金属材保護液
【課題】鉄材を防錆し、かつアルミニウム材やアルミニウム合金材の変色を防止でき、その表面に粉状物を生じず、錆びたり変色したりしないまま長期間維持させることができるうえ、弱アルカリ性で安全であって、廃液の処理が簡便で自然環境を汚染せず、簡易な組成で安価に大量生産できる金属材保護液を提供する。
【解決手段】金属材保護液は、鉄材、アルミニウム材、及びアルミニウム合金材から選ばれる金属材の表面の保護液であって、溶媒中で、炭素数が１〜２のアルキリデン基を有するアルキリデンジホスホン酸誘導体の０．０１〜１０重量％と、ベンゾチアゾールカルボン酸誘導体の０．０１〜２０重量％及び／又はメルカプトベンゾチアゾール誘導体の０．０１〜２０重量％との酸成分が、その少なくとも一部を塩基成分で中和された塩として、配合されており、ｐＨが６．８〜８．８であるというものである。
【解決手段】金属材保護液は、鉄材、アルミニウム材、及びアルミニウム合金材から選ばれる金属材の表面の保護液であって、溶媒中で、炭素数が１〜２のアルキリデン基を有するアルキリデンジホスホン酸誘導体の０．０１〜１０重量％と、ベンゾチアゾールカルボン酸誘導体の０．０１〜２０重量％及び／又はメルカプトベンゾチアゾール誘導体の０．０１〜２０重量％との酸成分が、その少なくとも一部を塩基成分で中和された塩として、配合されており、ｐＨが６．８〜８．８であるというものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄材の防錆と、アルミニウム材やアルミニウム合金材の変色防止との何れにも用いることができる金属材保護液に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄材やアルミニウム材やアルミニウム合金材といった金属材は、工業機械又は精密機器の部品や建築材等の原材として汎用されている。これら金属材の表面と、水、酸、又は大気中の湿気、酸素、二酸化炭素とが接触すると、金属材表面が腐食又は酸化されて錆びたり変色したりしてしまい、金属材の強度、性能、美的外観等を損ねてしまう。
【０００３】
そこで、これら金属材表面を腐食や酸化から防ぐため、鉄材の表面に防錆剤が施され、アルミニウム材やアルミニウム合金材の表面に変色防止剤が施される。
【０００４】
鉄材防錆剤は、鉄材表面がアルカリ性条件下で不動態の四三酸化鉄の皮膜を形成し、水、湿気、酸素、二酸化炭素等と直接接触しなくなるという性質を利用するもので、その皮膜を形成させる無機酸塩を含んだ強アルカリ性の薬液である。
【０００５】
このような強アルカリ性の鉄材防錆剤は、両性金属のアルミニウムと反応して水酸化アルミニウムを形成し変色を誘発するので、アルミニウム材やアルミニウム合金材の変色防止剤に用いることはできない。
【０００６】
特許文献１に、ｐＨ９以上のアルカリ性であってもアルミニウム材やアルミニウム合金材の変色防止性に優れたアルミニウム・アルミニウム合金用変色防止剤として、ヒドロキシ脂肪酸、又はヒドロキシ脂肪酸の脱水縮合物のリン酸エステルのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、又はアミン塩を含有するものが開示されている。この変色防止剤は、強アルカリ性の液体であるから、作業者に飛散したり付着したりして、皮膚や粘膜の炎症を起こす恐れがあり、危険である。また、この変色防止剤の廃液は、環境保全の為に、高価な大型設備による面倒な中和処理を必要とする。しかも、リン酸エステルの塩を含むため、アルミニウム材やアルミニウム合金材の表面に、不溶性のリン酸アルミニウムのような粉状物を生じ、変色防止処理後の金属光沢のような折角の美観を損ねてしまう。さらに、この変色防止剤は、鉄材に対して充分な防錆効果がない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−３１３９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、充分に鉄材を防錆できかつアルミニウム材やアルミニウム合金材の変色を防止でき、その表面に粉状物を生じず、錆びたり変色したりしないまま長期間維持させることができるうえ、弱アルカリ性で安全であって、廃液の処理が簡便で自然環境を汚染せず、簡易な組成で安価に大量生産できる金属材保護液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】
【０００９】
前記の目的を達成するためになされた、特許請求の範囲の請求項１に記載された金属材保護液は、鉄材、アルミニウム材、及びアルミニウム合金材から選ばれる金属材の表面の保護液であって、溶媒中で、炭素数が１〜２のアルキリデン基を有するアルキリデンジホスホン酸誘導体の０．０１〜１０重量％と、ベンゾチアゾールカルボン酸誘導体の０．０１〜２０重量％及び／又はメルカプトベンゾチアゾール誘導体の０．０１〜２０重量％との酸成分が、その少なくとも一部を塩基成分で中和された塩として、配合されており、ｐＨが、６．８〜８．８であることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の金属材保護液は、請求項１に記載されたものであって、前記アルキリデンジホスホン酸誘導体が１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸、又はヒドロキシメチレンジホスホン酸であり、前記ベンゾチアゾールカルボン酸誘導体が３−（２−ベンゾチアジルチオ）プロピオン酸であり、前記メルカプトベンゾチアゾール誘導体が２−メルカプトベンゾチアゾールであることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の金属材保護液は、請求項１に記載されたものであって、前記溶媒が、水、及び／又は水溶性有機溶媒であることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の金属材保護液は、請求項１に記載されたものであって、前記塩が無機アンモニウム塩、有機アンモニウム塩、アルカリ金属塩、又はアルカリ土類金属塩であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の金属材保護液は、鉄材の表面を防錆でき、しかもアルミニウム材やアルミニウム合金材の表面の変色を防止できるものである。そのため、この金属材保護液だけで、鉄材の防錆剤としても、アルミニウム材やアルミニウム合金材の表面の変色防止剤としても、用いることができ、金属材の保護処理過程の簡素化に資する。
【００１４】
この金属材保護液は、リン酸エステルの塩を含まないため、アルミニウム材やアルミニウム合金材の表面に、不溶性のリン酸アルミニウムのような粉状の不純異物を生じない。
【００１５】
この金属材保護液で保護処理した鉄材、アルミニウム材、アルミニウム合金材は、錆びたり変色したりしないまま金属光沢を放ちながら長期間維持させることができるので、風雨や高温多湿条件に曝されても、綺麗なままである。
【００１６】
この金属材保護液は、ｐＨが中性に近い６．８〜８．８という弱アルカリ性乃至弱酸性の液体なので、安全に取り扱うことができる。また、この使い終わった金属材保護液は、中和のような面倒な廃液処理をする必要がなく、自然環境を汚染しない。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の発明を実施するための形態を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの形態に限定されるものではない。
【００１８】
本発明の金属材保護液は液状であって、炭素数が１〜２のアルキリデン基を持つアルキリデンジホスホン酸誘導体の０．０１〜１０重量％と、ベンゾチアゾールカルボン酸誘導体の０．０１〜２０重量％及び／又はメルカプトベンゾチアゾール誘導体の０．０１〜２０重量％との酸成分が、過剰量の塩基成分で完全に中和されたそれらの塩として、溶媒中に、配合されて、溶解又は分散しており、ｐＨを６．８〜８．８とするものである。
【００１９】
金属材保護液は、アルキリデンジホスホン酸誘導体とベンゾチアゾールカルボン酸誘導体とメルカプトベンゾチアゾール誘導体との酸成分が、完全に塩となって含有されている例を示したが、当量の塩基成分でそれら酸成分が丁度中和された塩、又は当量未満の塩基成分でそれら酸成分の一部のみ中和された塩と遊離の酸成分との混合物となって含有されて、前記ｐＨ範囲とするものであってもよい。
【００２０】
金属材保護液中、それら誘導体の濃度が、前記範囲より低くても、高くても、充分な鉄材の防錆性とアルミニウム材・アルミニウム合金材の変色防止性との金属材保護効果が得られない。アルキリデンジホスホン酸誘導体は、０．０５〜１重量％含有されていると好ましく、０．０８〜０．３重量％含有されているとなお一層好ましい。ベンゾチアゾールカルボン酸誘導体は、０．０５〜２重量％含有されていると好ましく、０．０８〜１重量％含有されているとなお一層好ましい。メルカプトベンゾチアゾール誘導体は、０．０５〜２重量％含有されていると好ましく、０．０８〜１重量％含有されていると一層好ましい。
【００２１】
金属材保護液のｐＨが、６．８より低い場合は鉄材の防錆効果が低下し、一方８．８より高い場合はアルミニウム材やアルミニウム合金材の変色防止効果が低下する。
【００２２】
アルキリデンジホスホン酸誘導体は、そのアルキリデン基が水酸基を有していてもよく、例えば、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸、ヒドロキシメチレンジホスホン酸が挙げられる。
【００２３】
ベンゾチアゾールカルボン酸誘導体は、例えば、３−（２−ベンゾチアジルチオ）プロピオン酸が挙げられる。
【００２４】
メルカプトベンゾチアゾール誘導体は、例えば、２−メルカプトベンゾチアゾールが挙げられる。
【００２５】
塩基成分は、アルカリ性の固体若しくは液体、又はそれの水溶液若しくは炭素数１〜６の低級アルコールのような水溶性有機溶媒溶液であって、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、それらの水溶液；ナトリウムアルコキシド、カリウムアルコキシドのようなアルコキシド、それらの水溶液若しくはアルコール溶液；アンモニア水；アンモニアガスが吹き込まれたメタノール若しくはエタノールのようなアンモニア性アルコール；メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミンのような炭素数１〜５のモノアルキルアミン、それらの水溶液若しくはアルコール溶液；ジシクロヘキシルアミンのような炭素数１〜６のジアルキルアミン；モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミンのようなアルコールアミン、とりわけトリエタノールアミン、それらの水溶液若しくはアルコール溶液；炭素数１〜６の水酸化テトラアルキルアンモニウム、その水溶液が挙げられる。
【００２６】
このような塩基成分と、アルキリデンジホスホン酸誘導体やメルカプトベンゾチアゾール誘導体やベンゾチアゾールカルボン酸誘導体の酸成分とが中和して形成された塩は、例えば、リチウム塩やカリウム塩やナトリウム塩のようなアルカリ金属塩；カルシウム塩のようなアルカリ土類金属塩；ＮＨ４＋を対イオンとする無機アンモニウム塩；メチルアンモニウム塩やエチルアンモニウム塩やプロピルアンモニウム塩のような炭素数１〜５のモノアルキルアンモニウム塩；ジシクロヘキシルアンモニウム塩のような炭素数１〜６のジアルキルアンモニウム塩；モノエタノールアンモニウム塩、ジエタノールアンモニウム塩、トリエタノールアンモニウム塩、モノイソプロパノールアンモニウム塩、ジイソプロパノールアンモニウム塩、トリイソプロパノールアンモニウム塩のようなアルカノールアンモニウム塩；Ｒ４Ｎ＋（Ｒは炭素数１〜５のアルキル基）を対イオンとする有機アンモニウム塩が挙げられる。とりわけ、ナトリウム塩、カリウム塩、トリエタノールアンモニウム塩であることが好ましい。
【００２７】
この金属材保護液は、特に、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸の０．０１〜１０重量％と、２−メルカプトベンゾチアゾールの０．０１〜２０重量％と、塩基成分とを混合して中和させた塩が溶解しており、ｐＨが６．８〜８．８の水溶液であることが好ましい。
【００２８】
この金属材保護液は、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸の０．０１〜１０重量％と、３−（２−ベンゾチアジルチオ）プロピオン酸の０．０１〜１０重量％と、塩基成分とを混合して中和させた塩が溶解しており、ｐＨが６．８〜８．８の水溶液であることが好ましい。
【００２９】
この金属材保護液に用いられる溶媒が、水の例を示したが、メタノールやエタノールで例示されるアルコールのような水溶性有機溶媒であってもよく、それらの混合物であってもよい。アルキリデンジホスホン酸誘導体、メルカプトベンゾチアゾール誘導体、ベンゾチアゾールカルボン酸誘導体、及びそれらの塩は、この溶媒に溶解していてもよく、微粒子となって分散していてもよい。
【００３０】
この金属材保護液は、必要に応じて添加物が配合されていてもよい。添加物は、例えば、界面活性剤、キレート剤が挙げられる。界面活性剤は、例えば、セッケン、高級アルコール硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、高級アルコールリン酸エステル塩のようなアニオン性界面活性剤；第１級アミンの塩、第２級アミンの塩、第３級アミンの塩、第４級アンモニウム塩のようなカチオン性界面活性剤；アルキルジメチルアミンオキサイドのようなアミンオキサイド；アルキルジメチルアミノ脂肪酸ベタイン、アルキルカルボキシメチルヒドロキシエチルイミダゾリウムベタインのような両性界面活性剤；ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシプロピレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリエチレングリコールアルキルエステル、ポリプロピレングリコールのエチレンオキサイド付加物、ポリプレングリコールのプロピレンオキサイド付加物のような非イオン性界面活性剤が挙げられる。キレート剤は、例えば、アミノトリメチレンホスホン酸、エチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、ヘキサメチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、ジエチレントリアミンペンタメチレンホスホン酸、ニトリロ三酢酸（ＮＴＡ）、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸（ＨＥＤＴＡ）トリエチレンテトラミン六酢酸（ＴＴＨＡ）のうちの少なくとも１種類以上であってもよく、その塩、例えばナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩、アンモニウム塩、又は有機アミンやアルカノールアミンの塩のような有機アンモニウム塩であってもよい。
【００３１】
この金属材保護液は、以下のようにして製造される。アルキリデンジホスホン酸誘導体とベンゾチアゾールカルボン酸誘導体及び／又はメルカプトベンゾチアゾール誘導体との酸成分、及び塩基成分を、水に加え撹拌する。するとそれら酸成分の各誘導体が塩基成分によって中和され、水中でその塩が形成され、金属材保護液が得られる。
【００３２】
この金属材保護液は、以下のようにして使用される。鉄材、アルミニウム材、又はアルミニウム合金材を、この金属材保護液に浸漬させ、暫くしてから引き上げ、乾燥させる。すると、鉄材の表面に、金属材保護液の成分の皮膜や四三酸化鉄の皮膜が形成され、その結果、鉄材の表面は、防錆される。また、アルミニウム材、アルミニウム合金材の表面に、金属材保護液の成分の皮膜が形成され、アルミニウム材、アルミニウム合金材の表面の変色が防止される。
【００３３】
この金属材保護液の別な使用方法は、鉄材、アルミニウム材、又はアルミニウム合金材である金属鋳物やセラミックス等の金属材料を、特殊なアクリル樹脂含有の含浸剤に浸漬させ、その表面に存在する微細孔である鋳巣やひびに含浸剤を浸透させた後、その表面の過剰な含浸剤を水洗してから、この金属材保護液に浸漬し、引き上げて、その金属材料の表面を保護し、その後、加熱して、含浸剤を硬化させて鋳巣やひびを埋めて封孔するというものである。
【００３４】
この金属材保護液の使用方法は、鉄材、アルミニウム材、又はアルミニウム合金材である金属材料を、切削油の存在下で旋盤、フライス盤、ボール盤のような切削加工により、成形した後、切削油や付着物を水洗してから、この金属材料の切削成形体を金属材保護液に浸漬し、引き上げて、その金属材料の表面を保護するというものであってもよい。
【００３５】
この金属材保護液を、浸漬する例を示したが、塗布、又は噴霧してもよい。
【００３６】
この金属材保護液は、金属材を製造直後に使用してもよく、金属材の切削、研削、研磨、プレス、圧接、溶接といった金属加工の前後のどちらで使用してもよい。
【実施例】
【００３７】
以下、本発明を適用する金属材保護液を調製した例を実施例１〜３に示し、本発明を適用外の金属材保護液を調製した例を比較例１〜９に示す。
【００３８】
（実施例１）
水道水９８．２３ｇに、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸０．１ｇと、３−（２−ベンゾチアジルチオ）プロピオン酸０．７５ｇと、トリエタノールアミン０．９２ｇとを常温で加え配合した後、５時間攪拌して均一に溶解させて、ｐＨが７．５の金属材保護液を得た。
【００３９】
（実施例２）
水道水９８．２３ｇに、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸０．１ｇと、２−メルカプトベンゾチアゾール０．７５ｇと、トリエタノールアミン０．９２ｇとを常温で加え配合した後、５時間攪拌して均一に溶解させて、ｐＨが７．５の金属材保護液を得た。
【００４０】
（実施例３）
水道水９８．２２ｇに、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸０．１ｇと、３−（２−ベンゾチアジルチオ）プロピオン酸０．３８ｇと、２−メルカプトベンゾチアゾール０．３８ｇと、トリエタノールアミン０．９２ｇとを常温で加え配合した後、５時間攪拌して均一に溶解させて、ｐＨが７．５の金属材保護液を得た。
【００４１】
（比較例１）
水道水４９．２５ｇに、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸２０ｇと、３−（２−ベンゾチアジルチオ）プロピオン酸０．７５ｇと、トリエタノールアミン３０．０ｇとを常温で加え配合した後、５時間攪拌して均一に溶解させて、ｐＨが７．５の金属材保護液を得た。
【００４２】
（比較例２）
水道水９８．４３ｇに、３−（２−ベンゾチアジルチオ）プロピオン酸０．７５ｇと、トリエタノールアミン０．８２とを常温で加え配合した後、５時間攪拌して均一に溶解させて、ｐＨが７．５の金属材保護液を得た。
【００４３】
（比較例３）
水道水４４．９ｇに、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸０．１ｇと、３−（２−ベンゾチアジルチオ）プロピオン酸３０．０ｇと、トリエタノールアミン２５．０ｇとを常温で加え配合した後、５時間攪拌して均一に溶解させて、ｐＨが７．５の金属材保護液を得た。
【００４４】
（比較例４）
水道水９９．７に、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸０．１ｇと、トリエタノールアミン０．２ｇとを常温で加え配合した後、５時間攪拌して均一に溶解させて、ｐＨが７．５の金属材保護液を得た。
【００４５】
（比較例５）
水道水９８．６５ｇに、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸０．１ｇと、３−（２−ベンゾチアジルチオ）プロピオン酸０．７５ｇと、トリエタノールアミン０．５ｇとを常温で加え配合した後、５時間攪拌して均一に溶解させて、ｐＨが６．５の金属材保護液を得た。
【００４６】
（比較例６）
水道水８９．１５ｇに、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸０．１ｇと、３−（２−ベンゾチアジルチオ）プロピオン酸０．７５ｇと、トリエタノールアミン１０．０ｇとを常温で加え配合した後、５時間攪拌して均一に溶解させて、ｐＨが１０．０の金属材保護液を得た。
【００４７】
（比較例７）
水道水８０．０ｇに、リシノール酸のリン酸エステル８．０ｇと、トリエタノールアミン１２．０ｇとを常温で加え配合した後、５時間攪拌して均一に溶解させて、ｐＨが８．４の金属材保護液を得た。
【００４８】
（比較例８）
水道水７８．０ｇに、ヒドロキシステアリン酸のリン酸エステル１０．０ｇと、トリエタノールアミン１２．０ｇとを常温で加え配合した後、５時間攪拌して均一に溶解させて、ｐＨが８．４の金属材保護液を得た。
【００４９】
（比較例９）
水道水７６．０ｇに、３−ヒドロキシオクタン酸のリン酸エステル１２．０ｇと、トリエタノールアミン１２．０ｇとを常温で加え配合した後、５時間攪拌して均一に溶解させて、ｐＨが８．４の金属材保護液を得た。
【００５０】
表１は実施例１〜３、比較例１〜７の金属材保護液の調製で用いた各成分の配合量を示したものである。
【００５１】
【表１】
【００５２】
表２は比較例７〜９の従来の金属材保護液で用いた各成分の配合量を示したものである。
【００５３】
【表２】
【００５４】
実施例１〜３、比較例１〜９で得られた金属保護液を用いて、以下の鉄材防錆性能試験及びアルミニウム材・アルミニウム合金材変色防止性能試験（性能試験１）、鉄材防錆性能試験（性能試験２）、アルミニウム材・アルミニウム合金材変色防止性能試験（性能試験３）、及び析出物発生性能試験（性能試験４）の各性能試験を行った。
【００５５】
（性能試験１）
５０×３５×３ｍｍの鉄材（ＪＩＳ規格ＦＣ２５０の鋳鉄板、以下同じ）、アルミニウム材（ＪＩＳ規格Ａ１０８０のアルミニウム板、以下同じ）、アルミニウム合金材（ＪＩＳ規格ＡＤＣ−１２のアルミニウム合金板、以下同じ）の各試験片を、夫々実施例１〜３、比較例１〜９の金属材保護液に５分間浸漬させてから引き上げ、１２時間乾燥させた。乾燥させた試験片を、温度５０℃、湿度９５％の条件に１０日間曝し、鉄材の試験片の錆の発生と、アルミニウム材、アルミニウム合金材の試験片の変色とを、目視で確認した。鉄材の試験片の錆の発生、アルミニウム材、及びアルミニウム合金材の試験片の変色がない場合を「無」、鉄材の試験片に錆が発生した場合、アルミニウム材、及びアルミニウム合金材の試験片に変色が生じた場合を「有り」とする２段階で、金属材保護液の防錆性能、及び変色防止性能を評価した。
【００５６】
（性能試験２）
５０×３５×３ｍｍの鉄材の試験片を１５０番の紙やすりで研磨後、トルエン洗浄、アセトン洗浄した。その鉄材の試験片に、夫々実施例１〜３、比較例１〜９の金属材保護液を塗布し、３０分後の外観を目視にて確認した。鉄材の試験片に錆の発生がない場合を「無」、鉄材の試験片に錆が発生した場合を「有り」とする２段階で、金属材保護液の防錆性能を評価した。
【００５７】
（性能試験３）
５０×３５×３ｍｍのアルミニウム材、及びアルミニウム合金材の試験片を、夫々９０℃に加熱した実施例１〜３、比較例１〜９の金属材保護液に１０分間浸漬してから引き上げ、アルミニウム材、アルミニウム合金材の試験片の変色を、目視にて確認した。アルミニウム材、及びアルミニウム合金材の試験片の変色がない場合を「無」、アルミニウム材、及びアルミニウム合金材の試験片に変色が生じた場合を「有り」とする２段階で、金属材保護液の変色防止性能を評価した。
【００５８】
（性能試験４）
５０×３５×３ｍｍのアルミニウム合金材の試験片を、夫々９０℃に加熱した実施例１〜３、比較例１〜９の金属材保護液に６０分間浸漬させた後の金属材保護液の析出物の有無を目視にて確認した。析出物が生じない場合を「無」、析出物が生じた場合を「有り」とする２段階で、金属材保護液の性能を評価した。
【００５９】
それらの結果をまとめて表３に示す。
【００６０】
【表３】
【００６１】
表３から明らかなとおり、実施例１〜３の金属材保護液は、鉄材の試験片を防錆でき、さらに、アルミニウム材、アルミニウム合金材の試験片の変色を防止できるものであった。また、実施例１〜３の金属材保護液中の析出物は、アルミニウム合金材の試験片を浸漬させても生じなかった。
【００６２】
一方、比較例１〜９の金属材保護液は、鉄材の試験片の防錆性能、及びアルミニウム材・アルミニウム合金材の試験片の変色防止性能が実施例１〜３に比べ不充分であり、錆びたり変色したりしていた。比較例１〜６から明らかな通り、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸の配合量が１０重量％よりも高い場合、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸を用いていない場合、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸の配合量が０．１重量％であっても３−（２−ベンゾチアジルチオ）プロピオン酸の配合量が２０重量％よりも高かったり０重量％であったりした場合、鉄材への防錆効果やアルミニウム材・アルミニウム合金材の変色防止効果が極めて劣っていた。また、金属材保護液のｐＨが６．８よりも低い場合、鉄材への防錆効果が低下し、８．８よりも高い場合、アルミニウム材・アルミニウム合金材への変色防止効果が低下する。さらに、比較例７〜９から明らかな通り、鉄材への防錆効果が極めて低く、またアルミニウム材・アルミニウム合金材への変色防止効果も極めて低いうえ、アルミニウム合金と反応し不溶性の析出物が発生してしまうものであった。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明の金属材保護液は、鉄材やアルミニウム材やアルミニウム合金材で形成される工業機械又は精密機器の部品やその原材、鉄骨、レール、窓枠等の建築材である金属材が、酸化されて錆びたり変色したりするのを防止するのに用いられる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄材の防錆と、アルミニウム材やアルミニウム合金材の変色防止との何れにも用いることができる金属材保護液に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄材やアルミニウム材やアルミニウム合金材といった金属材は、工業機械又は精密機器の部品や建築材等の原材として汎用されている。これら金属材の表面と、水、酸、又は大気中の湿気、酸素、二酸化炭素とが接触すると、金属材表面が腐食又は酸化されて錆びたり変色したりしてしまい、金属材の強度、性能、美的外観等を損ねてしまう。
【０００３】
そこで、これら金属材表面を腐食や酸化から防ぐため、鉄材の表面に防錆剤が施され、アルミニウム材やアルミニウム合金材の表面に変色防止剤が施される。
【０００４】
鉄材防錆剤は、鉄材表面がアルカリ性条件下で不動態の四三酸化鉄の皮膜を形成し、水、湿気、酸素、二酸化炭素等と直接接触しなくなるという性質を利用するもので、その皮膜を形成させる無機酸塩を含んだ強アルカリ性の薬液である。
【０００５】
このような強アルカリ性の鉄材防錆剤は、両性金属のアルミニウムと反応して水酸化アルミニウムを形成し変色を誘発するので、アルミニウム材やアルミニウム合金材の変色防止剤に用いることはできない。
【０００６】
特許文献１に、ｐＨ９以上のアルカリ性であってもアルミニウム材やアルミニウム合金材の変色防止性に優れたアルミニウム・アルミニウム合金用変色防止剤として、ヒドロキシ脂肪酸、又はヒドロキシ脂肪酸の脱水縮合物のリン酸エステルのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、又はアミン塩を含有するものが開示されている。この変色防止剤は、強アルカリ性の液体であるから、作業者に飛散したり付着したりして、皮膚や粘膜の炎症を起こす恐れがあり、危険である。また、この変色防止剤の廃液は、環境保全の為に、高価な大型設備による面倒な中和処理を必要とする。しかも、リン酸エステルの塩を含むため、アルミニウム材やアルミニウム合金材の表面に、不溶性のリン酸アルミニウムのような粉状物を生じ、変色防止処理後の金属光沢のような折角の美観を損ねてしまう。さらに、この変色防止剤は、鉄材に対して充分な防錆効果がない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−３１３９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、充分に鉄材を防錆できかつアルミニウム材やアルミニウム合金材の変色を防止でき、その表面に粉状物を生じず、錆びたり変色したりしないまま長期間維持させることができるうえ、弱アルカリ性で安全であって、廃液の処理が簡便で自然環境を汚染せず、簡易な組成で安価に大量生産できる金属材保護液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】
【０００９】
前記の目的を達成するためになされた、特許請求の範囲の請求項１に記載された金属材保護液は、鉄材、アルミニウム材、及びアルミニウム合金材から選ばれる金属材の表面の保護液であって、溶媒中で、炭素数が１〜２のアルキリデン基を有するアルキリデンジホスホン酸誘導体の０．０１〜１０重量％と、ベンゾチアゾールカルボン酸誘導体の０．０１〜２０重量％及び／又はメルカプトベンゾチアゾール誘導体の０．０１〜２０重量％との酸成分が、その少なくとも一部を塩基成分で中和された塩として、配合されており、ｐＨが、６．８〜８．８であることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の金属材保護液は、請求項１に記載されたものであって、前記アルキリデンジホスホン酸誘導体が１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸、又はヒドロキシメチレンジホスホン酸であり、前記ベンゾチアゾールカルボン酸誘導体が３−（２−ベンゾチアジルチオ）プロピオン酸であり、前記メルカプトベンゾチアゾール誘導体が２−メルカプトベンゾチアゾールであることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の金属材保護液は、請求項１に記載されたものであって、前記溶媒が、水、及び／又は水溶性有機溶媒であることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の金属材保護液は、請求項１に記載されたものであって、前記塩が無機アンモニウム塩、有機アンモニウム塩、アルカリ金属塩、又はアルカリ土類金属塩であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の金属材保護液は、鉄材の表面を防錆でき、しかもアルミニウム材やアルミニウム合金材の表面の変色を防止できるものである。そのため、この金属材保護液だけで、鉄材の防錆剤としても、アルミニウム材やアルミニウム合金材の表面の変色防止剤としても、用いることができ、金属材の保護処理過程の簡素化に資する。
【００１４】
この金属材保護液は、リン酸エステルの塩を含まないため、アルミニウム材やアルミニウム合金材の表面に、不溶性のリン酸アルミニウムのような粉状の不純異物を生じない。
【００１５】
この金属材保護液で保護処理した鉄材、アルミニウム材、アルミニウム合金材は、錆びたり変色したりしないまま金属光沢を放ちながら長期間維持させることができるので、風雨や高温多湿条件に曝されても、綺麗なままである。
【００１６】
この金属材保護液は、ｐＨが中性に近い６．８〜８．８という弱アルカリ性乃至弱酸性の液体なので、安全に取り扱うことができる。また、この使い終わった金属材保護液は、中和のような面倒な廃液処理をする必要がなく、自然環境を汚染しない。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の発明を実施するための形態を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの形態に限定されるものではない。
【００１８】
本発明の金属材保護液は液状であって、炭素数が１〜２のアルキリデン基を持つアルキリデンジホスホン酸誘導体の０．０１〜１０重量％と、ベンゾチアゾールカルボン酸誘導体の０．０１〜２０重量％及び／又はメルカプトベンゾチアゾール誘導体の０．０１〜２０重量％との酸成分が、過剰量の塩基成分で完全に中和されたそれらの塩として、溶媒中に、配合されて、溶解又は分散しており、ｐＨを６．８〜８．８とするものである。
【００１９】
金属材保護液は、アルキリデンジホスホン酸誘導体とベンゾチアゾールカルボン酸誘導体とメルカプトベンゾチアゾール誘導体との酸成分が、完全に塩となって含有されている例を示したが、当量の塩基成分でそれら酸成分が丁度中和された塩、又は当量未満の塩基成分でそれら酸成分の一部のみ中和された塩と遊離の酸成分との混合物となって含有されて、前記ｐＨ範囲とするものであってもよい。
【００２０】
金属材保護液中、それら誘導体の濃度が、前記範囲より低くても、高くても、充分な鉄材の防錆性とアルミニウム材・アルミニウム合金材の変色防止性との金属材保護効果が得られない。アルキリデンジホスホン酸誘導体は、０．０５〜１重量％含有されていると好ましく、０．０８〜０．３重量％含有されているとなお一層好ましい。ベンゾチアゾールカルボン酸誘導体は、０．０５〜２重量％含有されていると好ましく、０．０８〜１重量％含有されているとなお一層好ましい。メルカプトベンゾチアゾール誘導体は、０．０５〜２重量％含有されていると好ましく、０．０８〜１重量％含有されていると一層好ましい。
【００２１】
金属材保護液のｐＨが、６．８より低い場合は鉄材の防錆効果が低下し、一方８．８より高い場合はアルミニウム材やアルミニウム合金材の変色防止効果が低下する。
【００２２】
アルキリデンジホスホン酸誘導体は、そのアルキリデン基が水酸基を有していてもよく、例えば、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸、ヒドロキシメチレンジホスホン酸が挙げられる。
【００２３】
ベンゾチアゾールカルボン酸誘導体は、例えば、３−（２−ベンゾチアジルチオ）プロピオン酸が挙げられる。
【００２４】
メルカプトベンゾチアゾール誘導体は、例えば、２−メルカプトベンゾチアゾールが挙げられる。
【００２５】
塩基成分は、アルカリ性の固体若しくは液体、又はそれの水溶液若しくは炭素数１〜６の低級アルコールのような水溶性有機溶媒溶液であって、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、それらの水溶液；ナトリウムアルコキシド、カリウムアルコキシドのようなアルコキシド、それらの水溶液若しくはアルコール溶液；アンモニア水；アンモニアガスが吹き込まれたメタノール若しくはエタノールのようなアンモニア性アルコール；メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミンのような炭素数１〜５のモノアルキルアミン、それらの水溶液若しくはアルコール溶液；ジシクロヘキシルアミンのような炭素数１〜６のジアルキルアミン；モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミンのようなアルコールアミン、とりわけトリエタノールアミン、それらの水溶液若しくはアルコール溶液；炭素数１〜６の水酸化テトラアルキルアンモニウム、その水溶液が挙げられる。
【００２６】
このような塩基成分と、アルキリデンジホスホン酸誘導体やメルカプトベンゾチアゾール誘導体やベンゾチアゾールカルボン酸誘導体の酸成分とが中和して形成された塩は、例えば、リチウム塩やカリウム塩やナトリウム塩のようなアルカリ金属塩；カルシウム塩のようなアルカリ土類金属塩；ＮＨ４＋を対イオンとする無機アンモニウム塩；メチルアンモニウム塩やエチルアンモニウム塩やプロピルアンモニウム塩のような炭素数１〜５のモノアルキルアンモニウム塩；ジシクロヘキシルアンモニウム塩のような炭素数１〜６のジアルキルアンモニウム塩；モノエタノールアンモニウム塩、ジエタノールアンモニウム塩、トリエタノールアンモニウム塩、モノイソプロパノールアンモニウム塩、ジイソプロパノールアンモニウム塩、トリイソプロパノールアンモニウム塩のようなアルカノールアンモニウム塩；Ｒ４Ｎ＋（Ｒは炭素数１〜５のアルキル基）を対イオンとする有機アンモニウム塩が挙げられる。とりわけ、ナトリウム塩、カリウム塩、トリエタノールアンモニウム塩であることが好ましい。
【００２７】
この金属材保護液は、特に、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸の０．０１〜１０重量％と、２−メルカプトベンゾチアゾールの０．０１〜２０重量％と、塩基成分とを混合して中和させた塩が溶解しており、ｐＨが６．８〜８．８の水溶液であることが好ましい。
【００２８】
この金属材保護液は、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸の０．０１〜１０重量％と、３−（２−ベンゾチアジルチオ）プロピオン酸の０．０１〜１０重量％と、塩基成分とを混合して中和させた塩が溶解しており、ｐＨが６．８〜８．８の水溶液であることが好ましい。
【００２９】
この金属材保護液に用いられる溶媒が、水の例を示したが、メタノールやエタノールで例示されるアルコールのような水溶性有機溶媒であってもよく、それらの混合物であってもよい。アルキリデンジホスホン酸誘導体、メルカプトベンゾチアゾール誘導体、ベンゾチアゾールカルボン酸誘導体、及びそれらの塩は、この溶媒に溶解していてもよく、微粒子となって分散していてもよい。
【００３０】
この金属材保護液は、必要に応じて添加物が配合されていてもよい。添加物は、例えば、界面活性剤、キレート剤が挙げられる。界面活性剤は、例えば、セッケン、高級アルコール硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、高級アルコールリン酸エステル塩のようなアニオン性界面活性剤；第１級アミンの塩、第２級アミンの塩、第３級アミンの塩、第４級アンモニウム塩のようなカチオン性界面活性剤；アルキルジメチルアミンオキサイドのようなアミンオキサイド；アルキルジメチルアミノ脂肪酸ベタイン、アルキルカルボキシメチルヒドロキシエチルイミダゾリウムベタインのような両性界面活性剤；ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシプロピレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリエチレングリコールアルキルエステル、ポリプロピレングリコールのエチレンオキサイド付加物、ポリプレングリコールのプロピレンオキサイド付加物のような非イオン性界面活性剤が挙げられる。キレート剤は、例えば、アミノトリメチレンホスホン酸、エチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、ヘキサメチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、ジエチレントリアミンペンタメチレンホスホン酸、ニトリロ三酢酸（ＮＴＡ）、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸（ＨＥＤＴＡ）トリエチレンテトラミン六酢酸（ＴＴＨＡ）のうちの少なくとも１種類以上であってもよく、その塩、例えばナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩、アンモニウム塩、又は有機アミンやアルカノールアミンの塩のような有機アンモニウム塩であってもよい。
【００３１】
この金属材保護液は、以下のようにして製造される。アルキリデンジホスホン酸誘導体とベンゾチアゾールカルボン酸誘導体及び／又はメルカプトベンゾチアゾール誘導体との酸成分、及び塩基成分を、水に加え撹拌する。するとそれら酸成分の各誘導体が塩基成分によって中和され、水中でその塩が形成され、金属材保護液が得られる。
【００３２】
この金属材保護液は、以下のようにして使用される。鉄材、アルミニウム材、又はアルミニウム合金材を、この金属材保護液に浸漬させ、暫くしてから引き上げ、乾燥させる。すると、鉄材の表面に、金属材保護液の成分の皮膜や四三酸化鉄の皮膜が形成され、その結果、鉄材の表面は、防錆される。また、アルミニウム材、アルミニウム合金材の表面に、金属材保護液の成分の皮膜が形成され、アルミニウム材、アルミニウム合金材の表面の変色が防止される。
【００３３】
この金属材保護液の別な使用方法は、鉄材、アルミニウム材、又はアルミニウム合金材である金属鋳物やセラミックス等の金属材料を、特殊なアクリル樹脂含有の含浸剤に浸漬させ、その表面に存在する微細孔である鋳巣やひびに含浸剤を浸透させた後、その表面の過剰な含浸剤を水洗してから、この金属材保護液に浸漬し、引き上げて、その金属材料の表面を保護し、その後、加熱して、含浸剤を硬化させて鋳巣やひびを埋めて封孔するというものである。
【００３４】
この金属材保護液の使用方法は、鉄材、アルミニウム材、又はアルミニウム合金材である金属材料を、切削油の存在下で旋盤、フライス盤、ボール盤のような切削加工により、成形した後、切削油や付着物を水洗してから、この金属材料の切削成形体を金属材保護液に浸漬し、引き上げて、その金属材料の表面を保護するというものであってもよい。
【００３５】
この金属材保護液を、浸漬する例を示したが、塗布、又は噴霧してもよい。
【００３６】
この金属材保護液は、金属材を製造直後に使用してもよく、金属材の切削、研削、研磨、プレス、圧接、溶接といった金属加工の前後のどちらで使用してもよい。
【実施例】
【００３７】
以下、本発明を適用する金属材保護液を調製した例を実施例１〜３に示し、本発明を適用外の金属材保護液を調製した例を比較例１〜９に示す。
【００３８】
（実施例１）
水道水９８．２３ｇに、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸０．１ｇと、３−（２−ベンゾチアジルチオ）プロピオン酸０．７５ｇと、トリエタノールアミン０．９２ｇとを常温で加え配合した後、５時間攪拌して均一に溶解させて、ｐＨが７．５の金属材保護液を得た。
【００３９】
（実施例２）
水道水９８．２３ｇに、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸０．１ｇと、２−メルカプトベンゾチアゾール０．７５ｇと、トリエタノールアミン０．９２ｇとを常温で加え配合した後、５時間攪拌して均一に溶解させて、ｐＨが７．５の金属材保護液を得た。
【００４０】
（実施例３）
水道水９８．２２ｇに、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸０．１ｇと、３−（２−ベンゾチアジルチオ）プロピオン酸０．３８ｇと、２−メルカプトベンゾチアゾール０．３８ｇと、トリエタノールアミン０．９２ｇとを常温で加え配合した後、５時間攪拌して均一に溶解させて、ｐＨが７．５の金属材保護液を得た。
【００４１】
（比較例１）
水道水４９．２５ｇに、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸２０ｇと、３−（２−ベンゾチアジルチオ）プロピオン酸０．７５ｇと、トリエタノールアミン３０．０ｇとを常温で加え配合した後、５時間攪拌して均一に溶解させて、ｐＨが７．５の金属材保護液を得た。
【００４２】
（比較例２）
水道水９８．４３ｇに、３−（２−ベンゾチアジルチオ）プロピオン酸０．７５ｇと、トリエタノールアミン０．８２とを常温で加え配合した後、５時間攪拌して均一に溶解させて、ｐＨが７．５の金属材保護液を得た。
【００４３】
（比較例３）
水道水４４．９ｇに、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸０．１ｇと、３−（２−ベンゾチアジルチオ）プロピオン酸３０．０ｇと、トリエタノールアミン２５．０ｇとを常温で加え配合した後、５時間攪拌して均一に溶解させて、ｐＨが７．５の金属材保護液を得た。
【００４４】
（比較例４）
水道水９９．７に、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸０．１ｇと、トリエタノールアミン０．２ｇとを常温で加え配合した後、５時間攪拌して均一に溶解させて、ｐＨが７．５の金属材保護液を得た。
【００４５】
（比較例５）
水道水９８．６５ｇに、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸０．１ｇと、３−（２−ベンゾチアジルチオ）プロピオン酸０．７５ｇと、トリエタノールアミン０．５ｇとを常温で加え配合した後、５時間攪拌して均一に溶解させて、ｐＨが６．５の金属材保護液を得た。
【００４６】
（比較例６）
水道水８９．１５ｇに、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸０．１ｇと、３−（２−ベンゾチアジルチオ）プロピオン酸０．７５ｇと、トリエタノールアミン１０．０ｇとを常温で加え配合した後、５時間攪拌して均一に溶解させて、ｐＨが１０．０の金属材保護液を得た。
【００４７】
（比較例７）
水道水８０．０ｇに、リシノール酸のリン酸エステル８．０ｇと、トリエタノールアミン１２．０ｇとを常温で加え配合した後、５時間攪拌して均一に溶解させて、ｐＨが８．４の金属材保護液を得た。
【００４８】
（比較例８）
水道水７８．０ｇに、ヒドロキシステアリン酸のリン酸エステル１０．０ｇと、トリエタノールアミン１２．０ｇとを常温で加え配合した後、５時間攪拌して均一に溶解させて、ｐＨが８．４の金属材保護液を得た。
【００４９】
（比較例９）
水道水７６．０ｇに、３−ヒドロキシオクタン酸のリン酸エステル１２．０ｇと、トリエタノールアミン１２．０ｇとを常温で加え配合した後、５時間攪拌して均一に溶解させて、ｐＨが８．４の金属材保護液を得た。
【００５０】
表１は実施例１〜３、比較例１〜７の金属材保護液の調製で用いた各成分の配合量を示したものである。
【００５１】
【表１】
【００５２】
表２は比較例７〜９の従来の金属材保護液で用いた各成分の配合量を示したものである。
【００５３】
【表２】
【００５４】
実施例１〜３、比較例１〜９で得られた金属保護液を用いて、以下の鉄材防錆性能試験及びアルミニウム材・アルミニウム合金材変色防止性能試験（性能試験１）、鉄材防錆性能試験（性能試験２）、アルミニウム材・アルミニウム合金材変色防止性能試験（性能試験３）、及び析出物発生性能試験（性能試験４）の各性能試験を行った。
【００５５】
（性能試験１）
５０×３５×３ｍｍの鉄材（ＪＩＳ規格ＦＣ２５０の鋳鉄板、以下同じ）、アルミニウム材（ＪＩＳ規格Ａ１０８０のアルミニウム板、以下同じ）、アルミニウム合金材（ＪＩＳ規格ＡＤＣ−１２のアルミニウム合金板、以下同じ）の各試験片を、夫々実施例１〜３、比較例１〜９の金属材保護液に５分間浸漬させてから引き上げ、１２時間乾燥させた。乾燥させた試験片を、温度５０℃、湿度９５％の条件に１０日間曝し、鉄材の試験片の錆の発生と、アルミニウム材、アルミニウム合金材の試験片の変色とを、目視で確認した。鉄材の試験片の錆の発生、アルミニウム材、及びアルミニウム合金材の試験片の変色がない場合を「無」、鉄材の試験片に錆が発生した場合、アルミニウム材、及びアルミニウム合金材の試験片に変色が生じた場合を「有り」とする２段階で、金属材保護液の防錆性能、及び変色防止性能を評価した。
【００５６】
（性能試験２）
５０×３５×３ｍｍの鉄材の試験片を１５０番の紙やすりで研磨後、トルエン洗浄、アセトン洗浄した。その鉄材の試験片に、夫々実施例１〜３、比較例１〜９の金属材保護液を塗布し、３０分後の外観を目視にて確認した。鉄材の試験片に錆の発生がない場合を「無」、鉄材の試験片に錆が発生した場合を「有り」とする２段階で、金属材保護液の防錆性能を評価した。
【００５７】
（性能試験３）
５０×３５×３ｍｍのアルミニウム材、及びアルミニウム合金材の試験片を、夫々９０℃に加熱した実施例１〜３、比較例１〜９の金属材保護液に１０分間浸漬してから引き上げ、アルミニウム材、アルミニウム合金材の試験片の変色を、目視にて確認した。アルミニウム材、及びアルミニウム合金材の試験片の変色がない場合を「無」、アルミニウム材、及びアルミニウム合金材の試験片に変色が生じた場合を「有り」とする２段階で、金属材保護液の変色防止性能を評価した。
【００５８】
（性能試験４）
５０×３５×３ｍｍのアルミニウム合金材の試験片を、夫々９０℃に加熱した実施例１〜３、比較例１〜９の金属材保護液に６０分間浸漬させた後の金属材保護液の析出物の有無を目視にて確認した。析出物が生じない場合を「無」、析出物が生じた場合を「有り」とする２段階で、金属材保護液の性能を評価した。
【００５９】
それらの結果をまとめて表３に示す。
【００６０】
【表３】
【００６１】
表３から明らかなとおり、実施例１〜３の金属材保護液は、鉄材の試験片を防錆でき、さらに、アルミニウム材、アルミニウム合金材の試験片の変色を防止できるものであった。また、実施例１〜３の金属材保護液中の析出物は、アルミニウム合金材の試験片を浸漬させても生じなかった。
【００６２】
一方、比較例１〜９の金属材保護液は、鉄材の試験片の防錆性能、及びアルミニウム材・アルミニウム合金材の試験片の変色防止性能が実施例１〜３に比べ不充分であり、錆びたり変色したりしていた。比較例１〜６から明らかな通り、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸の配合量が１０重量％よりも高い場合、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸を用いていない場合、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸の配合量が０．１重量％であっても３−（２−ベンゾチアジルチオ）プロピオン酸の配合量が２０重量％よりも高かったり０重量％であったりした場合、鉄材への防錆効果やアルミニウム材・アルミニウム合金材の変色防止効果が極めて劣っていた。また、金属材保護液のｐＨが６．８よりも低い場合、鉄材への防錆効果が低下し、８．８よりも高い場合、アルミニウム材・アルミニウム合金材への変色防止効果が低下する。さらに、比較例７〜９から明らかな通り、鉄材への防錆効果が極めて低く、またアルミニウム材・アルミニウム合金材への変色防止効果も極めて低いうえ、アルミニウム合金と反応し不溶性の析出物が発生してしまうものであった。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明の金属材保護液は、鉄材やアルミニウム材やアルミニウム合金材で形成される工業機械又は精密機器の部品やその原材、鉄骨、レール、窓枠等の建築材である金属材が、酸化されて錆びたり変色したりするのを防止するのに用いられる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄材、アルミニウム材、及びアルミニウム合金材から選ばれる金属材の表面の保護液であって、溶媒中で、炭素数が１〜２のアルキリデン基を有するアルキリデンジホスホン酸誘導体の０．０１〜１０重量％と、ベンゾチアゾールカルボン酸誘導体の０．０１〜２０重量％及び／又はメルカプトベンゾチアゾール誘導体の０．０１〜２０重量％との酸成分が、その少なくとも一部を塩基成分で中和された塩として、配合されており、ｐＨが、６．８〜８．８であることを特徴とする金属材保護液。
【請求項２】
前記アルキリデンジホスホン酸誘導体が１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸、又はヒドロキシメチレンジホスホン酸であり、前記ベンゾチアゾールカルボン酸誘導体が３−（２−ベンゾチアジルチオ）プロピオン酸であり、前記メルカプトベンゾチアゾール誘導体が２−メルカプトベンゾチアゾールであることを特徴とする請求項１に記載の金属材保護液。
【請求項３】
前記溶媒が、水、及び／又は水溶性有機溶媒であることを特徴とする請求項１に記載の金属材保護液。
【請求項４】
前記塩が無機アンモニウム塩、有機アンモニウム塩、アルカリ金属塩、又はアルカリ土類金属塩であることを特徴とする請求項１に記載の金属材保護液。
【請求項１】
鉄材、アルミニウム材、及びアルミニウム合金材から選ばれる金属材の表面の保護液であって、溶媒中で、炭素数が１〜２のアルキリデン基を有するアルキリデンジホスホン酸誘導体の０．０１〜１０重量％と、ベンゾチアゾールカルボン酸誘導体の０．０１〜２０重量％及び／又はメルカプトベンゾチアゾール誘導体の０．０１〜２０重量％との酸成分が、その少なくとも一部を塩基成分で中和された塩として、配合されており、ｐＨが、６．８〜８．８であることを特徴とする金属材保護液。
【請求項２】
前記アルキリデンジホスホン酸誘導体が１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸、又はヒドロキシメチレンジホスホン酸であり、前記ベンゾチアゾールカルボン酸誘導体が３−（２−ベンゾチアジルチオ）プロピオン酸であり、前記メルカプトベンゾチアゾール誘導体が２−メルカプトベンゾチアゾールであることを特徴とする請求項１に記載の金属材保護液。
【請求項３】
前記溶媒が、水、及び／又は水溶性有機溶媒であることを特徴とする請求項１に記載の金属材保護液。
【請求項４】
前記塩が無機アンモニウム塩、有機アンモニウム塩、アルカリ金属塩、又はアルカリ土類金属塩であることを特徴とする請求項１に記載の金属材保護液。
【公開番号】特開２０１１−２１２４４（Ｐ２０１１−２１２４４Ａ）
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６７６１８（Ｐ２００９−１６７６１８）
【出願日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【出願人】（０００１６２０７６）共栄社化学株式会社 (67)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【出願人】（０００１６２０７６）共栄社化学株式会社 (67)
【Ｆターム（参考）】
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