(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で表される化合物またはその塩を有効成分として含み、純マグネシウム又はマグネシウム合金の防食に用いられることを特徴とするマグネシウム含有金属材用防食剤。
Ｒ−ＣＯＮ（ＣＨ3）ＣＨ2ＣＯＯＨ……（１）
［但し、Ｒは炭素数７〜１９の飽和もしくは不飽和のアルキル基を示す］
【請求項２】
上記一般式（１）で表される化合物が、オレオイルサルコシン、ラウロイルサルコシン、ステアロイルサルコシンおよびココイルサルコシンよりなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項１に記載のマグネシウム含有金属材用防食剤。
【請求項３】
上記請求項１または２に記載の防食剤を用いて、純マグネシウム又はマグネシウム合金を表面処理することを特徴とするマグネシウム含有金属材の防食処理法。
【請求項４】
前記防食剤で処理するに先立って、純マグネシウム又はマグネシウム合金の表面を有機酸及び／又は無機酸の水溶液で予め処理しておく請求項３に記載の防食処理法。
【請求項５】
前記有機酸及び／又は無機酸が、リンゴ酸、グルコン酸、硝酸、リン酸よりなる群から選択された少なくとも１種である請求項４に記載の防食処理法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マグネシウム含有金属材の腐食を防止するための防食剤と防食処理法に関し、より詳細には、マグネシウム含有金属材に塗装処理などを施す際に、該塗装処理などに先立って一時防食などに用いられる防食剤と防食処理法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
マグネシウム含有金属材は極めて酸化され易く、常温の大気中でもすぐに酸化皮膜を形成する。しかも該酸化皮膜は、酸化成分を含む水との接触で容易に腐食するので、該マグネシウム含有金属材を成形体等として実用化するに当たっては、防食のための化成処理などを施してから上塗り塗装が行なわれる。ところがこれらの処理を行なう際には、表面汚染物質を除去して清浄化するための脱脂処理や酸化皮膜除去のための酸洗処理を経た後、水洗、乾燥を行なわねばならず、その間にかなり長時間に亘って無塗装状態におかれるため、相当の表面酸化が避けられない。
【０００３】
また、マグネシウム含有金属材に適用される酸化防止手段として汎用されているのは、クロム酸塩溶液や硝酸第二鉄溶液、フッ酸塩溶液などで表面を清浄化した後、クロメート処理等の化成処理や陽極酸化処理を施したり、上塗り塗装を行なう方法であるが、これらのうち化成処理や陽極酸化処理では、金属表面が変色して金属光沢が損なわれるという問題が生じてくる。また上塗り塗膜としてクリアー塗膜を使用すれば、マグネシウム含有金属材の金属光沢が損なわれることはないが、クリアー塗膜の耐湿性や酸素バリア性は必ずしも良好ではないため、湿分や空気がクリアー塗膜を透過し、短期間の内にマグネシウム含有金属材が酸化を受け、酸化物の形成に伴う体積膨張によって塗膜剥離を起こす。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の様な問題点に鑑みてなされたもので、その目的はマグネシウム含有金属材に対し、表面の変色や金属光沢の劣化などを生じることなく、優れた防食皮膜を形成することのできる防食剤と防食処理法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決することのできた本発明に係る防食剤とは、マグネシウム含有金属材の防食に利用される防食剤であって、下記一般式（１）で表される化合物またはその塩を有効成分として含むところに要旨が存在する。
Ｒ−ＣＯＮ（ＣＨ3）ＣＨ2ＣＯＯＨ……（１）
［但し、Ｒは炭素数７〜１９の飽和もしくは不飽和のアルキル基を示す］
上記一般式（１）で表される化合物として特に好ましいのは、オレオイルサルコシン、ラウロイルサルコシン、ステアロイルサルコシンおよびココイルサルコシンであり、これらは夫々単独で使用し得る他、必要により２種以上を併用できる。
【０００６】
また本発明に係る防食処理法とは、上記式（１）で示される化合物またはその塩を有効成分として含む防食剤を用いてマグネシウム含有金属材を表面処理し、耐食性を高めるところに要旨が存在する。この防食処理法を実施するに当たっては、上記防食剤で処理するに先立って、マグネシウム含有金属材の表面を有機酸および／または無機酸の水溶液で予め処理しておけば、前記防食剤による防食作用を一段と高めることができるので好ましい。ここで用いられる有機酸及び／又は無機酸として特に好ましいのは、リンゴ酸、グルコン酸、硝酸、リン酸であり、これらも単独で使用し得る他、必要により２種以上を適宜併用できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明者らは上記課題を解決すべく、マグネシウム含有金属材の無塗装状態での保管時における腐食を可及的に抑えることのできる防腐剤の開発を期して鋭意研究を重ねた結果、上記一般式（１）で示される化合物またはその塩、とりわけオレオイルサルコシン、ラウロイルサルコシン、ステアロイルサルコシンおよびココイルサルコシンよりなる群がら選ばれる少なくとも１種もしくはその塩、中でもオレオイルザルコシンやその塩は、マグネシウム含有金属材に対し撥水性で卓越した防食皮膜を形成してその腐食を効果的に防止すること、しかも該撥水性の防食皮膜は殆ど無色透明であり、マグネシウム含有金属材が本来有している金属光沢を有効に活かし得ることを知り、上記本発明に想到したものである。
【０００８】
そしてこの防食剤を用いた防食処理は、マグネシウム含有金属材を塗装するまでの任意の時期に施すことができ、脱脂処理を施した後であれば、化成処理の前・後のいずれにおいても有効に実施できるし、用途によっては化成処理などを省略することも可能となる。また本発明によって形成される防食皮膜は、前述の如く殆ど無色透明であり、マグネシウム含有金属材が本来有している金属光沢を損なうこともないので、金属光沢を外観特性として活用する用途にも支障なく用いることができ、更には該皮膜の卓越した防食性能を活かし、その上に任意に着色された上塗り塗膜を形成するための下塗り用防食剤としても有効に活用できる。
【０００９】
本発明の防食剤は、前記一般式（１）で示される化合物またはその塩を水に溶かし水性液としたもので、該防食剤による防食作用を有効に発揮させるには、防食剤中における前記化合物の濃度を０．０１ｇ／リットル以上、５０ｇ／リットル以下の範囲にすることが望ましく、より好ましい濃度は０．５ｇ／リットル以上、１０ｇ／リットル以下である。０．０１ｇ／リットル未満でも撥水性の皮膜は形成されるが、防食有効成分の付着量が不足気味となって、満足のいく防食作用が得られ難くなる。また、防食剤中に含まれる前記化合物の濃度が高くなるほど防食性能は高まってくるが、防食性能は上記化合物の濃度が５０ｇ／リットル程度で飽和し、それ以上に濃度を高めてもそれ以上に耐食性は向上せずコスト高になるだけであるので、経済性を考慮すると該濃度は５０ｇ／リットル程度以下に抑えることが望ましい。
【００１０】
なお、本発明防食剤の主成分となる前記一般式（１）で示される化合物の塩としては、アミン塩、アンモニウム塩、アルカリ金属塩が好ましいものとして例示される。
【００１１】
本発明に係る防食剤には、上記成分に加えて必要によりキレート剤や界面活性剤、防腐剤、防黴剤、消泡剤、あるいは更に公知の錆止め剤や非鉄金属防食剤などを含有させて夫々の作用を有効に発揮させることも有効であり、また前記化合物の種類によっては、補助溶剤としてアルコールやケトン、エーテルの如き有機溶剤を適量併用することも可能である。
【００１２】
本発明の防食剤を用いた防食処理の条件は特に制限されないが、好ましくは、温度１０〜８０℃、時間１〜６００秒の条件下でマグネシウム含有金属材の表面に接触させるのがよい。その理由は、該接触（処理）温度が１０℃未満では、処理液と金属材表面との反応性が不十分で良好な防食皮膜が形成され難く、一方８０℃を超えて処理温度が高くなり過ぎると、被処理面の金属光沢が損なわれ易くなるからである。こうした観点から、より好ましい処理温度は３０℃以上、６０℃以下である。
【００１３】
また処理時間が１秒未満では、被処理面への防食有効成分の吸着が不十分となって満足のいく防食性能が得られ難く、また、処理時間が６００秒を超えて過度に長くしてもそれ以上に防食性能は向上せず処理効率が低下するばかりでなく、却って被処理金属材理面の金属光沢も損なわれる傾向が生じてくるので好ましくない。
【００１４】
なお、マグネシウム含有金属材に対し防食剤を接触させる方式にも格別の制限はなく、浸漬方法、スプレー法、ロール法など任意の方法を採用すればよい。
【００１５】
マグネシウム含有金属材を本発明の上記防食剤で処理するに当たっては、前処理工程として脱脂処理や酸洗などを行なうことが有効であり、脱脂法としては、トリクロロエチレン、エタノール、メタノール、アセトン等の有機溶剤による溶剤脱脂、あるいはアルカリ脱脂など種々の方法を採用できる。
【００１６】
また酸洗処理は、前記防食剤で処理する直前の予備処理として極めて有効である。すなわち、該酸洗処理により金属材表面の薄い酸化皮膜を除去した直後に前記防食剤で処理すれば、酸化皮膜の除去された清浄な金属材の表面に前記防錆皮膜が形成されることになり、マグネシウム含有金属材と防食皮膜の密着性が一層高められ、卓越した防食作用が発揮されるからである。
【００１７】
酸洗に用いられる酸の種類は、有機酸および無機酸の如何を問わず、蟻酸、酢酸、リンゴ酸、クエン酸、グルコン酸、蓚酸、酒石酸、安息香酸、フタル酸などの有機酸；塩酸、硫酸、リン酸、硝酸、フッ酸などの無機酸が使用可能であり、これらは単独で使用し得る他、必要により２種以上を適宜組合わせて使用しても構わない。これら酸の中でも特に好ましいのは、リンゴ酸、グルコン酸、硝酸、リン酸である。
【００１８】
本発明の防食剤及び防食処理法が適用されるマグネシウム含有金属材としては、純マグネシウム及びマグネシウム合金が包含され、マグネシウム合金の具体例としては、Ｍｇ−Ａ１−Ｚｎ系、Ｍｇ−Ａ１−Ｍｎ、Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉ、Ｍｇ−Ａｌ−Ｒｅ、Ｍｇ−Ｚｎ及びＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｎなどが挙げられる。これらマグネシウム含有金属材の形状、寸法などには一切制限がなく、板材、線材、棒材、管材、その他各種の成形品などが包含される。
【００１９】
そして本発明に係る防食処理法の特徴は、これら金属材表面の一部もしくは全面にマグネシウムやマグネシウム合金が露出しておれば全て有効に発揮され、従ってマグネシウム非含有の金属材とマグネシア含有金属材を複合して組付けた成形品も本発明の処理対象となる。更に、それらのマグネシウム含有金属材は、ショットブラスト処理、酸もしくはアルカリによる粗面化処理、オゾンやプラズマなどを用いた表面活性化処理の施されたものであってもよく、場合によっては、クロメート処理や化成処理の如き従来の表面処理が施されたものであっても構わない。
【００２０】
【実施例】
以下、実験例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実験例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【００２１】
実験例
本発明による防食剤と防食処理法の実施例と比較例を表１に示した。実施した処理法の詳細は下記の通りであり、下記の供試マグネシウム含有金属板を使用し、▲１▼供試板の表面研磨→▲２▼脱脂処理→▲３▼酸洗処理→▲４▼防食処理→▲５▼乾燥を順次、もしくはその中の一部を省略して実施した。
【００２２】
供試マグネシウム含有金属板：ＪＩＳ  Ｈ２２２２に規定されるマグネシウム合金ＡＺ９１Ｄ（ダイカスト板：４０ｍｍ×４０ｍｍ×１０ｍｍ）
▲１▼供試板の表面研磨：ＡＡ２４０番研磨紙を用いて乾式研磨、
▲２▼脱脂処理
I：アルカリ脱脂：ＮａＯＨ１００ｇ／リットルと界面活性剤１ｇ／リットルを含むアルカリ性水溶液を使用し、該水溶液に供試材を５０〜５５℃で５分間浸漬して脱脂を行なった後、水洗する、
II：溶剤脱脂：供試材をアセトン中に浸漬しで超音波洗浄を行なった後、アセトンを拭取ってから４０℃に加温し、アセトンを揮発除去する、
▲３▼酸洗処理：リンゴ酸１ｇ／リットルの水溶液に供試材を２０℃で１０秒間浸漬する、
▲４▼防食処理：各供試材を下記の防食剤に５５〜６０℃で１分間浸漬する、
▲５▼乾燥：上記で得た浸漬後の各供試材を防食処理浴から取り出し、水洗後温風乾燥機により５０℃で１０分間乾燥する。
【００２３】
［処理法］
処理法Ａ…▲１▼＋▲２▼・I＋▲３▼＋▲４▼＋▲５▼
処理法Ｂ…▲１▼＋▲２▼・II＋▲４▼＋▲５▼
処理法Ｃ…▲１▼＋▲２▼・II＋▲４▼＋▲５▼
処理法Ｄ…▲１▼＋▲２▼・I
処理法Ｅ…▲１▼＋▲２▼・I＋▲３▼
処理法Ｆ…▲１▼＋▲２▼・II。
【００２４】
［用いた防食剤（いずれも水溶液）］
1)オレオイルサルコシン：２ｇ／リットル＋ＤＣＨＡ：１ｇ／リットル
2)オレオイルサルコシン：２ｇ／リットル＋ＮａＯＨ：０．２ｇ／リットル
3)オレオイルサルコシン：２ｇ／リットル＋ＴＥＡ：０．８ｇ／リットル
ＤＣＨＡ：ジシクロヘキシルアミン
ＴＥＡ：トリエタノールアミン。
【００２５】
得られた各処理済み金属材について、下記（ａ）軒下暴露試験、（ｂ）湿潤試験、（ｃ）サイクル試験の３方法で防食性能を評価した。結果を表２に示す。
【００２６】
［防食試験法］
a)軒下暴露試験：防食処理を施した各供試片を軒下で所定期間暴露した後、下記の基準で評価、
◎：全く変化なし、○：ごく僅かに変色、△：僅かに変色、×：はっきり変色、××：激しく変色又は腐食、
b)湿潤試験：各供試片を温風式恒温室に４９±１℃で所定時間保持した後、外観を上記a)と同様の基準で目視評価、
c)サイクル試験：１リットルの広口瓶に、調湿のため３５％グリセリン水１０ｍ１入れ、各供試片をステンレス鋼製フックによって、ゴム栓の底部からその上部が約５０ｍｍの位置にくる様に吊り下げる。この供試片に、［４０℃×１６時間→５℃×８時間］を１サイクルとして５サイクル繰り返してから試験片を乾燥し、該試験片の表面外観から上記a)と同様の基準で腐食状態を目視評価する。
【００２７】
【表１】
0004704589.tif 000002
【００２８】
【表２】
0004704589.tif 000003
【００２９】
上記実施例１〜５及び比較例１〜３において、形成された皮膜の色調は全て無色透明であるが、従来の防食処理法であるクロメート処理を行なったものは、皮膜が褐色に着色している。
【００３０】
また実施例１〜５では、酸洗処理後に防食処理を行わない比較例１〜３に比べて、何れも非常に優れた防食性を示している。
【００３１】
【発明の効果】
マグネシウム含有金属材の防食に汎用されている従来のクロメート処理法では、防食皮膜が褐色となって金属光沢が著しく損なわれ、しかも近年クロメート処理法は、人体に有害で環境汚染の問題が指摘されているが、本発明の防食剤および防食処理法を採用すれば、マグネシウム含有金属材の表面に無色透明で耐食性に優れた皮膜を形成することができ、マグネシウム含有金属材が本来有している金属光沢を維持しつつ卓越した耐食性を与えることができる。しかも本発明で用いられる防食剤の有効成分は低毒性で環境汚染などを起こす恐れがなく、安全性が高い上に取り扱いや安定性にも優れており、きわめて実用性の高いものである。