耐食表面処理チェーン
【課題】良好な耐食性を有し、表面に潤滑油を塗布した場合においても、耐食性の低下が抑制されている耐食表面処理チェーンを提供する。
【解決手段】耐食表面処理チェーン１０は、内プレート１１、ブシュ１２、外プレート１３、連結ピン１４、及びローラ１５を備える。各構成部品は、鉄母材上に衝撃亜鉛めっきにより形成された亜鉛−鉄合金下地皮膜と、亜鉛、アルミニウム、硝酸塩、及びメルカプト基含有シランカップリング剤以外のメルカプト基を含む有機化合物を含む第１水系塗料を用いて形成された第１塗膜とを有する。そして、顔料は含有せず、水溶性又は加水分解性のアミノ基含有シランカップリング剤、並びにアンモニウムイオン及びハロゲンイオンを含有するケイ酸アルカリの水溶液を含有する第２水系塗料を第１塗膜に塗装することにより該第２水系塗料が第１塗膜に浸透し、第２塗膜が形成されている。
【解決手段】耐食表面処理チェーン１０は、内プレート１１、ブシュ１２、外プレート１３、連結ピン１４、及びローラ１５を備える。各構成部品は、鉄母材上に衝撃亜鉛めっきにより形成された亜鉛−鉄合金下地皮膜と、亜鉛、アルミニウム、硝酸塩、及びメルカプト基含有シランカップリング剤以外のメルカプト基を含む有機化合物を含む第１水系塗料を用いて形成された第１塗膜とを有する。そして、顔料は含有せず、水溶性又は加水分解性のアミノ基含有シランカップリング剤、並びにアンモニウムイオン及びハロゲンイオンを含有するケイ酸アルカリの水溶液を含有する第２水系塗料を第１塗膜に塗装することにより該第２水系塗料が第１塗膜に浸透し、第２塗膜が形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塩水、酸、アルカリ等の腐食雰囲気下で使用されるブシュチェーン、ローラチェーン等の耐食表面処理チェーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、塩水、酸、アルカリ等の腐食雰囲気下で使用されるチェーンを防食するために、チェーンの各部品の鉄表面を、亜鉛等の鉄より卑である金属で被覆すること、ニッケル等の鉄より貴である金属で被覆すること等が行われている。前者の亜鉛めっきとして、電気亜鉛めっき及び粉末衝撃亜鉛めっき等が挙げられ、後者のニッケルめっきとして、電気ニッケルめっき及び無電解ニッケルめっき等が挙げられる。
【０００３】
また、特許文献１には、鉄素地上に非水素雰囲気下で亜鉛皮膜を形成し、該亜鉛皮膜上に、アルミニウム粉末及びシリコン樹脂を含有する塗料を焼付け塗装することにより、白錆防止焼付け塗膜を形成した防食性チェーン用部品の発明が開示されている。
【特許文献１】特許第３１２２０３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、チェーン部品の鉄母材の表面に亜鉛めっきを施した場合、腐食雰囲気下でチェーンを使用したときに、亜鉛の腐食が著しく進行する。加速試験を実施した場合、チェーンの耐食寿命が例えば５０時間以下に低下することがあるという問題があった。
そして、チェーン部品の鉄母材の表面にニッケルめっきを施した場合、ニッケルめっきは亜鉛めっきに比べて防食性に劣るため、めっき皮膜の欠陥部、及び製造時又は使用時に生じた欠陥部に腐食が生じ、また、腐食が母材内部に向かって孔状に進行する孔食が生じ、部品強度が低下するという問題があった。そして、応力腐食割れによる破断が生じる虞もあった。さらに、ニッケルめっき処理は酸性雰囲気下で行われるため、水素脆性により部品強度が低下する虞があった。
【０００５】
ところで、一般に、チェーンの表面には、部品同士の摺動による摩擦を低減させるため、汎用潤滑油（鉱油、パラフィン等に微量の防錆剤及び極圧添加剤を配合したもの）が塗布されている。
チェーンの表面に、特許文献１等に示されたシリコン樹脂を含有する塗料を用いて塗膜を形成した場合において、該塗膜上に前記潤滑油を塗布したときに、塗布前と比較して耐食性が低下するという問題があった。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、良好な耐食性を有し、表面に潤滑油を塗布した場合においても、耐食性の低下が抑制されている耐食表面処理チェーンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは鋭意検討の結果、チェーンの表面に、顔料は含有せず、水溶性又は加水分解性のアミノ基含有シランカップリング剤、並びにアンモニウムイオン及びハロゲンイオンを含有するケイ酸アルカリの水溶液を含有する水系塗料を塗装することにより、チェーンが良好な耐食性を有し、潤滑油を塗装した場合においても、耐食性の低下が抑制されることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、第１発明の耐食表面処理チェーンは、鉄系の一対の外プレートと一対の内プレートとを交互に連結してなり、表面に亜鉛−鉄合金下地皮膜を形成してある耐食表面処理チェーンにおいて、前記亜鉛−鉄合金下地皮膜上に、亜鉛、アルミニウム、硝酸塩、及びメルカプト基含有シランカップリング剤以外のメルカプト基を含む有機化合物を含有する第１水系塗料を用いて第１塗膜を形成してあり、前記第１塗膜に、顔料は含有せず、水溶性又は加水分解性のアミノ基含有シランカップリング剤、並びにアンモニウムイオン及びハロゲンイオンを含有するケイ酸アルカリの水溶液を含有する第２水系塗料を塗装して、前記第１塗膜に浸透させ、第２塗膜を形成してあることを特徴とする。
【０００８】
第２発明の耐食表面処理チェーンは、第１発明において、前記第１水系塗料に含まれるアルミニウムの亜鉛に対する質量比は、０．０７以上０．２４以下であることを特徴とする。
【０００９】
第３発明の耐食表面処理チェーンは、第１又は第２発明において、前記第２水系塗料に含まれる前記ケイ酸アルカリの水溶液の有効成分の前記アミノ基含有シランカップリング剤の有効成分に対する質量比は、０．０１以上０．１４以下であることを特徴とする。
【００１０】
第４発明の耐食表面処理チェーンは、第１乃至第３発明において、前記第２水系塗料は、ヒドロキシアパタイト、及び／又はリチウムシリケートをさらに含有することを特徴とする。
【００１１】
第５発明の耐食表面処理チェーンは、第４発明において、前記第２水系塗料が前記ヒドロキシアパタイトを含有する場合に、該ヒドロキシアパタイトの有効成分の前記アミノ基含有シランカップリング剤の有効成分に対する質量比は、０超過０．０８以下であり、前記第２水系塗料が前記リチウムシリケートを含有する場合に、該リチウムシリケートの有効成分の前記アミノ基含有シランカップリング剤の有効成分に対する質量比は、０超過０．２以下であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の耐食表面処理チェーンにおいては、表面に亜鉛−鉄合金下地皮膜が形成されているので、亜鉛により犠牲防食作用が発現され、該亜鉛−鉄合金下地皮膜の上側に形成する皮膜に欠陥が生じた場合においても、該欠陥の部分からの発錆が抑制される。
また、亜鉛−鉄合金下地皮膜上に第１塗膜が形成されることにより、亜鉛の短時間での腐食進行が抑制され、製造時又は使用時に生じる皮膜の欠陥からの発錆抑制効果がさらに向上する。
そして、第１塗膜に第２水系塗料を塗装してあるが、後述するように、第２水系塗料は第１塗膜表面に堆積される顔料を含有しないので、第２水系塗料の各成分が第１塗膜の内部に浸透している。従って、前記ケイ酸アルカリの水溶液の成分が亜鉛と反応して不溶性の錯塩が生じ、第１塗膜が安定化する。また、第１塗膜の内部に前記アミノ基含有シランカップリング剤が浸透しているので第１塗膜が緻密になり、第２水系塗料により第２塗膜（トップコート膜）が形成されていることと相まって、腐食因子の進入が抑制されている。従って、チェーンは良好な耐食性を有する。
さらに、第２塗膜上に潤滑油を塗布した場合においても、潤滑油が第１塗膜の内部に浸透しないので、亜鉛の犠牲防食が阻害されず、耐食性の低下が抑制されている。
【００１３】
そして、第２水系塗料がヒドロキシアパタイトを含有する場合、腐食因子の進入をより良好に防止することができ、第１塗膜の薄膜化を達成することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、チェーンの表面上に、亜鉛−鉄合金下地皮膜と、亜鉛、アルミニウム、硝酸塩、並びにメルカプト基含有シランカップリング剤以外のメルカプト基を含む有機化合物を含有する第１水系塗料を用いて形成された第１塗膜とを有し、第１塗膜に、顔料は含有せず、水溶性又は加水分解性のアミノ基含有シランカップリング剤、並びにアンモニウムイオン及びハロゲンイオンを含有するケイ酸アルカリの水溶液を含有する第２水系塗料を塗装してあるので、第１塗膜に第２水系塗料が浸透し、前記ケイ酸アルカリの水溶液の成分が亜鉛と反応して不溶性の錯塩が生じ、第１塗膜が安定化する。また、第２塗膜により腐食因子の進入が抑制される。従って、耐食表面処理チェーンは良好な耐食性を有し、第２塗膜上に潤滑油を塗布した場合においても、耐食性の低下が抑制されている。
そして、塗膜は酸性雰囲気下では形成されないので、水素脆性が生じず、部品強度の低下が抑制されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の耐食表面処理チェーンは、離間配置される一対の内プレートと、該内プレートのブシュ圧入孔に圧入嵌合されるブシュと、前記内プレートの外側に配置されて前後の内プレートに連結される一対の外プレートと、前記ブシュの内周面に遊嵌して外プレートのピン圧入孔に圧入嵌合される連結ピンとで構成されるブシュチェーン、又は、前記連結ピン及びブシュの外周面にローラをさらに遊嵌させるローラチェーンのいずれであってもよい。
【００１６】
本発明の耐食表面処理チェーンを具体的な用途で例示すると、高湿度環境下、定期的な洗浄状態で使用される食品搬送トレーコンベヤの駆動機構に用いられるコンベヤチェーン、水及び洗剤が降りかかる洗車機内のローラコンベヤの駆動機構、並びにブラシ、及びブローの駆動機構に用いられるコンベヤチェーン、高温高湿下で用いられるキノコ培養用スタッカークレーンの吊り下げチェーン、洗浄液がかかるビンケース洗浄搬送ローラコンベヤの駆動機構に用いられるコンベヤチェーン、水中を走行して水中に沈殿した汚泥をかき寄せるためのコンベヤチェーン、海岸付近に設置されて潮風に晒される野外設置コンベヤの駆動機構のためのコンベヤチェーン等の搬送コンベヤチェーン、又はエンジン等で用いられるような動力を伝達するための伝動用チェーンが挙げられる。
【００１７】
本発明の耐食表面処理チェーンに用いられる内プレート及び外プレートの具体的な形状は、小判型プレート、ヒョウタン型プレートのいずれであってもよい。
【００１８】
本発明の耐食表面処理チェーンは、上述の各構成部品の鉄母材上に、例えば衝撃亜鉛めっきにより形成された亜鉛−鉄合金下地皮膜を有する。
【００１９】
本発明の耐食表面処理チェーンは、亜鉛−鉄合金下地皮膜上に、第１水系塗料を用いて形成された第１塗膜を有する。
第１水系塗料は、亜鉛、アルミニウム、硝酸塩、並びにメルカプト基含有シランカップリング剤以外のメルカプト基を含む有機化合物を含有する。この亜鉛、アルミニウム、硝酸塩、及び前記有機化合物等により水系防錆顔料が構成される。
亜鉛及びアルミニウムの形態等については特に制限はなく、球状、フレーク状、棒状等の形態を取り得る。特に、フレーク状のものを用いて塗料を構成した場合、被塗物への被覆効果が高く、優れた防食性を有することになる。
亜鉛及びアルミニウムは、混合して１つの水系防錆顔料として第１水系塗料に配合してもよく、亜鉛及びアルミニウムを各別に配合した２種の水系防錆顔料を第１水系塗料に配合することにしてもよい。
亜鉛とアルミニウムとを併用することにより、亜鉛に起因する白錆の発生が抑制される。
【００２０】
亜鉛、及びアルミニウムの第１水系塗料に対する含有量は、それぞれ１０質量％以上８０質量％以下、０．７質量％以上１８．３質量％以下であるのが好ましい。
アルミニウムと亜鉛との質量比は、０．０７以上０．２４以下であるのが好ましい。前記質量比が０．０７以上０．２４以下である場合、白錆の発生が良好に抑制される。
【００２１】
以下に、亜鉛を含有する水系防錆顔料を調製する場合について説明する。
亜鉛がフレーク状である場合、ボールミル、アトライタ等により展延処理して得られ、平均アスペクト比（平均長径／平均厚み）が１０以上であるものが好ましい。
このようにして得られたフレーク状の亜鉛粉末を、メルカプト基含有シランカップリング剤以外のメルカプト基を含む有機化合物と混練し、さらに硝酸塩を添加して混練することにより、亜鉛が前記有機化合物で被覆された水系防錆顔料を得ることができる。その形態は粉末状であってもよく、スラリー状であってもよい。
硝酸塩は、展延処理の際に前記有機化合物と共に添加してもよく、上述したように、亜鉛粉末と前記有機化合物との混練の際に添加してもよい。
【００２２】
上述した展延処理をする際には、前記有機化合物を粉砕助剤として用い、金属表面を直接被覆してもよく、一般的な粉砕助剤としてのステアリン酸等の飽和脂肪酸、オレイン酸等の不飽和脂肪酸、及びフッ化水素酸塩等を併用してもよい。
さらに、展延処理及び混練処理に際して、界面活性剤、上述の粉砕助剤を分散助剤として添加してもよい。
【００２３】
混練処理は有機溶媒の存在下で行うことができるが、特に水溶性溶媒を用いた場合には、処理後のスラリーを水系防錆顔料としてそのまま第１水系塗料に添加することができるので好ましい。
【００２４】
前記水溶性溶媒としては、プロピレングリコール、エチレングリコール等のグリコール系溶媒、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系溶媒、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル系溶媒等が挙げられる。
【００２５】
メルカプト基を有する有機化合物としては、例えば、３−メルカプトプロピオン酸、メルカプトプロピオン酸エチルヘキシル、メルカプトプロピオン酸メトキシブチル、メルカプトプロピオン酸トリデシル、ペンタエリスリトールテトラキスプロピオネート、４−メルカプトフェノール、チオグリコール酸、チオグリコール酸モノエタノールアミン、チオグリコール酸エチルヘキシル、チオグリコール酸メチル、チオグリコール酸エチル等が挙げられる。
これらの有機化合物は単独で用いてもよく、２種以上併用してもよい。
【００２６】
亜鉛粉末に対する前記有機化合物の添加量は、亜鉛粉末１００質量部に対し１〜１３質量部が好ましく、３〜１３質量部がより好ましく、３〜１０質量部がさらに好ましく、５〜８質量％が特に好ましい。前記添加量が１質量部より少ない場合、亜鉛粉末の表面を処理するのに十分ではなく、水中での安定性（貯蔵安定性）が不十分であり、前記添加量が１３質量部を超える場合、前記有機化合物が過剰となり、水中での安定性のさらなる向上が期待できない。
【００２７】
水系防錆顔料に含まれる硝酸塩としては、硝酸カリウム、硝酸カルシウム、硝酸マグネシウム、硝酸ニッケル、硝酸コバルト等が挙げられる。中でも、硝酸マグネシウム及び硝酸ニッケルが好ましい。
【００２８】
硝酸塩の添加量は、亜鉛粉末１００質量部に対し０．１〜１０質量部が好ましく、３〜９質量部がより好ましく、３〜７質量部がさらに好ましい。前記添加量が０．１質量部より少ない場合、亜鉛粉末の表面に対する前記有機化合物の被覆効率を高めるのに十分ではなく、水系防錆顔料の水中での安定性が不十分となり、前記添加量が１０質量部を超える場合、水中での安定性のさらなる向上が期待できない。
これらの硝酸塩は、単独で用いてもよく、２種以上併用してもよい。
【００２９】
水系防錆顔料は、マグネシウム化合物を含有するのが好ましく、上述の硝酸マグネシウムとして含有するのがさらに好ましい。
水系防錆顔料に含有されるマグネシウムの亜鉛に対する質量割合は、０．０５質量％〜１０質量％であるのが好ましく、０．２質量％〜２．０質量％であるのがより好ましく、０．４質量％〜１．０質量％であるのがさらに好ましい。前記割合が０．０５質量％〜１０質量％である場合、前記水系防錆顔料を用いて第１水系塗料を構成し、チェーン部品に塗装した場合、マグネシウムが亜鉛よりも先に溶出するので、亜鉛の溶出量が抑制され、防錆性が長期に亘って持続する。
【００３０】
水系防錆顔料は、各成分を各別に添加してもよく、又は、一部若しくは全部の成分を予め混合して添加してもよく、水及び上述の溶媒と混合してスラリー状として添加してもよい。
【００３１】
本発明の第１水系塗料は、上述したように、亜鉛を含有する前記水系防錆顔料と、アルミニウムを含有する水系防錆顔料とを配合することにしてもよく、亜鉛とアルミニウムとを混合して、１つの水系防錆顔料として調製されたものを用いることにしてもよい。
第１水系塗料は、さらにコロイダルシリカを含有してもよい。
【００３２】
第１水系塗料は、通常の製造方法に従って、各成分を混合、撹拌することによって得られる。その際、水、アルコール系溶剤、グリコールエーテル系溶剤、グリコール系溶剤等の水溶性の溶剤、界面活性剤、分散剤、消泡剤等の塗料用添加剤を配合し得る。
また、一般的な塗料用添加剤である、ポリカルボン酸系等の分散剤、ノニオン系又はアニオン系等の界面活性剤、ウレタン系等の増粘剤、シリコン系又はアクリル系の消泡剤を配合してもよく、さらに、レベリング剤を配合してもよい。
【００３３】
本発明の耐食表面処理チェーンは、前記第１塗膜に、例えばパール顔料、リン酸亜鉛等の顔料は含有せず、水溶性又は加水分解性のアミノ基含有シランカップリング剤、並びにアンモニウムイオン及びハロゲンイオンを含有するケイ酸アルカリの水溶液を含有する第２水系塗料を塗装することにより、該第２水系塗料を第１塗膜に浸透させるとともに、第２塗膜を形成してある。
【００３４】
水溶性又は加水分解性のアミノ基含有シランカップリング剤は、１８０℃以下の焼き付け温度で塗装する際のバインダとして機能し、第１塗膜の剥離を防止するものであればよい。
水溶性又は加水分解性のアミノ基含有シランカップリング剤としては、例えば、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−トリエトキシシリル−（１，３−ジメチルブチリデン）プロピルアミン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（ビニルベンジル）−２−アミノエチル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。これらの１種又は２種以上が用いられ得る。
【００３５】
前記第２水系塗料は、ヒドロキシアパタイトをさらに含有するのが好ましい。ヒドロキシアパタイトを含有することにより、腐食雰囲気下、塩水等の腐食因子の第２塗膜内への浸入が良好に抑制される。
ヒドロキシアパタイトの有効成分の前記アミノ基含有シランカップリング剤の有効成分に対する質量比は０超過０．０８以下であるのが好ましい。
ヒドロキシアパタイトを前記範囲で含有する場合、前記第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成するときに、腐食因子の進入を防止することができ、第１塗膜の薄膜化を達成することができる。
【００３６】
前記第２水系塗料は、リチウムシリケートをさらに含有するのが好ましい。
リチウムシリケートは、ＳｉＯ2 ／Ｌｉ2 Ｏ（モル比）が３．２〜３．８であり、リチウムシリケートの有効成分の前記アミノ基含有シランカップリング剤の有効成分に対する質量比は０超過０．２以下であるのが好ましい。
【００３７】
第２水系塗料に使用されるケイ酸アルカリは、一般式Ｍ2 Ｏ・ｎＳｉＯ2 で表され、式中、ＭはＮａ、Ｋ、Ｌｉ、及びＣｓのうちのいずれかであり、かつｎは１乃至５である。ｎは整数でなくてもよい。ケイ酸アルカリは水溶液として使用され、Ｍ2 Ｏ・ｎＳｉＯ2 の濃度が１０乃至５０質量％の範囲であるのが好ましい。該濃度が１０質量％未満である場合、亜鉛水酸化物錯塩等の生成が不十分であり、また５０質量％を越えた場合、水溶液の粘度が増加して亜鉛の白錆の内部まで浸透し難くなる。このケイ酸アルカリ水溶液には、亜鉛めっき面及び亜鉛の白錆中への水溶液の濡れ、浸透拡散を促進するため、アルコールを添加することができる。
【００３８】
亜鉛、亜鉛の白錆中の金属亜鉛、亜鉛の酸化物、亜鉛の水酸化物と、ケイ酸アルカリ中のアルカリ金属とのイオン置換反応には、活性化剤としてのアンモニウムイオンの存在と、触媒としてのハロゲンイオンとが必要である。アンモニウムイオン源としては、例えば塩化アンモニウム、フッ化アンモニウム等の無機塩類が好ましく、その添加量はケイ酸アルカリ水溶液の総量に対して０．０１〜１．０モル／ｋｇの範囲が好ましい。また、ハロゲンイオン触媒としては、塩素イオン又はフッ素イオンが好ましく、そのイオン源としては、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ａｌ等の金属の塩化物及びフッ化物が好適である。使用量は、ケイ酸アルカリ水溶液の総量に対して０．０１〜１．０モル／ｋｇの範囲が好ましい。ハロゲンイオンの使用量が０．０１モル／ｋｇ未満では触媒としての効果が不十分で、本発明の目的を完全に達成することができない。また、使用量が１．０モル／ｋｇを越えた場合、コストが高くなる。
【００３９】
第２水系塗料に含まれるＭ2 Ｏ・ｎＳｉＯ2 により、イオン化傾向による置換が生じ、安定錯塩Ｚｎ5 （ＯＨ）8 Ｃｌ2 ・Ｈ2 Ｏが形成され、第１塗膜及び亜鉛−鉄合金下地皮膜が安定化する。
ケイ酸アルカリの水溶液の有効成分の前記アミノ基含有シランカップリング剤の有効成分に対する質量比は０．０１以上０．１４以下であるのが好ましい。
ケイ酸アルカリの水溶液を前記範囲で含有する場合、第１塗膜を安定化させることができるとともに、耐水性が良好である。
【００４０】
第２水系塗料は、通常の製造方法に従って、各成分を混合、撹拌することによって得られる。その際、水、アルコール系溶剤、グリコールエーテル系溶剤、グリコール系溶剤等の水溶性の溶剤、界面活性剤、分散剤、消泡剤等の塗料用添加剤を配合し得る。
また、一般的な塗料用添加剤である、ポリカルボン酸系等の分散剤、ノニオン系又はアニオン系等の界面活性剤、ウレタン系等の増粘剤、シリコン系又はアクリル系の消泡剤を配合してもよく、さらに、レベリング剤を配合してもよい。
【００４１】
本発明の第１水系塗料及び第２水系塗料が、耐食表面処理チェーンの構成部品の表面に例えばディップスピン等の方法により塗布された後、焼き付け乾燥されることで、第１塗膜及び第２塗膜が形成される。第１水系塗料及び第２水系塗料は上述した組成を有するので、それぞれ焼き付け乾燥を、温度１８０℃以下で行えばよい。
従って、チェーン構成部品に硬さ低下が生じず、チェーン強度及びチェーン寿命が低下するのが抑制される。
【００４２】
図１（ａ）は、チェーンの鉄母材及び亜鉛−鉄合金下地皮膜上に形成された第１塗膜に第２水系塗料を塗装して、第１塗膜に浸透させ、第２塗膜を形成した状態を示す説明図、図１（ｂ）は、第２塗膜上に潤滑油を塗布した状態を示す説明図である。
第２水系塗料が顔料を含有しないため、該顔料により阻害されることなく、図１中に黒点で示すアミノ基含有シランカップリング剤等の樹脂成分、及び前記ケイ酸アルカリの水溶液が、図１中に白の長円で示す顔料（亜鉛、Ａｌのフレーク）を含有してポーラスな第１塗膜の内部に拡散及び浸透し、第１塗膜の表面に薄い第２塗膜が形成された状態で、全体的に緻密な塗膜が形成される。
従って、ケイ酸アルカリの水溶液の成分が亜鉛と反応して不溶性の錯塩が生じ、第１塗膜が安定化するとともに、第１塗膜が緻密になり、第２塗膜が形成されていることと相まって、腐食因子の進入が抑制されている。よって、チェーンは良好な耐食性を有する。
第２塗膜に潤滑油を塗布した場合、第１塗膜が緻密であるため、第１塗膜に浸透する潤滑油の量が少なくなって、第１塗膜の亜鉛の犠牲防食が阻害されることがなく、耐食性の低下が抑制される。
【００４３】
図２（ａ）は、第１塗膜に、第２水系塗料の成分にパール顔料を混合して得られた塗料を塗装した状態を示す説明図、図２（ｂ）は、前記塗料により形成された塗膜の上に潤滑油を塗布した状態を示す説明図である。
前記パール顔料として、例えばIriodin １０３ＷＮＴ（メルク株式会社製）を用いた場合、該顔料の粒径は１０〜６０μｍである。従って、図２中に黒の長円で示す前記顔料は、前記樹脂成分と比較して粒径が大きく、第１塗膜の表面に堆積するので、前記樹脂成分は拡散して第１塗膜の内部まで浸入することができず、外側の塗膜がポーラスになる。
従って、第１塗膜は緻密化されないので、腐食因子の進入も十分に抑制されず、チェーンの耐食性は本発明の耐食表面処理チェーンより悪くなる。
また、前記塗膜上に潤滑油を塗布した場合、該塗膜及び第１塗膜共に、顔料が多くポーラスであるため、潤滑油が第１塗膜の内部まで拡散及び浸透しやすい。潤滑油は絶縁性を有するため、第１塗膜の亜鉛の犠牲防食が阻害され、耐食性が低下する。
【実施例】
【００４４】
以下、本発明の実施例と比較例とを具体的に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
（１）第１水系塗料
［配合例１］
下記の表１の配合（質量部で示す）に従って、フレーク状の亜鉛粉末（平均長径１５μｍ、平均厚み０．５μｍ）と、チオグリコール酸エチルヘキシルと、分散助剤とをジプロピレングリコールモノメチルエーテル中で３時間混合撹拌し、硝酸マグネシウムをさらに添加・混合して撹拌することによって、亜鉛ペースト（水系亜鉛防錆顔料）を得た。この亜鉛ペーストは、亜鉛粉末の表面がチオグリコール酸エチルヘキシルで被覆されている。
前記亜鉛ペーストに、順次、分散剤（１）、水、分散剤（２）、及びアルミペーストＦＷ６１０（旭化成ケミカルズ株式会社製、アルミニウムペースト：水系Ａｌ防錆顔料）を配合して、配合例１の第１水系塗料を得た。
Ａｌ／Ｚｎ（質量比）は７／９３（０．０７５）である。
【００４５】
【表１】
【００４６】
［配合例２］
Ａｌ／Ｚｎ（質量比）が１４／８６（０．１６）になるようにアルミペーストＦＷ６１０を配合したこと以外は、配合例１と同様にして配合例２の第１水系塗料を得た。
［配合例３］
Ａｌ／Ｚｎ（質量比）が１８／８２（０．２２）になるようにアルミペーストＦＷ６１０を配合したこと以外は、配合例１と同様にして配合例３の第１水系塗料を得た。
【００４７】
（２）第２水系塗料
［配合例４］
下記の表２の配合に従って、ＡＷ−１５Ｆ（フジケミＨＥＣ株式会社製、ヒドロキシエチルセルロース）、水、セラグシタールＸＣ−ＺＮ（新技術創造研究所株式会社製：アンモニウムイオン及びハロゲンイオンを含有するケイ酸アルカリの水溶液）、リチウムシリケート３５（日産化学工業株式会社製、ＳｉＯ2 ／Ｌｉ2 Ｏのモル比３．２〜３．８）、ＴＣＰ−１０Ｕ（太平化学産業株式会社製、ヒドロキシアパタイト）、ＫＢＰ９０（信越化学工業株式会社製、３−アミノプロピルトリエトキシシラン）、ＢＹＫ３３３（Ｂｙｋｃｈｅｍｉｅ株式会社製、シリコーン：表面調整剤）、及び界面活性剤を１時間、混合撹拌することによって、配合例４の第２水系塗料を得た。
【００４８】
【表２】
【００４９】
［配合例５〜１２］
前記表２の配合に従って、配合例４と同様にして、配合例５〜１０の第２水系塗料を得た。
前記表２には、セラグシタールＸＣ−ＺＮ／ＫＢＰ９０、リチウムシリケート３５／ＫＢＰ９０、ＴＣＰ−１０Ｕ／ＫＢＰ９０（質量比、％）も示してある。
アルミペーストＦＷ６１０、セラグシタールＸＣ−ＺＮ、リチウムシリケート３５、ＴＣＰ−１０Ｕ、ＫＢＰ９０の有効成分（％）はそれぞれ６０、２２、２３、１０、３２である。
【００５０】
（３）耐食表面処理チェーン
［実施例１］
図３は、本発明の実施例１に係る耐食表面処理チェーンの一例としてのローラチェーン１０を示す一部断面図であり、図４は、図３のＡ部分を拡大した断面図である。
ローラチェーン１０は、図３及び図４に示すように、離間配置される一対の内プレート１１，１１と、該内プレート１１，１１のブシュ圧入孔１１ａ，１１ａに圧入嵌合されるブシュ１２と、内プレート１１，１１の外側に配置され、前後の内プレート１１，１１に連結される一対の外プレート１３，１３と、ブシュ１２の内周側に遊嵌され、外プレート１３，１３のピン圧入孔１３ａ，１３ａに圧入嵌合される連結ピン１４と、ブシュ１２の外周側に遊嵌されるローラ１５とを備えている。
【００５１】
前記内プレート１１と、ブシュ１２と、外プレート１３と、連結ピン１４と、ローラ１５とは、それぞれ、図２に示すように、鉄母材２２上に、衝撃亜鉛めっきにより形成された亜鉛−鉄合金下地皮膜２４と、第１水系塗料を用いて形成された第１塗膜２６とを有する。そして、第１塗膜２６上に第２水系塗料を塗装することにより、該第２水系塗料が第１塗膜２６に浸透するとともに、第２塗膜２８（トップコート膜）が形成される。
【００５２】
前記チェーン構成部品（内プレート１１、ブシュ１２、外プレート１３、連結ピン１４、及びローラ１５）の鉄母材２２を、衝撃亜鉛めっきにより形成してなる亜鉛−鉄合金下地皮膜２４で被覆した後、該亜鉛−鉄合金下地皮膜２４を、前記表１の配合例１の第１水系塗料を用いてディップスピン法により被覆し、１８０℃で焼き付けて第１塗膜２６を形成した。さらに、第１塗膜２６を、前記表２の配合例４の第２水系塗料を用いてディップスピン法により被覆し１８０℃で焼き付けて、第１塗膜２６に浸透させるとともに、第２塗膜２８を形成した。
そして、前記構成部品を組み立て、実施例１に係るローラチェーン１０を作製した。
【００５３】
［実施例２］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例５の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１と同様にして実施例２のローラチェーンを作製した。
［実施例３］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例６の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１と同様にして実施例３のローラチェーンを作製した。
［実施例４］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例７の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１と同様にして実施例４のローラチェーンを作製した。
［実施例５］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例８の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１と同様にして実施例５のローラチェーンを作製した。
【００５４】
［実施例６］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例９の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１と同様にして実施例６のローラチェーンを作製した。
［実施例７］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例１０の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１と同様にして実施例７のローラチェーンを作製した。
［実施例８］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例１１の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１と同様にして実施例８のローラチェーンを作製した。
［実施例９］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例１２の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１と同様にして実施例９のローラチェーンを作製した。
【００５５】
［実施例１０］
配合例１の第１水系塗料に代えて配合例２の第１水系塗料を用いて第１塗膜を形成したこと以外は、実施例１と同様にして実施例１０のローラチェーンを作製した。
［実施例１１］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例５の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１０と同様にして実施例１１のローラチェーンを作製した。
［実施例１２］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例６の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１０と同様にして実施例１２のローラチェーンを作製した。
［実施例１３］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例７の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１０と同様にして実施例１３のローラチェーンを作製した。
［実施例１４］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例８の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１０と同様にして実施例１４のローラチェーンを作製した。
【００５６】
［実施例１５］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例９の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１０と同様にして実施例１５のローラチェーンを作製した。
［実施例１６］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例１０の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１０と同様にして実施例１６のローラチェーンを作製した。
［実施例１７］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例１１の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１０と同様にして実施例１７のローラチェーンを作製した。
［実施例１８］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例１２の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１０と同様にして実施例１８のローラチェーンを作製した。
【００５７】
［実施例１９］
配合例１の第１水系塗料に代えて配合例３の第１水系塗料を用いて第１塗膜を形成したこと以外は、実施例１と同様にして実施例１９のローラチェーンを作製した。
［実施例２０］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例５の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１９と同様にして実施例２０のローラチェーンを作製した。
［実施例２１］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例６の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１９と同様にして実施例２１のローラチェーンを作製した。
［実施例２２］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例７の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１９と同様にして実施例２２のローラチェーンを作製した。
［実施例２３］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例８の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１９と同様にして実施例２３のローラチェーンを作製した。
【００５８】
［実施例２４］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例９の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１９と同様にして実施例２４のローラチェーンを作製した。
［実施例２５］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例１０の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１９と同様にして実施例２５のローラチェーンを作製した。
［実施例２６］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例１１の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１９と同様にして実施例２６のローラチェーンを作製した。
［実施例２７］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例１２の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１９と同様にして実施例２７のローラチェーンを作製した。
【００５９】
［比較例１］
比較例１として、他社のチェーン（商品名「Ｒｅｎｏｌｄ Ｈｙｄｒｏ−Ｓｅｒｖｉｓ」、Ｒｅｎｏｌｄ社製）を用いた。
［比較例２］
比較例２として、他社のチェーン（商品名「ＨＩＴＡＣＨＩ ＰＣ−ＰＬＵＳ」、株式会社日立製作所製）を用いた。
［比較例３］
比較例３として、当社の旧製品のチェーンを用いた。この比較例３のチェーンにおいて、チェーン部品の鉄母材上に本発明の亜鉛−鉄合金下地皮膜及び塗膜は形成されていない。
［比較例４］
チェーン構成部品（内プレート、ブシュ、外プレート、連結ピン、及びローラ）の鉄母材を、衝撃亜鉛めっきにより形成してなる亜鉛−鉄合金下地皮膜で被覆した後、該亜鉛−鉄合金下地皮膜を、前記表１の配合例２の第１水系塗料を用いてディップスピン法により被覆し、１８０℃で焼き付けて第１塗膜を形成した。そして、第１塗膜に第２水系塗料を塗装せずに、構成部品を組み立てて比較例４のチェーンを作製した。
【００６０】
［塩水噴霧試験］
前記実施例１〜２７、及び比較例１〜４のローラチェーンにつき、塩水噴霧試験を行った。試験は、「ＪＩＳ−Ｋ５６００−７−１」に準拠して行い、赤錆が目視により見出されるまでの時間を測定した。なお、各ローラチェーンは、製造時に皮膜に欠陥部分が生じた場合でも補修を行っていない。試験結果を下記表３−１、表３−２、表３−３、及び表４に示す。
表中、「塗油あり」とは、チェーンに組み立てた後に、第２塗膜上に潤滑油を塗布したものをいい、「塗油なし」とは第２塗膜上に潤滑油を塗布しなかったものをいう。表４の比較例１及び２において、「塗油なし」の試験は、潤滑油を溶剤により除去して実施した。
【００６１】
【表３−１】
【００６２】
【表３−２】
【００６３】
【表３−３】
【００６４】
【表４】
【００６５】
表３−１、表３−２、表３−３、及び表４より、亜鉛−鉄合金下地皮膜上に第１塗膜及び第２塗膜を形成した実施例１〜２７のチェーンの場合、第１塗膜及び第２塗膜を形成していない比較例１〜４のチェーンと比較して、耐食性が著しく向上していることが分かる。そして、実施例１〜２７のチェーンの場合、第２塗膜上に潤滑油を塗布したときに、耐食性の低下が抑制されている。
【００６６】
実施例１０〜１８のチェーンと比較例４のチェーンとを比較することにより、第１塗膜に第２水系塗料を塗装することで、耐食性が著しく向上することが分かる。
第１水系塗料が同一で、第２水系塗料が異なる実施例１〜９、実施例１０〜１８、実施例１９〜２７のチェーンをそれぞれ比較した場合、ケイ酸アルカリの水溶液、リチウムシリケート及びヒドロキシアパタイトの３つの成分を含有し、３−アミノプロピルトリエトキシシランに対する各成分の質量比が大きい第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成した実施例のチェーンほど、耐食性が高いことが分かる。そして、ヒドロキシアパタイトを含有しない配合例６の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成した実施例３、１２、２１のチェーン、リチウムシリケートを含有しない配合例７の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成した実施例４、１３、２２のチェーン、ヒドロキシアパタイト及びリチウムシリケートを含有しない配合例１２の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成した実施例９、１８、２７のチェーンにおいても良好な耐食性が得られていることが分かる。
【００６７】
また、配合例１１及び１２は配合例４〜１０と、ケイ酸アルカリの水溶液、リチウムシリケート、ヒドロキシアパタイト、及び３−アミノプロピルトリエトキシシランの各膜成分の第２水系塗料全体に対する質量％が大きく異なるが、セラグシタールＸＣ−ＺＮ／ＫＢＰ９０、リチウムシリケート３５／ＫＢＰ９０、ＴＣＰ−１０Ｕ／ＫＢＰ９０の質量比が、配合例４〜１０の前記質量比と同一の範囲内にあり、この配合例１１及び１２の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成した実施例のチェーンにおいても、耐食性が良好であることが分かる。
【００６８】
第２水系塗料が同一で、第１水系塗料が異なる各実施例のチェーンをそれぞれ比較した場合、配合例２、配合例１、配合例３の第１水系塗料を用いて第１塗膜を形成した実施例のチェーンの順に耐食性が高いことが分かる。
【００６９】
以上より、部品の鉄母材及び亜鉛−鉄合金下地皮膜上に、第１水系塗料を用いて第１塗膜を形成し、該第１塗膜に第２水系塗料を塗装して第１塗膜に浸透させるとともに第２塗膜を形成するように構成された本発明の耐食表面処理チェーンは、耐食性に非常に優れ、チェーンの耐久性が向上することが確認された。
そして、第２塗膜上に潤滑油を塗装した場合においても、上述したように、潤滑油が第１塗膜に浸透しないので、第１塗膜の亜鉛の犠牲防食が阻害されることがなく、耐食性の低下が抑制されることが確認された。
そして、前記第２塗膜により第１塗膜の剥離が防止されるので、チェーンの組み付け時における内プレートとブシュとの圧入部分、及び外プレートと連結ピンとの締鋲部分の塗膜補修を省くことができ、チェーン構成部品の連結ピンとブシュ、ブシュとローラとの間に生じた摺動抵抗に起因するチェーンの屈曲不良及びローラ回転不良が抑制される。
【００７０】
また、本発明の第１水系塗料及び第２水系塗料は上述した組成を有するので、それぞれ焼き付け乾燥を行うときに、温度１８０℃以下で処理すればよく、チェーンの構成部品に硬さ低下が生じず、チェーン強度及びチェーン寿命が低下するのが抑制されている。
さらに、本発明の耐食表面処理チェーンは、従来のような電気めっき、酸洗いの処理時に生じる水素脆化が発生せず、部品強度の低下が抑制されるとともに、部品表面にダクロタイズド処理する場合のように環境汚染の問題が生じることもない。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】（ａ）は、チェーンの鉄母材及び亜鉛−鉄合金下地皮膜上に形成された第１塗膜に第２水系塗料を塗装して、第１塗膜に浸透させ、第２塗膜を形成した状態を示す説明図、（ｂ）は、第２塗膜上に潤滑油を塗布した状態を示す説明図である。
【図２】（ａ）は、第１塗膜に、第２水系塗料の成分にパール顔料を混合して得られた塗料を塗装した状態を示す説明図、（ｂ）は、前記塗料により形成された塗膜の上に潤滑油を塗布した状態を示す説明図である。
【図３】本発明の実施例１に係る耐食表面処理チェーンの一例としてのローラチェーンを示す一部断面図である。
【図４】図３のＡ部分を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０ ローラチェーン
１１ 内プレート
１１ａ ブシュ圧入孔
１２ ブシュ
１３ 外プレート
１３ａ ピン圧入孔
１４ 連結ピン
１５ ローラ
２２ 鉄母材
２４ 亜鉛−鉄合金下地皮膜
２６ 第１塗膜
２８ 第２塗膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塩水、酸、アルカリ等の腐食雰囲気下で使用されるブシュチェーン、ローラチェーン等の耐食表面処理チェーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、塩水、酸、アルカリ等の腐食雰囲気下で使用されるチェーンを防食するために、チェーンの各部品の鉄表面を、亜鉛等の鉄より卑である金属で被覆すること、ニッケル等の鉄より貴である金属で被覆すること等が行われている。前者の亜鉛めっきとして、電気亜鉛めっき及び粉末衝撃亜鉛めっき等が挙げられ、後者のニッケルめっきとして、電気ニッケルめっき及び無電解ニッケルめっき等が挙げられる。
【０００３】
また、特許文献１には、鉄素地上に非水素雰囲気下で亜鉛皮膜を形成し、該亜鉛皮膜上に、アルミニウム粉末及びシリコン樹脂を含有する塗料を焼付け塗装することにより、白錆防止焼付け塗膜を形成した防食性チェーン用部品の発明が開示されている。
【特許文献１】特許第３１２２０３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、チェーン部品の鉄母材の表面に亜鉛めっきを施した場合、腐食雰囲気下でチェーンを使用したときに、亜鉛の腐食が著しく進行する。加速試験を実施した場合、チェーンの耐食寿命が例えば５０時間以下に低下することがあるという問題があった。
そして、チェーン部品の鉄母材の表面にニッケルめっきを施した場合、ニッケルめっきは亜鉛めっきに比べて防食性に劣るため、めっき皮膜の欠陥部、及び製造時又は使用時に生じた欠陥部に腐食が生じ、また、腐食が母材内部に向かって孔状に進行する孔食が生じ、部品強度が低下するという問題があった。そして、応力腐食割れによる破断が生じる虞もあった。さらに、ニッケルめっき処理は酸性雰囲気下で行われるため、水素脆性により部品強度が低下する虞があった。
【０００５】
ところで、一般に、チェーンの表面には、部品同士の摺動による摩擦を低減させるため、汎用潤滑油（鉱油、パラフィン等に微量の防錆剤及び極圧添加剤を配合したもの）が塗布されている。
チェーンの表面に、特許文献１等に示されたシリコン樹脂を含有する塗料を用いて塗膜を形成した場合において、該塗膜上に前記潤滑油を塗布したときに、塗布前と比較して耐食性が低下するという問題があった。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、良好な耐食性を有し、表面に潤滑油を塗布した場合においても、耐食性の低下が抑制されている耐食表面処理チェーンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは鋭意検討の結果、チェーンの表面に、顔料は含有せず、水溶性又は加水分解性のアミノ基含有シランカップリング剤、並びにアンモニウムイオン及びハロゲンイオンを含有するケイ酸アルカリの水溶液を含有する水系塗料を塗装することにより、チェーンが良好な耐食性を有し、潤滑油を塗装した場合においても、耐食性の低下が抑制されることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、第１発明の耐食表面処理チェーンは、鉄系の一対の外プレートと一対の内プレートとを交互に連結してなり、表面に亜鉛−鉄合金下地皮膜を形成してある耐食表面処理チェーンにおいて、前記亜鉛−鉄合金下地皮膜上に、亜鉛、アルミニウム、硝酸塩、及びメルカプト基含有シランカップリング剤以外のメルカプト基を含む有機化合物を含有する第１水系塗料を用いて第１塗膜を形成してあり、前記第１塗膜に、顔料は含有せず、水溶性又は加水分解性のアミノ基含有シランカップリング剤、並びにアンモニウムイオン及びハロゲンイオンを含有するケイ酸アルカリの水溶液を含有する第２水系塗料を塗装して、前記第１塗膜に浸透させ、第２塗膜を形成してあることを特徴とする。
【０００８】
第２発明の耐食表面処理チェーンは、第１発明において、前記第１水系塗料に含まれるアルミニウムの亜鉛に対する質量比は、０．０７以上０．２４以下であることを特徴とする。
【０００９】
第３発明の耐食表面処理チェーンは、第１又は第２発明において、前記第２水系塗料に含まれる前記ケイ酸アルカリの水溶液の有効成分の前記アミノ基含有シランカップリング剤の有効成分に対する質量比は、０．０１以上０．１４以下であることを特徴とする。
【００１０】
第４発明の耐食表面処理チェーンは、第１乃至第３発明において、前記第２水系塗料は、ヒドロキシアパタイト、及び／又はリチウムシリケートをさらに含有することを特徴とする。
【００１１】
第５発明の耐食表面処理チェーンは、第４発明において、前記第２水系塗料が前記ヒドロキシアパタイトを含有する場合に、該ヒドロキシアパタイトの有効成分の前記アミノ基含有シランカップリング剤の有効成分に対する質量比は、０超過０．０８以下であり、前記第２水系塗料が前記リチウムシリケートを含有する場合に、該リチウムシリケートの有効成分の前記アミノ基含有シランカップリング剤の有効成分に対する質量比は、０超過０．２以下であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の耐食表面処理チェーンにおいては、表面に亜鉛−鉄合金下地皮膜が形成されているので、亜鉛により犠牲防食作用が発現され、該亜鉛−鉄合金下地皮膜の上側に形成する皮膜に欠陥が生じた場合においても、該欠陥の部分からの発錆が抑制される。
また、亜鉛−鉄合金下地皮膜上に第１塗膜が形成されることにより、亜鉛の短時間での腐食進行が抑制され、製造時又は使用時に生じる皮膜の欠陥からの発錆抑制効果がさらに向上する。
そして、第１塗膜に第２水系塗料を塗装してあるが、後述するように、第２水系塗料は第１塗膜表面に堆積される顔料を含有しないので、第２水系塗料の各成分が第１塗膜の内部に浸透している。従って、前記ケイ酸アルカリの水溶液の成分が亜鉛と反応して不溶性の錯塩が生じ、第１塗膜が安定化する。また、第１塗膜の内部に前記アミノ基含有シランカップリング剤が浸透しているので第１塗膜が緻密になり、第２水系塗料により第２塗膜（トップコート膜）が形成されていることと相まって、腐食因子の進入が抑制されている。従って、チェーンは良好な耐食性を有する。
さらに、第２塗膜上に潤滑油を塗布した場合においても、潤滑油が第１塗膜の内部に浸透しないので、亜鉛の犠牲防食が阻害されず、耐食性の低下が抑制されている。
【００１３】
そして、第２水系塗料がヒドロキシアパタイトを含有する場合、腐食因子の進入をより良好に防止することができ、第１塗膜の薄膜化を達成することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、チェーンの表面上に、亜鉛−鉄合金下地皮膜と、亜鉛、アルミニウム、硝酸塩、並びにメルカプト基含有シランカップリング剤以外のメルカプト基を含む有機化合物を含有する第１水系塗料を用いて形成された第１塗膜とを有し、第１塗膜に、顔料は含有せず、水溶性又は加水分解性のアミノ基含有シランカップリング剤、並びにアンモニウムイオン及びハロゲンイオンを含有するケイ酸アルカリの水溶液を含有する第２水系塗料を塗装してあるので、第１塗膜に第２水系塗料が浸透し、前記ケイ酸アルカリの水溶液の成分が亜鉛と反応して不溶性の錯塩が生じ、第１塗膜が安定化する。また、第２塗膜により腐食因子の進入が抑制される。従って、耐食表面処理チェーンは良好な耐食性を有し、第２塗膜上に潤滑油を塗布した場合においても、耐食性の低下が抑制されている。
そして、塗膜は酸性雰囲気下では形成されないので、水素脆性が生じず、部品強度の低下が抑制されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の耐食表面処理チェーンは、離間配置される一対の内プレートと、該内プレートのブシュ圧入孔に圧入嵌合されるブシュと、前記内プレートの外側に配置されて前後の内プレートに連結される一対の外プレートと、前記ブシュの内周面に遊嵌して外プレートのピン圧入孔に圧入嵌合される連結ピンとで構成されるブシュチェーン、又は、前記連結ピン及びブシュの外周面にローラをさらに遊嵌させるローラチェーンのいずれであってもよい。
【００１６】
本発明の耐食表面処理チェーンを具体的な用途で例示すると、高湿度環境下、定期的な洗浄状態で使用される食品搬送トレーコンベヤの駆動機構に用いられるコンベヤチェーン、水及び洗剤が降りかかる洗車機内のローラコンベヤの駆動機構、並びにブラシ、及びブローの駆動機構に用いられるコンベヤチェーン、高温高湿下で用いられるキノコ培養用スタッカークレーンの吊り下げチェーン、洗浄液がかかるビンケース洗浄搬送ローラコンベヤの駆動機構に用いられるコンベヤチェーン、水中を走行して水中に沈殿した汚泥をかき寄せるためのコンベヤチェーン、海岸付近に設置されて潮風に晒される野外設置コンベヤの駆動機構のためのコンベヤチェーン等の搬送コンベヤチェーン、又はエンジン等で用いられるような動力を伝達するための伝動用チェーンが挙げられる。
【００１７】
本発明の耐食表面処理チェーンに用いられる内プレート及び外プレートの具体的な形状は、小判型プレート、ヒョウタン型プレートのいずれであってもよい。
【００１８】
本発明の耐食表面処理チェーンは、上述の各構成部品の鉄母材上に、例えば衝撃亜鉛めっきにより形成された亜鉛−鉄合金下地皮膜を有する。
【００１９】
本発明の耐食表面処理チェーンは、亜鉛−鉄合金下地皮膜上に、第１水系塗料を用いて形成された第１塗膜を有する。
第１水系塗料は、亜鉛、アルミニウム、硝酸塩、並びにメルカプト基含有シランカップリング剤以外のメルカプト基を含む有機化合物を含有する。この亜鉛、アルミニウム、硝酸塩、及び前記有機化合物等により水系防錆顔料が構成される。
亜鉛及びアルミニウムの形態等については特に制限はなく、球状、フレーク状、棒状等の形態を取り得る。特に、フレーク状のものを用いて塗料を構成した場合、被塗物への被覆効果が高く、優れた防食性を有することになる。
亜鉛及びアルミニウムは、混合して１つの水系防錆顔料として第１水系塗料に配合してもよく、亜鉛及びアルミニウムを各別に配合した２種の水系防錆顔料を第１水系塗料に配合することにしてもよい。
亜鉛とアルミニウムとを併用することにより、亜鉛に起因する白錆の発生が抑制される。
【００２０】
亜鉛、及びアルミニウムの第１水系塗料に対する含有量は、それぞれ１０質量％以上８０質量％以下、０．７質量％以上１８．３質量％以下であるのが好ましい。
アルミニウムと亜鉛との質量比は、０．０７以上０．２４以下であるのが好ましい。前記質量比が０．０７以上０．２４以下である場合、白錆の発生が良好に抑制される。
【００２１】
以下に、亜鉛を含有する水系防錆顔料を調製する場合について説明する。
亜鉛がフレーク状である場合、ボールミル、アトライタ等により展延処理して得られ、平均アスペクト比（平均長径／平均厚み）が１０以上であるものが好ましい。
このようにして得られたフレーク状の亜鉛粉末を、メルカプト基含有シランカップリング剤以外のメルカプト基を含む有機化合物と混練し、さらに硝酸塩を添加して混練することにより、亜鉛が前記有機化合物で被覆された水系防錆顔料を得ることができる。その形態は粉末状であってもよく、スラリー状であってもよい。
硝酸塩は、展延処理の際に前記有機化合物と共に添加してもよく、上述したように、亜鉛粉末と前記有機化合物との混練の際に添加してもよい。
【００２２】
上述した展延処理をする際には、前記有機化合物を粉砕助剤として用い、金属表面を直接被覆してもよく、一般的な粉砕助剤としてのステアリン酸等の飽和脂肪酸、オレイン酸等の不飽和脂肪酸、及びフッ化水素酸塩等を併用してもよい。
さらに、展延処理及び混練処理に際して、界面活性剤、上述の粉砕助剤を分散助剤として添加してもよい。
【００２３】
混練処理は有機溶媒の存在下で行うことができるが、特に水溶性溶媒を用いた場合には、処理後のスラリーを水系防錆顔料としてそのまま第１水系塗料に添加することができるので好ましい。
【００２４】
前記水溶性溶媒としては、プロピレングリコール、エチレングリコール等のグリコール系溶媒、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系溶媒、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル系溶媒等が挙げられる。
【００２５】
メルカプト基を有する有機化合物としては、例えば、３−メルカプトプロピオン酸、メルカプトプロピオン酸エチルヘキシル、メルカプトプロピオン酸メトキシブチル、メルカプトプロピオン酸トリデシル、ペンタエリスリトールテトラキスプロピオネート、４−メルカプトフェノール、チオグリコール酸、チオグリコール酸モノエタノールアミン、チオグリコール酸エチルヘキシル、チオグリコール酸メチル、チオグリコール酸エチル等が挙げられる。
これらの有機化合物は単独で用いてもよく、２種以上併用してもよい。
【００２６】
亜鉛粉末に対する前記有機化合物の添加量は、亜鉛粉末１００質量部に対し１〜１３質量部が好ましく、３〜１３質量部がより好ましく、３〜１０質量部がさらに好ましく、５〜８質量％が特に好ましい。前記添加量が１質量部より少ない場合、亜鉛粉末の表面を処理するのに十分ではなく、水中での安定性（貯蔵安定性）が不十分であり、前記添加量が１３質量部を超える場合、前記有機化合物が過剰となり、水中での安定性のさらなる向上が期待できない。
【００２７】
水系防錆顔料に含まれる硝酸塩としては、硝酸カリウム、硝酸カルシウム、硝酸マグネシウム、硝酸ニッケル、硝酸コバルト等が挙げられる。中でも、硝酸マグネシウム及び硝酸ニッケルが好ましい。
【００２８】
硝酸塩の添加量は、亜鉛粉末１００質量部に対し０．１〜１０質量部が好ましく、３〜９質量部がより好ましく、３〜７質量部がさらに好ましい。前記添加量が０．１質量部より少ない場合、亜鉛粉末の表面に対する前記有機化合物の被覆効率を高めるのに十分ではなく、水系防錆顔料の水中での安定性が不十分となり、前記添加量が１０質量部を超える場合、水中での安定性のさらなる向上が期待できない。
これらの硝酸塩は、単独で用いてもよく、２種以上併用してもよい。
【００２９】
水系防錆顔料は、マグネシウム化合物を含有するのが好ましく、上述の硝酸マグネシウムとして含有するのがさらに好ましい。
水系防錆顔料に含有されるマグネシウムの亜鉛に対する質量割合は、０．０５質量％〜１０質量％であるのが好ましく、０．２質量％〜２．０質量％であるのがより好ましく、０．４質量％〜１．０質量％であるのがさらに好ましい。前記割合が０．０５質量％〜１０質量％である場合、前記水系防錆顔料を用いて第１水系塗料を構成し、チェーン部品に塗装した場合、マグネシウムが亜鉛よりも先に溶出するので、亜鉛の溶出量が抑制され、防錆性が長期に亘って持続する。
【００３０】
水系防錆顔料は、各成分を各別に添加してもよく、又は、一部若しくは全部の成分を予め混合して添加してもよく、水及び上述の溶媒と混合してスラリー状として添加してもよい。
【００３１】
本発明の第１水系塗料は、上述したように、亜鉛を含有する前記水系防錆顔料と、アルミニウムを含有する水系防錆顔料とを配合することにしてもよく、亜鉛とアルミニウムとを混合して、１つの水系防錆顔料として調製されたものを用いることにしてもよい。
第１水系塗料は、さらにコロイダルシリカを含有してもよい。
【００３２】
第１水系塗料は、通常の製造方法に従って、各成分を混合、撹拌することによって得られる。その際、水、アルコール系溶剤、グリコールエーテル系溶剤、グリコール系溶剤等の水溶性の溶剤、界面活性剤、分散剤、消泡剤等の塗料用添加剤を配合し得る。
また、一般的な塗料用添加剤である、ポリカルボン酸系等の分散剤、ノニオン系又はアニオン系等の界面活性剤、ウレタン系等の増粘剤、シリコン系又はアクリル系の消泡剤を配合してもよく、さらに、レベリング剤を配合してもよい。
【００３３】
本発明の耐食表面処理チェーンは、前記第１塗膜に、例えばパール顔料、リン酸亜鉛等の顔料は含有せず、水溶性又は加水分解性のアミノ基含有シランカップリング剤、並びにアンモニウムイオン及びハロゲンイオンを含有するケイ酸アルカリの水溶液を含有する第２水系塗料を塗装することにより、該第２水系塗料を第１塗膜に浸透させるとともに、第２塗膜を形成してある。
【００３４】
水溶性又は加水分解性のアミノ基含有シランカップリング剤は、１８０℃以下の焼き付け温度で塗装する際のバインダとして機能し、第１塗膜の剥離を防止するものであればよい。
水溶性又は加水分解性のアミノ基含有シランカップリング剤としては、例えば、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−トリエトキシシリル−（１，３−ジメチルブチリデン）プロピルアミン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（ビニルベンジル）−２−アミノエチル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。これらの１種又は２種以上が用いられ得る。
【００３５】
前記第２水系塗料は、ヒドロキシアパタイトをさらに含有するのが好ましい。ヒドロキシアパタイトを含有することにより、腐食雰囲気下、塩水等の腐食因子の第２塗膜内への浸入が良好に抑制される。
ヒドロキシアパタイトの有効成分の前記アミノ基含有シランカップリング剤の有効成分に対する質量比は０超過０．０８以下であるのが好ましい。
ヒドロキシアパタイトを前記範囲で含有する場合、前記第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成するときに、腐食因子の進入を防止することができ、第１塗膜の薄膜化を達成することができる。
【００３６】
前記第２水系塗料は、リチウムシリケートをさらに含有するのが好ましい。
リチウムシリケートは、ＳｉＯ2 ／Ｌｉ2 Ｏ（モル比）が３．２〜３．８であり、リチウムシリケートの有効成分の前記アミノ基含有シランカップリング剤の有効成分に対する質量比は０超過０．２以下であるのが好ましい。
【００３７】
第２水系塗料に使用されるケイ酸アルカリは、一般式Ｍ2 Ｏ・ｎＳｉＯ2 で表され、式中、ＭはＮａ、Ｋ、Ｌｉ、及びＣｓのうちのいずれかであり、かつｎは１乃至５である。ｎは整数でなくてもよい。ケイ酸アルカリは水溶液として使用され、Ｍ2 Ｏ・ｎＳｉＯ2 の濃度が１０乃至５０質量％の範囲であるのが好ましい。該濃度が１０質量％未満である場合、亜鉛水酸化物錯塩等の生成が不十分であり、また５０質量％を越えた場合、水溶液の粘度が増加して亜鉛の白錆の内部まで浸透し難くなる。このケイ酸アルカリ水溶液には、亜鉛めっき面及び亜鉛の白錆中への水溶液の濡れ、浸透拡散を促進するため、アルコールを添加することができる。
【００３８】
亜鉛、亜鉛の白錆中の金属亜鉛、亜鉛の酸化物、亜鉛の水酸化物と、ケイ酸アルカリ中のアルカリ金属とのイオン置換反応には、活性化剤としてのアンモニウムイオンの存在と、触媒としてのハロゲンイオンとが必要である。アンモニウムイオン源としては、例えば塩化アンモニウム、フッ化アンモニウム等の無機塩類が好ましく、その添加量はケイ酸アルカリ水溶液の総量に対して０．０１〜１．０モル／ｋｇの範囲が好ましい。また、ハロゲンイオン触媒としては、塩素イオン又はフッ素イオンが好ましく、そのイオン源としては、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ａｌ等の金属の塩化物及びフッ化物が好適である。使用量は、ケイ酸アルカリ水溶液の総量に対して０．０１〜１．０モル／ｋｇの範囲が好ましい。ハロゲンイオンの使用量が０．０１モル／ｋｇ未満では触媒としての効果が不十分で、本発明の目的を完全に達成することができない。また、使用量が１．０モル／ｋｇを越えた場合、コストが高くなる。
【００３９】
第２水系塗料に含まれるＭ2 Ｏ・ｎＳｉＯ2 により、イオン化傾向による置換が生じ、安定錯塩Ｚｎ5 （ＯＨ）8 Ｃｌ2 ・Ｈ2 Ｏが形成され、第１塗膜及び亜鉛−鉄合金下地皮膜が安定化する。
ケイ酸アルカリの水溶液の有効成分の前記アミノ基含有シランカップリング剤の有効成分に対する質量比は０．０１以上０．１４以下であるのが好ましい。
ケイ酸アルカリの水溶液を前記範囲で含有する場合、第１塗膜を安定化させることができるとともに、耐水性が良好である。
【００４０】
第２水系塗料は、通常の製造方法に従って、各成分を混合、撹拌することによって得られる。その際、水、アルコール系溶剤、グリコールエーテル系溶剤、グリコール系溶剤等の水溶性の溶剤、界面活性剤、分散剤、消泡剤等の塗料用添加剤を配合し得る。
また、一般的な塗料用添加剤である、ポリカルボン酸系等の分散剤、ノニオン系又はアニオン系等の界面活性剤、ウレタン系等の増粘剤、シリコン系又はアクリル系の消泡剤を配合してもよく、さらに、レベリング剤を配合してもよい。
【００４１】
本発明の第１水系塗料及び第２水系塗料が、耐食表面処理チェーンの構成部品の表面に例えばディップスピン等の方法により塗布された後、焼き付け乾燥されることで、第１塗膜及び第２塗膜が形成される。第１水系塗料及び第２水系塗料は上述した組成を有するので、それぞれ焼き付け乾燥を、温度１８０℃以下で行えばよい。
従って、チェーン構成部品に硬さ低下が生じず、チェーン強度及びチェーン寿命が低下するのが抑制される。
【００４２】
図１（ａ）は、チェーンの鉄母材及び亜鉛−鉄合金下地皮膜上に形成された第１塗膜に第２水系塗料を塗装して、第１塗膜に浸透させ、第２塗膜を形成した状態を示す説明図、図１（ｂ）は、第２塗膜上に潤滑油を塗布した状態を示す説明図である。
第２水系塗料が顔料を含有しないため、該顔料により阻害されることなく、図１中に黒点で示すアミノ基含有シランカップリング剤等の樹脂成分、及び前記ケイ酸アルカリの水溶液が、図１中に白の長円で示す顔料（亜鉛、Ａｌのフレーク）を含有してポーラスな第１塗膜の内部に拡散及び浸透し、第１塗膜の表面に薄い第２塗膜が形成された状態で、全体的に緻密な塗膜が形成される。
従って、ケイ酸アルカリの水溶液の成分が亜鉛と反応して不溶性の錯塩が生じ、第１塗膜が安定化するとともに、第１塗膜が緻密になり、第２塗膜が形成されていることと相まって、腐食因子の進入が抑制されている。よって、チェーンは良好な耐食性を有する。
第２塗膜に潤滑油を塗布した場合、第１塗膜が緻密であるため、第１塗膜に浸透する潤滑油の量が少なくなって、第１塗膜の亜鉛の犠牲防食が阻害されることがなく、耐食性の低下が抑制される。
【００４３】
図２（ａ）は、第１塗膜に、第２水系塗料の成分にパール顔料を混合して得られた塗料を塗装した状態を示す説明図、図２（ｂ）は、前記塗料により形成された塗膜の上に潤滑油を塗布した状態を示す説明図である。
前記パール顔料として、例えばIriodin １０３ＷＮＴ（メルク株式会社製）を用いた場合、該顔料の粒径は１０〜６０μｍである。従って、図２中に黒の長円で示す前記顔料は、前記樹脂成分と比較して粒径が大きく、第１塗膜の表面に堆積するので、前記樹脂成分は拡散して第１塗膜の内部まで浸入することができず、外側の塗膜がポーラスになる。
従って、第１塗膜は緻密化されないので、腐食因子の進入も十分に抑制されず、チェーンの耐食性は本発明の耐食表面処理チェーンより悪くなる。
また、前記塗膜上に潤滑油を塗布した場合、該塗膜及び第１塗膜共に、顔料が多くポーラスであるため、潤滑油が第１塗膜の内部まで拡散及び浸透しやすい。潤滑油は絶縁性を有するため、第１塗膜の亜鉛の犠牲防食が阻害され、耐食性が低下する。
【実施例】
【００４４】
以下、本発明の実施例と比較例とを具体的に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
（１）第１水系塗料
［配合例１］
下記の表１の配合（質量部で示す）に従って、フレーク状の亜鉛粉末（平均長径１５μｍ、平均厚み０．５μｍ）と、チオグリコール酸エチルヘキシルと、分散助剤とをジプロピレングリコールモノメチルエーテル中で３時間混合撹拌し、硝酸マグネシウムをさらに添加・混合して撹拌することによって、亜鉛ペースト（水系亜鉛防錆顔料）を得た。この亜鉛ペーストは、亜鉛粉末の表面がチオグリコール酸エチルヘキシルで被覆されている。
前記亜鉛ペーストに、順次、分散剤（１）、水、分散剤（２）、及びアルミペーストＦＷ６１０（旭化成ケミカルズ株式会社製、アルミニウムペースト：水系Ａｌ防錆顔料）を配合して、配合例１の第１水系塗料を得た。
Ａｌ／Ｚｎ（質量比）は７／９３（０．０７５）である。
【００４５】
【表１】
【００４６】
［配合例２］
Ａｌ／Ｚｎ（質量比）が１４／８６（０．１６）になるようにアルミペーストＦＷ６１０を配合したこと以外は、配合例１と同様にして配合例２の第１水系塗料を得た。
［配合例３］
Ａｌ／Ｚｎ（質量比）が１８／８２（０．２２）になるようにアルミペーストＦＷ６１０を配合したこと以外は、配合例１と同様にして配合例３の第１水系塗料を得た。
【００４７】
（２）第２水系塗料
［配合例４］
下記の表２の配合に従って、ＡＷ−１５Ｆ（フジケミＨＥＣ株式会社製、ヒドロキシエチルセルロース）、水、セラグシタールＸＣ−ＺＮ（新技術創造研究所株式会社製：アンモニウムイオン及びハロゲンイオンを含有するケイ酸アルカリの水溶液）、リチウムシリケート３５（日産化学工業株式会社製、ＳｉＯ2 ／Ｌｉ2 Ｏのモル比３．２〜３．８）、ＴＣＰ−１０Ｕ（太平化学産業株式会社製、ヒドロキシアパタイト）、ＫＢＰ９０（信越化学工業株式会社製、３−アミノプロピルトリエトキシシラン）、ＢＹＫ３３３（Ｂｙｋｃｈｅｍｉｅ株式会社製、シリコーン：表面調整剤）、及び界面活性剤を１時間、混合撹拌することによって、配合例４の第２水系塗料を得た。
【００４８】
【表２】
【００４９】
［配合例５〜１２］
前記表２の配合に従って、配合例４と同様にして、配合例５〜１０の第２水系塗料を得た。
前記表２には、セラグシタールＸＣ−ＺＮ／ＫＢＰ９０、リチウムシリケート３５／ＫＢＰ９０、ＴＣＰ−１０Ｕ／ＫＢＰ９０（質量比、％）も示してある。
アルミペーストＦＷ６１０、セラグシタールＸＣ−ＺＮ、リチウムシリケート３５、ＴＣＰ−１０Ｕ、ＫＢＰ９０の有効成分（％）はそれぞれ６０、２２、２３、１０、３２である。
【００５０】
（３）耐食表面処理チェーン
［実施例１］
図３は、本発明の実施例１に係る耐食表面処理チェーンの一例としてのローラチェーン１０を示す一部断面図であり、図４は、図３のＡ部分を拡大した断面図である。
ローラチェーン１０は、図３及び図４に示すように、離間配置される一対の内プレート１１，１１と、該内プレート１１，１１のブシュ圧入孔１１ａ，１１ａに圧入嵌合されるブシュ１２と、内プレート１１，１１の外側に配置され、前後の内プレート１１，１１に連結される一対の外プレート１３，１３と、ブシュ１２の内周側に遊嵌され、外プレート１３，１３のピン圧入孔１３ａ，１３ａに圧入嵌合される連結ピン１４と、ブシュ１２の外周側に遊嵌されるローラ１５とを備えている。
【００５１】
前記内プレート１１と、ブシュ１２と、外プレート１３と、連結ピン１４と、ローラ１５とは、それぞれ、図２に示すように、鉄母材２２上に、衝撃亜鉛めっきにより形成された亜鉛−鉄合金下地皮膜２４と、第１水系塗料を用いて形成された第１塗膜２６とを有する。そして、第１塗膜２６上に第２水系塗料を塗装することにより、該第２水系塗料が第１塗膜２６に浸透するとともに、第２塗膜２８（トップコート膜）が形成される。
【００５２】
前記チェーン構成部品（内プレート１１、ブシュ１２、外プレート１３、連結ピン１４、及びローラ１５）の鉄母材２２を、衝撃亜鉛めっきにより形成してなる亜鉛−鉄合金下地皮膜２４で被覆した後、該亜鉛−鉄合金下地皮膜２４を、前記表１の配合例１の第１水系塗料を用いてディップスピン法により被覆し、１８０℃で焼き付けて第１塗膜２６を形成した。さらに、第１塗膜２６を、前記表２の配合例４の第２水系塗料を用いてディップスピン法により被覆し１８０℃で焼き付けて、第１塗膜２６に浸透させるとともに、第２塗膜２８を形成した。
そして、前記構成部品を組み立て、実施例１に係るローラチェーン１０を作製した。
【００５３】
［実施例２］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例５の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１と同様にして実施例２のローラチェーンを作製した。
［実施例３］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例６の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１と同様にして実施例３のローラチェーンを作製した。
［実施例４］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例７の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１と同様にして実施例４のローラチェーンを作製した。
［実施例５］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例８の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１と同様にして実施例５のローラチェーンを作製した。
【００５４】
［実施例６］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例９の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１と同様にして実施例６のローラチェーンを作製した。
［実施例７］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例１０の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１と同様にして実施例７のローラチェーンを作製した。
［実施例８］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例１１の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１と同様にして実施例８のローラチェーンを作製した。
［実施例９］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例１２の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１と同様にして実施例９のローラチェーンを作製した。
【００５５】
［実施例１０］
配合例１の第１水系塗料に代えて配合例２の第１水系塗料を用いて第１塗膜を形成したこと以外は、実施例１と同様にして実施例１０のローラチェーンを作製した。
［実施例１１］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例５の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１０と同様にして実施例１１のローラチェーンを作製した。
［実施例１２］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例６の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１０と同様にして実施例１２のローラチェーンを作製した。
［実施例１３］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例７の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１０と同様にして実施例１３のローラチェーンを作製した。
［実施例１４］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例８の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１０と同様にして実施例１４のローラチェーンを作製した。
【００５６】
［実施例１５］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例９の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１０と同様にして実施例１５のローラチェーンを作製した。
［実施例１６］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例１０の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１０と同様にして実施例１６のローラチェーンを作製した。
［実施例１７］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例１１の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１０と同様にして実施例１７のローラチェーンを作製した。
［実施例１８］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例１２の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１０と同様にして実施例１８のローラチェーンを作製した。
【００５７】
［実施例１９］
配合例１の第１水系塗料に代えて配合例３の第１水系塗料を用いて第１塗膜を形成したこと以外は、実施例１と同様にして実施例１９のローラチェーンを作製した。
［実施例２０］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例５の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１９と同様にして実施例２０のローラチェーンを作製した。
［実施例２１］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例６の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１９と同様にして実施例２１のローラチェーンを作製した。
［実施例２２］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例７の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１９と同様にして実施例２２のローラチェーンを作製した。
［実施例２３］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例８の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１９と同様にして実施例２３のローラチェーンを作製した。
【００５８】
［実施例２４］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例９の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１９と同様にして実施例２４のローラチェーンを作製した。
［実施例２５］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例１０の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１９と同様にして実施例２５のローラチェーンを作製した。
［実施例２６］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例１１の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１９と同様にして実施例２６のローラチェーンを作製した。
［実施例２７］
配合例４の第２水系塗料に代えて配合例１２の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成したこと以外は、実施例１９と同様にして実施例２７のローラチェーンを作製した。
【００５９】
［比較例１］
比較例１として、他社のチェーン（商品名「Ｒｅｎｏｌｄ Ｈｙｄｒｏ−Ｓｅｒｖｉｓ」、Ｒｅｎｏｌｄ社製）を用いた。
［比較例２］
比較例２として、他社のチェーン（商品名「ＨＩＴＡＣＨＩ ＰＣ−ＰＬＵＳ」、株式会社日立製作所製）を用いた。
［比較例３］
比較例３として、当社の旧製品のチェーンを用いた。この比較例３のチェーンにおいて、チェーン部品の鉄母材上に本発明の亜鉛−鉄合金下地皮膜及び塗膜は形成されていない。
［比較例４］
チェーン構成部品（内プレート、ブシュ、外プレート、連結ピン、及びローラ）の鉄母材を、衝撃亜鉛めっきにより形成してなる亜鉛−鉄合金下地皮膜で被覆した後、該亜鉛−鉄合金下地皮膜を、前記表１の配合例２の第１水系塗料を用いてディップスピン法により被覆し、１８０℃で焼き付けて第１塗膜を形成した。そして、第１塗膜に第２水系塗料を塗装せずに、構成部品を組み立てて比較例４のチェーンを作製した。
【００６０】
［塩水噴霧試験］
前記実施例１〜２７、及び比較例１〜４のローラチェーンにつき、塩水噴霧試験を行った。試験は、「ＪＩＳ−Ｋ５６００−７−１」に準拠して行い、赤錆が目視により見出されるまでの時間を測定した。なお、各ローラチェーンは、製造時に皮膜に欠陥部分が生じた場合でも補修を行っていない。試験結果を下記表３−１、表３−２、表３−３、及び表４に示す。
表中、「塗油あり」とは、チェーンに組み立てた後に、第２塗膜上に潤滑油を塗布したものをいい、「塗油なし」とは第２塗膜上に潤滑油を塗布しなかったものをいう。表４の比較例１及び２において、「塗油なし」の試験は、潤滑油を溶剤により除去して実施した。
【００６１】
【表３−１】
【００６２】
【表３−２】
【００６３】
【表３−３】
【００６４】
【表４】
【００６５】
表３−１、表３−２、表３−３、及び表４より、亜鉛−鉄合金下地皮膜上に第１塗膜及び第２塗膜を形成した実施例１〜２７のチェーンの場合、第１塗膜及び第２塗膜を形成していない比較例１〜４のチェーンと比較して、耐食性が著しく向上していることが分かる。そして、実施例１〜２７のチェーンの場合、第２塗膜上に潤滑油を塗布したときに、耐食性の低下が抑制されている。
【００６６】
実施例１０〜１８のチェーンと比較例４のチェーンとを比較することにより、第１塗膜に第２水系塗料を塗装することで、耐食性が著しく向上することが分かる。
第１水系塗料が同一で、第２水系塗料が異なる実施例１〜９、実施例１０〜１８、実施例１９〜２７のチェーンをそれぞれ比較した場合、ケイ酸アルカリの水溶液、リチウムシリケート及びヒドロキシアパタイトの３つの成分を含有し、３−アミノプロピルトリエトキシシランに対する各成分の質量比が大きい第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成した実施例のチェーンほど、耐食性が高いことが分かる。そして、ヒドロキシアパタイトを含有しない配合例６の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成した実施例３、１２、２１のチェーン、リチウムシリケートを含有しない配合例７の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成した実施例４、１３、２２のチェーン、ヒドロキシアパタイト及びリチウムシリケートを含有しない配合例１２の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成した実施例９、１８、２７のチェーンにおいても良好な耐食性が得られていることが分かる。
【００６７】
また、配合例１１及び１２は配合例４〜１０と、ケイ酸アルカリの水溶液、リチウムシリケート、ヒドロキシアパタイト、及び３−アミノプロピルトリエトキシシランの各膜成分の第２水系塗料全体に対する質量％が大きく異なるが、セラグシタールＸＣ−ＺＮ／ＫＢＰ９０、リチウムシリケート３５／ＫＢＰ９０、ＴＣＰ−１０Ｕ／ＫＢＰ９０の質量比が、配合例４〜１０の前記質量比と同一の範囲内にあり、この配合例１１及び１２の第２水系塗料を用いて第２塗膜を形成した実施例のチェーンにおいても、耐食性が良好であることが分かる。
【００６８】
第２水系塗料が同一で、第１水系塗料が異なる各実施例のチェーンをそれぞれ比較した場合、配合例２、配合例１、配合例３の第１水系塗料を用いて第１塗膜を形成した実施例のチェーンの順に耐食性が高いことが分かる。
【００６９】
以上より、部品の鉄母材及び亜鉛−鉄合金下地皮膜上に、第１水系塗料を用いて第１塗膜を形成し、該第１塗膜に第２水系塗料を塗装して第１塗膜に浸透させるとともに第２塗膜を形成するように構成された本発明の耐食表面処理チェーンは、耐食性に非常に優れ、チェーンの耐久性が向上することが確認された。
そして、第２塗膜上に潤滑油を塗装した場合においても、上述したように、潤滑油が第１塗膜に浸透しないので、第１塗膜の亜鉛の犠牲防食が阻害されることがなく、耐食性の低下が抑制されることが確認された。
そして、前記第２塗膜により第１塗膜の剥離が防止されるので、チェーンの組み付け時における内プレートとブシュとの圧入部分、及び外プレートと連結ピンとの締鋲部分の塗膜補修を省くことができ、チェーン構成部品の連結ピンとブシュ、ブシュとローラとの間に生じた摺動抵抗に起因するチェーンの屈曲不良及びローラ回転不良が抑制される。
【００７０】
また、本発明の第１水系塗料及び第２水系塗料は上述した組成を有するので、それぞれ焼き付け乾燥を行うときに、温度１８０℃以下で処理すればよく、チェーンの構成部品に硬さ低下が生じず、チェーン強度及びチェーン寿命が低下するのが抑制されている。
さらに、本発明の耐食表面処理チェーンは、従来のような電気めっき、酸洗いの処理時に生じる水素脆化が発生せず、部品強度の低下が抑制されるとともに、部品表面にダクロタイズド処理する場合のように環境汚染の問題が生じることもない。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】（ａ）は、チェーンの鉄母材及び亜鉛−鉄合金下地皮膜上に形成された第１塗膜に第２水系塗料を塗装して、第１塗膜に浸透させ、第２塗膜を形成した状態を示す説明図、（ｂ）は、第２塗膜上に潤滑油を塗布した状態を示す説明図である。
【図２】（ａ）は、第１塗膜に、第２水系塗料の成分にパール顔料を混合して得られた塗料を塗装した状態を示す説明図、（ｂ）は、前記塗料により形成された塗膜の上に潤滑油を塗布した状態を示す説明図である。
【図３】本発明の実施例１に係る耐食表面処理チェーンの一例としてのローラチェーンを示す一部断面図である。
【図４】図３のＡ部分を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０ ローラチェーン
１１ 内プレート
１１ａ ブシュ圧入孔
１２ ブシュ
１３ 外プレート
１３ａ ピン圧入孔
１４ 連結ピン
１５ ローラ
２２ 鉄母材
２４ 亜鉛−鉄合金下地皮膜
２６ 第１塗膜
２８ 第２塗膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄系の一対の外プレートと一対の内プレートとを交互に連結してなり、表面に亜鉛−鉄合金下地皮膜を形成してある耐食表面処理チェーンにおいて、
前記亜鉛−鉄合金下地皮膜上に、亜鉛、アルミニウム、硝酸塩、及びメルカプト基含有シランカップリング剤以外のメルカプト基を含む有機化合物を含有する第１水系塗料を用いて第１塗膜を形成してあり、
前記第１塗膜に、顔料は含有せず、水溶性又は加水分解性のアミノ基含有シランカップリング剤、並びにアンモニウムイオン及びハロゲンイオンを含有するケイ酸アルカリの水溶液を含有する第２水系塗料を塗装して、前記第１塗膜に浸透させ、第２塗膜を形成してあることを特徴とする耐食表面処理チェーン。
【請求項２】
前記第１水系塗料に含まれるアルミニウムの亜鉛に対する質量比は、０．０７以上０．２４以下であることを特徴とする請求項１に記載の耐食表面処理チェーン。
【請求項３】
前記第２水系塗料に含まれる前記ケイ酸アルカリの水溶液の有効成分の前記アミノ基含有シランカップリング剤の有効成分に対する質量比は、０．０１以上０．１４以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の耐食表面処理チェーン。
【請求項４】
前記第２水系塗料は、ヒドロキシアパタイト、及び／又はリチウムシリケートをさらに含有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の耐食表面処理チェーン。
【請求項５】
前記第２水系塗料が前記ヒドロキシアパタイトを含有する場合に、該ヒドロキシアパタイトの有効成分の前記アミノ基含有シランカップリング剤の有効成分に対する質量比は、０超過０．０８以下であり、
前記第２水系塗料が前記リチウムシリケートを含有する場合に、該リチウムシリケートの有効成分の前記アミノ基含有シランカップリング剤の有効成分に対する質量比は、０超過０．２以下であることを特徴とする請求項４に記載の耐食表面処理チェーン。
【請求項１】
鉄系の一対の外プレートと一対の内プレートとを交互に連結してなり、表面に亜鉛−鉄合金下地皮膜を形成してある耐食表面処理チェーンにおいて、
前記亜鉛−鉄合金下地皮膜上に、亜鉛、アルミニウム、硝酸塩、及びメルカプト基含有シランカップリング剤以外のメルカプト基を含む有機化合物を含有する第１水系塗料を用いて第１塗膜を形成してあり、
前記第１塗膜に、顔料は含有せず、水溶性又は加水分解性のアミノ基含有シランカップリング剤、並びにアンモニウムイオン及びハロゲンイオンを含有するケイ酸アルカリの水溶液を含有する第２水系塗料を塗装して、前記第１塗膜に浸透させ、第２塗膜を形成してあることを特徴とする耐食表面処理チェーン。
【請求項２】
前記第１水系塗料に含まれるアルミニウムの亜鉛に対する質量比は、０．０７以上０．２４以下であることを特徴とする請求項１に記載の耐食表面処理チェーン。
【請求項３】
前記第２水系塗料に含まれる前記ケイ酸アルカリの水溶液の有効成分の前記アミノ基含有シランカップリング剤の有効成分に対する質量比は、０．０１以上０．１４以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の耐食表面処理チェーン。
【請求項４】
前記第２水系塗料は、ヒドロキシアパタイト、及び／又はリチウムシリケートをさらに含有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の耐食表面処理チェーン。
【請求項５】
前記第２水系塗料が前記ヒドロキシアパタイトを含有する場合に、該ヒドロキシアパタイトの有効成分の前記アミノ基含有シランカップリング剤の有効成分に対する質量比は、０超過０．０８以下であり、
前記第２水系塗料が前記リチウムシリケートを含有する場合に、該リチウムシリケートの有効成分の前記アミノ基含有シランカップリング剤の有効成分に対する質量比は、０超過０．２以下であることを特徴とする請求項４に記載の耐食表面処理チェーン。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−５３９０１（Ｐ２０１０−５３９０１Ａ）
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１７１９４（Ｐ２００８−２１７１９４）
【出願日】平成２０年８月２６日（２００８．８．２６）
【出願人】（０００００３３５５）株式会社椿本チエイン (861)
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２６日（２００８．８．２６）
【出願人】（０００００３３５５）株式会社椿本チエイン (861)
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