JP2022521951A - ホスホネート官能化層を含む金属基板処理方法および物品 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ホスホネート官能化層を含む金属基板処理方法および物品が提供される。方法は、アルミニウムおよびアルミニウム合金のうちの少なくとも１つを含む金属基板を流体と接触させて、金属基板の少なくとも１つの領域上にホスホネート官能化層を形成することを含む。流体は、ホスホネート含有酸およびその誘導体のうちの少なくとも１つを含む。ホスホネート含有酸およびその誘導体のうちの少なくとも１つは、第１の酸性プロトンのｐＫａを含む。流体は、第１の酸性プロトンのｐＫａよりも少なくとも０．５ｐＨ値大きいｐＨを含む。物品は、アルミニウムまたはアルミニウム合金を含む金属基板と、金属基板の少なくとも１つの領域上のホスホネート官能化層とを含む。【選択図】図１
Description
＜関連出願の相互参照＞
本出願は、２０１９年３月１日に出願された米国仮特許出願第６２／８１２，３３４号に対する優先権を主張するものである。その内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
本開示は、ホスホネート官能化層を含む金属基板処理方法および物品に関する。
本出願は、２０１９年３月１日に出願された米国仮特許出願第６２／８１２，３３４号に対する優先権を主張するものである。その内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
本開示は、ホスホネート官能化層を含む金属基板処理方法および物品に関する。
金属基板は、様々な表面処理に供され得る。表面処理は、金属基板の表面に異なる特性を付与することができる。耐久性があり審美的に望ましい表面処理を設計することは、課題を提示する。
一態様では、金属基板処理方法が提供される。方法は、アルミニウムおよびアルミニウム合金のうちの少なくとも１つを含む金属基板を流体と接触させて、金属基板の少なくとも１つの領域上にホスホネート官能化層を形成することを含む。流体は、ホスホネート含有酸およびその誘導体のうちの少なくとも１つを含む。ホスホネート含有酸およびその誘導体のうちの少なくとも１つは、第１の酸性プロトンのｐＫａを含む。流体は、第１の酸性プロトンのｐＫａよりも少なくとも０．５ｐＨ値大きいｐＨを含む。
別の態様では、物品が提供される。物品は、アルミニウムまたはアルミニウム合金を含む金属基板と、金属基板の少なくとも１つの領域上のホスホネート官能化層とを含む。
本明細書に開示および記載される発明は、本概要に要約される態様に限定されないことが理解される。読者は、本明細書による様々な非限定的および非網羅的な態様の以下の詳細な説明を検討すると、前述の詳細およびその他の詳細を理解するであろう。
添付の図面と共に以下の説明を参照することにより、実施例の特徴と利点、およびそれらを達成する方法はより明らかになり、実施例は、よりよく理解されるであろう。
対応する参照文字は、いくつかの図全体を通して対応する部品を示す。本明細書に記載される例示は、特定の実施形態を１つの形態で例示し、このような例示は、いかなる形においても、添付の特許請求の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
開示された物品および方法の構造、機能、および用途の全体的な理解を提供するために、様々な例が本明細書で記載および例示されている。本明細書に記載および例示される様々な例は、非限定的および非網羅的である。したがって、発明は、本明細書に開示の様々な非限定的および非網羅的な例の記載によって限定されない。むしろ、本発明は特許請求の範囲によってのみ定義される。様々な例に関連して例示および／または記載される特徴および特性を、他の例の特徴および特性と組み合わせることができる。このような修正および変形は、本明細書の範囲内に含まれることが意図される。したがって、特許請求の範囲は、本明細書に明示的または本質的に記載されている、あるいはそうでなければ明示的または本質的に支持される特徴または特性を列挙するように補正される場合がある。さらに、出願人は、特許請求の範囲を補正して、先行技術に存在する可能性のある機能または特徴を肯定的に放棄する権利を留保する。本明細書に開示および記載の様々な実施形態は、本明細書に様々に記載の特徴および特性を含む、それらからなる、またはそれから本質的になることができる。
本明細書における「様々な実施形態」、「いくつかの実施形態」、「一実施形態（ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「一実施形態（ａｎ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、または同様の語句への言及は、例に関連して記載される特定の特徴、構造、または特性が少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書における語句「様々な実施形態では」、「いくつかの実施形態では」、「一実施形態では（ｉｎ ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「一実施形態では（ｉｎ ａｎ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、または同様の語句の出現は、必ずしも同じ実施形態を指すとは限らない。さらに、特定の記載の特徴、構造、または特性を、１つ以上の実施形態において任意の好適な方法で組み合わせることができる。したがって、一実施形態に関連して例示または記載される特定の特徴、構造、または特性を、全体的または部分的に、限定されることなく１つ以上の他の実施形態の特徴、構造、または特性と組み合わせることができる。このような修正および変形は、本実施形態の範囲内に含まれることが意図される。
本明細書では、特に明記しない限り、全ての数値パラメータは、用語「約」が全ての場合に前置きされ、修正されるものとして理解されるべきであり、数値パラメータは「約」にパラメータの数値を決定するのに用いられる基礎となる測定技術の固有の変動特性を有する。少なくとも、そして均等論の適用を特許請求の範囲に限定しようとするものではなく、本明細書に記載の各数値パラメータは、少なくとも報告された有効数字の数を考慮して、および通常の丸め技術を適用することによって解釈されるべきである。
また、本明細書に列挙される任意の数値範囲は、列挙の範囲内に含まれる全ての部分範囲を含む。例えば、「１～１０」の範囲には、列挙された最小値１と列挙された最大値１０との間の（およびそれらを含む）全ての部分範囲が含まれ、つまり、１以上の最小値と１０以下の最大値を有する。本明細書に記載されている任意の最大の数値制限は、そこに含まれる全てのより低い数値制限を含むことが意図され、本明細書に記載されている任意の最小の数値制限は、そこに含まれる全てのより高い数値制限を含むことが意図される。したがって、出願人は、明示的に列挙された範囲内に含まれる任意の部分範囲を明示的に列挙するために、特許請求の範囲を含む本明細書を補正する権利を留保する。このような範囲の全ては、本明細書に本質的に記載される。
本明細書で使用される場合、文法冠詞「１つ（ａ）」、「１つ（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」は、場合によっては「少なくとも１つ」または「１つ以上」が明確に使用される場合であっても、特に明記しない限り、「少なくとも１つ」または「１つ以上」を含むことを意図する。したがって、前述の文法冠詞は、特定の識別された要素の１つまたは２つ以上（すなわち、「少なくとも１つ」）を指すために本明細書で使用される。さらに、文脈から他の意味に解釈すべき場合を除いて、単数形の名詞の使用には複数形が含まれ、複数形の名詞の使用には単数形が含まれる。
本明細書で使用される場合、「ホスホネート」という用語は、３つの酸素原子と配位したリン原子を含むリン化合物を指す。３つの酸素原子のうちの１つは、二重結合によってリン原子に配位され得る。ホスホネートは、リン酸（Ｈ３Ｏ４Ｐ）を含まない。例えば、ホスホネートは、一般式（Ｉ）を含むことができ、式中、Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３は、水素、アルキル、またはアリールから個々に選択される。このように、Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３は、同じまたは異なる基であってもよい。
式（Ｉ）
表面処理の選択は、例えば、所望の接着性、腐食保護、および審美的特性のバランスをとることを必要とし得る。本開示によると、トップコートの金属基板への接着を促進し、金属基板に腐食保護特性を提供し、かつ金属基板の所望の審美的外観を提供することができる、金属基板処理方法が提供される。さらに、本開示は、ホスホネート官能化層を含む物品を提供する。リン酸塩官能化層をその上に含む物品は、物品へのトップコートの付着を示すこと、耐食性の改善、耐摩耗性の改善を含むこと、および／または望ましい審美的外観を有することができる。
本開示による金属基板処理方法は、金属基板を、金属基板の少なくとも１つの領域上にホスホネート官能化層を形成することができる組成物を含む流体と接触させることを含む。金属基板を接触させることは、金属基板を流体の槽に浸漬すること、流体を金属基板上に噴霧すること、および流体を有する金属基板を拭き取ることのうちの少なくとも１つを含むことができる。金属基板を接触させることが、金属基板を流体の槽に浸漬することを含む特定の実施形態では、流体の槽はかき混ぜられ得る。例えば、流体槽は、槽中の流体を通してガスを泡立てること、および流体を撹拌する（例えば、流体をポンプで循環させること、流体をインペラで撹拌すること）ことからなる群から選択される少なくとも１つの方法によって撹拌され得る。
方法の様々な実施形態では、流体は、少なくとも１秒間、例えば、少なくとも５秒間、少なくとも１０秒間、少なくとも３０秒間、少なくとも１分間、少なくとも５分間、少なくとも１０分間、少なくとも２０分間、または少なくとも３０分間、金属基板に接触することができる。流体は、４０分以下、例えば、３０分以下、２０分以下、１０分以下、５分以下、１分以下、３０秒以下、１０秒以下、または５秒以下、金属基板に接触することができる。方法の特定の実施形態では、流体は、１秒～４０分、例えば、２秒～１０分、５秒～１０分、５秒～５分、５秒～２分、または１０秒～３０秒の範囲の時間、金属基板に接触することができる。流体は、接触時間中に金属基板と反応することができる。
流体は、ホスホネート含有酸およびその誘導体のうちの少なくとも１つを含むことができる。例えば、特定の実施形態では、ホスホネート含有酸は、亜リン酸（Ｈ３Ｏ３Ｐ）、フェニルホスホン酸（Ｃ６Ｈ７Ｏ３Ｐ）、エチルホスホン酸（Ｃ２Ｈ７Ｏ３Ｐ）、オクチルホスホン酸（Ｃ８Ｈ１９Ｏ３Ｐ）、オクタデシルホスホン酸（（Ｃ１８Ｈ３９Ｏ３Ｐ）、ビニルホスホン酸（Ｃ２Ｈ５Ｏ３Ｐ）、ビニルホスホン酸ジメチルエステル（Ｃ４Ｈ１０Ｏ３Ｐ）、ジエチレントリアミンペンタキス（メチルホスホン酸）（ＣＨ５Ｏ３Ｐ）、オクタンジホスホン酸（Ｃ８Ｈ２０Ｏ６Ｐ２）、およびこれらの化合物のいずれかの誘導体のうちの少なくとも１つであり得る。ホスホン酸の誘導体は、例えば、脱プロトン化ホスホン酸（例えば、その脱プロトン化誘導体、コンジュゲート塩基）、および／または少なくとも２回プロトン化されたホスホン酸であり得る。例えば、ホスホン酸の誘導体は、脱プロトン化亜リン酸（Ｈ２Ｏ３Ｐ－）、脱プロトン化フェニルホスホン酸（Ｃ６Ｈ６Ｏ３Ｐ－）、脱プロトン化エチルホスホン酸（Ｃ２Ｈ６Ｏ３Ｐ－）、脱プロトン化オクチルホスホン酸（Ｃ８Ｈ１８Ｏ３Ｐ－）、脱プロトン化オクタデシルホスホン酸（Ｃ１８Ｈ３８Ｏ３Ｐ－）、脱プロトン化ビニルホスホン酸（Ｃ２Ｈ４Ｏ３Ｐ－）、脱プロトン化ビニルホスホン酸ジメチルエステル（Ｃ４Ｈ９Ｏ３Ｐ－）、脱プロトン化ジエチレントリアミンペンタキス（メチルホスホン酸）（ＣＨ５Ｏ３Ｐ－）、および脱プロトン化オクタンジホスホン酸（Ｃ８Ｈ１９Ｏ６Ｐ２
－）のうちの少なくとも１つを含み得る。
ホスホネート含有酸および／またはその誘導体は、第１の酸性プロトンのｐＫａ（例えば、酸解離定数、Ｋａの－ｌｏｇ１０）を含み得る。第１の酸性プロトンのｐＫａは、溶液中に実質的に等しい濃度のホスホネート含有酸およびその対応するコンジュゲート塩基（例えば、脱プロトン化ホスホネート含有酸）が存在するｐＨに対応する。第１の酸性プロトンのｐＫａを超えて、ホスホネート含有酸および／またはその誘導体を含む溶液のｐＨを上昇させることは、コンジュゲート塩基の濃度を上昇させ、ホスホネート含有酸の濃度を低下させ得る。第１の酸性プロトンのｐＫａを下回って、ホスホネート含有酸および／またはその誘導体を含む溶液のｐＨを低下させることは、コンジュゲート塩基の濃度を低下させ、ホスホネート含有酸の濃度を上昇させ得る。コンジュゲート塩基は、負電荷（－１）を含み得る。ホスホネート含有酸は、中性電荷を含み得る。
様々な実施形態では、ホスホネート含有酸および／またはその誘導体は、例えば、第１の酸性プロトンのｐＫａおよび第２の酸性プロトンのｐＫａなど、少なくとも２つのｐＫａを含み得る。第２の酸性プロトンのｐＫａは、溶液中に実質的に等しい濃度のコンジュゲート塩基および対応する二次コンジュゲート塩基（例えば、２回脱プロトン化されたコンジュゲート塩基）が存在するｐＨに対応する。二次コンジュゲート塩基は、負の２電荷（－２）を含み得る。様々な実施例では、ホスホネート含有酸および／またはその誘導体は、少なくとも３つのｐＫａを含み得る。ホスホネート含有酸および／またはその誘導体が、亜リン酸を含む様々な実施形態では、第１の酸性プロトンのｐＫａは１．３であり得、第２の酸性プロトンのｐＫａは６．７であり得る。ホスホネート含有酸および／またはその誘導体が、エチルホスホン酸を含む様々な実施形態では、第１の酸性プロトンのｐＫａは２．４であり得、第２の酸性プロトンのｐＫａは８．１であり得る。ホスホネート含有酸および／またはその誘導体が、フェニルホスホン酸を含む様々な実施形態では、第１の酸性プロトンのｐＫａは１．８であり得、第２の酸性プロトンのｐＫａは７．１であり得る。ホスホネート含有酸および／またはその誘導体が、ビニルホスホン酸を含む様々な実施形態では、第１の酸性プロトンのｐＫａは２．６であり得、第２の酸性プロトンのｐＫａは７．３であり得る。
本方法で使用される流体のｐＨは、ホスホネート含有酸および／またはその誘導体の所望の反応性に基づいて選択され得る。流体のｐＨは、流体中の金属基板の溶解性を低減し、それによって流体の作動寿命を延長するために選択され得る。様々な実施形態では、流体は、第１の酸性プロトンのｐＫａよりも少なくとも０．５ｐＨ値大きい、例えば、第１の酸性プロトンのｐＫａよりも少なくとも１ｐＨ値大きい、少なくとも２ｐＨ値大きい、少なくとも３ｐＨ値大きい、少なくとも４ｐＨ値大きい、少なくとも５ｐＨ値大きい、少なくとも６ｐＨ値大きい、または少なくとも８ｐＨ値大きいｐＨを含み得る。特定の実施形態では、流体は、第１の酸性プロトンのｐＫａよりも１０Ｈ値以下大きい、例えば、第１の酸性プロトンのｐＫａよりも８ｐＨ値以下大きい、６ｐＨ値以下大きい、５ｐＨ値以下大きい、４ｐＨ値以下大きい、３ｐＨ値以下大きい、２ｐＨ値以下大きい、１ｐＨ値以下大きい、または０．５ｐＨ値以下大きいｐＨを含み得る。本開示による特定の実施形態では、流体は、例えば、第１の酸性プロトンのｐＫａよりも少なくとも０．５ｐＨ値大きいから第１の酸性プロトンのｐＫａよりも８ｐＨ値大きい、または第１の酸性プロトンのｐＫａよりも少なくとも４ｐＨ値大きいから第１の酸性プロトンのｐＫａよりも６ｐＨ値大きいなど、第１の酸性プロトンのｐＫａから第１の酸性プロトンのｐＫａよりも１０ｐＨ値大きいまでの範囲のｐＨを含み得る。いくつかの実施形態では、流体は、第１の酸性プロトンのｐＫａから第２の酸性プロトンのｐＫａまでの範囲のｐＨを含み得る。様々な実施形態では、流体は、ホスホネート含有酸がコンジュゲート塩基中に実質的に解離されるｐＨを含む。
特定の実施形態では、流体は、１超、例えば、１．５超、２超、２．５超、３超、４超、５超、５．５超、６超、６．５超、７超、８超、８．５超、９超、または１０超のｐＨを含み得る。例えば、流体は、１２以下、例えば、１１以下、１０以下、９以下、８．５以下、８以下、７以下、６．５以下、６以下、５．５以下、５以下、４以下、３以下、２．５以下、または２以下のｐＨを含み得る。様々な実施形態では、流体は、１～１２、例えば、１．５～１０、１．５～９、２．５～８、４～１０、６～１０、４～８、６～８、５．５～８．５、または６．５～８．５の範囲のｐＨを含み得る。
特定の実施形態では、本方法で使用される流体は、水性液体溶液であり得る。例えば、流体は、水、ならびに任意に緩衝剤、安定剤、界面活性剤、および／または他の添加剤との平衡を有するホスホネート含有酸および／またはその誘導体を含み得る。
いくつかの実施形態では、流体は、例えば、流体の総重量に基づいて、少なくとも０．１重量パーセントのホスホネート含有酸および／またはその誘導体、例えば、流体の総重量に基づいて、少なくとも０．５重量パーセント、少なくとも１重量パーセント、少なくとも２重量パーセント、少なくとも５重量パーセント、少なくとも１０重量パーセント、または少なくとも１５重量パーセントのホスホネート含有酸および／またはその誘導体を含み得る。様々な実施形態では、流体は、流体の総重量に基づいて、２０重量パーセント以下のホスホネート含有酸および／またはその誘導体、例えば、流体の総重量に基づいて、１５重量パーセント以下、１０重量パーセント以下、５重量パーセント以下、２重量パーセント以下、１重量パーセント以下、または０．５重量パーセント以下のホスホネート含有酸および／またはその誘導体を含む。特定の実施形態では、流体は、流体の総重量に基づいて、０．１重量パーセント～２０重量パーセントのホスホネート含有酸および／またはその誘導体、例えば、流体の総重量に基づいて、０．２重量パーセント～１０重量パーセント、０．５重量パーセント～１０重量パーセント、０．２重量パーセント～５重量パーセント、または０．５重量パーセント～２重量パーセントのホスホネート含有酸および／またはその誘導体を含む。
金属基板を流体と接触させることは、金属基板上にホスホネート官能化層を形成することができる。例えば、金属基板の表面上に存在する酸化物（例えば、基板がアルミニウムまたはアルミニウム合金を含む場合の酸化アルミニウム）は、流体内のホスホネート含有酸によって修飾され、金属基板の少なくとも１つの領域上にホスホネート官能化層を形成することができる。ホスホネート官能化層は、金属基板に結合されたホスホネート基を含み得る。様々な実施形態では、ホスホネート基は、Ｐ－Ｏ－Ａｌ結合を介して金属基板に結合される。様々な実施形態では、ホスホネート基は、金属基板上の酸化物基に、または金属原子に直接、結合され得る。ホスホネート官能化層は、金属基板の耐食性能を改善することができ、金属基板へのコーティングの付着を改善することができる。
様々な実施形態では、ホスホネート官能化層は、金属基板の美観に影響を与えない、または最小限の影響しか与えない。例えば、ホスホネート官能化層を含まない金属基板（例えば、流体との接触前の）と、ホスホネート官能化層をその上に含む金属基板（例えば、流体との接触後の）との間のＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ ｏｎ Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ Ｌ＊ａ＊ｂ＊（ＣＩＥＬＡＢ）色空間明度差（ΔＬ＊）は、最小化され得る。様々な実施形態では、ホスホネート官能化層を含む金属基板と、ホスホネート官能化層を含まない金属基板との間のＣＩＥＬＡＢ明度差（ΔＬ＊）は、ＢＹＫ－Ｇａｒｄｎｅｒ Ｓｐｅｃｔｒｏ Ｇｕｉｄｅ ４５／０分光光度計で測定した場合に１０以下、例えば、８以下、５以下、３以下、２以下、１以下、または０．５以下である。特定の実施形態では、ホスホネート官能化層を含む金属基板と、ホスホネート官能化層を含まない金属基板との間のＣＩＥＬＡＢ明度差（ΔＬ＊）は、ＢＹＫ－Ｇａｒｄｎｅｒ Ｓｐｅｃｔｒｏ Ｇｕｉｄｅ ４５／０分光光度計で測定した場合に０．１超、０．５超、または１超である。いくつかの実施形態では、ホスホネート官能化層を含む金属基板と、ホスホネート官能化層を含まない金属基板との間のＣＩＥＬＡＢ明度差（ΔＬ＊）は、０である。特定の実施形態では、ホスホネート官能化層を含む金属基板と、ホスホネート官能化層を含まない金属基板との間のＣＩＥＬＡＢ明度差（ΔＬ＊）は、ＢＹＫ－Ｇａｒｄｎｅｒ Ｓｐｅｃｔｒｏ Ｇｕｉｄｅ ４５／０分光光度計で測定した場合に０～１０、例えば、０～５、０～３、０～２、０～１、または０．１～２の範囲である。
本明細書の特定の実施形態では、本開示による金属基板処理方法は、例えば、図１に概略的に示されるように、金属基板コーティングプロセスに組み込まれ得る。金属基板コーティングプロセスは、金属基板を洗浄することを含み得る（１０２）。例えば、特定の実施形態では、金属基板は、アルカリ洗浄、酸洗浄、および二酸化炭素ベースの洗浄技術のうちの少なくとも１つによって洗浄され得る。様々な実施形態では、金属基板はすすがれて、洗浄中に使用される残留化学物質を除去することができる（１０４）。すすぎは、例えば、水を含む溶液を金属基板に噴霧することを含み得る。様々な実施形態では、金属基板を洗浄する前に、金属基板は研磨され得る。
金属基板は、本開示による金属基板処理方法に供され得る。例えば、金属基板を、金属基板の少なくとも１つの領域上にホスホネート官能化層を形成することができる組成物を有する流体と接触させ得る（１０６）。洗浄ステップ１０４は、接触ステップ１０６の前に生じ得る。金属基板はすすがれて、残留流体を除去することができる（１０８）。すすぎは、例えば、水または水を含む溶液を金属基板に噴霧することを含み得る。様々な実施形態では、金属基板を乾燥させ得る。
図１に示す実施形態では、コーティング組成物を、金属基板上のホスホネート官能化層上に堆積させ得る（１１０）。例えば、スプレーコーティング、スピンコーティング、ディップコーティング、ロールコーティング、フローコーティング、およびフィルムコーティングのうちの少なくとも１つによって、コーティング組成物を堆積させ得る。コーティング組成物を、ホスホネート官能化層と接触して堆積させ得る。
特にコーティング層またはフィルムに関連して本明細書で使用される場合、「上に（ｏｎ）」、「上に「ｏｎｔｏ」、「上に（ｏｖｅｒ）」という用語、およびそれらの変形語（例えば、「上に塗布された（ａｐｐｌｉｃａｔｅｄ ｏｖｅｒ）」、「上に形成された（ｆｏｒｍｅｄ ｏｖｅｒ）」、「上に堆積した（ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ ｏｖｅｒ）」、（上に提供された（ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｏｖｅｒ）」、「上に位置する（ｌｏｃａｔｅｄ ｏｖｅｒ）」など）は、基板の表面上に塗布される、形成される、堆積する、提供される、または別の方法で位置するが、必ずしも基板の表面と接触していないことを意味する。例えば、基板「上に塗布された」コーティング層は、塗布されたコーティング層と基板との間に配置された同じまたは異なる組成物の１つ以上の他のコーティング層の存在を除外しない。同様に、例えば、第１のコーティング層「上に塗布された」第２のコーティング層は、塗布された第２のコーティング層と塗布された第１のコーティング層との間に位置する同じまたは異なる組成物の１つ以上の他のコーティング層の存在を除外しない。
コーティング組成物の堆積後、コーティング組成物は硬化して、金属基板上にコーティングを形成することができる（１１２）。本明細書で使用される場合、「硬化する」および「硬化すること」という用語は、硬化性組成物および／または硬化性組成物の鎖延長における構成要素の化学的架橋を指す。したがって、「硬化する」および「硬化すること」という用語は、溶媒または担体の蒸発を介した硬化性組成物の物理的乾燥のみを包含するものではない。これに関して、本明細書で使用される場合、「硬化した」という用語は、硬化性組成物の構成成分が化学的に反応して新しい共有結合を形成している、硬化性組成物の状態を指す。
例えば、コーティング組成物を硬化させることは、常温硬化、空気流、紫外線放射、電子ビーム放射、ガンマ放射、熱、および酸素のうちの少なくとも１つを含み得る。様々な実施形態では、コーティング組成物を硬化させることは、コーティング組成物中の溶媒の蒸発分離を含み得る。
様々な実施形態では、コーティングは、シロキサン、シラザン、フルオロポリマー、アクリル、エポキシ、ポリエステル、およびポリウレタンのうちの少なくとも１つを含む。コーティングは実質的に透明であってもよく、またはコーティングは不透明であってもよい。本明細書で使用される場合、「実質的に透明」という用語は、可視電磁放射の散乱または拡散反射を生じさせないか、または最小限にするコーティングを指す。特定の実施形態では、コーティングは無色であってもよい。様々な実施形態では、コーティングは、例えば、色素または染料などの着色剤を含んでもよい。様々な実施形態では、コーティングは物品を、例えば、摩耗および／または腐食から保護し得る。
図２は、金属基板２０２と、金属基板２０２の少なくとも１つの領域上のホスホネート官能化層２０４とを含む、物品２００を示す。ホスホネート官能化層２０４は、金属基板２０２と接触し、かつそれに結合され得る。コーティング２０６は、ホスホネート官能化層２０４の少なくとも１つの領域上に堆積し得る。ホスホネート官能化層２０４は、コーティング２０６に結合され得、かつコーティング２０６と接触し得る。ホスホネート官能化層２０４は、コーティング２０６と金属基板２０２との間の接着を促進することができる。
特定の実施形態では、金属基板および基板を含む物品は、アルミニウムおよびアルミニウム合金のうちの少なくとも１つを含み得る。例えば、アルミニウム合金は、１０００系アルミニウム合金、２０００系アルミニウム合金、３０００系アルミニウム合金、４０００系アルミニウム合金、５０００系アルミニウム合金、６０００系アルミニウム合金、および７０００系アルミニウム合金のうちの少なくとも１つを含み得る。様々な実施例では、アルミニウム合金は、６０６１アルミニウム合金および／または６３６１アルミニウム合金を含み得る。様々な実施形態では、アルミニウム合金は、亜鉛を添加した５０００系アルミニウム合金を含み得る。様々な実施形態では、アルミニウム合金は、Ａ３５６および／またはＡ３５７を含み得る。ホスホネート官能化層を含む金属基板を含む物品は、例えば、産業用途における商業的最終用途、消費者用途（例えば、消費者向け電子機器および／もしくは電化製品）、または他の分野における様々な製品用途で使用される物品であってもよい。例えば、ホスホネート官能化層を含む金属基板を含む物品は、航空宇宙分野（例えば、航空宇宙用部品）、自動車分野（例えば、自動車用部品）、輸送分野（例えば、輸送用部品）、または建物および建設分野（例えば、建物用部品および建設用部品）のうちの少なくとも１つで利用され得る。特定の実施形態では、ホスホネート官能化層を含む金属基板を含む物品は、航空宇宙用部品、自動車用部品、輸送用部品、ならびに建物および建設用部品のうちの少なくとも１つとして構成され得る。
様々な実施形態では、ホスホネート官能化層を含む金属基板を含む物品は、例えば、航空宇宙または自動車車両におけるような高温用途において利用され得る。特定の実施形態では、ホスホネート官能化層を含む金属基板を含む物品は、（例えば、エンジンに組み込まれたコンプレッサブレードなどのブレードの形態での）航空宇宙機のエンジン部品として利用され得る。他の実施形態では、ホスホネート官能化層を含む金属基板を含む物品は、航空宇宙機のエンジンの熱交換器部品として使用され得る。エンジン部品／熱交換器を含む航空宇宙機を、その後稼働させることができる。特定の実施形態では、ホスホネート官能化層を含む金属基板を含む物品は、自動車用エンジン部品であり得る。このような自動車用部品（例えば、エンジン部品）を含む自動車を、その後稼働させることができる。例えば、ホスホネート官能化層を含む金属基板を含む物品は、ターボチャージャー部品として使用され得（例えば、ターボチャージャーを通してエンジン排気を戻して再循環させることによって高温がもたらされ得る、ターボチャージャーのコンプレッサホイール）、ターボチャージャー部品を含む自動車を稼働させることができる。別の実施形態では、ホスホネート官能化層を含む金属基板を含む物品は、発電用の陸上（固定）タービンのブレードとして使用され得、陸上タービンを含む金属部品を、発電用に稼働させることができる。特定の実施形態では、ホスホネート官能化層を含む金属基板を含む物品は、胴体防護具または装甲車両（例えば、装甲板）などの防衛用途に利用され得る。他の実施形態では、ホスホネート官能化層を含む金属基板を含む物品は、例えば、ラップトップコンピュータケース、電池ケース、携帯電話、カメラ、携帯音楽プレーヤー、手持ち式デバイス、コンピュータ、テレビ、電子レンジ、調理器具、洗濯機／乾燥機、冷蔵庫、またはスポーツ用品など、消費者電子機器用途に利用され得る。
特定の実施形態では、ホスホネート官能化層を含む金属基板を含む物品は、例えば、航空宇宙構造用途または自動車構造用途などの構造用途で利用され得る。例えば、ホスホネート官能化層を含む金属基板を含む物品は、例えば、床梁、シートレール、機体骨組み、バルクヘッド、桁、小骨、縦通材、およびブラケットを含む、様々な航空宇宙構造用部品に形成され得る。様々な実施形態では、ホスホネート官能化層を含む金属基板を含む物品は、自動車構造用途に利用され得る。例えば、ホスホネート官能化層を含む金属基板を含む物品は、例えば、立体骨組、ショックタワー、およびサブフレームの節点を含む、様々な自動車構造用部品に形成され得る。一実施形態では、ホスホネート官能化層を含む金属基板を含む物品は、ホワイトボディ自動車製品であってもよい。
別の態様では、ホスホネート官能化層を含む金属基板を含む物品は、産業工学用途で利用され得る。例えば、ホスホネート官能化層を含む金属基板を含む物品は、例えば、トレッドプレート、ツールボックス、ボルト締めデッキ、船橋甲板、およびランプなどの様々な産業工学製品に形成され得る。
様々な実施形態では、金属基板は、車両ホイールであってもよく、または車両ホイールの一部分であってもよい。車両ホイールは、例えば、接着ホイール、溶接ホイール、成形ホイール（例えば、真空成形）、硬化ホイール、鋳造ホイール、鍛造ホイール、および付加製造ホイールのうちの少なくとも１つであり得る。車両ホイールは、機械加工または研磨などの、最終車両ホイールを提供するためのさらなる処理に供され得る。
＜実施例＞
６０００系アルミニウム合金の金属基板を含む試料Ａ～Ｓを調製および研磨した。試料Ａ～Ｓを、亜リン酸溶液（例えば、ホスホネート含有酸および／またはその誘導体を含む流体）と接触させて、その上にホスホネート官能化層を生成した。亜リン酸溶液は、水との平衡を有する、０．５重量パーセント～２重量パーセントの範囲の亜リン酸（Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ（Ｗａｌｔｈａｍ，Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ）製の９８％超純粋粉末として入手可能）を含んだ。
試料ＡおよびＢを、ｐＨ１．５の０．６重量パーセントの亜リン酸溶液に、それぞれ１分間および３分間曝露した。試料ＣおよびＤを、ｐＨ６．５の０．６重量％の溶液に、それぞれ１分間および３分間曝露した。その後、試料Ａ～Ｄをシロキサンコーティングでコーティングし、接着性能について試験した。ブレードを用いて金属基板までコーティングに「Ｘ」字形でスクライブして、下層の金属基板を曝露することによって、接着性能を試験した。金属基板へのコーティングの接着を、試料が単一の水浸漬／凍結／解凍（蒸気曝露）サイクルを受けるように、ＧＭ ９５２５Ｐによる熱衝撃によって評価した。熱衝撃曝露後の、Ｘ字形のスクライブを含む各試料Ａ～Ｄの一部分を図３に示す。試料Ａは、試料Ａ上のＸ字形のスクライブの中心の周りの失われたコーティングによって証明されるように、接着性の大きい損失を示し、試料Ｂは、試料Ｂ上のＸ字形のスクライブの右上の部分の近位のコーティングの欠けによって証明されるように、接着性の損失を示した。試料Ｃおよび試料Ｄについては、接着性の損失は観察されなかった。したがって、実施例ＣおよびＤは、実施例ＡおよびＢと比較して、コーティング接着性が改善された。本開示による他の金属基板前処理方法も、接着性能の改善を達成することができると考えられる。
試料Ｅ～Ｍを、０．５重量パーセントの亜リン酸溶液または２重量パーセントの亜リン酸溶液と接触させた。その後、試料Ｅ～Ｍをシロキサンコーティングでコーティングした。試料Ｅ～Ｍの耐食性を、糸状痕跡形成について試験した。ブレードを用いてコーティングを通して１．５インチの長さの線をスクライブして、下層の金属基板を曝露することによって、糸状痕跡形成試験を実施した。次いで、試料Ｅ～Ｍを、ＡＳＴＭ Ｂ３６８－０９（２０１４）に従って銅加速酢酸塩水噴霧（Ｆｏｇ）試験（ＣＡＳＳ試験）に曝露した。ＣＡＳＳ試験後、試料Ｅ～Ｍの各々の最も長い糸状痕跡長（例えば、スクライブから生じるフィラメント状の腐食）を、ルーラーを備えた顕微鏡下で測定した。各試料Ｅ～Ｍの耐食性能を、各試料Ｅ～Ｍについてさらに２回、合計で３回繰り返した。試料Ｅ～Ｍの各々についての３回の測定の最も長い糸状痕跡長の平均を表１に示す。
試料Ｇは、試料Ｅと比較して、改善された耐糸状腐食性能を示した（２５％小さい平均糸状痕跡長）。試料Ｈは、試料Ｆと比較して、改善された耐糸状腐食性能を示した（３８％小さい平均糸状痕跡長）。試料Ｉは、試料Ｅと比較して、改善された耐糸状腐食性能を示した（５１％小さい平均糸状痕跡長）。試料Ｌは、試料Ｊと比較して、改善された耐糸状腐食性能を示した（２１％小さい平均糸状痕跡長）。試料Ｍは、試料Ｋと比較して、改善された耐糸状腐食性能を示した（２５％小さい平均糸状痕跡長）。本開示の他の金属基板前処理方法も、耐糸状腐食性能の改善を達成することができると考えられる。
試料ＮおよびＯは、実質的に同じサイズであった。試料ＮおよびＯを２連で調製した。試料Ｎを、ｐＨ１．５を含む０．６重量パーセントの亜リン酸溶液と接触させ、試料Ｏを、ｐＨ６．５を含む０．６重量パーセントの亜リン酸溶液と接触させた。試料ＮおよびＯをシロキサンコーティングでコーティングした後、試料ＮおよびＯを、ＡＳＴＭ Ｂ３６８－０９（２０１４）に従ってＣＡＳＳ試験に供した。
ＣＡＳＳ試験後の試料ＮおよびＯのフィールド腐食（スクライブから離れた腐食）を、画像分析によって測定した。画像分析を実施するために、試料ＮおよびＯの各々の画像を取り込み、同様のパラメータに従って修正して、各試料上の孔食を強調した。画像を図４Ａに示す。次いで、図４Ａに示す画像を、フィールド腐食を選択的に強化するようにさらに修正し、それらのさらに修正した画像を図４Ｂに示す。図４Ｂに示す試料の各々におけるフィールド腐食を、試料上の孔を数えることによって、また試料上のすべての孔によって占有される総表面積を測定することによって測定した。試料Ｎは、平均６３個の孔、および２０５ｍｍ２の孔の平均総表面積を有した。試料Ｏは、試料Ｎと比較して７０％の改善（孔の数に基づく）である、平均１９個の孔を有した。試料Ｏは、試料Ｎと比較して８３％の改善である、３５．５ｍｍ２の孔の平均総表面積を有した。本開示による他の金属基板前処理方法もまた、フィールド腐食の改善を達成することができると考えられる。
試料Ｐ～Ｓの各々のＬ＊値を、研磨した状態で、ＢＹＫ－Ｇａｒｄｎｅｒ Ｓｐｅｃｔｒｏ Ｇｕｉｄｅ ４５／０分光光度計を用いて測定した。それらのＬ＊値は、本明細書ではＬ＊１と称される。次いで、試料Ｐ～Ｓをアルカリ洗浄し、アルカリ洗浄後にＢＹＫ－Ｇａｒｄｎｅｒ Ｓｐｅｃｔｒｏ Ｇｕｉｄｅ ４５／０分光光度計を用いて、各試料のＬ＊値（Ｌ＊２）を測定した。
試料Ｐ～Ｑを、０．６重量パーセントの亜リン酸溶液と接触させた。試料ＰおよびＲを、ｐＨ１．５を含む溶液と接触させた一方で、試料ＱおよびＳを、ｐＨ６．５を含む亜リン酸溶液と接触させた。試料ＰおよびＱを、それぞれの亜リン酸溶液と１分間接触させ、試料ＲおよびＳを、それぞれの亜リン酸溶液と３分間接触させた。試料Ｐ～Ｓを亜リン酸溶液と接触させた後、ＢＹＫ－Ｇａｒｄｎｅｒ Ｓｐｅｃｔｒｏ Ｇｕｉｄｅ ４５／０分光光度計を用いて、試料Ｐ～Ｓの各々のＬ＊値（Ｌ＊３）を測定した。試料Ｐ～Ｓの各々をシロキサンコーティングでコーティングした後、ＢＹＫ－Ｇａｒｄｎｅｒ Ｓｐｅｃｔｒｏ Ｇｕｉｄｅ ４５／０分光光度計を用いて、各試料Ｐ～ＳのＬ＊値（Ｌ＊４）を測定した。
試料Ｐ～Ｓについて測定されたいくつかのＬ＊値を、表２に提供する。表２はまた、値ΔＬ＊’＝｜Ｌ＊３－Ｌ＊１｜、ならびに値ΔＬ＊”＝｜Ｌ＊４－Ｌ＊１｜を列挙する。
試料Ｑについて測定したΔＬ＊’値は、試料ＰのΔＬ＊’値を改善した。具体的には、試料ＱのΔＬ＊’値は、試料Ｐよりも９９％小さい。試料Ｓについて測定したΔＬ＊’値は、試料ＲのΔＬ＊’値を改善した。具体的には、試料ＳのΔＬ＊’値は、試料Ｒよりも９９％小さい。本開示による他の金属基板前処理方法も、ΔＬ＊’および／またはΔＬ＊”の改善を達成することができると考えられる。
発明の態様
本発明の様々な態様は、以下の番号付きの節に列挙される態様を含むが、これらに限定されない。
１．金属基板処理方法であって、アルミニウムおよびアルミニウム合金のうちの少なくとも１つを含む金属基板を流体と接触させて、金属基板の少なくとも１つの領域上にホスホネート官能化層を形成することを含み、流体が、ホスホネート含有酸およびその誘導体のうちの少なくとも１つを含み、ホスホネート含有酸およびその誘導体のうちの少なくとも１つが、第１の酸性プロトンのｐＫａを含み、流体が、第１の酸性プロトンのｐＫａよりも少なくとも０．５ｐＨ値大きいｐＨを含む、方法。
２．流体が、第１の酸性プロトンのｐＫａよりも少なくとも２ｐＨ値大きいｐＨを含む、節１に記載の方法。
３．流体が、１１以下のｐＨを含む、節１または２に記載の方法。
４．流体が、３．５～９．５の範囲のｐＨを含む、節１～３のいずれか１つに記載の方法。
５．流体が、６．５～８．５の範囲のｐＨを含む、節１～４のいずれか１つに記載の方法。
６．ホスホネート含有酸が、亜リン酸、フェニルホスホン酸、エチルホスホン酸、オクチルホスホン酸、オクタデシルホスホン酸、ビニルホスホン酸、ビニルホスホン酸ジメチルエステル、ジエチレントリアミンペンタキス（メチルホスホン酸）、オクタンジホスホン酸、およびこのような各化合物の誘導体のうちの少なくとも１つである、節１～５のいずれか１つに記載の方法。
７．ホスホネート含有酸およびその誘導体のうちの少なくとも１つが、式：
を有し、式中、Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３は、水素、アルキル、またはアリールから個々に選択される、節１～６のいずれか１つに記載の方法。
８．流体が、流体の総重量に基づいて、０．１重量パーセント～２０重量パーセントのホスホネート含有酸およびその誘導体のうちの少なくとも１つを含む、節１～７のいずれか１つに記載の方法。
９．流体が、流体の総重量に基づいて、０．２重量パーセント～５重量パーセントのホスホネート含有酸およびその誘導体のうちの少なくとも１つを含む、節１～８のいずれか１つに記載の方法。
１０．流体が、流体の総重量に基づいて、０．５重量パーセント～２重量パーセントのホスホネート含有酸およびその誘導体のうちの少なくとも１つを含む、節１～９のいずれか１つに記載の方法。
１１．金属基板を接触させることが、金属基板を流体の槽に浸漬すること、流体を金属基板上に噴霧すること、および金属基板上の流体を拭き取ることのうちの少なくとも１つを含む、節１～１０のいずれか１つに記載の方法。
１２．金属基板を接触させることが、金属基板を流体の槽に浸漬することを含み、かつ槽内の流体を通してガスを泡立てること、および槽内の流体を撹拌することからなる群から選択される少なくとも１つの方法によって、流体の槽をかき混ぜることをさらに含む、節１１に記載の方法。
１３．流体が、１秒～４０分の範囲の時間、金属基板に接触する、節１～１２のいずれか１つに記載の方法。
１４．流体が、５秒～５分の範囲の時間、基板に接触する、節１～１３のいずれか１つに記載の方法。
１５．流体が、１０秒～３０秒の範囲の時間、基板に接触する、節１～１４のいずれか１つに記載の方法。
１６．ホスホネート官能化層が、金属基板に結合されたホスホネート基を含む、節１～１５のいずれか１つに記載の方法。
１７．ホスホネート官能化層を含む金属基板と、ホスホネート官能化層を含まない金属基板との間のＣＩＥＬＡＢ明度差（ΔＬ＊）が、ＢＹＫ－Ｇａｒｄｎｅｒ Ｓｐｅｃｔｒｏ Ｇｕｉｄｅ ４５／０分光光度計で測定した場合に１０以下である、節１～１６のいずれか１つに記載の方法。
１８．金属基板を接触させる前に、
金属基板を洗浄することをさらに含み、洗浄が、アルカリ洗浄、酸洗浄、および二酸化炭素ベースの洗浄技術のうちの少なくとも１つを含む、節１～１７のいずれか１つに記載の方法。
１９．金属基板上のホスホネート官能化層の少なくとも一部分の上にコーティング層を堆積させることをさらに含む、節１～１８のいずれか１つに記載の方法。
２０．コーティング層が、シロキサン、シラザン、フルオロポリマー、アクリル、エポキシ、ポリエステル、およびポリウレタンのうちの少なくとも１つを含む、節１９に記載の方法。
２１．金属基板を含む物品が、航空宇宙用部品、自動車用部品、輸送用部品、ならびに建物および建設用部品のうちの少なくとも１つとして構成されている、節１～２０のいずれか１つに記載の方法。
２２．金属基板を含む物品が、車両ホイールである、節２１に記載の方法。
２３．アルミニウムまたはアルミニウム合金を含む金属基板と、
金属基板の少なくとも１つの領域上のホスホネート官能化層と、を含む、物品。
２４．ホスホネート官能化層が、金属基板に結合されたホスホネート基を含む、節２３に記載の物品。
２５．ホスホネート官能化層の少なくとも１つの領域上に堆積したコーティングをさらに含む、節２３または２４に記載の物品。
２６．コーティングが、シロキサン、シラザン、フルオロポリマー、アクリル、エポキシ、ポリエステル、およびポリウレタンのうちの少なくとも１つを含む、節２５に記載の物品。
２７．物品が、航空宇宙用部品、自動車用部品、輸送用部品、ならびに建物および建設用部品のうちの少なくとも１つとして構成されている、節２３～２６のいずれか１つに記載の物品。
２８．物品が、車両ホイールである、節２３～２６のいずれか１つに記載の物品。
本発明の様々な態様は、以下の番号付きの節に列挙される態様を含むが、これらに限定されない。
１．金属基板処理方法であって、アルミニウムおよびアルミニウム合金のうちの少なくとも１つを含む金属基板を流体と接触させて、金属基板の少なくとも１つの領域上にホスホネート官能化層を形成することを含み、流体が、ホスホネート含有酸およびその誘導体のうちの少なくとも１つを含み、ホスホネート含有酸およびその誘導体のうちの少なくとも１つが、第１の酸性プロトンのｐＫａを含み、流体が、第１の酸性プロトンのｐＫａよりも少なくとも０．５ｐＨ値大きいｐＨを含む、方法。
２．流体が、第１の酸性プロトンのｐＫａよりも少なくとも２ｐＨ値大きいｐＨを含む、節１に記載の方法。
３．流体が、１１以下のｐＨを含む、節１または２に記載の方法。
４．流体が、３．５～９．５の範囲のｐＨを含む、節１～３のいずれか１つに記載の方法。
５．流体が、６．５～８．５の範囲のｐＨを含む、節１～４のいずれか１つに記載の方法。
６．ホスホネート含有酸が、亜リン酸、フェニルホスホン酸、エチルホスホン酸、オクチルホスホン酸、オクタデシルホスホン酸、ビニルホスホン酸、ビニルホスホン酸ジメチルエステル、ジエチレントリアミンペンタキス（メチルホスホン酸）、オクタンジホスホン酸、およびこのような各化合物の誘導体のうちの少なくとも１つである、節１～５のいずれか１つに記載の方法。
７．ホスホネート含有酸およびその誘導体のうちの少なくとも１つが、式：
８．流体が、流体の総重量に基づいて、０．１重量パーセント～２０重量パーセントのホスホネート含有酸およびその誘導体のうちの少なくとも１つを含む、節１～７のいずれか１つに記載の方法。
９．流体が、流体の総重量に基づいて、０．２重量パーセント～５重量パーセントのホスホネート含有酸およびその誘導体のうちの少なくとも１つを含む、節１～８のいずれか１つに記載の方法。
１０．流体が、流体の総重量に基づいて、０．５重量パーセント～２重量パーセントのホスホネート含有酸およびその誘導体のうちの少なくとも１つを含む、節１～９のいずれか１つに記載の方法。
１１．金属基板を接触させることが、金属基板を流体の槽に浸漬すること、流体を金属基板上に噴霧すること、および金属基板上の流体を拭き取ることのうちの少なくとも１つを含む、節１～１０のいずれか１つに記載の方法。
１２．金属基板を接触させることが、金属基板を流体の槽に浸漬することを含み、かつ槽内の流体を通してガスを泡立てること、および槽内の流体を撹拌することからなる群から選択される少なくとも１つの方法によって、流体の槽をかき混ぜることをさらに含む、節１１に記載の方法。
１３．流体が、１秒～４０分の範囲の時間、金属基板に接触する、節１～１２のいずれか１つに記載の方法。
１４．流体が、５秒～５分の範囲の時間、基板に接触する、節１～１３のいずれか１つに記載の方法。
１５．流体が、１０秒～３０秒の範囲の時間、基板に接触する、節１～１４のいずれか１つに記載の方法。
１６．ホスホネート官能化層が、金属基板に結合されたホスホネート基を含む、節１～１５のいずれか１つに記載の方法。
１７．ホスホネート官能化層を含む金属基板と、ホスホネート官能化層を含まない金属基板との間のＣＩＥＬＡＢ明度差（ΔＬ＊）が、ＢＹＫ－Ｇａｒｄｎｅｒ Ｓｐｅｃｔｒｏ Ｇｕｉｄｅ ４５／０分光光度計で測定した場合に１０以下である、節１～１６のいずれか１つに記載の方法。
１８．金属基板を接触させる前に、
金属基板を洗浄することをさらに含み、洗浄が、アルカリ洗浄、酸洗浄、および二酸化炭素ベースの洗浄技術のうちの少なくとも１つを含む、節１～１７のいずれか１つに記載の方法。
１９．金属基板上のホスホネート官能化層の少なくとも一部分の上にコーティング層を堆積させることをさらに含む、節１～１８のいずれか１つに記載の方法。
２０．コーティング層が、シロキサン、シラザン、フルオロポリマー、アクリル、エポキシ、ポリエステル、およびポリウレタンのうちの少なくとも１つを含む、節１９に記載の方法。
２１．金属基板を含む物品が、航空宇宙用部品、自動車用部品、輸送用部品、ならびに建物および建設用部品のうちの少なくとも１つとして構成されている、節１～２０のいずれか１つに記載の方法。
２２．金属基板を含む物品が、車両ホイールである、節２１に記載の方法。
２３．アルミニウムまたはアルミニウム合金を含む金属基板と、
金属基板の少なくとも１つの領域上のホスホネート官能化層と、を含む、物品。
２４．ホスホネート官能化層が、金属基板に結合されたホスホネート基を含む、節２３に記載の物品。
２５．ホスホネート官能化層の少なくとも１つの領域上に堆積したコーティングをさらに含む、節２３または２４に記載の物品。
２６．コーティングが、シロキサン、シラザン、フルオロポリマー、アクリル、エポキシ、ポリエステル、およびポリウレタンのうちの少なくとも１つを含む、節２５に記載の物品。
２７．物品が、航空宇宙用部品、自動車用部品、輸送用部品、ならびに建物および建設用部品のうちの少なくとも１つとして構成されている、節２３～２６のいずれか１つに記載の物品。
２８．物品が、車両ホイールである、節２３～２６のいずれか１つに記載の物品。
当業者は、本明細書に記載の物品および方法、ならびにそれらに付随する説明が、概念を明確にするために例として使用され、様々な構成変更が考えられることを認識するであろう。したがって、本明細書で使用される場合、論述される特定の例／実施形態および付随する説明は、それらのより一般的な分類の代表であることが意図されている。一般的に、特定の例の使用は、その分類の代表であることが意図され、特定のコンポーネント、デバイス、操作／動作、および対象物が含まれていないことは、制限的であると解釈されるべきではない。本開示は、本開示の様々な態様および／またはその潜在的な用途を例示する目的で様々な特定の態様を説明するが、変形および修正が当業者によって行われることが理解される。したがって、本明細書で説明する１つ以上の本発明は、少なくともそれらが主張されるのと同じくらい広く、本明細書で提供される特定の例示的な態様によってより狭く定義されないことを理解されたい。
表面処理の選択は、例えば、所望の接着性、腐食保護、および審美的特性のバランスをとることを必要とし得る。本開示によると、トップコートの金属基板への接着を促進し、金属基板に腐食保護特性を提供し、かつ金属基板の所望の審美的外観を提供することができる、金属基板処理方法が提供される。さらに、本開示は、ホスホネート官能化層を含む物品を提供する。ホスホネート官能化層をその上に含む物品は、物品へのトップコートの付着を示すこと、耐食性の改善、耐摩耗性の改善を含むこと、および／または望ましい審美的外観を有することができる。
Claims (20)
- 金属基板処理方法であって、
アルミニウムおよびアルミニウム合金のうちの少なくとも１つを含む金属基板を流体と接触させて、前記金属基板の少なくとも１つの領域上にホスホネート官能化層を形成することを含み、前記流体が、ホスホネート含有酸およびその誘導体のうちの少なくとも１つを含み、
前記ホスホネート含有酸およびその誘導体のうちの少なくとも１つが、第１の酸性プロトンのｐＫａを含み、前記流体が、前記第１の酸性プロトンの前記ｐＫａよりも少なくとも０．５ｐＨ値大きいｐＨを含む、方法。 - 前記流体が、前記第１の酸性プロトンの前記ｐＫａよりも少なくとも２ｐＨ値大きいｐＨを含む、請求項１に記載の方法。
- 前記流体が、３．５～９．５の範囲のｐＨを含む、請求項１または２に記載の方法。
- 前記ホスホネート含有酸が、亜リン酸、フェニルホスホン酸、エチルホスホン酸、オクチルホスホン酸、オクタデシルホスホン酸、ビニルホスホン酸、ビニルホスホン酸ジメチルエステル、ジエチレントリアミンペンタキス（メチルホスホン酸）、オクタンジホスホン酸、およびこのような各化合物の誘導体のうちの少なくとも１つである、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ホスホネート含有酸およびその誘導体のうちの少なくとも１つが、式：
- 前記流体が、前記流体の総重量に基づいて、０．１重量パーセント～２０重量パーセントの前記ホスホネート含有酸およびその誘導体のうちの少なくとも１つを含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。
- 前記金属基板を接触させることが、前記金属基板を前記流体の槽に浸漬すること、前記流体を前記金属基板上に噴霧すること、および前記金属基板上の前記流体を拭き取ることのうちの少なくとも１つを含む、請求項１～６のいずれか１項に記載の方法。
- 前記金属基板を接触させることが、前記金属基板を前記流体の槽に浸漬することを含み、かつ前記槽内の前記流体を通してガスを泡立てること、および前記槽内の前記流体を撹拌することからなる群から選択される少なくとも１つの方法を使用して、前記流体の前記槽をかき混ぜることをさらに含む、請求項７に記載の方法。
- 前記流体が、１秒～４０分の範囲の時間、前記金属基板に接触する、請求項１～８のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ホスホネート官能化層が、前記金属基板に結合されたホスホネート基を含む、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ホスホネート官能化層を含む前記金属基板と、前記ホスホネート官能化層を含まない前記金属基板との間のＣＩＥＬＡＢ明度差（ΔＬ＊）が、ＢＹＫ－Ｇａｒｄｎｅｒ Ｓｐｅｃｔｒｏ Ｇｕｉｄｅ ４５／０分光光度計で測定した場合に１０以下である、請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法。
- 前記金属基板を接触させる前に、
前記金属基板を洗浄することをさらに含み、洗浄が、アルカリ洗浄、酸洗浄、および二酸化炭素ベースの洗浄技術のうちの少なくとも１つを含む、請求項１～１１のいずれか一項に記載の方法。 - 前記金属基板上の前記ホスホネート官能化層の少なくとも一部分の上にコーティング層を堆積させることをさらに含む、請求項１～１２のいずれか一項に記載の方法。
- 前記コーティング層が、シロキサン、シラザン、フルオロポリマー、アクリル、エポキシ、ポリエステル、およびポリウレタンのうちの少なくとも１つを含む、請求項１３に記載の方法。
- アルミニウムまたはアルミニウム合金を含む金属基板と、
前記金属基板の少なくとも１つの領域上のホスホネート官能化層と、を含む、物品。 - 前記ホスホネート官能化層が、前記金属基板に結合されたホスホネート基を含む、請求項１５に記載の物品。
- 前記ホスホネート官能化層の少なくとも１つの領域上に堆積したコーティングをさらに含む、請求項１５または１６に記載の物品。
- 前記コーティングが、シロキサン、シラザン、フルオロポリマー、アクリル、エポキシ、ポリエステル、およびポリウレタンのうちの少なくとも１つを含む、請求項１７に記載の物品。
- 前記物品が、航空宇宙用部品、自動車用部品、輸送用部品、ならびに建物および建設用部品のうちの少なくとも１つとして構成されている、請求項１６～１８のいずれか一項に記載の物品。
- 前記物品が、車両ホイールである、請求項１６～１９のいずれか一項に記載の物品。
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Citations (9)
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|---|---|---|---|---|
| JPH09143752A (ja) * | 1995-11-20 | 1997-06-03 | Nippon Paint Co Ltd | アルミニウム系金属表面処理用組成物、処理浴及び処理方法 |
| JPH10506416A (ja) * | 1994-08-31 | 1998-06-23 | アルミナム カンパニー オブ アメリカ | アルミニウム合金の車両組立品用の有機ホスホン酸又は有機ホスフィン酸皮膜 |
| JP2001508499A (ja) * | 1996-12-28 | 2001-06-26 | メタルゲゼルシャフト・アクチエンゲゼルシャフト | 金属表面の処理方法 |
| JP2008156748A (ja) * | 2006-12-01 | 2008-07-10 | Kobe Steel Ltd | 耐食性に優れたアルミニウム合金材およびプレートフィン式熱交換器、プレート式熱交換器 |
| JP2008231418A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-10-02 | Kansai Paint Co Ltd | チタン・ジルコニウム膜形成用塗布剤、チタン・ジルコニウム膜形成方法及びチタン・ジルコニウム膜で被覆された金属基材 |
| JP2016098397A (ja) * | 2014-11-20 | 2016-05-30 | 株式会社神戸製鋼所 | 表面処理アルミニウム合金板およびその製造方法 |
| WO2016129640A1 (ja) * | 2015-02-12 | 2016-08-18 | 日本ペイント・サーフケミカルズ株式会社 | 金属表面処理剤 |
| WO2017138530A1 (ja) * | 2016-02-10 | 2017-08-17 | 日本ペイント・サーフケミカルズ株式会社 | 化成処理浴への補給方法 |
| WO2017188108A1 (ja) * | 2016-04-27 | 2017-11-02 | 三洋化成工業株式会社 | エッチング液及び電子基板の製造方法 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3630790A (en) * | 1969-05-13 | 1971-12-28 | Dow Chemical Co | Method of protection of metal surfaces from corrosion |
| GB8309571D0 (en) * | 1983-04-08 | 1983-05-11 | Albright & Wilson | Accelerated sealing of anodised aluminium |
| US5103550A (en) * | 1989-12-26 | 1992-04-14 | Aluminum Company Of America | Method of making a food or beverage container |
| US5354494A (en) * | 1992-01-21 | 1994-10-11 | Betz Laboratories, Inc. | Reactive silane composition and process for enhanced drainage of residual aqueous rinse on the external surfaces of plastic parts |
| US20030082391A1 (en) * | 2001-06-05 | 2003-05-01 | Henkel Corporation | Multilayer coatings for metal substrates |
| EP1815044B1 (de) | 2004-11-10 | 2019-06-19 | Chemetall GmbH | Verfahren zur beschichtung von metallischen oberflächen mit einer wässerigen silan/silanol/siloxan/polysiloxan enthaltenden zusammensetzung und diese zusammensetzung |
| US7435359B2 (en) * | 2004-12-21 | 2008-10-14 | Hercules Chemical Company Incorporated | Corrosion inhibiting heat transfer materials |
| US20060151070A1 (en) * | 2005-01-12 | 2006-07-13 | General Electric Company | Rinsable metal pretreatment methods and compositions |
| US20080108537A1 (en) * | 2006-11-03 | 2008-05-08 | Rees Wayne M | Corrosion inhibitor system for mildly acidic to ph neutral halogen bleach-containing cleaning compositions |
| US8282807B2 (en) * | 2006-12-28 | 2012-10-09 | National University Corporation Tohoku University | Metal member having a metal oxide film and method of manufacturing the same |
| DE102007040247A1 (de) * | 2007-08-25 | 2009-03-05 | Evonik Goldschmidt Gmbh | Korrosionsinhibitor |
| JP5433950B2 (ja) * | 2008-01-24 | 2014-03-05 | 日本軽金属株式会社 | 金属塗装材 |
| US8501406B1 (en) * | 2009-07-14 | 2013-08-06 | Pacific Biosciences Of California, Inc. | Selectively functionalized arrays |
| DE102013215441A1 (de) * | 2013-08-06 | 2015-02-12 | Henkel Ag & Co. Kgaa | Metallvorbehandlungszusammensetzungen umfassend Silane und Organophosphonsäuren |
| KR102450429B1 (ko) * | 2016-08-12 | 2022-10-04 | 피피지 인더스트리즈 오하이오 인코포레이티드 | 전처리 조성물 |
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Patent Citations (9)
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|---|---|---|---|---|
| JPH10506416A (ja) * | 1994-08-31 | 1998-06-23 | アルミナム カンパニー オブ アメリカ | アルミニウム合金の車両組立品用の有機ホスホン酸又は有機ホスフィン酸皮膜 |
| JPH09143752A (ja) * | 1995-11-20 | 1997-06-03 | Nippon Paint Co Ltd | アルミニウム系金属表面処理用組成物、処理浴及び処理方法 |
| JP2001508499A (ja) * | 1996-12-28 | 2001-06-26 | メタルゲゼルシャフト・アクチエンゲゼルシャフト | 金属表面の処理方法 |
| JP2008156748A (ja) * | 2006-12-01 | 2008-07-10 | Kobe Steel Ltd | 耐食性に優れたアルミニウム合金材およびプレートフィン式熱交換器、プレート式熱交換器 |
| JP2008231418A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-10-02 | Kansai Paint Co Ltd | チタン・ジルコニウム膜形成用塗布剤、チタン・ジルコニウム膜形成方法及びチタン・ジルコニウム膜で被覆された金属基材 |
| JP2016098397A (ja) * | 2014-11-20 | 2016-05-30 | 株式会社神戸製鋼所 | 表面処理アルミニウム合金板およびその製造方法 |
| WO2016129640A1 (ja) * | 2015-02-12 | 2016-08-18 | 日本ペイント・サーフケミカルズ株式会社 | 金属表面処理剤 |
| WO2017138530A1 (ja) * | 2016-02-10 | 2017-08-17 | 日本ペイント・サーフケミカルズ株式会社 | 化成処理浴への補給方法 |
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