JP7352078B2 - 複合体およびその製造方法、ならびに塗装金属板 - Google Patents
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Description
本発明の複合体は、塗装金属板と、当該塗装金属板のプライマー層上に配置されたゴム層とを有する。
塗装金属板は、金属板と、当該金属板上に配置されたプライマー層とを有する。塗装金属板は、金属板とプライマー層との密着性を高める観点から、金属板とプライマー層との間に配置された化成処理皮膜をさらに有することが好ましい。また、金属板の腐食を高度に抑制する観点から、化成処理皮膜とプライマー層との間に配置された防錆層をさらに有することが好ましい。
金属板の種類は、特に限定されない。金属板の例には、冷延鋼板、亜鉛系めっき鋼板(電気Zn系めっき、溶融Zn系めっき)、合金化亜鉛系めっき鋼板(溶融Zn系めっき後に合金化処理した合金化溶融Zn系めっき)、亜鉛系合金めっき鋼板(溶融Zn-Mg系めっき、溶融Zn-Al-Mg系めっき、溶融Zn-Al系めっき)、溶融Al-Si系めっき鋼板、ステンレス鋼板(オーステナイト系、マルテンサイト系、フェライト系、フェライト・マルテンサイト二相系)、アルミニウム板、アルミニウム合金板、銅板、黄銅板、チタン板などが含まれる。
化成処理皮膜は、金属板とプライマー層との間に配置されており、金属板とプライマー層との間の密着性を向上させる。化成処理皮膜は、金属板の表面のうち、少なくともゴム層と接合する領域(接合領域)に配置されていればよいが、金属板の表面全体に配置されていてもよい。
防錆層は、金属板として、例えば冷延鋼板やめっき鋼板などのように、塩害などの腐食環境から保護する必要がある場合、耐食性を高めるために配置される。
プライマー層は、金属板上であって、塗装金属板の最表層に配置されており、金属板とゴム層(または接着剤層)とを接着(接合)させる。金属板とゴム層(または接着剤層)との間の接着性を高めつつ、得られる複合体の耐熱性を高める観点などから、プライマー層は、硬化性樹脂と、硬化剤と、カーボンブラックの凝集体とを含む樹脂組成物の硬化物からなることが好ましい。
硬化性樹脂は、硬化剤と反応する官能基(例えばヒドロキシル基など)を有し、かつ化成処理皮膜と良好な密着性を有するものであればよく、特に制限されない。例えば、化成処理皮膜が、アミノ基を有するシランカップリング剤を含む場合、プライマー層に含まれる硬化性樹脂は、アミノ基と反応しうる反応基(カルボキシル基やエステル基、エポキシ基、ケトン基、ハロゲン基など)を有する樹脂であることが好ましい。また、化成処理皮膜がエポキシ基を有するシランカップリング剤を含む場合、プライマー層に含まれる硬化性樹脂は、エポキシ基と反応しうる官能基(カルボキシル基やアミノ基、ヒドロキシル基など)を有する樹脂であることが好ましい。中でも、成形加工時に塗膜剥離が生じない良好な密着性が得られやすい観点、または化成処理皮膜がアミノ基を有するシランカップリング剤を含む場合に、化成処理皮膜との良好な密着性が得られやすい観点などから、硬化性樹脂は、硬化性ポリエステル樹脂、またはエポキシ樹脂であることが好ましい。
ビスフェノールAアルキレンオキシド付加物、ビスフェノールSアルキレンオキサイド付加物などの芳香族多価アルコールが含まれる。ヒドロキシル基含有ポリエステル樹脂を構成する多価アルコール成分は、3価以上のアルコールを含むことが好ましく、2価のアルコールをさらに含んでもよい。
硬化剤は、硬化性樹脂を硬化させうるものであればよく、特に制限されない。エポキシ樹脂を硬化させるための硬化剤の例には、アミン化合物、酸無水物およびイミダゾール化合物が含まれる。また、前述のようなアミノ基またはヒドロキシ基などを有する変性エポキシ樹脂や硬化性ポリエステル樹脂の硬化剤の例には、イソシアネート化合物やメラミン化合物が含まれる。
凝集体は、カーボンブラック(一次粒子)の凝集体である。プライマー層における凝集体の平均粒子径は、0.1~1.0μmであることが好ましい。凝集体の平均粒子径が0.1μm以上であると、凝集体内のカーボンブラック(一次粒子)間の空隙の全容積が大きく、プライマー層上にゴム層用樹脂組成物を付与する際のゴム系重合体や油分(または接着剤組成物を付与する際のゴム系重合体や有機溶媒)を多くトラップしやすい。それにより、プライマー層が膨潤しやすく、良好な接着性が得られやすい。凝集体の平均粒子径が1.0μm以下であると、凝集体内のカーボンブラック間の空隙の全容積が小さすぎず、ゴム層(または接着剤層)からプライマー層の内部に浸透したゴム系重合体との反応点が少なくなりすぎない(適度に多くすることができる)ため、当該ゴム系重合体との相互作用が損なわれにくい。また、凝集体の平均粒子径が大きくても、ゴム層(または接着剤層)に含まれるゴム成分との架橋点を多くしやすい。凝集体の平均粒子径は、同様の観点から、0.1~0.8μmであることがより好ましい。
塗装金属板のプライマー層に含まれるカーボンブラックの凝集体の平均粒子径を、透過型電子顕微鏡により、塗膜の断面方向から、2万~12万の倍率で観察する。得られた観察画像のうち、幅50μm、プライマー層の表面から深さ方向に2μmの100μm2の領域を選び、その領域中のカーボンブラックの凝集体の粒子径を測定し、20個の凝集体の粒子径を平均して「凝集体の平均粒子径」とする。
なお、「粒子の凝集体の粒子径」は、電子顕微鏡観察の際に表示されるスケールから、1つの凝集体の最大径と最小径を特定し、下記式に基づいて凝集体の粒子径を算出することによって求めることができる。
式:凝集体の粒子径=(最大径+最小径)/2
あるいは、カーボンブラックの平均一次粒子径は、プライマー層から分離および回収した任意の20個の粒子について、電子顕微鏡により粒子径を観察し、それらの算術平均粒径として求めることもできる。プライマー層からのカーボンブラックの分離および回収は、例えば塗装金属板のプライマー層を、当該プライマー層を構成する硬化性樹脂を溶解させる有機溶媒などに溶解させた後、分離されたカーボンブラックをろ過および乾燥させることによって行うことができる。
プライマー層は、必要に応じて酸化鉄、各種焼成顔料、シアニンブルー、シアニングレーなどの着色顔料、炭酸カルシウム、クレー、硫酸バリウムなどの体質顔料、アルミニウム粉などの金属粉、骨剤、消泡剤、レベリング剤、表面調整剤、粘性調整剤、分散剤、ワックス、防錆顔料など、上記以外の他の成分をさらに含んでいてもよい。また、他の成分の例には、上記以外にも、防錆顔料も含まれうるが、プライマー層と金属板との間に防錆層を設ける場合は、必要としない。中でも、プライマー層は、骨材をさらに含むことが好ましい。骨材(好ましくはシリカ)の添加により、カーボンブラックの凝集体同士の凝集(大粒径化)が抑制されやすく、凝集体の分散性がさらに高まりやすいからである。
骨材は、プライマー層の膜硬度および耐摩耗性を向上させたり、プライマー層の表面に凹凸を付与して、外観を向上させたりしうる。骨材は、無機骨材であってもよいし、有機骨材であってもよい。骨材の形状は、特に制限されず、鱗片状、繊維状、粒状または塊状のいずれであってもよい。
プライマー層の厚みは、金属板(または化成処理皮膜)とゴム層(または接着剤層)とを十分に接着させうる程度であればよく、特に限定されない。
ゴム層は、塗装金属板のプライマー層上に配置されている。ゴム層は、原料としての第1ゴム系重合体と、第1架橋剤とを含むゴム層用樹脂組成物の架橋物からなる。
第1ゴム系重合体は、特に制限されず、ジエン系重合体であってもよいし、非ジエン系重合体であってもよい。
第1架橋剤は、原料としての第1ゴム系重合体の種類に応じて選択されればよい。第1架橋剤の例には、硫黄(例えば、細井化学工業製微粉硫黄200メッシュ)、オキシム化合物(例えばジメチルグリオキシム(DMG)、ジアセチルモノオキシム(DAM))、ポリアミン化合物(例えばN,N’-ジシンナミリデン-1,6-ヘキサンジアミン、ヘキサメチレンジアミンモノカーボネート、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルアミン)カーバメート)、有機過酸化物(例えばジクミルパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド、p-メタンヒドロパーオキサイド、2,5-ジメチルヘキサン-2,5-ジヒドロパーオキサイド、ジ-t-ブチル-パーオキサイド、ベンゾイルパーオキシド、m-トルイルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン)、ポリオール化合物(例えば2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)パーフルオロプロパン、ヒドロキノン)が含まれる。
ゴム層用樹脂組成物は、必要に応じて上記以外の他の成分をさらに含んでもよい。他の成分の例には、耐熱性ゴムポリマー、可塑剤、老化防止剤、架橋促進剤、補強材などが含まれる。
ゴム層用樹脂組成物は、耐熱性ゴムポリマーとして、ポリメチレン鎖系ゴムポリマーをさらに含んでもよい。例えば、分子内に二重結合を多く含むジエン系重合体は、耐熱性に乏しいため、耐熱性が高い、分子内に二重結合を含まないポリメチレン鎖系ゴムポリマーを適量添加することで、ゴム層用樹脂組成物の熱劣化をさらに抑制することができる。
可塑剤の例には、ステアリン酸が含まれる。可塑剤は、1種類であってもよいし、2種類以上を組み合わせてもよい。可塑剤の含有量は、原料となる第1ゴム系重合体に対して、例えば0.5~4.0質量%でありうる。
老化防止剤の例には、ナフチルアミン系、ジフェニルアミン系、p-フェニレンジアミン系、キノリン系、ヒドロキノン誘導体、モノフェノール系、ポリフェノール系、チオビスフェノール系、ヒンダートフェノール系、亜リン酸エステル系が含まれる。老化防止剤は、1種類であってもよいし、2種類以上を組み合わせてもよい。老化防止剤の含有量は、原料となる第1ゴム系重合体に対して、例えば0.5~8.0質量%でありうる。
架橋促進剤の例には、グァニジン系、アルデヒド-アミン系、アルデヒド-アンモニア系、チアゾール系、スルフェンアミド系、チオ尿素系、チウラム系、ジチオカルバメート系、ザンテート系、酸化亜鉛(亜鉛華)が含まれる。加硫促進剤は、1種類であってもよいし、2種類以上を組み合わせてもよい。架橋促進剤の含有量は、原料となる第1ゴム系重合体に対して、例えば1.0~8.0質量%でありうる。
補強材の例には、シリカなどが含まれる。補強材の含有量は、第1ゴム系重合体に対して、例えば10~60質量%であることが好ましい。また、他の成分の合計含有量は、ゴム層に対して30質量%以下であることが好ましい。
ゴム層の厚みは、複合体の用途に応じて適宜設定されうるが、十分なゴム弾性を発現させる観点では、例えば10μm以上であることが好ましい。ゴム層の厚みが10μm以上であると、防振性を発現しやすい。その他、防振性を有する用途であれば、ゴム層の厚みは、上限を設ける必要はなく、例えば30mmであってもよい。
本発明の複合体は、必要に応じて、接着剤層などの他の層をさらに有してもよい。例えば、ゴム層が、EPDMなどのプライマー層との接着性が得られにくいゴム層である場合、塗装金属板のプライマー層とゴム層との接着性をより高める観点から、プライマー層とゴム層との間に接着剤層をさらに配置してもよい。
接着剤層は、第2ゴム系重合体と、第2架橋剤とを含む接着剤組成物の架橋物からなる。
接着剤層に用いられる第2ゴム系重合体の例には、ゴム層に用いられる第1ゴム系重合体として例示したものと同様のものが含まれる。例えば、ゴム層に含まれる第1ゴム系重合体がジエン系重合体である場合、接着剤層に含まれる第2ゴム系重合体は、ハロゲン化ゴム系重合体であることが好ましい。
第2架橋剤は、硫黄または有機化酸化物でありうる。
接着剤組成物は、必要に応じて金属酸化物や、フェノール樹脂などの他の成分をさらに含んでもよい。
接着剤層の厚みは、特に限定されず、プライマー層とゴム層とを十分に接着させることができる程度であればよい。接着剤層の厚みは、例えば5~50μmとしうる。接着剤層の厚みが5μm以上であると、プライマー層とゴム層との良好な接着性が得られやすい。また、接着剤層の厚みが30μm以下であると、塗装金属板を薄膜化しやすい。接着剤層の厚みは、上記観点から、5~50μmであることがより好ましく、10~30μmであることがさらに好ましい。
図4AおよびBは、本発明の複合体の一例を示す断面模式図である。なお、同図では、凝集体の図示は省略している。
本発明の複合体の製造方法は、1)上記樹脂組成物を得る工程と、2)金属板上に、得られた樹脂組成物を付与した後、硬化させて、樹脂組成物の硬化物からなるプライマー層を有する塗装金属板を得る工程と、3)得られた塗装金属板のプライマー層上に、ゴム層用樹脂組成物を付与した後、架橋させて、塗装金属板と接着(接合)されたゴム層を得る工程とを有する。
本工程では、硬化性樹脂と、硬化剤と、カーボンブラックの凝集体とを含み、ゴム成分を実質的に含まない樹脂組成物を調製する。
本工程では、得られた樹脂組成物を、金属板上に付与した後、硬化させる。それにより、樹脂組成物の硬化物からなるプライマー層を有する塗装金属板を得る。以下、塗装金属板が化成処理皮膜を有する例で、各工程について説明する。
次いで、得られた塗装金属板のプライマー層上に、前述の第2ゴム系重合体と、第2架橋剤とを含むゴム層用樹脂組成物を付与し、当該ゴム層用樹脂組成物からなる層を形成する。ゴム層用樹脂組成物は、シート状であってもよいし、液状であってもよい。
本発明の複合体の製造方法は、必要に応じて他の工程をさらに有してもよい。例えば、上記2)の工程と3)の工程との間に、4)プライマー層上に、前述の接着剤組成物を付与して、接着剤組成物からなる層を形成する工程をさらに行ってもよい。
本発明の複合体は、例えば自動車用防振ゴム、建築部材としての免震積層ゴム、ヘルスケア製品などの種々の用途に用いることができる。自動車用防振ゴムとしては、ゴム/金属を複合した防振部材全てに適用が可能であり、例えば、アームブッシュ、マウントなどが挙げられる。建築部材としては、ゴム/金属を複合した建築部材全てに適用が可能であり、例えば束金物、受け金物、吊り金物、建築ガスケットなどが挙げられる。ヘルスケア製品としては、ゴム/金属を複合したヘルスケア部材全てに適用が可能であり、万歩計(登録商標)、体温計、脈拍計、血圧計などが挙げられる。
(1)金属板
金属板M1:厚み0.5mm、片面当たりめっき付着量90g/m2のZn-6%Al-3%Mg合金めっき鋼板
金属板M2:厚み2.0mmの冷延鋼板
金属板M3:厚み0.8mm、片面当たりめっき付着量60g/m2の溶融Znめっき鋼板
金属板M4:厚み1.0mm、片面当たりめっき付着量45g/m2の合金化Znめっき鋼板(溶融Znめっき後に合金化処理した合金化溶融Znめっき)
金属板M5:厚み0.8mm、片面当たりめっき付着量60g/m2の溶融Al-9%Siめっき鋼板
金属板M6:厚み0.5mmのステンレス鋼板
金属板M7:厚み1.5mmのアルミニウム板
金属板M8:厚み2.0mmのアルミニウム合金板
金属板M9:厚み1.0mmの銅板
金属板M10:厚み1.0mmの黄銅板
金属板M11:厚み0.5mmのチタン板
これらの金属板は、化成処理直前にアルカリ脱脂または酸洗処理後、湯洗、水洗することで、金属板表面を清浄化(親水化)させたものを用いた。
<化成処理液C1の調製>
エタノールを10質量%溶解させた水に、N-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシランおよびウレタン樹脂の混合物(質量比6:4)を添加して、固形分濃度が3質量%の化成処理液C1を得た。
塗布型クロメート処理剤(サーフコートNRC300、日本ペイント株式会社製)を使用した。
純水を溶媒として六価クロムイオン:20g/l、三価クロムイオン:20g/l、リン酸:40g/l、シリカ:80g/l、ポリメタクリル酸メチル:40g/lを添加して、リン酸クロム塩系の化成処理液C3を得た。
純水(溶媒)に、20g/LのTi化合物および40g/Lのフェノール樹脂を添加して、クロメートフリーの化成処理液C4を得た。
<プライマー層用樹脂組成物1~21の調製>
100質量部の硬化性ポリエステル1(数平均分子量12000)と、表1または2に示される種類および量の添加材料と、硬化剤として10質量部のヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)をε-カプロラクタムでブロック化したイソシアネート化合物(硬化剤1)とを、混合溶媒(ソルベントナフサコールタールナフサ:30%、シクロヘキサノン:30%、n-ブタノール:5%、エチレングリコールモノブチルエーテル:5%)に溶解させて、プライマー層用樹脂組成物1~21を得た。
添加材料を表2に示される酸化亜鉛に変更した以外はプライマー層用樹脂組成物21と同様にしてプライマー層樹脂組成物22を得た。
添加材料を表2に示される塩素化ゴムに変更した以外はプライマー層用樹脂組成物21と同様にしてプライマー層樹脂組成物23を得た。
添加材料を添加しなかった以外はプライマー層用樹脂組成物3と同様にしてプライマー層樹脂組成物24を得た。
硬化性樹脂および硬化剤の種類を表2に示されるように変更した以外は、プライマー層用樹脂組成物3と同様にしてプライマー層用樹脂組成物25~34を得た。
硬化性樹脂をレゾール型フェノール樹脂に変更した以外はプライマー層用樹脂組成物3と同様にしてプライマー層用樹脂組成物35を得た。
骨材として、3質量部のシリカ粒子(平均粒子径4μm)をさらに添加した以外はプライマー層用樹脂組成物3と同様にしてプライマー層用樹脂組成物36を得た。
(硬化性樹脂)
硬化性ポリエステル1:ヒドロキシ基含有高分子量ポリエステル樹脂(ヒドロキシ基含有芳香族系ポリエステル、数平均分子量:12000、Tg:75℃)
硬化性ポリエステル2:ヒドロキシ基含有低分子量ポリエステル樹脂(ヒドロキシ基含有芳香族系ポリエステル、数平均分子量3000、Tg:65℃)
硬化性ポリエステル3:エポキシ変性ポリエステル樹脂(カルボキシ基含有芳香族系ポリエステルのエポキシ変性物、数平均分子量4000、Tg:63℃)
硬化性ポリエステル4:エポキシ変性高分子量ポリエステル(カルボキシ基含有芳香族系ポリエステルのエポキシ変性物、数平均分子量:14000、Tg:70℃)
エポキシ1:アミン変性エポキシ樹脂(数平均分子量:5000、Tg:60℃)
エポキシ2:アミン変性高分子量エポキシ樹脂(数平均分子量:20000、Tg:65℃)
レゾール樹脂:メチル置換レゾール型フェノール樹脂
硬化剤1:ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)を主体にε-カプロラクタムでブロック化させたイソシアネート化合物
硬化剤2:メチル化メラミン系硬化剤(メチロール型)
硬化剤3:n-ブチル化メラミン系硬化剤(メチロール型)
硬化剤4:メチル/n-ブチル化メラミン系硬化剤(メチロール型)
樹脂の数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法により測定した。具体的には、以下の測定条件で測定した。
<測定条件>
溶離液:THF
流速:1.0ml/min
温度:40℃
検出器:示差屈折計
任意の20個の粒子の粒子径を、電子顕微鏡により観察し、測定した。そして、それらの算術平均粒径を、「添加材料の平均一次粒子径」とした。
カーボンブラックの比表面積(窒素吸着比表面積)を、JIS Z 8830:2013に準拠してBET法により測定した。
接着剤組成物A1:ロード・コーポレーション社製ケムロック6108(主成分:塩素化ゴム、副成分:硫黄(加硫剤)、酸化亜鉛(加硫助剤)および高沸点溶媒)
接着剤組成物A2:ロード・コーポレーション社製XJ551(主成分:塩素化ゴム、副成分:硫黄(加硫剤)および高沸点溶媒)
<未架橋ゴムシートR1>
NBR生ゴム:100質量部
カーボンブラック(HAF):50質量部
ナフテン系プロセスオイル:20質量部
ステアリン酸:1質量部
亜鉛華(酸化亜鉛):5質量部
硫黄:2質量部
チアゾール系架橋促進剤:2質量部
EPDM生ゴム:100質量部
カーボンブラック(HAF):50質量部
ナフテン系プロセスオイル:20質量部
ステアリン酸:1質量部
亜鉛華(酸化亜鉛):5質量部
硫黄:2質量部
チアゾール系架橋促進剤:2質量部
<複合体1の作製>
(1)塗装金属板の作製
金属板M1(厚み0.5mm、片面当たりめっき付着量90g/m2の亜鉛-6%アルミニウム-3%マグネシウム合金めっき鋼板)を準備し、表面をアルカリ脱脂した。この金属板のアルカリ脱脂した面上に、上記調製した化成処理液C1をバーコート法で塗布した後、乾燥させて、皮膜付着量100mg/m2の化成処理皮膜を形成した。次いで、化成処理皮膜上に、プライマー層用樹脂組成物1をバーコート法で塗布した後、板到達温度200℃で乾燥させて、厚み5μmのプライマー層を形成し、塗装金属板を得た。
次いで、得られた塗装金属板のプライマー層上に、接着剤組成物として上記接着剤組成物A1(LOAD製ケムロック6108)をバーコート法で塗布した後、80℃で10分間乾燥させて、厚み10μmの接着剤組成物からなる層を形成した。そして、当該接着剤組成物からなる層上に、ゴム層用樹脂組成物として厚み3mmの未架橋ゴムシートR1を載せた後、熱プレス機にて、温度160℃、圧力200kgf/cm2で15分間熱圧着させて、接着剤組成物および未架橋ゴムシートR1をそれぞれ架橋させた。それにより、塗装金属板/接着剤層/ゴム層の積層構造を有する複合体1を得た。
塗装金属板の種類を表3または4に示されるように変更した以外は複合体1と同様にして、複合体2~53を得た。
接着剤組成物および未架橋ゴムシートの種類を表4に示されるように変更した以外は複合体3と同様にして、複合体54を得た。
(防錆層用樹脂組成物)
エポキシ1(主樹脂成分)100質量部に対して、トリポリリン酸二水素アルミニウム、リン酸マグネシウム、リン酸水素マグネシウムおよびリン酸亜鉛を合計15質量部配合し、混合して、防錆層用樹脂組成物を得た。
そして、化成処理皮膜とプライマー層との間に、上記防錆層用樹脂組成物を塗布した後、乾燥および硬化させて、厚み5μmの防錆層を形成した以外は塗装金属板3と同様にして塗装金属板を得た。この塗装金属板を用いた以外は複合体3と同様にして複合体55を得た。
得られた塗装金属板の耐ブロッキング性、プライマー層における凝集体の平均粒子径、および複合体の接着性を、以下の方法で評価した。
塗装金属板を、50mm×50mmの大きさに切り出して、2つの試験片を得た。この2つの試料片を、塗膜面同士が接するように積層し、温度:50℃、圧力:2MPaをかけた状態で24時間保持した。その後、当該2つの試料片の粘着状態(ブロッキングの有無)を目視観察し、以下の基準に基づいて評価した。
○:ブロッキング発生なし
×:ブロッキング発生あり
○であれば良好と判断した。
塗装金属板のプライマー層に含まれるカーボンブラックの凝集体の平均粒子径を、透過型電子顕微鏡により、塗膜の断面方向から、2万~12万の倍率で観察した。得られた観察画像のうち、幅50μm、プライマー層の表面から深さ方向に2μmの100μm2の領域を選び、その領域中のカーボンブラックの凝集体の粒子径を測定し、20個の凝集体の粒子径を平均して「凝集体の平均粒子径」とした。
なお、「粒子の凝集体の粒子径」は、電子顕微鏡観察の際に表示されるスケールから、1つの凝集体の最大径と最小径を特定し、下記式に基づいて凝集体の粒子径を算出することによって求めた。
式:凝集体の粒子径=(最大径+最小径)/2
得られた複合体の、プライマー層/接着剤層間の接着性は、JIS K6854-1:1999(接着剤―はく離接着強さ試験方法―第1部:90度はく離)に準拠して、90度剥離試験により測定した。90度剥離試験は、幅25mm、長さ150mmの試験片を用いて、引張速度(移動速度)50mm/分で行った。そして、以下の基準に基づいて、接着性を評価した。
◎:剥離界面の90%以上がゴム層の凝集(内部)破壊であり、その他がプライマー層/接着剤層の界面破壊であり、極めて接着性に優れる
○:剥離界面の70%以上90%未満がゴム層の凝集(内部)破壊であり、その他がプライマー層/接着剤層の界面破壊であり、接着性に優れる
△:剥離界面の70%未満がゴム層の凝集(内部)破壊であり、その他がプライマー層/接着剤層の界面破壊であり、接着性に劣る
×:剥離界面が全てプライマー層/接着剤層の界面破壊であり、接着性に劣る
○以上であれば良好と判断した。
2 ゴム層
2A 接着剤組成物
3 ゴム成分
4 凝集体
5 カーボンブラック
6 空隙
10 複合体
20 塗装金属板
21 金属板
22 化成処理皮膜
23 プライマー層
24 防錆層
30 接着剤層
40 ゴム層
Claims (19)
- 金属板と、前記金属板上に配置されたプライマー層とを有する塗装金属板と、前記塗装金属板の前記プライマー層上に配置されたゴム層と有する複合体であって、
前記プライマー層は、硬化性樹脂と、硬化剤と、カーボンブラックの凝集体とを含み、かつゴム成分を実質的に含まない樹脂組成物の硬化物からなり、
前記硬化性樹脂は、硬化性ポリエステル樹脂またはエポキシ樹脂であり、
前記プライマー層において、
前記カーボンブラックの平均一次粒子径は、10~60nmであり、かつ
前記凝集体の平均粒子径は、0.1~1.0μmであり、
前記カーボンブラックの含有量は、前記硬化性樹脂に対して3~25質量%である、
複合体。 - 前記カーボンブラックの比表面積は、30~350m2/gである、
請求項1に記載の複合体。 - 前記硬化剤は、イソシアネート化合物またはメラミン化合物である、
請求項1または2に記載の複合体。 - 前記硬化剤は、イソシアネート化合物である、
請求項3に記載の複合体。 - 前記ゴム層は、第1ゴム系重合体と、第1架橋剤とを含むゴム層用樹脂組成物の架橋物であり、
前記プライマー層と前記ゴム層との間に配置され、第2ゴム系重合体と、第2架橋剤とを含む接着剤組成物の架橋物からなる接着剤層をさらに有する、
請求項1~4のいずれか一項に記載の複合体。 - 前記塗装金属板は、前記金属板と前記プライマー層との間に配置された、クロメート系皮膜またはアミノ基を有するシランカップリング剤と有機樹脂とを含むクロメートフリー系皮膜からなる化成処理皮膜をさらに有する、
請求項1~5のいずれか一項に記載の複合体。 - 前記プライマー層の厚みは、3~20μmである、
請求項1~6のいずれか一項に記載の複合体。 - 1)硬化性ポリエステル樹脂およびエポキシ樹脂からなる群より選ばれる硬化性樹脂と、硬化剤と、カーボンブラックの凝集体とを含み、前記カーボンブラックの平均一次粒子径が10~60nmであり、かつ前記カーボンブラックの含有量が前記硬化性樹脂に対して3~25質量%であり、ゴム成分を実質的に含まない樹脂組成物を得る工程と、
2)金属板上に前記樹脂組成物を付与した後、硬化させて、前記樹脂組成物の硬化物からなるプライマー層を有する塗装金属板を得る工程と、
3)前記塗装金属板の前記プライマー層上に、第1ゴム系重合体と、第1架橋剤とを含むゴム層用樹脂組成物を付与した後、架橋させて、ゴム層を得る工程と、
を有する、
複合体の製造方法。 - 前記カーボンブラックの比表面積は、30~350m2/gである、
請求項8に記載の複合体の製造方法。 - 前記硬化剤は、イソシアネート化合物またはメラミン化合物である、
請求項8または9に記載の複合体の製造方法。 - 前記硬化剤は、イソシアネート化合物である、
請求項10に記載の複合体の製造方法。 - 4)前記プライマー層上に、第2ゴム系重合体と、第2架橋剤とを含む接着剤組成物を付与して、前記接着剤組成物からなる層を形成する工程をさらに有し、
前記3)の工程では、前記接着剤組成物からなる層上に、前記ゴム層用樹脂組成物を付与する、
請求項8~11のいずれか一項に記載の複合体の製造方法。 - 前記2)の工程では、前記樹脂組成物が付与される前記金属板は、その表面にクロメート系皮膜またはアミノ基を有するシランカップリング剤と有機樹脂とを含むクロメートフリー系皮膜からなる化成処理皮膜を有する、
請求項8~12のいずれか一項に記載の複合体の製造方法。 - 前記プライマー層の厚みは、3~20μmである、
請求項8~13のいずれか一項に記載の複合体の製造方法。 - ゴム層と接合されるための塗装金属板であって、
金属板と、化成処理皮膜と、プライマー層とをこの順に有し、
前記化成処理皮膜は、クロメート系皮膜であるか、またはアミノ基を有するシランカップリング剤と有機樹脂とを含むクロメートフリー系皮膜であり、
前記プライマー層は、前記塗装金属板の最表面に配置されており、
前記プライマー層は、硬化性樹脂と、硬化剤と、カーボンブラックの凝集体とを含み、かつゴム成分を実質的に含まない樹脂組成物の硬化物からなり、
前記硬化性樹脂は、硬化性ポリエステル樹脂またはエポキシ樹脂であり、
前記プライマー層において、
前記カーボンブラックの平均一次粒子径は、10~60nmであり、かつ
前記凝集体の平均粒子径は、0.1~1.0μmであり、
前記カーボンブラックの含有量は、前記硬化性樹脂に対して3~25質量%である、
塗装金属板。 - 前記カーボンブラックの比表面積は、30~350m2/gである、
請求項15に記載の塗装金属板。 - 前記硬化剤は、イソシアネート化合物またはメラミン化合物である、
請求項15または16に記載の塗装金属板。 - 前記硬化剤は、イソシアネート化合物である、
請求項17に記載の塗装金属板。 - 前記プライマー層の厚みは、3~20μmである、
請求項15~18のいずれか一項に記載の塗装金属板。
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