JP2010005838A - Metal member for joining and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アルミニウムやマグネシウム合金に代表される金属の接着剤による接合技術に係わり、これら金属の表面を活性化し、金属基材表面に接着性に富むプライマー層を備えた接合用金属部材と、その製造方法、さらには上記接合用部材を用いた接合部材に関するものである。 The present invention relates to a joining technique using a metal adhesive typified by aluminum or magnesium alloy, activates the surface of these metals, and a metal member for joining provided with a primer layer rich in adhesiveness on the surface of a metal substrate, The manufacturing method further relates to a joining member using the joining member.
近年、燃費改善や、これによるCO2排出量低減の観点から、車両の軽量化を目的に、ポリエチレンやポリプロピレンなどの樹脂材料と並んで、アルミニウムやマグネシウムなどを主成分とする軽金属材料の適用が拡大している。 In recent years, light metal materials mainly composed of aluminum, magnesium, etc. have been applied along with resin materials such as polyethylene and polypropylene for the purpose of reducing vehicle weight from the viewpoint of improving fuel efficiency and reducing CO 2 emissions. It is expanding.
これら軽金属材料同士、あるいはこれら軽金属材料と他の材料から成る部材とを接着して一体化する技術は、従来より金属加工分野、樹脂加工分野、機能材料製造分野、機械組立加工分野などの広い分野で要求されている。そして、その要求を満たすために数多くの接着剤が開発され、その中には非常に優れたものもある。
このような接着技術の発展は、被着材である軽金属材料の表面改質と接着剤の技術開発に支えられており、このうち被着材である軽金属材料の表面改質、すなわち接着前の処理方法としては、一般的に次のような方法が挙げられる。
The technologies for bonding these light metal materials or by bonding these light metal materials and members made of other materials into a wide range of fields such as the metal processing field, resin processing field, functional material manufacturing field, machine assembly field, etc. Is required. A number of adhesives have been developed to meet these requirements, some of which are very good.
The development of such adhesion technology is supported by the surface modification of the light metal material as the adherend and the development of the adhesive technology. Among these, the surface modification of the light metal material as the adherend, that is, before bonding As a processing method, the following methods are generally mentioned.
まず、アルミニウム合金については、表面に付着した汚れや油膜を取り除いた後に、クロム酸処理をするのが一般的であり、このクロム酸処理を行うことにより、強固な酸化金属皮膜を生成させて表面安定化を図ると共に、エッチングによって表面の粗面化を図るようにしている。
一方、マグネシウム合金においては、リン酸ソーダやケイ酸ソーダで完全脱脂をしてから、リン酸亜鉛処理を施し、これによって凹凸形状の大きなリン酸亜鉛皮膜を生成させるようにしている。
First, for aluminum alloys, chromic acid treatment is generally performed after removing dirt and oil film adhering to the surface, and this chromic acid treatment produces a strong metal oxide film. In addition to stabilization, the surface is roughened by etching.
On the other hand, in magnesium alloys, zinc phosphate treatment is performed after complete degreasing with sodium phosphate or sodium silicate, thereby generating a zinc phosphate film having a large uneven shape.
このように、被着材である軽金属材料の表面改質、つまり接着前処理方法としては、しっかりした酸化金属皮膜を作るか、安定で表面エッチングされたような凹凸形状をなすリン酸亜鉛皮膜を作るのが一般的な方法であり、これらの前処理によって接着や塗装に対処できるようになる。 As described above, surface modification of the light metal material as an adherend, that is, a pretreatment method for adhesion, is to form a solid metal oxide film or a zinc phosphate film that has a stable surface etched uneven shape. It is a common method to make, and these pretreatments can cope with adhesion and painting.
ところが、リン酸亜鉛による表面処理では、処理後の耐食性の観点から適用できる金属材料が限定され、また反応の副生成物としてスラッジを発生させるため、環境に対して高負荷であり、処理コストも高い。
また、昨今の環境規制から、処理液に有害な6価クロムを含むクロム酸処理も敬遠される方向にある。
However, in the surface treatment with zinc phosphate, the metal materials that can be applied are limited from the viewpoint of the corrosion resistance after the treatment, and sludge is generated as a by-product of the reaction. high.
In addition, due to recent environmental regulations, chromic acid treatment containing hexavalent chromium harmful to the treatment liquid is also being avoided.
そこで、処理液にこのような有害成分を含まない処理方法として、例えば、孤立電子対を持つ窒素原子を含有する化合物及びこの化合物とジルコニウム化合物を含有する金属表面用ノンクロムコーティング剤が提案されている(特許文献1参照)。
また、クロムフリー酸性組成物による表面処理方法、例えば、耐食性に優れる皮膜となり得る成分の水溶液で処理した後、水洗を行わずに焼付け・乾燥することによって皮膜を固定化する表面処理方法が提案されている(特許文献2参照)。
Further, a surface treatment method using a chromium-free acidic composition, for example, a surface treatment method for immobilizing a film by treating with an aqueous solution of a component capable of forming a film having excellent corrosion resistance and then baking and drying without washing with water is proposed. (See Patent Document 2).
しかしながら、上記特許文献1に記載の方法は、上記組成物で処理することによって、有害成分である6価クロムを用いることなく、処理後の接着性や耐食性に優れた表面処理皮膜を得ることを可能ではあるが、対象とされる材料がアルミニウム合金に限られている。しかも、処理・乾燥によって表面処理皮膜を作るため、車両部材のような複雑な構造物を均一に処理することは困難である。
However, the method described in
また、上記特許文献2に記載の方法は、皮膜の生成に化学反応を伴わないため、マグネシウム合金やアルミニウム合金などの様々な金属材料に適用することが可能ではある。ところが、処理・乾燥によって表面処理皮膜を作るため、上記特許文献1に記載の発明と同様に、車両部材のような複雑な構造物を均一に処理することは困難である。
Moreover, since the method described in
一方、砂や鉄、アルミナ、ステンレス鋼粉などを用いたショットブラスト、サンドペーパーやワイヤブラシ、グラインダーを用いた表面研磨方法など、表面を物理的に処理する方法も一般的に行われている。しかし、処理される部材が押出材や鋳物の場合、その表面に存在する酸化皮膜や離型材の厚さが均一でないために均一に処理することが困難であり、残存する酸化皮膜や離型材により、接着性や塗膜の密着性にばらつきが生じる。
さらに、処理後の合金表面には、処理の際に発生した合金の微粉などが付着しているため、必ず表面を洗浄・脱脂する必要があるという問題がある。
On the other hand, methods of physically treating the surface, such as shot blasting using sand, iron, alumina, stainless steel powder, etc., surface polishing methods using sandpaper, wire brushes, and grinders, are also generally performed. However, when the processed member is an extruded material or a casting, the thickness of the oxide film or mold release material present on the surface is not uniform, so it is difficult to process uniformly. Variations in adhesiveness and coating adhesion occur.
Furthermore, since the alloy surface after the treatment is adhered with fine powder of the alloy generated during the treatment, there is a problem that the surface must be cleaned and degreased.
本発明は、従来の金属材料の表面処理方法、表面改質方法における上記問題点に鑑みてなされたものである。そして、その目的とするところは、アルミニウム合金やマグネシウム合金などに代表される金属の表面を活性化し、接着性に優れたプライマー層を強固に付着させた接合用金属部材と、その製造方法、さらには上記接合用部材を用いて成る接合部材を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems in the conventional metal material surface treatment method and surface modification method. And the purpose is to activate a metal surface typified by an aluminum alloy or a magnesium alloy, and to firmly bond a primer layer excellent in adhesiveness, a manufacturing method thereof, Is to provide a joining member using the joining member.
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、例えばレーザー処理によりエネルギーを加え、もって金属表面に金属水酸化物を形成し、当該水酸化物のOH基とプライマーを構成する化合物との間に共有結合を形成させることによって上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have applied energy by, for example, laser treatment, thereby forming a metal hydroxide on the metal surface, and constituting an OH group and a primer of the hydroxide The present inventors have found that the above object can be achieved by forming a covalent bond with a compound to be completed, and have completed the present invention.
すなわち、本発明は上記知見に基づくものであって、本発明の接合用金属部材は、金属基材の表面にプライマー層を備え、このプライマー層を介して他の部材と接合して用いるための接合用金属部材において、上記基材の表面には水酸基が存在し、この水酸基の少なくとも一部がプライマー層を構成する化合物と共有結合していることを特徴としている。 That is, the present invention is based on the above knowledge, and the metal member for bonding of the present invention is provided with a primer layer on the surface of a metal substrate, and is used by being bonded to another member via this primer layer. The bonding metal member is characterized in that a hydroxyl group exists on the surface of the base material, and at least a part of the hydroxyl group is covalently bonded to a compound constituting the primer layer.
また、本発明の接合部材は、上記接合用金属部材におけるプライマー層が直接又は接着剤層を介して他の部材と接合されていることを特徴とする。
そして、本発明の接合用金属部材の製造方法においては、金属基材の表面にエネルギーを加え、もって基材の表面に金属水酸化物を形成させた後に、当該金属水酸化物の水酸基と直接共有結合する化合物を含むプライマーを塗布することを特徴としている。
In the joining member of the present invention, the primer layer in the joining metal member is joined to another member directly or via an adhesive layer.
And in the manufacturing method of the metal member for joining of this invention, after adding energy to the surface of a metal base material and forming a metal hydroxide on the surface of a base material, it is directly with the hydroxyl group of the said metal hydroxide. It is characterized by applying a primer containing a compound that binds covalently.
本発明によれば、金属基材の表面に金属水酸化物を形成した状態で所定の化合物を含むプライマーを塗布することによって、金属基材上に形成された金属水酸化物の水酸基の少なくとも一部がプライマー層を構成する化合物と共有結合している。したがって、金属基材に対するプライマー層の付着力を向上させることができ、当該プライマー層と、必要に応じて接着剤層とを介して他の部材と強固に接合することができる。 According to the present invention, at least one hydroxyl group of the metal hydroxide formed on the metal substrate is applied by applying a primer containing a predetermined compound in a state where the metal hydroxide is formed on the surface of the metal substrate. Part is covalently bonded to the compound constituting the primer layer. Therefore, the adhesive force of the primer layer with respect to a metal base material can be improved, and it can join firmly with another member via the said primer layer and an adhesive bond layer as needed.
以下、本発明について、さらに詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
本発明の接合用金属部材においては、金属基材の表面にプライマー層を備え、このプライマー層を介して他の部材と接合して用いるための接合用金属部材であって、上記したように、金属基材の表面に水酸基が存在し、この水酸基の少なくとも一部がプライマー層を構成する化合物と共有結合している。
また、このような接合用部材は、金属基材の表面にエネルギーを加えて、当該基材表面に金属水酸化物を形成した後、当該金属水酸化物の水酸基と直接共有結合する化合物を含むプライマーを塗布することによって製造することができる。
In the bonding metal member of the present invention, a primer layer is provided on the surface of the metal substrate, and is a bonding metal member for use by bonding to another member through the primer layer, as described above, Hydroxyl groups exist on the surface of the metal substrate, and at least a part of these hydroxyl groups are covalently bonded to the compound constituting the primer layer.
In addition, such a bonding member includes a compound that directly applies a covalent bond to a hydroxyl group of the metal hydroxide after energy is applied to the surface of the metal substrate to form a metal hydroxide on the surface of the substrate. It can be manufactured by applying a primer.
すなわち、金属基材表面にエネルギーを加えることにより、表面に金属の水酸化物が生成され、その上に、例えばイソシアネート化合物やエポキシ化合物などを樹脂成分として含有するプライマーを塗布する。これによって、基材表面に存在する金属水酸化物の水酸基が、予め介在する水あるいは反応過程で生成する水による水和や変質を伴うことなく直接、且つ速やかに上記プライマー成分と付加反応を行い、金属水酸化物とプライマー層との間に強力な共有結合を形成することができる。
このように形成された共有結合は、分子間で形成する水素結合やファンデルワールス力よりも結合エネルギーが大きく、強固であり、プライマーが硬化した後でも、基材表面とプライマー層との界面に水やオイル、その他異物の侵入を阻止することができ、プライマー層の耐久性を改善することができる。
That is, by applying energy to the surface of the metal substrate, a metal hydroxide is generated on the surface, and a primer containing, for example, an isocyanate compound or an epoxy compound as a resin component is applied thereon. As a result, the hydroxyl group of the metal hydroxide present on the surface of the base material undergoes an addition reaction with the above-mentioned primer component directly and promptly without being hydrated or altered by water intervening in advance or water generated in the reaction process. A strong covalent bond can be formed between the metal hydroxide and the primer layer.
The covalent bond formed in this way is stronger and stronger than the hydrogen bond and van der Waals force formed between the molecules, and even after the primer is cured, it remains at the interface between the substrate surface and the primer layer. Water, oil, and other foreign substances can be prevented from entering, and the durability of the primer layer can be improved.
本発明において、金属基材の種類としては、特に限定されず、従来から用いられている金属や合金を使用することができる。
具体的な例としては、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、白金(Pt)、金(Au)、鉛(Pb)、錫(Sn)、チタン(Ti)、コバルト(Co)、マンガン(Mn)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、カドミウム(Cd)、タングステン(W)、イリジウム(Ir)などを主成分する金属や合金、さらにはこれら金属の2種以上を含む合金が使用される。
In this invention, it does not specifically limit as a kind of metal base material, The metal and alloy conventionally used can be used.
Specific examples include iron (Fe), nickel (Ni), copper (Cu), zinc (Zn), magnesium (Mg), aluminum (Al), silver (Ag), platinum (Pt), gold (Au ), Lead (Pb), tin (Sn), titanium (Ti), cobalt (Co), manganese (Mn), chromium (Cr), molybdenum (Mo), cadmium (Cd), tungsten (W), iridium (Ir ) And the like, and alloys containing two or more of these metals are used.
なお、本発明は、上述した金属や合金のうちでも、特に、表面に強固な酸化被膜を形成し、一般に接着性に問題があるアルミニウムやアルミニウム合金、マグネシウム合金に対して適用することが効果的である。また、これら金属や合金は、従来の鋼材や鋼板に比べて比重が軽いため、部材の軽量化の観点からも好適に使用することができる。 The present invention is effective when applied to aluminum, aluminum alloys, and magnesium alloys that form a strong oxide film on the surface and generally have a problem of adhesion among the metals and alloys described above. It is. Moreover, since these metals and alloys have a lighter specific gravity than conventional steel materials and steel plates, they can be suitably used from the viewpoint of reducing the weight of the members.
ここで、アルミニウム合金の種類としては、特に限定されず、具体的には、例えば、JIS H 5202に規定されるAC1A、AC1B、AC2A、AC2B、AC3A、AC4A、AAC4B、AC4C、AC4CH、AC4D、AC5A、AC7A、AC8A、AC8B、AC8C、AC9A、AC9Bなどのアルミニウム合金鋳物類、JIS H 5302に規定されるADC1、ADC3、ADC5、ADC6、ADC10、ADC10Z、ADC12、ADC12Z、ADC14などのアルミニウム合金ダイカスト類、JIS H 4000に規定される合金番号2017、2219、3003、3104、4032、5005、5154、6101、6061、7075、8021などのアルミニウム合金展伸材類を挙げることができる。
これらアルミニウム合金のうち、代表的なものは、AC4C、ADC12、5005、5154、6106、6061、7075である。
Here, the type of aluminum alloy is not particularly limited, and specifically, for example, AC1A, AC1B, AC2A, AC2B, AC3A, AC4A, AAC4B, AC4C, AC4CH, AC4D, AC5A defined in JIS H5202 Aluminum alloy castings such as AC7A, AC8A, AC8B, AC8C, AC9A, AC9B, etc., ADC1, ADC3, ADC5, ADC6, ADC10, ADC10Z, ADC12, ADC12Z, ADC14, etc., as defined in JIS H 5302, Examples include aluminum alloy wrought materials such as alloy numbers 2017, 2219, 3003, 3104, 4032, 5005, 5154, 6101, 6061, 7075, and 8021 defined in JIS H4000. That.
Typical examples of these aluminum alloys are AC4C, ADC12, 5005, 5154, 6106, 6061, and 7075.
また、マグネシウム合金の種類としても、特に限定されず、具体的には、例えばSAE(米国自動車技術協会規格)J465に規定されるAZ31、AZ31B、AZ61、AZ91、AZ91D、AM50、AM60、AM60Bなどを挙げることができる。
ここで、表記の「AZ」や「AM」は、添加されている金属元素を示し、「A」はアルミニウムであり、「M」はマンガン、「Z」は亜鉛を意味する。また、これらの表記に続く数字は、これら添加元素の添加割合を示しており、例えば、AZ91であれば、アルミニウムが9%であり、亜鉛が1%含まれることを示している。これらマグネシウム合金のうちでは、AZ31、AZ61、AZ91、AM60、AM60Bを代表例として挙げることができる。
Further, the type of magnesium alloy is not particularly limited, and specifically, for example, AZ31, AZ31B, AZ61, AZ91, AZ91D, AM50, AM60, AM60B, etc. defined in SAE (American Automotive Engineering Standard) J465. Can be mentioned.
Here, the notations “AZ” and “AM” represent added metal elements, “A” is aluminum, “M” is manganese, and “Z” is zinc. The numbers following these notations indicate the addition ratio of these additive elements. For example, in the case of AZ91, aluminum is 9% and zinc is 1%. Among these magnesium alloys, AZ31, AZ61, AZ91, AM60, and AM60B can be given as representative examples.
金属基材の形態についても特に限定はなく、金型あるいは砂型による鋳造、押出し、鍛造、プレスなどの成形方法により得たものを用いることができる。 The form of the metal substrate is not particularly limited, and a metal substrate obtained by a molding method such as casting using a metal mold or sand mold, extrusion, forging, or pressing can be used.
上記金属基材の表面にエネルギーを加え、当該基材の表面に金属水酸化物を形成するための手段としては、金属表面に、直接又は間接的にエネルギーを加えることができれば、特に限定されるものではなく、従来公知の各種装置を使用することができる。 The means for applying energy to the surface of the metal substrate and forming a metal hydroxide on the surface of the substrate is particularly limited as long as energy can be applied directly or indirectly to the metal surface. It is not a thing and conventionally well-known various apparatuses can be used.
このような装置の具体例としては、紫外線から赤外線に至るまでの様々な波長のレーザー(LASER:Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)光を照射することができ、マーキングや表面微細加工、金属溶接などに使用されるレーザー処理装置、減圧下でグロー放電によりプラズマを発生させる装置であって、主に薄膜を形成させるプラズマ重合を目的に使用されるプラズマ処理装置、低圧水銀ランプや高圧水銀ランプを光源に用いて基材表面に直接紫外線を照射する紫外線照射処理、フィルムやシート状の樹脂表面の濡れ性を向上させる目的で使用される装置であって、基材表面付近でコロナ放電を行うコロナ放電処理装置、ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂などのオレフィン樹脂表面を活性化させる目的で使用されるプロパンガスと空気の混合燃焼を用いる火炎処理装置、加速電圧により電子を加速させて高エネルギーの電子線を基材表面に照射する電子線照射装置、低圧水銀ランプやエキシマランプを光源に用いてオゾンを発生させるオゾン処理装置、任意のイオンを電界中で加速させて基材表面へ注入するイオン注入装置(イオンビーム照射装置)、赤外線ランプで直接照射する赤外線照射装置、ヒーターなどの加熱装置により加熱する方法、ブラスト処理やヤスリ掛けなど基材表面を直接研磨して基材表面で摩擦熱を発生させる方法などが挙げられる。 As a specific example of such an apparatus, laser (LASER: Light Amplification by Stimulation of Radiation) light of various wavelengths ranging from ultraviolet rays to infrared rays can be irradiated, marking, surface fine processing, metal welding, etc. Laser processing equipment used for plasma, equipment that generates plasma by glow discharge under reduced pressure, mainly used for plasma polymerization to form a thin film, low pressure mercury lamp and high pressure mercury lamp as light source Corona discharge is a device used for the purpose of improving the wettability of the resin surface in the form of a film or a sheet, and performing corona discharge near the substrate surface. Processing equipment, polyethylene resin and polypropylene Flame treatment equipment using mixed combustion of propane gas and air used for the purpose of activating olefin resin surfaces such as carbon resin, electrons that accelerate electrons with acceleration voltage and irradiate the substrate surface with a high energy electron beam An irradiation device, an ozone treatment device that generates ozone using a low-pressure mercury lamp or excimer lamp as a light source, an ion implantation device (ion beam irradiation device) that injects arbitrary ions into the substrate surface by accelerating them in an electric field, infrared light Examples thereof include an infrared irradiation device that directly irradiates with a lamp, a method of heating with a heating device such as a heater, and a method of generating frictional heat on the substrate surface by directly polishing the substrate surface, such as blasting or sanding.
なお、上記したような装置を用いて、金属基材の表面に直接的にエネルギーを加える方法とは、例えば、装置から発せられたエネルギーを大気中又は真空条件下で直接的に金属表面に加えることを意味する。一方、金属表面に間接的にエネルギーを加える方法とは、例えば、予め任意の材料を塗布した金属表面に、大気中又は真空条件下で間接的にエネルギーを加えることや、オイルや薬液中に浸漬した金属の表面に、これらオイルや薬液を介してエネルギーを加えることを意味する。 In addition, the method of applying energy directly to the surface of the metal substrate using the apparatus as described above is, for example, applying energy generated from the apparatus directly to the metal surface in the air or under vacuum conditions. Means that. On the other hand, the method of indirectly applying energy to the metal surface is, for example, applying energy indirectly to the metal surface previously coated with any material in the air or under vacuum conditions, or immersing it in oil or chemicals. This means that energy is applied to the surface of the metal through these oils and chemicals.
本発明においては、上述した各種処理のうち、レーザー処理、プラズマ処理、紫外線照射処理、コロナ処理及び火炎処理を単独あるいは組み合わせて適用することが好ましい。これらの処理装置によって、基材表面に当該金属を改質するのに十分なエネルギーを加えて、金属水酸化物を均一に形成することができ、金属基材の母材強度の低下や表面改質層の劣化を惹起することなく、効率的で信頼性の高い処理を施すことができる。 In the present invention, it is preferable to apply laser treatment, plasma treatment, ultraviolet irradiation treatment, corona treatment and flame treatment alone or in combination among the various treatments described above. With these treatment devices, sufficient energy can be applied to the surface of the base material to modify the metal, so that the metal hydroxide can be uniformly formed. An efficient and highly reliable process can be performed without causing deterioration of the quality layer.
特に、本発明においては、上述した各種処理のうち、とりわけレーザー照射を適用することが好ましい。 In particular, in the present invention, it is preferable to apply laser irradiation among the various processes described above.
本発明に用いるレーザーの種類については、特に限定されず、具体的には、YAGレーザー(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)、YVO4レーザー(イットリウム・バナデート)、半導体レーザーやCO2レーザーが挙げられる。
これらのうち、YAGレーザーやYVO4レーザーが好ましく、マーキングや微細加工に使用されるレーザー処理装置を転用することができることから、設備コストを安価に抑えることができる。
The type of laser used in the present invention is not particularly limited, and specific examples include YAG laser (yttrium, aluminum, garnet), YVO 4 laser (yttrium vanadate), semiconductor laser, and CO 2 laser.
Among these, a YAG laser and a YVO 4 laser are preferable, and a laser processing apparatus used for marking and fine processing can be diverted, so that the equipment cost can be kept low.
上記プライマーに含まれ、プライマー層を構成する化合物としては、反応過程で水を必要とせず、直接、基材表面の金属水酸化物の水酸基と付加反応可能な化合物であれば、特に限定されず、具体的には、例えば次のような化合物を用いることができる。
(A−1)イソシアネート化合物
(A−2)エポキシ化合物
(A−3)酸無水物
(A−4)カルボン酸
などを挙げることができるが、(A−1)イソシアネート化合物、(A−2)エポキシ化合物、(A−3)酸無水物を用いることが好ましい。
The compound included in the primer and constituting the primer layer is not particularly limited as long as it does not require water in the reaction process and can be directly added to the hydroxyl group of the metal hydroxide on the substrate surface. Specifically, for example, the following compounds can be used.
(A-1) Isocyanate compound (A-2) Epoxy compound (A-3) Acid anhydride (A-4) Carboxylic acid can be mentioned, but (A-1) Isocyanate compound, (A-2) It is preferable to use an epoxy compound and (A-3) acid anhydride.
上記イソシアネート化合物としては、分子中にイソシアネート基を2個以上有する化合物を含んでいれば、特に限定されず、種々のイソシアネート化合物を使用することができる。 The isocyanate compound is not particularly limited as long as it contains a compound having two or more isocyanate groups in the molecule, and various isocyanate compounds can be used.
このような化合物の具体的な例としては、2,4−トリレンジイソシアネート(2,4−TDI)、2,6−トリレンジイソシアネート(2,6−TDI)、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(4,4’−MDI)、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(2,4’−MDI)、1,4−フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリデンジイソシアネート(TMXDI)、トリジンジイソシアネート(TODI)、1,5−ナフタレンジイソシアネート(NDI)などの芳香族ジイソシアネート類やヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMHDI)、リジンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアナートメチル(NBDI)などの脂肪族ジイソシアネート類、トランスシクロヘキサンー1,4−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、H6−XDI(水添XDI)、H12−MDI(水添MDI)などの脂環式ジイソシアネート類、上記ジイソシアネートのカルボジイミド変性ジイソシアネート類、又はこれらのイソシアヌレート変性ジイソシアネート類などが挙げられ、これらの2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらのうちでも、4,4’−MDI、2,4’−MDI、HDI、XDI、又はこれらの化合物をプレポリマー化したものが好ましい。
Specific examples of such compounds include 2,4-tolylene diisocyanate (2,4-TDI), 2,6-tolylene diisocyanate (2,6-TDI), 4,4′-diphenylmethane diisocyanate ( 4,4'-MDI), 2,4'-diphenylmethane diisocyanate (2,4'-MDI), 1,4-phenylene diisocyanate, xylylene diisocyanate (XDI), tetramethylxylidene diisocyanate (TMXDI), tolidine diisocyanate ( TODI), aromatic diisocyanates such as 1,5-naphthalene diisocyanate (NDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), trimethylhexamethylene diisocyanate (TMHDI), lysine diisocyanate, norbornane diisocyanate methyl (N Aliphatic diisocyanates such as BDI), transcyclohexane-1,4-diisocyanate, isophorone diisocyanate (IPDI), H6-XDI (hydrogenated XDI), H12-MDI (hydrogenated MDI), and the like Examples thereof include carbodiimide-modified diisocyanates of diisocyanates, or isocyanurate-modified diisocyanates, and two or more of these may be used in combination.
Among these, 4,4′-MDI, 2,4′-MDI, HDI, XDI, or those obtained by prepolymerizing these compounds is preferable.
また、イソシアネート化合物は、上記したように分子中にイソシアネート基を2個以上有する化合物以外に、必要に応じて触媒を含んでもよい。この触媒としては、イソシアネート化合物の硬化速度を、必要に応じて促進したり、遅延したりするものであれば、特に限定されず、種々のものを使用することができる。
具体的な例としては、トリエチルアミン(TEA)、N,N’−ジメチルシクロヘキシルアミン(DMEDA)などのモノアミン類、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン(TMEDA)、N,N,N’,N’−テトラメチルヘキサン−1,6−ジアミン(TMHMDA)などのジアミン類、N,N,N’,N’’,N’’−ペンタメチルジプロピレン−トリアミン(PMDPTA)、テトラメチルグアニジン(TMG)などのトリアミン類、トリエチレンジアミン(TEDA)、N,N’−ジメチルピペラジン(DMP)、N−メチルモルホリン(NMMO)などの環状アミン類、ジメチルアミノエタノール(DMEA)、N−メチル−N’−(2−ヒドロキシエチル)−ピペラジン(MHEP)などのアルコールアミン類が挙げられる。これら触媒のうちでもトリアミン類、環状アミン類が好ましい。
Moreover, the isocyanate compound may contain a catalyst as necessary in addition to the compound having two or more isocyanate groups in the molecule as described above. The catalyst is not particularly limited as long as it accelerates or delays the curing rate of the isocyanate compound as necessary, and various catalysts can be used.
Specific examples include monoamines such as triethylamine (TEA) and N, N′-dimethylcyclohexylamine (DMEDA), N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine (TMEDA), N, N, N Diamines such as', N'-tetramethylhexane-1,6-diamine (TMHMDA), N, N, N ′, N ″, N ″ -pentamethyldipropylene-triamine (PMDPTA), tetramethylguanidine (TMG) triamines, triethylenediamine (TEDA), N, N′-dimethylpiperazine (DMP), cyclic amines such as N-methylmorpholine (NMMO), dimethylaminoethanol (DMEA), N-methyl-N Examples include alcohol amines such as'-(2-hydroxyethyl) -piperazine (MHEP). Of these catalysts, triamines and cyclic amines are preferable.
さらに、上記イソシアネート化合物は、必要に応じて添加剤を含んでもよい。かかる添加剤としては、
(1)ヒンダードアミン、ハイドロキノン、ヒンダードフェノール、硫黄含有化合物などの酸化防止剤類
(2)ベンゾフェノン、ベンゾトリアゾール、サリチル酸エステル、金属錯塩などの紫外線吸収剤類
(3)金属石鹸、重金属の無機及び有機塩、有機錫化合物などの耐候性安定剤類
(4)フタル酸エステル、リン酸エステル、脂肪酸エステルなどの可塑剤類
(5)パラフィンワックス、重合ワックス、密ロウ、鯨ロウ、低分子量ポリオレフィンなどのワックス類
(6)炭酸カルシウム、カオリン、タルク、マイカ、ベントナイト、クレー、カーボンブラック、ガラスバルーン、アクリル樹脂粉、フェノール樹脂粉、セラミック粉末、ゼオライト、酸化チタンなどの有機及び無機充填材類
(7)ガラス繊維、アラミド繊維、炭素繊維、アクリル繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維などの有機及び無機繊維類
(8)帯電防止剤類
(9)抗菌剤類
(10)脱水剤類
(11)難燃剤類
(12)溶剤類
(13)顔料類
(14)香料類
(15)硬化促進剤
などを例示することができる。これらの添加剤は2種以上を併用することができる。
Furthermore, the said isocyanate compound may also contain an additive as needed. Such additives include:
(1) Antioxidants such as hindered amines, hydroquinones, hindered phenols, sulfur-containing compounds (2) Ultraviolet absorbers such as benzophenones, benzotriazoles, salicylic acid esters, metal complexes, etc. (3) Metal soaps, heavy metal inorganics and organics Weather-resistant stabilizers such as salts and organotin compounds (4) Plasticizers such as phthalate esters, phosphate esters and fatty acid esters (5) Paraffin wax, polymer wax, beeswax, whale wax, low molecular weight polyolefin, etc. Waxes (6) Organic and inorganic fillers such as calcium carbonate, kaolin, talc, mica, bentonite, clay, carbon black, glass balloon, acrylic resin powder, phenol resin powder, ceramic powder, zeolite, titanium oxide (7) Glass fiber, aramid fiber, carbon fiber, Organic and inorganic fibers such as nylon fiber, nylon fiber, polyester fiber, alumina fiber, boron fiber, etc. (8) Antistatic agents (9) Antibacterial agents (10) Dehydrating agents (11) Flame retardants (12) Solvents (13) Pigments (14) perfumes (15) curing accelerators and the like. Two or more of these additives can be used in combination.
エポキシ化合物としては、分子中にエポキシ基を2個以上有するエポキシ樹脂と硬化剤を含んでいれば、特に限定されず、各種のエポキシ樹脂を使用することができる。
このようなエポキシ樹脂の具体例として、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、グルシジルエステル系エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂などが挙げられるが、好ましくは、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂である。
The epoxy compound is not particularly limited as long as it contains an epoxy resin having two or more epoxy groups in the molecule and a curing agent, and various epoxy resins can be used.
Specific examples of such epoxy resins include bisphenol A type epoxy resins, bisphenol F type epoxy resins, bisphenol AD type epoxy resins, phenol novolac type epoxy resins, cresol novolak type epoxy resins, biphenyl type epoxy resins, and glycidyl ester type epoxies. Examples thereof include resins, alicyclic epoxy resins, and heterocyclic epoxy resins. Bisphenol A type epoxy resins and bisphenol F type epoxy resins are preferable.
上記した硬化剤の具体的な例としては、エチレンジアミン(EDA)、ジエチレントリアミン(DETA)、トリエチレンテトラミン(TETA)、テトラエチレンペンタミン(TEPA)、イソフォロンジアミン(IPDA)、N−アミノエチルピペラジン(N−AEP)などの脂肪族アミン類、m−キシレンジアミン(MXDA)などの脂肪族芳香族アミン類、メタフェニレンジアミン(MPDA)、ジアミノジフェニルメタン(DDM)、ジアミノジフェニルスルフォン(DDS)などの芳香族アミン類、ジシアンジアミド(DICY)、アジピン酸ジヒドラジド(AADH)などのその他のアミン類、エポキシ化合物付加ポリアミンやマイケル付加ポリアミン、マンニッヒ付加ポリアミンなどの変性ポリアミン類、ポリアミドアミン類、無水フタル酸(PA)やテトラヒドロ無水フタル酸(THPA)、ヘキサヒドロ無水フタル酸(HHPA)、メチルテトラヒドロ無水フタル酸(MeTHPA)、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸(MeHHPA)、無水メチルナジック酸(MNA)、ドデシル無水コハク酸(DDSA)、無水ピロメリット酸(PMDA)、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物(BTDA)、エチレングリコールビス(アンヒドロトリメート)(TMEG)、無水トリメリット酸(TMA)、ポリアゼライン酸無水物(PAPA)の酸無水物類などが挙げられるが、好ましくは、脂肪族アミン類、その他のアミン類、変性ポリアミン類、ポリアミドアミン類である。 Specific examples of the curing agent described above include ethylenediamine (EDA), diethylenetriamine (DETA), triethylenetetramine (TETA), tetraethylenepentamine (TEPA), isophoronediamine (IPDA), N-aminoethylpiperazine ( N-AEP) aliphatic amines, m-xylenediamine (MXDA) and other aromatic aromatic amines, metaphenylenediamine (MPDA), diaminodiphenylmethane (DDM), diaminodiphenylsulfone (DDS) and other aromatics Amines, other amines such as dicyandiamide (DICY), adipic acid dihydrazide (AADH), modified polyamines such as epoxy compound-added polyamine, Michael added polyamine, and Mannich added polyamine, polyamide amine Phthalic anhydride (PA), tetrahydrophthalic anhydride (THPA), hexahydrophthalic anhydride (HHPA), methyltetrahydrophthalic anhydride (MeTHPA), methylhexahydrophthalic anhydride (MeHHPA), methyl nadic anhydride (MNA) , Dodecyl succinic anhydride (DDSA), pyromellitic anhydride (PMDA), benzophenone tetracarboxylic anhydride (BTDA), ethylene glycol bis (anhydrotrimate) (TMEG), trimellitic anhydride (TMA), polyazeline Examples of the acid anhydride (PAPA) include anhydrides, aliphatic amines, other amines, modified polyamines, and polyamidoamines.
また、上記エポキシ化合物は、エポキシ基を分子中に2個以上有するエポキシ樹脂と硬化剤以外に、必要に応じて触媒を含んでもよい。このような触媒としては、エポキシ化合物の硬化速度を、必要に応じて促進したり、遅延したりするものであれば、特に限定されることなく使用することができる。
具体的な例としては、2−(ジメチルアミノメチル)フェノール(DMP−10)、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール(DMP−30)、トリエタノールアミン、テトラメチルグアニジン、ピリジン、ピコリン、ピペリジン、ピロリジン、1,8−ジアザビスシクロ(5,4,0)ウンデセン−1(DBU)など3級アミン類などが挙げられるが、DMP−10、DMP−30が好ましく使用できる。
Moreover, the said epoxy compound may also contain a catalyst as needed other than the epoxy resin and hardening | curing agent which have 2 or more of epoxy groups in a molecule | numerator. As such a catalyst, any catalyst can be used without particular limitation as long as it accelerates or delays the curing rate of the epoxy compound as necessary.
Specific examples include 2- (dimethylaminomethyl) phenol (DMP-10), 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol (DMP-30), triethanolamine, tetramethylguanidine, pyridine, Although tertiary amines such as picoline, piperidine, pyrrolidine, 1,8-diazabiscyclo (5,4,0) undecene-1 (DBU) and the like can be mentioned, DMP-10 and DMP-30 can be preferably used.
さらに、エポキシ化合物としては、エポキシ基を分子中に2個以上有するエポキシ樹脂と硬化剤以外に、必要に応じて添加剤を含んでもよい。この添加剤としては、上述の添加剤と同様であり、2種以上併用することもできる。 Furthermore, as an epoxy compound, you may contain an additive as needed other than the epoxy resin and hardening | curing agent which have 2 or more of epoxy groups in a molecule | numerator. As this additive, it is the same as that of the above-mentioned additive, and can also use 2 or more types together.
そして、酸無水物としては、分子中に酸無水物基を1個以上有していれば、特に限定されず、各種の酸無水物を使用することができる。
このような酸無水物の具体例として、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、エチレングリコールビス(アンヒドロトリメート)、無水マレイン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、ドデシル無水コハク酸、無水コハク酸、メチルシクロヘキセンジカルボン酸無水物、アルキルスチレン−無水マレイン酸共重合体、無水メチルナジック酸、無水クロレンディック酸、ポリアゼライン酸無水物などが挙げられるが、好ましくは、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸である。
The acid anhydride is not particularly limited as long as it has one or more acid anhydride groups in the molecule, and various acid anhydrides can be used.
Specific examples of such acid anhydrides include phthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, ethylene glycol bis (anhydrotrimate), maleic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, Hexahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, dodecyl succinic anhydride, succinic anhydride, methylcyclohexenedicarboxylic anhydride, alkylstyrene-maleic anhydride copolymer, methyl nadic anhydride, chlorendic anhydride, poly Examples thereof include azelaic anhydride, and preferred are phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, and methylhexahydrophthalic anhydride.
さらに、上記酸無水物は、必要に応じて添加剤を含んでもよい。この添加剤としては、上述の添加剤と同様であり、2種以上併用することができる。 Furthermore, the acid anhydride may contain an additive as necessary. As this additive, it is the same as that of the above-mentioned additive, and can use 2 or more types together.
このようなプライマーの形態としては、例えば、プライマーを構成する化合物を予め溶剤に希釈した溶液として、乳化剤を用いて水中に分散した乳化物(エマルジョン)として、又は界面活性剤を用いて水溶化した水溶液として使用することができる。これら使用形態のうちでは、作業性に優れた溶液が好ましい。 As a form of such a primer, for example, as a solution in which a compound constituting the primer is previously diluted in a solvent, as an emulsion (emulsion) dispersed in water using an emulsifier, or water-solubilized using a surfactant It can be used as an aqueous solution. Among these usage forms, a solution excellent in workability is preferable.
このようなプライマーの基材表面への塗布方法としては、刷毛や筆で直接塗布したり、布に予め含浸させて塗布したり、スプレーやブレードコーター、エアーナイフコーター、ロールコーター、バーコーター、グラビアコーター、フローコーター、カーテンコーターなどの塗工装置を用いた塗布方法や、ディッピング、塗布ガンなどによる塗布方法があるが、特にこれらに限定される訳ではない。 As a method for applying such a primer to the substrate surface, it can be applied directly with a brush or brush, or impregnated into a cloth in advance, or spray, blade coater, air knife coater, roll coater, bar coater, gravure, etc. There are a coating method using a coating apparatus such as a coater, a flow coater, a curtain coater, and a coating method using dipping, a coating gun, etc., but it is not limited to these.
本発明の接合部材は、本発明の接合用金属部材を用いたものであって、当該接合用金属部材におけるプライマー層が直接、又は必要に応じてプライマー層とは別の接着剤層を介して他の部材と接合されて成る。
ここで、他の部材、すなわち接合の相手部材としては、何ら限定はなく、種々の材料から成る部材や物品などを適用することができる。もちろん、本発明の接合用金属部材同士を接合することも含まれる。
The bonding member of the present invention uses the bonding metal member of the present invention, and the primer layer in the bonding metal member is directly or, if necessary, via an adhesive layer different from the primer layer. It is joined with other members.
Here, there is no limitation as to other members, that is, mating members, and members and articles made of various materials can be applied. Of course, joining the metal members for joining of the present invention is also included.
このとき、相手部材の種類によっては、すなわち接合用金属部材のプライマー層成分によって十分な接着性が得られる材料から成る部材であれば、接合用金属部材の金属基材と相手部材とがプライマー層を介して直接接合されることになる。
一方、プライマー層だけでは十分な接着強度が得られない材料の場合には、相手部材との十分な接着性を有する接着剤層を介して、当該接合用金属部材のプライマー層が相手部材と接合されることになる。
At this time, depending on the type of the mating member, that is, a member made of a material that can obtain sufficient adhesion by the primer layer component of the joining metal member, the metal base material of the joining metal member and the mating member are the primer layer. It will be joined directly via.
On the other hand, in the case of a material for which sufficient adhesive strength cannot be obtained only by the primer layer, the primer layer of the bonding metal member is bonded to the mating member via an adhesive layer having sufficient adhesion to the mating member. Will be.
相手部材の具体例としては、例えば、ポリエチレン(PE)樹脂やポリプロピレン(PP)樹脂などを含むポリオレフィン樹脂、ポリスチレン(PS)樹脂、ポリ塩化ビニル(PVC)樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド(PA)樹脂、ポリアミドイミド(PAI)樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン(ABS)樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリアセタール(POM)樹脂、アクリル樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール(PF)樹脂、ポリフェニレンスルフィド(PPS)樹脂などから成る樹脂成形品や、鉄鋼材料、アルミニウム合金、マグネシウム合金、銅合金、チタン合金などから成る金属成形品、炭素繊維やアラミド繊維、ガラス繊維、天然繊維などから成る織物、天然ゴム、スチレン・ブタジエンゴム(SBR)、アクリロニトリル・ブタジエンゴム(NBR)、エチレン・プロピレンゴム(EPDM)などから成るゴム成形品、ガラスやセラミック製品などが挙げられる。これら部材のうちでも樹脂成形品や金属成形品が好ましい。 Specific examples of the mating member include, for example, polyolefin resins including polyethylene (PE) resin and polypropylene (PP) resin, polystyrene (PS) resin, polyvinyl chloride (PVC) resin, polyester resin, polyamide (PA) resin, Polyamideimide (PAI) resin, acrylonitrile butadiene styrene (ABS) resin, polycarbonate (PC) resin, polyacetal (POM) resin, acrylic resin, urea resin, melamine resin, epoxy resin, phenol (PF) resin, polyphenylene sulfide ( Plastic molded products made of PPS resin, etc., metal molded products made of steel materials, aluminum alloys, magnesium alloys, copper alloys, titanium alloys, woven fabrics made of carbon fibers, aramid fibers, glass fibers, natural fibers, natural rubber, etc. The sti Down-butadiene rubber (SBR), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), ethylene propylene rubber (EPDM) rubber molded article and the like, and the like glass and ceramic products. Among these members, resin molded products and metal molded products are preferable.
金属成形品の具体的な例としては、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、白金(Pt)、金(Au)、鉛(Pb)、錫(Sn)、チタン(Ti)、コバルト(Co)、マンガン(Mn)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、カドミウム(Cd)、タングステン(W)、イリジウム(Ir)などを主成分する金属や合金、さらにはこれら金属の2種以上を含む合金などが挙げられる。 Specific examples of metal molded products include iron (Fe), nickel (Ni), copper (Cu), zinc (Zn), magnesium (Mg), aluminum (Al), silver (Ag), and platinum (Pt). , Gold (Au), lead (Pb), tin (Sn), titanium (Ti), cobalt (Co), manganese (Mn), chromium (Cr), molybdenum (Mo), cadmium (Cd), tungsten (W) And metals and alloys containing iridium (Ir) as a main component, and alloys containing two or more of these metals.
相手部材が金属成形品の場合、とりわけアルミニウム合金やマグネシウム合金からなるときには、相手部材の側にも同様に金属水酸化物の生成処理を施した後、プライマーを塗布して共有結合を生じさせたもの、すなわち本発明の接合用金属部材を用いることが望ましい。 When the mating member is a metal molded product, particularly when it is made of an aluminum alloy or a magnesium alloy, the metal hydroxide is similarly generated on the mating member side, and then a primer is applied to form a covalent bond. It is desirable to use the metal member for bonding of the present invention.
このとき、両部材のプライマー層同士をこれらとは別の接着剤層を介して接合することも、両部材のプライマー層同士を直接接合することもできる。このとき、両部材のプライマー層が同種であることは、必須ではない。
また、金属基材の接合面に、上記のような手段によってそれぞれ金属水酸化物を形成した後、その片面又は両面にプライマーを塗布したのち、両者を貼り合わせること、すなわち、金属水酸化物の生成処理を施した両金属基材を1層のプライマー層を介して接合することも可能である。
At this time, the primer layers of both members can be joined via an adhesive layer different from these, or the primer layers of both members can be joined directly. At this time, it is not essential that the primer layers of both members are of the same type.
In addition, after forming a metal hydroxide on the joint surface of the metal base by the above-described means, after applying a primer on one or both sides, the two are bonded together, that is, the metal hydroxide. It is also possible to join both metal substrates subjected to the generation treatment through a single primer layer.
上記接着剤としては、プライマーの塗布面の少なくとも一部、代表的にはプライマーの塗布面全体に塗布され、任意の材料から成る相手部材と接合した後に硬化する化合物であれば、特に限定されず、種々の硬化性組成物を用いることができる。具体的には、
(B−1)イソシアネート化合物
(B−2)エポキシ化合物
(B−3)酸無水物
(B−4)カルボン酸
(B−5)ポリオレフィン系(ポリエチレン(PE)系、エチレン−酢酸ビニル(EVA)系など)、合成ゴム系(ポリブタジエン(SBS)系、ポリイソプレン(SIS)系など)、ポリアミド系、ポリエステル系化合物などから構成される加熱溶融型組成物(ホットメルト接着剤)
(B−6)ポリオレフィン系化合物
(B−7)天然ゴム系、スチレン・ブタジエンゴム(SBR)系、アクリロニトリル・ブタジエンゴム(NBR)系、エチレン・プロピレンゴム(EPDM)系、クロロプレンゴム(CR)系、ブチルゴム(IIR)系、ブタジエンゴム(BR)系などの合成ゴム
(B−8)アクリル化合物
(B−9)ユリア化合物
(B−10)メラミン化合物
(B−11)フェノール化合物
(B−12)変性シリコーンを含むシリコーン化合物
などを挙げられるが、好ましくは、(B−1)イソシアネート化合物、(B−2)エポキシ化合物、(B−6)ポリオレフィン系化合物、(B−8)アクリル化合物、(B−12)シリコーン化合物である。
The adhesive is not particularly limited as long as it is a compound that is applied to at least a part of the primer application surface, typically the entire primer application surface, and is cured after being joined to a mating member made of any material. Various curable compositions can be used. In particular,
(B-1) Isocyanate compound (B-2) Epoxy compound (B-3) Acid anhydride (B-4) Carboxylic acid (B-5) Polyolefin type (polyethylene (PE) type, ethylene-vinyl acetate (EVA) Etc.), synthetic rubber type (polybutadiene (SBS) type, polyisoprene (SIS) type, etc.), polyamide type, polyester type compound, etc.
(B-6) Polyolefin compound (B-7) natural rubber, styrene / butadiene rubber (SBR), acrylonitrile / butadiene rubber (NBR), ethylene / propylene rubber (EPDM), chloroprene rubber (CR) Synthetic rubbers such as butyl rubber (IIR) and butadiene rubber (BR) (B-8) acrylic compounds (B-9) urea compounds (B-10) melamine compounds (B-11) phenolic compounds (B-12) Examples include silicone compounds containing modified silicones, preferably (B-1) isocyanate compounds, (B-2) epoxy compounds, (B-6) polyolefin compounds, (B-8) acrylic compounds, (B -12) A silicone compound.
イソシアネート化合物としては、先に述べたイソシアネート化合物と同様であり、分子中にイソシアネート基を2個以上有する化合物以外に、必要に応じてポリオール化合物を併用することができる。このポリオール化合物としては、分子中に水酸基を2個以上有する化合物を含んでいれば、特に限定されない。
具体例としては、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール(PPG)、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMG)などのポリエーテルポリオール類、縮合系やラクトン系のポリエステルポリオール類などが挙げられる。これらポリオール化合物のうちでも、ポリエーテルポリオール類が好ましい。
As an isocyanate compound, it is the same as that of the isocyanate compound described previously, A polyol compound can be used together as needed besides the compound which has two or more isocyanate groups in a molecule | numerator. The polyol compound is not particularly limited as long as it contains a compound having two or more hydroxyl groups in the molecule.
Specific examples include polyether polyols such as polyethylene glycol (PEG), polypropylene glycol (PPG), and polytetramethylene ether glycol (PTMG), and condensation and lactone polyester polyols. Of these polyol compounds, polyether polyols are preferred.
エポキシ化合物としては、前述のエポキシ化合物と同様であり、分子中にエポキシ基を2個以上有するエポキシ樹脂と硬化剤を含んでいれば、特に限定されず、各種のエポキシ樹脂を使用することができる。 The epoxy compound is the same as the above-described epoxy compound, and is not particularly limited as long as it contains an epoxy resin having two or more epoxy groups in the molecule and a curing agent, and various epoxy resins can be used. .
アクリル化合物としては、熱可塑性アクリル化合物、熱硬化性アクリル化合物、湿気硬化性アクリル化合物などがあるが、特に限定されず、種々のアクリル化合物を用いることができる。
熱可塑性アクリル化合物の具体的な例としては、メチルメタクリレート、エチルアクリレートなどのアクリル酸エステル、又はメタクリル酸エステルの重合体及び共重合体などが挙げられる。この場合、エステル化物のエステル基は、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、n−へキシル、ラウリル、ステアリルなどのアルキル基でよい。共重合体の場合、エステル基の種類は、2種以上併用できる。
Examples of the acrylic compound include a thermoplastic acrylic compound, a thermosetting acrylic compound, and a moisture curable acrylic compound, but are not particularly limited, and various acrylic compounds can be used.
Specific examples of the thermoplastic acrylic compound include acrylic acid esters such as methyl methacrylate and ethyl acrylate, and polymers and copolymers of methacrylic acid esters. In this case, the ester group of the esterified product may be an alkyl group such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, n-hexyl, lauryl, and stearyl. In the case of a copolymer, two or more types of ester groups can be used in combination.
熱硬化性アクリル化合物の具体例としては、分子中に架橋構造を形成できるような官能基(カルボキシル基、水酸基、アミノ基、メチロール基、エポキシ基など)を持ったモノマー、例えばアクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、アリルグリシジルエーテル、グリシジルメタクリレートなどの群と、このような官能基を持たない、例えばスチレン並びに上記のアクリル酸もしくはメタクリル酸エステルの群という2つの群から選ばれる2種以上のモノマーを共重合して得られるポリマーが挙げられる。 Specific examples of thermosetting acrylic compounds include monomers having a functional group (carboxyl group, hydroxyl group, amino group, methylol group, epoxy group, etc.) that can form a crosslinked structure in the molecule, such as acrylic acid and methacrylic acid. , Acrylamide, methacrylamide, N-methylol acrylamide, allyl glycidyl ether, glycidyl methacrylate, and the like, and those having no such functional group, for example, styrene and the above-mentioned acrylic acid or methacrylic acid ester group. And a polymer obtained by copolymerizing two or more monomers.
また、湿気硬化性アクリル化合物の具体例としては、メチルシアノアクリレートやエチルシアノアクリレート、プロピルシアノアクリレート、ブチルシアノアクリレートなどが挙げられる。これらアクリル化合物のうちでは、熱硬化性アクリル化合物又は湿気硬化性アクリル化合物が好ましい。 Specific examples of the moisture curable acrylic compound include methyl cyanoacrylate, ethyl cyanoacrylate, propyl cyanoacrylate, and butyl cyanoacrylate. Among these acrylic compounds, a thermosetting acrylic compound or a moisture curable acrylic compound is preferable.
さらに、上記アクリル化合物は、必要に応じて添加剤を含んでもよい。このような添加剤としては、上述の添加剤と同様であり、2種以上併用することもできる。 Furthermore, the acrylic compound may contain an additive as necessary. Such additives are the same as those described above, and two or more kinds can be used in combination.
シリコーン化合物としては、熱硬化型シリコーン化合物や湿気硬化型シリコーン化合物などがあるが、特に限定されず、各種のシリコーン化合物を用いることができる。
熱硬化型シリコーン化合物の具体的な例としては、ビニル基を有するオルガノポリシロキサンと、Si−H基を有するオルガノヒドロポリシロキサンとを主成分とし、白金錯体を触媒とする組成物などが挙げられる。また、湿気硬化型シリコーン化合物の具体的な例としては、脱アルコール型シリコーン化合物、脱オキシム型シリコーン化合物、脱酢酸型シリコーン化合物、脱アミド型シリコーン化合物、脱アセトン型シリコーン化合物などが挙げられる。これらシリコーン化合物のちでも、湿気硬化型シリコーン化合物が好ましい。
Examples of the silicone compound include a thermosetting silicone compound and a moisture curable silicone compound, but are not particularly limited, and various silicone compounds can be used.
Specific examples of the thermosetting silicone compound include a composition mainly composed of an organopolysiloxane having a vinyl group and an organohydropolysiloxane having an Si-H group, and a platinum complex as a catalyst. . Specific examples of the moisture curable silicone compound include dealcohol-free silicone compounds, deoxime-type silicone compounds, deacetate-type silicone compounds, deamidation-type silicone compounds, and deacetone-type silicone compounds. Of these silicone compounds, moisture-curable silicone compounds are preferred.
上記シリコーン化合物は、必要に応じて添加剤を含んでもよい。この添加剤としては、前述の添加剤と同様であり、2種以上を併用することもできる。 The silicone compound may contain an additive as necessary. As this additive, it is the same as that of the above-mentioned additive, and can also use 2 or more types together.
接着剤として、上記イソシアネート化合物又はエポキシ化合物を用いる場合、プライマーと化合物の組成が一致してもよく、重ね塗りによる手間を省略することができる。 When using the said isocyanate compound or an epoxy compound as an adhesive agent, the composition of a primer and a compound may correspond, and the effort by overcoating can be skipped.
また、上記接着剤の形態としては、前述のプライマーと同様な使用形態を採用することができるが、溶剤や水で希釈することなく、そのまま用いることが望ましい。
そして、接着剤のプライマー塗布面への塗布方法としては、プライマーと同様の塗布方法を採用することができる。
The adhesive may be used in the same manner as the primer described above, but it is desirable to use it as it is without diluting with a solvent or water.
And as an application method to the primer application surface of an adhesive agent, the application method similar to a primer is employable.
このとき、プライマーを塗布した後、その表面が十分に乾燥したことを確認した後、硬化性組成物Bを塗布することが好ましい。加えて、接着剤を塗布した後、その表面が乾燥しないうちに、速やかに相手部材と接合することが好ましい。
塗布後のプライマーや接着剤表面の乾燥の程度を確認する手段としては、例えば、JIS K−5400に規定された指触乾燥による確認方法を挙げることができ、塗布面に指先で軽く触れてみて、これら塗布物で指先が汚れない程度であれば、十分乾燥したとみなすことができる。
At this time, after applying the primer, it is preferable to apply the curable composition B after confirming that the surface is sufficiently dried. In addition, after applying the adhesive, it is preferable to quickly join the mating member before the surface is dried.
As a means for confirming the degree of drying of the primer and the adhesive surface after application, for example, a confirmation method by dry-to-touch specified in JIS K-5400 can be mentioned, and lightly touch the application surface with a fingertip. As long as the fingertips are not soiled with these coatings, it can be considered that the coating is sufficiently dry.
このようなプライマーや接着剤表面の乾燥・硬化を促進するために、必要に応じて加熱処理や加湿処理を適宜実施することができる。特に、プライマーについては、温度40℃〜150℃環境下で乾燥・硬化を促進させることが好ましい。
また、接着剤については、エポキシ化合物又はアクリル化合物からなる場合には、40℃〜150℃の環境下で、イソシアネート化合物又はシリコーン化合物から成る場合には、温度40℃〜150℃、湿度30〜100%RH環境下で乾燥・硬化を促進させることが好ましい。
In order to accelerate the drying and curing of the primer and adhesive surface, heat treatment and humidification treatment can be appropriately performed as necessary. In particular, it is preferable to promote drying and curing of the primer at a temperature of 40 ° C to 150 ° C.
Moreover, about an adhesive agent, when it consists of an epoxy compound or an acrylic compound, when it consists of an isocyanate compound or a silicone compound in an environment of 40 degreeC-150 degreeC,
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited only to these Examples.
(実施例1)
マグネシウム合金板から成る基材(AZ91:25×100×4mm)の表面に、YVO4レーザー照射装置(ML−7111A、ミヤチテクノス社製)を用いて、電流25A、周波数15kHz、処理速度500mm/s、波長1064nm、照射強度3800W/mm2の条件下でレーザー光を照射することによって、上記基材の片面全面に表面改質処理を施し、金属水酸化物を生成させた。
そして、以下に示す方法によって、レーザー照射処理後の表面状態を調査すると共に、これら基材を用いた接合試験片を作製して、初期接着性、耐久接着性についてそれぞれ評価した。
Example 1
Using a YVO 4 laser irradiation device (ML-7111A, manufactured by Miyachi Technos Co., Ltd.) on the surface of a base material (AZ91: 25 × 100 × 4 mm) made of a magnesium alloy plate, current 25 A, frequency 15 kHz, processing speed 500 mm / s. By irradiating laser light under the conditions of a wavelength of 1064 nm and an irradiation intensity of 3800 W / mm 2 , the entire surface of one side of the substrate was subjected to surface modification treatment to generate a metal hydroxide.
And the surface state after laser irradiation processing was investigated by the method shown below, and the joining test piece using these base materials was produced, and initial adhesiveness and durable adhesiveness were each evaluated.
〈初期接着性〉
図1に示すように、上記処理済みの基板2における処理表面2aの端部10mmの領域に、イソシアネート系プライマー(ハマタイトRC−50E、横浜ゴム社製:以下、「プライマーA」と称する)を刷毛を用いて塗布したのち、室温環境下で10分間、乾燥・硬化させ、プライマー層3を形成し、接合用金属部材1を得た。
次に、プライマー塗布面に指で軽く触れてみて、指先にプライマーが付着しないことを確認した後、プライマー塗布面に、シリコーン系接着剤(TB−1217H、スリーボンド社製:以下、「接着剤K」と称する)を塗布ガンを用いて塗布したのち、図2に示すように、同様に作製したもう一方の接合用金属部材1のプライマー層3を当該接着剤層4を介して貼り合せて、接合し、試験片とした。そして、「接着剤K」を硬化させる目的で、予め20℃、65%RHに温調した恒温恒湿槽(PL−3K、タバイエスペック社製)内に7日間放置した後、さらに室温で24時間養生した。
<Initial adhesiveness>
As shown in FIG. 1, an isocyanate-based primer (Hamatite RC-50E, manufactured by Yokohama Rubber Co., Ltd .: hereinafter referred to as “Primer A”) is brushed in the region of 10 mm end of the treated
Next, after lightly touching the primer application surface with a finger and confirming that the primer does not adhere to the fingertip, a silicone adhesive (TB-1217H, manufactured by Three Bond Co., Ltd .: “Adhesive K” is applied to the primer application surface. 2) is applied using an application gun, and as shown in FIG. 2, the
そして、このような接合試験片を用いて引張せん断試験を行った。なお、引張せん断試験はオートグラフ(AG−I 20kN、島津製作所社製)を使用し、50mm/minの引張速度の条件下でせん断強さを測定した。試験後、接着剤の塗布面積に対する接着剤が凝集破壊している面積の割合を目視によって求め、凝集破壊率とした。 And the tensile shear test was done using such a joining test piece. The tensile shear test was performed using an autograph (AG-I 20 kN, manufactured by Shimadzu Corporation), and the shear strength was measured under a tensile speed of 50 mm / min. After the test, the ratio of the area where the adhesive is cohesive to the coated area of the adhesive was determined visually to obtain the cohesive failure rate.
〈耐久接着性〉
上記初期接着性と同様の方法により、試験片を作製した後、予め50℃、95%RHに温調した恒温恒湿槽(PL−3K、タバイエスペック社製)内に7日間放置した後、さらに室温で24時間養生した後、同様の引張せん断試験を行った。これらの結果を表1に示す。
<Durable adhesiveness>
After preparing a test piece by the same method as the above initial adhesiveness, after leaving it in a constant temperature and humidity chamber (PL-3K, manufactured by Tabai Espec Co., Ltd.) that has been previously adjusted to 50 ° C. and 95% RH, Furthermore, after curing at room temperature for 24 hours, the same tensile shear test was performed. These results are shown in Table 1.
〈表面状態〉
当該実施例1については、マグネシウム合金基材の代表例として、レーザー照射処理後の基材を室温に5分間放置して冷却した後、X線光電子分光分析装置(JPS−9200、JEOL社製)を用いて、照射処理表面に存在する各金属原子の結合エネルギー値(化学シフト)から金属原子の結合状態を確認した。
すなわち、マグネシウム原子の場合、金属マグネシウムなら49.8eV付近に、マグネシウム水酸化物なら49.5eV付近に、マグネシウム酸化物なら50.8eV付近にそれぞれ強い吸収が出ることから、これらの情報をもとに、改質表面におけるマグネシウム原子の結合状態を判定した。このX線光電子分光分析チャートを図3に示す。
<Surface condition>
In Example 1, as a representative example of a magnesium alloy substrate, the substrate after laser irradiation treatment was allowed to cool at room temperature for 5 minutes, and then cooled by an X-ray photoelectron spectrometer (JPS-9200, manufactured by JEOL). Was used to confirm the bonding state of the metal atoms from the bond energy value (chemical shift) of each metal atom present on the irradiation-treated surface.
That is, in the case of a magnesium atom, strong absorption occurs around 49.8 eV for metal magnesium, around 49.5 eV for magnesium hydroxide, and around 50.8 eV for magnesium oxide. Next, the bonding state of magnesium atoms on the modified surface was determined. This X-ray photoelectron spectroscopic analysis chart is shown in FIG.
(実施例2)
接着剤としてイソシアネート系接着剤(ハマタイトWS−201、横浜ゴム社製:以下「接着剤L」と称する)を用いたこと以外は、上記実施例1と同様の操作を繰り返すことによって得た試験片により、初期接着性、耐久接着性についてそれぞれ評価した。その結果を表1に併せて示す。
(Example 2)
A test piece obtained by repeating the same operation as in Example 1 except that an isocyanate-based adhesive (Hamatite WS-201, manufactured by Yokohama Rubber Co., Ltd .: hereinafter referred to as “adhesive L”) was used as the adhesive. Thus, initial adhesiveness and durable adhesiveness were evaluated. The results are also shown in Table 1.
(実施例3)
プライマーとして、上記イソシアネート系接着剤Lを用い、当該接着剤から成り、イソシアネート系化合物を含むプライマー層を介して処理済みの基板同士を直接接合したこと以外は、上記実施例1と同様の操作を繰り返すことによって得た試験片を用いて、初期接着性、耐久接着性についてそれぞれ評価した。その結果を表1に併せて示す。
(Example 3)
As the primer, the same operation as in Example 1 was performed, except that the isocyanate-based adhesive L was used and the treated substrates were directly bonded to each other through a primer layer containing the isocyanate-based compound. The test piece obtained by repeating was evaluated about initial adhesiveness and durable adhesiveness, respectively. The results are also shown in Table 1.
(実施例4)
接着剤として、加熱溶融型のオレフィン系接着剤(HM712、セメダイン社製:以下「接着剤M」と称する)を用いたこと以外は、上記実施例1と同様の操作を繰り返すことによって得た試験片により、初期接着性、耐久接着性についてそれぞれ評価した。その結果を表1に併せて示す。
Example 4
Test obtained by repeating the same operation as in Example 1 except that a hot-melt type olefin-based adhesive (HM712, manufactured by Cemedine Co., Ltd .: hereinafter referred to as “adhesive M”) was used as the adhesive. Each piece was evaluated for initial adhesion and durable adhesion. The results are also shown in Table 1.
(実施例5)
プライマーとして、エポキシ系接着剤(サンダイン2403、アサヒゴム社製:以下「接着剤N」を用い、当該接着剤から成り、エポキシ系化合物を含有するプライマー層を介して処理済みの基板同士を直接接合した。
このとき、上記接着剤Nは加熱硬化型の接着剤であり、これを硬化させる目的で、予め170℃に加熱・温調したオーブン(PH−301、タバイエスペック社製)内に20分間放置し、さらに室温で24時間養生した後、同様の引張せん断試験を行うことによって初期接着性を評価した。また、耐久接着性については、予め120℃に温調したプレッシャークッカー試験機(EHS−220M、タバイエスペック社製)内に72時間放置し、さらに室温で24時間養生したのち、同様の引張せん断試験を行うことによって評価した。その結果を表1に併せて示す。
(Example 5)
As a primer, an epoxy adhesive (Sandyne 2403, manufactured by Asahi Rubber Co., Ltd .: hereinafter referred to as “adhesive N” was used, and the treated substrates were directly bonded to each other via a primer layer containing the adhesive and containing an epoxy compound. .
At this time, the adhesive N is a heat curable adhesive, and is left to stand in an oven (PH-301, manufactured by Tabai Espec Co., Ltd.) heated and adjusted to 170 ° C. for 20 minutes for the purpose of curing the adhesive N. Further, after curing at room temperature for 24 hours, the initial adhesiveness was evaluated by conducting the same tensile shear test. For durable adhesion, the sample was left in a pressure cooker tester (EHS-220M, manufactured by Tabay Espec Co., Ltd.) that had been previously adjusted to 120 ° C. for 72 hours, and after curing at room temperature for 24 hours, the same tensile shear test was performed. Evaluated by doing. The results are also shown in Table 1.
(実施例6)
金属基材として、アルミニウム合金板(ADC12)を用いたこと以外は、上記実施例1と同様の操作を繰り返すことによって得た試験片を用いて、初期接着性、耐久接着性についてそれぞれ同様に評価した。その結果を表1に併せて示す。
また、当該実施例6については、アルミニウム合金基材の代表例として、レーザー照射処理後の基材について、上記実施例1と同様に、X線光電子分光分析を行い、照射処理表面に存在する金属原子の結合状態を確認した。すなわち、アルミニウム原子の場合、金属アルミニウムなら72.9eV付近に、アルミニウム水酸化物なら74.0eV付近に、酸化皮膜なら74.7eV付近に、アルミニウム酸化物なら73〜74eV付近にそれぞれ強い吸収が出ることから、改質表面におけるアルミニウム原子の結合状態を判定した。このX線光電子分光分析チャートを図4に示す。
(Example 6)
Except that an aluminum alloy plate (ADC12) was used as the metal substrate, initial adhesion and durability adhesion were similarly evaluated using test pieces obtained by repeating the same operation as in Example 1 above. did. The results are also shown in Table 1.
Moreover, about the said Example 6, as a typical example of an aluminum alloy base material, about the base material after a laser irradiation process, it carries out X-ray photoelectron spectroscopy analysis similarly to the said Example 1, and the metal which exists in an irradiation process surface The state of atomic bonding was confirmed. In other words, in the case of aluminum atoms, strong absorption occurs at around 72.9 eV for metal aluminum, around 74.0 eV for aluminum hydroxide, around 74.7 eV for oxide film, and around 73 to 74 eV for aluminum oxide. Therefore, the bonding state of aluminum atoms on the modified surface was determined. This X-ray photoelectron spectroscopic analysis chart is shown in FIG.
(比較例1)
マグネシウム合金板から成る上記基材の表面に、同様の条件でレーザー光を照射して、当該表面に金属水酸化物を生成させた両基材の処理面にプライマーを塗布することなく、上記シリコーン系接着剤Kを用いて直接接合した。これ以外は、上記実施例1と同様の要領によって、初期接着性、耐久接着性をそれぞれ評価した。その結果を表1に併せて示す。
(Comparative Example 1)
The surface of the base material composed of a magnesium alloy plate is irradiated with laser light under the same conditions, and the silicone is formed without applying a primer to the treated surfaces of both base materials on which metal hydroxide is generated. Direct bonding was performed using a system adhesive K. Except for this, initial adhesiveness and durable adhesiveness were evaluated in the same manner as in Example 1 above. The results are also shown in Table 1.
(比較例2)
プライマーとして、末端グリシジル基変性シランカップリング剤(KBM−403、信越化学工業社製:以下「プライマーB」と称する)を用いたこと以外は、上記実施例1と同様の操作を繰り返すことによって得た試験片により、初期接着性、耐久接着性についてそれぞれ評価した。その結果を表1に併せて示す。
(Comparative Example 2)
It is obtained by repeating the same operation as in Example 1 except that a terminal glycidyl group-modified silane coupling agent (KBM-403, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .: hereinafter referred to as “Primer B”) is used as a primer. The test specimens were evaluated for initial adhesion and durable adhesion. The results are also shown in Table 1.
(比較例3)
プライマーとして、末端チオール基変性シランカップリング剤(KBM−803、信越化学工業社製:以下「プライマーC」と称する)を用いたこと以外は、上記実施例1と同様の操作を繰り返すことによって得た試験片により、初期接着性、耐久接着性についてそれぞれ同様に評価した。その結果を表1に併せて示す。
(Comparative Example 3)
Obtained by repeating the same operation as in Example 1 except that a terminal thiol group-modified silane coupling agent (KBM-803, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .: hereinafter referred to as “Primer C”) was used as a primer. The initial adhesiveness and the durable adhesiveness were similarly evaluated using the test pieces. The results are also shown in Table 1.
(比較例4)
プライマーとしてケチミン化合物(以下「プライマーD」と称する)を、接着剤としてイソシアネート系の接着剤Lを用いたこと以外は、上記実施例1と同様の操作を繰り返すことによって得た試験片により、初期接着性、耐久接着性についてそれぞれ評価した。その結果を表1に併せて示す。
なお、上記プライマーDは、予め容量の約5分目までモレキュラーシーブ(モレキュラーシーブ 3A 1/16、関東化学社製)で満たされた容量300mLの蓋付きガラス容器に、トリエチレンテトラミン(TETA、東ソー社製)を50重量部、アセトン(試薬1級、関東化学社製)を50重量部、順に加えて、攪拌・密閉した後、室温環境下で2日間整置することにより調整したものである。そして、2日間整置した後、ガラス容器内の透明状液体を赤外線分光光度計(FTIR−8400S、島津製作所社製)により分析した結果、アミノ基が消失してケチミン基が新たに生成していることが確認されている。
(Comparative Example 4)
A test piece obtained by repeating the same operation as in Example 1 except that a ketimine compound (hereinafter referred to as “primer D”) was used as a primer and an isocyanate-based adhesive L was used as an adhesive. The adhesiveness and the durable adhesiveness were evaluated. The results are also shown in Table 1.
The primer D was prepared by adding triethylenetetramine (TETA, Tosoh Corporation) to a glass container with a lid of 300 mL, which was previously filled with molecular sieve (
(比較例5)
プライマーとしてケチミン化合物から成る上記プライマーDを、接着剤としてエポキシ系の接着剤Nを用い、これを硬化させるために、上記実施例5と同様の条件で硬化、養生した。これ以外は、上記実施例1と同様の操作を繰り返すことによって得た試験片により、初期接着性、耐久接着性についてそれぞれ評価した。その結果を表1に併せて示す。
(Comparative Example 5)
The primer D comprising a ketimine compound as a primer and an epoxy adhesive N as an adhesive were cured and cured under the same conditions as in Example 5 to cure the primer. Except for this, initial adhesiveness and durable adhesiveness were evaluated by test pieces obtained by repeating the same operation as in Example 1. The results are also shown in Table 1.
(比較例6)
金属基材として、アルミニウム合金板(ADC12)を用いたこと以外は、上記比較例1と同様の操作を繰り返すことによって得た試験片を用いて、初期接着性、耐久接着性についてそれぞれ同様に評価した。その結果を表1に併せて示す。
(Comparative Example 6)
Except that an aluminum alloy plate (ADC12) was used as the metal base material, initial adhesiveness and durable adhesiveness were similarly evaluated using a test piece obtained by repeating the same operation as in Comparative Example 1 above. did. The results are also shown in Table 1.
(比較例7)
金属基材として、アルミニウム合金板(ADC12)を用いると共に、プライマーとしてケチミン化合物から成る上記プライマーDを、接着剤としてシリコーン系の接着剤Kを用いたこと以外は、上記実施例1と同様の操作を繰り返すことによって得た試験片により、初期接着性、耐久接着性についてそれぞれ評価した。その結果を表1に併せて示す。
(Comparative Example 7)
The same operation as in Example 1 except that an aluminum alloy plate (ADC12) was used as the metal substrate, the primer D made of a ketimine compound was used as the primer, and the silicone-based adhesive K was used as the adhesive. The test pieces obtained by repeating the above were evaluated for initial adhesion and durable adhesion. The results are also shown in Table 1.
表面状態の調査結果の代表例として、マグネシウム合金基材に関するX線光電子分光分析チャートである図3においては、マグネシウム酸化物の存在を示す50.8eV付近に吸収ピークが認められた。また、アルミニウム合金基材に関する図4には、アルミニウム水酸化物の存在を示す74.0eV付近にピークが認められ、いずれの場合にも、レーザー光照射処理によって、基材の表面には、それぞれアルミニウム又はマグネシウムの水酸化物を含む改質表面が形成されていることが確認された。 As a representative example of the investigation result of the surface state, in FIG. 3 which is an X-ray photoelectron spectroscopic analysis chart regarding the magnesium alloy substrate, an absorption peak was observed in the vicinity of 50.8 eV indicating the presence of magnesium oxide. Moreover, in FIG. 4 regarding the aluminum alloy base material, a peak is recognized in the vicinity of 74.0 eV indicating the presence of aluminum hydroxide, and in any case, the surface of the base material is It was confirmed that a modified surface containing aluminum or magnesium hydroxide was formed.
また、表1から明らかなように、当該表面上に、イソシアネート化合物やエポキシ化合物など、反応過程で水を必要とせず、直接、水酸基と付加反応可能な硬化性樹脂を含むプライマーを塗布して成る本発明の接合用金属部材を用いた実施例1〜6の接合試験片においては、優れた初期接着性、耐久接着性を示すことが認められた。 Further, as is apparent from Table 1, a primer containing a curable resin capable of addition reaction with a hydroxyl group is directly applied to the surface, such as an isocyanate compound or an epoxy compound, without requiring water during the reaction process. In the joining test piece of Examples 1-6 using the metal member for joining of this invention, it was recognized that the outstanding initial adhesiveness and durable adhesiveness are shown.
これに対して、同様の処理を施した金属基材を使用しても、プライマー層を設けることなく、接着剤によって直接接合した比較例1,6の接合試験片においては、上記実施例に較べて初期接着性、耐久接着性に劣ることが確認された。
また、プライマー層を形成するにしても、シランカップリング剤(アルコキシシラン化合物)やケチミン化合物など、水酸基と直接反応して共有結合を形成することができず、まず吸湿(吸水)して加水分解した後、脱水縮合して始めて水酸基と共有結合を形成するような化合物を用いた比較例2〜5及び7の接合試験片においては、対応するそれぞれの実施例に較べて初期接着性、耐久接着性に劣ることが確認された。
On the other hand, even in the case of using a metal substrate subjected to the same treatment, the bonding test pieces of Comparative Examples 1 and 6 directly bonded with an adhesive without providing a primer layer were compared with the above examples. It was confirmed that the initial adhesiveness and the durable adhesiveness were inferior.
Even when a primer layer is formed, a silane coupling agent (alkoxysilane compound) or ketimine compound cannot react directly with a hydroxyl group to form a covalent bond. After that, in the joining test pieces of Comparative Examples 2 to 5 and 7 using a compound that forms a covalent bond with a hydroxyl group only after dehydration condensation, initial adhesiveness and durable adhesion are compared with the corresponding examples. It was confirmed that it was inferior in sex.
1 接合用金属部材
2 金属基材
3 プライマー層
4 接着剤層
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