(57)【要約】スクリーン印刷によって塗布することができ、耐水性、耐熱性に優れたゴム−金属複合体を形成させる際の金属表面処理に有効に用いられる金属表面処理剤を提供することを目的とし、その目的は、有機金属化合物、シリカ、珪酸マグネシウム水和物、及び下記一般式（Ｉ）で示される有機溶剤を含むことを特徴とする金属表面処理剤によって解決される。  一般式（Ｉ）    Ｒ−Ｏ−（ＣＨ２）２ＯＨ    〔式中、Ｒは炭素数３以上のアルキル基、又はアリール基を表す。〕【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機金属化合物、シリカ、珪酸マグネシウム水和物、及び下記一般式（Ｉ）で示される有機溶剤を含み、
前記珪酸マグネシウム水和物が、有機変性された珪酸マグネシウムであり、該有機変性珪酸マグネシウムを４〜１９重量％含むことを特徴とする金属表面処理剤。
一般式（Ｉ）
Ｒ−Ｏ−（ＣＨ２）２ＯＨ
〔式中、Ｒは炭素数３以上のアルキル基、又はアリール基を表す。〕
【請求項２】
有機金属化合物、シリカ、珪酸マグネシウム水和物、及び下記一般式（Ｉ）で示される有機溶剤を含み、
前記珪酸マグネシウム水和物が、無変性珪酸マグネシウムであり、該無変性珪酸マグネシウムを６〜１９重量％含むことを特徴とする金属表面処理剤。
一般式（Ｉ）
Ｒ−Ｏ−（ＣＨ２）２ＯＨ
〔式中、Ｒは炭素数３以上のアルキル基、又はアリール基を表す。〕
【請求項３】
前記有機金属化合物および前記シリカの固形分濃度が、０．０１〜２０重量％であることを特徴とする請求項１又は２記載の金属表面処理剤。
【請求項４】
金属表面処理剤の固形分濃度が、４〜３５重量％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の金属表面処理剤。
【請求項５】
Ｂ型粘度計で室温２５℃時の粘度が６０ｒｐｍ時に１００ｍＰａ・ｓ以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の金属表面処理剤。
【請求項６】
６ｒｐｍ時の粘度Ｖ６と６０ｒｐｍ時の粘度Ｖ６０の比（Ｖ６／Ｖ６０）が２〜１０の範囲であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の金属表面処理剤。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の金属表面処理剤の、ゴム−金属複合体を製造する際の金属表面処理剤としての使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は金属表面処理剤に関し、詳しくは、スクリーン印刷によって塗布することができ、耐水性、耐熱性に優れたゴム−金属複合体を形成させる際の金属表面処理などに有効に用いられる金属表面処理剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
耐水性、耐ＬＬＣ（ロングライフクーラント）性および耐熱性が必要とされるオイルシール、ガスケット、ダイヤフラム、バルブ等のゴム−金属複合体の金属材料としては、主にステンレス鋼が用いられている。【０００３】
ステンレス鋼に直接加硫接着剤を適用し、ゴムと接着させて、ゴム金属積層板を作成しようとしても、耐液接着耐久性が悪い問題がある。また、このゴム金属積層板について、水、ＬＬＣ等を用いて、浸漬試験を実施すると、接着剥離を生じるようになる問題がある。【０００４】
この問題を解決するために、本出願人は、先に、加硫接着剤を塗布する前の前処理として、ステンレス鋼上に、塗布型クロメート処理を施し、水、ＬＬＣ等に対する耐性を向上させることを提案している（特許文献１、特許文献２）。【０００５】
しかしながら、塗布型クロメート処理では、Ｃｒ6＋イオンが含まれるため、環境対策上からみて好ましくない。【０００６】
これに対して、フェノール系樹脂をベースとする各種加硫接着剤用下塗り剤も市販されている。【０００７】
しかし、かかる下塗り剤は、ステンレス鋼との接着においては、十分なる接着性、耐水性を示さない。【０００８】
そこで、本出願人はさらに、ゴム−金属複合体を製造するに際し、金属とゴムとの接着剤としてアルコキシシランをベースとする種々の加硫接着剤組成物を提案している。【０００９】
これらの加硫接着剤組成物は、予め化学的または物理的表面処理している金属表面との接着に特に適しているが、無処理の金属表面に適用した場合には、例えば塗布型クロメート処理を施したステンレス鋼の場合程の密着性を得ることはできない。【００１０】
また、実使用環境においては、同時に異種金属が同一液に浸漬された状態で接触しているケースが多く、このような場合には、ゴム金属積層体を形成しているステンレス鋼板とこれと接触する異種金属との間に電位が発生し、接着剥れやブリスタ（泡）の発生が促進される現象が見られる（特許文献３〜１２）。【００１１】
これらの課題を解決するために、有機金属化合物およびシリカを含有する金属表面処理剤が提案されている（特許文献１３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−００６３０７号公報
【特許文献２】特開平１１−２２１８７５号公報
【特許文献３】特開平７−３４０５４号公報
【特許文献４】特開平７−２１６３０９号公報
【特許文献５】特開平８−２０９１０２号公報
【特許文献６】特開平９−３４３２号公報
【特許文献７】特開平９−４０９１６号公報
【特許文献８】特開平９−１３２７５８号公報
【特許文献９】特開平１０−７９９０号公報
【特許文献１０】特開平１０−８０２１号公報
【特許文献１１】特開平１１−１６７２号公報
【特許文献１２】特開２００１−２２６６４２号公報
【特許文献１３】特開２００５−１７９７６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、これら金属表面処理剤では、粘度が１０ｍＰａ・ｓと低いため、金属に塗布する手法は、浸漬、噴霧、はけ刷り、ロールコートなどに限られる。これらの手法はスクリーン印刷による塗布と異なり、金属表面処理剤の部分的な塗布が極めて困難である。【００１４】
版上でのかすれやタレが発生したり、あるいは粘度が一定値に収まらなければ、スクリーン印刷機で塗布することはできない。【００１５】
本発明者は、金属表面処理剤に含有する溶剤としてメチルエチルケトン、イソプロピルアルコール、メタノール等の有機溶剤を用いると、版上でのかすれやタレ、粘度上昇が発生することを見出した。【００１６】
そこで、有機金属化合物およびシリカを含有する金属表面処理剤に、増粘剤として珪酸マグネシウム水和物と、一般式（Ｉ）Ｒ−Ｏ−（ＣＨ２）２ＯＨで示される特定の有機溶剤を含有させることで、スクリーン印刷による塗布が可能となることを見出し、本発明に至った。【００１７】
そこで、本発明は、スクリーン印刷によって塗布することができ、耐水性、耐熱性に優れたゴム−金属複合体を形成させる際の金属表面処理に有効に用いられる金属表面処理剤を提供することを課題とする。【００１８】
また本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題は以下の各発明によって解決される。【００２０】
１．  有機金属化合物、シリカ、珪酸マグネシウム水和物、及び下記一般式（Ｉ）で示される有機溶剤を含み、
前記珪酸マグネシウム水和物が、有機変性された珪酸マグネシウムであり、該有機変性珪酸マグネシウムを４〜１９重量％含むことを特徴とする金属表面処理剤。
一般式（Ｉ）
Ｒ−Ｏ−（ＣＨ２）２ＯＨ
〔式中、Ｒは炭素数３以上のアルキル基、又はアリール基を表す。〕【００２１】
２．  有機金属化合物、シリカ、珪酸マグネシウム水和物、及び下記一般式（Ｉ）で示される有機溶剤を含み、
前記珪酸マグネシウム水和物が、無変性珪酸マグネシウムであり、該無変性珪酸マグネシウムを６〜１９重量％含むことを特徴とする金属表面処理剤。
一般式（Ｉ）
Ｒ−Ｏ−（ＣＨ２）２ＯＨ
〔式中、Ｒは炭素数３以上のアルキル基、又はアリール基を表す。〕【００２２】
３．  前記有機金属化合物および前記シリカの固形分濃度が、０．０１〜２０重量％であることを特徴とする前記１又は２記載の金属表面処理剤。【００２３】
４．  金属表面処理剤の固形分濃度が、４〜３５重量％であることを特徴とする前記１〜３のいずれかに記載の金属表面処理剤。【００２４】
５．  Ｂ型粘度計で室温２５℃時の粘度が６０ｒｐｍ時に１００ｍＰａ・ｓ以上であることを特徴とする前記１〜４のいずれかに記載の金属表面処理剤。【００２５】
６．  ６ｒｐｍ時の粘度Ｖ６と６０ｒｐｍ時の粘度Ｖ６０の比（Ｖ６／Ｖ６０）が２〜１０の範囲であることを特徴とする前記１〜５のいずれかに記載の金属表面処理剤。【００２６】
７．  前記１〜６のいずれかに記載の金属表面処理剤の、ゴム−金属複合体を製造する際のの金属表面処理剤としての使用。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の金属表面処理剤は、耐水性、耐熱性に優れ、該金属表面処理剤を用いることによって、優れた接着性を示し、ゴム−金属複合体を形成させる際の金属表面処理などに有効に用いることができる。【００２８】
本発明の金属表面処理剤は、スクリーン印刷で部分的に塗布することができ、塗布する際の滲み、垂れ、塗布後の泡の発生はない。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００３０】
本発明の金属表面処理剤は、（ア）有機金属化合物、（イ）シリカ、（ウ）増粘剤として珪酸マグネシウム水和物、（エ）一般式（Ｉ）Ｒ−Ｏ−（ＣＨ２）２ＯＨで示される特定の有機溶剤（以下、必要により、「本発明の有機溶剤」という）を含む。
【００３１】
有機金属化合物としては、以下の化合物を例示できる。
【００３２】
（１）トリイソプロポキシアルミニウム、モノ-sec-ブトキシジプロポキシアルミニウム、トリ-sec-ブトキシアルミニウム、トリ(2-エチルヘキシル)アルミニウム、ジイソプロポキシアルミニウムモノ(メチルアセトアセテート)、ジイソプロポキシアルミニウムモノ(エチルアセトアセテート)、ジイソプロポキシアルミニウムモノ(プロピルアセトアセテート)、ジイソプロポキシアルミニウムモノ(ブチルアセトアセテート)、ジイソプロポキシアルミニウムモノ(ヘキシルアセトアセテート)、ジn-プロポキシアルミニウムモノ(メチルアセトアセテート)、ジn-プロポキシアルミニウムモノ(エチルアセトアセテート)、ジn-プロポキシアルミニウムモノ(プロピルアセトアセテート)、ジn-プロポキシアルミニウムモノ(ブチルアセトアセテート)、ジn-プロポキシアルミニウムモノ(ヘキシルアセトアセテート)、ジブトキシアルミニウムモノ(メチルアセトアセテート)、ジブトキシアルミニウムモノ(エチルアセトアセテート)、ジブトキシアルミニウムモノ(プロピルアセトアセテート)、ジブトキシアルミニウムモノ(ブチルアセトアセテート)、ジブトキシアルミニウムモノ(ヘキシルアセトアセテート)、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)、アルミニウムトリス(プロピルアセトアセテート)、アルミニウムトリス(ブチルアセトアセテート)、アルミニウムトリス(ヘキシルアセトアセテート)、アルミニウム - モノアセチルアセトネート- ビス(エチルアセトアセテート)、アルミニウムトリス(アセチルアセトネート)、ジイソプロポキシアルミニウムモノ(アセチルアセトネート)などの有機アルミニウム化合物；
【００３３】
（２）テトラi-プロポキシチタン、テトラn-プロポキシチタン、テトラn-ブトキシチタン、テトラ(2-エチルヘキシル)チタネート、ジイソプロポキシチタンビス(メチルアセトアセテート)、ジイソプロポキシチタンビス(エチルアセトアセテート)、ジイソプロポキシチタンビス(プロピルアセトアセテート)、ジイソプロポキシチタンビス(ブチルアセトアセテート)、ジイソプロポキシチタンビス(ヘキシルアセトアセテート)、ジn-プロポキシチタンビス(メチルアセトアセテート)、ジn-プロポキシチタンビス(エチルアセトアセテート)、ジn-プロポキシチタンビス(プロピルアセトアセテート)、ジn-プロポキシチタンビス(ブチルアセトアセテート)、ジn-プロポキシチタンビス(ヘキシルアセトアセテート)、ジn-ブトキシチタンビス(メチルアセトアセテート)、ジn-ブトキシチタンビス(エチルアセトアセテート)、ジn-ブトキシチタンビス(プロピルアセトアセテート)、ジn-ブトキシチタンビス(ブチルアセトアセテート)、ジn-ブトキシチタンビス(ヘキシルアセトアセテート)、1,3-プロパンジオキシチタンビス(エチルアセトアセテート)、ジイソプロポキシチタンビス(アセチルアセトネート)、ジn-プロポキシチタンビス(アセチルアセトネート)、ジn-ブトキシチタンビス(アセチルアセトネート)、チタンテトラアセチルアセトネート、チタンテトラエチルアセトアセテート、チタンテトラプロピルアセトアセテート、チタンテトラブチルアセトアセテートなどの有機チタン化合物;
【００３４】
（３）テトラi-プロポキシジルコニウム、テトラn-プロポキシジルコニウム、テトラn-ブトキシジルコニウム、ジイソプロポキシジルコニウムビス(メチルアセトアセテート)、ジイソプロポキシジルコニウムビス(エチルアセトアセテート)、ジイソプロポキシジルコニウムビス(プロピルアセトアセテート)、ジイソプロポキシジルコニウムビス(ブチルアセトアセテート)、ジイソプロポキシジルコニウムビス(ヘキシルアセトアセテート)、ジn-プロポキシジルコニウムビス(メチルアセトアセテート)、ジn-プロポキシジルコニウムビス(エチルアセトアセテート)、ジn-プロポキシジルコニウムビス(プロピルアセトアセテート)、ジn-プロポキシジルコニウムビス(ブチルアセトアセテート)、ジn-プロポキシジルコニウムビス(ヘキシルアセトアセテート)、ジn-ブトキシジルコニウムビス(メチルアセトアセテート)、ジn-ブトキシジルコニウムビス(エチルアセトアセテート)、ジn-ブトキシジルコニウムビス(プロピルアセトアセテート)、ジn-ブトキシジルコニウムビス(ブチルアセトアセテート)、ジn-ブトキシジルコニウムビス(ヘキシルアセトアセテート)、1,3-プロパンジオキシジルコニウムビス(エチルアセトアセテート)、ジイソプロポキシジルコニウムビス(アセチルアセトネート)、ジn-プロポキシジルコニウムビス(アセチルアセトネート)、ジn-ブトキシジルコニウムビス(アセチルアセトネート)、ジルコニウムテトラアセチルアセトネート、ジルコニウムテトラエチルアセトアセテート、ジルコニウムテトラプロピルアセトアセテート、ジルコニウムテトラブチルアセトアセテートなどの有機ジルコニウム化合物;
テトラi-プロポキシ錫、テトラn-プロポキシ錫、テトラn-ブトキシ錫、ジイソプロポキシ錫ビス(メチルアセトアセテート)、ジイソプロポキシ錫ビス(エチルアセトアセテート)、ジイソプロポキシ錫ビス(プロピルアセトアセテート)、ジイソプロポキシ錫ビス(ブチルアセトアセテート)、ジイソプロポキシ錫ビス(ヘキシルアセトアセテート)、ジn-プロポキシ錫ビス(メチルアセトアセテート)、ジn-プロポキシ錫ビス(エチルアセトアセテート)、ジn-プロポキシ錫ビス(プロピルアセトアセテート)、ジn-プロポキシ錫ビス(ブチルアセトアセテート)、ジn-プロポキシ錫ビス(ヘキシルアセトアセテート)、ジn-ブトキシ錫ビス(メチルアセトアセテート)、ジn-ブトキシ錫ビス(エチルアセトアセテート)、ジn-ブトキシ錫ビス(プロピルアセトアセテート)、ジn-ブトキシ錫ビス(ブチルアセトアセテート)、ジn-ブトキシ錫ビス(ヘキシルアセトアセテート)、1,3-プロパンジオキシ錫ビス(エチルアセトアセテート)、ジイソプロポキシ錫ビス(アセチルアセトネート)、ジn-プロポキシ錫ビス(アセチルアセトネート)、ジn-ブトキシ錫ビス(アセチルアセトネート)、錫テトラアセチルアセトネート、錫テトラエチルアセトアセテート、錫テトラプロピルアセトアセテート、錫テトラブチルアセトアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジオクテート、ジオクチル錫ジラウレートなどの有機錫化合物など。
【００３５】
上記の有機金属化合物の中では、有機チタン化合物が好ましく用いられる。
【００３６】
また、有機チタン化合物のなかでも、チタンテトラアセチルアセトネートなどのチタンキレート化合物がさらに好ましく用いられる。
【００３７】
本発明に好ましく用いられる有機チタン化合物は、市販品として入手でき、市販品としては、マツモトファインケミカル株式会社製「ＴＣ−４０１」などが挙げられる。
【００３８】
シリカとしては、ＳｉＯ２含有量が８５％以上の乾式および湿式シリカを有機溶剤または水中にて分散させたもの、好ましくは高純度の無水シリカの微粒子を有機溶剤または水中にて分散させ、コロイド状としたいわゆるコロイダルシリカが用いられる。
【００３９】
コロイダルシリカとしては、平均粒径が好ましくは１〜５０ｎｍ、より好ましくは１０〜３０ｎｍのものであって、メタノール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどの有機溶剤に分散されているものが用いられる。
【００４０】
ここで平均粒径とは、塗布する前の分散液状態での複数粒子の粒径を電子顕微鏡写真により測定し、算術平均により算出した平均直径である。
【００４１】
本発明のシリカは、市販品として入手でき、市販品としては、扶桑化学工業社製「ＰＬ−２ＬＰＧＭＥ」（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート中に固形分濃度４．１５重量％で分散したもの）などが挙げられる。
【００４２】
有機金属化合物とシリカとは、固形分比率で９９：１〜１０：９０（重量比）、好ましくは９０：１０〜３５：６５の割合で用いられる。
【００４３】
ここで、有機金属化合物の固形分とは、これを１３５℃で１時間蒸発乾固させたときの蒸発残分量であり、実際にこれを用いて表面処理したとき、被処理物上に残る有機金属化合物量の指標となる量である。
【００４４】
また、固形分比率とは、表面処理剤中の有機金属化合物とシリカ固形分との重量割合を示している。
【００４５】
例えば、有機チタン化合物を固形分で４５重量％含む有機金属化合物製品を用いる場合、金属表面処理剤中に有機金属化合物を１１．１重量％配合すると、有機チタン化合物の固形分は、１１．１×０．４５＝４．９９５重量％となる。一方、シリカを固形分で２５重量％含む製品を用いる場合、金属表面処理剤中１６．６重量％配合すると、シリカの固形分は、１６．６×０．２５＝４．１５重量％となる。すると、有機チタン化合物とシリカの固形分比率は４．９９５：４．１５＝５４：４６となる。
【００４６】
シリカが、有機金属化合物とシリカの固形分比率９０％よりも多い割合で用いられると、耐熱性が低下し、高温空気加熱後に接着剥がれが生ずるようになる。一方、シリカが１％未満で用いられると、水、ＬＬＣなどに対する耐液耐久性が悪化するようになる。
【００４７】
また、有機金属化合物とシリカの固形分濃度は、金属表面処理剤中それぞれ０．０１〜２０重量％になるように、有機溶剤により希釈される。さらに好ましくは、固形分濃度が０．８５〜１０重量％になるよう調製される。固形分濃度が高いとコストアップとなり、費用対効果のメリットが小さいためである。
【００４８】
それぞれの金属表面処理剤中の固形分濃度は、上記の計算によって求めることができ、上記した例によると、有機チタン化合物固形分濃度は４．９９５重量％、シリカ固形分濃度は４．１５重量％となる。
【００４９】
本発明においては、増粘剤として珪酸マグネシウム水和物が用いられ、特に楠本化成株式会社製「セピオライト」等が好ましく用いられる。
【００５０】
珪酸マグネシウム水和物は、有機変性された珪酸マグネシウム水和物や、無変性珪酸マグネシウム水和物の何れの珪酸マグネシウム水和物も用いることができる。
【００５１】
ここで、有機変性とは、珪酸マグネシウム水和物の表面を、例えば四塩化アンモニウム塩を使用して改質したものをいう。
【００５２】
本発明の金属表面処理剤中に有機変性された珪酸マグネシウム水和物は、好ましくは４〜１９重量％、より好ましくは５〜１５重量％、さらに好ましくは７〜１０重量％配合される。
【００５３】
無変性珪酸マグネシウム水和物の配合量としては、好ましくは６〜１９重量％、より好ましくは７〜１０重量％配合される。
【００５４】
珪酸マグネシウム水和物の配合量が４重量％未満であると、粘度が低くなり、スクリーン印刷による塗布が困難になる場合がある。また、１０重量％を越えると、金属表面処理剤を作成する過程において混ぜ合わせることが不可能となり、表面処理剤を作成することができない。
【００５５】
本発明の珪酸マグネシウム水和物は、市販品として入手でき、市販品としては、楠本化成株式会社製「ＰＡＮＧＥＬ  Ｂ２０」、「ＰＡＮＧＥＬ  Ｂ４０」などが挙げられる。
【００５６】
本発明の有機溶剤としては、一般式（Ｉ）Ｒ−Ｏ−（ＣＨ２）２ＯＨで示される有機溶剤が用いられる。
【００５７】
本発明では、一般式（Ｉ）において、Ｒが炭素数３以上のアルキル基である有機溶剤を好ましく用いることができる。Ｒは置換基を有していてもよい。Ｒが表すアルキル基としては、プロピル基、ブチル基などを好ましく挙げることができる。具体的な化合物例としては、プロピルセロソルブ、ブチルセロソルブなどが挙げられる。
【００５８】
また、本発明では、一般式（Ｉ）において、Ｒがアリール基である有機溶剤を好ましく用いることができる。Ｒは置換基を有していてもよい。Ｒが表すアリール基としては、例えばフェニル基、ベンジル基、トリル基、キシリル基などが挙げられる。具体的な化合物例としては、フェニルセロソルブなどが挙げられる。
【００５９】
一般式（Ｉ）Ｒ−Ｏ−（ＣＨ２）２ＯＨ〔但し、式中、Ｒは炭素数３以上のアルキル基、又はアリール基を表す。〕で示される有機溶剤を用いることは、スクリーン印刷による塗布性を良好にするため好ましい。
【００６０】
本発明の有機溶剤は、２種以上組み合わせて用いても良く、本発明の有機溶剤が、金属表面処理剤中に５０重量％以上含有されるように構成されることが好ましい。
【００６１】
本発明の有機溶剤の含量が５０重量％未満となると、スクリーン印刷による塗布が困難になる場合がある。
【００６２】
本発明の金属表面処理剤の成分としては、上記以外にシランカップリング剤を含んでもよい。
【００６３】
本発明の金属表面処理剤は、金属表面処理剤全体の固形分濃度が、好ましくは４〜３５重量％、さらに好ましくは１５〜２０重量％になるように調製される。
【００６４】
ここで、固形分濃度とは、金属表面処理剤を１３５℃で１時間蒸発乾固させたときの蒸発残分の濃度を指す。
【００６５】
本発明の金属表面処理剤の粘度は、Ｂ型粘度計で室温２５℃時の粘度が、６０ｒｐｍ時に、好ましくは１００〜５００００ｍＰａ・ｓであり、より好ましくは２００〜１００００ｍＰａ・ｓである。
【００６６】
粘度が１００ｍＰａ・ｓ未満であると、粘度が低すぎるためスクリーン印刷による塗布が困難となり、５００００ｍＰａ・ｓを越える値であると粘度が高すぎるため、スクリーン印刷による塗布が困難になる。
【００６７】
また、６ｒｐｍ時の粘度Ｖ６と６０ｒｐｍの粘度Ｖ６０比（Ｖ６／Ｖ６０）は２〜１０の範囲であると、チクソトロピー(thixotropy)性を有するため、スクリーン印刷での塗布性が良好となる。
【００６８】
上記のように調製することで、スクリーン印刷による塗布を容易に行なうことができる金属表面処理剤を提供することができる。本発明の金属表面処理剤は、スクリーン印刷した際に、滲み、タレ、泡等の発生がほとんどない。
【００６９】
以上の各成分を必須成分とする金属表面処理剤を用いてゴム−金属複合体を作製するには、以下の方法が挙げられる。
【００７０】
本発明の金属表面処理剤を、たとえば、金属板、好ましくはアルカリ脱脂処理されたステンレス鋼板上に、スクリーン印刷で、片面目付量(皮膜量)５０〜２５００ｍｇ／ｍ２で塗布し、室温または温風で乾燥した後、オーブンで１００〜３００℃、５〜２０分間焼付け処理することにより、ゴム−金属複合体を作製できる。
【００７１】
また本発明の金属表面処理剤を、上記の方法によってステンレス鋼板等の金属板上に塗布し、乾燥した後、各種ゴム用接着剤を塗布し、次いで未加硫のゴムコンパウンド等を接合させて、加圧加熱加硫することにより、ゴム−金属複合体を作製できる。
【００７２】
さらに本発明の金属表面処理剤を、上記の方法によってステンレス鋼板等の金属板上に塗布され、乾燥した後、各種ゴム用接着剤を塗布し、次いで未加硫ゴムコンパウンドを溶剤に分散させたゴム溶液をコーティングして、必要に応じて加圧しながら加熱し、加硫することにより、ゴム−金属複合体を作製できる。
【００７３】
ゴム−金属複合体に用いられるステンレス鋼板としては、ＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３０１Ｈ、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０等が用いられる。その板厚は、ガスケット用途の場合には、一般に約０．１〜２ｍｍ程度のものが用いられる。
【００７４】
各種ゴム用接着剤を塗布し、未加硫のゴムコンパウンド等を接合させて加圧加熱加硫する場合、上記の接着剤は、接着するゴムの種類に応じて適宜選択して使用される。
【００７５】
接着剤は、一般にメタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系有機溶剤、またはアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系有機溶剤を、単独または混合溶剤として用い、接着剤溶液を作製する。
【００７６】
接着剤の成分濃度は、約０．１〜１０重量％の範囲に調製され、表面処理剤の場合と同様の塗布方法により、５０〜２０００ｍｇ／ｍ２の片面目付量(皮膜量)で塗布される。その後、使用する接着剤に適した乾燥条件、焼付条件で乾燥および焼付処理される。
【００７７】
上記形成された接着剤層上には、未加硫のニトリルゴムコンパウンド、アクリルゴムコンパウンド、クロロプレンゴムまたはフッ素ゴムコンパウンドが、これらの有機溶剤溶液として塗布される。
【００７８】
塗布された未加硫ゴム層は、室温乃至約１００℃の温度で、約１〜１５分間程度乾燥し、有機溶剤として用いられたメタノール、エタノールなどのアルコール類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類、またはこれらの混合溶媒などを揮発させた後、約１５０〜２３０℃で約０．５〜３０分間加熱加硫し、必要に応じて加圧して加硫することも行われる。
【００７９】
未加硫ゴムコンパウンドを溶剤に分散させたゴム溶液をコーティングして加硫してゴム−金属複合体を得る場合、本発明の金属表面処理剤をステンレス鋼板等の金属板上に塗布し、乾燥させた後、ゴム組成物を有機溶媒によって固形分濃度を２５％になるように溶解して作成したゴム溶液を塗布し、ゴム−金属複合体を得る。
【００８０】
ゴム溶液を形成するのに用いられる有機溶媒としては、用いるゴム組成物によって適宜選択できるが、例えば、ゴム組成物としてフッ素ゴム組成物を用いる場合、メチルエチルケトン、ジ−ｎ−プロピルケトン、ジイソブチルケトン、イソホロン、シクロヘキサノン等のケトン類、あるいはメタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、アミルアルコール、ヘプタノール等のアルコール類が好んで用いられ、それはケトン類−アルコール類混合溶媒であってもよい。
【００８１】
調製されたゴム溶液は、一液性コーティング剤として、金属表面処理剤を塗布した後の金属板面上に、任意の塗布膜厚となるようにコーティングされる。塗布に際して、ナイフコータ、フローコータ、ロールコータ等を用いることができる。塗布後、乾燥させた後、約１５０〜２３０℃、約２〜３０分間の条件下で、オーブン加硫を行なって、ゴム−金属複合体を形成する。
【００８２】
このようにして本発明の金属表面処理剤を使用して製造されたゴム−金属複合体は、耐水性、耐熱性で優れた接着性を示す。
【００８３】
本発明の金属表面処理剤を使用して製造されたゴム−金属複合体は、碁盤目試験（JIS K 5400：1959）に準拠する方法にて接着性の評価を行なった場合、ゴム層のゴム残率を目視にて確認すると、ゴム残率が１００％であり、優れた接着性を示すことができる。
【００８４】
また、２００℃、７０時間の条件下で空気加熱後に同様の碁盤目試験を行った場合においても、同様に優れた接着性を示し、水中１００℃、７０時間の条件下に浸漬した後に同様の碁盤目試験を行った場合においても、同様に優れた接着性を示すことができる。
【実施例】
【００８５】
本発明の実施例について説明する。かかる実施例によって本発明が限定されるものではない。【００８６】
（実施例１）
＜配合成分とその配合量＞
有機チタン化合物
（マツモトファインケミカル株式会社製「ＴＣ−４０１」；固形分４５％）
・・・１１．１重量％
コロイダルシリカ
（扶桑化学工業社製「ＰＬ−２ＬＰＧＭＥ」；固形分２５％）
・・・１６．６重量％
増粘剤：セピオライト
（楠本化成株式会社社製「ＰＡＮＧＥＬ  Ｂ２０」；有機変性された珪酸マグネシウム水和物）                                    ・・・７重量％
有機溶剤：ブチルセロソルブ（ＣＨ３（ＣＨ２）３Ｏ（ＣＨ２）２ＯＨ）
（株式会社ゴードー社製「エチレングリコールモノブチルエーテル」；沸点１７１℃）                                      ・・・６５．３重量％【００８７】
本実施例では、チタンキレートが、有機溶媒イソプロピルアルコールによって４５％に調製された有機チタン化合物（マツモトファインケミカル株式会社製「ＴＣ−４０１」を用いた。この有機チタン化合物を金属表面処理剤中１１．１重量％配合すると、有機チタン化合物の固形分は、１１．１×０．４５＝４．９９５重量％となる。
一方、シリカは、コロイダルシリカが、有機溶剤プロピレングリコールメチルエーテルアセテートによって２５％に調製されたシリカ（扶桑化学工業社製「ＰＬ-２ＬＰＧＭＥ」）を用いた。金属表面処理剤中１６．６重量％配合すると、シリカの固形分は、１６．６×０．２５＝４．１５重量％となる。
よって、本実施例に用いた有機チタン化合物とシリカの固形分比率は、５４：４６となる。【００８８】
以上の各成分を調製タンクに入れ、撹拌機によって混合・撹拌し、全体の固形分濃度が１５〜２０重量％となるように調製された金属表面処理剤を得た。【００８９】
得られた金属表面処理剤について、以下の方法によってその物性を評価した。【００９０】
＜評価方法＞
各物性を下記の方法で測定し、その測定結果を表１に示した。【００９１】
（１）粘度
Ｂ型粘度計を用いて２５℃時のローターの回転数が６ｒｐｍ、６０ｒｐｍにおける粘度Ｖ６、Ｖ６０（ｍＰａｓ・ｓ）を測定した。
また、Ｖ６、Ｖ６０の粘度比（Ｖ６／Ｖ６０）を求め、チクソトロピー性を評価した。【００９２】
（２）スクリーン印刷の塗布性の評価
得られた金属表面処理剤を、ステンレス鋼板（ＳＵＳ３０１Ｈ）上にスクリーン印刷で、片面目付量(皮膜量)８００ｍｇ／ｍ２で塗布し、その際の塗布性を以下の基準で評価した。
◎：滲み、タレ、泡等なし
○：滲み、タレ、泡が多少生じた
△：滲み、タレ、泡が生じない場合と生じた場合が混在
×：滲み、タレ、泡が大量発生【００９３】
（３）接着性評価
得られた金属表面処理剤を、ステンレス鋼板（ＳＵＳ３０１Ｈ）上にスクリーン印刷で、片面目付量(皮膜量) ８００ｍｇ／ｍ２で塗布し、室温または温風で乾燥された後、オーブンで２００℃、２分間焼付け処理した。
その後、以下の配合組成よりなるフッ素ゴムコンパウンドの未加硫ゴムコンパウンドを、オープンロールで下記の加硫促進剤を混合してゴム組成物を得、メチルエチルケトン−メタノール（容積比９：１）混合溶媒中に、固形分濃度が２５重量％となるように、回転型撹拌機を用いて溶解して、ゴム溶液（ロータＮｏ．４、回転数４ｒｐｍでのＢＨ型粘度計による粘度２．５Ｐａ・ｓ）を調製する。
その後、金属表面処理剤が塗布されたステンレス鋼板上に、上記のゴム溶液を塗布した。溶剤を乾燥させた後、オーブンにて２２０℃、３分間の加硫を行なって、ゴム−金属複合体とする試験片を得た。【００９４】
＜フッ素ゴムコンパウンド配合組成＞
フッ素ゴム(デュポン社製  バイトンＡ−２００)        １００重量部
ＭＴカーボンブラック（Ｎ９９０）                      ２０重量部
ホワイトカーボン（東ソーシリカ社製  ニップシールＥＲ）１０重量部
酸化マグネシウム（協和化学製品  マグネシア＃３０）      ５重量部
土状黒鉛（日電カーボン製品Ａ−０）                    ３０重量部
加硫剤（デュポン社製  キュラティブ＃３０；ビスフェノールＡＦ５０重量％、フッ素ゴム（バイトンＥ−４５）５０重量％）    １０．７重量部
エポキシ基含有シランカップリング剤
（東レ・ダウコーニング社製  ＳＨ−６０４０）        １．０重量部
エポキシ変性フェノール樹脂
（大日本インキ化学製品エピクロンＮ６９５）        ３４．５重量部【００９５】
＜加硫促進剤＞
加硫促進剤（デュポン社製  キュラティブ＃２０；第４級ホスホニウム塩３３重量％、フッ素ゴム（バイトンＥ−４５）６７重量％）  ５．８重量部【００９６】
得られた試験片について、碁盤目試験（JIS K 5400：1959）に準拠する方法にて接着性の評価を、以下の基準に基づき５段階評価した。【００９７】
＜評価基準＞
５・・・ゴム層のゴム残率を目視にて確認し、ゴム残率１００％のもの
４・・・９５％以上１００％未満のもの
３・・・８５％以上９５％未満のもの
２・・・６５％以上８５％未満のもの
１・・・６５％未満のもの【００９８】
また、得られた試験片について、２００℃、７０時間の条件下で空気加熱後に同様の碁盤目試験を行い、接着の耐熱性に関して評価した。【００９９】
さらに、得られた試験片について、水中１００℃、７０時間の条件下に浸漬した後、同様の碁盤目試験を行い、接着の耐水性に関して評価した。【０１００】
（実施例２）
実施例１において、セピオライト（楠本化成株式会社社製「ＰＡＮＧＥＬ  Ｂ２０」；有機変性）７重量％を１０重量％とし、溶剤６５．３重量％を６２．３重量％と変更した以外は同様に金属表面処理剤を成形し、同様に評価し、その結果を表１に示した。【０１０１】
（実施例３）
実施例１において、セピオライト（楠本化成株式会社社製「ＰＡＮＧＥＬ  Ｂ２０」；有機変性）７重量％を５重量％とし、溶剤６５．３重量％を６７．３重量％と変更した以外は同様に金属表面処理剤を成形し、同様に評価し、その結果を表１に示した。【０１０２】
（実施例４）
実施例１において、セピオライト（楠本化成株式会社社製「ＰＡＮＧＥＬ  Ｂ２０」；有機変性）７重量％を１５重量％とし、溶剤６５．３重量％を５７．３重量％と変更した以外は同様に金属表面処理剤を成形し、同様に評価し、その結果を表１に示した。【０１０３】
（実施例５）
実施例１において、セピオライト（楠本化成株式会社社製「ＰＡＮＧＥＬ  Ｂ２０」；有機変性）７重量％を、セピオライト（楠本化成株式会社社製「ＰＡＮＧＥＬ  Ｂ４０」；有機変性）５重量％とし、溶剤６５．３重量％を６７．３重量％と変更した以外は同様に金属表面処理剤を成形し、同様に評価し、その結果を表１に示した。【０１０４】
（実施例６）
実施例１において、セピオライト（楠本化成株式会社社製「ＰＡＮＧＥＬ  Ｂ２０」；有機変性）７重量％を、セピオライト（楠本化成株式会社社製「ＰＡＮＧＥＬ  Ｂ４０」；有機変性）７重量％と変更した以外は同様に金属表面処理剤を成形し、同様に評価し、その結果を表１に示した。【０１０５】
（実施例７）
実施例１において、セピオライト（楠本化成株式会社社製「ＰＡＮＧＥＬ  Ｂ２０」；有機変性）７重量％を、セピオライト（楠本化成株式会社社製「ＰＡＮＧＥＬ  Ｂ４０」；有機変性）１０重量％とし、溶剤６５．３重量％を６２.３重量％と変更した以外は同様に金属表面処理剤を成形し、同様に評価し、その結果を表２に示した。【０１０６】
（実施例８）
実施例１において、セピオライト（楠本化成株式会社社製「ＰＡＮＧＥＬ  Ｂ２０」；有機変性）７重量％を、セピオライト（楠本化成株式会社社製ＰＡＮＧＥＬ  ＨＶ」；無変性）７重量％と変更した以外は同様に金属表面処理剤を成形し、同様に評価し、その結果を表２に示した。【０１０７】
（実施例９）
実施例１において、セピオライト（楠本化成株式会社社製「ＰＡＮＧＥＬ  Ｂ２０」；有機変性）７重量％を、セピオライト（楠本化成株式会社社製ＰＡＮＧＥＬ  ＨＶ」；無変性）１０重量％とし、溶剤６５．３重量％を６２．３重量％と変更した以外は同様に金属表面処理剤を成形し、同様に評価し、その結果を表２に示した。【０１０８】
（実施例１０）
実施例１において、有機チタン化合物１１．１重量％を２２重量％に、コロイダルシリカ１６．６重量％を０．４重量％に、溶剤６５．３重量％を７０．６重量％と変更した以外は同様に金属表面処理剤を成形し、同様に評価した。この場合、実施例１０に用いた有機チタン化合物とシリカの固形分比率は、９９：１となる。結果を表２に示した。【０１０９】
（実施例１１）
実施例１において、有機チタン化合物１１．１重量％を２.２重量％に、コロイダルシリカ１６．６重量％を３６重量％とし、溶剤６５．３重量％を５４．８重量％と変更した以外は同様に金属表面処理剤を成形し、同様に評価した。この場合、実施例１０に用いた有機チタン化合物とシリカの固形分比率は、１０：９０となる。結果を表２に示した。【０１１０】
（実施例１２）
実施例１において、溶剤であるブチルセロソルブ（株式会社ゴードー社製「エチレングリコールモノブチルエーテル」；沸点１７１℃）６５．３重量％を、フェニルセロソルブ（Ｃ６Ｈ５Ｏ（ＣＨ２）２ＯＨ）（株式会社ゴードー社製「エチレングリコールモノフェニルエーテル」；沸点２４５℃）６５．３重量％と変更した以外は同様に金属表面処理剤を成形し、同様に評価し、その結果を表２に示した。【０１１１】
（比較例１）
実施例１において、セピオライト（楠本化成株式会社社製「ＰＡＮＧＥＬ  Ｂ２０」；有機変性）７重量％を０重量％とし、溶剤６５．３重量％を７２．３重量％と変更した以外は同様に金属表面処理剤を成形し、同様に評価し、その結果を表３に示した。【０１１２】
（比較例２）
実施例１において、セピオライト（楠本化成株式会社社製「ＰＡＮＧＥＬ  Ｂ２０」；有機変性）７重量％を３重量％とし、溶剤６５．３重量％を６９．３重量％と変更した以外は同様に金属表面処理剤を成形し、同様に評価し、その結果を表３に示した。【０１１３】
（比較例３）
実施例１において、セピオライト（楠本化成株式会社社製「ＰＡＮＧＥＬ  Ｂ２０」；有機変性）７重量％を２０重量％とし、溶剤６５．３重量％を５２．３重量％と変更した以外は同様に金属表面処理剤を成形し、同様に評価し、その結果を表３に示した。【０１１４】
（比較例４）
実施例１において、セピオライト（楠本化成株式会社社製「ＰＡＮＧＥＬ  Ｂ２０」；有機変性）７重量％を、セピオライト（楠本化成株式会社社製ＰＡＮＧＥＬ  ＨＶ」；無変性）５重量％とし、溶剤６５．３重量％を６７．３重量％と変更した以外は同様に金属表面処理剤を成形し、同様に評価し、その結果を表３に示した。【０１１５】
（比較例５）
実施例１において、セピオライト（楠本化成株式会社社製「ＰＡＮＧＥＬ  Ｂ２０」；有機変性）７重量％を、セピオライト（楠本化成株式会社社製ＰＡＮＧＥＬ  ＨＶ」；無変性）２０重量％とし、溶剤６５．３重量％を５２．３重量％と変更した以外は同様に金属表面処理剤を成形し、同様に評価し、その結果を表３に示した。【０１１６】
（比較例６）
実施例１において、セピオライト（楠本化成株式会社社製「ＰＡＮＧＥＬ  Ｂ２０」；有機変性）７重量％を、ひまし油系増粘剤（サンノプコ社製「シックナー４０４０」水添加ヒマシ油１００％）５重量％とし、溶剤６５．３重量％を６７．３重量％と変更した以外は同様に金属表面処理剤を成形し、同様に評価し、その結果を表３に示した。【０１１７】
（比較例７）
実施例１において、セピオライト（楠本化成株式会社社製「ＰＡＮＧＥＬ  Ｂ２０」；有機変性）７重量％を、ひまし油系増粘剤（サンノプコ社製「シックナー４０４０」水添加ヒマシ油１００％）７重量％と変更した変更した以外は同様に金属表面処理剤を成形し、同様に評価し、その結果を表３に示した。【０１１８】
（比較例８）
実施例１において、セピオライト（楠本化成株式会社社製「ＰＡＮＧＥＬ  Ｂ２０」；有機変性）７重量％を、ひまし油系増粘剤（サンノプコ社製「シックナー４０４０」水添加ヒマシ油１００％）１０重量％とし、溶剤６５．３重量％を６２．３重量％と変更した変更した以外は同様に金属表面処理剤を成形し、同様に評価し、その結果を表３に示した。【０１１９】
（比較例９）
実施例１において、溶剤ブチルセロソルブ（株式会社ゴードー社製「エチレングリコールモノブチルエーテル」；沸点１７１℃）６５．３重量％を、エチルセロソルブ（Ｃ２Ｈ５Ｏ（ＣＨ２）２ＯＨ）（株式会社ゴードー社製「エチレングリコールモノエチルエーテル」；沸点１３５℃）６５．３重量％と変更した以外は同様に金属表面処理剤を成形し、同様に評価し、その結果を表３に示した。【０１２０】
【表１】
2014087939.tif 000002
【０１２１】
【表２】
2014087939.tif 000003
【０１２２】
【表３】
2014087939.tif 000004
【０１２３】
＜評価＞
実施例１と比較例９を比較すると、Ｃ2Ｈ５−Ｏ−（ＣＨ２）２ＯＨで示される有機溶剤であるエチルセロソルブを５０重量％以上配合した場合、一般式（Ｉ）中のＲで示されるアルキル基の炭素数が３未満であるため、スクリーン印刷の塗布性が著しく悪化することがわかる。これは、一般式（Ｉ）中のＲで示されるアルキル基の炭素数が３以上の有機溶剤と比較して、沸点が低いことが影響していると考えられる。【０１２４】
実施例１、２、３、と比較例６、７、８を比較すると、増粘剤として珪酸マグネシウム（セピオライト）ではなく、ひまし油系増粘剤を用いると、スクリーン印刷の塗布性はその配合量を７〜１０量％と多量配合することで解決されるが、ゴム−金属複合体を形成した際に、接着の耐水性が劣ることがわかる。【０１２５】
有機変性セピオライトの配合量については、実施例１、２、３、４と比較例１、２、３を比較すると、有機変性セピオライトの配合量が４重量％未満の場合には粘度が低くなりすぎてスクリーン印刷不可となり、１９重量％を越える場合には、金属表面処理剤自体、混ぜ合わせることが困難になり、金属表面処理剤として利用することができないことがわかる。【０１２６】
無機変性セピオライトの配合量については、実施例８、９と比較例４、５を比較すると、無変性セピオライトの配合量が６重量％未満の場合には粘度が低くなりすぎてスクリーン印刷困難となり、１９重量％を越える場合には、金属表面処理剤自体、混ぜ合わせることが困難になり、金属表面処理剤として利用することができないことがわかる。【０１２７】
以上の結果より、本発明に係る金属表面処理剤はスクリーン印刷による塗布性が良好で、本願発明の金属処理剤を用いて製作したゴム−金属複合体は、耐水性、耐熱性に優れ、その接着性は外部環境からの影響を受けにくいことが実証された。
【国際調査報告】
2014087939.tif 000005
2014087939.tif 000006
2014087939.tif 000007
2014087939.tif 000008