(57)【要約】  本発明は、金属素材を基礎とする少なくとも１つの層を基礎としかつ有機ポリマーの少なくとも１つの層を基礎とするサンドイッチ構造体の製造方法において、少なくとも１つの金属表面の被覆のために、有機ポリマーを基礎とする層と結合されるべき少なくとも１つの金属層を、亜鉛、他のカチオン、ポリアクリル酸及び場合によりシランを基礎とする水性化成処理組成物と接触させ、こうして製造された液膜を乾燥させ、かつこうして被覆された金属層を、有機ポリマーを基礎とする少なくとも１層と接触させ、かつ圧力又は／及び温度の下で圧縮することにより結合させてサンドイッチ構造体にする、サンドイッチ構造体の製造方法に関する。本発明は、更にこの種のサンドイッチ構造体に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属素材の少なくとも１層及び有機ポリマーの少なくとも１層を基礎とするサンドイッチ構造体の製造方法において、有機ポリマーの少なくとも１つの層と結合させられるべき少なくとも１つの金属層の少なくとも１つの表面を、
亜鉛０．５〜２０ｇ／Ｌ、
マンガン０．０１〜１０ｇ／Ｌ、アルミニウム０．０１〜１０ｇ／Ｌ、クロム（ＩＩＩ）０．０１〜１ｇ／Ｌ、鉄（ＩＩ）０．０１〜５ｇ／Ｌ、鉄（ＩＩＩ）０．０１〜５ｇ／Ｌ又は／及びマグネシウム０．０１〜５ｇ／Ｌ、
ニッケル又は／及びコバルトの合計０又は０．０１〜５ｇ／Ｌ、
モリブデン、タンタル、バナジウム又は／及びタングステンの合計０又は０．０１〜５ｇ／Ｌ、
ＰＯ4  ２．６８〜１３３．８ｇ／Ｌに相当するＰ2Ｏ5  ２〜１００ｇ／Ｌ、
ポリアクリル酸０．１〜１０ｇ／Ｌ、しかしながらｇ／Ｌで示すＰ2Ｏ5の組成の含有量の２５％以下、及び
シラン０又は０．０１〜３ｇ／Ｌ、しかしながらｇ／Ｌで示すＰ2Ｏ5の組成の含有量の２５％以下、
を含む水性化成処理組成物と接触させ、こうして製造された液膜を乾燥させ、
こうして被覆された金属層を場合により切断し、かつこうして被覆された金属層を、有機ポリマーを基礎とする少なくとも１つの層と接触させ、かつ圧力又は／及び温度の下で圧縮することにより結合させて、サンドイッチ構造体にすることを特徴とする、サンドイッチ構造体の製造方法。
【請求項２】
前記水性化成処理組成物は次の組成：
亜鉛１〜１０ｇ／Ｌ、
マンガン０．５〜６ｇ／Ｌ、アルミニウム０．０１〜０．５ｇ／Ｌ、クロム（ＩＩＩ）０．０１〜０．８ｇ／Ｌ、鉄（ＩＩ）０．０１〜１ｇ／Ｌ、鉄（ＩＩＩ）０．０１〜１ｇ／Ｌ又は／及びマグネシウム０．０１〜１．５ｇ／Ｌ、
ニッケル０又は０．０１〜２．５ｇ／Ｌ、コバルト０又は０．０１〜２．５ｇ／Ｌ、ここで、ニッケルとコバルトの合計は０であるか又は０．０１〜４ｇ／Ｌの範囲内にあり、
モリブデン又は／及びバナジウムの合計は０又は０．０１〜５ｇ／Ｌ、
ＰＯ4  １０．７２〜８０．２８ｇ／Ｌに相当するＰ2Ｏ5  ８〜６０ｇ／Ｌ、
ポリアクリル酸０．５〜５ｇ／Ｌ、しかしながらｇ／Ｌで示すＰ2Ｏ5の組成の含有量の２５％以下、及び
シラン０又は０．０１〜３ｇ／Ｌ、しかしながらｇ／Ｌで示すＰ2Ｏ5の組成の含有量の２５％以下、及び更にチタン又はジルコニウムの錯体フッ化物を含有しない
を示すことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記水性化成処理組成物は次の組成：
亜鉛２〜８ｇ／Ｌ、
マンガン１〜５ｇ／Ｌ、アルミニウム０．０１〜０．２ｇ／Ｌ、クロム（ＩＩＩ）０．０１〜０．５ｇ／Ｌ、鉄（ＩＩ）０．０１〜０．５ｇ／Ｌ、鉄（ＩＩＩ）０．０１〜０．５ｇ／Ｌ又は／及びマグネシウム０．０１〜０．８ｇ／Ｌ、
ニッケル０又は０．０１〜２ｇ／Ｌ、
コバルト０又は０．０１〜２ｇ／Ｌ、ここで、ニッケルとコバルトの合計は２．５ｇ／Ｌ以下、
モリブデン又は／及びバナジウムの合計は０又は０．０１〜５ｇ／Ｌ、
ＰＯ4  １２．７３〜６６．９ｇ／Ｌに相当するＰ2Ｏ5  ９．５〜５０ｇ／Ｌ、
ポリアクリル酸０．５〜３ｇ／Ｌ、しかしながらｇ／Ｌで示すＰ2Ｏ5の組成の含有量の２５％以下、及び
シラン０又は０．０１〜２ｇ／Ｌ、しかしながらｇ／Ｌで示すＰ2Ｏ5の組成の含有量の２５％以下、及び更にチタン又はジルコニウムの錯体フッ化物を含有しない
を示すことを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
化成被覆法を、コロイド状リン酸チタンを用いる又はリン酸塩粒子を基礎とする表面コンディショニング剤を用いる活性化工程なしで行うことを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記水性化成処理組成物のウェットフィルムを前記金属表面上に均質に形成させ、完全な乾燥までの前記水性化成処理組成物との接触時間は１分未満であることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
こうして製造された液膜を、乾燥の際に及び乾燥の後に水性液体で洗浄することなく乾燥させることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
０．４ｇ／ｍ2までの層厚を示す化成被覆を形成させることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記化成被覆をマイクロリン酸塩処理の形で形成させることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記化成被覆は十分に又は完全に非晶質で形成されていることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記層は有機熱可塑性ポリマーからなり、前記ポリマーは場合により繊維強化もされていることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
有機ポリマーからなる前記層は、ポリアミド、ポリエチレン又は／及びポリプロピレンを基礎とする層であり、かつ前記ポリマーは場合により熱可塑性樹脂からなり又は／及び繊維強化もされていることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
請求項１から１１までのいずれか１項に記載の方法により製造されたサンドイッチ構造体。
【請求項１３】
前記乾燥された化成被覆又は／及び前記乾燥されかつ圧縮の際に熱負荷された化成被覆の、ポリアクリル酸又は／及びその反応生成物の含有率は、前記化成被覆の０．０５〜１５質量％であることを特徴とする、請求項１２に記載のサンドイッチ構造体。
【請求項１４】
前記乾燥された化成被覆又は／及び前記乾燥されかつ圧縮の際に熱負荷された化成被覆の、少なくとも１種のシラン又は／及びその反応生成物の含有率は、前記化成被覆の０．０１〜１５質量％であることを特徴とする、請求項１２又は１３に記載のサンドイッチ構造体。
【請求項１５】
前記サンドイッチ構造体は、それぞれ少なくとも１回被覆され、成形され、接着され、圧縮され又は／及びその他の方法で接合されることを特徴とする、請求項１２から１４までのいずれか１項に記載のサンドイッチ構造体。
【請求項１６】
車両製造での、航空機製造での、宇宙船での、機器製造での、機械製造での、土木建築での、家具製造での又は建造物要素としての、請求項１２から１５までのいずれか１項に記載のサンドイッチ構造体の使用又は請求項１から１１までのいずれか１項に記載の方法により製造されたサンドイッチ構造体の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの表面に付着促進しかつ化成保護する特別な被覆が行われる金属素材、例えば金属板材を基礎とする少なくとも１つの層を備えた、プラスチックを基礎とする少なくとも１つの層を基礎とするサンドイッチ構造体の製造方法、このように製造されたサンドイッチ構造体並びにこのように製造されたサンドイッチ構造体の使用に関する。
【０００２】
自動車製造及び航空機製造において、しかしながら多くの他の建造物の場合でも、今日では金属構成要素が殊に支持部材として使用される。しかしながらこの種の構成要素の質量は高く、かついくつかの用途において更に軽減しなければならない。
【０００３】
この質量を軽減する方法はサンドイッチ構造体の使用であり、この場合、通常重いが、機械的に通常ではまさに安定な金属素材の一部が、有機素材に置き換えられていて、かつこのばあい、安定な建造物において良好に付着する複合材を利用することができる。
【０００４】
特に好ましいサンドイッチ構造体は、例えば、金属−プラスチック、金属−プラスチック−金属又は金属−プラスチック−金属−プラスチック−金属を基礎とするサンドイッチ構造体である。
【０００５】
腐食防止又は／及び塗料付着の理由から金属表面の被覆は、基本的に多くの刊行物から公知である。これについて、とりわけ化成被覆が使用される。この場合、とりわけ、長期間又は永久に、とりわけ塗装皮膜がなくても腐食から保護すべき不動態化（＝処理）であろうと、前処理であろうと、例えば塗料又は接着剤のような更なる被覆の前で使用されるべきであることが区別される。
【０００６】
欧州特許第１６５１４３２号明細書（EP 1 651 432 B1）は、２枚の外側の金属板材の間に接着ポリマー層を含み、この接着ポリマー層は、ポリアミド、エチレンと不飽和カルボン酸及び／又はその誘導体とのコポリマー、及び反応性コポリマー、１４００〜１００００の分子量を示すスチレン−無水マレイン酸−コポリマーを含む金属積層物を教示している。
【０００７】
独国特許出願公開第１０２００７０４６２２６号明細書（DE 102007046226 A1）は、第１の金属板材と第２の金属板材とを含み、その間に配置された少なくとも１つのポリマー発泡層を備えた複合部材に関する。
【０００８】
独国特許出願公開第２６２７６８１号明細書（DE 2627681 A1）は、（メタ）アクリル酸又は／及び（メタ）アクリルアミドからなるモノマー単位を有する水溶性ポリマーの存在での酸性金属リン酸塩溶液を基礎とするリン酸塩処理法を教示している。
【０００９】
米国特許第３，７２１，５９７号明細書（US 3,721,597）は、アルミニウムプレート、内層としてのエチレン−アクリル酸コポリマー及びＨＤ−ＰＥを基礎とする積層物の製造方法に関する。
【００１０】
金属基材上でしばしば個々の塗装皮膜の１〜５０μｍの範囲内の厚みを示す一層又は多層の塗装と比べて、サンドイッチ構造体のために使用されかつ層として接着されるか又は／及び互いに圧縮される有機ポリマーからなる１つ又は複数の層（＝ポリマー層）は、塗装皮膜よりも明らかに大きな厚み、例えば０．１〜５ｍｍの範囲内の厚みを必要とする。
【００１１】
サンドイッチ構造体の個々の層の間の高い付着は、殊に剛性が最適化されたサンドイッチ構造体、例えば金属−プラスチック−金属−サンドイッチ構造体の製造にとってどうしても必要である。この高い付着は、今までしばしば、金属層の金属表面上に、表面活性化する又は／及び付着促進する薄い中間層を湿式化学的に適用しかつ殊にポリマー層の熱可塑性成分の溶融により実現される。金属層の金属表面上に表面活性化する又は／及び付着促進する中間層を施すために、帯材被覆装置内での、例えば板材を前処理するための個別の装置進行が必要である。例えば、亜鉛めっきされた鋼板は、例えば溶融浸漬亜鉛めっきされた鋼板Ｚ又は電解亜鉛めっきされた鋼板ＺＥのような製造方法に応じて、多様なプロセス管理が必要であり、これが付加的費用の原因となる。他の金属基材は、今までの方法を用いて、現在ではサンドイッチ構造体の層の不十分な付着で製造できるにすぎない。このように類似の金属表面上、例えばＺＥ上に、１ｍ2当たりＴｉ約３０ｍｇを示す化成皮膜の形成のために酸性化成処理組成物によって所定の付着が達成されたが、Ｚ上では不十分な付着が達成された。Ｚ上で十分に高い付着は、第１のアルカリ性化成処理組成物を用いた付加的なプロセス段階によって、更に水での付加的な洗浄及びその後に第２の酸性化成処理組成物によって、１ｍ2当たりＴｉ約３０ｍｇを示す第２の化成皮膜が形成された場合にだけ達成することができた。ときおり、亜鉛めっきの様式を変更した場合には、これが甘受しがたい欠点であった。
【００１２】
更に、今まで使用された技術は、殊に溶融亜鉛めっきされた鋼板の場合に、金属−プラスチック−複合材料は、剥離引張強さ試験の際に限られた付着を示すだけであるという欠点を示した。
【００１３】
この理由から、別の湿式化学的化成処理組成物を試すことが好ましい。従来の湿式化学的被覆方法を、表面活性化又は／及び付着促進のために、使用されたプラスチックにより強く適合させることができる場合が好ましいであろう。全ての通常の金属基材のための、かつ殊に金属被覆された鋼基材のための代替となる湿式化学化成処理組成物を見つけ出すことが目標であった。サンドイッチ構造体の金属層に、サンドイッチ構造体の中間皮膜として利用する付着促進する薄い化成被覆を備え付ける、かつこの場合、ＩＳＯ  １１３３９、２０１０による剥離引張強さ試験で７５Ｎ／ｃｍを生じる、４ｃｍの試料幅での少なくとも３００Ｎ／４ｃｍのサンドイッチ複合材付着を達成することも目標であった。
【００１４】
サンドイッチ構造体、殊に金属−プラスチック、金属−プラスチック−金属、プラスチック−金属−プラスチック、金属−プラスチック−金属−プラスチック又は金属−プラスチック−金属−プラスチック−金属を基礎とするサンドイッチ構造体を製造するために、有機ポリマーを基礎とする層、例えばＫＴＬ温度安定性のポリマー層の表面と、例えばカバープレートとしての金属層の表面との間の付着を改善するという課題が生じた。Litecor（登録商標）の商標名の下で計画されているサンドイッチ構造体、殊に剛性が最適化された金属−プラスチック−金属−サンドイッチ構造体が特に好ましい。
【００１５】
更に、サンドイッチ構造体を製造するために存在する方法のプロセスの複雑さが、装置進行の数の低減により改善することができ、かつ金属表面の準備のため又は／及び付着促進のために浴安定性を高めることもでき、かつ所定の金属表面に関して必要であった処理段階の数を減らすこともできる場合が好ましいであろう。
【００１６】
意外にも、特別な化成処理組成物によって、全ての技術的に重要な金属表面に対して一段階のかつ特に経済的な化成被覆を作製することができ、この化成被覆は、金属−プラスチック複合材の十分な付着又はそれどころか予期しない高い付着を生じることが確認された。
【００１７】
この課題は、金属素材の少なくとも１層及び有機ポリマーの少なくとも１層からなるサンドイッチ構造体を製造する方法において、有機ポリマーの少なくとも１つの層と結合させられるべき少なくとも１つの金属層の少なくとも１つの表面を、
亜鉛０．５〜２０ｇ／Ｌ、
マンガン０．０１〜１０ｇ／Ｌ、アルミニウム０．０１〜１０ｇ／Ｌ、クロム（ＩＩＩ）０．０１〜１ｇ／Ｌ、鉄（ＩＩ）０．０１〜５ｇ／Ｌ、鉄（ＩＩＩ）０．０１〜５ｇ／Ｌ又は／及びマグネシウム０．０１〜５ｇ／Ｌ、
ニッケル又は／及びコバルトの合計０又は０．０１〜５ｇ／Ｌ、
モリブデン、タンタル、バナジウム又は／及びタングステンの合計０又は０．０１〜５ｇ／Ｌ、
ＰＯ4  ２．６８〜１３３．８ｇ／Ｌに相当するＰ2Ｏ5  ２〜１００ｇ／Ｌ、
ポリアクリル酸０．１〜１０ｇ／Ｌ、しかしながらｇ／Ｌで示すＰ2Ｏ5の組成の含有量の２５％以下、及び
シラン０又は０．０１〜３ｇ／Ｌ、しかしながらｇ／Ｌで示すＰ2Ｏ5の組成の含有量の２５％以下、
を含む水性化成処理組成物と接触させ、
こうして製造された液膜を乾燥させ、
こうして被覆された金属層を場合により、殊にボードの形に、切断し、かつこうして被覆された金属層を、有機ポリマーを基礎とする少なくとも１つの層と接触させ、かつ圧力又は／及び温度の下で圧縮することにより結合させて、サンドイッチ構造体にすることを特徴とするサンドイッチ構造体の製造方法により解決される。
【００１８】
好ましくは有機ポリマーは、熱可塑性ポリマー又は／及び熱可塑性コポリマーである。
【００１９】
金属層の表面を被覆する前に、被覆されるべき表面は、原則として清浄化されかつその後で水で洗浄される。金属層を中間貯蔵する場合、この金属層は通常では油塗りされる。油塗りされた表面を処理しなければならない場合か又は装置が少なくとも油によっていくらか汚染されている場合も、この表面を被覆の前に殊にアルカリ性清浄化剤で清浄化し、かつ付着する清浄化溶液を表面から除去するためにその後で水で洗浄することが推奨される。というのも、完全には水で濡れることができない表面は、不均一なノーリンス（no rinse）被覆を生じることがあるためである。
【００２０】
本発明による水性化成処理組成物を施す前に、活性化は行われない、というのも極めて微細粒でかつ同時に十分に又は完全に非晶質のリン酸塩被覆及びできる限り結晶質でないリン酸塩被覆を作製することが望ましいためである。生じる化成皮膜は、好ましくは完全にＸ線非晶質であるか又はわずかな結晶質割合を含むＸ線非晶質であり、このことはリン酸亜鉛皮膜にとって通常ではない。金属層の表面ができる限り完全にかつできる限り均一にノーリンス化成処理組成物で濡れることが重要である。塗工ローラ及び／又はスクイーズローラとしてのローラを用いて適用する場合、この適用ローラの状態は極めて重要である、というのもこのローラが均一なウェットフィルムを、好ましくは０．５〜１０ｍｌ／ｍ2の範囲内で作製するべきでるためである。
【００２１】
したがって、本発明による化成被覆法は、コロイド状リン酸チタンを用いる又はリン酸塩粒子を基礎とする表面コンディショニング剤（Surface Conditioner）を用いる活性化工程なしで行われ、このことは典型的なリン酸亜鉛処理にとって通常ではない。これも、本発明による化成処理組成物及びその被覆方法が、典型的なリン酸亜鉛処理ではないという証である。
【００２２】
水性化成処理組成物は、好ましくは０．０１〜８ｇ／Ｌの範囲内の、特に好ましくは０．１〜６ｇ／Ｌ、０．２〜５ｇ／Ｌ、０．３〜４ｇ／Ｌ、０．４〜３ｇ／Ｌ、０．５〜２ｇ／Ｌ又は０．６〜１ｇ／Ｌの範囲内のマンガン、アルミニウム、クロム（ＩＩＩ）、鉄（ＩＩ）、鉄（ＩＩＩ）又は／及びマグネシウムの全含有量を示す。
【００２３】
好ましくは、水性化成処理組成物は次の組成を示す：
亜鉛１〜１０ｇ／Ｌ、
マンガン０．５〜６ｇ／Ｌ、アルミニウム０．０１〜０．５ｇ／Ｌ、クロム（ＩＩＩ）０．０１〜０．８ｇ／Ｌ、鉄（ＩＩ）０．０１〜１ｇ／Ｌ、鉄（ＩＩＩ）０．０１〜１ｇ／Ｌ又は／及びマグネシウム０．０１〜１．５ｇ／Ｌ、ここで、これらの元素／カチオンの合計は、亜鉛なしで好ましくは０．０１〜８ｇ／Ｌの範囲内にあり、
ニッケル０又は０．０１〜２．５ｇ／Ｌ、コバルト０又は０．０１〜２．５ｇ／Ｌ、ここで、ニッケル及びコバルトの合計は、０であるか又は０．０１〜４ｇ／Ｌの範囲内にあり、
モリブデン又は／及びバナジウムの合計は０又は０．０１〜５ｇ／Ｌ、
ＰＯ4  １０．７２〜８０．２８ｇ／Ｌに相当するＰ2Ｏ5  ８〜６０ｇ／Ｌ、
ポリアクリル酸０．５〜５ｇ／Ｌ、しかしながらｇ／Ｌで示すＰ2Ｏ5の組成の含有量の２５％以下、及び
シラン０又は０．０１〜３ｇ／Ｌ、しかしながらｇ／Ｌで示すＰ2Ｏ5の組成の含有量の２５％以下、及び更にチタン又はジルコニウムの錯体フッ化物を含有しない。
【００２４】
特に好ましくは、水性化成処理組成物は次の組成を示す：
亜鉛２〜８ｇ／Ｌ、
マンガン１〜５ｇ／Ｌ、アルミニウム０．０１〜０．２ｇ／Ｌ、クロム（ＩＩＩ）０．０１〜０．５ｇ／Ｌ、鉄（ＩＩ）０．０１〜０．５ｇ／Ｌ、鉄（ＩＩＩ）０．０１〜０．５ｇ／Ｌ又は／及びマグネシウム０．０１〜０．８ｇ／Ｌ、ここで、これらの元素／カチオンの合計は、亜鉛なしで好ましくは０．０１〜８ｇ／Ｌの範囲内にあり、
ニッケル０又は０．０１〜２ｇ／Ｌ、
コバルト０又は０．０１〜２ｇ／Ｌ、ここで、ニッケルとコバルトの合計は２．５以下、
モリブデン又は／及びバナジウムの合計は０又は０．０１〜５ｇ／Ｌ、
ＰＯ4  １２．７３〜６６．９ｇ／Ｌに相当するＰ2Ｏ5  ９．５〜５０ｇ／Ｌ、
ポリアクリル酸０．５〜３ｇ／Ｌ、しかしながらｇ／Ｌで示すＰ2Ｏ5の組成の含有量の２５％以下、及び
シラン０又は０．０１〜２ｇ／Ｌ、しかしながらｇ／Ｌで示すＰ2Ｏ5の組成の含有量の２５％以下、しかしながらチタン又はジルコニウムの錯体フッ化物を含まない。
【００２５】
この場合、亜鉛：ＰＯ4の質量比が、酸性溶液中で時間と共に高濃度化することがある浸食により溶け出した亜鉛を受け入れる前の当初の組成に関して０．０２：１〜０．６：１、０．０５：１〜０．５：１、０．０８：１〜０．４：１又は０．１：１〜０．２：１の範囲内にある当初の水性化成処理組成物が好ましい。
【００２６】
この場合、亜鉛：ＰＯ4の質量比が、例えば亜鉛めっきされた表面に対しての使用の際に付加的に既に浸食により溶け出した亜鉛を受け入れた組成に関して０．０２：１〜８：１、０．０５：１〜４：１、０．０８：１〜１．５：１又は０．１：１〜０．８：１の範囲内にある水性化成処理組成物が好ましい。
【００２７】
水性化成処理組成物又は／及びこれから製造された被覆の（Ｎｉ及びＣｏ）の合計：Ｚｎの質量比は、好ましくは０．０００１：１〜１：１、０．００２：１〜０．７：１、０．０１：１〜０．４：１又は０．０４：１〜０．２：１の範囲内にある。ニッケル又は／及びコバルトの含有量に応じて、この場合、これにより製造された化成被覆の耐食性に影響を及ぼすことができる。
【００２８】
好ましくは、水性化成処理組成物の亜鉛含有量は、１．５〜１０ｇ／Ｌ、２〜８ｇ／Ｌ又は２．５〜４．５ｇ／Ｌである。好ましくは、水性化成処理組成物のマンガン含有量は０．５〜６又は１〜５ｇ／Ｌである。好ましくは、水性化成処理組成物のニッケル含有量は、１．５ｇ／Ｌ以下、１ｇ／Ｌ以下、０．５ｇ／Ｌ以下又は０．０１ｇ／Ｌ以下である。水性化成処理組成物のＺｎ：Ｍｎ質量比は、広い範囲内で変動することができかつ好ましくは０．１：１〜５：１又は０．８：１〜３：１の範囲内にある。
【００２９】
水性化成処理組成物は、場合により促進剤としてＮＯ2  ０．００１〜１ｇ／Ｌ、ＮＯ3  ０．０１〜１ｇ／Ｌ又は／及びＨ2Ｏ2  ０．００１〜２ｇ／Ｌを含んでいてよい。
【００３０】
ポリアクリル酸を水性化成処理組成物に添加することが有効であることが示された、というのもこれにより明らかに改善された付着効果が達成され、これはポリアクリル酸なしで今まではなしえなかったためである。ポリアクリル酸の添加は、化成被覆に比較的高い付着強さを付与し、これは殊にポリエチレン又は／及びポリアミドを基礎とする素材の場合に好ましく作用する。この場合、水溶性又は水分散性のポリアクリル酸を化成処理組成物に添加することが推奨に値する。このポリアクリル酸は、好ましくは５０００〜１２００００、３００００〜９００００又は５００００〜７００００の範囲内の分子量を示す。化成処理組成物は、好ましくは、少なくとも１種の水溶性又は水分散性ポリアクリル酸の０．２〜８ｇ／Ｌ、０．３〜５ｇ／Ｌ又は０．５〜３ｇ／Ｌの範囲内の含有量を示す。ポリアクリル酸の添加は、全ての多様な金属表面の場合に、一方で金属表面に対する付着に関して、他方で有機プラスチック、殊に熱可塑性プラスチックで濡れた表面に対する付着に関して好ましい影響を与える。好ましくは、乾燥された又は／及び乾燥されかつ圧縮時に熱負荷された化成被覆の、ポリアクリル酸又は／及びその反応生成物の含有率は、化成被覆の０．０５〜１５質量％である。
【００３１】
化成処理組成物に付加的に少なくとも１種のシランを添加する場合、サンドイッチ構造体の隣接する層間の付着は、この場合に剥離引張強さとして測定して、更に約２５％まで改善することができる。
【００３２】
水性化成処理組成物のポリアクリル酸の含有量を徐々に高めかつ最終的にｇ／Ｌで示すＰ2Ｏ5の含有量の約２５％を越える場合、より低い含有率の場合よりもサンドイッチ構造体の剥離引張強さの更なる向上は達成されないか又はそれどころかいくらか低い剥離引張強さが達成されることが起こることがある。
【００３３】
水性化成処理組成物中のポリアクリル酸の含有量が、ｇ／Ｌで示すＰ2Ｏ5の含有量の約２％を下回る場合、ポリアクリル酸のより高い含有量と比較して、サンドイッチ構造体の剥離引張強さの明らかな悪化を生じることが起こることがある。
【００３４】
簡素化のために、シラン、シラノール及びシロキサンについて、以後しばしばシランについただけ言及する。というのも、シラン／シラノール／シロキサンは、しばしば水中でも迅速な反応結果を受けるので、変化に基づいて及び状態の適切な検出の多大な費用に基づいて、測定及び正確な記述は意味がないためである。
【００３５】
シランとして、原則として、多くの種類が個別に又は相互に組み合わせて可能である。シランは、好ましくは水溶性の状態又は水に溶解した状態で使用される。特に好ましくは、シランは部分的に又は完全に加水分解されている。
【００３６】
少なくとも１つのアミノ基を有する少なくとも１種のアミノシラン及びこれとは異なる、少なくとも２つのアミノ基を有する少なくとも１種のアミノシランの含有量を含む、少なくとも１種のアミノシラン及び少なくとも１種のエポキシシランの含有量を含む、少なくとも１種のアミノシラン及び少なくとも１種のビス−シリル−シランの含有量を含む、少なくとも１種のウレイドシラン及び少なくとも１種のビス−シリル−シランの含有量を含む、又は少なくとも１種のエポキシシラン及び少なくとも１種のビス−シリル−シランの含有量を含む化成処理組成物が特に好ましい。
【００３７】
それぞれ少なくとも１つのアミノ基、エポキシ基、グリシドキシ基、イミノ基又は／及びウレイド基を有するシランが特に好ましい。モノ−トリアルコキシシラン、ビス−トリアルコキシシラン、モノ−シリル−シラン又は／及びビス−シリル−シランが特に好ましく、この場合、これらは特に好ましくはそれぞれ少なくとも１つのアミノ基、エポキシ基、グリシドキシ基、イミノ基又は／及びウレイド基を有する。
【００３８】
化成処理組成物は、好ましくは、０．０１〜４、０．１〜３、０．３〜２．５又は０．６〜２ｇ／Ｌの範囲内の少なくとも１種のシランの含有量を示す。
【００３９】
水性化成処理組成物の、ｇ／Ｌで示すシランの含有量が、ｇ／Ｌで示すＰ2Ｏ5の含有量の約２５％を越える場合、付着を悪化させることが起こることがある。水性化成処理組成物の、ｇ／Ｌで示すシランの含有量が、ｇ／Ｌで示すＰ2Ｏ5の含有量の約２％を下回る場合、付着を悪化させることが起こることがある。
【００４０】
水性化成処理組成物の、ｇ／Ｌで示すポリアクリル酸の含有量が、ｇ／Ｌで示すＰ2Ｏ5の含有量の約２５％を越える場合、付着を悪化させることが起こることがある。
【００４１】
水性化成処理組成物の、ｇ／Ｌで示すポリアクリル酸の含有量が、ｇ／Ｌで示すＰ2Ｏ5の含有量の約２％を下回る場合、付着を悪化させることが起こることがある。
【００４２】
好ましくは、乾燥された又は／及び乾燥されかつ圧縮時に熱負荷された化成被覆の、少なくとも１種のシラン又は／及びその反応生成物の含有率は、化成被覆の０．０１〜１５質量％である。
【００４３】
しかしながら、多くの試験の場合に、水性化成処理組成物のポリアクリル酸の含有量は、組成物のｇ／Ｌで示すＰ2Ｏ5の含有量の、好ましくは２５％以下、２０％以下、１５％以下又は１０％以下で含まれるのが好ましいことが示唆された。場合によっては、ポリアクリル酸貧有の組成物と比較して剥離引張強さの更なる改善は達成できない。
【００４４】
しかしながら、多くの試験の場合に、水性化成処理組成物の少なくとも１種のシランの含有量は、組成物のｇ／Ｌで示すＰ2Ｏ5の含有量の、好ましくは２５％以下、２０％以下、１５％以下又は１０％以下で含まれるのが好ましいことが示された。場合によっては、シラン貧有の組成物と比較して剥離引張強さの更なる改善は達成できない。
【００４５】
水性化成処理組成物は、好ましくは、ポリアクリル酸の他に、少なくとも１種の別の水溶性又は／及び水分散性の有機ポリマー／コポリマー０．００１〜２０ｇ／Ｌ又は０．２〜１０ｇ／Ｌを含んでいてもよい。
【００４６】
更に、水性化成処理組成物に、更に少なくとも１種の別の有機ポリマー／コポリマーも添加する場合、これは、好ましくは、場合により特別に安定化されている酸安定性のポリマー又は／及びコポリマーから選択される。これには、殊に、ポリ（メタ）アクリラート、ポリアクリルアミド、ポリカルボナート、ポリエポキシド、ポリエステル、ポリエーテル、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリビニル、ポリビニルピロリドン及びこれらの変性物、例えばカチオン性ポリウレタン樹脂、変性されたアニオン性アクリラート／ポリアクリラート、アミノ基及び場合によりホスファート基を有するエポキシ樹脂又は／及びポリエステル−ポリウレタン、ポリエステル−ポリウレタン−ポリ（メタ）アクリル、ポリカルボナート−ポリウレタン又は／及びポリカルボナート−ポリウレタン−ポリ（メタ）アクリルを基礎とするカチオン性コポリマーを基礎とするものから選択される酸安定性のポリマー又は／及びコポリマーが属する。
【００４７】
この際に化成処理組成物が、少なくとも１種の別の有機ポリマー／コポリマー及び少なくとも１種のシラン／シラノール／シロキサンの含有量も含む場合が好ましいことがある。というのもこれらの添加物は、例えば付着性を高めることに寄与することができるためである。
【００４８】
好ましくは、水性化成組成物及び場合により相応する化成被覆は、多くの実施形態の場合に、ホウ素、クロム（ＶＩ）、ハフニウム、チタン、ジルコニウム又は／及びニオブの含有量を含まないか、又はホウ素、クロム（ＶＩ）、ハフニウム、チタン、ジルコニウム、ニオブの意図的に添加された化合物又はアルミニウム、ホウ素、クロム（ＶＩ）、ハフニウム、チタン、ジルコニウム、ニオブ、タンタル、バナジウム又は／及びタングステンの意図的に添加された化合物の含有量を含まないか、又はホウ素、クロム（ＶＩ）、ハフニウム、チタン、ジルコニウム、ニオブ、タンタル又は／及びタングステンの意図的に添加された化合物の含有量を含まない。殊にアルミニウム、ホウ素、ケイ素、ハフニウム、チタン又は／及びジルコニウムの錯体フッ化物の含有量を含まないことが殊に好ましい。多くの態様において、本発明による水性化成処理組成物は、ポリアクリル酸の他の別の有機ポリマー及びコポリマー、架橋剤、光開始剤又は／及びクロム（ＩＩＩ）化合物の含有量を含まない。好ましくは、本発明による化成処理組成物は、金属粒子又は／及び無機粒子、殊に０．１μｍより大きなこのような粒子の含有量を含まない。
【００４９】
化成被覆法の場合、化成処理組成物のｐＨ値は、１〜５の範囲内、好ましくは２．２〜４．５の範囲内、特に好ましくは２．８〜４の範囲内にあってよい。
【００５０】
特に好ましくは、本発明による方法の場合に、無機水性ベース組成物として、水性化成処理組成物を用いていわゆるマイクロリン酸塩処理を実施することが可能である組成物が選択される。マイクロリン酸塩処理とは、この場合、殊に、化成被覆の層質量が０．４ｇ／ｍ2以下又は０．３ｇ／ｍ2以下である場合をいう。したがって、本発明による方法の場合に、好ましくは０．４ｇ／ｍ2までの層質量を示す化成被覆が形成される。この場合、リン酸亜鉛は、好ましくは、少なくも部分的にＸ線非晶質で存在する、というのも典型的なリン酸亜鉛処理が実施されないためである。
【００５１】
本発明によるリン酸塩富有の化成被覆は、多くの実施態様の場合に、十分に又は完全に非晶質で形成することができかつ典型的な微細結晶質のリン酸亜鉛層よりもはるかに微細であることができる。本発明による化成被覆の場合、粒子も、最も微細な中空も裸眼では認識できないので、この被覆は、典型的な「通常の」リン酸亜鉛層と比べてはるかに均一でかつまとまった印象を与える。これは、しばしば、化成被覆の前に活性化及び表面コンディショニングが利用されなかった場合、水性化成処理組成物のウェットフィルムが金属層の表面上に均一に形成された場合、及び完全な乾燥までの水性化成処理組成物との接触時間が比較的短く、殊に１分未満であった場合にだけ達成される。というのも、リン酸塩富有の化成処理組成物の前の活性化又は表面コンディショニングは、被覆されるべき表面に、リン酸塩結晶の形成のための種結晶を配置するために用いられるためである。
【００５２】
典型的なリン酸亜鉛処理は、金属表面の活性化又は表面コンディショニングによって開始されかつリン酸亜鉛溶液の金属表面との比較的長い接触時間、つまり通常では噴霧又は／及び浸漬による適用様式に応じて及び帯材又は部材としての基材の種類に応じて、３ｓ〜約５ｍｉｎの間で引き起こされる。この場合、５０〜７０℃の範囲内の通常の浴温度及び１５〜４０℃の範囲内の基材温度が用いられる。典型的なリン酸亜鉛処理の場合、帯材の場合を除いてスクイーズはされない。典型的なリン酸亜鉛処理の場合、乾燥されないが、洗浄される。これらの措置の全てに基づいて、典型的なリン酸亜鉛処理のリン酸塩層は、通常では約５〜４０μｍの結晶の形で形成される。この層質量は、この場合、典型的に１〜２５ｇ／ｍ2の範囲内にある。
【００５３】
本発明による化成被覆法の場合に、本発明による水性化成処理組成物を、殊に帯材の金属表面と、乾燥時に水がなくなるまで０．１〜３０ｓ接触させ、この場合、金属表面及び帯材の温度は、好ましくは１５〜４０℃の範囲内にある。活性化又は表面コンディショニングを行わないことに基づいて及び短縮された接触時間に基づいて及び場合により比較的低い温度に基づいて、リン酸亜鉛の結晶化は十分に又は完全に抑制されるので、このリン酸亜鉛は十分に又は完全に非晶質で存在し、かつ結晶質のリン酸亜鉛層の場合よりもはるかに微細で存在する。これらの特性は、同様にマイクロリン酸塩処理の特徴を示す。
【００５４】
更に、多くの実施態様の場合に、施された液膜を、乾燥の際又は乾燥の後に水性液体で洗浄せずに乾燥することが好ましい。これとは別に、例えば付着を更に改善するために、水又は水溶液、例えば塩又は／及び他の化合物の水溶液で洗浄することができる。
【００５５】
本発明による化成被覆法の場合に、金属層の表面を、好ましくは５〜５０℃の範囲内のメタルピーク温度ＰＭＴで、殊に１５〜４０℃で被覆することができる。水性化成処理組成物は、適用の時点で、１５〜５０℃又は２０〜４０℃の範囲内の温度を示すことができ、この場合、４０℃を越える温度の場合に、場合により化成処理組成物中で沈殿が生じるかどうかを留意しなければならない。
【００５６】
本発明による化成被覆法の場合、とりわけ金属帯材又は金属コイルの場合の金属層の表面上で、乾燥時に水がなくなるまでの接触時間は、殊に０．２〜３０秒である。帯材にローラがけ又は／及び噴霧する場合、水がなくなるまでの接触時間は、場合により１秒未満に又は約０．２秒まで短縮することができる。殊に、化成被覆された金属帯材又はコイルについて、乾燥は、例えば加熱された空気流中で、誘導により又は／及びＩＲ熱線又は／及びＮＩＲ熱線により行うことができる。金属層の化成被覆は、サンドイッチ構造体に圧縮するために、これらの層を少なくとも１つのポリマー層と一緒にする前に行われる。
【００５７】
ポリマー層は、例えば、１層あたり０．１〜５ｍｍ、０．２〜４ｍｍ、０．４〜３ｍｍ、０．６〜２ｍｍ、０．７〜１．２ｍｍの範囲内又は約０．８ｍｍの厚みを示すことができる。このポリマー層は、好ましくは密なプラスチックからなり、発泡プラスチックからならなっていない。
【００５８】
ポリマー層として、例えばプラスチックコイルを使用することができる。湿分に敏感なプラスチックの場合、場合によりシート内で真空溶接して貯蔵される。シートは、ポリマー層の圧縮のために除去することができる。多くのポリプロピレンを基礎とするプラスチックは、湿分に対する敏感性を示さない。多くの種類のポリマー層及び金属層は、通常では更に前処理されない。ポリマー層及び金属層は、しばしば一緒にしてかつ互いに接するように置き、好ましくは事前に加熱せずに圧縮することができる。
【００５９】
積層装置を構築することができかつこの積層装置を作動することができる２つの実施形態は、例えば国際公開第２００９／０４３７７７号（WO 2009/043777 A2）に記載されている。
【００６０】
金属からなるいくつかの層及びプラスチックからなるいくつかの層をサンドイッチ構造体の製造のために使用する場合、一方で金属又は／及び金属合金又は／及び少なくとも１つの付加的な金属層又は合金層、例えば亜鉛処理された鋼を備えた金属層からなる少なくとも２つの、少なくとも３つの又は少なくとも４つの金属層又は／及び他方で、場合により少なくとも一方の側が被覆され又は／及び特に処理され、例えば火炎、ＵＶ処理、コロナ処理又はプラズマ処理により分極されていてもよい少なくとも２つ又は少なくとも３つのポリマー層（＝ポリマー層）を使用することが好ましい。この場合、それぞれ１つの金属層と１つのポリマー層とが交互に置かれることが特に好ましい。
【００６１】
この場合、２つのポリマー層が隣接する場合、同じ又は異なる寸法又は／及び特性を示す、同種のプラスチック又はポリマー層も、異なるプラスチック又はポリマー層も互いに無関係に使用することができる場合に、例えば層の次の順序が生じることができ、：金属−プラスチック、金属−プラスチック−金属、金属−プラスチック−プラスチック、金属−プラスチック−プラスチック−金属、金属−プラスチック−プラスチック−プラスチック−金属、金属−プラスチック−金属−プラスチック−プラスチック、プラスチック−プラスチック−金属−プラスチック、プラスチック−プラスチック−金属−プラスチック−プラスチック、金属−プラスチック−プラスチック−金属−プラスチック、金属−プラスチック−プラスチック−金属−プラスチック−プラスチック、プラスチック−金属−プラスチック−プラスチック−金属−プラスチック、プラスチック−金属−プラスチック−プラスチック−金属−プラスチック−プラスチック、プラスチック−プラスチック−金属−プラスチック−プラスチック−金属−プラスチック−プラスチック、金属−プラスチック−プラスチック−金属−プラスチック−金属又は金属−プラスチック−プラスチック−金属−プラスチック−プラスチック−金属。
【００６２】
この場合、複雑な構造体、介在物を備えた構造体又は／及び一貫した層を含まず又は／及び中空を備えた構造体を製造することもでき、この場合、これらの特徴は、それぞれ１つ又は複数の金属層又は／及びそれぞれ１つの又は複数のポリマー層に該当することができる。しかしながら、ポリマー層又は／及び金属層は、中空を含まず又は／及びできる限り細孔を含まないことが特に好ましい。
【００６３】
例えば金属コイル又は板材断片からなるような１つ又は複数の金属層、及び、有機の、殊に熱可塑性のポリマー、例えばプラスチックコイル又はポリマー断片からなる１つ又は複数のプラスチック層からサンドイッチ構造体を製造するために、殊に接合法として圧力又は／及び温度の下での接着又は／及び圧縮が適している。
【００６４】
ポリマー層として、殊に金属層間のポリマーコア層としても、多種の有機ポリマーが適していて、この場合、特に温度安定性又は機械的に負荷可能な層が好ましい。この場合、多様なプラスチックの部分を備えた有機複合材料（＝Compound）からなるポリマー層が適している。有機ポリマーからなる層として、殊に、熱可塑性樹脂、熱可塑性樹脂の部分を備えたプラスチック又は／及び繊維強化された熱可塑性樹脂からなる層を使用することができる。少なくとも３つのポリマー層を相互に接触させて使用する場合、少なくとも１つの中央の層は、これとは別に５０質量％未満の熱可塑性プラスチックの割合を備えたプラスチックからなるか、それどころか場合によりそれぞれ繊維強化もされた熱硬化性樹脂からなることもできる。
【００６５】
プラスチック又は熱可塑性樹脂として、この場合、殊に、ポリアミド、ポリエチレン又は／及びポリプロピレンを基礎とするものが適していて、これらは場合により殊にアラミド繊維、ガラス繊維、炭素繊維又は／及び黒鉛繊維で繊維強化されていてよい。好ましくは、有機ポリマーからなる層は少なくとも１つの熱可塑性樹脂を基礎とする層及び殊にポリアミド、ポリエチレン又は／及びポリプロピレンを基礎とするプラスチックを基礎とする層であり、これらは場合により繊維強化されていてもよい。ポリアミド、ポリアミド及びポリエチレン又はポリアミド及びポリプロピレンを基礎とする、場合により繊維強化された熱可塑性樹脂が特に好ましい。殊にＰＡ６又は／及びＰＥの割合を含む、つまりε−カプロラクタム又はω−アミノカプロン酸を基礎とするポリアミド又は／及びポリエチレンからなる複合材料（Compound）からなるポリマー層を使用することができ、これは場合により繊維強化されていてもよい。ＰＥの割合を含むＰＡ６からなる、つまりε−カプロラクタム又は／及びω−アミノカプロン酸を基礎とするポリアミド及びポリエチレンからなる有機複合材料が特に好ましい。
【００６６】
これらの有機材料は特に好ましい、というのもこれらの有機材料は温度安定性であり又は／及び機械的に負荷可能であるためである。これらの複合材料は、好ましくは添加物、例えば安定剤、定着剤又は／及び付着基を含む化合物を含むことができる。これらの有機複合材料は、好ましくは、有機複合材料又はこれらの有機複合材料からなる層は好ましくは完全に無細孔でありかつしたがって発泡体でもなく、又は／及び約１００℃までの温度で深絞り可能であり又は／かつ室温又は場合により２２０℃までで成形可能であるように製造することができる。
【００６７】
この場合、工業的製造のために、金属出発材料として、例えばコイルコーティング法において被覆されるか又は被覆されたかつプラスチックからなる少なくとも１つの層と結合される帯材、特にコイルとして又は切断された板材として使用することが推奨される。
【００６８】
コイル、帯材又は／及び板材としての金属基材が特に好ましく、この金属基材は頻繁に殊に０．１〜２ｍｍの範囲内の層の厚みを示しかつ場合により金属保護層で又は／及び例えば定着剤層、不動態化層又は前処理層を基礎とする少なくとも１つの保護層で被覆されていてよい。サンドイッチ構造体の質量と特性との間の良好な妥協点として、例えば０．０５〜１ｍｍ又は０．１〜０．５ｍｍ、好ましくは０．２〜０．３ｍｍの範囲内の厚みを示す帯材／コイル／板材の使用が示される。金属層の代わりに又は金属層上に使用された金属被覆は、この場合１〜８０μｍの範囲内の厚みを示すことができる。
【００６９】
金属表面として、殊にアルミニウム、鉄、マグネシウム、チタン、亜鉛、スズ及びこれらの合金の表面が挙げられる。金属基材として、殊にアルミニウム、鉄／鋼／特殊鋼、マグネシウム、チタン、亜鉛、スズ及びこれらの合金を基礎とする基材が使用される。金属層の被覆として、例えば工業的亜鉛、アルミニウム、マグネシウム又は／及び亜鉛を含む合金、例えばＺｎＭｇ合金のような金属又は殊に鋼上のクロムめっきを使用することができる。
【００７０】
金属帯材、コイル又は／及び板材として、かつ殊にカバープレートとして使用するために、とりわけ、場合により金属層で又は／及び例えば定着剤層、不動態化層又は前処理層を基礎とする少なくとも１つの保護層で被覆されていてもよく、かつ次の素材の１つからなる金属層を使用することができる：電気分解により亜鉛めっきされた鋼板ＺＥ、例えば電気分解によりマグネシウム又は／及び亜鉛を含む合金、例えばＺｎＮｉ、ＺｎＣｏ、ＺｎＭｇで被覆された鋼板、溶融浸漬亜鉛めっきされた鋼板Ｚ、融解したアルミニウム含有の又は／及び亜鉛含有の合金中に溶融浸漬により、例えばＡｌ合金、ＺｎＡｌ合金、ＺｎＭｇ合金又は／及びＺｎＡｌＭｇ合金で被覆された鋼板、クロムめっきされた板材、例えばクロムめっきされた鋼板、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金及び／又は特殊鋼からなる板材。金属層が被覆されている場合、この金属層は片面又は両面被覆されていてよい。この被覆は、面に応じて、被覆の厚さ、特徴又は／及び組成が異なるか又は同じであってよく、かつ例えば金属被覆上に付加的に少なくとも１つの化成皮膜又は／及び不動態化層を有していてもよい。
【００７１】
異なる素材からなる層を互いに組み合わせることもでき、例えば特殊鋼からなる上側層を、亜鉛めっきされた鋼板からなる下側層と組み合わせるか、又は例えば金属−プラスチック−金属−プラスチック−金属の組み合わせの際に、外側の特殊鋼板及び少なくとも１つの中央の層として亜鉛めっきされた鋼板又は／及び２つの異なる種類のプラスチック又は／及び異なる特性を示すポリマー層を組み合わせることもできる。
【００７２】
本発明による方法は、その箇所でこの方法において、圧縮してサンドイッチ構造体にするために、少なくとも１つの金属層を少なくとも１つのポリマー層と一緒にしてかつ互いに接触させて置いた後にただ圧縮だけが必要である場合が特に有利である。好ましくは、ボード又はコイルは、ポリマー層として及び金属層として圧縮のために使用され、このことが装置の種類、構造様式及びサイズに影響を及ぼす。圧縮は、プラスチック及び金属素材からなるコイルを使用する場合に好ましくは連続式で行うことができ、ボードの圧縮の際にしばしば不連続式に、例えばダブルベルトプレス中で行うことができる。殊に、連続式の方法の場合に、場合により個々の又は一緒にされた層の予熱が役立つことがある。連続式の圧縮のために、好ましくは、圧縮工具の圧縮クランプは圧縮時間の間静止するか又は低速でベルト装置の輸送速度で一緒に走行する装置を利用することができる。
【００７３】
互いに接触させた金属層及びポリマー層の圧縮は、好ましくは圧縮工具及び殊に圧縮クランプの１００〜２６０℃、殊に１２０〜２４０℃の範囲内の温度で行われる。この場合、圧縮クランプの温度はできる限り一定に保持することが好ましい。圧縮の際に、平坦に構成されかつ互いに平衡して案内された加熱された圧縮クランプは、特に好ましい方法の態様の場合に、所定の時間の間、圧縮クランプが取り外されることなく互いに接触する層からなる平坦な構造体に接して圧縮することもできる。圧縮時間は、好ましくは５ｓ〜２０ｍｉｎ、１０ｓ〜８ｍｉｎ又は３０ｓ〜８ｍｉｎであり、この場合、全体として２つより多い層を圧縮する際に、むしろより長い圧縮時間又は／及びわずかに高められた温度が利用される。圧縮の際に、ポリマー層の複合材料の又は殊に熱可塑性プラスチックの少なくとも１つの有機の、殊に熱可塑性の成分の融点の又は融点を超える熱の十分に長い作用について留意しなければならない。好ましくは、ポリマー層の複合材料又は殊に熱可塑性プラスチックの少なくとも１つの成分の融点は、少なくとも５ｓにわたり又は／及び１０分までに到達されるか又は越えられる。ポリマー層の複合材料又はプラスチックの少なくとも１つの成分の融点は、頻繁に１５０〜２６０℃又は２００〜２５０℃の範囲内にある。ポリマー層のプラスチックは、この場合、少なくとも部分的に溶融し、金属層の化成被覆された表面に強固に付着し、かつこの表面と強く結合する。圧縮の際の圧縮圧力は、好ましくは０〜１０ｂａｒ又は２〜８ｂａｒの範囲内である。本発明による方法の場合に、少なくとも１種の金属層は、プラスチックと結合されるべき表面に本発明による化成被覆を備える必要があり、この被覆がここで付着促進剤として及び将来的な切断エッジでは腐食防止としても作用する。というのも、本発明による被覆の付着が高められている場合に、エッジ保護も一般により良好となることが判明したためである。
【００７４】
圧縮過程の終了時に圧縮クランプが取り外される場合に、サンドイッチ構造体を、自然冷却又は／及び例えば冷たい空気による強制冷却により冷却することができる。貼り合わせられたコイルを巻き取りを開始するまで又は貼り合わせられたボードを積み重ねるまでに、この温度は通常では９０℃を下回るのが好ましい。
【００７５】
金属コイル（帯材）が本発明による化成処理組成物で被覆されかつ乾燥されている場合、これは必要の際に、殊にボードに切断され、これを後の時点でポリマー層と共に圧縮することができるか、又はコイル（帯材）は連続式に、殊に貼り合わせ装置でポリマー層と一緒に通過させて、圧縮される。この場合、化成皮膜をそれにより損なわないために、化成被覆がポリマー層と接合されるまで化学的にも機械的にも負荷がかからないように留意しなければならない。ポリマー層と好ましくは直接結合される金属層の表面上の本発明による化成被覆は、固化したポリマー層と金属層との間の持続的な結合のために必要な付着を提供する。
【００７６】
殊に、このようなサンドイッチ構造体は構成要素として更に被覆されるか又は複数の構成要素の一つとして組み立てられ、その後で被覆される場合、それぞれ少なくとも１つの湿式塗装、電着塗装、例えばカチオン電着塗装ＫＴＬ又は／及び粉体塗装による被覆が基本的に可能である。電着塗装又は／及び粉体塗装による被覆は、この場合、特に好ましい、というのもこの場合、は以後にある（hintergriffig）及び覆われた箇所を塗装することができるためである。温度安定性のポリマー層として又は温度安定性のポリマーコア層として使用することができるポリマー層が特に好ましい。このような電着塗装は、頻繁に１５〜４０℃の範囲内の温度で、かつ大抵は２５〜３０℃の範囲内の温度で電流の作用下で施される。この電着塗装は、引き続き炉内でしばしば約１６０〜１８０℃の温度で焼き付けられる。更に極めて多様な塗装被覆の中でも、例えば１５０〜２４０℃の範囲内の温度で焼き付けることができる上塗塗装、フィラー、透明塗装又は粉末塗装のような塗装を使用することができる。それゆえ、本発明のポリマー層についての「温度安定性」の概念は、このポリマー層が、その特性に関して不利な影響を受けずに焼き付け炉内で焼き付け温度に耐えることを意味する。それゆえ、全体としてそれぞれ少なくとも１つの電着塗装、上塗塗装、フィラー、透明塗装又は／及び粉末塗装を複合材料又は積層体の少なくとも片側に施すことができる。
【００７７】
本発明によるサンドイッチ構造体は、必要の際にそれぞれ少なくとも１回被覆され、成形され、接着され、圧縮され又は／及びその他の方法で接合されてもよい。この種のサンドイッチ構造体から、例えば、切断、成形、塗装又は／及び接合により例えば車体部材を製造することができ、この場合、これらの工程の順序は変えることができる。
【００７８】
意外な効果：
１〜３ｇ／Ｌの範囲内のポリアクリル酸の添加によって、今まで試験された又は／及び使用された化成処理組成物の場合よりも明らかに高い剥離引張強さ値が達成できたことは意外であった。
【００７９】
更に、この化成処理組成物が、例えばＣＲＳ、Ｚ、ＺＥ、ＺｎＭｇ、ＺｎＡｌＭｇ、特殊鋼及びＡｌのような多様な全ての金属基材に関して、金属表面とポリマー層との間に十分な付着を作り出すことが意外であった。
【００８０】
更に、この化成処理被覆が、金属板材のポリマー層と結合していない側でも引き続くカチオン電着塗装（ＫＥＴＬ）を妨げないことが意外であった。
【００８１】
２つの順々に実施される化成被覆を、唯一の化成被覆にまとめることができ、それにより２〜４のプロセス工程を節約することができることが有利であった。この製造方法の簡素化の他に、剥離引張強さの明らかな向上を達成することもできた。
【００８２】
本発明により製造された及び本発明によるサンドイッチ構造体は、車両製造で、航空機製造で、宇宙船で、機器製造で、機械製造で、土木建築で、家具製造で又は建造物要素として使用することができる。
【００８３】
本発明によるサンドイッチ構造体は、殊に、車両、トレーラ、トレーラハウス又は飛行物体の部材として、車体の部材として、ドア、テールゲート又はエンジンフードのエレメントとして、バンパとして、ガードレールとして、電気工学機器用、家庭用機器として、サイドパネル用、フロントパネルエレメントとして、ルーフパネルとして、ガレージドアエレメントとして、フェンスエレメントとして、室内拡張において、ラジエータとして、ランプとして、家具用又は家具エレメントとして、キャビネットエレメント又は本棚用、帯材として、板材として、異形材として、成形品として、カバーとして、パネルとして、シールドとして、フレームとして、断熱エレメントとして、安全エレメントとして、支持体として又はハウジングとして使用することができる。
【００８４】
実施例及び比較例：
本発明の主題を、実施例を用いて例示的に詳細に説明する：
これらの実施例は、次に記載する基材及び方法工程を基礎とする：
次の板材を調査した：
Ａ）  アルミニウム合金ＡｌＭｇ３  ５７５４  Ｗ１９、
Ｂ）  非合金鋼ＤＣ０４Ｂからなる冷間圧延した連続焼鈍した鋼板（ＣＲＳ）
Ｃ）  自動車品質の両面が電気亜鉛めっきされた薄板（ＺＥ）、等級ＤＸ５４  ＤＺ１００、
Ｄ）  少なくとも１００ｇ／ｍ2の亜鉛めっきを備えた等級ＤＸ５３の軟質の非合金鋼からなる溶融亜鉛めっきされた後圧延された板材（Ｚ）、
Ｅ）  等級１．４３０１の特殊鋼（ＳｔＳ）
Ｆ）  マグネシウム合金  ＡＺ３１及び
Ｇ）マグネシウム合金  ＡＭ５０
金属素材及び試験に応じて、それぞれ約０．２〜１ｍｍの厚みを有する。
【００８５】
１．  板材の基材表面を、強アルカリ性清浄化剤の２％の水溶液で１０〜２０ｓにわたり５５〜６０℃で清浄化し、この場合に念入りに脱脂された。
【００８６】
２．  次いで、水道水を用いて０．５分にわたり室温で洗浄を行った。
【００８７】
３．  表１に相応した多様な水性化成処理組成物を準備し、これらの水性化成処理組成物はＶＢ３７の場合を除いて全て良好な浴安定性を示した。この場合に使用された塩は、第２及び第３の表の頁に挙げられていて、この場合、常に記載された複数の亜鉛化合物の１つだけが添加された。ポリアクリル酸として、５００００〜７００００の範囲内の平均分子量を示すポリアクリル酸ポリマーを含む、水に溶かした付着促進する調製物を使用した。エポキシシラン１として、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを予備加水分解された状態で使用した。アミノシラン１として、Ｎ−（２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシランを、予備加水分解された状態で使用した。これらの化成処理組成物は、２〜３の範囲内のｐＨ値を示した。
【００８８】
４．  多くの試験において、複数の多様な金属基材を順々にそれ以外では同じように処理し、かつ見やすくするために実施例及び比較例の番号の下で表１にまとめた。
【００８９】
５．  その後で、表１中に基材の下で挙げた多様な板材の表面を、室温で実験室塗工機を用いて被覆し、この場合、約３．５ｍｌ／ｍ2のウェットフィルムが施された。
【００９０】
６．  次いで、被覆された基材は、乾燥炉中で１８０℃で２０〜３０ｓにわたり、６０℃のメタルピーク温度ＰＭＴで乾燥させ、この場合、ウェットフィルムを事前の洗浄なしで乾燥した。
【００９１】
７．  乾燥した化成被覆を備えた基材に関して、化学元素のリンについての層質量を、Ｐ2Ｏ5含有量の測定のためのＸ線蛍光分析装置（ＲＦＡ）を用いて決定した。実施例Ｂ１〜Ｂ６の場合に、化成被覆についての層質量は、Ｐ2Ｏ5  ２０〜６０ｍｇ／ｍ2の範囲内で試験され、他の実施例及び比較例の場合には、Ｐ2Ｏ5  １０〜１５０ｍｇ／ｍ2の範囲内の層質量を利用した。表１は、この抜粋を反映する。
【００９２】
８．  ポリマー層として、ＰＥの割合を含むポリアミドＰＡ６からなる複合材料（Compound）からなる、つまりε−カプロラクタム又はω−アミノカプロン酸を基礎とするポリアミド及びポリエチレンからなる０．０５〜１．００ｍｍの範囲内の厚みを示すＫＴＬ温度安定性の層を使用した。
【００９３】
９．  それぞれ、ポリマー層を、２つの同種の金属の、本発明による化成被覆を備えた金属層の間の中間層として、平板プレス中で、適切に予熱せずに、場合により２４０℃までの温度を負荷して無圧で６０ｓにわたり互いに圧縮し、それにより結合して持続的なサンドイッチ構造になった。この場合、殊に熱可塑性素材の少なくとも一部が溶融し、冷却時に本発明による化成被覆によって強固な結合が形成された。
【００９４】
１０．  冷却後に、ＩＳＯ１１３３５、２０１０による剥離引張強さ値を測定し、この場合、相応する試料に関して、サンドイッチ構造体１つ当たり三回測定を調査した。サンドイッチ構造体からなる使用した断片は、幅４ｃｍ及び長さ１３ｃｍを示し、少なくとも３００Ｎ／４ｃｍ、つまりＩＳＯ１１３３９、２０１０による剥離引張試験において７５Ｎ／ｃｍの剥離引張強さが生じた。
【００９５】
表１：水性化成処理組成物、化成被覆及びそれにより製造されたサンドイッチ構造体の組成及び特徴
【表１−１】
2017517636.tif 000002
【表１−２】
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【表１−３】
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【表１−４】
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【００９６】
表１は、本発明による水性化成処理組成物を備えた極めて多様な金属基材の全ての素材に関して、剥離引張強さの傑出したかつ良好な値を示すサンドイッチ構造体が達成されかつそれどころかニッケルフリー化成処理組成物の場合でも極めて良好な値が達成されたことを明確に示す。
【００９７】
実施例Ｂ１〜Ｂ６は、傑出した結果を示し、実施例Ｂ７〜Ｂ１７は、極めて良好な結果を示す。実施例Ｂ１８〜Ｂ４３は、３００Ｎ／４ｃｍより高い剥離引張強さで、良好な結果を明確に示すので、全体として水性化成処理組成物の広い化学分野において良好なサンドイッチ構造体を製造可能である。比較例ＶＢ４４〜ＶＢ４５及びＶＢ４８は、あまり良好でない結果を示す、というのもこれらの水性組成物について、高すぎる含有量のポリアクリル酸又はシランが添加されたためである。
【００９８】
比較的低い層質量は、この場合、通常、比較的高い層質量よりも改善された剥離引張強さを生じた。本発明によるサンドイッチ構造体は、傑出した剥離引張強さを示した。本発明によるサンドイッチ構造体は、ここで示されていない別の試験において測定されたような接合挙動、防食性、成形性及び再塗装性に関して、自動車工業の極めて高い要求も満たす。
【００９９】
本発明による方法を用いた最初の試験は、亜鉛めっきされた鋼板Ｚ及びＺＥが両方とも、同じ条件下でかつ付加的な第２の化成被覆なしで成功裏に被覆できかつサンドイッチ構造体に後続加工することができることを示した。金属表面、水性化成処理組成物及び化成被覆の準備のプロセス安定性も、以前の試験の場合よりも高く、このことが全体として高い剥離引張強さ値を示した。化成処理組成物の比較的高い浴安定性が示され、この比較的高い浴安定性は、均一な被覆にも好ましく作用し、この均質な被覆は、したがって更に改善された特性値を示す。
【国際調査報告】
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