CN105408520A - 处理金属基材的方法 - Google Patents
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Abstract
一种清洁金属基材的方法，其包括将所述金属基材暴露于包含一清洁配方和多个固体颗粒的清洁液中，其中，所述方法进一步包括使所述固体颗粒和所述金属基材进行接触式相对运动，其中i)所述清洁配方含有至少一pKa大于约-1.7的酸；和/或，ii)所述清洁配方含有至少一pKb大于约-1.7的碱；以及所述固体颗粒的长度为约0.5mm至约6mm。
Description
技术领域
本发明的具体实施方式涉及一种处理金属基材的方法。所述处理可包含通过将基板与含有多个固体颗粒或由多个固体颗粒组成的材料相接触，以清洁所述金属基材。所述多个固体颗粒可包含于一处理液中。所述固体颗粒可促进从金属基材表面除去不想要的物质，例如污染物。
背景技术
金属基材可因多种原因而受到污染或变为被污染的。污染的一个常见原因在形成或修改金属基材的前期处理过程。由于这种前期处理过程，所述金属基材的表面可带有污染物，例如微粒(金属小颗粒)和污物、润滑剂，例如油和润滑剂残余物、冷冻剂残余物、无机或有机盐、表面活性剂、生物灭杀剂、乳化剂和杀菌剂。部分或全部这些物质可要求在后续对金属基材进一步处理或修改前被除去。
目前清洁金属基材的方法常需要大量的水、侵蚀性条件和有毒化学品。例如，当清洁金属基材表面时，通常需要强酸性成分以实现有效清洁作用。这种侵蚀性条件及有毒化学品的使用显示了许多问题，包括对过程中产生的对环境污染的废水的处理。
作为涉及侵蚀性和/或腐蚀成分的方法的另一种选择，有时采用研磨清洁方法。然而，传统研磨方法，例如喷砂法，倾向于暂时有效并且可能损坏基板。进一步地，研磨清洁方法可能不能保持从表面除去多余物质的一致性，从而导致表面不均匀。
金属基材在清洁后还要进行额外处理，例如进行一层或多层涂布或涂漆时，表面均匀性可能会变重要。因此，传统的铝制产品生产过程，尤其对于铝制罐的生产，包括一个或多个清洁金属基材表面的清洁步骤，其需要大量用水冲洗的步骤，且该过程还使用了强酸和表面活性剂。需要结合使用大量水和这些成分来从金属表面置换物质，例如：污物和油。
在最初表面清洁和冲洗处理后，在传统铝制品生产过程中的基板通过氢氟酸处理以除去金属表面的氧化层。高密度的氧化膜随后重新形成以保护表面并为涂布和涂漆提供了一个良好的基础。然而，如果所述最初清洁步骤没有充分地进行，金属基材的表面残留了不想要的物质和污染物，则后续处理和涂布的成功将大打折扣。
在此处公开的方法前，发明人已经先行解决了在家庭或工业清洁方法中减少水耗的问题。WO2007/128962在其最广的方面公开了一种清洁脏污底物的方法和配方，该方法包括用含有多个聚合物颗粒的配方处理湿底物，其中所述配方不含有机溶剂。提及的非织物底物的清洁参照塑料、皮革、纸、厚纸板、金属、玻璃或木材。公开了聚合物颗粒为聚酰胺颗粒(包括尼龙)、聚酯颗粒、聚烯烃颗粒、聚氨酯颗粒或其共聚物颗粒。
上述提及的现有方法已经成功地提供了一种在家庭和工业洗涤过程中大幅度减少水耗的织物清洁和除去污渍的高效方法。因此，WO2007/128962的方法并不特别针对金属基材的清洁。
本发明想要提供清洁金属基材的方法，其可改善或克服一个或多个现有技术相关的上述问题。特别地，想要提供一种从金属基材表面除去不想要的物质和污染物的改善的方法。进一步地，想要一种能够减少产生的污染和危害废水的清洁金属基材的方法。还想要一种相对于现有技术中对应方法能够节约水耗的清洁金属基材表面的方法。还想要一种可用于上述方法的适用于清洁金属基材表面的清洁液。
发明内容
本发明的具体实施方式中，提供了一种清洁金属基材的方法。所述方法可包括将所述金属基材暴露于包含一清洁配方和多个固体颗粒的清洁液中。所述方法可进一步包括使所述固体颗粒和所述金属基材进行接触式相对运动。
在一些具体实施方式中，提供了一种清洁金属基材的方法，所述方法包括将所述金属基材暴露于包含一清洁配方和多个固体颗粒的清洁液中，其中所述方法进一步包括使所述固体颗粒和所述金属基材进行接触式相对运动；其中
i)所述清洁配方含有至少一pKa大于约-1.7的酸；和/或，
ii)所述清洁配方含有至少一pKb大于约-1.7的碱；以及
所述固体颗粒的长度为约0.5mm至约6mm。
在一些具体实施方式中，提供了一种清洁金属基材的清洁液。所述清洁液可含有一清洁配方和多个固体颗粒。
在一些具体实施方式中，提供了一种清洁金属基材的清洁液，其含有一清洁配方和多个固体颗粒，其中所述清洁配方含有一酸，所述酸选自柠檬酸、葡糖酸、己二酸、乙酸、乳酸、乙醇酸、草酸、甲酸或其碱金属盐，并且所述固体颗粒的长度为约0.5mm至约6mm。
在一些具体实施方式中，提供了一种清洁金属基材的清洁液，其包含一清洁配方和多个固体颗粒，其中，所述清洁配方含有一含柠檬酸根的盐，并且其中所述固体颗粒的长度为约0.5mm至约6mm。
因此，在具体实施方式中，本发明的方法相对于传统金属基材清洁方法，能够提供一种改善的清洁效果。清洁效果的实现还可不使用高侵蚀性条件和/或有毒化学品。
在一些具体实施方式中，所述清洁配方可含有一溶剂。
在一些具体实施方式中，所述清洁配方可含有至少一表面活性剂。
在一些具体实施方式中，所述至少一表面活性剂可为一非离子型表面活性剂。
在一些具体实施方式中，所述清洁配方可含有至少一酸。
在一些具体实施方式中，所述至少一酸可具有大于约-1.7的pKa值。在进一步具体实施方式中，所述至少一酸可具有介于约-1.7至约15.7之间的pKa值。
在一些具体实施方式中，所述至少一酸为一有机酸。
在一些具体实施方式中，所述清洁配方可含有至少一碱。
在一些具体实施方式中，所述至少一碱可具有大于约-1.7的pKb值。在进一步具体实施方式中，所述至少一碱可具有介于约-1.7至约15.7之间的pKb值。
在一些具体实施方式中，所述清洁配方可含有一具有至少一羧酸部分的化合物。
在一些具体实施方式中，所述清洁配方可含有一具有两个以上羧酸部分的化合物。
在一些具体实施方式中，所述清洁配方可含有一包含至少一柠檬酸根部分的化合物。
在一些具体实施方式中，所述清洁配方可含有至少一金属螯合剂。
在一些具体实施方式中，所述清洁配方可为含水的。
在一些具体实施方式中，所述清洁配方可具有介于约1至约13的pH值。
在一些具体实施方式中，所述清洁配方可具有大于7左右的pH值。
在一些具体实施方式中，所述清洁配方可具有约为8的pH值。
在一些具体实施方式中，至少部分所述固体颗粒在清洁配方中可为漂浮的。
在一些具体实施方式中，所述固体颗粒可具有小于1左右的平均密度。
在一些具体实施方式中，所述固体颗粒可为珠状。
在一些具体实施方式中，所述方法可包括移动所述金属基材，使其表面与所述固体颗粒接触。
在一些具体实施方式中，所述方法可包括在所述清洁液中，旋转、震荡或往复摆动所述金属基材。
在一些具体实施方式中，所述方法可包括用所述固体颗粒擦洗所述金属基材表面。
在一些具体实施方式中，所述方法可包括在所述清洁液中搅动所述固体颗粒。
在一些具体实施方式中，所述方法可使用含有所述清洁液的流化床进行。
在一些具体实施方式中，所述多个固体颗粒可包含多个聚合物颗粒。在另一些具体实施方式中，所述多个固体颗粒可由多个聚合物颗粒组成。
在另一些具体实施方式中，所述多个固体颗粒可包含多个非聚合物颗粒。在进一步具体实施方式中，所述多个固体颗粒可由多个非聚合物颗粒组成。
在一些具体实施方式中，所述多个固体颗粒可包含多个聚合物颗粒和多个非聚合物颗粒的混合物。在另一些具体实施方式中，所述多个固体颗粒可由多个聚合物颗粒和多个非聚合物颗粒的组合物组成。
在一些具体实施方式中，所述聚合物颗粒可包含一种或多种极性聚合物。较佳地，“极性”意指所述聚合物具有与一个或多个电负性原子相连的碳原子，所述电负性原子较佳地选自卤原子、氧原子、硫原子和氮原子。
在一些具体实施方式中，所述聚合物颗粒可包含一种或多种非极性聚合物。较佳地，“非极性”意指所述聚合物不具有与一个或多个电负性原子相连的碳原子，所述电负性原子较佳地选自卤原子、氧原子、硫原子和氮原子。
在一些具体实施方式中，所述聚合物颗粒可包含一种或多种极性聚合物颗粒和一种或多种非极性聚合物颗粒。
在一些具体实施方式中，所述聚合物颗粒可包含选自于聚烯烃、聚酰胺、聚酯、聚硅氧烷、聚氨酯或其共聚物的颗粒。
在一些具体实施方式中，所述聚合物颗粒可包含选自于聚烯烃或其共聚物的颗粒。
在一些具体实施方式中，所述聚合物颗粒可包含聚丙烯颗粒。
在一些具体实施方式中，所述聚合物颗粒可包含选自于聚酰胺、聚酯或其共聚物的颗粒。
在一些具体实施方式中，所述聚酯颗粒可包含聚对苯二甲酸乙二醇酯颗粒或聚对苯二甲酸丁二醇酯颗粒。
在一些具体实施方式中，所述聚酰胺颗粒可包含尼龙颗粒。
在一些具体实施方式中，所述聚酰胺颗粒可包含尼龙6或尼龙6,6。
在一些具体实施方式中，所述非聚合物颗粒可包含陶瓷材料颗粒、耐火材料颗粒、火成岩颗粒、沉积岩颗粒、变质矿物颗粒或复合材料颗粒。
在一些具体实施方式中，所述聚合物颗粒或非聚合物颗粒可包含珠状颗粒。
在一些具体实施方式中，所述聚合物颗粒可包含选自于线型聚合物、支化聚合物或交联聚合物的颗粒。
在一些具体实施方式中，所述聚合物颗粒可包含发泡聚合物颗粒。
在一些具体实施方式中，所述聚合物颗粒可包含不发泡聚合物颗粒。
在一些具体实施方式中，所述固体颗粒可为空心结构和/或多孔结构。
在一些具体实施方式中，所述聚合物颗粒可具有约0.5-3.5g/cm3的平均密度。
在一些具体实施方式中，所述非聚合物颗粒可具有约3.5-12.0g/cm3的平均密度。
在一些具体实施方式中，所述聚合物颗粒或非聚合物颗粒可具有约5-275mm3的平均体积。
在一些具体实施方式中，根据本发明具体实施方式的方法，所述固体颗粒用于清洁金属基材时，可被重复使用一次或多次。
在一些具体实施方式中，所述方法可进一步包括在清洁金属基材后回收所述多个固体颗粒的步骤。在进一步具体实施方式中，所述方法可包括将所述多个固体颗粒从清洁配方中分离。
在一些具体实施方式中，所述清洁配方可包括选自以下一种或多种的成分：溶剂、聚合物、缓蚀剂、增洁剂(builders)、金属螯合剂、表面活性剂、分散剂、酸、碱、抗氧化剂、还原剂、氧化剂以及漂白剂。
在一些具体实施方式中，所述方法可进一步包括在清洁所述金属基材后将其涂布。所述涂布可为一保护涂层或漆。
在一些具体实施方式中，所述金属基材可包含过渡金属。
在一些具体实施方式中，所述金属基材可包含铝。
在一些具体实施方式中，所述金属基材可为金属合金。
在一些具体实施方式中，所述金属基材可包含一金属薄片。
在一些具体实施方式中，所述金属基材可为金属罐，例如铝罐。
在一些具体实施方式中，所述方法可进一步包括塑型或成形所述金属基材。所述“塑型或成形”可在本发明方法清洁步骤之前或之后进行。所述塑型或成形所述基材可为创造一件物品的最终理想形态，例如罐，或形成所述最终理想形态的前体。
本发明的进一步具体实施方式可提供一种处理金属基材的方法。所述处理方法可包括：
a)根据上述本发明的具体实施方式清洁所述金属基材，以及
b)从经清洁的基材表面除去至少一部分氧化层。
在一些具体实施方式中，步骤b)可包括将所述金属基材暴露于一含有处理配方和多个固体颗粒的处理液中。
在一些具体实施方式中，步骤b)可进一步包括使所述固体颗粒和所述金属基材进行接触式相对运动。
在一些具体实施方式中，所述处理配方可含有选自下述的一种或多种促进剂：酸、碱和表面活性剂。
在一些具体实施方式中，所述一种或多种促进剂可包括至少一金属螯合剂。
在一些具体实施方式中，所述一种或多种促进剂可包括至少一羧酸部分。
在一些具体实施方式中，所述一种或多种促进剂可包括两个以上羧酸部分。
在一些具体实施方式中，所述一种或多种促进剂可包括至少一柠檬酸根部分。
在一些具体实施方式中，所述一种或多种促进剂可包括至少一表面活性剂。
在一些具体实施方式中，所述至少一表面活性剂可为一非离子型表面活性剂。
在一些具体实施方式中，所述固体颗粒可参照一个或多个上述公开的具体实施方式。
在一些具体实施方式中，所述处理金属基材的方法可包括钝化所述金属基材。
在一些具体实施方式中，所述处理金属基材的方法可包括阻止在所述金属基材表面上重新形成氧化层。
本发明的进一步具体实施方式公开了一种可获得的或由上述公开的本发明的一个或多个具体实施方式的方法获得的金属基材。
在一些具体实施方式中，所述金属基材可含有经X射线光电子光谱测量厚度小于15nm的氧化层。
在一些具体实施方式中，所述金属基材可含有经X射线光电子光谱测量厚度小于10nm的氧化层。
在一些具体实施方式中，所述金属基材可含有经X射线光电子光谱测量厚度小于6nm的氧化层。
在一些具体实施方式中，所述金属基材可含有经X射线光电子光谱测量厚度小于5.4nm的氧化层。
在一些具体实施方式中，所述金属基材可含有经X射线光电子光谱测量厚度小于3.8nm的氧化层。
附图说明
图1为经预腐蚀的软钢基材、根据本发明处理的经预腐蚀的软钢基材以及未经腐蚀的软钢基材的图像。
具体实施方式
在某些实施例中，本发明的方法涉及通过将基材与清洁配方以及多个固体颗粒(在此也称为“固体颗粒材料”)相接触以清洁金属基材。所述金属基材通过与所述固体颗粒材料相接触，将基材表面不想要的物质和污染物基本除去或全部除去，该不想要的物质和污染物包括，但不限于，微粒(金属小颗粒)和污物、润滑剂，例如油、润滑剂残余物、冷冻剂残余物、无机或有机盐、表面活性剂、生物杀灭剂(biocides)、乳化剂和杀菌剂(fungicides)。
所述金属基材与固体颗粒材料表面的接触可包括机械作用，并且为了获得所述效果，可将所述金属基材与所述固体颗粒材料间进行接触式相对运动。
所述清洁液可包含一清洁配方和固体颗粒材料，所述清洁配方典型地为液态，并且所述固体颗粒材料可选择性地悬浮于，或分散于所述清洁配方中。在某些具体实施方式中，在所述清洁液中的所述固体颗粒材料的密度(即，每单位体积清洁液中固体颗粒的数量)可使任何所提供的固体颗粒频繁地，或大体上连续地与毗邻的固体颗粒相接触。因此，在一些具体实施方式中，所述清洁液可含有大量所述固体颗粒材料，从而形成浆状。
在进一步具体实施方式中，清洁液体流可被引至所述金属基材的表面。因此，本发明的方法可包括使用喷涂设备，例如加压喷嘴或类似物，以将所述处理液引至所述金属基材表面。
在另外的具体实施方式中，所述金属基材可被移动以致其表面与所述固体颗粒材料相接触。该相互作用可通过，用夹具将所述金属基材悬于含有所述固体颗粒材料的清洁液中的合适位置，旋转或震荡所述金属基材而实现。
在一些实施例中，所述含有固体颗粒材料的配方可被盛放于一合适尺寸的处理器或处理室中。所述金属基材可被连接于一用于旋转和/或震荡和/或往复运动的可移动臂或夹钳装置。改变所述旋转和/或震荡和/或往复运动的速度、比率或范围，以增加或减少所述金属基材表面和所述固体颗粒材料间的机械作用的程度。
在较佳的具体实施方式中，所述清洁液以至少1cm/s，较佳地以至少10cm/s，更佳地以至少50cm/s，尤其佳以至少100cm/s的相对速度与所述金属表面接触。较佳地，所述清洁液以不超过100m/s，较佳地以不超过50m/s，尤其佳以不超过10m/s的相对速度与所述金属表面接触。在一些具体实施方式中，所述固体颗粒与所述金属基材接触的频率较佳地至少为1个颗粒每秒每平方厘米所述金属基材表面，更佳地至少为10个颗粒每秒每平方厘米所述金属基材表面，最佳地至少为100个颗粒每秒每平方厘米所述金属基材表面，尤其佳至少为1000个颗粒每秒每平方厘米所述金属基材表面。在一些具体实施方式中，所述固体颗粒与所述金属基材接触的频率较佳地不超过1000000个颗粒每秒每平方厘米所述金属基材表面，更佳地不超过100000个颗粒每秒每平方厘米所述金属基材表面，尤其佳不超过10000个颗粒每秒每平方厘米所述金属基材表面。
再者或者此外，所述固体颗粒材料本身可经激发而移动，使所述固体颗粒在所述清洁液中不断地运动。在一合适的构架中，所述方法可利用一搅动设备，例如一鼓泡机，其鼓出以足以搅动所述固体颗粒材料的速度通过所述清洁液的气泡。
在某些具体实施方式中，至少部分，在一些进一步具体实施方式中，基本上所有固体颗粒相对于所述清洁液或配方为可漂浮的。可漂浮的颗粒可尤其适用于使用搅动装置，例如鼓泡机，鼓出以足以搅动所述固体颗粒材料的速度通过所述清洁液的气泡的具体实施方式。
应注意，关于所述金属基材和在申请文中使用的术语“清洁”意指将污染物质从所述金属基材表面除去。所述金属基材的“清洁”不指除去与所述金属基材的表面形成整体的材料，如通过化学键合于所述金属基材的金属。例如，除去或部分除去在所述金属基材表面形成的氧化层并不考虑为金属基材的术语“清洁”。
在一些具体实施方式中，所述清洁配方可含有至少一表面活性剂。因此，所述清洁配方可包括选自下述一种或多种表面活性剂：非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、两性和/或两性离子型表面活性剂，以及半极性非离子型表面活性剂。在所述清洁配方中存在表面活性剂，可有利于金属基材表面的交互作用，从而增强所述处理的清洁效果。所述表面活性剂还可减少清洁配方的表面张力，使固体颗粒、清洁配方以及金属基材间更好地接触。所述表面活性剂还可以帮助从金属基材表面除去的表面污染物小颗粒悬浮。
在本发明一些具体实施例中，所述清洁配方可包含一非离子型表面活性剂。合适的非离子型表面活性剂的例子包括，但不限于，Mulan醇乙氧基化物(例如，C14-15醇7摩尔乙氧基化物(Neodol45-7))、聚氧乙二醇烷基醚(polyoxyethyleneglycolalkylethers)(例如，八乙二醇单十二烷基醚及五乙二醇单十二烷基醚)、聚氧丙二醇烷基醚(polyoxypropyleneglycolalkylethers)、葡萄糖苷烷基醚(例如，癸葡萄糖苷、十二烷基葡萄糖苷、辛基葡萄糖苷)、聚氧乙二醇辛基酚醚(polyoxyethyleneglycoloctylphenolethers)、聚氧乙二醇烷基酚醚(polyoxyethyleneglycolalkylphenolethers)、甘油烷基酯(例如，月桂酸甘油酯)、聚氧乙二醇脫水山梨糖醇烷基酯(polyoxyethyleneglycolsorbitanalkylesters)(例如，聚山梨醇酯)、脱水山梨糖醇烷基酯(例如，spans)、椰油酰胺(cocamide)MEA、椰油酰胺DEA、十二烷基二甲基胺氧化物、聚乙二醇和聚丙二醇的嵌段共聚物(例如，波洛沙莫(poloxamers))、聚乙氧基化牛脂胺(POEA)。
在本发明一些具体实施方式中，所述清洁配方可包括一具有至少一羧酸部分的化合物。在进一步具体实施方式中，所述清洁配方可包括一具有两个以上羧酸部分的化合物，并且，在一些具体实施方式中，至少3个羧酸部分。在某些具体实施方式中，所述清洁配方可包括至少一柠檬酸根部分以及可包括，例如，含有柠檬酸根的盐，如柠檬酸钠和柠檬酸三钠。
在进一步具体实施方式中，所述清洁配方可包括一种或多种金属螯合剂。合适的金属螯合剂的例子可包括，但不限于，柠檬酸盐(例如柠檬酸三钠和柠檬酸钠)、膦酸盐(例如氮三亚甲基三(膦酸)、乙二胺四乙酸(EDTA)、葡萄糖酸盐(例如葡萄糖酸钠)以及草酸盐。在一些具体实施方式中，在所述清洁配方中包括一种或多种金属螯合剂，能够促进与金属基材的表面交互作用，从而有利于不想要的物质从基材表面移除。
在本发明某些具体实施方式中，所述清洁配方可包括至少一酸。在一些具体实施方式中，所述清洁配方可包括选自下述，但不局限于下述的酸：羧酸类(例如柠檬酸、葡糖酸、己二酸、醋酸、乳酸、羟乙酸、草酸及蚁酸)、聚羧酸类(polycarboxylates)(例如琥珀酸、氧基二琥珀酸(oxydisuccinicacid)、羧甲基氧基琥珀酸(carboxymethyloxysuccinicacid)、聚马来酸、苯六甲酸及苯1,3,5-三羧酸)、磷酸盐类(phosphates)(例如磷酸氢钠、磷酸二氢钠和磷酸氢锌)、含硫酸根或亚硫酸根的化合物(例如硫酸氢钠、亚硫酸氢钠、硫酸亚铁(II)和硫酸铁(III))、磺酸类(例如甲磺酸、苯酚磺酸、甲苯磺酸、丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(acrylamido-2-methylpropanesulphonicacid)及聚乙烯基磺酸)、聚乙酸类(例如乙二胺四乙酸和次氮基三乙酸)、弱酸类(例如磷酸、碳酸和过氧化氢)，以及其他包括抗坏血酸和基于磺酸(例如丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)的酸离子交换树脂以及基于二元羧酸(例如亚氨基二乙酸)的螯合树脂。
在本发明的一些具体实施方式中，所述清洁配方可包含至少一碱。在一些具体实施方式中，所述清洁配方可包括选自下述，但不局限于下述的碱：一种或多种含有碱金属的化合物和/或其盐(例如聚丙烯酸钠、丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠(sodiumacrylamido-2-methylpropanesulphonate)、聚乙烯基磺酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠、柠檬酸钠、柠檬酸三钠、草酸钠、磷酸钠、苯酚磺酸钠、甲苯磺酸钠、甲磺酸钠、乳酸钠、葡糖酸钠、羟基乙酸钠和甲酸钠)以及其他包括磷酸锌，聚(丙烯酰胺-N-丙基三甲基氯化铵)(poly(acrylamido-N-propyltrimethylammoniumchloride))，聚乙烯胺，二硫代磷酸锌，苯扎氯铵，烷基胺基磷酸盐加上聚磷酸的碱金属盐(alkalimetalsaltsofpolyphosphates)，聚磷酸的铵盐(ammoniumsaltsofpolyphosphates)和聚磷酸的烷醇铵盐(alkanolammoniumsaltsofpolyphosphates)，碱金属的硅酸盐，碱土金属以及碱金属的碳酸盐，硅铝酸盐，聚羧酸化合物(polycarboxylatecompounds)，醚羟基聚羧酸酯类(etherhydroxypolycarboxylates)，马来酸酐与乙烯醚或乙烯基甲醚、1,3,5-三羟基苯-2,4,6-三磺酸和羧甲基-氧基琥珀酸的共聚物，聚乙酸的碱金属盐，聚乙酸的铵盐以及取代的聚乙酸的铵盐(例如乙二胺四乙酸和次氮基三醋酸)，以及聚羧酸系(polycarboxylates)(例如苯六甲酸、琥珀酸、氧基二琥珀酸、聚马来酸、苯1,3,5-三羧酸、羧基甲基氧基琥珀酸及其可溶的盐)以及碱性离子交换树脂，其包括基于季铵基的那些(例如三甲基铵基)，比如，聚(丙烯酰胺-N-丙基三甲基氯化铵))。
因此，在本发明一些具体实施方式中，所述金属基材的清洁可使用碱进行，与现有方法中典型地使用的酸性试剂正相反。
在本发明一些具体实施方式中，所述酸和/或碱当存在于所述清洁配方中时可具有在指定范围内的解离常数或电离常数。因此，所述酸在稀水溶液中可具有特殊的pKa值，其中，pKa定义为反应平衡常数Ka对数的负数：
即,Ka＝[H+][A-]/[HA]
其中，[H+]等表示所述离子的浓度，以mol/L计。其符合pKa＝pH+log[HA]-log[A-]，因此，具有50％解离的溶液具有的pH等于该酸的pKa。
在本发明一些具体实施方式中，所述酸可具有大于约-1.7的pKa。在进一步具体实施方式中，所述酸可具有介于约-1.7至约15.7(水的pKa)的pKa。在更进一步具体实施方式中，所述酸可具有大于约1的pKa值。在某些具体实施方式中，所述酸可具有介于约1至约15.7的pKa值。在进一步具体实施方式中，所述酸可具有介于约1至约12的pKa值。在本发明含有多元酸的具体实施方式中，每个pKa值可与上述指定的范围(例如，所述酸性化合物可具有超过1个pKa值，其每个都大于约-1.7)相一致。因此，在本发明一些具体实施方式中，所述清洁配方的酸比常用于现有方法中的具有小于-1.7pKa的强酸(例如，硫酸或盐酸)弱。
在一些具体实施方式中，较佳地，在所述清洁配方中不含有pKa小于或等于约-1.7的酸，更佳地，在所述清洁配方中不含有pKa超出约-1.7至约15.7的酸，进一步更佳地，在所述清洁配方中不含有pKa超出约1至约12的酸。在一些具体实施方式中，所述清洁配方不含有矿物酸(例如包括硫酸、盐酸、氢氟酸、氢碘酸、硝酸和磷酸)。
根据上述内容，在本发明具体实施方式中包括的碱可具有指定范围的电离常数。因此，所述碱可在稀水溶液中具有特殊的pKb值，其中电离常数的对数pKb从反应式：获得。其与Ka相关：pKa+pKb＝pK水＝14.00(在25℃)。
在本发明一些具体实施方式中，所述清洁配方中包括的碱可具有超过约-1.7的pKb值。在进一步具体实施方式中，所述碱可具有介于约-1.7至约15.7(水的pKb)的pKb。在更进一步具体实施方式中，所述碱可具有大于约1的pKb值。在某些具体实施方式中，所述碱可具有介于约1至约15.7的pKb值。在更进一步的具体实施方式中，所述碱可具有介于约1至约12的pKb值。
在本发明一些具体实施方式中，较佳地，在所述清洁配方中不含有pKb小于或等于约-1.7的碱；更佳地，在所述清洁配方中不含有pKb超出约-1.7至约15.7的碱；进一步更佳地，在所述清洁配方中不含有pKa超出约1至约12的碱。
在本发明方法的具体实施方式中使用的所述固体颗粒材料可包含多个聚合物颗粒或多个非聚合物颗粒。在一些具体实施方式中，所述固体颗粒材料可包含多个聚合物颗粒。或者，所述固体颗粒材料可包含聚合物颗粒和非聚合物颗粒的混合物。在这样的具体实施方式中，所述混合物可主要含有聚合物颗粒。在另外的具体实施方式中，所述固体颗粒材料可包含多个非聚合物颗粒。因此，在本发明具体实施方式中的所述固体颗粒材料可仅仅包含聚合物颗粒、仅仅包含非聚合物颗粒，或聚合物颗粒与非聚合物颗粒的混合物。
所述聚合物颗粒或非聚合物颗粒可具有能够与金属基材表面紧密接触的形状和尺寸。多种颗粒形状可被使用，例如圆柱体、球体或立方体；合适的截面形状可包括，例如，环形、狗骨头形以及圆形。所述颗粒可具有平滑或不规则表面结构。所述颗粒可为实心的、多孔的或空心结构或构造。例如，在具体实施方式中，其中所述固体颗粒材料为漂浮的，所述固体颗粒材料可合宜地包含空心或多孔的聚合物或非聚合物颗粒，以赋予所述颗粒材料可漂浮的性质。在一些具体实施方式中，所述聚合物或非聚合物颗粒可包括圆柱体或球体珠粒。
在一些具体实施方式中，所述聚合物颗粒可具有使平均质量为约0.001mg至约250g的尺寸。在进一步具体实施方式中，所述聚合物颗粒可具有使平均质量为约0.001mg至约10g的尺寸。在更进一步具体实施方式中，所述聚合物颗粒可具有使平均质量为约0.001mg至约1g的尺寸。在更进一步具体实施方式中，所述聚合物颗粒可具有使平均质量为约1mg至约100mg的尺寸。在更进一步具体实施方式中，所述聚合物颗粒可具有使平均质量为约5mg至约100mg的尺寸。
在一些具体实施方式中，所述非聚合物颗粒可具有使平均质量为约0.001mg至约250g的尺寸。在进一步具体实施方式中，所述非聚合物颗粒可具有使平均质量为约0.001mg至约10g的尺寸。在更进一步具体实施方式中，所述非聚合物颗粒可具有使平均质量为约0.001mg至约1g的尺寸。在更进一步具体实施方式中，所述非聚合物颗粒可具有使平均质量为约1mg至约100mg的尺寸。在更进一步具体实施方式中，所述非聚合物颗粒可具有使平均质量为约5mg至约100mg的尺寸。
在本发明的具体实施方式中，所述颗粒的长度可为约1微米(1micrometer)至约500mm。在另一些具体实施方式中，所述颗粒的长度可为约0.1mm至约500mm。在进一步具体实施方式中，所述颗粒的长度可为约0.5mm至约25mm。在更进一步具体实施方式中，所述颗粒的长度可为约0.5mm至约6mm。在更进一步具体实施方式中，所述颗粒的长度可为约1.5mm至约4.5mm。在更进一步具体实施方式中，所述颗粒的长度可为约2.0mm至约3mm。所述颗粒的长度较佳地定义为间于颗粒表面两点间的最大直线距离。
在具体实施方式中，所述聚合物颗粒可包括极性聚合物颗粒。在另一些具体实施方式中，所述聚合物颗粒可包括非极性聚合物颗粒。可在本发明具体实施方式中使用包含极性聚合物以及包含非极性颗粒的混合颗粒。本发明方法中包括非极性聚合物颗粒，例如聚丙烯，可加强从金属表面清洁不想要的物质，例如油和污染物。
所述聚合物颗粒可包括聚烯烃(例如聚乙烯和聚丙烯)、聚酰胺、聚酯、聚硅氧烷或聚氨酯。进一步地，所述聚合物可为线型、支化或交联的。在某些具体实施方式中，所述聚合物颗粒可包括聚酰胺或聚酯颗粒，例如尼龙颗粒、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯。在具体实施方式中，这些颗粒可为珠状。在本发明具体实施方式中，所述聚合物颗粒可包括上述聚合物材料的共聚物。所述聚合物材料的性质可通过包含对共聚物授予特別性质的单体的修改以满足特定需求。
不同的尼龙均聚或共聚物可被用于本发明不同的具体实施方式中，包括但不限于，尼龙6以及尼龙6,6。在一具体实施方式中，所述尼龙可包括尼龙6,6共聚物，较佳地为具有5000至30000道尔顿的分子质量，例如约10000至约20000道尔顿，或例如约15000至约16000道尔顿。
本发明实施例中使用的聚酯颗粒可具有的分子质量，其对应的粘度为约0.3至约1.5dl/g，用如ASTMD-4603溶液技术测量。
在一些具体实施方式中，所述聚合物或非聚合物颗粒可具有小于约1的平均密度。在某些具体实施方式中，所述聚合物或非聚合物颗粒可具有约0.5至约0.99g/cm3的平均密度。
在另一些具体实施方式中，所述聚合物或非聚合物颗粒可具有约0.5至约20g/cm3的平均密度。在一些具体实施方式中，所述聚合物颗粒，或非聚合物颗粒，可具有约0.5至约12g/cm3的平均密度。在更进一步具体实施方式中，所述聚合物颗粒，或非聚合物颗粒，可具有约0.5至约3.5g/cm3的平均密度。在更进一步具体实施方式中，所述聚合物颗粒，或非聚合物颗粒，可具有约0.5至约2.5g/cm3的平均密度。
在一些具体实施方式中，所述聚合物颗粒或非聚合物颗粒可具有约5至约275mm3的平均体积。在进一步具体实施方式中，所述聚合物颗粒或非聚合物颗粒可具有约8至约140mm3的平均体积。在更进一步具体实施方式中，所述聚合物颗粒或非聚合物颗粒可具有约10至约120mm3的平均体积。
在一些具体实施方式中，所述聚合物颗粒可具有约0.5至约3.5g/cm3的平均密度以及约5至约275mm3的平均体积。
在一些具体实施方式中，所述聚合物颗粒可具有约0.5至约2.5g/cm3的平均密度。在进一步具体实施方式中，所述聚合物颗粒可具有约0.55至约2.0g/cm3的平均密度。在更进一步具体实施方式中，所述聚合物颗粒可具有约0.6至约1.9g/cm3的平均密度。
在某些具体实施方式中，所述非聚合物颗粒可具有大于所述聚合物颗粒的平均密度。因此，在一些具体实施方式中，所述非聚合物颗粒可具有约0.5至约20g/cm3的平均密度。在进一步具体实施方式中，所述非聚合物颗粒可具有约3.5至约12.0g/cm3的平均密度。在更进一步具体实施方式中，所述非聚合物颗粒可具有约5.0至约10.0g/cm3的平均密度。在更进一步具体实施方式中，所述非聚合物颗粒可具有约6.0至约9.0g/cm3的平均密度。
在一些具体实施方式中，所述固体颗粒材料可包括非聚合物颗粒。所述非聚合物颗粒可包括下述颗粒：陶瓷材料、耐火材料、火成岩、沉积岩、变质矿物以及复合材料。合适的陶瓷材料可包括但不限于，矾土、氧化锆、碳化钨、碳化硅以及氮化硅。
在某些具体实施方式中，本发明的方法可包括用多个固体颗粒擦洗所述金属基材表面。因此，在一些具体实施方式中，所述固体颗粒可为磨损性的或具有一些磨损性质。
在本发明某具体实施方式中，所述清洁配方可为含水的。因此，在一些具体实施方式中，所述清洁配方可包括或由水组成。然而，由于固体颗粒材料与金属基材表面间加强的交互作用实现了更有效的清洁作用，因此，相对于现有的水基底清洁方法，在一些较佳地实施例中所用水量可被大幅减少。
在一些具体实施方式中，所述清洁配方可进一步包括一种或多种溶剂。可包含于处理配方中的合适的溶剂可包括但不限于：水、极性溶剂以及非极性溶剂。
在一些具体实施方式中，水为优选溶剂。其他合适的溶剂可包括：醇(尤其乙醇和异丙醇)、二醇类、二醇单醚及二醇双醚、环酰胺(例如吡咯烷酮以及甲基吡咯烷酮)。在一些具体实施例中，除水以外的溶剂的用量小于所述处理配方的10wt％，较佳地小于5wt％，尤其佳小于2wt％，最佳地小于0.5wt％。在一些具体实施方式中，处理配方中溶剂仅为水。
在一些具体实施方式中，本发明清洁配方可包括选自下述的一种或多种成分：溶剂、聚合物、缓蚀剂、表面活性剂、金属螯合剂、抗氧化剂、增洁剂、分散剂、酸、碱、还原剂、氧化剂和漂白剂。
所述清洁配方中可含有的合适的溶剂可包括但不限于：水、极性溶剂以及非极性溶剂。
所述清洁配方中可含有的合适的聚合物可包括但不限于：聚丙烯酸酯和聚乙二醇。
所述清洁配方中可含有的合适的缓蚀剂可包括但不限于：苯并三唑、磷酸锌、二硫代磷酸锌、苯扎氯胺(benzalkoniumchloride)以及烷氨基磷酸酯(alkylaminophosphates)。
所述清洁配方中可含有的合适的抗氧化剂可包括但不限于：亚硫酸氢钠和抗坏血酸。
所述清洁配方中可含有的合适的增洁剂可包括但不限于：聚磷酸酯的碱金属盐(alkalimetalsaltsofpolyphosphonates)，聚磷酸酯的铵盐(ammoniumsaltsofpolyphosphonates)，聚磷酸酯的烷基醇铵盐(alkanolammoniumsaltsofpolyphosphates)，碱金属硅酸盐，碱土金属及碱金属碳酸盐，硅铝酸盐，聚羧酸类化合物(polycarboxylatecompounds)，醚羟基聚羧酸酯(etherhydroxypolycarboxylates)，马来酸酐与乙烯或乙烯基甲基醚、1,3,5-三羟基苯-2,4,6-三磺酸及羧甲基-氧基琥珀酸的共聚物，聚乙酸的碱金属盐，聚乙酸的铵盐，取代的聚乙酸的铵盐(例如乙二胺四醋酸及次氮基三醋酸)和聚羧酸系(polycarboxylates)(例如苯六甲酸、琥珀酸、氧基琥珀酸、聚马来酸、苯1,3,5-三羧酸、羧甲基氧基琥珀酸以及其可溶性的盐)。
可选地，所述清洁配方还可包含分散剂。用作分散剂的合适的水溶性有机材料可为聚羧酸或其盐的均聚或共聚物，其中所述聚羧酸可包括两个以上不超过2个碳原子间隔的羧基。可包含于清洁配方的合适的还原剂包括但不限于，硫酸亚铁(II)和草酸。
所述清洁配方可包括一种或多种漂白剂和/或氧化剂。该漂白剂和/或氧化剂的例子可包括但不限于：臭氧、氧气、过氧化物(包括过氧化氢)、无机过氧盐(例如过硼酸盐、过碳酸盐、过磷酸盐、过硅酸盐，以及单过硫酸盐，如四水过硼酸钠和过硼酸钠)、次氯酸钠、铬酸、硝酸和有机过氧酸(例如过氧乙酸、单过氧酞酸、二过氧十二烷二酸、N,N’-对酞酰基-二(6-氨基过氧己酸)(N,N'-terephthaloyl-di(6-aminoperoxycaproicacid))、N,N’-邻苯二甲酰基氨基过氧己酸(N,N'-phthaloylaminoperoxycaproicacid)及氨基过氧酸(amidoperoxyacid))。所述漂白剂和/或氧化剂可被化学活化剂活化。
活化剂可包括但不限于：羧酸酯，例如四乙酰乙二胺和壬酰氧基苯磺酸钠。或者，所述漂白剂化合物和/或氧化剂可通过加热所述配方而被活化。
在某些具体实施方式中，本发明的清洁配方可具有大于7的pH值。在一些具体实施方式中，清洁配方可具有小于13的pH值，在进一步具体实施方式中，清洁配方可具有不小于1的pH值。在一些具体实施方式中，清洁配方可具有间于1至13的pH值。在另外的具体实施方式中，清洁配方可具有约为2至约12的pH值。因此，清洁配方可具有的pH值为或约为2,3,4,5,6,7,8,9,10,11或12。在某些具体实施方式中，清洁配方可具有大约为8的pH值，特别地，清洁配方可具有间于8～9的pH值。因此，在一些具体实施方式中，金属基材的清洁可在温和条件下进行，与现有方法中使用的苛刻的酸性条件相反。“温和”较佳地是指清洁配方具有至少为3的pH值，优选至少为4，尤其优选至少为5和/或小于14，优选小于12，更优选小于11，尤其优选小于10，最优选小于9。
在一些具体实施方式中，金属基材被暴露于所述清洁液中至少1秒，至少10秒，至少20秒或至少30秒。在一些具体实施方式中，金属基材被暴露于所述清洁液中不超过2小时，不超过1小时，不超过30分钟、5分钟，不超过4分钟，不超过3分钟或不超过2分钟。
本发明的方法可进一步包括涂布金属基材表面。在某些具体实施方式中，在清洁金属基材表面步骤后，可进行额外的处理以施加一层或多层涂层。
所述方法可包括与清洁结合以处理金属基材的进一步额外步骤。因此，在一些具体实施方式中，已经公开了一种处理金属基材的方法。所述处理方法可包括：
a)根据一个或多个本发明在此公开的具体实施方式清洁金属基材，随后
b)从经清洁的基材表面除去至少部分氧化层。
在步骤a)中的清洁步骤可包括根据此处公开的任何具体实施方式的任何清洁方法。
在一些具体实施方式中，步骤b)可包括将金属基材暴露于一含有一处理配方和多个固体颗粒的液体中。步骤b)可进一步包括使所述固体颗粒和所述金属基材进行接触式相对运动。在某些具体实施方式中，所述处理配方可包括选自下述的一种或多种促进剂：酸、碱和表面活性剂。在进一步具体实施方式中，所述处理配方的一种或多种促进剂可包括至少一金属螯合剂。在更进一步具体实施方式中，所述一种或多种促进剂可包括至少一羧酸部分。在更进一步具体实施方式中，所述一种或多种促进剂可包括两个以上羧酸部分。在更进一步具体实施方式中，所述处理配方可包括至少一柠檬酸根部分。在一些具体实施方式中，所述处理配方可包括至少一表面活性剂。在一具体实施方式中，所述至少一表面活性剂可为非离子型表面活性剂。所述处理配方可包含多个固体颗粒，例如本发明的清洁方法相关具体实施方式所列出的。在一些具体实施方式中，所述处理金属基材的方法可包括钝化金属基材的步骤。在本发明的实施例中，钝化可被定义为为减小金属表面的反应活性对金属基材的处理。
本发明这些具体实施方式中，所述处理方法，相对于未经本发明方法处理的对照样，可在金属表面提供一厚度明显减小的氧化层。因此，在一些具体实施方式中，按本发明方法处理的金属基材可包含一厚度小于15nm的氧化层，经X射线光电子光谱测量(XPS)。在进一步具体实施方式中，按本发明方法处理的金属基材可包含一厚度小于10nm的氧化层，经XPS测量。仍在进一步具体实施方式中，按本发明方法处理的金属基材可包含一厚度小于6nm的氧化层，经XPS测量。仍在进一步具体实施方式中，按本发明方法处理的金属基材可包含一厚度小于5.4nm的氧化层，经XPS测量。仍在进一步具体实施方式中，所述金属基材可包含一厚度小于4.1nm的氧化层，经XPS测量。仍在进一步具体实施方式中，所述金属基材可包含一厚度小于3.8nm的氧化层，经X射线光电子光谱测量。
在一些具体实施方式中，所述方法可包括持续步骤b)直至氧化层厚度小于15nm，经X射线光电子光谱(XPS)测量，例如小于10nm，或小于6nm，或小于5.4nm，尤其小于4.1nm，例如小于3.8nm。
因此，本发明的处理方法可有利于从金属基材表面除去或部分除去氧化层。在具体实施方式中，所述氧化层可随即再形成，从而该氧化层可实质上均匀。如此，可通过本发明的方法替代被破坏的，不连续的或非均匀的氧化层，从而提高金属表面的均匀性。均匀的氧化层可对金属基材施行一层或多层涂层或漆，或对金属基材进行后续完成步骤，提供一更好的基础。
在某些具体实施方式中，本发明的处理方法可抑制氧化层在金属表面再生长。因此，在一些具体实施方式中，金属表面的处理可有利于除去或部分除去氧化层，并且还可在金属基材暴露于空气后，限制氧化层的再生或在形成。
在本发明一些具体实施方式中，所述固体颗粒材料可被保留而用于一次以上的清洁或金属基材的进一步处理。因此，在本发明的具体实施方式中，所述固体颗粒材料，以及因而含有固体颗粒材料的所述聚合物或非聚合物颗粒，可被一次或多次用于大量金属基材。在一些具体实施方式中，所述方法可进一步包括在清洁金属基材后，回收多个固体颗粒的步骤。在进一步具体实施方式中，所述方法可进一步包括从清洁配方中分离所述多个固体颗粒。
本发明的方法可用于多种不同的金属基材。在某些具体实施方式中，所述金属基材可包括过渡金属。在一些具体实施方式中，所述金属基材可为铝或可包含铝。在一些具体实施方式中，所述金属基材可为或可包含铁。在进一步具体实施方式中，所述金属基材可为合金包括但不限于：过渡金属合金(例如，铁合金，如钢)。在另一些具体实施方式中，所述基材可为含金属复合材料。其他合适的金属基材包括钽、铬、镍、铀、钛、钒、铬、锌、锡、铅、铜、镉及镁。一些相对惰性的金属，例如银、金、钯及铂也适用。其他适用的金属基材包括稀土金属，例如钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱及镥。潜在地，本发明可用于金属回收。
在一些具体实施方式中，所述清洁配方与所述多个固体颗粒的重量比较佳地不超过20:1，更佳地不超过10:1，甚至更佳地不超过5:1，特别不超过3:1，甚至更特别不超过2:1，尤其最特别不超过1:1。在一些具体实施方式中，所述清洁配方与所述多个固体颗粒的重量比优选小于1:2，更佳地小于1:3，进一步优选小于1:5，更进一步优选小于1:10，尤其小于1:15。这些具体实施方式使用理想的少量清洁配方。在一些具体实施方式中，所述清洁配方与所述多个固体颗粒的重量比优选不少于1:100，更优选不少于1:50，尤其不少于1:25。在一些具体实施方式中，所述清洁配方与所述多个固体颗粒的重量比不为14:20。在一些具体实施方式中，所述清洁配方与所述多个固体颗粒的重量比不为1:2至1:1。
在某具体实施方式中，所述金属基材可为食物或饮料容器。在进一步具体实施方式中，所述金属基材可为用于食物或饮料的金属罐，例如铝罐。在另外的具体实施方式中，所述金属基材可为金属薄片。所述金属基材，原则上，可根据其最终用途呈任何想要的形式。例如，所述金属基材可呈制造的金属薄片形式，已经过制造后处理加工步骤的金属薄片，已经经过切割或成型步骤以获得想要形状的金属，想要随后形成最终产物的金属坯料，或塑性或成型步骤已经基本完成的实质完成的产品。一实质完成的产品的实例为一开口式的容器或罐，例如用于食物或饮料用途。
本发明现将进一步通过下述实施例进行说明，但其并不对本发明的范围起任何限定作用。
实施例
实验1-氧化铝除去及清洁效率
实验用于研究根据本发明方法制备的配方对于铝罐的清洁效率。实验还用于评估本发明方法可从金属基材除去氧化铝层的程度，在本实验中金属基材为一铝罐。
每个实验中所述处理(清洁)配方的成分，以及样品标签，列于表1中。表面活性剂，Mulan200STM，为Christeyns,Bradford,UK供应的非离子型表面活性剂；柠檬酸盐成分由VWR,Loughborough,UK供应的柠檬酸三钠二水合物组成。所述聚合物颗粒为尼龙6,6等级TechnylTMXA1493，由Solvay,Lyon,France供应；聚丙烯等级575PNatural，如由ResinexUKLtd.,HighWycombe,UK供应，呈珠粒形式。在设备中使用的聚合物颗粒的总质量为2000g。未涂布的铝金属罐等级ALJSC60ML63X15，由InvopakUKLtd.Hyde,Cheshire,UK供应。
表1-样品详细资料及配方成分
为了进行试验，所述清洁液被加至一容器。所述清洁液由聚合物颗粒(总质量2000g)和Milli-QTM(型号1ISO3696)水(1000g)以及表1显示的进一步配方成分所组成。铝罐固定于一附接于搅动器的金属棒上。每个罐被插入盛有清洁液的容器中。然后，于约22℃下，在桶中以约500rpm的速度将罐旋转30分钟，确保罐与清洁液接触。处理后，所述罐用Milli-QTM水和异丙醇洗涤，并用X射线光电子光谱(XPS)分析。
XPS分析方法如下：将样品固定于碳带上用ThermoEscaLab250分析，用Alkα单色辐射源。分析用500μm的光点尺寸。使用150eV的通能、50ms的保留时间(dwelltime)及1eV的步阶大小(stepsize)进行最初整体全谱扫描(1250-0eV)，随后使用20eV的通能、50ms的停留时间及0.1eV的步阶大小对经鉴定的元素主要波峰进行细节扫描。所测量的数据使用CasaX射线光电子光谱-XPS(CasaSoftwareLtd，UK)拟合，使用基于C1s＝1的方案的相对敏感因子，并使用在285eV处的脂肪族碳峰来调整校正任何少量电荷。每个样品被测量3处。通过用X射线照射铝罐表面的一部分，同时测量从材料顶部1至10nm逃逸的电子动能和数量来获得XPS谱图。
表2-用于清洁效率的XPS结果
表2中的数据显示了不同处理后的罐表面铝金属和碳量的XPS分析结果。碳量可作为污染物(例如污物)的替代度量。因此，表2中显示的较高的铝/碳比例表明罐表面存在较多的铝，同时较多的碳或污染物残余被除去。用聚合物颗粒处理过的所有的罐(即罐4-7)相对于对照样(罐1-3)在铝/碳比上有所增加，显示了改善的清洁效率。在各配方中进一步包括柠檬酸盐及非离子型表面活性剂的罐5和7，在清洁性能上显示了大幅度的提升。此外，包括仅用聚丙烯聚合物颗粒以及水处理的罐6显示了清洁性能明显加强。
表3-用于氧化铝除去的XPS结果
表3中数据显示了不同处理后(注意罐6和罐7的鉴定数据仅用于清洁效率)罐表面氧化铝和铝金属量的XPS分析结果。氧化铝层的厚度通过B.R.Strohmeier,Surf.InterfaceAnal.1990,15,51andT.A.Carlson,G.E.McGuire,J.ElectronSpectrosc.Relat.Phenom,1972/73；1,161列出的标准方法计算得到。根据罐5结果显示，用尼龙珠、水、柠檬酸盐和非离子型表面活性剂处理的罐，相对于对照样(即罐1,2和3)和仅用尼龙珠和水处理(罐4)，金属基材表面的氧化铝面积(％)大幅减少，铝金属面积(％)大幅增加。进一步地，相对于对照样以及仅用尼龙珠和水处理时，罐5的氧化铝层的厚度(5.36nm)大幅减少。
实验2-使用配备泵元件的设备的铝清洁及氧化物移除
材料为MulanTM200S(25.0g)，由Christeyns,Bradford,UK供应的非离子型表面活性剂；柠檬酸盐成分由VWR,Loughborough,UK供应的柠檬酸三钠二水合物组成。聚合物颗粒为尼龙6,6等级TechnylTMXA1493，由Solvay,Lyon,France供应，呈珠粒形式。在设备中使用的聚合物颗粒的总质量为10kg。未涂布的铝金属罐等级ALJSC60ML63X15，由InvopakUKLtd.Hyde,Cheshire供应。
使用AxisUltraDLD，用Alkα单色辐射源进行XPS分析。首先进行整体全谱扫描，接着对经元素鉴定的主峰进行详细扫描，其通能分别使用160eV和20eV。所测量的数据使用CasaXPS(CasaSoftwareLtd，UK)拟合，使用基于C1s＝1的方案的相对敏感因子，并使用在285eV处的脂肪族碳峰来调整校正任何少量电荷。每个样品被测量2处。
为了进行试验，所述处理液被加至一包含泵的容器。所述处理液由聚合物颗粒(总质量10kg)和自来水(45kg)以及表4显示的进一步配方成分所组成。铝罐被夹钳固定于金属棒上。每个罐被插入盛有处理液的容器中。然后，于22℃下，罐与经泵的液体接触30分钟，确保罐与处理液接触。处理后，所述罐用Milli-QTM水和异丙醇洗涤，并用XPS分析。
表4-样品详细资料和配方成分
表5-用于氧化铝移除的XPS结果
表5中数据显示了不同处理后，罐表面氧化铝和铝金属量的XPS分析结果。氧化铝层的厚度通过B.R.Strohmeier,Surf.InterfaceAnal.1990,15,51andT.A.Carlson,G.E.McGuire,J.ElectronSpectrosc.Relat.Phenom,1972/73；1,161列出的标准方法计算得到。根据罐4结果显示，用尼龙珠、水、柠檬酸盐和非离子型表面活性剂处理的罐，相对于对照样(即罐1,2和3)，金属基材表面的氧化铝面积(％)大幅减少，铝金属面积(％)大幅增加。再者，相对于对照样以及尤其当仅用柠檬酸盐、MulanTM和水处理时，罐4氧化铝层厚度(4.03nm)大幅减少。亦明显的是，罐4(即用尼龙珠、水、柠檬酸盐和非离子型表面活性剂处理)厚度降低的氧化铝层更均匀，因为其标准偏差相对于对照样(即罐1,2和3)显著降低。
表6-用于清洁效率的XPS结果
表6中的数据显示了不同处理后的罐表面铝金属和碳量的XPS分析结果。碳量可作为污染物(例如污物)的替代度量。因此，表6中显示的较高的铝/碳比表明罐表面存在较多的铝，同时较多的碳或污染物残余被除去。用聚合物颗粒处理过的罐(即罐4)相对于对照样(罐1-3)在铝/碳比(2.08)方面大幅增加，显示了显著改善的清洁效率。对照样(即罐1-3)的铝/碳比非常相似(即在0.41-0.44范围内)，表明聚合物颗粒是必要的清洁成分。
表7(下述)中数据显示铝表面其他杂质量，即钙、氮和钠，的XPS分析结果。用聚合物颗粒处理过的罐(即罐4)显示了钙、氮和钠的移除。相对地，对照样(即罐1-3)显示出相对高的这些杂质水平。这显示用聚合物颗粒处理过的罐(即罐4)的显著改善的清洁效率，还再次表明聚合物颗粒是必要的清洁成分。
表7-用于清洁效率的XPS结果
实例3-使用配备泵元件的设备的钢清洁和氧化铁移除
材料为MulanTM200S(25.0g)，由Christeyns,Bradford,UK供应的非离子型表面活性剂；柠檬酸盐成分由VWR,Loughborough,UK供应的柠檬酸三钠二水合物(500.0g)组成。聚合物颗粒为尼龙6,6等级TechnylTMXA1493，由Solvay,Lyon,France供应，呈珠粒形式。在设备中使用的聚合物颗粒的质量为10kg。未涂布的1mm厚的软钢薄片由Metals4ULimited,Pontefract,UK供应。
使用AxisUltraDLD，用Alkα单色辐射源进行XPS分析。首先进行整体全谱扫描，接着对经元素鉴定的主峰进行详细扫描，其通能分别使用160eV和20eV。所测量的数据使用CasaXPS(CasaSoftwareLtd，UK)拟合，使用基于C1s＝1的方案的相对敏感因子，并使用在285eV处的脂肪族碳峰来调整校正任何少量电荷。每个样品被测量2处。
为了进行试验，所述处理液被加至一包含泵的容器。所述处理液由聚合物颗粒(总质量10kg)和自来水(45kg)以及表8显示的进一步配方成分所组成。软钢样品被夹钳固定。每个软钢样品被插入盛有处理液的容器中。然后，于约22℃下，软钢样品与经泵的液体接触1或2分钟，确保软钢样品与处理液接触。处理后，所述软钢样品用Milli-QTM水和异丙醇洗涤，并用XPS分析。
表8-样品详细资料和配方成分
表9-用于氧化铁移除的XPS结果
表9中数据显示了不同处理后，软钢表面氧化铁和铁金属的比的XPS分析结果。根据样品4和6(用尼龙颗粒和配方分别处理2分钟和1分钟)结果显示，相对于没有尼龙颗粒的对照样，氧化铁面积(％)相对下降而铁金属面积(％)相对增加，相对于对照样铁/氧化铁比较高。因此，尼龙颗粒的使用显示了其可从未经涂布的软钢表面良好地移除氧化铁。
表10-用于清洁效率的XPS结果
表10中的数据显示了不同处理后的软钢表面铁金属和碳量的XPS分析结果。碳量可作为污染物(例如污物)的替代度量。因此，表10中显示的较高的铁/碳比表明软钢表面存在较多的铁，同时较多的碳或污染物残余被除去。用聚合物颗粒处理过1和2分钟的软钢(即样品4和6)相对于对照样(即软钢样品1,2,3和5)在铁/碳比方面大幅增加，显示了改善的清洁效率。实际上，用不含珠粒的配方处理软钢样品1至2分钟(即样品3和5)比用聚合物颗粒处理1至2分钟的相当的软钢样品(即样品4和6)显示出较低的铁/碳比。这表明聚合物颗粒是配方中必要的清洁成分。
表11中数据显示软钢样品表面其他杂质量，即氮的XPS分析结果。用聚合物颗粒处理过的软钢样品(即软钢样品4和6)显示有效的氮的去除。相对地，对照样(即软钢样品1,2,3和5)显示出相对高的这些含氮杂质水平。这显示即使在1至2分钟的低处理期间用聚合物颗粒处理过的软钢样品(即样品4和6)的改善的清洁效率，再次表明聚合物颗粒是必要的清洁成分。
表11-用于清洁效率的XPS效果
实验4-使用配备泵元件的设备，采用替代的表面活性剂，PET聚合物颗粒以及苯并三唑缓蚀剂，研究钢清洁和氧化铁移除实验
材料为PerlastanTMON-60(即60％油酰基肌氨酸钠水溶液)(25.0g)，由SurfachemLimited,Leeds,UK供应的阴离子型表面活性剂；柠檬酸盐成分由VWR,Loughborough,UK供应的柠檬酸三钠二水合物(500.0g)组成。缓蚀剂为SurfacTMB678(1-10％苯并三唑水溶液)，由SurfachemLimited,Leeds,UK供应。聚合物颗粒为聚对苯二甲酸乙二醇酯等级101，由TeknorApex,UK供应，呈珠粒形式。在设备中使用的聚合物颗粒的质量为10kg。未涂布的1mm厚的软钢薄片由Metals4ULimited,Pontefract,UK供应。
使用AxisUltraDLD，用Alkα单色辐射源进行XPS分析。首先进行整体全谱扫描，接着对经元素鉴定的主峰进行详细扫描，其通能分别使用160eV和20eV。所测量的数据使用CasaXPS(CasaSoftwareLtd，UK)拟合，使用基于C1s＝1的方案的相对敏感因子，并使用在285eV处的脂肪族碳峰来调整校正任何少量电荷。每个样品被测量2处。
为了进行试验，所述处理液被加至一包含泵的容器。所述处理液由聚合物颗粒(总质量10kg)和自来水(45kg)以及表12显示的进一步配方成分所组成。软钢样品被夹钳固定。每个软钢样品被插入盛有处理液的容器中。然后，于22℃下，软钢样品与经泵的液体接触1或2分钟，确保软钢样品与处理液接触。处理后，所述软钢样品用Milli-QTM水和异丙醇洗涤，并用XPS分析。
表12.样品详细资料和配方成分
表13-用于氧化铁移除的XPS结果
表13中数据显示了不同处理后，软钢表面氧化铁和铁金属的比XPS分析结果。根据样品4(用PET颗粒和配方处理1分钟)结果显示，相对于没有PET颗粒的对照样，氧化铁面积(％)下降而铁金属面积(％)增加，相对于对照样铁/氧化铁比较高。因此，PET颗粒的使用显示从未经涂布的软钢表面移除氧化铁。应注意，软钢样品未经预腐蚀并且提供时立即使用。
表14-用于清洁效率的XPS结果
表14中的数据显示了不同处理后的软钢表面铁金属和碳量的XPS分析结果。碳量可作为污染物(例如污物)的替代度量。因此，表14中显示的较高的铁/碳比表明，软钢表面存在较多的铁，同时较多的碳或污染物残余被除去。用聚合物颗粒处理过1分钟的软钢(即样品4)相对于对照样(即软钢样品1,2和3)在铁/碳比方面大幅增加，显示了改善的清洁效率。实际上，用不含珠粒的配方处理软钢样品1分钟(即样品3)比用聚合物颗粒处理1分钟的相当的软钢样品(即样品4)显示出较低的铁/碳比。这表明PET聚合物颗粒是配方中有效的清洁成分。
表15中数据显示软钢样品表面其他杂质量，即氮和钙，的XPS分析结果。用聚合物颗粒处理过的软钢样品(即软钢样品4)显示有效的氮和钙的去除。相对地，对照样(即软钢样品1,2和3)显示出相对高的这些含氮和含钙的杂质水平。这显示了即使在1分钟的低处理期间用聚合物颗粒处理过的软钢样品(即样品4)的改善的清洁效率，，还再次表明聚合物颗粒是必要的清洁成分。
表15-用于清洁效率的XPS结果
实验5-使用配备泵元件的设备，采用非离子型表面活性剂和尼龙聚合物颗粒，研究从软钢去除氧化铁实验
材料为MulanTM200S(25.0g)，由Christeyns,Bradford,UK供应的非离子型表面活性剂；柠檬酸盐成分由VWR,Loughborough,UK供应的柠檬酸三钠二水合物(500.0g)组成。聚合物颗粒为尼龙6,6等级TechnylTMXA1493，由Solvay,Lyon,France供应，呈珠粒形式。在设备中使用的聚合物颗粒的质量为10kg。未涂布的1mm厚的软钢薄片由Metals4ULimited,Pontefract,UK供应，并且在1％w/w硫酸、0.1％w/w盐以及0.3％w/w过氧化氢的混合物中浸10秒进行预腐蚀，随后用去离子水和异丙醇洗涤。
使用AxisUltraDLD，用Alkα单色辐射源进行XPS分析。首先进行整体全谱扫描，接着对经元素鉴定的主峰进行详细扫描，其通能分别使用160eV和20eV。所测量的数据使用CasaXPS(CasaSoftwareLtd，UK)拟合，使用基于C1s＝1的方案的相对敏感因子，并使用在285eV处的脂肪族碳峰来调整校正任何少量电荷。每个样品被测量2处。
为了进行试验，所述处理液被加至一包含泵的容器。所述处理液由聚合物颗粒(总质量10kg)和自来水(45kg)以及表16显示的进一步配方成分所组成。软钢样品被夹钳固定。每个软钢样品被插入盛有处理液的容器中。然后，于22℃下，软钢样品与经泵的液体接触1，2或5分钟，确保软钢样品与处理液接触。处理后，所述软钢样品用Milli-QTM水和异丙醇洗涤，并用XPS分析。
表16-样品详细资料和配方成分
表17-用于氧化铁移除的XPS结果
表17中数据显示了不同处理后，软钢表面氧化铁和铁金属的比XPS分析结果。根据样品4,6和8(用尼龙颗粒和配方分别处理5,2和1分钟)结果显示，相对于没有尼龙颗粒的对照样，氧化铁面积(％)下降而铁金属面积(％)增加，相对于对照样铁/氧化铁比较高。因此，尼龙颗粒的使用显示了其能够从未经涂布的软钢表面移除氧化铁。
实验6-使用配备泵元件的设备，采用替代的表面活性剂，PET聚合物颗粒和苯并三唑缓蚀剂，研究从软钢去除氧化铁进一步实验
材料为PerlastanTMON-60(即60％油酰基肌氨酸钠水溶液)(25.0g)，由SurfachemLimited,Leeds,UK供应的阴离子型表面活性剂；柠檬酸盐成分由VWR,Loughborough,UK供应的柠檬酸三钠二水合物(500.0g)组成。缓蚀剂为SurfacTMB678(1-10％苯并三唑水溶液)，由SurfachemLimited,Leeds,UK供应。聚合物颗粒为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等级101，由TeknorApex,UK供应，呈珠粒形式。在设备中使用的聚合物颗粒的质量为10kg。未涂布的1mm厚的软钢薄片由Metals4ULimited,Pontefract,UK供应，并且在1％w/w硫酸、0.1％w/w盐以及0.3％w/w过氧化氢的混合物中浸10秒进行预腐蚀，随后用去离子水和异丙醇洗涤。
使用AxisUltraDLD，用Alkα单色辐射源进行XPS分析。首先进行整体全谱扫描，接着对经元素鉴定的主峰进行详细扫描，其通能分别使用160eV和20eV。所测量的数据使用CasaXPS(CasaSoftwareLtd，UK)拟合，使用基于C1s＝1的方案的相对敏感因子，并使用在285eV处的脂肪族碳峰来调整校正任何少量电荷。每个样品被测量2处。
为了进行试验，所述处理液被加至一包含泵的容器。所述处理液由聚合物颗粒(总质量10kg)和自来水(45kg)以及表18显示的进一步配方成分所组成。软钢样品被夹钳固定。每个软钢样品被插入盛有处理液的容器中。然后，于22℃下，软钢样品与经泵的液体接触1,5或10分钟，确保软钢样品与处理液接触。处理后，所述软钢样品用Milli-QTM水和异丙醇洗涤，并用XPS分析。
表18.样品详细资料和配方成分
表19-用于氧化铁移除的XPS结果
表19中数据显示了不同处理后，软钢表面氧化铁和铁金属的比XPS分析结果。根据样品4、6和8(用聚酯PET颗粒和配方分别处理10、5和1分钟)结果显示，相对于没有聚酯PET颗粒的对照样，氧化铁面积(％)下降而铁金属面积(％)增加，相对于对照样铁/氧化铁比较高。因此，聚酯PET颗粒的使用显示了其能够从未经涂布的软钢表面移除氧化铁。
实验7-使用配备泵元件的设备的铝清洁和氧化物移除
材料为MulanTM200S(25.0g)，由Christeyns,Bradford,UK供应的非离子型表面活性剂；柠檬酸盐成分由VWR,Loughborough,UK供应的柠檬酸三钠二水合物(500.0g)组成。聚合物颗粒为尼龙6,6等级TechnylTMXA1493，由Solvay,Lyon,France供应，呈珠粒形式。在设备中使用的聚合物颗粒的质量为10kg。未涂布的铝金属罐等级ALJSC60ML63X15，由InvopakUKLtd.Hyde,Cheshire供应。
使用AxisUltraDLD，用Alkα单色辐射源进行XPS分析。首先进行整体全谱扫描，接着对经元素鉴定的主峰进行详细扫描，其通能分别使用160eV和20eV。所测量的数据使用CasaXPS(CasaSoftwareLtd，UK)拟合，使用基于C1s＝1的方案的相对敏感因子，并使用在285eV处的脂肪族碳峰来调整校正任何少量电荷。每个样品被测量2处。
为了进行试验，所述处理液被加至一包含泵的容器。所述处理液由聚合物颗粒(总质量10kg)和自来水(45kg)以及表20显示的进一步配方成分所组成。铝罐被夹钳固定于金属棒上。每个罐被插入盛有处理液的容器中。然后，于22℃下，罐与经泵的液体接触1，2或5分钟，确保罐与处理液接触。处理后，所述罐用Milli-QTM水和异丙醇洗涤，并用XPS分析。
表20-样品详细资料和配方成分
表21-用于氧化铝移除的XPS结果
表21中数据显示了不同处理后，罐表面氧化铝和铝金属量的XPS分析结果。氧化铝层的厚度通过B.R.Strohmeier,Surf.InterfaceAnal.1990,15,51andT.A.Carlson,G.E.McGuire,J.ElectronSpectrosc.Relat.Phenom,1972/73；1,161列出的标准方法计算得到。根据罐4、6和8结果显示，用尼龙珠、水、柠檬酸盐和非离子型表面活性剂处理的罐，相对于对照样(即罐1、2、3、5和7)，金属基材表面的氧化铝面积(％)大幅减少，铝金属面积(％)大幅增加。再者，相对于对照样以及尤其当仅用柠檬酸盐、MulanTM和水处理1分钟(罐7)时，仅处理1分钟的罐8氧化铝层厚度(3.72nm)大幅减少。
表22-用于清洁效率的XPS结果
表22中的数据显示了不同处理后的罐表面铝金属和碳量的XPS分析结果。碳量可作为污染物(例如污物)的替代度量。因此，表22中显示的较高的铝/碳比例表明，罐表面存在较多的铝，同时较多的碳或污染物残余被除去。用聚合物颗粒处理过的罐(即罐4,6和8)相对于对照样(罐1,2,3,5和7)在铝/碳比上有所增加，显示了显著改善的清洁效率。
表23-用于清洁效率的XPS结果
表23(上述)中数据显示铝表面其他杂质量，即氮和钠，的XPS分析结果。用聚合物颗粒处理过的罐(即罐4、6和8)显示了氮和钠的有效移除。相对地，对照样显示出相对高的这些杂质水平。这显示用聚合物颗粒处理过的罐(即罐4、6和8)的显著改善的清洁效率，还再次表明聚合物颗粒是必要的清洁成分。
实验8-使用配备泵元件的设备的铝清洁和氧化物移除
材料为MulanTM200S(25.0g)，由Christeyns,Bradford,UK供应的非离子型表面活性剂；柠檬酸盐成分由VWR,Loughborough,UK供应的柠檬酸三钠二水合物(500.0g)组成。聚合物颗粒为聚酯(PET)，由TeknorApex,UK供应，呈珠粒形式。在设备中使用的聚合物颗粒的质量为10kg。未涂布的铝金属罐等级ALJSC60ML63X15，由InvopakUKLtd.Hyde,Cheshire供应。
使用AxisUltraDLD，用Alkα单色辐射源进行XPS分析。首先进行整体全谱扫描，接着对经元素鉴定的主峰进行详细扫描，其通能分别使用160eV和20eV。所测量的数据使用CasaXPS(CasaSoftwareLtd，UK)拟合，使用基于C1s＝1的方案的相对敏感因子，并使用在285eV处的脂肪族碳峰来调整校正任何少量电荷。每个样品被测量2处。
为了进行试验，所述处理液被加至一包含泵的容器。所述处理液由聚合物颗粒(总质量10kg)和自来水(45kg)以及表24显示的进一步配方成分所组成。铝罐被夹钳固定于金属棒上。每个罐被插入盛有处理液的容器中。然后，于22℃下，罐与经泵的液体接触1，2和5分钟，确保罐与处理液接触。处理后，所述罐用Milli-QTM水和异丙醇洗涤，并用XPS分析。
表24-样品详细资料和配方成分
表25-用于氧化铝移除的XPS结果
表25中数据显示了不同处理后，罐表面氧化铝和铝金属量的XPS分析结果。氧化铝层的厚度通过B.R.Strohmeier,Surf.InterfaceAnal.1990,15,51andT.A.Carlson,G.E.McGuire,J.ElectronSpectrosc.Relat.Phenom,1972/73；1,161列出的标准方法计算得到。根据罐4和6结果显示，用尼龙珠、水、柠檬酸盐和非离子型表面活性剂处理的罐，相对于对照样，金属基材表面的氧化铝面积(％)大幅减少，铝金属面积(％)大幅增加。
表26-用于清洁效率的XPS效果
表26中的数据显示了不同处理后的罐表面铝金属和碳量的XPS分析结果。碳量可作为污染物(例如污物)的替代度量。因此，表26中显示的较高的铝/碳比例表明，罐表面存在较多的铝，同时较多的碳或污染物残余被除去。用聚合物颗粒处理过的罐，相对于对照样，在铝/碳比上有所增加，显示了显著改善的清洁效率。
实验9-使用配备旋转桶和静止金属基材的软钢清洁和氧化物去除
材料为MulanTM200S(0.6g)，由Christeyns,Bradford,UK供应的非离子型表面活性剂；柠檬酸盐成分由VWR,Loughborough,UK供应的柠檬酸三钠二水合物(12.0g)组成。缓蚀剂为SurfacTMB678(1-10％苯并三唑水溶液)，由SurfachemLimited,Leeds,UK供应，以0.5g的量加入液体成分。加入这些成分的水用以使处理配方的总质量达到100g(除聚合物颗粒)。聚合物颗粒为尼龙6,6等级TechnylTMXA1493，由Solvay,Lyon,France供应，呈珠粒形式。在设备中使用的聚合物颗粒的质量为1.7kg。1mm厚的软钢薄片作为金属基材。由此制备处理液。
未涂布的1mm厚的软钢薄片由Metals4ULimited,Pontefract,UK供应，用1％w/w硫酸、0.1％w/w盐以及0.3％w/w过氧化氢的混合物中浸10秒进行预腐蚀，随后用去离子水和异丙醇洗涤。
处理设备为BK-0057旋转式滚筒(从geographysuperstore.com获得)。处理设备为配备有尺寸为192mmX180mm且具有2升容量滚筒的5kg机器。本实验上述制备得到的处理液，盛于所述处理设备中。
所述经预腐蚀的软钢金属基材，在包括一旋转式滚筒且装载有聚合物颗粒和液体成分的处理设备中被处理。部分经预腐蚀的软钢基材用塑料胶带覆盖。塑料胶带防止了珠粒和液体成分与金属表面接触，因而展示了处理和未处理表面间的对比。以使聚合物颗粒与软钢表面接触的方式旋转滚筒10分钟。
拍摄未经腐蚀的软钢基材、经预腐蚀的软钢基材和按本实验处理经预腐蚀的基材的数码照片。结果如图1所示，其中(a)为经预腐蚀的软钢基材，(b)为按本发明处理经预腐蚀的软钢基材，以及(c)为未经腐蚀的软钢基材。从图1中可见，经预腐蚀的软钢基材被成功清洁且经预腐蚀的氧化层已被成功移除。采用视觉定性评估剩余的氧化层量，得到表27的结果。
表27.使用包括一旋转式滚筒的处理设备的处理性能的视觉评估
| 样品 | 视觉评估* |
| 经预腐蚀的软钢 | 0 |
| 在实验9中处理的经预腐蚀的软钢 | 4 |
| 未经腐蚀的软钢 | 5 |
*-以0至5的等级进行视觉评估，其中0表示完全预腐蚀的表面及5表示未腐蚀的“干净”软钢表面。
本发明说明书和权利要求中，词“包括”以及“包含”和其变形意指“包括但不限于”，并且它们不排除其他部分、添加剂、成分、整数或步骤。本发明说明书和权利要求中，除文中另外说明，单数包括复数。具体地，当使用不明确的冠词时，应理解其包括单数和复数，除非文中另行说明。
应理解本发明一特别方面、具体实施方式或实施例中描述的特征、整数、特点、化合物、化学部分或基团也适用于此处描述的其他方面、具体实施方式或实施例，除非存在矛盾。本说明书公开的所有特征(包括任何相关的权利要求、摘要和附图)，和/或公开的任何方法或过程的所有步骤，可任意结合，其中至少某些特征和/或步骤互相排斥的组合除外。本发明不受任何上述具体实施方式的细节限制。本发明延伸至说明书(包括任何相关的权利要求、摘要和附图)中公开的特征的任何新个体或任何新组合，或至说明书中公开的任何方法或过程步骤的任何新个体或任何新组合。
读者的注意力应放在随本申请同时或之前提交的，与本申请有关且与本说明书一起公开检阅的全部论文和文件，以及这些论文和文件的内容全部被本申请引用。
Claims (79)
1.一种清洁金属基材的方法，所述方法包括将所述金属基材暴露于包含一清洁配方和多个固体颗粒的清洁液中，其中所述方法进一步包括使所述固体颗粒和所述金属基材进行接触式相对运动；其中
i)所述清洁配方含有至少一pKa大于约-1.7的酸；和/或，
ii)所述清洁配方含有至少一pKb大于约-1.7的碱；以及
所述固体颗粒的长度为约0.5mm至约6mm。。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述清洁配方含有一溶剂。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述清洁配方含有至少一表面活性剂。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述至少一表面活性剂为一非离子型表面活性剂。
5.如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：所述清洁配方含有至少一酸，其pKa值大于约-1.7。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述至少一酸，其pKa值间于约-1.7至约15.7。
7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于：所述至少一酸为有机酸。
8.如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：所述清洁配方包含至少一碱，其pKb值大于约-1.7。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：所述至少一碱，其pKb值间于约-1.7至约15.7。
10.如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：所述清洁配方包含具有至少一羧酸部分的化合物。
11.如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：所述清洁配方包含具有两个以上羧酸部分的化合物。
12.如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：所述清洁配方包含具有至少一柠檬酸根部分的化合物。
13.如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：所述清洁配方包含至少一金属螯合剂。
14.如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：所述清洁配方为含水的。
15.如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：所述清洁配方具有介于约1至约13的pH值。
16.如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：所述清洁配方具有大于约7的pH值。
17.如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：至少一些所述固体颗粒在所述清洁配方中为漂浮的。
18.如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：所述固体颗粒具有小于约1的平均密度。
19.如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：所述固体颗粒为珠粒。
20.如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：所述方法包括移动所述金属基材，使其表面与所述固体颗粒接触。
21.如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：所述方法包括在所述清洁液中，旋转、震荡或往复摆动所述金属基材。
22.如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：所述方法包括用所述固体颗粒擦洗所述金属基材表面。
23.如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：所述方法包括在所述清洁液中搅动所述固体颗粒。
24.如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：所述方法使用含有所述清洁液的流化床进行。
25.如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：所述清洁液与所述金属基材以至少1cm/s的相对速度接触。
26.如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：所述多个固体颗粒包含或由多个聚合物颗粒组成，或其中所述多个固体颗粒包含或由多个非聚合物颗粒组成。
27.如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：所述多个固体颗粒包含或由多个聚合物颗粒和多个非聚合物颗粒的混合物组成。
28.如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：所述多个固体颗粒包含或由多个聚合物颗粒组成。
29.如权利要求26-28任一项所述的方法，其特征在于：所述聚合物颗粒包括一种或多种极性聚合物颗粒。
30.如权利要求26-28任一项所述的方法，其特征在于：所述聚合物颗粒包括一种或多种非极性聚合物颗粒。
31.如权利要求26-28任一项所述的方法，其特征在于：所述聚合物颗粒包括一种或多种极性聚合物颗粒和一种或多种非极性聚合物颗粒。
32.如权利要求26-31任一项所述的方法，其特征在于：所述聚合物颗粒包括选自于聚烯烃、聚酰胺、聚酯、聚硅氧烷、聚氨酯或其共聚物的颗粒。
33.如权利要求26-28任一项或权利要求30-32任一项所述的方法，其特征在于：所述聚合物颗粒包括选自于聚烯烃或其共聚物的颗粒。
34.如权利要求33所述的方法，其特征在于：所述聚合物颗粒包括聚丙烯颗粒。
35.如权利要求26-29任一项、权利要求31或权利要求32所述的方法，其特征在于：所述聚合物颗粒包含于选自聚酰胺、聚酯或其共聚物的颗粒。
36.如权利要求35所述的方法，其特征在于：所述聚酰胺颗粒包含尼龙颗粒。
37.如权利要求35所述的方法，其特征在于：所述聚酯颗粒包含聚对苯二甲酸乙二醇酯颗粒或聚对苯二甲酸丁二醇酯颗粒。
38.如权利要求26或27所述的方法，其特征在于：所述非聚合物颗粒包含陶瓷材料颗粒、耐火材料颗粒、火成岩颗粒、沉积岩颗粒、变质矿物颗粒或复合材料颗粒。
39.如权利要求26-37任一项所述的方法，其特征在于：所述聚合物颗粒包括选自于线型聚合物、支化聚合物或交联聚合物的颗粒。
40.如权利要求26-37任一项或权利要求39所述的方法，其特征在于：所述的聚合物颗粒包括发泡或不发泡聚合物。
41.如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：所述固体颗粒为空心和/或多孔结构。
42.如权利要求26-37任一项或权利要求39或40所述的方法，其特征在于：所述聚合物颗粒具有约0.5至约3.5g/cm3的平均密度。
43.如权利要求26、27或38所述的方法，其特征在于：所述非聚合物颗粒具有约3.5至约12.0g/cm3的平均密度。
44.如权利要求26-43任一项所述的方法，其特征在于：所述聚合物颗粒或非聚合物颗粒具有约5至约275mm3的平均体积。
45.如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：根据本发明方法，所述固体颗粒用于清洁金属基材时，被重复使用一次或多次。
46.如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：所述方法包括在清洁金属基材后回收所述多个固体颗粒的步骤。
47.如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：所述清洁配方包括选自下述一种或多种成分：溶剂、聚合物、缓蚀剂、增洁剂、金属螯合剂、表面活性剂、分散剂、酸、碱、抗氧化剂、还原剂、氧化剂以及漂白剂。
48.如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：所述方法进一步包括在清洁所述金属基材后，将所述金属基材涂布。
49.如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：所述金属基材包含过渡金属。
50.如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：所述金属基材包含铝。
51.如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：所述金属基材为金属合金。
52.如权利要求51所述的方法，其特征在于：所述金属合金为铁合金。
53.如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：所述金属基材包含一金属薄片。
54.如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：所述金属基材为一罐。
55.一种处理金属基材的方法，其包括：
a)根据权利要求1-54任一项所述的方法清洁所述金属基材，以去除污染物，
b)从经清洁的基材表面除去至少一部分氧化层。
56.如权利要求55所述的方法，其特征在于：步骤b)包括将所述金属基材暴露于一含有处理配方和多个固体颗粒的处理液中。
57.如权利要求56所述的方法，其特征在于：所述方法进一步包括使所述固体颗粒和所述金属基材进行接触式相对运动。
58.如权利要求56或57所述的方法，其特征在于：所述处理配方含有选自下述的一种或多种促进剂：酸、碱和表面活性剂。
59.如权利要求58所述的方法，其特征在于：所述一种或多种促进剂包括至少一金属螯合剂。
60.如权利要求58或59所述的方法，其特征在于：所述一种或多种促进剂包括至少一羧酸部分。
61.如权利要求58-60任一项所述的方法，其特征在于：所述一种或多种促进剂包括至少一柠檬酸根部分。
62.如权利要求58-61任一项所述的方法，其特征在于：所述一种或多种促进剂包括至少一表面活性剂。
63.如权利要求62任一项所述的方法，其特征在于：所述至少一表面活性剂为一非离子型表面活性剂。
64.如权利要求56-63任一项所述的方法，其特征在于：在处理液中的所述固体颗粒包括或由多个聚合物颗粒组成，或其中所述固体颗粒包括或由多个非聚合物颗粒组成。
65.如权利要求56-63任一项所述的方法，其特征在于：在处理液中的所述固体颗粒包括或由多个聚合物颗粒组成。
66.如权利要求56-65任一项所述的方法，其特征在于：所述处理金属基材的方法包括钝化所述金属基材。
67.如权利要求56-66任一项所述的方法，其特征在于：所述处理金属基材的方法包括阻止在所述金属基材表面上重新形成氧化层。
68.如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：所述金属基材被暴露于所述清洁液1秒至4分钟。
69.一种清洁金属基材的清洁液，其包括一清洁配方和多个固体颗粒，其中所述清洁配方含有一酸，所述酸选自柠檬酸、葡糖酸、己二酸、乙酸、乳酸、乙醇酸、草酸、甲酸或其碱金属盐，并且所述固体颗粒的长度为约0.5mm至约6mm。
70.如权利要求69所述的清洁液，其特征在于：所述清洁配方含有一溶剂。
71.如权利要求69或70所述的清洁液，其特征在于：所述清洁配方含有至少一金属螯合剂。
72.如权利要求69-71任一项所述的清洁液，其特征在于：所述清洁配方含有至少一表面活性剂。
73.如权利要求72所述的清洁液，其特征在于：所述表面活性剂为一非离子型表面活性剂。
74.如权利要求72所述的清洁液，其特征在于：所述表面活性剂为一阴离子型表面活性剂。
75.如权利要求69-74任一项所述的清洁液，其特征在于：所述清洁配方具有大于7左右的pH值。
76.如权利要求69-75任一项所述的清洁液，其特征在于：所述多个固体颗粒包含或由多个聚合物颗粒组成，或其中所述多个固体颗粒包含或由多个非聚合物颗粒组成。
77.如权利要求69-76任一项所述的清洁配方，其特征在于：所述多个固体颗粒包括或由多个聚合物颗粒和多个非聚合物颗粒的混合物组成。
78.如权利要求76任一项所述的清洁配方，其特征在于：所述多个固体颗粒包括或由聚合物颗粒组成。
79.如权利要求76-78任一项所述的清洁配方，其特征在于：所述聚合物颗粒包括选自于聚烯烃、聚酰胺、聚酯、聚硅氧烷、聚氨酯或其共聚物的颗粒。
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