(57)【要約】【課題】環境に悪影響を及ぼすことなく製造され、安価な材料を用いた場合においても強度が低下することなく防食処理が施され得、塗膜が良好な密着性を有し、製造時及び使用時等に塗膜粉の発生が抑制されるので、作業性が良好であり、外観品位が良好になり、耐食性が良好である耐食表面処理スプロケットを提供する。【解決手段】スプロケット１０は、厚み方向の略中央部に、ローラチェーンのローラと噛合する歯部１１，１１，…を有する。歯部１１の側面においては、鉄系母材上にニッケル系皮膜が形成され、さらに亜鉛、硝酸塩、及びメルカプト基含有シランカップリング剤以外のメルカプト基を含む有機化合物を含む水系防錆塗料を用いて第１塗膜が形成されている。そして、第１塗膜上に、顔料、珪酸ナトリウム、及びアクリルエマルジョンを含有する上塗り塗料を用いて第２塗膜が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄系材料からなり、チェーンと係合する歯部を外周に有し、表面にニッケル系皮膜を形成してある耐食表面処理スプロケットにおいて、
前記ニッケル系皮膜上に、亜鉛、硝酸塩、及びメルカプト基含有シランカップリング剤以外のメルカプト基を含む有機化合物を含有する水系防錆塗料を用いて形成された第１塗膜と、
該第１塗膜上に、顔料、珪酸ナトリウム、及びアクリルエマルジョン又はポリウレタン水性組成物を含む上塗り塗料を用いて形成された第２塗膜と
を有することを特徴とする耐食表面処理スプロケット。
【請求項２】
前記上塗り塗料の前記アクリルエマルジョンは、アルコキシシリル基を含有し、エチレン性二重結合を有する単量体を含む重合性単量体を乳化重合してなり、
前記珪酸ナトリウムの有効成分と前記アクリルエマルジョンの有効成分との質量比が０．１以上１７以下であることを特徴とする請求項１に記載の耐食表面処理スプロケット。
【請求項３】
前記上塗り塗料の前記ポリウレタン水性組成物は、分子内に少なくとも１個のシラノール基を含有するポリウレタン樹脂と、強塩基性第３級アミンとを配合してなり、
前記珪酸ナトリウムの有効成分と前記ポリウレタン水性組成物の有効成分との質量比が０．１以上１７以下であることを特徴とする請求項１に記載の耐食表面処理スプロケット。
【請求項４】
前記上塗り塗料の前記顔料は、雲母粉顔料又は雲母チタン顔料であり、
前記顔料と、該顔料、前記珪酸ナトリウムの有効成分、及び前記アクリルエマルジョン又はポリウレタン水性組成物の有効成分の総質量との質量比が、０．０８以上０．５以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の耐食表面処理スプロケット。
【請求項５】
前記ニッケル系皮膜は、無電解めっきにより形成され、ニッケル皮膜、ニッケル−リン合金皮膜、ニッケル−ホウ素合金皮膜、ニッケル−リン−ホウ素合金皮膜、ニッケル−鉄−リン合金皮膜、ニッケル−コバルト−リン合金皮膜、又はニッケル−リン−ＰＴＦＥ合金皮膜であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の耐食表面処理スプロケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塩水、酸、アルカリ等の腐食雰囲気下で使用され、表面にニッケル系皮膜が形成されており、該ニッケル系皮膜上に、防錆性が良好である塗料を用いて塗膜が形成された耐食表面処理スプロケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、塩水、酸、アルカリ等の腐食雰囲気下で使用されるスプロケットとして、オーステナイト系ステンレス鋼等のステンレス鋼を用いたものがある（例えば特許文献１等）。
しかし、オーステナイト系ステンレス鋼等のステンレス鋼は高価であるので、安価な材料を用いて高強度のスプロケットを得ることが求められている。そこで、防食するために、スプロケットの鉄系母材表面を、亜鉛等の鉄より卑である金属で被覆すること、ニッケル等の鉄より貴である金属で被覆すること等が行われている。前者の亜鉛めっきとして、電気亜鉛めっき及び粉末衝撃亜鉛めっき等が挙げられ、後者のニッケルめっきとして、電気ニッケルめっき及び無電解ニッケルめっき等が挙げられる。さらに、電気亜鉛めっきにより形成された亜鉛皮膜上に、クロメート皮膜を形成することも行われている。
【０００３】
特許文献２には、鉄素地上に非水素雰囲気下で亜鉛皮膜を形成し、該亜鉛皮膜上に、アルミニウム粉末及びシリコーン樹脂を含有する水系防錆塗料を焼付け塗装することにより、白錆防止焼付け塗膜を形成した防食性チェーン用部品及びスプロケットの発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１１２００５号公報
【特許文献２】特許第３１２２０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のスプロケットの鉄系母材に電気めっきにより亜鉛皮膜を形成し、さらにクロメート皮膜を形成して防食処理する場合、電気めっき工程中の酸洗浄等で水素脆化が生じる虞がある。
また、上述の水系防錆塗料を用いてスプロケットの表面に塗膜を形成した場合、スプロケットの製造時及び使用時等に擦れたときに塗膜粉が生じやすく、手が汚れる等して作業性が悪くなる、スプロケットの外観品位が悪くなる、部分的に塗膜が薄くなって防食性能が低下するという問題があった。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、良好な耐食性を有し、皮膜にピンホールが生じ、又は塗膜が剥離した場合においても発錆が抑制され、安価な母材を用いた場合においても強度が低下することなく防食処理が施され得るとともに、塗膜が良好な密着性を有し、製造時及び使用時等に塗膜粉の発生が抑制されるので、作業性が良好であり、外観品位が良好になり、耐食性が良好である耐食表面処理スプロケットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１発明に係る耐食表面処理スプロケットは、鉄系材料からなり、チェーンと係合する歯部を外周に有し、表面にニッケル系皮膜を形成してある耐食表面処理スプロケットにおいて、前記ニッケル系皮膜上に、亜鉛、硝酸塩、及びメルカプト基含有シランカップリング剤以外のメルカプト基を含む有機化合物を含有する水系防錆塗料を用いて形成された第１塗膜と、該第１塗膜上に、顔料、珪酸ナトリウム、及びアクリルエマルジョン又はポリウレタン水性組成物を含む上塗り塗料を用いて形成された第２塗膜とを有することを特徴とする。
【０００８】
ここで、鉄系材料とは、鉄又は鉄を主成分とする鉄合金を意味し、鉄合金としては、鉄とともに、炭素、ケイ素、マグネシウム、セリウム、ニッケル、クロム、モリブデン、銅等を含有するものが挙げられる。鉄合金として、具体的には、鋼及び鋳鉄等が挙げられる。
そして、アクリルエマルジョンとは、アクリル酸系のモノマーを主成分とするモノマーを水系で乳化剤を用いて乳化重合させたものをいう。
また、ポリウレタン水性組成物とは、イソシアネート基を含有する化合物と活性水素基を含有する化合物とを反応させて得られるウレタンプレポリマー化合物を配合し、水中に分散させて得られるもの（ウレタンエマルジョン）、又は溶解させて得られるものをいう。活性水素基とはイソシアネート基と反応する水素を含む官能基であり、水酸基、第１級又は第２級アミノ基、チオール基等が挙げられる。
【０００９】
前記水系防錆塗料は、亜鉛が前記有機化合物により被覆されているので、亜鉛と水との反応が十分に抑制され、貯蔵安定性が良好である。本発明においては、ニッケル系皮膜上に、前記水系防錆塗料を用いて第１塗膜が形成されているので、該第１塗膜に十分量含有される亜鉛により、効果的に亜鉛の犠牲防食作用が発現されて赤錆の発生が抑制され、スプロケットの耐久性が向上する。鉄系母材上にニッケル系皮膜のみを形成した場合、ピンホールが生じたときに発錆を抑制することができないが、本発明においては第１及び第２塗膜が形成されて３層構造を有するので、発錆が抑制される。そして、当たり傷及び打疵等で塗膜が一部剥離した場合においても、ニッケル系皮膜により発錆が抑制される。
また、皮膜及び塗膜の防錆性が良好であるので、スプロケットの材料として安価な炭素鋼を用いることができる。そして、ニッケル系皮膜を無電解めっきにより形成した場合、酸洗浄等の工程がないので、水素脆化が生じず、鉄系母材の強度をより落とさずに防食処理を施すことができ、使用時も強度が低下することがない。
【００１０】
そして、本発明においては、前記上塗り塗料を用いて第２塗膜が形成されているので、塩水等の腐食因子の侵入を防止することができ、塗膜の薄膜化を達成することができる。また、第２塗膜が形成されているので、下層の塗膜に疵が付くのが防止され、下層の塗膜に疵が生じていた場合に発錆するのが抑制されている。さらに、塗膜の密着性が良好であるので、製造時の補修等が抑制される。そして、製造時及び使用時に塗膜粉が発生するのが抑制されているので、作業性及び外観品位が良好であり、塗膜の膜厚が均一に保持されて、良好な耐食性が保持される。
【００１１】
第２発明に係る耐食表面処理スプロケットは、第１発明において、前記上塗り塗料の前記アクリルエマルジョンは、アルコキシシリル基を含有し、エチレン性二重結合を有する単量体を含む重合性単量体を乳化重合してなり、前記珪酸ナトリウムの有効成分と前記アクリルエマルジョンの有効成分との質量比が０．１以上１７以下であることを特徴とする。
本発明においては、第２塗膜の防錆性及び密着性がさらに良好になる。
【００１２】
第３発明に係る耐食表面処理スプロケットは、第１発明において、前記上塗り塗料の前記ポリウレタン水性組成物は、分子内に少なくとも１個のシラノール基を含有するポリウレタン樹脂と、強塩基性第３級アミンとを配合してなり、前記珪酸ナトリウムの有効成分と前記ポリウレタン水性組成物の有効成分との質量比が０．１以上１７以下であることを特徴とする。
本発明においては、第２塗膜の防錆性及び密着性がさらに良好になる。
【００１３】
第４発明に係る耐食表面処理スプロケットは、第１乃至第３発明のいずれかにおいて、前記上塗り塗料の前記顔料は、雲母粉顔料又は雲母チタン顔料であり、前記顔料と、該顔料、前記珪酸ナトリウムの有効成分、及び前記アクリルエマルジョン又はポリウレタン水性組成物の有効成分の総質量との質量比が、０．０８以上０．５以下であることを特徴とする。
本発明においては、第２塗膜が防錆性と密着性とをバランス良く有する。
【００１４】
第５発明に係る耐食表面処理スプロケットは、第１乃至第４発明のいずれかにおいて、前記ニッケル系皮膜は、無電解めっきにより形成され、ニッケル皮膜、ニッケル−リン合金皮膜、ニッケル−ホウ素合金皮膜、ニッケル−リン−ホウ素合金皮膜、ニッケル−鉄−リン合金皮膜、ニッケル−コバルト−リン合金皮膜、又はニッケル−リン−ＰＴＦＥ合金皮膜であることを特徴とする。
本発明においては、水素脆化が生じることがなく、また、耐摩耗性が良好である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、スプロケットの鉄系母材上に形成したニッケル系皮膜上に、亜鉛、硝酸塩、及びメルカプト基含有シランカップリング剤以外のメルカプト基を含む有機化合物を含有する水系防錆塗料を用いて第１塗膜を形成してあるので、皮膜にピンホールが生じ、又は塗膜が剥離した場合においても発錆が抑制されている。そして、スプロケットの材料として安価な材料を用いた場合においても強度が低下することなく防食処理が施され、良好な耐食性が保持される。
【００１６】
また、本発明によれば、前記第１塗膜上に、顔料、珪酸ナトリウム、及びアクリルエマルジョン又はポリウレタン水性組成物を含む上塗り塗料を用いて第２塗膜を形成してあるので、良好な密着性が付与され、製造時及び使用時に塗膜粉の発生が抑制され、作業性及び外観品位が良好になり、組み立て後の補修が不要であるとともに、塗膜の膜厚が均一に保持されて良好な耐食性が保持される。従って、耐食表面処理スプロケットは良好な耐久性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ローラチェーンと係合する歯部を外周に有し、該歯部の側面に、配合例１，配合例２に係る塗料を塗布して第１塗膜，第２塗膜を形成してなる本発明の耐食表面処理スプロケットの実施例１のスプロケットを示す斜視図である。
【図２】図１のＡ部分を示す拡大断面図である。
【図３】（ａ）は実施例１〜６、実施例１２〜２０、２３、２４、２６〜２８及び比較例１のスプロケットを作製したときの塗膜粉の堆積量、（ｂ）は実施例７、２１、２５のスプロケットを作製したときの塗膜粉の堆積量、（ｃ）は実施例８〜１１、２２のスプロケットを作製したときの塗膜粉の堆積量、（ｄ）は比較例２のスプロケットを作製したときの塗膜粉の堆積量、（ｅ）は比較例３のスプロケットを作製したときの塗膜粉の堆積量を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の耐食表面処理スプロケットは、鉄系材料からなり、チェーンと係合する歯部を外周に有する。スプロケットは、複数の部品を組み合わせて構成されるものであってもよく、一体的に成形されるものであってもよい。
本発明の耐食表面処理スプロケットは、少なくとも歯部側面の鉄系母材の表面上に、ニッケル系皮膜を形成してある。
ニッケル系皮膜は、電気めっきにより形成することができるが、無電解めっきにより形成するのが好ましい。無電解めっきにより、電気めっきに比較して硬質、均質で緻密であり、耐食性が高い皮膜が得られる。また、酸洗浄工程を有しないので、水素脆化が生じることがない。そして、還元剤の選択により純Ｎｉ（還元剤：ヒドラジン）、Ｎｉ−Ｐ合金（還元剤：次亜リン酸塩）、Ｎｉ−Ｂ合金（水素化ホウ素化合物）、Ｎｉ−Ｐ−Ｂ合金（還元剤：次亜リン酸塩と水素化ホウ素化合物との併用）等の皮膜が形成される。鉄塩又はコバルト塩を併用した場合、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｐ合金、Ｎｉ−Ｃｏ−Ｐ合金等の３元合金皮膜も形成することができ、めっき浴中にＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）を分散させた場合、上述の合金中にＰＴＦＥが分散されたＮｉ−Ｐ−ＰＴＦＥ等の複合合金皮膜が得られる。
【００１９】
本発明においては、上述したいずれの皮膜も使用することができるが、リン又はホウ素を含むことにより皮膜の結晶が微細となり表面が平滑化することから、リン又はホウ素を含む合金皮膜が好ましい。そして、Ｎｉ−Ｐ−Ｂ合金皮膜は硬く、Ｎｉ−Ｐ−ＰＴＦＥ合金皮膜は滑り性が良好であるので、耐摩耗性がさらに向上する。
本発明の耐食表面処理スプロケットの鉄系母材として、浸炭後に１５０〜２５０℃で低温焼き戻しを施した浸炭鋼が用いられている場合、この低温焼き戻し効果を損なわないように、ニッケル系皮膜処理の処理温度を低くすることが好ましい。また、皮膜の厚みは、防食性の発現及びクリアランスの観点から１０〜１５μｍであるのが好ましい。
【００２０】
本発明の耐食表面処理スプロケットは、上述のニッケル系皮膜上に、水系防錆塗料を用いて第１塗膜を形成してある。
【００２１】
本発明の水系防錆塗料は、亜鉛、硝酸塩、及びメルカプト基含有シランカップリング剤以外のメルカプト基を含む有機化合物を含有する。この亜鉛、硝酸塩、及び前記有機化合物等により水系防錆顔料が構成される。水系防錆塗料には亜鉛以外の卑金属を含んでもよいが、貯蔵安定性が悪くなるという観点から、顔料としてアルミニウムを含まないのが好ましい。
【００２２】
亜鉛の水系防錆塗料に対する含有量は、５質量％以上９０質量％以下であるのが好ましい。前記含有量が５質量％以上９０質量％以下である場合、亜鉛の犠牲防食作用が良好に発現される。
【００２３】
亜鉛の形態等については特に制限はなく、球状、フレーク状、棒状等の形態を取り得る。特に、フレーク状のものを用いて塗料を構成した場合、被塗物への被覆効果が高く、優れた防食性を有することになる。
亜鉛がフレーク状である場合、ボールミル、アトライタ等により展延処理して得られ、平均アスペクト比（平均長径／平均厚み）が１０以上であるものが好ましい。
このようにして得られたフレーク状の亜鉛粉末を、メルカプト基含有シランカップリング剤以外のメルカプト基を含む有機化合物と混練し、さらに硝酸塩を添加して混練することにより、亜鉛が前記有機化合物で被覆された水系防錆顔料を得ることができる。その形態は粉末状であってもよく、スラリー状であってもよい。
硝酸塩は、展延処理の際に前記有機化合物と共に添加してもよく、上述したように、亜鉛粉末と前記有機化合物との混練の際に添加してもよい。
【００２４】
上述した展延処理をする際には、前記有機化合物を粉砕助剤として用い、金属表面を直接被覆してもよく、一般的な粉砕助剤としてのステアリン酸等の飽和脂肪酸、オレイン酸等の不飽和脂肪酸、及びフッ化水素酸塩等を併用してもよい。
さらに、展延処理及び混練処理に際して、界面活性剤、上述の粉砕助剤を分散助剤として添加してもよい。
【００２５】
混練処理は有機溶媒の存在下で行うことができるが、特に水溶性溶媒を用いた場合には、処理後のスラリーを水系防錆顔料として、そのまま水系防錆塗料に添加することができるので好ましい。
【００２６】
前記水溶性溶媒としては、プロピレングリコール、エチレングリコール等のグリコール系溶媒、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系溶媒、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル系溶媒等が挙げられる。
【００２７】
メルカプト基を有する有機化合物としては、例えば、３−メルカプトプロピオン酸、メルカプトプロピオン酸エチルヘキシル、メルカプトプロピオン酸メトキシブチル、メルカプトプロピオン酸トリデシル、ペンタエリスリトールテトラキスプロピオネート、４−メルカプトフェノール、チオグリコール酸、チオグリコール酸モノエタノールアミン、チオグリコール酸エチルヘキシル、チオグリコール酸メチル、チオグリコール酸エチル等が挙げられる。これらの有機化合物は単独で用いてもよく、２種以上併用してもよい。
【００２８】
亜鉛粉末に対する前記有機化合物の添加量は、亜鉛粉末１００質量部に対し１〜１３質量部が好ましく、３〜１３質量部がより好ましく、３〜１０質量部がさらに好ましく、５〜８質量％が特に好ましい。前記添加量が１質量部より少ない場合、亜鉛粉末の表面を処理するのに十分ではなく、水中での安定性（貯蔵安定性）が不十分であり、前記添加量が１３質量部を超える場合、前記有機化合物が過剰となり、水中での安定性のさらなる向上が期待できない。
【００２９】
水系防錆顔料に含まれる硝酸塩としては、硝酸カリウム、硝酸カルシウム、硝酸マグネシウム、硝酸ニッケル、硝酸コバルト等が挙げられる。中でも、硝酸マグネシウム及び硝酸ニッケルが好ましい。これらの硝酸塩は、単独で用いてもよく、２種以上併用してもよい。
【００３０】
硝酸塩の添加量は、亜鉛粉末１００質量部に対し０．１〜１０質量部が好ましく、３〜９質量部がより好ましく、３〜７質量部がさらに好ましい。前記添加量が０．１質量部より少ない場合、亜鉛粉末の表面に対する前記有機化合物の被覆効率を高めるのに十分ではなく、水系防錆顔料の水中での安定性が不十分となり、前記添加量が１０質量部を超える場合、水中での安定性のさらなる向上が期待できない。
【００３１】
水系防錆顔料は、マグネシウム化合物を含有するのが好ましく、上述の硝酸マグネシウムとして含有するのがさらに好ましい。
水系防錆顔料に含有されるマグネシウムの亜鉛に対する質量割合は、０．０５質量％〜１０質量％であるのが好ましく、０．２質量％〜２．０質量％であるのがより好ましく、０．４質量％〜１．０質量％であるのがさらに好ましい。前記割合が０．０５質量％〜１０質量％である場合、前記水系防錆顔料を用いて水系防錆塗料を構成し、スプロケット部品に塗装した場合、マグネシウムが亜鉛よりも先に溶出するので、亜鉛の溶出量が抑制され、耐食性が長期に亘って持続する。
【００３２】
水系防錆顔料は、各成分を各別に添加してもよく、又は、一部若しくは全部の成分を予め混合して添加してもよく、水及び上述の溶媒と混合してスラリー状として添加してもよい。
【００３３】
水系防錆塗料は、通常の製造方法に従って、各成分を混合、撹拌することによって得られる。その際、水、アルコール系溶剤、グリコールエーテル系溶剤、グリコール系溶剤等の水溶性の溶剤、界面活性剤、表面調整材、分散剤、分散助剤、消泡剤等の塗料用添加剤を配合し得る。一般的な塗料用添加剤である、ポリカルボン酸系等の分散剤、ノニオン系又はアニオン系等の界面活性剤、ウレタン系等の増粘剤、シリコン系又はアクリル系の消泡剤を配合してもよく、さらに、レベリング剤を配合することもできる。
【００３４】
本発明の耐食表面処理スプロケットは、前記第１塗膜上に、後述する上塗り塗料を用いて第２塗膜を形成してある。
【００３５】
前記上塗り塗料は、顔料と、珪酸ナトリウムと、アクリルエマルジョン又はポリウレタン水性組成物とを含有する。
上述したように、アクリルエマルジョンは、アクリル酸系のモノマーを主成分とするモノマーを水系で乳化剤を用いて乳化重合させたものである。モノマーは、エマルジョンのポリマー内部又はポリマー間に架橋構造を形成し、上塗り塗料から得られる塗膜の耐食性、密着性等の向上に寄与し得る化合物であればよい。アクリルエマルジョンは無機ポリマーを含有することにしてもよい。
【００３６】
具体的に、アクリルエマルジョンとしては、アルコキシシリル基を含有し、エチレン性二重結合を有するモノマーを含む重合性モノマーを乳化重合して得られるものが挙げられる。
ポリウレタン水性組成物としては、分子内に少なくとも１個のシラノール基を含有するポリウレタン樹脂と、強塩基性第３級アミンとを含有して得られるものが挙げられる。強塩基性第３級アミンは硬化触媒として機能する。強塩基性第３級アミンとしては、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７及び１，８−ジアザビシクロ［３．４．０］ノネン−５等が挙げられる。
【００３７】
アクリルエマルジョンのポリマーは、アルコキシシリル基を含有し、エチレン性二重結合を有するモノマーの単独重合体、又は前記モノマーとその他のエチレン性二重結合を有するモノマーとの共重合体のいずれであってもよい。アルコキシシリル基を含有し、エチレン性二重結合を有するモノマーとして、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン及びビニルトリイソプロポキシシラン等が挙げられる。その他のエチレン性二重結合を有するモノマーとしては、ブチルメタクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、メチルメタクリレート、ブチルアクリレート、エチルアクリレート、メチルアクリレート、アクリル酸、及びメタクリル酸等が挙げられる。乳化剤としては、公知の界面活性剤を用いることができる。
【００３８】
前記ポリウレタン水性組成物においては、まず、１分子当たり少なくとも２個の活性水素基を有する化合物、１分子当たり少なくとも２個のイソシアネート基を有する化合物、及び分子内に親水性基を有し、少なくとも１個の活性水素基を有する化合物を反応させ、ポリウレタンプレポリマーを製造する。次に、該ポリウレタンプレポリマー中の親水性基を中和剤により中和し、強塩基第３級アミンを添加し、この中和剤及び強塩基性第３級アミンが加えられたポリウレタンプレポリマーを、１分子内に少なくとも１個のイソシアネート基と反応可能な活性水素基と加水分解性ケイ素基とを含有する化合物、及び他の鎖伸長剤を溶解した水中に分散させ、又は溶解させることにより、ポリウレタン水性組成物が得られる。
【００３９】
前記上塗り塗料は、アクリルエマルジョン又はポリウレタン水性組成物に加えて珪酸ナトリウムを含むので、良好な密着性を有するとともに、防錆性がより向上している。
アクリルエマルジョンを用いる場合、珪酸ナトリウムの有効成分とアクリルエマルジョンの有効成分との質量比は０．１以上１７以下であるのが好ましい。前記質量比が０．１以上１７以下である場合、上塗り塗料により形成された塗膜は良好な防錆性及び密着性を有する。より密着性が優れるという観点から前記質量比は０．１以上４．２以下であるのがより好ましく、より密着性が優れるという観点から前記質量比は０．１以上１．４以下であるのがさらに好ましく、より防錆性が優れるという観点から前記質量比は０．２以上１．４以下であるのが特に好ましい。
【００４０】
ポリウレタン水性組成物を用いる場合、珪酸ナトリウムの有効成分とポリウレタン水性組成物の有効成分との質量比は０．１以上１７以下であるのが好ましい。前記質量比が０．１以上１７以下である場合、上塗り塗料により形成された塗膜は良好な防錆性及び密着性を有する。より防錆性が優れるという観点から前記質量比は０．５以上１７以下であるのがより好ましく、より防錆性が優れるという観点から前記質量比は０．６以上１７以下であるのがさらに好ましく、より密着性が優れるという観点から前記質量比は０．６以上５．２以下であるのが特に好ましく、より防錆性が優れるという観点から前記質量比は０．６以上２．４以下であるのが最も好ましい。
【００４１】
前記顔料としては、雲母粉を含む雲母粉顔料又は雲母チタンを含む雲母チタン顔料が好ましい。雲母チタンは、薄片状の雲母粉の表面を二酸化チタンで被覆し、薄膜干渉効果によってパール光沢が発現されるものであり、雲母チタン顔料はパール顔料の一種である。顔料は、１種単独でも、混合してよい。
【００４２】
顔料として雲母粉顔料又は雲母チタン顔料を用いる場合、前記顔料と、該顔料、前記珪酸ナトリウムの有効成分、及び前記アクリルエマルジョン又はポリウレタン水性組成物の有効成分の総質量との質量比が、０．０８以上０．５以下であるのが好ましい。
この質量比を有する場合、塗膜の防錆性と密着性とのバランスが良好になる。前記質量比が０．５を超えた場合、後述する密着性評価試験により密着性が悪くなることが確認されている。また、アクリルエマルジョンを用いる場合、前記質量比が０．０８以上０．４以下であるのがより好ましい。
そして、前記上塗り塗料は、光沢を付与するために、ステンレスフレーク等の第２顔料を含有することもできる。
【００４３】
上塗り塗料は、通常の製造方法に従って、上述の各成分を混合、撹拌することによって得られる。その際、水、アルコール系溶剤、グリコールエーテル系溶剤、グリコール系溶剤等の水溶性の溶剤、界面活性剤、分散剤、消泡剤等の塗料用添加剤を配合し得る。一般的な塗料用添加剤である、ポリカルボン酸系等の分散剤、ノニオン系又はアニオン系等の界面活性剤、ウレタン系等の増粘剤、シリコン系又はアクリル系の消泡剤を配合してもよく、さらに、レベリング剤を配合することができる。
【００４４】
前記水系防錆塗料，前記上塗り塗料が、耐食表面処理スプロケットの表面に例えばディップスピン等の方法により塗布された後、焼き付け乾燥されることで、第１塗膜，第２塗膜が形成される。水系防錆塗料及び上塗り塗料は上述した組成を有するので、それぞれ焼き付け乾燥を、温度１８０℃以下で行うことができる。
従って、スプロケットに硬さ低下が生じず、スプロケット強度及びスプロケット寿命が低下するのが抑制されている。
【実施例】
【００４５】
以下、本発明の実施例と比較例とを具体的に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
１．水系防錆塗料
［配合例１］
下記の表１の配合（質量部で示す）に従って、フレーク状の亜鉛粉末（平均長径１５μｍ、平均厚み０．５μｍ）、界面活性剤、分散助剤、及びチオグリコール酸エチルヘキシルをジプロピレングリコールモノメチルエーテル中で３時間混合撹拌し、硝酸マグネシウムをさらに添加し、混合して撹拌することによって、亜鉛ペーストを得た。この亜鉛ペーストは、亜鉛粉末の表面がチオグリコール酸エチルヘキシルで被覆されている。
前記亜鉛ペーストに、分散剤、３−アミノプロピルトリエトキシシラン（信越化学工業株式会社製「ＫＢＰ９０」）、水、流動性改良剤（Ｂｙｋｃｈｅｍｉｅ株式会社製「ＢＹＫ４２０」）、消泡剤（サンノプコ株式会社製「ＳＮディフォーマー１０７０」）、及び表面調整剤を配合して、配合例１の水系防錆塗料を得た。
【００４６】
【表１】
2011149452.tif 000003
【００４７】
２．上塗り塗料（１）
［配合例２］
下記の表２の配合に従って、パール顔料（メルク株式会社製「Iriodin １０３ＷＮＴ」）、第２顔料（有効成分（加熱残分）５０％）、アクリルエマルジョン［ヘンケルテクノロジーズジャパン株式会社製「ヨドゾールＡＸ−６」、有効成分（加熱残分）４２％、以下「ＡＸ−６」という］、珪酸ナトリウム［ＪＩＳ規定の珪酸ソーダ２号、有効成分（加熱残分）５１％］、消泡剤（サンノプコ株式会社製「ＳＮディフォーマー５０１６」）、界面活性剤、増粘剤（フジケミＨＥＣ株式会社製「ＡＷ−１５Ｆ」、ヒドロキシエチルセルロース）、及び水を１時間、混合撹拌することによって、配合例２の上塗り塗料（１）を得た。
表２及び下記表３中、「珪酸ナトリウム／アクリルエマルジョン」は、珪酸ナトリウムの有効成分とアクリルエマルジョンの有効成分との質量比を表し、「ＰＷＣ（Pigment Weight Concentration）」は、形成された塗膜中での（Iriodin１０３ＷＮＴ）と（Iriodin１０３ＷＮＴ＋ＡＸ−６の有効成分＋珪酸ナトリウムの有効成分）との質量比（ここでは百分率で表す）を表す。
【００４８】
【表２】
2011149452.tif 000004
【００４９】
［配合例３〜１２］
配合は上記表２又は下記表３の配合に従い、配合例２と同様にして、配合例３〜１２の上塗り塗料（１）を得た。
【００５０】
【表３】
2011149452.tif 000005
【００５１】
［配合例１３］
珪酸ナトリウムを含有せず、前記表３の配合に従い、配合例２と同様にして、配合例１３の上塗り塗料を得た。
［配合例１４］
ＡＸ−６を含有せず、前記表３の配合に従い、配合例２と同様にして、配合例１４の上塗り塗料を得た。
【００５２】
３．上塗り塗料（２）
［配合例１５］
下記の表４の配合に従って、前記パール顔料、ステンレスフレーク、ポリウレタン水性組成物［三井化学株式会社製「ＷＳ５１００」、有効成分（加熱残分）３０％、以下「ＷＳ５１００」という］、前記珪酸ナトリウム、前記消泡剤、界面活性剤、増粘剤（三晶株式会社製「ケルザンＳ」、キサンタンガム）、及び水を１時間、混合撹拌することによって、配合例１５の上塗り塗料（２）を得た。
表４及び下記表５中、「珪酸ナトリウム／ポリウレタン水性組成物」は、珪酸ナトリウムの有効成分とポリウレタン水性組成物の有効成分との質量比を表し、「ＰＷＣ」は、形成された塗膜中での（Iriodin１０３ＷＮＴ）と（Iriodin１０３ＷＮＴ＋ＷＳ５１００の有効成分＋珪酸ナトリウムの有効成分）との質量比（ここでは百分率で表す）を表す。
【００５３】
【表４】
2011149452.tif 000006
【００５４】
［配合例１６〜３１］
配合は上記表４又は下記表５の配合に従い、配合例１５と同様にして、配合例１６〜３１の上塗り塗料（２）を得た。
【００５５】
【表５】
2011149452.tif 000007
【００５６】
４．耐食表面処理スプロケット
［実施例１］
図１は、ローラチェーンと係合する歯部を外周に有し、該歯部の側面に、下記の表６に示すように前記配合例１，配合例２に係る塗料を塗布して第１塗膜，第２塗膜を形成してなる本発明の耐食表面処理スプロケットの実施例１のスプロケット１０を示す斜視図であり、図２は、図１のＡ部分を示す拡大断面図である。
【００５７】
【表６】
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【００５８】
スプロケット１０は、厚み方向の略中央部に、ローラチェーンのローラと噛合する歯部１１，１１，…を有する。
歯部１１，１１，…の側面の層構造として、図２に示すように、鉄系母材２２上に、順次、Ｎｉ−Ｐ合金皮膜２４、第１塗膜２６、及び第２塗膜２８が形成されている。
【００５９】
スプロケットの鉄系母材２２上に、無電解めっきによりＮｉ−Ｐ合金皮膜２４を形成した後、該Ｎｉ−Ｐ合金皮膜２４に、前記表１の配合例１の水系防錆塗料をスプレーにより塗着させ、１８０℃で焼き付けて第１塗膜２６を形成した。さらに、第１塗膜２６に、前記実施例１の上塗り塗料をスプレーより塗着させ、１８０℃で焼き付けて第２塗膜２８を形成した。
【００６０】
［実施例２〜２８］
上記と同様に、歯部側面の鉄系母材を覆うＮｉ−Ｐ合金皮膜上に、前記配合例１の水系防錆塗料を用いて第１塗膜を形成し、該第１塗膜上に、上記表６及び下記表７に示すように配合例２〜３１の上塗り塗料を用いて第２塗膜を形成し、実施例２〜２８のスプロケットを作製した。
【００６１】
【表７】
2011149452.tif 000009
【００６２】
［比較例１〜３］
そして、上記と同様に、歯部側面の鉄系母材を覆うＮｉ−Ｐ合金皮膜上に、前記配合例１の水系防錆塗料を用いて第１塗膜を形成し、該第１塗膜上に、配合例１３及び１４の上塗り塗料を用いて第２塗膜を形成し、比較例１及び２のスプロケットを作製した。
さらに、歯部側面の鉄系母材を覆うＮｉ−Ｐ合金皮膜上に、前記配合例１の水系防錆塗料を用いて第１塗膜を形成し、該第１塗膜上に、従来品の上塗り塗料を用いて第２塗膜を形成し、比較例３のスプロケットを作製した。従来品の上塗り塗料は、珪酸ナトリウム及びアクリルエマルジョンは含有せず、前記パール顔料とバインダとしての前記ＫＢＰ９０とを含有している。
【００６３】
５．性能評価
［塩水噴霧試験（耐食性評価試験）］
上述のスプロケットにつき、塩水噴霧試験を行った。試験は、「ＪＩＳ−Ｋ５６００−７−１」に準拠して行い、プレートの赤錆が目視により見出されるまでの時間を測定した。この試験の結果を前記表２〜表５に示す。
さらに、この試験結果を以下のように評価して、前記表６及び表７に示す。
Ａ１：良好
Ａ２：より良好
Ａ３：さらに良好
Ｂ：やや不可
Ｃ：不可
【００６４】
［密着性評価試験］
スプロケットの組み立て装置の上に濾紙を固定配置し、前記実施例１〜２８、及び比較例１〜３のスプロケットの各構成部品を組み立て、スプロケットを作製したときに生じた塗膜粉の前記濾紙への堆積量を調べた。
図３は、各スプロケットを作製したときに生じた塗膜粉の濾紙への堆積量を模式的に示した図であり、（ａ）は実施例１〜６、実施例１２〜２０、２３、２４、２６〜２８及び比較例１のスプロケットを作製したときの塗膜粉の堆積量、（ｂ）は実施例７、２１、２５のスプロケットを作製したときの塗膜粉の堆積量、（ｃ）は実施例８〜１１、２２のスプロケットを作製したときの塗膜粉の堆積量、（ｄ）は比較例２のスプロケットを作製したときの塗膜粉の堆積量、（ｅ）は比較例３のスプロケットを作製したときの塗膜粉の堆積量を示している。
密着性を以下のように評価して、前記表６及び表７に示す。
Ａ１：良好（図３（ａ））
Ａ２：より良好（図３（ｂ））
Ａ３：さらに良好（図３（ｃ））
Ｂ：やや不可（図３（ｄ））
Ｃ：不可（図３（ｅ））
【００６５】
［まとめ］
前記表６より、アクリルエマルジョン及び珪酸ナトリウムの両方を含有する配合例２〜１２の上塗り塗料を用いて構成した実施例１〜１１のスプロケットは、アクリルエマルジョン及び珪酸ナトリウムのいずれか一方を含有しない配合例１３及び１４の上塗り塗料を用いて構成した比較例１及び２のスプロケットより耐食性が大きく向上し、良好な耐久性を有することが分かる。
また、図３より、配合例２〜１３の上塗り塗料を用いて作製した実施例１〜１１、及び比較例１のスプロケットは、塗膜粉の発生が抑制され、塗膜の密着性が良好であることが分かる。珪酸ナトリウムの有効成分とアクリルエマルジョンの有効成分との質量比が大きくなるのに従って塗膜の密着性は低下し、比較例２のスプロケットは作業性が悪くなる程度に密着性が低下し（評価Ｂ）、比較例３のスプロケットは、さらに密着性が低下している（評価Ｃ）。従って、上塗り塗料がアクリルエマルジョンを含有することにより、塗膜の密着性が向上することが確認された。
【００６６】
珪酸ナトリウム及びアクリルエマルジョンの配合量が同一であり、前記ＰＷＣを変えた配合例２〜４，配合例９〜１１の上塗り塗料を用いて作製した、実施例１〜３，８〜１０のスプロケットの耐食性評価試験の結果を比較することにより、ＰＷＣが大きい程、耐食性が向上することが分かる。
また、パール顔料の含有量が３．９質量％であり、珪酸ナトリウムの有効成分とアクリルエマルジョンの有効成分との質量比が０．２８〜１．３２であり、ＰＷＣが２６．６％である配合例５〜７の上塗り塗料を用いて作製した実施例４〜６のスプロケットが最も耐食性が高い。
【００６７】
そして、珪酸ナトリウムの有効成分とアクリルエマルジョンの有効成分との質量比が０．１以上１７以下である場合、及びＰＷＣが０．０８以上０．５以下である場合、スプロケットは耐食性と塗膜の密着性とをバランス良く備えていることが分かる。
【００６８】
前記表７より、ポリウレタン水性組成物及び珪酸ナトリウムを含有する配合例１５〜３１の上塗り塗料を用いて構成した実施例１２〜２８のスプロケットは、珪酸ナトリウムは含有するがポリウレタン水性組成物は含有しない配合例１４の上塗り塗料を用いて構成した前記比較例２のスプロケットより耐食性が大きく向上し、良好な耐久性を有することが分かる。
【００６９】
そして、珪酸ナトリウムの有効成分とポリウレタン水性組成物の有効成分との質量比が０．１以上１７以下であり、ＰＷＣが０．０８以上０．５以下である場合、密着性が良好であり、スプロケットの作製時及び使用時に塗膜粉が発生するのが抑制されるのが確認されており、スプロケットが耐食性と塗膜の密着性とをバランス良く備えていることが確認された。
【００７０】
以上より、構成部品の鉄系母材上に、ニッケル系皮膜、水系防錆塗料を用いて形成された第１塗膜、及び上塗り塗料を用いて形成された第２塗膜を有するように構成された本発明の耐食表面処理スプロケットは、耐食性に非常に優れ、スプロケットの耐久性が向上することが確認された。
【００７１】
また、第２塗膜により第１塗膜の剥離が防止され、塗膜粉の発生が抑制されるので作業性及び外観品位が良好であり、塗膜の膜厚が均一に保持され、製造後の塗膜補修等を省略することができることが確認された。
【００７２】
そして、皮膜及び塗膜の防錆性が良好であるので、スプロケットの材料として安価な炭素鋼等を用いることができる。さらに、ニッケル系皮膜を無電解めっきにより形成した場合、酸洗浄等の工程がないので、水素脆化が生じず、鉄系母材の強度をより落とさずに防食処理を施すことができ、しかも耐食性が良好であるので、使用時も強度が低下することがない。
また、本発明の耐食表面処理スプロケットは、クロメート皮膜を形成する場合のように六価クロムの環境汚染の問題が生じることがない。
【符号の説明】
【００７３】
１０  スプロケット
１１  歯部
２２  鉄系母材
２４  Ｎｉ−Ｐ合金皮膜
２６  第１塗膜
２８  第２塗膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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