(57)【要約】【課題】被覆を適用するためのキットが提供される。【解決手段】被覆を適用するためのキットは、第一の液体三価クロム塩組成物を内包する第一の手持ち型容器を含む。第一のアプリケータが、第一の容器と流体連通するよう配置されて、第一の組成物を配出するように構成される。キットは、また、第二の液体酸化剤組成物を内包する第二の手持ち型容器を含む。第二のアプリケータが、第二の容器と流体連通するよう配置されて、第二の組成物を配出するように構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
三価クロム塩を含む第一の液体組成物を内包する第一の手持ち型容器、
前記第一の組成物を配出するように構成されて前記第一の容器と流体連通する第一のアプリケータ、
酸化剤を含む第二の液体組成物を内包する第二の手持ち型容器、及び
前記第二の組成物を配出するように構成されて前記第二の容器と流体連通する第二のアプリケータを含む、化成被覆を適用するためのキット。
【請求項２】
前記第一の容器としての第一のチャンバ及び前記第二の容器としての第二のチャンバを含むハウジングを備える、請求項１に記載のキット。
【請求項３】
前記第一の容器としての第一のチャンバ及び前記第二の容器としての第二のチャンバを含む楕円形手持ち型ハウジングを備え、前記楕円形ハウジングの第一の終端に配置されて前記第一のチャンバに流体連通する多孔性パッドを含む第一のアプリケータ、及び前記楕円形ハウジングの第二の終端に配置されて前記第二のチャンバに流体連通する多孔性パッドを含む第二のアプリケータを備える、請求項１または２に記載のキット。
【請求項４】
前記第一の容器としての第一のチャンバを含む第一のハウジング、及び、前記第一のハウジングから分離して前記第二の容器としての第二のチャンバを含む第二のハウジングを備える、請求項１に記載のキット。
【請求項５】
前記第一の容器としての第一のチャンバを含む第一の楕円形手持ち型ハウジング、及び前記第一の楕円形ハウジングの終端に配置されて前記第一のチャンバに流体連通する多孔性パッドを含む第一のアプリケータを備え、また、前記第二の容器としての第二のチャンバを含む第二の楕円形ハウジング、及び前記第二の楕円形ハウジングの終端に配置されて前記第二のチャンバに流体連通する多孔性パッドを含む第二のアプリケータを備える、請求項４に記載のキット。
【請求項６】
前記アプリケータが、各々独立して、多孔性パッド、ブラシ、ローラまたはノズルから選択される、請求項１〜５のいずれかに記載のキット。
【請求項７】
前記第二の容器と流体連通する前記アプリケータが、サブストレートに接触して前記第二の組成物を前記サブストレートに適用するように構成され、また、前記第二の容器及びそれと流体連通する前記アプリケータが、前記アプリケータから前記第二の容器への流体連通を阻止するように構成される、請求項１〜６のいずれかに記載のキット。
【請求項８】
前記酸化剤が、過酸化物、過マンガン酸塩または前述のものの組み合わせから選択される、請求項１〜７のいずれかに記載のキット。
【請求項９】
前記酸化剤が過酸化水素を含む、請求項８に記載のキット。
【請求項１０】
前記第二の組成物が、前記第二の組成物の総重量に基づく０．１重量％〜１０重量％の過酸化水素を含む、請求項９に記載のキット。
【請求項１１】
前記第二の液体組成物が、少なくとも０．５分間、サブストレート上で湿ったままにとどまるように構成される、請求項１〜１０のいずれかに記載のキット。
【請求項１２】
さらに、少なくとも０．５分間に渡ってサブストレート上に前記第二の組成物の湿潤層を維持するように構成された間隔で前記サブストレートへ前記第二の組成物を複数回通過させる指示、または前記第二の組成物を適用する前に、前記第一の組成物のサブストレートへの適用後に乾燥時間を設ける指示、または、少なくとも０．５分間に渡ってサブストレート上に前記第二の組成物の湿潤層を維持するように構成された間隔で前記サブストレートへ前記第二の組成物を複数回通過させる指示、及び前記第二の組成物を適用する前に、前記第一の組成物のサブストレートへの適用後に乾燥時間を設ける指示の両方を備える、請求項１〜１１のいずれかに記載のキット。
【請求項１３】
前記第一の組成物の被覆をサブストレートへ適用すること、乾燥時間の経過を待つこと、前記第二の組成物を被覆サブストレートへ適用すること、及び、少なくとも０．５分間に渡って前記被覆サブストレート上に前記第二の組成物の湿潤層を維持することを含む、請求項１〜１２のいずれかに記載のキットの使用方法。
【請求項１４】
三価クロミウム化成被覆サブストレートの腐食からの保護方法であって、前記サブストレートに、楕円形手持ち型ハウジングの終端に配置されて前記ハウジング内に配置されたチャンバと流体連通する多孔性パッドを接触させること、及び、前記多孔性パッドを介して前記サブストレート上へ、前記チャンバに内包された酸化剤を含む液体組成物を配出すること、及び、少なくとも０．５分間に渡って前記サブストレート上に前記液体組成物の湿潤層を維持することを含む前記方法。
【請求項１５】
少なくとも０．５分間に渡って前記サブストレート上に湿潤層を維持する間隔で、前記サブストレートへ前記第二の組成物または前記液体組成物の各々を複数回通過させること、または、任意で少なくとも３分間、または少なくとも５分間維持することを含む、請求項１３または１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、腐食保護のための被覆に関し、より具体的には金属サブストレートの腐食保護のための化成被覆に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの金属は腐食の影響を受ける。腐食は、海環境近くに見られる高塩化物環境などの腐食促進環境条件に曝されることによって悪化することがある。表面被覆は、金属サブストレートと周囲環境との間に物的障壁を設けることによって、腐食に対する保護を提供するように利用されている。しかしながら、従来のポリマー表面被覆には、ポリマー被覆を適用するためのコスト、時間及び複雑さに加え、不十分なまたは不均一な厚さ、被覆範囲内におけるピンホール及び他のギャップの発生、及び、被覆とサブストレートとの間に十分な結合を提供するための被覆適用前のサブストレートの広範な素地調整の必要性などの、多くの課題がある。
【０００３】
アルミニウム、亜鉛、カドミウム、スズ、マグネシウム、鉄、銅、銀など、及び、それらの合金である亜鉛ニッケル、スズ亜鉛などの金属を保護するために、化成被覆などの金属表面処理が使用されている。化成被覆組成物は、一般的に、大きな表面積を有するサブストレートに対して、液浸またはスプレー塗布によって適用されている。しかしながら、そのような技術は、例えば摩耗面への、または組み付けられた金属部品間の接合面への補修塗布には扱いにくい場合があり、フェルトペン・スタイルのアプリケータを用いた化成被覆の小規模手持ち型適用が実行されている。歴史的に、六価クロムを利用するクロメート化成被覆が、腐食保護を提供するように効果的に使用されてきた。しかし、六価クロムの使用は、毒性の懸念があるため、概して廃止される過程にある。三価クロミウムに基づく補修化成被覆は、フェルトペン・スタイルのアプリケータで適用されているが、そのような三価化成被覆は、六価クロムに基づく化成被覆に比べ、腐食を阻止する効果が少ないことが分かっている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本開示のいくつかの態様によれば、被覆を適用するためのキットは、三価クロム塩を含む第一の液体組成物が充填された第一の手持ち型容器を備える。第一のアプリケータは、第一の容器に流体連通するよう配置されて、第一の組成物を配出するように構成される。キットは、また、酸化剤を含む第二の液体組成物が充填された第二の手持ち型容器を備える。第二のアプリケータは、第二の容器に流体連通するよう配置されて、第二の組成物を配出するように構成される。
【０００５】
いくつかの態様において、上記のキットを使用する方法は、第一の組成物の被覆をサブストレートに適用すること、乾燥時間の経過を待つこと、第二の組成物を被覆サブストレートに適用すること、及び、被覆サブストレート上に第二の組成物の湿潤層を少なくとも０．５分間維持することを含む。
【０００６】
いくつかの態様において、三価クロミウム化成被覆サブストレートを腐食から保護する方法は、サブストレートを、楕円形手持ち型ハウジングの終端に配置されてハウジング内に配置されたチャンバに流体連通する多孔性パッドに接触させること、及び、チャンバ内に配置された酸化剤を含む液体組成物を、多孔性パッドを介してサブストレート上へ配出することを含む。
【０００７】
本開示としての要件は、明細書の結論で特に指摘し、請求項として明確に主張する。本開示の前述及び他の特徴、ならびに長所は、添付図面と併せた以下の詳細な説明から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】化成被覆を適用するためのキットの実施例実施形態を断面図として示す模式図である。
【図２】化成被覆を適用するためのキットのもう一つの実施例実施形態を断面図として示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
さて、図面を参照する。図１は、化成被覆を適用するためのキットの実施例実施形態を概略的に示す。図１に示すように、ハウジング１０ａの形態にある第一の容器は、ハウジング１０ａ及びバリヤ１２ａによって形成されたチャンバ１１ａ内に配置された、三価クロム塩を含む液体組成物を有する。ハウジング１０ｂの形態にある第二の容器は、ハウジング１０ｂ及びバリヤ１２ｂによって形成されたチャンバ１１ｂ内に、酸化剤を含む液体組成物を有する。ハウジング１０ａ及び１０ｂは、使用中に手で保持し易いよう、種々の形状、サイズ及び様式に構成されてもよい。いくつかの実施形態においては、図１に示すように、ハウジングは楕円形状に構成される。いくつかの実施形態においては、楕円形ハウジングは、５ｍｍ、より具体的に１０ｍｍ、より具体的には１５ｍｍの下限点、及び、５０ｍｍ、より具体的に４０ｍｍ、より具体的に３０ｍｍ、さらに具体的には２５ｍｍの上限点を有する範囲内にある長軸に直交する断面平面に最大直線寸法を有してもよい。いくつかの実施形態における楕円形ハウジングは、円柱として構成されてもよい。そのような実施形態は、「被覆ペン」または「複数の被覆ペン」と呼ぶこともできる。いくつかの実施形態における円柱は、直径が、５ｍｍ、より具体的に１０ｍｍ、より具体的には１５ｍｍの下限点、及び、５０ｍｍ、より具体的に４０ｍｍ、より具体的に３０ｍｍ、さらに具体的には２５ｍｍの上限点を有する範囲内にあってもよい。上記の上限及び下限点は、種々の異なる範囲を開示するために、独立して組み合わせることができる。
【００１０】
いくつかの実施形態における三価クロム塩組成物は、三価クロミウム及び種々の陰イオンを含む水溶液または非水溶液であってもよい。例示的な陰イオンは、硝酸塩、硫酸塩、燐酸塩及び／または酢酸塩を含む。特定の例示的な三価クロム塩は、Ｃｒ2（ＳＯ4）3、（ＮＨ）4Ｃｒ（ＳＯ4）2、ＫＣｒ（ＳＯ4）2、ＣｒＦ3Ｃｒ（ＮＯ3）3、及び、前述のいずれかを含む混合物を含んでもよい。溶液１リットル当たり、組成物内の三価クロム塩の濃度は、約０．０１ｇ〜約２２ｇ、より具体的に約３ｇ〜約１２ｇ、より具体的には約４ｇ〜約８．０ｇの範囲であってよい。組成物の実施形態及びサブストレートへの適用は、開示の全文が参照によって本明細書へ援用される米国特許第５，３０４，２５７，５，３７４，３４７，６，３７５，７２６，６，５１１，５３２，６，５２１，０２９及び６，５１１，５３２に説明されている。三価クロミウムを含む組成物には、特許文献に開示されているように、種々の添加剤及び他の物質を含ませてもよい。また、三価クロム塩組成物は、既知の、複数の市販組成物のいずれから選択してもよい。
【００１１】
いくつかの実施形態における酸化剤は、過酸化物または過マンガン酸塩であってもよい。いくつかの実施形態における酸化剤は、過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）である。過酸化水素以外の過酸化物の実施例は、無機過酸化物（例えば、Ｌｉ2Ｏ2、Ｎａ2Ｏ2、Ｋ2Ｏ2、ＢａＯ2）、及び、有機過酸化物（例えば、Ｒ−ＯＯ−Ｒ’、Ｒ−ＯＯ−ＨまたはＲＣＯ−ＯＯ−Ｒ’、この場合のＲ及びＲ’は有機基である）を含む。酸化剤は、０．１重量%、より具体的に０．５重量％、より具体的に１．０重量％、より具体的に２．０重量％、より具体的に３．０重量％、さらに具体的に４．０重量％の下限点、及び、１０．０重量%、より具体的に９．０重量％、より具体的に８重量％、より具体的に７重量％、より具体的に６重量％、より具体的に４重量％、さらに具体的に３．５重量％の上限点を有する範囲の濃度で、水溶液または非水溶液中に存在してもよい。上記の上限点及び下限点は、種々の異なる範囲を開示するために、独立して組み合わせることができる。
【００１２】
チャンバ１１ａ、１１ｂ内の組成物は、チャンバ１１ａ、１１ｂ内の液体組成物を、各々配出アプリケータ１４ａ、１４ｂに接触させることによって配出できる。各配出アプリケータ１４ａ、１４ｂは、各々のチャンバ１１ａ、１１ｂから、アプリケータ１４ａ、１４ｂの外面に接触するサブストレートへ液体組成物を輸送するように構成された多孔物質として、独立して選択できる。液体組成物は、配出アプリケータ１４ａ、１４ｂを固定位置面（被覆すべきサブストレートであってもよいが、その必要はない）に接触させ、ポペット弁１５ａ、１５ｂを開くよう、その面へ向けてハウジング１０ａ、１０ｂに手で圧力を加えることによって、アプリケータ１４ａ、１４ｂに接触させることができる。配出アプリケータ１４ａ、１４ｂは、ハウジング１０ａ、１０ｂ内にスライド可能に搭載される。静止状態で、配出アプリケータ１４ａ、１４ｂは、図１に示す静止位置へアプリケータ付勢部材（図示せず）によって、ハウジング１０ａ、１０ｂの本体から離れるように付勢される。この付勢力は、アクチュエータ１６ａ、１６ｂを介して、バネ部材１８ａ、１８ｂに拡張力を加えるよう伝達される。このため、ポペット弁１５ａ、１５ｂに作用し、それをバリヤ１２ａ、１２ｂに係合保持して閉じたままに維持する。面へ向けてハウジング１０ａ、１０ｂを付勢する圧力を手で加える際、各々の配出アプリケータ１４ａ、１４ｂに作用する面の対抗力は、完全に圧縮されたバネ及びアクチュエータが、ポペット弁１５ａ、１５ｂに対抗係合し、バリヤ１２ａ、１２ｂから離れるよう弁を変位させてポペット弁１５ａ、１５ｂを開くまで、バネ部材１８ａ、１８ｂを圧縮する。チャンバ１７ａ、１７ｂ内へ所望の液量を満たすのに十分な時間、ポペット弁を開いておくために手圧を維持できる。所定時間が経った時点で、手圧は除去または弛緩でき、アプリケータ付勢部材は、アプリケータ１４ａ、１４ｂを再び、ポペット弁１５ａ、１５ｂが閉じた静止位置へ付勢する。チャンバ１７ａ、１７ｂ内の液体は、それから、サブストレート上に供給されて広がり続けることができる。もちろん、アプリケータ１４ａ、１４ｂは、多孔性パッドに限らない。アプリケータ１４ａ、１４ｂは、ブラシ、ローラ、ノズル等から独立して選択してもよい。不使用時には、アプリケータ１４ａ、１４ｂは、気密性のある液体不浸透なキャップでカバーしてもよい。
【００１３】
キットのもう一つの実施例実施形態を図２に概略的に示す。図中、第一及び第二の容器は、ハウジング１０及びバリヤ２０によって形成された第一及び第二のチャンバ１１ａ、１１ｂとして構成され、アプリケータ１４ａ、１４ｂが、楕円形または円柱形ハウジング１０の相反端部に配置されている。図２に示す他の部品及び特徴及びそれらの動作については、図１のものと同じであるため、更なる説明を必要としない。図２に示す実施形態は、便宜及び効率における追加の技術的な利点を提供すると共に、被覆ペンの相反端部に配置されたアプリケータを介して、二つの異なる化学的組成物を供給することによって組成物間の相互汚染の可能性を減少させる。
【００１４】
いくつかの実施形態においては、被覆されるサブストレート上のクロム塩からの、酸化剤組成物を含む第二の容器内への汚染の回避は、汚染回避物質または部品によって行われる。いくつかの実施形態におけるアプリケータ１４ｂは、被覆サブストレートから、ポペット弁１５ｂが開いた際にチャンバ１１ｂへの浸入が可能となるチャンバ１７ｂ内への、物質のウィッキングに抵抗する物質から形成できる。そのような物質は、被覆クロム塩組成物によってウェッティングに抵抗する表面を含むことができる。いくつかの実施形態におけるポペット弁１５ｂは、チャンバ１７ｂからチャンバ１１ｂ内への流体の移動を阻止するために、逆止弁の特徴（図示しないが、弁技術において既知である）を含んでもよい。いくつかの実施形態においては、汚染防止プロシージャを行ってもよい。例えば、塗布完了後にチャンバ１７ｂを排液または洗浄する、または、アプリケータ１４ｂが被覆サブストレートに接触する前にポペット弁１５ｂが閉じるよう、チャンバ１７ｂの充填のためにアプリケータ１４ｂを変位させるのに被覆サブストレート以外の面を使用する。上記物質またはプロシージャの組み合わせも、同様に使用できる。
【００１５】
いくつかの実施形態においては、酸化剤を含む第二の組成物を適用する前に、三価クロム塩を含む第一の液体組成物が、所定時間に渡ってサブストレートと接触することを許容してもよい。また、いくつかの実施形態におけるキットは、その旨の指示を含んでもよい。接触時間の長さは、周囲の温度及び湿度、アプリケータ及び液体組成物の特性、及び、塗布厚さに応じて大きく変化する。ゼロよりも長い、いずれの接触時間をも適用できる。いくつかの実施形態における接触時間は、１分〜５分の範囲でもよい。いくつかの実施形態における接触時間は、１分〜３分の範囲でもよい。
【００１６】
いくつかの実施形態においては、酸化剤を含む第二の液体組成物の湿潤層は、被覆サブストレート上に最短時間だけ維持される。本開示は、いずれの作用理論にも拘束されないが、湿潤層は、酸化剤の三価クロム塩組成物との化学相互作用を促進する、と考える。最短湿潤層時限の実施例は、０．５分、より具体的に１分、より具体的に１．５分、より具体的に２分、より具体的に３分、より具体的に４分、さらに具体的には５分であってもよい。理論的には、最長湿潤層時間は存在しない。しかしながら、効率損失に関する機会コストの極小化は、典型的に、指定最短湿潤層時間を極端に超過することのない乾燥時間に至る。いくつかの実施形態においては、酸化剤を含む第二の液体組成物の湿潤層は、サブストレート上でアプリケータ１４ｂを複数回通過させることによって維持される。また、いくつかの実施形態におけるキットは、その旨の指示を含んでもよい。いくつかの実施形態における第二の液体組成物は、例えば、ジェル等の添加剤または増粘剤（例えば、石英ガラス、水溶性ポリマー）または低揮発性溶媒を含ませることによって、湿潤層を目標存続時間維持するように構成できる。湿気は、また、ヘキサフルオロチタン酸またはヘキサフルオロジルコニウム酸のナトリウムまたはカリウム塩などの、第一の組成物中の被膜剤によっても、または、本質的に遅乾性をもたらす高溶解性などの束一性を有するクロム塩の選択によっても保持できる。
【００１７】
限られた数の実施形態のみに関連させて本開示を詳細に説明したが、本開示が、そのような開示実施形態に限定されないことは容易に理解できる。むしろ、本開示は、これまでに説明されていないが本開示の主旨及び範囲に相応する多くのバリエーション、変更、置換または同等な構成を組み入れるように修正できる。加えて、本開示の種々の実施形態を説明したが、本開示の態様が、説明された実施形態のいくつかのみを含んでもよいことは理解すべきである。したがって、本開示は、前述の説明によって限定されると見なすべきではなく、添付の請求項の範囲によってのみ限定されるものである。
【図１】
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【図２】
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