PCerformance132

活 躍する三洋化成グループのパフォーマンス・ケミカルス
hemicals

事業研究第一本部
AOA応用研究部 ユニットチーフ

勝川 吉隆

防錆剤

［お問い合わせ先］
石油・建設・環境本部 石油・機械産業部

我々の生活に欠かせない金属酸化物や水酸化物に変化したは、もともとエネルギー的に安腐食の一種である。前述のよう定な状態で自然界に存在していに、金 属 は 準 安 定 状 態 に あ るる酸化物や硫化物、炭酸塩などが、これには、金属の特徴であにエネルギーをかけて還元（精る自由電子が関係している。金錬）し、準安定な状態にするこ属は、規則的に並んだ金属原子とで生産される。得られた金属の間を自由電子が動き回ること

は、展延性に富み、機械工作がで、強い結合力や高い電気伝導

可 能 な、常 温 で 光 沢 を 有 す る度・熱伝導度といった特徴が生固体（水銀を除く）の物質であみ出されている。一方、自由電（溶存酸素やイオンの濃度差にり、電気や熱をよく伝導するな子が動き回っていることでエネよって発生する微小な電位差）

どの特長を活かして、輸送機、ルギー状態が高くなっており、ができて腐食が始まり、化学的建築物（建物、橋梁、道路）、電そのエネルギーを失うことによに酸化反応が行われる部分と化製品など、快適な生活には欠り安定な状態に戻ろうとする。

還元が行われる部分の中間領

かせない幅広い用途で利用されそのため、電子の授受が行われ域に小さな点状さびが形成さている。

やすく（電位差が生じやすく）、れ、「さびはさびを呼ぶ」現象

一方で、準安定な状態である

例えば水に触れ、一部イオン化により、広範囲に広がっていく

これらの金属には、元の安定なするなど何かのきっかけで生じことになる。

状態に戻ろうとする作用が働た電位差により、容易に酸化さき、「さびる」という宿命があれて安定な酸化状態（自由電子る。金属がさびると安全面、機が酸素にとらえられ、自由に動さびを防ぐにはその環境では能面だけでなく美観も損なうこかない状態）に戻る。これが「さ腐食しにくい金属材料を選定ととなる。湿度の高い日本でのび」だ。

する以外に、金属を腐食環境か

水
H2O

O2Fe2＋OH−

Fe2e−

鉄Fe

図1

さび形成のメカニズム

さびを防ぐ

腐食による経済的損失は莫大で今日使用されている金属材料ら保護する方法がある。塗装、あり、資源の有効活用のためにの約 95％を占め、我々にとってメッキ、ライニングなどの表面もさびを防ぐ対策を講じること最も身近な金属である鉄（Fe）被覆や、防錆剤を用いる方法、は重要であるといえる。

を例に、大気中での「さび形成また、さびは電気化学的に生じのメカニズム」を図 1 に示す。

るため、微弱な電流を金属表面さびは金属表面に形成される薄に流し、腐食電位を消して防食

通常我々が目にする「さび」

い水膜内にプラス極、マイナスする方法なども有効な防錆方法

は、金属に水や酸素が作用して極を有するミクロな通気差電池となる。防錆機能発現を必要とさびとは

三洋化成ニュース ❶ 2018 初夏 No.508

水溶液

疎水基N
ONOOOOONNN

防錆剤
極性基

金属素地

金属素地

金属素地

①酸化皮膜型②沈殿皮膜型③吸着皮膜型

金属素地

水溶性防錆剤の防錆皮膜

図2

図3

する期間は、工程中の一時的な錆油として塗布したり、防錆から何十年〜半永久的な持溶液に添加して使用す続を求めるものまでさまざまでる。気化性防錆剤は気あり、また、各用途での主要要化した防錆剤が金属表求項目に影響を及ぼさない方法

面に皮膜を形成するとを選定する必要がある。

ともに空気中にも充満

水溶性の場合の吸着皮膜

基油分子層

炭化水素鎖

防錆剤
極性基
金属素地

し、空気中の水分が金防錆剤による防錆属と反応することを防防錆剤による防錆は、防錆剤

図4

油溶性の場合の吸着皮膜ぐ。

を塗布したり溶液中に添加する

水溶性防錆剤には無機系のもなどして金属表面に防錆皮膜をのと有機系のものがあり、防錆界面活性剤系の防錆剤は、分形成し、防錆する方法である。

皮膜の形成機構から、酸化皮膜子中に疎水基（親油基）と極性ほかの防錆方法に比べて特殊な型、沈殿皮膜型、吸着皮膜型の基を持っており、水溶性防錆剤設備をほとんど必要とせず、ま三つのタイプに分類される。表の場合は、図 3 に示すようにそた、防錆対象となる金属の形状

1 に防錆剤の種類と金属表面にの極性基で金属素地に吸着し皮に左右されず使用できるため、形成される皮膜の特徴を分類

膜を形成すると同時に、疎水基

1）良好な皮膜を形成する。

多岐にわたった分野で活躍してし 、水溶性防錆剤の三つの皮で水や酸素を遮断して金属が腐いる。

膜型のイメージを図 2 に示す。

食されるのを防止する。

防錆剤は水溶性、油溶性、気これらのうち、有機系の防錆剤

一方で、油溶性防錆剤の場合化性に分けることができ、水溶は吸着皮膜を形成する界面活性は、油に溶解するのに必要な大性、油溶性防錆剤はそのまま防剤を主体にしており、溶液中できさの親油基を持ち、基油中で

表1

防錆剤とその特徴
防錆皮膜

防錆剤の分類代表的な防錆剤

防錆皮膜の特徴

クロム酸塩、モリブデン酸塩、タングステン酸塩、亜硝酸塩

緻密で薄い皮膜（30〜200Å）を形成
素地金属との密着性良好
防錆性は良好水中イオン型

重合リン酸塩、亜鉛塩

多孔質で厚い皮膜を形成
素地金属との密着性はやや不良

金属イオン型

メルカプトベンゾチアゾール、ベンソトリアゾール

比較的緻密で薄い皮膜を形成

アルカノールアミン、脂肪酸塩、アルキルアミンエチレンオキシド付加物、アルキルリン酸エステル塩

酸液、水溶液中で良好な皮膜を形成
非清浄面では吸着性不良

油溶性防錆剤（吸着皮膜型）

石油スルホネート、ソルビタンエステル、アルケニルコハク酸無水物、アルキルナフタレンスルホン酸塩

鉱物油中で良好な皮膜を形成

気化性防錆剤

ジイソプロピルアンモニウムナイトライト、ジシクロヘキシルアンモニウムナイトライト

気化した防錆剤が大気中に充満
金属表面に極めて薄い皮膜を形成

酸化皮膜型

水溶性防錆剤

沈殿皮膜型

吸着皮膜型

三洋化成ニュース ❷ 2018 初夏 No.508極性基を金属素地に向けて吸の黒皮除去のために塩酸や硫酸ものが多く、酸化パラフィン、着する。その吸着分子内に基油などの酸の水溶液に鋼板を浸漬脂肪酸、ナフテン酸、アビエチの分子が入り込み、図 4 に示す

するが、鉄素地を溶解させすぎン酸、ダイマー酸、アルケニルように混合吸着して機能を発現て表面を粗くさせないために、コハク酸およびその塩、石油スする。

防錆剤が添加される。

ルホン酸およびアルキルナフタ

これら吸着皮膜型防錆剤はさび止め効果の大きいもの

レンスルホン酸とその塩、ソル金属素地との吸脱着を繰り返

は、窒素原子や硫黄原子またはビタンモノオレートなどのエスす。より緻密で強固な吸着皮膜

この両方の原子を含む、比較的テル類が使われる。

を形成するほど防錆効果が良好分子量が大きい化合物で、ヘキ④加工になる。

サデシルアミン、ロジンアミン

プレス油、切削油、焼き入れやそれらのエチレンオキサイド

油などの金属加工には、加工に付加物、ヘキサデシルアンモニ用いる機械や加工製品のさびを防錆剤が必要とされる現場やウムクロライド、ドデシルアン防ぐために防錆剤が添加され工程の状況（対象金属、さらさモニウムクロライド、オレイルる。特に水溶性の加工油ではされている雰囲気や温度、要求さイミダゾリンなどが挙げられ、びが発生しやすく、大きな問題れる持続性やターゲットレベ

通常これらを 2 種以上組み合わとなる。過去に使用されていた

ル、そのほか混合物や使用時のせて使われる。

能力に優れる防錆剤が環境や人混入可能性物質の影響、コスト②冷間圧延体に対して影響を及ぼすとの懸防錆剤の適用例

面の許容レベルなど）は複雑多鋼板を薄板に加工する冷間圧念 か ら、現 在 は 特 定 の ア ル カ

岐にわたっており、適切な防錆延工程では、ワークロールの摩ノールアミンと有機系の芳香族剤を選定し、適切な条件で使用擦防止や鋼板の仕上げ面を良くカルボン酸や脂肪酸類の塩などすることが要求される。

するために、パーム油や鉱物油を数種類組み合わせて使われ

こ こ か ら は、主 に 自 動 車 車などを乳化剤で水に乳化させたる。一般に水溶性加工油は長時体、電化製品、建物などの用途圧延油が使用される。この圧延間使用されるため、劣化腐敗やにおいて、鉄鉱石から鋼板を経油には防錆剤が添加されてお無機腐敗性イオンの混入などにて加工されるまでの工程フローり、潤滑性も良好な脂肪酸エスより、次第にさびやすい環境に（図 5）のうち、防錆剤が適用さテルやアルケニルコハク酸など置かれていくことになるため、れている四つの工程を簡単に説が使われる。

防錆剤には劣化を受けにくいこ明する。

③運搬・保管とも求められる。また、ポンプ製品として仕上がった鋼板などから吐出循環使用されるた鉄鉱石をコークスで還元し、は、運搬や保管中にさびが発生め、低起泡性であることも要求

鉄のスラブとした後に、熱間圧しないように、さび止め油を塗される。

延された鋼板の表面には、さび布して出荷される。さび止め油の一種である黒皮ができる。こに添加される防錆剤は油溶性の①酸洗

三洋化成の防錆剤
最後に、当社防錆剤の種類と製鉄・製鋼熱間圧延①酸洗②冷間圧延脱脂・洗浄特長を表 2 に掲げる。
これらは金属表面に吸着配④加工

図5③運搬・保管焼鈍

鉄鉱石から鋼板を経て加工されるまでの工程フロー向してさび止め皮膜を形成し、さびの発生を防ぐ有機系の防錆剤で、水溶性と油溶性がある。

三洋化成ニュース ❸ 2018 初夏 No.508

表2

当社の主な防錆剤
特に優れた効果を示す金属

水溶性

製品名

主成分

特長

サンヒビター No.2−1※

カルボン酸型アニオン界面活性剤

サンヒビター No.50

油溶性

鉄

銅黄銅

大気中のさび止め性に優れる。非鉄金属にも有効。低起泡性。

○

○

○

アミン系非イオン界面活性剤

水洗が容易。アミン系で吸着力に優れる。
極めて低起泡性（ほとんど泡立ちしない）。
アニリン点70以下の鉱油や酸性の水にも溶解する。

○

サンヒビター OMA−10コハク酸型アニオン界面活性剤

鉄、アルミニウムに有効。金属加工用の防錆剤としても好適。

○

サンヒビター No.2−1※

カルボン酸型アニオン界面活性剤

大気中のさび止め性に優れる。非鉄金属にも有効。低起泡性。

○

○

○

サンヒビター 102

アルケニルコハク酸

タービン油などの潤滑油および燃料油に少量添加するだけで優れたさび止め性を発揮する。金属加工用にも最適。

サンヒビター 150

アルケニルコハク酸エステル

イオネット S−80S
イオネット S−800
イオネット S−85

アルミ 亜鉛ニウム 合金
○○

○
○

○

○

○

○

抗乳化性に優れ、タービン油用として最適。
さび止め潤滑油用としても使用可能。

○○

ソルビタンエステル

大気中の防錆性良好。防錆性のほか、潤滑性や乳化性にも優れる。
さび止め油および金属加工油に最適。

○

○

DSA
PDSA−DA

アルケニルコハク酸無水物

抗乳化性に優れ、タービン油用として最適。
鉱物油に溶解しやすく、吸着力に優れる。

○CUVAN 826

メルカプトチアゾール系化合物

潤滑油に少量添加して、非鉄系金属（特に銅）の腐食を防止する。モーター油、作動油、グリースに好適。

○○※『サンヒビター No.2−1』は水溶性、油溶性両方に使用できる。
お取り扱いいただく際は、当社営業所までお問い合わせください。また必ず「安全データシート」（SDS）を事前にお読みください。
使用される用途における適性および安全性は、使用者の責任においてご判断ください。

水溶性の防錆剤は、金属部品の

表 3 は水溶性防錆剤の鉄に対求項目は厳しくなる一方であ一次防錆に使用されたり、冷却するさび止め性の評価結果、表り、環境への配慮や安全性も重水や水溶性金属加工油などに添

4 は油溶性防錆剤の鉄に対する要視していかなければならな加される。また油溶性の防錆剤

さび止め性の評価結果である。

い。顧客のニーズに対応した製は、潤滑油、燃料油、油溶性金

表 3、4 に示す通り当社防錆品の提供や新製品開発に尽力し属加工油などに添加して、これ剤は、鉄に対して優れたさび止と接触する金属部品の腐食抑制め効果を示す。に使われる。
以下、当社防錆剤の鉄に対するさび止め性の評価結果を例として示す。
表3

参考文献
1）鈴木隆：インヒビタ．材料，23，［254］
24（1974）

今後の課題
防錆性能が必要とされる用途や対象は多岐にわたり、その要

水溶性防錆剤の鉄に対するさび止め性製品名

使用濃度（質量％）0.2

表4
さび止め性能
A級〜B級

サンヒビター No.2−1
0.5

A級

0.2

A級〜B級

0.5

A級〜B級

油溶性防錆剤の鉄に対するさび止め性
製品名

サンヒビター 102

サンヒビター 150

サンヒビター No.50

0.2

イオネット S−80S

A級

サンヒビター OMA−10

非添加（水道水）ていく。

0.5

A級

石油スルホネート
（他社品）

−

E級

非添加（スピンドル油）

水道水（京都市）に水溶性防錆剤を添加したサンプル（0.2および0.5質量％）に、鉄の試験片（SPCC−SB、1.3×80×60mm）を1分間浸漬（25℃）
させた後取り出し、恒温恒湿機（40℃、80％R.H.）
中で20日間静置した後の外観の変化を観察したもの
で、さび発生度0％をA級、1〜10％をB級、11〜25％をC級、26〜50％をD級、51〜100％をE級とする判定基準に基づいて評定した。

使用濃度（質量％）

さび止め性能

1A級

3A級

1A級

3A級

1B級

3A級

1D級

3C級

−E級

1号スピンドル油（＃60）に油溶性防錆剤を添加したサンプル（1および3質量％）に、鉄の試験片（SPCC−SB、1.3×80×60mm）を1分間浸漬（25℃）
させた後取り出し、恒温恒湿機（50℃、95％R.H.）
中で5日間静置した後の外観の変化を観察したもので、さび発生度0％をA級、1〜10％をB級、11〜25％をC級、26〜50％をD級、51〜100％をE級とする判定基準に基づいて評定した。

三洋化成ニュース ❹ 2018 初夏 No.508