(57)【要約】【課題】有害な塗布型クロメート処理などを金属に施さずとも、耐水性および耐熱性にすぐれたゴム-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を提供する。【解決手段】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。この金属表面処理剤は、有害な6価クロムイオンと同効のクロムフリーステンレス鋼板表面処理剤などとして用いることが可能であり、かかる表面処理剤を用いて作製されたゴム積層金属板、特にゴム積層ステンレス鋼板は、水、LLC液に対して優れた耐久耐液性を示すとともに、すぐれた耐熱性をも有している。【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
ステンレス鋼用クロムフリー表面処理剤として用いられる請求項１記載の金属表面処理剤。
【請求項３】
ゴム-金属複合体の金属表面処理に用いられる請求項１または２記載の金属表面処理剤。
【請求項４】
有機金属化合物とシリカとが、固形分比率として90:10〜35:65の重量比で用いられる請求項１、２または３記載の金属表面処理剤。
【請求項５】
有機金属化合物が少くとも１個のアルコキシル基を有する化合物である請求項１、２または３記載の金属表面処理剤。
【請求項６】
有機金属化合物が、少くとも１個のキレート環およびアルコキシル基を含有する化合物である請求項１、２または３記載の金属表面処理剤。
【請求項７】
有機金属化合物が少くとも１個のキレート環を有する化合物と金属アルコキシドとの混合物である請求項１、２または３記載の金属表面処理剤。
【請求項８】
有機金属化合物が有機チタン化合物である請求項１、２または３記載の金属表面処理剤。
【請求項９】
シリカがコロイダルシリカである請求項１記載の金属表面処理剤。
【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する。更に詳しくは、耐水性および耐熱性にすぐれたゴム-金属複合体形成時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が、ステンレス鋼に直接加硫接着剤を適用し、ゴムと接着させても耐液接着耐久性が悪く、このゴム金属積層板について水、LLC等について浸漬試験を実施すると、接着剥離を生ずるようになる。
【０００３】
このための対策として、本出願人は先に加硫接着剤を塗布する前処理として、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。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。
【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
【０００４】
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が、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。
【０００５】
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。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。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せき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発生が促進される現象がみられる。
【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
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、有害な塗布型クロメート処理などを金属に施さずとも、耐水性および耐熱性にすぐれたゴム-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を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる本発明の目的は、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よって達成される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明にかかる金属表面処理剤は、有害な6価クロムイオンと同効のクロムフリーステンレス鋼板表面処理剤などとして用いることが可能であり、かかる表面処理剤を用いて作製されたゴム積層金属板、特にゴム積層ステンレス鋼板は、水、LLC液に対して優れた耐久耐液性を示すとともに、すぐれた耐熱性をも有している。かかる耐久耐液性は、ゴム積層金属板と異種金属間が同一液に接触している場合にも有効に発揮され、異種金属間に発生する電位によって接着剥がれを生ずることもないといったすぐれた接着性を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
有機金属化合物としては、例えば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、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、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)、��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があげられ、好ましくは、下記２つの一般式
2005179769.tif 000002
2005179769.tif 000003
R：CH3、C2H5、n-C3H7 、i-C3H7、n-C4H9、i-C4H9、i-C8H17などの低
級アルキル基
R´：CH3基またはOR
M1：Ti、Zr、Sn
M2：Al
n：0〜3の整数
m：0〜2の整数
で表される少くとも１個のアルコキシル基または少くとも１個のキレート環およびアルコキシル基を有する有機金属化合物、あるいは少くとも１個のキレート環を有する化合物と金属アルコキシドとの混合物が用いられる。有機金属化合物の中では、好ましくは有機チタン化合物が用いられ、有機金属化合物は１種または２種以上の混合物としても用いられる。
【００１０】
シリカ(酸化けい素)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。コロイダルシリカとしては、平均粒径が1〜50nm、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などの有機溶剤に分散されているものが用いられ、例えば市販品であるメタノールシリカゾル(日産化学工業製品：メタノール中に固形分濃度30重量％で分散したもの)、スノーテックスMEK-ST(同社製品；メチルエチルケトン中に固形分濃度30重量％で分散したもの)、スノーテックスMIBK-ST(同社製品；メチルイソブチルケトン中に固形分濃度30重量％で分散したもの)などが用いられる。
【００１１】
有機金属化合物とシリカとは、固形分比率で99:1〜10:90、好ましくは90:10〜35:65の割合で用いられる。ここで、有機金属化合物の固形分量とは、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。また、これら全体の固形分濃度が約0.01〜5重量％になるような有機溶剤溶液として調製される。シリカが90％よりも多い割合で用いられると、耐熱性の低下が起こり、高温空気加熱後に接着剥がれが生ずるようになる。一方、シリカがこれよりも少ない割合で用いられると、水、LLCなどに対する耐液耐久性が悪化するようになる。有機溶剤としては、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール類、アセトン、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、エチレングリコールのモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノブチルエーテル、モノエチルエーテルアセテートなどの多価アルコールまたはその誘導体が用いられる。
【００１２】
なお、シランカップリング剤またはそのオリゴマー、有機金属化合物およびシリカからなる表面処理剤を用いた場合には、例えば有機金属化合物に対して等重量のシランカップリング剤オリゴマーの添加により(後記比較例9)、耐水性、耐LLC性の低下が顕著に現れ、本発明の目的を達成することが困難となり、表面処理剤配合物の保存安定性も極端に悪くなる。このことから、本発明においては、表面処理剤中にシランカップリング剤またはそのオリゴマーを配合することは許容されず、このような先行技術が本出願前に存在していたとしても、それらとは区別されるべきものである。
【００１３】
以上の各成分を必須成分とする金属表面処理剤は、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浸漬、噴霧、はけ刷り、ロールコートなどの方法によって10〜1000mg／m2、好ましくは50〜500mg／m2の片面目付量(皮膜量)で塗布され、室温または温風で乾燥された後、100〜250℃で0.5〜20分間焼付け処理される。
【００１４】
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。これらのステンレス鋼板上には、まず有機金属化合物およびシリカを含有する表面処理剤が塗布される。
【００１５】
ステンレス鋼板等の金属板上に塗布され、乾燥処理を行った表面処理剤層上には、接着するゴムの種類に応じた接着剤が塗布される。接着剤としては、ニトリルゴムまたはアクリルゴムでゴム-金属複合体を作製する場合には、一般に市販品の(ニトリルゴム含有)フェノール樹脂系接着剤が加硫接着剤として用いられ、実際には市販品である東洋化学研究所製品メタロックN31、ロームアンドハース社製品シクソン715、ロードファーイースト社製品ケムロックTS1677-13等が用いられる。
【００１６】
また、フッ素ゴムでゴム-金属複合体を作製する場合には、エポキシ樹脂、フェノール樹脂および第3アミン化合物を含有する樹脂系接着剤が用いられる。エポキシ樹脂としては、例えばフェノールノボラック型エポキシ樹脂、o-クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等が用いられる。また、フェノール樹脂としては、一般にフェノール、クレゾール、アルキルフェノール等のフェノール化合物とホルムアルデヒドとを縮重合して得られるノボラック型フェノール樹脂が用いられる。これらの各成分の硬化剤として作用する第3アミン化合物としては、例えば2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、2-メチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール等が用いられる。フッ素ゴム用加硫接着剤としては、市販品であるシクソン300／311(ロームアンドハンス社製品)等をそのまま用いることもできる。
【００１７】
これらの接着剤は、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、その成分濃度が約0.1〜10重量%の溶液として調製され、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、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。
【００１８】
このようにして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。
【００１９】
NBRまたは水素化NBRが用いられるニトリルゴムとしては、イオウ、テトラメチルチウラムモノスルフィド等のイオウ系加硫剤を用いたコンパウンドとして使用することもできるが、好ましくは有機過酸化物を架橋剤として使用した未加硫ニトリルゴムコンパンドとして用いられる。かかるパーオキサイド架橋系の未加硫ニトリルゴムコンパウンドとしては、例えば次のような配合例が示される。
(配合例I)
NBR(中高ニトリル;JSR製品N237)                      100重量部
HAFカーボンブラック                                 10  〃
SRFカーボンブラック                                 40  〃
粉末状セルロース                                    10  〃
酸化亜鉛                                            10  〃
ステアリン酸                                         1  〃
マイクロクリスタリンワックス                         2  〃
老化防止剤(大内新興化学製品ODA-NS)                   4  〃
可塑剤(バイエル社製品ブカノールOT)                   5  〃
有機過酸化物(日本油脂製品パーヘキサ25B)              6  〃
N,N-m-フェニレンジマレイミド                         1  〃
(配合例II)
NBR(日本ゼオン製品DN402;CN23％)                    100重量部
SRFカーボンブラック                                 93  〃
可塑剤(DOP)                                         15  〃
酸化亜鉛                                             3  〃
ステアリン酸                                         1  〃
老化防止剤(大内新興化学製品ノクラック224)            1  〃
老化防止剤(同社製品ノクセラーM)                      1  〃
老化防止剤(同社製品ノクセラーTT)                     3  〃
老化防止剤(同社製品ノクセラーPZ)                   0.8  〃
イオウ                                             0.5  〃
【００２０】
また、アクリルゴム、クロロプレンゴムの配合例としては、次のようなものが示される。
(配合例III)
活性塩素含有アクリルゴム(ユニマテック製品PA402)    100重量部
HAFカーボンブラック                                 40  〃
粉末状シリカ                                         2  〃
マイクロクリスタリンワックス                         6  〃
ステアリン酸                                         3  〃
4,4′−ビス(2,2′−ジメチルベンジル)ジフェニルアミン 2  〃
イオウ                                               1  〃
ステアリン酸ナトリウム                             3.5  〃
【００２１】
(配合例IV)
クロロプレンゴム(デンカ製品DCR-31)                 100重量部
HAFカーボンブラック                                 50  〃
酸化亜鉛                                             5  〃
酸化マグネシウム(#150)                               4  〃
老化防止剤(川口化学製品3C)                           3  〃
老化防止剤(大内新興化学製品ODA-NS)                   3  〃
パラフィンワックス                                   2  〃
可塑剤(DIDA)                                        15  〃
老化防止剤(大内新興化学製品ノクセラーTT)             2  〃
加硫促進剤(川口化学製品アクセル22)                   2  〃
【００２２】
フッ素ゴムとしては、ポリオール加硫性およびパーオキサイド加硫性のいずれも使用することができ、未加硫のフッ素ゴムコンパウンドとしては、例えば後記のような配合例が示される。
【００２３】
ポリオール加硫性フッ素ゴムとしては、一般にフッ化ビニリデンと他の含フッ素オレフィン、例えばヘキサフルオロプロペン、ペンタフルオロプロペン、テトラフルオロエチレン、トリフルオロクロロエチレン、フッ化ビニル、パーフルオロ(メチルビニルエーテル)等の少なくとも一種との共重合体または含フッ素オレフィンとプロピレンとの共重合体などが挙げられ、これらのフッ素ゴムは、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)パーフルオロプロパン、ヒドロキノン等のポリヒドロキシ芳香族化合物によってポリオール加硫される。
【００２４】
また、パーオキサイド加硫性フッ素ゴムとしては、例えば分子中にヨウ素および／または臭素を有するフッ素ゴムが挙げられ、これらのフッ素ゴムは一般にパーオキサイド加硫に用いられている有機過酸化物によって加硫(架橋)される。この場合には、有機過酸化物と共に、トリアリルイソシアヌレートによって代表される多官能性不飽和化合物を併用することが好ましい。
【００２５】
(配合例V)
フッ素ゴム(デュポン社製品バイトンE45)               100重量部
メタけい酸カルシウム                                 40  〃
MTカーボンブラック                                    2  〃
酸化マグネシウム(協和化学製品マグネシア#150)          6  〃
水酸化カルシウム                                      3  〃
加硫剤(デュポン社製品キュラティブ#30)                 2  〃
加硫促進剤(同社製品キュラティブ#20)                   1  〃
(配合例VI)
フッ素ゴム(デュポン社製品バイトンE60C)              100重量部
加硫剤(デュポン社製品ダイアックNo.3)                  3  〃
酸化マグネシウム(協和化学製品マグネシア#30)          10  〃
MTカーボンブラック                                   30  〃
(配合例VII)
フッ素ゴム(ダイキン製品ダイエルG901)                100重量部
メタけい酸カルシウム                                 20  〃
MTカーボンブラック                                   20  〃
酸化マグネシウム(マグネシア#150)                      6  〃
水酸化カルシウム                                      3  〃
トリアリルイソシアヌレート                          1.8  〃
有機過酸化物(日本油脂製品パーヘキサ25B)             0.8  〃
【００２６】
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。
【００２７】
このようにゴム-金属複合体の作製は、本発明に係る金属表面処理剤が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、上述した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か、あるいは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、加硫することによって行われる。
【実施例】
【００２８】
次に、実施例について本発明を説明する。
【００２９】
実施例１〜２２
後記配合組成よりなる表面処理剤1〜22を、SUS304鋼板(厚さ0.2mm)上に皮膜量120mg／m2となるように塗布し、200℃で1分間の乾燥を行った。
【００３０】
次に、ニトリルゴムあるいはアクリルゴム用接着剤としては、フェノール樹脂系加硫接着剤(ロームアンドハンス社製品シクソン715)のメチルエチルケトン溶液を塗布し、フッ素ゴム用接着剤としては、フェノール樹脂エポキシ樹脂系加硫接着剤(東洋化学研究所製品メタロックXN-870)のメチルエチルケトン溶液を塗布して、室温で乾燥させた後、150℃で10分間の焼付処理を行った。
【００３１】
この接着剤層上に、ニトリルゴムコンパウンド(前記配合例I)、アクリルゴムコンパウンド(前記配合例III)およびフッ素ゴム(前記配合例V)の未加硫ゴムコンパウンドをのせ、180℃、6分間の加圧加硫を行って、３種類のJIS K-6256 90゜剥離試験用試験片を得た。
【００３２】
有機金属化合物(前記一般式参照；比較例使用物を含む)：
有機金属化合物構造               固形分
記号   M     R    R′    n     m   (重量％)
Ａ         Ti     i-C3H7     -        0        -        40
Ｂ         〃      C4H9      -        0        -        40
Ｃ         〃      C8H17     -        0        -        40
Ｄ         〃     i-C3H7   OC2H5      2        -        42.1
Ｅ         〃      〃       CH3       2        -        62.7
Ｆ         Al      〃     OC2H5       -        2        42
Ｇ         〃      C4H9      -        -        0        40
Ｈ         Zr      〃        -        0        -        40
Ｉ         〃      〃     OC2H5       3        -        42
Ｊ         〃      〃       CH3       2        -        63
Ｋ         Ti      -      OC2H5       4        -        40
Ｌ         〃      -       CH3        4        -        36.2
注) ここで固形分とは、有機金属化合物を135℃で1時間蒸発乾固させたときの蒸発残分      を指し、有機金属化合物の固形分は構造によって異なるが、成分全体の約30〜70重      量％程度である
表面処理剤組成(No.25〜30は比較例である)：
表面処  有機金属  シリカゾル・       配合量(重量部)       成分比   固形分
理剤No.  化合物      溶剤     有機金属 シリカ  溶媒  率(％) 比率(％)
１       Ａ          IPA         100      45     5205   88:12    75:25
２       Ｂ          〃           〃      〃      〃      〃       〃  
３       Ｃ          〃           〃      〃      〃      〃       〃  
４       Ｄ          〃           〃      46     5464     〃       〃  
５       〃         MeOH          〃      〃      〃      〃       〃  
６       〃          IPA          〃      94    10931     〃       〃  
Ａ                      105                               〃  
７       Ｅ         MeOH         100      70     8200   59:41      〃  
８       〃          IPA          〃     140    16343   86:14      〃  
Ａ                      157                               〃  
９       Ｆ         MeOH         100      40     4680   89:11      〃  
10       Ｇ          IPA          〃      〃      〃      〃       〃  
11       Ｈ          〃           〃      45     5205   88:12      〃  
12       Ｉ          〃           〃      〃      〃      〃       〃  
13       Ｊ          〃           〃      〃      〃      〃       〃  
14       Ａ          〃           〃      15     4335   96:4     90:10  
15       〃          〃           〃     134     7786   71:29    50:50  
16       〃          〃           〃     248    11082   57:43    35:65  
17       Ｄ         MeOH          〃      16     4564   96:4     90:10  
18       〃          〃           〃     140     8170   70:30    50:50  
19       〃          〃           〃     261    11669   56:44    35:65  
20       〃          IPA          〃      31     9713   96:4     90:10  
Ａ                      106                                  
21       Ｄ          〃          100     283    16451   70:30    50:50  
Ａ                      106                                  
22       Ｄ          〃          100     521    23314   57:43    35:65  
Ａ                      105                                  
23       Ｋ         MeOH         100      46     5464   88:12    75:25  
24       Ｌ          〃           〃      44     5176   92:8       〃  
25       Ａ         (IPA)         〃      −     3900  100:0    100:0  
26       〃          IPA          〃       7     4103   98:2     95:5
27       〃          〃           〃     311    12919   52:48    30:70  
28       Ｄ        (MeOH)         〃      −     4110   88:12   100:0
29       〃         MeOH          〃       7     4303   98:2     95:5  
30       〃          〃           〃     328    13622   50:50    30:70
注1) シリカゾル・溶剤欄で、IPAはイソプロパノールシリカゾル(日産化学工業製品)お      よびイソプロパノール溶剤が用いられたことを示しており、MeOHはメタノールシリ      カゾル(同社製品)およびメタノール溶剤が用いられたことを示している(ただし、
No.25、28はシリカが用いられていないので、溶剤の種類のみを示している)
注2) 成分比率とは、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
注3) 固形分比率とは、表面処理剤中の有機金属化合物固形分とシリカ固形分との重量      割合を示している
【００３３】
実施例２３〜２４
実施例1〜22において、表面処理剤として前記No.23〜24のものが用いられた。
【００３４】
比較例１〜６
実施例1〜22において、表面処理剤として前記No.25〜30のものが用いられた。
【００３５】
比較例７
実施例1〜22において、表面処理剤31として下記配合のものが用いられた。
ジイソプロポキシチタンビス(エチルアセトアセテート)         100重量部
γ-アミノプロピルトリエトキシシラン                         50  〃
メタノール                                                6350  〃
【００３６】
比較例８
実施例1〜22において、表面処理剤32として下記配合のものが用いられた。
ジイソプロポキシチタンビス(エチルアセトアセテート)         100重量部
γ-アミノプロピルトリエトキシシラン                         50  〃
メタノールシリカゾル                                        80  〃
メタノール                                                8670  〃
【００３７】
参考例
攪拌機、加熱ジャケットおよび滴下ロートを備えた三口フラスコに、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン40重量部および水20重量部を仕込み、pHが4〜5になる迄酢酸を加えてpHを調整し、数分間攪拌した。さらに攪拌を続けながら、ビニルトリエトキシシラン40重量部を滴下ロートを使って徐々に滴下し、滴下終了後約60℃で5時間加熱還流を行い、室温迄冷却してシラン共重合オリゴマーを得た。
【００３８】
比較例９
実施例1〜22において、表面処理剤33として下記配合のものが用いられた。
ジイソプキシチタンビス(エチルアセトアセテート)             100重量部
参考例で得られた共重合オリゴマー                           100  〃
メタノールシリカゾル                                        80  〃
メタノール                                                8120  〃
【００３９】
比較例１０
実施例1〜22において、表面処理剤34として下記配合のものが用いられた。
参考例で得られた共重合オリゴマー                           100重量部
メタノールシリカゾル                                        80  〃
メタノール                                                4720  〃
【００４０】
比較例１１
実施例1〜22において、表面処理剤35として下記配合のものが用いられた。
参考例で得られたシラン共重合オリゴマー                     100重量部
メタノール                                                2400  〃
【００４１】
以上の各実施例および比較例で得られた接着試験片について、JIS K-6256の90°剥離試験に準ずる方法により、ゴム残留面積率(％)を測定した。温水浸せき試験は、120℃の温水中に70、140および280時間浸せきすることによって行われ、空気加熱暴露試験は、120℃(ニトリルゴム)、150℃(アクリルゴム)または175℃(フッ素ゴム)の空気中に70、140および280時間加熱暴露することによって行われた。得られた結果は、次の表1〜3に示される。
表１(ニトリルゴム)                      
温水浸せき(時間)  空気加熱暴露(時間)
例    初 期   70   140   280    70   140   280 
実施例１     100      100    100    100    100    100    100
〃  ２     100      100    100    100    100    100    100
〃  ３     100      100    100    100    100    100    100
〃  ４     100      100    100    100    100    100    100
〃  ５     100      100    100    100    100    100    100
〃  ６     100      100     90     80    100    100     90
〃  ７     100      100    100    100    100    100    100
〃  ８     100       95     80     70    100     90     70
〃  ９     100      100    100    100    100    100    100
〃  10     100      100    100    100    100    100    100
〃  11     100      100    100    100    100    100    100
〃  12     100      100    100    100    100    100    100
〃  13     100      100    100     95    100    100    100
〃  14     100      100    100     90    100    100    100
〃  15     100      100    100    100    100     90     70
〃  16     100      100    100    100     90     80     60
〃  17     100      100     90     80    100    100    100
〃  18     100      100    100    100    100    100     90
〃  19     100      100    100    100    100    100     70
〃  20     100      100    100    100    100    100    100
〃  21     100      100    100    100    100    100    100
〃  22     100      100    100    100    100    100    100
〃  23     100       80     50     10     90     70     50
〃  24     100       90     50     20    100     90     50
比較例１      60       30      0      0     60      0      0
〃  ２     100       90     50      0    100    100     90
〃  ３     100      100    100    100     60     30     10
〃  ４      90       70     30     10     90     80     60
〃  ５     100       70     40     20    100    100     80
〃  ６     100      100    100    100     80     60     30
〃  ７      80       20     10      0     80     60     20
〃  ８     100       50     30     10     60     50     20
〃  ９     100       90     60     40     90     80     60
〃  10     100       30     10      0    100     70     60
〃  11     100        0      0      0    100    100     95
表２(アクリルゴム)                      
温水浸せき(時間)  空気加熱暴露(時間)
例    初 期   70   140   280    70   140   280 
実施例１     100      100    100    100    100    100    100
〃  ２     100      100    100    100    100    100    100
〃  ３     100      100    100    100    100    100    100
〃  ４     100      100    100    100    100    100    100
〃  ５     100      100    100    100    100    100    100
〃  ６     100      100    100    100    100    100    100
〃  ７     100      100    100    100    100    100    100
〃  ８     100      100    100    100    100    100    100
〃  ９     100      100    100    100    100    100    100
〃  10     100      100    100    100    100    100    100
〃  11     100      100    100    100    100    100    100
〃  12     100      100    100    100    100    100    100
〃  13     100      100    100    100    100    100    100
〃  14     100      100    100    100    100    100    100
〃  15     100      100    100    100    100    100    100
〃  16     100      100    100    100    100    100    100
〃  17     100      100    100    100    100    100    100
〃  18     100      100    100    100    100    100    100
〃  19     100      100    100    100    100    100    100
〃  20     100      100    100    100    100    100    100
〃  21     100      100    100    100    100    100    100
〃  22     100      100    100    100    100    100    100
〃  23     100      100    100    100    100    100     90
〃  24     100      100    100    100    100    100     80
比較例１      70       50      0      0     90     60     20
〃  ２     100      100     80     60    100    100    100
〃  ３     100      100    100    100     70     60     40
〃  ４     100       90     90     50     90     50     40
〃  ５     100      100     90     70    100     90     80
〃  ６     100      100    100    100     90     70     50
〃  ７      90       70     50     20     80     50     50
〃  ８     100       80     60     30     70     50     30
〃  ９     100      100     90     80    100     90     70
〃  10     100       70     50     30     90     60     50
〃  11     100       40     30     10    100    100    100
表３(フッ素ゴム)                      
温水浸せき(時間)  空気加熱暴露(時間)
例    初 期   70   140   280    70   140   280 
実施例１     100      100    100    100    100    100    100
〃  ２     100      100    100    100    100    100    100
〃  ３     100      100    100    100    100    100    100
〃  ４     100      100    100    100    100    100    100
〃  ５     100      100    100    100    100    100    100
〃  ６     100       95     80     60    100    100    100
〃  ７     100      100    100    100    100    100    100
〃  ８     100       90     75     50    100    100    100
〃  ９     100      100    100    100    100    100    100
〃  10     100      100    100     95    100    100    100
〃  11     100      100    100    100    100    100    100
〃  12     100      100    100    100    100    100    100
〃  13     100      100    100    100    100    100    100
〃  14     100      100     90     80    100    100    100
〃  15     100      100    100    100    100    100    100
〃  16     100      100    100    100    100    100    100
〃  17     100      100     80     70    100    100    100
〃  18     100      100    100    100    100    100    100
〃  19     100      100    100    100    100    100    100
〃  20     100      100    100    100    100    100    100
〃  21     100      100    100    100    100    100    100
〃  22     100      100    100    100    100    100    100
〃  23     100       90     70     10     90     80     50
〃  24     100       80     40      0     90     40     30
比較例１      40       20      0      0      0      0      0
〃  ２     100      100     40     10    100    100    100
〃  ３     100      100    100    100    100     70     50
〃  ４      60       20      0      0      0      0      0
〃  ５     100      100     30     10    100    100    100
〃  ６     100      100    100    100    100     80     50
〃  ７      90       60      0      0     70     50     50
〃  ８     100       60     10      0     60     40     30
〃  ９     100       90     70     40     90     60     40
〃  10     100       90      0      0     90     40     30
〃  11     100       90      0      0     90     90     70
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明に係る金属表面処理剤は、耐水性を必要とする自動車、工業機械などのゴム金属複合部品、例えばバルブ類、オイルシール、ガスケットなどを製造する際のゴムと鋼板との接着時に有効に使用される。このように、本発明の金属表面処理剤は、ゴム-金属複合体用の金属表面処理に有効に用いられるだけではなく、ステンレス塗装鋼板用下地処理などにも有効に使用することができる。