JP7006493B2 - 接着剤を用いた金属材料の接着方法及び金属材料接合体 - Google Patents
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Description
基材として板厚1.0mmのオーステナイト系ステンレス鋼板SUS304の2B仕上げ材から幅25mm及び長さ100mmの試験片を複数枚切り出し、これら試験片を室温でアセトンに3分間浸漬させて脱脂した後、室温で10%塩酸水溶液に3分間浸漬させて酸洗し、蒸留水を用いて洗浄した。このようにして、全ての試験片に対して前処理を行った。
比較のため、実施例1と同様に2B仕上げのSUS304ステンレス鋼板からなる12枚の試験片を前処理した後、4枚ずつ3組に分けて3種類の従来の処理法でそれぞれ処理し、実施例1と同様に接着剤で接着して試料14~16の接合体を各試料2個ずつ作製した。すなわち、試料14ではリン酸エステル系プライマーでの浸漬処理を施してから接着剤で接着し、試料15では信越化学工業株式会社製のγ-グリシドオキシプロピルリメトキシシラン(品番KBM403)1%水溶液を使用して浸漬法でシランカップリング処理を行ってから接着剤で接着し、試料16では硫酸10質量部とシュウ酸10質量部との混合水溶液(60℃)に10分浸漬した後、重クロム酸混液で処理し、水洗してから接着剤で接着した。これら試料14~16の接合体に対して、実施例1と同様に接着部の初期剪断接着強度及び耐水接着性の評価を行った。その結果を下記表2に示す。
重量平均分子量90,000に代えて重量平均分子量1,500、5,000、18,000、450,000、600,000のポリアクリル酸をそれぞれ用いた以外は上記実施例1の試料11の場合と同様にして試料17~21の接合体を作製した。更に、重量平均分子量450,000のポリアクリル酸を用い且つオキサゾリン含有ポリマーを添加しないこと以外は上記実施例1の試料11の場合と同様にして試料22の接合体を作製した。これら試料17~22の接合体に対して実施例1と同様に接続部の初期剪断接着強度及び耐水接着性を評価した。その測定結果を下記表3に示す。
基材としてオーステナイト系ステンレス鋼板SUS304に代えてフェライト系ステンレス鋼板SUS405を使用し、その浸漬用水溶液として重量平均分子量90,000に代えて重量平均分子量5,000のポリアクリル酸を用い、該ポリアクリル酸100質量部に対してオキサゾリン含有ポリマーの配合割合が30質量部、50質量部、75質量部、及び100質量部の4種類の水溶液を調製し、蒸留水を加えてポリアクリル酸の濃度がいずれも0.10質量%になるようにした以外は上記実施例1と同様にして試料23~26の接合体を作製した。
基材としてオーステナイト系ステンレス鋼板SUS304に代えてマルテンサイト系ステンレス鋼板SUS403を使用し、その浸漬用水溶液として重量平均分子量90,000に代えて重量平均分子量5,000のポリアクリル酸を用い、該ポリアクリル酸100質量部に対してオキサゾリン含有ポリマーの配合割合が30質量部、50質量部、75質量部、及び100質量部の4種類の水溶液を調製し、蒸留水を加えてポリアクリル酸の濃度がいずれも0.10質量%になるようにした以外は上記実施例1と同様にして試料40~43の接合体を作製した。
基材としてオーステナイト系ステンレス鋼板SUS304に代えて冷間圧延鋼板(SPCC材)を使用した以外は上記実施例1と同様にして試料1F1~13F1の接合体を作製し、実施例1と同様に接続部の初期剪断接着強度及び耐水接着性を評価した。その測定結果を下記表6に示す。なお、この実施例5の各試料は、その番号からF1を省いた試料番号を有する実施例1の試料と同じ条件で薄膜を形成したものである。
基材としてオーステナイト系ステンレス鋼板SUS304に代えて冷間圧延鋼板(SPCC材)を使用した以外は上記実施例2と同様にして試料17F1~22F1の接合体を作製し、実施例2と同様に接続部の初期剪断接着強度及び耐水接着性を評価した。その測定結果を下記表7に示す。なお、この実施例6の各試料は、その番号からF1を省いた試料番号を有する実施例2の試料と同じ条件で薄膜を形成したものである。
基材としてオーステナイト系ステンレス鋼板SUS304に代えて一般構造用圧延鋼板SS材(SS330)を使用した以外は上記実施例1と同様にして試料1F2~13F2の接合体を作製し、実施例1と同様に接続部の初期剪断接着強度及び耐水接着性を評価した。その測定結果を下記表8に示す。なお、この実施例7の各試料は、その番号からF2を省いた試料番号を有する実施例1の試料と同じ条件で薄膜を形成したものである。
基材としてオーステナイト系ステンレス鋼板SUS304に代えて一般構造用圧延鋼板SS材(SS330)を使用した以外は上記実施例2と同様にして試料17F2~20F2、及び22F2の接合体を作製し、実施例2と同様に接続部の初期剪断接着強度及び耐水接着性を評価した。その測定結果を下記表9に示す。なお、実施例8の各試料は、その番号からF2を省いた試料番号を有する実施例2の試料と同じ条件で薄膜を形成したものである。
基材としてオーステナイト系ステンレス鋼板SUS304に代えて銅板(2600銅合金)を使用した以外は上記実施例1と同様にして試料1C1~13C1の接合体を作製し、実施例1と同様に接続部の初期剪断接着強度及び耐水接着性を評価した。その測定結果を下記表10に示す。なお、この実施例9の各試料は、その番号からC1を省いた試料番号を有する実施例1の試料と同じ条件で薄膜を形成したものである。
基材としてオーステナイト系ステンレス鋼板SUS304に代えて銅板(2600銅合金)を使用した以外は上記実施例2と同様にして試料17C1~22C1の接合体を作製し、実施例2と同様に接続部の初期剪断接着強度及び耐水接着性を評価した。その測定結果を下記表11に示す。なお、この実施例10の各試料は、その番号からC1を省いた試料番号を有する実施例2の試料と同じ条件で薄膜を形成したものである。
基材としてフェライト系ステンレス鋼板SUS405に代えて純銅を使用した以外は上記実施例3と同様にして試料23C2~39C2の接合体を作製し、実施例3と同様に接続部の初期剪断接着強度及び耐水接着性を評価した。その測定結果を下記表12に示す。なお、この実施例11の各試料は、その番号からC2を省いた試料番号を有する実施例3の試料と同じ条件で薄膜を形成したものである。
基材としてオーステナイト系ステンレス鋼板SUS304に代えてA2024-T3アルミニウム合金板を使用した以外は上記実施例1と同様にして試料1A1~13A1の接合体を作製し、実施例1と同様に接続部の初期剪断接着強度及び耐水接着性を評価した。その測定結果を下記表13に示す。なお、この実施例12の各試料は、その番号からA1を省いた試料番号を有する実施例1の試料と同じ条件で薄膜を形成したものである。
基材としてオーステナイト系ステンレス鋼板SUS304に代えてA2024-T3アルミニウム合金板を使用した以外は上記実施例2と同様にして試料17A1~22A1の接合体を作製し、実施例2と同様に接続部の初期剪断接着強度及び耐水接着性を評価した。その測定結果を下記表14に示す。なお、この実施例13の各試料は、その番号からA1を省いた試料番号を有する実施例2の試料と同じ条件で薄膜を形成したものである。
基材としてフェライト系ステンレス鋼板SUS405に代えて純アルミ(A1050-H18)を使用した以外は上記実施例3と同様にして試料23A2~39A2の接合体を作製し、実施例3と同様に接続部の初期剪断接着強度及び耐水接着性を評価した。その測定結果を下記表15に示す。なお、この実施例14の各試料は、その番号からA2を省いた試料番号を有する実施例3の試料と同じ条件で薄膜を形成したものである。
基材としてフェライト系ステンレス鋼板SUS405に代えてAl-Mn系合金(A3003-H18)を使用した以外は上記実施例3と同様にして試料23A3~39A3の接合体を作製し、実施例3と同様に接続部の初期剪断接着強度及び耐水接着性を評価した。その測定結果を下記表16に示す。なお、この実施例14の各試料は、その番号からA3を省いた試料番号を有する実施例3の試料と同じ条件で薄膜を形成したものである。
基材としてフェライト系ステンレス鋼板SUS405に代えてAl-Mg系合金(A5052-H38)を使用した以外は上記実施例3と同様にして試料23A4~39A4の接合体を作製し、実施例3と同様に接続部の初期剪断接着強度及び耐水接着性を評価した。その測定結果を下記表17に示す。なお、この実施例14の各試料は、その番号からA4を省いた試料番号を有する実施例3の試料と同じ条件で薄膜を形成したものである。
基材としてフェライト系ステンレス鋼板SUS405に代えてAl-Si系合金(A4032-T6)を使用した以外は上記実施例3と同様にして試料23A5~39A5の接合体を作製し、実施例3と同様に接続部の初期剪断接着強度及び耐水接着性を評価した。その測定結果を下記表18に示す。なお、この実施例14の各試料は、その番号からA5を省いた試料番号を有する実施例3の試料と同じ条件で薄膜を形成したものである。
2 オキサゾリン架橋ポリアクリル酸薄膜
3 接着剤
4 被接着金属
Claims (18)
- オキサゾリンで架橋された重量平均分子量5,000以上450,000以下のポリアクリル酸を有する薄膜を金属材料の表面に形成した後、前記薄膜の表面に接着剤を塗布して被接着金属と接着することを特徴と金属材料の接着方法。
- 前記金属材料が、ステンレス鋼、銅材料、鋼材、又はアルミニウム材料であることを特徴とする、請求項1に記載の金属材料の接着方法。
- 前記被接着金属が、ステンレス鋼、銅材料、鋼材、又はアルミニウム材料であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の金属材料の接着方法。
- 前記ステンレス鋼が、オーステナイト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼、及びマルテンサイト系ステンレス鋼からなる群より選ばれる一種であることを特徴とする、請求項2又は3に記載の金属材料の接着方法。
- 前記銅材料が、純銅又は銅合金であることを特徴とする、請求項2又は3に記載の金属材料の接着方法。
- 前記アルミニウム材料が、純アルミニウム、Al-Cu系合金、Al-Mn系合金、Al-Si系合金、及びAl-Mg系合金からなる群より選ばれる一種であることを特徴とする、請求項2又は3に記載の金属材料の接着方法。
- 前記薄膜は、重量平均分子量5,000以上450,000以下のポリアクリル酸とオキサゾリン含有ポリマーとの混合物を含む水溶液を塗布し、その後120℃以上の温度で加熱処理することにより得られることを特徴とする、請求項1から6のいずれか1項に記載の金属材料の接着方法。
- 前記水溶液は、前記ポリアクリル酸を0.1質量%以上2.0質量%以下含み且つ該ポリアクリル酸100質量部に対してオキサゾリン含有ポリマーを30質量部を超え100質量部以下含有することを特徴とする、請求項7に記載の金属材料の接着方法
- 前記接着剤が、ラジカル重合型接着剤であることを特徴とする、請求項1から8のいずれか1項に記載の金属材料の接着方法。
- オキサゾリンで架橋された重量平均分子量5,000以上450,000以下のポリアクリル酸を有する薄膜を表面に備える金属材料と、被接着金属とが接着剤で接合されてなることを特徴とする金属材料接合体。
- 前記金属材料が、ステンレス鋼、銅材料、鋼材、又はアルミニウム材料であることを特徴とする、請求項10に記載の金属材料接合体。
- 前記被接着金属が、ステンレス鋼、銅材料、鋼材、又はアルミニウム材料であることを特徴とする、請求項10又は11に記載の金属材料接合体。
- 前記ステンレス鋼が、オーステナイト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼、及びマルテンサイト系ステンレス鋼からなる群より選ばれる一種であることを特徴とする、請求項10又は11に記載の金属材料接合体。
- 前記銅材料が、純銅又は銅合金であることを特徴とする、請求項10又は11に記載の金属材料接合体。
- 前記アルミニウム材料が、純アルミニウム、Al-Cu系合金、Al-Mn系合金、Al-Si系合金、及びAl-Mg系合金からなる群より選ばれる一種であることを特徴とする、請求項10又は11に記載の金属材料接合体。
- 前記薄膜は、重量平均分子量5,000以上450,000以下のポリアクリル酸とオキサゾリン含有ポリマーとの混合物を含む水溶液を塗布し、その後120℃以上の温度で加熱処理することにより得られることを特徴とする、請求項10から15のいずれか1項に記載の金属材料接合体。
- 前記水溶液は、前記ポリアクリル酸を0.1質量%以上2.0質量%以下含み且つ該ポリアクリル酸100質量部に対してオキサゾリン含有ポリマーを30質量部を超え100質量部以下含有することを特徴とする、請求項16に記載の金属材料接合体。
- 前記接着剤が、ラジカル重合型接着剤であることを特徴とする、請求項10から17のいずれか1項に記載の金属材料接合体。
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