JPS6055073A - Method for treating surface of metallic material - Google Patents

Method for treating surface of metallic material

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JPS6055073A
JPS6055073A JP16251683A JP16251683A JPS6055073A JP S6055073 A JPS6055073 A JP S6055073A JP 16251683 A JP16251683 A JP 16251683A JP 16251683 A JP16251683 A JP 16251683A JP S6055073 A JPS6055073 A JP S6055073A
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hydroxymethyl
substituted
metal material
substituted phenols
phenol
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Yoichi Kitamura
陽一 北村
Hisashi Hotta
堀田 久志
Toshimasa Kodaira
小平 利昌
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Toyo Seikan Group Holdings Ltd
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Toyo Seikan Kaisha Ltd
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  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve adhesiveness and adhesion to thermoplastic resins, by treating the surface of a high-temperature metallic material in a vapor phase with a hydroxymethyl-substd. phenol. CONSTITUTION:A hydroxymethyl-substd. phenol (pref. one having an MW of 124-320) of formula I (wherein R is H, alkyl, phenyl, hydroxyl; n, m are each 1-3, n+m<=5) or II (wherein R2 is a direct bond or a vibalent group; n', m' are each 0-2, n'+m'>=1; rings A and B may be substituted with alkyl groups) is u used. The hydroxymethyl-substd. phenol is placed in a high-temperature atmosphere. A high-temperature (150 deg.C or above) metallic material is sprayed into the atmosphere filled with the vapor of the phenol to form a film of 1-100Angstrom in thickness on the surface thereof.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、金属表面に強固に結合しうる接着分子を見出
【2その接着分子を金属表面に適用する技術に関するも
のであり、従来のいわゆる接着プライマーに比し、極め
て薄いオングストロームのオーダーの被覆層を金属表面
に形成させる方法を提供するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to the discovery of adhesive molecules capable of strongly bonding to metal surfaces [2], and relates to a technique for applying the adhesive molecules to metal surfaces. The present invention provides a method for forming an extremely thin coating layer on the order of angstroms on a metal surface.

この接着分子で処理された金属表面に熱可塑性樹脂層を
被覆すると、初期接着性のみならず、経時接着性におい
ても従来の諸方法に比し、画期的な向上を示すことが判
明した。この接着分子で処理された金属表面に熱可塑性
樹脂に限らず、熱硬化性樹脂を含む塗料を塗布乾燥して
も同様の効果を示し7、金属表面に有機物を塗布、積層
(ラミネート)貼合せ等を行う場合、金属対金属の接合
の場合等に接合部の接着を強固に維持することができる
It has been found that when a thermoplastic resin layer is coated on a metal surface treated with this adhesive molecule, it shows a revolutionary improvement not only in initial adhesiveness but also in adhesiveness over time, compared to conventional methods. The same effect was obtained even when coatings containing not only thermoplastic resins but also thermosetting resins were applied to metal surfaces treated with these adhesive molecules and dried. In the case of metal-to-metal bonding, etc., it is possible to maintain strong adhesion at the bonded portion.

一般に金属と熱可塑性樹脂層との間に、強い熱接着結合
を形成させるという要望は種々の分野で根強いものがあ
る。
In general, there is a strong desire in various fields to form a strong thermal adhesive bond between a metal and a thermoplastic resin layer.

例えば、製鑵の分野においては、罐胴形成用金属素材の
両端縁部をポリアミドの如き熱可塑性接着剤を介して重
ね合せ、熱接着することにより罐胴とすることが広く行
われている。この金属素材同志を熱可塑性接着剤を介し
て接合するに際して金属素材表面と熱可塑性接着剤との
間の接着強度は、初期においても必らずしも高くなく、
特に経時と共に著しく接着劣化する傾向がある。この問
題を解消するため、金属素材上にエポキシ−フェノール
樹脂のような接着プライマーを塗布し、焼付けfc後、
この接着プライマ一層を介して熱可塑性樹脂接着剤によ
る熱接着する手段が一般に採用さJlている。
For example, in the field of iron making, it is widely practiced to form a can body by overlapping both end edges of a metal material for forming a can body with a thermoplastic adhesive such as polyamide and thermally bonding. When joining metal materials together using a thermoplastic adhesive, the adhesive strength between the metal material surface and the thermoplastic adhesive is not necessarily high even at the initial stage.
In particular, there is a tendency for adhesion to deteriorate significantly over time. To solve this problem, an adhesive primer such as epoxy-phenolic resin is applied to the metal material, and after baking fc,
A method of thermally adhering with a thermoplastic resin adhesive through one layer of adhesive primer is generally employed.

L7かL’4−がら、エポキシ−フェノール系塗料は、
比較的高価なものであると共に、このものを塗膜の形で
金属素材上に設けなければならないという工程上の煩わ
しさもある。更に、上記塗料は有機溶媒溶液の形で施こ
さねばならんいため、溶媒コスト及び焼付のためのエネ
ルギーコストが必要となり、また有機溶媒の大気への放
出は許されないから、これを防止する上でアフターバー
ナ等の公害防出−ヒの施設が必要となる。
L7 or L'4-, epoxy-phenolic paint is
In addition to being relatively expensive, it is also a cumbersome process in that it must be applied in the form of a coating on a metal material. Furthermore, since the above-mentioned paint must be applied in the form of an organic solvent solution, solvent costs and energy costs for baking are required, and the release of organic solvents into the atmosphere is not allowed, so in order to prevent this, after-sales care is required. Pollution control facilities such as burners will be required.

このような熱可塑性樹脂と金属素材との強い接着は、従
来の塗装鋼板に代わるフィルム・ラミネート鋼板等の用
途においても強く要望されているものであり、この場合
にも前述l〜だ欠点が同様に生じることになる。
Such strong adhesion between thermoplastic resin and metal materials is strongly desired in applications such as film laminated steel sheets that replace conventional coated steel sheets, and in this case, the above-mentioned drawbacks are also the same. will occur.

従って、本発明の目的は、金属素材の表面に極めて簡単
な操作を適用するのみで、金属素材と熱可塑性樹脂層と
の接着性乃至は密着性を高めるこ5− とが可能な金属素材の表面処理法を提供するにある0 本発明の他の目的は、従来の接着プライマーを金属素材
表面に施した場合に比【7て、経時接着劣化傾向を顕著
に改善し得る金属素材の表面処理法を提供するにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a metal material that can improve the adhesion or adhesion between the metal material and a thermoplastic resin layer by applying extremely simple operations to the surface of the metal material. Another object of the present invention is to provide a surface treatment method for a metal material that can significantly improve the tendency of adhesive deterioration over time compared to when a conventional adhesive primer is applied to the surface of a metal material. It is in providing the law.

本発明の更に他の目的は、従来の接着プライマーに比し
て極めて薄い処理層の形成で、しかも極めて簡便な操作
で、金属素材への熱可塑性樹脂層の熱接着力を向上させ
得る処理法を提供するにあるO 本発明によれば、高温に維持された金属素材表面にヒド
ロキシメチル置換フェノール類を気相で作用させること
から成る金属素材の表面処理法が提供される。
Still another object of the present invention is to provide a treatment method that can improve the thermal adhesion of a thermoplastic resin layer to a metal material by forming a treatment layer that is extremely thin compared to conventional adhesive primers and with extremely simple operations. According to the present invention, there is provided a method for surface treatment of a metal material, which comprises causing a hydroxymethyl-substituted phenol to act in a gas phase on the surface of the metal material maintained at a high temperature.

本発明を、以下に詳細に説明する。The invention will be explained in detail below.

本発明に用いるヒドロキシメチル置換フェノール類は、
核炭素原子上にフェノール性水酸基とヒドロキシメチル
基との両方を有するという化学構造上の特徴を有する。
The hydroxymethyl-substituted phenols used in the present invention are:
It has a chemical structural feature of having both a phenolic hydroxyl group and a hydroxymethyl group on the nuclear carbon atom.

=6− しかして、このヒドロキシメチル置換フェノール類を蒸
気の形で高温の金属素材表面に施こすと、樹脂層との接
着強度、特に経時接着強度の顕著な改善がもたらされる
。一般に、熱可塑性樹脂層と金属素材との接合部の経時
劣化傾向は、この積層体をクエン酸稀薄水溶液に高温で
浸漬することにより評価することができる。例えば電解
クロム酸処理鋼板(ティン争フリー拳スチール)に、公
知のエポキシ−フェノール樹脂系プライマーを塗布し、
ナイロン系接着剤デープで熱接着して成る罐胴継目は、
初期には6〜7Kz15mm巾程度の初期接着強度を示
すとしても、上述した経時接着劣化促進試験において、
96時間浸漬後には、接着強度が1.1乃至1.5 K
9/ 5 m巾のオーダに低下することが認められる。
=6- However, when this hydroxymethyl-substituted phenol is applied in the form of steam to the surface of a hot metal material, a remarkable improvement is brought about in the adhesive strength with the resin layer, especially in the adhesive strength over time. Generally, the tendency of the joint between the thermoplastic resin layer and the metal material to deteriorate over time can be evaluated by immersing the laminate in a dilute aqueous solution of citric acid at high temperature. For example, a known epoxy-phenolic resin primer is applied to an electrolytic chromic acid-treated steel plate (Tingai Free Fist Steel),
The can body joint is thermally bonded with nylon adhesive tape.
Even if the initial adhesive strength is about 6 to 7 K x 15 mm width, in the above-mentioned aging adhesion deterioration acceleration test,
After 96 hours of soaking, the adhesive strength is 1.1 to 1.5 K.
It is recognized that the width is on the order of 9/5 m.

これに対して、本発明に従い、加熱されたTFS板表面
を、サリゲニン(O−オキシベンジルアルコール)の蒸
気で処理し、次いで同様にナイロン系接着剤で重ね合せ
接合した罐胴継目は、初期において同様の接着強度を示
すばかりではなく、96時間クエン酸溶液浸漬後におい
ても4.4〜4.5 Kf/ 5 l!11巾もの接着
強度が維持されるのであって、ヒドロキシメチル置換フ
ェノール類による表面処理によって、経時接着劣化傾向
の著しい改善がもたらされるという事実が明白になった
On the other hand, according to the present invention, the can-body joint was formed by treating the heated TFS plate surface with saligenin (O-oxybenzyl alcohol) vapor and then similarly bonding the can body joint with a nylon adhesive. Not only does it show similar bond strength, but also 4.4-4.5 Kf/5 l even after 96 hours of citric acid solution immersion! It has become clear that the adhesive strength of 11 widths is maintained and that surface treatment with hydroxymethyl-substituted phenols brings about a significant improvement in the tendency of adhesive deterioration over time.

本発明に用いる表面処理剤は、核置換されたヒドロキシ
メチル基とフェノール性水酸基との両方を有することも
、初期接着強度及び経時接着強度の点で極めて重要であ
る。例えば、パラクレゾールや石炭酸のようなフェノー
ル性水酸基のみを有する化合物の蒸気で、金属表面を処
理した場合には、得られる接着構造物はその初期接着強
度においてかなり低いものであることが認められ、フェ
ノール性水酸基の他にヒドロキシメチル基を有する表面
処理剤を用いることによって、はじめて高い初期接着強
度と経時したときの高い接着強度保持率とが得られるよ
うになるものである。
It is also extremely important for the surface treatment agent used in the present invention to have both a nuclear-substituted hydroxymethyl group and a phenolic hydroxyl group in terms of initial adhesive strength and adhesive strength over time. For example, when a metal surface is treated with the vapor of a compound having only phenolic hydroxyl groups, such as para-cresol or carbolic acid, it has been observed that the initial adhesive strength of the resulting adhesive structure is quite low; Only by using a surface treatment agent having a hydroxymethyl group in addition to a phenolic hydroxyl group can a high initial adhesive strength and a high adhesive strength retention rate over time be obtained.

一般に、金属表面とその被覆層との間の経時接着劣化を
考えた場合、結合部の接着性の因子と共に耐水性の因子
をも考えることが必要となる。本発明の表面処理により
、高い初期接着強度と耐経時接着劣化性との組合せが得
られる理由は正確にけ不明であるが、高温の金属表面へ
の蒸気付着によって金属表面との化学的結合を生じ、こ
れらの特性の向上がもたらされるのではないかと考えら
れる。
Generally, when considering the deterioration of adhesion over time between a metal surface and its coating layer, it is necessary to consider not only the adhesiveness factor of the joint but also the water resistance factor. It is unclear exactly why the surface treatment of the present invention provides a combination of high initial bond strength and resistance to adhesive deterioration over time; It is thought that this may lead to improvements in these properties.

本発明に用いる表面処理剤は、少なくとも1個のフェノ
ール性水酸基と少なくとも1個のヒドロキシメチル基と
を有するものであり、高温で蒸気を発生し得るものであ
れば任意の化合物を用いることができる。この表面処理
剤の適当な例は、とれに阻定されるものでないが、次の
通りである。
The surface treatment agent used in the present invention has at least one phenolic hydroxyl group and at least one hydroxymethyl group, and any compound can be used as long as it can generate steam at high temperatures. . Suitable examples of this surface treatment agent include, but are not limited to, the following:

一般式 式中、Rは水素原子、アルキル基、水酸基またはフェニ
ル基であり、nは1乃至6の\ 整数であり、mは1乃至3の整数であって、9− n −1−mの合計は5を越えないものとする、で表わ
されるヒドロキシメチル置換フェノール類。
In the general formula, R is a hydrogen atom, an alkyl group, a hydroxyl group, or a phenyl group, n is an integer of 1 to 6, m is an integer of 1 to 3, and 9-n-1-m Hydroxymethyl-substituted phenols, the total of which does not exceed 5.

上記式中、ヒドロキシメチルはフェノール性水酸基に対
して、オルト位またはバラ位に結合していることが望ま
しい。例えばサリゲニン、O−ヒドロキシメチル−p−
クレゾール、P−ヒドロキシメチル−〇−クレゾール、
O−ヒドロキシメチル−p−t−7’チルフエノール、
O−ヒドロキシメチル−P−フェニルフェノール、ジ(
O−ヒドロキシメチル)−p−クレゾール、2.4−ジ
ヒドロキシメチル−〇−クレゾール、2,4−ジメチル
−6−ヒドロキシメチルフェノール、レゾルシン、カテ
コールまたはヒドロキノンのモノまたはジメチロール化
物。
In the above formula, hydroxymethyl is preferably bonded to the ortho position or the rose position with respect to the phenolic hydroxyl group. For example saligenin, O-hydroxymethyl-p-
Cresol, P-hydroxymethyl-〇-cresol,
O-hydroxymethyl-p-t-7'tylphenol,
O-hydroxymethyl-P-phenylphenol, di(
Mono- or dimethylolated products of O-hydroxymethyl)-p-cresol, 2,4-dihydroxymethyl-〇-cresol, 2,4-dimethyl-6-hydroxymethylphenol, resorcinol, catechol or hydroquinone.

一般式 %式%(2) 式中、R,は直接結合または2価の橋絡基−1〇− を宍わL ”及びm′の各々はゼロを含む2迄の!M数
であって、n′十m′ の合計は1以上の整数であり、
環A及びBはアルキル基で置換されていてもよい、 で表わされるヒドロキシメチル置換三核体フェノール類
。上記式(2)において、橋絡基R8の適当な例は、メ
チレン基、メチレンオキシメチレン基(イII、−0−
CD2−)、エチリデン基、2,2−プロ基(−#//
−)等である。
General formula %Formula % (2) In the formula, R represents a direct bond or a divalent bridging group -1〇-, and each of L'' and m' is a !M number up to 2 including zero. , the sum of n'10m' is an integer greater than or equal to 1,
A hydroxymethyl-substituted trinuclear phenol represented by the following, wherein rings A and B may be substituted with an alkyl group. In the above formula (2), suitable examples of the bridging group R8 are a methylene group, a methyleneoxymethylene group (II, -0-
CD2-), ethylidene group, 2,2-pro group (-#//
-) etc.

他に、ナノトール類のヒドロキシメチル誘導体、例えば
2−ヒドロキシメチル−1−ナフトール、2.4−ジヒ
ドロキシメチル−1−ナフトール等も使用l−得る。6
核体フェノール類のメチロール化物も勿論本発明の目的
に使用し得るが、用いるフェノール類のベンゼン環の数
が大きくなると蒸気圧が低くなり、同じ温度で比較して
蒸気の発生量が小さくなるので、2核体迄の化合物、特
に1核体の化合物を用いることが望ましい。
In addition, hydroxymethyl derivatives of nanotols such as 2-hydroxymethyl-1-naphthol and 2,4-dihydroxymethyl-1-naphthol can also be used. 6
Of course, methylolated products of nuclear phenols can also be used for the purpose of the present invention, but as the number of benzene rings in the phenols used increases, the vapor pressure decreases and the amount of vapor generated becomes smaller compared to the same temperature. , it is desirable to use compounds up to dinuclear, especially mononuclear compounds.

本発明の目的に特に好適なヒドロキシメチル置換フェノ
ール類は、124乃至620、特に124乃至260の
分子量を有するものであり、就中フェノール性水酸基に
対してオルト位またはパラ位に1個のヒドロキシメチル
基を有し、残りのオルト位またはパラ位に他の置換基を
有する一核体または二接体フェノールが、密着性や表面
処理作業性の点で好ましい。
Particularly suitable hydroxymethyl-substituted phenols for the purposes of the present invention are those having a molecular weight of 124 to 620, in particular 124 to 260, in particular one hydroxymethyl substituted in the ortho or para position to the phenolic hydroxyl group. A mononuclear or dimeric phenol having a group and another substituent at the remaining ortho or para position is preferred from the viewpoint of adhesion and surface treatment workability.

本発明の表面処理に用いる金属素材は、箔乃至は板の形
の任意の金属素材から成っていてよい。
The metal material used for the surface treatment of the present invention may consist of any metal material in the form of a foil or plate.

例えば、鉄鋼板乃至は軟鉄板、ステンレススチール、ア
ルミニウム板、鋼板、真鍮板等の軽金属板、或いはこれ
らの金属板の表面にスズ、亜鉛、銅、クロム、ニッケル
、アルミニウム等の異種金属を溶融メッキ乃至は電気メ
ッキしたメッキ板、またこれらの金属板の表面をクロム
酸、リン酸或いはこれらの組合せで化学処理乃至は陰極
電解処理して得られる化成処理板、または上記金属の陽
極処理板等を挙げることができる。勿論、鉄箔、鋼箔、
アルミ箔、銅箔、リン酸及び/又はクロム酸処理金属箔
、また鉄箔、鋼箔にスズ、亜鉛、銅、クロム、ニッケル
等をメッキしたもの等も本発明の処理に用いることがで
きる。
For example, light metal plates such as steel plates, soft iron plates, stainless steel, aluminum plates, steel plates, and brass plates, or hot-dip plating of dissimilar metals such as tin, zinc, copper, chromium, nickel, and aluminum on the surface of these metal plates. or plated plates that have been electroplated, chemically treated plates obtained by chemically or cathodic electrolytically treating the surfaces of these metal plates with chromic acid, phosphoric acid, or a combination thereof, or anodized plates of the above metals, etc. can be mentioned. Of course, iron foil, steel foil,
Aluminum foil, copper foil, phosphoric acid and/or chromic acid treated metal foil, iron foil, steel foil plated with tin, zinc, copper, chromium, nickel, etc. can also be used in the treatment of the present invention.

本発明においては、高温に維持された金属素材の表面に
、ヒドロキシメチル置換フェノール類を気相で作用させ
ることも、熱可塑性樹脂層との初期接着力及び経時接着
力の点で重要であり、例えばヒドロキシメチル置換フェ
ノール類をスプレー塗布のような手段で金属素材表面に
設ける場合には、蒸気の形で施し足場台に比して約半分
以下の接着力が得られるにすぎない。しかも、本発明に
よ′J]ば、ヒドロキシメチル置換フェノール類を、蒸
気の形で金属素材表面に施こすことにより、従来の塗膜
に比して桁違いに薄い厚み、即ち、一般に1乃至100
オングストローム())、特に1乃至60オングストロ
ーム())の厚みに施こすのみで、接着増強効果が得ら
れるという顕著な利点が13− ある。尚、上述した厚みは、エレクトロン・スペクトロ
スコピー・フォー・ケミカル・アナリシス(Elect
ron 5pectrozcopy For Chem
ical Analysis。
In the present invention, it is also important to cause hydroxymethyl-substituted phenols to act in the gas phase on the surface of the metal material maintained at a high temperature in terms of initial adhesive strength and adhesive strength over time with the thermoplastic resin layer. For example, when hydroxymethyl-substituted phenols are applied to the surface of a metal material by means such as spray coating, the adhesion strength is only about half or less than that obtained with a scaffold when applied in the form of steam. Moreover, according to the present invention, by applying hydroxymethyl-substituted phenols to the surface of metal materials in the form of vapor, the coating film can be coated with an order of magnitude thinner than conventional coatings, that is, generally 1 to 1. 100
A significant advantage is that the adhesion enhancement effect can be obtained by applying only to a thickness of 1 to 60 angstroms (200 angstroms), especially 1 to 60 angstroms (200 angstroms). The thickness mentioned above is based on the electron spectroscopy for chemical analysis (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis).
ron 5pectrozcopy For Chem
ical Analysis.

以下単にESCAと呼ぶことがある)で、処理金属表面
の処理皮膜の構成元素である炭素の15の光電子スペク
トルの強度をめることにより、炭素を蒸着して作成した
標準サンプルとの相対比較をして、下式で定義されるX
をめ皮膜厚みとした。なお、予め金属素材に付着してい
る有機物があるためブランクテストを行ないその有機物
厚みをさしひき、さしひかれた値を処理厚みとしたOX
;有機物質層の厚さ Iす;蒸着炭素のスペクトル強度 Ic;試料のスペクトル強度 θ;光電子の放出角 θ=90°よって虐θ−114− λC;光電子の平均脱出深さ λc=18.IJ金属素
材の表面を高温度に維持することも、接着力の点で重要
であり、この温度があまりにも低い場合には、やけり熱
可塑性樹脂との接着力が本発明の場合に比して著しく低
下するようになる。
(hereinafter simply referred to as ESCA), by measuring the intensity of the 15 photoelectron spectra of carbon, which is a constituent element of the treated film on the treated metal surface, a relative comparison with a standard sample made by vapor-depositing carbon can be made. Then, X defined by the following formula
The film thickness was determined as follows. In addition, since there are organic substances attached to the metal material in advance, a blank test is performed and the thickness of the organic substance is subtracted, and the subtracted value is used as the processing thickness.
; Thickness of organic material layer I; Spectral intensity Ic of vapor-deposited carbon; Spectral intensity θ of sample; Emission angle of photoelectrons θ=90°, therefore, angle θ-114- λC; Average escape depth of photoelectrons λc=18. Maintaining the surface of the IJ metal material at a high temperature is also important in terms of adhesive strength; if this temperature is too low, the adhesive strength with the thermoplastic resin will become weaker than in the case of the present invention. It becomes markedly lower.

本発明においては、金属素材の表面を1507?以上の
温度、特に180乃至300Cの温度、最も好適には2
00乃至250Cの温度に維持1〜て、ヒドロキシメチ
ル置換フェノール類による処理を行うのがよい。この温
度が上記範囲よりも低い場合には、接着力の改善の程度
は上記範囲内にある場合に比1.て低いものとなる。用
いる具体的温度条件は、ヒドロキシメチル置換フェノー
ル類の種類によっても相違し、高分子量のフェノール類
ではより高い温度を用いるのがよい。
In the present invention, the surface of the metal material is 1507? or above, especially a temperature of 180 to 300C, most preferably 2
The treatment with hydroxymethyl-substituted phenols is preferably carried out at a temperature of 1 to 250C. When this temperature is lower than the above range, the degree of adhesion improvement is 1. compared to when it is within the above range. It will be low. The specific temperature conditions used vary depending on the type of hydroxymethyl-substituted phenol, and higher temperatures are preferably used for high molecular weight phenols.

金属素材の表面にヒドロキシメチル置換フェノール類を
気相で作用させるには種々の手段を用いることができる
。最も単純な方法では、高温の雰囲気中にヒドロキシメ
チル置換フェノール類を置いて、該化合物の蒸気を発生
させ、この蒸気の充満している雰囲気中に金属素材を曝
露させる。ヒドロキシメチル置換フェノール類は勿論、
単独或いは2種以上の組合せで用いることができ、この
化合物は前述した高温雰囲気に塊状、即ち無稀釈の状態
で供給してもよいし、また水或いは有機溶媒等による溶
液、乳化液、或いは懸濁液等の稀釈された状態で供給し
てもよい。更に、無機顔料乃至は充填剤或いは各種ゲル
粒子、ガラスピーズ等の担体に担持させて、表面積を増
大させた状態で前記雰囲気中に供給してもよい。要する
に、本発明においては、ヒドロキシメチル置換フェノー
ル類の蒸気を発生し得るものであれば、任意の形状及び
組成のものを使用し得ることが了解されるべきである。
Various means can be used to cause hydroxymethyl-substituted phenols to act on the surface of a metal material in a gas phase. In the simplest method, a hydroxymethyl-substituted phenol is placed in a hot atmosphere to generate a vapor of the compound, and a metal material is exposed to the vapor-filled atmosphere. Of course, hydroxymethyl-substituted phenols,
The compound can be used alone or in combination of two or more, and the compound may be supplied to the above-mentioned high-temperature atmosphere in the form of a lump, that is, without dilution, or as a solution, emulsion, or suspension in water or an organic solvent. It may be supplied in a diluted state such as a suspension. Furthermore, it may be supported on a carrier such as an inorganic pigment, a filler, various gel particles, glass beads, etc., and supplied to the atmosphere in a state in which the surface area is increased. In short, it should be understood that any shape and composition of hydroxymethyl-substituted phenols that can generate vapor can be used in the present invention.

例えば、一つの例として、金属板乃至は金属箔の一方の
面に施こす塗料溶液中に、ヒドロキシメチル置換フェノ
ール類を含有させておき、この片面塗装金属板を高温雰
囲気中に多数小間隔で並べて配置しておくことにより、
塗膜面と反対側の金属素材表面をヒドロキシメチル置換
フェノール類の蒸気で処理することが可能となる。
For example, a paint solution applied to one side of a metal plate or metal foil contains hydroxymethyl-substituted phenols, and this single-sided coated metal plate is placed in a high temperature atmosphere in large numbers at small intervals. By placing them side by side,
It becomes possible to treat the surface of the metal material opposite to the coating surface with the vapor of hydroxymethyl-substituted phenols.

この処理は、バッチ弐にも連続式にも行い得る。This process can be carried out either batchwise or continuously.

例えば、トンネル式の熱処理炉中に、コイル状或いはシ
ート状の金属箔或いは金属板を連続的に供給1−で蒸気
による処理を行うことができ、或いは一定一′の金属素
材を処理炉内に導入1.処理炉を密閉した後この処理炉
内に蒸気を充満させて処理を行うこともできる。
For example, a coiled or sheet-shaped metal foil or metal plate can be continuously fed into a tunnel-type heat treatment furnace and treated with steam, or a constant amount of metal material can be fed into the treatment furnace. Introduction 1. Processing can also be carried out by filling the processing furnace with steam after sealing the processing furnace.

これら何れの場合にも、処理炉内或いは処理炉外で、ヒ
ドロキシメチル置換フェノール類の蒸気を含有する熱風
を調製し、この熱風を処理炉内に循環することにより、
蒸気による処理を行ってもよい。
In any of these cases, hot air containing vapor of hydroxymethyl-substituted phenols is prepared inside or outside the processing furnace, and this hot air is circulated within the processing furnace.
Steam treatment may also be used.

ヒドロキシメチル置換フェノール類による気相での処理
に要する時間は、気相中の蒸気の濃度や温度によっても
相違するが、前述した厚みの被覆層が形成されるに十分
な時間であればよく、処理温度と蒸気濃度条件により任
意の時間をとることが出来る。この被覆層の厚みは極め
て薄いものであり、寸方前述した範囲の厚みよりも厚い
被覆層を形成【−ても格別の利点がないことから、この
処17− 理時間を10分間以上としても格別の利点はなく、経済
的にはかえって不利となる。
The time required for treatment in the gas phase with hydroxymethyl-substituted phenols varies depending on the concentration and temperature of the vapor in the gas phase, but it is sufficient as long as it is sufficient to form a coating layer with the thickness described above. Any time can be taken depending on the processing temperature and vapor concentration conditions. The thickness of this coating layer is extremely thin, and there is no particular advantage in forming a coating layer that is thicker than the above-mentioned range, so even if the treatment time is 10 minutes or longer. There is no particular advantage, and it is economically disadvantageous.

本発明の表面処理方法は、金属素材の表面に、多くの熱
可塑性樹脂、例えば、ポリアミド類、ポリエステル類、
酸変性ポリオレフイン類、アク□リル樹脂類、ビニル樹
脂類、ポリカーボネート類等を密着乃至は接着させる促
進処理に特に有利に用いられる。
In the surface treatment method of the present invention, many thermoplastic resins, such as polyamides, polyesters,
It is particularly advantageously used for promoting adhesion or adhesion of acid-modified polyolefins, acrylic resins, vinyl resins, polycarbonates, etc.

尚、前述した金属素材の表面には、ジオクチルセバケー
ト、綿実油等の各種油剤によるオイリングが施されてい
ることが普通である。本発明の表面処理は、これらの油
剤層が設けられた金属素材上に行ってもよいし、また脱
脂処理によって油剤層を除去した素材に対して行っても
よい。
Note that the surface of the metal material mentioned above is usually oiled with various oils such as dioctyl sebacate and cottonseed oil. The surface treatment of the present invention may be performed on a metal material provided with such an oil layer, or may be performed on a material from which the oil layer has been removed by degreasing treatment.

本発明を次の例で説明する。The invention is illustrated by the following example.

実施例1゜ 市販の板厚0゜1711DR−8、ティンフリースチー
ル(TFS )、 (東洋鋼販(絹製・・イトツブ0)
使用し、この上にフェノール、p−クレゾール、ビスフ
ェノールA1サリケニン、P−クレゾール18− のジメチロール化4&l(−核体)、1,11−ジヒド
Iキシー2.21−ジヒドロキシ−4,4/−ジメチル
−ジフェニルメタン(二核体)、の各精製試薬(純度各
々99%以上)を下記の方法を用いて施した。
Example 1 Commercially available plate thickness 0゜1711DR-8, tin free steel (TFS), (Toyo Kohan (silk, itotsubu 0)
On top of this, phenol, p-cresol, bisphenol A1 salichenin, dimethylolated 4&l (-nuclear body) of P-cresol 18-, 1,11-dihydroIxy2,21-dihydroxy-4,4/-dimethyl - diphenylmethane (binuclear substance), purification reagents (each with a purity of 99% or more) were applied using the following method.

イ、試薬なり口pホルムに溶解し、TFS上に乾燥皮膜
で約1μmnm布し100℃10分間乾燥した。
B. The reagent was dissolved in p-form, and a dry film of about 1 μm nm was spread on TFS and dried at 100° C. for 10 minutes.

口、前項同様に塗布し200℃ 10分間乾燥した。It was applied in the same manner as in the previous section and dried at 200°C for 10 minutes.

ハ、直径約15CI4、高さ約151の蓋付金属容器に
、その底部に試薬的1gと、また同時に互に接触しない
ようガラス製ホールダーを用いて支持された状態のTF
S小片な入れ、蓋をl−た後、200℃ 10分間の加
熱をした。
C. TF supported in a metal container with a lid with a diameter of about 15 CI4 and a height of about 151 cm, with 1 g of reagent at the bottom, and at the same time supported using a glass holder so that they do not come into contact with each other.
After putting a small piece of S and putting the lid on, it was heated at 200°C for 10 minutes.

その後、ポリアミド系接着剤(東し製 厚み80μmナ
イロン12フィルム)を用いてその板同志を熱圧着しT
字型ビール強度を測定したところ表1に示す結果を得た
Then, the plates were bonded together using polyamide adhesive (80 μm thick nylon 12 film made by Toshi) and T
When the strength of the shape beer was measured, the results shown in Table 1 were obtained.

19一 実施例2゜ 実施例1におけるナイン7リースチールを用い、実施例
1におけるP−クレゾールのジメチロール化物(分子量
:168)を用い、実施例1における(ハ)の方法を用
いて加熱温度を加え、各10分間の気相塗装の後、実施
例1と同様に接着力を測定した。表2に結果を示す。
19-Example 2゜Using the Nine-7 Lee steel in Example 1, using the dimethylolated product of P-cresol (molecular weight: 168) in Example 1, and adjusting the heating temperature using the method (c) in Example 1. In addition, the adhesive strength was measured in the same manner as in Example 1 after each 10 minute vapor phase coating. Table 2 shows the results.

実施例6゜ 実施例2と同様に、ただし気相塗装の金属容器の底部に
予め入れておくジメチロールの量を増減し、また、くり
かえし塗装しての重ねぬりなどを行ない塗布厚みをかえ
てT字型ビール強度により21− 接着力を測定した表3にその結果を示す。
Example 6゜Similar to Example 2, however, the amount of dimethylol pre-added to the bottom of the metal container for vapor phase coating was increased or decreased, and the thickness of the coating was changed by repeating the application. The results are shown in Table 3, where the 21-adhesion strength was measured based on the strength of the beer.

実施例4.及び比較例1゜ 実施例2と同様に、但し板厚0.20のティンフリース
チールを使い200’Cで気相塗装を行なった。その膜
厚は12.24笥あった。
Example 4. and Comparative Example 1: Same as Example 2, except that tin-free steel with a plate thickness of 0.20 was used and vapor phase coating was performed at 200'C. The film thickness was 12.24 mm.

一方、接着性の良好なエポキシフェノール系塗料(%許
出願中、特願昭55−69012号記載)を同一ティン
フリースチール上に膜厚5μ扉となるようIl&布し、
210℃ 10分間の焼付を行なった。この両者を実施
例1と同様に接着を行ない0.4−クエン酸液中で90
℃で保持し、その後の接着力の変化を測定した。
On the other hand, an epoxyphenol paint with good adhesion (pending patent application, described in Japanese Patent Application No. 55-69012) was coated on the same tin-free steel so that the film thickness was 5 μm.
Baking was performed at 210°C for 10 minutes. Both were bonded in the same manner as in Example 1, and
The sample was held at ℃ and the change in adhesive strength was then measured.

T字型ビール強度の変化を表4に示す。Table 4 shows the changes in T-shaped beer strength.

22− 実施例5.及び比較例2゜ 市販のアルミニウム板(板厚0.30w 5052材)
を用いてこの上にp−クレゾールのジメチロール化物の
200℃での気相塗装を行なった。この時塗膜厚みは1
3.8,4’であった。
22- Example 5. and Comparative Example 2゜ Commercially available aluminum plate (plate thickness 0.30w 5052 material)
A dimethylol compound of p-cresol was applied thereon in a vapor phase at 200 DEG C. using a vacuum cleaner. At this time, the coating film thickness is 1
It was 3.8,4'.

一方接層性良好なエポキシフェノール系塗料(特許出願
中、特願昭55−69012号記載)を同一アルミニウ
ム板上に膜厚5μmとなるよう塗布し、210℃ 10
分間の焼付を行なった。
On the other hand, an epoxyphenol paint with good layer adhesion (patent pending, described in Japanese Patent Application No. 55-69012) was coated on the same aluminum plate to a film thickness of 5 μm, and heated at 210°C for 10 minutes.
Baking was performed for 1 minute.

この両者を実施例4におけると同様接着力の劣化状態を
調べた。その結果を表5に示す。
The deterioration state of the adhesive force was examined for both in the same manner as in Example 4. The results are shown in Table 5.

実施例6.及び比較例6゜ 新註鉄製ニッケルメッキ鋼板(キャンウェル■)板厚0
.24mを使い、実施例1における(ハ)の方法を用い
て200℃、10分間サリゲニンを気相塗装した。その
膜厚は10.7ノであった。
Example 6. And Comparative Example 6゜New iron nickel plated steel plate (Canwell ■) Plate thickness 0
.. Saligenin was applied in a vapor phase at 200° C. for 10 minutes using the method (c) in Example 1 using a 24 m tube. The film thickness was 10.7 mm.

この試料を実施例1と同様に接着を行ない0.4チクエ
ン酸溶液中で90℃で保持し、その後の接着力の変化を
測定した。
This sample was bonded in the same manner as in Example 1 and held at 90° C. in a 0.4 citric acid solution, after which changes in adhesive strength were measured.

一方、サリゲニンの気相塗装を行なわないニッケルメッ
キ鋼板も同様に接着し、経時劣化を調べた。そのT字型
ビール強度の変化を表6に示す。
On the other hand, a nickel-plated steel plate that was not coated with saligenin in a vapor phase was also bonded in the same way and its deterioration over time was examined. Table 6 shows the changes in the T-shaped beer strength.

実施例Z及び比較例4゜ 塗油された板厚0.22sotの低炭素鋼板を用い、こ
れをトリクレンで脱脂した。その後5%NaOH中で電
解脱脂し、さらに1%H,Sへ溶液中で酸洗、その後水
洗した。これを6%無水クロム酸中で25℃で5秒間浸
漬し、水洗乾燥したものを試料とした。この板を実施例
6及び比較例3における場合と同様の気相塗装、接着、
経時劣化を測定した。
Example Z and Comparative Example 4 A low carbon steel plate with a thickness of 0.22 sots coated with oil was used and degreased with trichlene. Thereafter, it was electrolytically degreased in 5% NaOH, then pickled in 1% H,S solution, and then washed with water. This was immersed in 6% chromic anhydride at 25° C. for 5 seconds, washed with water and dried to be used as a sample. This board was coated with vapor phase coating, adhesive, and
Deterioration over time was measured.

その結果を47に示す。The results are shown in 47.

なお、塗装された膜厚は297ノであった。The coated film thickness was 297 mm.

25− 表 7 実施例a及び比較例5゜ 実施例7において作成したクロム酸浸漬処理鋼板を用い
て以下の実験を行なった。まず、実施例1における(ハ
)の方法を用いて200”C110分間、サリゲニンを
気相塗装した。その膜厚は297ノであった。
25-Table 7 Example a and Comparative Example 5 Using the chromic acid immersion treated steel plate prepared in Example 7, the following experiment was conducted. First, saligenin was coated in a vapor phase at 200"C for 10 minutes using the method (c) in Example 1. The film thickness was 297mm.

この試料をマレイン酸変性ポリプロピレンフィルム(東
洋インキ製造製ライオセ4M4厚み40μ)を間にはさ
み、その板同志を熱圧着した後、T字型ビール強度を測
定した。さらに、0.4%クエン酸溶液中で90℃で保
持し、その後の接着力の変化を測定した。
This sample was sandwiched between maleic acid-modified polypropylene films (Liose 4M4 manufactured by Toyo Ink Manufacturing Co., Ltd., thickness: 40 μm), and the plates were thermocompression bonded together, and then the T-shaped beer strength was measured. Furthermore, the adhesive was held at 90° C. in a 0.4% citric acid solution, and the change in adhesive strength thereafter was measured.

26一 一方すリゲニンの気相塗装を行なわないクロム酸浸漬処
理鋼板も同様に接着し、経時劣化を調べた。その結果を
表8に示す。
26 On the other hand, a chromic acid immersion treated steel plate which was not coated with ligenin in a vapor phase was also bonded in the same manner and its deterioration over time was investigated. The results are shown in Table 8.

特許出願人 東洋製罐株式会社 。−ぐ 27− 570−Patent applicant: Toyo Seikan Co., Ltd. . −gu 27- 570-

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)高温に維持された金属素材表面に、ヒドロキシメ
チル置換フェノール類を気相で作用させることから成る
金属素材の表面処理法。
(1) A method for surface treatment of metal materials, which comprises applying hydroxymethyl-substituted phenols in the gas phase to the surface of the metal materials maintained at high temperatures.
(2)金属素材表面を1000以上の温度に維持してヒ
ドロキシメチル置換フェノール類を作用させる特許請求
の範囲第1項記載の方法。
(2) The method according to claim 1, in which the surface of the metal material is maintained at a temperature of 1000° C. or more and the hydroxymethyl-substituted phenols are acted on.
(3)前記ヒドロキシメチル置換フェノール類が124
乃至3200分子量を有するものである特許請求の範囲
第1項記載の方法。
(3) The hydroxymethyl substituted phenol is 124
The method according to claim 1, wherein the molecular weight is from 3,200 to 3,200.
(4)前記ヒドロキシメチル置換フェノール類が一般式 式中、Rは水素原子、アルキル基、水 酸基またはフェニル基であり、nは1 乃至3の整数であり、mは1乃至3の 整数であって、n+mの合計は5を越 えないものとする、 で表わされるものである特許請求の範囲!1項記載の方
法。
(4) In the general formula of the hydroxymethyl-substituted phenols, R is a hydrogen atom, an alkyl group, a hydroxyl group, or a phenyl group, n is an integer of 1 to 3, and m is an integer of 1 to 3; , the sum of n+m shall not exceed 5. The method described in Section 1.
(5)前記ヒドロキシメチル置換フェノール類が一般式 %式%(2) 式中、R1は直接結合tfCは2価の橋絡基を表わし、
n′及びm′の各々はゼロを含む2迄の整数であって、
n′十 m′ の合計は1以上の整数であり、環A及びBはアル
キル基で置換されてい てもよい、 で表わされるヒドロキシメチル置換三核体フェノール類
である特許請求の範囲第1項記載の方法。
(5) The hydroxymethyl-substituted phenols have the general formula % formula % (2) where R1 is a direct bond and tfC is a divalent bridging group,
Each of n' and m' is an integer up to 2 including zero,
Claim 1: A hydroxymethyl-substituted trinuclear phenol represented by the following, wherein the sum of n'10m' is an integer of 1 or more, and rings A and B may be substituted with an alkyl group. Method described.
(6) 前記ヒドロキシメチル置換フェノール類による
処理を、形成される処理被覆層の厚みが1乃至100オ
ングストロームとなるように行なう特1FFi1′!!
求の範囲第1項記載の方法。
(6) Special feature 1FFi1' in which the treatment with the hydroxymethyl-substituted phenol is carried out so that the thickness of the treated coating layer formed is 1 to 100 angstroms! !
The method described in item 1 of the scope of the request.
(7)金属素材を熱処理炉内に導入し、該金属素材をヒ
ドロキシメチル置換フェノール類の蒸気を含有する高温
雰囲気に曝露することにより処理を行なう特許請求の範
囲第1項記賊の方法。
(7) The method according to claim 1, wherein the metal material is introduced into a heat treatment furnace and the metal material is treated by exposing it to a high temperature atmosphere containing vapor of hydroxymethyl-substituted phenols.
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