JP2003181982A - 接着複合体 - Google Patents
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
- C23C28/32—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer
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- C23C28/34—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates
- C23C28/345—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates with at least one oxide layer
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 クロムを使用せず、簡便な方法で安価に製造
できる木材／鋼板接着複合体を提供する。 【構成】 表面に、Ｚｎめっき皮膜，Ｚｎ−Ａｌ系合金
めっき皮膜またはＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき皮膜
と、Ｓｉ換算量で５〜３００ｍｇ／ｍ2のクロムフリー
のＳｉ含有皮膜および０．１〜７μｍの有機皮膜を順次
設けた鋼板を、接着剤により木材と接着したもの。
できる木材／鋼板接着複合体を提供する。 【構成】 表面に、Ｚｎめっき皮膜，Ｚｎ−Ａｌ系合金
めっき皮膜またはＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき皮膜
と、Ｓｉ換算量で５〜３００ｍｇ／ｍ2のクロムフリー
のＳｉ含有皮膜および０．１〜７μｍの有機皮膜を順次
設けた鋼板を、接着剤により木材と接着したもの。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、木材と鋼材が併せて使
用される壁，床や床下部，ドアなどに使用される木材と
鋼材からなる接着複合体であって、クロムを含まない接
着複合体に関する。 【０００２】 【従来の技術】一般家屋や倉庫などでは、木材が壁，
床，床下部，ドアなどの多くの部材として使用されてい
る。しかし、木材のみでは、強度的に不足し、寸法安定
性にも劣るため、金属材料と接合させた複合材料として
使用されている。例えば、特許第３０２２２６８号公報
には、低コストで複合材料を製造するという観点から、
クロメート皮膜を有する亜鉛系めっき鋼板表面に有機皮
膜を形成した鋼材を水性エマルジョン型接着剤により木
材と接着させた接着複合体が記載されている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】めっき鋼板へのクロメ
ート処理は、密着性の良い塗膜が低コストで製造できる
ことから、その表面に樹脂塗膜皮膜を形成する際の塗装
前処理法として良く使用されている技術である。しかし
ながら、近年の地球環境問題意識の高まりから、環境負
荷物質であるクロムを使用しない技術の開発が望まれて
いる。そして、木材とめっき鋼板からなる接着複合体に
あっても、クロムを使用せずに、低コストで接着複合体
を得ることができる技術開発が望まれている。本発明
は、このような問題を解消すべく案出されたものであ
り、クロムを使用せず、簡便な方法で安価に製造できる
接着複合体を提供することを目的とする。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明の接着複合体は、
その目的を達成するため、表面に、Ｚｎめっき皮膜，Ｚ
ｎ−Ａｌ系合金めっき皮膜またはＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合
金めっき皮膜と、Ｓｉ換算量で５〜３００ｍｇ／ｍ2の
クロムフリーのＳｉ含有皮膜および０．１〜７μｍの有
機皮膜が順次設けられた鋼板が、接着剤により木材と接
着されていることを特徴とする。 【０００５】有機皮膜は、めっき皮膜に比べ優れた防食
性と潤滑性を有している。このため、めっき表面に有機
皮膜を設けることで、一次防錆のための防錆油の使用が
不要になり、また加工時の潤滑油の使用も不要になる。
さらに、そのまま接着剤を塗布し、接着できるので、脱
脂等の工程も不要になる。Ｓｉ含有皮膜と有機皮膜を設
けているので、めっき鋼板表面の耐食性が増しており、
湿潤環境での保管時においても密着性が低下するような
ことはない。さらに、クロムフリーのＳｉ含有皮膜を形
成させているので、環境にもやさしい製品となる。 【０００６】 【発明の実施の態様】めっき鋼板 本発明品の基材として使用されるめっき鋼板には、通常
建材として使用されているめっき鋼板で十分である。す
なわち、Ｚｎめっき鋼板，Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき鋼板
またはＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ（−Ｓｉ）系合金めっき鋼板が
使用される。めっき方法も特に制限されず、通常の溶融
めっき，電気めっきされたものもので十分である。 【０００７】クロムフリーの前処理 クロムフリーの前処理としては、シランカップリング
剤，コロイダルシリカ，ヒュームドシリカ，フッ化ケイ
酸等、シリカを有する基材への密着性，製膜性を利用し
たシリカ化合物含有水溶液等を使用し、クロムフリーの
Ｓｉ含有皮膜を形成する。皮膜中のシリカ化合物は、め
っき皮膜の亜鉛やアルミニウムが酸化した水酸化亜鉛ま
たは水酸化アルミニウムと水素結合、あるいは脱水縮合
による共有結合して強固に密着し、めっき皮膜表面との
密着性、ならびに有機皮膜（樹脂）との密着性を向上さ
せる。その結果、めっき鋼板の耐食性は増加する。 【０００８】クロムフリーの前処理を行う水溶液中に
は、シリカ化合物の他に、Ｓｉ含有皮膜の可撓性，濡れ
性，密着性向上のためのタンニン酸などの有機樹脂，錯
体を形成可能な遷移金属化合物やその酸など、種々の成
分を加えておくこともできる。前処理皮膜の付着量は、
密着性と経済性の観点から、Ｓｉ換算で５〜３００ｍｇ
／ｍ2の範囲にする。付着量が５ｍｇ／ｍ2に満たないと
皮膜が薄すぎ、十分な密着性が得られない。付着量が３
００ｍｇ／ｍ2を超えても効果は飽和し不経済となる。 【０００９】有機皮膜 本発明品を構成する有機皮膜には特に制限はない。アク
リル樹脂，ウレタン樹脂，エポキシ樹脂，ポリエステル
樹脂，オレフィン樹脂やこれらの混合物、あるいは共重
合物からなるもので十分である。また、必要に応じて有
機皮膜中には、シリカ，ワックス，架橋剤，消泡剤，界
面活性剤などを含有させても良い。有機皮膜の形成方法
も特に限定されない。上記のような樹脂を主成分とする
塗料を通常の方法で塗布、硬化させたもので十分であ
る。膜厚は密着性，潤滑性，経済性の観点から０．１〜
７μｍにする。０．１μｍ未満では密着性，潤滑性が不
十分であり、７μｍを超えても効果は飽和し、経済的で
ない。 【００１０】接着剤、木材 接着剤としては、酢酸ビニル系，エポキシ系，アクリル
系，合成ゴム系などの水性エマルジョン接着剤をはじ
め、溶剤系の接着剤を含め公知のもので良い。処理条
件，処理方法も公知のものもので良い。木材も特に制限
はない。一般の家屋や倉庫などに使用されている各樹木
の製材や、ベニヤ板，ファイバーボード，集成材などの
いずれでも良い。 【００１１】 【実施例】付着量片面１２０ｇ／ｍ2の溶融亜鉛めっき
鋼板に、（１）γ−メルカプトプロピルトリメトキシシ
ラン５％、コロイダルシリカ５％、タンニン酸３％、残
部水からなるクロムフリー前処理液、（２）γ−（２−
アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン５
％、コロイダルシリカ５％、タンニン酸３％、ポリアク
リル酸１％、ヘキサフルオロ珪酸２％、水酸化ジルコニ
ウム１％、残部水からなるクロムフリー前処理液、また
は（３）コロイダルシリカ５％、ヘキサフルオロ珪酸２
％、フッ化チタン酸（Ｈ2ＴｉＦ6）、タンニン酸３％、
ポリビニルアルコール２％、残部水からなるクロムフリ
ー前処理液を、バーコーターで塗布し、１００℃で３０
秒乾燥させた。その後、ウレタン樹脂塗料（関西ペイン
ト社製、コスマーＨ１）をバーコーターで塗布し、１５
０℃で３０秒乾燥・硬化させた。その上に接着剤（セメ
ダイン社製、ＥＭ−１９５）を塗布し、木材としてファ
イバーボード（厚さ２．５ｍｍ、巾２５ｍｍ、長さ１０
０ｍｍ）を０．２ＭＰａで２４時間加圧した後圧力を解
放し、接着接合体を作製した。 【００１２】作製した接着複合体の接着剪断強度を、イ
ンストロン型万能引張試験機を用い、引張スピード２ｍ
ｍ／ｍｉｎの引張試験を行って測定した。また、蛍光Ｘ
線分析によりＳｉ付着量を測定した。その結果を表１に
示す。なお、表中、膜厚は、樹脂塗料から形成された有
機皮膜の膜厚である。 【００１３】 【００１４】上記結果からわかるように、所定の付着量
でＳｉ含有皮膜とその上に有機皮膜を形成しておくと、
めっき表面の耐食性と膜相互の密着性が増し、通常の接
着剤の使用で、木材部分から破壊するような接着強度の
高い接着複合体が得られる。処理皮膜にＳｉ成分が含ま
れていないか、あるいは形成されていてもＳｉ含有量が
少ないと、さらにはその上に有機皮膜が形成されていな
いと、めっき表面の腐食に起因してめっき皮膜と有機皮
膜の密着強度が低く、その界面で剥離するような接着複
合体しか得られない。 【００１５】 【発明の効果】以上に説明したように、本発明では、ク
ロムを使用することなく、簡便な手段で、接着強度の高
い、鋼材と木材との接着複合体を得ることができた。こ
れにより、一般家屋や倉庫などに好適に使用できる接着
複合体であって、環境にやさしいものをコスト安く提供
することができた。
用される壁，床や床下部，ドアなどに使用される木材と
鋼材からなる接着複合体であって、クロムを含まない接
着複合体に関する。 【０００２】 【従来の技術】一般家屋や倉庫などでは、木材が壁，
床，床下部，ドアなどの多くの部材として使用されてい
る。しかし、木材のみでは、強度的に不足し、寸法安定
性にも劣るため、金属材料と接合させた複合材料として
使用されている。例えば、特許第３０２２２６８号公報
には、低コストで複合材料を製造するという観点から、
クロメート皮膜を有する亜鉛系めっき鋼板表面に有機皮
膜を形成した鋼材を水性エマルジョン型接着剤により木
材と接着させた接着複合体が記載されている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】めっき鋼板へのクロメ
ート処理は、密着性の良い塗膜が低コストで製造できる
ことから、その表面に樹脂塗膜皮膜を形成する際の塗装
前処理法として良く使用されている技術である。しかし
ながら、近年の地球環境問題意識の高まりから、環境負
荷物質であるクロムを使用しない技術の開発が望まれて
いる。そして、木材とめっき鋼板からなる接着複合体に
あっても、クロムを使用せずに、低コストで接着複合体
を得ることができる技術開発が望まれている。本発明
は、このような問題を解消すべく案出されたものであ
り、クロムを使用せず、簡便な方法で安価に製造できる
接着複合体を提供することを目的とする。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明の接着複合体は、
その目的を達成するため、表面に、Ｚｎめっき皮膜，Ｚ
ｎ−Ａｌ系合金めっき皮膜またはＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合
金めっき皮膜と、Ｓｉ換算量で５〜３００ｍｇ／ｍ2の
クロムフリーのＳｉ含有皮膜および０．１〜７μｍの有
機皮膜が順次設けられた鋼板が、接着剤により木材と接
着されていることを特徴とする。 【０００５】有機皮膜は、めっき皮膜に比べ優れた防食
性と潤滑性を有している。このため、めっき表面に有機
皮膜を設けることで、一次防錆のための防錆油の使用が
不要になり、また加工時の潤滑油の使用も不要になる。
さらに、そのまま接着剤を塗布し、接着できるので、脱
脂等の工程も不要になる。Ｓｉ含有皮膜と有機皮膜を設
けているので、めっき鋼板表面の耐食性が増しており、
湿潤環境での保管時においても密着性が低下するような
ことはない。さらに、クロムフリーのＳｉ含有皮膜を形
成させているので、環境にもやさしい製品となる。 【０００６】 【発明の実施の態様】めっき鋼板 本発明品の基材として使用されるめっき鋼板には、通常
建材として使用されているめっき鋼板で十分である。す
なわち、Ｚｎめっき鋼板，Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき鋼板
またはＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ（−Ｓｉ）系合金めっき鋼板が
使用される。めっき方法も特に制限されず、通常の溶融
めっき，電気めっきされたものもので十分である。 【０００７】クロムフリーの前処理 クロムフリーの前処理としては、シランカップリング
剤，コロイダルシリカ，ヒュームドシリカ，フッ化ケイ
酸等、シリカを有する基材への密着性，製膜性を利用し
たシリカ化合物含有水溶液等を使用し、クロムフリーの
Ｓｉ含有皮膜を形成する。皮膜中のシリカ化合物は、め
っき皮膜の亜鉛やアルミニウムが酸化した水酸化亜鉛ま
たは水酸化アルミニウムと水素結合、あるいは脱水縮合
による共有結合して強固に密着し、めっき皮膜表面との
密着性、ならびに有機皮膜（樹脂）との密着性を向上さ
せる。その結果、めっき鋼板の耐食性は増加する。 【０００８】クロムフリーの前処理を行う水溶液中に
は、シリカ化合物の他に、Ｓｉ含有皮膜の可撓性，濡れ
性，密着性向上のためのタンニン酸などの有機樹脂，錯
体を形成可能な遷移金属化合物やその酸など、種々の成
分を加えておくこともできる。前処理皮膜の付着量は、
密着性と経済性の観点から、Ｓｉ換算で５〜３００ｍｇ
／ｍ2の範囲にする。付着量が５ｍｇ／ｍ2に満たないと
皮膜が薄すぎ、十分な密着性が得られない。付着量が３
００ｍｇ／ｍ2を超えても効果は飽和し不経済となる。 【０００９】有機皮膜 本発明品を構成する有機皮膜には特に制限はない。アク
リル樹脂，ウレタン樹脂，エポキシ樹脂，ポリエステル
樹脂，オレフィン樹脂やこれらの混合物、あるいは共重
合物からなるもので十分である。また、必要に応じて有
機皮膜中には、シリカ，ワックス，架橋剤，消泡剤，界
面活性剤などを含有させても良い。有機皮膜の形成方法
も特に限定されない。上記のような樹脂を主成分とする
塗料を通常の方法で塗布、硬化させたもので十分であ
る。膜厚は密着性，潤滑性，経済性の観点から０．１〜
７μｍにする。０．１μｍ未満では密着性，潤滑性が不
十分であり、７μｍを超えても効果は飽和し、経済的で
ない。 【００１０】接着剤、木材 接着剤としては、酢酸ビニル系，エポキシ系，アクリル
系，合成ゴム系などの水性エマルジョン接着剤をはじ
め、溶剤系の接着剤を含め公知のもので良い。処理条
件，処理方法も公知のものもので良い。木材も特に制限
はない。一般の家屋や倉庫などに使用されている各樹木
の製材や、ベニヤ板，ファイバーボード，集成材などの
いずれでも良い。 【００１１】 【実施例】付着量片面１２０ｇ／ｍ2の溶融亜鉛めっき
鋼板に、（１）γ−メルカプトプロピルトリメトキシシ
ラン５％、コロイダルシリカ５％、タンニン酸３％、残
部水からなるクロムフリー前処理液、（２）γ−（２−
アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン５
％、コロイダルシリカ５％、タンニン酸３％、ポリアク
リル酸１％、ヘキサフルオロ珪酸２％、水酸化ジルコニ
ウム１％、残部水からなるクロムフリー前処理液、また
は（３）コロイダルシリカ５％、ヘキサフルオロ珪酸２
％、フッ化チタン酸（Ｈ2ＴｉＦ6）、タンニン酸３％、
ポリビニルアルコール２％、残部水からなるクロムフリ
ー前処理液を、バーコーターで塗布し、１００℃で３０
秒乾燥させた。その後、ウレタン樹脂塗料（関西ペイン
ト社製、コスマーＨ１）をバーコーターで塗布し、１５
０℃で３０秒乾燥・硬化させた。その上に接着剤（セメ
ダイン社製、ＥＭ−１９５）を塗布し、木材としてファ
イバーボード（厚さ２．５ｍｍ、巾２５ｍｍ、長さ１０
０ｍｍ）を０．２ＭＰａで２４時間加圧した後圧力を解
放し、接着接合体を作製した。 【００１２】作製した接着複合体の接着剪断強度を、イ
ンストロン型万能引張試験機を用い、引張スピード２ｍ
ｍ／ｍｉｎの引張試験を行って測定した。また、蛍光Ｘ
線分析によりＳｉ付着量を測定した。その結果を表１に
示す。なお、表中、膜厚は、樹脂塗料から形成された有
機皮膜の膜厚である。 【００１３】 【００１４】上記結果からわかるように、所定の付着量
でＳｉ含有皮膜とその上に有機皮膜を形成しておくと、
めっき表面の耐食性と膜相互の密着性が増し、通常の接
着剤の使用で、木材部分から破壊するような接着強度の
高い接着複合体が得られる。処理皮膜にＳｉ成分が含ま
れていないか、あるいは形成されていてもＳｉ含有量が
少ないと、さらにはその上に有機皮膜が形成されていな
いと、めっき表面の腐食に起因してめっき皮膜と有機皮
膜の密着強度が低く、その界面で剥離するような接着複
合体しか得られない。 【００１５】 【発明の効果】以上に説明したように、本発明では、ク
ロムを使用することなく、簡便な手段で、接着強度の高
い、鋼材と木材との接着複合体を得ることができた。こ
れにより、一般家屋や倉庫などに好適に使用できる接着
複合体であって、環境にやさしいものをコスト安く提供
することができた。
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 4F100 AB03A AB09A AB10A AB18A
AB31A AK01B AP01C AT00A
BA03 BA07 BA10C EH71A
EJ65B EJ68A GB07 JB02
JK06
4K044 AA03 AA06 AA11 AB09 BA01
BA10 BA14 BB03 CA11 CA18
CA64
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 表面に、Ｚｎめっき皮膜，Ｚｎ−Ａｌ系
合金めっき皮膜またはＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき皮
膜と、Ｓｉ換算量で５〜３００ｍｇ／ｍ2のクロムフリ
ーのＳｉ含有皮膜および０．１〜７μｍの有機皮膜が順
次設けられた鋼板が、接着剤により木材と接着されてい
ることを特徴とする接着複合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001379631A JP2003181982A (ja) | 2001-12-13 | 2001-12-13 | 接着複合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001379631A JP2003181982A (ja) | 2001-12-13 | 2001-12-13 | 接着複合体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003181982A true JP2003181982A (ja) | 2003-07-03 |
Family
ID=27591098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001379631A Withdrawn JP2003181982A (ja) | 2001-12-13 | 2001-12-13 | 接着複合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003181982A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006104087A (ja) * | 2004-10-01 | 2006-04-20 | Univ Nihon | 層状化合物、その製造方法及び硬質膜 |
-
2001
- 2001-12-13 JP JP2001379631A patent/JP2003181982A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006104087A (ja) * | 2004-10-01 | 2006-04-20 | Univ Nihon | 層状化合物、その製造方法及び硬質膜 |
| JP4583129B2 (ja) * | 2004-10-01 | 2010-11-17 | 学校法人日本大学 | 層状化合物、その製造方法及び硬質膜 |
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