JPS6044145B2 - 塗被基材の珪酸塩処理 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 亜鉛めつき鋼板のような亜鉛表面を珪酸カリ水ガラス塗
布のような珪酸塩処理を行なつて、亜鉛の表面に耐腐蝕
性を与えてこれを保護することは公知である。

このような被覆はクロメート処理を行なつた亜鉛基材に
対してすぐれていることは明らかである。伝統的に行な
われているクロメート処理法で最初の処理を行なつた亜
鉛表面の保護を行なうために、この処理表面をコロイド
状シリカ又は珪酸塩溶液で上塗りすることも亦公知であ
る。

この白錆に対する防禦のための追加処理は珪酸ソーダお
よび／又は珪酸カリの珪酸塩溶液から生成する膜によつ
て達成することが出来る。白錆の防止の外、上塗りによ
つて特開昭５３−１２５２３吋に記載されているように
汚れの防止を行なうことが出来る。更に、珪酸塩の保護
被膜を直接鉄の表面に塗布する方法も公知である。此の
方法は鉄表面に珪酸塩物質を直接塗布するか、又はコロ
イド状シリカを鉄表面上に沈澱させることによつて行な
われる。これによつて鉄系基材に一時的防蝕が行なわれ
ることは公知である。又鉄系の表面の防護に六価クロム
化合物と珪酸塩物質を同じ組成物中て混合することも公
知である。

これらの代表的なものは樹脂物質を含有する乳化液であ
る。乳化液はポリアクリル酸ソーダを含むものであり、
通常の方法で塗布を行なうことによつて鉄系材料の表面
の防蝕を行なうことが出来る。樹脂をほとんど含有しな
いもので、鉄系基材の保護用の種々のクロム含有塗被物
も公知てある。

それらの中て粒状金属を含有するものが特に興味がある
。代表的な塗被組成物は比較的単純化されたものであつ
て米国特許第３６８７７３８号に開示されているように
主としてクロム酸とアルコール媒体中に粒状金属を有す
るもの等である。米国特許第３９０７６０８号に記載さ
れているようなその他の更に複雑な組成物は水と高沸点
有機液体とより成る液体媒体中に粉末状金属および六価
クロムを生成する物質を含有するものである。鉄系表面
上のこのような塗被物はこの表面を食塩溶液に暴露した
時赤錆の生成に対して極めて好ましい防護力を発揮する
。前記のように樹脂を含まない粒状金属と六価クロムを
生成する物質との組成物で保護されている基材、特に鉄
系基材が、食塩および風化条件に暴露した場合に他の添
加物を使用することなく、赤錆に対して極めて顕著な防
蝕性を持つことが今回発見せられた。

このような改善された防蝕性を有する基材に上塗剤とし
てシリカを使用すると塗被物を高温度に暴露した場合に
塗被物に耐熱性が更に附与される。食塩溶液について示
されているように、この耐蝕性の向上は極めて著しく、
例えば赤錆の生成に対しては５倍までもの向上が行なわ
れる。更に本発明によればこのような効果は直接塗装で
得られる。

本発明の特定の理論に拘束されるつもりはないけれども
、上塗り操作中に下塗りの微小な細孔が封鎖せられるよ
うに思われるが、下塗りの電気伝導度に対しては有害な
影響はなく、これは重要な保護機構であつて、そのため
に下塗剤が犠牲電極作用によつて下層を構成する基材を
保護することが出来るのである。このような耐蝕性なら
びに前記の耐熱性の外にこの塗被複合材料は、塗膜の接
着性等の好ましい特徴を損なうことなく耐傷性等の他の
特徴を改善することが出来る。本発明の前記特徴は塗被
複合材料の少なくとも一部分がほとんど樹脂を含有せす
下塗とそれ以外の塗被物とより成り、その各々が硬化に
よつて水に不溶性の保護塗膜を形成する組成物より成り
、・下塗が六価クロムを生成する物質と粒状金属とを液
体媒体中に含有している組成物として塗布せられ、土塗
が硬化された土塗膜中において塗被された基材の１平方
フード（イ）．０９３ｒｒＩ）当り約５０ミリグラムの
シリカ物質を与えるに十分な量の珪酸塩・物質を液体媒
体中に含有するものであるような塗被複合物で保護され
ている塗被された金属基材によつて実現される。

下塗剤は複雑な組成のものではないが、高温で金属基材
表面を硬化した後極めて好ましい耐蝕性ｌ塗膜を形成す
る。

米国特許第３６８７７３８号に開示されているような極
めて簡単な下塗組成物のある物はクロム酸とアルミニウ
ム、マンガン、亜鉛およびマグネシウム等の粒状金属だ
けを液体媒体中に含有している。下塗組成物のほとんど
すべては経済面から水だけを主剤にするものてある。

然しこれらの組成物の少なくともいくつかのものの液体
媒体として上記の外の物質又は上記の物質に代る物とし
て米国特許第３４３７５３１号のように塩素化炭化水素
混合物、第三級ブチルアルコールならびに第三級ブチル
アルコール以外のアルコールを包含する第三級アルコー
ルが開示させられている。液体媒体の選択に当つては一
般に経済性が大きい重要性を持つのであるが、そのため
この媒体は常に市場で容易に入手し得る場合が多いであ
ろう。塗膜の接着性ならびに耐蝕性がすぐれている特に
好ましい下塗剤組成物は水溶性繊維素エーテル類のよう
なシツクナーを含有することが多くまた高沸点の有機液
体をも含有しているであろう。

これらの特定の塗被組成物は経済面から、約０．０３な
いし３重量％の水溶性繊維素エーテル、例えばヒドロキ
シエチルセルローゼ、メチルセルローズ、メチルヒドロ
キシプロピルセルローズ、エチルヒドロキシエチルセル
ローズ、メチルエチルセルローズ又はそれらの混合物を
含有していることが好ましい。繊維素エーテル類はこれ
らの特定の塗被組成物の粘稠度を高めるために水溶性の
ものてあることが必要であるが、これらは塗被組成物中
の液体の全体積の５喀量％以内の体積を占める高沸点有
機液体に対しては溶解性を持つていなくても良い。この
ような有機液体はそれが存在する場合には、塗被組成物
液の５喀量％の場合と同じ基準て表わして実質的に約５
容量％以上、好ましくは約１熔量％以上を占めることが
出来る。特に好ましい下塗剤組成物の場合には、有機液
体は大気圧において１００′Ｃ以上の沸点を持つもので
あり、また水溶性であることが好ましい。

この有機液体は炭素、酸素および水素を含有し少なくと
も一個の酸素含有成分を有するもので、この酸．素含有
成分は水酸基、オキソ基又は低分子量のエーテル基、す
なわちＣ１〜Ｃ４のエーテル基であつて、そのためこの
ような液体を便宜上゜“オキソヒドロキシ液゛と名付け
ることがある。水に対する分散性および溶解性も要求さ
れるので重合炭化水５素類は特に適当ではなく、有利に
使用し得る炭化水素は炭素原子数約１５以下のものであ
る。これらの好ましい下塗剤組成物中に存在し得る特定
の炭化水素はトリおよびテトラエチレングリコール、ジ
およびトリプロピレングリコール、これらのグリコール
のモノメチル、ジメチルおよびエチルエーテル、ならび
にジアセトンアルコール、ジエチレングリコールの低分
子量エーテルおよびこれらの混合物である。米国特許第
３９０７６０８号には代表的な好ましい組成物が記載さ
れている。下塗剤の特定の金属は一般的に、微粉化した
アルミニウム、マンガン、カドミウム、鋼、マグネシウ
ム、又は亜鉛のような任意の適当な電気伝導・性の金属
顔料であつて、亜鉛末、亜鉛フレーク、又はアルミニウ
ムフレークならびにそれらの混合物が最適である。

フレークは粉末金属と混合しても良いが、代表的な場合
としては粉末の量は少量に限られる。金属粉末は代表的
には、その全粒子が１００メッシュの篩を通過し、大部
分が３２５メッシュの篩を通過するような粒子径を持つ
ものである。（此処に使用する゜“メッシュ゛は米国標
準系列である）。粉末は一般的にフレークの葉状である
性質と反対に球状である。塗被した基材上の下塗剤の重
量はかなり大幅に変動するが、金属のフレークを使用す
る場合以外はクロム１平方フード（イ）．０９３イ）当
り（ＣｒＯ３でなくクロムとして表わして）約５ミリグ
ラム以上を与える量として存在することが極めて通常的
である。

耐蝕性を高くしたい場合にはクロム１平方フード（イ）
．０９３７Ｔ１）当り約５００ミリグラム以内を含有し
ていても良い。一般的には、塗被物のクロムの重量（Ｃ
ｒＯ３でなくクロムとして表わして）と粉末金属との重
量比は約０．５：１以下でなければならず、此の値は上
記よりも重量の小さい塗被物の場合には更に一般的に当
てはまる。それは塗被物の重量が例えば粉末金属１平方
フード（イ）．０９３ｄ）当り５０００ミリグラムに近
づくとクロム対粉末金属の重量比は約０．２：１以下と
なるからである。このように重量の小さい塗被物に対し
ては下塗剤は塗被基剤１平方フード（イ）．０９３７７
７′）当り約１０ないし２００ミリグラムの粉末金属を
含有している場合が多い。下塗剤組成物および／又は上
塗剤組成物中には他の化合物が存在していても良いが、
電気伝動度および耐電蝕性等において塗被物の完全性を
損わないようにするためにこれらの化合物は下塗、上塗
両剤を併せても極めて少量に存在することが必要であつ
て、例えば下塗剤中には１０グラム／ｅ以下、上塗剤中
には５グラム／′以下のオーダーである。

下塗剤および上塗剤は共に実質的に樹脂を含有しないこ
とが必要である。下塗剤に対しては粘稠化剤および／又
は分散剤は除外される。樹脂を実質的に含有しないため
に、下塗剤、上塗剤共．に樹脂の含有量は１０グラム／
ｅ以下好ましくは全く樹脂を含まないことである。保護
される基材は任意の基材であるが、特に塗被物の熱硬化
条件に耐えることが出来る金属基材が好ましくは、最も
通常的には鉄系基材が使用される。

特に金属基材を使用する場合には、これをクロメート処
理又は燐酸塩処理等で、下塗りを行なう前に前処理する
。最善の耐蝕性を得るためには下塗剤の塗布後引つづい
て塗布した塗被物を加熱することが好ましい。この引つ
づいて行なう加熱は屡々硬化処理と呼ばれ風乾等の乾燥
の後に行なわれるが、その温度は７６−Ｈｇの圧力にお
いて約３５００Ｆ（１７ＴＣ）ないし約１０００′Ｆ（
５３８℃）を著しく越えない温度までの範囲にある。液
状組成物の塗布に先立つ基材の予熱は硬化処理温度を得
る−補助となるであろう。然しこのような硬化処理温度
は約４５０ないし７００こＦ（２３２〜３７１温度を越
えない場合が多い。硬化処理温度が高い場合には加熱は
数秒間程度の時間で急速に行なうことが出来るが、硬化
処理は低い温度で数分間の間で行なう場合が多い。此処
に使用する“シリカ物質゛という語は珪酸塩およびコロ
イド状シリカを包含するものである。

コロイド状シリカは溶剤系のものならびに水系のものの
双方を包含し、水系のものが経済的に最も有利である。
このようなコロイド状シリカは通常附加的成分例えば粘
稠化剤、例えば前記の水溶性繊維素エーテルを約５重量
％以内含有している。一般的に、コロイド状シリカを使
用することによつて下塗した基剤材料上に重量の大きい
シーリ力物質の上塗を付与することが出来る。固形分５
０重量％以内のコロイド状シリカを使用することが考え
られているが、このような濃度の高いシリカは、上塗剤
のスプレィ塗布を行なう場合には通常稀釈する。このよ
うな稀釈にによつて固形分１ないし２重量％以下のコロ
イド状シリカを造ることが経済的に有利である。所望の
上塗剤の重量を得ると同時に塗布の容易さを得るために
、このようなコロイド状シリカは約５ないし約４踵量％
の固形分を有することが最も有利である。上塗のシリカ
物質が珪酸塩である場合には、有機又は無機珪酸塩であ
つても良い。

有用な有機珪酸塩となり得るもの又は従来使用されて来
たものは、エチル、プロピル、ブチルおよびポリエチシ
リケートのようなアルキルシリケートおよびエチレング
リコールモノエチルシリケート、テトライソブチルシリ
ケートおよびテトライソプロピルシリケートのようなア
ルコキシシリケート、更にフェニルシリケートのような
アリールシリケートである。経済面からはエチルシリケ
ートが最も一般的に使用される。最高の経済性を得るた
めには無機珪酸塩が最も有利である。これらは代表的に
は水溶液として使用されるが溶剤系の分散物も亦使用さ
れる。このシリケートの使用に関連して４゜溶液゛とい
う語の意味は真溶液およびヒドロゾルを示す。好ましい
無機珪酸塩は珪酸のナトリウム塩、カリウム塩、リチウ
ム塩、ナトリウム／リチウム複合塩、並びにその他の同
様の複合塩、第四級アンモニウム塩を包含するアンモニ
ウム塩およびこれらの混合物を包含する水溶性珪酸塩で
ある。代表的な珪酸ソーダについてはＳｉＯ２とＮａ２
Ｏとのモル比は一般的に１：１と４：１の間の値である
。経済面から、これらの珪酸塩はＳｉＯ２とＮａ２Ｏと
のモル比が通常約１．８：１ないし約３．５：１の間の
極めて容易に市楊で入手し得るものが好まれる。最も効
果的かつ経済的には、シリカ物質として水系一珪酸ソー
ダ製品が好まれる。珪酸塩は少なくとも０．５重量％の
固形物を含有ｊしていることが必要であつて、また約５
唾量％まで又はそれ以上の固形分を含有するものであつ
ても良い。

所望の塗被重量を効率良く得るためには、珪酸塩は少な
くとも約１重量％の固形物を含有するものが有利である
。若干の塗被物について・は新たに塗被した部品を籠に
入れてこれを急速に回転し過剰の塗被物を除去すること
が工業的に便利である。此の方法では塗布は通常先す新
しく塗布するべき部品を籠に入れて、次にこれを塗被組
成物中に浸漬するので“浸漬回転゛法を名付けらノれて
いる。塗布技術の如何にかかわらず効果的な塗被を行な
うためには珪酸塩が約１哩量％以上約４呼量％以下の固
形物を含有するものであることが好ましい。シリカ物質
の上塗は浸漬液抜法、および浸漬回転法等の種々の浸漬
手法で塗布される。

部品が塗被剤と相溶性である場合にはカーテン塗布法、
刷毛塗り法、ロール塗り法又はこれらの組合わせ法で塗
布を行なうことが出来る。スプレー塗布法およびこれを
他の方法と組合わせた方法、例えばスプレー回転法や刷
毛塗回転法等を使用することも考えられている。上塗を
浸漬回転法や浸漬液抜き法又はスプレィ塗布法のような
手法によつて下塗の硬化処理に行なわれるような高い温
度において行なうことは有利である。この操作によつて
上塗の硬化処理の一部又は全部を更に加熱することなく
行なうことが出来る。どの塗布手法によう楊合でも上塗
は塗被基材１平方フード（イ）．０９３ｄ）当り約５０
ＴｆＬ９以上の量が存在することが必要である。

これは硬化処理したシリカ物質の上塗の場合に対するも
のである。経済面からは硬化処理した上塗の上塗重量は
約２０００ｍ９／平方フード（２１５０ｇ／ｄ）を超え
てはならない。最も通常的には、重量の大きい塗被物（
例えば塗被基材１平方フード（イ）．０９３ｄ）当り約
５００ないし１５００ｍ９の塗被物がコロイド状シリカ
によつて付与されるてあろう。珪酸塩の上塗組成物は最
も通常的に塗被基材１平方フード（４）．０９３ｄ）当
り約１００ないし１０００ｍｇの硬化処理した珪酸塩上
塗を与える。最良の効率と経済性を得るためには上塗，
は硬化処理した珪酸塩塗被物１平方フード（４）．０９
３７Ｔ１）当り約２００ないし約８００ｍ９の塗被物を
与える無機珪酸塩が好ましい。

硬化処理については、硬化処理条件を通常使用する特定
のシリカ物質に応じて選択し、この際、！上塗を水に対
して敏感な塗被物から耐水性塗被物へ硬化処理すること
が肝要である。

コロイド状シリカは風乾で十分であるが、すべてのシリ
カ物質に対しては効率を良くするために高温で硬化処理
を行なう方が良い。高温硬化処理を行なう前に乾３燥例
えば風乾を行なつても良い。前乾燥の如何にかかわらず
、コロイド状シリカおよび有機シリケートに対しては例
えば約１５０゜Ｆ（６５℃）ないし約３００′Ｆ（１４
９゜Ｃ）のオーダーの低温硬化処理が役立つであろう。
無機珪酸塩の場合には硬化処理は通４常約３００′Ｆ（
１４９℃）ないし約５００゜Ｆ（２６００Ｃ）の程度の
温度で行なわれる。即ち、一般的に硬化処理には約１５
０なＦ（６５゜Ｃ）ないし約１０００゜Ｆ（５３８）Ｃ
）の程度の温度が使用される。約１０００′Ｆ（５３８
℃）以上の硬化処理温度は不経済であつて好ましくない
。硬化処理を効果的に行なうためには上塗を通常約２０
０゜Ｆ（９３℃）ないし約５００゜Ｆ（２６０）の範囲
内の温度で硬化処理を行なう。もつと高い温度、例えば
約５００゜Ｆ（２６０℃）ないし約９００′Ｆ（４８２
′Ｃ）では、上塗の硬化処理の間に下塗の硬化処理を同
様に行なうことが出来るが、このような一回硬化処理法
は塗被された基材の防蝕効果を最良にする上からは好ま
しくない。ノ 基材の表面を塗被を行なう前に十分に洗
浄脱脂する等の方法で基材の表面から異物を除去するこ
とは大抵の楊合に勧奨し得ることである。

脱脂は例えばメタ珪酸ソーダ、苛性ソーダ、四塩化炭素
、三塩化エチレン、等を含有する薬品のような公知の薬
品で行なわれる。洗浄には洗浄と温和な研磨処理を併せ
て行ない得る市販のアルカリ性洗浄剤、例えば第三燐酸
ソーダー苛性ソーダ水溶液より成る洗浄溶液を使用する
ことが出来る。基材は洗浄の外洗浄兼エッチング処理を
行なつても良い。後記の実施例は本発明の実施態様を示
すものであるが、本発明を制限するものと混同してはな
らない。

実施例中には下記の手順が使用されている。試験用部品
の製造 試験用部品は代表的方法として水１ガロン（３．７８５
ｅ）中に洗浄用溶液２ないし５オンス（５６．７〜１４
２ｙ）を含有している水に先ず浸漬して塗被用試験片を
製作する。

アルカリ性洗浄用溶液は通常比較的大重量の苛性ソーダ
と比較的小重量部の水を軟化する燐酸塩とから成る市販
の材料である。浴は約１５０ないし１８０゜Ｆ（６５〜
８７Ｃ）の温度に保たれている。次に試験用部品を研磨
剤を含浸した多孔質の合成繊維製の当て物である洗浄用
バッドで清拭する。洗浄処理を行なつた後部品を温水で
すすいで乾燥する。試験部品への塗被剤の塗布および塗
被重量清浄な部品を通常塗被組成物に浸漬して塗布を行
ない、過剰の組成物を時によつてはおだやかに振つて液
を切つて除去し、直ちに焼付するか、又は塗被物がこれ
に触れた時乾いさ状態を示すまで室温で乾燥してから焼
付する。

焼付は高温の対流炉内で、実施例中に示した温度および
時間で実施する。部品の塗被重量は単位表面当りの重量
で表わされるが、通常既知の表面積を有する部品試料を
無差別に選んで、これを塗被する前に秤量する。

試料を塗布した後これを再秤量して単位表面積当りの塗
被重量（通常１平方フード（４）．０９３ｄ）当りのミ
リグラム数、Ｔｎｇ／Ｆｔ２で表わされる）を直接的計
算で求める。耐蝕性試験（ＡＳＴＭＢ−１１７−６４）
および格付け塗被した部品の耐蝕性はＡＳＴＭＢ−１１
７−６４による塗料およびワニスの標準温水噴霧（霧）
試験の方法で測定される。

此の試験においては部品は一定温度に保持した室内に置
いて特定時間の間５％塩水溶液の微細な噴霧（霧）に暴
露し、水洗して乾燥する。試験部品の腐蝕の程度は部品
を一つづつ互いに比較し、次に全部を肉眼で観察して測
定する。実施例１ ５５ミリリットル（Ｍｌｓ）のジプロピレングリコール
（ＤＰＧ）に、２５℃において２８０センチボアーズの
粘度と２５にＣにおいて１０ボンド／ガロン（１．２ｋ
９／ｆ）の比重を有する非イオン性湿潤剤１．０ｍ１と
１．０ｙの粘稠化剤ヒドロキシプロピルメチルセルロー
スをゆるやかにかく拌しながら混合する。

粘稠化剤は極めて微細に分散したクリームないし白色粉
末である。次にこの粘稠化剤の混合物に亜鉛７５．５ｙ
およびアルミニウム８．５ｙより成る薄片状亜鉛／アル
ミニュウム混合物８４ダを加え、添加を行なつている間
かく伴する。薄片状亜鉛の粒子の厚さは約１．１ないし
０．５ミクロン、個々の粒子の最大長さは約８０ミクロ
ンである。別に脱イオン水羽ｍｌにＣｒＯ３ｌ２．５ｙ
を添加し、これに更に脱イオン水８８ｍ１を加える。

このクロム酸溶液に約３ｙの酸化亜鉛を加える。生成し
たクロム酸溶液を薄片金属分散液中に徐々に加えて下塗
剤組成物を形成させる。上塗用には水媒体中に２１．踵
量％の固形分を有し、ＳｌＯ２／Ｎａ２Ｏの比が３．２
２の市販の珪酸ソーダ又は約１鍾量％のＳｉＯ２を有し
２０℃の粘度７センチボアーズ、６８ＳＦ（２０有Ｃ）
の比重８．３ボンド／ガロン（イ）．９９４ｋ９／ｅ）
の市販の珪酸エチルが使用される。

試験用部品はすべて冷延した低炭素鋼の４×８インチ（
１０．１６×２０．３ｃｗｔ）の試験用パネルである。

これらのパネルは清浄にしてから最初は下塗又は上塗の
みを塗布し、次に若干の下塗パネルに上塗を行なう。い
づれも皆、前記のようにして塗布を行なう。清浄にした
後まだ下塗を行なつていないパネルは試験の目的用に取
つておく。下塗を行なつた後、パネルを５７５゜Ｆ（３
００℃）の熱空気温度の対流炉中で１紛間焼付する。上
塗したパネルな同様の方法で焼付するが、珪酸ソーダ上
塗（表中゜“ＮａＳｉｌｌｃａｔｅ゛として示したもの
）の場合には空気温度３５０′Ｆ（１７ｒＣ）２紛間、
珪酸エチルの場合には２０００Ｆ（９３℃）１紛間であ
る。次にパネルを前記の防蝕性試験にかける。塗被、硬
化処理、および試験結果は後記の表に示されている。実
施例２ 本発明の上塗一下塗の組合わせは後で引掻きを行なつた
表面に対して特に有用である。

その状況を示すために実施例１の下塗を前記の方法で実
施例１の試験パネルの塗被に使用した。若干個の下塗パ
ネルを試験用に別にしておいて、一方他のパネルを後記
の表に示すように二度目の下塗を行なうか上塗を行なつ
た。すべて前記と同じ上塗剤上塗方法、および硬化処理
方法を使用した。試験パネルの耐蝕試験を行なう前にパ
ネルの表面にＸ型の刻み線をつけて刻線に沿つて基材金
属を露出させた。

耐蝕試験の結果は腐蝕条件に暴露した刻線と刻線以外の
パネル塗被面を肉眼で観察して測定した。試験結果は後
記の表に示す通りである。実施例３ 此の試験においては後記に更に具体的に示すようにボル
トを使用した。

ボルトは針金製の籠に入れて籠を塗被組成物に浸し、籠
を取り出し、過剰の組成物を液切りして除いて塗布を行
なつた。すべてのボルトに対して最初の塗被用に使用し
た下塗剤は実施例１に記載したものと同じである。若干
個の下塗したボルトを試験用に別に分けておいて、一方
他のボルトを二回目の下塗又は下記の表に示すように上
塗を行なう。各上塗においては籠を使用して浸漬を行な
う方法を採用した。すべての場合において液切りを行な
つてから焼付を行なつた。ボルトは通常焼付け用のシー
ト上に置いた。焼付は各部品に下塗をした場合およびド
塗剤を上塗に使用した場合も約５７５゜Ｆ（３００℃）
の空気温度で１紛間以内行なつた。他の上塗剤の易合に
は、焼付け方法は下記の通りである。アクリル樹脂塗料
３２０゜Ｆ（１６０℃）１２分珪酸ソーダ
３５０■Ｆ（１７ｒｃ）２紛珪酸エチル
２０００Ｆ（９３℃）２紛使用した珪酸ソーダおよび
珪酸エチルの上塗剤は実施１において使用したものと同
じである。アクリル樹脂塗料は市販の水様白色の外観を
有する水系アクリル樹脂塗料である。試験に使用した六
角頭ボルトはボルト等級９．８のもの、特に長さ１１１
２インチ（３．８ｃ７ｎ）ねじ部の端の直径約５ハ６イ
ンチ（４）．７９ｃ！ｎ）、ボルトの頭までのボルト軸
のねじ部の長さ１３１１６インチ（３ｃｍ）である。

ボルトの塗被重量を測定し、試験結果を後記の表に示す
。実施例４ 実施例１に記載した試験用パネルの塗被用バネ，ルの塗
被用に前記の方法で実施例１の下塗剤を再び使用した。

若干の下塗剤が上塗用に使用せられた。上塗剤の一つは
実施例１に記載した珪酸ソーダ溶液であつたがその固形
分は２唾量％のものであつた。前記と同じ方法で塗布を
行なつたが引きつづいて２１０′Ｆ（９９℃）で５分間
焼付を行なつた後３５０゜Ｆ（１７ｒＣ）で１紛間焼付
を行なつた。前記の第二回目の上塗剤は当初の固形分３
鍾量％、ＰＨ７．４、比重８．７ボンド／ガロン（１．
０４ｋ９／ｅ）の水性アクリルエマルジョンであつた。
このエマルジョンはこれを使用する前に脱イオン水で固
形分２５重量％まて稀釈した。塗布した樹脂を対流炉内
で高温で熱硬化処理を行なつた。前記の方法で塗布した
第三の上塗剤は当初の固形分５唾量％、ＰＨ８．５．Ｎ
ａ２Ｏ（７）概略含有率０．２５％、粘度１０センチボ
アーズのコロイド状シリカであつた。このコロイド状シ
リカは使用する前に脱イオン水で固形分４０％に稀釈し
た。この上塗を含む３個の試験パネルを下記のようにし
て別々に硬化処理を行なつた。一つは２４１１ｒ風乾し
たもの、第二は３５０′Ｆ（１７７つＣ）において５分
間、第三は２５０′Ｆ（１２ｒＣ）において５分間硬化
処理したものであつた。すべてのパネルについて測定し
た塗被重量は下記の表に示す通りである。次にパネルを
耐蝕試験に付しその結果を第４表に示す。前記の結果は
コロイド状シリカが上塗用に使用し得ることを示す。

シリカおよび珪酸塩上塗剤の重量はアクリル樹脂上塗剤
に比較して著しく大きいが各例の性能は満足すべきもの
である。更に注目すべきことはアクリル樹脂上塗剤の塗
被重量が小さいけれども下塗剤その物を上塗剤として使
用した場合に比較して耐蝕性が実際的に劣つている事で
ある。実施例５ 使用した試験片は実施例３に記載したようなボルトであ
る。

ボルトは針金製の籠に入れて、籠を塗被組成物に浸漬し
て塗布を行なつた。次にボルトを焼付け用鉄板上に置き
対流炉内で約５７５゜Ｆ（３００℃）の空気温度におい
て１紛以内焼付を行なつた。すべてのボルトの下塗重量
を、前記実施例に関連した方法て測定した。次に塗被済
のボルトの幾組かを実施例１に記載した珪酸ソーダの種
々の溶液中で上塗を行なつた。

但し固形分濃度は下表の示すように０．８ないし２０重
量％まで変化した。ボルトは前記のように、針金製の籠
を使用しこれに浸漬して上塗を行なつた。ある場合には
籠を塗被組成物から取出して過剰の組成物を、ゆるく振
盪してボルトから除去した。これは表中゜゜ｄｉｐｄｒ
ａｉｎ゛法（浸漬液切り法）又は回転による塗被物除去
法の場合には“ＮＯｎｅ゛（なし）として示している欄
に相当する。他の試験バッチでは針金製籠を塗被組成物
から取り出し、次に過剰の組成物を籠を下表に示すよう
に２０．０ｒｐｍ又は４００ｒ′Ｐｍて急速回転して除
去した。これが、“゜ｄｉｐｓｐｉｎ゛（浸漬回転）塗
布法である。試験用部品を回転した場合でも又は単純な
振盪液切りを行なつた場合でも、得られた部品を全部直
ちに焼付けした。どの場合でも上塗りしたボルトは最初
は２０５゜Ｆ（９６゜Ｃ）において７分間、次に４００
′Ｆ（２０５゜Ｃ）において１紛間焼付けを行なつた。
ボルトおよび単に下塗を行つただけの対照試料の屋外耐
候性はオハイオ州シヤルドン〔ＣｈａｒｄＯｎ〕てボル
トを垂直線に対して４５けの角度傾けて西南方句にボル
トを向けた支持台上で暴露試験を行なつて測定した。

全露出面上の赤錆の−全パーセンテジを肉眼で測定して
ボルトの耐候性を求めた。その結果は下記の表に示す通
りである。前記のように、珪酸塩上塗の固形分含有率が
小さいことから過剰の塗被組成物を浸漬液切り法で除去
した場合でも、また回転浸漬法で除去した場合でも、通
常屋外耐候性の増加は所望の程度には行なわれないこと
が注目される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 塗被用複合材料がほとんど樹脂を含有さず、下塗剤
   とその上に塗被する塗被剤とより成り、下塗剤が粒状金
   属を含有し、両塗被剤が硬化して耐水性保護被膜を生ず
   るような組成物として完成せられ、下塗剤がほとんど樹
   脂を含有せず、六価クロムを生成する物質と、これを硬
   化処理した時塗被基材の１平方フート（０．０９３ｍ＾
   ２）当り１０ミリグラム以上でかつ５０００ミリグラム
   を実施的に超えない量を与えるに十分な量の粒状金属と
   を液体媒体中に含有し、また該上塗剤が実質的に樹脂を
   含有せず、上塗を硬化処理した時、塗被基材１平方フー
   ト（０．０９３ｍ＾２）当り５０ミリグラム以上のシリ
   カ物質を得るに十分な量のシリカ物質を液体媒体中に含
   有することより成る粒状金属を含有する塗被用複合材料
   で保護されている塗被した金属基材。 ２ 該下塗剤を該基材表面の第一被膜として有する前記
   特許請求の範囲第１項に記載する塗被した金属基材。 ３ 該下塗剤および該上塗剤の両者の、水を含有する液
   体媒体を有することを特徴とする前記特許請求の範囲第
   １項に記載する塗被した金属基材。 ４ 該下塗液媒体が水と高沸点有機液体とより成る前記
   特許請求の範囲第３項に記載する塗被した金属基材。 ５ 該下塗剤が熱硬化性組成物で構成されている前記特
   許請求の範囲第１項に記載する塗被した金属基材。 ６ 該下塗剤が３５０゜Ｆ（１７７℃）以上の温度に加
   熱した後に得られ、該上塗剤が２００゜Ｆ（９３℃）な
   いし１０００゜Ｆ（５３８℃）の範囲内の温度に加熱し
   た後に得られることより成る前記特許請求の範囲第５項
   に記載する塗被した金属基材。 ７ 該下塗剤の粒状金属の少なくとも一部が薄片状のも
   のである前記特許請求の範囲第１項に記載する塗被した
   金属基材。 ８ 該下塗剤が塗被基材１平方フート（０．０９３ｍ＾
   ２）当り５００ミリグラムを超えない量のクロムを含有
   し、塗被物中のクロムと粒状金属との重量比が実質的に
   クロムとして０．５対１以下である前記特許請求の範囲
   第１項に記載する塗被した金属基材。 ９ 該上塗剤がこれを硬化した時塗被基材１平方フート
   （０．０９３ｍ＾２）当り実質的に２０００ミリグラム
   以下の該シリカ物質を与える前記特許請求の範囲第１項
   に記載する塗被金属基材。