JPH05195233A - 合成ヘミモルファイト耐食皮膜の形成方法 - Google Patents
合成ヘミモルファイト耐食皮膜の形成方法Info
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- JPH05195233A JPH05195233A JP785192A JP785192A JPH05195233A JP H05195233 A JPH05195233 A JP H05195233A JP 785192 A JP785192 A JP 785192A JP 785192 A JP785192 A JP 785192A JP H05195233 A JPH05195233 A JP H05195233A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 水道系配管等への耐食性皮膜としての合成ヘ
ミモルファイト皮膜を効果的に形成する方法の提供。 【構成】 亜鉛及び珪素のアルコキシドを溶媒に溶かし
て得た溶液を水蒸気を通気しながら攪拌し水酸化亜鉛と
珪酸の沈澱物、過剰の水分、エタノール、溶媒を揮発さ
せて、ゲル状のヘミモルファイトの前駆物質を得る。こ
の生成物をアルカリ珪酸塩溶液で希釈して基材表面に塗
布し、８５℃の温度に保持した水中で結晶を熟成するこ
とによって、基材組織と連続した組織を有し基材との結
合性も高く、優れた耐食性を有する耐食性皮膜が形成さ
れる。
ミモルファイト皮膜を効果的に形成する方法の提供。 【構成】 亜鉛及び珪素のアルコキシドを溶媒に溶かし
て得た溶液を水蒸気を通気しながら攪拌し水酸化亜鉛と
珪酸の沈澱物、過剰の水分、エタノール、溶媒を揮発さ
せて、ゲル状のヘミモルファイトの前駆物質を得る。こ
の生成物をアルカリ珪酸塩溶液で希釈して基材表面に塗
布し、８５℃の温度に保持した水中で結晶を熟成するこ
とによって、基材組織と連続した組織を有し基材との結
合性も高く、優れた耐食性を有する耐食性皮膜が形成さ
れる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水道管、下水道管等給
水または排水を目的とする配管、温水器の配管、給湯
管、冷暖房用冷温水系の循環配管、給湯設備の貯水タン
ク等、貯水設備あるいは配管の内面への合成ヘミモルフ
ァイト耐食皮膜の形成方法及び自動車鋼板や屋根材等の
外装鋼板表面への合成ヘミモルファイト耐食皮膜の形成
方法に関する。
水または排水を目的とする配管、温水器の配管、給湯
管、冷暖房用冷温水系の循環配管、給湯設備の貯水タン
ク等、貯水設備あるいは配管の内面への合成ヘミモルフ
ァイト耐食皮膜の形成方法及び自動車鋼板や屋根材等の
外装鋼板表面への合成ヘミモルファイト耐食皮膜の形成
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車鋼板の下地や橋梁等の防食
塗料として、特開昭５９−２１２２５６号公報、特公昭
５３−３７２５５号公報等に記載の亜鉛粉末と有機系或
いは無機系の珪酸塩を主体としたジンクリッチペイント
が使用されてきた。この塗膜は鋼板等の材料の表面に塗
布するだけで、特に加熱処理等をして皮膜を安定な化合
物にすることなく、塗布乾燥後そのまま防食皮膜として
使用される。
塗料として、特開昭５９−２１２２５６号公報、特公昭
５３−３７２５５号公報等に記載の亜鉛粉末と有機系或
いは無機系の珪酸塩を主体としたジンクリッチペイント
が使用されてきた。この塗膜は鋼板等の材料の表面に塗
布するだけで、特に加熱処理等をして皮膜を安定な化合
物にすることなく、塗布乾燥後そのまま防食皮膜として
使用される。
【０００３】一方、特開昭６２−３７３７８号公報に
は、金属アルコキシドに水やアルコールを加えて、母材
表面に塗布し、加熱して、母材表面にガラス質の皮膜を
形成し、基材の耐食性を向上させることも開示されてい
る。
は、金属アルコキシドに水やアルコールを加えて、母材
表面に塗布し、加熱して、母材表面にガラス質の皮膜を
形成し、基材の耐食性を向上させることも開示されてい
る。
【０００４】しかしながら、近年の大都市における水源
汚染に伴う上水系、下水系の水質が複雑に変化してお
り、これによる配管の腐食形態も複雑になってきてお
り、上記従来提案された耐食性改善の手段を以てしても
長年の使用に耐えられなくなってきている。
汚染に伴う上水系、下水系の水質が複雑に変化してお
り、これによる配管の腐食形態も複雑になってきてお
り、上記従来提案された耐食性改善の手段を以てしても
長年の使用に耐えられなくなってきている。
【０００５】本願の発明者は、かかる上水道配管の腐食
機構についての研究報告を１９８９年、「腐食防食 '
８９」に発表した。この報告は亜鉛の腐食生成物として
ヘミモルファイトの腐食配管断面での分布についても言
及している。
機構についての研究報告を１９８９年、「腐食防食 '
８９」に発表した。この報告は亜鉛の腐食生成物として
ヘミモルファイトの腐食配管断面での分布についても言
及している。
【０００６】その中で、腐食機構において注目すべき現
象として、腐食水道管内面の局部的に腐食した錆こぶと
称する部分以外の均一腐食部分には、ヘミモルファイト
が多く存在し、この層の下部には腐食が発生していない
としている。
象として、腐食水道管内面の局部的に腐食した錆こぶと
称する部分以外の均一腐食部分には、ヘミモルファイト
が多く存在し、この層の下部には腐食が発生していない
としている。
【０００７】このヘミモルファイトは、Ｚｎ4(ＯＨ）2
Ｓｉ2 Ｏ7 ・Ｈ2 Ｏの化学式を有する斜方晶系であっ
て、結晶は明瞭な異極像を示す。
Ｓｉ2 Ｏ7 ・Ｈ2 Ｏの化学式を有する斜方晶系であっ
て、結晶は明瞭な異極像を示す。
【０００８】本発明者は、この現象の解明を基にして研
究を進めた結果、このヘミモルファイトの皮膜を金属基
材の耐食皮膜として利用することを思いつき、亜鉛・珪
酸塩複合皮膜が鉱物ヘミモルファイトに近似した組成構
造を有する場合、基材表面に人工的にヘミモルファイト
を形成することによって、これをとくに上水や雨水等の
淡水にさらされる配管や設備、構築物等の構造材の母材
金属の耐食皮膜として機能せしめることを思いついた。
究を進めた結果、このヘミモルファイトの皮膜を金属基
材の耐食皮膜として利用することを思いつき、亜鉛・珪
酸塩複合皮膜が鉱物ヘミモルファイトに近似した組成構
造を有する場合、基材表面に人工的にヘミモルファイト
を形成することによって、これをとくに上水や雨水等の
淡水にさらされる配管や設備、構築物等の構造材の母材
金属の耐食皮膜として機能せしめることを思いついた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、家庭
内配管、湯沸かし器等の内壁面や外装鋼板の金属表面に
効果的に合成ヘミモルファイトの耐食皮膜を生成する手
段を提供することにある。
内配管、湯沸かし器等の内壁面や外装鋼板の金属表面に
効果的に合成ヘミモルファイトの耐食皮膜を生成する手
段を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】かかる目的は、亜鉛及び
珪素のアルコキシドを有機溶媒に溶かして得た溶液に水
蒸気を含む不活性気体を通気しながら攪拌して、溶液内
に水酸化亜鉛及び珪酸を共沈させ、その上澄み液を還流
して過剰の水分を除去した後、有機溶媒を揮発させて得
たゲル状の白色沈澱を、１００ｐｐｍ以上の溶性珪酸を
含むアルカリ珪酸塩溶液で希釈してヘミモルファイトの
前駆物質とし、このスラリー状の懸濁液を基材表面に塗
布し、加温あるいは加圧加温した水中で結晶を熟成する
ことによって達成される。
珪素のアルコキシドを有機溶媒に溶かして得た溶液に水
蒸気を含む不活性気体を通気しながら攪拌して、溶液内
に水酸化亜鉛及び珪酸を共沈させ、その上澄み液を還流
して過剰の水分を除去した後、有機溶媒を揮発させて得
たゲル状の白色沈澱を、１００ｐｐｍ以上の溶性珪酸を
含むアルカリ珪酸塩溶液で希釈してヘミモルファイトの
前駆物質とし、このスラリー状の懸濁液を基材表面に塗
布し、加温あるいは加圧加温した水中で結晶を熟成する
ことによって達成される。
【００１１】上記、亜鉛及び珪素のアルコキシドを溶か
した有機溶媒中のＺｎ／Ｓｉのモル比が１．８〜２．２
であることが、ヘミモルファイトの原素組成に近い前駆
物質を合成できる点で望ましい。
した有機溶媒中のＺｎ／Ｓｉのモル比が１．８〜２．２
であることが、ヘミモルファイトの原素組成に近い前駆
物質を合成できる点で望ましい。
【００１２】また、亜鉛及び珪素のアルコキシドが、そ
れぞれ亜鉛ジエトキシド〔Ｚｎ（ＯＣ2 Ｈ5 ）2 〕とオ
ルト珪酸エチル〔（Ｃ2 Ｈ5 Ｏ）4 Ｓｉ〕であり、且つ
有機溶媒がジメチルスルホキシド〔（ＣＨ3 ）2 ＳＯ〕
とすることが、溶媒への亜鉛及び珪酸原料の溶解性の点
から望ましい。
れぞれ亜鉛ジエトキシド〔Ｚｎ（ＯＣ2 Ｈ5 ）2 〕とオ
ルト珪酸エチル〔（Ｃ2 Ｈ5 Ｏ）4 Ｓｉ〕であり、且つ
有機溶媒がジメチルスルホキシド〔（ＣＨ3 ）2 ＳＯ〕
とすることが、溶媒への亜鉛及び珪酸原料の溶解性の点
から望ましい。
【００１３】
【作用】亜鉛及び珪素のアルコキシドを溶媒に溶かして
得た沈澱物を水蒸気を通気しながら攪拌することによっ
て、亜鉛のアルコキシドは、加水分解により水酸化亜鉛
とアルコールになり、珪素のアルコキシドは、珪酸とア
ルコールになる。そして水酸化亜鉛と珪酸はお互いに吸
着しながら白色の沈澱を生じる。このとき亜鉛と珪素の
比率が２対１になるように予め、亜鉛のアルコキシドと
珪素のアルコキシドの混合比率を選定しておけば、ヘミ
モルファイト〔Ｚｎ4 Ｓｉ2 Ｏ7 （ＯＨ）2 ・Ｈ2 Ｏ〕
の結晶中のＺｎ／Ｓｉ比率と同じため、この白色沈澱は
ヘミモルファイトの前駆物質として最適な組成を持つこ
とになる。
得た沈澱物を水蒸気を通気しながら攪拌することによっ
て、亜鉛のアルコキシドは、加水分解により水酸化亜鉛
とアルコールになり、珪素のアルコキシドは、珪酸とア
ルコールになる。そして水酸化亜鉛と珪酸はお互いに吸
着しながら白色の沈澱を生じる。このとき亜鉛と珪素の
比率が２対１になるように予め、亜鉛のアルコキシドと
珪素のアルコキシドの混合比率を選定しておけば、ヘミ
モルファイト〔Ｚｎ4 Ｓｉ2 Ｏ7 （ＯＨ）2 ・Ｈ2 Ｏ〕
の結晶中のＺｎ／Ｓｉ比率と同じため、この白色沈澱は
ヘミモルファイトの前駆物質として最適な組成を持つこ
とになる。
【００１４】これを、基材表面に塗布して熟成すること
によって、Ｚｎ4 Ｓｉ2 Ｏ7 （ＯＨ）2 ・Ｈ2 Ｏの化学
式を有するヘミモルファイトの結晶体が形成される。
によって、Ｚｎ4 Ｓｉ2 Ｏ7 （ＯＨ）2 ・Ｈ2 Ｏの化学
式を有するヘミモルファイトの結晶体が形成される。
【００１５】
【実施例】亜鉛ジエトキシド〔Ｚｎ（ＯＣ2 Ｈ5 ）2 〕
１．０８ｇとオルト珪酸エチル〔（Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）
4 〕０．７２４ｇをジメチルスルホキシド〔（ＣＨ3 ）
2 ＳＯ〕にＮ2 雰囲気中で溶かし、よく攪拌混合した
後、５０℃の温水中をバブリングさせたアルゴンガスを
この溶液に通気しながら攪拌させて、溶液中に白色の沈
澱を生じさせた。その後、溶液を８５℃に保持し、減圧
しながら還流し、溶液中の過剰の水分やアルコールを除
去した後、余分な溶媒を揮発させて、スラリー状のヘミ
モルファイトの前駆物質を得た。これを溶性珪酸１００
０ｐｐｍを含むメタ珪酸ナトリウム溶液で希釈して亜鉛
の基板に塗布し、８５℃の蒸留水中に浸漬して１週間熟
成し表面の生成物をＸ線回折法により分析したところ、
図１に示すようにヘミモルファイトの明確な回折パター
ンが確認できた。なお、図２にヘミモルファイトの標準
試料の回折パターンを示す。図２中の付番１のピークは
ヘミモルファイトの代表的な回析線である。
１．０８ｇとオルト珪酸エチル〔（Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）
4 〕０．７２４ｇをジメチルスルホキシド〔（ＣＨ3 ）
2 ＳＯ〕にＮ2 雰囲気中で溶かし、よく攪拌混合した
後、５０℃の温水中をバブリングさせたアルゴンガスを
この溶液に通気しながら攪拌させて、溶液中に白色の沈
澱を生じさせた。その後、溶液を８５℃に保持し、減圧
しながら還流し、溶液中の過剰の水分やアルコールを除
去した後、余分な溶媒を揮発させて、スラリー状のヘミ
モルファイトの前駆物質を得た。これを溶性珪酸１００
０ｐｐｍを含むメタ珪酸ナトリウム溶液で希釈して亜鉛
の基板に塗布し、８５℃の蒸留水中に浸漬して１週間熟
成し表面の生成物をＸ線回折法により分析したところ、
図１に示すようにヘミモルファイトの明確な回折パター
ンが確認できた。なお、図２にヘミモルファイトの標準
試料の回折パターンを示す。図２中の付番１のピークは
ヘミモルファイトの代表的な回析線である。
【００１６】この皮膜を有する試料を８５℃の水道水中
に１週間放置して腐食試験を行ったところ、発錆面積は
１０％程度であった。
に１週間放置して腐食試験を行ったところ、発錆面積は
１０％程度であった。
【００１７】比較のために、ペースト状のヘミモルファ
イト前駆物質を塗布し、蒸留水中での熟成を行わない場
合のＸ線回折を行ったところ、図３に示す回折像を得
た。その結果この皮膜は、ヘミモルファイトを含まない
ものであることが判る。
イト前駆物質を塗布し、蒸留水中での熟成を行わない場
合のＸ線回折を行ったところ、図３に示す回折像を得
た。その結果この皮膜は、ヘミモルファイトを含まない
ものであることが判る。
【００１８】そして、このヘミモルファイトが合成され
ない皮膜を有する試料を同様の腐食試験に供したとこ
ろ、その腐食の態様は、ほぼ５０％の面積に白錆が発生
した。
ない皮膜を有する試料を同様の腐食試験に供したとこ
ろ、その腐食の態様は、ほぼ５０％の面積に白錆が発生
した。
【００１９】この結果、同様の化学的組成を有する皮膜
であっても、ヘミモルファイトを合成したものは、ヘミ
モルファイトの結晶化が進んでいない皮膜を有するもの
よりも格段に優れた特性を有するものであることが判
る。
であっても、ヘミモルファイトを合成したものは、ヘミ
モルファイトの結晶化が進んでいない皮膜を有するもの
よりも格段に優れた特性を有するものであることが判
る。
【００２０】
【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏する。
【００２１】（１）基材上にヘミモルファイトを有する
皮膜が比較的簡単に形成され、得られた皮膜は上水や雨
水や大気中等の自然環境下で非常に安定であるため、下
地の金属基材を長期にわたり防食することができる。
皮膜が比較的簡単に形成され、得られた皮膜は上水や雨
水や大気中等の自然環境下で非常に安定であるため、下
地の金属基材を長期にわたり防食することができる。
【００２２】（２）ヘミモルファイトは熱分解温度が２
５０℃以上と高いため、生成した皮膜は熱水環境下でも
安定な耐食皮膜として作用する。
５０℃以上と高いため、生成した皮膜は熱水環境下でも
安定な耐食皮膜として作用する。
【図１】 本発明によって得られた皮膜のＸ線回折像を
示す。
示す。
【図２】 天然のヘミモルファイトのＸ線回折像を示
す。
す。
【図３】 ヘミモルファイトが合成されない皮膜のＸ線
回折像を示す。
回折像を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松永 守央 福岡県北九州市戸畑区仙水町３番27−201 号 (72)発明者 永田 英樹 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１ 号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 雨宮 隆 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１ 号 東陶機器株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 亜鉛及び珪素のアルコキシドを有機溶媒
に溶かして得た溶液に水蒸気を含む不活性気体を通気し
ながら攪拌して、溶液内に水酸化亜鉛及び珪酸を共沈さ
せた後、過剰の水分を除去後、溶媒を揮発させて得たゲ
ル上の白色沈澱をアルカリ珪酸塩溶液で希釈してヘミモ
ルファイトの前駆物質として金属基材表面へ塗布し、そ
の金属基材を温水中で熟成してヘミモルファイトの前駆
物質を結晶化させる合成ヘミモルファイト耐食皮膜の形
成方法。 - 【請求項２】 請求項１の記載において、亜鉛及び珪素
のアルコキシドを溶かした有機溶媒中のＺｎ／Ｓｉのモ
ル比が１．８〜２．２である合成ヘミモルファイト耐食
皮膜の形成方法。 - 【請求項３】 請求項１の記載において、亜鉛及び珪素
のアルコキシドが、それぞれ亜鉛ジエトキシド〔Ｚｎ
（ＯＣ2 Ｈ5 ）2 〕とオルト珪酸エチル〔（Ｃ2 Ｈ
5 Ｏ）4 Ｓｉ〕であり、且つ有機溶媒がジメチルスルホ
キシド〔（ＣＨ3 ）2 ＳＯ〕である合成ヘミモルファイ
ト耐食皮膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04007851A JP3113719B2 (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | 合成ヘミモルファイト耐食皮膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04007851A JP3113719B2 (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | 合成ヘミモルファイト耐食皮膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05195233A true JPH05195233A (ja) | 1993-08-03 |
| JP3113719B2 JP3113719B2 (ja) | 2000-12-04 |
Family
ID=11677132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04007851A Expired - Fee Related JP3113719B2 (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | 合成ヘミモルファイト耐食皮膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3113719B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5714093A (en) * | 1994-10-21 | 1998-02-03 | Elisha Technologies Co. L.L.C. | Corrosion resistant buffer system for metal products |
| US5871668A (en) * | 1994-10-21 | 1999-02-16 | Elisha Technologies Co. L.L.C. | Corrosion resistant buffer system for metal products |
| US5928796A (en) * | 1994-10-21 | 1999-07-27 | Elisha Technologies Co Llc | Corrosion resistant coatings containing an amorphous phase |
| US5938976A (en) * | 1994-10-21 | 1999-08-17 | Elisha Technologies Co. L.L.C. | Corrosion resistant coatings containing an amorphous phase |
| US6080334A (en) * | 1994-10-21 | 2000-06-27 | Elisha Technologies Co Llc | Corrosion resistant buffer system for metal products |
| US6143420A (en) * | 1994-10-21 | 2000-11-07 | Elisha Technologies Co Llc | Corrosion resistant coatings containing an amorphous phase |
| US6165257A (en) * | 1994-10-21 | 2000-12-26 | Elisha Technologies Co. Llc | Corrosion resistant coatings containing an amorphous phase |
| JPWO2021157745A1 (ja) * | 2020-02-06 | 2021-08-12 |
-
1992
- 1992-01-20 JP JP04007851A patent/JP3113719B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US5714093A (en) * | 1994-10-21 | 1998-02-03 | Elisha Technologies Co. L.L.C. | Corrosion resistant buffer system for metal products |
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| US6165257A (en) * | 1994-10-21 | 2000-12-26 | Elisha Technologies Co. Llc | Corrosion resistant coatings containing an amorphous phase |
| US6399021B1 (en) | 1994-10-21 | 2002-06-04 | Elisha Technologies Co Llc | Method of treating concrete structures |
| JPWO2021157745A1 (ja) * | 2020-02-06 | 2021-08-12 | ||
| WO2021157745A1 (ja) * | 2020-02-06 | 2021-08-12 | 株式会社オーアンドケー | ヘミモルファイト含有の潤滑皮膜を形成させるための潤滑剤組成物および金属加工材の表面に該潤滑皮膜を形成する方法と、該潤滑皮膜を備えた金属加工材 |
| KR20220137078A (ko) | 2020-02-06 | 2022-10-11 | 가부시키가이샤 오앤드케이 | 헤미몰파이트 함유 윤활 피막을 형성시키기 위한 윤활제 조성물 및 금속 가공재의 표면에 그 윤활 피막을 형성하는 방법과, 그 윤활 피막을 구비한 금속 가공재 |
| CN115397958A (zh) * | 2020-02-06 | 2022-11-25 | 株式会社O&K | 用以形成含有异极矿的润滑皮膜的润滑剂组合物及于金属加工材的表面形成该润滑皮膜的方法、和具备该润滑皮膜的金属加工材 |
| CN115397958B (zh) * | 2020-02-06 | 2023-10-31 | 株式会社O&K | 用以形成润滑皮膜的润滑剂组合物及形成该润滑皮膜的方法和具备该润滑皮膜的金属加工材 |
| EP4101920A4 (en) * | 2020-02-06 | 2024-02-21 | O&K Company | LUBRICANT COMPOSITION FOR FORMING A LUBRICATION COATING CONTAINING HEMIMORPHITE, METHOD FOR FORMING SAID LUBRICATION COATING ON THE SURFACE OF A METAL PART, AND METAL PART COMPRISING SAID LUBRICATION COATING |
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|---|---|
| JP3113719B2 (ja) | 2000-12-04 |
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