技術 防食用錆転換剤

0001

本発明は防食用錆転換剤に関する。

0002

建造物の鉄骨部分は、その建造物の構造部分として、特に強度面が重要である。近年、鉄骨部分の老朽化が進んでおり、メンテナンスの時期を迎えている。前記鉄骨部分の老朽化は、鉄部に赤錆が発生することにより、強度等の低下が起こる。
従来、前記赤錆を除去する方法として、機械的方法としては、サンドブラスト、ショットブラスト等を行っていが、騒音、環境、コスト面等で問題となっている。
また、騒音、環境、コスト面等の問題を解決するために、前記赤錆を除去する方法として、化学的方法が用いられている。前記化学的方法としては、塩酸、硫酸、佛酸等の強酸を用い、赤錆を溶かし、除去する方法が一般的に行われている。

0003

しかし、塩酸、硫酸、佛酸等の強酸で赤錆を溶かして除去する前記化学的方法は、人体、環境、建造物の構造部分である鉄骨部分への影響が問題となっている。
また、それ以外の化学的方法としては、特許文献１には、硝酸マグネシウムの水和物に酸性フッ化アンモニウムを溶解し、界面活性剤としてポリエチレングリコールを添加した赤錆の除去剤が提唱されているが、広範囲において、赤錆が除去されているかは、十分に開示されていない。
また、特許文献２には、ボイラ−等の容器の腐食防止を目的にボイラ−水の中にアルカリ側でグルコン酸、キシリト−ル等を混ぜることにより防食防止が開示されているが、気化性錆止め剤の一種であり、長期の防食機能ではない。
また、特許文献３には、マグネタイトは磁性をもつことから磁石により赤錆を黒錆化することが提案されている。しかし、黒錆化するのに長時間必要であることや設備が必要なことから現場等の一般的な施工はできない。
また、特許文献４には、現場施工の手法として水性コ−ティングが開示されているが、リン酸系の防食用錆転換剤であるため、反応が遅く、かつ浸透力に乏しいため長期の防食は期待できない。
一方、特許文献５には、タンニン酸を用いた赤錆を黒錆に転換する防食用錆転換剤が提唱されているが、タンニン酸の含有量が多いため、コスト面が不利な上に防食用錆転換剤にて処理した後に遊離したタンニン酸が塗布する塗料との密着を低下させる問題がある。

0004

特開２００６−２４９４８８号公報
特開２０１２−２２４９３０号公報
特開２０１１−９８３９３号公報
特開２００８−１５７５２２号公報
特開平５−３２０９３６号公報

0005

特許文献１〜５には、赤錆を除去する赤錆の除去剤または赤錆を黒錆に転換する防食用錆転換剤を用いた化学的方法が開示されている。しかし、特許文献１〜４に開示の赤錆除去剤または防食用錆転換剤は、赤錆の除去が十分は無く、長期の防食機能が期待できないといった問題がある。また、特許文献５に開示されている防食用錆転換剤は、タンニン酸の含有量が多いため、コスト面が不利な上に防食用錆転換剤にて処理した後に遊離したタンニン酸が塗布する塗料との密着を低下させる問題がある。
本発明は上記事情に鑑みられたものであって、人体、環境、建造物の構造部分である鉄骨部分への影響が少なく、化学反応が早く赤錆を黒錆に転換する機能が十分であり、長期の防食機能が期待でき、コスト面等が有利な防食用錆転換剤を提供することを目的とする。

0006

本発明者は、上記課題に鑑み、鋭意研究をした結果、フェノ−ル性水酸基を有する化合物と、フッ素化合物と、カルボキシル基含有化合物と、多価アルコール及び水を含む水溶性溶媒とを含む防食用錆転換剤を用いることにより、該防食用錆転換剤が人体、環境、建造物の構造部分である鉄骨部分への影響が少なく、化学反応が早く赤錆を黒錆に転換する機能が十分であり、長期の防食機能が期待でき、コスト面等が有利な防食用錆転換剤を提供できることを見出し、本発明に至った。

0007

即ち、本発明は、フェノ−ル性水酸基を有する化合物０．５質量％〜１０．０質量％と、フッ素化合物（ただし、前記フェノ−ル性水酸基を有する化合物である物を除く。）０．２質量％〜５．０質量％と、カルボキシル基含有化合物（ただし、前記特徴フェノ−ル性水酸基を有する化合物又は前記フッ素化合物である物を除く。）０．５質量％〜１０．０質量％と、多価アルコール及び水を含む水溶性溶媒とを含有することをとする防食用錆転換剤である。
前記フェノ−ル性水酸基を有する化合物の少なくとも１つのベンゼン環にフェノ−ル性水酸基を２個以上有することが好ましい。
前記フェノ−ル性水酸基を有する化合物がタンニン酸、没食子酸またはピロガロ−ルであることが好ましい。
前記フッ素化合物がフッ酸、フッ化アンモニウム、酸性フッ化アンモニウム、フッ素カリウム、またはフッ化ナトリウムであることが好ましい。
前記カルボキシル基含有化合物がクエン酸、酒石酸、グリコ−ル酸及びその誘導体
またはＥＤＴＡ及びその誘導体であることが好ましい。
前記水溶性溶媒のｐＨは、６．０以下であることが好ましい。
前記水溶性溶媒中において、前記水溶性溶媒における全量に対する水の割合が１０：１〜１：１０であることが好ましい。

0008

本発明によれば、人体、環境、建造物の構造部分である鉄骨部分への影響が少なく、化学反応が早く赤錆を黒錆に転換する機能が十分であり、長期の防食機能が期待でき、コスト面等が有利な防食用錆転換剤を提供することができる。

0009

以下、本発明の防食用錆転換剤について詳細に説明する。

0010

本発明の防食用錆転換剤は、フェノ−ル性水酸基を有する化合物０．５質量％〜１０．０質量％と、フッ素化合物（ただし、前記フェノ−ル性水酸基を有する化合物である物を除く。）０．２質量％〜５．０質量％と、カルボキシル基含有化合物（ただし、前記フェノ−ル性水酸基を有する化合物又は前記フッ素化合物である物を除く。）０．５質量％〜１０．０質量％と、多価アルコール及び水を含む水溶性溶媒とを含むことを特徴とする。

0011

前記フェノ−ル性化合物として、前記フェノ−ル性水酸基を有する化合物の少なくとも１つのベンゼン環にフェノ−ル性水酸基を２個以上有することが好ましく、タンニン酸、没食子酸またはピロガロ−ルであることが最も好ましい。

0012

本発明の防食用錆転換剤において、前記フェノ−ル性水酸基を有する化合物は、防食用錆転換剤全質量に対して０．５質量％〜１０．０質量％であり、０．５質量％〜５．０質量％であることがより好ましく、１．０質量％〜３．０質量％であることが最も好ましい。

0013

前記フッ素化合物がフッ酸、フッ化アンモニウム、酸性フッ化アンモニウム、フッ素カリウム、またはフッ化ナトリウムであることが好ましい。

0014

本発明の防食用錆転換剤において、前記フッ素化合物は、防食用錆転換剤全質量に対して０．２質量％〜５．０質量％であり、０．２質量％〜３．０質量％であることがより好ましく、０．２質量％〜２．０質量％であることが最も好ましい。

0015

前記カルボキシル基含有化合物がクエン酸、酒石酸、グリコ−ル酸及びその化合物またはＥＤＴＡ及びその化合物であることが好ましい。

0016

本発明の防食用錆転換剤において、前記カルボキシル基含有化合物は、防食用錆転換剤全質量に対して０．５質量％〜１０．０質量％であり、０．５質量％〜５．０質量％であることがより好ましく、１．０質量％〜４．０質量％であることが最も好ましい。

0017

前記多価アルコールとしては、特に限定されることはないが、エチレングリコール、グリセリンが挙げられ、グリセリンが最も好ましい。

0018

前記多価アルコール及び水を含む水溶性溶媒としては、前記多価アルコールが含まれていれば特に限定されることはないが、前記多価アルコールと共にメタノール、イソプロピルアルコール（以下、「ＩＰＡ」と略称する。）、ブタノ−ル、Ｎ-メチル-2-ピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、二塩基酸エステル（ＤＢＥ）などの溶媒を含むことが好ましい。

0019

また、本発明の防食用錆転換剤において、シリカ成分を含有していても良く、前記シリカ成分は、アルコキシシラン化合物及びその加水分解物、シリケ−ト化合物及びその加水分解物、コロイダルシリカ、シリカ粉体及びその表面修飾物からなる群から選択される少なくとも一つである。

0020

前記シリカ成分を含有する場合には、防食用錆転換剤全質量に対して０．１質量％〜１０．０質量％が好ましく、０．５質量％〜５．０質量％であることが最も好ましい。

0021

また、本発明の防食用錆転換剤は、界面活性剤や湿潤剤を併用していても良い。界面活性剤や湿潤剤は特に限定されることはなく、公知のものであればよいが、例えば、界面活性剤としてはイオン性（ノニオン、アニオン）であるものや、非イオン性（ＨＬＢ;１５以上）が挙げられる。

0022

前記水溶性溶媒のｐＨは、６．０以下であることが好ましく、３．０〜５．０であることが最も好ましい。

0023

前記水溶性溶媒中において、前記水溶性溶媒における、水以外の成分に対する水の割合が１０：１〜１：１０であることが好ましく、１０：５〜５：１０がより好ましく、１０：８〜８：１０であることが最も好ましい。

0024

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

0025

試験用基板は、鋼板ＳＵＳ３４０の黒皮を除去し、２年以上自然放置し、錆が鋼板全面に発生している鋼板の浮き錆を３種ケレンで処理し、キシレンで洗浄し、錆板を作製した。

0026

実施例において、使用した防食用錆転換剤の使用材料（化学薬品）を以下に示す。
・没食子酸：関東化学(株)製１級
・クエン酸：昭和化工(株)製
・EDTA;キレスト(株)製
・ピロガロ−ル：純正化学(株)製特級
・酸性フッ化アンモニウム：ステラケミファ(株)製
・中性フッ化アンモニウム：純正化学(株)製特級
・フッ化ナトリウム：純正化学(株)製特級
・フッ化カリウム：純正化学(株)製特級
・フッ酸：森田化学(株)製 ５５％溶液
・リン酸：ラサ工業(株) ７５％溶液
・メタノ−ル：ニッコウケミカル(株)製
・ＩＰＡ：デルタ(株)製
・グリセリン：純正化学(株)製１級
・テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）；信越シリコ−ン(株)製；ＫＢＥ−０４
・シランカップリング；信越シリコ−ン(株)製；ＫＢＭ−４０３；エポキシ基含有シラン（３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン）

0027

以下の表１〜４に示す配合にて、防食用錆転換剤を塗布し、さび板に塗布し、塗布後1時間放置した後８０℃、１０分間の乾燥を行ったものを評価基板とし、外観観察を目視により防評価を行った。試験１〜３、５〜６、８〜１１、１２〜１３、１５〜２０は実施例であり、試験４、７、１４は比較例である。
・変化なし：黒色しない（赤錆のまま）。
・やや黒色：若干黒色になる（やや赤錆が黒錆に転換された）。
・黒色：全面黒色になる（完全に赤錆が黒錆に転換された）。

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表１〜４の結果から、本発明の防食用錆転換剤用いることにより、赤錆が黒錆に転換された。また、試験１〜２においては、赤錆が黒錆に転換されたものの、フェノ−ル性水酸基を有する化合物である没食子酸の量が多いため、白色の粉末が残存した。

0033

試験１８及び２０の配合を塗布量１０ｍ２／ｋｇでさび板に塗布し、塗布後１時間放置した後８０℃、１０分の乾燥し、下塗剤；溶剤系ジンクリッチペイント、中塗剤；溶剤系エポキシ樹脂と上塗剤；水性アクリルウレタン樹脂を全塗膜約１００μｍで塗布後、１日放置した後８０℃、１０分の乾燥し、その後３日放置した試料の塩水噴霧ＪＩＳＺ２３７１で防食性評価を行った。その結果を以下表５に示す。

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表５の結果より、未処理（赤さびの状態）に比べて極端に防食能が向上していることが判る。

0036

本発明の防食用錆転換剤は、老朽化した橋、船舶、プラント、建造物の構造部分である鉄骨部分等の鉄を使用しているあらゆるものの構造部分に対して有用である。