DE69600720T2

DE69600720T2 - Zusammensetzung, Lösung und Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Aluminium und seinen Legierungen

Info

Publication number: DE69600720T2
Application number: DE69600720T
Authority: DE
Inventors: Satoshi Tokyo Ikeda; Masayuki Chiba Kamimura
Original assignee: Nippon Paint Co Ltd
Current assignee: Nippon Paint Co Ltd
Priority date: 1995-11-20
Filing date: 1996-11-13
Publication date: 1999-05-06
Anticipated expiration: 2016-11-14
Also published as: KR100335677B1; CN1157336A; EP0774535B1; TW415972B; EP0774535A1; US5728233A; DE69600720D1; CN1072279C; JP3437023B2; JPH09143752A; KR970025734A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft eine Lösung zur Oberflächenbehandlung von Aluminium und seinen Legierungen und ein Verfahren zur Behandlung eines Produkts aus Aluminium oder Aluminiumlegierung und insbesondere eine Lösung und ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Aluminium und seinen Legierungen, das eine höchst gleichmäßige dünne Beschichtung erzeugt und eine Schutzbeschichtung mit gutem Aussehen, Korrosionsbeständigkeit und Anstrichhaftung auf dem Produkt liefert.

BESCHREIBUNG DES VERWANDTEN FACHGEBIETES

Herkömmlicherweise wurden die Oberflächen von Aluminium und Aluminiumlegierungen mit einer Chromatbehandlung oder einer Eloxalbehandlung versehen. Die Chromatbehandlung erzeugt jedoch Umweltverschmutzung, ist giftig für die Gesundheit des Menschen und erzeugt Abfallschlamm, der nicht leicht entsorgt werden kann. Andererseits erfordert die Eloxalbehandlung schwere Ausrüstung, verbraucht viel elektrische Energie und ist unwirtschaftlich.
Verschiedene Nichtchromatbehandlungsverfahren sind vorgeschlagen worden, um diese Probleme zu lösen. Zum Beispiel schlägt US-A-4148670, betitelt "Wäßrige Beschichtungslösung für Aluminium zur sauren Umsetzung", saure wäßrige Beschichtungslösungen vor, die Zirconium, Titan oder Gemische derselben enthalten, die Phosphate und Fluoride enthalten und einen pH-Wert im Bereich von ungefähr 1,5 bis ungefähr 5,4 aufweisen.
Weiterhin schlägt die japanische Patentveröffentlichung Sho 57-39314, betitelt "Verfahren zur Behandlung von Aluminiumoberflächen", eine Oberflächenbehandlung für Aluminium und seine Legierungen vor, bei der saure wäßrige Lösungen verwendet werden, die ein, zwei oder mehrere Titansalze oder Zirconiumsalze mit einer Konzentration als Metall von 0,01-10 g/l, eine Peroxidkonzentration von 0,005-5 g/l und eine, zwei oder mehrere Phosphorsäuren oder kondensierte Phosphorsäuren mit einer Konzentration als Phosphorsäure von 0,05-20 g/l enthalten, wobei diese Stoffe in einem Gewichtsverhältnis von 1-10 : 0,1-10 : 1,5-30 vorliegen.
Die obengenannte US-A-4148670 "Wäßrige Beschichtungslösung für Aluminium zur sauren Umsetzung" und die japanische Patentveröffentlichung Sho 57-39314 "Verfahren zur Behandlung von Aluminiumoberflächen" können verwendet werden, um eine Schutzbeschichtung auf der Oberfläche von beispielsweise Getränkebehältern aus Aluminium oder Aluminiumlegierung zu erzeugen.
Normalerweise werden Getränkebehälter aus Aluminium oder Aluminiumlegierung durch eine Bearbeitungstechnik hergestellt, die als Strecken und Abstreckziehen (DI-Verfahren) bekannt ist. Während des Bearbeitungsvorganges wird Schmieröl auf die Metalloberfläche aufgetragen, und Aluminiumpulver (Smat) wird erzeugt, um an der Innenwand des geformten Behälters zu haften. Deshalb muß im allgemeinen vor der chemischen Behandlung das Schmieröl oder Smat von der Metalloberfläche entfernt werden, und nach der Reinigung wird die Metalloberfläche des Behälters durch die chemische Behandlung und Beschichtung geschützt.
In den letzten Jahren gab es zur Verringerung der Kosten einen Trend, den äußeren Durchmesser der Dosendeckel von 206 (6,0 cm) auf 204 (annähernd 5,7 cm) und 202 (annähernd 5,4 cm) zu verkleinern. Der Durchmesser des oberen Teils des Behälters muß deshalb auch verkleinert werden und "Querschnittsverminderung" der oberen Teile der Dosen nach der Beschichtung wird nunmehr ein zunehmend wichtiger Punkt. Deshalb ist eine höhere Anstrichhaftung für diese Dosen mit kleinerem Durchmesser erforderlich.
In der Lösung zur Oberflächenbehandlung, die in der obengenannten japanischen Patentveröffentlichung Sho 57-39314 "Verfahren zur Behandlung von Aluminiumoberflächen" des Standes der Technik verwendet wird, wird kein Versuch unternommen, den Oxidfilm zu entfernen, der sich auf der Metalloberfläche bildet, bevor bestimmte Chemikalien hinzugegeben werden, daher wird die chemische Beschichtung über der Oxidschicht erzeugt. Die chemische Beschichtung wird deshalb ungleichmäßig über der Oxidschicht erzeugt, und wenn versucht wird, der Dose ausreichende Antikorrosionseigenschaften zu verleihen, wie z. B. die Eigenschaften Beständigkeit gegen siedendes Wasser oder Wasserdampfbeständigkeit (Retortenbeständigkeit), muß die Dicke der chemischen Beschichtung erhöht werden. Wenn jedoch die Dicke der chemischen Beschichtung erhöht wird, wird die Haftung zwischen der Beschichtung und der Metalloberfläche, d. h. die Anstrichhaftung, während des Vorgangs der Querschnittsverringerung unzureichend. Wenn andererseits versucht wird, ausreichende Anstrichhaftung bereitzustellen, indem die chemische Beschichtung dünn gemacht wird, werden, da die Beschichtung ungleichmäßig ist, die erforderlichen Antikorrosionseigenschaften nicht erhalten.
Das in der obengenannten US-A-4148670 "Wäßrige Beschichtungslösung für Aluminium zur sauren Umsetzung" beschriebene Fluorid ätzt die Oxidschicht auf der Metalloberfläche und entfernt sie dabei, da jedoch kein chemischer Stoff vorhanden ist, um den Sauerstoff in der Oxidschicht aufzunehmen, wird die Metalloberfläche reoxidiert. Die chemische Beschichtung wird daher wiederum über der Oxidschicht erzeugt, und im Ergebnis ist die Beschichtung ungleichmäßig. Wenn versucht wird, Korrosionsbeständigkeit zu erhalten, wenn die chemische Beschichtung nicht ausreichend gleichmäßig ist, muß die chemische Beschichtung dicker erzeugt werden, und ihre Haftung wird deshalb schlecht. Um ausreichende Anstrichhaftung zu erhalten, muß die chemische Beschichtung dünner hergestellt werden, da jedoch die Beschichtung dann ungleichmäßig ist, ist ihre Korrosionsbeständigkeit unzulänglich.
Mit anderen Worten war es bei der Verwendung des herkömmlichen Oberflächenbehandlungsverfahrens schwierig, im Fall der Dosen mit geringem Durchmesser die beiden Aufgaben der Korrosionsbeständigkeit und Anstrichhaftung zu erreichen.
EP-A-0015020 offenbart eine wäßrige Lösung zur Behandlung von Metallen oder Legierungen einschließlich Aluminium und Aluminiumlegierungen, wobei die Lösung einen pH- Wert von 1,5 bis 3 hat, frei von Chrom ist und gelöstes Phosphat eines Metalls mit einer Wertigkeit von zwei oder mehr, ein einfaches oder komplexes Fluorid, wie z. B. ein Fluorotitanat, ein Fluorozirconat, ein Fluorostannat, ein Fluoroborat oder ein Fluorosilicat und einen gelösten Verarbeitungshilfsstoff, ausgewählt aus Molybdat-, Wolframat-, Vanadat-, Niobat- und Tantalationen, enthält. Die Lösung kann ein Hypophosphit enthalten.
US-A-4148670 offenbart eine wäßrige saure Lösung zur Erzeugung einer anhaftenden, korrosionsbeständigen Beschichtung auf einer Aluminiumoberfläche, wobei die Lösung lösliche Verbindungen von Zirconium und/oder Titan, Fluorid und Phosphat in gelöster Form enthält. Das Phosphat kann durch Phosphorsäure in ihrer Ortho-, Meta-, Pyro-, Tripoly- oder Hypoform oder deren Salze bereitgestellt werden.

BESCHREIBUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG

Es ist deshalb eine Aufgabe dieser vorliegenden Erfindung, eine Lösung zur Oberflächenbehandlung und ein Verfahren zur Behandlung von Aluminium und seinen Legierungen bereitzustellen, das eine höchst gleichmäßige dünne Beschichtung erzeugt und eine Schutzbeschichtung mit einem guten Aussehen, Korrosionsbeständigkeit und Anstrichhaftung liefert.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine wäßrige Lösung zur Oberflächenbehandlung von Aluminium und seinen Legierungen bereitgestellt, umfassend (a) mindestens eine Art von Phosphorsäure oder eines Salzes davon, (b) mindestens eine Art von Zirconium- oder Titanverbindung und (c) wirksames Fluorid; wobei (a) mindestens eine Art von Phosphorsäure, kondensierter Phosphorsäure oder eines Salzes dieser Säuren ist und die Konzentration der Säuren oder Salze als PO&sub4; im Bereich von 10-500 ppm liegt; die Konzentration von (b) als Metall im Bereich von 10-500 ppm liegt; die Konzentration von (c) als Fluor im Bereich von 1-50 ppm liegt; die wäßrige Lösung weiterhin (d) mindestens eine Art von phosphoriger Säure, hypophosphoriger Säure oder eines Salzes dieser Säuren enthält, die Konzentration der Säuren oder Salze als PO&sub3; oder hypophosphorige Säure im Bereich von 10-5000 ppm liegt; und die wäßrige Lösung einen pH-Wert hat, der im Bereich von 1,5-4,0 liegt.
Außerdem wird gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Produkts aus Aluminium- oder Aluminiumlegierung bereitgestellt, bei dem eine wäßrige Lösung zur Oberflächenbehandlung gemäß der einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit dem Produkt in Berührung gebracht wird und wobei die Behandlungstemperatur 25-60ºC beträgt.
Wenn die wäßrige Behandlungslösung verwendet wird, um eine chemische Beschichtung auf einer Metalloberfläche zu erzeugen (d. h., eine Oberflächenbehandlung durchgeführt wird), ätzt das Fluorid in der Lösung die Oxidschicht auf der Metalloberfläche und entfernt sie dabei von der Oberfläche. Die phosphorige Säure, hypophosphorige Säure oder Salze dieser Säuren in der Lösung wirken als Reaktionspromotoren. Es wird angenommen, daß sie als Reduktionsmittel wirken, die die Oxidation der freien Aluminiumoberfläche verhindern. Wegen der Wirkung der Zirconium- und/oder Titanverbindungen, Fluoride, Phosphorsäuren und/oder kondensierten Phosphorsäuren und phosphorigen Säuren und/oder hypophosphorigen Säuren wird ein Komplexsalz erzeugt, worauf zurückzuführen ist, daß auf der Metalloberfläche eine feste Beschichtung erzeugt wird.

BEVORZUGTE FORMEN DER ERFINDUNG

Beispiele von Phosphorsäure oder Phosphaten sind H&sub3;PO&sub4;, (NH&sub4;)H&sub2;PO&sub4;, Alkalimetallphosphate, wie z. B. NaH&sub2;PO&sub4;, KH&sub2;PO&sub4; und Erdalkalimetallphosphate, wie z. B. Calciumphosphat oder Magnesiumphosphat. Beispiele kondensierter Phosphorsäuren sind Pyrophosphorsäure, Tripolyphosphorsäure, Metaphosphorsäure oder Ultraphosphorsäure, und Beispiel kondensierter Phosphate sind Alkalimetallsalze, wie z. B. diejenigen von Natrium oder Kalium, Erdalkalimetallsalze, wie z. B. diejenigen von Calcium oder Magnesium, oder Ammoniumsalze.
Beispiele von Zirconiumverbindungen sind Fluorzirconsäure (H&sub2;ZrF&sub6;) und Lithium-, Natrium-, Kalium- oder Ammoniumsalze der Fluorzirconsäure (Li&sub2;ZrF&sub6;, Na&sub2;ZrF&sub6;, K&sub2;ZrF&sub6;, (NH&sub4;)&sub2;ZrF&sub6;), Zirconiumsulfat (Zr(SO&sub4;)&sub2;), Zirconylsulfat (ZrO(SO&sub4;)), Zirconiumnitrat (Zr(NO&sub3;)&sub4;), Zirconylnitrat (ZrO(NO&sub3;)&sub2;), Zirconiumacetat oder Zirconiumfluorid (ZrF&sub4;).
Beispiel von Titanverbindungen sind Fluortitansäure (H&sub2;TiF&sub6;) und Lithium-, Natrium-, Kalium- oder Ammoniumsalze der Fluortitansäure (Li&sub2;TiF&sub6;, Na&sub2;TiF&sub6;, K&sub2;TiF&sub6;, (NH&sub4;)&sub2;TiF&sub6;), Titansulfat (Ti(SO&sub4;)&sub2;), Titanylsulfat (TiO(SO&sub4;)), Titannitrat (Ti(NO&sub3;)&sub4;), Titanylnitrat (TiO(NO&sub3;)&sub2;) oder Titanfluorid (TiF&sub3;, TiF&sub4;).
Beispiele von Fluoriden sind Fluorwasserstoffsäure (HF), Ammoniumfluorid (NH&sub4;F), Ammoniumhydrogenfluorid (NH&sub4;HF&sub2;), Natriumfluorid (NaF) und Natriumhydrogenfluorid (NaHF&sub2;).
Beispiele von Phosphiten und Hypophosphiten sind Alkalimetallsalze, wie z. B. diejenigen von Natrium oder Kalium, Erdalkalimetallsalze, wie z. B. diejenigen von Calcium oder Magnesium, und Ammoniumsalze.
Wenn die mindestens eine Art von Phosphorsäuren, kondensierten Phosphorsäuren oder Salzen dieser Säuren eine Konzentration in der Behandlungslösung, ausgedrückt als PO&sub4;, von weniger als 10 ppm hat, erfolgt bei Berührung mit siedendem Wasser Schwarzfärbung. Wenn andererseits Phophorsäuren übermäßig vorhanden sind, erfolgt bei Berührung mit siedendem Wasser nicht nur Schwarzfärbung, sondern es wird auch die Anstrichhaftung schlechter, deshalb liegt ihre Konzentration als PO&sub4; bei nicht mehr als 500 ppm. Ihre Konzentration, ausgedrückt als PO&sub4;, liegt vorzugsweise bei 10-100 ppm.
Wenn die mindestens eine Art von Zirconium- oder Titanverbindungen eine Konzentration in der Behandlungslösung von weniger als 10 ppm hat, wird die chemische Beschichtung fast nicht erzeugt. Wenn andererseits Zirconiumverbindungen usw. im Überschuß zugesetzt werden, wird kein verstärkter Effekt erhalten, deshalb liegt ihre Konzentration als Metall bei nicht mehr als 500 ppm. Ihre Konzentration als Metall beträgt vorzugsweise 10-100 ppm.
Wenn in der Behandlungslösung die wirksamen Fluoride eine Konzentration als Fluor von weniger als 1 ppm haben, erfolgt fast keine Ätzung der Aluminiumoberfläche, somit verschlechtert sich die Haftung zwischen der Oberfläche des Aluminiums und der Aluminiumlegierungen und der Beschichtung. Wenn andererseits der Fluoridgehalt unangemessen hoch ist, ist die Geschwindigkeit des Ätzens schneller als die der Erzeugung der Beschichtung, so daß es schwierig ist, die Beschichtung zu erzeugen, zusätzlich dazu ist die Schwarzfärbung bei Berührung mit siedenden Wasser schlechter, und die Anstrichhaftung verschlechtert sich. Deshalb liegt die Konzentration der Fluoride als Fluorid bei nicht mehr als 50 ppm. Die Konzentration der Fluoride als Fluorid beträgt vorzugsweise 3-50 ppm.
Hier bezeichnet der Begriff "wirksames Fluorid" ein Fluorid, das Fluoridion in die Behandlungslösung freisetzt, wobei das freie Fluoridion (F) in der Lösung nachfolgend als "wirksames Fluoridion" bezeichnet wird. Die Konzentration dieses wirksamen Fluoridions wird gefunden, indem die Lösung unter Verwendung eines Meßgerätes mit einer Fluoridionenelektrode vermessen wird. Zusätzlich zum Ätzen der Oxidschicht auf der Aluminiumoberfläche stoppt oder verhindert das wirksame Fluoridion die Erzeugung von Zirconium- und/oder Titanphosphatniederschlägen in der Behandlungslösung. Es bildet auch Komplexe mit Aluminium, das sich während der Oberflächenbehandlung in der Lösung gelöst hat, so daß es keine nachteilige Wirkung auf den Vorgang der Oberflächenbehandlung hat.
Wenn in der Behandlungslösung die mindestens eine Art von phosphorigen Säuren, hypophosphorigen Säuren oder Salzen dieser Säuren eine Konzentration als PO&sub3; oder hypophosphorige Säure von weniger als 10 ppm hat, ist die chemische Beschichtung nicht ausreichend gleichmäßig. Wenn andererseits die Konzentration der phosphorigen Säuren oder der hypophosphorigen Säure in der Lösung unangemessen hoch ist, verschlechtert sich die Anstrichhaftung. Deshalb liegt ihre Konzentration als PO&sub3; oder hypophosphorige Säure bei nicht mehr als 5000 ppm und beträgt als PO&sub3; oder hypophosphorige Säure vorzugsweise 50-500 ppm.
Materialien, die für die Behandlung mit der Behandlungslösung gemäß dieser Erfindung geeignet sind, sind Aluminium und/oder Aluminiumlegierungen. Beispiele von Aluminium und/oder Aluminiumlegierungen sind Aluminium, Aluminium-Kupfer, Aluminium-Zink, Aluminium-Mangan, Aluminium-Magnesium, Aluminium-Magnesium-Silicium oder Aluminium-Zink- Magnesium. Die Erfindung kann auf diese Materialien in Form von Blatt, Stab, Draht oder Rohr oder auf Getränkedosen oder dergleichen aufgebracht werden.
Die Behandlungslösung dieser Erfindung ist sauer und hat einen pH-Wert, der im Bereich von 1,5-4,0, vorzugsweise 2,0-3,5, liegt. Wenn der pH-Wert der Behandlungslösung kleiner als 1,5 ist, ist das Ätzen zu stark, ist es schwierig, die Beschichtung zu erzeugen, ist die Schwärzung bei Berührung mit siedendem Wasser schlechter und verschlechtert sich die Anstrichhaftung. Wenn andererseits der pH-Wert der Behandlungslösung 4,0 übersteigt, wird die Behandlungslösung trübe, und es bildet sich Schlamm. Weil darüber hinaus die Beschichtung fast nicht erzeugt wird, ist die Schwärzung bei Berührung mit siedendem Wasser schlechter.
Die Behandlungstemperatur des Oberflächenbehandlungsverfahrens (nachfolgend einfach als "Behandlungsverfahren" bezeichnet), liegt im Bereich von Raumtemperatur bis 60ºC, aber vorzugsweise bei 30-50ºC. Wenn die Behandlungstemperatur niedriger als Raumtemperatur (z. B. 25ºC) ist, bildet sich die Beschichtung langsam. Wenn die Behandlungstemperatur 60ºC übersteigt, wird die Behandlungslösung trübe, und es bildet sich leicht Schlamm. Weiterhin ist es unwirtschaftlich, da eine große Menge Energie erforderlich ist, um die Temperatur aufrecht zu erhalten.
Die Behandlungszeit des Verfahrens gemäß dieser Erfindung ändert sich in Abhängigkeit von der Behandlungszusammensetzung, der Behandlungstemperatur und dem Behandlungsverfahren, liegt aber im allgemeinen in der Größenordnung von 5-60 Sekunden. Als Beispiele von Behandlungsverfahren gemäß dieser Erfindung können Aluminiumprodukte oder dergleichen in die vorgenannte Behandlungslösung eingetaucht werden, oder jedes auf dem Fachgebiet bekannte Verfahren, wie z. B. Sprühen oder Aufbringen der vorgenannten Behandlungslösung auf die Aluminiumprodukte oder dergleichen, kann angewendet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der wäßrigen Lösung zur Oberflächenbehandlung der vorliegenden Erfindung liegt die Konzentration von (a) als PO&sub4; im Bereich von 10-100 ppm; liegt die Konzentration von (b) als Metall im Bereich von 10-100 ppm; liegt die Konzentration von (c) als Fluor im Bereich von 3-50 ppm und liegt die Konzentration von (d) als PO&sub3; oder hypophosphorige Säure im Bereich von 50-500 ppm. Die Konzentration von (c) als Fluor liegt stärker bevorzugt im Bereich von 3-20 ppm.
Das Aluminiumprodukt kann ein Aluminiumgetränkebehälter sein.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Abb. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen gebogenen Zustand eines in einem Anstrichhafttest verwendeten Teststücks zeigt.
Abb. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die das gebogene Teststück der Abb. 1 von der Rückseite gesehen zeigt.
Abb. 3 ist ein Schaubild, das ein Verfahren zum Testen der Eigenschaften der Anstrichhaftung beschreibt.

BESCHREIBUNG DER EIGENTLICHEN BEISPIELE

Als nächstes soll die Erfindung ausführlicher in bezug auf spezielle Beispiele beschrieben werden.

BEISPIELE 1-18 UND VERGLEICHSBEISPIELE 1-6

(1) Zu behandelnder Gegenstand:
Behälter ohne Deckel, aber mit anhaftendem Schmieröl und Smat, der durch das DI- Verfahren aus einem Blech aus 3004-Aluminiumlegierung erhalten wurde.
(2) Reiniger:
Es wurde der saure Reiniger "Surfcleaner NHC 250" (Nippon Paint) verwendet.
(3) Behandlungsbedingungen:
Der vorgenannte Behälter wurde mit dem vorstehenden Reiniger 60 Sekunden lang bei 75ºC besprüht, um Schmieröl und Smat zu entfernen, und nach 15 Sekunden Abspülen mit Leitungswasser wurde er mit der in Tabelle 1 und Tabelle 2 angegebenen Behandlungslösung besprüht. Dann wurde er, nachdem er 15 Sekunden mit Leitungswasser und 5 Sekunden mit deionisiertem Wasser gespült worden war, 2 Minuten bei 200ºC getrocknet.
(4) Durchführung der Reinigung:
Tests wurden zu den folgenden Punkten durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben.
(a) Schwärzung bei Berührung mit siedendem Wasser:
Der Bodenteil eines Behälters, der aus einem oberflächenbehandelten DI-Behälter (nachstehend als behandelte Dose bezeichnet) herausgeschnitten war, wurde 30 Minuten lang bei 100ºC in siedendes Leitungswasser eingetaucht und das Ausmaß der Schwärzung beobachtet. Die Schwärzung wurde in den folgenden 5 Abstufungen bewertet:
: keine Schwärzung
: schwache Schwärzung
:etwas Schwärzung
x: beträchtliche Schwärzung
xx: starke Schwärzung
(b) Retortenbeständigkeit:
Eine behandelte Dose wurde in Wasserdampf von 125ºC, der erhalten wurde, indem Leitungswasser in einem Drucktopf unter Druck gesetzt wurde, gestellt, und das Ausmaß der Weißfärbung wurde beobachtet. Die Weißfärbung wurde in den folgenden 5 Abstufungen bewertet:
: keine Weißfärbung
: schwache Weißfärbung
: etwas Weißfärbung
x: beträchtliche Weißfärbung
xx: starke Weißfärbung
(c) Anstrichhaftung
Eine wasserhaltige weiße Farbe wurde auf die äußere Oberfläche einer behandelten Dose aufgebracht, dann wurde auf die Oberfläche ein klarer Anstrich (Epoxy-Acryl- Klaranstrich) aufgebracht, eingebrannt und getrocknet, um ein Teststück zu ergeben. Die Anstrichhaftung wurde nach dem Keilbiegungs-Verfahren bewertet. Das Teststück wurde, wie in Abb. 1 gezeigt, von einer Kante von 0 mm Durchmesser zu einem Winkel von 3' gebogen, so daß sein Durchmesser bei 80 mm von dieser Kante 4 mm betrug (Abb. 2). Ein Klebeband wurde, wie in Abb. 3 gezeigt, über den gebogenen Teil gelegt, dann wurde das Klebeband in Richtung des weißen Pfeils in Abb. 3 abgezogen und die von der Kante abgezogene Länge (mm) des Anstrichfilms wurde gemessen. Wenn die Länge der abgezogenen Farbe kürzer ist, ist die Anstrichhaftung besser. Die Testergebnisse sind nachfolgend angegeben. TABELLE 1 TABELLE 2 TABELLE 3
Wie vorstehend beschrieben, wird gemäß der Zusammensetzung zur Oberflächenbehandlung, der Lösung zur Oberflächenbehandlung und dem Verfahren zur Oberflächenbehandlung dieser Erfindung eine höchst gleichmäßige dünne Beschichtung erzeugt, deshalb sind die Verarbeitungs- und Hafteigenschaften denen, die unter Verwendung herkömmlicher Techniken erhalten wurden, weit überlegen, und diese Schutzbeschichtung schafft außerdem ausgezeichnete Beständigkeit gegen Schwärzung bei Berührung mit siedendem Wasser sowie Retortenbeständigkeit.

Claims

1. Wäßrige Lösung zur Behandlung von Aluminium und seinen Legierungen mit einem pH- Wert innerhalb des Bereiches von 1,5-4,0, umfassend (a) mindestens eine Art von Phosphorsäure oder kondensierten Phosphorsäuren oder eines Salzes davon, (b) mindestens eine Art von Zirconium- oder Titanverbindung und (c) wirksames Fluorid, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration von (a) als PO&sub4; im Bereich von 10-500 ppm liegt, daß die Konzentration von (b) als Metall im Bereich von 10-500 ppm liegt, daß die Konzentration von (c) als Fluor im Bereich von 1-50 ppm liegt und daß die wäßrige Lösung weiterhin (d) mindestens eine Art von phosphoriger Säure, hypophosphoriger Säure oder eines Salzes dieser Säuren enthält, wobei die Konzentration der Säuren oder Salze als PO&sub3; oder hypophosphorige Säure im Bereich von 10-5000 ppm liegt.

2. Wäßrige Lösung zur Oberflächenbehandlung von Aluminium und seinen Legierungen gemäß Anspruch 1, wobei die Konzentration von (a) als PO&sub4; im Bereich von 10-100 ppm liegt, die Konzentration von (b) als Metall im Bereich von 10-100 ppm liegt, die Konzentration von (c) als Fluor im Bereich von 3-50 ppm liegt und die Konzentration von (d) als PO&sub3; oder hypophosphorige Säure im Bereich von 50-500 ppm liegt.

3. Wäßrige Lösung zur Oberflächenbehandlung von Aluminium und seinen Legierungen gemäß Anspruch 2, wobei die Konzentration von (c) als Fluor im Bereich von 3-20 ppm liegt.

4. Wäßrige Lösung zur Oberflächenbehandlung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der pH-Wert 2,0-3,5 beträgt.

5. Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Produkts aus Aluminium oder Aluminiumlegierung, wobei eine wäßrige Lösung zur Oberflächenbehandlung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche mit dem Produkt in Berührung gebracht wird und wobei die Behandlungstemperatur 25-60ºC beträgt.

6. Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei die Behandlungstemperatur 30-50ºC beträgt.