JP2008119901A - 接着性と皮膜密着性に優れた表面処理金属材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
素地金属材(例、亜鉛系めっき鋼板)の少なくとも片面に、加熱乾燥により難溶性に変化する水溶性金属錯化合物(例、Fe3+イオンにアセチルアセトンなどのβ−ジケトンが配位した錯体)、架橋性樹脂(例、オキサゾリン基含有樹脂)、およびシランカップリング剤を含有し、6価クロムを含有しない水系処理液の塗布と加熱乾燥により形成された表面処理層を、最表層として備えた表面処理金属材。
【選択図】なし
Description
特許文献1には、亜鉛系めっき皮膜の上に、クロメート皮膜を有し、その上にウレタン系樹脂をはじめとする有機皮膜を備えた鋼材が、水性エマルション型接着剤によって木材と接着されている接着複合体が開示されている。
架橋性樹脂(B)に対する水溶性金属錯化合物(A)の固形分基準での質量比(A/B)は0.1以上、3以下とすることが好ましく、シランカップリング剤(C)に対する水溶性金属錯化合物(A)および架橋性樹脂(B)の合計量の質量比[(A+B)/C]は4以上、50以下とすることが好ましい。
表面処理層の付着量は好ましくは5mg/m2以上、500mg/m2以下であり、素地鋼板は好ましくは亜鉛めっき鋼板または亜鉛合金めっき鋼板である。
本発明の表面処理金属材の素地金属材は、特に限定されないが、通常は鋼板であり、特に耐食性を確保する点から、亜鉛めっき鋼板または亜鉛合金めっき鋼板であることが好ましい。これらは電気めっき鋼板、溶融めっき鋼板、気相めっき鋼板のいずれでもよい。使用できるめっき鋼板の例としては、溶融亜鉛めっき鋼板、電気亜鉛めっき鋼板、溶融5%Al−Zn合金めっき鋼板、溶融55%Al−Zn合金めっき鋼板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板、電気Zn−Ni合金めっき鋼板などが挙げられる。めっき付着量も特に限定されず、一般的な範囲内でよい。めっき付着量が少なすぎると耐食性が低下し、多すぎると加工性が劣化する。
シランカップリング剤は、官能基を有するトリアルコキシアルキルまたはジアルコキシジアルキルシラン化合物であり、表面処理液の塗布後の加熱乾燥中にアルコキシ基が加水分解および縮合反応を受けて、有機基を有する三次元架橋したシロキサン骨格の皮膜を形成することができる。オキサゾリン基含有樹脂は、シランカップリング剤のこの作用と上述した金属錯化合物の難溶化により、表面処理層中に固定される。シランカップリング剤はまた、無機質表面すなわち鋼板表面に水素結合的に吸着し、密着性を発現するという作用も果たす。
素地鋼板として溶融亜鉛めっき鋼板(板厚0.8mm、めっき付着量:片面当たり60g/m2、合金化熱処理なし)を用い、このめっき鋼板の表面をアルカリ脱脂後、水洗乾燥した。その後、めっき鋼板の両面に順に表1に示すいずれかの組成の処理液をバーコーターで塗布し、熱風炉で加熱乾燥して(最高到達板温80℃)、めっき鋼板表面に表面処理層を形成した。表面処理層の付着量は処理液濃度とバーコーターの番手により調整した。この付着量は、処理前後の重量差から算出した。なお、表1に示した処理液中、希望O〜Vの処理液は、液安定性に問題があるため、使用しなかった。
金属錯化合物:Fe(acac)2(H2O)2(すなわち、図1に示した、3価鉄イオンにアセチルアセトン2分子と水2分子とが配位した錯体、合成品);
架橋性樹脂:オキサゾリン基含有樹脂(日本触媒製エポクロスWS−500);
シランカップリング剤:3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(チッソ製サイラエースS510);
シリカ1:コロイダルシリカ(日産化学製スノーテックスO);
シリカ2:コロイダルシリカ(日産化学製スノーテックスN)。
得られた表面処理金属材の両面に、接着剤(水性高分子−イソシアネート系接着剤、大鹿振興製鹿印ピーアイボンドTP−111)をはけ塗りで塗布した後、同じ平面サイズの米松の板材(厚さ10mm)を0.2MPaで約12時間圧締して接着を行い、圧力を開放して木材−鋼板−木材からなるサンドイッチ状の接着複合体を作製した。
試験1(初期の接着強度):作製した接着複合体を、図3に示すサンプルサイズ(25mmの正方形)に切断し、圧縮せん断試験(JIS−K6852に準ずる)を行った。適用した圧縮せん断速度は2mm/minとした。
試験1および2の結果を表2示す。
Claims (10)
- 素地金属材の少なくとも片面に、加熱乾燥により難溶性に変化する水溶性金属錯化合物、架橋性樹脂、およびシランカップリング剤を含有し、6価クロムを含有しない水系処理液の塗布と加熱乾燥により形成された表面処理層を、最表層として備えることを特徴とする表面処理金属材。
- 加熱乾燥により難溶性に変化する水溶性金属錯化合物が、3価遷移金属イオンにβ−ジケトン2分子と水2分子とが配位した化合物である、請求項1に記載の表面処理金属材。
- 3価遷移金属イオンが鉄またはクロムイオンであり、β−ジケトンがアセチルアセトンである、請求項2に記載の表面処理金属材。
- 架橋性樹脂が、接着剤中の成分の少なくとも一部と反応して架橋構造を形成することができるものである、請求項1〜3のいずれかに記載の表面処理金属材。
- 架橋性樹脂がオキサゾリン基含有樹脂である、請求項1〜4のいずれかに記載の表面処理金属材。
- 架橋性樹脂(B)に対する水溶性金属錯化合物(A)の固形分基準での質量比(A/B)が0.1以上、3以下である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の表面処理金属材。
- シランカップリング剤(C)に対する水溶性金属錯化合物(A)および架橋性樹脂(B)の合計量の質量比[(A+B)/C]が4以上、50以下である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の表面処理金属材。
- 水系処理液がジルコニウム化合物、ならびにクエン酸およびその塩よりなる群から選ばれた少なくとも1種の化合物をさらに含有する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の表面処理金属材。
- 表面処理層の付着量が5mg/m2以上、500mg/m2以下である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の表面処理金属材。
- 素地鋼板が亜鉛めっき鋼板または亜鉛合金めっき鋼板である、請求項1〜9のいずれか1項に記載の表面処理金属材。
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