JP3938352B2 - 亜鉛粉末含有スラリー及び水系コーティング材 - Google Patents
亜鉛粉末含有スラリー及び水系コーティング材 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3938352B2 JP3938352B2 JP2002304863A JP2002304863A JP3938352B2 JP 3938352 B2 JP3938352 B2 JP 3938352B2 JP 2002304863 A JP2002304863 A JP 2002304863A JP 2002304863 A JP2002304863 A JP 2002304863A JP 3938352 B2 JP3938352 B2 JP 3938352B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zinc powder
- water
- containing slurry
- coating material
- weight
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 150
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims description 114
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims description 114
- 239000002002 slurry Substances 0.000 title claims description 85
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 78
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 51
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims description 58
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 58
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 57
- PAZHGORSDKKUPI-UHFFFAOYSA-N lithium metasilicate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Si]([O-])=O PAZHGORSDKKUPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 229910052912 lithium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 23
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 19
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 19
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 12
- CMZUMMUJMWNLFH-UHFFFAOYSA-N sodium metavanadate Chemical group [Na+].[O-][V](=O)=O CMZUMMUJMWNLFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N vanadate(3-) Chemical compound [O-][V]([O-])([O-])=O LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O azanium;oxido(dioxo)vanadium Chemical compound [NH4+].[O-][V](=O)=O UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 235000019795 sodium metasilicate Nutrition 0.000 claims description 4
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 70
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 49
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 32
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 32
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 29
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 23
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 18
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 18
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 16
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 13
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 12
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- -1 vanadate ions Chemical class 0.000 description 9
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 8
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 8
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 6
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 4
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229920000298 Cellophane Polymers 0.000 description 3
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 3
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 3
- 150000005215 alkyl ethers Chemical class 0.000 description 3
- 239000010960 cold rolled steel Substances 0.000 description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 2
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004640 Melamine resin Substances 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 description 1
- KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L chromic acid Substances O[Cr](O)(=O)=O KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N furo[3,4-b]pyrazine-5,7-dione Chemical compound C1=CN=C2C(=O)OC(=O)C2=N1 AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- ALTWGIIQPLQAAM-UHFFFAOYSA-N metavanadate Chemical compound [O-][V](=O)=O ALTWGIIQPLQAAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- POWFTOSLLWLEBN-UHFFFAOYSA-N tetrasodium;silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] POWFTOSLLWLEBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 150000003754 zirconium Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/08—Anti-corrosive paints
- C09D5/10—Anti-corrosive paints containing metal dust
- C09D5/106—Anti-corrosive paints containing metal dust containing Zn
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D17/00—Pigment pastes, e.g. for mixing in paints
- C09D17/004—Pigment pastes, e.g. for mixing in paints containing an inorganic pigment
- C09D17/006—Metal
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、亜鉛粉末含有スラリー及び水系コーティング材に関するもので、水系ジンクリッチ塗料を製造するための基本技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
亜鉛の鉄に対する犠牲防食作用を利用した塗料はジンクリッチ塗料として広く利用されているが、有機溶剤を含有するものが主であり、環境に悪影響を与えるという問題がある。また、有機溶剤を用いない水系ジンクリッチ塗料においては、亜鉛と水の混合による水素ガスの発生という問題や、防錆性能に劣るという問題がある。さらに、クロム酸をバインダーとしたジンクリッチ塗料も広く利用されているが、クロムを含有するために環境に悪影響を与えるという問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、実用的なジンクリッチ塗料は有機溶媒あるいはクロムを含有していて環境に悪影響を与えるという問題点を抱えている。一方、水系ジンクリッチ塗料は実用的な段階に至っていないという状態である。ここで、水系ジンクリッチ塗料の製造方法として亜鉛含有金属フレークをコロイダルシリカ被膜で覆うという方法が、特開平６−９８９７号公報に開示されている。しかし、コロイダルシリカは重合度が高く球状構造であるため嵩高く、亜鉛表面に緻密な被膜を形成することができず、水のＯＨ- イオンとの接触を防ぐには不十分である。さらに、コロイダルシリカを用いるとコスト高になるという問題点があった。
【０００４】
そこで、本発明は、実用的かつ安価な水系ジンクリッチ塗料を実現するための基本的な技術である亜鉛粉末含有スラリー及び水系コーティング材の提供を課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明にかかる亜鉛粉末含有スラリーは、３号ケイ酸ソーダまたはメタケイ酸ソーダの溶液にイオン交換水を添加して加水分解させて重合度を低下させたものと、亜鉛粉末と、バナジン酸塩とを混合して攪拌することにより調整されるものである。
【０００６】
このように、３号ケイ酸ソーダまたはメタケイ酸ソーダの溶液にイオン交換水を添加することによって加水分解されて重合度が低下しているため、亜鉛粉末の表面にシリカの緻密な被膜が形成される。これによって、亜鉛と水との接触が防止されて亜鉛粉末の高い水中安定性が得られる。また、シリカ被膜に欠損が生じた場合でも、バナジン酸塩を添加することによって、バナジン酸イオンがシリカ被膜の欠損部に作用して不動態化させる。これによって、亜鉛と水との接触がより確実に防止されて亜鉛粉末のより高い水中安定性が得られる。更に、３号ケイ酸ソーダまたはメタケイ酸ソーダはコロイダルシリカと比較してずっと安価であるため、低コストで亜鉛粉末含有スラリーを得ることができる。
【０００７】
このようにして、安定性が高く安価な亜鉛粉末含有スラリーを得ることができる。
【０００８】
請求項２の発明にかかる亜鉛粉末含有スラリーは、請求項１の構成において、前記バナジン酸塩はメタバナジン酸ソーダまたはメタバナジン酸アンモニウムであるものである。
【０００９】
これによって、シリカ被膜に欠損が生じた場合でも、バナジン酸イオンがシリカ被膜の欠損部に作用して不動態化させる。これによって、亜鉛と水との接触がより確実に防止されて亜鉛粉末のより高い水中安定性が得られる。更に、３号ケイ酸ソーダまたはメタケイ酸ソーダはコロイダルシリカと比較してずっと安価であるため、低コストで亜鉛粉末含有スラリーを得ることができる。
【００１０】
このようにして、安定性がより高く安価な亜鉛粉末含有スラリーを得ることができる。
【００１１】
請求項３の発明にかかる亜鉛粉末含有スラリーは、請求項１または請求項２の構成において、界面活性剤を添加したものである。
【００１２】
界面活性剤を添加することによって、シリカの緻密な被膜で覆われた亜鉛粉末の水中における分散性が向上して、より一層安定した亜鉛粉末含有スラリーとなる。
【００１３】
このようにして、安定性が高く安価な亜鉛粉末含有スラリーを得ることができる。
【００１４】
請求項４の発明にかかる水系コーティング材は、請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の亜鉛粉末含有スラリーにケイ酸リチウムを混合して攪拌することにより得られるものである。
【００１５】
前述の如く、請求項１乃至請求項３の亜鉛粉末含有スラリーは、亜鉛粉末がシリカの緻密な被膜で覆われていて水中安定性に優れており、長時間放置しても品質が変わらないものである。そこで、これらの亜鉛粉末スラリーを用いて水系コーティング材を調製することによって、金属に塗布したときに強い付着性、塗膜の十分な硬さ、耐塩水噴霧性等の優れた防錆性が得られる優れた水系コーティング材を得ることができる。
【００１６】
また、ケイ酸リチウムは水ガラスの１種であって、粘着性に優れておりバインダーとしての役割をする。その結果、水系コーティング材を塗装面に塗り付けて乾燥して塗膜としたときに全体の強度に優れ、また塗装面への付着性も強力な優れた塗膜となる。そこで、亜鉛粉末含有スラリーにケイ酸リチウムを添加することによって、バインダーとして十分な機能が得られて、優れた水系コーティング材となる。そして、この水系コーティング材をベースにして、優れた水系ジンクリッチ塗料を製造することができる。
【００１７】
請求項５の発明にかかる亜鉛粉末含有スラリーは、１号ケイ酸ソーダの溶液１．０重量 ％と、イオン交換水７４．５重量％と、界面活性剤０．２重量％と、亜鉛粉末２３．８重量％と、メタバナジン酸ソーダ０．５重量％とを混合して調整されるものである。
【００１８】
この配合の範囲内で調整した亜鉛粉末含有スラリーは、イオン交換水によって加水分解され、重合度が低下した１号ケイ酸ソーダのシリカの緻密な被膜で亜鉛粉末が覆われて、良好な水中安定性を示す。一方、これ以上１号ケイ酸ソーダの重量％を増やすとゲル化してしまう。そこで、上述した配合の範囲内で亜鉛粉末含有スラリーを調整することによって、水中安定性が確保され、水と亜鉛粉末とが反応して水素ガスが発生することもなく、また１号ケイ酸ソーダによるゲル化が起こることもなく、良質な亜鉛粉末含有スラリーが得られる。
【００１９】
このように、１号ケイ酸ソーダの溶液にイオン交換水を添加することによって加水分解されて重合度が低下しているため、亜鉛粉末の表面にシリカの緻密な被膜が形成される。これによって、亜鉛と水との接触が防止されて亜鉛粉末の高い水中安定性が得られる。また、水ガラス（１号ケイ酸ソーダの溶液）はコロイダルシリカと比較してずっと安価であるため、低コストで亜鉛粉末含有スラリーを得ることができる。このようにして、安定性が高く安価な亜鉛粉末含有スラリーを得ることができる。
【００２０】
請求項６の発明にかかる水系コーティング材は、請求項５に記載の亜鉛粉末含有スラリー１００重量％にケイ酸リチウム２０〜３０重量％を混合して攪拌することにより得られるものである。
【００２１】
ケイ酸リチウムは粘着性に優れておりバインダーとしての役割をする。実験の結果、上記の比率で請求項５に記載の亜鉛粉末含有スラリーとケイ酸リチウムとを混合した場合がバインダーとして最も良い特性が得られた。その結果、水系コーティング材を塗装面に塗り付けて乾燥して塗膜としたときに全体の強度に優れ、また塗装面への付着性も強力な優れた塗膜となり、バインダーとして十分な機能が得られて、優れた水系コーティング材となる。そして、この水系コーティング材をベースにして、優れた水系ジンクリッチ塗料を製造することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００２３】
実施の形態１
まず、本発明の亜鉛粉末含有スラリー及び水系コーティング材の実施の形態１について説明する。本実施の形態１の亜鉛粉末含有スラリーは、アルカリケイ酸塩（水ガラス）にイオン交換水を添加して加水分解させ、重合度を低下させたものに、界面活性剤と亜鉛粉末を混合して得られるものである。
【００２４】
まず、イオン交換水に３号ケイ酸ソーダを攪拌しながら添加してケイ酸ソーダを加水分解させた後、界面活性剤（ポリオキシエチレンアルキルエーテル）を攪拌しながら添加した。続いて、亜鉛粉末を添加し、室温で３時間反応させることによって、亜鉛粉末含有スラリーを得た。これを各成分の配合比を変えて、安定性を調べた結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】
表１に示されるように、実施例１〜３及び比較例１、比較例２のいずれにおいても界面活性剤と亜鉛粉末の重量％は一定としている。そして、実施例１から実施例２，３、比較例１と次第に３号ケイ酸ソーダの重量％を増やしていき、それに伴ってイオン交換水の重量％を減らしている。なお、比較例２として、３号ケイ酸ソーダを一切加えないものについても試験している。その結果、実施例１〜３については良好な安定性が確認された。３号ケイ酸ソーダを１０．４重量％配合した比較例１は、シリケートイオンが多すぎてゲル化してしまった。また、３号ケイ酸ソーダを全く加えなかった比較例２については、亜鉛粉末をコーティングするシリカが全く含まれていないのであるから、当然ながら水と亜鉛粉末が反応して水素ガスが発生した。
【００２７】
したがって、実施例１〜３に示される配合の範囲内であれば、良好な水中安定性が示され、ゲル化も起こらないものと考えられる。すなわち、亜鉛粉末（固形分１００％）が２０重量％、界面活性剤（固形分０％）が０．２重量％、３号ケイ酸ソーダ（固形分３８％）が０．５〜７．８重量％、イオン交換水（固形分０％）が７２．０〜７９．３重量％の範囲内で調整された亜鉛粉末含有スラリーであれば、良好な特性を示すものと考えられる。
【００２８】
次に、これらの亜鉛粉末含有スラリーから水系コーティング材を調整する方法と性能試験の結果について説明する。表１の実施例３で得られた亜鉛粉末含有スラリー１００重量部に対し、バインダーとしてケイ酸リチウム２５重量部（固形分２３％）を混合して攪拌し、亜鉛粉末含有スラリーの固形分が７７．１％の水系コーティング材を作製した。この水系コーティング材を室温で１ヶ月静置し、性状を目視で判断したところ、全く変化なくゲル化等も起こさず安定した性状を保持した。また、シンナー脱脂した未処理冷延鋼板に、この亜鉛粉末含有スラリーの固形分が７７．１％の水系コーティング材をエアスプレーで塗布し、８０℃で１０分間予備乾燥した後、２８０℃で１０分間焼き付けて、テストパネルを作製した。
【００２９】
このテストパネルについて、塗膜性能試験を行った。得られた試験結果を表２に示す。
【００３０】
【表２】
【００３１】
膜厚はＪＩＳ Ｋ５４００の「３．５ 試験片の作り方 （６）塗膜の厚さ」に準じて測定した。
【００３２】
付着性は、同じくＪＩＳ Ｋ５４００の「６．１５ 碁盤目試験」にしたがって測定した。即ち、カッターナイフで塗膜を貫通して１ｍｍ間隔で１１本ずつの直線を縦横に引く。これによって、１平方センチの正方形の中に１００個のます目ができるので、この部分に粘着テープ（セロハンテープ）を貼り付けて剥がし、塗膜が残ったます目の数を数える。このテストパネルにおいては、１００個のます目のうち１００個全てが残り、１個の剥落もなかった。よって、付着性は極めて良好である。
【００３３】
硬さは、同じくＪＩＳ Ｋ５４００の「６．１４ 鉛筆引っかき試験」にしたがって測定した。即ち、塗膜用鉛筆引っかき試験機を用いて最も軟らかい６Ｂの鉛筆から最も硬い９Ｈの鉛筆までによって塗膜の表面の引っかき試験を行い、どの硬さの鉛筆で傷がついたかによって、その鉛筆の硬度を硬さとするものである。このテストパネルにおいては、硬さは８Ｈであり、硬さにおいても極めて優れている。
【００３４】
耐塩水噴霧性（防錆性）は、同じくＪＩＳ Ｋ５４００の「７．８ 塩水噴霧試験」にしたがって測定した。即ち、試験片を塩水の霧が発生する装置（塩水噴霧試験装置）内に入れて試験をし、主として塩水の霧の作用で塗膜に錆・ふくれ・剥がれができるかどうかを調べた。塩水噴霧試験装置の使用条件としては、試験室内の温度３５±１℃、試験室内の相対湿度９５〜９８％、加湿器の温度４７±１℃、塩水の濃度５ｗ／ｖ％、等が定められている。このテストパネルにおいては、１１００時間試験を行っても、塗膜に赤錆やふくれ・剥がれは未だに生じていない。よって、本実施の形態１の水系コーティング材は、防錆性においても極めて優れていると判断される。
【００３５】
このように、本実施の形態１の亜鉛粉末含有スラリーにおいては、亜鉛粉末表面で緻密なシリカ被膜を形成させるため、従来技術のコロイダルシリカよりも重合度の低いケイ酸ソーダ溶液を用い、さらに重合度を低下させるために、またゲル化を防ぐために、イオン交換水を添加して加水分解させている。そして、界面活性剤を添加することによって、シリカの緻密な被膜で覆われた亜鉛粉末の水中における分散性を向上させて、より一層安定した亜鉛粉末含有スラリーとしている。
【００３６】
そして、この亜鉛粉末含有スラリー１００重量部に対し、バインダーとしてケイ酸リチウム２５重量部を混合して攪拌し、水系コーティング材を作製した。ケイ酸リチウムは粘着性に優れ、水系コーティング材を塗装面に塗り付けて乾燥して塗膜としたときに全体の強度に優れ、また塗装面への付着性も強力な優れた塗膜となる。塗膜としての試験結果からも、表２に示されるように、優れた水系コーティング材であることがわかる。
【００３７】
実施の形態２
次に、本発明の亜鉛粉末含有スラリー及び水系コーティング材の実施の形態２について説明する。本実施の形態２の亜鉛粉末含有スラリーは、アルカリケイ酸塩（水ガラス）にイオン交換水を添加して加水分解させ、重合度を低下させたものに、界面活性剤と亜鉛粉末とメタバナジン酸ソーダまたはメタバナジン酸アンモニウムを混合して得られるものである。
【００３８】
まず、イオン交換水（固形分０％）に３号ケイ酸ソーダ（固形分３８％）を攪拌しながら添加してケイ酸ソーダを加水分解させた後、界面活性剤（ポリオキシエチレンアルキルエーテル）（固形分０％）を攪拌しながら添加した。続いて、メタバナジン酸ソーダ（固形分１００％）またはメタバナジン酸アンモニウム（固形分１００％）及び亜鉛粉末（固形分１００％）を添加し、４０℃で１６時間反応させることによって、シリカ・バナデート処理亜鉛粉末含有スラリーを得た。これを各成分の配合比を変えて、表３に示されるように、４種類のスラリー供試体を作製した。
【００３９】
【表３】
【００４０】
表３に示されるように、界面活性剤の量は４種類の供試体を通じて一定としている。また、イオン交換水及び亜鉛粉末の量は一定としている。比較例３においては、３号ケイ酸ソーダを用いていない。
【００４１】
このような各供試体の安定性を、ガス発生量を測定することによって判別した。ガス発生量の測定方法は、供試体スラリーを三角フラスコに２００ｇ量り取り、ガラス管付きゴム栓を装着して、２０℃の室温中でスラリーから発生するガスを水上捕集し、４８０時間後のガス発生量を測定することにより行った。その結果を表４に示す。
【００４２】
【表４】
【００４３】
表４に示されるように、実施例４及び実施例５は４８０時間経過後もガスの発生が全くなく、極めて優れた安定性を示した。これに対して、比較例３は亜鉛粉末をコーティングするシリカ被膜を形成する３号ケイ酸ソーダが全く入っていないので、当然ながら亜鉛粉末がイオン交換水と反応して水素ガスを発生し、１時間で２０ｃｃのガス発生量を示している。
【００４４】
この中から極めて優れた安定性を示した実施例４のシリカ・バナデート処理亜鉛粉末含有スラリー１００重量％に対し、ケイ酸リチウム２５重量％を攪拌混合し、亜鉛粉末含有スラリーの固形分７８．２％の水系コーティング材を作製した。得られた水系コーティング材を室温で１ヶ月静置し、性状を目視で判断した。結果は、１ヶ月経過しても水系コーティング材には外見上何の変化も認められず、安定性は極めて良好であった。
【００４５】
また、シンナー脱脂した未処理冷延鋼板に、この水系コーティング材をエアスプレーで塗布し、８０℃で１０分間予備乾燥した後、２８０℃で１０分間焼き付けて、テストパネルを作製した。このテストパネルについて、塗膜性能試験を行った。得られた試験結果を表５に示す。
【００４６】
【表５】
【００４７】
塗膜性能試験は、実施の形態１と同様にして行った。
【００４８】
即ち、付着性は、ＪＩＳ Ｋ５４００の「６．１５ 碁盤目試験」にしたがって測定した。即ち、カッターナイフで塗膜を貫通して１ｍｍ間隔で１１本ずつの直線を縦横に引く。これによって、１平方センチの正方形の中に１００個のます目ができるので、この部分に粘着テープ（セロハンテープ）を貼り付けて剥がし、塗膜が残ったます目の数を数える。このテストパネルにおいては、１００個のます目のうち１００個全てが残り、１個の剥落もなかった。よって、付着性は極めて良好である。
【００４９】
硬さは、同じくＪＩＳ Ｋ５４００の「６．１４ 鉛筆引っかき試験」にしたがって測定した。即ち、塗膜用鉛筆引っかき試験機を用いて最も軟らかい６Ｂの鉛筆から最も硬い９Ｈの鉛筆までによって塗膜の表面の引っかき試験を行い、どの硬さの鉛筆で傷がついたかによって、その鉛筆の硬度を硬さとするものである。このテストパネルにおいては、硬さは８Ｈであり、硬さにおいても極めて優れている。
【００５０】
耐塩水噴霧性（防錆性）は、同じくＪＩＳ Ｋ５４００の「７．８ 塩水噴霧試験」にしたがって測定した。即ち、試験片を塩水の霧が発生する装置（塩水噴霧試験装置）内に入れて試験をし、主として塩水の霧の作用で塗膜に錆・ふくれ・剥がれができるかどうかを調べた。塩水噴霧試験装置の使用条件としては、試験室内の温度３５±１℃、試験室内の相対湿度９５〜９８％、加湿器の温度４７±１℃、塩水の濃度５ｗ／ｖ％、等が定められている。このテストパネルにおいては、３６０時間試験を行っても、塗膜に赤錆やふくれ・剥がれは未だに生じていない。よって、本実施の形態２の水系コーティング材は、防錆性においても極めて優れていると判断される。
【００５１】
このように、本実施の形態２の亜鉛粉末含有スラリーにおいては、亜鉛粉末表面で緻密なシリカ被膜を形成させるため、従来技術のコロイダルシリカよりも重合度の低いケイ酸ソーダ溶液を用い、さらに重合度を低下させるために、またゲル化を防ぐために、イオン交換水を添加して加水分解させている。そして、界面活性剤を添加することによって、シリカの緻密な被膜で覆われた亜鉛粉末の水中における分散性を向上させて、より一層安定した亜鉛粉末含有スラリーとしている。さらに、メタバナジン酸ソーダを添加することによって、シリカ被膜に欠損が生じた場合でもバナジン酸イオンが欠損部に作用して不動態化させるため、亜鉛粉末の水中での安定性はより一層高まる。
【００５２】
そして、この亜鉛粉末含有スラリー１００重量部に対し、バインダーとしてケイ酸リチウム２５重量部を混合して攪拌し、水系コーティング材を作製した。ケイ酸リチウムは粘着性に優れ、水系コーティング材を塗装面に塗り付けて乾燥して塗膜としたときに全体の強度に優れ、また塗装面への付着性も強力な優れた塗膜となる。塗膜としての試験結果からも、表５に示されるように、優れた水系コーティング材であることがわかる。
【００５３】
実施の形態３
次に、本発明の亜鉛粉末含有スラリー及び水系コーティング材の実施の形態３について説明する。本実施の形態３の亜鉛粉末含有スラリーは、シリカのモル比の低いアルカリケイ酸塩であるメタケイ酸ソーダあるいは１号ケイ酸ソーダにイオン交換水を添加してシリカの重合度を低下させたものに、界面活性剤と亜鉛粉末とメタバナジン酸ソーダを混合して得られるものである。
【００５４】
まず、イオン交換水にメタケイ酸ソーダあるいは１号ケイ酸ソーダを攪拌しながら添加してケイ酸ソーダを加水分解させた後、界面活性剤（ポリオキシエチレンアルキルエーテル）を攪拌しながら添加した。続いて、メタバナジン酸ソーダ及び亜鉛粉末を添加し、４０℃で１６時間反応させることによって、シリカ・バナデート処理亜鉛粉末含有スラリーを得た。これを各成分の配合比を変えて、表６に示されるように、３種類のスラリー供試体を作製した。
【００５５】
【表６】
【００５６】
表６に示されるように、実施例６及び比較例４では、イオン交換水の量を５０％以下まで減らして代わりに亜鉛粉末の量をほぼ同量まで大幅に増加している。実施例６ではアルカリケイ酸塩としてメタケイ酸ソーダを、実施例７及び比較例４では１号ケイ酸ソーダをそれぞれ１〜２重量％用いている。要するに実施例６及び実施例７、比較例４においては３号ケイ酸ソーダを一切用いていない。実施例７は、３号ケイ酸ソーダを１号ケイ酸ソーダに変えた点を除いて、実施の形態２の実施例４と全く同一である。これらのスラリー供試体の安定性を、静置した場合の外観とガス発生量によって判定した。ガス発生量の測定方法は、実施の形態２と同様にして行った。結果は、表６に示されるように、実施例６及び実施例７では、長時間静置しても外観に変化はなく、またガスの発生量もゼロであった
が、比較例４のスラリーはゲル化してしまった。
【００５７】
この中から、多量の亜鉛粉末を含みながら極めて優れた安定性を示した実施例６のシリカ・バナデート処理亜鉛粉末含有スラリーを用いて、亜鉛粉末含有スラリーの固形分８１．０％の水系コーティング材を作製した。バインダーとの混合比を表７に示す。
【００５８】
【表７】
【００５９】
得られた水系コーティング材を室温で１ヶ月静置し、性状を目視で判断した。結果は、１ヶ月経過しても水系コーティング材には外見上何の変化も認められず、安定性は極めて良好であった。
【００６０】
また、シンナー脱脂した未処理冷延鋼板に、この水系コーティング材をエアスプレーで塗布し、８０℃で１０分間予備乾燥した後、２８０℃で１０分間焼き付けて、テストパネルを作製した。このテストパネルについて、塗膜性能試験を行った。得られた試験結果を表８に示す。
【００６１】
【表８】
【００６２】
塗膜性能試験は、実施の形態１，２と同様にして行った。
【００６３】
即ち、付着性は、ＪＩＳ Ｋ５４００の「６．１５ 碁盤目試験」にしたがって測定した。即ち、カッターナイフで塗膜を貫通して１ｍｍ間隔で１１本ずつの直線を縦横に引く。これによって、１平方センチの正方形の中に１００個のます目ができるので、この部分に粘着テープ（セロハンテープ）を貼り付けて剥がし、塗膜が残ったます目の数を数える。このテストパネルにおいては、１００個のます目のうち１００個全てが残り、１個の剥落もなかった。よって、付着性は極めて良好である。
【００６４】
硬さは、同じくＪＩＳ Ｋ５４００の「６．１４ 鉛筆引っかき試験」にしたがって測定した。即ち、塗膜用鉛筆引っかき試験機を用いて最も軟らかい６Ｂの鉛筆から最も硬い９Ｈの鉛筆までによって塗膜の表面の引っかき試験を行い、どの硬さの鉛筆で傷がついたかによって、その鉛筆の硬度を硬さとするものである。このテストパネルにおいては、硬さは８Ｈであり、硬さにおいても極めて優れている。
【００６５】
耐塩水噴霧性（防錆性）は、同じくＪＩＳ Ｋ５４００の「７．８ 塩水噴霧試験」にしたがって測定した。即ち、試験片を塩水の霧が発生する装置（塩水噴霧試験装置）内に入れて試験をし、主として塩水の霧の作用で塗膜に錆・ふくれ・剥がれができるかどうかを調べた。塩水噴霧試験装置の使用条件としては、試験室内の温度３５±１℃、試験室内の相対湿度９５〜９８％、加湿器の温度４７±１℃、塩水の濃度５ｗ／ｖ％、等が定められている。このテストパネルにおいては、３６０時間試験を行っても、塗膜に赤錆やふくれ・剥がれは未だに生じていない。よって、本実施の形態３の水系コーティング材は、防錆性においても極めて優れていると判断される。
【００６６】
上記各実施の形態においては、アルカリケイ酸塩としてケイ酸ソーダまたはメタケイ酸ソーダを使用した例について説明したが、アルカリケイ酸塩としては他にもケイ酸カリウム、ケイ酸リチウム、ケイ酸アンモニウム、オルソケイ酸ソーダ等の他の低モル比のケイ酸ソーダ、アルコキシシラン等を用いることができる。
【００６７】
また、水系コーティング材を作製する際に亜鉛粉末含有スラリーに添加するバインダーとしてケイ酸リチウムを使用した例、及びケイ酸リチウムと３号ケイ酸ソーダの混合物を使用した例について説明したが、その他のバインダーとして上記以外のアルカリケイ酸（水ガラス）、コロイダルシリカ、金属アルコキシド、水系のシリコン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂及びメラミン樹脂等が挙げられ、これら２種類以上の混合物でもよく、乾燥後の塗膜として亜鉛粉末の保持、塗装面との付着性が確保できるものであれば、特に限定されるものではない。
【００６８】
さらに、上記実施の形態２の実施例４においては、メタバナジン酸ソーダを添加しているが、実施例５に示されるようにメタバナジン酸アンモニウムを添加しても良く、またバナジン酸塩に限らず、ジルコニウム塩、タングステン酸塩、モリブデン酸塩を用いることもでき、これらを混合して添加しても良い。
【００６９】
上記実施の形態において、亜鉛粉末含有スラリーと水系バインダーからなる水系コーティング材の乾燥塗膜中に亜鉛粉末含有スラリーの固形分が３０〜９５重量％を含有するものでは、亜鉛の防錆機能及び塗膜面への付着性及び塗膜強度が低下することなく、良好な防錆機能を得ることができた。即ち、発明者らの確認によれば、乾燥塗膜中の亜鉛粉末含有スラリーの固形分が３０重量％より少ない場合は、亜鉛の防錆機能が十分発揮されない。また、９５重量％より多い場合は、塗膜面への付着性及び塗膜強度が低下するという結果が得られた。特に、亜鉛粉末含有スラリーの固形分が６５〜８５重量％を含有するもので、その特性が顕著であった。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明にかかる亜鉛粉末含有スラリーは、３号ケイ酸ソーダまたはメタケイ酸ソーダの溶液にイオン交換水を添加して加水分解させて重合度を低下させたものと、亜鉛粉末と、バナジン酸塩とを混合して攪拌することにより調整される。
【００７１】
このように、３号ケイ酸ソーダまたはメタケイ酸ソーダの溶液にイオン交換水を添加することによって加水分解されて重合度が低下しているため、亜鉛粉末の表面にシリカの緻密な被膜が形成される。これによって、亜鉛と水との接触が防止されて亜鉛粉末の高い水中安定性が得られる。また、シリカ被膜に欠損が生じた場合でも、バナジン酸塩を添加することによって、バナジン酸イオンがシリカ被膜の欠損部に作用して不動態化させる。これによって、亜鉛と水との接触がより確実に防止されて亜鉛粉末のより高い水中安定性が 得られる。更に、３号ケイ酸ソーダまたはメタケイ酸ソーダはコロイダルシリカと比較してずっと安価であるため、低コストで亜鉛粉末含有スラリーを得ることができる。
【００７２】
請求項２の発明にかかる亜鉛粉末含有スラリーにおいては、バナジン酸塩はメタバナジン酸ソーダまたはメタバナジン酸アンモニウムである。これによって、シリカ被膜に欠損が生じた場合でも、バナジン酸イオンがシリカ被膜の欠損部に作用して不動態化させる。これによって、亜鉛と水との接触がより確実に防止されて亜鉛粉末のより高い水中安定性が得られる。更に、３号ケイ酸ソーダまたはメタケイ酸ソーダはコロイダルシリカと比較してずっと安価であるため、低コストで亜鉛粉末含有スラリーを得ることができる。
【００７３】
請求項３の発明にかかる亜鉛粉末含有スラリーにおいては、界面活性剤を添加している。界面活性剤を添加することによって、シリカの緻密な被膜で覆われた亜鉛粉末の水中における分散性が向上して、より一層安定した亜鉛粉末含有スラリーとなる。このようにして、安定性が高く安価な亜鉛粉末含有スラリーを得ることができる。
【００７４】
請求項４の発明にかかる水系コーティング材は、請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の亜鉛粉末含有スラリーにケイ酸リチウムを混合して攪拌することにより得られる。前述の如く、請求項１乃至請求項３の亜鉛粉末含有スラリーは、亜鉛粉末がシリカの緻密な被膜で覆われていて水中安定性に優れており、長時間放置しても品質が変わらないものである。そこで、これらの亜鉛粉末スラリーを用いて水系コーティング材を調製することによって、金属に塗布したときに強い付着性、塗膜の十分な硬さ、耐塩水噴霧性等の優れた防錆性が得られる優れた水系コーティング材を得ることができる。
【００７５】
また、ケイ酸リチウムは水ガラスの１種であって、粘着性に優れておりバインダーとしての役割をする。その結果、水系コーティング材を塗装面に塗り付けて乾燥して塗膜としたときに全体の強度に優れ、また塗装面への付着性も強力な優れた塗膜となる。そこで、亜鉛粉末含有スラリーにケイ酸リチウムを添加することによって、バインダーとして十分な機能が得られて、優れた水系コーティング材となる。そして、この水系コーティング材をベースにして、優れた水系ジンクリッチ塗料を製造することができる。
【００７６】
請求項５の発明にかかる亜鉛粉末含有スラリーは、１号ケイ酸ソーダの溶液１．０重量％と、イオン交換水７４．５重量％と、界面活性剤０．２重量％と、亜鉛粉末２３．８重量％と、メタバナジン酸ソーダ０．５重量％とを混合して調整される。
【００７７】
この配合の範囲内で調整した亜鉛粉末含有スラリーは、イオン交換水によって加水分解され、重合度が低下した１号ケイ酸ソーダのシリカの緻密な被膜で亜鉛粉末が覆われて、良好な水中安定性を示す。一方、これ以上１号ケイ酸ソーダの重量％を増やすとゲル化してしまう。そこで、上述した配合の範囲内で亜鉛粉末含有スラリーを調整することによって、水中安定性が確保され、水と亜鉛粉末とが反応して水素ガスが発生することもなく、また１号ケイ酸ソーダによるゲル化が起こることもなく、良質な亜鉛粉末含有スラリーが得られる。
【００７８】
このように、１号ケイ酸ソーダの溶液にイオン交換水を添加することによって加水分解されて重合度が低下しているため、亜鉛粉末の表面にシリカの緻密な被膜が形成される。これによって、亜鉛と水との接触が防止されて亜鉛粉末の高い水中安定性が得られる。また、水ガラス（１号ケイ酸ソーダの溶液）はコロイダルシリカと比較してずっと安価であるため、低コストで亜鉛粉末含有スラリーを得ることができる。このようにして、安定性が高く安価な亜鉛粉末含有スラリーを得ることができる。
【００７９】
請求項６の発明にかかる水系コーティング材は、請求項５に記載の亜鉛粉末含有スラリー１００重量％にケイ酸リチウム２０〜３０重量％を混合して攪拌することにより得られる。
【００８０】
ケイ酸リチウムは粘着性に優れておりバインダーとしての役割をする。実験の結果、上記の比率で請求項５に記載の亜鉛粉末含有スラリーとケイ酸リチウムとを混合した場合がバインダーとして最も良い特性が得られた。その結果、水系コーティング材を塗装面に塗り付けて乾燥して塗膜としたときに全体の強度に優れ、また塗装面への付着性も強力な優れた塗膜となり、バインダーとして十分な機能が得られて、優れた水系コーティング材となる。そして、この水系コーティング材をベースにして、優れた水系ジンクリッチ塗料を製造することができる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、亜鉛粉末含有スラリー及び水系コーティング材に関するもので、水系ジンクリッチ塗料を製造するための基本技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
亜鉛の鉄に対する犠牲防食作用を利用した塗料はジンクリッチ塗料として広く利用されているが、有機溶剤を含有するものが主であり、環境に悪影響を与えるという問題がある。また、有機溶剤を用いない水系ジンクリッチ塗料においては、亜鉛と水の混合による水素ガスの発生という問題や、防錆性能に劣るという問題がある。さらに、クロム酸をバインダーとしたジンクリッチ塗料も広く利用されているが、クロムを含有するために環境に悪影響を与えるという問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、実用的なジンクリッチ塗料は有機溶媒あるいはクロムを含有していて環境に悪影響を与えるという問題点を抱えている。一方、水系ジンクリッチ塗料は実用的な段階に至っていないという状態である。ここで、水系ジンクリッチ塗料の製造方法として亜鉛含有金属フレークをコロイダルシリカ被膜で覆うという方法が、特開平６−９８９７号公報に開示されている。しかし、コロイダルシリカは重合度が高く球状構造であるため嵩高く、亜鉛表面に緻密な被膜を形成することができず、水のＯＨ- イオンとの接触を防ぐには不十分である。さらに、コロイダルシリカを用いるとコスト高になるという問題点があった。
【０００４】
そこで、本発明は、実用的かつ安価な水系ジンクリッチ塗料を実現するための基本的な技術である亜鉛粉末含有スラリー及び水系コーティング材の提供を課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明にかかる亜鉛粉末含有スラリーは、３号ケイ酸ソーダまたはメタケイ酸ソーダの溶液にイオン交換水を添加して加水分解させて重合度を低下させたものと、亜鉛粉末と、バナジン酸塩とを混合して攪拌することにより調整されるものである。
【０００６】
このように、３号ケイ酸ソーダまたはメタケイ酸ソーダの溶液にイオン交換水を添加することによって加水分解されて重合度が低下しているため、亜鉛粉末の表面にシリカの緻密な被膜が形成される。これによって、亜鉛と水との接触が防止されて亜鉛粉末の高い水中安定性が得られる。また、シリカ被膜に欠損が生じた場合でも、バナジン酸塩を添加することによって、バナジン酸イオンがシリカ被膜の欠損部に作用して不動態化させる。これによって、亜鉛と水との接触がより確実に防止されて亜鉛粉末のより高い水中安定性が得られる。更に、３号ケイ酸ソーダまたはメタケイ酸ソーダはコロイダルシリカと比較してずっと安価であるため、低コストで亜鉛粉末含有スラリーを得ることができる。
【０００７】
このようにして、安定性が高く安価な亜鉛粉末含有スラリーを得ることができる。
【０００８】
請求項２の発明にかかる亜鉛粉末含有スラリーは、請求項１の構成において、前記バナジン酸塩はメタバナジン酸ソーダまたはメタバナジン酸アンモニウムであるものである。
【０００９】
これによって、シリカ被膜に欠損が生じた場合でも、バナジン酸イオンがシリカ被膜の欠損部に作用して不動態化させる。これによって、亜鉛と水との接触がより確実に防止されて亜鉛粉末のより高い水中安定性が得られる。更に、３号ケイ酸ソーダまたはメタケイ酸ソーダはコロイダルシリカと比較してずっと安価であるため、低コストで亜鉛粉末含有スラリーを得ることができる。
【００１０】
このようにして、安定性がより高く安価な亜鉛粉末含有スラリーを得ることができる。
【００１１】
請求項３の発明にかかる亜鉛粉末含有スラリーは、請求項１または請求項２の構成において、界面活性剤を添加したものである。
【００１２】
界面活性剤を添加することによって、シリカの緻密な被膜で覆われた亜鉛粉末の水中における分散性が向上して、より一層安定した亜鉛粉末含有スラリーとなる。
【００１３】
このようにして、安定性が高く安価な亜鉛粉末含有スラリーを得ることができる。
【００１４】
請求項４の発明にかかる水系コーティング材は、請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の亜鉛粉末含有スラリーにケイ酸リチウムを混合して攪拌することにより得られるものである。
【００１５】
前述の如く、請求項１乃至請求項３の亜鉛粉末含有スラリーは、亜鉛粉末がシリカの緻密な被膜で覆われていて水中安定性に優れており、長時間放置しても品質が変わらないものである。そこで、これらの亜鉛粉末スラリーを用いて水系コーティング材を調製することによって、金属に塗布したときに強い付着性、塗膜の十分な硬さ、耐塩水噴霧性等の優れた防錆性が得られる優れた水系コーティング材を得ることができる。
【００１６】
また、ケイ酸リチウムは水ガラスの１種であって、粘着性に優れておりバインダーとしての役割をする。その結果、水系コーティング材を塗装面に塗り付けて乾燥して塗膜としたときに全体の強度に優れ、また塗装面への付着性も強力な優れた塗膜となる。そこで、亜鉛粉末含有スラリーにケイ酸リチウムを添加することによって、バインダーとして十分な機能が得られて、優れた水系コーティング材となる。そして、この水系コーティング材をベースにして、優れた水系ジンクリッチ塗料を製造することができる。
【００１７】
請求項５の発明にかかる亜鉛粉末含有スラリーは、１号ケイ酸ソーダの溶液１．０重量 ％と、イオン交換水７４．５重量％と、界面活性剤０．２重量％と、亜鉛粉末２３．８重量％と、メタバナジン酸ソーダ０．５重量％とを混合して調整されるものである。
【００１８】
この配合の範囲内で調整した亜鉛粉末含有スラリーは、イオン交換水によって加水分解され、重合度が低下した１号ケイ酸ソーダのシリカの緻密な被膜で亜鉛粉末が覆われて、良好な水中安定性を示す。一方、これ以上１号ケイ酸ソーダの重量％を増やすとゲル化してしまう。そこで、上述した配合の範囲内で亜鉛粉末含有スラリーを調整することによって、水中安定性が確保され、水と亜鉛粉末とが反応して水素ガスが発生することもなく、また１号ケイ酸ソーダによるゲル化が起こることもなく、良質な亜鉛粉末含有スラリーが得られる。
【００１９】
このように、１号ケイ酸ソーダの溶液にイオン交換水を添加することによって加水分解されて重合度が低下しているため、亜鉛粉末の表面にシリカの緻密な被膜が形成される。これによって、亜鉛と水との接触が防止されて亜鉛粉末の高い水中安定性が得られる。また、水ガラス（１号ケイ酸ソーダの溶液）はコロイダルシリカと比較してずっと安価であるため、低コストで亜鉛粉末含有スラリーを得ることができる。このようにして、安定性が高く安価な亜鉛粉末含有スラリーを得ることができる。
【００２０】
請求項６の発明にかかる水系コーティング材は、請求項５に記載の亜鉛粉末含有スラリー１００重量％にケイ酸リチウム２０〜３０重量％を混合して攪拌することにより得られるものである。
【００２１】
ケイ酸リチウムは粘着性に優れておりバインダーとしての役割をする。実験の結果、上記の比率で請求項５に記載の亜鉛粉末含有スラリーとケイ酸リチウムとを混合した場合がバインダーとして最も良い特性が得られた。その結果、水系コーティング材を塗装面に塗り付けて乾燥して塗膜としたときに全体の強度に優れ、また塗装面への付着性も強力な優れた塗膜となり、バインダーとして十分な機能が得られて、優れた水系コーティング材となる。そして、この水系コーティング材をベースにして、優れた水系ジンクリッチ塗料を製造することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００２３】
実施の形態１
まず、本発明の亜鉛粉末含有スラリー及び水系コーティング材の実施の形態１について説明する。本実施の形態１の亜鉛粉末含有スラリーは、アルカリケイ酸塩（水ガラス）にイオン交換水を添加して加水分解させ、重合度を低下させたものに、界面活性剤と亜鉛粉末を混合して得られるものである。
【００２４】
まず、イオン交換水に３号ケイ酸ソーダを攪拌しながら添加してケイ酸ソーダを加水分解させた後、界面活性剤（ポリオキシエチレンアルキルエーテル）を攪拌しながら添加した。続いて、亜鉛粉末を添加し、室温で３時間反応させることによって、亜鉛粉末含有スラリーを得た。これを各成分の配合比を変えて、安定性を調べた結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
表１に示されるように、実施例１〜３及び比較例１、比較例２のいずれにおいても界面活性剤と亜鉛粉末の重量％は一定としている。そして、実施例１から実施例２，３、比較例１と次第に３号ケイ酸ソーダの重量％を増やしていき、それに伴ってイオン交換水の重量％を減らしている。なお、比較例２として、３号ケイ酸ソーダを一切加えないものについても試験している。その結果、実施例１〜３については良好な安定性が確認された。３号ケイ酸ソーダを１０．４重量％配合した比較例１は、シリケートイオンが多すぎてゲル化してしまった。また、３号ケイ酸ソーダを全く加えなかった比較例２については、亜鉛粉末をコーティングするシリカが全く含まれていないのであるから、当然ながら水と亜鉛粉末が反応して水素ガスが発生した。
【００２７】
したがって、実施例１〜３に示される配合の範囲内であれば、良好な水中安定性が示され、ゲル化も起こらないものと考えられる。すなわち、亜鉛粉末（固形分１００％）が２０重量％、界面活性剤（固形分０％）が０．２重量％、３号ケイ酸ソーダ（固形分３８％）が０．５〜７．８重量％、イオン交換水（固形分０％）が７２．０〜７９．３重量％の範囲内で調整された亜鉛粉末含有スラリーであれば、良好な特性を示すものと考えられる。
【００２８】
次に、これらの亜鉛粉末含有スラリーから水系コーティング材を調整する方法と性能試験の結果について説明する。表１の実施例３で得られた亜鉛粉末含有スラリー１００重量部に対し、バインダーとしてケイ酸リチウム２５重量部（固形分２３％）を混合して攪拌し、亜鉛粉末含有スラリーの固形分が７７．１％の水系コーティング材を作製した。この水系コーティング材を室温で１ヶ月静置し、性状を目視で判断したところ、全く変化なくゲル化等も起こさず安定した性状を保持した。また、シンナー脱脂した未処理冷延鋼板に、この亜鉛粉末含有スラリーの固形分が７７．１％の水系コーティング材をエアスプレーで塗布し、８０℃で１０分間予備乾燥した後、２８０℃で１０分間焼き付けて、テストパネルを作製した。
【００２９】
このテストパネルについて、塗膜性能試験を行った。得られた試験結果を表２に示す。
【００３０】
【表２】
膜厚はＪＩＳ Ｋ５４００の「３．５ 試験片の作り方 （６）塗膜の厚さ」に準じて測定した。
【００３２】
付着性は、同じくＪＩＳ Ｋ５４００の「６．１５ 碁盤目試験」にしたがって測定した。即ち、カッターナイフで塗膜を貫通して１ｍｍ間隔で１１本ずつの直線を縦横に引く。これによって、１平方センチの正方形の中に１００個のます目ができるので、この部分に粘着テープ（セロハンテープ）を貼り付けて剥がし、塗膜が残ったます目の数を数える。このテストパネルにおいては、１００個のます目のうち１００個全てが残り、１個の剥落もなかった。よって、付着性は極めて良好である。
【００３３】
硬さは、同じくＪＩＳ Ｋ５４００の「６．１４ 鉛筆引っかき試験」にしたがって測定した。即ち、塗膜用鉛筆引っかき試験機を用いて最も軟らかい６Ｂの鉛筆から最も硬い９Ｈの鉛筆までによって塗膜の表面の引っかき試験を行い、どの硬さの鉛筆で傷がついたかによって、その鉛筆の硬度を硬さとするものである。このテストパネルにおいては、硬さは８Ｈであり、硬さにおいても極めて優れている。
【００３４】
耐塩水噴霧性（防錆性）は、同じくＪＩＳ Ｋ５４００の「７．８ 塩水噴霧試験」にしたがって測定した。即ち、試験片を塩水の霧が発生する装置（塩水噴霧試験装置）内に入れて試験をし、主として塩水の霧の作用で塗膜に錆・ふくれ・剥がれができるかどうかを調べた。塩水噴霧試験装置の使用条件としては、試験室内の温度３５±１℃、試験室内の相対湿度９５〜９８％、加湿器の温度４７±１℃、塩水の濃度５ｗ／ｖ％、等が定められている。このテストパネルにおいては、１１００時間試験を行っても、塗膜に赤錆やふくれ・剥がれは未だに生じていない。よって、本実施の形態１の水系コーティング材は、防錆性においても極めて優れていると判断される。
【００３５】
このように、本実施の形態１の亜鉛粉末含有スラリーにおいては、亜鉛粉末表面で緻密なシリカ被膜を形成させるため、従来技術のコロイダルシリカよりも重合度の低いケイ酸ソーダ溶液を用い、さらに重合度を低下させるために、またゲル化を防ぐために、イオン交換水を添加して加水分解させている。そして、界面活性剤を添加することによって、シリカの緻密な被膜で覆われた亜鉛粉末の水中における分散性を向上させて、より一層安定した亜鉛粉末含有スラリーとしている。
【００３６】
そして、この亜鉛粉末含有スラリー１００重量部に対し、バインダーとしてケイ酸リチウム２５重量部を混合して攪拌し、水系コーティング材を作製した。ケイ酸リチウムは粘着性に優れ、水系コーティング材を塗装面に塗り付けて乾燥して塗膜としたときに全体の強度に優れ、また塗装面への付着性も強力な優れた塗膜となる。塗膜としての試験結果からも、表２に示されるように、優れた水系コーティング材であることがわかる。
【００３７】
実施の形態２
次に、本発明の亜鉛粉末含有スラリー及び水系コーティング材の実施の形態２について説明する。本実施の形態２の亜鉛粉末含有スラリーは、アルカリケイ酸塩（水ガラス）にイオン交換水を添加して加水分解させ、重合度を低下させたものに、界面活性剤と亜鉛粉末とメタバナジン酸ソーダまたはメタバナジン酸アンモニウムを混合して得られるものである。
【００３８】
まず、イオン交換水（固形分０％）に３号ケイ酸ソーダ（固形分３８％）を攪拌しながら添加してケイ酸ソーダを加水分解させた後、界面活性剤（ポリオキシエチレンアルキルエーテル）（固形分０％）を攪拌しながら添加した。続いて、メタバナジン酸ソーダ（固形分１００％）またはメタバナジン酸アンモニウム（固形分１００％）及び亜鉛粉末（固形分１００％）を添加し、４０℃で１６時間反応させることによって、シリカ・バナデート処理亜鉛粉末含有スラリーを得た。これを各成分の配合比を変えて、表３に示されるように、４種類のスラリー供試体を作製した。
【００３９】
【表３】
表３に示されるように、界面活性剤の量は４種類の供試体を通じて一定としている。また、イオン交換水及び亜鉛粉末の量は一定としている。比較例３においては、３号ケイ酸ソーダを用いていない。
【００４１】
このような各供試体の安定性を、ガス発生量を測定することによって判別した。ガス発生量の測定方法は、供試体スラリーを三角フラスコに２００ｇ量り取り、ガラス管付きゴム栓を装着して、２０℃の室温中でスラリーから発生するガスを水上捕集し、４８０時間後のガス発生量を測定することにより行った。その結果を表４に示す。
【００４２】
【表４】
表４に示されるように、実施例４及び実施例５は４８０時間経過後もガスの発生が全くなく、極めて優れた安定性を示した。これに対して、比較例３は亜鉛粉末をコーティングするシリカ被膜を形成する３号ケイ酸ソーダが全く入っていないので、当然ながら亜鉛粉末がイオン交換水と反応して水素ガスを発生し、１時間で２０ｃｃのガス発生量を示している。
【００４４】
この中から極めて優れた安定性を示した実施例４のシリカ・バナデート処理亜鉛粉末含有スラリー１００重量％に対し、ケイ酸リチウム２５重量％を攪拌混合し、亜鉛粉末含有スラリーの固形分７８．２％の水系コーティング材を作製した。得られた水系コーティング材を室温で１ヶ月静置し、性状を目視で判断した。結果は、１ヶ月経過しても水系コーティング材には外見上何の変化も認められず、安定性は極めて良好であった。
【００４５】
また、シンナー脱脂した未処理冷延鋼板に、この水系コーティング材をエアスプレーで塗布し、８０℃で１０分間予備乾燥した後、２８０℃で１０分間焼き付けて、テストパネルを作製した。このテストパネルについて、塗膜性能試験を行った。得られた試験結果を表５に示す。
【００４６】
【表５】
塗膜性能試験は、実施の形態１と同様にして行った。
【００４８】
即ち、付着性は、ＪＩＳ Ｋ５４００の「６．１５ 碁盤目試験」にしたがって測定した。即ち、カッターナイフで塗膜を貫通して１ｍｍ間隔で１１本ずつの直線を縦横に引く。これによって、１平方センチの正方形の中に１００個のます目ができるので、この部分に粘着テープ（セロハンテープ）を貼り付けて剥がし、塗膜が残ったます目の数を数える。このテストパネルにおいては、１００個のます目のうち１００個全てが残り、１個の剥落もなかった。よって、付着性は極めて良好である。
【００４９】
硬さは、同じくＪＩＳ Ｋ５４００の「６．１４ 鉛筆引っかき試験」にしたがって測定した。即ち、塗膜用鉛筆引っかき試験機を用いて最も軟らかい６Ｂの鉛筆から最も硬い９Ｈの鉛筆までによって塗膜の表面の引っかき試験を行い、どの硬さの鉛筆で傷がついたかによって、その鉛筆の硬度を硬さとするものである。このテストパネルにおいては、硬さは８Ｈであり、硬さにおいても極めて優れている。
【００５０】
耐塩水噴霧性（防錆性）は、同じくＪＩＳ Ｋ５４００の「７．８ 塩水噴霧試験」にしたがって測定した。即ち、試験片を塩水の霧が発生する装置（塩水噴霧試験装置）内に入れて試験をし、主として塩水の霧の作用で塗膜に錆・ふくれ・剥がれができるかどうかを調べた。塩水噴霧試験装置の使用条件としては、試験室内の温度３５±１℃、試験室内の相対湿度９５〜９８％、加湿器の温度４７±１℃、塩水の濃度５ｗ／ｖ％、等が定められている。このテストパネルにおいては、３６０時間試験を行っても、塗膜に赤錆やふくれ・剥がれは未だに生じていない。よって、本実施の形態２の水系コーティング材は、防錆性においても極めて優れていると判断される。
【００５１】
このように、本実施の形態２の亜鉛粉末含有スラリーにおいては、亜鉛粉末表面で緻密なシリカ被膜を形成させるため、従来技術のコロイダルシリカよりも重合度の低いケイ酸ソーダ溶液を用い、さらに重合度を低下させるために、またゲル化を防ぐために、イオン交換水を添加して加水分解させている。そして、界面活性剤を添加することによって、シリカの緻密な被膜で覆われた亜鉛粉末の水中における分散性を向上させて、より一層安定した亜鉛粉末含有スラリーとしている。さらに、メタバナジン酸ソーダを添加することによって、シリカ被膜に欠損が生じた場合でもバナジン酸イオンが欠損部に作用して不動態化させるため、亜鉛粉末の水中での安定性はより一層高まる。
【００５２】
そして、この亜鉛粉末含有スラリー１００重量部に対し、バインダーとしてケイ酸リチウム２５重量部を混合して攪拌し、水系コーティング材を作製した。ケイ酸リチウムは粘着性に優れ、水系コーティング材を塗装面に塗り付けて乾燥して塗膜としたときに全体の強度に優れ、また塗装面への付着性も強力な優れた塗膜となる。塗膜としての試験結果からも、表５に示されるように、優れた水系コーティング材であることがわかる。
【００５３】
実施の形態３
次に、本発明の亜鉛粉末含有スラリー及び水系コーティング材の実施の形態３について説明する。本実施の形態３の亜鉛粉末含有スラリーは、シリカのモル比の低いアルカリケイ酸塩であるメタケイ酸ソーダあるいは１号ケイ酸ソーダにイオン交換水を添加してシリカの重合度を低下させたものに、界面活性剤と亜鉛粉末とメタバナジン酸ソーダを混合して得られるものである。
【００５４】
まず、イオン交換水にメタケイ酸ソーダあるいは１号ケイ酸ソーダを攪拌しながら添加してケイ酸ソーダを加水分解させた後、界面活性剤（ポリオキシエチレンアルキルエーテル）を攪拌しながら添加した。続いて、メタバナジン酸ソーダ及び亜鉛粉末を添加し、４０℃で１６時間反応させることによって、シリカ・バナデート処理亜鉛粉末含有スラリーを得た。これを各成分の配合比を変えて、表６に示されるように、３種類のスラリー供試体を作製した。
【００５５】
【表６】
表６に示されるように、実施例６及び比較例４では、イオン交換水の量を５０％以下まで減らして代わりに亜鉛粉末の量をほぼ同量まで大幅に増加している。実施例６ではアルカリケイ酸塩としてメタケイ酸ソーダを、実施例７及び比較例４では１号ケイ酸ソーダをそれぞれ１〜２重量％用いている。要するに実施例６及び実施例７、比較例４においては３号ケイ酸ソーダを一切用いていない。実施例７は、３号ケイ酸ソーダを１号ケイ酸ソーダに変えた点を除いて、実施の形態２の実施例４と全く同一である。これらのスラリー供試体の安定性を、静置した場合の外観とガス発生量によって判定した。ガス発生量の測定方法は、実施の形態２と同様にして行った。結果は、表６に示されるように、実施例６及び実施例７では、長時間静置しても外観に変化はなく、またガスの発生量もゼロであった
が、比較例４のスラリーはゲル化してしまった。
【００５７】
この中から、多量の亜鉛粉末を含みながら極めて優れた安定性を示した実施例６のシリカ・バナデート処理亜鉛粉末含有スラリーを用いて、亜鉛粉末含有スラリーの固形分８１．０％の水系コーティング材を作製した。バインダーとの混合比を表７に示す。
【００５８】
【表７】
得られた水系コーティング材を室温で１ヶ月静置し、性状を目視で判断した。結果は、１ヶ月経過しても水系コーティング材には外見上何の変化も認められず、安定性は極めて良好であった。
【００６０】
また、シンナー脱脂した未処理冷延鋼板に、この水系コーティング材をエアスプレーで塗布し、８０℃で１０分間予備乾燥した後、２８０℃で１０分間焼き付けて、テストパネルを作製した。このテストパネルについて、塗膜性能試験を行った。得られた試験結果を表８に示す。
【００６１】
【表８】
塗膜性能試験は、実施の形態１，２と同様にして行った。
【００６３】
即ち、付着性は、ＪＩＳ Ｋ５４００の「６．１５ 碁盤目試験」にしたがって測定した。即ち、カッターナイフで塗膜を貫通して１ｍｍ間隔で１１本ずつの直線を縦横に引く。これによって、１平方センチの正方形の中に１００個のます目ができるので、この部分に粘着テープ（セロハンテープ）を貼り付けて剥がし、塗膜が残ったます目の数を数える。このテストパネルにおいては、１００個のます目のうち１００個全てが残り、１個の剥落もなかった。よって、付着性は極めて良好である。
【００６４】
硬さは、同じくＪＩＳ Ｋ５４００の「６．１４ 鉛筆引っかき試験」にしたがって測定した。即ち、塗膜用鉛筆引っかき試験機を用いて最も軟らかい６Ｂの鉛筆から最も硬い９Ｈの鉛筆までによって塗膜の表面の引っかき試験を行い、どの硬さの鉛筆で傷がついたかによって、その鉛筆の硬度を硬さとするものである。このテストパネルにおいては、硬さは８Ｈであり、硬さにおいても極めて優れている。
【００６５】
耐塩水噴霧性（防錆性）は、同じくＪＩＳ Ｋ５４００の「７．８ 塩水噴霧試験」にしたがって測定した。即ち、試験片を塩水の霧が発生する装置（塩水噴霧試験装置）内に入れて試験をし、主として塩水の霧の作用で塗膜に錆・ふくれ・剥がれができるかどうかを調べた。塩水噴霧試験装置の使用条件としては、試験室内の温度３５±１℃、試験室内の相対湿度９５〜９８％、加湿器の温度４７±１℃、塩水の濃度５ｗ／ｖ％、等が定められている。このテストパネルにおいては、３６０時間試験を行っても、塗膜に赤錆やふくれ・剥がれは未だに生じていない。よって、本実施の形態３の水系コーティング材は、防錆性においても極めて優れていると判断される。
【００６６】
上記各実施の形態においては、アルカリケイ酸塩としてケイ酸ソーダまたはメタケイ酸ソーダを使用した例について説明したが、アルカリケイ酸塩としては他にもケイ酸カリウム、ケイ酸リチウム、ケイ酸アンモニウム、オルソケイ酸ソーダ等の他の低モル比のケイ酸ソーダ、アルコキシシラン等を用いることができる。
【００６７】
また、水系コーティング材を作製する際に亜鉛粉末含有スラリーに添加するバインダーとしてケイ酸リチウムを使用した例、及びケイ酸リチウムと３号ケイ酸ソーダの混合物を使用した例について説明したが、その他のバインダーとして上記以外のアルカリケイ酸（水ガラス）、コロイダルシリカ、金属アルコキシド、水系のシリコン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂及びメラミン樹脂等が挙げられ、これら２種類以上の混合物でもよく、乾燥後の塗膜として亜鉛粉末の保持、塗装面との付着性が確保できるものであれば、特に限定されるものではない。
【００６８】
さらに、上記実施の形態２の実施例４においては、メタバナジン酸ソーダを添加しているが、実施例５に示されるようにメタバナジン酸アンモニウムを添加しても良く、またバナジン酸塩に限らず、ジルコニウム塩、タングステン酸塩、モリブデン酸塩を用いることもでき、これらを混合して添加しても良い。
【００６９】
上記実施の形態において、亜鉛粉末含有スラリーと水系バインダーからなる水系コーティング材の乾燥塗膜中に亜鉛粉末含有スラリーの固形分が３０〜９５重量％を含有するものでは、亜鉛の防錆機能及び塗膜面への付着性及び塗膜強度が低下することなく、良好な防錆機能を得ることができた。即ち、発明者らの確認によれば、乾燥塗膜中の亜鉛粉末含有スラリーの固形分が３０重量％より少ない場合は、亜鉛の防錆機能が十分発揮されない。また、９５重量％より多い場合は、塗膜面への付着性及び塗膜強度が低下するという結果が得られた。特に、亜鉛粉末含有スラリーの固形分が６５〜８５重量％を含有するもので、その特性が顕著であった。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明にかかる亜鉛粉末含有スラリーは、３号ケイ酸ソーダまたはメタケイ酸ソーダの溶液にイオン交換水を添加して加水分解させて重合度を低下させたものと、亜鉛粉末と、バナジン酸塩とを混合して攪拌することにより調整される。
【００７１】
このように、３号ケイ酸ソーダまたはメタケイ酸ソーダの溶液にイオン交換水を添加することによって加水分解されて重合度が低下しているため、亜鉛粉末の表面にシリカの緻密な被膜が形成される。これによって、亜鉛と水との接触が防止されて亜鉛粉末の高い水中安定性が得られる。また、シリカ被膜に欠損が生じた場合でも、バナジン酸塩を添加することによって、バナジン酸イオンがシリカ被膜の欠損部に作用して不動態化させる。これによって、亜鉛と水との接触がより確実に防止されて亜鉛粉末のより高い水中安定性が 得られる。更に、３号ケイ酸ソーダまたはメタケイ酸ソーダはコロイダルシリカと比較してずっと安価であるため、低コストで亜鉛粉末含有スラリーを得ることができる。
【００７２】
請求項２の発明にかかる亜鉛粉末含有スラリーにおいては、バナジン酸塩はメタバナジン酸ソーダまたはメタバナジン酸アンモニウムである。これによって、シリカ被膜に欠損が生じた場合でも、バナジン酸イオンがシリカ被膜の欠損部に作用して不動態化させる。これによって、亜鉛と水との接触がより確実に防止されて亜鉛粉末のより高い水中安定性が得られる。更に、３号ケイ酸ソーダまたはメタケイ酸ソーダはコロイダルシリカと比較してずっと安価であるため、低コストで亜鉛粉末含有スラリーを得ることができる。
【００７３】
請求項３の発明にかかる亜鉛粉末含有スラリーにおいては、界面活性剤を添加している。界面活性剤を添加することによって、シリカの緻密な被膜で覆われた亜鉛粉末の水中における分散性が向上して、より一層安定した亜鉛粉末含有スラリーとなる。このようにして、安定性が高く安価な亜鉛粉末含有スラリーを得ることができる。
【００７４】
請求項４の発明にかかる水系コーティング材は、請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の亜鉛粉末含有スラリーにケイ酸リチウムを混合して攪拌することにより得られる。前述の如く、請求項１乃至請求項３の亜鉛粉末含有スラリーは、亜鉛粉末がシリカの緻密な被膜で覆われていて水中安定性に優れており、長時間放置しても品質が変わらないものである。そこで、これらの亜鉛粉末スラリーを用いて水系コーティング材を調製することによって、金属に塗布したときに強い付着性、塗膜の十分な硬さ、耐塩水噴霧性等の優れた防錆性が得られる優れた水系コーティング材を得ることができる。
【００７５】
また、ケイ酸リチウムは水ガラスの１種であって、粘着性に優れておりバインダーとしての役割をする。その結果、水系コーティング材を塗装面に塗り付けて乾燥して塗膜としたときに全体の強度に優れ、また塗装面への付着性も強力な優れた塗膜となる。そこで、亜鉛粉末含有スラリーにケイ酸リチウムを添加することによって、バインダーとして十分な機能が得られて、優れた水系コーティング材となる。そして、この水系コーティング材をベースにして、優れた水系ジンクリッチ塗料を製造することができる。
【００７６】
請求項５の発明にかかる亜鉛粉末含有スラリーは、１号ケイ酸ソーダの溶液１．０重量％と、イオン交換水７４．５重量％と、界面活性剤０．２重量％と、亜鉛粉末２３．８重量％と、メタバナジン酸ソーダ０．５重量％とを混合して調整される。
【００７７】
この配合の範囲内で調整した亜鉛粉末含有スラリーは、イオン交換水によって加水分解され、重合度が低下した１号ケイ酸ソーダのシリカの緻密な被膜で亜鉛粉末が覆われて、良好な水中安定性を示す。一方、これ以上１号ケイ酸ソーダの重量％を増やすとゲル化してしまう。そこで、上述した配合の範囲内で亜鉛粉末含有スラリーを調整することによって、水中安定性が確保され、水と亜鉛粉末とが反応して水素ガスが発生することもなく、また１号ケイ酸ソーダによるゲル化が起こることもなく、良質な亜鉛粉末含有スラリーが得られる。
【００７８】
このように、１号ケイ酸ソーダの溶液にイオン交換水を添加することによって加水分解されて重合度が低下しているため、亜鉛粉末の表面にシリカの緻密な被膜が形成される。これによって、亜鉛と水との接触が防止されて亜鉛粉末の高い水中安定性が得られる。また、水ガラス（１号ケイ酸ソーダの溶液）はコロイダルシリカと比較してずっと安価であるため、低コストで亜鉛粉末含有スラリーを得ることができる。このようにして、安定性が高く安価な亜鉛粉末含有スラリーを得ることができる。
【００７９】
請求項６の発明にかかる水系コーティング材は、請求項５に記載の亜鉛粉末含有スラリー１００重量％にケイ酸リチウム２０〜３０重量％を混合して攪拌することにより得られる。
【００８０】
ケイ酸リチウムは粘着性に優れておりバインダーとしての役割をする。実験の結果、上記の比率で請求項５に記載の亜鉛粉末含有スラリーとケイ酸リチウムとを混合した場合がバインダーとして最も良い特性が得られた。その結果、水系コーティング材を塗装面に塗り付けて乾燥して塗膜としたときに全体の強度に優れ、また塗装面への付着性も強力な優れた塗膜となり、バインダーとして十分な機能が得られて、優れた水系コーティング材となる。そして、この水系コーティング材をベースにして、優れた水系ジンクリッチ塗料を製造することができる。
Claims (6)
- ３号ケイ酸ソーダまたはメタケイ酸ソーダの溶液にイオン交換水を添加して加水分解させて重合度を低下させたものと、亜鉛粉末と、バナジン酸塩とを混合して攪拌することにより調整される亜鉛粉末含有スラリー。
- 前記バナジン酸塩はメタバナジン酸ソーダまたはメタバナジン酸アンモニウムであることを特徴とする請求項１に記載の亜鉛粉末含有スラリー。
- 界面活性剤を添加したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の亜鉛粉末含有スラリー。
- 請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の亜鉛粉末含有スラリーにケイ酸リチウムを混合して攪拌することにより得られることを特徴とする水系コーティング材。
- １号ケイ酸ソーダの溶液１．０重量％と、イオン交換水７４．５重量％と、界面活性剤０．２重量％と、亜鉛粉末２３．８重量％と、メタバナジン酸ソーダ０．５重量％とを混合して調整される亜鉛粉末含有スラリー。
- 請求項５に記載の亜鉛粉末含有スラリー１００重量％にケイ酸リチウム２０〜３０重量％を混合して攪拌することにより得られることを特徴とする水系コーティング材。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002304863A JP3938352B2 (ja) | 2001-11-05 | 2002-10-18 | 亜鉛粉末含有スラリー及び水系コーティング材 |
| US10/286,978 US6896722B2 (en) | 2001-11-05 | 2002-11-04 | Zinc dust containing slurry and waterborne coating material |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001339147 | 2001-11-05 | ||
| JP2002083715 | 2002-03-25 | ||
| JP2002304863A JP3938352B2 (ja) | 2001-11-05 | 2002-10-18 | 亜鉛粉末含有スラリー及び水系コーティング材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004002637A JP2004002637A (ja) | 2004-01-08 |
| JP3938352B2 true JP3938352B2 (ja) | 2007-06-27 |
Family
ID=27347786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002304863A Expired - Lifetime JP3938352B2 (ja) | 2001-11-05 | 2002-10-18 | 亜鉛粉末含有スラリー及び水系コーティング材 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6896722B2 (ja) |
| JP (1) | JP3938352B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3938372B2 (ja) | 2003-11-25 | 2007-06-27 | アイシン化工株式会社 | 水性ジンクリッチ塗料 |
| JP4831806B2 (ja) * | 2004-10-08 | 2011-12-07 | 株式会社東郷製作所 | 防錆金属部品及びその製造方法 |
| WO2006069376A2 (en) * | 2004-12-22 | 2006-06-29 | University Of Cincinnati | Improved superprimer |
| JP5130484B2 (ja) * | 2008-04-07 | 2013-01-30 | 新日鐵住金株式会社 | 表面処理金属板及びその製造方法 |
| JP5631868B2 (ja) * | 2009-04-21 | 2014-11-26 | Ｎｏｆメタルコーティングス株式会社 | 亜鉛系黒色防錆剤、防錆皮膜及び防錆金属部材 |
| JP5473839B2 (ja) * | 2010-09-06 | 2014-04-16 | 日東電工株式会社 | 制振シートおよび制振方法 |
| CN106893373A (zh) * | 2017-01-22 | 2017-06-27 | 中亮江苏新型涂料有限公司 | 一种硅藻泥涂料 |
| JP6810420B2 (ja) * | 2017-02-07 | 2021-01-06 | ダイキ工業株式会社 | 下塗り材及びこれを用いた塗膜形成方法 |
| JP7467848B2 (ja) * | 2019-09-13 | 2024-04-16 | 堺化学工業株式会社 | 鱗片状亜鉛末含有組成物及び鱗片状亜鉛末の製造方法 |
| CN113831766B (zh) * | 2021-09-18 | 2022-05-03 | 吉林莱德化学科技有限公司 | 水性锌铝涂料、底涂层及其制备方法和复合涂层 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3615781A (en) * | 1968-08-06 | 1971-10-26 | Robert H Schneider | Two-pot silicate coatings compositions |
| US3721574A (en) * | 1968-08-06 | 1973-03-20 | R Schneider | Silicate coatings compositions |
| JPS5534838B2 (ja) * | 1972-05-31 | 1980-09-09 | ||
| JPS5120228A (en) * | 1974-07-23 | 1976-02-18 | Dainippon Toryo Kk | Boseihifukusoseibutsu |
| JPS54133523A (en) * | 1978-04-07 | 1979-10-17 | Kansai Paint Co Ltd | Inorganic paint containing zinc powder |
| JPS54134748A (en) * | 1978-04-11 | 1979-10-19 | Dainippon Toryo Co Ltd | Acceleration of setting inorganic coating |
| JPS553439A (en) * | 1978-06-21 | 1980-01-11 | Dainippon Toryo Co Ltd | Water-based zinc powder paint |
| JPS62127366A (ja) * | 1985-11-26 | 1987-06-09 | Kansai Paint Co Ltd | 無機質亜鉛末塗料 |
| JP3124830B2 (ja) * | 1992-06-24 | 2001-01-15 | 株式会社日本ダクロシャムロック | コーティング亜鉛含有金属フレーク、その製造方法及び塗料 |
| US5888280A (en) * | 1997-06-18 | 1999-03-30 | Ameron International Corporation | Protective coating composition with early water resistance |
-
2002
- 2002-10-18 JP JP2002304863A patent/JP3938352B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2002-11-04 US US10/286,978 patent/US6896722B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6896722B2 (en) | 2005-05-24 |
| US20030126950A1 (en) | 2003-07-10 |
| JP2004002637A (ja) | 2004-01-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100582302C (zh) | 用于涂布金属以防止腐蚀的组合物 | |
| US4144074A (en) | Inorganic coating composition | |
| TWI477565B (zh) | 用於金屬基材之塗料組合物 | |
| CN104395418B (zh) | 一次防锈涂料组合物及其用途 | |
| JP5936674B2 (ja) | シランベースの水性防食配合物 | |
| TW555823B (en) | Primer coating of steel | |
| US8648135B2 (en) | Surface-treatment agent, method for producing coated steel sheet using the surface-treatment agent, and coated steel sheet | |
| TW527407B (en) | Primer coating of steel | |
| WO2011122119A1 (ja) | 表面処理組成物 | |
| JP3938352B2 (ja) | 亜鉛粉末含有スラリー及び水系コーティング材 | |
| AU7558101A (en) | Water-based two component protective coating compositions | |
| KR101896011B1 (ko) | 방청 도료 조성물 및 이를 이용한 방청 코팅층 형성방법 | |
| JP6057946B2 (ja) | 防錆水性塗料組成物及びその製造方法 | |
| JP2007284600A (ja) | 高防食性亜鉛末含有塗料組成物 | |
| JPH06240174A (ja) | 膜形成用塗布液および塗料組成物 | |
| JP4490133B2 (ja) | 防錆塗装した金属製品 | |
| JPH07241954A (ja) | 耐摩耗性，耐指紋性および耐白化性に優れた表面処理 鋼板 | |
| CN100398697C (zh) | 无铬金属表面处理剂 | |
| KR102703889B1 (ko) | 수성 프라이머 | |
| WO2017078105A1 (ja) | 亜鉛めっき鋼材用または亜鉛基合金めっき鋼材用水系表面処理剤、被覆方法及び被覆鋼材 | |
| JP2003113346A (ja) | 防錆塗料、防錆膜を有する亜鉛メッキ鋼鈑、およびその製造方法 | |
| JPS6317976A (ja) | ジンクリツチペイント組成物 | |
| JPH1025431A (ja) | 無機塗料バインダー組成物および無機塗料組成物 | |
| CN115637072A (zh) | 一种利用含氟硅粉制备的钙离子交换型防锈颜料及制备方法 | |
| JP2007077277A (ja) | 亜鉛粉末含有スラリー及び水性コーティング組成物 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040406 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061219 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070122 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070320 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070320 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100406 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110406 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120406 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130406 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140406 Year of fee payment: 7 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |