(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に使用する防錆塗料であって、石油スルフォネートおよび／またはその金属塩５〜４５％（重量百分率、以下同じ）、ラノリン脂肪酸および／またはその金属塩０．５〜３５％、硬化ヒマシ油０．５〜３５％、リン片状充填材および／または繊維状充填材０．０５〜３５％を含有してなることを特徴とする超防錆塗料。
【請求項２】
電着塗装を施したあるいは施さない車両外板、車両部品表面に、石油スルフォネートおよび／またはその金属塩５〜４５％（重量百分率、以下同じ）、ラノリン脂肪酸および／またはその金属塩０．５〜３５％、硬化ヒマシ油０．５〜３５％、リン片状充填材および／または繊維状充填材０．０５〜３５％を含有する超防錆塗料を車両必要部位に５０μｍ〜２００μｍ厚塗布し、５〜３０℃にて１〜２時間乾燥させることにより強化防錆被膜を形成することを特徴とする防錆処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両、特に自動車の車体外板や車体部品を防錆するための防錆塗料及びそれを用いた防錆処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
欧米の寒冷な地方や日本の北陸、東北、北海道などの豪雪地帯では、冬季、道路の凍結により自動車のスリップ事故が発生するため、これを防止すべく、その凝固点降下の作用を利用して道路上に岩塩を散布することが行なわれており、道路の凍結防止に役立っている。しかしながら、岩塩は塩化ナトリウムを多量に含むため、通行する自動車が岩塩を跳ね飛ばし自分の車に当てると、自動車外板に塩化ナトリウムが残留し、鋼板に錆が発生し、ついには、穴開き腐食・構造腐食の原因となる。
【０００３】
これらの対策として、車両、特に自動車の外板部や部品には、防錆対策としてワックス系の防錆剤が塗布されている。これらはマイクロクリスタリンワックス、酸化ペトロラタム等を主成分として各種の防錆添加剤や顔料類を配合してなるものであり、鋼板表面を覆うことはもとより、鋼板と鋼板の合わせ目に浸透して合わせ目を充填し、こうした部位に侵入する水分による錆から鋼板を守るなど防錆効果は高い。しかしながら、その浸透性能を得るためには、一般に、形成される塗膜は軟らかいものである必要があり、石はねによるチッピングからの防止効果が充分ではなく、このため、フタル酸アルキッド樹脂系塗料等を塗布して硬質塗膜を形成後、ワックス系防錆剤を塗布するという仕様が取られていた。しかしながら、ワックス系防錆剤は、車体に付着した雪や泥を落とすために行なわれるスチーム洗浄には比較的に弱く、繰り返しスチーム洗浄が行なわれると、次第に防錆力が低下するという欠点がある。
【０００４】
耐チッピング対策としては、ポリ塩化ビニル系樹脂を適当な可塑剤により可塑化して、充填材を混合した塩化ビニルプラスチゾルが、車体アンダーボディコーティングとして車体床外板部やホイルハウス部に、また、１液型ポリウレタン樹脂系塗料やポリエステル樹脂系塗料が、耐チッピングコーティングとして車体のサイドシル、フェンダー、エプロン、ドア下部等にそれぞれ塗装されている。これらの塗膜は柔軟性と強靭性とを兼ね備えているため、チッピングに対して相当の効果を有するが、塗膜自体には防錆効果がほとんど無いため、石や砂礫のチッピングには有効であっても、岩塩のチッピングの対策としては不十分であった。また、浸透性はほとんどないため、鋼板合わせ目等の部位には別途従来公知のワックス系防錆剤の塗布を必要としていた。
【０００５】
塩化ビニルプラスチゾル等のアンダーコーティングに防錆力を強化する手法については、特開平６−２９９０２６号公報等に見られるが、この改良においては基本的には耐チッピング性能、耐衝撃性能を維持した上での防錆性能の付加であり、鋼板合わせ目への浸透による長期防錆性能を付与するまでには至っていない。
【０００６】
さらに、２枚の鋼板の間に特殊な樹脂を挟み込む事によって防錆性能を上げる各種の防錆鋼板も製鉄各社から開発されているが、これらは通常の鋼板に比較してコストが高いという欠点がある。
【０００７】
これらを総合すると、ワックス系防錆剤及びその改良型の防錆剤においては、未だ耐チッピング性能、耐スチーム洗浄性を満足するものがなく、一方で塩化ビニルプラスチゾル系のアンダーボディコーティングには、信頼性の高い防錆力が付与されていないというのが現状である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明者らは、単層の塗膜でも十分な耐チッピング性能を有し、同時に耐スチーム洗浄性、従来のワックス系防錆剤と同等以上の高い防錆性能を有する防錆塗料、及びこの塗料を使用した防錆処理方法を開発することを目的とする。
本発明の他の目的や新規な特徴は、本明細書全体の記述からも明らかになるであろう。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決せんとして、本発明者らは鋭意研究の結果、塗膜強度の強化を主目的としてマイクロクリスタリンワックス、酸化ペトロラタム等の従来広く使用されている材料の使用を極力抑え、他の防錆剤の組み合わせ及び特定充填材による構成になる超防錆塗料と、この塗料による防錆処理方法の開発に成功したものであり、その要旨は以下に存する。
【００１０】
車両に使用する防錆塗料であって、石油スルフォネートおよび／またはその金属塩５〜４５％（重量百分率、以下同じ）、ラノリン脂肪酸および／またはその金属塩０．５〜３５％、硬化ヒマシ油０．５〜３５％、リン片状充填材および／または繊維状充填材０．０５〜３５％を含有してなることを特徴とする超防錆塗料。
電着塗装を施したあるいは施さない車両外板、車両部品表面に、石油スルフォネートおよび／またはその金属塩５〜４５％（重量百分率、以下同じ）、ラノリン脂肪酸および／またはその金属塩０．５〜３５％、硬化ヒマシ油０．５〜３５％、リン片状充填材および／または繊維状充填材０．０５〜３５％を含有する超防錆塗料を車両必要部位に５０μｍ〜２００μｍ厚塗布し、５〜３０℃にて１〜２時間乾燥させることにより強化防錆被膜を形成することを特徴とする防錆処理方法。
以下に詳細に説明する。
【００１１】
本発明になる超防錆塗料において、石油スルフォネートおよび／またはその金属塩、ラノリン脂肪酸および／またはその金属塩、硬化ヒマシ油の３成分は硬質で強力な被膜を形成すると同時に金属に対する防錆能力を発揮する。
石油スルフォネートは、単体でも使用できるが金属塩であればより好ましく、アルカリ金属、アルカリ土類金属による金属塩が好ましい。ナトリウム塩、カルシウム塩が例示できる。配合量は、５〜４５％であり、より好ましくは２０〜３５％である。５％未満であると十分な強度の被膜が形成できない虞れがあり、４５％を超えると塗布時の作業性が低下するという不具合がある。当該石油スルフォネート、その金属塩は、一種または二種以上を使用できる。
【００１２】
ラノリン脂肪酸も同様で、単体でも使用できるが金属塩であればより好ましく、アルカリ金属、アルカリ土類金属による金属塩が好ましい。ナトリウム塩、カルシウム塩が例示できる。配合量は、０．５〜３５％であり、より好ましくは１０〜２５％である。０．５％未満であると防錆力が低下する虞れがあり、３５％を超えると塗布時の作業性が低下するという不具合がある。当該ラノリン脂肪酸、その金属塩は、一種または二種以上を使用できる。
【００１３】
硬化ヒマシ油も防錆添加剤であると同時に、強度のある被膜を形成する。ヒドロキシステアリン酸ポリグリセリートともいい、８４℃の融点を持つため常温では固体である。配合量は、０．５〜３５％であり、より好ましくは１０〜２５％である。０．５％未満であると防錆力が低下する虞れがあり、３５％を超えると塗料への分散性が悪くなる等の不具合がある。
【００１４】
リン片状充填材および／または繊維状充填材は、その充填材粒子の形状特性により、防錆効果を高めることができる。即ち、従来鋼板のエッジ部は一般的に保護塗膜が付着しにくく、膜厚も極めて薄くなってしまうため錆が発生し易いが、当該充填材により当該エッジ部をカバーして防錆効果を高めることができる。また、リン片状充填材や繊維状充填材が被膜中に層状に積層される事により、防錆被膜の耐チッピング性を強化させることができる。リン片状充填材としては、アルミニウム粉のような金属粉、マイカ等が例示でき、また、繊維状充填材としては、針状カルシウムメタシリケート等の繊維形状結晶の顔料や、ガラス繊維、鉱物繊維等が例示できる。例えば、アルミニウム粉を使用した場合、犠牲防食効果により塗膜の防錆性能を向上させる。リン片状充填材および／または繊維状充填材の配合量は、０．０５〜３５％であり、より好ましくは０．１〜５％である。０．０５％未満であると防錆被膜の十分な強化が期待できず、かつ、本塗料をルーフ部などの耐候性を要求される部位へ塗装する際には、必要な耐候性が得られない虞れがある。３５％を超えると防錆塗料への分散及び塗装作業性が悪化する虞れがある。上記充填材のうち、分散が困難なもの、例えばアルミニウム粉のようなものは、予じめ適当な樹脂類に分散させてペースト化している製品もあり、この状態のものを使用してもよい。
【００１５】
以上の配合物の他、防錆添加剤として従来公知のものを添加する事も可能である。例えばバリウムスルホネート、酸化ペトロラタム及びこの金属塩、ロウ状物、マイクロクリスタリンワックス、合成スルホン酸及びこの金属塩などである。しかし、これらの配合物を多量に添加することにより防錆被膜の強度が低下して柔らかくなりすぎると、本発明の目的が達成されないため、配合物全体の１０％未満にとどめるのが好ましい。また、アクリル樹脂、フタル酸アルキッド樹脂、エポキシ変性アルキッド樹脂等より選ばれる合成樹脂を添加する事により、防錆被膜の強度向上に寄与することができるため、要すればこれらの樹脂類を適当量添加する事も可能である。
【００１６】
本発明の防錆塗料には、防錆力の強化のため、防錆顔料の添加をすることが好ましい。防錆顔料としては、弁柄、亜鉛末、りん酸亜鉛等が例示できるが、その他従来公知の防錆顔料が使用できる。その添加量としては１〜１０ｗｔ％が適当である。また、被膜強化のため、炭酸カルシウム、硫酸バリウム等の各種体質顔料を加えることを妨げない。さらに、必要に応じて、カーボンブラック、酸化チタン等の着色顔料を適当量添加して任意の色に着色することが可能である。また、ミネラルスピリット等の脂肪族系溶剤により、適当な粘度に希釈調整して塗装作業性を向上させることができる。本発明の防錆塗料は、従来公知の混合分散機、撹拌器等を使用して製造することができる。
【００１７】
本発明になる超防錆塗料を、エアレススプレー、エアスプレー、エアアシストエアレススプレー、静電塗装機等の従来公知の塗装機により、車体の、特に床外板部、フレーム部、その他各種外部取付部品に塗装し、平均５０μｍ〜２００μｍの膜厚となし、５〜３０℃にて１〜２時間乾燥させることにより、優れた性能の防錆被膜を得ることができる。５０μｍ未満の膜厚であると十分な防錆力、耐チッピング性能が得られない虞れがあり、２００μｍの膜厚を超えて塗装すると垂れ等の不具合により均一な防錆被膜が得られない虞れがある。乾燥条件は好ましくは２０℃近辺の常温であれば約１時間程度で乾燥させることができるが、乾燥温度が低過ぎたり高過ぎたりすると、乾燥時間が延びる可能性がある。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の理解に供するため、以下に実施例を記載する。いうまでもなく、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００１９】
【実施例１】
石油スルフォネートのカルシウム塩を２０％（重量百分率、以下同じ）、ラノリン脂肪酸のカルシウム塩１０％、硬化ヒマシ油１０％、亜鉛末３％、カーボンブラック１％、アルミニウムリン片状粉０．５％、ミネラルスピリット５５．５％を混合分散し、超防錆塗料１を得た。
【００２０】
【実施例２】
石油スルフォネートのカルシウム塩を３５％、ラノリン脂肪酸のカルシウム塩１０％、硬化ヒマシ油１０％、亜鉛末３％、カーボンブラック１％、アルミニウムリン片状粉０．５％、ミネラルスピリット４０．５％を混合分散し、超防錆塗料２を得た。
【００２１】
【実施例３】
石油スルフォネートのカルシウム塩を２５％、ラノリン脂肪酸のカルシウム塩１０％、硬化ヒマシ油１０％、亜鉛末３％、カーボンブラック１％、アルミニウムリン片状粉０．５％、ミネラルスピリット４５．５％を混合分散し、超防錆塗料３を得た。
【００２２】
【実施例４】
石油スルフォネートのカルシウム塩を２５％、ラノリン脂肪酸のカルシウム塩２５％、硬化ヒマシ油１５％、亜鉛末３％、カーボンブラック１％、アルミニウムリン片状粉０．５％、ミネラルスピリット３０．５％を混合分散し、超防錆塗料４を得た。
【００２３】
【実施例５】
石油スルフォネートのカルシウム塩を２５％、ラノリン脂肪酸のカルシウム塩１５％、硬化ヒマシ油１０％、亜鉛末３％、カーボンブラック１％、アルミニウムリン片状粉０．５％、ミネラルスピリット４５．５％を混合分散し、超防錆塗料５を得た。
【００２４】
【実施例６】
石油スルフォネートのカルシウム塩を２５％、ラノリン脂肪酸のカルシウム塩１５％、硬化ヒマシ油２５％、亜鉛末３％、カーボンブラック１％、アルミニウムリン片状粉０．５％、ミネラルスピリット３０．５％を混合分散し、超防錆塗料６を得た。
【００２５】
【実施例７】
石油スルフォネートのカルシウム塩を２５％、ラノリン脂肪酸のカルシウム塩１５％、硬化ヒマシ油１５％、亜鉛末３％、カーボンブラック１％、アルミニウムリン片状粉０．１％、ミネラルスピリット４０．９％を混合分散し、超防錆塗料７を得た。
【００２６】
【実施例８】
石油スルフォネートのカルシウム塩を２５％、ラノリン脂肪酸のカルシウム塩１５％、硬化ヒマシ油１５％、亜鉛末３％、カーボンブラック１％、アルミニウムリン片状粉１％、ミネラルスピリット４０％を混合分散し、超防錆塗料８を得た。
【００２７】
【実施例９】
石油スルフォネートのカルシウム塩を２０％、ラノリン脂肪酸のカルシウム塩１０％、硬化ヒマシ油１０％、亜鉛末３％、カーボンブラック１％、アルミニウムリン片状粉５％、ミネラルスピリット５１％を混合分散し、超防錆塗料９を得た。
【００２８】
【比較例】
マイクロクリスタリンワックス４０％、酸化ペトロラタムのカルシウム塩を２０％、石油スルフォネートのカルシウム塩５％、ミネラルスピリット３５％を混合分散し、防錆ワックス１を得た。
【００２９】
【試験方法】
（１）試験板作成
７０ｘ１５０ｍｍサイズで厚さ０．８ｍｍの自動車用鋼板に、カチオン電着塗装により平均４０μｍの膜厚の電着塗膜を有する試験板に、超防錆塗料１〜８をエアレススプレー塗装機により塗装し、２０℃で１時間の乾燥を行ない、平均１００μｍ膜厚の防錆被膜１〜９を得た。
上記試験板に、フタル酸アルキッド樹脂によるシャシブラック塗料をエアレススプレー塗装機により塗装し、３０μｍの塗膜を得た。これを繰り返し、シャシブラック塗料平均３０μｍ  ｘ  ２の塗膜を得、該塗膜の上に、防錆ワックス１をエアレススプレー塗装機により塗装し、２０℃で１時間の乾燥を来ない、平均９０μｍのワックス塗膜を得た。
（２）防錆試験
防錆被膜１〜９及びワックス塗膜に、カッターナイフによってクロスカットを入れ、塩水噴霧試験機に入れ、１０００時間の試験後、試験機から出し、錆の発生状況を調べた。
（３）耐チッピング試験
防錆被膜１〜９及びワックス塗膜を−３０℃にセットした環境試験室に入れ、同じ室内にある飛石試験機により５号砕石５００ｇを５ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力により９０度の角度で衝突させ、被膜及びワックス塗膜の剥離状態を観察した。
【００３０】
【結果】
防錆試験では、防錆被膜１〜９及びワックス塗膜のいずれからも発生した錆は僅かで、その錆の発生幅は最大で０．４ｍｍであった。
また、耐チッピング試験では、防錆被膜１〜９は素地まで達した傷は無かったが、ワックス塗膜は素地まで達した傷は無かったものの、剥離面積が２倍程度あった。
【００３１】
【発明の効果】
本発明になる超防錆塗料及び防錆処理方法によれば、耐チッピング性と鋼板合わせ目部を含む防錆性能を兼備するため、従来必要であったシャシブラック塗装等の防錆ワックスを補う塗装が不要になるばかりでなく、寒冷地における耐チッピング性能が大幅に向上する。特に従来の防錆上の弱点であったエッジ部の防錆力を著しく向上させることができる。さらに、鋼板溶接部は高温の水素ガスにより水素脆化が発生し  防錆対策上問題になる場所であるが、本発明による塗料及び処理方法により防錆対策が可能となる。
また、本発明により得られる防錆被膜は耐スチーム洗浄性にも優れるため、防錆力を長期にわたって維持することができる。また、従来塗装していたフタル酸アルキッド樹脂塗料などのリコート（再塗装）性にも優れるため、必要に応じて防錆被膜の上にリコートが可能であり、部位による防錆、耐チッピング性強化が可能である。本発明になる塗料は、各種の充填材により耐候性も優れるため、ルーフ部に塗布することも可能であり、例えば寒冷地の除雪車、ラッセル車といった過酷な使用環境における車両への防錆対策として、極めて有効である。