WO2013080844A1

WO2013080844A1 - プライマー組成物

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Publication number: WO2013080844A1
Application number: PCT/JP2012/080110
Authority: WO
Inventors: 山辺　秀敏; 有香滝田; 恭子宮内
Original assignee: 住友金属鉱山株式会社
Priority date: 2011-11-30
Filing date: 2012-11-20
Publication date: 2013-06-06
Also published as: CN104080866B; EP2789660A1; US9057132B2; EP2789660A4; CN104080866A; JP5223991B1; CA2857309C; JP2013136722A; US20140343193A1; CA2857309A1

Abstract

　エポキシ系接着剤で接着され得る各種材料の表面に付着性及び造膜性に優れたプライマー層を形成することができるプライマー組成物を提供する。　エポキシ樹脂と、硬化剤と、硬化触媒と、無機酸化物フィラーとからなるプライマー組成物であって、該エポキシ樹脂は少なくともビスフェノールＡ型エポキシ樹脂とフェノールノボラック型エポキシ樹脂とを含み、該硬化剤はジシアンジアミドであり、該硬化触媒はイミダゾールであり、該無機酸化物フィラーは、少なくとも表面が疎水性で一次粒子径７～４０ｎｍ、比表面積５０～３８０ｍ^２／ｇのフュームドシリカをエポキシ樹脂の合計１００重量部に対し０.５～３重量部含有し、該プライマー組成物は溶剤を含有していない。

Description

プライマー組成物

　本発明は、プライマー組成物に関し、特に各種材料表面において接着剤に対する親和性を改善することにより、接着剤による材料の強固な接着を可能とする新規なプライマー組成物に関する。

　ステンレス鋼、普通鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、亜鉛めっき鋼などの各種金属材料は、優れた耐食性や表面外観を活かして建材や電子機器など多くの分野で幅広く使用されている。これらの金属材料を構造材や各種部品等として使用する場合は、金属材料板同士を相互に接合したり、金属材料板を他の部品や部材と接合したりすることを要求されることが多い。このような場合、従来は溶接によって金属材料板同士を接合することが大半であった。

　しかし、溶接により金属材料を接合する場合は、溶接された金属材料板の表面に溶接痕が残るため、金属材料板特有の優れた表面外観が損なわれるという問題がある。また、溶接痕や溶接歪みを除去するためには板金加工が必要となるが、かかる板金加工は長い時間と労力がかかる上、騒音の発生等によって作業環境を悪化させるため、作業者はもちろん周辺住民からも敬遠されている。

　そこで、溶接に代わる金属材料の接合方法として、近年、接着剤を用いて接合する接着法が注目されている。接着剤を用いる接着法は、金属材料の表面外観がほとんど損なわれないため、上記板金加工が不要になるという利点がある。しかし、一般に金属材料の表面は安定な酸化皮膜で覆われている場合が多く、特にステンレス鋼の酸化皮膜は耐食性に優れている反面、接着剤との親和性が極めて低く、接着力に劣るという問題があった。また、接着では接合界面の耐水性が低くなるため、金属材料の接着部を高温高湿雰囲気に曝すと、接着力が短期間で著しく低下するという問題があった。

　このような金属材料の接着剤に対する親和性、特にエポキシ系接着剤に対する親和性は、予め金属材料の表面を酸で活性化処理することにより改善することができる。例えば、ステンレス鋼板の表面を硫酸と蓚酸との混合水溶液で処理する方法が知られている。また、アルミニウム板やアルミニウム合金板をリン酸水溶液あるいは重クロム酸水溶液に浸漬するか、あるいは浸漬しながら陽極で電気的に酸化させる方法も知られている。これらの処理方法は、優れた接着性が発現することが知られており、航空機の組立工程等で実用化されている。

　しかし、上記酸処理によりステンレス鋼表面を活性化させる方法は、ステンレス鋼表面にスマットを発生させるという問題がある。このスマットは、重クロム酸と硫酸との混合水溶液でステンレス鋼表面を処理することによって除去することができる。しかしながら、この脱スマット処理はクロム含有排水を発生させるため、環境破壊の観点から厳しく制限されている。

　最近では、このような脱スマット処理の必要がない接合方法として、予めステンレス鋼板の表面にプライマーを塗装して有機系薄膜（プライマー層）を形成させることで、接着性を高める方法が試みられている。例えば、特許文献１には、ステンレス鋼板の接着性を高めるため、酸性リン酸エステル及び／又はその塩と、水を含む水性プライマーを用いてステンレス鋼板を処理する方法が記載されている。

　また、ステンレス鋼板、普通鋼板、アルミニウム板、アルミニウム合金板などに接着性を付与する技術として、シランカップリング剤を用いることが知られている。例えば、特許文献2には、シラン系カップリング剤を用いて普通鋼板やステンレス鋼の表面を処理することにより、フッ素系塗膜との接着性を改善する方法が記載されている。

　非特許文献１には、エポキシ系接着剤と反応性がある官能基を有するシランカップリング剤での処理により、ステンレス鋼板、普通鋼板、アルミニウム板、アルミニウム合金板などの接着性が向上することが述べられている。更に、特許文献３には、多官能エポキシ樹脂とビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を主体とし、硬化剤としてイミダゾールを含むプライマー組成物が記載されている。

　近年は、接着法の普及に伴って、次第に厳しい使用環境である高温高湿環境下に接着剤の接着部が曝されるケースも多くなっている。例えば、最も過酷な条件である沸騰水による浸漬の場合、シランカップリング剤などによる表面処理では、その接着性の低下を抑制することが困難である。そこで、沸騰水中でも各種金属材料の接着部に安定した接着性を付与する処理として、非特許文献２にはシリコーター処理が提案されている。

特開平０６－００９３１１号公報特公平０６－０５７８７２号公報特開２００７－０７７３５８号公報

山辺秀敏他、「Ａ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ　Ｓｔｅｅｌｓ」、色材協会誌、７０巻、１２号、１９９７年、ｐ７６３～７７１Ｔｉｌｌｅｒ他、「Ｓｉｌｉｃｏａｔｅｒ－Ｖｅｒｆａｈｒｅｎ」、Ｆｅｒｔｉｇｕｎｇｓｓｙｓｔｅｍ　Ｋｌｅｂｅｎ’、８９、ＶＣＨ　Ｖｅｒｌａｇ、１９８９、ｐ９５～１０６

　上記した特許文献１や特許文献２に開示されているような酸性リン酸エステルやシラン系カップリング剤を使用した表面処理によって、ステンレス鋼板、普通鋼板、アルミニウム板、アルミニウム合金板、銅板、亜鉛めっき鋼板などの各種金属材料板において、エポキシ系接着剤に対する親和性が向上することが確認されている。しかしながら、これらの表面処理による方法は、上記した従来の硫酸と蓚酸との混合水溶液による処理による方法と同程度の接着性は得られていない。そのため、接着したステンレス鋼板等の接着強度及び耐久性は実用上十分とは言えず、接着構造体として長期に安定して使用することはできなかった。

　また、特許文献３の技術は、プライマー組成物にフィラーを含有していないため膜の形成性（造膜性）に劣っている。また、塗布の作業性を確保するためにトルエンやメチルエチルケトンなどの有機溶剤によって希釈を行っているため、ＶＯＣ（Ｖｏｌａｔｉｌｅ　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）による大気汚染への配慮が必要となり、製造過程及び使用過程において大きな制約を受けるという欠点がある。

　さらに、非特許文献１におけるシランカップリング剤はモノマー構造であるため、その希釈溶液を汚れのある実用金属表面に均一に塗布することは難しい。すなわち、汚れのない金属面に対しては、例えばアルコキシ基またはその加水分解生成物であるシラノール基と金属表面の酸化物層の水酸基との縮合反応により、シランカップリング剤は強固に付着することができる。

　しかし、通常の金属表面は大気中に存在する有機物や無機物により汚染されており、これら有機物や無機物は酸化物層の上に堆積し、既に強固に付着している。このような汚染層を完全に除去することは現実的には困難であるため、汚れのある実用金属表面にシランカップリング剤を均一に付着させることは難しいのが現状である。また、非特許文献２におけるシリコーター処理は高温の火炎処理であることから、その適用は小型の基材などに制限されている。

　本発明は、上記した従来の課題に鑑みてなされたものであり、エポキシ系接着剤で接着され得る各種材料の表面に付着性及び造膜性に優れたプライマー層を形成することができるプライマー組成物を提供することを目的としている。特に、各種材料の接着に際して、従来から実用されている酸混合水溶液での処理やシランカップリング剤などの化学処理と同等以上の接着強度と接着耐久性を付与することができ、且つ溶剤なしでも低粘度で良好に塗布作業を行うことができる環境負荷の低いプライマー組成物を提供することを目的としている。

　上記目的を達成するため、本発明が提供するプライマー組成物は、エポキシ系接着剤で接着され得る材料の表面に塗布されるプライマー組成物であって、プライマー組成物の成分は、エポキシ樹脂と、硬化剤と、硬化触媒と、無機酸化物フィラーとからなり、該エポキシ樹脂は少なくともビスフェノールＡ型エポキシ樹脂とフェノールノボラック型エポキシ樹脂とを含み、該硬化剤はジシアンジアミドであり、該硬化触媒はイミダゾールであり、該無機酸化物フィラーは、少なくとも表面が疎水性で一次粒子径７～４０ｎｍ、比表面積５０～３８０ｍ^２／ｇのフュームドシリカをエポキシ樹脂の合計１００重量部に対し０.５重量部から３重量部含有し、溶剤を含有しないことを特徴としている。

　上記本発明によるプライマー組成物においては、前記フェノールノボラック型エポキシ樹脂と前記ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂との配合比が、１０重量部：９０重量部～３０重量部：７０重量部の範囲内であることが好ましい。

　また、上記本発明によるプライマー組成物においては、前記硬化剤のジシアンジアミドの配合量が、前記エポキシ樹脂の合計１００重量部に対し３～２５重量部の範囲内であることが好ましい。

　また、上記本発明によるプライマー組成物においては、前記エポキシ系接着剤で接着され得る材料は、ステンレス鋼材、普通鋼材、アルミニウム材、アルミニウム合金材、銅材、亜鉛めっき鋼材の群から選ばれるいずれか一種の金属材料であることが好ましい。

　また、上記本発明によるプライマー組成物においては、前記プライマー組成物の硬化物のガラス転移温度が１００℃以上であることが好ましい。

　本発明によれば、各種材料の表面に付着性及び造膜性に優れたプライマー層を形成して、各種材料においてエポキシ系接着剤に対する親和性を高めることができる。これにより、プライマー層を設けた材料をエポキシ系接着剤で接着する際に、酸混合水溶液での処理やシランカップリング剤での化学処理などの場合と同等以上の高い接着強度で接着することができる。

　さらに、溶剤を使用することなく、塗布作業に適した低い粘度を実現することができるので、塗布作業における環境への負荷が少ない上、ＶＯＣによる大気汚染の心配が不要となるので環境にやさしい材料である。

　本発明のプライマー組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化触媒及び無機酸化物フィラーを必須成分とし、例えば金属板その他の金属材料の部材の表面に塗布してプライマー層を形成することによって、エポキシ系接着剤に対する金属材料の親和性を向上させる。従って、本発明のプライマー組成物でプライマー層を形成したステンレス鋼、普通鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、亜鉛めっき鋼などの各種金属材料は、エポキシ系接着剤によって簡単且つ強固に接着することができる。

　本発明のプライマー組成物が主に対象とする金属材料は、材料の種類や形態によって制約を受けるものではなく、ステンレス鋼、普通鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、亜鉛めっき鋼などの各種金属材料などの板材や他の形態の部材、金属部品などに好適に適用することができる。例えば、鋼板の場合、普通鋼では冷間圧延鋼板や熱間圧延鋼板などに、ステンレス鋼ではマルテンサイト系，フェライト系及びオーステナイト系の各種ステンレス鋼板に適用可能である。

　また、本発明のプライマー組成物を用いて形成されたプライマー層を有する各種材料の接着に用いるエポキシ系接着剤は、一液型であってもよいし、二液型であってもよい。これらの中では、工業的用途において大きな接着強度が得られる二液型のエポキシ系接着剤の使用がより好ましい。

　本発明のプライマー組成物の主成分であるエポキシ樹脂は、二官能のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂と多官能（以下、多官能とは三官能以上を意味する）のフェノールノボラック型エポキシ樹脂とを併用している。二官能のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂は、その水酸基による金属表面との水素結合性や、分子内エーテル結合の回転による柔軟性・可とう性から、金属表面に対して強い接着性を有する。このビスフェノールＡ型エポキシ樹脂に多官能のフェノールノボラック型エポキシ樹脂を配合することにより、硬化物の架橋密度が高くなり、耐熱性や機械強度が向上する。特に、沸騰水に浸漬するような過酷な使用条件下では、高い架橋密度を得ることが特に重要である。

　本発明のプライマー組成物では、多官能のフェノールノボラック型エポキシ樹脂については、実際に塗布するときの粘度を実用的な範囲とするため２種以上を混合使用することが好ましい。

　本発明のプライマー組成物に含まれるエポキシ樹脂で併用される上記ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂及びフェノールノボラック型エポキシ樹脂は、フェノールノボラック型エポキシ樹脂：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂で表される配合比が１０重量部：９０重量部～３０重量部：７０重量部の範囲内となるように配合されていることが好ましい。

　その理由は、エポキシ樹脂の合計１００重量部に対してフェノールノボラック型エポキシ樹脂の配合量が１０重量部より少ないと、プライマーの耐沸騰水接着性を確保することが難しくなるからである。一方、エポキシ樹脂の合計１００重量部に対してフェノールノボラック型エポキシ樹脂の配合量が３０重量部より多くなると、架橋度が上がって脆くなると共に、金属材料との間に大きな応力が発生するため、十分な接着性が得られ難くなるからである。

　上記エポキシ樹脂の硬化剤としては、ジシアンジアミドを使用する。ジシアンジアミドは、常温では固体であり、エポキシ樹脂と殆ど反応しない。しかし、融点を過ぎると液状化し、エポキシ樹脂のグリシジル基と反応して架橋硬化させる。本発明のプライマー組成物は、このような特性を有するジシアンジアミドを硬化剤として使用し、予めエポキシ樹脂に配合することによって、常温での保存安定性に優れた一液型のプライマー組成物として構成される。

　上記硬化剤であるジシアンジアミドの配合量は、エポキシ樹脂の合計１００重量部に対して３～２５重量部の範囲とすることが好ましい。このジシアンジアミドの配合量が３重量部より少ないと、プライマー組成物の硬化が不十分となり、満足すべき耐沸騰水接着性が得られ難くなる。また、ジシアンジアミドを２５重量部よりも多く配合すると、硬化剤が過剰となり、プライマー組成物が硬く且つ脆くなるため好ましくない。

　本発明のプライマー組成物では、硬化触媒としてイミダゾールを使用する。硬化触媒の選定は、前述した硬化剤としてのジシアンジアミドの硬化性能と硬化物特性に影響を与えるため重要である。イミダゾールは一般的なエポキシ樹脂の硬化剤として使用されることが多いが、本発明では硬化剤のジシアンジアミドと併用している。これにより、その硬化温度を１８０℃以下の使いやすい温度に下げると共に、硬化塗膜の耐熱性を向上させる効果が得られる。特に接着部において高い耐沸騰水接着性を維持するには、硬化塗膜のガラス転移温度は１００℃以上が必要であり、そのためには硬化剤のジシアンジアミドと硬化触媒のイミダゾールとを併用することが重要である。

　上記硬化触媒であるイミダゾールの配合量は、エポキシ樹脂の合計１００重量部に対して、０.５～２.０重量部の範囲内とすることが好ましい。このイミダゾールの配合量が０.５重量部より少ないと未硬化現象が発生しやすくなり、逆に２.０重量部を超えて添加するとプライマー組成物の保存中に硬化が進行して、ゲル化が起きやすくなるため好ましくない。

　硬化触媒として好適に使用できるイミダゾールとしては、２－メチルイミダゾール、２－ウンデルイミダゾール、２－ヘプタデシルイミダゾール、１,２－ジメチルイミダゾール、２－エチル－４－メチルイミダゾール、２－フェニルイミダゾール、１－シアノエチル－２－メチルイミダゾール、１－シアノエチル－２－ウンデシルイミダゾール、１－シアノエチル－２－フェニルイミダゾール、１－シアノエチル－２－ウンデシルイミダゾリウムトリメリテイト、２,４－ジアミノ－６－(２’－メチルイミダゾリル－(１’))－エチル－ｓ－トリアジン、２,４－ジアミノ－６－(２’－ウンデシルイミダゾリル－(１’))－エチル－ｓ－トリアジンなどを挙げることができ、その中でも特に２－メチルイミダゾールが好ましい。

　更に、本発明のプライマー組成物には、金属材料表面への良好な塗布性と造膜性を得ると共に、過酷な環境下での硬化塗膜の金属材料表面に対する優れた接着性を確保するために、無機酸化物フィラーが配合されている。

　具体的に説明すると、焼付け硬化する際、加熱による硬化が始まるまで一時的に樹脂粘度は低下する。その際、汚れの付着した金属材料表面は表面自由エネルギーが低く、エポキシ樹脂の表面自由エネルギーの方が高くなり、その結果、汚れの付着した金属材料の表面ではプライマー皮膜がはじかれて連続性が失われる恐れがある。このいわゆる「ハジキ」の問題を防止するために、無機酸化物フィラーを配合することによりレオロジーをコントロールし、高温雰囲気における粘度低下を適度に抑制でき、プライマー皮膜の連続性を保持することが可能となる。

　このような無機酸化物フィラーとして、本発明ではヒュームドシリカを使用する。一般的にプライマー組成物に添加して配合する酸化チタンは凝集性が強く、塗布作業時に粘度が高くなって、塗り難くなるという欠点がある。本発明のプライマー組成物では、このような無機酸化物フィラーとして酸化チタンの代わりに、粒子径の非常に小さいフュームドシリカを使用することが重要である。フュームドシリカの使用により、塗布時において低粘度を維持しながら塗布後には粘度を上昇させることにより、前述の「ハジキ」の問題を抑制するのに十分なチクソトロピー性を付与することを可能とした。

　本発明で使用するフュームドシリカは、少なくともその表面が疎水性であり、一次粒子径が７～４０ｎｍ、比表面積が５０～３８０ｍ^２／ｇであることが特に重要である。これは、表面が疎水性であり且つ粒子径が非常に小さい場合は、極性の高いエポキシ樹脂との間で反発力を生じ、フュームドシリカの凝集性が高まり、チクソトロピー性発現の要因である網目（ネットワーク）構造を形成し易くなるためである。

　上記無機酸化物フィラーの配合量については、エポキシ樹脂の合計１００重量部に対するフュームドシリカの配合比が、０.５～３重量部の範囲内とすることが必要である。この配合量が０.５重量部より少ないと効果が十分でなく、また３重量部を超えると粘度が高くなりすぎて、塗布が困難になる。

　なお、前述した特許文献３には、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂と多官能エポキシ樹脂とを主体とする公知のプライマー組成物が記載されているが、このプライマー組成物は、溶剤希釈により塗布の際の作業性を確保している。そのため、例えば溶剤としてトルエンを使用する場合においては、大気汚染への配慮を要するなど取り扱いが面倒である。これに対し、本発明のプライマー組成物では、トルエンなどの有機溶剤を使用することなく上記した各構成成分のみでバーコーター等での塗布作業に適した粘度、具体的には３～７Ｐａ・s程度にコントロールすることができる。

　このように、本発明のプライマー組成物を使用することにより、接着剤を用いて金属材料を接着するという簡単な施工によって、強度的に優れた建材その他の構造材を得ることができる。しかも、得られた接着部は高温での耐湿性に優れており、沸騰水による浸漬のような高温高湿環境下に曝されても高い接着強度を長期間にわたって保持することができる。

　さらに、本発明のプライマー組成物を電気絶縁材料の接着に用いた場合、接着部は高温の強酸又は強アルカリの水溶液中のような過酷な使用条件においても安定した接着性を維持できるので、各種電気化学プロセスへの新たな展開が可能である。すなわち、本発明のプライマー組成物は、接着安定性と塗膜の架橋密度が非常に高く、強酸、強塩基性水溶液中で使用される金属用絶縁膜としても非常に有用である。

　[実施例１]
　エポキシ樹脂、硬化剤、硬化触媒、及び無機酸化物フィラーをそれぞれ秤量し、（株）日本精機製作所製のエクセルオートホモジナイザーを用いて、回転数１００００ｒｐｍ、混合時間２分間の条件で混合することにより、下記表１に示す配合量を有する試料１～１６のプライマー組成物を調製した。

　ここで、エポキシ樹脂に用いるビスフェノールＡ型エポキシ樹脂には、三菱化学（株）製のＪＥＲ８２８（エポキシ樹脂Ａと表示）を使用し、フェノールノボラックエポキシ樹脂には、三菱化学（株）製のＪＥＲ１５２（エポキシ樹脂Ｂと表示）とＪＥＲ１５４（エポキシ樹脂Ｃと表示）とを混ぜて使用した。

　また、硬化剤としては三菱化学（株）製のジシアンジアミド硬化剤（ＤＩＣＹ７）を用い、硬化触媒としては四国化成（株）製の２－メチルイミダゾールを用いた。無機酸化物フィラーには、疎水性フュームドシリカとして日本エアロジル社製のＲＹ２００Ｓ（フュームドシリカ粉Ａ１と表示）、ＲＹ５０（フュームドシリカ粉Ａ２と表示）、又はＲＹ３００（フュームドシリカ粉Ａ３と表示）を使用した。さらに比較のため、親水性フュームドシリカとして同じく日本エアロジル社製の１３０（フュームドシリカ粉Ｂと表示）を使用した。

　なお、これらフュームドシリカの一次粒子径及び比表面積は、それぞれＲＹ２００Ｓ（フュームドシリカ粉Ａ１）が１６ｎｍ及び１３０ｍ^２／ｇ、ＲＹ５０（フュームドシリカ粉Ａ２）が４０ｎｍ及び５０ｍ^２／ｇ、ＲＹ３００（フュームドシリカ粉Ａ３）が７ｎｍ及び３００ｍ^２／ｇ、１３０（フュームドシリカ粉Ｂ）が１６ｎｍ及び１３０ｍ^２／ｇである。なお、試料１３及び１４では比較のため、フュームドシリカの代わりにキンセイマテック（株）製の平均粒径３～２４μｍのシリカ（ＨＳ－０５）と石原産業（株）製の平均粒径０.２１μｍの酸化チタン（タイペークＣＲ６０）を使用した。また、試料９ではフュームドシリカに加えて上記シリカ及び酸化チタンを添加した。

　得られた試料１～１６のプライマー組成物の各々について、塗布時の造膜性を評価すると共に、二液型エポキシ系接着剤を用いてステンレス鋼板同士を接着した時の接着性能を評価した。具体的には、板厚１.２ｍｍのＳＵＳ３０４のステンレス鋼板（２Ｂ仕上げ）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浸漬により３分間脱脂した。その後、これら試験片にそれぞれ試料１～１６のプライマー組成物をバーコーターにより６０μｍの厚みに塗布し、１７５℃で４５分間加熱硬化させてプライマー層を形成した。このようにして得られたプライマー層を目視観察して造膜性を評価した。

　次に、試料１～１６のプライマー組成物の各々について、上記と同様にしてプライマー層を形成した試験片を２枚ずつ用意し、これら２枚をプライマー層側が対向するようにして直ちに二液型エポキシ系接着剤（住友３Ｍ、ＤＰ－１９０グレー）によりラップ幅１２.５ｍｍで接着した。さらに、プライマー層のない場合との比較のため、試料１７としてプライマー層のない試験片を２枚用意し、これらを上記と同様に接着した。

　そして、これら試料１～１７の接着された試験片の接着部を室温にて２４時間硬化させ、更に１００℃にて１時間保持して完全に硬化させた。その後、接着された試験片に対して、ＪＩＳ　Ｋ６８５０に準拠して初期剪断接着強度を測定した。更に、接着部の耐湿性能を調査するため、接着された試験片を沸騰水に７日間浸漬した後、上記と同様にして剪断接着強度を測定した。

　得られた初期及び沸騰水浸漬後の剪断接着強度の測定結果を、プライマー組成物の造膜性の評価と共に下記表２に示す。なお、造膜性の評価は、試験片の全面に均一にプライマー組成物の膜が形成された場合を○、プライマー組成物の膜が形成されたが試験片の半分以上に膜が形成されなかった場合を△、プライマー組成物の膜が全く形成されずに水滴のようになってしまった場合を×とした。また、試料１～１６のプライマー組成物の粘度をＢ型粘度計を用いて４０℃、５ｒｐｍの条件で測定した結果も併せて示した。

　上記表２から明らかなように、本発明による試料１～１１の各プライマー組成物は、良好な造膜性を有すると同時に、エポキシ系接着剤で接着したとき高い接着強度を具え、しかも優れた耐水性を有することで高い接着強度を維持することができた。また、試料９の結果から、フュームドシリカにシリカ粉及び酸化チタンを加えて使用しても粘度を低く抑制することができ、造膜性も良好であることがわかる。

　一方、比較例である試料１２～１７では、造膜性あるいは接着強度のいずれかが不十分であり、特に試料１２、１４、１５、１６では膜が形成されないため膜の接着評価ができなかった。試料１７では、初期の剪断接着強度は高かったが、沸騰水浸漬後は剪断接着強度が大きく低下した。これらの結果から、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂と多官能フェノールノボラックエポキシ樹脂を適切に配合し、ジシアンジアミド硬化剤及びイミダゾール系触媒の系に疎水性のヒュームドシリカを添加することにより、塗布時の粘度を下げながら、十分な造膜性と高い接着性が維持されることが分かる。

　[実施例２]
　ステンレス鋼板に代えて他の金属材料から切り出した試験片を用いた以外は上記実施例１と同様にして、上記表１に示す試料１～１６のプライマー組成物について塗布時の造膜性及びエポキシ系接着剤を用いて板同士を接着した時の接着性能の評価を行い、さらに試料１７としてプライマー層のない場合の接着性能の評価を行った。その結果を、それぞれ下記表３（試験片が亜鉛めっき鋼板の場合）、下記表４（試験片が銅板の場合）、下記表５（試験片がアルミニウム板の場合）、下記表６（試験片が普通鋼板の場合）に示す。

　上記表３～６の結果から、試験片が普通鋼板、アルミニウム板、銅板、亜鉛めっき鋼板の場合においても、ステンレス鋼板の場合と同じように本発明のプライマー組成物を使用することで十分な造膜性と高い接着性が維持されることが分かる。

Claims

　エポキシ系接着剤で接着され得る材料の表面に塗布されるプライマー組成物であって、プライマー組成物の成分は、エポキシ樹脂と、硬化剤と、硬化触媒と、無機酸化物フィラーとからなり、該エポキシ樹脂は少なくともビスフェノールＡ型エポキシ樹脂とフェノールノボラック型エポキシ樹脂とを含み、該硬化剤はジシアンジアミドであり、該硬化触媒はイミダゾールであり、該無機酸化物フィラーは、少なくとも表面が疎水性で一次粒子径７～４０ｎｍ、比表面積５０～３８０ｍ^２／ｇのフュームドシリカをエポキシ樹脂の合計１００重量部に対し０.５～３重量部含有し、溶剤を含有しないことを特徴とするプライマー組成物。
　前記フェノールノボラック型エポキシ樹脂と前記ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂との配合比が、１０重量部：９０重量部～３０重量部：７０重量部の範囲内であることを特徴とする、請求項１に記載のプライマー組成物。
　前記硬化剤のジシアンジアミドの配合量が、前記エポキシ樹脂の合計１００重量部に対し３～２５重量部の範囲内であることを特徴とする、請求項１に記載のプライマー組成物。
　前記材料は、ステンレス鋼材、普通鋼材、アルミニウム材、アルミニウム合金材、銅材、及び亜鉛めっき鋼材の群から選ばれるいずれか一種であることを特徴とする、請求項１に記載のプライマー組成物。
　前記プライマー組成物の硬化物のガラス転移温度が１００℃以上であることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載のプライマー組成物。