JPS5849754A - 腐蝕防止用組成物およびこれを含むペイント - Google Patents

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】 この発明は鉄金属表面の腐蝕防止用組成物およびこの組
成物を含有する゛ペイントに関する。

金属、特に鉄金属を構造材として使用すゐ場合に問題と
なるのは腐蝕性である。この腐蝕の機構については未だ
十分に解明されていないが、腐蝕は工場、海上などの胃
酸な条件下で特に促進される。この腐蝕を防止する一般
的な方法は金属表面に防蝕物質を含むブライマーコーテ
ィング（下塗シ）を施すヒとである。このようなブライ
マーニーティングは一般に樹脂性接着剤に微粒顔料”を
分散させたも′のからなる。この顔料は隠蔽性シよび着
色を付与するため、又は防蝕性を付与するためのもので
、後者の場合は活性原料と呼ばれる４のである。この活
性顔料と′して一般に用ｉられているものは鉛丹および
鉛酸カルシウムであるがこれらは毒性を有する・クロム
酸亜鉛亀防蝕剤として用いられるが鋤顔料はどの防蝕作
用がなく、又、変色の原因となる。さらに６価り讐ム塩
は発ガン性を有することが問題とされている・ 最近シん酸亜釦が鉛およびクレム系顔料に代ゐ無毒性Ｏ
ものとして使用されている。たとえば、英１ｉＩ４Ｉ許
第９０４，８６１号および第９１　Ｓ、５１’２号にそ
の組成例が示されて−ｂ拳この物質は上述Ｏ毒性Ｏ頗料
と同薯皮Ｏｖ１蝕性を有するが、その効果はある種のパ
イン〆一のもとでは劣シ又、海上等の二酸化硫黄の少な
い雰囲気中でも不要なものとなる拳さらに、このように
下塗〕したスチール表面を溶接する場合にはシん酸亜鉛
は溶接時の高い熱によシペイントが気化し、有榔な酸化
亜鉛シ遊離亜鉛を発生させるので貯金しくない。

さらに、上記英国特許にはｐん酸力〃シウム（シん酸三
カルシウム、シん酸水素カルシウム、シん酸二水素暗ツ
カルシウム）の使用が開示されてお夛、これは亜鉛系ペ
イントの如き有毒性の問題が回避し得る・しかし、ヒれ
らのカルシウム塩は水溶性、ＰＨ醇の関係ｉら、ペイン
ト組成物環境によっては防蝕効果が十分で１に％／％、
ヒれらの化合物は化学量論的に定まった４のであるから
、ヒれらの特性を制御することはで亀ない。

英国特許出願２３７９０　、Ｊ　７７および７９３９５
４４には先に防蝕剤として種々ＯＩＩ鉛アル電ノーホス
フェートガッス顔料が提案されでいゐ、これらの物質は
従来のオルソシん酸Ｉｌ鉛顔料と比較して肪腐環境下で
所望の速度。

開会で亜鉛シよびシん酸塩イオンを発生させるのでよシ
効果的である。そのほか、英国特許出願Ｎ１１８１０７
７６には酸化カルシウム１５酸化〕んをペースとした防
蝕剤について提案がなされている。

これらの防蝕性ガラス組成物を含有させたペイントは従
来０〉ん酸亜鉛を含有させたｔのと比較して効果的であ
るが、ある条件によってはとれらガラスの酸性質のため
、塗布された金属の表面をわずかに溶解させることが見
出され九〇比較的厚い金属にこれらのペイントを塗布し
た場合はそのような小さな溶解は問題とならないが、た
とえば−動車の車体パネルの如龜薄いもＯの場合、重大
な問題となる。

ヒＯ１ｉ羽はとのような従来の防蝕性ペイントの欠点を
除去することを目的としてなされたものでありて、防蝕
効果にすぐれ、金属表面に酸の発生をもたらすととがな
く、した−ＩＩＲ−ｐて金属表面を侵蝕すゐおそれのな
いペイント組成物を提供するものである・ この発明はさらに自動車の車体Ｏ如く防蝕効果とともに
、装飾効果のすぐれたペイント組成物を提供するもので
ある拳 すなわち、との発明は樹脂ビヒクルと、このビヒクル中
に分散させた水溶性防蝕ガラスとを具備してなシ、該ガ
ラスの溶液−が３．２以上であることを特徴とする防蝕
性ペイント組成物を提供するものである。ここで酸ガラ
スは後述の区域１，２．３に属するものから構成され石
。

さらに、との発明は樹脂ビヒクルと、これに分散させた
水溶性防蝕性酸性ガラスとを具−する防蝕性ペイントに
おいて、さ６にアルカリ性物質を含み、これによ〕組組
成物体の酸度な−３，２以上Ｋｌｌ持させることを特徴
とするペイント組成物を提供するもＯ″ｅＴｏる。

本発明者はシん酸塩系防蝕剤が鉄金属表面を侵す速さは
その金属表面のβ値に関係することを見出したものであ
る。その防蝕に関する機構に′）−て社明らかでな−が
金属表面とガラスの溶解によ〕放出されたシん酸塩イオ
ンとがシんＩｌ！鉄の強固な層を形成す、！ことによる
ものと考えられ石拳との〕ん酸塩層はその後の侵蝕作用
から金属表面を保護するものである。この保護層の効果
社ガラスの溶解によシ発生するｌＡ族又はＩＢ族の金属
イオンの存在にょシさらに高められる・すなわち、これ
らのイオンは鉄金属表面に複雑なシん酸塩を形成する４
のと考えられる。

とのシん酸塩層の防蝕効果は相互に関係する多くＯ１！
因にようて支持される。特に、金属表面近くの一条件、
〕ん酸塩イオン濃度は）ん酸塩層が溶解消失する速度、
鉄金属がさらに変換して相応する）ん酸塩となりて新ら
たに供給される速度を決定する＠４１に、ヒの膜が溶解
し鉄金属を侵蝕する速さは活性顔料の溶液−億が４．３
以下の、場合に見られ、この−億が４．０以下で可成〕
大暑〈な）％３．２以下のと自急激になることが見ａＳ
ｉ１れた。

本明細書で溶液−億とは２５℃で、粒＠ｓｏ。

〜７１０ＪｍＯ活性顔料、ｌｌ１−にガラス０．５ｆを
７５−の脱イオン水に分散させたとき〇−値を意味すゐ
・この場合の−は２４時間間隔で一定し、−値が一定と
なりたと１０もので、その期間は５０〜６０日にも達す
る。

水溶性ガラスからなる活性防蝕剤を含むペイントと接し
ている金属表面〇−状態は種々の方法で制御できる。ｔ
ず第１にガラス組成物を遺轟に選び、その最終的溶液−
が轟初の３．２以下に維持されるようにすることである
。しれはガラス形成又は変性成分を調整するととくＪ：
うておこなうヒとができる・特に、酸化！鉛、酸化カル
シウム、５酸化シんを主成分とする％のけこＯ場合好ま
しい。なお、５酸化りんの含量は４０４ル優以下とする
必要があゐ・ 他の方法はガラスが分散されるペイント媒体０遇択であ
る。アルカリ性物質を添加分散させ九場合は比較的酸性
のがラスをペイントに使用することを可能にし、％Ｌ、
このような中和物質を添加しない場合は防蝕効果４劣ゐ
ものとな：ｂＯ 本発明の活性顔料を含む防蝕性ペイント組成物の具体例
としては溶液−が３．２より好ましくハ４．０　以上の
ガラスを含むもので６る・このガラスの例としてはガラ
ス形成酸化物として５酸化シんを証ム族およびＩＩＩ族
金属酸化物から選ばれるプラス変性酸化物とともに使用
すゐ場合でめる・とのガラスの−は各酸化物の配合比に
ようて決ｔ〕％特に５酸化シんを４ｏ彎ルー以下とする
場合に好壕し一結果が得られる。

ガラス（１）＠解速度４ｆｆラス形成酸化物およびガラ
ス変性酸化物の配合比によりて定まる。との速度はさら
にアル電す勢のガラス変性物質をさらに加えるしとによ
シさらに調節し得る。これらガラス溶解速度および溶液
−の調節については英ｍｅ許出願Ｎ１７９３００４１に
詳述されている。

これらガラスは成分酸化物又はその先駆物質Ｏｉ＆舎物
を均質なメルトが得られる壕で溶解し、ついで冷水中に
、又は冷却スチール板上に投じるととＫよって形成する
ことがで龜る。この固化した物質はりめで粉砕され通常
１０〜１００　μｍの範囲の粒子にし、りいて固体顔料
の一部としてペイント中に分散させる。この固体顔料は
ペイントのたとえば４０容量嘔會壕れ、そのうちの２０
重量−は防蝕性ガラス物質で占められるー 特に、第１図の区域１９区域２内のガラス成分は溶液Ｐ
Ｈ／時間に関し適蟻であシ酸による影響を受けず防蝕効
果が嵐好てｉる。さらに、区域３のガラスもとの−に関
して望し一部を与えるφこれらのガラスが水と接触した
と龜溶筐−が急激に６〜４に下シ、さらに徐々に、ある
場合には３．２に下ゐ・しかし、最終的ｐＦ’ｌ寧３．
２以上の場合は溶解成分による侵蝕Ｏ問題が起らず。

金属表面に対する防蝕効果は嵐好である。

第２図にこの区域１．２シよび３内に諌秦するガラスの
溶１！ｐＨ／時間特性が示され、ｉＩらに成分組成０＠
係から区域４に入るガラスも示されている。

第１！！ｌｌに示される多くのガラスを製造した。

この場合、ある種の成分１％に５酸化リンは溶融時に飛
散し、組成を特定することは困難であったが、目標とす
る組成をとれらの区域が特定した。これら目標組成は下
記の通シである。以下に示す数値は令ル憾を意味する。

区域２　３２．０　　　Ｂｏ、０　　３＆０区域３　２
４．５　　３５．０　　４０．５各区域の配合範囲は下
記の通シでありた。

区域Ｉ　　ＺｎＯ４９Ｊ　　ｔｅ　　５０．４ＣａＯ１
８，０ｔｏ　　１８．５ Ｐ、０５３１．４　ｔｏ　３１．７ 区域２　　ＺｎＯ３１，８ｔ・３２．３Ｃａ０　２９．
０　　ｔｏ　　２９．８Ｐ！Ｏ８３８，２ｔ・３８．７ 区域３　　　ＺｎＯ２３，９ｔｏ　　２６．３ＣａＯ３
３，６ｔｏ　　３５．０ Ｐ２０．　　４０．Ｏｔ・　４１．３ 種々の組成をその溶解速度とともに発１．２および３に
示す 表　　１ 製造条件　　　　分析成分比　　　　溶解速度ｍｏｌｌ
Ｇ ９＄Ｏ１５０，４１８，０３１，６０，０２ａ１０５０
　　１　４９．８　１＆５　３１．７　　０．０８２１
０！！０　　１　１ｓ０．１　１．８．５　３１．４　
　０．０３４９５０　　４　５Ｑ、３　１７．６　３２
．１　　０．０２８９５０　　４　４９．７　１＆６　
３１．７　　０．０１１１０５０　　４　・４９．６　
１８．４　３２．０　　０．０２？１０！Ｓｏ　　　４
　　！！１．０　１７４　８１．８　　０．０３１１９
５０　１８　５０．１　１７．９　３２．ＯＱ、０！１
９５０　６４　５０．２　１７８　３ＬＯ（ＬＯ２＄表
　　２ 区域２（Ｉｌｉ科Ｎ） ｏ１９ｇ ９５０　１　３２．３　２９．５　３８．２　　０．０
６０１０５０　１　３２．１　２９．２　３８．７　　
０．０Ｇ８１０５０　１　３１．８　２９．８　３８．
４　　０．０５５９５！０　４　３１．９　２９．７　
３８．４　　０．０５８１０！Ｓｏ　　４　３２．６　
２９．３　３８．１　　０．０４３１０５０　４　３１
．６　３０．７　３７．６　　０．０７３１０！Ｓｏ　
　４　３２．０　３０．４　３７．６　　０．０５２９
５０　１６　３２．３　２９．７　３８．０　　０．０
６２９５０　１６　３１．８　３０．５　３７．７　　
．０．０５３１０５０　１６　３１．８　３０．！＄　
　３７．７　　０．０５７１（ｎｏ　　６４　３１．５
　３０．２　３８．３　　０．０５０１０８０　６４　
　ａ２．ｌ　　３０．３　３７．６　　０．７８表３ 製造条件　　　分析成分比　　　　溶・解速度ｍｓ１　
％ ９５０　１　２３．９　３４．８　４１．３　０．０！
＄１１９８０　１　２４．９　３４，４　４０．７　０
．０７８１０！Ｓｏ　　１　２５．０　３５．０　４Ｇ
、０　０．０６７１０！！０　１　２６．３　３：１．
６　４０．１　０．０５５９！Ｓｏ　　４　２４．８　
３４．４　４０．９　　α０６１９５０　４　２４．６
　８５．４　４０．０　０．０・０９５０　４　２５．
２　３３．９　４０Ｊ　　Ｑ、０７Ｓ９５０１６　２５
．８　３３．６　４０Ｊ　　Ｏ，０５０９！＄０６４　
２４．５　３４．７　４０．８　０．０７４ガラス組成
物の防蝕効果は電気化学的に試験し得ることが見出され
九。

すなわち、標準テスト方式として導電性を得るために塩
化カリウム水溶液を入れ、さらに軟鋼電極および非反応
性参照電極を設けたテスト七ル、中にガラスを溶解させ
た。

ガラ・スＯ溶解にようて解放された防蝕性イオンは軟鋼
電極上に絶縁膜を形成した。この膜の防蝕特性は軟鋼電
極へランプ電圧を印加し、膜のラン／破壊が生じ、電流
が流れ始める点を捉えるととによ、て測定した。１０〇
−防蝕は電流が全く流れｆｋｖｈ’ｍ論的に完全な膜と
して定義しえ。

区域１．２および３のガラスの測定結果を第３図に示す
、そＯ他、比較的酸度の大＊ｎガラス顔料、区域４，５
０ものおよびオルソ〕ん酸！Ｉ＆（従来の防蝕削）を比
較の丸め同様に示した。これから明らかな如くこの区域
１．２のガラスは防蝕効果が高く、区域３のガラスは轟
初Ｋかいてそれほどでないが防蝕効果が次第に向上し、
長期間に亘うて十分満足を程度に達する。

本発明の他の態様としては溶液−が３．２以下の防蝕性
ガラスを用い、これにそＯ高−酸度を中和するための中
和剤を添加したものである。

この中和剤はアルカリ性のもので、低溶解度の化学量論
化合物、たとえば縦置カルシウム又は比較的−の高い第
２の水溶性ガラス等を用ｉることかできる。この中和剤
は塗布される金属表面の−を増大させるためのものでＴ
ｏ９で、したがって、湿気が侵入したとしても長期間に
夏りて金属表面近傍の−が３．２以下となるおそれがな
い。

この中和剤は固体顔料の一部としてガラスとと亀に樹脂
Ｃヒクル（分散媒）中に分散される。

仁のような中和剤の使用はペイントの１ふくれ１現象・
を防止する効果をも有する。

ペンキ膜内方Ｏ８ｌ気中に溶憤した物質の鍋度が過剰に
なると浸透現象によシ水がこのペン中膜を通してさらに
浸入することが知られておシ。

これによりてペン中膜のふくれが生ずることがしばしば
見られ為。

しかるに１本発明においては活性顔料の溶解速度とこの
中和剤の溶解を適合させるととＫよ〉電解質一度を遍轟
に抑え防蝕効果を向上させることかで龜る。この活性顔
料の溶解速度の調整は英ａｉ＊許出願ｍ７９３０Ｇ４１
に記載の如く、双方の溶解速度を調整し、活性ガラスの
溶解物を中和剤の溶解によりて除去するようＫすればよ
い。

本発１ｊｉにおいて樹脂ビヒクルとしてアルキド樹脂（
特に短油アルキドをキシレンに溶解させたｔの）を使用
することが好まし−が、その他従、来と同様に、工ｄＩ
！命シ樹脂、アクリル樹脂、塩素化：／ＡＪを使用して
もよい。

厚塗〕、九とえば５０〜１１００ａ以上で用いる場合は
ガラスは大部分の最終平均粒径が６゜ｓｍ以下となるよ
うに粉砕する必要がある。その他。

車体防蝕用にはガラス平均粒径は１５趨以下。

よ〉好ｔＬ（は１０顯以下とすることが好ましい。

本発明で用いられるガラス組成物は本質的に無色であｐ
、ペイント組成物中に単独又は他の着色用顔料とともに
使用してもよい０本発明に係わるペイントは多くの鳩舎
、単塗シで防蝕性および着色を十分に付与することがで
龜る拳したがうて、金属表面への塗装を本発明に係わる
ペイントのみで十分に目的を達成させるととがで龜る−

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わるガラス組成物の範囲を示す三角
図表、第２図および第３図は本発明に係わるガラス区域
の特性をそれぞれ示す線図で参る。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第１頁の続き 優先権主張　０１９８１年６月２日■イギリス（Ｇ　Ｂ
）＠８１１６８１７ 昭和　年　月　日 特許庁長官　　若　杉　和　夫　殿 １、事件の表示 特−昭５７−９３２６０号 ２、発明の名称 腐蝕防止用組成物およびこれを含むペイント３、補正な
す奮者 事件との関係特許出−人 アイテイーテイー−インダストリーズ・インコーポレー
テ・ラド４、代理人 昭和５７年９月２８日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　明細書中に電画する区域１．区域２９区域３
   のガラスから選ばれるガラス組成物を會む腐蝕防止用組
   成物。 （２）＃ｆうｊＬ組成物ｔｏｍｔ１ｗｋｉが３．２以上
   でああ特許請求の範囲第１項記載Ｏ組成物。 （３）ガラス組成物中の５酸化リンが４０４ルー以下で
   ある特許請求の範囲第１項又は２項記載の組成物。 （４）ガラスの平均粒径が６０μｍ以下で６為特許請求
   の範囲第１項ないし第３項の−ずホかに記載の組成物。 （５）　　樹脂ビにクルと咳樹脂中に分散させた水溶性
   防蝕用ガラスとを具備すゐ防蝕用ペイントにおいて、＃
   ガラスの溶ＩＥｐｌ（が３．２以上であるペイント （＠　誼ガラスの溶液−が４．０以上である特許請求の
   範囲第５項記載Ｏペイント。 （η　明細書中に定義する区域ｌ９区域２２区域３のガ
   ラスから選ばれるガラス組成物を含む腐蝕防止用組成物
   と樹脂ビヒクルを含むペイント・ （８）　　該ガラス組成物の溶１！−が３．２以上であ
   る特許請求の範囲第７項記載のペイント。 （９）ガラス組成物中の５酸化リンが４０峰ル嘔以下で
   ある特許請求の範囲第７項記載のペイント。 ａ呻　ガラスの平均粒径が６０　ａｍ以下である特許請
   求の範囲第７項記載のペイント。 α力　樹脂ビヒクルと、と九に分散させた水溶性防蝕性
   酸性ガラスとを含むペイントにおいて。 アルカリ性物質を含み、これにより、誼ガラスの溶鱗に
   よ多発生する酸性物質を爽質的に中和させることを特徴
   とするペイント。 （ロ）、アルカリ性物質が水溶性ガラスである特許請求
   の範囲第１１項記載のペイント。 （２）アルカリ性物質が炭素カルシウムでわる特許請求
   の範囲第１１項記載のペイント・ａ◆　ガラス中に含ま
   れる５酸化シんの含量が４０モル−以下である特許請求
   の範ｆｉｌｌ１１項ないし第１３項のいずれかに記載の
   ベイン［・（ハ）ガラスがアル電すを含む特許請求の範
   囲第１１項ないし第１４項のいずれかに記載のペイント
   。 （２）　ガラスの平均粒径が１０μｍ以下である特許請
   求の範囲第１１項ないし第１５項のいずれかに記載の（
   インド・ ａ′ｈ　　樹脂が短油アル午？樹脂である特許請求の範
   囲第１１−項ないし第１６項のいずれかに記載のペイン
   ト・