JPS63214375A - 紫外線硬化樹脂による金属防錆処理方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、紫外線硬化樹脂の被膜を表面に設けることに
よる金属の防錆処理方法に関する。

（従来の技術） 紫外線硬化性樹脂被覆組成物は、（１１加熱不要で秒単
位の短時間で硬化し、（２）揮発成分がほとんどなく、
はとんど１００％が塗膜成分となるので、大気汚染の問
題がなく、さらに（３）設備費が比較的安く、しかも狭
いスペースで作業できるという利点があり、現在印刷等
の分野で広く用いられている。

最近では、その無公害性ならびに速硬化性から、鉄鋼製
品の防錆・防食の目的にも使われだしており　（特開昭
５２−１４２７４２号、５４−８５２３３号および同５
９−１７１６４６号参照）、また成分を適宜調整して脱
膜性をもたせた被覆組成物を使用することにより、一時
防錆処理用に紫外線硬化樹脂の被膜を使用することも普
及しつつある。

（発明が解決しようとする問題点） 紫外線硬化性樹脂被覆組成物は、活性エネルギー線で重
合および／もしくは架橋反応により硬化しうる有機樹脂
皮膜形成性材料に少量の光増感剤を配合してなる組成物
である。光増感剤は、紫外線エネルギーにより分解し、
硬化反応の起点となる物質であって、紫外線硬化性樹脂
塗膜の硬化には必須の成分である。かかる組成物の塗膜
の硬化は、一般に大気中において高圧水銀灯から発生す
る紫外線を短時間（通常は数秒〜十数秒）照射すること
により行なわれ、硬化は極めて簡便かつ短時間に完了す
る。これは、特に鋼板の被覆のように大量かつ迅速な連
続処理が要求される場合に非常に有利である。

しかし、ラジカル反応型の紫外線硬化性組成物の塗膜を
大気中で硬化させると、紫外線照射により発生した反応
性ラジカルが酸素と反応し、過酸化物などの高極性物質
を生成するため、硬化被膜表層（約１０ｐ）での吸水性
、透水性が相対的に大きくなり、被膜の防錆性が低下し
、金属の防錆処理として十分な防錆効果が得られないこ
とが問題であった。

また、ラジカル反応型紫外線硬化性被覆組成物の塗膜を
大気中での紫外線照射により硬化させる場合、−ＩＩに
大気に接する表面の硬化が内部の硬化に比して遅れるこ
とも知られている。この原因も、やはり照射により発生
した反応性ラジカルが大気中の酸素と反応するためであ
り、この反応により硬化反応性が低下するものと考えら
れている。

この硬化反応の遅れも、上述した被膜表層での防錆性の
低下の原因となる。

このような被膜表面での防錆効果の低下を防止する対策
として、これまでにも各種の方法が提案されてきた０例
えば、光増感剤として電荷移動型光増悪剤（例、ベンゾ
フェノンとトリエタノールアミンとの混合物）を使用し
て酸素を捕捉し、酸素の影響を排除しようとする方法が
提案されている。しかし、この方法では、アミンの影響
による硬化被膜の着色および使用前の樹脂の貯蔵安定性
が低下するという難点がある。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは、上述したようなラジカル反応型紫外線硬
化樹脂被膜に認められる防錆性低下の問題を解決すべく
検討した結果、紫外線照射時の雰囲気を不活性雰囲気と
することが有効であり、特に雰囲気中の酸素濃度に臨界
的な上限があり、酸素濃度をこの限度以下とすることに
よって防錆能力の予想外に顕著な向上が得られることを
認め、本発明を完成させた。

ここに、本発明は、ラジカル反応型の紫外線硬化性、樹
脂皮膜形成性被覆組成物を金属表面に塗装し、紫外線の
照射により塗膜を硬化させることからなる紫外線硬化樹
脂による金属の防錆処理方法であって、前記紫外線照射
を酸素濃度０．５　ｖｏ１２以下の不活性ガス雰囲気中
で行うことを特徴とする、紫外線硬化樹脂による金属の
防錆処理方法である。

（作用） 以下、本発明について詳しく説明する。

紫外線硬化性の有機被覆組成物には、一般的なラジカル
反応型と近年開発されたカチオン反応型との２種類があ
るが、本発明は前者のラジカル反応型の紫外線硬化性有
機被覆組成物を使用する方法に関する。

ラジカル反応型の紫外線硬化性樹脂皮膜形成性組成物に
ついては各種のものが当業者には周知であり、たとえば
、前掲の特許公開公報に詳述されているので、参照され
たい。

一般に、かかる被覆組成物は、（ａｌ活性エネルギー線
により重合反応を生じて硬化皮膜を形成しうるラジカル
重合性有機成分と、山）光増感剤とを必須成分として含
存し、所望により、アルカリ脱膜性などの望ましい性質
を付与するために、適当な非反応性ポリマー材料をさら
に含有しうる。揮発成分を可及的に少なくするため、溶
剤は通常全く含有させないか、数％以下の少量に抑えて
、はぼ１００％が塗膜成分となるようにすることが好ま
しい。顔料その他の添加剤も、硬化被膜の防錆性を著し
く劣化させない範囲で添加しうる。

上記（ａｌのラジカル重合性有機成分は、活性エネルギ
ー線で重合反応を開始さ廿うる多官能性もしくはｌ官能
性有機プレポリマーもしくはモノマーであり、かかる成
分の例としては、ポリエステルアクリレートもしくはメ
タクリレート、ポリウレタンアクリレートもしくはメタ
クリレート、エポキシアクリレートもしくはメタクリレ
ートなどのプレポリマー；ならびに、トリメチロールプ
ロパントリアクリレート、ポリエチレングリコールジア
クリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレー
ト、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、１．
６−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグ
リコールジアクリレート、１゜１０−デカンジオールジ
メタクリレートなどの多官能性モノマー；およびスチレ
ン、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル
酸、メタクリル酸、カルピトールアクリレート、２−ヒ
ドロキシエチルアクリレート、β−アクリロイルオキシ
エチルフタレートなどの１官能性モノマーが挙げられ、
これらを１種もしくは２種以上使用できる。

多官能性プレポリマーもしくは七ツマ−を少なくとも１
種使用することが望ましい。

アルカリ脱膜性を付与するために使用できる非反応性ポ
リマーとしては、カルボキシル基含有ビニル重合物（例
、スチレン−マレイン酸共重合樹脂）が挙げられる。こ
のような重合物を被覆組成物に５０重量％以下の量で配
合しても、硬化被膜の防錆性が著しく損なわれることは
なく、しかもそれにより得られた硬化塗膜をアルカリ溶
液で脱膜することが可能となるので、一時防錆用の被膜
として利用する場合には有利である。

上記（ｂｌの光増感剤としては、ベンゾイン、ベンゾイ
ンメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、
ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾフェノン、２，
２°−ジェトキシアセトフェノン、２−エチルアントラ
キノン、２−ヒドロキシ−メチルプロピオフェノンなど
が挙げられ、好ましくはこのような光増感剤１種もしく
は２種以上を合計で約０．１〜１０重量％の量で被覆組
成物に配合する。

かかる被覆組成物の金属への塗装および紫外線照射によ
る硬化は、慣用の方法により実施できる。

塗装は、刷毛塗り、吹付は塗りなどの常法のほかに、特
開昭５７−５６０６８号に記載の塗装方法なども採用で
きる。紫外線発生装置としては、高圧水銀灯、超高圧水
銀灯、メタルハライドランプなどが使用できる。

本発明の方法にあっては、紫外線照射時の雰囲気を、従
来のような大気ではなく、不活性ガスとする。不活性ガ
スとしては窒素、アルゴンなどを使用できる。不活性ガ
ス中の微量の酸素の存在は許容できるが、後述の実施例
に示すように、酸素濃度が０．５ｖｏｌＸを超えると、
得られた塗装金属の防錆性は急激に低下するので、照射
時の不活性雰囲気の酸素濃度は０．５ｖｏｌ％以下に制
限される。添付図面に示した結果から明らかなように、
照射時の雰囲気を不活性ガスで置換しても、その酸素濃
度が０．５ｖｏｌχより高い場合には、得られた硬化被
膜が示す防錆性は大気中での照射の場合と同レベルであ
り、不活性ガス雰囲気使用による防錆性向上効果は全く
得られない。これに対して、照射雰囲気中の酸素濃度が
０，５ｖｏｌＸ以下に低下すると、防錆性は急激に向上
する。このように照射時の不活性ガス雰囲気の酸素濃度
を０．５ｖｏｌ％以下まで低下させて初めて顕著な防錆
性向上が得られることは全く予想外な効果である。照射
雰囲気の酸素濃度は０．２ｖｏ１％以下とすることが特
に好ましい。

上述した雰囲気中での紫外線照射は、周囲雰囲気を大気
から実質的に隔離できるような装置、たとえば密封箱内
で紫外線照射を行うことにより容易に達成できる。照射
時間は、従来と同様でよく、数秒ないし十数秒であり、
その他の照射条件も従来と同様でよい。

本発明の方法は、各種金属の防錆処理に適用できる。金
属の例としては、炭素鋼、ステンレス鋼、低合金鋼、高
合金鋼などの各種の鋼、さらにはアルミニウムなどの非
鉄金属が含まれ、金属の形態は、薄板、厚板、管、異形
材など特に制限されない。

次に本発明の方法を実施例により例示する。

去施透土 下記の第１表に示した組成を有するラジカル反応型紫外
線硬化性被覆組成物を、バーコーターにより冷延鋼板の
片面に厚み２０／ｊで塗布した。得られた塗装鋼板を、
石英ガラス製の窓を持つ密封箱に入れ、その後、予め酸
素濃度をＯ〜２０ｖｏ１％の範囲内の各種濃度に調整し
た窒素ガスを密封箱に封入し、８０　Ｗ／ｃｍの高圧水
銀灯を備えたコンベア式紫外線照射装置により照射路＃
１０ｃ―で紫外線を２秒間照射し、塗膜を硬化させて、
硬化樹脂被膜を表面に有する冷延鋼板を得た。

第１表 得られた防錆処理鋼板を、塩水噴霧試験（ＪＩＳＺ−２
３７１，３５℃、５＄Ｎａａ２水溶液を使用）ニヨリ、
防錆性について試験した。防錆性は、発錆面積率が５％
以上になる噴霧時間（発錆時間）により評価した。防錆
性の結果（発錆時間）を照射雰囲気の酸素濃度（ｖｏｌ
χ）との関係として、第１図に示す。

第１図の結果より、照射雰囲気を不活性ガスとしても、
酸素濃度が０．５ｖｏｌＸ以上であると、防錆性は大気
中での照射の場合と全く同じであるが、酸素濃度が０．
５ｖｏｌ％以下になると顕著な防錆性の向上が得られる
ことがわかる。

尖施斑主 下記の第２表に示した組成を有する被覆組成物を使用し
、実施例１と同様の方法により冷延鋼板の防錆処理を行
った。不活性ガスとして窒素に代えてアルゴンを使用し
た以外は、実験条件は実施例１と同様であった。

第２表 得られた結果を、実施例１と同様に、発錆時間と酸素濃
度との関係として第２図にグラフで示す。

この場合も、実施例１と同様に、照射雰囲気の酸素濃度
を低下させても０．５ｖｏｌ％になるまでは防錆性は大
気中での照射に比べて変化しないが、酸素濃度が０．５
ｖｏｌＸ以下に低下すると防錆性の顕著な向上が達成さ
れた。すなわち、被覆組成物の樹脂組成および光増感剤
が変化しても、照射時の不活性雰囲気の酸素許容濃度の
０．５νｏ１χという上１３Ｍ値に変動はなかった。

（発明の効果） 本発明によれば、紫外線照射を上記のように酸素濃度０
．５ｖｏｌＸ以下の不活性ガス雰囲気中で行うことによ
り、従来の大気中での照射時に認められた被膜表層での
硬化反応の遅れや吸水性・透水性の増大が防止され、得
られた硬化被膜の防錆能力が著しく向上する。また、本
発明の方法は、被覆組成物の組成を変更せずに単に照射
時の雰囲気を調整するだけで容易に実施でき、従来の照
射装置に雰囲気制御のための密閉手段を組合せることに
より簡便に実施できる。さらに、本発明の方法は被覆組
成物の貯蔵安定性の低下や硬化被膜の着色といった従来
法での難点を伴わずに、上記効果を達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、実施例での結果を発錆時間（塩
水噴霧試験で発錆面積率５％になるまでの時間）と照射
雰囲気の酸素濃度との関係として示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ラジカル反応型の紫外線硬化性、樹脂皮膜形成性被覆組
   成物を金属表面に塗装し、紫外線の照射により塗膜を硬
   化させることからなる紫外線硬化樹脂による金属の防錆
   処理方法であって、前記紫外線照射を酸素濃度０．５ｖ
   ｏｌ％以下の不活性ガス雰囲気中で行うことを特徴とす
   る、紫外線硬化樹脂による金属の防錆処理方法。