JP2015086463A - アルミニウム又はアルミニウム合金用洗浄液 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アルカリ性であり、ジルコニウム化合物をジルコニウム原子換算で10質量ppm以上含有するアルミニウム又はアルミニウム合金用洗浄液。また、アルカリ金属水酸化物、無機リン酸アルカリ金属塩、珪酸アルカリ金属塩及び炭酸アルカリ金属塩からなる群より選択される少なくとも一種のアルカリビルダーを0.05〜50.0g/L、前記ジルコニウム化合物をジルコニウム原子換算で10〜5,000質量ppm含有し、pHは10〜12であることが好ましい。
【選択図】なし
Description
本実施形態に係るアルミニウム又はアルミニウム合金用洗浄液(以下、単に洗浄液という場合がある)は、アルカリ性であり、ジルコニウム化合物を含有する。
本実施形態に係る洗浄液により処理されるアルミニウム又はアルミニウム合金としては、アルミニウム、アルミニウム−銅合金、アルミニウム−マンガン合金、アルミニウム−珪素合金、アルミニウム−マグネシウム合金、アルミニウム−マグネシウム−珪素合金、アルミニウム−亜鉛合金、アルミニウム−亜鉛−マグネシウム合金等を挙げることができる。本実施形態に係る洗浄剤は、板、棒、缶等の任意の形状のアルミニウムの処理に適用できる。特に、本実施形態に係る洗浄剤は、アルミニウム缶の洗浄に好適に適用できる。より具体的には、本実施形態に係る洗浄剤は、飲料缶に頻用されている3000系合金等の洗浄に好適に用いられる。
界面活性剤は、主として、アルミニウムの表面の油脂成分や潤滑剤を除去する機能を有する。また、除去された油脂成分や潤滑剤成分が、洗浄液中に浮遊することを防止する機能も有する。すなわち、油脂成分や潤滑剤成分が洗浄液中で浮遊してしまった場合には、アルミニウム缶の表面に再吸着してしまうおそれがあるが、洗浄液に界面活性剤を含有させることにより、この問題を回避できる。
キレート剤は、主として、アルミニウムの表面におけるエッチングによって洗浄液に溶出したアルミニウムイオンを捕捉して洗浄液中に保持する機能を有する。また、エッチングによって洗浄液に溶出したアルミニウムイオンの濃度が高くなることで、アルミニウムが析出してしまうおそれがあるが、洗浄液にキレート剤を含有させることにより、この問題を回避できる。
本実施形態に係るアルミニウム又はアルミニウム合金の洗浄方法(以下、単に洗浄方法という場合がある)では、上述の洗浄液を用いてアルミニウム又はアルミニウム合金を洗浄する。
本実施形態に係る洗浄方法によって、アルミニウム表面の油脂成分は除去され、アルミニウム表面がエッチングされる。また、DI加工後のアルミニウム缶を洗浄する場合であれば、潤滑剤も除去される。
本実施形態に係るアルミニウム又はアルミニウム合金用洗浄液によって洗浄した後のアルミニウムは、従来公知の方法に従って水洗後、リン酸塩系やジルコン系の化成処理液による化成処理に供される。
化成処理後のアルミニウムは、必要に応じて水洗を行った後に、従来公知の方法に従って塗装処理に供されて塗膜が形成されるか、ラミネート処理により塗膜が形成される。前記塗装処理に用いることのできる塗料としては、エポキシ系水性塗料、エポキシ系溶剤塗料、塩ビ系溶剤塗料、ポリエステル系塗料等が挙げられる。
アルミニウム缶として、JISA3004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(直径66mm、高さ124mm)を準備した。このアルミニウム缶を、ジルコニウム化合物として炭酸ジルコニウムアンモニウムをジルコニウム原子換算で100質量ppm、アルカリビルダーとして重炭酸ナトリウム10g/L及び水酸化ナトリウム1.5g/L、キレート剤としてグルコン酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム及びEDTA・4Naをそれぞれ2g/L、界面活性剤としてLA−375(ポリオキシエチレンアルキルエーテル、株式会社ADEKA製)4g/L及びLG−109(ポリエーテル型消泡剤、株式会社ADEKA製)0.5g/L、を含有し、水酸化ナトリウムでpHを10.7に調整した洗浄剤で洗浄した。
洗浄液によるアルミニウム缶の洗浄は、処理温度55℃で15秒間スプレー処理することで行った。次いで、アルミニウム缶を、10秒間水道水で洗浄し、更に、ジルコン系化成処理剤(「アルサーフST550」、pH2.4、日本ペイント株式会社製)を処理温度40℃で8秒間スプレー処理することで、化成処理した。化成処理後、アルミニウム缶を、10秒間水道水で洗浄し、続いて、10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。
表1に示したジルコニウム化合物を、表1に示した量含有させて、水酸化ナトリウム又は炭酸ガスにて表1に示したpHに調整した以外は実施例1と同様に洗浄剤を調製した。それぞれ調製した洗浄剤を用いて、表1に示した処理温度と処理時間で、アルミニウム缶をスプレー処理する以外は実施例1と同様の工程でアルミニウム缶を処理した。
アルカリビルダーとして重炭酸ナトリウム及び水酸化ナトリウムに代えて、炭酸ナトリウム10g/L及びリン酸三ナトリウム1.5g/Lを用いた以外は実施例3と同様に洗浄剤を調製し、アルミニウム缶を処理した。
キレート剤としてグルコン酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム及びEDTA・4Naに代えて、マロン酸ナトリウム、酒石酸ナトリウム及びグリシンをそれぞれ2g/Lを用いた以外は実施例3と同様に洗浄剤を調製し、アルミニウム缶を処理した。
界面活性剤としてLA−375に代えて、エマルゲンMS−110(ポリオキシエチレンアルキレンアルキルエーテル、花王株式会社製)2g/Lを用いた以外は実施例3と同様に洗浄剤を調製し、アルミニウム缶を処理した。
比較例1はジルコニウム化合物を添加しないこと以外は実施例1と同様に洗浄剤を調製し、アルミニウム缶を処理した。
比較例2はジルコニウム化合物を添加しないこと以外は実施例12と同様に洗浄剤を調製し、アルミニウム缶を処理した。
比較例3はジルコニウム化合物を添加しないこと以外は実施例14と同様に洗浄剤を調製し、アルミニウム缶を処理した。
比較例4はジルコニウム化合物を添加しないこと以外は実施例15と同様に洗浄剤を調製し、アルミニウム缶を処理した。
酸洗浄液(「サーフクリーナーNHC260」、日本ペイント株式会社製)を用いて、表1に示した処理温度と処理時間で、アルミニウム缶をスプレー処理する以外は実施例1と同様の工程でアルミニウム缶を処理した。
(a)脱スマット性
実施例、比較例及び参考例で得られたアルミニウム缶の表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。台紙上に貼り付けたテープ張り付け面の汚染の程度に応じて以下の4段階で評価した。結果を表1に示す。なお、「B」以上の評価であれば、問題ない脱スマット性を有するアルミニウム缶であるものと判断できる。
A:汚染なし
B:痕跡程度のごく僅かな汚染
C:僅かな汚染
D:多大な汚染
実施例、比較例及び参考例の、化成処理後のスプレー水洗の直後(乾燥前)のアルミニウム缶を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(%)を目視にて測定し、以下の3段階で評価した。結果を表1に示す。
A:水濡れ面積90%以上
B:水濡れ面積50%以上90%未満
C:水濡れ面積50%未満
実施例、比較例及び参考例で得られたアルミニウム缶を、沸騰水道水中に30分間浸漬した後に目視し、外観を以下の3段階で評価した。結果を表1に示す。
A:外観の変化なし
B:部分的に黒変
C:全面黒変
上述したアルミニウム缶の外面にSUS304材(10mm×5mm×2mm片)を複数個所付着させて評価箇所とした。そのアルミニウム缶を実施例、比較例及び参考例の処理剤を用いて処理温度55℃で35秒間スプレー処理することで洗浄した。その後、上述した方法と同様の方法によって、洗浄後のアルミニウム缶を、順次、水道水による水洗、化成処理、水道水による水洗、イオン交換水による水洗及び乾燥に供した。SUS304材を外して乾燥した後のアルミニウム缶は、平板に切り開いてから塗料(エポキシフェノール系)を塗布した後に220℃で1分間焼付け処理した。焼付け後のアルミニウム缶は冷間圧延機によって10%圧延してハゼ折にした。その後、アルミニウム缶のSUS304材が付着していた部分の周辺に透明粘着テープを貼り付けてから剥がし、塗膜の剥離が発生した確率を以下の3段階で評価した。結果を表1に示す。
A:剥離発生確率30%未満
B:剥離発生確率30%以上70%未満
C:剥離発生確率70%以上
Claims (4)
- アルカリ性であり、
ジルコニウム化合物をジルコニウム原子換算で10質量ppm以上含有するアルミニウム又はアルミニウム合金用洗浄液。 - アルカリ金属水酸化物、無機リン酸アルカリ金属塩、珪酸アルカリ金属塩及び炭酸アルカリ金属塩からなる群より選択される少なくとも一種のアルカリビルダーを0.05〜50.0g/L含有し、
前記ジルコニウム化合物をジルコニウム原子換算で10〜5,000質量ppm含有し、
pHは10〜12である請求項1に記載のアルミニウム又はアルミニウム合金用洗浄液。 - 前記ジルコニウム化合物は、炭酸ジルコニウム塩である請求項1又は2記載のアルミニウム又はアルミニウム合金用洗浄液。
- 請求項1から3のいずれか記載のアルミニウム又はアルミニウム合金用洗浄液を30〜80℃に加熱して、アルミニウム又はアルミニウム合金の表面に2秒以上接触させるアルミニウム又はアルミニウム合金の洗浄方法。
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