JPS58174272A

JPS58174272A - 金属質表面の防蝕法

Info

Publication number: JPS58174272A
Application number: JP2452583A
Authority: JP
Inventors: シリル・フランシス・ドレイク; グレイズ・マリ−・ジヨ−ンズ; ロナルド・ジヨ−ンズ
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH; ITT Industries Inc
Current assignee: TDK Micronas GmbH; ITT Inc
Priority date: 1982-02-16
Filing date: 1983-02-16
Publication date: 1983-10-13
Also published as: GB2118977A; FR2521578A1; DE3304866A1; AU1132983A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は金属質表面又は金属を含む（ンキの防蝕方法
に関する。

金属又は金属構造体の一つの主な問題は腐蝕であり、特
に鉄金属の場合この腐蝕は著るしい。

そのためスチールを保−するためアルミニウム、亜鉛、
カドミウム尋が用いられている。たとえば亜鉛コーテン
グは耐蝕性が良好であり、スチールに対し陽極性を示す
から保一層として有効である、これらの保−コーテング
は銅、鉄等の異種の金属を接触して用いたときの腐蝕の
加速を抑えるためにも用いられる。

腐蝕環境が極めて緩かな場合は非鉄金属コーテングは長
寿命であり、その上にさらに処理を施す必要はないが、
工場、海上部のきびしい腐蝕環境のもとでは、これらの
コーテングの腐蝕も促進され、特に陽極性コーテング、
たとえば亜鉛の場合、もし、その層に塗布法に基づくピ
ンホール、又は摩耗、腐蝕による剥一部があり、スチー
ルが露出されていると、これらのコーテングの腐蝕も促
進されることになる。

このようなコーテングは長く維持されることが必要であ
り、そのため、たとえばりん酸塩コーテング等の化学的
変性コーテングにより表面処理し、その金属コーテング
の寿命を長くすることが考えられる。しか１、゛そのよ
うなコーテングも封止処理が施されないのでそれほど効
果はない、そのほか、ペンキを一層又はそれ以上の層で
コーテングする方法も考えられる。

亜鉛の腐−の機構については十分に解明されていないが
、清浄な高湿度雰囲気では塩基性炭酸亜鉛が生成し、亜
鉛と雰囲気との間に隔壁が形ｄ−ｇれると思われる。し
たがって緩かな雰囲気中では腐蝕速度が小さい、しかし
、工場、海上の如くきびしい環境下では腐蝕が促進され
る。

自動車のがデー、部品、スチール性構造物等は長期間の
防蝕が必要であり、亜鉛の上に（ンキを施すことも必要
となる。このペンキは防蝕だけでなく、装飾のためにも
必要である。

しかし、このペンキの金属表面への付着性が問題となり
、ペンキが不完全であると被覆物全体が侵されることに
なる。この問題は特にたとえば高湿等のきびしい環境に
おいて重要であり、ペンキの付着性が惑いと、いわゆる
“あぶく″又はフレーク状剥離となって現われる。その
ほか、インキ表面に晃苦しい白色１−が生ずることもあ
る。

酸素が存在しない場合でも、亜鉛は水と反応して水酸化
亜鉛および水素を生じさせ、高湿下においてペンキ塗布
層下に腐蝕生成物を生じさせる。これらはペンキの付着
性を害し、インキが破損し、非連続的腐蝕が生じた場合
は腐蝕が促進される。

このような問題に対処するため、従来、！ライマー（た
とえば工、チング又は洗浄！ライマーとして知られてい
る）を以って予め処理することがおこなわれている。そ
の他、りん酸塩又はクロム酸塩等の化学的変性コーテン
グを用いることもおこなわれている。この！ライマーの
使用によりメッキ表面との付着性が向上するが余計な手
数が必要となること、あるいはきびしい環境下では、そ
れでも（ンキ付着性の劣化が起り得ることなどの問題が
ある。そのほか、！ライマーに給酸カルシウムを含有さ
せることも考えられるが、この顔料は毒性の点で好まし
くない。

アルばニウムおよびその合金Ｆｉ薄い酸化被膜を形成し
、良好な耐蝕性を示し、さらに、クロム酸塩、りん＊＊
による処理、又は陽極酸化法等により変性した酸化膜を
形成させることもできるが、これらの膜が一つけられた
場合、悪環境下で腐蝕が進行することになる。アルミニ
ウムも適当な（ンキで保繰することもできるが、やはり
付着性が問題となり、変性コーテング又エツチング！ラ
イマーを予め施す必要がある。

鋼は反応性に乏しく、徐々に空気中で酸化し、電気化学
的には活性が小さい、しかし、その非反応性もその保ｄ
ｉｉ！ｍｌ化膿の状態に依存することになる。鋼合金は
ある環境においては、しんちゅうの脱亜鉛化の如く、特
殊な腐蝕が生じ易い。

この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、上
述の如き欠点のない金属質表面の保一方法を提供するこ
とを目的とする。

本出願人による英国特許用ＩＪＪｉ４２３７９０／７７
には本発明で用いられる防蝕組成物およびそれを含むペ
ンキについて詳述されている。この組成物は樹脂担体中
にガラスを分散させたものである。このガラスは主成分
として五酸化りんと酸化亜鉛を含み、これらが−緒にな
ってガラス形成酸化物を与える。さらＫｊｉｌｌＡ律表
ＨＡ族又はｎｌＢ族（ホウ素族）から選ばれる一以上の
酸化物の少量を上記がラス組成物−に含ませてもよい、
このガラス組成物は水と接触したとき溶液中に亜鉛イオ
ンおよびりん酸塩イオンを溶出させる。

他のインキおよびガラス組成物については本出願人によ
る英国特許出１ｉ８０３６７１８に詳述されている。

本発明の第１の態様は非鉄金属の防蝕法であって、該金
属表面に酸性水溶性ガラスを含む防蝕組成物を施す方法
である。

本発明の他の態様は鉄金属の表面の防蝕法であって、該
表面に予め保噛用金属又は合金のコーテング層を形成し
たのち、ついでさらにその上に水溶性りん酸塩ガラス組
成物を含む防蝕コーテング層を施す方法である′”。

本発明のさらに他の態様は非鉄金属表面の防蝕用ペンキ
であって、水溶性ガラスを含む防蝕組成物を含有するイ
ンキを提供するものである。

上述の叩きガラスを含む水溶性ガラス組成物はきびしい
環境下でもアルミニウム、亜鉛叫の非鉄金属の防蝕に極
めて有効であることが見出された。特にこれらの水溶性
プラス組成物を含む塗料は岨鉛保嫂層との組合せにおい
て、スチールに対し顕著な防蝕効果を示し、かつ湿気そ
の他の悪条件下でも塗布層の接着の損失を招くこともな
い、このような非鉄金属表面に対する防蝕効果は全く予
期し得なかりたものである。

腐蝕機構について理論的に明らかでないが、鉄金属の場
合と非鉄金属の場合とでは着るしく異なる。この発明に
おける防蝕ガラス組成物はペンキに含有させた場合、ペ
ンキの金属表面への接着を促進することが兇い出された
。この良好な接着性は被着面がメツキスチールの場合に
顕著である。なお、本明細書において、亜鉛メッキとは
ホットデツピング又は電気メッキを含む概念である。

本発明番はさらに水溶性りん酸塩ガラスを含む防蝕剤を
よ有するコーテング材は従来のものと比較して非鉄金属
への接着が悪条件下でも向上し、顕著な防蝕効果を奏す
ることを見出した。

鉄金属表面に防蝕を施す場合、最初に倣粒状の非鉄金属
を多量に含む（ンキにより、又は非鉄金属のメッキによ
り連続的な層を形成させる。

ついで、この金属層上に水溶性ガラスを含む防蝕用イン
キを施す、一般には本出願人による興国％詐出願２３７
９０／７７　、８０３６７１８．８１０７７６に記載さ
れているようなりん酸塩ガラスが用いられる。この防蝕
コーテングにより、金属層（鉄金属基材を含めて）が摩
耗により露出した場合でも、これらの金属層の腐蝕を防
止することができる。場合によっては非鉄金属層を従来
の不１ｉＩ７１１１化処理に付してから防蝕コーテング
を施してもよい。

スチール表面に亜鉛を施し、ついで防蝕層を形成するこ
とにより良好な防蝕性が得られるが、さらに外観を良く
するため、従来のペンキをその上に施してもよい。

さらに能鉛メ、キスチールを予め？ンデライソング処理
（りん酸塩皮膜形成処理）をおこなったのち、上記防蝕
コーテングをおこなうと防蝕効果がさらに＾められるこ
とが見い出された。

也鉛コーテングはホットデツピング法、電気メツキ法、
スダレ−法、亜鉛焼き、又は亜鉛ダスト（ンキによる方
法、その他、英国特許第１．４２４，４６５に開示され
ている方法等によりおこなうことができる。

亜鉛コーテングの檜＃Ｉは要求される機械的特性、腐蝕
性環境により適宜選択される。

防蝕用がラス組成物はペンキ組成物として、スプレー、
コーテング、ｖｆｊＩ法、フローコーテング、ローラコ
ーテング等により適用することができる。このペンキは
ブライマーとして、又は単独の値料として用いてもよい
。

一般的用途におけるガラス組成物は酸化亜鉛３０〜６０
モル係、アルミニウム２七ルチ以下、酸化カルシウム３
５モル僑以１、五酸化りん３５〜４５モル係からなる。

用途によっては五。

酸化／Ｊナノウムをさらによめてもよい、この種のがラ
スは本出願人による英国特許出願８１３８２８５に記載
されている。酸化物のあるものはプラス組成物中に遊離
した形態で存在している必要はない。

種々の非鉄金属試料についての防蝕性を調べるため、文
献”’　Ｃｏｒｒｏｓｌｏｎ　”　Ｖｏｌ、　１４　＋
第４４０〜４４４頁、１９５８に記載されている方法を
用いた。

直径０．８３の円筒状の亜鉛、アルミニウムおよび鋼の
サンプル、および直径０．６鐸の円筒状のカドばラムの
サンプルを用いた。これらの金属は純度が９９．９９９
１以上のものを用いた。

これらの円筒体の１１の長さのものを一方の円形面に電
気的接続が得られるようにした。ついで、これらサンプ
ルをポリエステル樹脂中に配し、他方の円形面が露出す
るようにした。この露出した円形面を２２０グリ、ト翠
耗（−ツタ−を以って一粍させ、その後、直ちにテスト
溶液の衣面下４僧に位置させた。

このテスト溶融は０．１Ｍ塩化カリウムおよびからなる
もので、ガラス顔料の平均粒径は１０μｍ以下とした。

またラス）１１ｉ１Ｍの温度は２５℃に保持した。

線状極性化データ＃′ｉＨ，Ｂ、　Ｔｈｏｍｐｓｏｎ等
による“Ｍｉｎｉｓｔａｔ″醸位差針を用いた。＃熱電
極および補助電極として「永およびプラチナをそれぞれ
用いた０分極抵抗Ｒ，ｔ−１テスト電極をテスト溶液中
に配置したのち４時間後に測定した。これはテスト電極
の腐蝕電位Ｅ　　について±２５　ｍ　Ｖｅｏｒｒ　。

以下の電位を与えた結果の電流を測っておこなった。電
位は陰極から陽極へ５ｍＶｍＩｎ　　の割合で測定した
。

がラスＭ料の防蝕効果はＲ９にほぼ逆比例し、防蝕効率
Ｉは（２））としてＴ１式により計算した。

＝　−ｘ　　ｉ　ｕυ Ｒ。

なお、Ｒ，は防蝕剤なしの分極抵抗、Ｒ１は防御剤存在
の場合の分極抵抗を示す。

下記組成０３種類のガラスを用いてこれらの＃ｆ価をお
こなった。

表　　　１　　（放分比二モル優）ＺｎＯＡＩ　ＯＣａＯＰ２Ｏ５３組成１　５６．２　　１．３　　　　　４２．５組成２
　５０．９　　−　　１２．８　３６．３組成３　３１
，６　　　　　３０，６　３７．８この評価の結果を以
下に示す、なお、この表２中、実施例１，５．８および
１０は対照を示すもので防蝕顔料は添加されていない。

表　　　　２実施例　電極金属　防蝕媒体　防−率（係）Ｉ　　　　
Ｚａ　　　　なし　　　　０２　　　　Ｚｎ　　　　組
Ｆ１Ｘ１　　　８９３　　　ｚ！１　　　組成２　　９
９４　　　　Ｚｎ　　　　組成３　　９９５　　　　Ａｌ
　　　　なし　　　　０６　　　　ＡＩ　　　　組成１
　　　６７７　　　　Ａｌ　　　　４［１成３　１００
８　　　　Ｃｕ　　　　なし　　　　０９　　　　Ｃｕ
　　　　組成３　　４４１０　　　　Ｃｄ　　　　なし
　　　　０１１　　　　Ｃｄ　　　　組成１　　８０１
２　　　　Ｃｄ　　　　組成３　８０次に（ンキ岨成物
の例を示す、この表３中の組成比は重量係を示す。

表　　　３（ンキ組成例ムＩ　　　Ａ２　　Ａ３ルチル　　　　　　８．２９　　８．５８　　８．６１
Ｗ１ｗｏｆｉｌ　ＳＰ　　　　　４．１３　　４．２１
　　４．３１倣粒ドＯｆイト　　２８．９７　２０．７
５　１２．２８ベンガラ　　　　　１．３８　　１．４
０　　１．４３ガラス組成２　　　　　　　　８．５３
　１７．８１Ｓｙｎｏｌａｃ　１５０ｇ　　　２７．４
９　２７．１６　２６．６８Ｄｙｎｏｍｉｎ　Ｍｌ−１
６，８９６，８０６，６８ベントン３８　　　０．１０
　　０．１０　　０．１０Ａｒｏｒｎａａｏｌ　　　Ｈ
１８，６７１８，４４１８，１３ｎ−ブタノール　　　
４，０８　　４．０３　　３．９７これらのインキを光
輝亜鉛メツキスチール・譬ネルにスプレー法により厚み
２５μｍの被穂を施し、室温で３０分靜装し、ついで１
５０’ｃで２０分間加熱した。この得られた・譬ネルを
室温で２４時間保ったのち、鉄金属に至るまで傷っけ、
ＡＳＴＭ　　Ｂ１１７−７３に従って塩をスプレーした
。その後１５０時間放置したのち、各サングルを検査し
九ところ、組成１の（ンキは着るしい膨らみと白色の堆
積が・譬ネル全体に見られ、この現象は特に傷つけ部に
おいて着るしく晃られた１組成２のものは・譬ネル表面
に若干のふくらみと白色化が見られた。組成３のものは
ふくらみはｒく晃られず、傷つけ部に若干の白色化が見
られた。

１、事件の表示特願昭５８−２４５２５号２、発明の名称金−質表面の防蝕法３、補１′Ｅ、なする者事件との関係　　特許出願人アイティーティー・インダストリーズ・インコー、？レ
ーテッド４、代理人６、補市の対象１、事件の表示　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　□特願昭５８−２４５２５号２、発明の名称金１＾質表面の防蝕法３、補ｉＥをする者事件との関係　特許出願人アイティーティー・インダストリーズ・インコーＩレー
テッド１、代理人住所　東京都ＰＩＪ区虎〕門１１−目２６＠５’ｔ　　
第１７森ビルＤ、自発補正６　　ｈ句“正　＋）！’）Ｆ綬力ＱＴろ　　イｄθノ
フ　の　１え　　　２’７／　　補１１−の／、１象明＠書ｙ　ｒ、補正の内容特許請求の範囲を別紙の通り訂正する。

２特許請求の範囲（１）非鉄金属又はその合金の表面に酸性水溶性プラス
を含む防蝕組成物を以って被覆することを特徴とする金
属質表面の防蝕性。

（２）鉄表面に防蝕用金属又は合金を被覆し。

ついで、さらにそのヒに水溶性りん酸塩ガラス組成物を
含む防蝕フーチングを施すことを特徴とする金属質表面
の防蝕法。

（３）　　亜鉛、カドミウム又はアルミニウムあるいは
これらの合金表面へのインキの付着性を改良する方法で
あって、該表面に水溶性りん酸塩ガラス組成物を含む防
蝕フーチングを施すことを特徴とする方法。

（４）粒状非鉄金属を含むペンキの防蝕法であって、核
金属表面を酸性水溶性プラスを含む防蝕ＮＡ成物で処理
することを特徴とする方法。

（５）非鉄金属又はその合金の表面を不動聾化したもの
に防蝕性を施す方法であって、この不働態化表面に酸性
水溶性ガラスを含む防蝕組成物を施すことを特徴とする
方法。

いで誼亜鉛層表面に水溶性りんがラスを含む防蝕（ンキ
組成をフーチングすることを特徴とする鉄金属の防蝕法
。

（７）　　亜鉛フーチングを電気メツキ法でおこなう特
許請求の範囲第６項記載の方法。

（８）鉄金城がスプールシートである特許請求の範囲第
７項記載の方法。

（９）鉄金属がスプールシートからなる特許請求の範囲
第７￥Ｆｉ８項記載の方法。

（至）鉄金属が車体である特許請求の範囲第７又は８項
記載の方法。

（１１）　　ト記プラスが３０〜６０モル慢の酸化亜鉛
、Ｏ〜２モル噂のアルミナ、０〜４０モルチの酸化カル
シウムおよび３５〜４５モルチの五酸化りんからなる特
許請求の範囲第１項ないし第１Ｏ項のいずれか□に記載
の方法。

ａ２　ｈ記ガラスが五酸化バナジウムを含む特許請求の
範囲第１項ないし第１１項のいずれかに記載の方法。

（１３１防蝕性水溶性ガラスを含むことを特徴とする非
鉄金属表面防蝕用−（／キ組成物。

α４１　　ｔ−記ガラスが３０〜６０モル嗟の酸化亜鉛
、０〜２モルチのアルンナ、０〜４０モＡ嘔の酸化カル
シウム、３５〜４Ｓモルー〇五酸化りんからなる％許請
求の範囲＠１３項記載のペンキ組成物。

（１５１’Ｆ−記ｅ５スが３１．６〜５６１４Ａｌり酸
化亜鉛、θ〜１．３モル参のアルイナ、０−４０．６モ
ル一の酸化カルシウムおよび３７．８〜４２−ｓモル−
の五酸化りんからなる特許請求のｌＩｓ第１３又は１４
４項記載ペンキ組成物。

αａｈ記特許請求の範囲第１項〜第８項のいずれかに記
載の方法で防蝕処理された非鉄金属表面を有する部材。

αη　部材が車体である特許請求の範囲＄１６項記載の
部材。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）非鉄金属又はその合金の表面に酸性水溶性ガラス
を含む防蝕組成物を以って被覆することを特徴とする金
属質表面の防蝕法。
（２）鉄表面に防蝕用金属又は合金を被優し、ついで、
さらにその上に水溶性りん酸塩がラス組成物を含む防蝕
コーテングを施すことを特徴とする金属質表面の防蝕法
。
（３）　　亜鉛、カドミウム又はアルミニウムあるいは
これらの合金表面へのインキの付着性を改良する方法で
あって、該表面に水溶性りん１１２塙ガラス組成物を含
む防蝕コーテングを施すことを特徴とする方法。
（４）粒状非鉄金属を含む（ンキの防蝕法であって、該
金属表面を酸性水溶性ガラスを含む防蝕組成物で処理す
ることを特徴とする方法。
（５）非鉄金属又はその合金の表面を不働態化し友もの
に防１性を施す方法であって、この不働態化表面に酸性
水溶性ガラスを含む防蝕組成物を施すことを特徴とする
方法。
（６）鉄金属表面に亜鉛層でコーテングし、ついで該亜
鉛層表面に水溶性りんガラスを含む防蝕ペンキ組′成を
コーテングすることを特徴とする鉄金属の防蝕法。
（７）　　亜鉛コーテングを電気メッキ法でおこなう特
許請求の範囲第６項記載の方法。
（８）鉄金属がスチールシートである特許請求の範囲第
７項記載の方法。