JP2000199088A

JP2000199088A - 金属部材の防錆被膜および防錆被膜付金属部材

Info

Publication number: JP2000199088A
Application number: JP10376977A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Fujiwara; 正利藤原
Original assignee: PAIORAKKUSU KK
Current assignee: PAIORAKKUSU KK
Priority date: 1998-12-28
Filing date: 1998-12-28
Publication date: 2000-07-18

Abstract

(57)【要約】【課題】金属部材に対し長期にわたり防錆効果を発揮
できる防錆被膜、および、この防錆被膜を備えた金属部
材を提供すること。【解決手段】金属部材表面に設けられる防錆被膜を、
前記金属部材表面を覆う亜鉛による第一被膜と、前記第
一被膜を覆う亜鉛粉末−クロム酸化成処理による第二被
膜と、から構成するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属製の各種部材
表面に設けられる防錆被膜、ならびに、この被膜を設け
たことにより高い防錆性能を備えた金属部材に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、鉄鋼等の金属部材の防錆を図るた
め、様々な金属を用いたメッキが、電解法または無電解
法等により広く行われている。また、腐食性環境下での
水素脆性割れなどの問題に対処するため、塗装・焼付に
よるダクロタイズド処理も、自動車用小物部品を中心に
需要を高めている。

【０００３】このダクロタイズド処理は、金属亜鉛フレ
ーク、クロム酸および還元剤等を含む水分散ダクロディ
ップ液に浸漬したのち、２６０〜３３０℃で焼付ける方
式である。その塗膜（以下、「ダクロ被膜」という）
は、防錆効果・耐食性に優れているほか、水素脆性が皆
無でつき廻り性がよく、塗装密着性も良好である。

【０００４】ダクロ被膜では、微細亜鉛フレークの一個
一個が還元クロメート被膜（ｎＣｒ₂Ｏ₃・ｍＣｒＯ₃、
ｎ：ｍ＝約３：１）で包まれて均一に分布し、この複合
体被膜の介在により結合状態が形成されていると模式的
に考えられている。したがって、このダクロ被膜と、亜
鉛メッキのクロメート品とでは、後者が素地金属上に金
属亜鉛が直接接触し、表面にのみクロメート層（Ｃｒ₂
Ｏ₃・ＣｒＯ₃・Ｈ₂０）が形成されている点で、その構
成を異としている。

【０００５】このように、耐食材料として優れたダクロ
被膜であるが、塗膜形成工程におけるピンホールの発
生、あるいは、製品使用中における傷、こすれ、磨耗等
の発生を回避することはできず、さらに、ごく微量では
あっても長期間にわたり被膜の溶出が継続する場合もあ
るため、ダクロ皮膜には局部的な消失部あるいは欠損部
（空孔）が生じてしまい、そこからの腐食の進行が問題
となっている。

【０００６】そこで、こうした腐食を防止してその防錆
性能を一層向上させるために、ダクロ被膜上に、オーバ
ーコート層として、ケイ酸被膜や樹脂被膜を形成するこ
とが検討されている（特公昭６０−４４１４５号公報、
特公平７−９６９１２号公報）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】確かに、オーバーコー
ト層を設けることにより、ダクロ被膜の空孔部からの錆
の発生を抑制することができ、そのぶん防錆性能は向上
する。しかしながら、オーバーコート層を設けてもな
お、オーバーコート層上のクラック発生を完全に防止す
ることは不可能であり、製品使用中における傷、こす
れ、磨耗などの発生等も含め、いったんクラックやオー
バーコート層の局部的な消失部あるいは欠損部が生じれ
ば、そこからダクロ被膜の空孔、あるいは消失部、欠損
部を通じて容易に腐食が進行してしまう、という問題が
あった。

【０００８】特に、ホースクランプのような高応力下で
使用する部品では、強度維持のため焼き入れ等を行って
硬くしていることから応力集中に対する感受性が高くな
っており、腐食が深さ方向に進んで孔食となり素地に達
した場合には、孔食への応力集中によりわずかな力で部
材が折損してしまう、という大きな問題に直面してい
た。

【０００９】本発明は、上記に鑑みてなされたものであ
って、ダクロ被膜の空孔部からの腐食の進行を防止しう
る、防錆性能を一層向上させた防錆被膜、および、この
防錆被膜付の金属部材を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に係る防錆被膜は、金属部材表面に設け
られる防錆被膜であって、前記金属部材表面を覆う亜鉛
による第一被膜と、前記第一被膜を覆う亜鉛粉末−クロ
ム酸化成処理による第二被膜と、からなることを特徴と
するものである。

【００１１】本発明によれば、ダクロ被膜下に第一被膜
として亜鉛被膜が設けられているため、腐食性環境下、
ダクロ被膜のポーラスやピンホール等の空孔部から腐食
が開始しても、湿潤状態において直ちに周囲のダクロ被
膜からクロム酸が溶出して前記空孔部を被覆し、亜鉛被
膜上に新たにダクロ被膜を形成するようになる。その結
果、実質的にダクロ被膜の空孔が消失し、そこから錆が
発生することを防止できるので、ダクロ被膜の防錆性能
を一層向上させて、長期にわたり錆が発生しない防錆被
膜の提供が実現できるのである。また、第一被膜となる
亜鉛被膜は、上記機構により、隙間なくダクロ被膜によ
り不活性化されているため、犠牲保護作用によりいたず
らに消耗させられることがない。

【００１２】また、請求項２に係る防錆被膜付金属部材
は、金属部材表面に設けられる防錆被膜であって、前記
金属部材表面を覆う亜鉛による第一被膜と、前記第一被
膜を覆う亜鉛粉末−クロム酸化成処理による第二被膜
と、からなる防錆被膜が設けられていることを特徴とす
るものであるので、上記のメカニズムにより、防錆性能
を一層向上させた金属部材の提供が可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明について詳細に説
明する。

【００１４】本発明における金属部材としては、特に限
定されることはないが、鉄鋼等の部材、たとえば自動車
部品等に好ましく用いることができる。また、本発明の
防錆被膜には腐食による孔食が発生しないため、焼き入
れ等により硬度を向上させた金属部材にも適している。
特に、ゴムホースとの接触による電食の発生という厳し
い使用環境下におかれるうえに、取り付け時には拡径の
ための弾性が求められるホースクランプ等の金属部材に
も、十分な防錆性能を与えることができる。

【００１５】たとえば図１に示すように、ホースクラン
プ１は、金属帯板で成形される締付リング２と、締付リ
ング２の拡径を担う一対のグリップ片３、４とから構成
される。このグリップ片３、４に、逆Ｕ字状を呈するホ
ルダー体（図示せず）を外嵌すれば、上記締付リング２
の拡径状態が保持される。折曲状態をもって交差する上
記一対のグリップ片の一方３は、巾狭寸法に構成され
て、他方のグリップ片４から締付リング２側に開設され
るガイド溝５内を移行できるようになっている。他方の
グリップ片４は、巾広寸法に構成されて、ガイド溝５の
開口５ａを有している。また、他方のグリップ片４の上
方両側縁には、一方のグリップ片３方向に斜め三角形状
をもって折れ曲がる一対の張出肩部６が一体で形成され
ている。

【００１６】第一被膜である亜鉛被膜は、様々な方法で
形成することができる。たとえば、乾式、湿式のどちら
の被覆法を用いてもよく、前者としては融体で行う溶融
めっき、溶射メッキ、気相で行う真空蒸着、スパッタリ
ング、化学気相メッキ、固相で行う合わせ延伸法が挙げ
られ、後者としては水溶液で行う電気メッキ、化学メッ
キが挙げられる。メッキ浴としては、アルカリ性浴、酸
性浴のいずれを用いてもよい。また、湿式で非通電で行
うメカニカルプレーティング法によれば、水素脆性の少
ないメッキを低公害環境で作成することができる。

【００１７】亜鉛被膜の厚みは、特に限定されることは
ないが、一般に、均一な厚みを確保するとともに所定の
効力を発揮させるためには、１〜１５μｍであることが
好ましく、さらに好ましくは、３〜１０μｍ程度が選ば
れる。なお、１５μｍより厚くしても、経済性の観点か
ら好ましくないことに加え、特に、電気メッキを行う場
合は、厚くしすぎることにより水素脆性が顕著に現れる
恐れがある。

【００１８】なお、必要に応じて、第一被膜形成に先立
ち、金属部材に、表面研磨、ショットブラスト、酸浸漬
・脱脂清浄等の前処理を施してもよい。これにより、被
膜と下地素材との密着性を高めることができる。

【００１９】次に、上記第一被膜上に設けられる亜鉛粉
末−クロム酸化成処理による第二被膜は、ダクロタイズ
ド処理により形成されるものである。すなわち、亜鉛フ
レーク、無水クロム酸、還元剤および脱イオン水を含む
ダクロディップ液を亜鉛被膜を形成した金属部材に塗布
し、その後所定温度で焼付けて、ダクロ被膜を作成す
る。ディップ液には、その他の金属フレークとしてアル
ミフレークが含まれていてもよく、さらに分散剤、ｐＨ
調整剤、界面活性剤、ダレ止め剤、増粘剤などの添加剤
が必要に応じて含まれていてもよい。

【００２０】塗布方式としては、浸漬法として、代表的
には、バスケット方式（ディップスピン方式）、ハンガ
ー方式（ディップドレイン方式）があり、前者は小物部
品の、後者は大型部品の被覆にそれぞれ適している。ま
た、浸漬法以外に、スプレー方式、ロールコーター方式
等によりダクロ被膜を塗布することもできる。

【００２１】焼付け処理は、一般に、２６０〜３３０℃
程度の温度下で、１０分〜３０分間行われる。また、第
１段目として６０〜１５０℃で予熱乾燥を行ってから、
第２段目で２６０〜３３０℃付近に加熱する方式を採用
してもよい。

【００２２】塗膜の形成は、たとえば２コート２ベーク
のように、必要に応じて塗布と焼付けをそれぞれ数回繰
り返してもよく、それにより所定の厚みを有するダクロ
被膜を作成することができる。その付着量は、特に限定
されることはないが、１０ｍｇ／ｄｍ²以下では充分な
性能を確保することができず、また、被膜の均一性を担
保することも困難となるが、反対にあまり多くては、経
済性が悪くなる。したがって、一般に、３０ｍｇ／ｄｍ
²〜１０００ｍｇ／ｄｍ²であることが好ましく、１００
ｍｇ／ｄｍ²〜５００ｍｇ／ｄｍ²であれば一層好まし
い。

【００２３】以上の処理により得られる本発明の防錆被
膜の第二皮膜上には、オーバーコート層として、さらに
樹脂層を設けることもできる。それにより、防錆性能を
より一層確実なものとすることができる。

【００２４】上記オーバーコート層を構成する樹脂とし
ては、たとえば、シリコーンアクリル樹脂やシリコーン
エポキシ樹脂等の樹脂を芳香族系溶剤で溶解したもの
や、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポ
リエステル樹脂、アルキド樹脂等の水系樹脂（水で希釈
した場合に溶解するか、あるいはエマルジョンやディス
パーションなどを形成して、均一かつ安定に存在しうる
樹脂）を好ましく用いることができる。こうした樹脂に
は、ホワイトカーボン、シリカ等の充填剤、防錆顔料、
増粘剤、分散剤、分散助剤などがさらに含まれていても
よい。

【００２５】樹脂層の形成方法は、特に限定されること
はなく、通常の塗布方法、たとえばローラー塗装、スプ
レー塗装、カーテンフローコーター等を任意に用いるこ
とができる。また、焼付け処理の温度ならびに時間は、
用いられる樹脂の種類に応じて適宜設定されるが、一般
に、６０〜３００℃程度の温度下で、１０分〜６０分間
行われる。

【００２６】塗膜の形成は、たとえば２コート２ベーク
のように、必要に応じて塗布と焼付けをそれぞれ数回繰
り返してもよく、それにより所定の厚みを有する樹脂層
を形成することができる。その付着量は、特に限定され
ることはないが、一般に、５０ｍｇ／ｄｍ²〜１０００
ｍｇ／ｄｍ²程度であることが好ましく、１００ｍｇ／
ｄｍ²〜５００ｍｇ／ｄｍ²程度であれば一層好ましい。
あまり少なくては充分な性能を確保することができず、
また、被膜の均一性を担保することも困難となるが、反
対にあまり多くては、経済性が悪くなるからである

【００２７】

【実施例】以下、金属部材として自動車用のホースクラ
ンプを用いた場合の実施例および比較例に基づき、本発
明をさらに詳しく説明する。なお、本発明の技術的思想
から逸脱しないかぎり、本発明はこれらの実施例に限定
されるものではない。（１）ホースクランプ基材の作成板厚１．８ｍｍ、板幅１５ｍｍの鋼材を使用して、直径
約４０ｍｍの環状に成形加工後、オーステンパー処理
（熱処理）により焼入れ、焼戻し処理を行った。その
後、ショットブラスト処理を行って、試験用基材として
のホースクランプを作成した。（２）第一被膜の作成シアン化物浴を用いた電気亜鉛メッキ（１Ａ／ｄｍ²、
３０分）により、膜厚２〜３μｍの第一被膜を作成し
た。（３）第二被膜の作成次に、上記第一被膜上に、処理液として「ダクロディッ
プＤＸ−３１０ＫＭ−Ｂ」（株式会社日本ダクロシャ
ムロック製、ザンカップ法による液粘度：８０秒）を用
いて第二被膜を作成した。処理液の塗布は、ディップス
ピン法（回転数３５０ｒｐｍ、正逆各２回、各１５秒
間）により行った。

【００２８】これを、３２０℃で１５分間焼き付け、ダ
クロ被膜を得た。この塗装、焼き付けを再度繰り返し、
２コート２ベークのダクロ被膜（付着量２３０ｍｇ／ｄ
ｍ²、膜厚６μｍ）を作成した。（４）樹脂層の作成実施例２、比較例２および４では、上記第二被膜上にさ
らに、ポリエステルエマルジョン樹脂系の「ダクロメッ
トＬＴＸ＋Ｃクリアー」（株式会社日本ダクロシャムロ
ック製、ザンカップ法による液粘度：８０秒）を用いて
樹脂層を作成した。処理液の塗布は、上記第二皮膜の処
理液と同様に行った。

【００２９】これを、１６０℃で１５分間焼き付け、樹
脂層を得た。この塗装、焼き付けを再度繰り返し、２コ
ート２ベークの被膜を作成した。

【００３０】以上の操作を表１のように組み合わせて、
実施例、比較例の試料とした。

【００３１】

【表１】（５）耐食性試験Ａ．塩水噴霧試験上記実施例、比較例のホースクランプに対して塩水噴霧
試験（ＪＩＳＺ２３７１）を行い、５００時間後なら
びに１０００時間暴露後の各試料への赤錆発生の有無を
検討した。

【００３２】結果を表１に示す。

【００３３】表に示すように、第二被膜が形成されてい
ない比較例１、２の試料では、５００時間後に赤錆の発
生が観察され、第一被膜が形成されていない比較例３、
４の試料では１０００時間後に赤錆の発生が認められた
のに対し、亜鉛第一被膜とダクロ第二被膜とを備えた実
施例の試料では、１０００時間経過後にも赤錆の発生は
なく、良好な表面状態が保たれていた。Ｂ．耐候性試験ストレート部の外径３５ｍｍ、膨らみ部の外径３７ｍｍ
のパイプ（亜鉛クロメート処理済の鉄パイプ）と、内径
３４ｍｍ、外径４２ｍｍのホースを用い、ホースの内外
表面に家庭用台所洗剤の５０％水溶液を塗布し、パイプ
にホースを挿入後、実施例および比較例のホースクラン
プを装着した。

【００３４】これを屋外に２か月間放置し、ホースクラ
ンプへの赤錆発生の有無を確認した。結果を、表１に併
せて示す。

【００３５】表に示すように、比較例のホースクランプ
では、内周側およびエッジ部分に赤錆が発生したのに対
し、実施例のホースクランプでは、いずれの箇所におい
ても赤錆は認められなかった。

【００３６】試験後の実施例１と比較例３のホースクラ
ンプをベークライト樹脂に埋め込み、断面を観察した顕
微鏡写真を図２に示す（倍率：４００倍）。図２
（Ａ），（Ｂ）において、上側の黒く写っている部分が
ベークライト樹脂側、下側の白く写っている部分がホー
スクランプ側であって、ほぼ中央に防錆被膜が存在して
いる。同図（Ａ）の実施例のホースクランプでは、亜鉛
被膜とダクロ被膜の共同により得られる優れた防錆作用
により赤錆の発生は認められない。一方、同図（Ｂ）の
比較例のホースクランプでは、亜鉛第一被膜が形成され
ていないので、ダクロ被膜の空孔を通じて腐食が進行し
て素地に孔食が達し、防錆被膜から鉄鋼側に食い込むよ
うに赤錆が発生していることが確認できる（写真では黒
い陰となって写っている）。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、金属部材表面に亜鉛に
よる第一被膜と、亜鉛粉末−クロム酸化成処理による第
二被膜とが設けられているので、オーバーコート層を設
けなくても充分な防錆効果を発揮することができ、ホー
スクランプ等の厳しい使用条件下に置かれる金属部材に
対しても、長期にわたって優れた防錆性能を付与するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明における金属部材の一実施例で
あるホースクランプの概略を示した斜視図である。

【図２】図２（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ、本発明の実
施例および比較例に用いられた試料の断面状態を拡大し
て示した顕微鏡写真である。

【符号の説明】

１ホースクランプ本体２締付リング３一方のグリップ片４他方のグリップ片５ガイド溝５ａ開口６張出肩部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属部材表面に設けられる防錆被膜であ
って、前記金属部材表面を覆う亜鉛による第一被膜と、
前記第一被膜を覆う亜鉛粉末−クロム酸化成処理による
第二被膜と、からなることを特徴とする防錆被膜。
【請求項２】金属部材表面に設けられる防錆被膜であ
って、前記金属部材表面を覆う亜鉛による第一被膜と、
前記第一被膜を覆う亜鉛粉末−クロム酸化成処理による
第二被膜と、からなる防錆被膜が設けられていることを
特徴とする防錆被膜付金属部材。