JP3076240B2 - アルミニウム部材の接着方法 - Google Patents

アルミニウム部材の接着方法

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JP3076240B2
JP3076240B2 JP08063285A JP6328596A JP3076240B2 JP 3076240 B2 JP3076240 B2 JP 3076240B2 JP 08063285 A JP08063285 A JP 08063285A JP 6328596 A JP6328596 A JP 6328596A JP 3076240 B2 JP3076240 B2 JP 3076240B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は、アルミニウム部材の接着方法に
係り、特にアルミニウム若しくはアルミニウム合金から
なるアルミニウム部材の被着面に、塗料内樹脂の一成分
としてフッ素樹脂を含有する塗料(プライマー)を塗装
し、その後、所定の接着剤を用いて、他の部材と接着さ
せるようにした、接着面下地処理の方法に関するもので
ある。
【0002】
【背景技術】近年、フッ素樹脂塗料にて与えられる塗膜
の優れた耐候性、耐薬品性、熱安定性、耐摩耗性等に着
目して、そのような塗料を用いたフッ素樹脂塗装が、ア
ルミニウム若しくはアルミニウム合金からなるアルミニ
ウム部材、例えばアルミニウム板材や、ハニカムパネル
の如き、平板状の組立体等の一方の面(表面)に対して
施されてきているが、また、そのようなフッ素樹脂塗装
の施されたアルミニウム部材の他方の面(裏面)は、被
着面として、適当な接着剤を用いて、他の部材に接着せ
しめられるようになっている。
【0003】ところで、そのようなアルミニウム部材の
フッ素樹脂塗装に際しては、先ず、その下地処理(素地
調整)として、(a)クロム酸クロメート、リン酸クロ
メート等の化学(化成)皮膜処理や、(b)陽極酸化処
理が採用され、そしてその素地調整された面に、フッ素
樹脂を含む塗料によりプライマー処理が施されることと
なる。なお、その被着面でない(意匠)面については、
更に、中塗り、上塗り等の塗装が施されることもある。
而して、かかる(a)クロム酸クロメート、リン酸クロ
メート等の化学(化成)皮膜処理や、(b)陽極酸化処
理のみを行なった被着面同士が接着剤で接合せしめられ
る場合にあっては、荷重が負荷された環境下、特に湿潤
環境下における接着耐久性が不良となる問題があった。
【0004】また、(a)クロム酸クロメート、リン酸
クロメート等の化学(化成)皮膜処理や、(b)陽極酸
化処理のみを行なった被着面は、水の侵入、及び水との
反応により、アルミニウムの水和酸化物が形成され、接
着剤との密着性が低下し、接着耐久性が悪いという問題
があり、信頼性に欠ける問題を内在している。
【0005】
【解決課題】ここにおいて、本発明は、かかる事情を背
景にして為されたものであって、その課題とするところ
は、アルミニウム部材の接着の前処理として、通常、行
なわれる、(a)クロム酸クロメート、リン酸クロメー
ト等の化学(化成)皮膜処理や、(b)陽極酸化処理に
て与えられる表面の耐水性を改善し、接着剤との密着性
が低下することなく、接着耐久性のよい手法を提供する
ことにある。
【0006】
【解決手段】そして、本発明は、かくの如き課題の解決
のために、アルミニウム若しくはアルミニウム合金から
なるアルミニウム部材に、通常の(a)クロム酸クロメ
ート、リン酸クロメート等の化学(化成)皮膜処理や、
(b)陽極酸化処理を行なってなる被着面上に、塗料内
樹脂の一成分としてフッ素樹脂を含有する塗料を塗装
し、そしてその塗装された部材と他の部材とを所定の接
着剤にて接合せしめるようにしたのである。
【0007】このような本発明は、アルミニウム部材の
下地処理として、(a)クロム酸クロメート、リン酸ク
ロメート等の化学(化成)皮膜処理や、(b)陽極酸化
処理を行なった後、更に、被着面上に、塗料内樹脂の一
成分としてフッ素樹脂を含有するプライマーを塗装する
ことにより、荷重が負荷され、特に湿潤な環境下におい
ても、極めて優れた接着耐久性を実現し得ることを見出
したことに基づいて、完成されたものである。
【0008】 なお、かかる本発明に従うアルミニウム
部材の接着方法によれば、前記塗料において、フッ素樹
脂は、塗料内樹脂(固形分)の30〜80重量%の割合
にて含有せしめられることとなる。このようなフッ素樹
脂含有量とすることにより、荷重負荷状態における耐水
接着耐久性の向上が安定的に実現され、また接着の信頼
性等も効果的に高められ得ることとなるのである。
【0009】
【発明の実施の形態】ところで、かくの如き本発明に従
って接着せしめられるアルミニウム部材は、従来から接
着に供される公知の部材を含んで、アルミニウム若しく
はその合金からなる板材や押出材、ハニカムパネルの如
き、平板状の組立体の全てが対象とされる。また、この
アルミニウム部材に対して接着される他の部材として
は、アルミニウムまたはアルミニウム合金、ステンレス
鋼、チタンまたはチタン合金、塗装鋼板、石、木材、
紙、プラスチック、セラミック等である。
【0010】そして、本発明にあっては、そのようなア
ルミニウム部材の被着面を含む必要な箇所(或いは全面
でもよい)に対して、常法に従って、(a)クロム酸ク
ロメート、リン酸クロメート等の化学(化成)皮膜処理
や、(b)陽極酸化処理を行なった後、更に、少なくと
も該被着面上に、塗料内樹脂の一成分としてフッ素樹脂
を含有するプライマー(塗料)による塗装を、従来と同
様にして実施するものであり、例えば、浸漬法や吹き付
け法、ロール法等によって処理が行なわれ、かかるアル
ミニウム部材の必要な箇所に、プライマー層が、所定の
厚さにおいて形成されることとなる。
【0011】次いで、かかるプライマー処理を行なった
アルミニウム部材を用いて、それ同士または上記の他の
部材を組み合わせて、所定の接着剤で接着接合すること
により、荷重負荷状態における耐水接着耐久性の改善
が、有利に実現されるのである。
【0012】なお、本発明で使用されるプライマーは、
塗料内樹脂の一成分としてフッ素樹脂を含有するもので
あって、該フッ素樹脂の溌水作用により、化学皮膜或い
は陽極酸化皮膜の水との反応によりアルミニウムの水和
酸化物が形成されることを防止し、以て耐水接着耐久性
を著しく向上せしめ得るものである。従って、本発明で
用いられるプライマーは、フッ素樹脂を含有するもので
なければならないが、このフッ素樹脂の他にも、エポキ
シ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等の各種樹脂も適
宜に添加せしめられて、調製されることとなる。この本
発明で使用されるフッ素樹脂には、ポリフッ化ビニリデ
ン(PVdF)、ポリ塩化三フッ化エチレン(PCTF
E)、四フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニル
エーテル共重合体、エチレン−四フッ化エチレン共重合
体、エチレン−塩化三フッ化エチレン共重合体等が使用
される。
【0013】また、そのようなフッ素樹脂の含有せしめ
られたプライマーにあっては、その塗料内樹脂の30〜
80重量%の割合にて、フッ素樹脂が含有せしめられて
いることが、望ましい。このフッ素樹脂含有量が30重
量%よりも少なくなると、接着耐久性の向上にバラツキ
を生じ、信頼性に欠ける問題を惹起するからであり、ま
た80重量%を越えるようになると、接着初期の強度が
バラツキ、接着の信頼性に欠ける他、高価なフッ素樹脂
の使用量が多くなって、コスト負担が大きくなる等の問
題を惹起することとなる。
【0014】そして、このようにして得られた部材のプ
ライマー塗装された被着面同士が、またそのような被着
面に対して他の部材が、通常の合成樹脂系接着剤を用い
て、接着接合せしめられて、以て目的とする接着構造材
とされることとなるのである。
【0015】本発明にあっては、そのような接着工程に
おいて、通常の(a)クロム酸クロメート、リン酸クロ
メート等の化学(化成)皮膜処理や、(b)陽極酸化処
理を行なった後、塗料内樹脂の一成分としてフッ素樹脂
を含有するプライマー塗装が実施されたアルミニウム部
材同士、またはそれと他の部材との接着が行なわれてい
ることから、かかるプライマー(下塗り)層の存在によ
って、荷重負荷状態での耐水接着耐久性が、効果的に向
上せしめられているのであり、(a)クロム酸クロメー
ト、リン酸クロメート等の化学(化成)皮膜や、(b)
陽極酸化処理皮膜の種類の制約を、何等受けるものでは
ない。
【0016】
【実施例】以下に、本発明の実施例を示し、本発明を更
に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、その
ような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるも
のでないことは、言うまでもないところである。また、
本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記した具
体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限りにお
いて、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改
良等を加え得るものであることが、理解されるべきであ
る。
【0017】先ず、アルミニウム部材として、アルミニ
ウム合金:A3004−H24板材を用い、その表裏両
面に対して、常法に従って脱脂処理を施した。即ち、ア
ルカリ系脱脂剤:サーフクリーナー322N−8(日本
ペイント株式会社製)の3重量%浴に、70℃×1分間
の条件下で浸漬することにより、脱脂処理し、その後、
上水で水洗した。
【0018】次いで、このように脱脂処理されたアルミ
ニウム合金板材を、それぞれ、クロム酸クロメート処
理、リン酸クロメート処理若しくは硫酸陽極酸化処理し
た。なお、クロム酸クロメート処理は、クロム酸クロメ
ート処理剤:アルサーフ1200(日本ペイント株式会
社製)の濃度:3重量%の浴を用いて、40℃×3分間
の浸漬により実施し、また、リン酸クロメート処理は、
リン酸クロメート処理剤:アルサーフ401/アルサー
フ45(何れも日本ペイント株式会社製)の濃度:3容
量%/0.3容量%の比率からなる処理浴中に、45℃
×30秒の条件下に浸漬することにより実施し、また硫
酸陽極酸化処理は、15重量%硫酸の浴を用いて、20
℃、電流密度:1.5A/dm2 で30分の陽極酸化処
理を施した後、更に、沸騰水に5分間、浸漬処理するこ
とにより、実施した。
【0019】そして、かかるクロメート処理等の施され
たアルミニウム合金板材を上水で水洗した後、加熱・乾
燥し、次いで、下記表1に示される、フッ素樹脂含有量
(重量基準)を種々変えたプライマーを含む各種のプラ
イマー(塗料)をそれぞれ該アルミニウム合金板材の表
裏両面に塗布せしめて、下塗り処理を施した。プライマ
ー厚みは何れも10〜20μmとした。
【0020】次いで、かかる下塗り(プライマー)処理
した後、そのプライマー塗布したアルミニウム合金板材
を用いて、JIS−K−6850に準拠した単純重ね合
わせ継手構造の接着試験片を作製した。なお、接着剤と
しては、2液型エポキシ接着剤:アロンマイティAP−
405(東亜合成株式会社製)を用い、それを上記両部
材の接合部位に塗布した後、50℃で4時間硬化せしめ
ることにより、継手構造を形成した。なお、接着剤層の
厚みは0.15mmとした。
【0021】次いで、このようにして作製された接着試
験片を用いて、クリープ試験を行なった。なお、試験
は、試験片の接合部にバネにより応力を負荷する装置を
用いて行なった。負荷応力は、バネの長さを調節するこ
とにより行ない、1.0MPaとした。試験装置は、8
0℃、95%相対湿度に調節した恒温恒湿槽に保管し、
接着部が破断するまでの日数を調べた。結果を、下記表
1に併せ示した。
【0022】
【表1】 A : クロム酸クロメート処理 B : リン酸クロメート処理 C : 硫酸陽極化処理 F : 四フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体 * 初期の引張剪断強さが、他のそれの50〜70%と低い。
【0023】かかる表1の結果から明らかなように、高
湿度環境(95%相対湿度)において、フッ素樹脂を所
定量含有するプライマーにて下塗り処理を施されたアル
ミニウム合金板材を用いた場合にあっては、荷重が負荷
される実用環境において、接着耐久性の向上が顕著であ
ることが認められるのに対して、プライマー処理を実施
しない下地処理のみの板材や、フッ素樹脂を含有しな
い、或いはフッ素樹脂の含有量の少ないプライマーによ
る下塗り処理が施された板材を用いた接着試験片におい
ては、接着耐久性が著しく劣ることが認められる。
【0024】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に従うアルミニウム部材の接着方法によれば、アルミニ
ウム部材のフッ素樹脂塗装の下地処理である、クロム酸
クロメート、リン酸クロメート、若しくは陽極酸化処理
と所定のプライマー処理とが、そのまま被着面の接着下
地処理となるのであり、これによって、何等特別の工程
を接着工程に先立って採用する必要がないところから、
コストアップが効果的に抑制され得る特徴を発揮するの
である。特に、表面(意匠面)にフッ素樹脂塗装を施す
接着アルミニウム・ハニカムパネルの製造に、好適に採
用され得ることとなったのである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C09J 5/00 - 5/06 C09D 5/00 C09D 127/12 C09D 129/10 CA(STN)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミニウム若しくはアルミニウム合金
    からなるアルミニウム部材の、他の部材と接着すべき面
    に、化学皮膜処理若しくは陽極酸化処理を施した後、
    料内樹脂の一成分としてフッ素樹脂を塗料中の塗料内樹
    脂の30〜80重量%の割合において含有する塗料を塗
    装し、そしてこのように塗装した面と他の部材とを接着
    剤にて接着することを特徴とするアルミニウム部材の接
    着方法。
JP08063285A 1996-03-19 1996-03-19 アルミニウム部材の接着方法 Expired - Lifetime JP3076240B2 (ja)

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