JPS6230832B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6230832B2
JPS6230832B2 JP6780083A JP6780083A JPS6230832B2 JP S6230832 B2 JPS6230832 B2 JP S6230832B2 JP 6780083 A JP6780083 A JP 6780083A JP 6780083 A JP6780083 A JP 6780083A JP S6230832 B2 JPS6230832 B2 JP S6230832B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal
examples
coating
polyolefin
organic silane
Prior art date
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Expired
Application number
JP6780083A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS59193174A (en
Inventor
Kunio Iwanami
Hiroshi Inoe
Masaaki Isoi
Kazuo Sei
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tonen General Sekiyu KK
Original Assignee
Toa Nenryo Kogyyo KK
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Filing date
Publication date
Application filed by Toa Nenryo Kogyyo KK filed Critical Toa Nenryo Kogyyo KK
Priority to JP6780083A priority Critical patent/JPS59193174A/en
Publication of JPS59193174A publication Critical patent/JPS59193174A/en
Publication of JPS6230832B2 publication Critical patent/JPS6230832B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2222/00Aspects relating to chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive medium
    • C23C2222/20Use of solutions containing silanes

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、金属表面の処理法に関し、詳細には
金属表面を異種の有機シラン化合物の混合物で処
理することにより、金属表面の発錆を防止し、か
つ樹脂との接着性および二次密着性に優れる金属
表面の処理法に関する。 従来、金属への合成樹脂の被覆は、耐食性や電
気絶縁性などを目的に広く行われている。例え
ば、ポリオレフインは、酸、アルカリあるいはあ
る種の有機溶剤に対して強い耐食性を有してお
り、さらには優れた電気絶縁性および被覆加工作
業の容易さなどのため、鋼管、鋼板、ドラム缶、
電線、機械器具などの被覆あるいは金属板との積
層物などに広く用いられている。これらの金属表
面とポリオレフイン層との接着性を向上させる方
法として、例えばポリオレフイン中に不飽和カル
ボン酸またはその誘導体を配合したり、これらの
単量体をグラフト重合したりするポリオレフイン
の変性が行われている。また、金属表面や酸やプ
ライマーで処理することも知られている。 しかし、この変性ポリオレフインもしくはこれ
を接着材とする金属表面の被覆または金属板との
積層物は、高い接着性を有するものの、接着結合
部の耐水性、耐塩水性が低く被覆層の傷口からの
水の浸入および陰極電解剥離性などの耐久性、い
わゆる二次密着性に問題があつた。 このような問題点を改善するために、例えば金
属管に無水マレン酸変性のポリオレフイン系の接
着材を介してポリエチレンを被覆する方法におい
て、金属管にクロム酸系またはリン酸系化成被覆
の前処理を施す方法が提案されている(特開昭57
−113871号公報)。 しかしながら、この方法におけるクロム酸系処
理は、二次密着性は向上するものの有毒性の六価
クロムを用いるために、安全衛生上に問題があ
る。一方、リン酸系処理は、簡便で防錆効果は認
められるものの二次密着性は必ずしも充分である
とはいえなかつた。 本発明は、従来知られている金属への樹脂の被
覆または金属と樹脂との積層物におけるこのよう
な欠点を改良する目的でなされたものであつて、
本発明の金属表面の処理法は、 金属表面を一般式 R1 nSi(OR24-n …(1) 〔但し、R1は極性基が置換した置換アルキル、置
換シクロアルキル、もしくは置換アリール、R2
は置換基を有してもよいアルキルもしくはアリー
ルを示し、m=1もしくは2であるで示される親
水性有機シラン化合物および一般式 R3 oSi(OR44-o …(2) 〔但し、R3は置換基を有してもよいアルキル、ビ
ニル、アリールもしくはシクロアルキル、R4
置換基を有してもよいアルキルもしくはアリール
を示し、n=1もしくは2である〕 で示される非親水性有機シラン化合物との混合物
で処理することを特徴とする金属表面の処理法で
ある。 本発明における有機シラン化合物で処理しうる
金属としては、例えばアルミニウム、鉄、銅、
錫、亜鉛、ニツケルなどおよびこれらを1種また
は2種以上を含む合金類であり、例えばステンレ
ススチールなどがあげられる。これらのうちで
は、鉄およびアルミニウムが好ましい。また、そ
の形状としては、管、板、箔、棒、線その他各種
形状の金属成形品に適用できる。 また、本発明における一般式 R1 nSi(OR24-n(1) で示される親水性有機シラン化合物としては、
R1が不飽和カルボン酸、その酸無水物またはそ
のエステル類と親和性のある窒素、酸素、硫黄、
リン、などの元素を含む極性基で置換したアルキ
ル、シクロアルキルもしくはアリールで、R2
置換基を有してもよいアルキルもしくはアリール
であり、m=1もしくは2ものがあげられる。こ
れらのうちでは、m=1のものが特に好ましい。
上記の極性基としては、例えば、アミノ、ウレイ
ド、グリシドキン、エポキシ、メルカプト、メタ
クリロキン、アニリノ基が挙げられ、上記置換基
としてはメトキシ基が挙げられる。 R1の具体的なものとしては、例えばγ−アミ
ノプロピル、N−β−(アミノエチル)−γ−アミ
ノプロピル、γ−ウレイドプロピル、γ−グリシ
ドキシプロピル、β−(3,4−エポキシシクロ
ヘキシル)エチル、パラアミノフエニル、γ−メ
ルカプトプロピル、γ−アニリノプロピル、N−
β−(N−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−ア
ミノプロピルなどがあげられる。また、R2の具
体的なものとしては、例えばメチル、エチル、プ
ロピル、ブチル、β−メトキシエチル、フエニル
などがあげられる。これら親水性有機シラン化合
物のうちでは、γ−アミノプロピルトリメトキシ
シラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラ
ン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピ
ルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルト
リエトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリメ
トキシシラン、N−β−(N−ビニルベンジルア
ミノエチル)−γ−アミノプロピルメトキシシラ
ンなどが好ましい。 本発明における一般式 R3 oSi(OR44-o(2) で示される非親水性有機シラン化合物としては、
R3が置換基を有してもよいアルキル、ビニル、
アリールもしくはシクロアルキルで、R4が置換
基を有してもよいアルキルもしくはアリールを有
し、n=1もしくは2であるものがあげられる。 R3の具体的なものとしては、例えばメチル、
エチル、プロピル、ブチル、ビニル、シクロヘキ
シル、フエニル、オクタデシル、γ−メタクリロ
キシプロピルなどがあげられる。R4の具体的な
ものとしては、例えばメチル、エチル、プロピ
ル、ブチル、β−メトキシエチル、フエニルなど
があげられる。これら非親水性有機シラン化合物
のうちでは、ビニルトリメトキシシラン、γ−メ
タクリロキシプロピルトリメトキシシラン、シク
ロヘキシルトリエトキシシランなどが好ましい。 本発明における親水性有機シラン化合物(1)およ
び非親水性有機シラン化合物(2)との混合比は、親
水性有機シラン化合物(1)…(a)および非親水性有機
シラン化合物(2)…(b)とが、(a)/(a+b)×100=
95〜20、好ましくは90〜50の範囲である。親水性
有機シラン化合物(1)の比が、95を越える場合は二
次密着性が低下し、一方20未満の場合は接着強度
が低下するためにともに好ましくない。なお、有
機シラン化合物(1)および(2)の混合比が上記の範囲
内であれば二種以上を混合してもよい。 有機シラン化合物による処理法としては、上記
二種の有機シラン化合物を水または水と混合する
ことのできる溶媒、例えばメタノール、エタノー
ル、プロパノール、t−ブタノール、アセトン、
メチルエチルケトン、メチルセロソルブなどに
0.05〜10重量%、好ましくは0.1〜2重量%を溶
解して均一な溶液とする。混合溶液の調製は、特
に限定されず、混合してから溶解するか、別々に
溶解してから混合してもよい。また、溶解してか
ら加熱するか、加熱溶媒に溶解するかどちらかで
もよい。 均一に溶液としたこの溶液を常温〜100℃、好
ましくは常温〜80℃で、脱スケールした金属表面
に塗布するか、または金属表面を該溶液中に浸漬
する方法があげられる。塗布方法としては、グラ
ビアロール、エアスプレー、スプレー、ロールコ
ーター、刷毛などの方法があるが、連続的に処理
するにはグラビアロール、エアスプレー、ロール
コーター、浸漬などが好ましい。このようにして
塗布された金属表面は、例えば熱風乾燥器や誘導
加熱器などの加熱器を用いて、温度60〜250℃、
好ましくは80〜200℃で、2秒〜10分間、好まし
くは10秒〜5分間加熱乾燥して溶媒を除去すると
同時にシラノール縮合を行わせ、ポリシロキサン
の被膜を形成させる。上記有機シラン化合物の濃
度が0.05重量%未満では本発明の効果が期待でき
ず、一方10重量%を越える場合には溶解が不充分
となりともに好ましくない。溶液の温度が上記の
範囲を外れると、低い場合は有機シラン化合物の
溶解が不充分で、高い場合は溶媒の蒸発が激しく
作業性が悪くなる。また、乾燥温度が60℃未満で
は溶媒の除去が充分に行なわれずポリシクロキサ
ンの被膜の形成が不充分となり好ましくない。 次に、本発明の金属表面の処理方の実施態様
を、樹脂被覆金属管の製造方法を例にとつて詳細
に説明する。 基材の金属鋼管は、シヨツトブラスト、グリツ
トブラストまたは酸洗いなどの表面処理またはリ
ン酸亜鉛などの化成処理を行い清浄にした後に、
前記の混合有機シラン化合物の溶液中に浸漬した
後に取出し、金属管を加熱乾燥させる。次いで、
このシラン被膜を形成した金属管に、ポリオレフ
イン系の接着材を押出被覆またはシート状で巻き
つけて被覆を施し、さらにその上に外装材の樹脂
を押出被覆またはシート状で巻きつけて積層被覆
する。なお、ポリオレフイン系の接着材および外
装材は、シラン処理後の金属管に複層で押出被覆
するか、または複合シートとしたものを巻きつけ
て積層被覆してもよい。さらに、外装材の樹脂被
覆は、用途に応じて適宜省略してもよい。 上記のポリオレフイン系の接着材としては、オ
レフイン、ポリオレフインまたは炭化水素系エラ
ストマーと不飽和カルボン酸またはその誘導体と
を反応させて得られる共重合体またはグラフトし
た変性物が使用できる。 ポリオレフインとしては、例えばエチレン、プ
ロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキ
セン、3メチル−1−ブテン、4メチル−1−ペ
ンテンなどがあげられる。 ポリオレフインとしては、例えば上記オレフイ
ンの単独重合体もしくは上記1種のモノマーと10
モル%以下の他のα−オレフインもしくは酢酸ビ
ニルなどとの共重合体で結晶化度が20%以上のも
の(X線回折法)またはこれらの混合物があげら
れるが、これらのうちでは中低密度ポリエチレ
ン、ポリプロピレンなどが好ましい。 炭化水素系エラストマーとしては、例えばエチ
レン−プロピレンゴム、エチレン−1−ブテンゴ
ム、エチレン−プロピレン−ジエンタポリマー、
ポリイソブチレンゴム、エチレン−ブタジエンゴ
ム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム
などがあげられるが、これらのうちではエチレン
−プロピレンゴム、エチレン−1−ブテンゴム、
ポリイソブチレンゴムなどが好ましい。 不飽和カルボン酸またはその誘導体としては、
例えばアクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、マ
レイン酸、シトラコン酸、イタコン酸、エンド−
ビシクロ〔2,2,1〕−1,4,5,6,7,
7−ヘキサクロロ−5−ヘプテン−2,3−ジカ
ルボン酸、エンド−ビシクロ〔2,2,1〕−5
−ヘプテン−2,3−ジカルボン酸、シス−4−
シクロヘキセン−1,2ジカルボン酸、またはそ
れらの酸無水物もしくはエステルなどがあげられ
る。これらのうちでは無水マレイン酸、エンド−
ビシクロ−〔2,2,1〕−5−ヘプテン−2,3
−無水ジカルボン酸などが好ましい。 上記のオレフイン、ポリオレフインもしくは炭
化水素系エラストマーと不飽和カルボン酸もしく
はその誘導体との反応は、公知の種々の方法が採
用できる。また、ポリオレフインもしくは炭化水
素系エラストマーは、単独もしくはこれらの混合
物を反応させてもよい。さらに、得られる共重合
体もしくはグラフト変性物は、ポリオレフインお
よび/または炭化水素系エラストマーで希釈して
用いてもよい。 前記の外装材の樹脂としては、上記のポリオレ
フイン系の接着材と親和性のある樹脂であれば限
定されず、用途により適宜選択されるものである
が、例えばポリオレフイン、ポリウレタン、ポリ
アミド、ポリエステルなどがあげられるが、これ
らのうちではポリオレフインが好ましく、特にポ
リエチレンが好ましい。 以上、本発明の方法は、金属管の外面被覆に限
らず、管の内面、板箔、棒、線などの他各種形状
の金属表面の樹脂被覆、金属と樹脂との積層物、
金属への塗装および印刷などにおいても適用でき
る。また、本発明の有機シラン化合物処理を施す
ことにより金属表面の脱スケールから樹脂被覆工
程までの間の発錆を防止し、かつ金属と被覆樹
脂、金属と樹脂との積層物における接着力および
二次密着性を増強することができる。 以下、本発明の方法を実施例でさらに詳細に説
明する。なお実施例における%は重量を示し、試
験方法は次の通りである。 (1) メルトインデツクス(MI) JIS K 6760 (2) メルトフローインデツクス(MFI) JIS K
6758 (3) 接着強度 被覆金属表管の場合は、樹脂層を
巾1cmの短冊形に切断し、一端から接着層をは
がし、5cm/分の速度で90゜剥離試験を行つ
た。また、積層板の場合は、積層板を25mm×
300mmの短冊形に切断し、予め端面を50mm剥離
してつかみ代とし、10cm/分の速度で90゜剥離
試験を行い、接着強度を2.5で割り1cm巾当り
の接着強度を算出した。 (4) 食塩水浸漬 被覆金属表管の場合は、80℃、
3%NaCl溶液に浸漬100時間後における被覆剥
離の度合を調べた。また、積層板の場合は、50
mm×200mmの試験片を60℃、3%NaCl溶液に浸
漬、30日後の端面から浸み込み度合を調べた。 (5) 陰極電解剥離性 ASTM G−8−72準拠、
5mmφ、ホリデー、印加電圧1.5V、20℃/30
日、3%NaCl溶液中。 (6) 防錆性 酸洗いしたもの、さらにそれに有機
シラン処理を行つたものについて、5日後の発
錆を観察し、発錆なしを〇、発錆ありを×とし
た。 (7) ヒートサイクルテスト 25m×300mmの積層
板を試験片とし、試験片を−30℃の恒温槽に8
時間、続いて60℃の恒温槽に16時間セツトし、
これを1サイクルとした。同サイクルを10回行
つた試験片について接着強度を測定した。 (8) 後加工性(曲げ) 25mm×200mmの積層板を
試験片とし、この試験片を6mmφの棒鋼の円周
に沿つて巻き、半径3mmφの折り曲げ加工を行
つた。折り曲げ加工部を切断し、剥離の状況を
観察した。 (9) 発錆試験後の接着強度 金属管を有機シラン
化合物で処理後、60℃、90%RHの雰囲気で14
日間保つた後に樹脂被覆を行つたものについて
接着強度を測定した。 実施例 1〜8 供試金属管として50mmφSGP黒管を酸洗い法に
より脱スケールした後、表−1に示すような有機
シラン化合物(1)および有機シラン化合物(2)との混
合物を1%含有する温度80℃の混合溶液に浸漬処
理し、温度100℃で乾燥した金属管表面に、次い
で接着材(線状低密度ポリエチレンとポリイソブ
チレンゴムとの混合物に無水マレン酸を0.6%グ
ラフトさせた変性物)を温度120℃で厚さ0.4mmで
押出被覆し、さらにそのうえに高密度ポリエチレ
ン(密度=0.935g/c.c.、MI=0.2g/10分)を厚
さ3mmで積層被覆した。得られた樹脂被覆金属管
について接着強度、防錆試験後の接着強度、食塩
水浸漬および陰極電解剥離性について試験を行
い、その結果を表−1に示した。また、防錆性に
ついては、酸洗後のものとシラン処理後のものに
ついて比較した。 比較例 1〜3 実施例において、有機シラン化合物の単独で処
理をしたもの、酸洗いのみのものおよび有機シラ
ン化合物に代りリン酸亜鉛処理を行つたものにつ
いても同様に樹脂被覆を行い、その結果を表−1
に併記した。
The present invention relates to a method for treating metal surfaces, and in particular, by treating the metal surface with a mixture of different types of organic silane compounds, it is possible to prevent rust on the metal surface and improve adhesiveness and secondary adhesion with resin. This article relates to a metal surface treatment method that is excellent in surface treatment. Conventionally, metals have been widely coated with synthetic resins for purposes such as corrosion resistance and electrical insulation. For example, polyolefins have strong corrosion resistance against acids, alkalis, and certain organic solvents, and are also used in steel pipes, steel plates, drums, etc. due to their excellent electrical insulation properties and ease of coating work.
It is widely used for covering electric wires, machinery and equipment, and for laminated with metal plates. As a method to improve the adhesion between these metal surfaces and the polyolefin layer, polyolefins are modified by, for example, blending unsaturated carboxylic acids or derivatives thereof into the polyolefins, or graft polymerizing these monomers. ing. It is also known to treat metal surfaces with acids or primers. However, although this modified polyolefin or a metal surface coating or a laminate with a metal plate using this modified polyolefin as an adhesive has high adhesion, the adhesive joint has low water resistance and salt water resistance, and water from scratches in the coating layer does not easily escape. There were problems with durability such as infiltration and cathodic electrolysis removability, so-called secondary adhesion. In order to improve these problems, for example, in the method of coating metal pipes with polyethylene via a polyolefin adhesive modified with maleic anhydride, the metal pipes are pretreated with a chromic acid-based or phosphoric acid-based conversion coating. A method has been proposed to apply
-113871). However, although the chromic acid treatment in this method improves secondary adhesion, it uses toxic hexavalent chromium, which poses safety and health problems. On the other hand, although phosphoric acid treatment is simple and has an antirust effect, it cannot be said that the secondary adhesion is necessarily sufficient. The present invention was made for the purpose of improving such drawbacks in conventionally known coatings of metals with resins or laminates of metals and resins.
The metal surface treatment method of the present invention includes treating the metal surface with the general formula R 1 n Si (OR 2 ) 4-n ...(1) [where R 1 is a substituted alkyl substituted with a polar group, a substituted cycloalkyl group, or a substituted substituted cycloalkyl group] Aryl, R 2
represents alkyl or aryl which may have a substituent, m = 1 or 2, and a hydrophilic organic silane compound represented by the general formula R 3 o Si (OR 4 ) 4-o ...(2) [However, , R 3 is alkyl, vinyl, aryl or cycloalkyl which may have a substituent, R 4 is alkyl or aryl which may have a substituent, and n=1 or 2] This is a metal surface treatment method characterized by treatment with a mixture with a hydrophilic organic silane compound. Examples of metals that can be treated with the organosilane compound in the present invention include aluminum, iron, copper,
These include tin, zinc, nickel, etc., and alloys containing one or more of these, such as stainless steel. Among these, iron and aluminum are preferred. Furthermore, the present invention can be applied to metal molded products in various shapes such as tubes, plates, foils, rods, wires, and others. In addition, the hydrophilic organosilane compound represented by the general formula R 1 n Si (OR 2 ) 4-n (1) in the present invention includes:
R 1 is nitrogen, oxygen, sulfur, which has an affinity for unsaturated carboxylic acids, their acid anhydrides, or their esters;
Examples include alkyl, cycloalkyl, or aryl substituted with a polar group containing an element such as phosphorus, where R 2 is alkyl or aryl which may have a substituent, and m=1 or 2. Among these, those where m=1 are particularly preferred.
Examples of the above polar group include amino, ureido, glycidoquine, epoxy, mercapto, methacryloquine, and anilino group, and examples of the above substituent include methoxy group. Specific examples of R 1 include γ-aminopropyl, N-β-(aminoethyl)-γ-aminopropyl, γ-ureidopropyl, γ-glycidoxypropyl, β-(3,4-epoxy cyclohexyl)ethyl, para-aminophenyl, γ-mercaptopropyl, γ-anilinopropyl, N-
Examples include β-(N-vinylbenzylaminoethyl)-γ-aminopropyl. Further, specific examples of R2 include methyl, ethyl, propyl, butyl, β-methoxyethyl, and phenyl. Among these hydrophilic organosilane compounds, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β-(aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-ureidopropyltriethoxysilane , γ-anilinopropyltrimethoxysilane, N-β-(N-vinylbenzylaminoethyl)-γ-aminopropylmethoxysilane, and the like are preferred. The non-hydrophilic organosilane compound represented by the general formula R 3 o Si (OR 4 ) 4-o (2) in the present invention includes:
Alkyl, vinyl, where R 3 may have a substituent,
Examples include aryl or cycloalkyl, in which R 4 has alkyl or aryl which may have a substituent, and n=1 or 2. Specific examples of R 3 include methyl,
Examples include ethyl, propyl, butyl, vinyl, cyclohexyl, phenyl, octadecyl, and γ-methacryloxypropyl. Specific examples of R 4 include methyl, ethyl, propyl, butyl, β-methoxyethyl, and phenyl. Among these non-hydrophilic organic silane compounds, vinyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, cyclohexyltriethoxysilane and the like are preferred. The mixing ratio of the hydrophilic organosilane compound (1) and the non-hydrophilic organosilane compound (2) in the present invention is the hydrophilic organosilane compound (1)...(a) and the non-hydrophilic organosilane compound (2)... (b) and (a)/(a+b)×100=
It ranges from 95 to 20, preferably from 90 to 50. If the ratio of the hydrophilic organic silane compound (1) exceeds 95, the secondary adhesion will decrease, while if it is less than 20, the adhesive strength will decrease, both of which are not preferred. Note that two or more types of organic silane compounds (1) and (2) may be mixed as long as the mixing ratio is within the above range. The treatment method using an organic silane compound includes water or a solvent that can be mixed with water, such as methanol, ethanol, propanol, t-butanol, acetone,
For methyl ethyl ketone, methyl cellosolve, etc.
Dissolve 0.05-10% by weight, preferably 0.1-2% by weight to form a homogeneous solution. Preparation of the mixed solution is not particularly limited, and may be performed by mixing and then dissolving, or by dissolving separately and then mixing. Alternatively, it may be dissolved and then heated, or it may be dissolved in a heated solvent. Examples of methods include applying this uniform solution to a descaled metal surface at room temperature to 100°C, preferably room temperature to 80°C, or immersing the metal surface in the solution. Application methods include gravure roll, air spray, spray, roll coater, brush, etc., but for continuous treatment, gravure roll, air spray, roll coater, dipping, etc. are preferred. The metal surface coated in this way is heated to a temperature of 60 to 250°C using a heater such as a hot air dryer or an induction heater.
Preferably, it is heated and dried at 80 to 200° C. for 2 seconds to 10 minutes, preferably 10 seconds to 5 minutes to remove the solvent and at the same time perform silanol condensation to form a polysiloxane film. If the concentration of the organosilane compound is less than 0.05% by weight, the effects of the present invention cannot be expected, while if it exceeds 10% by weight, dissolution will be insufficient and both are not preferred. If the temperature of the solution is outside the above range, if it is too low, the organic silane compound will not be sufficiently dissolved, and if it is too high, the solvent will evaporate rapidly, resulting in poor workability. Further, if the drying temperature is lower than 60°C, the solvent will not be removed sufficiently and the polycycloxane film will not be formed sufficiently, which is not preferable. Next, an embodiment of the method for treating a metal surface according to the present invention will be described in detail using a method for manufacturing a resin-coated metal tube as an example. The base metal steel pipe is cleaned by surface treatment such as shot blasting, grit blasting, or pickling, or by chemical conversion treatment such as zinc phosphate.
After being immersed in the solution of the mixed organic silane compound, the metal tube is taken out and heated to dry. Then,
The metal tube on which the silane coating has been formed is coated with a polyolefin adhesive by extrusion coating or sheet-like wrapping, and then the exterior resin is further extruded or wrapped in sheet-form to form a laminated coating. . The polyolefin-based adhesive and sheathing material may be extruded and coated in multiple layers on the silane-treated metal tube, or may be laminated and coated by wrapping a composite sheet around the tube. Furthermore, the resin coating of the exterior material may be omitted as appropriate depending on the application. As the above-mentioned polyolefin adhesive, a copolymer obtained by reacting an olefin, a polyolefin, or a hydrocarbon elastomer with an unsaturated carboxylic acid or a derivative thereof, or a grafted modified product can be used. Examples of the polyolefin include ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 3-methyl-1-butene, and 4-methyl-1-pentene. As the polyolefin, for example, a homopolymer of the above olefin or one of the above monomers and 10
Examples include copolymers with other α-olefins or vinyl acetate with a crystallinity of 20% or more (X-ray diffraction method) or mixtures thereof, but among these, medium-low density Polyethylene, polypropylene, etc. are preferred. Examples of the hydrocarbon elastomer include ethylene-propylene rubber, ethylene-1-butene rubber, ethylene-propylene-dien tapolymer,
Examples include polyisobutylene rubber, ethylene-butadiene rubber, butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, among which ethylene-propylene rubber, ethylene-1-butene rubber,
Polyisobutylene rubber and the like are preferred. As unsaturated carboxylic acids or derivatives thereof,
For example, acrylic acid, methacrylic acid, fumaric acid, maleic acid, citraconic acid, itaconic acid, endo-
Bicyclo[2,2,1]-1,4,5,6,7,
7-hexachloro-5-heptene-2,3-dicarboxylic acid, endo-bicyclo[2,2,1]-5
-Heptene-2,3-dicarboxylic acid, cis-4-
Examples include cyclohexene-1,2 dicarboxylic acid, and acid anhydrides or esters thereof. Among these are maleic anhydride, endo-
Bicyclo-[2,2,1]-5-heptene-2,3
-Dicarboxylic anhydride and the like are preferred. Various known methods can be employed for the reaction of the above-mentioned olefin, polyolefin, or hydrocarbon elastomer with the unsaturated carboxylic acid or its derivative. Further, the polyolefin or the hydrocarbon elastomer may be used alone or in combination. Furthermore, the obtained copolymer or graft modified product may be used after being diluted with a polyolefin and/or a hydrocarbon elastomer. The resin for the above-mentioned exterior material is not limited as long as it has an affinity with the above-mentioned polyolefin-based adhesive, and can be selected as appropriate depending on the application. Examples include polyolefin, polyurethane, polyamide, polyester, etc. Among these, polyolefins are preferred, and polyethylene is particularly preferred. As described above, the method of the present invention is applicable not only to coating the outer surface of metal tubes, but also to resin coating the inner surface of tubes, metal surfaces of various shapes such as plate foils, rods, and wires, and laminates of metal and resin.
It can also be applied to painting and printing on metal. In addition, by applying the organic silane compound treatment of the present invention, rust is prevented during the process from descaling the metal surface to the resin coating process, and it also improves the adhesive strength in the metal and coating resin, and the metal and resin laminate. Next, adhesion can be enhanced. Hereinafter, the method of the present invention will be explained in more detail using Examples. In addition, % in the examples indicates weight, and the test method is as follows. (1) Melt index (MI) JIS K 6760 (2) Melt flow index (MFI) JIS K
6758 (3) Adhesive strength In the case of coated metal surface pipes, the resin layer was cut into strips with a width of 1 cm, the adhesive layer was peeled off from one end, and a 90° peel test was performed at a speed of 5 cm/min. In addition, in the case of a laminate, the laminate should be 25mm x
It was cut into a 300 mm strip, the end face was peeled off by 50 mm to provide a gripping margin, a 90° peel test was performed at a speed of 10 cm/min, and the adhesive strength was divided by 2.5 to calculate the adhesive strength per 1 cm width. (4) Salt water immersion: 80℃ for coated metal surface pipes,
The degree of peeling of the coating was examined after 100 hours of immersion in a 3% NaCl solution. Also, for laminates, 50
A mm x 200 mm test piece was immersed in a 3% NaCl solution at 60°C, and the degree of penetration was examined from the end face after 30 days. (5) Cathodic electrolysis removability ASTM G-8-72 compliant,
5mmφ, holiday, applied voltage 1.5V, 20℃/30
day, in 3% NaCl solution. (6) Rust prevention The pickled and organic silane treated samples were observed for rust after 5 days, and no rust was rated as ○, while rust was rated as ×. (7) Heat cycle test A 25m x 300mm laminate was used as a test piece, and the test piece was placed in a -30℃ thermostatic chamber for 8 hours.
time, then set in a constant temperature bath at 60℃ for 16 hours,
This was considered as one cycle. The adhesive strength of the test piece was measured after the same cycle was repeated 10 times. (8) Post-workability (bending) A 25 mm x 200 mm laminate was used as a test piece, and this test piece was wound around the circumference of a 6 mmφ steel bar and bent to a radius of 3 mmφ. The bent portion was cut and the state of peeling was observed. (9) Adhesive strength after rusting test After treating the metal pipe with an organic silane compound, it was tested at 60℃ and 90%RH for 14 hours.
After being kept for 1 day, the adhesive strength of the resin-coated products was measured. Examples 1 to 8 A 50 mmφ SGP black tube was descaled by pickling as a test metal tube, and then 1% of a mixture of organic silane compound (1) and organic silane compound (2) as shown in Table 1 was added. The surface of the metal tube was immersed in a mixed solution at a temperature of 80°C and dried at a temperature of 100°C. The material was coated by extrusion at a temperature of 120° C. to a thickness of 0.4 mm, and then high-density polyethylene (density = 0.935 g/cc, MI = 0.2 g/10 min) was laminated and coated to a thickness of 3 mm. The obtained resin-coated metal tube was tested for adhesive strength, adhesive strength after rust prevention test, saline immersion, and cathodic electrolytic releasability, and the results are shown in Table 1. In addition, regarding rust prevention properties, comparisons were made between those after pickling and those after silane treatment. Comparative Examples 1 to 3 In Examples, those treated with an organic silane compound alone, those treated with only pickling, and those treated with zinc phosphate instead of the organic silane compound were similarly coated with resin, and the results were Table-1
Also listed.

【表】 実施例 9 第1図に示される連続積層板製造装置を用い
て、予め常法により脱脂したJIS G 3141で規定
される低炭素含有(0.2%以下)の冷間圧延鋼板
(厚さ0.2mm、巾300mm)1のコイル3を用い、そ
の各積層表面に、濃度0.8%のγ−アミノプロピ
ルトリエトキシシラン〔有機シラン化合物(1)〕と
濃度0.2%のビニルトリメトキシシラン〔有機シ
ラン化合物(2)〕とを含む有機シラン化合物の混合
水溶液をロールコーター6を用いて引取速度5
m/分で塗布し、出口温度が100℃の鋼板の予熱
乾燥装置9でそれぞれ乾燥した。次いで、この有
機シラン化合物処理を行い予熱温度を90℃とした
各鋼板に芯材として変性ポリエチレン〔線状低密
度ポリエチレン(MI=2.0g/10分、密度=0.926
g/c.c.、以下L−LDPE−1)80部とエチレン−
1−ブテンゴム(MI4.0g/10分、密度0.88g/
c.c.、以下EBR)20部の混合物に無水マレン酸0.6
%をグラフトさせた変性物25部、L−LDPE−1
60部およびEBR15部とからなる組成物〕のシ
ート2を65mmφの押出機11から押出温度230℃
で押出し、設定温度180℃、設定圧力1.0Kg/cm2
ロール13で加熱圧着して積層板16を製造し
た。得られた積層板の厚さ構成は、鋼板/変性ポ
リエチレン/鋼板が0.2mm/0.4mm/0.2mmあつた。 得られた積層板について、接着強度、食塩水浸
漬、ヒートサイクルテストおよび後加工性(曲
げ)の試験を行い、その結果を表−2に示した。 実施例 10〜12 実施例9において、濃度0.8%のγ−アミノプ
ロピルトリエトキシシランと濃度0.2%のビニル
トリメトキシシランとを含む混合水溶液に代り、
表−2に示すような有機シラン化合物の混合溶液
を用いた以外は同様にして積層板を製造し、その
試験結果を表−2に併記した。 比較例 4〜6 実施例9において、有機シラン化合物の前処理
を行わなかつたこと有機シラン化合物に代り予め
常法によりリン酸亜鉛処理を行い、鋼板の予熱乾
燥装置出口温度を130℃、鋼板の予熱温度を120℃
としたこと、および濃度1%のγ−アミノプロピ
ルトリエトキシシランの単独で処理したこと以外
は同様にして積層板を製造し、その試験結果を表
−2に併記した。
[Table] Example 9 Using the continuous laminate manufacturing equipment shown in Fig. 1, a cold rolled steel plate (thickness 0.2 mm, width 300 mm) 1 is used, and on the surface of each layer, γ-aminopropyltriethoxysilane [organosilane compound (1)] with a concentration of 0.8% and vinyltrimethoxysilane [organosilane with a concentration of 0.2%] are used. A mixed aqueous solution of an organic silane compound containing compound (2)] was taken up using a roll coater 6 at a speed of 5.
The coating was applied at a rate of m/min and dried in a steel plate preheating drying device 9 with an outlet temperature of 100°C. Next, modified polyethylene [linear low-density polyethylene (MI = 2.0 g / 10 minutes, density = 0.926
g/cc, hereinafter L-LDPE-1) 80 parts and ethylene-
1-Butene rubber (MI4.0g/10 minutes, density 0.88g/
cc, hereafter EBR) 0.6 parts of maleic anhydride in a mixture of 20 parts
% grafted modified product, L-LDPE-1
Sheet 2 of the composition consisting of 60 parts of EBR and 15 parts of EBR was extruded from an extruder 11 with a diameter of 65 mm at a temperature of 230°C.
The laminated plate 16 was manufactured by extruding it with a roll 13 at a set temperature of 180° C. and a set pressure of 1.0 Kg/cm 2 . The thickness composition of the obtained laminate was 0.2 mm/0.4 mm/0.2 mm of steel plate/modified polyethylene/steel plate. The obtained laminate was tested for adhesive strength, saline immersion, heat cycle test, and post-processability (bending), and the results are shown in Table 2. Examples 10 to 12 In Example 9, instead of the mixed aqueous solution containing γ-aminopropyltriethoxysilane with a concentration of 0.8% and vinyltrimethoxysilane with a concentration of 0.2%,
Laminated plates were produced in the same manner except that a mixed solution of organic silane compounds as shown in Table 2 was used, and the test results are also listed in Table 2. Comparative Examples 4 to 6 In Example 9, the organosilane compound was not pretreated. Instead of the organosilane compound, the organosilane compound was treated with zinc phosphate in advance by a conventional method, and the steel plate preheating drying device outlet temperature was set at 130°C. Preheat temperature to 120℃
A laminate was produced in the same manner, except that it was treated with γ-aminopropyltriethoxysilane alone at a concentration of 1%, and the test results are also listed in Table 2.

【表】【table】 【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の実施態様を示す連続積層板
製造装置の側面略図である。 1…金属シート、2…変性ポリオレフイン、3
…アンコイラー、4…引取ロール、5…ガイドロ
ール、6…表面コート装置、7…ドクターナイ
フ、8…表面コート液および容器、9…予熱乾燥
装置、10…ガイドロール、11…押出機、12
…T−ダイ、13…加熱圧着ロール、14…予熱
装置、15…冷却装置、16…積層板。
FIG. 1 is a schematic side view of a continuous laminate manufacturing apparatus showing an embodiment of the present invention. 1... Metal sheet, 2... Modified polyolefin, 3
...Uncoiler, 4...Take-up roll, 5...Guide roll, 6...Surface coating device, 7...Doctor knife, 8...Surface coating liquid and container, 9...Preheating drying device, 10...Guide roll, 11...Extruder, 12
... T-die, 13... Heat pressure bonding roll, 14... Preheating device, 15... Cooling device, 16... Laminate plate.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 金属表面を一般式 R1 nSi(OR24-n …(1) 〔但し、R1は極性基が置換したアルキル、シクロ
アルキルもしくはアリール、R2は置換基を有し
てもよいアルキルもしくはアリールを示し、m=
1もしくは2である〕 で示される親水性有機シラン化合物、 および一般式 R3 oSi(OR44-o …(2) 〔但し、R3は置換基を有してもよいアルキル、ビ
ニル、アリールもしくはシクロアルキル、R4
置換基を有してもよいアルキルもしくはアリール
を示し、n=1もしくは2である〕 で示される非親水性有機シラン化合物との混合物
で処理することを特徴とする金属表面の処理法。
[Claims] 1 The metal surface is formed by the general formula R 1 n Si (OR 2 ) 4-n ...(1) [However, R 1 is alkyl, cycloalkyl or aryl substituted with a polar group, and R 2 is a substituent. represents an alkyl or aryl which may have m=
1 or 2] and the general formula R 3 o Si(OR 4 ) 4-o ...(2) [However, R 3 is an alkyl or vinyl compound which may have a substituent. , aryl or cycloalkyl, R 4 represents alkyl or aryl which may have a substituent, and n = 1 or 2]. A method for treating metal surfaces.
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