JP7270563B2 - 防錆組成物及び自動車部品 - Google Patents

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Description

本発明は防錆組成物に関する。また、該防錆組成物からなる防錆塗膜を有する自動車部品に関する。
自動車の車体の足回り部品や、車体のドア、ボンネットなどの袋構造部および板合わせ部に用いる防錆剤としては、ワックスと各種の添加剤をミネラルスピリットまたはその他の有機溶剤に溶解または分散させた組成物であるワックスタイプの防錆剤が使用されてきた。
例えば特許文献１には、防錆添加剤、ワックス、硬化油および希釈材を含む防錆組成物であって、さらにベントナイトを組成物全体に対して２～６質量％含む、防錆組成物が開示されている。
また特許文献２には、加熱重合乾性油、ワックス類、及び／又は防錆添加剤類を、特定の溶媒により溶解又は分散させた、防錆組成物が開示されている。
特開２０１４－１９８８６４号公報 特開２００６－１６６３２号公報
これら従来の防錆組成物では、特に上記板合わせ部に対する防錆性に改善の余地を有していた。本発明は、板合せ部に対する防錆性に優れ、十分な耐食性を有し、且つ車体からの液タレを防止し得る防錆組成物を提供することを課題とする。
本発明者らは、検討の結果、粘度が異なる希釈剤を２種以上使用することで、板合せ部に対する防錆性に優れ、十分な耐食性を有し、且つ車体からの液タレを防止し得る防錆組成物を提供することができることを見出した。即ち本発明は以下のものを含む。
（１）防錆添加剤、マイクロクリスタリンワックスまたはポリエチレン系もしくはポリプロピレン系の合成ワックスから選択される融点が６０℃以上１３０℃以下の範囲であるワックス、ベントナイト、硬化油及び粘度の異なる希釈剤を２種類以上含む防錆組成物であって、前記防錆添加剤を組成物全体に対して１２質量％以上３９質量％以下の範囲内で含み、前記ベントナイトを組成物全体に対して２質量％以上６質量％以下の範囲内で含み、前記ワックスを組成物全体に対して３質量％以上１３質量％以下の範囲内で含む、防錆組成物。
（２）前記粘度の異なる２種類以上の希釈剤のうち最も粘度の低い希釈剤が、希釈剤総量に対して４０質量％以上８０質量％以下の範囲内で含有される、上記（１）に記載の防錆組成物。
（３）前記粘度の異なる２種類以上の希釈剤のうち最も粘度の低い希釈剤の動粘度が、４０℃で１０ｍｍ２/ｓ以上３０ｍｍ２/ｓ以下の範囲内である上記（１）又は（２）に記載の防錆組成物。
（４）上記（１）～（３）のいずれかに記載の防錆組成物からなる防錆塗膜を有する自動車部品。
本発明の防錆組成物は、車体のドア等の板合わせ部に対する防錆性に優れ、十分な耐食性を有し、且つ車体からの液タレを防止し得る防錆組成物を提供することができる。また、当該防錆組成物からなる防錆塗膜を有する自動車部品を提供できる。
本発明の一実施形態である防錆組成物は、（Ａ）防錆添加剤、（Ｂ）マイクロクリスタリンワックスまたはポリエチレン系もしくはポリプロピレン系の合成ワックスから選択される融点が６０℃以上１３０℃以下の範囲であるワックス、（Ｃ）ベントナイト、（Ｄ）硬化油及び（Ｅ）粘度の異なる希釈剤を２種類以上、含む。
＜（Ａ）防錆添加剤＞
防錆添加剤としては、防錆組成物に防錆機能を付与し得るものであればよく、例えば、スルホン酸塩（アルキルベンゼンスルホン酸塩、例えばカルシウム塩など）、カルボン酸塩（カルボン酸アミン塩など）、アミン塩、脂肪酸エステル、酸化パラフィン塩、酸化ワックス塩などを用いることができるが、防錆添加剤として市販されているものをそのまま用いてもよい。なお、防錆添加剤の中には予め有機溶剤で希釈したものもあるが、揮発成分ができるだけ少ないものが好ましい。具体的には、オイルカットしたスルホン酸塩、脂肪酸エステル、酸化パラフィン塩等があげられる。防錆添加剤は、一種を単独で、または二種以上を混合して用いることができる。
防錆添加剤の含有量は、防錆組成物全体に対して１２質量％以上３９質量％以下の範囲内であることが好ましく、１６質量％以上３５質量％以下の範囲内であることがより好ましい。
＜（Ｂ）ワックス＞
ワックスとしては、マイクロクリスタリンワックスまたはポリエチレン系もしくはポリプロピレン系の合成ワックスから選択され、融点が６０℃以上１３０℃以下の範囲内であれば特に制限されるものではないが、融点は８０℃以上１２０℃以下の範囲内であることが好ましい。
合成ワックスとしては、ポリエチレン系またはポリプロピレン系の合成ワックスであれば特に制限されるものではなく、例えば、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、エチレンとプロピレンとの共重合物などが挙げられる。なお、ポリエチレン系の合成ワックスとは、エチレン構造を複数有するワックスを意味し、ポリプロピレン系の合成ワックスとは、プロピレン構造を複数有するワックスを意味する。ワックスは、一種を単独で、または二種以上を混合して用いることができる。
なお、上記マイクロスタリンワックスの他に、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、木ろう、ホホバ油などの植物油系ワックス；みつろう、ラノリン、鯨ろうなどの動物系ワックス；モンタンワックス、オゾケライト、セレシン等の鉱物油系ワックス；パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタムなどの石油ワックス；等の天然ワックスを一緒に用いてもよい。
ワックスの含有量は、防錆組成物全体に対して３質量％以上１３質量％以下の範囲内であることが好ましく、３質量％以上１０質量％以下の範囲内であることがより好ましい。
合成ワックスを用いる場合、合成ワックスの性質にも依存するが、防錆組成物全体におけるワックスの含有量を低減させることができ、例えば防錆組成物全体に対して６質量％以下、さらには５質量％以下とすることができる。
＜（Ｃ）ベントナイト＞
ベントナイトは、アルミノシリケートからなる板状結晶が積み重なった層状構造を有するモンモリロナイトを主成分とした鉱物である。ベントナイトは、粒子径が０．１μｍ以上１０μｍ以下の範囲内であるものが好ましく、１μｍ以上５μｍ以下の範囲内であるものがより好ましい。
ベントナイトの含有量は、防錆組成物全体に対して２質量％以上６質量％以下の範囲内であることが好ましく、３質量％以上６質量％以下の範囲内であることがより好ましい。
＜（Ｄ）硬化油＞
硬化油としては、アマニ油、エノ油、桐油、麻実油、サフラワー油、オイチシカ油、イワシ油、ニシン油、ひまし油などの天然乾性油、及び脱水ひまし油などの合成乾性油が挙げられる。また硬化油は、ヨウ素価が８０以上であることが好ましい。硬化油は、一種を単独で、または二種以上を混合して用いることができる。
硬化油の含有量は特に限定されないが、防錆組成物全体に対して８質量％以上２５質量％以下の範囲内であることが好ましく、９質量％以上１５質量％以下の範囲内であることがより好ましい。
＜（Ｅ）希釈剤＞
希釈剤としては、基油となるものであれば特に限定されず、例えば鉱物油系潤滑油類、合成潤滑油類、液状飽和炭化水素混合物類、植物油系半乾性油類、植物油系不乾性油類などを用いることができる。具体例としては、鉱物油系潤滑油類として、パラフィン系潤滑油、ナフテン系潤滑油などがあげられ、合成潤滑油類として、エステル類、ポリアルファオレフィン類、ポリアルキレングリコール類、ポリブテン類、アルキルジフェニルエーテル類などがあげられ、液状飽和炭化水素混合物類として、流動パラフィンなどがあげられ、植物油系半乾性油類として、大豆油、綿実油、ナタネ油、コメ油、ゴマ油、ヒマワリ油、トウモロコシ油などがあげられ、また植物油系不乾性油類として、オリーブ油、落花生油、椿油などがあげられる。本実施形態では、これらの希釈剤のうち、粘度の異なる２種類以上の希釈剤を混合して用いる。
希釈剤の含有量は特に限定されないが、防錆組成物全体に対して３３質量％以上６０質量％以下の範囲内であることが好ましく、４０質量％以上５７質量％以下の範囲内であることがより好ましい。
２種以上の希釈剤の組み合わせは特に限定されないが、２種以上の希釈剤のうち、最も粘度の低い希釈剤を、希釈剤総量に対して４０質量％以上８０質量％以下の範囲内で含有することが好ましく、５０質量％以上７８質量％以下の範囲内で含有することがより好ましい。
また前記粘度の異なる２種類以上の希釈剤のうち最も粘度の低い希釈剤の動粘度が、４０℃で１０ｍｍ２/ｓ以上３０ｍｍ２/ｓ以下の範囲内であることが好ましく、１５ｍｍ２/ｓ以上２７ｍｍ２/ｓ以下の範囲内であることがより好ましい。また、２種類以上の希釈剤のうち最も粘度の高い希釈剤の動粘度は４０℃で５０ｍｍ２/ｓ以上であればよく、８０ｍｍ２/ｓ以上が好ましく、１００ｍｍ２/ｓ以上がより好ましい。
＜その他成分＞
本実施形態の防錆組成物は、更にフィラーを含んでいてもよい。フィラーとしては、炭酸カルシウム、カオリンクレー、タルク、マイカ、その他の従来公知の各種体質顔料があげられる。フィラーの含有量は特に限定されないが、防錆組成物全体に対して５質量％以上１５質量％以下の範囲内であることが好ましく、６質量％以上１２質量％以下であることがより好ましい。
本実施形態に係る防錆組成物は、自動車の車体の床裏、車体の足回り部品、車体の袋構造部、および板合わせ部などにスプレー塗布などにより用いるのに十分な作業性および防錆性能を備える。特に、板合せ部への防錆性に優れている。また、十分な耐食性を有し、且つ車体からの液タレを防止し得るものである。
また、本実施形態に係る防錆組成物は、揮発する有機溶剤が１０質量％以下であり得る。好ましくは５質量％以下であり得る。なお、有機溶剤とは、炭化水素類（ｎ－ヘキサンなど）ハロゲン化炭化水素類（トリハロメタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレンなど）、芳香族炭化水素類（ベンゼン、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン）や多環式芳香族炭化水素類（ベンゼン環を３個以上有する芳香族化合物、例えばベンゾ［ａ］ピレンなど）などの化合物、とりわけ自然環境や生体に有害である化合物の意味である。なお、揮発する有機溶剤は、防錆組成物を１１０℃の環境下で１時間置いた際に揮発する有機化合物の質量を求めることにより、あるいは不揮発分の質量に基づいて求めることができる。なお、防錆組成物には水も含まれ得るため、揮発成分に水が含まれる場合もあり得る。本実施形態の防錆組成物は、１１０℃の環境下で１時間置いた際に不揮発分が好ましくは９５質量％以上であり、より好ましくは９７質量％以上である。
本実施形態の防錆組成物は、厚膜で塗布しても、含有するワックスの融点以上の高温環境下であってもタレが生じることを抑制できる。本実施形態の防錆組成物によれば、自動車の部品などに対して、膜厚２００μｍ以上、特に３００μｍ以上、とりわけ４００μｍ以上の防錆皮膜を形成することができる。なお、防錆組成物により形成される防錆皮膜の膜厚は、防錆組成物を塗布後、安定した皮膜が形成された後の該皮膜の膜厚である。従って、本発明の防錆組成物は、鋼材などからなる自動車部品などに膜厚が２００μｍ以上の防錆塗膜を形成するという用途に特に適している。更に、防錆性を付与し難い板合せ部であっても、本実施形態の防錆組成物を用いることで、高い防錆性を付与することができる。
従って、上記防錆組成物からなる防錆被膜を有する自動車部品もまた、本発明の実施形態の一つである。
以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により、その範囲が限定されるものではない。
＜防錆組成物の調製＞
表１に示した各原料（質量％）と市販の防錆添加剤を混合した後、加熱し、撹拌した。その後、自然冷却し、実施例１～１１及び比較例１～４の防錆組成物を得た。防錆組成物の調製に用いた表１中の各記号は、以下の原料を意味する。なお、硬化油としては脱水重合ひまし油を、フィラーとしては炭酸カルシウムを、それぞれ用いた。
（Ｂ１）マイクロクリスタリンワックス
（Ｂ２）エチレン－プロピレン共重合物
（Ｅ１）鉱物油系潤滑油（４０℃での動粘度２０ｍｍ２／ｓ）
（Ｅ２）鉱物油系潤滑油（４０℃での動粘度１０ｍｍ２／ｓ）
（Ｅ３）鉱物油系潤滑油（４０℃での動粘度３０ｍｍ２／ｓ）
（Ｅ４）鉱物油系潤滑油（４０℃での動粘度１００ｍｍ２／ｓ）
（Ｅ５）鉱物油系潤滑油（４０℃での動粘度２２０ｍｍ２／ｓ）
Figure 0007270563000001
＜防錆性評価＞
溶剤（ミネラルスピリット）で油分を除去し乾燥させた７０×１５０×０．８ｍｍの冷延鋼板（ＪＩＳ Ｇ ３１４１ ＳＰＣＣ－ＳＤ）に、バーコータ―を用いて実施例１～１１及び比較例１～４の防錆組成物を塗膜厚が５０μｍとなるように塗布し、室温にて７２時間乾燥後、中性塩水噴霧試験を最大７２０時間まで行い、錆発生までの時間を測定した。その後、以下の評価基準に従って防錆性を評価した。その結果を表２に示す。なお、「Ａ」以上を合格とした。
Ｓ：７２０時間錆発生なし
Ａ：４８０時間以上７２０時間未満
Ｂ：２４０時間以上４８０時間未満
＜合わせ面内部防錆性評価＞
７０（横）×１５０（縦）×０．８ｍｍの合金化溶融亜鉛めっき鋼板（以下Ａ鋼板という）と４０（横）×７０（縦）×０．８ｍｍの合金化溶融亜鉛めっき鋼板（以下Ｂ鋼板という）を用意した。Ａ鋼板の縦方向の上から６０ｍｍかつ、下から２０ｍｍ、横方向は中央部となるように重ね合わせた状態で、Ｂ鋼板の横方向中心部かつ、縦方向の上から２３ｍｍと４６ｍｍの２か所にスポット溶接を行った。合わせ部の隙間を２００～３００μｍに調整した後、この板合わせ状の試験片に電着塗装（日本ペイント社製の電着塗料ＰＮ１０１０を用いた。）を行い、合わせ内部の防錆試験用試験片とした。
上記の防錆試験用試験片の板合わせ面に対して実施例１～１１及び比較例１～４の防錆組成物を塗膜厚が１００μｍとなるようにスプレー塗布し、複合サイクル試験機にて中性塩水噴霧試験４時間、７０℃強制乾燥５時間、湿潤試験１２時間、７０℃強制乾燥２時間
、自然乾燥１時間を１サイクルとしたサイクル試験を繰り返し行い、試験後に合わせ部の溶接を剥がして合わせ部に錆が発生するサイクル数を求めた。その後、以下の評価基準に従って、合わせ面内部の防錆性を評価した。その結果を表２に示す。なお、「Ａ」以上を合格とした。
Ｓ：９０サイクル以上錆発生なし
Ａ：６０サイクル以上９０サイクル未満
Ｂ：３０サイクル以上６０サイクル未満
Ｃ：３０サイクル未満
＜皮膜保持性評価＞
７０×１５０×０．８ｍｍの電着塗装板（パルテック社製）を用意した。これらの油分を溶剤（ミネラルスピリット）で除去し、乾燥させた後、試験片の下半部をマスキングし、上半部にバーコータ―を用いて防錆組成物試料を塗布した。最少膜厚を５００μｍとして、１００μｍ毎に膜厚を増やしていき、最大８００μｍまでの塗装板を作製した。その後、地面に対して水平にした状態で４時間自然乾燥した後、マスキングを剥がして地面に対して垂直にした状態で８０℃で３０分間加熱し、たれが生じた膜厚を調べた。その後、以下の評価基準に従って皮膜保持性を評価した。その結果を表２に示す。なお、「Ａ」以上を合格とした。
Ｓ：８００μｍたれ発生なし
Ａ：７００μｍ以上８００μｍ未満
Ｂ：６００μｍ以上７００μｍ未満
Ｃ：６００μｍ未満
＜染み出し性評価＞
溶剤（ミネラルスピリット）で油分を除去し、乾燥させた７０×１５０×０．８ｍｍの電着塗装板（パルテック社製）を２枚重ね合わせ、１方の電着塗装板の一部（７０×３０ｍｍ）を３０度の角度に折り曲げた。その後、クリップにて固定し、染み出し性評価用の試験材を作製した。この試験材を地面に対して垂直に立てた状態（重ね合わせていない部分を上側にした状態）で、２枚の電着塗装板の重ね合わせ部に、上部からマイクロシリンジを用いて各実施例及び比較例の防錆組成物を２４μｌ注入し、２０℃にて４８時間静置した。その後、治具を分解して染み出し長さを測定し、以下の評価基準に従って染み出し性を評価した。その結果を表２に示す。なお、「Ａ」以上を合格とした。
Ｓ：２５ｍｍ以上
Ａ：２０ｍｍ以上２５ｍｍ未満
Ｂ：１５ｍｍ以上２０ｍｍ未満
Ｃ：１５ｍｍ未満
Figure 0007270563000002

Claims (2)

  1. 防錆添加剤、マイクロクリスタリンワックスまたはポリエチレン系もしくはポリプロピレン系の合成ワックスから選択される融点が６０℃以上１３０℃以下の範囲であるワックス、ベントナイト、硬化油及び粘度の異なる希釈剤を２種類以上含む防錆組成物であって、前記粘度の異なる希釈剤は、
    （ｉ）最も粘度の低い希釈剤の動粘度が、４０℃で１０ｍｍ２/ｓ以上３０ｍｍ２/ｓ以下であり、
    （ｉｉ）最も粘度の低い希釈剤の希釈剤総量に対する含有量が、４０質量％以上８０質量％以下であり、
    （ｉｉｉ）最も粘度の高い希釈剤の動粘度が、４０℃で５０ｍｍ ２ /ｓ以上であり、
    前記防錆添加剤を組成物全体に対して１２質量％以上３９質量％以下の範囲内で含み、前記ベントナイトを組成物全体に対して２質量％以上６質量％以下の範囲内で含み、前記ワックスを組成物全体に対して３質量％以上１３質量％以下の範囲内で含む、防錆組成物。
  2. 請求項１に記載の防錆組成物からなる防錆塗膜を有する自動車部品。
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