JP7049259B2 - フッ化物を含まないジルコニウムをベースとする不動態化のための金属前処理 - Google Patents
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Description
想定される塗料ベースを形成するための本発明による前処理の有効性は、硝酸ジルコニルの形態で15g/kgのZrおよび500mg/kgのアリザリンを含有する本発明による酸性水性前処理液(pH1.5)を、少量(約1ml)、アルミニウムシート(Al 3008;厚さ0.2mm)に滴下し、続いて、該液を30℃で乾燥させ、アリザリンを含有しない液を用いる処理と比較することにより、確認できる。本発明による処理が拭い去れない玉虫色の塗装をもたらす一方で、硝酸ジルコニルを含有する液のみをベースとする、より白い塗装は、布で容易に除去できる。
[1]金属基材の表面を少なくとも1つのジルコニウム元素の水溶性化合物(A)を含有する水性抗腐食剤と接触させる、金属基材の抗腐食前処理の方法であって、抗腐食剤が、互いにオルト位にて環中で置換している少なくとも2個のヒドロキシル基を各場合で有する少なくとも1個の縮合ベンゼン環を含む少なくとも1つの多環式炭化水素(B)をさらに含有することを特徴とする、方法。
[2]多環式炭化水素(B)が、1μScm -1 未満の電気伝導率を有する脱イオン水中、20℃で、5g/kg未満、好ましくは1g/kg未満の溶解度を有することを特徴とする、[1]に記載の方法。
[3]多環式炭化水素(B)が、互いにオルト位にて環中で置換している少なくとも2個のヒドロキシル基を各々有する少なくとも2個の縮合ベンゼン環を含み、ベンゼン環は、各場合で非環式炭化水素系上で縮合することにより架橋されており、非環式炭化水素系は、好ましくは少なくとも1個のオキソ基またはヒドロキシル基を含むことを特徴とする、[1]または[2]に記載の方法。
[4]多環式炭化水素(B)が、環中で少なくとも2個のヒドロキシル基により相互にオルト位で置換されているアントラキノン類の群から選択され、好ましくは1,2-ヒドロキシアントラキノンであることを特徴とする、[1]ないし[3]のいずれかに記載の方法。
[5]ジルコニウム元素の水溶性化合物(A)の供給源がさらにフッ化物イオンの供給源ではなく、好ましくは硝酸ジルコニル、酢酸ジルコニウムおよび/または炭酸ジルコニウムアンモニウムから選択され、特に好ましくは硝酸ジルコニルであることを特徴とする、[1]ないし[4]のいずれかに記載の方法。
[6]抗腐食剤の水相における総フッ化物含有量が、50g/kg未満、好ましくは10mg/kg未満、特に好ましくは1mg/kg未満であることを特徴とする、[1]ないし[5]のいずれかに記載の方法。
[7]ジルコニウム元素の水溶性化合物(A)の多環式炭化水素(B)に対する重量比が、ジルコニウム元素を基準として、0.2未満、好ましくは0.1未満であり、好ましくは0.02より大きいことを特徴とする、[1]ないし[6]のいずれかに記載の方法。
[8]抗腐食剤のpHが、2.0未満、特に好ましくは1.6未満であり、好ましくは0.5より高く、特に好ましくは1.0より高いことを特徴とする、[1]ないし[7]のいずれかに記載の方法。
[9]各場合で水性抗腐食剤を基準として、少なくとも0.1重量%、好ましくは少なくとも0.2重量%の有機化合物(C)が抗腐食剤にさらに含有され、その化合物は5,000g/molより大きいモル質量を有し、好ましくは、ヒドロキシル基、カルボキシル基、リン酸基、ホスホン酸基およびアミノ基から選択される官能基を少なくとも部分的に含み、酸価とヒドロキシル価の合計が、有機化合物(C)1g当たり、少なくとも100ミリグラムKOHであり、好ましくは600ミリグラムKOH以下であることを特徴とする、[1]ないし[8]のいずれかに記載の方法。
[10]有機化合物(C)が、アルケン、好ましくはエテンと、ビニルアルコールのコポリマーまたはコポリマー混合物から選択され、それは好ましくはコポリマーまたはコポリマー混合物1g当たり、200ないし500ミリグラムKOHの範囲のヒドロキシル価を有し、これらのコポリマーまたはコポリマー混合物の割合は、各場合で水性抗腐食剤を基準として、好ましくは5重量%を超えず、特に好ましくは2重量%を超えないことを特徴とする、[9]に記載の方法。
[11]金属基材が、亜鉛および/またはアルミニウムから選択され、好ましくはアルミニウムであることを特徴とする、[1]ないし[10]のいずれかに記載の方法。
[12]金属基材を水性抗腐食剤と接触させた後、後続のすすぎ工程または後続の湿式化学処理の前に、ぬれ膜が金属基材の表面に残り、好ましくは熱を与えることにより、それを乾燥させることを特徴とする、[1]ないし[11]のいずれかに記載の方法。
[13]ぬれ膜が、乾燥後に5mg/m 2 より厚く、好ましくは10mg/m 2 より厚く、好ましくは150mg/m 2 未満、特に好ましくは50mg/m 2 未満のジルコニウムの塗装層をもたらす膜厚で残ることを特徴とする、[12]に記載の方法。
[14]アルミニウム帯板から塗装された缶蓋を製造する方法であって、第一工程で、[13]に記載の方法に従って、5mg/m 2 より厚いジルコニウムの塗装層をアルミニウム帯板にまず塗り、次いで、場合によりプライマーを塗り、硬化させ、蓋の材料を帯板から打ち出し、缶蓋に成形する、方法。
[15]0.5ないし2.0の範囲のpHを有し、ジルコニウム元素を基準として少なくとも1重量%のジルコニウム元素の水溶性化合物、および、少なくとも0.01重量%の多環式炭化水素を含有する抗腐食剤の濃縮物であって、多環式炭化水素が、互いにオルト位にて環中で置換している少なくとも2個のヒドロキシル基を各場合で有する少なくとも2個の縮合ベンゼン環を有し、ベンゼン環が、各場合で非環式炭化水素系上で縮合することにより架橋されており、非環式炭化水素系が、好ましくは少なくとも1個のオキソ基またはヒドロキシル基を含むものである、濃縮物。
Claims (12)
- 金属基材の表面を少なくとも1つのジルコニウム元素の水溶性化合物(A)を含有する水性抗腐食剤と接触させる、金属基材の抗腐食前処理の方法であって、抗腐食剤が、互いにオルト位にて環中で置換している少なくとも2個のヒドロキシル基を各場合で有する少なくとも1個の縮合ベンゼン環を含む少なくとも1つの多環式炭化水素(B)をさらに含有し、抗腐食剤の水相におけるジルコニウム元素の総フッ化物含有量に対するモル比は、1より大きく、抗腐食剤の水相における総フッ化物含有量は、抗腐食剤を基準として、50mg/kg未満であり、抗腐食剤における水溶性化合物(A)の量は、ジルコニウム元素の量を基準として、少なくとも400mg/kgであり、抗腐食剤における多環式炭化水素(B)の量は、5~250mg/kgの範囲であり、抗腐食剤のpHは2.0未満であることを特徴とする、方法。
- 多環式炭化水素(B)が、1μScm-1未満の電気伝導率を有する脱イオン水中、20℃で、5g/kg未満の溶解度を有することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 多環式炭化水素(B)が、互いにオルト位にて環中で置換している少なくとも2個のヒドロキシル基を各々有する少なくとも2個の縮合ベンゼン環を含み、ベンゼン環は、各場合で非環式炭化水素系上で縮合することにより架橋されており、非環式炭化水素系は、少なくとも1個のオキソ基またはヒドロキシル基を含むことを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
- 多環式炭化水素(B)が、環中で少なくとも2個のヒドロキシル基により相互にオルト位で置換されているアントラキノン類の群から選択されることを特徴とする、請求項1ないし3のいずれかに記載の方法。
- ジルコニウム元素の水溶性化合物(A)の供給源がさらにフッ化物イオンの供給源ではなく、硝酸ジルコニル、酢酸ジルコニウムおよび/または炭酸ジルコニウムアンモニウムから選択されることを特徴とする、請求項1ないし4のいずれかに記載の方法。
- ジルコニウム元素の水溶性化合物(A)の多環式炭化水素(B)に対する重量比が、ジルコニウム元素を基準として、0.2未満であることを特徴とする、請求項1ないし5のいずれかに記載の方法。
- 各場合で水性抗腐食剤を基準として、少なくとも0.1重量%の有機化合物(C)が抗腐食剤にさらに含有され、その化合物は5,000g/molより大きいモル質量を有し、ヒドロキシル基、カルボキシル基、リン酸基、ホスホン酸基およびアミノ基から選択される官能基を少なくとも部分的に含み、酸価とヒドロキシル価の合計が、有機化合物(C)1g当たり、少なくとも100ミリグラムKOHであり、600ミリグラムKOH以下であることを特徴とする、請求項1ないし6のいずれかに記載の方法。
- 有機化合物(C)が、アルケンと、ビニルアルコールのコポリマーまたはコポリマー混合物から選択され、それはコポリマーまたはコポリマー混合物1g当たり、200ないし500ミリグラムKOHの範囲のヒドロキシル価を有し、これらのコポリマーまたはコポリマー混合物の割合は、各場合で水性抗腐食剤を基準として、5重量%を超えないことを特徴とする、請求項7に記載の方法。
- 金属基材が、亜鉛および/またはアルミニウムから選択されることを特徴とする、請求項1ないし8のいずれかに記載の方法。
- 金属基材を水性抗腐食剤と接触させた後、後続のすすぎ工程または後続の湿式化学処理の前に、ぬれ膜が金属基材の表面に残り、それを乾燥させることを特徴とする、請求項1ないし9のいずれかに記載の方法。
- ぬれ膜が、乾燥後に5mg/m2より厚いジルコニウムの塗装層をもたらす膜厚で残ることを特徴とする、請求項10に記載の方法。
- アルミニウム帯板から塗装された缶蓋を製造する方法であって、第一工程で、請求項11に記載の方法に従って、5mg/m2より厚いジルコニウムの塗装層をアルミニウム帯板にまず塗り、次いで、場合によりプライマーを塗り、硬化させ、蓋の材料を帯板から打ち出し、缶蓋に成形する、方法。
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