JPS63500041A - 防錆性顔料組成物およびその製造方法 - 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】 防錆性顔料組成物およびその製造方法 服地分立 本発明は、主として染料および封泥並びに腐蝕防止塗料の製造のための、染料お よびワニス工業の目的に用いることのできる、活性な防錆性顔料組成物に関する 。さらに・本発明は、活性な防錆性顔料組成物の製造方法に関する。

発皿少宜景 よく知られているように、最近、塗装によって保護される表面は、特に工業設備 にとりつけられる場合に、強い暴露に対してさえも保護されなければならないの で、耐蝕塗料に対する要求が増加しつつある。また、実際上最良であるとされて いる防錆性顔料、特に赤鉛（Ｐｂ３０４）およびそのクロム酸塩を用いることの 可能性は、これらの材料が毒性を有し、特にそれらの使用に噴霧法を適用した場 合に、このプロセスは健康に害を及ぼすことから、ますます制限されているとい うことが知られている。多くの地域で、それらの使用は厳しく禁止され、あるい は制限されている。だから、一方では増加する腐蝕防止の要求増加にこたえ、も う一方では、健康や環境まれでいる。

発ＪＬ１１！ この発明の主題は、 ａ）アルミナ水和物（Ａ　ｌ　（ＯＨ）　３＞、ｂ）アルミナ水和物の１００重 量部に対して１０〜１００重量部の量の、最大限度より小さい原子価を有する可 変原子価の両性元素もしくは金属の無毒性の酸化物、水酸化物、酸化水酸化物、 炭酸塩または燐酸塩（アルミニウムの場合には、適当な酸化物または酸化水酸化 物）の少なくとも一種、およびＣ）アルミナ水和物の１００重量部に対して０〜 ４０重量部の量の炭酸カルシウムおよび／または炭酸マグネシウム、を含み、２ ０μｍより小さい粒度を有する、活性な防錆性顔料組成物である。

生匪■■悶友諺肌 本発明の目的は、それぞれ、前記の要求を充足し、どの従来の腐蝕防止塗料にも 利用でき、通常の操作で保護されるべき表面に適用することのできる顔料組成物 を提供することにある。この課題を解決するために、いくつかの試みが行なわれ てきた。適当な材料を、害のない化合物から選ばなければならないという条件の ために、進展は困難であった。

我々の試みの間に、驚くべきことに、以下の事実を認識することができた。即ち 、種々の原子価を有する両性元素または金属、厳密に言えば最大限度より小さい 原子価を有する両性元素または金属、の無毒性の酸化物、水酸化物、酸化水酸化 物、炭酸塩または燐酸塩が適当な量のアルミナ水和物といっしょにされ、この混 合物が所望によりカルシウム炭酸塩またはマグネシウム炭酸塩により完成され、 この混合物が微粉砕される場合に、以前より知られていた防錆性顔料が示すより も、はるかに強い腐蝕防止効果を有する表面塗装材料を与える顔料組成物が得ら れるのである。

この認識に基いて、この活性な腐蝕防止顔料組成物は、ａ）アルミナ水和物（Ａ 　ｌ　（ＯＨ）　：ｌ）、ｂ）アルミナ水和物の１００重量部に対して１０〜１ ００重量部の量の、最大限度より小さい原子価を有する可変原子価の両性元素も しくは金属の無毒性の酸化物、水酸化物、酸化水酸化物、炭酸塩または燐酸塩（ アルミニウムの場合、適当な酸化物または酸化水酸化物）の少なくとも一種、お よびＣ）アルミナ水和物の１００重量部に対して、０〜４０重量部の量の炭酸カ ルシウムおよび／または炭酸マグネシウム、を含みその粒度は２０μｍより小さ い。

本発明の観点から、無毒性化合物なる語は、アルミナ水和物とともに、表面保護 塗料に通常の、この明細書にも述べた比において用いられたときに、保護される べき表面に対してどのような方法で適用されても、健康に害を与えない化合物を 意味する。

アルミナ水和物成分として、本発明に係る顔料組成物は、バイエル法により製造 されるアルミナ水和物を含むのが有利である。すなわち、この材料を製造する過 程で生じる弱アルカリ性は、腐蝕防止の観点からすれば、有利である。もし白色 顔料が所望されるならば、炭化アルミナ水和物を所定の量で用いるのが好ましい 。この量は、全体の６０重量パーセントまでの範囲であろう。

本発明に係る顔料組成物は、成分ｂ）として、前記に列挙した、同等に安定な酸 化物、水酸化物、および酸化水酸化物を形成する金属の化合物を含むのが有利で ある。そのような金属は、主としてアルミニウム、鉄およびマンガンであり、そ れらの化合物は、特に防錆性顔料組成物に有利である。これらの金属の化合物は 、それぞれに顔料組成物に用いられてもよいけれども、アルミニウム、鉄および マンガンの化合物を全部いっしょに含む顔料組成物がより有利である。

前記に加え、この発明に係る顔料組成物は、他の両性元素、例えば、亜鉛および その他の可変原子価の金属、すなわち錫、コバルトまたは銅の前述した化合物を 含んでいてもよい。成分ｂ）として挙げた化合物は、工業生産物あるいは廃棄工 業副生物であってもよいけれども、それらは天然無機物質であるのが好ましい。

成分ｂ）として挙げたいくつかの化合物が、その中に含まれる場合、天然無機物 質が特に有利である。

この発明に係る顔料組成物の成分ｂ）としては、以下の材料が有利であると考え られる。即ち、種々のボーキサイト、例えば、ギブス石、針鉄鉱、赤鉄鉱、そし て特にシデラ・イトボーキサイト、さらにはベーム石（Ａ　ｊｌ！　０　（ＯＨ ））、磁鉄鉱（Ｆｅ：＋Ｏｔ）、シブライト（ＦｅＣＯｚ）　、磁鉄鉱（ｒ　− ＦｅＯ（ＯＨ））、水マンガン鉱＜ｒ　−Ｍｎ（ＯＨ））　、ＥＥマンガンｉＩ ２．（ＭｎＣＯ８）、パイロルース鉱（β−ＭｎＯ□）、および＋慎酸亜鉛であ る。数種の金属の化合物を含む天然無機物質も有利であると考えられる。つまり 、例えば、ヤコブス鉱（ＭｎＦｅｚＯｔ）　、フランクリナイト（ＺｎＦｅｚＯ ４）またはクロム鉄鉱（ＦｅＣｒｚ０４）がこの発明の顔料組成物の成分ｂ）と して有利に用いられるであろう。

すでに述べたように、この発明に係る顔料組成物は・多くの成分ｂ）の一群に列 挙された化合物のうちの少なくとも一種を含む。もしこの組成物中に、成分ｂ） としてたった一種の化合物しか存在しない場合、その量は好ましくは、アルミナ 水和物１００重量部に対し約１０〜５０重量部の量である。より多くの化合物が 成分ｂ）を構成する場合、それらの量は、好ましくは、アルミナ水和物１００重 量部に対し、２０〜９０重量部になる。もし他の理由による制限、例えば所定の 色に対する条件、かないとすれば、成分ｂ）としては、数種の化合物の混合物を 用いるのが有利である。ある場合には、上に概略説明した成分ａ）およびｂ）に 加えて、アルミナ水和物１ｏｏ重量部に対し、４０重量部までの量の炭酸カルシ ウムおよび／または炭酸マグネシウムを含む顔料組成物がを利であろう。

これらの化合物は、天然無機物質であってもよい。組成物は、そのような化合物 として、石灰石、ドロマイト、沈殿チョークもしくはチョーク石またはこれらの 物質の種々の混合物を含むのが有利である。

この顔料組成物の粒度は、この発明に係る顔料組成物の使用およびそのような顔 料を含む塗装材料の腐蝕防止効果の観点より、重要である。顔料の粒度は、最大 で２０μｍであってよい。しかし顔料組成物は、１０μｍより小さい粒子を含む のが好ましく、５μｍより小さい粒子が有利である。もちろんこの種の微粒子は 、適当な条件下に物質を粉砕することにより、製造することができる。

この発明に係る方法の目的は、一方で、上に述べた粒度を確実にし、一方で成分 の完全な均質化を確実にすることにある。従って、この発明に係る顔料組成物は 、以下の方法で製造される。即ち、成分ｂ）およびＣ）より、それぞれ約１６０ 〜２００μｍの粒度を有する予備粉砕物を作り、これらの予備粉砕生成物とアル ミナ水和物とをそれぞれに乾燥させて、それぞれ１重量％より少ない水分量とし 、次にこれらを、必要な比で混合し、次いで均質化し、最後に粉砕して２０μｍ 、有利には１０μｍ、最も好ましくは５μｍより小さい粒度とするのである。

ある場合には（ある塗料組成物では）、粉砕の間に、組成物防錆性抑制剤を加え ることは、有利であろう。この目的に対しては、ハロゲン化アルキルピリジニウ ム、特に臭化セチルピリジニウムまたはある種の他の公知の防錆性抑制剤の２〜 １０重量％水溶液を材料中にスプレーする。

成分の予備粉砕、乾燥、計量および均質化は、通常の方法により通常の装置中で 行うことができる。しかし、微粉砕は、有利には空気整粒機を備えた、エアジェ ツト微粉砕機中で行うのが便利であり、この操作は、閉じた回路中で実施される のが有利である。微粉砕の間に、成分は完全に混合され、従ってその後の均質化 を必要としない。

溌馴■す限１法 この発明の顔料組成物は、どの種類の塗料、封泥または他の塗装材料にも使用す ることができる。これは、油または人工樹脂をベースとする染料にも同等に用い ることができる。

この発明に係る顔料は、染料組成物に対して約５０〜８５重量パーセントの量で 、用いられるのが便利であるけれども、必要ならば、これと違った比を用いても よい。この発明に係る顔料は、通常の染料、封泥および他の塗装材料と相容性を 有し、従って着色顔料および充填剤の両方と相容性を有する。この発明による顔 料組成物といっしょに、充填剤としてアルミナを用いることが特に推奨されるが 、しかしこのアルミナを他の充填剤材料と組み合わせることもできる。この発明 に係る顔料組成物は簡単に、かつ短時間で染料や封泥と混合する。

この発明に係る顔料組成物の利点は、その防錆性にある。

それは存在する腐蝕の進行を妨げるだけでなく、もとにもどしもする。我々の実 験では、この発明に係る顔料組成物は、処置表面上にある腐蝕層を比較的短時間 に止め、処理後は表面がきれいな金属面になることが認められた。この結果、こ の発明に係る顔料組成物を含む染料、封泥および他の塗装材料で処理する前に、 保護面を適切に清浄化する必要はない。

従って従来の防錆性材料を適用する方法にくらべ、かなり少ない労力で腐食防止 を達成することができる。この発明に係る顔料組成物の他の利点は、より大きな 粒度の充填剤や顔料が混合されないならば、この物質からなる塗装材料を、ベア リング表面の処理に用いることもできるということである。

すなわち、きわめて微細な粒度のために、ベアリング表面の磨耗を防ぐのである 。

この発明に係る顔料組成物が、健康に有害な材料を含んでいないということを考 えると、その使用により製造された塗料および他の塗装材料は、健康に対して最 も厳しい条件下においても適用することができ、どんな方法でも、例えば、保護 されるべき表面への噴霧によっても適用可能である。従って、この発明に係る顔 料組成物は、腐蝕防止における通常の、どのような方法によっても使用すること ができる。

この発明を、以下の例により、この発明の範囲を限定することなしに、さらに説 明する。

これらの例において「部」は重量部の意味で用いる。

■よ 以下の組成を有する封泥およびプライマー塗料用の顔料組成物を調製する。

アルミナ水和物　１０００ ０部シブライトボーキサ イシブライト含量：１０重量パーセント）６７７部シブライト鉱石濃厚物 （マンガン含量：３重量パーセント）１００部シブライトボーキサイトシブライ ト鉄鉱石’ＩＮ　Ｋ物をそれぞれ２００μｍより小さい粒度に粉砕する。アルミ ナ水和物は、その粒度が前記の条件に合致する（約１６０μｍ）ので、粉砕する 必要はない。粉砕した生成物とアルミナ水和物とを、それぞれ乾燥させて１質量 ％より少ない水分量とし、次いで、これらの成分を正確な比で混合し、螺施帯攪 拌機を備えるホモジナイザー中で均質化する。均質化した混合物を、空気整粒機 を備えたエアジェツト粉砕機に入れる。ここで、閉じた回路において、混合物を １０μｍより小さい粒度にまで粉砕する。この粉砕物をダスト分離機に接続され ているダストフィルター中に入れる。このダストフィルターの容器からとりださ れた、仕上り顔料組成物は、次の使用に供することができる。

猷 以下の組成を有する封泥用顔料組成物を調製する。

アルミナ水和物　１００部 ボーキサイト　６４４ 部シブライト （マンガン含量：２重量パーセント）１８部例１に述べた方法で、これらの成分 を粉砕し、均質化し、顔料を処理する。最終混合物を、２０μｍの粒度に粉砕す る。

開立 以下の組成を有する合成ペースプライマー塗料、スプレー封泥用および強電解質 （例えば海水）に対する保護用の顔料組成物を調製する。

アルミナ水和物　１００部 ボーキサイト　６６６ 部９５％シブライト厚物　２２部 水マンガン鉱　１１部 石灰石　１５部 例１に準じて、これらの成分を粉砕し、乾燥し、均質化することにより処理する 。均質混合物を、空気整粒機を備えたエアジェツト粉砕機に入れ、１０μｍの粒 度に粉砕する。砕いている間に、臭化セチルピリジニウムの６重量パーセント水 溶液を粉砕容器に、粉砕されるべき材料の１０重量パーセントの量を超えないよ うに注意し、予備粉砕チャンバー中にスプレーする。すなわち、この場合、水分 は粉砕および整粒の間に蒸発するので、分離除去を行う必要がない。

■↓ 以下の組成を有する、滑らかな表面仕上げを得るための、プライマー塗料やスプ レー封泥用の顔料組成物を調製する。

アルミナ水和物　１００部 ボーキサイト　６６６ 部シブライト　１６部 パイロルース鉱　８部 石灰石　１０部 微粉砕を５μｍの粒度が得られるまで行うことを除き、これらの成分を、例３に 述べた方法で処理し、調合して顔料を得る。

拠ｌ 以下の組成を有する、例４の適用分野のための顔料組成物を調製する。

アルミナ水和物　１０００ ０部シブライト　１６部 パイロルース鉱　８部 ドロマイト　１１部 例４で述べた方法によって、これら成分を処理し、調合して顔料を得る。

以下の組成を有する、温和な腐蝕状態で用いるための淡色プライマー塗料または 封泥のための顔料組成物を調製する。

アルミナ水和物　１００部 ６−ム石　１５部 菱マンガン鉱　５部 例１の方法で、これら成分を処理し、調合して顔料を得る。

微粉砕は、２０μｍの粒度が得られるまで行う。

皿１ 極めて迅速に発現する電気泳動塗装保護効果を達成するために、以下の組成を有 する顔料組成部を調製する。

アルミナ水和物　１００部 ボーキサイト　２５部 鱗鉄鉱　１０部 例１の方法で、これらの成分を処理し、調合して顔料を得る。

別」ユ 以下の組成を有する、プライマー塗装用の顔料組成物を調整する。

アルミナ水和物　１００部 磁鉄鉱　３０部 二酸化マンガン　５部 ドロマイト　２０部 例３の方法で、これらの成分を処理し、調合して顔料を得る。微粉砕は５μｍの 粒度が得られるまで行なう。

±工 以下の組成を有する顔料組成物を調製する。

アルミナ水和物 （炭化アルミナ水和物を５０部含む）１００部キ搗酸亜鉛　４０部 石灰石　４０部 例３に従って、これらの成分を処理し、調合して顔料を得る。微粉砕は５μｍの 粒度が得られるまで行なう。この顔料は、白色および有色塗料のそれぞれの製造 に適用できる顔料が得られる。

料組成物を調製する。

アルミナ水和物　１００部 轡溪酸亜鉛カルシウム　４０部 沈殿チョーク　１５部 例３の方法で、これらの成分を処理し、調合して顔料を得る。微粉砕は１０μｍ の粒度が得□られるまで行なう。

この発明に係る顔料組成物の防錆効果を調べるため、例１〜１０に挙げた１０重 重量の顔料組成物および顔料を用いて封泥を調製した。

封泥を１００Ｘ５０Ｘ　１．５　ｍｍの大きさの鋼製検体の表面に、５ｎの層に 適用した。検体の一部を、封泥を適用する前に、粉砕し、脱脂したけれども、別 の部分は、よごれた状態で封泥を塗った。

耐候試験をするため、これら検体に対し、くり返し老化試験を３０回行った。試 験の間、３０ｃｍの距離から４時間、３００Ｗのランプで紫外線をこれらの検体 に照射し、相対湿度９５％の空間に４時間保持し、１６時間、−２０℃で凍結さ せた。

ひどく汚染された工業環境での試験をするため、検体を標準規格、ドイツ工業規 格５０，０１８、に従って処理した。すなわち、検々体を、湿度９５〜１００％ の３３０リツトルの容器に入れ、０．２す、トル７日の割合で二酸化イオウを入 れ、この繰作を４０℃で３０日間続けた。

この試験の結果より、腐蝕負荷試験後、すべての場合にきれいな金属表面を維持 することがわかった。汚れた表面の腐蝕も増強されず、部分的に、または完全に 、もとにもどった。

び７の顔料組成物を含む封泥の場合において、清浄な金属表面が塗装面下に発現 した。

以上の実験で、この発明に係る顔料組成物で作られた塗装材料が、極めて高い防 錆効果をもち、極めて強い腐蝕暴露に対して、塗装表面を保護できる証拠が示さ れた。

国際調査報告

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. １．ａ）アルミナ水和物（Ａｌ（ＯＨ）３）ｂ）アルミナ水和物１００重量部に 対して１０〜１００重量部の量の最大限度より小さい原子価を有する可変原子価 の両性元素もしくは金属の無毒性の酸化物、水酸化物、酸化水酸化物、炭酸塩ま たは燐酸塩（アルミニウムの場合には、適当な酸化物または酸化水酸化物）の少 なくとも一種、および、ｃ）アルミナ水和物１００重量部に対して０〜４０重量 部の量の炭酸カルシウムおよび／または炭酸マグネシウム、を含み、２０μｍよ り小さい粒度を有する、活性な防錆性顔料組成物。
2. ２．成分ａ）として、バイエル法により製造されたアルミナ水和物を含む、請求 の範囲第１項記載の顔料組成物。
3. ３．成分ａ）として、６０重量％までの炭化アルミナ水和物を含有するアルミナ 水和物を含む、請求の範囲第１項または第２項記載の顔料組成物。
4. ４．成分ｂ）として、安定な酸化物、水酸化物および酸化水酸化物を形成するこ とのできる金属から誘導された少なくとも一種の化合物を含む、請求の範囲第１ 〜３項のいずれかに記載の顔料組成物。
5. ５．成分ｂ）として、少なくとも一種のアルミニウム、鉄および／またはマンガ ンの化合物を含む、請求の範囲第４項記載の顔料組成物。
6. ６．成分ｂ）として、天然無機物質を含む、請求の範囲第１項記載の顔料組成物 。
7. ７．成分ｂ）として、アルミナ水和物１００重量部に対して１０〜５０重量部の 量の単一化合物を含む、請求の範囲第１項記載の顔料組成物。
8. ８．成分ｂ）として、アルミナ水和物の１００重量部に対して、２０〜９０重量 部の量の少なくとも２種の化合物を含む、請求の範囲第１項記載の顔料組成物。
9. ９．成分ｃ）として、石灰石、ドロマイト、沈殿チョークまたはチョーク石また はそれらの混合物を含む、請求の範囲第１項記載の顔料組成物。
10. １０．その粒度が１０μｍ、有利には５μｍより小さいことを特徴とする、請求 の範囲第１〜９項のいずれかに記載の顔料組成物。
11. １１．請求の範囲第１〜１０項のいずれかに記載の顔料組成物を製造するにあた り、実質的に１６０〜２００μｍの粒度を有する予備粉砕生成物をそれぞれ成分 ｂ）およびｃ）から製造し、これらの予備粉砕生成物およびアルミナ水和物をそ れぞれに乾燥させて、１重量％より少ない水分量とし、次いでこれらの生成物を 所望の比において混合し、全体を均質化し、粉砕して２０μｍ、有利には１０μ ｍ好ましくは５μｍより小さい粒度とすることを特徴とする方法。
12. １２．粉砕の間に、防錆性抑制剤を前記成分中に噴霧することを特徴とする、請 求の範囲第１１項記載の方法。
13. １３．防錆性抑制剤として、ハロゲン化ピリジニウムの２〜１０重量％水溶液を 用いることを特徴とする、請求の範囲第