JPS6089506A - フレ−ク状亜鉛粉末 - 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】 本発明はフレーク状亜鉛粉末に関し、更に詳しくは塗料
用として好適な亜鉛又は亜鉛基合金のフレーク状粉末に
関する。

近年、鉄鋼の防錆用に有機系、無機系のジンクリッチペ
イントと称される亜鉛末塗料が多用されている。これら
の塗料に使用される亜鉛末原料は、一般に蒸留法で得ら
れる平均粒径２〜１０μの球状亜鉛末である。

ところが、この球状亜鉛末には、一般に以下に述べる欠
点がある。すなわち、比重が約７と大きいため、貯蔵中
の端内あるいは作業中に沈降してしまうこと、及び球状
であるが故に表面積が小さく、充分な防錆力を得るには
粒子が互いに接触する程密に充填しなければならず、必
然的に塗膜中の亜鉛濃度は高くせざるを得ないことなど
である。

この結果、塗膜強度の問題、あるいは厚膜に塗装された
場合の塗膜のワレ（クラック）、溶接、溶断不良、ある
いはそれらの作業時の亜鉛ヒユームによる労働衛生上の
問題点があった。

これらの問題点を解決、改善するため塗料用亜鉛末をフ
レーク化する事は従来よシ知られており、各種文献に発
表されている。すなわち、球状亜鉛末を表面積の大きい
フレーク状亜鉛に代えることにより、亜鉛粒子の互いの
接触が密になるため、亜鉛未使用量を大幅に低減するこ
とが可能になり、上記の問題解決に有効な手段とされて
いる。

しかしながら、フレーク状亜鉛を用いた亜鉛末塗料は、
−膜化されてないのが現状である。その理由は、高価格
となる点の他に以下の制約を受けるためである。すなわ
ち、従来の亜鉛フレークは、充分にフレーク化するため
には、ステアリン酸、オレイン酸等の高級脂肪酸および
／または、これ等の亜鉛塩、アルミニウム塩等の金属塩
を有機系粉砕助剤として、１．５〜５渠重量％の範囲で
添加するため、得られた亜鉛フレークは、これらの粉砕
助剤残留物で表面がコーティングされており、使用に際
しては大幅な制約を受ける点にある。即ち、これらの亜
鉛フレーク粉末を用いた亜鉛末塗料は、粉末表面が高級
脂肪酸で覆われているため、亜鉛系金属の本来有する機
能が充分発揮されず、防錆力が劣り、且つ白錆の発生が
著しい等の欠点がある。

そこで本発明者らは、亜鉛フレークに付随する有機系粉
砕助剤の悪影響を排除して、亜鉛フレーク本来の優れた
塗料用機能を発現させる方策について鋭意検討した結果
、有機系粉砕助剤の含量をある限定範囲内に抑さえるこ
とによって、上記問題点が解消されることを見出し、本
発明に到達した。

即ち、本発明は、高級脂肪酸ならびに高級脂肪酸の周期
律表ＩＩＢ族及び■Ａ族の金属の塩から選ばれる有機系
粉砕助剤の含量が０．５重量％以下の亜鉛又は亜鉛基合
金からなることを特徴とするフレーク状亜鉛粉末に関す
る。

本発明のフレーク状亜鉛粉末を得る方法としては、例え
ば以下に挙げる方法がある。

（１）従来の有機系粉砕助剤高含量の亜鉛フレークの表
面をコーティングしている高級脂肪酸くステアリン酸、
オレイン酸、ラウリン酸等）及びこれ等の金属塩（Ｚｎ
塩、Ａｔ塩等）を有機溶剤（キジロール、ドルオール、
アルコール系溶＊ｌＬケトン系溶剤、エステル系溶剤等
）で抽出し、有機系粉砕助剤を低含量化した亜鉛フレー
クを沢取する。

（２）有機系粉砕助剤高含量の亜鉛フレークの表面をコ
ーティングしている高級脂肪酸及びこれ等の金属塩を還
元性ガス（Ｎ２）又は不活性ガス（Ｎ２゜Ｈｅ　ｒ　Ｎ
２　）中で、これ等の脂肪酸及び塩が揮発する温度以上
に加熱し、これ等有機物を揮発させ、又一部は表面を還
元させ、より活性なフレークを得る。

（３）　無機系粉砕助剤（マイカ、タルり、エアロシー
ル等）を使用し、噴霧法で得た亜鉛粉末をフレーク化す
る。

以上の方法により、種々の形状、有機系粉砕助剤含量の
亜鉛フレークを作り、性能試験を実施し結果については
、後述の表等に示されたとおりである。その結果、ステ
アリン酸、オレイン酸、ラウリン酸等の高級脂肪酸及び
これ等の塩を０．５重量％を超えて含有したものは、通
常の３５重量％程度含有したものと同様に防錆力が劣り
且つ白錆の発生が著しい。一方、０．５重量％以下（好
ましくは０．１重量％以下）のものは、亜鉛本来の機能
をほとんど阻害せず、優れた防錆力を発揮する事が判明
した。

又、塗料化に際しては、フレークのサイズも重要な要素
である。すなわち、フレークの一片は最大１００μ以下
、平均厚み５μ以下、平均長径１．５〜３０μでアスペ
クト比（平均長径／厚み）は３以上の偏平状（片状粉）
であることが好ましい。すなわち、最大長さが１００μ
を超えると塗装時にスプレーガンの詰りの原因となり、
且つ塗膜は平滑な表面が得られない難点がある。又、亜
鉛フレークの平均厚みが５μを超え、平均長径が３０μ
を超え、且つアスペクト比が３未満であると、フレーク
は充分な比表面積を持つことができなくなり、防錆力、
厚膜性等に対しフレークの持つ特徴を発揮することが出
来ない。さらに、この場合にはエチルシリケート及びア
ルカリシリケートをビヒクルとした無機系ジンクリッチ
ペイントに使用した場合、クラック膜厚の向上にも効果
がない。

好ましいフレークの形状としては、最大長さ５０μ以下
、平均厚み０５〜２０μ、平均長径２〜１５μ、アスペ
クト比５〜１５である。この条件を満たし、且つ有機系
粉砕助剤が０．５重量係以下（好ましくは０．１重量％
以下）であれば、乾燥塗膜中の亜鉛含有量が５０重量−
以下でも、球状亜鉛末８０重量％以上の防食性に充分匹
適することが確認された。又、エチルシリケートをビヒ
クルとした無機系ジンクリッチペイントに使用した場合
、一般の球状亜鉛末では、クラックの発生膜厚が５０μ
以下であったのに対し、上記条件を満足した亜鉛フレー
クを使用すると１５０μ以上を示した。

又、上記条件は、亜鉛粉末をペースにしたフレークだけ
でなく、Ｚｎ−Ａｔ−Ｍｇ及びＺｎ−Ｎｉ−Ｃｒ等の亜
鉛基合金にも充分適用されることが判明した。

以下、本発明をよシ詳細に説明するために実施例及び比
較例を示す。

尚、塗料化に当っては、以下の条件で実施した。

ア、塗料用樹脂 ■−液梨型エポキシエステル樹脂商品名：ハリフタール
＋６０３播磨化成工業（株））。

■エチルシリケート縮合物（日本コルコート社製エチル
シリケート４ｏとイソゾロビルアルコールを混合し、部
分加水分解させて得た無機ジンクリッチペイント用バイ
ンダー。この時の加水分解率は９５％とし、不揮発分は
２０チとした。尚、加水分解率とは、エチルシリケート
４０が加水分解により５ＩＯ２に変化する化学量論的な
水の量を加水分解率１００チとした時の水量を云う。

イ、塗膜中の亜鉛及び亜鉛基合金量 乾量基準で４０％及び８５％の２つの水準とし、比較の
ために蒸留法で得られた平均粒径５μの球状亜鉛末と有
機物を除去する前の亜鉛フレークを加えた。

これらを塗料化し、各性能を比較した結果を衣に示す。

今回のテストは亜鉛系顔料の性能差を明確にするだめ、
顔料分としてはフレーク粉末あるいは球状亜鉛末とした
。

次に、表の亜鉛末塗料の試験方法について以下に述べる
。表中のビヒクルの種類で、ＥＰ　、　ｇｓはそれぞれ
前述の一液型エポキシエステル樹脂及びエチルシリケー
ト縮金物である。

ア、防錆性 赤錆の発生度を◎〜×で示した。

その基準は、ＡＳＴＭ−Ｄ　６１０　／　５ＳＰＣ−Ｖ
ｉ　ｓ　２　（７：１９〜１０点を◎、７〜８点を○、
５〜６点を△、１〜４点を×とした。

イ、白錆の発生度 相対評価とした。少ない・方から◎〜×で示しだ。

つ、素地付着性 ショツトブラスト鋼板（日本テストパネル社製）にエア
ースプレーで塗装し、２０℃、７５％Ｒ−Ｈに調整した
室内で１週間乾燥させた後、２％×２５′のがパン目テ
ープテストを実施し、１〜１０点の１０点法で採点した
。

工、厚膜時のクラック膜厚 上記つと同様の条件で乾燥させた塗板のクラックの有無
を目視にて判定し、クラック発生膜厚を測定した。判定
は膜厚〉１５０μを◎、１５０〜１００μを○、および
＜５０μを×とした。

オ、顔利の沈降性 エチルシリケートをペースとしたものは、塗料の不揮発
分を６０％に調整して、２０℃で５時間静ｔｔ　した状
態を観察した。エポキシエステル樹脂をペースとしたも
のは、塗料の不揮発分を６０％に調整して、５０℃で２
４時間静置した後の状態を観察した。

これらの観察結果を◎〜×で示した。

◎沈降物は全くなく非常に良好。

○軟沈降物はわずかにあるが、容易に再分散する。

△顔料分のほとんどが軟沈降し、再分散に時間を要す。

×　ハードケーキを形成し、再分散に長時間を要する。

力、エアレススプレー性 圧縮比３０：１のエアレス・スプレーＬｉｔを用い、−
矢玉３町−で、チアゾサイズ１６３−６１９（日本グレ
イ社製）を使用して、ノズルルチッフ０の詰りをチェッ
クした。

○チップの詰りはほとんどなく連続的にスプレー可能。

Δ　３０分間に１回程度の詰りはあるが、スプレー性に
問題なし。

×　２〜３分に１回以上の詰りがちり、連続スプレー不
可。

尚、特にことわらない限り、乾燥は２０℃、７５％Ｒ−
Ｈの室内で行い、クラック膜厚の測定以外の膜厚は２０
±２μにコントロールした。

表に示した結果から明らかな様に本発明で得られた亜鉛
フレークは、以下の優れた特徴を有する事が明らかであ
る。

１）従゛来の球状亜鉛末に較べ防錆力が優れている０本
発明の亜鉛フレーク及び亜鉛基合金フレークは、乾燥塗
膜中に４０％の含有で球状亜鉛末を８５％含有した系と
同等かそれ以上の防錆力を示している。これは、形状が
フレークの場合、球状に較べ比表面積が極めて太きいた
め、粒子間の接触が密に保たれることによるものと思わ
れる。

すなわち、亜鉛末塗料中の亜鉛含有量を大幅に低減する
ことが可能で、塗料膜引時の自在性の大幅な上昇につな
がシ、極めて好都合である。

２）ステアリン酸を０．５重量係を超えて含んだ亜鉛フ
レークと本発明の０．５重ｉｔ％以下の亜鉛フレークを
比較した場合、防錆力に差が認められた。

これは、前者の白錆の発生量が多いため、塗膜の消耗速
度が早く、塗膜寿命が短いためである。又、白錆の過度
の発生は塗膜寿命のみでなく、上塗り性の阻害等の弊害
となり、適用範囲も大幅な制約を受けることになる。

３）麦より明らかな様に亜鉛フレークを用いた系はクラ
ック膜厚が大幅に向上した。従来からフレーク秋の顔料
は塗膜の硬化時の内部応力を緩和する事がよく知られて
おシ、タルク或はマイカ等がその用途に広く使用されて
いるが、本発明の亜鉛フレークにも当然その効果がある
事が確認され、亜鉛木塗料の厚膜化を考える場合、極め
て有効である。但し、試験Ａ２９．１ｉ３０から判る様
にアスペクト比が３以下の場合は、その鳴動性はほとん
ど認められなかりた。又、累地付着性も球状亜鉛末と同
等で何ら問題はない。

４）塗料の貯蔵安定性、特に顔料の沈降性は球状亜鉛末
の沈降が激しく、又、試験扁２９〜３２のアスペクト比
の小さいものもその傾向がある。

５）エアレス、・スプレーでのガンの詰りは、−片の長
さが大きくなると悪くなる傾向にあり、最大長さが１０
０μを超すとその現象は顕著になる。

又、この様な阻粒を含む塗膜は平滑な表面が得られない
ことも判った。

以上の様に、本発明の亜鉛フレークは極めて優れた性能
を有し、粉砕助剤を含まないため、その使用に何ら制限
がない。

又、硬化乾燥性及びその他の塗膜物性、塗膜性能につい
ては従来の球状亜鉛末と何ら変わるところがなく、従来
同様の取り扱いで差しつかえないことは言うまでもない
ことである。

手続補正書 昭禾０５９翠　３月１３日 特許庁長官　若　杉　０　夫　殿 １、事件の表示 特願昭５８−１９５３５２号 ２、発明の名称 フレーク状亜鉛粉末 ３　補正をする者 ４、代理人 住所　東京都港区虎ノ門五丁目１３番１号虎ノ門４０森
ビル明細書 ６、　捕王の内容

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）高級脂肪酸ならびに高級脂肪酸の周期律表ＩＩＢ
   族及び■Ａ族の金属の塩から選ばれる有機系粉砕助剤の
   含量が０．５重量％以下の亜鉛又は亜鉛基合金からなる
   ことを特徴とするフレーク状亜鉛粉末。
2. （２）亜鉛フレークは、量大長さが１００μ以下、平均
   長径１．５〜３０μ、平均厚み５μ以下、及びアスペク
   ト比（長径／厚み）３以上の偏平状である特許請求の範
   囲第（１）項記載のフレーク状亜鉛粉末。