JP2007197775A - アルミニウム系金属材料用酸性洗浄剤及びその洗浄方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明によれば、特定の構造を有する有機スルホン酸を所定量含有する酸性洗浄剤を用いることにより、フッ素を用いることなく、より低温下でアルミニウム系金属材料の表面を清浄化して均一な化成皮膜を形成することができる。
【選択図】なし
Description
有機スルホン酸は、低温条件下においても十分なエッチング効果を発揮し、アルミニウムのみならずマグネシウムや銅等の不純物元素をもエッチングする。本実施形態で用いられる有機スルホン酸は、下記の式(1)で表される構造を有する。
無機酸は、エッチング促進剤としての機能を有する。無機酸の具体例としては、硫酸、硝酸、リン酸が挙げられ、これらの無機酸が単独使用若しくは併用される。なお、Nフリー及びPフリーの観点から、硫酸がより好ましく用いられる。
通常、酸性洗浄液中でのアルミニウムのエッチング反応は、アルミニウムがアルミニウムイオン(Al3+)となるアノード反応と、酸性洗浄液中のH+が還元されて1/2H2となるカソード反応とからなる。このため、酸性洗浄液中に第二鉄イオン(Fe3+)のような酸化型金属イオンを添加すると、このFe3+がFe2+に還元されるアノード反応が前記H+の還元と同時に起こり、アルミニウムのエッチング反応が促進される。また、化成処理皮膜の形成及び形成された皮膜と金属との密着性を向上させる。
界面活性剤は、主として、アルミニウム系金属材料の表面に付着していた油脂成分を除去する機能を有する。特に、DI加工後のアルミニウム缶ボディーであれば、潤滑剤を除去する役割を担う。また、除去された油脂成分や潤滑剤成分が、洗浄剤中で浮遊することを防止する機能も有する。即ち、油脂成分や潤滑剤成分が洗浄剤中で浮遊してしまった場合には、アルミニウム系金属材料の表面に再吸着してしまうおそれがあったところ、この界面活性剤を用いることにより、これを回避できる。
3004合金のアルミニウム板をDI加工して得られた、潤滑油とスマットが付着した蓋なし容器を準備した。これを、有機スルホン酸として、HSO3−CH2CH2CH2OHを10g/l含有する酸性洗浄剤を用いて、処理温度65℃で45秒間スプレー処理した。次いで、15秒間水道水で洗浄し、さらに、化成処理剤(「アルサーフ450」日本ペイント社製)により、皮膜Zr量を11mg/m2に処理条件を調整して、40℃で12秒間化成処理を行った。化成処理後、15秒間水道水で洗浄し、続いて5秒間脱イオン水でスプレー水洗し、195℃で3分間乾燥させた。
有機スルホン酸として、(HSO3−CH2CH(OH)CH2OH)、硫酸を0.01g/lを10g/l含有する酸性洗浄剤を用いた以外は、実施例1と同条件で処理した。
有機スルホン酸として、メタンスルホン酸(HSO3−CH3)を10g/l、及び、硫酸を10g/l含有する酸性洗浄剤を用いた以外は、実施例1と同条件で処理した。
有機スルホン酸として、(HSO3−CH2OH)を10g/l、及び、硫酸を10g/l含有する酸性洗浄剤を用いた以外は、実施例1と同条件で処理した。
有機スルホン酸として、(HSO3−CH2CH2OH)を10g/l、及び、硫酸を10g/l含有する酸性洗浄剤を用いた以外は、実施例1と同条件で処理した。
有機スルホン酸として、(HSO3−CH2CH2CH2OH)を10g/l、及び、硝酸を5g/l含有する酸性洗浄剤を用いた以外は、実施例1と同条件で処理した。
有機スルホン酸として、(HSO3−CH2CH(OH)CH2OH)を10g/l、及び、リン酸を5g/l含有する酸性洗浄剤を用いた以外は、実施例1と同条件で処理した。
有機スルホン酸として、メタンスルホン酸(HSO3−CH3)を0.5g/l、(HSO3−CH2CH2OH)を0.5g/l、硫酸を10g/l、第二鉄イオン1g/l、及び、界面活性剤2g/lを含有する酸性洗浄剤を用い、処理温度60℃とした以外は、実施例1と同条件で処理した。
有機スルホン酸として、メタンスルホン酸(HSO3−CH3)を0.5g/l、(HSO3−CH2CH(OH)CH2OH)を0.5g/l、硫酸を10g/l、第二鉄イオン1g/l、及び、界面活性剤2g/l含有する酸性洗浄剤を用い、処理温度60℃とした以外は、実施例1と同条件で処理した。
有機スルホン酸として、メタンスルホン酸(HSO3−CH3)を25g/l、硫酸を25g/l、第二鉄イオン1g/l、及び、界面活性剤2g/lを含有する酸性洗浄剤を用い、処理温度50℃とした以外は、実施例1と同条件で処理した。
有機スルホン酸として、(HSO3−CH2CH2OH)を25g/l、硫酸を25g/l、第二鉄イオン1g/l、及び、界面活性剤2g/lを含有する酸性洗浄剤を用い、処理温度50℃とした以外は、実施例1と同条件で処理した。
有機スルホン酸として、(HSO3−CH2CH(OH)CH2OH)を25g/l、硫酸を25g/l、第二鉄イオン1g/l、及び、界面活性剤2g/lを含有する酸性洗浄剤を用い、処理温度50℃とした以外は、実施例1と同条件で処理した。
有機スルホン酸として、(HSO3−CH2CH(OH)CH2OH)を25g/l、硝酸を25g/l、第二鉄イオン1g/l、及び、界面活性剤2g/lを含有する酸性洗浄剤を用い、処理温度40℃とした以外は、実施例1と同条件で処理した。
有機スルホン酸として、(HSO3−CH2CH2OH)を0.01g/l、硝酸を25g/l、第二鉄イオン1g/l、及び、界面活性剤2g/lを含有する酸性洗浄剤を用い、処理温度75℃とした以外は、実施例1と同条件で処理した。
有機スルホン酸として、メタンスルホン酸(HSO3−CH3)を25g/l、硫酸を25g/l、第二鉄イオン0.1g/l、及び、界面活性剤2g/lを含有する酸性洗浄剤を用い、処理温度65℃とした以外は、実施例1と同条件で処理した。
有機スルホン酸として、メタンスルホン酸(HSO3−CH3)を25g/l、硫酸を25g/l、第二鉄イオン4g/l、及び、界面活性剤2g/lを含有する酸性洗浄剤を用い、処理温度65℃とした以外は、実施例1と同条件で処理した。
有機スルホン酸として、メタンスルホン酸(HSO3−CH3)を25g/l、硫酸を25g/l、第二鉄イオン1g/l、及び、界面活性剤0.1g/lを含有する酸性洗浄剤を用い、処理温度65℃とした以外は、実施例1と同条件で処理した。
有機スルホン酸として、メタンスルホン酸(HSO3−CH3)を25g/l、硫酸を25g/l、第二鉄イオン1g/l、及び、界面活性剤10g/lを含有する酸性洗浄剤を用い、処理温度50℃とした以外は、実施例1と同条件で処理した。
硫酸を25g/l、第二鉄イオン1g/l、及び、界面活性剤2g/lを含有する酸性洗浄剤を用い、処理温度50℃とした以外は、実施例1と同条件で処理した。
有機スルホン酸として、メタンスルホン酸(HSO3−CH3)を0.005g/l、硫酸を25g/l、第二鉄イオン1g/l、及び、界面活性剤2g/lを含有する酸性洗浄剤を用い、処理温度50℃とした以外は、実施例1と同条件で処理した。
(a)外観
乾燥後の容器内の白さを目視にて判定した。脱脂及び脱スマットが完全で十分にエッチングされた白い外観を有する場合に良とし、白化の程度に応じて以下の5段階評価した。
◎・・・全面白色
○・・・部分的に薄く灰色
△・・・全体に薄く灰色
×・・・部分的に灰色
××・・・全面灰色
スプレー水洗直後の容器を3回振って水切りし、容器を上向きに静置して30秒後の容器外表面の水ぬれ面積(%)を測定した。
乾燥後の容器内面に透明粘着テープを密着し、次にこれを剥離して白色台紙上に貼り付け、テープ張り付け面の白さを他の台紙部分と比較した。完全にスマットが除去されて汚染のない場合を良とし、汚染の程度に応じて以下の5段階で評価した。
5・・・汚染なし
4・・・痕跡程度の汚染
3・・・僅微な汚染
2・・・中等な汚染
1・・・多大な汚染
本実施例及び比較例の組成物によって表面処理を行った被処理物を、沸騰水道水中に30分間浸漬した後の外見評価を次の基準で行った。
○・・・外観の変化なし
△・・・僅かに黒変
×・・・黒変
Claims (5)
- さらに、硫酸、硝酸、及び、リン酸よりなる群から選択される少なくとも1種の無機酸を0.01g/l以上25g/l以下含有する請求項1記載のアルミニウム系金属材料用酸性洗浄剤。
- さらに、3価の鉄イオンを0.05g/l以上4g/l以下含有する請求項1又は2記載のアルミニウム系金属材料用酸性洗浄剤。
- さらに、界面活性剤を0.1g/l以上10g/l以下含有する請求項1から3いずれか記載のアルミニウム系金属材料用酸性洗浄剤。
- 請求項1から4いずれか記載のアルミニウム系金属材料用酸性洗浄剤の液温を40℃以上75℃以下とし、これをアルミニウム系金属材料の表面に接触させて洗浄する工程を含むアルミニウム系金属材料の洗浄方法。
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