JPH06248473A - 溶融アルミニウム鍍金鋼材の防食方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、特定の防食塗料を塗装し、美観を
付与するとともに、本来の防食塗装の機能を発揮させ、
ピッチングコロージョンの発生しない溶融アルミニウム
鍍金鋼材の防食方法を提供することを目的とする。 【構成】 本発明は、pH7.5 〜９を示す防錆顔料を、顔
料容積濃度５〜４０％となるように含有せしめた塗料
を、乾燥膜厚５０〜３００μｍになるように塗装せしめ
ることを特徴とする溶融アルミニウム鍍金鋼材の防食方
法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は溶融アルミニウム鍍金鋼
材に美観性を持たせるとともに、長期耐食性を付与する
防食方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鋼材を腐食から防ぐ方法の１つとして、
溶融アルミニウム鍍金法が知られている。この方法によ
って得られた溶融アルミニウム鍍金鋼材は、Fe鋼材層−
FeとAlの合金層−Al層とから構成され、これらの層間の
電気化学的機構により、また、Al層が酸化され、酸化ア
ルミニウムの不態体皮膜を形成することにより、優れた
耐食性を示す。しかしながら溶融アルミニウム鍍金鋼材
は、表面に白錆などが発生するので美観を損ないやす
く、また船舶や海洋構造物、石油プラントなどの腐食条
件の厳しい箇所に適用した場合、耐食性が十分とはいえ
なかった。そこで従来、アルミニウム面用や溶融亜鉛鍍
金面用の防食塗料を、溶融アルミニウム鍍金鋼材に塗装
することが考えられていたが、該防食塗料を塗装すると
予想外にも局所腐食（ピッチングコロージョン）が発生
しやすく、塗装するとむしろ無塗装の場合よりも溶融ア
ルミニウム鍍金鋼材の寿命が短くなるケースが多々あっ
た。この原因はおそらく次の様なことが考えられる。

【０００３】防食塗装を施した溶融アルミニウム鍍金鋼
材は、船舶、海洋構造物や工場地帯の酸性雨に曝されや
すい地域にある構造物に適用された場合に、その塗膜の
欠陥部、たとえばピンホール等の初期欠陥部や使用時に
物理的に損傷する欠陥部などから塩素イオンや硫酸イオ
ンなどの腐食イオンが塗膜下に侵入し、蓄積し、酸性雰
囲気となる。アルミニウム鍍金の表層皮膜は、本来この
ような雰囲気でも安定であるが該表層皮膜に極くわずか
に突出した微小のFeとAlの合金が、ピッチングコロージ
ョンの発生点となり、続いてその下層のFeとAlの合金層
とFe鋼材に腐食が進行し、ピッチングコロージョンが発
生するものと考えられる。従って、従来は、溶融アルミ
ニウム鍍金鋼材の美観の付与などに塗装が望まれていて
も、該鋼材には塗装しないのが一般的であった。

【０００４】

【発明が解決しようとしている課題】本発明は、特定の
防食塗料を塗装し、美観を付与するとともに、本来の防
食塗装の機能を発揮させ、ピッチングコロージョンの発
生しない溶融アルミニウム鍍金鋼材の防食方法を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、このよう
な防食塗装による問題点を検討し、ピッチングコロージ
ョンの発生しない溶融アルミニウム鍍金鋼材の防食塗装
を検討した結果、特定の条件下で、その懸濁液のpHが7.
５〜９となる防錆顔料を所定の割合で含む塗料を、所定
の厚さで塗布することにより、塗膜を有する溶融アルミ
ニウム鍍金鋼材のピッチングコロージョンを効果的に防
止できるという知見を得た。したがって、本発明は、溶
融アルミニウム鍍金鋼材表面を清浄した後、pH 7.5〜９
を示す防錆顔料を、顔料容積濃度５〜４０％となるよう
に含有せしめた塗料を、乾燥膜厚５０〜３００μｍにな
るように塗装し、次いで乾燥することを特徴とする溶融
アルミニウム鍍金鋼材の防食方法を提供するものであ
る。なお、本発明のpH 7.5〜９を示す防錆顔料とは、２
０℃において、濃度５％の塩化ナトリウム水溶液５０ml
に、１ｇ加え、１分間振盪し、１時間静置した後、その
懸濁液のpHが7.５〜９となる防錆顔料をいう。なお、pH
の範囲をこのように限定するのは、該pHが7.５未満とな
るような防錆顔料を使用するとピッチングコロージョン
が生じやすく、一方、該pHが９を超えるような防錆顔料
を使用するとAl層そのものが腐食しやすくなり、フクレ
が発生しやすくなるのでいずれも好ましくないからであ
る。以下、本発明を詳細に説明する。

【０００６】本発明において使用する塗料は、特定の防
錆顔料を所定の割合で含有するという点以外は、従来か
ら公知の防食塗料と同様のものを使用することが可能で
ある。すなわち結合剤、さらに必要に応じ有機溶剤、着
色顔料、体質顔料、その他沈殿防止剤、流れ止め剤、ハ
ジキ防止剤などの各種添加剤からなる組成物に、特定の
防錆顔料を配合したものからなるものである。前記結合
剤としては、アミン硬化エポキシ樹脂、イソシアネート
硬化ポリオール樹脂、塩素化樹脂、クマロンインデン樹
脂、塩化ビニール樹脂、キシレン樹脂、クイントン樹
脂、アルキッド樹脂、或いはこれらの２種以上の混合物
などが代表的なものとして挙げられる。前記溶剤として
はキシレン、トルエン、などの芳香族炭化水素、アルコ
ール、ケトンなどが代表的なものとして挙げられる。ま
た、必要に応じ配合する着色顔料としては酸化チタン、
酸化鉄、カーボンブラック、体質顔料としてはタルク、
マイカなどが代表としてあげられるがこれら着色顔料、
体質顔料は、前述のpH測定法によるpHが中性付近、すな
わちpHが約７±0.５の顔料を使用するのが望ましい。

【０００７】本発明で使用する防錆顔料としては、リン
酸亜鉛、ポリリン酸亜鉛、ポリリン酸ナトリウム亜鉛、
リン酸亜鉛カルシウム、リン酸カルシウムバリウムシリ
ケート、有機ニトロ化合物亜鉛塩、ホウ酸亜鉛、シアナ
ミド亜鉛カルシウム、カルシウムシリケート、モリブデ
ン酸亜鉛カルシウム、モリブデン酸カルシウム、モリブ
デン酸亜鉛、炭酸カルシウム或いはこれら２種以上の混
合物などが代表的なものとして挙げられる。特に本発明
においては、炭酸カルシウム又は炭酸カルシウムと前記
の条件を満たす他の防錆顔料との混合物が好適である。
本発明において使用する塗料は、以上説明したような成
分から構成されるが、結合剤は、塗料中１０〜６０重量
％、有機溶剤は約２５〜５０重量％になるように配合す
るのが適当である。また防錆顔料は、顔料容積濃度（Ｐ
ＶＣ）で５〜４０％、好ましくは１０〜３５％になるよ
うに配合するのが適当である。なお、防錆顔料の配合量
が、前記範囲より少ないとピッチングコロージョンの発
生防止効果が少なく、一方、前記範囲より多いと塗膜の
各種物理的強度が低下するのでいずれも好ましくない。

【０００８】また、着色顔料や体質顔料などを配合する
場合は、防錆顔料と合わせたＰＶＣが７０％以下、好ま
しくは５０％以下になるように配合するのが適当であ
る。次に、本発明の溶融アルミニウム鍍金鋼材の防食方
法について説明する。溶融アルミニウム鍍金鋼材は、前
述の塗料を塗装する前に、鍍金処理工程で付着したフラ
ックスなどの不純物を除去し、また既設の溶融アルミニ
ウム鍍金鋼材の場合は、それに付着しているゴミや腐食
性イオンなどの不純物をスチーミング、水洗あるいはサ
ンディングなどの機械的手段で除去し、溶融アルミニウ
ム鍍金鋼材表面を清浄にする。次いで前述の塗料を、エ
アースプレー、エアーレススプレー、ローラー刷毛、刷
毛などの通常の塗装手段により、乾燥膜厚５０〜３００
μｍ、好ましくは８０〜２００μｍになるように塗装
し、自然乾燥もしくは、１００℃以下の温度で強制乾燥
させる。

【０００９】

【発明の効果】本発明の防食方法により、溶融アルミニ
ウム鍍金鋼材にピッチングコロージョンを発生を無く
し、長期耐食性を付与することが可能となり、該鋼材に
美観性を付与することができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明する。 ＜塗料の調製＞表１に示した成分のうちポリアミド硬化
剤を除き、サンドミルにて２時間練合し、塗料組成物を
調製した。実施例９を除くエポキシ樹脂系の塗料は塗装
直前にポリアミド硬化剤を混合した後、塗装した。 ＜試験板の作成＞溶融アルミニウム鍍金鋼材（ＪＩＳ
Ｇ ３１０１、鍍金厚み７５μｍ、大きさ７０×１５０
×3.２mm）の表面をサンドペーパーにて研磨し、表面に
付着している水溶性フラックスを除去し、水洗後乾燥さ
せた。ついで表１に示す各塗料をエアースプレーにて乾
燥膜厚１００μｍになるように塗装し、７日間自然乾燥
させた。得られた塗板につき、塩水噴霧試験、塩水浸漬
試験を下記の方法により行い、その結果を表２に示し
た。

【００１１】（試験法） １）塩水噴霧試験 スガ試験機（株）製ＳＴ−１１Ｌ−１８０塩水噴霧試験
機を使用し３５℃、湿度９５〜９８％ＲＨに調整した試
験槽内で５ｗ／ｖ％の食塩水を試験板面に噴霧する。試
験板は前記塗板の塗膜にＮＴカッターにて鍍金加工面に
達するスクラッチを刻み試験を行った。 ２）塩水浸漬試験 濃度３％の食塩水を満たしたビーカーに試験板を浸漬
し、室内に静置して試験を行った。試験板は前記塗板の
塗膜にＮＴカッターにて鍍金加工面に達するスクラッチ
を刻み、試験を行った。

【００１２】１）及び２）の性能評価は次の基準に基ず
いてスクラッチ部に発生するフクレをチェックし評価し
た。 ◎ ：異常無し ○ ：スクラッチ長さの５％以下のフクレ △ ：スクラッチ長さの２０％以下のフクレ × ：スクラッチ長さの５０％以上のフクレ 結果は表２に示した。表２より明らかな通り、本発明の
方法による実施例１〜９は、優れた防食性を有してい
た。一方、pH7.５未満及び９超の防錆顔料を使用した比
較例３、４やpHが7.５〜９の防錆顔料を使用してもＰＶ
Ｃが５％未満または４０％以上の比較例１、２は早期に
劣化が生じた。

【００１３】

【表１】 表 １ ─────────────────────────────────── 配 合 実 施 例 1 2 3 4 5 6 7 エポキシ樹脂 注1) 8 8 8 8 8 8 8 結 クイントン樹脂 注2) 12 12 12 12 12 12 12 合 ポリアミド硬化剤 注3) 12 12 12 12 12 12 12剤 塩化ゴム樹脂 注4) − − − − − − − 1)リン酸亜鉛 注5) 12 − − − − − 5 防 2)ホウ酸亜鉛 注6) − 10 − − − − − 錆 3)カルシウム 注7) − − 10 − − − − 顔 シリケート 料 4)シアナミド 注8) − − − 12 − − − 亜鉛カルシウム 5)炭酸カルシウム 注9) − − − − 27 − 22 6)リンモリブデン 注10) − − − − − 12 − 酸亜鉛カルシウム 7)亜鉛末 注11) − − − − − − − 8)トリポリリン酸 注12) − − − − − − − アルミニウム 酸化チタン 10 10 10 10 10 10 10 そ タルク 15 17 17 15 − 15 − の 沈殿防止剤 注13) 3 3 3 3 3 3 3 他 可塑剤 注14) − − − − − − − 原 キシレン 20 20 20 20 20 20 20料 イソブタノール 8 8 8 8 8 8 8 合 計 100 100 100 100 100 100 100 防錆顔料のＰＶＣ 11.0 10.5 15.7 10.5 27.7 12.1 24.4

【００１４】 表 １の続き ─────────────────────────────────── 配 合 実施例 比 較 例 8 9 1 2 3 4 エポキシ樹脂 注1) 8 − 8 4 6 8 結 クイントン樹脂 注2) 12 5 12 5 8 12 合 ポリアミド硬化剤 注3) 12 − 12 6 8 12剤 塩化ゴム樹脂 注4) − 10 − − − − 1)リン酸亜鉛 注5) − 5 5 55 − − 防 2)ホウ酸亜鉛 注6) − − − − − − 錆 3)カルシウム 注7) 5 − − − − − 顔 シリケート 料 4)シアナミド 注8) − − − − − − 亜鉛カルシウム 5)炭酸カルシウム 注9) 22 18 − − − − 6)リンモリブデン 注10) − − − − − − 酸亜鉛カルシウム 7)亜鉛末 注11) − − − − 35 − 8)トリポリリン酸 注12) − − − − − 10 アルミニウム そ 酸化チタン 10 15 − − − 10 の タルク − − 22 18 18 17 他 沈殿防止剤 注13) 3 3 3 3 3 3 原 可塑剤 注14) − 3 − − − − 料 キシレン 20 41 20 21 17 20 イソブタノール 8 − 8 6 5 8 合 計 100 100 100 100 100 100 防錆顔料のＰＶＣ 26.3 33.4 4.1 60.0 9.4 17.5

【００１５】注1)「エピコート＃１００１」（油化シェ
ルエポキシ社製商品名） 注2)「クイントンＱ１５２５Ｌ」（日本ゼオン社製商品
名） 注3)「サンマイド１５０−６５」（三和化学工業社製商
品名） 注4)「アロプレンＲ−２０」（ＩＣＩ社製商品名） 注5) ５％食塩水中でのpH＝7.５〜7.９５ 注6) 同 上 ＝8.０〜8.５ 注7) 同 上 ＝8.１〜8.９ 注8) 同 上 ＝8.０〜8.７ 注9) 同 上 ＝8.０〜8.６ 注10) 同 上 ＝8.０〜8.９ 注11) 同 上 ＝9.１〜9.５ 注12) 同 上 ＝5.３〜6.３ 注13) 「ベントン＃３４」（レオックス社製商品名） 注14) 「エンパラ＃４０」（味の素社製商品名）

【００１６】

【表２】 （試験結果） 表 ２ ───────────────────────────────────実施例、比較例No. 及び防錆顔料 塩水噴霧試験 塩水浸漬試験 300時間 500時間 １ヵ月 ２ヵ月 実施例 １（りん酸亜鉛) ◎ ○ ◎ ○ ２（ホウ酸亜鉛） ◎ ○ ◎ ○ ３（カルシウムシリケート） ◎ ◎〜○ ◎ ○ ４（シアナミド亜鉛カルシウム） ◎ ○ ◎ ◎ ５（炭酸カルシウム） ◎ ◎ ◎ ◎ ６（リンモリブデン酸 ◎ ○ ◎ ○ 亜鉛カルシウム） ７（りん酸亜鉛＋炭酸カルシウム） ◎ ◎ ◎ ◎ ８（カルシウムシリケート＋ ◎ ◎ ◎ ◎ 炭酸カルシウム） ９（りん酸亜鉛＋炭酸カルシウム） ◎ ◎ ◎ ◎ ─────────────────────────────────── 比較例 １（りん酸亜鉛) ◎ △〜○ ○ △ （ＰＶＣ＝５％未満） ２（りん酸亜鉛) ○ △ ○〜△ × （ＰＶＣ＝４０％超） ３（亜鉛末） ○ ×〜△ ○ △ （pH＝9.０超） ４（トリポリリン酸アルミニウム） △ × △ × （pH＝7.５未満）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴田 昭男 長崎県長崎市深堀町５丁目717番１号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 友重 清美 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融アルミニウム鍍金鋼材表面を清浄し
   た後、pH 7.5〜９を示す防錆顔料を、顔料容積濃度５〜
   ４０％となるように含有せしめた塗料を、乾燥膜厚５０
   〜３００μｍになるように塗装し、次いで乾燥すること
   を特徴とする溶融アルミニウム鍍金鋼材の防食方法。