DE3218054A1

DE3218054A1 - Verfahren und mittel zur sauren reinigung von aluminiumoberflaechen

Info

Publication number: DE3218054A1
Application number: DE19823218054
Authority: DE
Inventors: David Yeats Doylestown Pa. Dollman
Original assignee: Amchem Products Inc
Current assignee: Henkel Corp
Priority date: 1981-05-15
Filing date: 1982-05-13
Publication date: 1982-12-02
Also published as: GR76423B; JPH0352550B2; KR830010188A; NO821623L; NO161574C; FR2505862A1; JPS57194264A; IT1157010B; SE8203042L; BR8202766A; CA1180644A; BE893183A; DK219882A; AT377789B; GB2098630B; CH650276A5; SE448746B; NL8201978A; GB2098630A; IT8267636A0

Description

DR. A. VAN DER WERTH ■ DR. FRANZ LEDERER R. F. MEYER-ROXLAU

DlPL-ING. (1934-1974) DlPL-CHEM. DIPL-ING.

• 3.

8000 MÜNCHEN 80 LUCILE-GRAHN-STRASSE 22

• Amchem Products, Inc.

. 300 Brookside Avenue _1Elegr, ledererpatent

Ambler, Pennsylvania 19002/USA 7. Mai 1982

1352A

Verfahren .und Mittel zur sauren Reinigung von Aluminiumoberflächen

Die Erfindung bezieht sich auf das Reinigen von Aluminium-Oberflächen.

Bei der .Herstellung von Behältern aus Aluminium (ein Begriff, der in dieser Beschreibung Aluminiumlegierungen einschließt) wird ein Zieh- und FormgebungsVorgang angewandt (gewöhnlich als Ziehen und Abstreckziehen bezeichnet). Dieser Vorgang führt zur Abscheidung von Gleitmitteln und Schalungsölen auf den Oberflächen der Aluminiumbehälter. Außerdem werden restliehe Aluminiumfeinteile, d.h. kleine Aluminiumteilchen, sowohl auf der Innen- als auch auf der Außenoberfläche abgeschieden.-Gewöhnlich weist die äußere Oberfläche des Behälters geringere Mengen an Aluminiumfeinteilen auf als die innere Oberfläche, da beim Ziehen und Abstreck- oder Gleitziehen die Außenoberfläche keinem so starken Abrieb von der Form als die innere Oberfläche ausgesetzt ist.

Vor irgendwelchen Bearbeitungsschritten, wie dem Umwandlungsüberziehen und dem Abscheiden hygienischen Lacks, müssen die Oberflächen der Aluminiumbehälter sauber und frei von Wasserdurchbrechungen sein, d.h. frei von Verunreinigungen, die die

weitere Bearbeitung stören und die Behälter für ihre Verwendung unannehmbar machen.

Mittel und. Verfahren zur Tieftemperatur-Reinigung von Aluminiumoberflächen sind in den US-Patentschriften 4 009 115, 4 116 853, 4 124 407 und 3 969 135 offenbart. Diese Patentschriften offenbaren Reinigungsmittel, die Schwefelsäure, Flußsäure oder ein Fluorid und ein grenzflächenaktives Mittel enthalten.

Mittel, die unter die Offenbarung dieser Patentschriften fallen, sind kommerziell erfolgreich und werden tatsächlich verbreitet bei der Reinigung von Behältern aus Aluminium (einschließlich Aluminiumlegierungen) eingesetzt. Solche kommerziellen Mittel verwenden typischerweise eine Kombination von zwei nichtionischen Tensiden zur Erhöhung der Reinigungsleistung und für minimales Schäumen.

Eines der Probleme bei der Verwendung der herkömmlichen sauren Reinigungsmittel wird durch die Ansammlung von beim Ziehen und Formen von Aluminiumbehältern verwendeten Gleitmitteln und Schalungsölen verursacht, wenn diese Behälter mit den Reinigungslösungen behandelt werden. Die Reinigungslösungen müssen mit frischen Lösungen von Zeit zu Zeit ergänzt werden, um den ölgehalt niedrig zu halten. Werden die Ölgehalte in dem Reinigungsbad zu hoch, entwickeln in dem Bad gereinigte Behälter beträchtliche Wasserdurchbrechungen nach dem Abspülen- der Reinigungslösung. Wasserdurchbrechungen sind ein Anzeichen dafür, daß die Oberfläche des Aluminiums nicht sauber ist und daß öle oder andere Fremdabscheidungen vorliegen. Solche Behälter müssen verworfen oder-erneut gereinigt werden, da sie sich für die Weiterverarbeitung als Behälter für Getränke und andere Nahrungsmittel nicht eignen.

3213054

.5.

Es wurde nun gefunden, daß ein wässriges S'chwefelsäure/Flußsäure-Reinigungsmittel mit einem Gehalt an einem besonderen anionischen Tensid, nämlich einem Alkalimetall-2-butoxyäthoxy■---acetat, überraschend vorteilhaft ist.

Somit stellt die Erfindung eine wässrige Reinigungslösung zum Entfernen und Lösen von Aluminiumfeinteilen und zum Reinigen von Aluminiumoberflächen von Schmierölen zur Verfügung, die 1 bis 10 g/l Schwefelsäure, 0,005 bis 0,1 g/l Flußsäure und 0,1 bis 10 g/l Alkalimetall-2-butoxyäthoxyacetat enthält.

Die Erfindung schafft auch ein wässriges Lösungskonzentrat zur Bildung der wässrigen Reinigungslösung, das 200 bis 600 g/l Schwefelsäure und 0,01 bis 10 Gewichtsteile Alkalimetall-2-butoxyäthoxyacetat pro Gewichtsteil Schwefelsäure umfaßt.

Ferner stellt die Erfindung ein Verfahren zum Reinigen einer Aluminiumoberfläche zur Verfügung, bei dem (a) die Oberfläche mit der wässrigen Reinigungslösung in Berührung gebracht und (b) die Aluminiumoberfläche zum Entfernen der Reinigungslösung gespült wird.

Es wurde gefunden, daß die erfindungsgemäßen Reinigungslösungen verhältnismäßig hohe Konzentrationen an Gleitmitteln und Schalungsölen vertragen, ohne daß irgendwelche Wasserdurchbrechungen auf den durch solche Lösungen gereinigten Behältern auftreten. Somit werden erhebliche Einsparungen erzielt, da eine große Anzahl von Behältern bearbeitet werden kann, bevor der Betrieb gestoppt werden muß, um die gesamte oder einen Teil der Reinigungslösung zu ergänzen.

Ein weiterer erheblicher Vorteil der erfindungsqemäßen Reinigungsmittel ist das fast völlige Fehlen von Schaum im Reinigungs-

bad und in dem der Reinigungsstufe folgenden Spülzyklus. Viele der derzeit auf dem Markt befindlichen sauren Reinigungsmittel bieten Probleme mit Schaum in größerem und kleinerem Ausmaß. Solche Mittel sind Gemische eines stark schäumenden, nichtionischen Tensids zur Erzielung guter Reinigungswirkung mit einem wenig schäumenden anionischen Tensid, um zu versuchen, die sonst anfallende Schaummenge einzuengen. Schäumen führt häufig zu einem Überlaufen oder Tropfen des Schaums auf den Boden des den Betrieb aufnehmenden Fabrikteils, was zu Glätte und unsicheren Bedingungen führt. Auch kann das Aussehen

des Schaums den Benutzer zu dem Schluß verleiten, daß die w

Reinigungslösung aufgrund der Risiken des Schaumüberlaufens nicht befriedigend ist. Folglich werden die Behälterreinigungen gestoppt, während der Schaum abgeschöpft oder die Reinigungslösung ergänzt wird, was zu Zeitverlust und verringertem Behälterdurchsatz führt.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Reinigungsmittel ist der, daß das Alkalimetall-2-butoxyäthoxyacetat in relativ kleinen Mengen wirksam eingesetzt werden kann, und dieser Faktor, kombiniert mit den geringen Kosten dieses Tensids (als Natriumsalz) im Vergleich mit nichtionischen,-derzeit verwendeten Tensiden, führt zu großen wirtschaftlichen Einsparungen w gegenüber den derzeitigen handelsüblichen Mitteln. Erhebliche Kosteneinsparungen werden selbst dann erzielt, wenn ein wenig schäumendes nichtionisches Tensid oder eine Kombination solcher Tenside in dem erfindungsgemäßen Reinigungsmittel ebenfalls vorliegt, da das/die nichtionische(n) Tensid(e) auch in verhältnismäßig kleinen Mengen zugegen sein kann/können.

Typischerweise werden Konzentrate mit Schwefelsäure und dem Tensid vom Hersteller hergestellt und an Behälter verarbeitende Firmen vertrieben, die Reinigungslösungen durch Verdünnen solcher Konzentrate mit Wasser und Zugabe von Flußsäure zu den Lösungen herstellen. Derzeit auf dem Markt befindliche Konzen-

- flr-

träte neigen dazu, ziemlich stark gefärbt zu sein, und zwar aufgrund von Zersetzungsprodukten, die sich durch Einwirkung konzentrierter Schwefelsäure auf die Tenside bilden und/oder aus Wechselwirkungen zwischen den Tensiden und Verunreinigungen in der handelsüblichen Schwefelsäure, die gewöhnlich bei der Zusammenstellung der Konzentrate verwendet wird, überraschenderweise sind mit einem Alkalimetall-2-butoxyäthoxyacetat als einzigem Tensid gebildete Konzentrate farblos oder nur von schwachgelber Farbe. Solche Konzentrate sind bei sehr tiefen Temperaturen stabil, z.B. tritt selbst bei der Temperatür eines Trockeneis/Aceton-Bades kein Niederschlag auf. Auch sind die Konzentrate stabil und verfärben sich selbst dann nicht, wenn sie Temperaturen von 50⁰C drei Wochen oder länger ausgesetzt werden. Die meisten derzeit gebrauchten Konzentrate verfärben sich sogar bei Raumtemperatur, und bei manchen bilden sich Niederschläge, wenn Behälter mit den Konzentraten in Trockeneis/Aceton-Bäder gebracht werden. Die große Stabilität der erfindungsgemäßen Mittel erlaubt problemlosen Versand und Lagerung unter abträglichen Temperaturbedingungen, ein weiterer erheblicher wirtschaftlicher Vorteil.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Mittel ist der hohe in den Behältern erzeugte Reinheitsgrad, insbesondere, wenn wenig schäumendes nichtionisches Tensid ebenfalls zugegen ist, was bei der weiteren Verarbeitung zu ungewöhnlich gleichförmiger Abscheidung von Umwandlungsüberzügen und Lacken auf den Behältern führt.

Interessanterweise traten, wenn das einzige in den US-Patentschriften 4 009 115, 4 116 853 und 4 124 407 offenbarte anionische Tensid, nämlich Natrium-2-äthylhexylsulfat (Tergitol Anionic 08), in den sauren Reinigungsmitteln dieser Patentschriften getestet wurde, Wasserdurchbrechungen auf den mit solchen Mitteln gereinigten Aluminiumbehältern nach der Zugabe

— Ja —

von nur kleinen Mengen Schalungsölen auf. Somit scheinen die überraschenden, durch das besondere anionische Tensid gemäß der Erfindung beigesteuerten Vorteile einzigartig zu sein und sind eindeutig keine .anionischen Tensiden im allgemeinen gemeinen Vorteile. ■ · . -

Die erfindungsgemäßen Mittel und Verfahren führen zu Verbesserungen gegenüber den Mitteln und Verfahren, wie sie in den US-Patentschriften 4 009 115, 4 116 853 und 4 124 407 offenbart sind, deren Offenbarungen durch diese Bezugnahme insbesondere einbezogen sind. Die Arbeitsweisen und Methoden, die dort bei der Ausführung von Reinigungsvorgängen und bei der Bildung von Konzentraten und Reinigungslösungen angewandt werden, sind auf die Erfindung ebenfalls anwendbar, sofern nicht anders angegeben.

Die erfindungsgemäße wässrige Reinigungslösung umfaßt 1 - To g/l, vorzugtswei so 3 bis 5 g/l Schwofe] säure, 0,005 bis 0,1 g/l, vorzugsweise 0,01 bis 0,03 g/l Flußsäure und 0,1 bis 10 g/l, vorzugsweise 0,2 bis 0,8 g/l Alkalimetall-2-butoxyäthoxyacetat. Das Alkalimetall-2-butoxyäthoxyacetat ist vorzugsweise Natrium-2-butoxyäthoxyacetat

_v [CH₃(CH₂)3OCH₂CH₂OCH₂C-O⁶Na⁸],

es ist unter der Handelsbezeichnung "Mirawet B" (der Miranol Chemical Company, Inc.) als wässrige Lösung mit 49,0 % Natrium-2-butoxyäthoxyacetat erhältlich.· Andere Alkalimetallsalze können verwendet werden, z.B. Kalium- oder Lithium-2-butoxyäthoxyacetat.

Eine bevorzugte Lösung umfaßt 3 bis 5 g/l Schwefelsäure, 0,01 bis 0,03 g/l Flußsäure und 0,2 bis 0,8 g/l Natrium-2-butoxyäthoxyacetat .

- if -

■ 9.

Die erfindungsgemäße Lösung enthält vorzugsweise 0,1 bis 10 g/l, vorzugsweise 0,2 bis 0,8 g/1 des wenig schäumenden nichtionischen Tensids. Das Tensid kann eines oder eine Kombination von zwei oder mehr wenig schäumenden nichtionischen Tensiden sein. Vorteilhafterweise wird ein Gewichtsverhältnis von Alkalimetall-2-butoxyäthoxyacetat zu nichtionischem Tensid von etwa 1:1 angewandt.

Der Begriff "wenig schäumendes nichtionisches Tensid" bedeutet, daß das nichtionische Tensid oder eine Kombination von

^/*^s nichtionischen Tensiden weniger als 20 mm Schaum nach 5-minütigem Stehen bei dem gut bekannten Ross-Miles-Schaumtest bei 5 0⁰C ergibt. Beispiele für solche wenig' schäumenden nichtionischen Tenside, die alleine oder in Kombination bei der praktischen Durchführung der Erfindung verwendet werden können, umfas-. sen folgende:

TRITON DF-16 (Rohm & Haas Co.), vermutlich ein modifizierter, polyäthoxylierter, geradkettiger Alkohol; POLYTERGENT S-505 LF (Olin Corp.), vermutlich ein modifizierter, polyäthoxylierter, geradkettiger Alkohol; SURFONIC LF-17 (Jefferson Chemical Co.), vermutlich ein alkylpoly äthoxylierter Äther;

^ ANTAROX BL 330 (GAF Corp.), vermutlich ein Alkylpoly(äthylenoxy)-äthanol;

TRITON CF-10 (Rohm & Haas Co.), vermutlich ein Alkylarylpolyäther mit einer Kohlenstoffkette von etwa 14 Kohlenstoffatomen und etwa 16 Mol Äthoxylierung; PLURONIC 1.061 (BASF Wyandottc, Inc.), vermutlich ein Kondensat, das nur Äthylenoxid- und Propylenoxid-Ketten enthält; ANTAROX LF-330 (GAF Corp.), vermutlich ein Alkylpoly(äthylenoxy)äthanol; .
und

MIN-FOAM 1X (Union Carbide Corp.), vermutlich ein Alkyloxy-(polyäthylenoxypropylenoxyisopropanol) mit einem Molekulargewicht von etwa 706.

Der pH-Wert der Reinigungsmittel gemäß der Erfindung ist gewöhnlich 0,6 bis 2,0. Vorzugsweise wird er im Bereich von 1,0 bis 1,8 und am meisten bevorzugt im Bereich von 1,2 bis 1 ,5 gehalten.

Die erfindungsgemäßen Konzentrate umfassen 200 bis 600 g/l Schwefelsäure und 0,01 bis 10 Teile, vorzugsweise 0,04 bis 0,27 Teile Alkalimetall-2-butoxyäthoxyacetat pro Teil Schwefelsäure. Teile beziehen sich in dieser Beschreibung auf das Gewicht. Eine geeignete Menge an Alkalimetall-2-butoxyäthoxyacetat in einem besonderen Konzentrat kann durch Anwendung dieser Verhältnisse und die in der Reinigungslösung gewünschte Menge an Schwefelsäure bestimmt werden, so daß die gewünschte Menge an Alkalimetall-2-butoxyäthoxyacetat in der Reinigungslösung vorliegt, wenn das Konzentrat mit einer geeigneten Menge Wasser verdünnt wird. Wenn z.B. 1 g/l Schwefelsäure in der Reinigungslösung gewünscht wird, liegen 0,1 g bis 10g Alkaliineta.ll-2-but.oxyathoxyncetat im Konzentrat pro g Schwefelsäure vor; und wenn 10 g/l Schwefelsäure in der Reinigungslösung gewünscht werden, liegen 0,1 g bis 1 g Alkalimetall-2-butoxyäthoxyacetat im Konzentrat pro g Schwefelsäure vor.

Gegebenenfalls sind 0,01 bis 10 Teile, vorzugsweise 0,04 bis *«· 0,27 Teile niedrigschäumendes nichtionisches Tensid im Konzentrat ebenfalls zugegen.

Das erfindungsgemäße Konzentrat kann Wasser in gesteuerten Mengen zugesetzt werden, ausreichend zur Herstellung einer Reinigungslösung mit den gewünschten Konzentrationen an Schwefelsäure und Alkalimetall-2-butoxyäthoxyacetat. Flußsäure wird in für die qowünsehte Konzentration ausreichenden Mengen gewöhnlich separat zugesetzt. Während die Flußsäure dem Konzentrat in für die verlangten Mengen in der Reinigungslösung bei Zusatz des Konzentrats zu Wasser ausreichenden Mengen zugesetzt werden

kann, wird es sehr bevorzugt, die Flußsäure der Reinigungslösung in sorgfältig bemessenen Mengen auf kontinuierlich gesteuerter Grundlage getrennt zuzusetzen. Getrennt aufgezeichnete Zugabe der Flußsäure ist bevorzugt, weil die Reinigungslösung kontinuierlich Flußsäure verliert, da während der Reinigungsstufe ein Ätzen der Aluminiumoberflächen stattfindet.

Die mit dem erfindungsgemäßen wässrigen Reinigungsmittel zu reinigende Oberfläche des Aluminiums (einschließlich Aluminiumlegierungen) kann mit der Lösung nach irgendeiner auf dem Fachgebiet bekannten Kontakttechnik in Berührung gebracht werden, z.B. durch herkömmliches Sprühen oder Eintauchen. Die Temperatur des Reinigungsmittels ist gewöhnlich wenigstens 32⁰C (90° F). Vorzugsweise wird sie im Boreich von 46 bis 03⁰C (115 bis 145°F) für maximale Reinigungswirkung gehalten. Behandlungszeiten mit den Reinigungslösungen liegen gewöhnlich im Bereich von 15 s bis 2 min. Erwünschtermaßen wird der Flußsäuregehalt der Reinigungslösung und die Kontaktzeit mit der Aluminiumoberfläche so eingestellt, daß sich eine Aluminiumauflösung von 90 bis 280 mg, vorzugsweise 100 bis 220 mg/m² (8 bis 25 mg, vorzugsweise 9 bis 20 mg/Fuß²) behandelter Aluminiumoberfläche ergibt. So ist die Menge der Flußsäure in der Reinigungslösung vorzugsweise so, daß die Aluminiumauflösungsgeschwindigkeit 90 bis 280 mg/m² (8 bis 25 mg/Fuß²) behandelter Alüminiumoberflache bei einer Temperatur von 54⁰C (130⁰F) und einer Kontaktzeit von 1 min beträgt. Vorzugsweise werden Aluminiumdosen nach dam erfindungsgemäßen Verfahren behandelt.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter veranschaulicht, in denen die genannte Legierung 3004 die unter dieser Bezeichnung bekannte herkömmliche Aluminiumlegierung ist, die etwa 1,2 Gew.-% Mangan und 1,0 Gew.-% Magnesium enthält. Rest Aluminium und normale Verunreinigungen.

WW V * W »

•Α.

Beispiel 1

1 1 Konzentrat wurde hergestellt, das die folgenden'Mengen an Bestandteilen enthielt:

pro 1

H₂SQ₄ (spez. Gew. 1,84 bzw. 66° Baume) 467,2 g (256 ml)

H₂O ■ 709,6 g (711 ml)

MIRAWET B 88,6 g ( 80 ml)

Das Konzentrat war klar und praktisch farblos. 60,0 ml des Konzentrats wurden zu 5,94 0 1 Wasser gegeben, um 6 1 Lösung zu bilden, die 4,67 g/l H₂SO₄ (spez. Gew. 1,84 bzw. 66° Baume)' und 0,434 g/l Natrium-2-butoxyäthoxyacetat (0,886 g/l MIRAWET B) enthält. 20 TpM Flußsäure wurden zugesetzt, um eine Reinigungslösung zu bilden, und diese wurde gerührt, um sie in ihrer Zusammensetzung gleichförmig zu machen.

Aluminiumdosen aus der Legierung 3004, zu einstückigen Behalten gezogen, wurden bei dieser Arbeitsweise angewandt. Die Dosen waren mit Aluminiumfeinanteilen und Ziehölen bedeckt.

Testproben wurden wie folgt behandelt:

^w a) Besprüht mit der obigen, auf 54⁰C (130⁰F) gehaltenen Reinigungslösung für 1 min,

b) gespült mit Wasser durch Eintauchen für 30 s in kaltem
Wasser,

c)· 30 s stehen gelassen, darauf auf Wasserdurchbrechungen
innen und außen untersucht und

d) die Innenseite mit einem sauberen, weißen Tuch gewischt und dieses auf Aluminiumfeinanteile geprüft;

Eine Dose wurde wie oben getestet und die Ergebnisse festgehalten. Dann wurden 5 ml einer Kühlölemulsion, wie sie von
Reynolds Aluminum Company beim Ziehen und Formen von Aluminiumdosen verwendet wird, der Reinigungslösung zugesetzt und eine weitere Dose getestet und die Ergebnisse festgehalten. Weitere

-Vf-

5 ml Kühlöl wurden dann dem Bad zugesetzt und eine weitere Dose getestet und die Ergebnisse festgehalten. Weitere 5 ml Teilmengen Kühlöl wurden zugesetzt und eine Dose nach jedem Zusatz getestet, bis Wasserdurchbrechungen erhalten wurden. Nach jeder Zugabe von Kühlöl wurde die Schaummenge im Bad festgestellt.

Die Ergebnisse dieser Tests sind in der folgenden Tabelle I wiedergegeben:

Tabelle I

Zusatz von Kühlöl- emulsion	Ausmaß der Was- serdurchbrechun-=- gen	Aluminium feinanteile _ Tuch _	Schaum am im Bad
0	keine	keine	kein
5 ml	keine	keine	• * sehr gering
10 ml	keine	keine	11 Il
15 ml	keine	keine	Il Il
20 ml	keine	keine	Il Il
25 ml	keine	keine	Il Il
30 ml	gering	keine	Il Il

* "sehr gering" bedeutet nicht mehr als 0,6 cm (1/4") Schaum." Beispiel 2

6 1 Reinigungslösung wurden durch Zugabe von 28,02 g H-SO. (spez. Gew. 1,84 bzw. 66° Baume), 1,30 g Natrium-2-butoxyäthoxyacetat und 20 TpM Flußsäure zu Wasser hergestellt. Diese Reinigungslösung enthält 4,67 g/l H₂SO₄ (spez. Gew. 1,84 bzw. 66° Baume) und 0,217 g/l Natrium-2-butoxyäthoxyacetat (d.h. die Hälfte der Menge der Reinigungslösung des Beispiels 1) .

- Χϊ -

-Al*.

Aluminiumdosen aus dem gleichen Ansatz wie im Beispiel 1 wurden gemäß den in Beispiel 1 angegebenen Bedingungen und Arbeitsweisen mit folgenden Ergebnissen getestet:

Tabelle II
Zusatz von Kühlöl- Ausmaß der Was- Aluminiumfein- Schaum

emulsion	serdurchbrechungen	anteile am	Tuch im Bad
0	keine	keine	kein
5 ml	Il	Il	sehr gering*
10 ml	Il	Il	Il Il
15 ml	"	"	Il Il
20 ml	Il	Il	Il Il
25 ml	Il	Il	Il Il
30 ml '	aerincr	Il	Il Il

* "sehr gering" bedeutet nicht mehr als 0,6 cm (1/4") Schaum.

Vergleichsbeispiel '3

6 1 einer wässrigen Reinigungslösung wurden hergestellt, die die folgenden Mengen an Bestandteilen pro 1 enthielten:

H₃SO₄ (spez. Gew. 1,84 bzw. 66° Baume) 4,67 g Natrium-2-äthylhexylsulfat 0,464 g (0,98 ml

TERGITOL ANIONIC 08)

HF. 20 TpM

Aluminiumdosen aus dem gleichen Ansatz wie die des Beispiels wurden nach den in Beispiel 1 angegebenen Bedingungen und Arbeitsweisen mit folgenden Ergebnissen getestet:

Tabelle III

Zusatz von Kühl-	Ausmaß der Was	Aluminiumfein	Schaum im
ölemulsion	serdurchbrechun	anteile am Tuch	Bad
	gen
0	gering	keine	kein
. 5 ml	verbreitet*	keine	kein
10 ml	verbreitet	■ keine	kein

* "verbreitet" bedeutet kommerziell unannehmbar. Vergleichsbeispiel 4

6 1 einer wässrigen Reinigungslösung wurden mit den in Beispiel 3 angegebenen Bestandteilmengen hergestellt, mit der Ausnahme, daß 0,928 g/l Natrium-2-äthylhexylsulfat verwendet wurden. Testarbeitsweisen wurden wie in Beispiel 3 mit den folgenden Ergebnissen durchgeführt:

	Tabelle IV	Aluminiumfein anteile am Tuch	Schaum im Bad
Zusatz von Kühl- ölemulsion	Ausmaß der Was serdurchbrechun gen	keine keine keine	kein kein kein
0 5 ml 10 ml	gering verbreitet* verbreitet

* "verbreitet" bedeutet kommerziell unannehmbar. Vergleichsbeispiel 5

6 1 eines wässrigen Reinigungsmittels wurden mit den folgenden Bestandteilmengen pro 1 hergestellt:

H₂SO₄ (spez. Gew. 1,84 bzw. 66° Baume) 4,70 g äthoxylierte Abietinsäure

(Hercules Surfactant AR 150)* 1,053 g

Alkylpoly(äthylenoxy)äthanol

(ANTAROX LF-330)* 0,673 g

HF 20 TpM

* Beides nichtionische Tenside

Aluminiumdosen aus der gleichen Charge wie die des Beispiels wurden nach den Arbeitsweisen und Bedingungen des Beispiels 1 mit folgenden Ergebnissen behandelt:

Tabelle V .

Zusatz von Kühlöl- Ausmaß der Was- Aluminium- Schaum im

emulsion serdurchbrechun- feinanteile Bad gen am Tuch

0 keine Spur gering**

5 ml gering Spur gering

10 ml ' verbreitet* Spur gering

* "verbreitet" bedeutet kommerziell unannehmbar

** "gering" bedeutet zwischen 0,6 (1/4") und 2,5 cm (1")

Vergleichsbeispiel 6

1 einer wässrigen Reinigungslösung wurden mit den folgenden Bestandteilmengen pro 1 hergestellt:

H₃SO₄ (spez.Gew. 1,84 bzw. 66° Baume) 4,67 g modifizierter polyäthoxylierter

geradkettiger Alkohol (TRITON DF-16) 0,464 g

(nichtionisches Tensid)

HF 20 TpM

Aluminiumdosen aus der gleichen Charge wie die des Beispiels 1 wurden nach den Arbeitsweisen und Bedingungen dos Beispiels 1 mit folgenden Ergebnissen behandelt:

Zusatz von Kühlöl- Ausmaß der Was- Aluminium- Schaum im emulsion serdurchbrechun- feinanteile Bad

gen am Tuch

0	ml
5	ml
10	ml
15	ml
20	ml
25

keine Spur gering*

" " gering

gering
* "gering" bedeutet zwischen 0,6 cm und 2,5 cm (0,25 und 1 ")

Beispiel 7A und Vergleichsbeispiele 7B, 7C und 7D
Folgende Konzentrate wurden hergestellt:

A pro 1

H₂SO₄ (spez.Gew. 1,84 bzw. 66° Baume) 467,2 g

H₉O 709,6 g

Natrium-2-butöxyäthoxyacetat 43,4 g

H₂SO^ (spez.Gew. 1,84 bzw. 66° Baume) 467,2 g

H₂O 709,6 g

Natrium-2-äthylhexylsulfat 46,4 g

H₃SO₄ (spez. Gew. 1,84 bzw. 66° Baume) 469,6 g

H₂O . 627,0 g äthoxylierte Abietinsäure

(Hercules Surfactant AR 150) 105,3 g

Alkylpoly(äthylenoxy)äthanol

(ANTAROX LF-330) 67,3 g

Ά8-

D pro 1 ■

H₃SO₄ (spez. Gew. 1,84 bzw. 66° Baume) 467,2 g

H₂O 709,6 g Modifizierter polyäthoxylierter gerad-

kettiger Alkohol (TRITON DF-16) 46,4 g

Proben der obigen Konzentrate wurden gemäß den in der folgenden Tabelle VII wiedergegebenen Bedingungen und mit den ebenfalls angegebenen Ergebnissen behandelt:

Tabelle VII
Konzentrat Trockeneis/Aceton-Bad 0⁰C, 24 h

55°C, 24 h

etwas viskose, klare, klare, praktisch klare, praktisch

praktisch farblose Lösung farblose Lösung farblose Lösung

erheblicher Niederschlag

D etwas viskose, hell

braun gefärbte Lösung

erheblicher Nie-· sehr dunkelbrauderschlag ne Verfärbung,

etwas Schichtentrennung

hellbraun gefärbte Lösung

mäßig braun gefärbte Lösung

* Homogene Lösung konnte nicht erhalten werden. TERGITOL 08 als Schicht über der Schwefelsäurelösung.

Das Konzentrat A wurde dann 3 Wochen in einen auf 5O⁰C gehaltenen Ofen gebracht. Wenn die Lösung entnommen wurde, war sie klar und praktisch farblos, d.h., in dieser Zeit war keine Farbveränderung aufgetreten.

-y -

Beispiel 8

6 1 einer wässrigen Reinigungslösung wurden mit folgenden Bestandteilmengen pro 1 hergestellt:

H₂SO^ (spez. Gew. 1,84 bzw. 66° Baume) 4,7 g MIRAWET B . 0,9 g

HF 20 TpM

Aluminiumdosen aus Legierung 3004, zu einstückigen Behältern gezogen, wurden bei dieser Arbeitsweise eingesetzt. Die Dosen waren mit Aluminiumfeinanteilen und Ziehölen bedeckt.

Testproben wurden wie folgt behandelt:

a) Besprüht mit der obigen, bei 53⁰C (125°F) gehaltenen Reinigungslösung;

b) gespült mit Wasser durch Eintauchen in kaltes Wasser für 30 s und

c) 30 s stehen gelassen, worauf sie auf Wasserdurchbrechungen sowohl innen als auch außen untersucht wurden.

Eine Dose wurde wie oben mit einer Sprühzeit in Stufe.a) von 30 s getestet und die Ergebnisse festgehalten. Eine zweite Dose· wurde wie oben mit einer Sprühzeit in Stufe a) von 45 s getestet und die Ergebnisse festgehalten. Dann wurden 200 TpM NALCO XL 174 (ein Kühlmittel auf Mineralölbasis und Gleitmittel zum Ziehen und Abstreckziehen von Aluminiumdosen) zur Reinigungslösung gegeben und eine dritte Dose wie oben mit einer Sprühzeit in Stufe a) von 30 s und eine vierte Dose mit einer Sprühzeit in Stufe a) von 45 s getestet.

Die Ergebnisse dieser Tests sind in Tabelle VIII wiedergegeben:

	Tabelle	VIII
Zusatz von NALCO XL 174, TpM	Sprühzeit	in s
O	30
O	45
200	30
200	45
Vergleichsbeispiel 9

Ausmaß der Wasserdurchbrechungen

keine keine keine keine

6 1 Reinigungslösung wurden durch Zusatz von 4,7 g/l H₂SO. (spez. Gewicht 1,84 bzw. 66° Baume), 1,053 g/l Hercules Surfactant AR-150, 0,673 g/l SURFONIC LF 17 und 20 TpM Flußsäure zu Wasser hergestellt.

Aluminiumdosen aus der gleichen Charge wie in Beispiel 8 wurden gemäß den Bedingungen und Arbeitsweisen des Beispiels mit folgenden Ergebnissen getestet:

	Tabelle IX	Ausmaß der Wasser durchbrechungen
Zusatz von NALCO XL 174, TpM	Sprühzeit in s	keine
0	30-	keine
0	45	verbreitet
200	30	gering
200	45
Beispiel 10

6 1 einer wässrigen, stark mit NALCO XL 174 verunreinigten Reinigungslösung wurden mit den folgenden Bestandteilmengen pro 1 hergestellt:

	(spez.	XL 174	- •	1	• · · ·	• * * «
	MIRAWET B			- »Sr -
	HF			•«Μ-
H₂SO₄	NALCO	Gew.		.84 bzw.	66° Bau:

4,7 g 0,9 g 20 TpM 500 TpM

Aluminiumdosen aus der Legierung 3004, zu einstückigen Behältern gezogen, wurden bei dieser Arbeitsweise eingesetzt. Die Dosen waren mit Aluminiumfeinanteilen und Ziehölen bedeckt.

Testproben wurden wie folgt behandelt:

a) mit Leitungswasser bei 53°C (125°F) 30 s gewaschen;

b) mit der obigen, bei 53⁰C (125⁰F) gehaltenen Reinigungslösung 40 s besprüht;

c) durch Besprühen mit Leitungswasser für '20 s gespült;

d) -durch Besprühen mit entionisiertem Wasser gespült und

e) 30 s stehen gelassen, worauf sie auf Wasserdurchbrechungen sowohl innen als auch außen untersucht wurden.

Eine Dose wurde,wie oben beschrieben,getestet und die Ergebnisse festgehalten. Dann wurde zu einem Teil der wie oben erwähnt verunreinigten Reinigungslösung 0,9 g/l des wenig schäumenden nichtionischen Tensids PLURAFAC RA 30 gegeben und eine weitere Dose wie oben beschrieben getestet. Diese Arbeitsweise wurde mit der Zugabe von 0,9 g/l der verschiedenen,wenig schäumenden,nichtionischen Tenside der folgenden Tabelle zu frischen Anteilen der wie oben erwähnt verunreinigten Reinigungslösung wiederholt. Die erzielten Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle X wiedergegeben.

Tabelle X

Zugabe von 0,9 g/l nicht- Ausmaß der Wasserdurchionischen Tensids brechungen

kein . verbreitet

PLURAFAC RA 30 gering

TRITON DF 16 ' keine

SURFONIC LF 7 keine

SURFONIC LF 17 . keine

ANTAROX LF 3 30 mäßig

Wie aus diesem Beispiel zu ersehen ist, erhöht die Gegenwart einer geringen Menge eines wenig schäumenden nichtionischen Tensids zusätzlich zu dem Alkalimetall-2-butoxyäthoxyacetat das Reinigungsvermögen des Mittels beträchtlich, selbst wenn sehr starke Verunreinigungen eines kommerziell verwendeten Kühlmittels im erfindungsgemäßen Mittel vorliegen.

Claims

321805A

7. Mai 1982 1352Ά

Patentansprüche

Wässrige Reinigungslösung zum Entfernen und Lösen von Aluminiumfeinteilen und Reinigen der Aluminiumoberflächen von Schmierölen, Schwefelsäure, Flußsäure und ein Tensid umfassend, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung 1 bis 10 g/l Schwefelsäure, 0,005 bis 0,1 g/l Flußsäure und 0,1 bis 10 g/l Alkalimetall-2-butoxyäthoxyacetat umfaßt.

2. Lösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkalimetall-2-butoxyäthoxyacetat Natrium-2-butoxyäthoxyacetat ist und dieses in einer Menge von 0,2 bis 0,8 g/l vorliegt.

3. Lösung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert 1,0 bis 1,8 ist.

4. Lösung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwefelsäure in einer Menge von 3 bis 5 g/l und die Flußsäure in einer Menge von 0,01 bis 0,03 g/l zugegen ist.

5. Lösung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flußsäure in solcher Menge vorliegt, daß die Lösung eine Aluminiumauflösungsgeschwindigkeit von 90 bis 280 mg/m² behandelter Aluminiumoberfläche bei einer Temperatur von 54⁰C und einer Kontaktzeit von 1 min hat.

— 2 —

6. Wässriges Lösungskonzentrat zur Bildung der wässrigen Reinigungslösung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Konzentrat 200 bis 600 g/l Schwefelsäure und 0,01 bis 10 Gewichtsteile Alkalimetall-2-butoxyäthoxyacetat pro Gewichtsteil Schwefelsäure aufweist.

7. Konzentrat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkalimetall-2-butoxyäthoxyacetat Natrium-2-butoxyäthoxyacetat ist und dieses zu 0,04 bis 0,27 Gewichtsteilen pro Gewichtsteil Schwefelsäure vorliegt.

8. Verfahren zur Reinigung einer Aluminiumoberfläche durch

(a) Zusammenbringen der Oberfläche mit einer wässrigen, Schwefelsäure, Flußsäure und ein Tensid aufweisenden Reinigungslösung und (b) Spülen der Aluminiumoberfläche zum Entfernen der Reinigungslösung, dadurch gekennzeichnet, daß als Reinigungslösung die Lösung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 verwendet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung bei 46 bis 63°C gehalten wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß 90 bis 280 mg Aluminium pro m² Oberfläche gelöst werden.