JP2019090109A - 腐食制御コーティング - Google Patents

Abstract

【課題】 この発明の課題は、改良された耐腐食性及び改善された機械的堅牢性、より詳細には改善された耐摩耗性を示す腐食制御システムを提供することである。【解決手段】 本発明は、少なくとも２つの層を含む金属基材（２）上に、陰極腐食保護を生成するためのコーティングシステム（１）、より詳細には腐食制御被覆システムであって、前記コーティングシステムが、（ａ）水への暴露で架橋する陰極腐食制御コーティングの形態の第１の層（３）と、（ｂ）水性ベースのコーティング組成物によって得られるコーティングの形態の第２の層（４）とからなることにある。【選択図】 なし

Description

本発明は、腐食制御、より詳細には陰極腐食制御の技術分野に関する。

本発明は、より詳細には、金属基材上に陰極腐食保護を生成するためのコーティングシステム、特に腐食制御コーティングシステムに関する。

本発明はさらに、コーティングシステムの製造方法、およびコーティングシステムでコーティングされた金属基材に関する。

本発明は、最後に、コーティングシステムを製造するためのキットに関する。

機械、車両、工業プラント、または建物の耐久性または耐用年数は、使用される金属の腐食特性に決定的に依存するため、金属の腐食の兆候は産業のあらゆる分野で観察され、大きな意義がある。腐食とは、金属部品を交換または修復しなければならず、その作業が、時間、材料およびコストを常に伴うことを意味する。

ＤＩＮ ＩＳＯ ８０４４によれば、腐食は、金属と、金属の特性に変化をもたらし、金属、その環境及び金属が使用される技術システムの機能に著しい悪影響を及ぼすその環境との間の物理化学的相互作用である。金属腐食は、一般に、電気化学的プロセス、具体的には、大気中の酸素による金属の酸化、場合によっては電解質溶液の存在下での金属酸化物層の形成を含む。

腐食プロセスはしばしば金属または金属部品の耐久性または耐用年数を決定するので、金属の腐食感受性および腐食速度を低減する必要がある。金属を腐食から保護する１つの方法は、環境影響およびこれによる腐食から金属を保護することを意図している受動的なシステム−例えば、保護コーティングなどのコーティング−を使用することである。別の方法は、保護のための金属が、電気化学的プロセスの利用によりカソードとして使用され、これにより金属の酸化が防止され、および／もしくは、形成された金属イオンが直ちに還元される活性システムを使用することである。一方では、外部の電圧の印加によって陰極腐食制御を得ることができるが、他方では、保護用の金属は、より卑なる金属、すなわちより低い電気化学標準電位を有する金属と電気的に接触させることも可能である。次いで、２つの金属は、より卑なる金属が、犠牲アノードと呼ばれるアノードを表して、酸化されるものであり、より貴なる金属が、還元が行われるカソードである電気化学システムを形成する。

陰極腐食制御の１つの一般的な形態は、金属または金属成分をより卑なる金属で被覆することである。特に鋼の腐食制御に関連して、ここで頻繁に採用される方法は、亜鉛めっき、すなわち亜鉛または亜鉛合金に基づくコーティングである。

亜鉛めっきについて、習慣的に鋼、特に鋼板は、溶融亜鉛めっきの工程において、溶融亜鉛のメッキ槽中への浸漬によって元素状の亜鉛で被覆される。

さらなる可能性は、亜鉛イオンを含有する電解質槽に外部電圧を印加することによって、電気的または電気化学的に鋼板または鋼成分を得ることである。

亜鉛めっきの特別な場合の１つは、亜鉛フレークプライマーとも呼ばれる亜鉛フレークコーティングの使用である。亜鉛フレークコーティングおよび亜鉛フレークプライマーは、亜鉛ラメラ、すなわち小平板状亜鉛顔料を主に無機バインダー中に含む。バインダーと亜鉛薄板の混合物を分散の形で保護のために金属部分に塗布し、続いてバインダーを架橋させて、５〜１５μｍの厚さを有する密閉された均質な層を生成する。亜鉛粒子をバインダーマトリックスに埋め込むにもかかわらず、亜鉛フレークコーティングは導電性を示し、したがって高いレベルの保護を確実にする；ＤＩＮ ＩＳＯ ９２２７に従うスクライブマークでの塩スプレー試験において、亜鉛フレークコーティングは、溶融亜鉛めっき鋼板および亜鉛めっき鋼板または電気亜鉛めっきされた金属部品の両方に対して著しく改善された耐食性を示す。

亜鉛フレークコーティングまたはプライマーの亜鉛薄板が埋め込まれている主に無機マトリックスは、主に二酸化ケイ素または二酸化チタンを主に具備する。対応するコーティング組成物の形態で基材に適用される典型的な亜鉛フレークコーティングは、例えば、国際公開第２００７／１３０８３８号公報に記載されている。

溶融亜鉛めっきまたは電気亜鉛めっきとは対照的に、亜鉛フレークコーティングおよび亜鉛フレークプライマーは、局所的に限定された方法および遡及的に、すなわち設置または組立後にのみ、金属部品または部品に陰極腐食保護を適用するという原則的な可能性を提示する。したがって、亜鉛フレークプライマーは、少なくとも原則的に、複合材料または熱および／もしくは水分に敏感な成分からなる物品の部分的および／もしくは遡及的コーティングを可能にする。修復の目的のためには、例えば、比較的大きな鋼構造で部品を更新しなければならない場合、修復設備が、亜鉛フレークプライマーに基づく腐食制御システムをそのまま装備することが適切である。

しかしながら、一般的な亜鉛フレークプライマーシステムが、２００〜３００℃の温度で硬化または架橋されるので、このような局所的に制限されるか可動部用途のための亜鉛フレークプライマーの実際の使用は、大幅に制限される。特に、プラスチックまたは木材を含む複合部品の場合、これらの温度は採用することができない。同様に可動部用途においても、この種の温度処理は、必要な温度が、赤外線エミッタおよび輻射ヒータによって生じることができるにもかかわらず、それらの手順が複雑であり、したがってコストがかかるという欠点がある。

更なる要因は、腐食防止コーティングで完全に被覆することができないか、または完全に被覆することができない多数の鋼部品が、電子部品または電子部品のための接続部、またはボールベアリングまたは潤滑剤による製造作業中に備えるものであり、これらの成分が、１００℃を超える温度を含むその後の処理に続いて施されることができないという結果を伴っている。

原則的には、室温またはわずかに上昇した温度で架橋する、１００％系または全固体システムとして知られている１００重量％の固体画分を有する特定の無溶媒および水を含まない亜鉛フレークプライマーを使用することは、実際に可能である。このようなシステムでは、十分な腐食制御を確実にすることが可能であるが、この制御は、２００〜３００℃で架橋されたシステムに比べて著しく低下する。さらに、室温で硬化するこの種の亜鉛フレークプライマーの機械的耐久性もまた著しく低下し、これは例えば摩耗の増加を示すものである：例えば、室温で硬化された亜鉛フレークプライマーまたはわずかに高温になったプライマーは、接触したときに手または布に金属的に光沢のある残渣を残す。より頻繁に接触する構成要素の場合、これは受け入れられず、また、顧客に伝えられる印象が低い値であるため、さらに欠点でもある。さらに、室温で硬化した亜鉛フレークプライマーは、しばしば凝集力が不十分であるだけでなく、基材上の接着性が不十分である：接着剤テープ除去試験において不適当な結果が示されているように、コーティングは金属基材から再び容易に除去することができる。亜鉛フレークプライマーの良好な接着を必要とする用途、例えば機械的に装填可能な成分、またはその後にさらなるコーティングを施すべき成分の場合、この低い機械的耐久性は許容できない。

さらに、室温で硬化する亜鉛フレークプライマーは、数日間の硬化時間を有し、これは、加工における顕著な減速および著しい貯蔵容量の提供と関連している。

したがって、従来技術では、局所的に限定された方法で適用することができ、室温またはわずかに上昇した温度で硬化および架橋することができる陰極腐食制御システム、特に亜鉛フレークプライマーが欠如しており、一般的なシステムと比較して、改善された腐食制御およびより大きな機械的耐久性、より詳しくは耐磨耗性を示す。現時点では、塗装された基材がコーティング後に短時間設置されまたは使用されるような方法では、室温で急速に硬化する既知の陰極腐食制御システムも知られていない。

国際公開ＷＯ２００７／１３０８３８号公報

したがって、本発明の１つの目的は、先行技術に関連する前述の欠点および問題を回避または少なくとも軽減するものである。

本発明の更なる目的は、陰極腐食防止を保証し、特に可動部系を含む局所的な制限を加えることができるシステムを提供するものである。

さらに、本発明のさらなる目的は、一般的なシステムに関連して、改善された耐腐食性および改善された機械的耐久性、より詳細には改善された耐摩耗性を示す腐食制御システムを提供するものである。

さらに、本発明のさらなる目的は、多数の条件下で簡単にかつ容易に使用および適用することができるコーティングシステムを提供するものである。

本発明の主題は、本発明の第１の態様によれば、請求項１に記載された陰極腐食保護を生成するためのコーティングシステム、より詳細には腐食制御コーティングシステムであり、本発明のこの態様のさらなる有利な実施形態は、関連する従属請求項の主題である。

本発明の第２の態様による本発明のさらなる主題は、請求項１４に記載された金属基材上に陰極腐食保護を生成するためのコーティングシステム、より詳細には腐食制御コーティングシステムを製造する方法であり、本発明のこの態様のさらなる有利な実施形態は、関連する従属請求項の主題である。

本発明のさらに別の主題は、本発明の第３の態様によれば、請求項１６に記載のコーティングシステムを含む金属基材である。

本発明のさらに別の主題は、最後に、本発明の第４の態様によれば、請求項１７に記載のコーティングシステム、より詳細には腐食制御コーティングシステムを製造するためのキットである。

不必要な繰り返しを避けるために、本発明の一態様に関して以下に列挙する特性、特徴、バージョンおよび実施形態、および利点なども、自明であるが、明示的な言及を必要とすることなく、本発明の他の態様に関して変更すべきところは変更して適用する。

さらに、以下に列挙する任意の値またはパラメータの項目などは、原則的に、標準化されまたは明示的に列挙された決定方法を使用して決定することができ、または本分野の当業者にはそれ自体公知である決定方法を使用することができる。

さらに、全ての重量ベースまたは量ベースの百分率は、合計１００％または１００重量％となるような方法で当業者によって選択されることは自明であるが、これは自明である。

上記によれば、本発明は以下により詳細に記載される。

したがって、本発明の第１の態様による主題は、少なくとも２つの層を含む金属基材上に陰極腐食保護を生成するためのコーティングシステム、より詳細には腐食制御コーティングシステムであって、該システムは、
（ａ）水への暴露で架橋する陰極腐食制御コーティングの形態の第１の層と、
（ｂ）水性ベースのコーティング組成物によって得られるコーティングの形態の第２の層とを具備する。

事実、驚くべきことに本出願人が発見したように、含水バインダーをベースに基づくさらなる被膜が陰極腐食制御コーティングに適用された場合、水、特に水分によって架橋する陰極腐食制御コーティングの耐腐食性、特に機械的耐性、特に耐磨耗性が著しく改善される。

このようにして、陰極腐食防止コーティングのバインダーは迅速かつ完全に硬化し、陰極腐食制御コーティングの金属基材への接着性が著しく改善される。また、亜鉛フレークプライマーのような陰極腐食制御コーティングの接着性における著しい改善だけでなく、陰極腐食制御コーティング、すなわち本発明のコーティングシステムにおける第１の層の密着性もまた出現する。特に、例えば単なる接触での亜鉛フレークの摩耗は、全く観察されなくなる。前記第１の層、特に陰極腐食コーティングは、以下、ベースコートとも呼ばれる。

水、特に水分によって架橋する陰極腐食制御コーティングの制御された効果により、そこに適用される水ベースのトップコートを介して、低い温度で、特に室温で、または少なくとも１００℃より低い温度で、陰極腐食制御被膜を架橋することが可能である。

このようにして、本発明のコーティングシステム、より具体的には腐食コーティングシステムは、例えば可動部用途に非常に適している。

さらに、本発明にしたがって使用される腐食防止コーティングを有する金属基材のコーティングは、規定された大気湿度で特定の条件化された雰囲気チャンバ内で行われる必要はない；その代わりに、架橋に必要な水分は、さらなるコーティング、より詳細にはトップコートと呼ばれる第２の層によって提供される。したがって、本発明のコーティングシステムは、既存のシステムと比較してプロセス工学の点で簡素化を可能にし、低温での水分架橋腐食制御コーティングの新たな適用可能性を開く。

本発明のコーティングシステムの機械的耐久性は、２００〜３００℃で硬化または架橋されるシステムのものよりわずかに劣るだけである。

さらに、本発明のコーティングシステムは、本発明のコーティングシステムの結合が、通常の環境下で、摩耗がほとんどまたは全く観察されない程度の十分に高いことから、ステアリン酸による普通に処理された市販の亜鉛薄板を、室温硬化システムにおける前処理なしに、処理することを可能にするものである。

室温で架橋されるシロキサンおよび／もしくはチタネートに基づく亜鉛フレークプライマーは、典型的には微孔質構造を示し、コーティングの部分に低い接着性および結合性を伴う：しかしながら、本発明に関して、これは回避される。

発明のコーティングシステムは、部分的なコーティング、特に複合材料から作られた構成要素のコーティングについて特に著しく適しており、または、例えばブレーキディスクのような１００℃以上の温度に加熱されない構成要素のコーティングのために著しく適している。

本発明に関する基材は、任意の適切な三次元物体であるか、または本発明のコーティングシステムが適用され得る任意の表面であってもよい。しかしながら、好ましくは、基材は、コーティングシステムが少なくとも部分的に適用される物品、より特定的には部品である。

本発明に関連して、第１の層が無機系マトリックスを含む場合、特に良好な結果が得られる。これに関連して、マトリックス、特に無機ベースのマトリックスが有機的に改質されている場合、特に良好な結果が得られる。

本発明に関連した無機ベースのマトリックスは、バインダー系、より具体的には、例えば、少なくとも実質的に無機材料、例えば二酸化ケイ素、酸化チタンまたは酸化ジルコニウムからなる硬化バインダー系である。この無機ベースのマトリックスに組み込まれるものは（特に、例えば亜鉛フレークプライマーを使用する場合）、多くの場合、充填剤または無機顔料、より特定的には耐腐食性顔料である。

本発明に関連して、有機的に改質された無機ベースのマトリクスは、有機ベースのマトリックス、より具体的には少なくとも実質的に無機ベースのマトリックスが、より詳細にはメチルまたはエチルなどのアルキル基の形態における有機官能基、例えばマトリックス中の金属または半金属に結合しているビニル基またはフェニル基であることを意味している。無機ベースのマトリックスの有機改質により、コーティングシステム全体は、脆くなく、より柔軟であり、したがって、例えば、金属基材の長さの温度誘導変化に対してより効果的に適応することができる。さらに、ある割合の有機ラジカルの結果として、適用された有機ベースのトップコートとのより大きな相溶性も達成される。好ましくはケイ素、チタンまたはジルコニウムの有機ラジカルの形態の有機変性の特別な効果は、架橋密度を低下させ、コーティングの柔軟性を増加させ、収縮を減少させることである。

無機系マトリックスの材料に関する限り、無機質の酸化物、より具体的にはケイ素の酸化物、チタンおよび／またはジルコニウム、またはより具体的には少なくとも実質的にそれらからなる無機質の酸化物を含むことが無機系のマトリックスに適切であることが分かった。これに関連して、無機ベースのマトリックスが二酸化ケイ素および／または二酸化チタン、好ましくは二酸化チタンを含むか、またはより具体的には少なくとも実質的にそれらからなることが特に好ましい。

本発明に関して、無機ベースのマトリックスは、無機および／または有機基の縮合反応、および／または、有機基の重合反応によって、好ましくはシラン、ポリシラン、シラン加水分解物、ポリシロキサン、チタネート、ポリチタネートおよびジルコネートからの縮合反応によって典型的に取得されるものである。本発明に関して、無機ベースのマトリックスが、特にシラン、シラン加水分解物、ポリシロキサン、チタネートおよびポリチタネートおよびこれらの混合物からの無機基の縮合反応によって得られることが特に適切であることが見出された。上述の無機または無機化合物を用いて、特に耐性無機バインダー系を提供することが可能である。

上述したように、第１の層は水に暴露すると架橋する。一般的に言えば、これに関して、第１の層が水分にさらされることによって、より詳細には大気中の水分に曝されることによって架橋することが提供される。チタン酸塩、ジルコン酸塩、または特別なシロキサンベースの系に基づくバインダー系は、特に、水分、特に大気中の水分に暴露されたときに重縮合によって架橋する。本発明のコーティングシステムの第１の層または第１の層のバインダー系は、相当量の液体の水に長時間さらされる必要はない；その代わりに、気相、すなわち周囲雰囲気中、またはコーティング表面上に蒸気または小さな水滴が十分に分布していれば十分である。例えば、第２の層を製造するためのコーティング組成物は、第１の層の上に細かい分布で吹き付けられてもよい。第２の層の水性バインダー組成物の噴霧化は、本発明のコーティングシステムにおける第１の層の架橋のために十分な水分を提供する。第２の層の水性バインダー組成物の微細な霧化は、特に良好な結果、より具体的には第１の層の安定性の向上につながることが明らかになった。これはおそらく、微細な噴霧の結果として、水分子がより大きな水滴または水フィルムの場合よりも迅速に第１の層に拡散することができるという事実に起因すると考えられる。

さらに、第２の層のための水性バインダー組成物の使用は、例えば亜鉛フレークプライマーのような金属粒子と組み合わせた第１の層のケイ素−、チタン−またはジルコニウム−ベースのバインダー系を使用する場合、第１の層の孔を閉鎖する第１の層内に形成された変換生成物、例えばＺｎＳｉＯ_４が存在し、このようにして腐食保護がさらに増加するという利点を有する。

上記のように、本発明に関して、本発明のコーティングシステムの第１層は、好ましくは低温で硬化または架橋される。

本発明に関して、第１の層が１００℃未満、より特定的には９０℃未満、好ましくは８０℃未満の温度で架橋するのが好ましい。

本発明に関して、第１の層が５〜１００℃の温度で架橋するのが好ましい。同様に、第１の層が室温で、より特定的には５〜３０℃の範囲の温度で架橋する場合、および／または、第１の層が２０〜１００℃、より特定的には３０〜９０℃、好ましくは５０〜８０℃の範囲内の温度で架橋する場合、非常に良好な結果が得られる。より高い温度での架橋は、特に、第１の層の硬化または架橋の促進につながり、適切なバインダー系が選択される場合には数分以内に終了する。これは、低温で、より具体的には室温で硬化し、且つ、得られた耐摩耗性が少なくともある程度は許容されるために、７日間までの特別な条件の雰囲気室に貯蔵されなければならない既存のシステムよりもはるかに優れた利点である。

本発明に関して、典型的には、その場合、第１の層が金属粒子を含むものである。したがって、陰極腐食保護は、好ましくは、金属基材、すなわち保護用の金属よりも小さい標準電位を有する金属と比較してより卑な金属からなる金属粒子の使用によって提供される。

第１の層は、一般に、第１の層に基づいて、少なくとも５０重量％、より特定的には少なくとも６０重量％、好ましくは少なくとも７０重量％の金属粒子を含む。

同様に、第１の層が、第１の層を基準にして５０〜９５重量％、より特定的には６０〜９５重量％、好ましくは７０〜９０重量％の範囲の金属粒子の画分を含む場合、非常に良好な結果が得られる。

したがって、第１の層は、永久的な陰極腐食保護を確実にするために、金属粒子の非常に高い割合を含むことが好ましい。

粒子の性質に関して、それらは全ての適切な金属粒子から選択されてもよい。しかし、第１の層が血小板状および／または顆粒状、より具体的には球状の金属粒子を含むことが適切であることが判明した。

好ましい実施形態によれば、これに関連した場合は、第１の層が、より詳細には腐食防止顔料の形態の顆粒状、より具体的には球状の金属粒子のみを具備することである。本発明のさらに好ましい実施形態によれば、第１の層は小板状および粒状、より具体的には球状の金属粒子を含む。

本発明のさらに好ましい実施形態によれば、前記第１の層は小板状および粒状、より具体的には球状の金属粒子を含む。小板形状金属粒子、いわゆるラメラが、十分に改善された腐食保護を確実にするために、陰極腐食制御コーティングの腐食制御効果における十分な改善を達成することができるものである。しかしながら、小板状の金属粒子、すなわちラメラの割合が増加するにつれて、陰極腐食コーティングが得られる被覆組成物の粘度が急激に上昇する。

前記第１の層が、血小板状および顆粒状、より具体的には球状の金属粒子の両方を含む場合、第１の層が、１９：１〜１：１９、より特定的には１０：１〜１：１５、好ましくは１：１〜１：１２、より好ましくは１：２〜１：１０、非常に好ましくは１：３〜１：９の範囲内の粒子金属粒子に対する小板状金属粒子の重量基準比を含む場合において適切であることが判明している。したがって、第１の層は、好ましくは、金属粒子、より詳細には顆粒状の、好ましくは球状の金属粒子の高い画分を含む。これは、特に、溶媒を含まない系、または５重量％未満の溶媒、好ましくは３重量％未満の溶媒を含む系に関し、ここで、重量％はコーティングが得られる特定のコーティング組成物に基づく。

好ましくは本発明の実施形態によれば、第１の層は小板状の金属粒子を含む。より詳細には、本発明のこの実施形態によれば、第１の層は、好ましくは耐腐食性顔料として小板状金属粒子のみを含む。小板状の金属粒子またはラメラの使用は、コーティング組成物の粘度の急激な増加に関連するため、このようなコーティング組成物は、コーティング組成物の粘度を調整するために、２０重量％までの有機溶媒の割合を有する。

小板状の金属粒子は、一般的な使用法ではフレークまたはラメラとしても言及されている。小板形状の金属粒子は、１つの空間方向に著しく低い範囲を有し、この範囲は以下では厚さとして呼ばれる；２つの他の空間方向における広がりを、以下、直径と呼ぶ。小板状金属粒子は、特に、少なくとも１つの主方向の広がりを有する。顆粒状の金属粒子は、不規則な形状の金属粒子であるのに対し、球形の金属粒子は、ほぼボール構造を有する。球状金属粒子の使用は、通常、粒状金属粒子の使用よりも好ましい。

金属粒子の寸法決定に関しては、幅広い範囲で変化し得る。

一般に、小板状金属粒子が、５０〜１０００ｎｍ、より特定的には６０〜７５０ｎｍ、好ましくは８０〜６００ｎｍ、より好ましくは１００〜５００ｎｍの厚さを有する場合がある。

同様に、小板状金属粒子が、１〜２５μｍ、より特定的には２〜２０μｍ、好ましくは５〜１８μｍ、より好ましくは５〜１５μｍの直径、より詳細にはその主方向の長さに沿った長さを有する場合がある。

粒状、より具体的には球状の金属粒子が本発明に関して使用される場合、金属粒子が５００ｎｍ〜２０μｍ、より特定的には５００ｎｍ〜１０μｍ、好ましくは５００ｎｍ〜５μｍの範囲内の直径を有する場合が適切であることが見出された。

次に、金属粒子が形成された材料に対して、金属粒子がアルミニウム、亜鉛またはそれらの合金に基づいて形成されていることが適切であることが見出された。金属粒子が純粋な亜鉛および／または亜鉛合金を基にして形成されるならば、特に好ましい結果が得られる。

これに関連して、球状または顆粒状の金属粒子が純粋な亜鉛および亜鉛合金からなる小板状の金属粒子からなる場合、特に良好な結果が得られる。

亜鉛合金に基づく金属粒子が使用される場合、亜鉛合金は、典型的には、亜鉛−ビスマス合金、亜鉛−アルミニウム合金および／または亜鉛−アルミニウム−マグネシウム合金から選択される。この場合、亜鉛合金が亜鉛−アルミニウム合金および／または亜鉛−アルミニウム−マグネシウム合金から選択されるのが特に好ましい。亜鉛合金が、亜鉛−アルミニウム−マグネシウム合金である場合、最良の結果が得られる。

さらに、同様に、第１の層がさらなる充填剤を含むようにしてもよい。第１の層が少なくとも１つのさらなる充填剤を含む場合、第１の層が、第１の層に基づいて、０．５〜１０重量％、より特定的には１〜８重量％、好ましくは１〜５重量％の量で充填剤を具備する場合が適切であることが見出された。

使用することができる充填剤は、使用条件下で安定な任意の粒状成分、特に無機鉱物、ガラス、セラミック物質、および金属である。しかしながら、充填剤が金属、より詳細にはＭｇ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｂｉ、Ｗまたはステンレス鋼、さらにはそれらの混合物および合金から選択される場合、特に良好な結果が得られることが明らかになった。

同様に、充填材が窒化ホウ素、炭化タングステンおよびガラスの群から選択される場合、特に良好な結果が得られる。充填剤は、金属充填剤の代わりにまたは金属充填剤と一緒に使用することができる。

これまでのところ、本発明のコーティングシステムの第２の層に関しては、第２の層は、典型的には透明層の形態、より詳細にはクリアコートの形態で形成される。透明な形態の第２の層は必ずしも必要ではないが、本発明に関して、第２の層は、典型的にはクリアコートの形態で使用される。第２の層は、第１の層の硬化およびより良好な接着のために主に機能し、極めて低い層の厚さで塗布されるため、通常、第２の層の着色はない。

本発明に関しては、典型的には、その場合、第２の層が少なくとも１種の親水性無機または有機、オリゴマーまたはポリマー、好ましくはポリマー化合物または疎水性有機化合物を含むか、またはより具体的には少なくとも実質的にそれらからなるものである。第２の層が少なくとも１つの親水性無機または有機高分子化合物を含むか、またはより具体的には少なくとも実質的にそれらからなる場合、特に良好な結果が得られる。好ましくは、第２の層は、少なくとも１つの親水性無機化合物または少なくとも１つの有機化合物、オリゴマー化合物または高分子化合物を含み、より具体的には少なくとも実質的にそれらからなる。

本発明に関する無機高分子化合物は、例えば、二酸化ケイ素、二酸化チタンまたは二酸化ジルコニウムのような三次元ネットワークを形成する化合物である。少なくとも１つの親水性の無機または有機のオリゴマーまたはポリマー化合物が使用される場合には、上記のように特に良好な結果が得られる。

親水性の無機または有機のオリゴマーまたはポリマー化合物は極性であり、好ましくはイオン画分を含む。

より詳細には、無機または有機、オリゴマーまたはポリマー化合物がイオン画分を含み、および／または親水性、無機または有機ポリマー化合物がイオン性化合物とさらに混合されている場合、特に好ましい。これに関連してイオン性化合物がバインダーの一部を形成し、コーティング中に固定化された形態で存在することが特に好ましい。このようにして、以下にさらに示されるように、特に亜鉛フレークプライマーの活性化が達成される。

本発明に関して、疎水性有機化合物が使用される場合、疎水性有機化合物がＣ_１２〜Ｃ_２５カルボン酸、ワックス、ＰＶＤＦおよびＰＴＦＥから形成されることが適切であることが分かった。疎水性有機化合物がＣ_１５〜Ｃ_２０カルボン酸、ワックス、ＰＶＤＦおよびＰＴＦＥから選択されるのがこの場合に好ましい。略語ＰＶＤＦは熱可塑性ポリマーポリフッ化ビニリデンを意味し、ＰＴＦＥはポリテトラフルオロエチレンを意味する。

本発明に関して、親水性、無機または有機、オリゴマーまたはポリマー化合物が使用される場合、無機および／または有機、オリゴマーまたはポリマー化合物が、シリケート、水銀、シラン加水分解物、二酸化ケイ素、シリコーン、ワックス、有機ポリマーおよびそれらの混合物の群から選択されることが適切であることが判明した。

親水性、無機および／または有機、オリゴマーまたはポリマー化合物が、シリケート、二酸化ケイ素、より具体的にはシリカゾル、有機ポリマーおよびそれらの混合物の群から選択される場合、この状況において特に良好な結果が得られる。

有機ポリマーに関しては、それらは、典型的には、カチオン性有機ポリマー、アニオン性有機ポリマーおよびそれらの混合物から選択される。

ここでアニオン性有機ポリマーとは、塩基、好ましくはアミンまたはアンモニアで中和してアニオンポリマーに変換する脱プロトン酸官能基、より詳細にはカルボン酸基、スルホン酸基、ホスホン酸基またはリン酸基を含む有機ポリマーである。アニオン性ポリマーは、対イオン、より詳細にはアンモニウムイオンとしてカチオンを含むので、カチオン安定化ポリマーとも呼ばれる。

本発明に関するカチオン性ポリマーは、酸、より具体的にはスルホン酸またはホスホン酸化合物のような有機酸、またはカルボン酸によって、カチオン形態にプロトン化され、変換されるアミン基を具備するポリマーである。脱プロトン化された酸または脱プロトン化された酸誘導体は、ここでは対イオンとして機能する。したがって、カチオン性ポリマーは、アニオン的に安定化されたポリマーとして参照される。

この種のポリマー、特にカチオン的に安定化されたポリマーは、より詳細には、ポリウレタン、スチレンアクリレートまたはポリアクリレートに基づいて形成される。カチオン的に安定化されたポリマーが脂肪族ポリカーボネート−ポリウレタンおよびポリアクリレートから選択される場合、この状況において特に良好な結果が得られる。

有機ポリマーは、好ましくは、１０００ｇ／ｍｏｌを超える、好ましくは２０００ｇ／ｍｏｌを超える重量平均分子量Ｍｗを有する。有機ポリマーが１０００〜５００００ｇ／ｍｏｌの範囲内、より特定的には１５００〜２００００ｇ／ｍｏｌの範囲内、好ましくは２０００〜１００００ｇ／ｍｏｌの範囲内の重量平均分子量Ｍｗを有することが特に好ましい。

本発明の１つの特に好ましい実施形態によれば、ヘキサフルオロチタン酸、ヘキサフルオロジルコン酸、リン酸またはホスホン酸などの第２の層を生成するために、転化コーティングの活性成分をコーティング組成物に添加する。このようなイオン性成分または水性環境中でイオンに解離する化成被膜の化合物の使用により、および／またはイオン性ポリマーの使用により、特に亜鉛フレークプライマーの活性化を達成することが可能である。このようにして、亜鉛フレークプライマーが水凝縮試験において著しく改良された耐腐食性を示すことが特に可能である。亜鉛フレークプライマーは、例えば、塩水噴霧試験におけるスクライブマークにおいて顕著な耐腐食性を示すが、例えば、水分凝縮に対する耐性が著しく低下する。溶融亜鉛メッキまたは電気亜鉛メッキされた金属部品は、おそらく水凝縮物中に電解質が存在しないことに起因する同様の反応を示す。電解質が存在しない結果として、硬化した亜鉛フレークプライマー内の導電性が低下し、その可能性に従って陰極腐食保護を使い果たすことができない。しかしながら、トップコート、特に第２の層におけるイオン性成分の使用により、必要な電解質が提供され、全体的に第１の層の活性化が観察され、有意に改善された耐腐食性が達成され得る。耐腐食性の改善は、おそらく、例えば、酸化亜鉛のような金属酸化物、または転化生成物、より具体的には亜鉛のリン酸塩、ケイ酸塩、フッ化物および酸化物の形成に起因すると考えられる。酸化物および転化生成物は、腐食制御被膜の孔を閉鎖し、被膜によってもたらされる腐食保護を改善する。

基材に関しては、基材がアルミニウムおよび鉄、好ましくは鉄から選択される少なくとも１つの金属を含むか、またはそれらの合金からなる場合、適切であることが判明している。特に好ましいのは、鋼からなる基材である。この場合の基材は、特に複合材料を含む１つ以上の部品からなり、その一部のみが本発明のコーティングシステムでコーティングされている。

本発明に関して、通常、第１層が第２層と基材との間に配置されるようにする。

さらに、本発明に関して、第２の層は一般に第１の層上に直接適用される。

したがって、好ましくは、本発明のコーティングシステムは、金属表面、より具体的には金属基材に直接適用される２層コーティングシステムを形成する。しかしながら、本発明のコーティングシステムが、金属表面に予め適用された化成被膜に適用されるようにすることもできる。

本発明の１つの特定の実施形態によれば、第２の層は、第１の層によって覆われていない基材の領域に適用されてもよい。したがって、本発明のこの特定の実施形態によれば、第２の層は第１の層にわたって延在する。これは、その場合、例えば、様々な材料からなり、例えば、プラスチックまたは木材ならびに金属を含むものである。このような種類の基材では、典型的には、第１の層で被覆されるのは金属部分のみであり、第２の層は基材全体を覆ってもよい。さらに、陰極腐食保護が達成されることを意図されているか、または金属部分に対する局所的な制限しか必要とされないようにすることが可能であるが、基材上の他の部位では第２の層による腐食遅延効果が十分で有るか、単に一時的な腐食保護が必要である。例えば、海洋性気候または道路塵（輸送塩の少量を含むことが多い）に対する輸送中に金属部分が保護される一時的な腐食保護は、今日までオイルを用いて提供されてきた。しかしながら、油を使用することの欠点は、金属部分が使用前にさらに清浄化および脱脂する必要があることである。これは、ブレーキ面が一時的にしか保護されず、取り付けが保留されるブレーキディスクに特に当てはまる。

本発明に関して、コーティングシステムが２つの層を含み、より詳細には２つの層からなる場合が、さらに好ましい。

コーティングシステムの厚さに関して、コーティングシステムが１〜５０μｍ、より特定的には２〜４０μｍ、好ましくは４〜３０μｍ、より好ましくは５〜２５μｍ、非常に好ましくは１０〜２０μｍの範囲の層厚を有するならば適切であることが判明している。

本発明のコーティングシステムの第１の層は、典型的には、０．５〜５０μｍ、より特定的には１〜４０μｍ、好ましくは３〜２８μｍ、より好ましくは５〜２０μｍ、非常に好ましくは７〜１５μｍの範囲内の層厚を有するものである。

第２の層の層厚に関しては、本発明に関して、第２の層が０．５〜２０μｍ、より特定的には０．５〜１５μｍ、好ましくは１〜１２μｍ、より好ましくは２〜１０μｍの範囲の層厚を有するのが典型的である。

したがって、本発明に関連して、優れた腐食保護は、少なくとも２つの層を含む極めて薄いコーティングシステムで達成することができる。したがって、本発明による薄い２層コーティングシステムは、部品の適合精度に悪影響を及ぼさない。

一般に、本発明のコーティングシステムの第１および第２の層は、対応するコーティング組成物から得ることができる。

これに関連して、より具体的には、その場合、第１の層が、コーティング組成物、より詳細には、
（Ａ）少なくとも１つのバインダーと、
（Ｂ）金属粒子
からなる陰極腐食制御組成物から得られるものである。

本発明に関連して、バインダー（特に本発明のコーティング系の第１の層に関する）バインダーは、特に、溶媒の架橋および/または除去の後に、第１の層の無機ベースのマトリックスを形成するマトリックス形成剤である。第１の層のコーティング組成物のバインダーは、典型的には、シラン、ポリシラン、シラン加水分解物、ポリシロキサン、シリケート、チタネート、ポリチタネート、ジルコネートおよびこれらの混合物から選択される。前述のバインダーは、フィラー及び特に金属粒子を含む三次元網状組織を形成する。

バインダーがシラン、シラン加水分解物、ポリシロキサン、チタネート、ポリチタネートおよびそれらの混合物から選択される場合、本発明に関して特に良好な結果が得られる。

同様に、第１の層のコーティング組成物のバインダーがチタネート、ポリチタネートおよびそれらの混合物から選択される場合、特に良好な結果が得られる。
本発明に関して、バインダーがチタネート、ポリチタネートおよびそれらの混合物から選択される場合、コーティング組成物は、コーティング組成物に基づいて５重量％までのシラン、シラン加水分解物および／またはポリシロキサンを含む場合がある。これに関して、その場合、特に好ましいのは、コーティング組成物が、シラン、シラン加水分解物および／またはポリシロキサンをコーティング組成物に基づいて０．５〜５重量％、好ましくは２〜５重量％の量で含むものである。

特に、チタン酸塩ベースのバインダー系は、低温でさえ水の存在下で迅速かつ完全に硬化する。

チタン酸塩が本発明に関してバインダーとして使用される場合、チタン酸塩がチタンテトラブトキシド、チタン２−エチルヘキサオキサイドおよびポリマーブチルチタネートおよびそれらの混合物から選択されるならば適切であることが分かった。ここでの使用に特に好ましいのは、等重量分率の３つの上記のチタネートの混合物である。

ケイ素系共バインダーを使用することにより、結果として生じるコーティングの柔軟性を高めることが特に可能である。

本発明の１つの好ましい実施形態によれば、バインダーは、シラン、シラン加水分解物およびそれらの混合物と組み合わせて、チタン酸塩、ポリチタン酸塩およびそれらの混合物から選択される。

本発明に関して、ポリシロキサンが第１の層用のコーティング組成物のバインダーの構成成分として使用される場合、ポリシロキサンがシラノール官能化ポリシロキサンおよび／またはアルコキシ官能化ポリシロキサンおよびそれらの混合物から選択される場合に適切であることが判明した。ポリシロキサンが、メチル基および／またはエチル基を含むシラノール官能性およびアルコキシ官能化アルキルポリシロキサンおよびフェニルポリシロキサンから選択される場合、これに関して特に良好な結果が得られる。本発明の１つの好ましい実施形態によれば、ポリシロキサンは、シラノール官能化および／またはアルコキシ官能化エチルポリシロキサン、メチルポリシロキサン、フェニルポリシロキサンおよびこれらの混合物から選択される。

本発明に関して、シランが第１の層のためのコーティング組成物の構成成分として使用される場合、アルコキシシラン、アセトキシ−、エポキシ−、ビニル−、オキシム− 、メルカプト− 及びアミノ−官能化シラン、より詳細にはアミノシランおよび／またはアルコキシシラン、好ましくはα−アミノアルコキシシランの群から選択される場合に適切であることが見出された。

これに関連して、シランが一般式Ｉのシランから選択されるのが適切であることが判明している。
Ｒ_４−ｎＳｉＸ_ｎ （Ｉ）
ここで、
Ｒ＝Ｃ_１〜Ｃ_３アルキル、より具体的にはＣ_１および／またはＣ_２アルキル；
Ｃ_６〜Ｃ_１５アリール、より具体的にはＣ_６からＣ_１０アリール；
Ｃ_２および／またはＣ_３オレフィン、より詳細にはビニル；
アミン、より具体的にはＣ_３−Ｃ_８アルファ−アミン；
Ｘ＝アルコキシ、特にＣ_１〜Ｃ_６アルコキシ、非常に好ましくはＣ_１〜Ｃ_４アルコキシ、特に好ましくはＣ_１および／またはＣ_２アルコキシ；及び
ｎ＝２または３。

次いで、第１の層のコーティング組成物中の結合剤の割合に対して、コーティング組成物がコーティング組成物に基づいて２〜６０重量％、より特定的には５〜５０重量％、好ましくは１０〜４０重量％、より好ましくは１５〜３０重量％の量でバインダーを含む場合に適切であることが分かった。

典型的には、その場合、第１の層のコーティング組成物は、コーティング組成物に基づいて４０〜９５重量％、より特定的には５０〜９０重量％、好ましくは６０〜８５重量％、より好ましくは７０〜８０重量％の量で含むものである。金属粒子は、より詳細には、上述の小板状および／または粒状、より具体的には球状の金属粒子である。

本発明の１つの好ましい実施形態によれば、第１の層のコーティング組成物は、少なくとも１つの架橋剤を含む。架橋剤は、第１の層のマトリックスに組み込まれ、バインダー系自体よりも高い反応速度を有する化合物、より特定的には無機または無機化合物である。

そして、コーティング組成物が架橋剤を含む場合、コーティング組成物は、典型的には、コーティング組成物に基づいて０．１〜１０重量％、より特定的には０．５〜５重量％、好ましくは１〜３重量％、より好ましくは１〜２重量％の量で架橋剤を含む。架橋剤が、シラン、チタネート、ジルコネート、有機金属化合物、酸および塩基、ならびにそれらの混合物の群から選択される場合、特に良好な結果が得られる。これに関連して、架橋剤がチタン酸塩、ジルコン酸塩、有機金属化合物、酸及び塩基及びそれらの混合物、より詳細にはチタン酸塩、ジルコン酸塩、有機金属化合物及びそれらの混合物から選択される場合には特に好ましい。

有機金属化合物が本発明に関連して架橋剤として使用される場合、有機金属化合物が、ホウ素、アルミニウム、鉄、亜鉛およびスズの有機金属化合物、より特定的にはアルコキシド、およびそれらの混合物から選択される場合に適切であることが分かった。

同様に、架橋剤として使用されるシラン、チタネートおよびジルコネートが、ジオルガニルジアルコキシチタン酸塩、ジオルガニルジアルコキシキルコン酸塩、オルガニルトリアルコキシシラン、オルガニルトリアルコキシチタン酸塩、オルガニルトリアルコキシキルコン酸塩、テトラアルコキシシラン、テトラアルコキシチタン酸塩、テトラアルコキシジルコネートおよびそれらの混合物から選択されるならば、大変良好な結果が得られるものである。

これに関連して、オルガニル置換基がアルキル、フェニル及びビニルから選択されるのが典型的である。オルガニル置換基は、好ましくは、エチル、メチル、フェニルおよびビニルから選択される。架橋剤が、テトラブチルチタネート、チタンテトライソプロポキシド、ビニルトリ−ｎ−ブチルチタネートおよびそれらの混合物から選択される場合、特に良好な結果が達成される。

本発明の１つの好ましい実施形態によれば、陰極腐食防止コーティング、より詳細には第１の層のコーティング組成物を製造するためのコーティング組成物は、
（Ａ）少なくとも１つの結合剤、
（Ｂ）金属粒子および
（Ｃ）少なくとも１つの架橋剤
を具備するものである。

本発明に関して、代表的な場合、第１の層のコーティング組成物が、水を含まない、より具体的には少なくとも実質的に水を含まない、好ましくは水を含まないものである。

さらに、第１の層のコーティング組成物が少なくとも１つの溶媒を含む場合がある。

第１の層のコーティング組成物が溶媒を含む場合、コーティング組成物が、コーティング組成物に基づいて２０重量％未満、より好ましくは１５重量％未満、好ましくは１０重量％未満、より好ましくは６重量％未満の量の溶剤を含む場合に適切であることが判明した。同様に、その場合、コーティング組成物が、コーティング組成物に基づいて、１〜２０重量％、より特定的には２〜１５重量％、好ましくは３〜１０重量％、より好ましくは４〜６重量％の量で溶媒を具備するものである。

溶媒として、より具体的には有機溶媒として、全ての有機溶剤を使用することが可能である。例えばアセトン、アルコール、より特定的にはＣ_１〜Ｃ_２０アルコール、好ましくはＣ_２〜Ｃ_１０アルコール、より好ましくはＣ_２〜Ｃ_８アルコール、ニトリル又はニトロ化合物のような芳香族及び脂肪族炭化水素並びに極性有機溶媒が特に最適である。コーティング組成物の非常に迅速な硬化を確実にするために、溶媒は典型的には１２０℃未満、より特定的には１００℃未満の沸点を有する。

本発明のさらに好ましい実施形態によれば、陰極腐食制御コーティングを製造するためのコーティング材料、特に第１の層は、それゆえに、
（Ａ）少なくとも１つの結合剤、
（Ｂ）金属粒子、
（Ｃ）少なくとも１つの架橋剤、および
（Ｄ）少なくとも１つの溶媒、
を具備するものである。

さらに、本発明に関連して、同様に、その場合、コーティング組成物が、少なくとも１つの増粘剤および／またはレオロジー添加剤を含むものである。

コーティング組成物が増粘剤および／またはレオロジー添加剤を含む場合、コーティング組成物は、増粘剤および／またはレオロジー添加剤を、コーティング組成物に基づいて、０．０１〜５重量％、より特定的には０．０５〜３重量％、好ましくは０．１〜２重量％の量で含むものである。増粘剤およびレオロジー添加剤は、例えば、エチルセルロースまたはシリカ、より具体的にはヒュームドシリカである。

本発明の１つの好ましい実施形態によれば、レオロジー添加剤および／または増粘剤は、コーティング組成物の成分（Ｅ）として使用される。

さらに、本発明に関連して、コーティング組成物が少なくとも１つの湿潤剤を含む場合がある。本発明に関連して、コーティング組成物が湿潤剤を含む場合、コーティング組成物がコーティング組成物に基づいて０．０１〜５重量％、より特定的には０．０５〜３重量％、好ましくは０．１〜２重量％の量で湿潤剤を含むならば適切であることが分かった。

本発明に関連して、コーティング組成物が湿潤剤を含む場合、後者は好ましくはコーティング材料の成分（Ｆ）として使用される。

そのため、本発明に関連して、陰極腐食防止コーティングを製造するためのコーティング組成物、より詳細には第１の層が、
（Ａ）少なくとも１つの結合剤、
（Ｂ）金属粒子、
（Ｃ）少なくとも１つの架橋剤、
（Ｄ）溶媒、
（Ｅ）少なくとも１つのレオロジー添加剤および/または増粘剤、および
（Ｆ）少なくとも１つの湿潤剤、
を具備することが好ましいものである。

さらに、本発明に関連して、同様にその場合、第１の層のコーティング組成物は、より詳細には防腐剤、安定剤、酸および／または塩基、消泡剤、フィルム形成剤、流動制御剤、充填剤、ｐＨ安定剤およびｐＨ調整剤の群から選択されるさらなる添加剤を含むものである。

そして、コーティング組成物がさらなる添加剤を含む場合、コーティング組成物は、コーティング組成物に基づいて、典型的には、０．０１〜５重量％、より特定的には０．０５〜３重量％、好ましくは０．１〜２重量％の量のさらなる添加剤を含む。さらなる添加剤はすべて、より詳細にはコーティング組成物の成分（Ｇ）として使用される。

本発明に関連して、第１の層のコーティング組成物が、２〜１００００ｍＰａｓ、より特定的には５〜１０００ｍＰａｓ、好ましくは５〜５００ｍＰａｓ、より好ましくは１０〜１００ｍＰａｓの範囲の２０℃のブルックフィールド動粘度を有する場合、特に良好な結果が得られる。したがって、第１の層のコーティング組成物、より詳細にはカソード腐食防止コーティングは、特に、噴霧、圧延、ナイフコーティング、浸漬、より詳細にはディップ−スピンコーティングを含むあらゆる適切な塗布方法によって基材に塗布することができる。しかしながら、好ましくは、コーティング組成物は、噴霧によって適用される。

それに関して、第１の層のコーティング組成物が、０．５〜５０μｍ、より特定的には１〜４０μｍ、好ましくは３〜２８μｍ、より好ましくは５〜２０μｍ、非常に好ましくは７〜１５μｍの基材に適用される層厚で塗布された場合が適切であることが見出された。

そして、本発明のコーティングシステムの第２の層に関して、第２の層が、
（Ａ）少なくとも１つの親水性無機または有機高分子化合物または疎水性有機化合物、および
（Ｂ）水
を具備するコーティング組成物から、特にトップコート組成物から得られることが適当であることが見出された。

上述したように、第２の層のコーティング組成物、より詳細にはトップコート組成物が親水性の無機または有機のポリマー化合物を含むことは、本発明に関して特に好ましい。親水性無機または有機ポリマー化合物が親水性、すなわ極性であるだけでなく、イオン画分を有することが，これに関連して特に好ましく、これによって、特に亜鉛フレークプライマーの腐食制御効果を著しく改善することができるものである。

水性分散液中での疎水性有機化合物の使用は、対照的に、第１の層、より詳細には陰極腐食制御組成物のコーティング組成物の硬化のみに役立つ；第１の層および場合によっては基材上に残っている疎水性有機化合物は、それが適用された表面の所定の不動態化を可能にする。これに関連して、疎水性有機化合物は、好ましくは、乳化剤を用いて分散されるか、または自己乳化系が使用される。

典型的には、その場合、第２の層、すなわちトップコート組成物ののコーティング組成物が、親水性の無機または有機のポリマー性化合物または疎水性有機化合物を、３〜５０重量％、より特定的には５〜４０重量％、好ましくは１０〜３０重量％、より好ましくは１５〜２５重量％の量で含むことである。これに関連して、特に上記の親水性、無機または有機の高分子化合物または疎水性有機化合物の混合物を使用することも可能である。

同様に、本発明に関連して、その場合、第２の層、より詳細にはトップコート組成物を生成するためのコーティング組成物が、コーティング組成物に基づいて、５０〜９７重量％、より特定的には６０〜９５重量％、好ましくは７０〜９０重量％、より好ましくは７５〜８５重量％の範囲の量で水を含むものである。

さらに、本発明に関連して、その場合、第２の層、より詳細にはトップコート組成物を精製するためのコーティング組成物が、さらなるイオン成分を含むものである。本発明に関連するイオン性成分は、水と接触してイオン性化合物に解離する化合物または化合物の一部である。例としては、無機または有機酸および塩が挙げられる。上記のように使用のために特に好ましいのは、転化処理のための組成物、より具体的にはヘキサフルオロチタン酸、ヘキサフルオロジルコン酸、ホスホン酸および／またはリン酸にも使用される化合物である。

特に有機コーティングを使用する場合、水と接触すると、電解液が生成され、これによって導電性が生じることから、イオン性成分が、第２の層のコーティング組成物に組み込まれ、陰極腐食制御コーティング、より詳細には亜鉛フレークプライマーを活性化する。しかしながら、ポリマーがイオン性基を含む場合が好ましい。

第２の層、より詳細にはトップコート組成物のコーティング組成物が、追加のイオン性成分を含む場合、コーティング組成物は、コーティング組成物に基づいて、０．０１〜１０重量％、より特定的には０．１〜５重量％、好ましくは０．２〜２重量％、より好ましくは０．５〜１重量％の量でイオン性成分を含む。

さらに、その場合、第２の層のコーティング組成物が添加剤を含むものである。第２の層のコーティング組成物、より詳細にはコーティング組成物が、添加剤を含む場合、トップコート組成物が、コーティング組成物に基づいて０．０１〜１０重量％、より特定的には０．０５〜５重量％、好ましくは０．１〜２重量％の量で添加剤を含む場合が適切であることが分かった。

そして、添加剤の性質に関して、全ての適切な添加剤を使用することが可能である。しかしながら、典型的には、前記添加剤は、レオロジー添加剤、防腐剤、安定剤、酸および/または塩基、界面活性剤、消泡剤、フィルム形成剤、有機ＵＶ吸収剤、活性生物起源成分、流動調節剤、湿潤剤、ｐＨ安定剤、およびｐＨ調整剤からなる群から選択される。

次いで、第２の層、より詳細にはトップコート組成物を生成するためのコーティング組成物の粘度に関して、広い範囲で変化することができる。コーティング組成物は、典型的には、２〜５０００ｍＰａｓ、より特定的には５〜１０００ｍＰａｓ、好ましくは５〜５００ｍＰａｓ、より好ましくは１０〜１００ｍＰａｓ、非常に好ましくは３０〜５０ｍＰａｓの範囲の２０℃のブルックフィールド動的粘度を有する。第２の層、より詳細にはトップコート組成物のコーティング組成物の粘度は、好ましくは、スプレー塗布によって容易に塗布することができ、より詳細には微細に霧化することができるように設計される。微細霧化は、微量の微小液滴を生成し、これは本発明のコーティングシステムの第１の層の硬化を促進する。

本発明の１つの好ましい実施形態によれば、第２の層、より詳細にはトップコート組成物のコーティング組成物は、酸性またはアルカリ性の範囲のｐＨを有する。この場合、コーティング組成物のｐＨが６．５未満、より特定的には６未満、好ましくは５未満、または、ｐＨが７．５以上、好ましくは８以上、より好ましくは１０以上である場合に、特に良好な結果が得られる。同様に、この場合、コーティング組成物は、０．５〜６．５、より特定的には１〜６、好ましくは２〜５、または、７．５〜１３．５、より特定的には８〜１３、好ましくは１０〜１２の範囲内のｐＨを有するものである。酸性またはアルカリ性の範囲内のｐＨ値によって、第１の層の表面に埋め込まれた金属粒子の初期エッチングおよびそれによる活性化を行うことも可能である。さらに、両性酸化亜鉛が部分的に溶解し、化成被膜の形成が促進される。これにより、大幅に改善された腐食制御コーティングが得られる。

そして、第２の層、より詳細にはトップコート組成物のコーティング組成物が適用される層の厚さに関して、広い範囲で変化することができる。しかしながら、典型的には、この場合、第２の層のコーティング組成物は、第１の層のコーティング組成物よりも低い層厚で塗布されるものである。

一般にいえば、第２の層のコーティング組成物は、０．５〜１５μｍ、より特定的には０．５〜１０μｍ、好ましくは１〜６μｍ、より好ましくは２〜５μｍ、非常に好ましくは２〜４μｍの層厚で適用され、より特定的には、第１の層および／または基材に適用される。

本発明の第２の様相によれば、本発明のさらなる主題は、金属基材上に陰極腐食保護を生成するためのコーティングシステム、より特定的には上述したような腐食制御被覆システムの製造方法であり、ここで、
（Ａ）第１の方法ステップでは、より特定的には水に曝されて架橋する第１のコーティング組成物、第１の少なくとも実質的に無水のコーティング組成物、より特定的には、陰極腐食制御コーティングを生成するためのコーティング組成物が、第１の層を形成するために、金属基材に適用されること；及び
（Ｂ）第１の方法ステップ（Ａ）に続く第２の方法ステップでは、水性ベースの第２のコーティング組成物を第１の層に適用すること。

本発明に関連して、この場合、第２の方法ステップ（Ｂ）において、水性ベースの第２のコーティング組成物、より特定的には上記のトップコート組成物を、第１の層、より特定的には上記の腐食制御コーティング組成物に適用する。第１の層または第２の層のためのコーティング組成物は、本発明のコーティングシステムに関連して記載されたコーティング組成物に対応する。

さらに、本発明に関連して、この場合、第１の方法ステップ（Ａ）の第１のコーティング組成物を金属基材に直接適用し、より詳細には少なくとも部分的に、すなわち局所的に適用することが同様に好ましい。しかしながら、本発明の１つの特定的な実施形態によれば、この場合、予め金属基材に化成処理が施されているため、化成被膜で被覆されていてもよい。その場合、本発明のコーティングシステムの第１の層が化成被膜に適用される。

本発明のコーティングシステムに関して同様に既に上述されたように、第２の方法ステップ（Ｂ）において、第２の層、より特定的には第２のコーティング組成物が、第１の層、いわゆる第１の方法ステップ（Ａ）において適用された層に適用されるだけでなく、陰極腐食制御コーティングを生成するためのコーティング組成物、いわゆる第１の層が適用されない基材の一部にも適用される。

そして、第１の層の第１のコーティング組成物の適用に関して、典型的にはローラーコーティング、ローリング、ナイフコーティング、浸漬、浸漬−スピンコーティング、ブラッシング、スプレーによって達成される。これに関して、第１のコーティング組成物を、浸漬、ディップスピンコーティングまたは噴霧、好ましくは噴霧によって適用することが特に好ましい。第１のコーティング組成物が、本発明の第１の態様に関連して記載された層厚を有する基材に適用される場合、これに関して特に良好な結果が得られる。

本発明の１つの好ましい実施形態によれば、第１の方法ステップ（Ａ）において、第１のコーティング組成物を塗布した後、第１のコーティング組成物を１００℃未満、より特定的には９０℃未満、好ましくは８０℃未満の温度まで、加熱するものである。

同様に、この場合、第１のコーティング組成物を塗布した後の第１の方法ステップ（Ａ）において、第１のコーティング組成物を２０〜１００℃、より特定的には３０〜９０℃、好ましくは５０〜８０℃の温度に加熱するものである。

本発明に関して、この場合、本発明の１つの特定の実施形態によれば、第１のコーティング組成物が５〜３０℃の温度範囲で硬化または架橋されることが可能である。この実施形態は、特に、本発明のコーティングシステムの可動部用途ついて特に有利である。

基材および第１のコーティング組成物を１００℃未満の温度に加熱することにより、粘度を調整するためにコーティング組成物中に存在する例えば溶剤画分が除去されるが、この段階でも第１のコーティング組成物の架橋が開始される。加熱された第１のコーティング組成物に第２のコーティング組成物を塗布すると、一方では第１のコーティング組成物の架橋速度が著しく増加し、他方では第２のコーティング組成物中に存在する水（特に第１のコーティング組成物の硬化に必要でない過剰の水）も直接蒸発し、最初に除去する必要はない。さらに、高い大気湿度がコーティング表面のすぐ近くに確立され、第１の層の迅速な硬化および架橋を促進する。したがって、第１のコーティング組成物および／または基材の加熱は、プロセス工学的には本発明の方法を単純化し、より詳細には乾燥時間−すなわち、第１および第２のコーティング組成物の硬化または架橋のための時間−を大幅に短縮することができ、それによって貯蔵容量を節約することができる。

次いで、第２のコーティング組成物の塗布に関して、任意の適切な技術によって第１の層および／または基材に適用することができる。典型的には、第２のコーティング組成物は、ローラーコーティング、ローリング、ナイフコーティング、浸漬、ディップスピンコーティング、ブラシ掛けまたはスプレーによって第１の層および／または基材に塗布される。しかし、本発明に関しては、第２のコーティング組成物を噴霧によって、特に第１の層および／または基材に適用することが特に好ましい。第２のコーティング組成物のスプレー塗布は、細かく分割された水滴および水蒸気を生成し、第１のコーティング組成物の特に迅速な硬化および架橋をもたらす。

第２のコーティング組成物は、特に、第１の層および／または基材に対して前述した層厚で塗布される。

一般にいえば、本発明に関して、この場合、第２の方法ステップ（Ｂ）において、第２のコーティング組成物の適用後、第１のコーティング組成物は、水、より好ましくは水分、好ましくは大気中の水分にさらされると架橋される。本発明の方法の特定の特徴は、とりわけ、第２の水性コーティング組成物の使用により、第１のコーティング組成物を架橋するための湿気が、コーティングシステム自体によって提供されるという事実に見られ、例えば、コーティングされた基材が硬化の目的のために特別に条件付けされた空間に保持される必要はない。

本発明のこの態様のさらなる詳細については、本発明の方法に関して必要な変更を加えて適用される本発明の第１の態様に関する上記の所見を参照することができる。

本発明の第３の様相によれば、本発明のさらになる主題は、上述のコーティングシステムを含むおよび／または上述の方法によって得ることができる金属基板である。

本発明のこの様相のさらなる詳細については、本発明の金属基材に関して必要な変更を加えて適用される本発明の他の態様に関する上記の所見を参照することができる。

本発明の第４の様相によれば、さらなる課題は、最終的には、第１のコーティング組成物、より詳細には上述したカソード腐食制御コーティング組成物、および、第２のコーティング組成物、より特定的には上述したようなトップコート組成物を具備する上述したコーティングシステムを製造するためのキットである。

本発明のこの様相のさらなる詳細については、本発明のキットに関して必要な変更を加えて適用される本発明の他の態様に関する上記の所見を参照することができる。

図１は、基材に適用された本発明のコーティングシステムの概略図を示す。 図２は、第１の層が基材の一部のみを覆い、第２の層が基材と第１の層の両方を覆う基材に適用された本発明のコーティングシステムの概略図を示す。

本発明の主題は、以下の図面の説明および実施例を参照して説明され、この説明は好ましい実施形態を参照して非限定的かつ例示的である。

図１によれば、金属基材２上に塗布された本発明のコーティングシステム１が示されている。コーティングシステム１は、基材２に直接適用される第１の層３と、第１の層３に適用される第２の層４とを有する。

第１の層３は、金属プレートレットから、より特定的には亜鉛フレークプライマーを具備する無水コーティング組成物から得られることが好ましく、そこに埋め込まれた金属プレートレット、好ましくは亜鉛ラメラを有する無機マトリックスの形態をとる。

第２の層４は、ポリウレタンおよびポリアクリレートに基づくカチオン的に安定化されたポリマーバインダーからなることが好ましく、酸性またはアルカリ性範囲のｐＨを有するポリマーバインダーの水性分散液から得られることが好ましい。第２の層４内にカチオン的に安定化されたポリマー結合剤を使用することにより、金属粒子は第１の層３内で接近可能になりおよび／または腐食制御のために接近可能となり、それによりコーティングシステム１により与えられる腐食保護を増加させる。

図２は、金属基材２に塗布された本発明のコーティングシステム１の特定の実施形態を示す。コーティングシステム１は２層構造を有し、第１の層３は基材２の一部に塗布され、少なくとも部分的にそれを覆っている。

第２の層４は、第１の層３よりも大きい範囲を有し、第１の層３および基材２の両方に塗布される。第１の層３および第２の層４は、さらに、上述された層に対応する。水性コーティング組成物から得られる第２の層４は、第１の層３の迅速な硬化を可能にするだけでなく、基材２に対して、陰極腐食制御効果に基づくのではなく、第１の層３が施されていない場所で、改善された腐食保護を提供する。

この実施形態は、特に、基材が複合材料からなり、例えば、木材構成要素またはプラスチック構成要素を含む場合に使用される。さらに、この実施形態は、例えばホイールハブまたはブレーキディスクの場合のように、全面陰極腐食保護が必要でない多数の鋳造部品にも適用される。

本発明の主題は、以下の実施例を参照して非限定的にさらに説明される。

１．塗装鋼板
本発明のコーティングシステムの性能は、以下に被覆鋼板を参照して説明される。

この目的のために、ＤＣ０４鋼板はＨｅｎｋｅｌ ＡＧ＆Ｃｏ．ＫＧａＡのＣ７２クリーナーを使用して６０℃でアルカリ脱脂を行い、すすぎおよび乾燥後、下記にベースコートと呼ばれるそれぞれの亜鉛フレークプライマーでコーティングする。使用したベースコート配合物１〜１４は、表２〜５に特定される。

亜鉛フレークプライマーは、スチールシートに約１５μｍの層厚を噴霧塗布し、次いで７０℃で３０分間乾燥する。

その後、亜鉛フレークプライマーで被覆された鋼板に水性トップコート配合物Ａ〜Ｊの１つをスプレー塗布して、乾燥フィルム層の厚さを約３μｍにする。トップコート配合物Ａ〜Ｊは、表６〜８に記載されている。

ベースコートおよびトップコートに使用される材料は、表１で規定されている。

それから、前記塗装鋼板は、ペーパータオル摩耗試験、接着テープ剥離試験、赤錆が発生するまでのスクライブマーク（鋼板までのスクライビング、スクライブ０．５ｍｍ）による塩水噴霧試験、赤錆が発生するまでのスクライブマークによる凝縮環境試験等の各種試験が行われた。その結果を表９〜１２に示す。各場合の比較のために、トップコートを含まない一例と、溶剤含有エポキシ樹脂ワニスをベースとするトップコートを有する例を実施した。

表９〜１２において、様々な試験についての＋および−は、以下を示す：
ａ） ペーパータオル摩耗：
− 明確な擦傷、目に見える濃い色の変色、タオルの残渣
＋ ペーパータオル上に非常にわずかな摩耗または無し
ｂ） 接着テープ除去：
− ベースコートフィルムの凝集破壊後に、ベースコートは、テサフィルム接着テープに部分的に残る；テサフェルムの暗い変色
＋ トップコートのないシステムに比べて知覚可能な改善；それほどではないが最小限の剥離を介して凝集破壊の後では依然として除去は知覚可能である
ｃ） 赤錆に対するスクライブマークによる塩水噴霧試験：
− ＜ ２００時間
＋ ≫ ８２０時間
ｄ） 赤錆に対するスクライブマークによる凝縮機構：
− ＜２００時間
＋ ＞２００時間または同じベースコート層の厚さでトップコートなしのシステムに対して少なくとも３０％の改善

ベースコートのみで被覆され、トップコートで被覆されていない比較例は、ペーパータオルによる摩耗試験において著しく高い摩耗を示し、接着テープ除去においても著しく低い値を生じることは明らかである。スクライブマークでの塩水噴霧試験における腐食保護は、ベースコートのみを備えた鋼板の場合、一貫して非常に良好である；赤錆の出現が観察される前の１０００時間以上の陰極腐食保護である。縮合気候試験は、それぞれの場合に許容可能であるが、特にイオン画分を含むトップコートを使用する場合には、２層コーティングよりも著しく劣る値をもたらす。

エポキシ樹脂ベースのトップコートを有する第２の比較例は、ペーパータオルによる摩耗試験において著しく改良された耐摩耗性を示すが、粘着テープ除去試験においても非常に低い値を示す。スクライブマークによる塩水噴霧試験の試験結果は、ベースコートのみでコーティングされたシステムの場合よりも劣り、これは、電解質による薄板の活性化の欠如に起因する。スクライブマークでの凝縮環境試験では、エポキシ樹脂ベースのトップコートでコーティングされたシステムは、トップコートを使用しないシステムでも同様の性能を示さない。対照的に、本発明による実施例は、一貫して著しく良好な特性を示す。

２．ブレーキディスクのコーティング
６枚のブレーキディスクを６５〜７０℃で１５分間アルカリ洗浄した後、それらをすすぎ、送風機からの空気のパルスで乾燥させる。ブレーキディスクの部分的な被覆のために、穴の円はいずれの場合にも後に接着剤残渣を残さない特定の接着テープでテープ留めされる。

これに続いて、約１０μｍの層の厚さで、上記の表３で特定された処方１０のベースコートを有する６つのブレーキディスクのスプレーガンコーティングが行われる。ブレーキディスクを８０℃で３０分間乾燥し、続いて送風機を用いて手の温度まで冷却する。

次のステップでは、穴の円を含むブレーキディスクの表面全体を、水性ベースのトップコートで被覆する。

ブレーキディスクの更なるコーティングのために、表５において上記で特定されたトップコート処方Ａ、及び２つのさらなるトップコート処方Ｋ及びＬも使用される。トップコート処方Ｋは、ポリウレタンおよびポリアクリレートをベースとする水ベースのポリマー懸濁液であり、少量のヘキサフルオロチタン酸を含有する。

トップコートＬはトップコートＫのポリマーバインダー系からなるが、それ以上添加することはない。

トップコート組成物は、ブレーキディスクの全領域に亘って２〜４μｍの層厚を有するスプレー塗布によって塗布される。

その後、ブレーキディスクを中性塩噴霧試験に付し、その結果を２時間、４時間、６時間および２４時間後に記録する。中性塩噴霧試験の結果を表１３に要約する。

ポリマーコーティングＫおよびＬは、トップコートＡの純粋な水ガラスコーティングよりも著しく良好な結果を達成することが分かった。特に、トップコートＡを使用した場合に、陰極腐食防止を備えていないブレーキディスクの表面上で、既にかなりの範囲まで、わずか２時間後に赤錆が観察される。トップコート処方Ｋ、すなわちイオン性成分、すなわちヘキサフルオロチタン酸も含むポリマーバインダーは、トップコートでのみ被覆されたディスクの一部に、最初は少し示した後、顕著に均一な黄変を示す。これは、均一かつ弱く発生する赤錆を表しているが、肉眼ではそれ自体知覚できない。陰極腐食防止装置を備えていない表面の最初の大きな赤錆点は、２４時間後にしか見えなくなる。

最良の結果は、トップコート処方Ｌのポリマートップコート系によって提供される：ここでは、最初の赤錆は同様に２時間後に明らかであるが、その面積は非常に小さく、散発的である。２４時間後に限り、赤錆の著しい知覚可能な発現が存在する。

上述した試験を繰り返すが、４〜８μｍの層厚で２倍塗布によって適用されたトップコートを有する。その結果は、表１４において示される。

二重の厚さで塗布されたイオン性基を含有する有機ポリマーで被覆された系は著しく改良された腐食制御特性を示すことは明らかである。

１ コーティングシステム
２ 基材
３ 第１の層
４ 第２の層

Claims (17)

1. 少なくとも２つの層を含む金属基材（２）上に、陰極腐食保護を生成するためのコーティングシステム（１）、より詳細には腐食制御被覆システムであって、
   前記コーティングシステムが、
   （ａ） 水への暴露で架橋する陰極腐食制御コーティングの形態の第１の層（３）と、
   （ｂ）水性ベースのコーティング組成物によって得られるコーティングの形態の第２の層（４）とからなることを特徴とするコーティングシステム。
2. 前記第１の層（３）が無機系マトリックスを具備し、特に前記マトリックスが有機改質されていることを特徴とする請求項１記載のコーティングシステム。
3. 前記無機ベースマトリクスが、無機系酸化物、より特定的にはケイ素酸化物、チタン酸化物および／またはジルコニウム酸化物、好ましくは二酸化ケイ素および／または二酸化チタン、より好ましくは二酸化チタンを具備すること、または少なくとも実質的にそれらからなることを特徴とする請求項１または２記載のコーティングシステム。
4. 前記第１の層は、水分への曝露により、より詳細には、大気中の水分への曝露によって架橋することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のコーティングシステム。
5. 前記第１の層は、１００℃未満、より詳細には９０℃未満、好ましくは８０℃未満の温度で架橋することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のコーティングシステム。
6. 前記第１の層は、５〜３０℃の範囲の温度で架橋し、および／または、前記第１の層が２０〜１００℃、より具体的には３０〜９０℃、好ましくは５０〜８０℃の範囲の温度で架橋することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のコーティングシステム。
7. 前記第１の層（３）は金属粒子を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のコーティングシステム。
8. 前記第１の層（３）は、第１の層に基づいて、少なくとも５０重量％、より特定的には詳細には少なくとも６０重量％、好ましくは少なくとも７０重量％の金属粒子を含むこと；および／または、
   前記第１の層（３）は、第１の層に基づいて、５０〜９５重量％、より詳細には６０〜９５重量％、好ましくは７０〜９０重量％の範囲の金属粒子の画分を含むことを特徴とする請求項７記載のコーティングシステム。
9. 前記第１の層（３）は小板状および／または顆粒状、より具体的には球状の金属粒子、好ましくは顆粒状、より具体的には球状の金属粒子を含むことを特徴とする請求項７または８記載のコーティングシステム。
10. 前記金属粒子は、アルミニウム、亜鉛またはそれらの合金に基づいて、より特定的には、純粋な亜鉛および／または亜鉛合金に基づいて形成されることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１つに記載のコーティングシステム。
11. 前記第２の層（４）は、透明な層の形態において、より特定的にはクリアコートの形態において形成されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載のコーティングシステム。
12. 前記第２の層（４）は、少なくとも１つの親水性無機または有機、オリゴマーまたはポリマー化合物または疎水性有機化合物を具備すること、または少なくとも実質的にそれらからなることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載のコーティングシステム。
13. 前記基材は、アルミニウムおよび鉄、好ましくは鉄から選択される少なくとも１つの金属を具備すること、もしくは少なくとも特定的にはそれらからなること、それらの基材が鋼からなることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つに記載のコーティングシステム。
14. 金属基材（２）上に陰極腐食防護を生成するための好ましくは請求項１〜１３のいずれか１つに記載のコーティングシステム（１）、より特定的には腐食制御コーティングシステムを製造する方法において、
    （Ａ）第１の方法ステップにおいて、水に曝露して架橋する第１のコーティング組成物、より特定的には第１の、少なくとも実質的に含水コーティング組成物が、第１の層を形成するために、金属基材に塗布されること；及び
    （Ｂ）第１の方法ステップ（Ａ）に続く第２の方法ステップでは、水性ベースの第２のコーティング組成物を第１の層に塗布することを特徴とする製造方法。
15. 前記第２の方法ステップ（Ｂ）において、第２のコーティング組成物の塗布後、第１のコーティング組成物は、水、より特定的には水分、好ましくは大気中の水分に曝露されることで架橋されることを特徴とする請求項１４記載の製造方法。
16. 請求項１〜１３のいずれか１つに記載のコーティングシステムを具備すること、および／または請求項１４および１５にいずれかによる方法によって取得可能なコーティングシステムを具備する金属基材。
17. 第１のコーティング組成物、より特定的には陰極腐食制御コーティング組成物、および第２のコーティング組成物、より特定的にはトップコート組成物を含むことを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載のコーティングシステムを製造するためのキット。