２）耐食表面処理チェーン
本発明の耐食表面処理チェーンは鉄系材料からなり、離間配置される一対の内プレートと、該内プレートのブシュ圧入孔に圧入嵌合されるブシュと、前記内プレートの外側に配置されて前後の内プレートを連結する一対の外プレートと、前記ブシュの内周面に遊嵌されて外プレートのピン圧入孔に圧入嵌合される連結ピンとで構成されるブシュチェーン、及び前記連結ピン及びブシュの外周面にローラをさらに遊嵌させて構成されるローラチェーンのいずれであってもよい。

本発明の耐食表面処理チェーンを具体的な用途で例示すると、高湿度環境下、定期的な洗浄状態で使用される食品搬送トレーコンベヤの駆動機構に用いられるコンベヤチェーン、水及び洗剤が降りかかる洗車機内のローラコンベヤの駆動機構、並びにブラシ及びブローの駆動機構に用いられるコンベヤチェーン、高温高湿下で用いられるキノコ培養用スタッカークレーンの吊り下げチェーン、洗浄液がかかるビンケース洗浄搬送ローラコンベヤの駆動機構に用いられるコンベヤチェーン、水中を走行して水中に沈殿した汚泥をかき寄せるためのコンベヤチェーン、海岸付近に設置されて潮風に晒される野外設置コンベヤの駆動機構のためのコンベヤチェーン等の搬送コンベヤチェーン、及びエンジン等で用いられるような動力を伝達するための伝動用チェーンが挙げられる。

本発明の耐食表面処理チェーンに用いられる内プレート及び外プレートの具体的な形状は、小判型、ヒョウタン型のいずれであってもよい。

本発明の耐食表面処理チェーンは、上述の各構成部品の鉄系母材の表面上に、水系防錆塗料を用いて形成された第１塗膜を有する。前記鉄系母材には表面処理を施しておいてもよい。表面処理として、ショット（小さい鋼球）を高圧の空気で該表面に向かって噴出させ、該表面に当ててその表面を仕上げるショットブラスト処理を施すことができる。前記表面上には亜鉛めっきを施して下地皮膜を形成するのが好ましく、衝撃亜鉛めっきを施して亜鉛−鉄合金下地皮膜を形成するのがより好ましい。

前記水系防錆塗料は、亜鉛、硝酸塩、及びメルカプト基含有シランカップリング剤以外のメルカプト基を含む有機化合物を含有するのが好ましい。この亜鉛、硝酸塩、及び前記有機化合物等により水系防錆顔料が構成される。水系防錆塗料には亜鉛以外の卑金属を含んでもよいが、貯蔵安定性が悪くなるという観点から、顔料としてアルミニウムを含まないのが好ましい。

亜鉛の水系防錆塗料に対する含有量は、５質量％以上９０質量％以下であるのが好ましい。前記含有量が５質量％以上９０質量％以下である場合、亜鉛の犠牲防食作用が良好に発現される。

亜鉛の形態等については特に制限はなく、球状、フレーク状、棒状等の形態を取り得る。特に、フレーク状のものを用いて塗料を構成した場合、被塗物への被覆効果が高く、優れた防食性を有することになる。
亜鉛がフレーク状である場合、ボールミル、アトライタ等により展延処理して得られ、平均アスペクト比（平均長径／平均厚み）が１０以上であるものが好ましい。
このようにして得られたフレーク状の亜鉛粉末を、メルカプト基含有シランカップリング剤以外のメルカプト基を含む有機化合物と混練し、さらに硝酸塩を添加して混練することにより、亜鉛が前記有機化合物で被覆された水系防錆顔料を得ることができる。その形態は粉末状であってもよく、スラリー状であってもよい。
硝酸塩は、展延処理の際に前記有機化合物と共に添加してもよく、上述したように、亜鉛粉末と前記有機化合物との混練の際に添加してもよい。

上述した展延処理をする際には、前記有機化合物を粉砕助剤として用い、金属表面を直接被覆してもよく、一般的な粉砕助剤としてのステアリン酸等の飽和脂肪酸、オレイン酸等の不飽和脂肪酸、及びフッ化水素酸塩等を併用してもよい。
さらに、展延処理及び混練処理に際して、界面活性剤、上述の粉砕助剤を分散助剤として添加してもよい。

混練処理は有機溶媒の存在下で行うことができるが、特に水溶性溶媒を用いた場合には、処理後のスラリーを水系防錆顔料として、そのまま水系防錆塗料に添加することができるので好ましい。

前記水溶性溶媒としては、プロピレングリコール、エチレングリコール等のグリコール系溶媒、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系溶媒、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル系溶媒等が挙げられる。

メルカプト基を有する有機化合物としては、例えば、３−メルカプトプロピオン酸、メルカプトプロピオン酸エチルヘキシル、メルカプトプロピオン酸メトキシブチル、メルカプトプロピオン酸トリデシル、ペンタエリスリトールテトラキスプロピオネート、４−メルカプトフェノール、チオグリコール酸、チオグリコール酸モノエタノールアミン、チオグリコール酸エチルヘキシル、チオグリコール酸メチル、チオグリコール酸エチル等が挙げられる。これらの有機化合物は単独で用いてもよく、２種以上併用してもよい。

亜鉛粉末に対する前記有機化合物の添加量は、亜鉛粉末１００質量部に対し１〜１３質量部が好ましく、３〜１３質量部がより好ましく、３〜１０質量部がさらに好ましく、５〜８質量％が特に好ましい。前記添加量が１質量部より少ない場合、亜鉛粉末の表面を処理するのに十分ではなく、水中での安定性（貯蔵安定性）が不十分であり、前記添加量が１３質量部を超える場合、前記有機化合物が過剰となり、水中での安定性のさらなる向上が期待できない。

水系防錆顔料に含まれる硝酸塩としては、硝酸カリウム、硝酸カルシウム、硝酸マグネシウム、硝酸ニッケル、硝酸コバルト等が挙げられる。中でも、硝酸マグネシウム及び硝酸ニッケルが好ましい。これらの硝酸塩は、単独で用いてもよく、２種以上併用してもよい。

硝酸塩の添加量は、亜鉛粉末１００質量部に対し０．１〜１０質量部が好ましく、３〜９質量部がより好ましく、３〜７質量部がさらに好ましい。前記添加量が０．１質量部より少ない場合、亜鉛粉末の表面に対する前記有機化合物の被覆効率を高めるのに十分ではなく、水系防錆顔料の水中での安定性が不十分となり、前記添加量が１０質量部を超える場合、水中での安定性のさらなる向上が期待できない。

水系防錆顔料は、マグネシウム化合物を含有するのが好ましく、上述の硝酸マグネシウムとして含有するのがさらに好ましい。
水系防錆顔料に含有されるマグネシウムの亜鉛に対する質量割合は、０．０５質量％〜１０質量％であるのが好ましく、０．２質量％〜２．０質量％であるのがより好ましく、０．４質量％〜１．０質量％であるのがさらに好ましい。前記割合が０．０５質量％〜１０質量％である場合、前記水系防錆顔料を用いて水系防錆塗料を構成し、チェーン部品に塗装した場合、マグネシウムが亜鉛よりも先に溶出するので、亜鉛の溶出量が抑制され、耐食性が長期に亘って持続する。

水系防錆顔料は、各成分を各別に添加してもよく、又は、一部若しくは全部の成分を予め混合して添加してもよく、水及び上述の溶媒と混合してスラリー状として添加してもよい。

水系防錆塗料は、通常の製造方法に従って、各成分を混合、撹拌することによって得られる。その際、水、アルコール系溶剤、グリコールエーテル系溶剤、グリコール系溶剤等の水溶性の溶剤、界面活性剤、表面調整材、分散剤、分散助剤、消泡剤等の塗料用添加剤を配合し得る。一般的な塗料用添加剤である、ポリカルボン酸系等の分散剤、ノニオン系又はアニオン系等の界面活性剤、ウレタン系等の増粘剤、シリコン系又はアクリル系の消泡剤を配合してもよく、さらに、レベリング剤を配合することもできる。

本発明の耐食表面処理チェーンにおいては、前記第１塗膜上に、上述した本発明の上塗り塗料を用いて第２塗膜を形成してある。
前記水系防錆塗料及び本発明の上塗り塗料が、耐食表面処理チェーンの構成部品の表面に例えばディップスピン等の方法により塗布された後、焼き付け乾燥されることで、第１塗膜及び第２塗膜が形成される。水系防錆塗料及び上塗り塗料は上述した組成を有するので、それぞれ焼き付け乾燥を、温度１８０℃以下で行うことができる。
従って、チェーン構成部品に硬さ低下が生じず、チェーン強度及びチェーン寿命が低下するのが抑制されている。

図１は、本発明の上塗り塗料を塗布してなる耐食表面処理チェーンの一例としてのローラチェーン１０を示す一部断面図である。
ローラチェーン１０は、図１に示すように、離間配置される一対の内プレート１１，１１と、該内プレート１１，１１のブシュ圧入孔１１ａ，１１ａに圧入嵌合されるブシュ１２と、内プレート１１，１１の外側に配置され、前後の内プレート１１，１１に連結される一対の外プレート１３，１３と、ブシュ１２の内周側に遊嵌され、外プレート１３，１３のピン圧入孔１３ａ，１３ａに圧入嵌合される連結ピン１４と、ブシュ１２の外周側に遊嵌されるローラ１５とを備えている。

（３）耐食表面処理スプロケット
本発明の耐食表面処理スプロケットは鉄系材料からなり、チェーンと係合する歯部を外周に有する。スプロケットは、複数の部品を組み合わせて構成されるものであってもよく、一体的に成形されるものであってもよい。
本発明の耐食表面処理スプロケットは、少なくとも側面の鉄系母材の表面上に、上述の水系防錆塗料を用いて形成された第１塗膜を有する。前記鉄系母材には表面処理を施しておいてもよい。表面処理として、ショットブラスト処理を施すことができる。前記表面上には亜鉛めっきを施して下地皮膜を形成するのが好ましく、衝撃亜鉛めっきを施して亜鉛−鉄合金下地皮膜を形成するのがより好ましい。

本発明の耐食表面処理スプロケットにおいては、前記第１塗膜上に、上述した本発明の上塗り塗料を用いて第２塗膜を形成してある。
前記水系防錆塗料及び本発明の上塗り塗料が、スプロケットの表面に例えばディップスピン等の方法により塗布された後、焼き付け乾燥されることで、第１塗膜及び第２塗膜が形成される。水系防錆塗料及び上塗り塗料は上述した組成を有するので、それぞれ焼き付け乾燥を、温度１８０℃以下で行うことができる。
従って、スプロケットに硬さ低下が生じず、強度及び寿命が低下するのが抑制されている。
なお、第１塗膜及び第２塗膜はスプレー又は塗布により形成することにしてもよい。

図２は、本発明の耐食表面処理スプロケットの一例としての、前記ローラチェーン１０と係合する歯部を外周に有するスプロケット３０を示す斜視図である。
スプロケット３０は、厚み方向の略中央部に、ローラチェーン１０のローラ１５と噛合する歯部３１，３１，…を有する。
歯部３１，３１，…の表面の層構造の一例として、鉄系母材上に、衝撃亜鉛めっきにより形成された亜鉛−鉄合金下地皮膜と、前記水系防錆塗料を用いて形成された第１塗膜と、本発明の上塗り塗料を用いて形成された第２塗膜とを有する構造が挙げられる。

以下、本発明の実施例と比較例とを具体的に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
１．水系防錆塗料
［配合例１］
下記の表１の配合（質量部で示す）に従って、フレーク状の亜鉛粉末（平均長径１５μｍ、平均厚み０．５μｍ）、界面活性剤、分散助剤、及びチオグリコール酸エチルヘキシルをジプロピレングリコールモノメチルエーテル中で３時間混合撹拌し、硝酸マグネシウムをさらに添加し、混合して撹拌することによって、亜鉛ペーストを得た。この亜鉛ペーストは、亜鉛粉末の表面がチオグリコール酸エチルヘキシルで被覆されている。
前記亜鉛ペーストに、分散剤、３−アミノプロピルトリエトキシシランの加水分解物（信越化学工業株式会社製「ＫＢＰ９０」）、水、流動性改良剤（Ｂｙｋｃｈｅｍｉｅ株式会社製「ＢＹＫ４２０」）、消泡剤（サンノプコ株式会社製「ＳＮディフォーマー１０７０」）、及び表面調整剤を配合して、配合例１の水系防錆塗料を得た。前記「ＫＢＰ９０」の添加により、Ｚｎの水中での安定化及び付着性の向上という効果が得られる。

２．上塗り塗料（１）
［実施例１］
下記の表２の配合に従って、パール顔料（メルク株式会社製「Iriodin １０３ＷＮＴ」）、第２顔料（有効成分（加熱残分）５０％）、アクリルエマルジョン［ヘンケルテクノロジーズジャパン株式会社製「ヨドゾールＡＸ−６」、有効成分（加熱残分）４２％、以下「ＡＸ−６」という］、珪酸ナトリウム［ＪＩＳ規定の珪酸ソーダ２号、有効成分（加熱残分）５１％］、消泡剤（サンノプコ株式会社製「ＳＮディフォーマー５０１６」）、界面活性剤、増粘剤（フジケミＨＥＣ株式会社製「ＡＷ−１５Ｆ」、ヒドロキシエチルセルロース）、及び水を１時間、混合撹拌することによって、実施例１の上塗り塗料（１）を得た。
表２及び下記表３中、「珪酸ナトリウム／アクリルエマルジョン」は、珪酸ナトリウムの有効成分とアクリルエマルジョンの有効成分との質量比を表し、「ＰＷＣ（Pigment Weight Concentration）」は、形成された塗膜中での（Iriodin１０３ＷＮＴ）と（Iriodin１０３ＷＮＴ＋ＡＸ−６の有効成分＋珪酸ナトリウムの有効成分）との質量比（ここでは百分率で表す）を表す。

［実施例２〜１１］
配合は上記表２又は下記表３の配合に従い、実施例１と同様にして、実施例２〜１１の上塗り塗料（１）を得た。

［比較例１］
珪酸ナトリウムを含有せず、前記表３の配合に従い、実施例１と同様にして、比較例１の上塗り塗料を得た。
［比較例２］
ＡＸ−６を含有せず、前記表３の配合に従い、実施例１と同様にして、比較例２の上塗り塗料を得た。

３．上塗り塗料（２）
［実施例２１］
下記の表４の配合に従って、前記パール顔料、ステンレスフレーク、ポリウレタン水性組成物［三井化学株式会社製「ＷＳ５１００」、有効成分（加熱残分）３０％、以下「ＷＳ５１００」という］、前記珪酸ナトリウム、前記消泡剤、界面活性剤、増粘剤（三晶株式会社製「ケルザンＳ」、キサンタンガム）、及び水を１時間、混合撹拌することによって、実施例２１の上塗り塗料（２）を得た。
表４及び下記表５中、「珪酸ナトリウム／ポリウレタン水性組成物」は、珪酸ナトリウムの有効成分とポリウレタン水性組成物の有効成分との質量比を表し、「ＰＷＣ」は、形成された塗膜中での（Iriodin１０３ＷＮＴ）と（Iriodin１０３ＷＮＴ＋ＷＳ５１００の有効成分＋珪酸ナトリウムの有効成分）との質量比（ここでは百分率で表す）を表す。

［実施例２２〜３７］
配合は上記表４又は下記表５の配合に従い、実施例２１と同様にして、実施例２２〜３７の上塗り塗料（２）を得た。

４．耐食表面処理チェーン
図１のローラチェーン１０と同一の構成を有するローラチェーンを作製した。
図３は、図１のＡ部分を示す拡大断面図である。すなわち、ローラチェーン１０のローラ１５）の表面を示す模式的断面図である。
図３に示すように、鉄系母材２２上に、順次、亜鉛−鉄合金下地皮膜２４、第１塗膜２６、及び第２塗膜２８が形成されている。ローラチェーン１０の他の構成部品（内プレート１１、ブシュ１２、外プレート１３、及び連結ピン１４）の表面も同様の層構造を有する。

前記チェーン構成部品の鉄系母材２２を、衝撃亜鉛めっきによる亜鉛−鉄合金下地皮膜２４で被覆した後、該亜鉛−鉄合金下地皮膜２４を、前記表１の配合例１の水系防錆塗料を用いてディップスピン法により被覆し、１８０℃で焼き付けて第１塗膜２６を形成した。さらに、第１塗膜２６を、前記実施例１の上塗り塗料を用いてディップスピン法により被覆し、１８０℃で焼き付けて第２塗膜２８を形成した。そして、表面処理及び塗装が施された各構成部品を組み立てて、ローラチェーンを作製した。

上記と同様に、鉄系母材を覆う亜鉛−鉄合金下地皮膜上に、前記配合例１の水系防錆塗料を用いて第１塗膜を形成し、該第１塗膜上に、実施例２〜１１、実施例２１〜３７、比較例１及び２、並びに従来品の上塗り塗料を用いて塗膜を形成し、ローラチェーンを作製した。従来品の上塗り塗料は、珪酸ナトリウム、アクリルエマルジョン及びポリウレタン水性組成物は含有せず、前記パール顔料とバインダとしての前記ＫＢＰ９０とを含有している。

５．耐食表面処理プレート
上述の表面処理及び塗膜が形成されたローラチェーンを構成する内プレート（以下、プレート（１）という）に加えて、以下の耐食表面処理プレート（以下、プレート（２）という）を調整した。
内プレートの母材に衝撃亜鉛めっきを施す代わりに、ショットブラスト処理を施した後、前記表１の配合例１の水系防錆塗料を用いてディップスピン法により被覆し、１８０℃で焼き付けて第１塗膜を形成した。さらに、第１塗膜を、前記実施例１〜１１、実施例２１〜３７、比較例１及び２それぞれの上塗り塗料を用いてディップスピン法により被覆し、１８０℃で焼き付けて第２塗膜を形成した。

６．性能評価
［塩水噴霧試験（耐食性評価試験）］
上述の各プレート（１）、プレート（２）、及びローラチェーンにつき、塩水噴霧試験を行った。試験は、「ＪＩＳ−Ｋ５６００−７−１」に準拠して行い、プレートの赤錆が目視により見出されるまでの時間を測定した。この試験の結果を前記表２〜表５に示す。
さらに、この試験結果を以下のように評価して、前記表２〜表５に示す。
Ａ１：良好
Ａ２：より良好
Ａ３：さらに良好
Ｂ：やや不可
Ｃ：不可

［密着性評価試験］
チェーンの組み立て装置の上に濾紙を固定配置し、前記実施例１〜１１、２１〜３７、比較例１及び２、並びに従来品の上塗り塗料を用いてそれぞれ塗膜が前記第１塗膜上に形成されたチェーンの各構成部品を組み立て、チェーンを作製した。このときに生じた塗膜粉の前記濾紙への堆積量を調べた。
図４Ａ〜図４Ｅは、各チェーンを作製したときに生じた塗膜粉の濾紙への堆積量を模式的に示した図であり、図４Ａは実施例１〜６、実施例２１〜２９、３２、３３、３５〜３７及び比較例１のチェーンを作製したときの塗膜粉の堆積量、図４Ｂは実施例７、３０、３４のチェーンを作製したときの塗膜粉の堆積量、図４Ｃは実施例８〜１１、３１のチェーンを作製したときの塗膜粉の堆積量、図４Ｄは比較例２のチェーンを作製したときの塗膜分の堆積量、図４Ｅは従来品の上塗り塗料を用いてチェーンを作製したときの塗膜粉の堆積量を示している。
密着性を以下のように評価して、前記表２〜表５に示す。
Ａ１：良好（図４Ａ）
Ａ２：より良好（図４Ｂ）
Ａ３：さらに良好（図４Ｃ）
Ｂ：やや不可（図４Ｄ）
Ｃ：不可（図４Ｅ）

［まとめ］
前記表２及び表３より、アクリルエマルジョン及び珪酸ナトリウムの両方を含有する実施例１〜１１の上塗り塗料を用いて構成したプレート（１）、プレート（２）、及びチェーンは、アクリルエマルジョン及び珪酸ナトリウムのいずれか一方を含有しない比較例１及び２の上塗り塗料を用いて構成したプレート（１）、プレート（２）、及びチェーンより耐食性が大きく向上し、良好な耐久性を有することが分かる。
また、図４Ａ〜図４Ｅより、実施例１〜１１、及び比較例１の上塗り塗料を用いて作製したチェーンは、塗膜粉の発生が抑制され、塗膜の密着性が良好であることが分かる。珪酸ナトリウムの有効成分とアクリルエマルジョンの有効成分との質量比が大きくなるのに従い、塗膜の密着性は低下し、比較例２のチェーンは作業性が悪くなる程度に密着性が低下し（評価Ｂ）、従来品のチェーンは、さらに密着性が低下している（評価Ｃ）。従って、上塗り塗料がアクリルエマルジョンを含有することにより、塗膜の密着性が向上することが確認された。
珪酸ナトリウム及びアクリルエマルジョンの配合量が同一であり、前記ＰＷＣを変えた実施例１〜３の上塗り塗料、及び実施例８〜１０の上塗り塗料を用いて作製したプレート（１）、プレート（２）、及びチェーンの耐食性評価試験の結果を比較することにより、ＰＷＣが大きい程、耐食性が向上することが分かる。
また、パール顔料の含有量が３．９質量％であり、珪酸ナトリウムの有効成分とアクリルエマルジョンの有効成分との質量比が０．２８〜１．３２であり、ＰＷＣが２６．６％である実施例４〜６の上塗り塗料を用いて作製したプレート（１）、プレート（２）、及びチェーンが最も耐食性が高い。

そして、珪酸ナトリウムの有効成分とアクリルエマルジョンの有効成分との質量比が０．１以上１７以下である場合、及びＰＷＣが０．０８以上０．５以下である場合、プレート（１）、プレート（２）、及びチェーンは耐食性と塗膜の密着性とをバランス良く備えていることが分かる。
また、プレート（１）及び（２）を比較することにより、鉄系母材の表面処理として、衝撃亜鉛めっきを施す方がショットブラスト処理より耐食性が良好になることが分かる。
プレート（１）及びチェーンの耐食性評価試験の結果は一致している。プレート（１）及び（２）の結果より、スプロケットの鉄系母材の表面に、衝撃亜鉛めっき又はショットブラスト処理を施し、配合例１の水系防錆塗料を用いて第１塗膜を形成した後、実施例１〜１１の上塗り塗料を用いて第２塗膜を形成した場合、良好な耐食性が得られることが推察される。

前記表４及び表５より、ポリウレタン水性組成物及び珪酸ナトリウムを含有する実施例２１〜３７の上塗り塗料を用いて構成したプレート（１）、プレート（２）、及びチェーンは、珪酸ナトリウムは含有するがポリウレタン水性組成物は含有しない前記比較例２の上塗り塗料を用いて構成したプレート（１）、プレート（２）、及びチェーンより耐食性が大きく向上し、良好な耐久性を有することが分かる。
表４及び表５より、珪酸ナトリウムとポリウレタン水性組成物との質量比が大きくなるのに従って耐食性が向上し、前記質量比が０．６８以上である場合、さらに向上することが分かる。

そして、珪酸ナトリウムの有効成分とポリウレタン水性組成物の有効成分との質量比が０．１以上１７以下であり、ＰＷＣが０．０８以上０．５以下である場合、密着性が良好であり、チェーン部品の組み立て時及びチェーンの使用時に塗膜粉が発生するのが抑制されるのが確認されており、チェーンが耐食性と塗膜の密着性とをバランス良く備えていることが確認された。
また、プレート（１）及び（２）の結果より、スプロケットの鉄系母材の表面に、衝撃亜鉛めっき又はショットブラスト処理を施し、配合例１の水系防錆塗料を用いて第１塗膜を形成した後、実施例２１〜３７の上塗り塗料を用いて第２塗膜を形成した場合、良好な耐食性が得られることが推察される。

以上より、珪酸ナトリウムと、アクリルエマルジョン又はポリウレタン水性組成物とを含有する本発明の上塗り塗料を用いて形成された塗膜は良好な防錆性及び密着性を有し、該塗膜を、亜鉛を含む水系防錆塗料を用いてチェーン又はスプロケットの表面に形成した塗膜上に形成した場合、チェーン又はスプロケットは良好な耐食性を有すること、塗膜粉の発生が抑制されるので作業性及び外観品位が良好であり、塗膜の膜厚が均一に保持されることが確認された。

本発明は、腐食雰囲気下で使用されるブシュチェーン、ローラチェーン等の高耐食表面処理チェーンであって、コンベヤチェーン、搬送コンベヤチェーン、伝動用チェーン等の種々の用途を有するチェーンに適用することが可能である。また、腐食雰囲気下で使用されるスプロケットに適用することが可能である。

Claims (9)

1. 亜鉛を含む水系防錆塗料を用いて形成された塗膜に上塗りする塗料であり、顔料を含む上塗り塗料において、
   珪酸ナトリウムと、
   アルコキシシリル基を含有し、エチレン性二重結合を有する単量体を含む重合性単量体を乳化重合してなるアクリルエマルジョン、又は分子内に少なくとも１個のシラノール基を含有するポリウレタン樹脂と、強塩基性第３級アミンとを含有してなるポリウレタン水性組成物と
   を含み、
   前記アクリルエマルジョンを含む場合、前記珪酸ナトリウムの有効成分と前記アクリルエマルジョンの有効成分との質量比が０．１以上１７以下であり、
   前記ポリウレタン水性組成物を含む場合、前記珪酸ナトリウムの有効成分と前記ポリウレタン水性組成物の有効成分との質量比が０．１以上１７以下であることを特徴とする上塗り塗料。
2. 前記顔料は、雲母粉顔料又は雲母チタン顔料であり、
   前記顔料と、該顔料、前記珪酸ナトリウムの有効成分、及び前記アクリルエマルジョン又はポリウレタン水性組成物の有効成分の総質量との質量比が、０．０８以上０．５以下であることを特徴とする請求項１に記載の上塗り塗料。
3. さらにステンレスフレークを含むことを特徴とする請求項２に記載の上塗り塗料。
4. 鉄系材料からなり、一対の外プレートと一対の内プレートとを交互に連結して構成され、表面に、亜鉛を含む水系防錆塗料を用いて第１塗膜を形成してある耐食表面処理チェーンにおいて、
   前記第１塗膜上に、請求項１乃至３のいずれかに記載の上塗り塗料を用いて第２塗膜を形成してあることを特徴とする耐食表面処理チェーン。
5. 前記表面と前記第１塗膜との間に、衝撃亜鉛めっきにより亜鉛−鉄合金下地皮膜を形成してあることを特徴とする請求項４に記載の耐食表面処理チェーン。
6. 前記水系防錆塗料は、亜鉛、硝酸塩、及びメルカプト基含有シランカップリング剤以外のメルカプト基を含む有機化合物を含むことを特徴とする請求項４又は５に記載の耐食表面処理チェーン。
7. 鉄系材料からなり、チェーンと係合する歯部を外周に有し、表面に、亜鉛を含む水系防錆塗料を用いて第１塗膜を形成してある耐食表面処理スプロケットであって、
   前記第１塗膜上に、請求項１乃至３のいずれかに記載の上塗り塗料を用いて塗膜を形成してあることを特徴とする耐食表面処理スプロケット。
8. 前記表面と前記第１塗膜との間に、衝撃亜鉛めっきにより亜鉛−鉄合金下地皮膜を形成してあることを特徴とする請求項７に記載の耐食表面処理スプロケット。
9. 前記水系防錆塗料は、亜鉛、硝酸塩、及びメルカプト基含有シランカップリング剤以外のメルカプト基を含む有機化合物を含むことを特徴とする請求項７又は８に記載の耐食表面処理スプロケット。

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