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TWI418600B - 上層塗覆用之塗料、有防蝕表面處理之鏈條,及有防蝕表面處理之鏈輪 - Google Patents

上層塗覆用之塗料、有防蝕表面處理之鏈條,及有防蝕表面處理之鏈輪 Download PDF

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TWI418600B
TWI418600B TW098145445A TW98145445A TWI418600B TW I418600 B TWI418600 B TW I418600B TW 098145445 A TW098145445 A TW 098145445A TW 98145445 A TW98145445 A TW 98145445A TW I418600 B TWI418600 B TW I418600B
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TW
Taiwan
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coating
chain
zinc
coating film
aqueous
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TW098145445A
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English (en)
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TW201033307A (en
Inventor
Yuji Fukuike
Tomohide Takada
Original Assignee
Tsubakimoto Chain Co
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Publication date
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Description

上層塗覆用之塗料、有防蝕表面處理之鏈條,及有防蝕表面處理之鏈輪
本發明是有關可使塗膜形成時具有良好防鏽性及密著性的上層塗覆用之塗料,以及可在鹽水、酸、鹼等腐蝕周圍環境下使用,使用前述上層塗覆用塗料後形成塗膜的軸襯鏈條(bush chain)、滾子鏈條(roller chain)等有防蝕表面處理之鏈條,及有防蝕表面處理之鏈輪。
以往,為了使鏈條等機械可在鹽水、酸、鹼等腐蝕環境下使用時的防蝕,而在鏈條等各構件的鐵母材表面上被覆比鐵低階的鋅等金屬,或被覆比鐵高階的鎳等金屬。在前者的鍍鋅上,可舉出電鍍鋅及粉末衝擊鍍鋅(powder shot-blast zinc plating)等。在後者的鍍鎳上,可舉出電鍍鎳及無電解鍍鎳等。
同時,可利用鋅及鋁的犠牲性防蝕作用(因此等金屬的離子化傾向較鐵大,可比鐵先行溶出而抑制鐵的腐蝕之作用),在鏈條等各構件的鐵母材表面上,使用含鋅及鋁等作為金屬顏料的水性防鏽塗料後形成塗膜。
專利文獻1中說明的發明,是在非氫氣環境下於鐵質地上形成鋅皮膜後,再藉由含有鋁粉及聚矽氧樹脂的水性防鏽塗料在該鋅皮膜上進行烘烤後,形成鍍有防白鏽之塗膜的防蝕性鏈條用構件。
[專利文獻1]日本專利第3122037號公報
不過,使用上述的水性防鏽塗料而在鏈條的各構件之表面上形成塗膜時,在組合構件以製作鏈條時及使用鏈條時,容易於擦拭時產生塗膜粉,而造成使手沾污等作業性不良、鏈條的外觀品質不佳、部分塗膜變薄以致降低性能的問題。
本發明是鑑於此等問題而完成的發明,其目的是提供:具有良好的防鏽性及對被塗物具密著性的上層塗覆用之塗料,及使用該上層塗覆用塗料後形成塗膜,除了可抑制塗膜粉的產生,同時提供具有良好防蝕性的有防蝕表面處理之鏈條,以及有防蝕表面處理之鏈輪。
本發明人等經深入研究的結果,發現在使用含鋅的水性防鏽塗料之被塗物表面形成的塗膜上,藉由將含有矽酸鈉與丙烯酸乳劑或聚胺基甲酸酯水性組成物的上層塗覆用之塗料上層塗布後,不但可具有良好的防蝕性,而且可抑制塗膜之剝離,而完成本發明。
即,第1項發明的上層塗覆用之塗料,係一種可上層塗覆在使用含鋅的水性防鏽塗料所形成的塗膜上之塗料,其特徵係:在含有顏料的上層塗覆用之塗料中,含有矽酸鈉與丙烯酸乳劑或聚胺基甲酸酯水性組成物。
此處所謂的丙烯酸乳劑,是指使用乳化劑以水系而使丙烯酸類單體為主成分的單體乳化聚合成之乳劑。
同時,所謂聚胺基甲酸酯水性組成物,是指調配含有異氰酸基的化合物與含有活性氫基的化合物反應而得的胺基甲酸酯預聚合物後,使其分散在水中而得之物質(聚胺基甲酸酯乳劑),或使其溶解而得之物質。活性氫基是指含有可與異氰酸基反應的氫之官能基,可舉出羥基、一級或二級胺基、硫醇基(mercapto)等。
本發明中形成的塗膜具有良好的防鏽性,並與上層塗覆用塗料容易滲透到使用前述水性防鏽塗料而形成的塗膜內相輔,使密著性良好。
第2項發明的上層塗覆用塗料,其特徵為:第1發明中的前述丙烯酸乳劑,係含有烷氧矽烷基,由含有具乙烯性雙鍵的單體之聚合性單體乳化聚合而成,前述矽酸鈉的有效成分與前述丙烯酸乳劑的有效成分之質量比為0.1以上17以下。
本發明中,可使塗膜之防鏽性及密著性更佳。
第3項發明的上層塗覆用之塗料,其特徵為:第1發明中的前述聚胺基甲酸酯水性組成物,是使分子內至少含有一個矽烷醇基的聚胺基甲酸酯樹脂與強鹼性三級胺調配而成,前述矽酸鈉的有效成分與前述聚胺基甲酸酯水性組成物的有效成分之質量比為0.1以上17以下。
本發明中,可使塗膜之防鏽性及密著性更佳。
第4項發明的上層塗覆用塗料,其特徵為:第1至第3項發明中的任一項中之前述顏料,是雲母粉顏料或雲母鈦顏料,前述顏料,與該顏料、前述矽酸鈉的有效成分及前述丙烯酸乳劑或聚胺基甲酸酯水性組成物的有效成分之總質量的質量比,為0.08以上0.5以下。
本發明中,可使塗膜之防鏽性及密著性具有良好的平衡性。
第5項發明中的上層塗覆用塗料,其特徵為:在第4發明中另含有不鏽鋼鱗片(stainless flakes)。
本發明中,可賦與塗膜良好的光澤。
第6項發明的有防蝕表面處理之鏈條,其特徵為:係由鐵類材料形成並將一對外板與一對內板相互連接而組成,並在表面上使用含鋅的水性防鏽塗料而形成第1塗膜之有防蝕表面處理的鏈條,其中在前述第1塗膜上,使用第1至第3發明中任一項之上層塗覆用的塗料而形成第2塗膜。
此處所謂鐵類材料,是指鐵或以鐵為主成分的鐵合金,在鐵合金上,可舉出同時含有鐵與碳、矽、鎂、鈰、鎳、鉻、鉬、銅等的合金。至於鐵合金,具體上可舉出鋼及鑄鐵等。
第7項發明的有防蝕表面處理之鏈條,其特徵為:係由鐵類材料形成並將一對外板與一對內板相互連接而組成,並在其表面上使用含鋅的水性防鏽塗料而形成第1塗膜之有防蝕表面處理的鏈條,其中在前述第1塗膜上,使用第4發明的上層塗覆用之塗料後形成第2塗膜。
第8項發明的有防蝕表面處理之鏈條,其特徵為:係由鐵類材料形成並將一對外板與一對內板相互連接而組成,並在其表面上使用含鋅的水性防鏽塗料而形成第1塗膜之有防蝕表面處理的鏈條,其中在前述第1塗膜上,使用第5發明的上層塗覆用之塗料後形成第2塗膜。
在第6至第8項發明中,由於使鐵類的母材以使用含鋅的水性防鏽塗料而形成的第1塗膜被覆,故可使離子化傾向大於鐵的鋅先行溶出而抑制紅鏽的發生,而使鏈條具有良好的耐久性。
所以,因使用本發明的上層塗覆用之塗料而形成第2塗膜,故可使塗膜的密著性良好,並在組裝鏈條組成構件時及使用鏈條時可抑制塗膜粉的發生。所以,可使作業性及外觀品級變佳,使塗膜的膜厚保持均勻,而保持良好的防蝕性。
第9項發明的有防蝕表面處理之鏈條,其特徵為:在第6項發明中的前述表面與前述第1塗膜之間,藉由衝擊鍍鋅而形成鋅-鐵合金底質皮膜。
此處所謂的衝擊鍍鋅,是指可形成由投射在鐵類母材表面的鋅-鐵合金形成之噴砂(blast)材積層成皮膜結構之鍍鋅。
在本發明中,組成鏈條構件的鐵類母材是由衝擊鍍鋅而被覆,故可藉此鋅-鐵合金底質皮膜及含在前述第1塗膜中的鋅之犠牲防蝕作用,抑制紅鏽的發生,而且因塗膜的密著性良好,故可使鏈條具有較良好的耐久性。
第10項發明的有防蝕表面處理之鏈條,其特徵為:第6項發明中的前述水性防鏽塗料,是含有鋅、硝酸鹽、及含硫醇基的矽烷耦合劑之外的含硫醇基之有機化合物者。
第11項發明的有防蝕表面處理之鏈條,其特徵為:第9項發明中的前述水性防鏽塗料,是含有鋅、硝酸鹽、及含硫醇基的矽烷耦合劑之外的含硫醇基之有機化合物。
在第10及第11項發明中,由於鋅為前述有機化合物所被覆,故可充分抑制鋅與水的反應,而使用貯存安定性良好的水性防鏽塗料形成第1塗膜,由該第1塗膜中所含足量的鋅,可更有效的顯現出犠牲防蝕作用。
第12項發明的有防蝕表面處理之鏈輪,其特徵為:由鐵類材料形成,外緣具有與鏈條契合的齒部,並在表面上使用含鋅的水性防鏽塗料而形成第1塗膜之有防蝕表面處理的鏈輪,在前述第1塗膜上,使用第1至第3項發明中任一項之上層塗覆用的塗料後形成第2塗膜。
第13項發明的有防蝕表面處理之鏈輪,其特徵為:係由鐵類材料形成,外緣具有與鏈條契合的齒部,並在表面上使用含鋅的水性防鏽塗料而形成第1塗膜之有防蝕表面處理的鏈輪,在前述第1塗膜上,使用第4項發明的上層塗覆用之塗料後形成第2塗膜。
第14項發明的有防蝕表面處理之鏈輪,其特徵為:係由鐵類材料形成,外緣具有與鏈條契合的齒部,並在表面上使用含鋅的水性防鏽塗料而形成第1塗膜之有防蝕表面處理的鏈輪,在前述第1塗膜上,使用第5項發明的上層塗覆用之塗料後形成第2塗膜。
在第12至第14項發明中,由於鐵類的母材已被覆使用含鋅的水性防鏽塗料形成的第1塗膜,故可使離子化傾向大於鐵的鋅先行溶出而抑制紅鏽的發生,而使鏈輪具有良好的耐久性。
而且,因使用本發明的上層塗覆用之塗料而形成第2塗膜,故可使塗膜的密著性良好,進而抑制製造鏈輪時及使用時塗膜粉的發生。所以,可使作業性及外觀品級良好,使塗膜的膜厚保持均勻,而保持良好的防蝕性。
第15項發明的有防蝕表面處理之鏈輪,其特徵為:在第12項發明的前述表面與前述第1塗膜之間,藉由衝擊鍍鋅而形成鋅-鐵合金底質皮膜。
在本發明中,鐵類母材是由衝擊鍍鋅而被覆,故可藉此鋅-鐵合金底質皮膜及含在前述第1塗膜中的鋅之犠牲防蝕作用,抑制紅鏽的發生,而且因塗膜的密著性良好,故可使鏈輪具有較良好的耐久性。
第16項發明的有防蝕表面處理之鏈輪,其特徵為:在第12項發明的前述水性防鏽塗料,是含有鋅、硝酸鹽、及含硫醇基的矽烷耦合劑之外的含硫醇基之有機化合物。
第17項發明的有防蝕表面處理之鏈輪,其特徵為:第15項發明的前述水性防鏽塗料,是含有鋅、硝酸鹽、及含硫醇基的矽烷耦合劑之外的含硫醇基之有機化合物。
在第16及第17項發明中,由於鋅為前述有機化合物所被覆而充分抑制鋅與水的反應,並使用貯存安定性良好的水性防鏽塗料形成第1塗膜,因此該第1塗膜中含有足量的鋅,可更有效地顯現出犠牲防蝕作用。
藉由本發明的上層塗覆用之塗料,由於含有矽酸鈉,與丙烯酸乳劑或聚胺基甲酸酯水性組成物,故具有良好的防鏽性,同時可使被塗物及形成在該被塗物表面上的含鋅塗膜之密著性良好。
所以,在組裝使用該上層塗覆用之塗料後形成塗膜的機械構件時,及使用組裝後的機械時,可抑制塗膜粉的發生,可使作業性及外觀品級變佳,使塗膜的膜厚保持均勻而保持機械的防蝕性。
藉由本發明的有防蝕表面處理之鏈條及有防蝕表面處理之鏈輪,由於在使用含鋅的水性防鏽塗料後形成的第1塗膜上,有使用本發明的上層塗覆用之塗料而形成的第2塗膜,故除了可藉由第1塗膜及第2塗膜而良好地抑制紅鏽之發生,同時在製造時及使用時也可抑制塗膜粉的發生,而使作業性及外觀品級變佳,使塗膜的膜厚保持均勻而保持良好的防蝕性。所以,鏈條及鏈輪可具有良好的耐久性。
[實施發明的最佳形態] (1) 上層塗覆用之塗料
本發明的上層塗覆用之塗料是可塗覆在使用含鋅的水性防鏽塗料後形成之塗膜上的上層塗覆用之塗料,含有顏料、矽酸鈉,與丙烯酸乳劑或聚胺基甲酸酯水性組成物。
如上述,丙烯酸乳劑是在水系中使用乳化劑使以丙烯酸類單體為主成分之單體乳化聚合成的乳劑。單體只要是可在乳化劑的聚合物內部或聚合物間形成交聯結構,可提高由本發明的上層塗覆用之塗料所得的塗膜之防蝕性、密著性等的化合物即可。丙烯酸乳劑也可含有無機聚合物。
具體上,丙烯酸乳劑可列舉如:係含有烷氧矽烷基,由含有具乙烯性雙鍵的單體之聚合性單體乳化聚合而得之乳劑。
聚胺基甲酸酯水性組成物可列舉如:含有分子內至少含有一個矽烷醇基的聚胺基甲酸酯樹脂與強鹽性三級胺而得之物質。強鹽性三級胺具有作為硬化觸媒的功能。強鹽性三級胺可列舉如:1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一碳烯-7及1,8-二氮雜雙環[3.4.0]壬烯-5等。
前述丙烯酸乳劑的聚合物,可為含有烷氧矽烷基之具有乙烯性雙鍵的單體之單獨聚合物,或具有前述單體與其他的乙烯性雙鍵之單體的共聚合物之任何一種。含有烷氧矽烷基之具有乙烯性雙鍵之單體,可列舉如:γ-甲基丙烯氧基丙基三甲氧矽烷、γ-甲基丙烯氧基丙基甲基二甲氧矽烷及乙烯基三異丙氧矽烷等。具有其他的乙烯性雙鍵之單體,可列舉如:甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙己酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸及甲基丙烯酸等。乳化劑,可使用周知的界面活性劑。
至於前述聚胺基甲酸酯水性組成物,首先是使平均每分子內至少具有2個活性氫基的化合物、平均每分子內至少具有2個異氰酸基的化合物,及分子內具有親水性基、至少具有1個活性氫基的化合物反應,以製造聚胺基甲酸酯預聚物。接著,以中和劑中和該聚胺基甲酸酯預聚物中的親水性基後,加入強鹽性三級胺,再使加入此中和劑及強鹽性三級胺的聚胺基甲酸酯預聚物,藉由分散或溶解在一種水中而獲得聚胺基甲酸酯水性組成物,該水中係溶解有一分子內含有至少可與1個異氰酸基反應的活性氫基與水解性矽基的化合物及其他的鏈伸長劑。
本發明的上層塗覆用之塗料,因含有丙烯酸乳劑或聚胺基甲酸酯水性組成物與矽酸鈉,故具有良好的密著性,同時可使防鏽性更為提高。
在使用丙烯酸乳劑時,矽酸鈉的有效成分與丙烯酸乳劑的有效成分之質量比,宜為0.1以上17以下。當前述質量比為0.1以上17以下時,由上層塗覆用塗料形成的塗膜具有良好的防鏽性及密著性。就使密著性較為優異而言,是以前述質量比為0.1以上4.2以下時較佳,就使密著性較為優異而言,是以前述質量比為0.1以上1.4以下時更佳,而就使防鏽性較為優異而言,是以前述質量比為0.2以上1.4以下時尤佳。
在使用聚胺基甲酸酯水性組成物時,矽酸鈉的有效成分與聚胺基甲酸酯水性組成物的有效成分之質量比,宜為0.1以上17以下。當前述質量比為0.1以上17以下時,以上層塗覆用塗料形成的塗膜具有良好的防鏽性及密著性。就使防鏽性較為優異而言,是以前述質量比為0.5以上17以下時較佳,就使防鏽性較為優異而言,是以前述質量比為0.6以上17以下時更佳,就使密著性較為優異而言,是以前述質量比為0.6以上5.2以下時尤佳,而就使密著性更為優異而言,是以前述質量比為0.6以上2.4以下時最佳。
前述顏料宜為含雲母粉的雲母顏料或含雲母鈦的雲母鈦顏料。雲母鈦是使薄片狀的雲母粉表面被覆二氧化鈦後,由薄膜干擾效果而顯現出珍珠光澤的物質,雲母鈦顏料是珍珠顏料的一種。顏料可為單獨一種或混合的顏料。
在使用雲母粉顏料或雲母鈦顏料作為顏料時,前述顏料,與該顏料、前述矽酸鈉的有效成分及前述丙烯酸乳劑或聚胺基甲酸酯水性組成物的有效成分之總質量的質量比,宜為0.08以上0.5以下。
在具有此質量比時,可使塗膜的防鏽性與密著性之平衡變佳。如前述質量比超過0.5時,藉由後述的密著性評估試驗確認密著性變差。同時,在使用丙烯酸乳劑時,前述質量比是以0.08以上0.4以下為較佳。
而且,本發明的上層塗覆用之塗料為賦予光澤,也可含有不鏽鋼鱗片等第2顏料。
上層塗覆用之塗料可依照一般的製造方法而將上述成分混合、攪拌後而得。此時,可調配水、醇類溶劑、乙二醇醚類溶劑、甘醇類溶劑等水溶性溶劑、界面活性劑、分散劑、消泡劑等塗料用添加劑後而得。也可調配一般塗料用添加劑的聚碳酸類等分散劑、非離子類或陰離子類等界面活性劑、胺基甲酸酯類等增黏劑、矽類或丙烯酸類的消泡劑,並且也可調配整平劑。
(2) 有防蝕表面處理之鏈條
本發明的有防蝕表面處理之鏈條是由鐵類材料形成,可為由間隔配置的一對內板、壓嵌在該內板之軸襯壓入孔的軸襯、配置在前述內板之外側且連接前後內板的一對外板,與遊嵌(fit with play remaining)在前述軸襯的內周面且壓嵌在外板的插銷壓入孔之連接插銷而構成的軸襯鏈條,以及再使滾輪遊嵌在前述連接插銷及軸襯的外周面上而構成的鏈輪之任何一種。
在以具體的用途例示本發明的有防蝕表面處理之鏈條時,可列舉如:在高濕度環境下,使用於以定期性清洗狀態使用的食品運送盤式輸送帶(tray conveyor)之驅動機制中的輸送鏈條、使用於懸掛可噴洒水及洗劑的洗車機內之滾輪輸送帶之驅動機制,以及刷洗及吹風的驅動機制中之輸送鏈條、可在高溫高濕下使用的養菇用自動存取機高架吊車(stacker crane)之垂吊鏈條、使用於懸掛清洗液的瓶箱清洗運送滾輪輸送帶之驅動機制中的輸送鏈條、在水中行走以使蚵類寄附在沉澱於水中的污泥之輸送鏈條、設置在海岸附近可受海風曝曬的野外設置輸送帶之驅動機制中的輸送鏈條等運送用輸送鏈條,及可傳送使用引擎等的動力之傳動用鏈條。
使用於本發明的有防蝕表面處理之鏈條中的內板及外板的具體形狀,可為橢圓型,也可為葫蘆型。
本發明的有防蝕表面處理之鏈條,在上述各組成構件的鐵類母材之表面上,具有使用水性防鏽塗料後形成的第1塗膜。在前述鐵類母材上也可施予表面處理。表面處理,是以高壓空氣使小鋼珠對著該表面噴出,打中該表面後進行可使該表面加工的噴砂處理。在前述表面上是以施予鍍鋅後形成底質皮膜為佳,並且以衝擊鍍鋅後形成鋅-鐵合金底質皮膜時較佳。
前述水性防鏽塗料,是以含有鋅、硝酸鹽,及含硫醇基的矽烷耦合劑之外的含硫醇基之有機化合物為佳。水性防鏽顏料可由此鋅、硝酸鹽,及前述的有機化合物等組成。在水性防鏽顏料中,雖然也可含有鋅以外的卑金屬,但是由貯存安定性劣化之觀點而言,在作為顏料時則不宜含鋁。
相對於水性防鏽塗料,鋅含量宜為5質量%以上90質量%以下。當前述含量為5質量%以上90質量%以下時,鋅可顯現出良好的犠性防蝕作用。
至於鋅的形態等,並無特別的限制,可以球狀、鱗片狀、棒狀之狀態等取得。尤其是在使用鱗片狀物而組成塗料時,可使對被覆物的被覆效果變高,而具有優異的防蝕性。
鋅為鱗片狀時,可藉由球磨機、超微磨碎機(attritor)等延展處理而得,其平均長寬比(aspect ratio)(平均長度/平均厚度)宜為10以上。
將由此而得的鱗片狀鋅粉末,與含硫醇基的矽烷耦合劑之外的含硫醇基之有機化合物混練後,並加入硝酸鹽再混練後,即可得使鋅為前述有機化合物被覆的水性防鏽塗料。其形態可為粉末狀,也可以是漿液狀。
硝酸鹽可在延展處理之際與前述有機化合物同時加入,也可如上述在鋅粉末與前述有機化合物混練時加入。
在進行上述的延展處理時,可使用前述有機化合物作為粉碎助劑直接被覆在金屬表面,也可併用作為一般粉碎助劑的硬脂酸等飽和脂肪酸、油酸等不飽和脂肪酸,及氟化氫酸鹽等。
並且,在延展處理及混練處理時,也可添加界面活性劑、上述的粉碎助劑作為分散助劑。
可在有機溶劑的存在下進行混練處理,尤其是在使用水溶性溶劑時,宜將處理後的漿液作為水性防鏽顏料,直接就加入水性防鏽塗料中。
至於前述水溶性溶劑,可舉出丙二醇、乙二醇等二醇類溶劑、乙醇、異丙醇等醇類溶劑、二丙二醇單甲醚等二醇醚類溶劑等。
至於具有硫醇基的有機化合物,可舉出3-硫醇丙酸、硫醇丙酸乙己酯、硫醇丙酸甲氧丁酯、硫醇丙酸十三酯、異戊四醇四方丙酸酯、4-硫醇酚、硫甘醇酸、硫乙醇酸單乙醇胺、硫乙醇酸乙己酯、硫乙醇酸甲酯、硫乙醇酸乙酯等。此等有機化合物可單獨使用,也可同時使用2種以上。
前述有機化合物相對於鋅粉末的添加量,在相對於鋅粉末100質量份時,宜為1至13質量份,並以3至13質量份時較佳,而以3至10質量份時更佳,而以5至8質量份時尤佳。如前述添加量少於1質量份時,將不能充分處理鋅粉末的表面,而使其在水中的安定性(貯存安定性)不足;如前述添加量超過13質量份時,將使前述有機化合物過量,不能期望可更提高在水中的安定性。
至於可含在水性防鏽顏的硝酸鹽,可舉出硝酸鉀、硝酸鈣、硝酸鎂、硝酸鎳、硝酸鈷等。其中,以硝酸鎂及硝酸鎳為佳。此等硝酸鹽可單獨使用,也可同時使用2種以上。
相對於鋅粉末100質量份時,硝酸鹽的添加量宜為0.1至10質量份,並以3至9質量份時較佳,而以3至7質量份時更佳。如前述添加量少於0.1質量份時,將不足以提高前述有機化合物對鋅粉末的表面之被覆效率,而使水性防鏽顏料在水中的安定性不足;如前述添加量超過10質量份時,不能期待可更提高在水中的安定性。
水性防鏽顏料宜含有鎂化合物,並以含有上述硝酸鎂時更佳。
相對於鋅,含在水性防鏽顏料中的鎂之質量比例宜為0.05質量%至10質量%,並以0.2質量%至2.0質量%時較佳,而以0.4質量%至1.0質量%時更佳。如前述比例為0.05質量%至10質量%時,在使用前述水性防鏽顏料而組成之水性防鏽塗料塗裝在鏈條構件上時,由於鎂較鋅先行溶出,故可抑制鋅的溶出量而得以維持長期的防蝕性。
水性防鏽顏料可各別地添加各成分,或預先將一部份或全部的成分混合後再添加,也可與水及上述溶劑混合形成漿液狀後再添加。
水性防鏽顏料是依照通常的製造方法,將各成分混合、攪拌後而得。此時,可調配水、醇類溶劑、二醇醚類溶劑、二醇類溶劑等水溶性溶劑、界面活性劑、表面調整材、分散劑、分散助劑、消泡劑等之塗料用添加劑而得。也可調配聚碳酸類等分散劑、非離子類或陰離子類等界面活性劑、聚胺基甲酸酯類增黏劑、矽類或丙烯酸類消泡劑的一般塗料用添加劑,並且也可調配整平劑。
至於本發明的有表面防蝕處理之鏈條,是在前述第1塗膜上,使用上述的本發明之上層塗覆用塗料而形成第2塗膜者。
如以防蝕表面處理的鏈條之組成構件的表面為例時,可藉由含浸旋轉等方法塗布前述水性防鏽塗料及本發明之上層塗覆用塗料之後,以烘烤乾燥而形成第1塗膜及第2塗膜。由於水性防鏽塗料及上層塗覆用塗料具有上述的組成,故可在溫度180℃以下各別地進行烘烤乾燥。
所以,不僅不會造成鏈條組成構件的硬度降低,而且也可抑制鏈條強度及鏈條壽命的降低。
第1圖是表示作為有防蝕表面處理之鏈條的一例之滾子鏈條10的部份截圖,該鏈條是由塗布本發明的上層塗覆用之塗料而成。
如第1圖中所示,滾子鏈條10具備有間隔配置的一對內板11,11、壓嵌合在該內板11,11的軸襯壓入孔11a,11a內的軸襯12、配置在內板11,11的外側,且連接前後的內板11,11上之一對外板13,13、遊嵌在軸襯12的內緣側且壓嵌在外板13,13的插銷壓入孔13a,13a內之連接插銷14,與遊嵌在軸襯12的外緣側之滾輪15。
(3) 有防蝕表面處理之鏈輪
本發明的有防蝕表面處理之鏈輪,是由鐵類材料形成,外緣上具有可與鏈條契合的齒部。鏈輪可以是由複數個構件組合成的鏈輪,也可以是一體成形的鏈輪。
本發明的有防蝕表面處理之鏈輪,至少在其側面的鐵類母材之表面上,具有使用上述水性防鏽塗料而形成的第1塗膜。也可在前述鐵類母材之表面上施予表面處理。至於表面處理,可施予噴砂處理。在前述表面上,宜施予鍍鋅後形成底質皮膜,並以施予衝擊鍍鋅而形成鋅-鐵合金底質皮膜者較佳。
本發明的有防蝕表面處理之鏈輪,是在上述第1塗膜上使用上述本發明的上層塗覆用之塗料而形成第2塗膜者。
如以鏈輪的表面為例時,可藉由含浸旋轉等方法將前述水性防鏽塗料及本發明的上層塗覆用塗料塗布之後,以烘烤乾燥而形成第1塗膜及第2塗膜。由於水性防鏽塗料及上層塗覆用塗料具有上述的組成,故可在溫度180℃以下各別進行烘烤乾燥。
所以,不僅不會降低鏈輪的硬度,而且也可抑制強度及壽命的降低。
而且,也可藉由噴鍍或塗布而形成第1塗膜及第2塗膜。
第2圖是表示本發明的有防蝕表面處理之鏈輪的一例之鏈輪30的齒部斜視圖,其外緣具有可與前述滾子鏈條10契合的齒部。
鏈輪30在厚度方向的約略中央部份上,具有可與滾子鏈條10的滾輪15契合的齒部31,31…。
作為齒部31,31…的表面之層結構的一例,可舉出在鐵類母材上具有由衝擊鍍鋅而形成的鋅-鐵合金底質皮膜、使用前述水性防鏽塗料而形成的第1塗膜,與使用本發明的上層塗覆用之塗料而形成的第2塗膜之結構。
[實施例]
以下,具體說明本發明的實施例與比較例,但本發明並不侷限於此等實施例之範圍。
1.水性防鏽塗料 [配合例1]
依照下述表1的配方(以質量份表示),使鱗片狀的鋅粉末(平均長徑15μm、平均厚度0.5μm)、界面活性劑、分散助劑及硫乙醇酸乙己酯,在二丙二醇單甲醚中混合攪拌3小時後,加入硝酸鎂,經混合攪拌後,可得鋅膏狀物。此鋅膏狀物是以硫乙醇酸乙己酯被覆鋅粉末的表面者。
在前述鋅膏狀物中,調配分散劑、3-胺基丙基三乙氧矽烷的加水解物(信越化學工業(股)製「KBP90」)、水、流動性改良劑(Bykchemie(股)製「BYK420」)、消泡劑(Sannopco(股)製「SN Defoamer(音譯)1070」)及表面調整劑後,可得配合例1的水性防鏽塗料。藉由前述「KBP90」的添加,可得Zn在水中之安定化及附著性的改善效果。
2. 上層塗覆用之塗料(1) [實施例1]
依照下述表2的配方,將珍珠顏料(默克(Merck)(股)製「Iriodin 103WNT」)、第2顏料(有效成分(加熱殘留分)50%)、丙烯酸乳劑[日本漢克科技(Henkel Technologies Japan)(股)製「Yodosol(音譯)AX-6」,有效成分(加熱殘留分)42%,以下簡稱「AX-6」]、矽酸鈉[JIS規定的矽酸鈉2號,有效成分(加熱殘留分)51%]、消泡劑(山諾克(Sannopco)(股)製「SN Defoamer(音譯)5016」)、界面活性劑、增黏劑(富士化學(Fujichemie)HEC(股)製「AW-15F」,羥基乙基纖維素)及水混合攪拌1小時後,可得實施例1的上層塗覆用之塗料(1)。
表2及下述表3中,「矽酸鈉/丙烯酸乳劑」是表示矽酸鈉的有效成分與丙烯酸乳劑的有效成分之質量比,「PWC(Pigment Weight Concentration)(顏料重量濃度)」,是表示在所形成的塗膜中之(Iriodin 103WNT)與(Iriodin 103WNT+AX-6的有效成分+矽酸鈉的有效成分)之質量比(此處是以百分率表示)。
[實施例2至11]
依照上述表2或下述表3的配方調配,進行與實施例1相同的操作後,可得實施例2至11的上層塗覆用之塗料(1)。
[比較例1]
依照前述表3的配方但不含矽酸鈉,進行與實施例1相同的操作後,可得比較例1的上層塗覆用之塗料。
[比較例2]
依照前述表3的配方但不含AX-6,進行與實施例1相同的操作後,可得比較例2的上層塗覆用之塗料。
3. 上層塗覆用之塗料 [實施例21]
依照下述表4的配方,將前述珍珠顏料、不鏽鋼鱗片、聚胺基甲酸酯水性組成物[三井化學(股)製「WS5100」,有效成分(加熱殘留分)30%,以下簡稱「WS5100」]、前述矽酸鈉、前述消泡劑、界面活性劑、增黏劑(三晶(股)製「Kelzan S」,黃原膠)及水混合攪拌1小時後,可得實施例21的上層塗覆用之塗料(2)。
表4及下述表5中,「矽酸鈉/聚胺基甲酸酯水性組成物」是表示矽酸鈉的有效成分與聚胺基甲酸酯水性組成物的有效成分之質量比,「PWC(顏料重量濃度)」是表示在所形成的塗膜中之(Iriodin 103WNT)與(Iriodin 103WNT+WS5100的有效成分+矽酸鈉的有效成分)之質量比(此處是以百分率表示)。
[實施例22至37]
依照上述表4或下述表5的配方調配,進行與實施例21相同的操作後,可得實施例22至37的上層塗覆用之塗料(2)。
4. 有防蝕表面處理之鏈條
製作具有與第1圖的滾子鏈條10之組成相同的滾子鏈條。
第3圖是表示第1圖的A部份之擴大截面圖。即,表示滾子鏈條10的滾輪15之表面的模式截面圖。
如第3圖中所示,在鐵類母材22上,依序形成鋅-鐵合金底質皮膜24、第1塗膜26及第2塗膜28。滾子鏈條10的其他組成構件(內板11、軸襯12、外板13及連接插銷14)的表面也具有相同的層結構。
藉由衝擊鍍鋅,而使前述鏈條組成構件的鐵類母材22被覆鋅-鐵合金底質皮膜24之後,使用前述表1的配合例1之水性防鏽塗料以含浸旋轉法被覆該鋅-鐵合金底質皮膜24,於180℃中烘烤後形成第1塗膜26。並且,使用前述實施例1的上層塗覆用之塗料以含浸旋轉法塗覆第1塗膜26,於180℃中烘烤後形成第2塗膜28。然後,將經施予表面處理及塗裝的各組成構件組裝,即製作成滾子鏈條。
與上述相同,在包覆鐵類母材的鋅-鐵合金皮膜上,使用前述配合例1的水性防鏽塗料後形成第1塗膜,在該第1塗膜上,使用實施例2至11、實施例21至37、比較例1及2,以及以往產品的上層塗覆用之塗料而形成塗膜後,即製作成滾子鏈條。以往產品的上層塗覆用之塗料並不含矽酸鈉、丙烯酸乳劑及聚胺基甲酸酯水性組成物,而是含有前述珍珠顏料及作為黏合劑的前述KBP90。
5. 有防蝕表面處理之平板
將經上述表面處理及形成塗膜的滾子鏈條加入可組成的內板(以下,簡稱板(1)),調整以下的有防蝕表面處理之板(以下,簡稱板(2))。
在內板的母材內施予噴砂處理以取代衝擊鍍鋅之後,使用前述表1的配合例1之水性防鏽塗料以含浸旋轉法被覆,並於180℃中烘烤後形成第1塗膜。並且,使用前述實施例1至11、實施例21至37、比較例1及2各別的上層塗覆用之塗料以含浸旋轉法被覆第1塗膜26,並於180℃中烘烤後形成第2塗膜28。
6. 性能評估 [鹽水噴霧試驗(防蝕性評估試驗)]
針對上述各板(1)、板(2)及滾子鏈條,進行鹽水噴霧試驗。試驗是依據「JIS-K5600-7-1」進行,藉由目視測定直到平板上顯現紅鏽的時間。此試驗結果如前述表2至表5中所示。
另外,如以下的基準評估之此試驗結果後,如前述表2至表5中所示。
A1:良好
A2:較佳
A3:更佳
B:稍微不佳
C:不良
[密著性評估試驗]
將濾紙固定配置在鏈條的組裝設備上,使用實施例1至11、實施例21至37、比較例1及2,以及以往產品的上層塗覆用之塗料,將已在前述第1塗膜上形成各別塗膜的鏈條之各組成構件組裝後,製作成鏈條。檢測此時所產生的塗膜粉在前述濾紙上的堆積量。
第4A圖至第4E圖,是表示製作各鏈條時所產生的塗膜粉在前述濾紙上的堆積量之模式圖,第4A圖是製作實施例1至6、實施例21至29、32、33、35至37及比較例1的鏈條時塗膜粉之堆積量,第4B圖是製作實施例7、30、34的鏈條時塗膜粉之堆積量,第4C圖是製作實施例8至11、31的鏈條時塗膜粉之堆積量,第4D圖是製作比較例2的鏈條時塗膜粉之堆積量,第4E圖是製作使用以往產品的上層塗覆用塗料之鏈條時塗膜粉之堆積量。
如以下的基準評估密著性後,結果如前述表2至表5中所示。
A1:良好(第4A圖)
A2:較佳(第4B圖)
A3:更佳(第4C圖)
B:稍微不佳(第4D圖)
C:不良(第4E圖)
[總結]
由前述表2及表3可知,使用兼具丙烯酸乳劑及矽酸鈉兩者的實施例1至11的上層塗覆用之塗料所組成的板(1)、板(2)及鏈條,比使用不含丙烯酸乳劑及矽酸鈉之任一者的比較例1及2的上層塗覆用之塗料所組成的板(1)、板(2)及鏈條,其防蝕性可大為提昇,而具有良好的耐久性。
同時,由第4A圖至第4E圖可知,使用實施例1至11及比較例1的上層塗覆用之塗料而製作成的鏈條,可抑制塗膜粉之產生,而使塗膜之密著性良好。隨著矽酸鈉的有效成分與丙烯酸乳劑的有效成分之質量比變大,而塗膜的密著性降低,比較例2的鏈條是密著性下降到使作業性惡化的程度(評估B),以往產品的鏈條之密著性更是降低(評估C)。所以,可確認上層塗覆用之塗料因含有丙烯酸乳劑,而使塗膜之密著性提高。
使用相同調配量的矽酸鈉及丙烯酸乳劑,而改變前述PWC的實施例1至3的上層塗覆用之塗料及實施例8至10的上層塗覆用之塗料,製作成板(1)、板(2)及鏈條,比較其防蝕性評估試驗的結果,可知PWC越大者,越可使耐蝕性提高。
同時,使用珍珠顏料的含量為3.9質量%、矽酸鈉的有效成分與丙烯酸乳劑的有效成分之質量比為0.28至1.32、PWC為26.6%的實施例4至6之上層塗覆用塗料,製作成的板(1)、板(2)及鏈條,其防蝕性最高。
而且,可知當矽酸鈉的有效成分與丙烯酸乳劑的有效成分之質量比為0.1以上17以下時、及PWC為0.08以上0.5以下時,板(1)、板(2)及鏈條具有良好的防蝕性與塗膜之密著性的平衡。
同時,藉由板(1)、板(2)的比較,可知在鐵類母材的表面處理上,以施予衝擊鍍鋅者比噴砂處理者可得較良好的防蝕性。
板(1)及鏈條的防蝕性評估試驗之結果是一致的。由板(1)及(2)的結果,可推測在鏈輪的鐵類母材之表面上施予衝擊鍍鋅或噴砂處理後,使用配合例1的水性防鏽塗料形成第1塗膜之後,再使用實施例1至11的上層塗覆用之塗料形成第2塗膜時,可得到良好的防蝕性。
由前述表4及表5可知,使用含有聚胺基甲酸酯水性組成物及矽酸鈉的實施例21至37的上層塗覆用之塗料所組成的板(1)、板(2)及鏈條,比使用不含聚胺基甲酸酯水性組成物及矽酸鈉的前述比較例2的上層塗覆用之塗料後組成的板(1)、板(2)及鏈條,其防蝕性大為提昇,而具有良好的耐久性。
由表4及表5可知,隨著矽酸鈉與聚胺基甲酸酯水性組成物之質量比變大,而提高防蝕性,如前述質量比為0.68以上時,可更為提高。
而且,當矽酸鈉的有效成分與聚胺基甲酸酯水性組成物的有效成分之質量比為0.1以上17以下時、PWC為0.08以上0.5以下時,確認密著性良好,可抑制組裝鏈條構件時及使用鏈條時塗膜粉之產生,確認可使鏈條具有良好的防蝕性與塗膜之密著性的平衡。
同時,由板(1)及板(2)的結果,可推測在鏈輪的鐵類母材之表面上施予衝擊鍍鋅或噴砂處理後,使用配合例1的水性防鏽塗料形成第1塗膜之後,再使用實施例21至37的上層塗覆用之塗料形成第2塗膜時,可得較良好的防蝕性。
由以上可確認,使用含有矽酸鈉、丙烯酸乳劑或聚胺基甲酸酯水性組成物的本發明之上層塗覆用塗料而形成的塗膜,具有良好的防鏽性及密著性,在鏈條或鏈輪的表面上使用含鋅的水性防鏽塗料而形成的塗膜上形成該塗膜時,可使鏈條或鏈輪具有良好的防蝕性、因可抑制塗膜粉之產生而使作業性良好及外觀品級良好,可使塗膜的膜厚保持均勻。
[產業上之可利用性]
本發明是可在腐蝕環境下使用的軸襯鏈、滾子鏈條等有高防蝕表面處理之鏈條,適用於具有輸送帶鏈條、搬運輸送帶鏈條、傳動用鏈條等各種用途的鏈條上。同時,可適用於腐蝕環境下使用的鏈輪。
10‧‧‧滾子鏈條
11‧‧‧內板
11a‧‧‧軸襯壓入孔
12‧‧‧軸襯
13‧‧‧外板
13a‧‧‧插銷壓入孔
14‧‧‧連接插銷
15‧‧‧滾輪
22‧‧‧鐵類母材
24‧‧‧鋅-鐵合金底質皮膜
26‧‧‧第1塗膜
28‧‧‧第2塗膜
30‧‧‧鏈輪
31‧‧‧齒部
第1圖是表示作為有防蝕表面處理之鏈條的一例之滾子鏈條的部份截面圖。
第2圖是表示作為本發明的有防蝕表面處理之鏈輪的一例之鏈輪的斜視圖,在外緣具有與第1圖的有防蝕表面處理之鏈條契合的齒部。
第3圖是表示第1圖的A部份之擴大截面圖。
第4A圖是表示製作實施例1至6、實施例21至29、32、33、35至37及比較例1的鏈條時,塗膜粉之堆積量的模示圖。
第4B圖是表示製作實施例7、30、34的鏈條時,塗膜粉堆積量的模示圖。
第4C圖是表示製作實施例8至11、31的鏈條時,塗膜粉堆積量的模示圖。
第4D圖是表示製作比較例2的鏈條時,塗膜粉堆積量的模示圖。
第4E圖是表示使用以往產品的上層塗覆用塗料製作鏈條時,塗膜粉堆積量的模示圖。
10...滾子鏈條
11...內板
11a...軸襯壓入孔
12...軸襯
13...外板
13a...插銷壓入孔
14...連接插銷
15...滾輪

Claims (11)

  1. 一種上層塗覆用之塗料,係上層塗覆在使用含鋅的水性防鏽塗料所形成的塗膜上之塗料,其特徵係:在含有顏料的上層塗覆用之塗料中,含有:矽酸鈉,與含有烷氧矽烷基,由含有具乙烯性雙鍵的單體之聚合性單體乳化聚合而成之丙烯酸乳劑,或使分子內至少含有一個矽烷醇基的聚胺基甲酸酯樹脂與強鹼性三級胺調配而成之聚胺基甲酸酯水性組成物,其中,在含有前述丙烯酸乳劑時,前述矽酸鈉的有效成分與前述丙烯酸乳劑的有效成分之質量比為0.1以上17以下,在含有前述聚胺基甲酸酯水性組成物時,前述矽酸鈉的有效成分與前述聚胺基甲酸酯水性組成物的有效成分之質量比為0.1以上17以下。
  2. 如申請專利範圍第1項之上層塗覆用之塗料,其中,前述顏料是雲母粉顏料或雲母鈦顏料,前述顏料,與該顏料、前述矽酸鈉的有效成分及前述丙烯酸乳劑或聚胺基甲酸酯水性組成物的有效成分之總質量的質量比,為0.08以上0.5以下。
  3. 如申請專利範圍第2項的上層塗覆用之塗料,其中,又含有不鏽鋼鱗片。
  4. 一種有防蝕表面處理的鏈條,其特徵為:係由鐵類材料形成並將一對外板與一對內板相互連接而組成,並在表 面上使用含鋅的水性防鏽塗料而形成第1塗膜之有防蝕表面處理的鏈條,其中在前述第1塗膜上,使用申請專利範圍第1至3項中任一項之上層塗覆用的塗料而形成第2塗膜。
  5. 如申請專利範圍第4項的有防蝕表面處理的鏈條,其中,在前述表面與前述第1塗膜之間,藉由衝擊鍍鋅而形成鋅-鐵合金底質皮膜。
  6. 如申請專利範圍第4項的有防蝕表面處理的鏈條,其中,前述水性防鏽塗料是含有鋅、硝酸鹽、及含硫醇基的矽烷耦合劑之外的含硫醇基之有機化合物者。
  7. 如申請專利範圍第5項的有防蝕表面處理的鏈條,其中,前述水性防鏽塗料是含有鋅、硝酸鹽、及含硫醇基的矽烷耦合劑之外的含硫醇基之有機化合物者。
  8. 一種有防蝕表面處理的鏈輪,其特徵為:係由鐵類材料形成,外緣具有與鏈條契合的齒部,並在表面上使用含鋅的水性防鏽塗料而形成第1塗膜之有防蝕表面處理的鏈輪,在前述第1塗膜上,使用申請專利範圍第1至3項中任一項之上層塗覆用的塗料後形成塗膜。
  9. 如申請專利範圍第8項的有防蝕表面處理之鏈輪,其中,在前述表面與前述第1塗膜之間,藉由衝擊鍍鋅而形成鋅-鐵合金底質皮膜。
  10. 如申請專利範圍第8項的有防蝕表面處理之鏈輪,其中,前述水性防鏽塗料是含有鋅、硝酸鹽、及含硫醇基的矽烷耦合劑之外的含硫醇基之有機化合物者。
  11. 如申請專利範圍第9項的有防蝕表面處理之鏈輪,其中,前述水性防鏽塗料是含有鋅、硝酸鹽、及含硫醇基的矽烷耦合劑之外的含硫醇基之有機化合物者。
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