KR102367049B1 - Pretreatment composition - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기재 표면의 적어도 일부를 란타나이드 공급원 및 산화제를 포함하는 제1 조성물과 접촉시키는 단계를 포함하는 기재의 처리 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 방법에 의해 수득가능한 기재에 관한 것이다.The present invention relates to a method of treating a substrate comprising contacting at least a portion of the surface of the substrate with a first composition comprising a source of lanthanide and an oxidizing agent. The invention also relates to a substrate obtainable by said process.
Description
관련 출원에 대한 상호참조CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS
본원은 2016년 8월 12일자 출원된 미국 가출원 제62/374,188호(발명의 명칭: "밀봉 조성물") 및 2016년 8월 12일자 출원된 미국 가출원 제62/374,199호(발명의 명칭: "전처리 조성물")(둘 다 이들의 전문이 본원에 참조로 혼입됨)를 우선권 주장한다.This application relates to U.S. Provisional Application No. 62/374,188, filed on August 12, 2016 (titled "Sealing Composition") and U.S. Provisional Application No. 62/374,199, filed on August 12, 2016, entitled "Pretreatment" composition"), both of which are incorporated herein by reference in their entirety.
기술분야technical field
본 발명은, 밀봉 조성물 및 금속 기재 처리 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 코팅된 금속 기재에 관한 것이다.The present invention relates to a sealing composition and a method for treating a metal substrate. The present invention also relates to a coated metallic substrate.
개선된 내식성 및 페인트 부착성을 위해 금속 기재 상에 보호 코팅을 사용하는 것은 통상적이다. 상기 기재를 코팅하기 위한 통상적인 기술은, 상기 금속 기재를 크롬-함유 조성물로 전처리함을 수반하는 기술을 포함한다. 그러나, 상기 크로메이트-함유 조성물의 사용은 환경 및 건강상 우려를 준다.It is common to use protective coatings on metal substrates for improved corrosion resistance and paint adhesion. Conventional techniques for coating the substrate include those involving pretreatment of the metal substrate with a chromium-containing composition. However, the use of such chromate-containing compositions poses environmental and health concerns.
결과적으로, 무-크로메이트 전처리 조성물이 개발되었다. 상기 조성물은 일반적으로, 기재 표면과 반응하고 이에 결합하여 보호 층을 형성하는 화학적 혼합물을 기초로 한다. 예를 들어, IIIB족 금속 또는 IVB족 금속에 기초한 전처리 조성물이 더 보편적이 되었다. 상기 조성물은 흔히, 유리 플루오라이드[즉, 다른 원소 양이온(예컨대, IIIB족 또는 IVB족 금속 이온 또는 수소 이온)에 공유 또는 이온 결합된 플루오라이드와 달리 전처리 조성물 중의 단리된 이온으로서 이용가능한 플루오라이드)의 공급원을 함유한다. 유리 플루오라이드는 금속 기재의 표면을 에칭함으로써 IIIB족 또는 IVB족 금속 코팅의 침착을 촉진할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 이러한 전처리 조성물의 내식성 능력은 일반적으로, 통상적인 크롬-함유 전처리제보다 상당히 열등하였다.Consequently, a chromate-free pretreatment composition was developed. The composition is generally based on a chemical mixture that reacts with and binds to the substrate surface to form a protective layer. For example, pretreatment compositions based on Group IIIB metals or Group IVB metals have become more common. Such compositions often contain free fluoride (i.e., fluoride available as an isolated ion in the pretreatment composition, as opposed to fluoride covalently or ionically bonded to another elemental cation (eg, a Group IIIB or IVB metal ion or hydrogen ion)). contains a source of Free fluoride may promote deposition of a Group IIIB or IVB metal coating by etching the surface of the metal substrate. Nevertheless, the corrosion resistance ability of these pretreatment compositions was generally significantly inferior to conventional chromium-containing pretreatments.
크로메이트의 사용과 관련된 환경적인 단점을 비롯한 전술된 선행 기술의 단점의 적어도 일부를 극복하는, 금속 기재 처리 조성물 및 방법을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 또한, 포스페이트- 또는 크롬-함유 전환 코팅을 사용하여 제공되는 내식성 특성과 동등하거나 심지어 더 우수한 내식성 특성을 제공하는, 금속 기재 처리 조성물 및 방법을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 또한, 관련된 코팅된 금속 기재를 제공하는 것이 바람직할 것이다.It would be desirable to provide metal substrate treatment compositions and methods that overcome at least some of the disadvantages of the prior art described above, including the environmental disadvantages associated with the use of chromates. It would also be desirable to provide metal substrate treatment compositions and methods that provide corrosion resistance properties equivalent to or even superior to those provided using phosphate- or chromium-containing conversion coatings. It would also be desirable to provide a related coated metallic substrate.
기재의 적어도 일부를 접촉시키기 위한 제1 조성물로서, 란타나이드 계열 원소 양이온 및 산화제를 포함하는 제1 조성물을 포함하는 기재를 처리하기 위한 시스템이 본원에 개시된다.Disclosed herein is a system for treating a substrate comprising a first composition for contacting at least a portion of a substrate, the first composition comprising a lanthanide series elemental cation and an oxidizing agent.
기재의 적어도 일부를, 란타나이드 계열 원소 양이온 및 산화제를 포함하는 제1 조성물과 접촉시키는 단계를 포함하는, 기재의 처리 방법이 또한 본원에 개시된다.Also disclosed herein is a method of treating a substrate comprising contacting at least a portion of the substrate with a first composition comprising a lanthanide series elemental cation and an oxidizing agent.
상기 시스템 및/또는 방법에 의해 수득가능한 기재가 또한 개시된다.A substrate obtainable by the system and/or method is also disclosed.
도 1은 기재 표면 상의 제2 조성물의 층의 두께를 설명하는 개략도를 도시한다.
도 2는 LiOH 또는 Li2CO3으로 처리된 기재의 XPS 깊이 프로파일을 도시한다. 2개의 도표는 50 nm에서 취해진 측정치에 의한 표면 전반의 평균이다. 데이터는 0 내지 45 nm 깊이 범위로 존재하는 리튬을 나타낸다.1 shows a schematic diagram illustrating the thickness of a layer of a second composition on the surface of a substrate.
2 shows the XPS depth profile of a substrate treated with LiOH or Li 2 CO 3 . The two plots are averages across the surface with measurements taken at 50 nm. Data represent lithium present in the 0-45 nm depth range.
전술된 바와 같이, 란타나이드 계열 원소 양이온 및 산화제를 포함하거나, 일부 경우에 본질적으로 이루어지거나, 일부 경우에 이루어진 제1 조성물을 포함하거나, 일부 경우에 본질적으로 이루어지거나, 일부 경우에 이루어진 시스템이 본원에 개시된다. 시스템은 IA족 금속 양이온을 포함하거나, 일부 경우에 본질적으로 이루어지거나, 일부 경우에 이루어진 제2 조성물, 또는 IVB족 금속 양이온을 포함하거나, 일부 경우에 본질적으로 이루어지거나, 일부 경우에 이루어진 제3 조성물을 추가로 포함하거나, 일부 경우에 본질적으로 이루어지거나, 일부 경우에 이루어질 수 있다. 제1, 제2 및 제3 조성물은 각각 본원에 정의된 밀봉 조성물 또는 전환 조성물일 수 있다.As described above, a system comprising, in some cases consisting essentially of, or in some cases consisting of a first composition comprising, in some cases consisting essentially of, in some cases consisting of a lanthanide series elemental cation and an oxidizing agent is provided herein. is disclosed in The system comprises a second composition comprising, in some cases consisting essentially of, or in some cases consisting of a Group IA metal cation, or a third composition comprising, in some cases consisting essentially of, or in some cases consisting of a Group IVB metal cation. may further comprise, in some cases consist essentially of, or in some cases consist. The first, second and third compositions may each be a sealing composition or a conversion composition as defined herein.
본 발명의 방법에 따라서, 기재의 적어도 일부는 제1 조성물과 접촉할 수 있고, 임의적으로 제2 조성물 또는 제3 조성물과 접촉할 수 있다. 본 발명에 따라서, 제1 조성물과 접촉하는 단계는 제2 및/또는 제3 조성물과 접촉하는 단계에 선행하거나 후행할 수 있다. 본원에 더욱 자세히 기술되는 바와 같이, 일부 경우에, 제1 조성물 및 제2 및/또는 제3 조성물과 접촉하는 단계 사이에 일어나는 세정 단계가 존재할 수 있다.According to the method of the present invention, at least a portion of the substrate may be in contact with the first composition and optionally the second composition or the third composition. According to the present invention, the step of contacting with the first composition may precede or follow the step of contacting with the second and/or third composition. As described in more detail herein, in some cases there may be a cleaning step that occurs between the step of contacting the first composition and the second and/or third composition.
본 발명은 또한 란타나이드 계열 원소 공급원 및 산화제를 포함하는 전처리 조성물로부터 형성된 필름을 포함하는 기재에 관한 것으로서, 필름 내의 란타나이드 계열 원소의 수준은 상부에 필름을 갖지 않는 기재의 표면 상에서 보다 100 카운트(count) 이상 크다[X-선 형광(60초 시간조절된 검정, 15 Kv, 45 μA, 필터 3, T(p) = 1.5 μs)에 의해 측정됨].The present invention also relates to a substrate comprising a film formed from a pretreatment composition comprising a source of a lanthanide-based element and an oxidizing agent, wherein the level of the lanthanide-based element in the film is 100 counts higher than on the surface of the substrate without the film thereon. count) greater than [measured by X-ray fluorescence (60 sec timed assay, 15 Kv, 45 μA,
기재는 IA족 금속 양이온 또는 IVB족 금속 양이온로부터 형성된 필름 또는 층을 추가로 포함할 수 있다.The substrate may further comprise a film or layer formed from a Group IA metal cation or a Group IVB metal cation.
본 발명에서 사용될 수 있는 적합한 기재는, 금속 기재, 금속 합금 기재, 및/또는 금속화된 기재, 예컨대 니켈 도금 플라스틱을 포함한다. 본 발명에 따라서, 금속 또는 금속 합금은 스틸, 알루미늄, 아연, 니켈 및/또는 마그네슘이거나 이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스틸 기재는 냉간 압연 강, 열간 압연 강, 전기 아연 도금 강 및/또는 용융 아연 도금 강일 수 있다. 또한, 1XXX, 2XXX, 3XXX, 4XXX, 5XXX, 6XXX 또는 7XXX 시리즈의 알루미늄 합금 및 클래드 알루미늄 합금도 기재로 사용할 수 있다. 알루미늄 합금은 0.01 중량% 내지 10 중량%의 구리를 포함할 수 있다. 처리되는 알루미늄 합금은 1XX.X, 2XX.X, 3XX.X, 4XX.X, 5XX.X, 6XX.X, 7XX.X, 8XX.X, 또는 9XX.X(예컨대, A356.0)와 같은 캐스팅(casting)도 포함할 수 있다. AZ31B, AZ91C, AM60B 또는 EV31A 시리즈의 마그네슘 합금도 기재로 사용할 수 있다. 본 발명에 사용되는 기재는 또한, 티타늄 및/또는 티타늄 합금, 아연 및/또는 아연 합금, 및/또는 니켈 및/또는 니켈 합금을 포함할 수 있다. 본 발명에 따라서, 기재는, 차량(vehicle)의 일부, 예컨대 차량 본체(예를 들어, 비제한적으로, 도어, 본체 패널, 트렁크 데크 리드(lid), 루프 패널, 후드, 루프 및/또는 스트링거, 리벳, 랜딩 기어 컴포넌트 및/또는 항공기 상에 사용되는 스킨) 및/또는 차량 프레임을 포함할 수 있다. 본원에 사용된 "차량" 또는 이의 변형은 민간, 상업 및 군용 항공기 및/또는 육상 차량, 예컨대 자동차, 오토바이 및/또는 트럭을 포함하지만, 이로 한정되지는 않는다.Suitable substrates that may be used in the present invention include metal substrates, metal alloy substrates, and/or metallized substrates such as nickel plated plastics. According to the invention, the metal or metal alloy may be or comprise steel, aluminum, zinc, nickel and/or magnesium. For example, the steel substrate may be cold rolled steel, hot rolled steel, electrogalvanized steel and/or hot-dip galvanized steel. In addition, 1XXX, 2XXX, 3XXX, 4XXX, 5XXX, 6XXX or 7XXX series of aluminum alloys and clad aluminum alloys can be used as the substrate. The aluminum alloy may comprise 0.01 wt % to 10 wt % copper. The aluminum alloy being treated can be such as 1XX.X, 2XX.X, 3XX.X, 4XX.X, 5XX.X, 6XX.X, 7XX.X, 8XX.X, or 9XX.X (eg, A356.0). Casting may also be included. Magnesium alloys of the AZ31B, AZ91C, AM60B or EV31A series can also be used as the substrate. Substrates used in the present invention may also include titanium and/or titanium alloys, zinc and/or zinc alloys, and/or nickel and/or nickel alloys. According to the present invention, the substrate may be a part of a vehicle, such as a vehicle body (eg, but not limited to, a door, a body panel, a trunk deck lid, a roof panel, a hood, a roof and/or a stringer; rivets, landing gear components and/or skins used on aircraft) and/or vehicle frames. As used herein, “vehicle” or variations thereof includes, but is not limited to, civil, commercial and military aircraft and/or land vehicles such as automobiles, motorcycles and/or trucks.
제1 조성물first composition
본 발명에 따라서, 제1 조성물은 란타나이드 계열 원소 양이온을 포함할 수 있다. 제1 조성물은 또한 IIA족 금속, VB족 금속, VIB족 금속, VIIB족 금속 및/또는 XII족 금속(란타나이드 계열 양이온, IIIB족 금속 양이온 및/또는 IVB족 금속 양이온과 함께, 본원에서 집합적으로 "제1 조성물 금속 양이온"으로 지칭됨)의 이온을 추가로 포함할 수 있다.According to the present invention, the first composition may include a lanthanide series elemental cation. The first composition also comprises a Group IIA metal, a Group VB metal, a Group VIB metal, a Group VIIB metal and/or a Group XII metal (along with a lanthanide series cation, a Group IIIB metal cation and/or a Group IVB metal cation, collectively herein referred to as "the first composition metal cation").
본 발명에 따라서, 란타나이드 계열 금속 양이온은 제1 조성물에, 제1 조성물의 총 중량을 기준으로 5 ppm 이상, 예컨대 150 ppm 이상, 예컨대 300 ppm 이상의 양(금속 양이온으로서 계산됨)으로 존재할 수 있고, 일부 경우에 제1 조성물에, 제1 조성물의 총 중량을 기준으로 25,000 ppm 이하, 예컨대 12,500 ppm 이하, 예컨대 10,000 ppm 이하의 양(금속 양이온으로서 계산됨)으로 존재할 수 있다. 본 발명에 따라서, 란타나이드 계열 금속 양이온은 제1 조성물에, 제1 조성물의 총 중량을 기준으로 5 내지 25,000 ppm, 예컨대 150 내지 12,500 ppm, 예컨대 300 내지 10,000 ppm의 양(금속 양이온으로서 계산됨)으로 존재할 수 있다.According to the present invention, the lanthanide series metal cation may be present in the first composition in an amount (calculated as metal cation) of at least 5 ppm, such as at least 150 ppm, such as at least 300 ppm, based on the total weight of the first composition, and , may be present in the first composition in some cases in an amount (calculated as metal cations) of 25,000 ppm or less, such as 12,500 ppm or less, such as 10,000 ppm or less, based on the total weight of the first composition. According to the present invention, the lanthanide series metal cation is present in the first composition in an amount of 5 to 25,000 ppm, such as 150 to 12,500 ppm, such as 300 to 10,000 ppm, calculated as metal cations, based on the total weight of the first composition. can exist as
본 발명에 따라서, 란타나이드 계열 원소 양이온은, 예를 들어, 세륨, 프라세오디뮴, 테르븀 또는 이들의 조합을 포함할 수 있고; IIA족 금속 양이온은 마그네슘을 포함할 수 있고; IIIB족 금속 양이온은 이트륨, 스칸듐 또는 이들의 조합을 포함할 수 있고; IVB족 금속 양이온은 지르코늄, 티타늄, 하프늄 또는 이들의 조합을 포함할 수 있고; VB족 금속 양이온은 바나듐을 포함할 수 있고; VIB족 금속은 몰리브데늄을 포함할 수 있고; VIIB족 금속 양이온은 3가 또는 6가 크롬 또는 망간을 포함할 수 있고; XII족 금속 양이온은 아연을 포함할 수 있다(집합적으로, "전환 조성물 금속 양이온").According to the present invention, the lanthanide series elemental cation may comprise, for example, cerium, praseodymium, terbium or a combination thereof; The Group IIA metal cation may include magnesium; Group IIIB metal cations may include yttrium, scandium, or combinations thereof; The Group IVB metal cation may include zirconium, titanium, hafnium, or combinations thereof; The Group VB metal cation may include vanadium; The Group VIB metal may include molybdenum; Group VIIB metal cations may include trivalent or hexavalent chromium or manganese; The Group XII metal cation may comprise zinc (collectively, “conversion composition metal cations”).
본 발명에 따라서, 제1 조성물은 제1 조성물 금속 양이온과 염을 형성하기에 적합할 수 있는 음이온, 예컨대 할로겐, 니트레이트, 설페이트, 포스페이트, 실리케이트(오르토실리케이트 및 메타실리케이트), 카보네이트, 하이드록사이드 등을 추가로 포함할 수 있다. 본 발명에 따라서, 제1 조성물 금속 염은 제1 조성물에, 제1 조성물의 총 중량을 기준으로 50 ppm 이상(금속 염으로서 계산됨), 예컨대 1,000 ppm 이상의 양으로 존재할 수 있고, 일부 경우에, 30,000 ppm 이하, 예컨대 2,000 ppm 이하의 양으로 존재할 수 있다. 본 발명에 따라서, 제1 조성물 금속 염은 제1 조성물의 총 중량을 기준으로 50 내지 30,000 ppm, 예컨대 1,000 내지 2,000 ppm의 양(금속 염으로서 계산됨)으로 존재할 수 있다.According to the present invention, the first composition comprises anions that may be suitable for forming salts with the metal cations of the first composition, such as halogens, nitrates, sulfates, phosphates, silicates (orthosilicates and metasilicates), carbonates, hydroxides. and the like may be further included. According to the present invention, the first composition metal salt may be present in the first composition in an amount of at least 50 ppm (calculated as metal salt), such as at least 1,000 ppm, based on the total weight of the first composition, in some cases, 30,000 ppm or less, such as 2,000 ppm or less. According to the present invention, the first composition metal salt may be present in an amount (calculated as metal salt) of 50 to 30,000 ppm, such as 1,000 to 2,000 ppm, based on the total weight of the first composition.
본 발명에 따라서, 할로겐은 제1 조성물에, 존재하더라도, 제1 조성물의 총 중량을 기준으로 5 ppm 이상(음이온으로서 계산됨), 예컨대 50 ppm 이상, 예컨대 150 ppm 이상, 예컨대 500 ppm 이상의 양으로 존재할 수 있고, 제1 조성물의 총 중량을 기준으로 25,000 ppm 이하(음이온으로서 계산됨), 예컨대 18,500 ppm 이하, 예컨대 4,000 ppm 이하, 예컨대 2,000 ppm 이하의 양으로 존재할 수 있다. 본 발명에 따라서, 할로겐은 제1 조성물에, 존재하더라도, 제1 조성물의 총 중량을 기준으로 5 내지 25,000 ppm(음이온으로서 계산됨), 예컨대 50 내지 18,500 ppm, 예컨대 150 내지 4,000 ppm, 예컨대 500 내지 2,000 ppm의 양으로 존재할 수 있다.According to the present invention, halogen, if present, is present in the first composition in an amount of at least 5 ppm (calculated as anion), such as at least 50 ppm, such as at least 150 ppm, such as at least 500 ppm, based on the total weight of the first composition. and may be present in an amount of 25,000 ppm or less (calculated as anion), such as 18,500 ppm or less, such as 4,000 ppm or less, such as 2,000 ppm or less, based on the total weight of the first composition. According to the invention, halogen, if present, is present in the first composition from 5 to 25,000 ppm (calculated as anion), such as from 50 to 18,500 ppm, such as from 150 to 4,000 ppm, such as from 500 to 4,000 ppm, based on the total weight of the first composition. It may be present in an amount of 2,000 ppm.
본 발명에 따라서, 니트레이트는 제1 조성물에, 존재하더라도, 제1 조성물의 총 중량을 기준으로 2 ppm 이상(음이온으로서 계산됨), 예컨대 50 ppm 이상, 예컨대 250 ppm 이상의 양으로 존재할 수 있고, 제1 조성물의 총 중량을 기준으로 10,000 ppm 이하(음이온으로서 계산됨), 예컨대 5,000 ppm 이하, 예컨대 2,500 ppm 이하의 양으로 존재할 수 있다. 본 발명에 따라서, 할로겐은 제1 조성물에, 존재하더라도, 제1 조성물의 총 중량을 기준으로 2 내지 10,000 ppm(음이온으로서 계산됨), 예컨대 50 내지 5,000 ppm, 예컨대 250 내지 2,500 ppm의 양으로 존재할 수 있다.According to the invention, the nitrate, if present, may be present in the first composition in an amount of at least 2 ppm (calculated as anion), such as at least 50 ppm, such as at least 250 ppm, based on the total weight of the first composition, It may be present in an amount of 10,000 ppm or less (calculated as anion), such as 5,000 ppm or less, such as 2,500 ppm or less, based on the total weight of the first composition. According to the present invention, the halogen, if present, is present in the first composition in an amount of 2 to 10,000 ppm (calculated as anion), such as 50 to 5,000 ppm, such as 250 to 2,500 ppm, based on the total weight of the first composition. can
본 발명에 따라서, 제1 조성물 금속 양이온은 제1 조성물에, 제1 조성물의 총 중량을 기준으로 5 ppm 이상, 예컨대 150 ppm 이상, 예컨대 300 ppm 이상의 양(금속 양이온으로서 계산됨)으로 존재할 수 있고, 일부 경우에, 제1 조성물에, 제1 조성물의 총 중량을 기준으로 25,000 ppm 이하, 예컨대 12,500 ppm 이하, 예컨대 10,000 ppm 이하의 양(금속 양이온으로서 계산됨)으로 존재할 수 있다. 본 발명에 따라서, 제1 조성물 금속 양이온은 제1 조성물에, 제1 조성물의 총 중량을 기준으로 5 내지 25,000 ppm, 예컨대 150 내지 12,500 ppm, 예컨대 300 내지 10,000 ppm의 양(금속 양이온으로서 계산됨)으로 존재할 수 있다.According to the present invention, the first composition metal cation may be present in the first composition in an amount (calculated as metal cation) of at least 5 ppm, such as at least 150 ppm, such as at least 300 ppm, based on the total weight of the first composition, and , in some cases, may be present in the first composition in an amount (calculated as metal cations) of 25,000 ppm or less, such as 12,500 ppm or less, such as 10,000 ppm or less, based on the total weight of the first composition. According to the present invention, the first composition metal cation is present in the first composition in an amount of 5 to 25,000 ppm, such as 150 to 12,500 ppm, such as 300 to 10,000 ppm, calculated as metal cation, based on the total weight of the first composition. can exist as
본 발명에 따라서, 제1 조성물은 산화제를 포함할 수 있다. 산화제의 비제한적인 예는 퍼옥사이드, 퍼설페이트, 퍼클로레이트, 하이포클로라이트, 질산, 스파징(sparging)된 산소, 브로메이트, 퍼옥시-벤조에이트, 오존 또는 이들의 조합을 포함한다.According to the present invention, the first composition may comprise an oxidizing agent. Non-limiting examples of oxidizing agents include peroxide, persulfate, perchlorate, hypochlorite, nitric acid, sparged oxygen, bromate, peroxy-benzoate, ozone, or combinations thereof.
본 발명에 따라서, 산화제는 제1 조성물의 총 중량을 기준으로 100 ppm 이상, 예컨대 500 ppm 이상의 양으로 존재할 수 있고, 일부 경우에, 제1 조성물의 총 중량을 기준으로 13,000 ppm 이하, 예컨대 3,000 ppm 이하의 양으로 존재할 수 있다. 일부 경우에, 산화제는 제1 조성물에, 제1 조성물의 총 중량을 기준으로 100 내지 13,000 ppm, 예컨대 500 내지 3,000 ppm의 양으로 존재할 수 있다.According to the present invention, the oxidizing agent may be present in an amount of 100 ppm or more, such as 500 ppm or more, based on the total weight of the first composition, and in some cases 13,000 ppm or less, such as 3,000 ppm or more, based on the total weight of the first composition. It may be present in the following amounts. In some cases, the oxidizing agent may be present in the first composition in an amount of 100 to 13,000 ppm, such as 500 to 3,000 ppm, based on the total weight of the first composition.
본 발명에 따라서, 제1 조성물은 크롬 또는 크롬-함유 화합물을 배제할 수 있다. 본원에 사용된 용어 "크롬-함유 화합물"은 6가 크롬을 포함하는 물질을 의미한다. 이러한 물질의 비제한적인 예는 크롬산, 크롬 삼산화물, 크롬산 무수물, 다이크로메이트 염, 예컨대 암모늄 다이크로메이트, 나트륨 다이크로메이트, 칼륨 다이크로메이트, 및 칼슘, 바륨, 마그네슘, 아연, 카드뮴 및 스트론튬 다이크로메이트를 포함한다. 조성물 및/또는 각각 이로부터 형성된 코팅 또는 층이 크롬을 실질적으로 포함하지 않거나, 본질적으로 포함하지 않거나, 완전히 포함하지 않은 경우, 이는 임의의 형태의 크롬을 포함하나, 예컨대 상기 열거된 6가 크롬-함유 화합물로 제한되지는 않는다.According to the invention, the first composition may exclude chromium or chromium-containing compounds. As used herein, the term “chromium-containing compound” means a material comprising hexavalent chromium. Non-limiting examples of such materials include chromic acid, chromium trioxide, chromic acid anhydride, dichromate salts such as ammonium dichromate, sodium dichromate, potassium dichromate, and calcium, barium, magnesium, zinc, cadmium and strontium dichromate. do. When the composition and/or each coating or layer formed therefrom is substantially free, essentially free, or completely free of chromium, it includes any form of chromium, such as the hexavalent chromium- It is not limited to the containing compound.
따라서, 임의적으로, 본 발명에 따라서, 제1 조성물 및/또는 각각 이로부터 침착된 코팅 또는 층은 선행 문단에 열거된 임의의 원소 또는 화합물 중 하나 이상을 실질적으로 포함하지 않을 수 있고/거나, 본질적으로 포함하지 않을 수 있고/거나, 완전히 포함하지 않을 수 있다. 크롬 또는 이의 유도체를 실질적으로 포함하지 않는 제1 조성물 및/또는 각각 이로부터 형성된 코팅 또는 층은, 크롬 또는 이의 유도체가 의도적으로 첨가되지 않지만, 예컨대 환경으로부터의 불순물 또는 불가피한 오염으로 인해 미량으로 존재할 수 있음을 의미한다. 바꾸어 말하면, 물질의 양은, 전환 조성물의 특성에 영향을 미치지 않을 정도로 적고, 크롬의 경우, 이는 상기 원소 또는 이의 화합물이 환경에 대한 부담을 야기하는 수준으로 제1 조성물 및/또는 각각 이로부터 형성된 코팅 또는 층에 존재하지 않는 것을 추가로 포함할 수 있다. 용어 "실질적으로 포함하지 않는"은, 조성물 및/또는 각각 이로부터 형성된 코팅 또는 층이, 존재하는 경우, 각각, 상기 조성물 또는 층의 총 중량을 기준으로 선행 문단에 열거된 임의의 또는 모든 원소 또는 화합물을 10 ppm 미만으로 함유하는 것을 의미한다. 용어 "본질적으로 포함하지 않는"은 전환 조성물 및/또는 각각 이로부터 형성된 코팅 또는 층이 선행 문단에 열거된 임의의 또는 모든 원소 또는 화합물을, 존재하는 경우, 1 ppm 미만으로 함유하는 것을 의미한다. 용어 "완전히 포함하지 않는"은, 조성물 및/또는 각각 이로부터 형성된 코팅 또는 층이 선행 문단에 열거된 임의의 또는 모든 원소 또는 화합물을, 존재하는 경우, 1 ppb 미만으로 함유하는 것을 의미한다.Thus, optionally, according to the present invention, the first composition and/or the coating or layer respectively deposited therefrom may be substantially free of and/or essentially free from one or more of any of the elements or compounds listed in the preceding paragraph. may not be included and/or may not be included completely. The first composition substantially free of chromium or a derivative thereof and/or a coating or layer respectively formed therefrom may be present in trace amounts, for example due to impurities or unavoidable contamination from the environment, although no chromium or derivative thereof is intentionally added. means there is In other words, the amount of the substance is small enough not to affect the properties of the conversion composition, and in the case of chromium, it is at a level at which said element or a compound thereof causes a burden on the environment, the first composition and/or the coating formed therefrom, respectively. Or it may further include those not present in the layer. The term "substantially free of" means that the composition and/or each coating or layer formed therefrom, if any, each, based on the total weight of the composition or layer, contains any or all of the elements listed in the preceding paragraph or is meant to contain less than 10 ppm of the compound. The term "essentially free" means that the conversion composition and/or the coating or layer respectively formed therefrom contains less than 1 ppm, if present, of any or all elements or compounds listed in the preceding paragraph. The term “completely free of” means that the composition and/or each coating or layer formed therefrom contains less than 1 ppb, if present, of any or all of the elements or compounds listed in the preceding paragraph.
본 발명에 따라서, 제1 조성물은, 일부 경우에, 아연 포스페이트를 기반으로 하는 처리제를 사용하는 경우에 형성된 포스페이트 이온 또는 포스페이트-함유 화합물 및/또는 슬러지의 형성, 예컨대 알루미늄 포스페이트, 철 포스페이트, 및/또는 아연 포스페이트를 배제한다. 본원에 사용된 "포스페이트-함유 화합물"은 원소 인을 함유하는 화합물, 예컨대 오르토포스페이트, 피로포스페이트, 메타포스페이트, 트라이폴리포스페이트, 유기포스포네이트 등을 포함하고, 비제한적으로, 1가, 2가 또는 3가 양이온, 예컨대 나트륨, 칼륨, 칼슘, 아연, 니켈, 망간, 알루미늄 및/또는 철을 포함할 수 있다. 조성물 및/또는 이를 포함하는 층 또는 코팅이 포스페이트를 실질적으로 포함하지 않거나, 본질적으로 포함하지 않거나, 완전히 포함하지 않을 때, 이것은 포스페이트 이온, 또는 임의의 형태의 포스페이트를 함유하는 화합물을 포함한다.According to the present invention, the first composition, in some cases, forms phosphate ions or phosphate-containing compounds and/or sludge formed when using treatment agents based on zinc phosphate, such as aluminum phosphate, iron phosphate, and/or or zinc phosphate. As used herein, “phosphate-containing compound” includes, but is not limited to, compounds containing elemental phosphorus, such as orthophosphates, pyrophosphates, metaphosphates, tripolyphosphates, organophosphonates, and the like, and includes, but is not limited to, monovalent, divalent or trivalent cations such as sodium, potassium, calcium, zinc, nickel, manganese, aluminum and/or iron. When a composition and/or a layer or coating comprising the same is substantially free, essentially free, or completely free of phosphate, it comprises a phosphate ion, or a compound containing phosphate in any form.
따라서, 본 발명에 따라서, 조성물 및/또는 이로부터 침착된 층은 상기 문단에 열거된 하나 이상의 임의의 이온 또는 화합물을 실질적으로 포함하지 않을 수 있거나, 일부 경우에 본질적으로 포함하지 않을 수 있거나, 일부 경우에 완전히 포함하지 않을 수 있다. 포스페이트를 실질적으로 포함하지 않는 조성물 및/또는 이로부터 침착된 층은 포스페이트 이온 또는 포스페이트-함유 화합물이 의도적으로 첨가되지 않지만, 예컨대 환경으로부터의 불가피한 오염물 또는 불순물에 기인하여 미량으로 존재할 수 있음을 의미한다. 즉, 물질의 양은 너무 작아서 조성물의 특성에 영향을 주지 않고; 이것은 포스페이트가, 전환 조성물 및/또는 이로부터 침착된 층에 환경 상의 부담을 야기하지 않는 수준으로 존재하지 않음을 추가로 포함할 수 있다. 용어 "실질적으로 포함하지 않는"은 조성물 및/또는 이로부터 침착된 층이, 존재하더라도, 각각 조성물 또는 층의 총 중량을 기준으로 5 ppm 미만의 상기 문단에 열거된 임의의 또는 모든 포스페이트 음이온 또는 화합물을 함유함을 의미한다. 용어 "본질적으로 포함하지 않는"은 전환 조성물 및/또는 이를 포함하는 층이 1 ppm 미만의 상기 문단에 열거된 임의의 또는 모든 포스페이트 음이온 또는 화합물을 함유함을 의미한다. 용어 "완전히 포함하지 않는"은 조성물 및/또는 이를 포함하는 층이, 존재하더라도, 1 ppb 미만의 상기 문단에 열거된 임의의 또는 모든 포스페이트 음이온 또는 화합물을 함유함을 의미한다.Accordingly, according to the present invention, the composition and/or the layer deposited therefrom may be substantially free, in some cases essentially free, or in some In some cases, it may not be completely included. Compositions substantially free of phosphate and/or layers deposited therefrom means that phosphate ions or phosphate-containing compounds are not intentionally added, but may be present in trace amounts, for example due to unavoidable contaminants or impurities from the environment. . That is, the amount of material is too small to affect the properties of the composition; This may further comprise that the phosphate is not present at a level that does not pose an environmental burden to the conversion composition and/or layers deposited therefrom. The term "substantially free of" means that the composition and/or layers deposited therefrom, if any, contain less than 5 ppm of any or all phosphate anions or compounds listed in the preceding paragraph, respectively, based on the total weight of the composition or layer. means to contain The term "essentially free" means that the conversion composition and/or the layer comprising it contains less than 1 ppm of any or all of the phosphate anions or compounds listed in the preceding paragraph. The term "completely free of" means that the composition and/or the layer comprising the same, if present, contains less than 1 ppb of any or all of the phosphate anions or compounds listed in the preceding paragraph.
임의적으로, 본 발명에 따라서, 제1 조성물은, 제1 조성물이 1개의 란타나이드 계열 원소 및/또는 단일 란타나이드 계열 원소 공급원을 함유할 수 있고, 일부 경우에, 1개 초과의 란타나이드 계열 원소 및/또는 1개 초과의 란타나이드 계열 원소 공급원을 실질적으로 포함하지 않거나, 일부 경우에 본질적으로 포함하지 않거나, 일부 경우에 완전히 포함하지 않을 수 있도록, 1개 이하의 란타나이드 계열 원소 및/또는 1개 이하의 란타나이드 계열 원소 공급원을 함유할 수 있다.Optionally, in accordance with the present invention, the first composition may contain one lanthanide series element and/or a single lanthanide series element source, and in some cases more than one lanthanide series element. and/or no more than one lanthanide series element and/or one or more lanthanide series elements, such that it may be substantially free, in some cases essentially free, or in some cases completely free of more than one source of lanthanide series elements. It may contain up to one source of lanthanide series elements.
일부 경우에, 본 발명에 따른 제1 조성물은 젤라틴(예컨대, 비제한적으로, 소, 돼지 또는 어류)을 실질적으로 포함하지 않거나, 일부 경우에, 완전히 포함하지 않을 수 있다.In some cases, the first composition according to the present invention may be substantially free of, or in some cases completely free of, gelatin (eg, but not limited to bovine, porcine or fish).
일부 경우에, 본 발명에 따른 제1 조성물은 산화물을 실질적으로 포함하지 않거나, 일부 경우에, 완전히 포함하지 않을 수 있다. 본원에 사용된 용어 "실질적으로 포함하지 않는"은, 제1 조성물 내의 산화물과 관련하여 사용될 때, 제1 조성물에 의도적으로 첨가되지 않고, 존재하더라도, 조성물이 총 중량을 기준으로 단지 5 ppm 이하의 미량으로 전처리 조성물에 존재함을 의미한다. 본원에 사용된 용어 "본질적으로 포함하지 않는"은, 제1 조성물 내의 산화물과 관련하여 사용될 때, 산화물이 제1 조성물에 존재하더라도, 조성물이 총 중량을 기준으로 단지 1 ppm 이하의 양으로 전처리 조성물에 존재함을 의미한다. 본원에 사용된 용어 "완전히 포함하지 않는"은, 제1 조성물 내의 산화물과 관련하여 사용될 때, 산화물이 조성물이 총 중량을 기준으로 1 ppb 이하의 양으로 전처리 조성물에 존재함을 의미한다.In some cases, the first composition according to the present invention may be substantially free of, or in some cases completely free of, oxides. As used herein, the term "substantially free of," when used in reference to an oxide in a first composition, is not intentionally added to the first composition and, if present, contains no more than 5 ppm of the composition by total weight. It is meant to be present in the pretreatment composition in trace amounts. As used herein, the term “essentially free of,” when used in reference to an oxide in a first composition, is present in the first composition, even though the oxide is present in the pretreatment composition in an amount of no more than 1 ppm by total weight of the composition. means to exist in The term “completely free of,” as used herein, when used in reference to an oxide in the first composition, means that the oxide is present in the pretreatment composition in an amount of 1 ppb or less based on the total weight of the composition.
본 발명에 따라서, 상기 제1 조성물의 pH는 1.0 내지 4.5, 예컨대 3 내지 4일 수 있고, 필요한 경우, 예를 들어, 임의의 산 및/또는 염기를 사용하여 조절될 수 있다. 본 발명에 따라서, 상기 제1 조성물의 pH는 산성 물질, 예를 들어 수용성 및/또는 수-분산성 산, 예컨대 질산, 황산, 및/또는 인산을 포함함으로써 유지될 수 있다. 본 발명에 따라서, 상기 조성물의 pH는 염기성 물질, 예를 들어 수용성 및/또는 수-분산성 염기, 예컨대 나트륨 하이드록사이드, 나트륨 카보네이트, 칼륨 하이드록사이드, 암모늄 하이드록사이드, 암모니아, 및/또는 아민, 예컨대 트라이에틸아민, 메틸에틸 아민, 또는 이들의 혼합물을 포함함으로써 유지될 수 있다.According to the present invention, the pH of the first composition may be 1.0 to 4.5, such as 3 to 4, and if necessary, it may be adjusted, for example, using any acid and/or base. According to the present invention, the pH of the first composition can be maintained by including an acidic substance, for example a water-soluble and/or water-dispersible acid, such as nitric acid, sulfuric acid, and/or phosphoric acid. According to the present invention, the pH of the composition is adjusted to a basic substance, for example a water-soluble and/or water-dispersible base such as sodium hydroxide, sodium carbonate, potassium hydroxide, ammonium hydroxide, ammonia, and/or amines such as triethylamine, methylethyl amine, or mixtures thereof.
상기 제1 조성물은 수성 매질을 포함할 수 있고, 임의적으로, 다른 물질, 예컨대 전환 조성물의 분야에서 통상적으로 사용되는 비이온성 계면활성제 및 부형제를 함유할 수 있다. 상기 수성 매질 중에는, 수-분산성 유기 용매, 예를 들어, 약 8개 이하의 탄소 원자를 갖는 알코올, 예컨대 메탄올, 이소프로판올 등이 존재할 수 있거나, 예컨대 에틸렌 글리콜, 다이에틸렌 글리콜 또는 프로필렌 글리콜 등의 글리콜 에터가 존재할 수 있다. 수-분산성 유기 용매는, 존재하는 경우, 전형적으로 수성 매질의 총 부피를 기준으로 약 10 부피% 이하의 양으로 사용된다.The first composition may comprise an aqueous medium and may optionally contain other substances such as nonionic surfactants and excipients conventionally used in the art of conversion compositions. In the aqueous medium, there may be present a water-dispersible organic solvent, for example, an alcohol having up to about 8 carbon atoms, such as methanol, isopropanol, or the like, or a glycol such as ethylene glycol, diethylene glycol or propylene glycol. Ethers may be present. Water-dispersible organic solvents, when present, are typically used in amounts of up to about 10% by volume, based on the total volume of the aqueous medium.
다른 임의적 물질은, 소포제 또는 기재 습윤제로서 기능하는 계면활성제를 포함한다. 음이온성, 양이온성, 양쪽성, 및/또는 비이온성 계면활성제가 사용될 수 있다. 소포제성 계면활성제는 임의적으로 1 중량% 이하, 예컨대 0.1 중량% 이하의 수준으로 존재할 수 있고, 습윤제는 전형적으로 제1 조성물의 총 중량을 기준으로 2 중량% 이하, 예컨대 0.5 중량% 이하의 수준으로 존재한다.Other optional materials include surfactants that function as defoamers or substrate wetting agents. Anionic, cationic, amphoteric, and/or nonionic surfactants may be used. The anti-foam surfactant may optionally be present at a level of 1 wt% or less, such as 0.1 wt% or less, and the wetting agent is typically at a level of 2 wt% or less, such as 0.5 wt% or less, based on the total weight of the first composition. exist.
상기 제1 조성물은, 상기 조성물이 담체 중 란타나이드 및/또는 IIIB족의 용액 또는 분산액의 형태가 되도록, 담체, 흔히 수성 매질을 포함할 수 있다. 이러한 양태에서, 상기 용액 또는 분산액을 임의의 다양한 공지된 기술(예컨대, 침지, 분무, 간헐 분무, 침지 및 이어서 분무, 분무 및 이어서 침지, 브러싱 또는 롤-코팅)로 기재와 접촉시킬 수 있다. 본 발명에 따라서, 상기 용액 또는 분산액은, 금속 기재에 적용시, 40 내지 160℉, 예컨대 60 내지 110℉, 예컨대 70 내지 90℉의 온도이다. 예를 들어, 전환 공정을 상온 또는 실온에서 수행할 수 있다. 접촉 시간은 흔히 1초 내지 15분, 예컨대 4분 내지 10분, 예컨대 5초 내지 4분이다.The first composition may comprise a carrier, often an aqueous medium, such that the composition is in the form of a solution or dispersion of the lanthanide and/or group IIIB in the carrier. In this embodiment, the solution or dispersion may be contacted with the substrate by any of a variety of known techniques (eg, dipping, spraying, intermittent spraying, dipping and then spraying, spraying and then dipping, brushing or roll-coating). According to the invention, the solution or dispersion, when applied to a metallic substrate, is at a temperature of 40 to 160°F, such as 60 to 110°F, such as 70 to 90°F. For example, the conversion process can be carried out at room temperature or room temperature. The contact time is often from 1 second to 15 minutes, such as 4 minutes to 10 minutes, such as 5 seconds to 4 minutes.
본 발명에 따라서, 제1 조성물과 접촉시킨 후에, 기재를 임의적으로 제자리에서 실온에서 건조(예컨대, 공기 건조)할 수 있거나, 예를 들어, 에어 나이프를 사용함으로써, 상기 기재를 고온에 간단히 노출시켜 물을 플래시(flash)시킴으로써, 예컨대 상기 기재를 15℃ 내지 100℃, 예컨대 20 내지 90℃의 오븐에서, 또는 예를 들어 적외선 열(예컨대, 70℃에서 10분 동안)을 사용하여 건조시킴으로써, 또는 상기 기재를 스퀴즈 롤(squeegee roll) 사이에 통과시킴으로써 건조할 수 있다. 본 발명에 따라서, 기재 표면은 기재 표면과 임의의 물, 용액, 조성물 등의 임의의 후속 접촉 전에 부분적으로, 또는 일부 경우에, 완전히 건조될 수 있다. 기재 표면에 관하여 본원에 사용된 "완전히 건조하다" 또는 "완전히 건조된"은 인간의 눈에 가시적인 기재 표면 상의 습기가 전혀 존재하지 않음을 의미한다. 본 발명에 따라서, 제1 조성물과 접촉하는 단계에 이어서, 기재(습윤 또는 건조된 상태)는 임의적으로 수돗물, 탈이온수, 및/또는 세정제 수용액으로 세정되어 임의의 잔사를 제거할 수 있고, 이어서 임의적으로 상기 문장에 기술된 바와 같이 건조되거나, 예를 들어 공기 건조되거나 고온 공기로 건조될 수 있다. 본 발명에 따라서, 이러한 물 세정이 제거될 수 있고, 기재(습윤 또는 건조된 상태)는 후속 처리 조성물과 접촉할 수 있다.According to the present invention, after contacting with the first composition, the substrate can optionally be dried in situ at room temperature (eg, air-dried), or by simply exposing the substrate to high temperatures, for example by using an air knife, by flashing water, such as by drying the substrate in an oven at 15° C. to 100° C., such as 20 to 90° C., or using, for example, infrared heat (eg, at 70° C. for 10 minutes), or The substrate can be dried by passing it between squeeze rolls. In accordance with the present invention, the substrate surface may be partially, or in some cases, completely dry, prior to any subsequent contact of the substrate surface with any water, solution, composition, etc. As used herein with reference to a substrate surface, “completely dry” or “completely dry” means that there is no moisture on the substrate surface visible to the human eye. In accordance with the present invention, following the step of contacting with the first composition, the substrate (wet or dry) may optionally be rinsed with tap water, deionized water, and/or an aqueous detergent solution to remove any residue, then optionally may be dried as described in the sentence above, for example air dried or dried with hot air. According to the present invention, this water rinse can be eliminated and the substrate (wet or dry) can be contacted with a subsequent treatment composition.
임의적으로, 제1 조성물(및 임의적으로 본원에 기술된 제2 또는 제3 조성물 또는 일렉트로코트, 분말 코트 또는 액체 코팅)로 처리된 기재(상기된 바와 같이 습윤 또는 건조됨)는 전술된 바와 같은 오븐 또는 히터에서 100 내지 240℃, 예컨대 110 내지 232℃의 온도에서 가열될 수 있다. 놀랍게도, 이러한 기재가 3.09 미만의 b* 값(스펙트럼 성분 제외됨, 25 mm 구경)을 갖는 것이 발견되었다.Optionally, the substrate (wet or dried as described above) treated with the first composition (and optionally the second or third composition or electrocoat, powder coat or liquid coating described herein) is subjected to an oven as described above. Alternatively, it may be heated in a heater at a temperature of 100 to 240 °C, such as 110 to 232 °C. Surprisingly, it was found that this substrate had a b * value of less than 3.09 (spectral component excluded, 25 mm aperture).
IA족group IA 금속 양이온을 포함하는 제2 조성물 a second composition comprising a metal cation
본 발명에 따라서, 제2 조성물은 염의 형태일 수 있는 IA족 금속 양이온, 예컨대 리튬 양이온을 포함할 수 있다. 또한, 제2 조성물은 리튬 이외에 하나 이상의 IA족 금속 양이온, VB족 금속 양이온 및/또는 VIB족 금속 양이온을 추가로 포함할 수도 있다. 리튬 이외의 하나 이상의 IA족 금속 양이온, VB족 금속 양이온 및/또는 VIB족 금속 양이온은 염의 형태일 수 있다. 리튬, 리튬 이외의 IA족 양이온, VB족 양이온 및/또는 VIB족 양이온과 염을 형성하는 데 적합한 음이온의 비제한적인 예는 카보네이트, 하이드록사이드, 니트레이트, 할로겐, 설페이트, 포스페이트 및 실리케이트(예컨대, 오르토실리케이트 및 메타실리케이트)를 포함하여, 상기 금속 염이 카보네이트, 하이드록사이드, 니트레이트, 할라이드, 설페이트, 포스페이트, 실리케이트(예컨대, 오르토실리케이트 및 메타실리케이트), 퍼망가네이트, 크로메이트, 바나데이트, 몰리브데이트 및/또는 퍼클로레이트를 포함할 수 있도록 한다.According to the present invention, the second composition may comprise a group IA metal cation, such as a lithium cation, which may be in the form of a salt. In addition, the second composition may further comprise one or more Group IA metal cations, Group VB metal cations and/or Group VIB metal cations in addition to lithium. The one or more Group IA metal cations, Group VB metal cations and/or Group VIB metal cations other than lithium may be in the form of a salt. Non-limiting examples of suitable anions for forming salts with lithium, Group IA cations other than lithium, Group VB cations and/or Group VIB cations include carbonates, hydroxides, nitrates, halogens, sulfates, phosphates and silicates (such as , orthosilicates and metasilicates); Molybdate and/or perchlorate may be included.
본 발명에 따라서, 제2 조성물의 금속 염(즉, 리튬, 리튬 이외의 IA족 금속, VB족 및/또는 VIB족의 염)은 각각 제2 조성물에, 제2 조성물의 총 중량을 기준으로 25 ppm 이상, 예컨대 150 ppm 이상, 예컨대 500 ppm 이상(전체 화합물로서 계산됨), 및 일부 경우에, 제2 조성물의 총 중량을 기준으로 30,000 ppm 이하, 예컨대 2,000 ppm 이하, 예컨대 1,500 ppm 이하(전체 화합물로서 계산됨)의 양으로 존재할 수 있다. 본 발명에 따라서, 제2 조성물의 금속 염(즉, 리튬, 리튬 이외의 IA족 금속, VB족 및/또는 VIB족의 염)은 각각 제2 조성물에, 제2 조성물의 총 중량을 기준으로 25 내지 30,000 ppm, 예컨대 150 내지 2,000 ppm, 예컨대 500 내지 1,500 ppm의 양(전체 화합물로서 계산됨)으로 존재할 수 있다.According to the present invention, the metal salts of the second composition (ie lithium, a group IA metal other than lithium, salts of groups VB and/or VIB) are each added to the second composition, 25 based on the total weight of the second composition. ppm or more, such as 150 ppm or more, such as 500 ppm or more (calculated as total compound), and in some cases, 30,000 ppm or less, such as 2,000 ppm or less, such as 1,500 ppm or less (total compound), based on the total weight of the second composition calculated as ). According to the present invention, the metal salts of the second composition (ie lithium, a group IA metal other than lithium, salts of groups VB and/or VIB) are each added to the second composition, 25 based on the total weight of the second composition. to 30,000 ppm, such as 150 to 2,000 ppm, such as 500 to 1,500 ppm (calculated as total compound).
본 발명에 따라서, 리튬 양이온, 리튬 이외의 IA족 금속, VB족 금속 양이온 및 VIB족 금속 양이온은 각각 제2 조성물에, 제2 조성물의 총 중량을 기준으로 5 ppm 이상, 예컨대 50 ppm 이상, 예컨대 150 ppm 이상, 예컨대 250 ppm 이상의 양(양이온으로서 계산됨)으로 존재할 수 있고, 일부 경우에, 제2 조성물의 총 중량을 기준으로 5,500 ppm 이하, 예컨대 1,200 ppm 이하, 예컨대 1,000 ppm 이하, 예컨대 500 ppm 이하의 양(양이온으로서 계산됨)으로 존재할 수 있다. 일부 경우에, 본 발명에 따라서, 리튬 양이온, 리튬 이외의 IA족 금속, VB족 금속 양이온 및 VIB족 금속 양이온은 각각 제2 조성물에, 제2 조성물의 총 중량을 기준으로 5 내지 5,500 ppm, 예컨대 50 내지 1,000 ppm(양이온으로서 계산됨), 예컨대 150 내지 500 ppm의 양으로 존재할 수 있다.According to the present invention, lithium cations, group IA metals other than lithium, group VB metal cations and group VIB metal cations are each added to the second composition by at least 5 ppm, such as at least 50 ppm, based on the total weight of the second composition, such as 150 ppm or greater, such as 250 ppm or greater, and in some cases 5,500 ppm or less, such as 1,200 ppm or less, such as 1,000 ppm or less, such as 500 ppm, based on the total weight of the second composition It may be present in the following amounts (calculated as cations). In some cases, in accordance with the present invention, lithium cations, Group IA metals other than lithium, Group VB metal cations and Group VIB metal cations are each contained in the second composition at 5 to 5,500 ppm, based on the total weight of the second composition, such as 50 to 1,000 ppm (calculated as cations), such as 150 to 500 ppm.
본 발명에 따라서, 본 발명의 리튬 염은, 무기 리튬 염, 유기 리튬 염 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 본 발명에 따라서, 리튬 염의 음이온 및 양이온 모두 물에 용해될 수 있다. 본 발명에 따라서, 예를 들어, 리튬 염은 25℃(K; 25℃)의 온도에서 1x10-11 이상, 예를 들어 1x10-4 이상의 수 중 용해도 상수를 가질 수 있고, 일부 경우에 5x10+2 이하일 수 있다. 본 발명에 따라서, 리튬 염은 25℃(K; 25℃)의 온도에서 1x10-11 내지 5x10+2, 예컨대 1x10-4 내지 5x10+2의 수 중 용해도 상수를 가질 수 있다. 본원에 사용된 "용해도 상수"는 각각의 리튬 염의 포화 수용액 중의 이온의 평형 농도의 곱을 의미한다. 각 농도는 균형 방정식(balanced equation)에서 각각의 이온 계수의 파워(power)로 증가한다. 다양한 염에 대한 용해도 상수는 문헌[Handbook of Chemistry and Physics]에서 찾을 수 있다.According to the present invention, the lithium salt of the present invention may comprise an inorganic lithium salt, an organic lithium salt or a combination thereof. According to the present invention, both the anion and the cation of the lithium salt can be dissolved in water. According to the present invention, for example, a lithium salt may have a solubility constant in water of at least 1x10 -11 at a temperature of 25°C (K; 25°C), for example at least 1x10 -4 and in some cases 5x10 +2 may be below. According to the invention, the lithium salt may have a solubility constant in water of 1x10 -11 to 5x10 +2 , such as 1x10 -4 to 5x10 +2 at a temperature of 25 °C (K; 25 °C). As used herein, "solubility constant" means the product of the equilibrium concentration of the ion in the saturated aqueous solution of each lithium salt. Each concentration increases with the power of each ion coefficient in the balanced equation. Solubility constants for various salts can be found in the Handbook of Chemistry and Physics .
본 발명에 따라서, 본 발명의 제2 조성물은 산화제, 예컨대 과산화 수소, 퍼설페이트, 퍼클로레이트, 스파징된 산소, 브로메이트, 퍼옥시-벤조에이트, 오존 등 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 조성물은 제2 조성물의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 15 중량%, 예컨대 2 내지 10 중량%, 예컨대 6 내지 8 중량%의 산화제를 포함할 수 있다. 다르게는, 본 발명에 따라서, 제2 조성물은 산화제를 실질적으로 포함하지 않거나, 일부 경우에 본질적으로 포함하지 않거나, 일부 경우에 완전히 포함하지 않을 수 있다.According to the present invention, the second composition of the present invention may comprise an oxidizing agent such as hydrogen peroxide, persulfate, perchlorate, sparged oxygen, bromate, peroxy-benzoate, ozone, etc. or combinations thereof. For example, the second composition may comprise 0.1 to 15 weight percent, such as 2 to 10 weight percent, such as 6 to 8 weight percent, of an oxidizing agent based on the total weight of the second composition. Alternatively, in accordance with the present invention, the second composition may be substantially free, in some cases essentially free, or in some cases completely free of an oxidizing agent.
본 발명에 따라서, 제2 조성물은, IIA족 금속 양이온 또는 IIA족 금속-함유 화합물(칼슘을 포함하나 이로 한정되지는 않음)을 배제할 수 있다. 이러한 물질의 비제한적인 예는 IIA족 금속 하이드록사이드, IIA족 금속 니트레이트, IIA족 금속 할라이드, IIA족 금속 설파메이트, IIA족 금속 설페이트, IIA족 카보네이트 및/또는 IIA족 금속 카복실레이트를 포함한다. 제2 조성물 및/또는 각각 이로부터 형성된 코팅 또는 층이 IIA족 금속 양이온을 실질적으로 포함하지 않거나, 본질적으로 포함하지 않거나, 완전히 포함하지 않을 때, 이것은 임의의 형태의 IIA족 금속 양이온, 예컨대, 비제한적으로, 상기 열거된 IIA족 금속-함유 화합물을 포함한다.In accordance with the present invention, the second composition may exclude Group IIA metal cations or Group IIA metal-containing compounds, including but not limited to calcium. Non-limiting examples of such materials include Group IIA metal hydroxides, Group IIA metal nitrates, Group IIA metal halides, Group IIA metal sulfamates, Group IIA metal sulfates, Group IIA carbonates and/or Group IIA metal carboxylates. do. When the second composition and/or each coating or layer formed therefrom is substantially free, essentially free, or completely free of a Group IIA metal cation, it is free of any form of a Group IIA metal cation, such as a non It includes, but is not limited to, the Group IIA metal-containing compounds listed above.
본 발명에 따라서, 상기 제2 조성물은 크롬 또는 크롬-함유 화합물을 배제할 수 있다. 본원에 사용된 용어 "크롬-함유 화합물"은, 6가 크롬을 포함하는 물질을 지칭한다. 상기 물질의 비제한적인 예는 크롬산, 크롬 삼산화물, 크롬산 무수물, 다이크로메이트 염, 예컨대 암모늄 다이크로메이트, 나트륨 다이크로메이트, 칼륨 다이크로메이트, 및 칼슘, 바륨, 마그네슘, 아연, 카드뮴, 및 스트론튬 다이크로메이트를 포함한다. 제2 조성물 및/또는 각각 이로부터 형성된 코팅 또는 층이 각각 크롬을 실질적으로 포함하지 않거나, 본질적으로 포함하지 않거나, 완전히 포함하지 않을 때, 이것은 임의의 형태의 크롬, 예컨대, 비제한적으로, 상기 열거된 6가 크롬-함유 화합물을 포함한다.According to the present invention, the second composition may exclude chromium or chromium-containing compounds. As used herein, the term “chromium-containing compound” refers to a material comprising hexavalent chromium. Non-limiting examples of such materials include chromic acid, chromium trioxide, chromic acid anhydride, dichromate salts such as ammonium dichromate, sodium dichromate, potassium dichromate, and calcium, barium, magnesium, zinc, cadmium, and strontium dichromate. include When the second composition and/or each coating or layer formed therefrom is each substantially free, essentially free, or completely free of chromium, it may be any form of chromium, such as, but not limited to, those listed above. hexavalent chromium-containing compounds.
따라서, 임의적으로, 본 발명에 따라서, 본 발명의 제2 조성물 및/또는 각각 이로부터 침착된 코팅 또는 층은 상기 문단에 열거된 하나 이상의 임의의 원소 또는 화합물을 실질적으로 포함하지 않을 수 있고/거나, 본질적으로 포함하지 않을 수 있고/거나, 완전히 포함하지 않을 수 있다. 크롬 또는 이의 유도체를 실질적으로 포함하지 않는 제2 조성물 및/또는 이로부터 형성된 코팅 또는 층은 크롬 또는 이의 유도체가 의도적으로 첨가되지 않지만, 예컨대, 불순물 또는 환경으로부터의 불가피한 오염물에 기인하여 미량으로 존재할 수 있음을 의미한다. 즉, 물질의 양은 너무 작아서 제2 조성물의 특성에 영향을 주지 않고; 크롬의 경우, 이것은 이의 원소 또는 화합물이 환경에 부담을 야기하는 수준으로 제2 조성물 및/또는 각각 이로부터 형성된 코팅 또는 층에 존재하지 않음을 포함할 수 있다. 용어 "실질적으로 포함하지 않는"은 제2 조성물 및/또는 각각 이로부터 형성된 코팅 또는 층이, 존재하더라도, 각각 조성물 또는 층의 총 중량을 기준으로 10 ppm 미만의 상기 문단에 열거된 임의의 또는 모든 원소 또는 화합물을 함유함을 의미한다. 용어 "본질적으로 포함하지 않는"은 제2 조성물 및/또는 각각 이로부터 형성된 코팅 또는 층이, 존재하더라도, 1 ppm 미만의 상기 문단에 열거된 임의의 또는 모든 원소 또는 화합물을 함유함을 의미한다. 용어 "완전히 포함하지 않는"은 제2 조성물 및/또는 각각 이로부터 형성된 코팅 또는 층이, 존재하더라도, 1 ppb 미만의 상기 문단에 열거된 임의의 또는 모든 원소 또는 화합물을 함유함을 의미한다.Thus, optionally, according to the present invention, the second composition of the present invention and/or respectively a coating or layer deposited therefrom may be substantially free of any one or more of the elements or compounds listed in the paragraphs above and/or , may be essentially free of and/or completely free of. The second composition and/or coating or layer formed therefrom substantially free of chromium or derivatives thereof may be present in trace amounts, for example due to impurities or unavoidable contaminants from the environment, although chromium or derivatives thereof are not intentionally added. means there is That is, the amount of material is too small to affect the properties of the second composition; In the case of chromium, this may include that its element or compound is not present in the second composition and/or in a coating or layer formed therefrom, respectively, at a level that creates a burden on the environment. The term “substantially free of” means that the second composition and/or each coating or layer formed therefrom, if present, is less than 10 ppm each, based on the total weight of the composition or layer, of any or all of the preceding paragraphs. means containing an element or compound. The term "essentially free of" means that the second composition and/or each coating or layer formed therefrom, if present, contains less than 1 ppm of any or all of the elements or compounds listed in the preceding paragraph. The term “completely free of” means that the second composition and/or each coating or layer formed therefrom, if present, contains less than 1 ppb of any or all of the elements or compounds listed in the preceding paragraph.
본 발명에 따라서, 제2 조성물은, 일부 경우에, 아연 포스페이트를 기반으로 하는 처리제를 사용하는 경우에 형성된 포스페이트 이온 또는 포스페이트-함유 화합물 및/또는 슬러지의 형성, 예컨대 알루미늄 포스페이트, 철 포스페이트, 및/또는 아연 포스페이트를 배제한다. 본원에 사용된 "포스페이트-함유 화합물"은 원소 인을 함유하는 화합물, 예컨대 오르토포스페이트, 피로포스페이트, 메타포스페이트, 트라이폴리포스페이트, 유기포스포네이트 등을 포함하고, 비제한적으로, 1가, 2가 또는 3가 양이온, 예컨대 나트륨, 칼륨, 칼슘, 아연, 니켈, 망간, 알루미늄 및/또는 철을 포함할 수 있다. 조성물 및/또는 이를 포함하는 층 또는 코팅이 포스페이트를 실질적으로 포함하지 않거나, 본질적으로 포함하지 않거나, 완전히 포함하지 않을 때, 이것은 포스페이트 이온, 또는 임의의 형태의 포스페이트를 함유하는 화합물을 포함한다.According to the present invention, the second composition, in some cases, forms phosphate ions or phosphate-containing compounds and/or sludges formed when using treatment agents based on zinc phosphate, such as aluminum phosphate, iron phosphate, and/or or zinc phosphate. As used herein, “phosphate-containing compound” includes, but is not limited to, compounds containing elemental phosphorus, such as orthophosphates, pyrophosphates, metaphosphates, tripolyphosphates, organophosphonates, and the like, and includes, but is not limited to, monovalent, divalent or trivalent cations such as sodium, potassium, calcium, zinc, nickel, manganese, aluminum and/or iron. When a composition and/or a layer or coating comprising the same is substantially free, essentially free, or completely free of phosphate, it comprises a phosphate ion, or a compound containing phosphate in any form.
따라서, 본 발명에 따라서, 제2 조성물 및/또는 이로부터 침착된 층은 상기 문단에 열거된 하나 이상의 임의의 이온 또는 화합물을 실질적으로 포함하지 않을 수 있거나, 일부 경우에 본질적으로 포함하지 않을 수 있거나, 일부 경우에 완전히 포함하지 않을 수 있다. 포스페이트를 실질적으로 포함하지 않는 제2 조성물 및/또는 이로부터 침착된 층은 포스페이트 이온 또는 포스페이트-함유 화합물이 의도적으로 첨가되지 않지만, 예컨대 환경으로부터의 불가피한 오염물 또는 불순물에 기인하여 미량으로 존재할 수 있음을 의미한다. 즉, 물질의 양은 너무 작아서 조성물의 특성에 영향을 주지 않고; 이것은 포스페이트가, 제2 조성물 및/또는 이로부터 침착된 층에 환경 상의 부담을 야기하지 않는 수준으로 존재하지 않음을 추가로 포함할 수 있다. 용어 "실질적으로 포함하지 않는"은 제2 조성물 및/또는 이로부터 침착된 층이, 존재하더라도, 각각 조성물 또는 층의 총 중량을 기준으로 5 ppm 미만의 상기 문단에 열거된 임의의 또는 모든 포스페이트 음이온 또는 화합물을 함유함을 의미한다. 용어 "본질적으로 포함하지 않는"은 제2 조성물 및/또는 이를 포함하는 층이 1 ppm 미만의 상기 문단에 열거된 임의의 또는 모든 포스페이트 음이온 또는 화합물을 함유함을 의미한다. 용어 "완전히 포함하지 않는"은 제2 조성물 및/또는 이를 포함하는 층이, 존재하더라도, 1 ppb 미만의 상기 문단에 열거된 임의의 또는 모든 포스페이트 음이온 또는 화합물을 함유함을 의미한다.Thus, in accordance with the present invention, the second composition and/or the layer deposited therefrom may be substantially free, or in some cases essentially free, of any one or more of the ions or compounds listed in the paragraphs above or , which may not be fully included in some cases. A second composition substantially free of phosphate and/or a layer deposited therefrom has no intentional addition of phosphate ions or phosphate-containing compounds, but may be present in trace amounts, such as due to unavoidable contaminants or impurities from the environment. it means. That is, the amount of material is too small to affect the properties of the composition; This may further comprise that the phosphate is not present at a level that does not pose an environmental burden to the second composition and/or layers deposited therefrom. The term "substantially free of" means that the second composition and/or layer deposited therefrom, if any, contains less than 5 ppm of any or all phosphate anions listed in the preceding paragraph, respectively, based on the total weight of the composition or layer. or a compound. The term “essentially free of” means that the second composition and/or the layer comprising it contains less than 1 ppm of any or all phosphate anions or compounds listed in the preceding paragraph. The term “completely free of” means that the second composition and/or layer comprising it, if present, contains less than 1 ppb of any or all of the phosphate anions or compounds listed in the preceding paragraph.
본 발명에 따라서, 제2 조성물은, 일부 경우에 플루오라이드 또는 플루오라이드 공급원을 배제할 수 있다. 본원에 사용된 "플루오라이드 공급원"은, 플루오라이드 이온을 생성시키는 것으로 알려진 모노플루오라이드, 바이플루오라이드, 플루오라이드 착물 및 이들의 혼합물을 포함한다. 조성물 및/또는 이를 포함하는 층 또는 코팅이 플루오라이드를 실질적으로 포함하지 않거나, 본질적으로 포함하지 않거나, 완전히 포함하지 않은 경우, 이는 임의의 형태의 플루오라이드 이온 또는 플루오라이드 공급원을 포함하지만, 예를 들어 공정 라인의 이전 처리 욕, 수돗물 공급원(예컨대, 충치 예방을 위해 물 공급원에 첨가된 플루오라이드), 전처리된 기재로부터의 플루오라이드 등에서의 반입의 결과로서 욕에 존재할 수 있는, 의도하지 않은 플루오라이드를 포함하지 않는다. 즉, 플루오라이드를 실질적으로 포함하지 않거나, 본질적으로 포함하지 않거나, 완전히 포함하지 않은 욕은, 공정 라인 상에서 사용하기 전에 욕을 만드는 데 사용된 조성물이 플루오라이드를 실질적으로 포함하지 않거나, 본질적으로 포함하지 않거나, 완전히 포함하지 않더라도, 이들 외부 공급원으로부터 유도될 수 있는, 의도하지 않은 플루오라이드를 가질 수 있다.According to the present invention, the second composition may, in some cases, exclude fluoride or fluoride source. As used herein, “fluoride source” includes monofluorides, bifluorides, fluoride complexes and mixtures thereof known to generate fluoride ions. When a composition and/or a layer or coating comprising the same is substantially free, essentially free, or completely free of fluoride, it includes any form of fluoride ion or source of fluoride, but for example Unintentional fluoride that may be present in the bath as a result of entry, for example, into a previous treatment bath in a process line, a tap water source (eg, fluoride added to the water supply to prevent tooth decay), fluoride from a pretreated substrate, etc. does not include That is, a bath that is substantially free, essentially free, or completely free of fluoride means that the composition used to make the bath prior to use on the process line is substantially free of, or essentially free of fluoride. It may have unintended fluorides, which may be derived from these external sources, even if not, or wholly not include.
예를 들어, 제2 조성물은 임의의 플루오라이드-공급원, 예컨대 암모늄 및 알칼리 금속 플루오라이드, 산 플루오라이드, 플루오로붕산, 플루오로규산, 플루오로티탄산 및 플루오로지르콘산 및 이들의 암모늄 및 알칼리 금속 염, 및 다른 무기 플루오라이드(이의 비제한적 예는 아연 플루오라이드, 아연 알루미늄 플루오라이드, 티타늄 플루오라이드, 지르코늄 플루오라이드, 니켈 플루오라이드, 암모늄 플루오라이드, 나트륨 플루오라이드, 칼륨 플루오라이드 및 플루오라이드화수소산, 및 당업자에게 공지된 다른 유사 물질임)를 실질적으로 포함하지 않을 수 있다.For example, the second composition may be any fluoride-source, such as ammonium and alkali metal fluorides, acid fluorides, fluoroboric acid, fluorosilicic acid, fluorotitanic acid and fluorozirconic acid and their ammonium and alkali metals. salts, and other inorganic fluorides, including but not limited to zinc fluoride, zinc aluminum fluoride, titanium fluoride, zirconium fluoride, nickel fluoride, ammonium fluoride, sodium fluoride, potassium fluoride and hydrofluoric acid , and other similar materials known to those skilled in the art).
본원에서 "유리 플루오라이드"로 정의된, IVB족 금속 이온과 같은 금속 이온 또는 수소 이온에 결합되지 않은 제2 조성물에 존재하는 플루오라이드는, 예를 들어 써모사이언티픽(Thermoscientific)에서 제공하는 플루오라이드 이온 선택적 전극("ISE"), 브이더블유알 인터내셔널(VWR International)에서 공급하는 심포니(symphony: 등록상표) 플루오라이드 선택적 조합 전극 또는 이와 유사한 전극이 장착된 오리온 듀얼 스타 듀얼 채널 벤치탑 미터(Orion Dual Star Dual Channel Benchtop Meter)를 사용하여 제2 조성물 욕에서 작동 파라미터로서 측정될 수 있다(예컨대, 문헌[Light and Cappuccino, Determination of fluoride in toothpaste using an ion-selective electrode, J. Chem. Educ., 52:4, 247-250, April 1975] 참조). 플루오라이드 ISE는, 알려진 플루오라이드 농도의 용액에 전극을 담그고, 밀리볼트 단위로 판독 값을 기록한 다음, 이러한 밀리볼트 판독 값을 대수 그래프로 플로팅하여 표준화될 수 있다. 미지 샘플의 밀리볼트 판독 값을 이 보정 그래프와 비교하여 플루오라이드 농도를 결정할 수 있다. 다르게는, 플루오라이드 ISE는, 내부적으로 보정 계산을 수행하는 측정기와 함께 사용할 수 있으므로, 보정 후 미지 샘플의 농도를 직접 판독할 수 있다.Fluoride present in the second composition that is not bound to a metal ion or hydrogen ion, such as a Group IVB metal ion, as defined herein as "free fluoride", is, for example, fluoride provided by Thermoscientific. Orion Dual Star Dual Channel Benchtop Meter with Ion Selective Electrode (“ISE”), symphony® Fluoride Selective Combination Electrode or similar supplied by VWR International. Star Dual Channel Benchtop Meter) can be used as an operating parameter in the second composition bath (see, e.g., Light and Cappuccino, Determination of fluoride in toothpaste using an ion-selective electrode , J. Chem. Educ., 52 :4, 247-250, April 1975]). Fluoride ISE can be normalized by immersing the electrode in a solution of known fluoride concentration, recording the reading in millivolts, and then plotting these millivolt readings on a logarithmic graph. The millivolt reading of the unknown sample can be compared to this calibration graph to determine the fluoride concentration. Alternatively, the fluoride ISE can be used with a meter that performs calibration calculations internally, so that the concentration of the unknown sample can be read directly after calibration.
플루오라이드 이온은 높은 전하 밀도를 갖는 작은 음이온이므로, 수용액에서 IVB족 금속 이온과 같은 높은 양전하 밀도를 갖는 금속 이온 또는 수소 이온과 종종 착물을 형성한다. 금속 양이온 또는 수소 이온에 이온 결합 또는 공유 결합된, 용액 중의 플루오라이드 음이온은 본원에서 "결합된 플루오라이드"로 정의된다. 이와 같이, 착화된 플루오라이드 이온은, 이들 이온이 존재하는 용액이, 이러한 착물에서 플루오라이드 이온을 방출하는 이온 강도 조정 완충액(예컨대, 시트르산 음이온 또는 EDTA)과 혼합되지 않는 한 플루오라이드 ISE로 측정할 수 없다. 그 시점에서, (모든) 플루오라이드 이온은 플루오라이드 ISE로 측정할 수 있고, 그 측정은 "총 플루오라이드"로 알려져 있다. 다르게는, 총 플루오라이드는 밀봉제 조성물에 공급된 플루오라이드의 중량을 조성물의 총 중량과 비교함으로써 계산될 수 있다.Since fluoride ions are small anions with high charge density, they often form complexes with hydrogen ions or metal ions with high positive charge density such as Group IVB metal ions in aqueous solution. A fluoride anion in solution that is ionic or covalently bound to a metal cation or hydrogen ion is defined herein as "bound fluoride". As such, complexed fluoride ions cannot be measured with fluoride ISE unless the solution in which these ions are present is mixed with an ionic strength adjustment buffer (eg, citrate anion or EDTA) that releases fluoride ions from the complex. can't At that point, (all) fluoride ions can be measured with fluoride ISE, and that measurement is known as "total fluoride". Alternatively, the total fluoride may be calculated by comparing the weight of fluoride supplied to the sealant composition to the total weight of the composition.
본 발명에 따라서, 처리 조성물은, 일부 경우에, 코발트 이온 또는 코발트-함유 화합물을 실질적으로 포함하지 않거나, 일부 경우에, 본질적으로 포함하지 않거나, 일부 경우에, 완전히 포함하지 않을 수 있다. 본원에 사용된 "코발트-함유 화합물"은, 코발트 원소를 함유하는 화합물, 착물 또는 염, 예를 들어 코발트 설페이트, 코발트 니트레이트, 코발트 카보네이트 및 코발트 아세테이트를 포함한다. 조성물 및/또는 이를 포함하는 층 또는 코팅이 코발트를 실질적으로 포함하지 않거나, 본질적으로 포함하지 않거나, 완전히 포함하지 않은 경우, 이는 임의의 형태의 코발트 이온 또는 코발트 함유 화합물을 포함한다.In accordance with the present invention, the treatment composition may, in some cases, be substantially free of, in some cases essentially free, or in some cases completely free of cobalt ions or cobalt-containing compounds. As used herein, "cobalt-containing compound" includes compounds, complexes or salts containing the element cobalt, such as cobalt sulfate, cobalt nitrate, cobalt carbonate and cobalt acetate. When a composition and/or a layer or coating comprising the same is substantially free, essentially free, or completely free of cobalt, it includes any form of cobalt ions or cobalt containing compounds.
본 발명에 따라서, 처리 조성물은, 일부 경우에 바나듐 이온 또는 바나듐-함유 화합물을 실질적으로 포함하지 않거나, 일부 경우에 본질적으로 포함하지 않거나, 일부 경우에 완전히 포함하지 않을 수 있다. 본원에 사용된 "바나듐-함유 화합물"은 바나듐 원소를 함유하는 화합물, 착물 또는 염, 예컨대 알칼리 금속 또는 암모늄 양이온의 반대 이온을 포함하는 바나데이트 및 데카바나데이트(예를 들어, 나트륨 암모늄 데카바나데이트를 포함함)를 포함한다. 조성물 및/또는 이를 포함하는 층 또는 코팅이 바나듐을 실질적으로 포함하지 않거나, 본질적으로 포함하지 않거나, 완전히 포함하지 않은 경우, 이는 임의의 형태의 바나듐 이온 또는 바나듐 함유 화합물을 포함한다.According to the present invention, the treatment composition may in some cases be substantially free of, in some cases essentially free of, or in some cases completely free of vanadium ions or vanadium-containing compounds. As used herein, "vanadium-containing compound" refers to compounds, complexes or salts containing elemental vanadium, such as vanadates and decabanadates comprising the counter ion of an alkali metal or ammonium cation (e.g., sodium ammonium decabanadate including). When a composition and/or a layer or coating comprising the same is substantially free, essentially free, or completely free of vanadium, it comprises any form of vanadium ions or vanadium containing compounds.
임의적으로, 본 발명의 제2 조성물은 질소-함유 헤테로환형 화합물을 추가로 포함할 수 있다. 질소-함유 헤테로환형 화합물은, 1개의 질소 원자를 갖는 환상 화합물, 예컨대 피롤, 및 2개 이상의 질소 원자를 갖는 아졸 화합물, 예컨대 피라졸, 이미다졸, 트라이아졸, 테트라졸 및 펜타졸, 1개의 질소 원자 및 1개의 산소 원자를 갖는 아졸 화합물, 예컨대 옥사졸 및 이속사졸, 1개의 질소 원자 및 1개의 황 원자를 갖는 아졸 화합물, 예컨대 티아졸 및 이소티아졸을 포함한다. 적합한 아졸 화합물의 비제한적 예는 2,5-다이머캅토-1,3,4-티아다이아졸(CAS: l072-71-5), 1H-벤조트라이아졸(CAS: 95-14-7), 1H-1,2,3-트라이아졸(CAS: 288-36-8), 2-아미노-5-머캅토-1,3,4-티아다이아졸(CAS: 2349-67-9)(또한, 5-아미노-1,3,4-티아다이아졸-2-티올로도 불림), 및 2-아미노-1,3,4-티아다이아졸(CAS: 4005-51-0)을 포함한다. 일부 양태에서, 예를 들어, 아졸 화합물은 2,5-다이머캅토-1,3,4-티아다이아졸을 포함한다. 또한, 본 발명에 따라서, 질소-함유 헤테로환형 화합물은 나트륨 염과 같은 염의 형태일 수 있다.Optionally, the second composition of the present invention may further comprise a nitrogen-containing heterocyclic compound. Nitrogen-containing heterocyclic compounds include cyclic compounds having one nitrogen atom, such as pyrrole, and azole compounds having two or more nitrogen atoms, such as pyrazole, imidazole, triazole, tetrazole and pentaazole, one nitrogen azole compounds having an atom and one oxygen atom, such as oxazole and isoxazole, and azole compounds having one nitrogen atom and one sulfur atom, such as thiazole and isothiazole. Non-limiting examples of suitable azole compounds include 2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole (CAS: 1072-71-5), 1H-benzotriazole (CAS: 95-14-7), 1H -1,2,3-triazole (CAS: 288-36-8), 2-amino-5-mercapto-1,3,4-thiadiazole (CAS: 2349-67-9) (also 5 -amino-1,3,4-thiadiazole-2-thiol), and 2-amino-1,3,4-thiadiazole (CAS: 4005-51-0). In some embodiments, for example, the azole compound comprises 2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole. Also, according to the present invention, the nitrogen-containing heterocyclic compound may be in the form of a salt such as a sodium salt.
질소-함유 헤테로환형 화합물은, 조성물 1 L 당 0.0005 g 이상, 예를 들어 조성물 1 L 당 0.0008 g 이상, 예를 들어 조성물 1 L 당 0.002 g 이상의 농도로 제2 조성물 중에 존재할 수 있고, 일부 경우에, 조성물 1 L 당 3 g 이하, 예를 들어 조성물 1 L 당 0.2 g 이하, 예컨대 조성물 1 L 당 0.1 g 이하의 양으로 제2 조성물에 존재할 수 있다. 본 발명에 따라서, 질소-함유 헤테로환형 화합물은, 조성물 1 L 당 0.0005 g 내지 조성물 1 L 당 3 g, 예를 들어 조성물 1 L 당 0.0008 g 내지 조성물 1 L 당 0.2 g, 예를 들어 조성물 1 L 당 0.002 g 내지 조성물 1 L 당 0.1 g의 농도로 (존재하는 경우) 제2 조성물 중에 존재할 수 있다.The nitrogen-containing heterocyclic compound may be present in the second composition at a concentration of at least 0.0005 g per liter of composition, such as at least 0.0008 g per liter of composition, such as at least 0.002 g per liter of composition, and in some cases , may be present in the second composition in an amount of 3 g or less per liter of composition, for example 0.2 g or less per liter of composition, such as 0.1 g or less per liter of composition. According to the present invention, the nitrogen-containing heterocyclic compound is present in an amount from 0.0005 g per liter of composition to 3 g per liter of composition, for example from 0.0008 g per liter of composition to 0.2 g per liter of composition, for example composition 1 L It may be present in the second composition (if present) at a concentration of 0.002 g of sugar to 0.1 g per liter of composition.
본 발명에 따라서, 제2 조성물은 수성 매질을 포함할 수 있고, 임의적으로, 하나 이상의 유기 용매와 같은 다른 물질을 함유할 수 있다. 적합한 상기 용매의 비제한적 예는 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 글리세롤, 저 분자량 알콜 등을 포함한다. 존재하는 경우, 유기 용매는, 제2 조성물 1 L 당 용매 1 g 이상, 예컨대 제2 용액 1 L 당 용매 약 2 g 이상의 양으로 제2 조성물 중에 존재할 수 있고, 일부 경우에 제2 조성물 1 L 당 용매 40 g 이하, 예컨대 제2 용액 1 L 당 용매 20 g 이하의 양으로 존재할 수 있다. 본 발명에 따라서, 유기 용매는, 존재하는 경우, 제2 조성물 1 L 당 용매 1 g 내지 제2 조성물 1 L 당 용매 40 g, 예컨대 제2 조성물 1 L 당 용매 2 g 내지 제2 조성물 1 L 당 용매 20 g의 양으로 제2 조성물 중에 존재할 수 있다.According to the present invention, the second composition may comprise an aqueous medium and, optionally, may contain other substances such as one or more organic solvents. Non-limiting examples of suitable such solvents include propylene glycol, ethylene glycol, glycerol, low molecular weight alcohols, and the like. When present, the organic solvent may be present in the second composition in an amount of at least 1 gram of solvent per liter of second composition, such as at least about 2 g of solvent per liter of second solution, and in some cases per liter of second composition. It may be present in an amount of up to 40 g of solvent, such as up to 20 g of solvent per liter of second solution. According to the present invention, the organic solvent, if present, can be from 1 g of solvent per liter of second composition to 40 g of solvent per liter of second composition, such as from 2 g of solvent per liter of second composition to per liter of second composition. The solvent may be present in the second composition in an amount of 20 g.
본 발명에 따라서, 제2 조성물의 pH는 8 이상, 예컨대 9 이상, 예컨대 10 이상, 예컨대 11 이상일 수 있고, 일부 경우에 13 이하, 예를 들어 12 이하, 예를 들면 11.5 이하일 수 있다. 본 발명에 따라서, 제2 조성물의 pH는 8 내지 13, 예를 들어 10 내지 12, 예를 들어 11 내지 11.5일 수 있다. 제2 조성물의 pH는, 필요에 따라, 예를 들어 임의의 산 및/또는 염기를 사용하여 조정될 수 있다. 본 발명에 따라서, 제2 조성물의 pH는 이산화탄소, 수용성 및/또는 수분산성 산, 예컨대 염산, 질산, 황산 및/또는 인산을 비롯한 산성 물질의 포함을 통해 유지될 수 있다. 본 발명에 따라서, 제2 조성물의 pH는, 카보네이트, 예컨대 I족 카보네이트, II족 카보네이트, 하이드록사이드, 예컨대 리튬 하이드록사이드, 나트륨 하이드록사이드, 칼륨 하이드록사이드 또는 암모늄 하이드록사이드, 암모니아 및/또는 아민, 예컨대 트라이에틸아민, 메틸에틸아민 또는 이들의 혼합물을 비롯한 수용성 및/또는 수분산성 염기를 포함하는 염기성 물질의 포함을 통해 유지될 수 있다.According to the present invention, the pH of the second composition may be 8 or more, such as 9 or more, such as 10 or more, such as 11 or more, and in some cases 13 or less, such as 12 or less, eg 11.5 or less. According to the present invention, the pH of the second composition may be between 8 and 13, for example between 10 and 12, for example between 11 and 11.5. The pH of the second composition may be adjusted as needed, for example using any acid and/or base. In accordance with the present invention, the pH of the second composition may be maintained through the inclusion of acidic substances including carbon dioxide, water-soluble and/or water-dispersible acids such as hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid and/or phosphoric acid. According to the present invention, the pH of the second composition is selected from carbonates such as group I carbonates, group II carbonates, hydroxides such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide or ammonium hydroxide, ammonia and and/or through the inclusion of a basic material comprising a water-soluble and/or water-dispersible base, including amines such as triethylamine, methylethylamine, or mixtures thereof.
전술한 바와 같이, 제2 조성물은 담체, 종종 수성 매질을 포함하여, 조성물이 담체 중 리튬 양이온의 용액 또는 분산액의 형태로 존재할 수 있다. 본 발명에 따라서, 용액 또는 분산액은, 침지 또는 함침, 분무, 간헐 분무, 침지 후 분무, 분무 후 침지, 브러싱 또는 롤-코팅과 같은 다양한 임의의 공지 기술에 의해 기재와 접촉될 수 있다. 본 발명에 따라서, 금속 기재에 적용될 때 용액 또는 분산액은 40℉ 내지 약 160℉, 예컨대 60℉ 내지 110℉의 온도일 수 있다. 예를 들어, 금속 기재를 제2 조성물과 접촉시키는 공정은 상온 또는 실온에서 수행될 수 있다. 접촉 시간은 종종 약 1초 내지 약 15분, 예컨대 약 5초 내지 약 2분이다.As noted above, the second composition comprises a carrier, often an aqueous medium, so that the composition may be in the form of a solution or dispersion of lithium cations in a carrier. According to the present invention, the solution or dispersion may be contacted with the substrate by any of a variety of known techniques, such as dipping or impregnating, spraying, intermittent spraying, dipping followed by spraying, spraying followed by dipping, brushing or roll-coating. In accordance with the present invention, the solution or dispersion when applied to a metallic substrate may be at a temperature of from 40°F to about 160°F, such as from 60°F to 110°F. For example, the process of contacting the metal substrate with the second composition may be performed at room temperature or room temperature. The contact time is often from about 1 second to about 15 minutes, such as from about 5 seconds to about 2 minutes.
본 발명에 따라서, 제2 조성물과의 접촉에 이어서, 기재는 임의적으로 제자리에서 건조될 수 있거나, 예컨대 실온에서 공기 건조될 수 있거나, 상기 기재는, 예를 들어 에어 나이프를 사용한 고온 공기로, 고온, 예컨대 15℃ 내지 100℃, 예컨대 20℃ 내지 90℃의 오븐에서 기재를 살짝 노출시켜 물을 플래싱 오프(flashing off)시켜, 또는, 예를 들어 적외선 열을 사용하는 히터 어셈블리에서, 예를 들어 10분 동안 70℃에서, 또는 스퀴지 롤 사이에 기재를 통과시킴으로써 건조될 수 있다. 본 발명에 따라서, 기재 표면은, 임의의 물, 용액, 조성물 등과 기재 표면의 임의의 후속 접촉 전에 부분적으로 또는 일부 경우에 완전히 건조될 수 있다. 기재 표면과 관련하여 본원에 사용된 "완전히 건조한" 또는 "완전히 건조된"은 사람의 눈에 보이는, 기재 표면 상의 수분이 없음을 의미한다. 본 발명에 따라서, 제2 조성물과 접촉시키는 단계에 이어서, 기재(습윤 또는 건조된 상태)는 임의적으로 수돗물, 탈이온수, 및/또는 세정제의 수용액으로 세정되어 임의의 잔사를 제거할 수 있고, 이어서 임의적으로 상기 문장에 기술된 바와 같이 건조되거나, 예를 들어 공기 건조되거나 고온 공기로 건조될 수 있다. 본 발명에 따라서, 이러한 물 세정은 제거될 수 있고, 기재(습윤 또는 건조된 상태)는 후속 처리 조성물과 접촉할 수 있다.According to the invention, following contact with the second composition, the substrate may optionally be dried in situ, such as air dried at room temperature, or the substrate may be dried with hot air, eg with an air knife, at high temperature. flashing off the water by briefly exposing the substrate in an oven, such as at 15°C to 100°C, such as 20°C to 90°C, or in a heater assembly using, for example, infrared heat, for example 10 It can be dried at 70° C. for minutes, or by passing the substrate between squeegee rolls. According to the present invention, the substrate surface may be partially or in some cases completely dried before any subsequent contact of the substrate surface with any water, solution, composition, etc. As used herein in reference to a substrate surface, “completely dry” or “completely dry” means that there is no moisture on the substrate surface visible to the human eye. According to the present invention, following the step of contacting with the second composition, the substrate (wet or dry) may optionally be rinsed with tap water, deionized water, and/or an aqueous solution of a cleaning agent to remove any residue, then Optionally it may be dried as described in the sentence above, eg air dried or dried with hot air. According to the present invention, this water rinse can be removed and the substrate (wet or dry) can be contacted with the subsequent treatment composition.
임의적으로, 본 발명에 따라서, 제2 조성물과 접촉한 후에, 기재는, 임의적으로, 기재 표면의 적어도 일부를 후속 처리 조성물과 접촉시켜 그 위에 필름, 층 및/또는 코팅을 형성하기 전에, 임의의 수용액으로 세정하거나 이와 접촉시키지 않는다(후술됨).Optionally, according to the present invention, after contacting with the second composition, the substrate, optionally before contacting at least a portion of the surface of the substrate with a subsequent treatment composition to form a film, layer and/or coating thereon, any Do not rinse with or come into contact with an aqueous solution (described below).
임의적으로, 본 발명에 따라서, 제2 조성물과 접촉시키는 단계에 이어서, 기재는 임의적으로 수돗물, 탈이온수, RO 물 및/또는 기재 처리의 분야의 숙련자에게 공지된 임의의 수용액과 접촉할 수 있고, 이때 이러한 물 또는 수용액은 실온(60℉) 내지 212℉의 온도일 수 있다. 이어서, 기재는 임의적으로 건조될 수 있고, 예를 들어 공기 건조되거나 선행 문단에서 설명한 바와 같이 고온 공기로 건조되어, 기재 표면이, 기재 표면과 임의의 물, 용액 또는 조성물 등의 임의의 후속 접촉 이전에 부분적으로, 또는 일부 경우에 완전히 건조될 수 있다.Optionally, according to the present invention, following the step of contacting with the second composition, the substrate may optionally be contacted with tap water, deionized water, RO water and/or any aqueous solution known to a person skilled in the art of substrate treatment, At this time, the water or aqueous solution may be at a temperature of room temperature (60°F) to 212°F. The substrate may then optionally be dried, for example air dried or dried with hot air as described in the preceding paragraph, such that the substrate surface is subjected to any subsequent contact with the substrate surface, such as any water, solution, or composition. may be partially or, in some cases, completely dried.
도 2는 리튬 하이드록사이드 또는 리튬 카보네이트로 처리된 기재 표면의 XPS 조사 스캔을 도시하고, 어떠한 리튬도 기재 표면에서 검출되지 않음을 확인한다. 기재는 약 2.2 μm 두께의 산화된 알루미늄을 알루미늄-구리 합금 상에 가졌다(TEM에 의해 측정됨). 본 발명에 따라서, 처리 조성물에 의해 형성된 층의 두께는, 예를 들어 550 nm 이하, 예컨대 5 내지 550 nm, 예컨대 10 내지 400 nm, 예컨대 25 내지 250 nm일 수 있다. 처리 조성물로부터 형성된 층의 두께는, 비제한적으로 XPS(X-선 광전자 분광법) 깊이 프로파일링 또는 TEM(투과 전자 현미경)을 비롯한 소수의 분석 기술을 사용하여 측정될 수 있다. 본원에 사용된 "두께"는, IA족 금속 양이온을 포함하는 본 발명의 제2 조성물에 의해 형성된 층에 대해 사용될 때, 도 1에 도시된 바와 같이, (a) 원래의 공기/기재 계면 위에 형성된 층, (b) 전처리/기재 계면 아래에 형성된 개질 층, 또는 (c) (a)와 (b)의 조합을 지칭한다. 개질 층 (b)가 도 1의 전처리/기재 계면으로 연장되어 도시되어 있지만, 개질 층 (b)와 전처리/기재 계면 사이에 개재(intervening) 층이 존재할 수 있다. 유사하게, (a)와 (b)의 조합인 (c)는, 연속적인 층으로 한정되지 않고, 이들 사이에 개재 층을 갖는 다중 층을 포함할 수 있고, 층 (c)의 두께의 측정은 개재 층을 제외할 수 있다.Figure 2 shows an XPS irradiation scan of a substrate surface treated with lithium hydroxide or lithium carbonate, confirming that no lithium is detected on the substrate surface. The substrate had about 2.2 μm thick oxidized aluminum on an aluminum-copper alloy (measured by TEM). According to the invention, the thickness of the layer formed by the treatment composition can be, for example, up to 550 nm, such as from 5 to 550 nm, such as from 10 to 400 nm, such as from 25 to 250 nm. The thickness of a layer formed from the treatment composition can be measured using a number of analytical techniques including, but not limited to, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) depth profiling or TEM (transmission electron microscopy). As used herein, “thickness” when used for a layer formed by a second composition of the present invention comprising a Group IA metal cation, as shown in FIG. 1 , is (a) formed over the original air/substrate interface. layer, (b) a modified layer formed below the pretreatment/substrate interface, or (c) a combination of (a) and (b). Although modified layer (b) is shown extending to the pretreatment/substrate interface in FIG. 1 , there may be an intervening layer between the modifying layer (b) and the pretreatment/substrate interface. Similarly, (c), a combination of (a) and (b), is not limited to continuous layers, but may include multiple layers with intervening layers between them, wherein the measurement of the thickness of layer (c) is Intervening layers can be excluded.
IVB족IVB 금속 양이온을 포함하는 제3 조성물 A third composition comprising a metal cation
전술된 바와 같이, 본 발명의 시스템 및 방법은 IVB족 금속 양이온을 포함하는 제3 조성물을 포함할 수 있다. 제3 조성물은 또한 IA족 금속 양이온 및/또는 VIB족 금속 양이온(IVB족 금속 양이온과 함께, 집합적으로 "제3 조성물 금속 양이온"으로서 본원에 지칭됨)을 추가로 포함할 수 있다.As noted above, the systems and methods of the present invention may include a third composition comprising a Group IVB metal cation. The third composition may also further comprise a Group IA metal cation and/or a Group VIB metal cation (along with the Group IVB metal cation, collectively referred to herein as a “third composition metal cation”).
본 발명에 따라서, IA족 금속 양이온은 리튬을 포함할 수 있고; IVB족 금속 양이온은 지르코늄, 티타늄, 하프늄 또는 이들의 조합을 포함할 수 있고; VIB족 금속은 몰리브데늄을 포함할 수 있다. According to the present invention, the Group IA metal cation may comprise lithium; The Group IVB metal cation may include zirconium, titanium, hafnium, or combinations thereof; The Group VIB metal may include molybdenum.
예를 들어, 제3 조성물에 사용된 IVB족 금속 양이온은 지르코늄, 티타늄, 하프늄 또는 이들의 혼합물의 화합물일 수 있다. 지르코늄의 적합한 화합물은, 비제한적으로, 헥사플루오로지르콘산, 알칼리 금속 및 이의 암모늄 염, 암모늄 지르코늄 카보네이트, 지르콘일 니트레이트, 지르콘일 설페이트, 지르코늄 카복실레이트 및 지르코늄 하이드록시 카복실레이트, 예컨대 지르코늄 아세테이트, 지르코늄 옥살레이트, 암모늄 지르코늄 글리콜레이트, 암모늄 지르코늄 락테이트, 암모늄 지르코늄 시트레이트, 지르코늄 염기성 카보네이트, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 티타늄의 적합한 화합물은, 비제한적으로, 플루오로티탄산 및 이의 염을 포함한다. 하프늄의 적합한 화합물은, 비제한적으로, 하프늄 니트레이트를 포함한다.For example, the Group IVB metal cation used in the third composition may be a compound of zirconium, titanium, hafnium, or mixtures thereof. Suitable compounds of zirconium include, but are not limited to, hexafluorozirconic acid, alkali metals and ammonium salts thereof, ammonium zirconium carbonate, zirconyl nitrate, zirconyl sulfate, zirconium carboxylate and zirconium hydroxy carboxylates such as zirconium acetate; zirconium oxalate, ammonium zirconium glycolate, ammonium zirconium lactate, ammonium zirconium citrate, zirconium basic carbonate, and mixtures thereof. Suitable compounds of titanium include, but are not limited to, fluorotitanic acid and salts thereof. Suitable compounds of hafnium include, but are not limited to, hafnium nitrate.
본 발명에 따라서, IVB족 금속 양이온은 제3 조성물에, 제3 조성물의 총 중량을 기준으로 20 ppm 이상의 금속(금속 양이온으로서 계산됨), 예컨대 50 ppm 이상의 금속, 또는, 일부 경우에, 70 ppm 이상의 금속의 총량으로 존재할 수 있다. 본 발명에 따라서, IVB족 금속은 제3 조성물에, 제3 조성물의 총 중량을 기준으로 1,000 ppm 이하의 금속(금속 양이온으로서 계산됨), 예컨대 600 ppm 이하의 금속, 또는, 일부 경우에, 300 ppm 이하의 금속의 총량으로 존재할 수 있다. 본 발명에 따라서, IVB족 금속 양이온은 제3 조성물에, 제3 조성물의 총 중량을 기준으로 20 내지 1,000 ppm의 금속(금속 양이온으로서 계산됨), 예컨대 50 내지 600 ppm의 금속, 예컨대 70 내지 300 ppm의 금속의 총량으로 존재할 수 있다. 본원에 사용된 용어 "총량"은, IVB족 금속 양이온의 양에 관해 사용될 때, 제3 조성물에 존재하는 모든 IV족 금속의 합계를 의미한다.According to the present invention, the Group IVB metal cation is present in the third composition at least 20 ppm metal (calculated as metal cation) based on the total weight of the third composition, such as at least 50 ppm metal, or, in some cases, 70 ppm It may be present in a total amount of more than one metal. According to the present invention, the Group IVB metal is present in the third composition up to 1,000 ppm metal (calculated as metal cations), such as 600 ppm metal or less, or, in some cases, 300 ppm, based on the total weight of the third composition. It may be present in a total amount of metal up to ppm. According to the present invention, group IVB metal cations are present in the third composition in an amount of from 20 to 1,000 ppm of metal (calculated as metal cations), such as from 50 to 600 ppm of metal, such as from 70 to 300, based on the total weight of the third composition. total amount of metal in ppm. As used herein, the term “total amount”, when used in reference to the amount of Group IVB metal cation, means the sum of all Group IV metals present in the third composition.
본 발명에 따라서, 제3 조성물은 또한 IA족 금속 양이온, 예컨대 리튬 양이온을 포함할 수 있다. 본 발명에 따라서, 제3 조성물 내의 IA족 금속 양이온의 공급원은 염의 형태일 수 있다. 적합한 리튬 염의 비제한적인 예는 리튬 니트레이트, 리튬 설페이트, 리튬 플루오라이드, 리튬 클로라이드, 리튬 하이드록사이드, 리튬 카보네이트, 리튬 요오다이드 및 이들의 조합을 포함한다.According to the present invention, the third composition may also comprise a Group IA metal cation, such as a lithium cation. According to the present invention, the source of the Group IA metal cation in the third composition may be in the form of a salt. Non-limiting examples of suitable lithium salts include lithium nitrate, lithium sulfate, lithium fluoride, lithium chloride, lithium hydroxide, lithium carbonate, lithium iodide, and combinations thereof.
본 발명에 따라서, I족 금속 양이온은 제3 조성물에, 제3 조성물의 총 중량을 기준으로 2 ppm 이상(금속 양이온으로서), 예컨대 5 ppm 이상, 예컨대 25 ppm 이상, 예컨대 75 ppm 이상의 양으로 존재할 수 있고, 일부 경우에, 제3 조성물의 총 중량을 기준으로 500 ppm 이하(금속 양이온으로서), 예컨대 250 ppm 이하, 예컨대 125 ppm 이하, 예컨대 100 ppm 이하의 양으로 존재할 수 있다. 본 발명에 따라서, IA족 금속 양이온은 제3 조성물에, 제3 조성물의 총 중량을 기준으로 2 내지 500 ppm(금속 양이온으로서), 예컨대 5 내지 250 ppm, 예컨대 5 내지 125 ppm, 예컨대 5 내지 25 ppm의 양으로 존재할 수 있다. 제3 조성물 내의 IA족 금속 양이온의 양은 인용된 값을 포함하는 인용된 값 사이의 범위일 수 있다.According to the present invention, the Group I metal cation is present in the third composition in an amount of at least 2 ppm (as metal cation), such as at least 5 ppm, such as at least 25 ppm, such as at least 75 ppm, based on the total weight of the third composition. and in some cases 500 ppm or less (as metal cations), such as 250 ppm or less, such as 125 ppm or less, such as 100 ppm or less, based on the total weight of the third composition. According to the present invention, the Group IA metal cation is present in the third composition from 2 to 500 ppm (as metal cation), such as from 5 to 250 ppm, such as from 5 to 125 ppm, such as from 5 to 25, based on the total weight of the third composition. It may be present in an amount in ppm. The amount of the Group IA metal cation in the third composition may range between the recited values inclusive of the recited values.
본 발명에 따라서, 제3 조성물은 또한 VIB족 금속 양이온을 포함할 수 있다. 본 발명에 따라서, 제3 조성물 내의 VIB족 금속 양이온의 공급원은 염의 형태일 수 있다. 적합한 몰리브데늄 염의 비제한적인 예는 나트륨 몰리브데이트, 리튬 몰리브데이트, 칼슘 몰리브데이트, 칼륨 몰리브데이트, 암모늄 몰리브데이트, 몰리브데늄 클로라이드, 몰리브데늄 아세테이트, 몰리브데늄 설파메이트, 몰리브데늄 포름에이트, 몰리브데늄 락테이트 및 이들의 조합을 포함한다.According to the present invention, the third composition may also comprise a Group VIB metal cation. According to the present invention, the source of the Group VIB metal cation in the third composition may be in the form of a salt. Non-limiting examples of suitable molybdenum salts include sodium molybdate, lithium molybdate, calcium molybdate, potassium molybdate, ammonium molybdate, molybdenum chloride, molybdenum acetate, molybdenum sulfamate. , molybdenum formate, molybdenum lactate, and combinations thereof.
본 발명에 따라서, VIB족 금속 양이온은 제3 조성물에 제3 조성물의 총 중량을 기준으로 5 ppm 이상(금속 양이온으로서), 예컨대 25 ppm 이상, 예컨대 100 ppm 이상의 양으로 존재할 수 있고, 일부 경우에, 제3 조성물에, 제3 조성물의 총 중량을 기준으로 500 ppm 이하(금속 양이온으로서), 예컨대 250 ppm 이하, 예컨대 150 ppm 이하의 양으로 존재할 수 있다. 본 발명에 따라서, VIB족 금속 양이온은 제3 조성물에, 제3 조성물의 총 중량을 기준으로 5 내지 500 ppm(금속 양이온으로서), 예컨대 25 내지 250 ppm, 예컨대 40 내지 120 ppm의 양으로 존재할 수 있다. 제3 조성물 내의 VIB족 금속 양이온의 양은 인용된 값을 포함하는 인용된 값 사이의 범위일 수 있다.According to the present invention, the Group VIB metal cation may be present in the third composition in an amount of at least 5 ppm (as metal cation), such as at least 25 ppm, such as at least 100 ppm, based on the total weight of the third composition, and in some cases , in the third composition in an amount of 500 ppm or less (as metal cations), such as 250 ppm or less, such as 150 ppm or less, based on the total weight of the third composition. According to the present invention, the Group VIB metal cation may be present in the third composition in an amount of 5 to 500 ppm (as metal cation), such as 25 to 250 ppm, such as 40 to 120 ppm, based on the total weight of the third composition. there is. The amount of the Group VIB metal cation in the third composition may range between the recited values inclusive of the recited values.
본 발명에 따라서, 제3 조성물은 제3 조성물 금속 양이온과 염을 형성하는 데 적합할 수 있는 음이온, 예컨대 할로겐, 니트레이트, 설페이트, 실리케이트(오르토실리케이트 및 메타실리케이트), 카보네이트, 하이드록사이드 등을 추가로 포함할 수 있다.According to the present invention, the third composition comprises anions that may be suitable for forming salts with the metal cations of the third composition, such as halogens, nitrates, sulfates, silicates (orthosilicates and metasilicates), carbonates, hydroxides, and the like. may additionally include.
본 발명에 따라서, 니트레이트는 제3 조성물에, 존재하더라도, 제3 조성물의 총 중량을 기준으로 2 ppm 이상, 예컨대 50 ppm 이상, 예컨대 50 ppm 이상의 양(니트레이트 음이온으로서 계산됨)으로 존재할 수 있고, 제3 조성물의 총 중량을 기준으로 10,000 ppm 이하, 예컨대 5,000 ppm 이하, 예컨대 2,500 ppm 이하의 양(니트레이트 음이온으로서 계산됨)으로 존재할 수 있다. 본 발명에 따라서, 할로겐은 제3 조성물에, 존재하더라도, 제3 조성물의 총 중량을 기준으로 2 내지 10,000 ppm, 예컨대 25 내지 5,000 ppm, 예컨대 50 내지 2,500 ppm의 양(니트레이트 음이온으로서 계산됨)으로 존재할 수 있다.According to the present invention, nitrate, if present, may be present in the third composition in an amount (calculated as nitrate anion) of at least 2 ppm, such as at least 50 ppm, such as at least 50 ppm, based on the total weight of the third composition. and may be present in an amount (calculated as nitrate anion) of 10,000 ppm or less, such as 5,000 ppm or less, such as 2,500 ppm or less, based on the total weight of the third composition. According to the invention, the halogen, if present, in the third composition is in an amount of from 2 to 10,000 ppm, such as from 25 to 5,000 ppm, such as from 50 to 2,500 ppm, calculated as nitrate anion, based on the total weight of the third composition. can exist as
본 발명에 따라서, 제3 조성물은 또한 양전기성 금속 이온을 포함할 수 있다. 본원에 사용된 용어 "양전기성 금속 이온"은 제3 용액이 금속성 기재의 표면에 접촉할 때 처리되는 금속 기재에 의해 환원될 금속 이온을 지칭한다. 당업자가 이해하는 바와 같이, 화학종이 환원되는 경향은 환원 전위로 지칭되고, 볼트로 표현되고, 표준 수소 전극(이는, 임의적으로 0의 환원 전위로 지정됨)에 대해 측정된다. 몇몇 원소에 대한 환원 전위가 하기 표 A에 개시된다(문헌[CRC 82nd Edition, 2001-2002]에 따라). 하나의 원소 또는 이온이, 하기 표에서 비교되는 다른 원소 또는 이온보다 더 양의 전압 값(E*)을 갖는 경우, 이는 비교되는 다른 원소 또는 이온보다 용이하게 환원된다.According to the invention, the third composition may also comprise an electrolytic metal ion. As used herein, the term “positive metal ion” refers to a metal ion that will be reduced by the treated metal substrate when a third solution contacts the surface of the metallic substrate. As will be understood by one of ordinary skill in the art, the tendency of a species to reduce is referred to as the reduction potential, expressed in volts, and measured relative to a standard hydrogen electrode (which is arbitrarily designated as a reduction potential of zero). The reduction potentials for several elements are set forth in Table A below (according to CRC 82 nd Edition, 2001-2002). If one element or ion has a more positive voltage value (E * ) than the other element or ion compared in the table below, it is more easily reduced than the other element or ion being compared.
[표 A][Table A]
따라서, 자명한 바와 같이, 금속 기재가 상기 열거된 물질, 예컨대 냉간 압연 강, 열간 압연 강, 아연 금속, 아연 화합물 또는 아연 합금으로 코팅된 강, 용융 아연 도금 강, 아연 도금 강, 아연 합금 도금 강, 알루미늄 합금, 알루미늄 도금 강, 알루미늄 합금 도금 강, 마그네슘 및 마그네슘 합금 중 하나를 포함하는 경우, 상기 기재의 상부에 침착되기에 적합한 양전기성 금속은, 예를 들어, 니켈, 구리, 은, 금, 및 이들의 혼합물을 포함한다.Thus, as will be apparent, the metallic substrate is of the materials listed above, such as cold rolled steel, hot rolled steel, zinc metal, steel coated with zinc compounds or zinc alloys, hot-dip galvanized steel, galvanized steel, zinc alloy coated steel , aluminum alloys, aluminum plated steels, aluminum alloy plated steels, magnesium and magnesium alloys, suitable electrolytic metals for deposition on top of the substrate include, for example, nickel, copper, silver, gold, and mixtures thereof.
본 발명에 따라서, 양전기성 금속 이온이 구리를 포함할 때, 가용성 및 불용성 화합물은 둘 다 제3 조성물 내의 구리 이온의 공급원으로서 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 제3 조성물 내의 구리 이온의 공급원은 수용성 구리 화합물일 수 있다. 이러한 화합물의 구체적인 예는, 비제한적으로, 구리 설페이트, 구리 니트레이트, 구리 티오시아네이트, 이나트륨 구리 에틸렌다이아민테트라아세테이트 테트라하이드레이트, 구리 브로마이드, 구리 산화물, 구리 하이드록사이드, 구리 클로라이드, 구리 플루오라이드, 구리 글루콘에이트, 구리 시트레이트, 구리 로로일 사르코신에이트, 구리 락테이트, 구리 옥살레이트, 구리 타르트레이트, 구리 말레이트, 구리 석신에이트, 구리 말론에이트, 구리 말레에이트, 구리 벤조에이트, 구리 살리실레이트, 구리 아미노산 착물, 구리 푸마레이트, 구리 글리세로포스페이트, 나트륨 구리 클로로필린, 구리 플루오로실리케이트, 구리 플루오로보레이트 및 구리 요오데이트, 및 카복실산(예컨대, 포름산 내지 데칸산의 동족 계열)의 구리 염, 및 옥살산 내지 수베르산 계열의 다가염기성 산의 구리 염을 포함한다.According to the present invention, when the electrolytic metal ion comprises copper, both the soluble and insoluble compound can serve as a source of copper ions in the third composition. For example, the source of copper ions in the third composition may be a water-soluble copper compound. Specific examples of such compounds include, but are not limited to, copper sulfate, copper nitrate, copper thiocyanate, disodium copper ethylenediaminetetraacetate tetrahydrate, copper bromide, copper oxide, copper hydroxide, copper chloride, copper fluoride Ride, copper gluconate, copper citrate, copper roroyl sarcosinate, copper lactate, copper oxalate, copper tartrate, copper maleate, copper succinate, copper malonate, copper maleate, copper benzoate, copper salicylate, copper amino acid complex, copper fumarate, copper glycerophosphate, sodium copper chlorophylline, copper fluorosilicate, copper fluoroborate and copper iodate, and carboxylic acids (such as the homologous series of formic acid to decanoic acid) copper salts, and copper salts of polybasic acids of the oxalic acid to suberic acid series.
상기 수용성 구리 화합물로부터 공급되는 구리 이온이 구리 설페이트, 구리 옥사이드 등의 형태의 불순물로서 침전되는 경우, 구리 이온의 침전을 억제하여 조성물 중 구리 착물로서 상기 이온을 안정화시키는 착화제를 첨가하는 것이 바람직할 수 있다.When copper ions supplied from the water-soluble copper compound are precipitated as impurities in the form of copper sulfate, copper oxide, etc., it is preferable to add a complexing agent that inhibits the precipitation of copper ions and stabilizes the ions as a copper complex in the composition. can
본 발명에 따라서, 구리 화합물은 구리 착물 염, 예컨대 Cu-EDTA로서 첨가될 수 있고, 그 자체로 제3 조성물에 안정적으로 존재할 수 있지만, 착화제를 그 자체로 가용화시키기 어려운 화합물과 조합함으로써 제3 조성물에 안정적으로 존재할 수 있는 구리 착물을 형성하는 것이 또한 가능하다. 이의 예는 CuSO4 및 EDTA·2Na의 조합에 의해 형성된 Cu-EDTA 착물을 포함한다.According to the present invention, the copper compound can be added as a copper complex salt, such as Cu-EDTA, which by itself can be stably present in the third composition, but by combining the complexing agent with a compound that is difficult to solubilize on its own. It is also possible to form copper complexes that can be stably present in the composition. Examples thereof include Cu-EDTA complexes formed by the combination of CuSO 4 and EDTA·2Na.
본 발명에 따라서, 양전기성 금속 이온은 제3 조성물에, 제3 조성물의 총 중량을 기준으로 2 ppm 이상(금속 이온으로서 계산됨), 예컨대 4 ppm 이상, 예컨대 6 ppm 이상, 예컨대 8 ppm 이상, 예컨대 10 ppm 이상의 양으로 존재할 수 있다. 본 발명에 따라서, 양전기성 금속 이온은 제3 조성물에, 제3 조성물의 총 중량을 기준으로 100 ppm 이하(금속 이온으로서 계산됨), 예컨대 80 ppm 이하, 예컨대 60 ppm 이하, 예컨대 40 ppm 이하, 예컨대 20 ppm 이하의 양으로 존재할 수 있다. 본 발명에 따라서, 양전기성 금속 이온은 제3 조성물에, 제3 조성물의 총 중량을 기준으로 2 내지 100 ppm(금속 이온으로서 계산됨), 예컨대 4 내지 80 ppm, 예컨대 6 내지 60 ppm, 예컨대 8 내지 40 ppm의 양으로 존재할 수 있다. 제3 조성물 내의 양전기성 금속 이온의 양은 인용된 값을 포함하는 인용된 값 사이의 범위일 수 있다.According to the invention, the positive metal ion is present in the third composition at least 2 ppm (calculated as metal ion), such as at least 4 ppm, such as at least 6 ppm, such as at least 8 ppm, based on the total weight of the third composition; For example, it may be present in an amount of 10 ppm or more. According to the present invention, the positive metal ions are present in the third composition 100 ppm or less (calculated as metal ions), such as 80 ppm or less, such as 60 ppm or less, such as 40 ppm or less, based on the total weight of the third composition, For example, it may be present in an amount of up to 20 ppm. According to the invention, the positive metal ion is present in the third composition from 2 to 100 ppm (calculated as metal ion), such as 4 to 80 ppm, such as 6 to 60 ppm, such as 8, based on the total weight of the third composition. to 40 ppm. The amount of the electrolytic metal ion in the third composition may range between the recited values inclusive of the recited values.
본 발명에 따라서, 플루오라이드의 공급원은 제3 조성물에 존재할 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, 제3 조성물 내의 개시되거나 보고된 플루오라이드의 양은 플루오라이드의 백만 당 부로 측정된 "유리 플루오라이드"로 언급된다. 유리 플루오라이드는 플루오라이드-선택적인 ISE에 의해 측정될 수 있는 것으로 정의된다. 유리 플루오라이드 이외에, 제3 조성물은 또한 전술된 "결합된 플루오라이드"를 함유할 수 있다. 결합된 및 유리 플루오라이드의 농도의 합계는 본원에 기술된 바와 같이 측정될 수 있는 총 플루오라이드와 동일하다. 제3 조성물 내의 총 플루오라이드는 플루오르화수소산, 및 알칼리 금속 및 암모늄 플루오라이드 또는 수소 플루오라이드에 의해 공급될 수 있다. 추가적으로, 제3 조성물 내의 총 플루오라이드는 제3 조성물에 존재하는 IVB족 금속으로부터 유도될 수 있다(예를 들어, 헥사플루오로지르콘산 또는 헥사플루오로티탄산). 다른 착물 플루오라이드, 예컨대 H2SiF6 또는 HBF4가 제3 조성물에 첨가되어 총 플루오라이드를 공급할 수 있다. 당업자는 제3 욕 내의 유리 플루오라이드의 존재가 제3 침착 및 기재의 에칭에 영향을 줄 수 있고, 이에 따라 이러한 욕 변수를 측정하는 것이 중요함을 이해할 것이다. 유리 플루오라이드의 수준은 pH, 및 제3 욕으로의 킬레이터의 첨가에 따라 변할 것이고, 제3 욕에 존재하는 금속 이온/양성자와의 플루오라이드 회합도를 나타낸다. 예를 들어, 동일한 총 플루오라이드 수준의 제3 조성물은 pH, 및 제3 용액에 존재하는 킬레이터에 의해 영향을 받을 상이한 유리 플루오라이드 수준을 가질 수 있다.According to the present invention, the source of fluoride may be present in the third composition. As used herein, the disclosed or reported amount of fluoride in the third composition is referred to as "free fluoride," measured in parts per million of fluoride. Free fluoride is defined as capable of being measured by fluoride-selective ISE. In addition to free fluoride, the third composition may also contain "bound fluoride" as described above. The sum of the concentrations of bound and free fluoride is equal to the total fluoride that can be measured as described herein. The total fluoride in the third composition may be supplied by hydrofluoric acid, and alkali metal and ammonium fluoride or hydrogen fluoride. Additionally, the total fluoride in the third composition may be derived from a Group IVB metal present in the third composition (eg, hexafluorozirconic acid or hexafluorotitanic acid). other complex fluorides such as H 2 SiF 6 or HBF 4 A third composition may be added to provide total fluoride. Those skilled in the art will understand that the presence of free fluoride in the tertiary bath can affect the tertiary deposition and etching of the substrate, and therefore it is important to measure these bath parameters. The level of free fluoride will change with the pH, and addition of the chelator to the third bath, and is indicative of the degree of fluoride association with the metal ions/protons present in the third bath. For example, a third composition of the same total fluoride level may have a different free fluoride level that will be affected by the pH and chelator present in the third solution.
본 발명에 따라서, 제3 조성물의 유리 플루오라이드는 제3 조성물의 총 중량을 기준으로 15 ppm 이상, 예컨대 50 ppm 이상의 유리 플루오라이드, 예컨대 100 ppm 이상의 유리 플루오라이드, 예컨대 200 ppm 이상의 유리 플루오라이드의 양으로 존재할 수 있다. 본 발명에 따라서, 제3 조성물의 유리 플루오라이드는 제3 조성물의 총 중량을 기준으로 2,500 ppm 이하, 예컨대 1,000 ppm 이하의 유리 플루오라이드, 예컨대 500 ppm 이하의 유리 플루오라이드, 예컨대 250 ppm 이하의 유리 플루오라이드의 양으로 존재할 수 있다. 본 발명에 따라서, 제3 조성물의 유리 플루오라이드는 제3 조성물의 총 중량을 기준으로 15 내지 2,500 ppm의 유리 플루오라이드, 예컨대 50 내지 1,000 ppm, 예컨대 200 ppm 이하의 유리 플루오라이드 내지 500 ppm의 유리 플루오라이드, 예컨대 100 ppm 이하의 유리 플루오라이드 내지 250 ppm의 유리 플루오라이드의 양으로 존재할 수 있다.According to the present invention, the free fluoride of the third composition is at least 15 ppm, such as at least 50 ppm of free fluoride, such as at least 100 ppm of free fluoride, such as at least 200 ppm of free fluoride, based on the total weight of the third composition. may be present in quantity. According to the present invention, the free fluoride of the third composition is 2,500 ppm or less, such as 1,000 ppm or less free fluoride, such as 500 ppm or less free fluoride, such as 250 ppm or less free fluoride, based on the total weight of the third composition. It may be present in an amount of fluoride. According to the present invention, the free fluoride of the third composition is 15 to 2,500 ppm free fluoride, such as 50 to 1,000 ppm, such as 200 ppm or less free fluoride to 500 ppm free fluoride, based on the total weight of the third composition. fluoride, such as up to 100 ppm free fluoride to 250 ppm free fluoride.
제3 조성물은 아미노 화합물을 추가로 포함할 수 있다. 아미노 화합물은 1차, 2차, 3차 또는 4차 아민일 수 있다. 알파 아미노 화합물의 구체적인 예는 사르코신, 글리신 및 올레일 이미다졸린일 수 있다. 본 발명에 따라서, 알파 아미노산 화합물은 치환된 또는 비치환된 글리신일 수 있다. 치환된 글리신은 사르코신, 이미노다이아세트산, 류신 또는 티로신일 수 있다. 베타 아미노산 화합물의 예시적이지만 비제한적인 예는 타우린 및 N-메틸 타우린을 포함한다. 감마 아미노산 화합물의 예시적이지만 비제한적인 예는 감마 아미노부티르산을 포함한다. 동일한 고리 상에 아민 기 및 산 기를 갖는 환형 아미노 화합물의 예시적이지만 비제한적인 예는 아미노벤조산 및 이의 유도체를 포함한다. 베타 아미노 알코올 화합물의 예시적이지만 비제한적인 예는 이미다졸린 및 이의 유도체, 콜린, 트라이에탄올아민, 다이에탄올 글리신 및 2-아미노-2-에틸-1,3-프로판다이올을 포함한다. 감마 아미노 알코올 화합물의 예시적이지만 비제한적인 예는 아미노프로판올을 포함한다. 동일한 고리 상에 아민 기 및 하이드록실 기를 갖는 환형 아미노 화합물의 예시적이지만 비제한적인 예는 아미노 페놀 및 이의 유도체를 포함한다.The third composition may further comprise an amino compound. The amino compound may be a primary, secondary, tertiary or quaternary amine. Specific examples of the alpha amino compound may be sarcosine, glycine and oleyl imidazoline. According to the present invention, the alpha amino acid compound may be a substituted or unsubstituted glycine. The substituted glycine may be sarcosine, iminodiacetic acid, leucine or tyrosine. Illustrative, but non-limiting examples of beta amino acid compounds include taurine and N-methyl taurine. Illustrative, but non-limiting examples of gamma amino acid compounds include gamma aminobutyric acid. Illustrative, but non-limiting examples of cyclic amino compounds having an amine group and an acid group on the same ring include aminobenzoic acid and derivatives thereof. Illustrative, but non-limiting examples of beta amino alcohol compounds include imidazoline and its derivatives, choline, triethanolamine, diethanol glycine, and 2-amino-2-ethyl-1,3-propanediol. Illustrative, but non-limiting examples of gamma amino alcohol compounds include aminopropanol. Illustrative, non-limiting examples of cyclic amino compounds having an amine group and a hydroxyl group on the same ring include amino phenols and derivatives thereof.
아미노 화합물은 제3 조성물에, 제3 조성물의 총 중량을 기준으로 50 ppm 이상, 예컨대 100 ppm 이상의 양으로 존재할 수 있고, 일부 경우에 100,000 ppm 이하, 예컨대 10,000 ppm 이하의 양으로 존재할 수 있다. 본 발명에 따라서, 아미노 화합물은 제3 조성물에, 제3 조성물의 총 중량을 기준으로 50 내지 100,000 ppm, 예컨대 100 내지 10,000 ppm의 양으로 존재할 수 있다.The amino compound may be present in the third composition in an amount of 50 ppm or greater, such as 100 ppm or greater, based on the total weight of the third composition, and in some cases, 100,000 ppm or less, such as 10,000 ppm or less. According to the present invention, the amino compound may be present in the third composition in an amount of 50 to 100,000 ppm, such as 100 to 10,000 ppm, based on the total weight of the third composition.
본 발명에 따라서, 제3 조성물은, 일부 경우에, 산화제를 포함할 수 있다. 산화제의 비제한적인 예는 퍼옥사이드, 퍼설페이트, 퍼클로레이트, 클로레이트, 하이포클로라이트, 질산, 스파징된 산소, 브로메이트, 퍼옥시-벤조에이트, 오존 또는 이들의 조합을 포함한다. 본 발명에 따라서, 산화제는, 존재하더라도, 제3 조성물의 총 중량을 기준으로 50 ppm 이상, 예컨대 500 ppm 이상의 양으로 존재할 수 있고, 일부 경우에, 제3 조성물의 총 중량을 기준으로 13,000 ppm 이하, 예컨대 3,000 ppm 이하의 양으로 존재할 수 있다. 일부 경우에, 산화제는 제3 조성물에, 존재하더라도, 제3 조성물의 총 중량을 기준으로 100 내지 13,000 ppm, 예컨대 500 내지 3,000 ppm의 양으로 존재할 수 있다. 본원에 사용된 용어 "산화제"는, 제3 조성물의 성분에 관하여 사용될 때, 제3 조성물에 의해 접촉되는 기재에 존재하는 금속, 및/또는 제3 조성물에 존재하는 금속-착화제 중 하나 이상을 산화시킬 수 있는 화학물질을 지칭한다. "산화제"에 관하여 본원에 사용된 어구 "산화시킬 수 있는"은 기재 또는 제3 조성물에 존재하는 원자 또는 분자로부터 전자를 제거하고, 경우에 따라, 이에 의해 이러한 원자 또는 분자의 전자의 수를 감소시킬 수 있음을 의미한다.According to the present invention, the third composition may, in some cases, comprise an oxidizing agent. Non-limiting examples of oxidizing agents include peroxide, persulfate, perchlorate, chlorate, hypochlorite, nitric acid, sparged oxygen, bromate, peroxy-benzoate, ozone, or combinations thereof. According to the present invention, the oxidizing agent, if present, may be present in an amount of at least 50 ppm, such as at least 500 ppm, based on the total weight of the third composition, and in some cases up to 13,000 ppm, based on the total weight of the third composition. , such as in an amount of 3,000 ppm or less. In some cases, the oxidizing agent, if present, may be present in the third composition in an amount of 100 to 13,000 ppm, such as 500 to 3,000 ppm, based on the total weight of the third composition. As used herein, the term “oxidizing agent,” when used in reference to a component of a third composition, comprises at least one of a metal present in a substrate contacted by the third composition, and/or a metal-complexing agent present in the third composition. Chemicals that can oxidize. The phrase “capable of oxidizing,” as used herein with reference to “oxidizing agent,” removes electrons from an atom or molecule present in a substrate or third composition, and, optionally, thereby reducing the number of electrons in such atom or molecule. means you can do it.
본 발명에 따라서, 제3 조성물은 크롬 또는 크롬-함유 화합물을 배제할 수 있다. 본원에 사용된 용어 "크롬-함유 화합물"은 3가 및/또는 6가 크롬을 포함하는 물질을 지칭한다. 이러한 물질의 비제한적인 예는 크롬산, 크롬 삼산화물, 크롬산 무수물, 다이크로메이트 염, 예컨대 암모늄 다이크로메이트, 나트륨 다이크로메이트, 칼륨 다이크로메이트, 및 칼슘, 바륨, 마그네슘, 아연, 카드뮴, 스트론튬 다이크로메이트, 크롬(III) 설페이트, 크롬(III) 클로라이드, 및 크롬(III) 니트레이트를 포함한다. 제3 조성물 및/또는 각각 이로부터 형성된 코팅 또는 층이 크롬을 실질적으로 포함하지 않거나, 본질적으로 포함하지 않거나, 완전히 포함하지 않을 때, 이것은 임의의 형태의 크롬, 예컨대, 비제한적으로, 상기 열거된 3가 및 6가 크롬-함유 화합물을 포함한다.According to the invention, the third composition may exclude chromium or chromium-containing compounds. As used herein, the term “chromium-containing compound” refers to a material comprising trivalent and/or hexavalent chromium. Non-limiting examples of such materials include chromic acid, chromium trioxide, chromic acid anhydride, dichromate salts such as ammonium dichromate, sodium dichromate, potassium dichromate, and calcium, barium, magnesium, zinc, cadmium, strontium dichromate, chromium. (III) sulfate, chromium (III) chloride, and chromium (III) nitrate. When the third composition and/or each coating or layer formed therefrom is substantially free, essentially free, or completely free of chromium, it is chromium in any form, such as, but not limited to, those listed above. trivalent and hexavalent chromium-containing compounds.
따라서, 임의적으로, 본 발명에 따라서, 본 발명의 제3 조성물 및/또는 각각 이로부터 침착된 코팅 또는 층은 상기 문단에 열거된 하나 이상의 임의의 원소 또는 화합물을 실질적으로 포함할 수 없고/거나, 본질적으로 포함할 수 없고/거나, 완전히 포함할 수 없다. 크롬 또는 이의 유도체를 실질적으로 포함하지 않는 제3 조성물 및/또는 각각 이로부터 형성된 코팅 또는 층은 크롬 또는 이의 유도체가 의도적으로 첨가되지 않지만, 예컨대 환경으로부터 불가피한 오염 또는 불순물에 기인하여, 미량으로 존재할 수 있다. 즉, 물질의 양은 너무 적어서 제3 조성물의 특성에 영향을 주지 않고; 크롬의 경우에, 이것은 이의 원소 또는 화합물이 제3 조성물 및/또는 각각 이로부터 형성된 코팅 또는 층에 환경에 부담을 야기하는 수준으로 존재하지 않는 것을 추가로 포함할 수 있다. 용어 "실질적으로 포함하지 않는"은 제3 조성물 및/또는 각각 이로부터 형성된 코팅 또는 층이, 존재하더라도, 각각 조성물 또는 층의 총 중량을 기준으로 10 ppm 미만의 상기 문단에 열거된 임의의 또는 모든 원소 또는 화합물을 함유함을 의미한다. 용어 "본질적으로 포함하지 않는" 제3 조성물 및/또는 각각 이로부터 형성된 코팅 또는 층이, 존재하더라도, 1 ppm 미만의 상기 문단에 열거된 임의의 또는 모든 원소 또는 화합물을 함유함을 의미한다. 용어 "완전히 포함하지 않는"은 제3 조성물 및/또는 각각 이로부터 형성된 코팅 또는 층이, 존재하더라도, 1 ppb 미만의 상기 문단에 열거된 임의의 또는 모든 원소 또는 화합물을 함유함을 의미한다.Thus, optionally, according to the present invention, the third composition of the present invention and/or the coating or layer respectively deposited therefrom cannot comprise substantially any one or more of the elements or compounds listed in the paragraphs above and/or, essentially and/or completely inclusive. The third composition substantially free of chromium or derivatives thereof and/or coatings or layers respectively formed therefrom may be present in trace amounts, such as due to unavoidable contamination or impurities from the environment, although chromium or derivatives thereof are not intentionally added. there is. That is, the amount of material is too small to affect the properties of the third composition; In the case of chromium, this may further include that elements or compounds thereof are not present at levels that pose a burden on the environment to the third composition and/or respectively a coating or layer formed therefrom. The term “substantially free of” means that the third composition and/or each coating or layer formed therefrom, if present, is less than 10 ppm each, based on the total weight of the composition or layer, of any or all of the above listed paragraphs. means containing an element or compound. The term “essentially free” is meant to contain, if any, less than 1 ppm of any or all of the elements or compounds listed in the paragraphs above, a third composition and/or each coating or layer formed therefrom. The term "completely free of" means that the third composition and/or each coating or layer formed therefrom, if present, contains less than 1 ppb of any or all elements or compounds listed in the preceding paragraph.
본 발명에 따라서, 제3 조성물은, 일부 경우에, 아연 포스페이트를 기반으로 하는 처리제를 사용하는 경우에 형성된 포스페이트 이온 또는 포스페이트-함유 화합물 및/또는 슬러지의 형성, 예컨대 알루미늄 포스페이트, 철 포스페이트, 및/또는 아연 포스페이트를 배제한다. 본원에 사용된 "포스페이트-함유 화합물"은 원소 인을 함유하는 화합물, 예컨대 오르토포스페이트, 피로포스페이트, 메타포스페이트, 트라이폴리포스페이트, 유기포스포네이트 등을 포함하고, 비제한적으로, 1가, 2가 또는 3가 양이온, 예컨대 나트륨, 칼륨, 칼슘, 아연, 니켈, 망간, 알루미늄 및/또는 철을 포함할 수 있다. 조성물 및/또는 이를 포함하는 층 또는 코팅이 포스페이트를 실질적으로 포함하지 않거나, 본질적으로 포함하지 않거나, 완전히 포함하지 않을 때, 이것은 포스페이트 이온, 또는 임의의 형태의 포스페이트를 함유하는 화합물을 포함한다.According to the present invention, the third composition is, in some cases, formed when using treatment agents based on zinc phosphate or phosphate ions or phosphate-containing compounds and/or the formation of sludge, such as aluminum phosphate, iron phosphate, and/or or zinc phosphate. As used herein, “phosphate-containing compound” includes, but is not limited to, compounds containing elemental phosphorus, such as orthophosphates, pyrophosphates, metaphosphates, tripolyphosphates, organophosphonates, and the like, and includes, but is not limited to, monovalent, divalent or trivalent cations such as sodium, potassium, calcium, zinc, nickel, manganese, aluminum and/or iron. When a composition and/or a layer or coating comprising the same is substantially free, essentially free, or completely free of phosphate, it comprises a phosphate ion, or a compound containing phosphate in any form.
따라서, 본 발명에 따라서, 제3 조성물 및/또는 이로부터 침착된 층은 상기 문단에 열거된 하나 이상의 임의의 이온 또는 화합물을 실질적으로 포함하지 않을 수 있거나, 일부 경우에 본질적으로 포함하지 않을 수 있거나, 일부 경우에 완전히 포함하지 않을 수 있다. 포스페이트를 실질적으로 포함하지 않는 제3 조성물 및/또는 이로부터 침착된 층은 포스페이트 이온 또는 포스페이트-함유 화합물이 의도적으로 첨가되지 않지만, 예컨대 환경으로부터의 불가피한 오염물 또는 불순물에 기인하여 미량으로 존재할 수 있음을 의미한다. 즉, 물질의 양은 너무 작아서 조성물의 특성에 영향을 주지 않고; 이것은 포스페이트가, 제3 조성물 및/또는 이로부터 침착된 층에 환경 상의 부담을 야기하지 않는 수준으로 존재하지 않음을 추가로 포함할 수 있다. 용어 "실질적으로 포함하지 않는"은 제3 조성물 및/또는 이로부터 침착된 층이, 존재하더라도, 각각 조성물 또는 층의 총 중량을 기준으로 5 ppm 미만의 상기 문단에 열거된 임의의 또는 모든 포스페이트 음이온 또는 화합물을 함유함을 의미한다. 용어 "본질적으로 포함하지 않는"은 제3 조성물 및/또는 이를 포함하는 층이 1 ppm 미만의 상기 문단에 열거된 임의의 또는 모든 포스페이트 음이온 또는 화합물을 함유함을 의미한다. 용어 "완전히 포함하지 않는"은 제3 조성물 및/또는 이를 포함하는 층이, 존재하더라도, 1 ppb 미만의 상기 문단에 열거된 임의의 또는 모든 포스페이트 음이온 또는 화합물을 함유함을 의미한다.Thus, in accordance with the present invention, the third composition and/or the layer deposited therefrom may be substantially free, or in some cases essentially free, of any one or more of the ions or compounds listed in the paragraphs above or , which may not be fully included in some cases. The third composition and/or layer deposited therefrom, substantially free of phosphate, has no intentional addition of phosphate ions or phosphate-containing compounds, but may be present in trace amounts, such as due to unavoidable contaminants or impurities from the environment. it means. That is, the amount of material is too small to affect the properties of the composition; This may further comprise that the phosphate is not present at a level that does not pose an environmental burden to the third composition and/or layers deposited therefrom. The term "substantially free of" means that the third composition and/or layer deposited therefrom, if any, contains less than 5 ppm of any or all phosphate anions listed in the preceding paragraph, respectively, based on the total weight of the composition or layer. or a compound. The term "essentially free of" means that the third composition and/or the layer comprising it contains less than 1 ppm of any or all phosphate anions or compounds listed in the preceding paragraph. The term “completely free of” means that the third composition and/or layer comprising it, if any, contains less than 1 ppb of any or all of the phosphate anions or compounds listed in the preceding paragraph.
임의적으로, 본 발명에 따라서, 제3 조성물은 포스페이트 이온의 공급원을 추가로 포함할 수 있다. 명확하게 하기 위해, 본원에 사용될 때, "포스페이트 이온"은 무기 포스페이트 화합물로부터 유도되거나 유래하는 포스페이트 이온을 지칭한다. 예를 들어, 일부 경우에, 포스페이트 이온은 제3 조성물의 총 중량을 기준으로 5 ppm 초과, 예컨대 10 ppm, 예컨대 20 ppm의 양으로 존재할 수 있다. 일부 경우에, 포스페이트 이온은 제3 조성물의 총 중량을 기준으로 60 ppm 이하, 예컨대 40 ppm 이하, 예컨대 30 ppm 이하의 양으로 존재할 수 있다. 일부 경우에, 포스페이트 이온은 제3 조성물의 총 중량을 기준으로 5 내지 60 ppm, 예컨대 10 내지 40 ppm, 예컨대 20 내지 30 ppm의 양으로 존재할 수 있다.Optionally, according to the present invention, the third composition may further comprise a source of phosphate ions. For clarity, as used herein, “phosphate ion” refers to a phosphate ion derived from or derived from an inorganic phosphate compound. For example, in some cases, the phosphate ion may be present in an amount greater than 5 ppm, such as 10 ppm, such as 20 ppm, based on the total weight of the third composition. In some cases, the phosphate ion may be present in an amount of 60 ppm or less, such as 40 ppm or less, such as 30 ppm or less, based on the total weight of the third composition. In some cases, the phosphate ion may be present in an amount of 5 to 60 ppm, such as 10 to 40 ppm, such as 20 to 30 ppm, based on the total weight of the third composition.
본 발명에 따라서, 제3 조성물의 pH는 6.5 이하, 예컨대 5.5 이하, 예컨대 4.5 이하, 예컨대 3.5 이하일 수 있다. 본 발명에 따라서, 제3 조성물의 pH는, 일부 경우에, 2.0 내지 6.5, 예컨대 3 내지 4.5일 수 있고, 필요에 따라, 예를 들어, 임의의 산 및/또는 염기를 사용하여 조정될 수 있다. 본 발명에 따라서, 제3 조성물의 pH는 산성 물질, 예컨대 수용성 및/또는 수분산성 산, 예컨대 질산, 황산 및/또는 인산의 포함을 통해 유지될 수 있다. 본 발명에 따라서, 조성물의 pH는 수용성 및/또는 수분산성 염기, 예컨대 나트륨 하이드록사이드, 나트륨 카보네이트, 칼륨 하이드록사이드, 암모늄 하이드록사이드, 암모니아, 및/또는 아민, 예컨대 트라이에틸아민, 메틸에틸 아민, 또는 이들의 혼합물을 비롯한 염기성 물질을 포함함으로써 유지될 수 있다.According to the present invention, the pH of the third composition may be 6.5 or less, such as 5.5 or less, such as 4.5 or less, such as 3.5 or less. According to the present invention, the pH of the third composition may, in some cases, be between 2.0 and 6.5, such as between 3 and 4.5, and may be adjusted as needed, for example using any acid and/or base. According to the present invention, the pH of the third composition can be maintained through the inclusion of acidic substances, such as water-soluble and/or water-dispersible acids, such as nitric acid, sulfuric acid and/or phosphoric acid. According to the present invention, the pH of the composition is adjusted to a water-soluble and/or water-dispersible base such as sodium hydroxide, sodium carbonate, potassium hydroxide, ammonium hydroxide, ammonia, and/or amines such as triethylamine, methylethyl It can be maintained by including a basic material, including an amine, or mixtures thereof.
본 발명에 따라서, 상기 제3 조성물은 또한 수지성 결합제를 추가로 포함할 수 있다. 적합한 수지는, 하나 이상의 알칸올아민과 2개 이상의 에폭시 기를 함유하는 에폭시-작용성 물질과의 반응 생성물, 예컨대 미국 특허공보 제5,653,823호에 개시된 것을 포함한다. 몇몇 경우, 상기 수지는, 상기 수지의 제조시 추가적인 반응물로서 다이메틸올프로피온산, 프탈이미드, 또는 머캅토글리세린을 사용하여 혼입된, 베타 하이드록시 에스터, 이미드, 또는 설파이드 작용기를 함유한다. 다르게는, 상기 반응 혼합물은, 예를 들면 0.6 내지 5.0:0.05 내지 5.5:1 몰 비의 비스페놀 A의 다이글리시딜 에터(예를 들어, 쉘 케미칼 캄파니(Shell Chemical Company)로부터 에폰(EPON) 880으로서 시판됨), 다이메틸올 프로피온산, 및 다이에탄올아민의 반응 생성물일 수 있다. 다른 적합한 수지성 결합제는, 수용성 및 수-분산성 폴리아크릴산, 예컨대 미국 특허공보 제3,912,548호 및 제5,328,525호에 개시된 것; 페놀 포름알데하이드 수지, 예컨대 미국 특허공보 제5,662,746호에 개시된 것; 수용성 폴리아마이드, 예컨대 국제 특허공개공보 제95/33869호에 개시된 것; 말레산 또는 아크릴산과 알릴 에터의 공중합체, 예컨대 캐나다 특허출원 제2,087,352호에 개시된 것; 및 수용성 및 수분산성 수지, 예컨대 에폭시 수지, 아미노플라스트, 페놀-포름알데하이드 수지, 탄닌, 및 폴리비닐 페놀, 예컨대 미국 특허공보 제5,449,415호에 개시된 것을 포함한다.According to the present invention, the third composition may further comprise a resinous binder. Suitable resins include reaction products of at least one alkanolamine with an epoxy-functional material containing at least two epoxy groups, such as those disclosed in U.S. Patent No. 5,653,823. In some cases, the resin contains beta hydroxy ester, imide, or sulfide functionality incorporated using dimethylolpropionic acid, phthalimide, or mercaptoglycerin as an additional reactant in preparing the resin. Alternatively, the reaction mixture may be prepared by, for example, a diglycidyl ether of bisphenol A in a molar ratio of 0.6 to 5.0:0.05 to 5.5:1 (eg, EPON from Shell Chemical Company). 880), dimethylol propionic acid, and diethanolamine. Other suitable resinous binders include water-soluble and water-dispersible polyacrylic acids, such as those disclosed in US Pat. Nos. 3,912,548 and 5,328,525; phenol formaldehyde resins, such as those disclosed in US Pat. No. 5,662,746; water-soluble polyamides, such as those disclosed in WO 95/33869; copolymers of maleic or acrylic acid with allyl ether, such as those disclosed in Canadian Patent Application No. 2,087,352; and water-soluble and water-dispersible resins such as epoxy resins, aminoplasts, phenol-formaldehyde resins, tannins, and polyvinyl phenols such as those disclosed in U.S. Patent No. 5,449,415.
본 발명에 따라서, 수지 결합제는 종종 제3 조성물에, 조성물의 총 중량을 기준으로 0.005 내지 30 중량%, 예컨대 0.5 내지 3 중량%의 양으로 존재할 수 있다. 다르게는, 본 발명에 따라서, 제3 조성물은 임의의 수지 결합제를 실질적으로 포함하지 않거나, 일부 경우에, 완전히 포함하지 않을 수 있다. 본원에 사용된 용어 "실질적으로 포함하지 않는"은, 제3 조성물에서 수지 결합제의 부재에 대한 언급과 함께 사용될 때, 존재하더라도, 임의의 수지 결합제가 제3 조성물에, 조성물의 총 중량을 기준으로 0.005 중량% 미만의 미량으로 존재함을 의미한다. 본원에 사용된 용어 "완전히 포함하지 않는"은 제3 조성물에 수지 결합제가 전혀 존재하지 않음을 의미한다.According to the present invention, the resin binder may often be present in the third composition in an amount of 0.005 to 30% by weight, such as 0.5 to 3% by weight, based on the total weight of the composition. Alternatively, in accordance with the present invention, the third composition may be substantially free of, or in some cases completely free of, any resin binder. The term “substantially free of,” as used herein, when used in conjunction with a reference to the absence of a resin binder in a third composition, if present, includes, if present, any resin binder in the third composition, based on the total weight of the composition. is meant to be present in a trace amount of less than 0.005% by weight. As used herein, the term “completely free” means that the third composition is completely free of resin binder.
제3 조성물은 수성 매질을 포함할 수 있고, 임의적으로 다른 물질, 예컨대 및 제3 조성물의 분야에 통상적으로 사용되는 보조제 및 비이온성 계면활성제를 함유할 수 있다. 수성 매질에서, 수분산성 유기 용매, 예를 들어, 약 8개 이하의 탄소 원자를 갖는 알코올, 예컨대 메탄올, 이소프로판올 등; 또는 글리콜 에터, 예컨대 에틸렌 글리콜, 다이에틸렌 글리콜, 또는 프로필렌 글리콜 등의 모노알킬 에터가 존재할 수 있다. 존재하는 경우, 수분산성 유기 용매는 전형적으로 수성 매질의 총 부피를 기준으로 약 10 부피% 이하의 양으로 사용된다.The third composition may comprise an aqueous medium and may optionally contain other substances such as and nonionic surfactants and adjuvants conventionally used in the art of the third composition. In an aqueous medium, a water-dispersible organic solvent, for example, an alcohol having up to about 8 carbon atoms, such as methanol, isopropanol, and the like; or glycol ethers such as monoalkyl ethers such as ethylene glycol, diethylene glycol, or propylene glycol. When present, the water-dispersible organic solvent is typically used in an amount of up to about 10% by volume, based on the total volume of the aqueous medium.
다른 임의적인 물질은 소포제 또는 기재 습윤제로서 작용하는 계면활성제를 포함한다. 음이온성, 양이온성, 양쪽이온성 및/또는 비이온성 계면활성제가 사용될 수 있다. 소포 계면활성제는 임의적으로 1 중량% 이하, 예컨대 0.1 중량% 이하의 수준으로 존재할 수 있고, 습윤제는 전형적으로 제3 조성물의 총 중량을 기준으로 2 중량% 이하, 예컨대 0.5 중량% 이하의 수준으로 존재한다.Other optional materials include surfactants that act as defoamers or substrate wetting agents. Anionic, cationic, zwitterionic and/or nonionic surfactants may be used. The antifoam surfactant may optionally be present at a level of 1 wt% or less, such as 0.1 wt% or less, and the wetting agent is typically present at a level of 2 wt% or less, such as 0.5 wt% or less, based on the total weight of the third composition do.
임의적으로, 본 발명에 따라서, 제3 조성물 및/또는 이로부터 침착되거나 형성된 필름은 규소, 예컨대 실란, 실리카, 실리케이트 등을 제3 조성물의 총 중량을 기준으로 10 ppm 이상, 예컨대 20 ppm 이상, 예컨대 50 ppm 이상의 양으로 추가로 포함할 수 있다. 본 발명에 따라서, 제3 조성물 및/또는 이로부터 침착되거나 형성된 필름은 규소를 제3 조성물의 총 중량을 기준으로 500 ppm 미만, 예컨대 250 ppm 미만, 예컨대 100 ppm 미만의 양으로 포함할 수 있다. 본 발명에 따라서, 제3 조성물 및/또는 이로부터 침착되거나 형성된 필름은 규소를 제3 조성물의 총 중량을 기준으로 10 내지 500 ppm, 예컨대 20 내지 250 ppm, 예컨대 50 내지 100 ppm의 양으로 포함할 수 있다. 다르게는, 본 발명의 제3 조성물 및/또는 이로부터 침착되거나 형성된 필름은 규소를 실질적으로 포함하지 않거나, 일부 경우에, 완전히 포함하지 않을 수 있다.Optionally, according to the present invention, the third composition and/or film deposited or formed therefrom contains at least 10 ppm, such as at least 20 ppm, based on the total weight of the third composition, such as silicon, such as silane, silica, silicate, etc. It may be further included in an amount of 50 ppm or more. According to the present invention, the third composition and/or a film deposited or formed therefrom may comprise silicon in an amount of less than 500 ppm, such as less than 250 ppm, such as less than 100 ppm, based on the total weight of the third composition. According to the present invention, the third composition and/or a film deposited or formed therefrom will contain silicon in an amount of from 10 to 500 ppm, such as from 20 to 250 ppm, such as from 50 to 100 ppm, based on the total weight of the third composition. can Alternatively, the third composition of the present invention and/or a film deposited or formed therefrom may be substantially free of, or in some cases completely free of, silicon.
제3 조성물은 조성물이 담체 중 IVB족 금속의 용액 또는 분산액의 형태가 되도록 담체, 종종 수성 매질을 포함할 수 있다. 본 발명에 따라서, 용액 또는 분산액은, 다양한 임의의 공지된 기술, 예컨대 침지 또는 함침, 분무, 간헐적 분무, 침지 및 이어지는 문무, 분무 및 이어지는 침지, 브러싱, 또는 롤-코팅에 의해, 기재와 접촉할 수 있다. 본 발명에 따라서, 용액 또는 분산액은, 금속 기재에 적용될 때, 40 내지 185℉, 예컨대 60 내지 110℉, 예컨대 70 내지 90℉의 온도이다. 예를 들어, 제3 공정은 상온 또는 실온에서 수행될 수 있다. 접촉 시간은 종종 5초 내지 15분, 예컨대 10초 내지 10분, 예컨대 15초 내지 3분이다.The third composition may comprise a carrier, often an aqueous medium, such that the composition is in the form of a solution or dispersion of a Group IVB metal in the carrier. According to the present invention, the solution or dispersion may be brought into contact with the substrate by any of a variety of known techniques, such as dipping or impregnating, spraying, intermittent spraying, dipping and subsequent dipping, spraying and subsequent dipping, brushing, or roll-coating. can According to the invention, the solution or dispersion, when applied to a metallic substrate, is at a temperature of 40 to 185°F, such as 60 to 110°F, such as 70 to 90°F. For example, the third process may be performed at room temperature or room temperature. The contact time is often between 5 seconds and 15 minutes, such as between 10 seconds and 10 minutes, such as between 15 seconds and 3 minutes.
제3 조성물과 접촉시키는 단계에 이어서, 기재는 수돗물, 탈이온수, 및/또는 세정제의 수용액에 의해 세정되어 임의의 잔사를 제거할 수 있다. 기재를 임의적으로 실온에서 공기 건조한 수 있거나, 예를 들어, 에어 나이프를 사용함으로써, 고온으로의 기재의 간단한 노출에 의해 물을 플래싱 오프시킴으로써, 예컨대 기재를 15 내지 200℃, 예컨대 20 내지 90℃의 오븐에서, 또는, 예를 들어, 적외선 열을, 예컨대 70℃에서 10분 동안 사용하는 히터 어셈블리에서 건조시킴으로써, 또는 기재가 스퀴지 롤 사이를 통과하게 함으로써, 고온 공기로 건조할 수 있다. 본 발명에 따라서, 제3 조성물과 접촉시키는 단계에 이어서, 기재를 임의적으로 수돗물, 탈이온수, 및/또는 세정제 수용액으로 세정하여 임의의 잔사를 제거할 수 있고, 이어서 임의적으로, 예를 들어 상기 문단에 기술된 바와 같이 공기 건조하거나 고온 공기로 건조할 수 있다.Following the step of contacting with the third composition, the substrate may be rinsed with tap water, deionized water, and/or an aqueous solution of a detergent to remove any residue. The substrate can optionally be air dried at room temperature, for example by using an air knife, by flashing off water by simple exposure of the substrate to high temperature, eg, 15 High temperature by drying in an oven at to 200° C., such as 20 to 90° C., or in a heater assembly using, for example, infrared heat, such as at 70° C. for 10 minutes, or by passing the substrate between squeegee rolls. Can be air dried. According to the present invention, following the step of contacting with the third composition, the substrate may optionally be rinsed with tap water, deionized water, and/or an aqueous detergent solution to remove any residue, then optionally, for example, in the paragraph above It can be air dried as described in or dried with hot air.
본 발명에 따라서, 상기 전처리 코팅 조성물의 잔류물의 필름 피복률은 일반적으로 1 내지 1,000 mg/m2, 예를 들어, 10 내지 400 ㎎/m2이다. 전처리 코팅의 두께는, 예를 들어 1 μm 미만, 예를 들어 1 내지 500 nm, 또는 10 내지 300 nm일 수 있다. 코팅 중량은, 기재로부터 필름을 제거하고 다양한 분석 기술(XRF, ICP 등)을 사용하여 원소 조성을 결정함으로써 결정될 수 있다. 전처리 두께는 소수의 분석 기술, 예컨대, 비제한적으로 XPS 깊이 프로파일링 또는 TEM을 사용하여 결정할 수 있다.According to the invention, the film coverage of the residue of the pretreatment coating composition is generally from 1 to 1,000 mg/m 2 , for example from 10 to 400 mg/m 2 . The thickness of the pretreatment coating may be, for example, less than 1 μm, for example 1-500 nm, or 10-300 nm. The coating weight can be determined by removing the film from the substrate and determining the elemental composition using various analytical techniques (XRF, ICP, etc.). The pretreatment thickness can be determined using a few analytical techniques, such as, but not limited to, XPS depth profiling or TEM.
본 발명의 시스템 및 방법의 부가적인 성분Additional Components of the Systems and Methods of the Invention
본 발명에 따라서, 기재 표면의 적어도 일부를 상기 조성물 중 하나와 접촉시키기 전에, 기재 표면의 적어도 일부를 세척하고/거나 산소를 제거하여 그리스, 먼지 및/또는 다른 외래 물질을 제거할 수 있다. 기재 표면의 적어도 일부는 물리적 및/또는 화학적 수단, 예를 들어, 표면의 기계적인 연마, 및/또는 당업자에게 널리 공지된 시판 중인 알칼리성 또는 산성 세척제에 의한 표면의 세척/탈지에 의해 세정될 수 있다. 본 발명에서의 사용에 적합한 알칼리성 세척제의 예로는 켐클린(Chemkleen: 상표) 166HP, 166M/C, 177, 490MX, 2010LP 및 서피스 프리프(Surface Prep) 1(SP1), 울트락스(Ultrax) 32, 울트락스 97, 울트락스 29 및 울트락스 92D(이들 각각은 피피지 인더스트리즈 인코포레이티드(PPG Industries, Inc.: 미국 오하이오주 클리브랜드 소재)로부터 상업적으로 입수가능함), 및 피알씨-데소토 인터내셔널(PRC-Desoto International: 미국 캘리포니아주 실마 소재)로부터 상업적으로 입수가능한 DFM 시리즈, RECC 1001 및 88X1002 세척제, 및 터코(Turco) 4215-NCLT 및 리돌렌(Ridolene)(미국 미시건주 매디슨 하이츠 소재의 헨켈 테크놀로지스(Henkel Technologies)로부터 상업적으로 입수가능함)을 포함한다. 이러한 세척제는 종종 수돗물, 증류수 또는 이들의 조합과 같은 물 세정에 선행되거나 뒤따른다.In accordance with the present invention, prior to contacting at least a portion of the surface of the substrate with one of the compositions, at least a portion of the surface of the substrate may be cleaned and/or deoxygenated to remove grease, dust and/or other foreign matter. At least a portion of the substrate surface may be cleaned by physical and/or chemical means, for example, mechanical polishing of the surface, and/or cleaning/degreasing of the surface with commercially available alkaline or acidic cleaning agents well known to those skilled in the art. . Examples of alkaline cleaners suitable for use in the present invention include Chemkleen™ 166HP, 166M/C, 177, 490MX, 2010LP and Surface Prep 1 (SP1), Ultrax 32, Ultra Lax 97, Ultrax 29 and Ultrax 92D (each of which is commercially available from PPG Industries, Inc., Cleveland, Ohio), and PRC-Desoto International ( DFM series, RECC 1001 and 88X1002 cleaners commercially available from PRC-Desoto International: Silmar, CA, and Turco 4215-NCLT and Ridolene (Henkel Technologies, Madison Heights, Michigan, USA). commercially available from Henkel Technologies). Such cleaning agents are often preceded or followed by a water rinse, such as tap water, distilled water, or a combination thereof.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따라서, 세정된 기재 표면의 적어도 일부가 기계적 및/또는 화학적으로 탈산화될 수 있다. 본원에 사용된 용어 "탈산화"는, 전환 조성물(하기 기술됨)의 균일한 침착을 촉진하고 전환 조성물 코팅의 기재 표면에 대한 접착을 촉진시키기 위해 기재의 표면 상에서 확인되는 산화물 층의 제거를 의미한다. 적합한 탈산화제는 당업자에게 익숙할 것이다. 전형적인 기계적 탈산화제는, 스카우어링(scouring) 또는 세척 패드를 사용하는 것과 같이 기재 표면의 균일한 러프닝일 수 있다. 전형적인 화학적 탈산화제는, 예를 들어 인산, 질산, 플루오로붕산, 황산, 크롬산, 플루오르화수소산 및 암모늄 다이플루오라이드와 같은 산계 탈산화제, 또는 암켐(Amchem) 7/17 탈산화제(미국 미시건주 매디슨 하이츠 소재의 헨켈 테크놀로지스로부터 입수가능함), 오키테(OAKITE) 탈산화제 LNC(케메탈(Chemetall)로부터 상업적으로 입수가능함), 터코 탈산화제 6(헨켈로부터 상업적으로 입수가능), 또는 이들의 조합을 포함한다. 종종, 화학적 탈산화제는 담체, 종종 수성 매질을 포함하여, 탈산화제가 담체 중의 용액 또는 분산액의 형태일 수 있고, 이 경우 상기 용액 또는 분산액은 침지 또는 함침, 분무, 간헐적 분무, 침지 후 분무, 분무 후 침지, 브러싱 또는 롤-코팅과 같은 다양한 임의의 공지 기술에 의해 기재와 접촉될 수 있다. 본 발명에 따라서, 당업자는, 에칭 속도에 기초하여, 예를 들어, 50℉ 내지 150℉(10℃ 내지 66℃), 예컨대 70℉ 내지 130℉(21℃ 내지 54℃), 예컨대 80℉ 내지 120℉(27℃ 내지 49℃)의 온도에서, 금속 기재에 적용될 때, 용액 또는 분산액의 온도 범위를 선택할 것이다. 접촉 시간은 30초 내지 20분, 예컨대 1분 내지 15분, 예컨대 90초 내지 12분, 예를 들어 3분 내지 9분일 수 있다.As described above, in accordance with the present invention, at least a portion of the cleaned substrate surface may be mechanically and/or chemically deoxidized. As used herein, the term “deoxidation” refers to the removal of an oxide layer found on the surface of a substrate to promote uniform deposition of the conversion composition (described below) and to promote adhesion of the conversion composition coating to the substrate surface. do. Suitable deoxidizers will be familiar to those skilled in the art. A typical mechanical deoxidizer would be uniform roughening of the substrate surface, such as by scouring or using a cleaning pad. Typical chemical deoxidizers include, for example, acid-based deoxidizers such as phosphoric acid, nitric acid, fluoroboric acid, sulfuric acid, chromic acid, hydrofluoric acid and ammonium difluoride, or Amchem 7/17 deoxidizer (Madison, Michigan, USA). (available from Henkel Technologies, Heights), OAKITE deoxidizer LNC (commercially available from Chemetall), Turco deoxidizer 6 (commercially available from Henkel), or a combination thereof do. Often, the chemical deoxidizing agent comprises a carrier, often an aqueous medium, so that the deoxidizing agent can be in the form of a solution or dispersion in a carrier, in which case the solution or dispersion is immersed or impregnated, sprayed, intermittent sprayed, immersed followed by spraying, spraying It may be contacted with the substrate by any of a variety of known techniques, such as post dipping, brushing or roll-coating. According to the present invention, a person skilled in the art will know, based on the etch rate, for example, 50°F to 150°F (10°C to 66°C), such as 70°F to 130°F (21°C to 54°C), such as 80°F to 120°F. At temperatures of F (27° C. to 49° C.), the temperature range of the solution or dispersion, when applied to a metallic substrate, will be selected. The contact time may be from 30 seconds to 20 minutes, such as from 1 minute to 15 minutes, such as from 90 seconds to 12 minutes, such as from 3 minutes to 9 minutes.
세정 및/또는 탈산화 단계 후에, 임의의 잔류물을 제거하기 위해 기재를 수돗물, 탈이온수 및/또는 세정제 수용액으로 임의적으로 세정할 수 있다. 본 발명에 따라서, 습윤 기재 표면은, (후술된) 전환 조성물 및/또는 (전술된) 밀봉 조성물에 의해 처리될 수 있거나, 상기 기재는, 기재 표면 처리 전에, 예를 들어 에어 나이프를 사용하여 공기 건조되거나, 고온, 예컨대 15℃ 내지 100℃, 예컨대 20℃ 내지 90℃에 기재를 살짝 노출시켜 물을 플래싱 오프시키거나, 예를 들어 적외선 열을 사용하는 히터 어셈블리에서 예를 들어 10분 동안 70℃에서, 또는 스퀴지 롤 사이에 기재를 통과시킴으로써 건조될 수 있다.After the cleaning and/or deoxidation step, the substrate may optionally be rinsed with tap water, deionized water and/or aqueous detergent solution to remove any residue. According to the invention, the wet substrate surface can be treated with a conversion composition (described below) and/or a sealing composition (described above), or the substrate can be treated with air prior to substrate surface treatment, for example using an air knife. Flashing off the water by drying, or lightly exposing the substrate to a high temperature, such as 15° C. to 100° C., such as 20° C. to 90° C., or 70° C. for 10 minutes, for example, in a heater assembly using infrared heat, for example. or by passing the substrate between squeegee rolls.
전술된 바와 같이, 기재 표면의 적어도 일부를 임의적으로, 본 발명의 제1 조성물과 접촉시키기 전에 또는 후에 제2 또는 제3 조성물과 접촉시킬 수 있다.As noted above, at least a portion of the surface of the substrate may optionally be contacted with a second or third composition before or after contacting with the first composition of the present invention.
색 측정은 제1 조성물(세륨)로 처리된 기재에 대해 결정되어 처리된 기재의 황변도를 특징규명할 수 있다. 색 변수는 엑스라이트(Xrite) Ci7800 벤치톱 스피어(Benchtop Sphere) 분광계(미국 미시건주 그랑빌 소재 엑스-라이트 인코포레이티드(X-Rite, Incorporated)에서 시판 중인 25 mm 구경) 또는 이와 유사한 기기를 사용하여 측정될 수 있다. 엑스라이트 Ci7800 기기는 L*a*b* 색 공간 이론에 따라 측정한다. 용어 b*는 양성 값의 경우 더욱 황색 색조를 나타내고, 음성 값을 경우 더욱 청색 색조를 나타낸다. 용어 a*는 음성인 경우 더욱 녹색 색조를 나타내고, 양성의 경우 더욱 적색 색조를 나타낸다. 용어 L*는 L* = 0일 때 흑색 색조를 나타내고, L* = 100일 때 백색 색조를 나타낸다.A color measurement may be determined for a substrate treated with the first composition (cerium) to characterize the degree of yellowing of the treated substrate. Color parameters were determined using an Xrite Ci7800 Benchtop Sphere Spectrometer (25 mm aperture commercially available from X-Rite, Incorporated, Granville, Michigan) or similar instrument. can be measured. The Xlite Ci7800 instrument measures according to the L * a * b * color space theory. The term b * indicates a more yellowish tint for positive values and a more blue tint for negative values. The term a * has a more greenish tint if negative and a more red tint if positive. The term L * denotes a black tint when L * =0 and a white tint when L * =100.
본 발명에 따라서, 제1 조성물로 전처리된 기재는 전형적으로 9 내지 15의 b* 값을 가졌다. 가열 단계의 적용은 제1 조성물과 접촉한 기재의 b* 값, 예를 들어, -20 내지 +8, 예컨대 -15 내지 +5, 예컨대 -10 내지 +4, 예컨대 -5 내지 +2.5의 b* 값을 상당히 감소시켰다. 본 발명에 따라 처리된 기재는, 예를 들어, 가열 전에 +5 내지 +22, 및 가열 처리 후에, +2 내지 +10, 예컨대 +3 내지 +9, 예컨대 +4 내지 +8의 ASTM E313-00에 의해 측정된 YI-E313(황색 지수)을 가질 수 있다.In accordance with the present invention, the substrates pretreated with the first composition typically had a b * value between 9 and 15. Application of the heating step may result in a b * value of the substrate in contact with the first composition, for example a b* of -20 to +8, such as -15 to +5, such as -10 to +4, such as -5 to +2.5. value was significantly reduced. Substrates treated according to the present invention may be, for example, ASTM E313-00 of +5 to +22 before heating, and +2 to +10, such as +3 to +9, such as +4 to +8, after heat treatment. YI-E313 (yellow index) measured by
세륨-함유 조성물과 접촉시킨 후에 패널을 가열하는 효과는 a* 및 L*의 값에 대한 최소 효과를 가진다. a*에 대한 값은, 열 처리와 관계 없이, -15 내지 +15, 예컨대 -10 내지 +10, 예컨대 -5 내지 +5일 것이다. L* 값은, 열 처리와 관계 없이, 50 내지 90, 예컨대 60 내지 80일 것이다.The effect of heating the panel after contact with the cerium-containing composition has minimal effect on the values of a * and L * . The value for a * will be -15 to +15, such as -10 to +10, such as -5 to +5, irrespective of the heat treatment. The L * value, irrespective of heat treatment, will be between 50 and 90, such as between 60 and 80.
본 발명에 따라서, 란타나이드 및 산화제를 포함하거나, 일부 경우에 이들로 본질적으로 이루어지거나, 일부 경우에 이루어진 전처리 조성물로부터 형성된 필름을 포함하거나, 일부 경우에 이로 본질적으로 이루어지거나, 일부 경우에 이루어진 기재로서, 상기 필름 내의 란타나이드의 수준이 상부에 필름을 갖지 않는 기재의 표면 상에서 보다 100 카운트 이상 큰 기재[X-선 형광(60초 시간조절 검정, 15 Kv, 45 μA, 필터 3, T(p) = 1.5 μs)에 의해 측정됨]가 본원에 개시된다.According to the present invention, a substrate comprising, in some cases consisting essentially of, or in some cases consisting of a film formed from a pretreatment composition comprising, in some cases consisting essentially of, or consisting of lanthanides and an oxidizing agent , where the level of lanthanide in the film is greater than 100 counts on the surface of the substrate without the film thereon [X-ray fluorescence (60 sec timed assay, 15 Kv, 45 μA,
본 발명에 따라서, 전처리 조성물로부터의 기재 표면 상에 형성된 필름 내의 란타나이드 계열 원소의 수준이 상부에 필름을 갖지 않는 기재의 표면 상에서 보다 100 카운트 이상 크다[X-선 형광(60초 시간조절 검정, 15 Kv, 45 μA, 필터 3, T(p) = 1.5 μs)에 의해 측정됨]. 예를 들어, X-선 형광(60초 시간조절 검정, 15 Kv, 45 μA, 필터 3, T(p) = 1.5 μs)에 의해 측정된 340 카운트 초과, 예컨대 500 카운트 초과, 예컨대 1,000 카운트 초과, 예컨대 1,200 카운트 초과의 카운트에 의해 제시되는 바와 같이 란타나이드 계열 원소는 기재 표면 상에 형성된 필름에 존재할 수 있다. 놀랍게도, 본 발명의 전처리 조성물에 의한 샌딩(sanding)된 기재의 전처리가 놀랍게도 통상적인 전처리 조성물로 전처리된 샌딩되지 않은 기재와 비교하여 우수한 부식 성능을 야기하였음이 본원에서 발견되었다.According to the present invention, the level of the lanthanide series element in the film formed on the surface of the substrate from the pretreatment composition is at least 100 counts greater than on the surface of the substrate without the film thereon [X-ray fluorescence (60 sec timed assay, 15 Kv, 45 μA,
본 발명에 따라서, 전처리 조성물로부터 형성된 필름을 갖는 기재는, 리튬 및 몰리브데늄을 추가로 포함하는 지르코늄-함유 전처리로 처리된 기재와 비교하여, 기재 표면 상의 스크라이브 크립(scribe creep)에서 5% 이상의 감소를 가진다(ASTM-B 368-09 구리 아세트산 염 스프레이, 480시간).In accordance with the present invention, a substrate having a film formed from the pretreatment composition has a scribe creep on the surface of the substrate of at least 5% as compared to a substrate treated with a zirconium-containing pretreatment further comprising lithium and molybdenum. has a decrease (ASTM-B 368-09 Copper Acetate Salt Spray, 480 hours).
놀랍게도, 지르코늄-함유 전처리 조성물로 처리된 경화된 일렉트로코팅된 패널이 나안에 보이는 황색인 반면, 대조적으로 란타나이드-함유 전처리 조성물로 처리된 경화된 일렉트로코팅된 패널은 나안에 보이는 황색이 아님을 발견되었다. 이러한 결과는 예측되지 않았다.Surprisingly, it was found that the cured electrocoated panels treated with the zirconium-containing pretreatment composition were yellow as seen with the naked eye, whereas the cured electrocoated panels treated with the lanthanide-containing pretreatment composition, in contrast, were not the yellow color seen with the naked eye. became These results were not expected.
더욱이, 또한 놀랍게도, 110 내지 232℃의 온도에서 본 발명의 전환 조성물로 전처리된 기재의 가열이 놀랍게도 본 발명의 전환 조성물로 전처리된 가열되지 않는 패널 상에 보이는 황변을 감소시켰음이 발견되었다. 예를 들어, 놀랍게도, 본 발명의 전환 조성물로 처리된 패널(샌딩된 및 샌딩되지 않은)의 b* 값 및 YI-E313 값이, 이러한 패널이 본 발명의 전환 조성물로 전처리될 때, 상당히 감소하였고, 이러한 패널이 110 내지 232℃로 가열될 때 심지어 더욱 감소하였음이 발견되었다.Moreover, it was also surprisingly found that heating the substrates pretreated with the conversion composition of the present invention at a temperature of 110 to 232° C. surprisingly reduced the yellowing seen on unheated panels pretreated with the conversion composition of the present invention. For example, surprisingly, the b * values and YI-E313 values of the panels (sanded and unsanded) treated with the conversion composition of the present invention were significantly reduced when these panels were pretreated with the conversion composition of the present invention , was found to decrease even further when these panels were heated to 110-232°C.
놀랍게도, 세륨을 포함하는 전처리 조성물로 전처리된 일렉트로코팅된 패널이, 지르코늄-함유 전처리제로 전처리된 일렉트로코팅된 패널과 비교하여, 구리 아세트산 염 스프레이에 대한 480시간 노출 후 스크라이브 크립(ASTM-B 368-09)에서 27% 감소를 야기하였음이 또한 발견되었다. 이러한 결과는 예측되지 않았다.Surprisingly, electrocoated panels pretreated with a pretreatment composition comprising cerium exhibited scribe creep (ASTM-B 368- 09) was also found to cause a 27% reduction. These results were not expected.
놀랍게도, 세륨을 포함하는 전처리 조성물로 전처리된 일렉트로코팅된 패널이, 아연 포스페이트 전처리제로 전처리된 일렉트로코팅된 패널과 비교하여, 구리 아세트산 염 스프레이에 대한 480시간 노출 후 스크라이브 크립(ASTM-B 368-09)에서 65% 감소를 야기하였음이 또한 발견되었다. 이러한 결과는 예측되지 않았다.Surprisingly, electrocoated panels pretreated with a pretreatment composition comprising cerium exhibited scribe creep (ASTM-B 368-09) after 480 h exposure to copper acetate spray, compared to electrocoated panels pretreated with zinc phosphate pretreatment. ) was also found to cause a 65% reduction in These results were not expected.
본 발명에 따라서, 코팅 조성물은 열경화성 필름-형성 수지 또는 열가소성 필름-형성 수지를 포함할 수 있다. 본원에 사용된 용어 "필름-형성 수지"는, 조성물에 존재하는 임의의 희석제 또는 담체를 제거하거나 상온 또는 고온에서 경화 시에 적어도 기재의 수평 표면 상에 자가-지지 연속 필름을 형성할 수 있는 수지를 의미한다. 사용될 수 있는 통상적인 필름 형성 수지는, 비제한적으로, 특히, 자동차 OEM 코팅 조성물, 자동차 리피니시(refinish) 코팅 조성물, 산업용 코팅 조성물, 건축용 코팅 조성물, 코일 코팅 조성물 및 항공우주 코팅 조성물에 전형적으로 사용되는 것들을 포함한다. 본원에 사용된 용어 "열경화"는, 경화 또는 가교 결합시 비가역적으로 "경화"되는 수지를 지칭하고, 이때 중합체 성분의 중합체 쇄는 공유 결합에 의해 함께 결합된다. 이 특성은 보통, 예를 들어 열 또는 방사선에 의해 종종 유도되는 조성물 성분의 가교 결합 반응과 관련이 있다. 경화 또는 가교 결합 반응은 또한 주변 조건 하에서 수행될 수 있다. 일단 경화되거나 가교 결합되면, 열경화성 수지는, 열을 가할 때 용융되지 않고 용매에 불용성이다. 본원에 사용된 용어 "열가소성"은, 공유 결합에 의해 결합되지 않고, 따라서 가열시 액체 유동을 겪을 수 있고 용매에 가용성인 중합체성 성분을 포함하는 수지를 의미한다.According to the present invention, the coating composition may comprise a thermosetting film-forming resin or a thermoplastic film-forming resin. As used herein, the term "film-forming resin" means a resin capable of forming a self-supporting continuous film on at least the horizontal surface of a substrate upon curing at room temperature or high temperature, or upon removal of any diluent or carrier present in the composition. means Conventional film forming resins that may be used include, but are not limited to, typically used in automotive OEM coating compositions, automotive refinish coating compositions, industrial coating compositions, architectural coating compositions, coil coating compositions and aerospace coating compositions, among others. include things that are As used herein, the term “thermoset” refers to a resin that irreversibly “curs” upon curing or crosslinking, wherein the polymer chains of the polymer components are bound together by covalent bonds. This property usually relates to the crosslinking reaction of the composition components, which is often induced, for example by heat or radiation. The curing or crosslinking reaction may also be carried out under ambient conditions. Once cured or crosslinked, thermosetting resins do not melt when heated and are insoluble in solvents. As used herein, the term “thermoplastic” refers to a resin comprising a polymeric component that is not bound by covalent bonds and is therefore capable of undergoing liquid flow upon heating and is soluble in solvents.
전술된 바와 같이, 본 발명에 따라서, 전착성 코팅 조성물은, 전착성 코팅 조성물이 전착에 의해 금속 기재 상에 침착되는 일렉트로코팅 단계에 의해 기재 상에 침착될 수 있는, 수분산성 이온성 염 기-함유 필름-형성 수지를 포함한다.As described above, according to the present invention, the electrodepositable coating composition can be deposited on a substrate by an electrocoating step in which the electrodepositable coating composition is deposited on a metal substrate by electrodeposition. containing film-forming resin.
이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체는, 양이온성 전착성 코팅 조성물에 사용하기 위한 필름-형성 중합체를 함유하는 양이온성 염 기를 포함할 수 있다. 본원에 사용된 용어 "양이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체"는, 양전하를 부여하는 적어도 부분적으로 중화된 양이온 기, 예컨대 설포늄 기 및 암모늄 기를 포함하는 중합체를 의미한다. 양이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체는, 예를 들어 하이드록실 기, 1급 또는 2급 아민 기 및 티올 기를 포함하는, 활성 수소 작용기를 포함할 수 있다. 활성 수소 작용기를 포함하는 양이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체는, 활성 수소-함유 양이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체로 지칭될 수 있다. 양이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체로서 사용하기에 적합한 중합체의 예는, 특히 알키드 중합체, 아크릴, 폴리에폭사이드, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리우레아, 폴리에터 및 폴리에스터를 포함하나 이로 한정되지는 않는다.The ionic salt group-containing film-forming polymer may include cationic salt groups containing the film-forming polymer for use in cationic electrodepositable coating compositions. As used herein, the term “cationic salt group-containing film-forming polymer” means a polymer comprising at least partially neutralized cationic groups imparting a positive charge, such as sulfonium groups and ammonium groups. The cationic salt group-containing film-forming polymer may comprise active hydrogen functional groups, including, for example, hydroxyl groups, primary or secondary amine groups and thiol groups. Cationic salt group-containing film-forming polymers comprising active hydrogen functional groups may be referred to as active hydrogen-containing cationic salt group-containing film-forming polymers. Examples of polymers suitable for use as cationic salt group-containing film-forming polymers include, but are not limited to, alkyd polymers, acrylics, polyepoxides, polyamides, polyurethanes, polyureas, polyethers and polyesters, among others. not limited
양이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체는, 전착성 코팅 조성물의 수지 고형분의 총 중량을 기준으로 40 내지 90 중량%, 예컨대 50 내지 80 중량%, 예를 들어 60 내지 75 중량%의 양으로 양이온성 전착성 코팅 조성물 중에 존재할 수 있다. 본원에 사용된 "수지 고형분"은, 이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체, 경화제, 및 전착성 코팅 조성물에 존재하는 임의의 추가 수분산성 비-착색 성분을 포함한다.The cationic salt group-containing film-forming polymer is present in an amount of 40 to 90% by weight, such as 50 to 80% by weight, such as 60 to 75% by weight, based on the total weight of resin solids of the electrodepositable coating composition. may be present in the electrodepositable coating composition. As used herein, “resin solids” includes the ionic salt group-containing film-forming polymer, the curing agent, and any additional water dispersible non-pigmenting components present in the electrodepositable coating composition.
다르게는, 이온성 염 기 함유 필름-형성 중합체는 음이온성 전착성 코팅 조성물에 사용하기 위한 음이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체를 포함할 수 있다. 본원에 사용된 용어 "음이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체"는 적어도 부분적으로 중화된 음이온성 작용기, 예컨대 음전하를 부여하는 카복실산 및 인산 기를 포함하는 음이온성 중합체를 나타낸다. 음이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체는 활성 수소 작용기를 포함할 수 있다. 활성 수소 작용기를 포함하는 음이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체는 활성 수소-함유 음이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체로 지칭될 수 있다.Alternatively, the ionic salt group-containing film-forming polymer may include an anionic salt group-containing film-forming polymer for use in an anionic electrodepositable coating composition. As used herein, the term “anionic salt group-containing film-forming polymer” refers to an anionic polymer comprising at least partially neutralized anionic functional groups, such as carboxylic acid and phosphoric acid groups that impart a negative charge. The anionic salt group-containing film-forming polymer may comprise active hydrogen functional groups. An anionic salt group-containing film-forming polymer comprising active hydrogen functional groups may be referred to as an active hydrogen-containing anionic salt group-containing film-forming polymer.
음이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체는 염기-용해된 카복실산기-함유 필름-형성 중합체, 예컨대 건조 오일 또는 반-건조 지방산 에스터와 다이카복실산 또는 무수물과의 반응 생성물 또는 부가물; 및 지방산 에스터, 불포화 산 또는 무수물, 및 폴리올과 추가로 반응하는 임의의 추가의 불포화 개질 물질의 반응 생성물을 포함한다. 또한, 불포화 카복실산의 하이드록시-알킬 에스터, 불포화 카복실산 및 하나 이상의 다른 에틸렌성 불포화 단량체의 적어도 부분적으로 중화된 혼성 중합체가 또한 적합하다. 또 다른 적합한 음이온성 전착성 수지는 알키드-아미노플라스트 비히클, 즉 알키드 수지 및 아민-알데하이드 수지를 함유하는 비히클을 포함한다. 또 다른 적합한 음이온성 전착성 수지 조성물은 수지성 폴리올의 혼합된 에스터를 포함한다. 다른 산 작용성 중합체, 예를 들어 포스페이트화된(phosphatized) 폴리에폭사이드 또는 포스페이트화된 아크릴 중합체도 사용될 수 있다. 예시적인 포스페이트화된 폴리에폭사이드는 미국 특허공개공보 제2009-0045071호([0004]-[0015]) 및 미국 특허출원 제13/232,093호([0014]-[0040])에 개시되어 있고, 이의 인용된 부분은 본원에 참고로 인용된다.Anionic salt group-containing film-forming polymers include base-dissolved carboxylic acid group-containing film-forming polymers, such as reaction products or adducts of dry oil or semi-dry fatty acid esters with dicarboxylic acids or anhydrides; and reaction products of a fatty acid ester, an unsaturated acid or anhydride, and any additional unsaturated modifying material further reacted with the polyol. Also suitable are hydroxy-alkyl esters of unsaturated carboxylic acids, at least partially neutralized interpolymers of unsaturated carboxylic acids and one or more other ethylenically unsaturated monomers. Still other suitable anionic electrodepositable resins include alkyd-aminoplast vehicles, i.e., vehicles containing alkyd resins and amine-aldehyde resins. Another suitable anionic electrodepositable resin composition comprises a mixed ester of a resinous polyol. Other acid functional polymers may also be used, such as phosphatized polyepoxides or phosphated acrylic polymers. Exemplary phosphated polyepoxides are disclosed in US Patent Publication No. 2009-0045071 ([0004]-[0015]) and US Patent Application Serial No. 13/232,093 ([0014]-[0040]) and , the cited portions of which are incorporated herein by reference.
음이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체는, 전착성 코팅 조성물의 수지 고형분의 총 중량을 기준으로 50 내지 90%, 예를 들어 55 내지 80%, 예컨대 60 내지 75%의 양으로 음이온성 전착성 코팅 조성물 중에 존재할 수 있다.The anionic salt group-containing film-forming polymer is anionic electrodepositable in an amount of 50 to 90%, such as 55 to 80%, such as 60 to 75%, based on the total weight of resin solids of the electrodepositable coating composition. may be present in the coating composition.
전착성 코팅 조성물은 경화제를 추가로 포함할 수 있다. 경화제는 이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체의 반응성 기, 예컨대 활성 수소 기와 반응하여 코팅 조성물을 경화시켜 코팅을 형성할 수 있다. 적합한 경화제의 비제한적인 예는 적어도 부분적으로 차단된 폴리이소시아네이트, 아미노플라스트 수지 및 페놀플라스트 수지, 예를 들어 페놀포름알데하이드 축합물(그의 알릴 에터 유도체 포함)이다.The electrodepositable coating composition may further comprise a curing agent. The curing agent can react with reactive groups, such as active hydrogen groups, of the ionic salt group-containing film-forming polymer to cure the coating composition to form a coating. Non-limiting examples of suitable curing agents are at least partially blocked polyisocyanates, aminoplast resins and phenolplast resins such as phenolformaldehyde condensates (including allyl ether derivatives thereof).
경화제는 전착성 코팅 조성물의 수지 고형분의 총 중량을 기준으로 10 내지 60 중량%, 예를 들어 20 내지 50 중량%, 예컨대 25 내지 40 중량%의 양으로 양이온성 전착성 코팅 조성물에 존재할 수 있다. 다르게는, 경화제는 전착성 코팅 조성물의 수지 고형분의 총 중량을 기준으로 10 내지 50 중량%, 예를 들어 20 내지 45 중량%, 예를 들어 25 내지 40 중량%의 양으로 음이온 전착성 코팅 조성물에 존재할 수 있다.The curing agent may be present in the cationic electrodepositable coating composition in an amount of 10 to 60% by weight, such as 20 to 50% by weight, such as 25 to 40% by weight, based on the total weight of the resin solids of the electrodepositable coating composition. Alternatively, the curing agent is added to the anionic electrodepositable coating composition in an amount of 10 to 50% by weight, such as 20 to 45% by weight, such as 25 to 40% by weight, based on the total weight of the resin solids of the electrodepositable coating composition. may exist.
전착성 코팅 조성물은, 안료 조성물, 및 필요에 따라, 다양한 첨가제, 예컨대 충전제, 가소제, 산화방지제, 살생물제, UV 광 흡수제 및 안정화제, 입체 장애 아민 광 안정화제, 소포제, 살진균제, 분산 보조제, 유동 제어제, 계면 활성제, 습윤제 또는 이들의 조합과 같은 다른 임의의 성분을 추가로 포함할 수 있다.The electrodepositable coating composition comprises a pigment composition and, if necessary, various additives such as fillers, plasticizers, antioxidants, biocides, UV light absorbers and stabilizers, hindered amine light stabilizers, defoamers, fungicides, dispersing aids. , a flow control agent, a surfactant, a wetting agent, or a combination thereof.
전착성 코팅 조성물은 물 및/또는 하나 이상의 유기 용매를 포함할 수 있다. 물은, 예를 들어 전착성 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 40 내지 90 중량%, 예컨대 50 내지 75 중량%의 양으로 존재할 수 있다. 사용되는 경우, 유기 용매는 전형적으로 전착성 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 10 중량% 미만, 예를 들어 5 중량% 미만의 양으로 존재할 수 있다. 전착성 코팅 조성물은 특히 수성 분산액의 형태로 제공될 수 있다. 전착성 코팅 조성물의 총 고형분 함량은 전착성 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 1 중량% 내지 50 중량%, 예컨대 5 중량% 내지 40 중량%, 예를 들어 5 중량% 내지 20 중량%일 수 있다. 본원에 사용된 "총 고형분"은 전착성 코팅 조성물의 비-휘발성 내용물, 즉 15분 동안 110℃로 가열될 때 휘발되지 않는 물질을 지칭한다.The electrodepositable coating composition may include water and/or one or more organic solvents. Water may be present, for example, in an amount of 40 to 90% by weight, such as 50 to 75% by weight, based on the total weight of the electrodepositable coating composition. When used, the organic solvent may typically be present in an amount of less than 10% by weight, for example less than 5% by weight, based on the total weight of the electrodepositable coating composition. The electrodepositable coating composition may be provided in particular in the form of an aqueous dispersion. The total solids content of the electrodepositable coating composition may be 1% to 50% by weight, such as 5% to 40% by weight, such as 5% to 20% by weight, based on the total weight of the electrodepositable coating composition. As used herein, “total solids” refers to the non-volatile content of the electrodepositable coating composition, i.e., a material that does not volatilize when heated to 110° C. for 15 minutes.
양이온성 전착성 코팅 조성물은, 조성물을 전기 전도성 캐소드 및 전기 전도성 애노드와 접촉시켜 전기 전도성 기재 상에 침착될 수 있고, 이때 코팅될 표면은 캐소드이다. 다르게는, 음이온성 전착성 코팅 조성물은, 조성물을 전기 전도성 캐소드 및 전기 전도성 애노드와 접촉시켜 전기 전도성 기재 상에 침착될 수 있고, 이때 코팅될 표면은 애노드이다. 전착성 코팅 조성물의 접착성 필름은, 충분한 전압이 전극들 사이에 인가될 때 캐소드 또는 애노드 상에 각각 실질적으로 연속적인 방식으로 침착된다. 인가된 전압은 변화될 수 있고, 예를 들어, 낮게는 1 볼트 내지 높게는 수천 볼트, 예컨대 50 내지 500 볼트일 수 있다. 전류 밀도는 일반적으로 1 평방 피트 당 1.0 내지 15 암페어(1 평방 미터 당 10.8 내지 161.5 암페어)이고, 전착 공정 동안 빠르게 감소하는 경향이 있고, 이는 연속 자기-절연 필름의 형성을 나타낸다.The cationic electrodepositable coating composition can be deposited on an electrically conductive substrate by contacting the composition with an electrically conductive cathode and an electrically conductive anode, wherein the surface to be coated is the cathode. Alternatively, the anionic electrodepositable coating composition may be deposited on an electrically conductive substrate by contacting the composition with an electrically conductive cathode and an electrically conductive anode, wherein the surface to be coated is the anode. The adhesive film of the electrodepositable coating composition is deposited in a substantially continuous manner on the cathode or anode, respectively, when a sufficient voltage is applied between the electrodes. The applied voltage can vary and can be, for example, from a low of 1 volt to a high of several thousand volts, such as from 50 to 500 volts. The current density is generally 1.0 to 15 amps per square foot (10.8 to 161.5 amps per square meter) and tends to decrease rapidly during the electrodeposition process, indicating the formation of a continuous self-insulating film.
일단 양이온성 또는 음이온성 전착성 코팅 조성물이 전도성 기재의 적어도 일부 위에 전착되면, 코팅된 기재는 기재 상의 전착된 코팅을 경화시키기에 충분한 온도 및 시간 동안 가열된다. 양이온성 전착의 경우, 코팅된 기재는 110℃ 내지 232℃, 예컨대 275℉ 내지 400℉(135℃ 내지 204.4℃), 예컨대 300℉ 내지 360℉(149℃ 내지 180℃)의 온도로 가열될 수 있다. 음이온성 전착의 경우, 코팅된 기재는 200℉ 내지 450℉(93℃ 내지 232.2℃), 예컨대 275℉ 내지 400℉(135℃ 내지 204.4℃), 예컨대 300℉ 내지 360℉(149℃ 내지 180℃), 예컨대 200℉ 내지 210.2℉(93℃ 내지 99℃)의 온도로 가열될 수 있다. 경화 시간은, 경화 온도뿐만 아니라 다른 변수, 예를 들어 전착된 코팅의 필름 두께, 조성물에 존재하는 촉매의 수준 및 유형 등에 의존할 수 있다. 예를 들어, 경화 시간은 10 내지 60분, 예를 들어 20 내지 40분일 수 있다. 생성된 경화된 전착된 코팅의 두께는 2 내지 50 μm의 범위일 수 있다.Once the cationic or anionic electrodepositable coating composition is electrodeposited onto at least a portion of the conductive substrate, the coated substrate is heated for a temperature and for a time sufficient to cure the electrodeposited coating on the substrate. For cationic electrodeposition, the coated substrate may be heated to a temperature of 110°C to 232°C, such as 275°F to 400°F (135°C to 204.4°C), such as 300°F to 360°F (149°C to 180°C). . For anionic electrodeposition, the coated substrate may be 200°F to 450°F (93°C to 232.2°C), such as 275°F to 400°F (135°C to 204.4°C), such as 300°F to 360°F (149°C to 180°C). , for example, to a temperature of 200°F to 210.2°F (93°C to 99°C). The curing time may depend on the curing temperature as well as other variables such as the film thickness of the electrodeposited coating, the level and type of catalyst present in the composition, and the like. For example, the curing time may be from 10 to 60 minutes, for example from 20 to 40 minutes. The thickness of the resulting cured electrodeposited coating may range from 2 to 50 μm.
다르게는, 전술한 바와 같이, 본 발명에 따라서, 기재가 밀봉 조성물과 접촉된 후에, 분말 코팅 조성물이 기재의 표면의 적어도 일부 상에 침착될 수 있다. 본원에 사용된 "분말 코팅 조성물"은 물 및/또는 용매를 완전히 포함하지 않은 코팅 조성물을 의미한다. 따라서, 본원에 개시된 분말 코팅 조성물은 당업계에 공지된 수계 및/또는 용매계 코팅 조성물과 동의어는 아니다.Alternatively, as described above, according to the present invention, after the substrate is contacted with the sealing composition, the powder coating composition may be deposited on at least a portion of the surface of the substrate. As used herein, "powder coating composition" means a coating composition that is completely free of water and/or solvent. Accordingly, the powder coating compositions disclosed herein are not synonymous with water-based and/or solvent-based coating compositions known in the art.
본 발명에 따라서, 분말 코팅 조성물은 (a) 반응성 작용기를 갖는 필름 형성 중합체; 및 (b) 상기 작용기와 반응성인 경화제를 포함할 수 있다. 본 발명에서 사용될 수 있는 분말 코팅 조성물의 예는 폴리에스터계 엔비로크론(ENVIROCRON) 라인의 분말 코팅 조성물(피피지 인더스트리즈 인코포레이티드에서 시판 중) 또는 에폭시-폴리에스터 혼성 분말 코팅 조성물을 포함한다. 본 발명에 사용될 수 있는 분말 코팅 조성물의 대안적 예는 (a) 하나 이상의 3급 아미노우레아 화합물, 하나 이상의 3급 아미노우레탄 화합물, 또는 이들의 혼합물, 및 (b) 하나의 필름-형성 에폭시-함유 수지 및/또는 하나 이상의 실록산-함유 수지를 포함하는 저온 경화 열경화성 분말 코팅 조성물(예컨대, 피피지 인더스트리즈 인코포레이티드에 양도되고 본원에 참고로 인용된 미국 특허공보 제7,470,752호에 기재된 것들); 일반적으로 (a) 하나 이상의 3급 아미노우레아 화합물, 하나 이상의 3급 아미노우레탄 화합물 또는 이들의 혼합물, 및 (b) 하나 이상의 필름-형성 에폭시-함유 수지 및/또는 하나 이상의 실록산-함유 수지를 포함하는 경화성 분말 코팅 조성물(예컨대, 피피지 인더스트리즈 인코포레이티드에 양도되고 본원에 참고로 인용된 미국 특허공보 제7,432,333호에 기재된 것들); 및 30℃ 이상의 Tg를 갖는 반응성 기-함유 중합체의 고형분 미립자 혼합물을 포함하는 것들(예컨대, 피피지 인더스트리즈 인코포레이티드에 양도되고 본원에 참고로 인용된 미국 특허공보 제6,797,387호에 기재된 것들)을 포함한다.According to the present invention, a powder coating composition comprises (a) a film-forming polymer having reactive functional groups; and (b) a curing agent reactive with the functional group. Examples of the powder coating composition that can be used in the present invention include a polyester-based ENVIROCRON line of powder coating compositions (commercially available from PPG Industries, Inc.) or an epoxy-polyester hybrid powder coating composition. do. Alternative examples of powder coating compositions that can be used in the present invention include (a) one or more tertiary aminourea compounds, one or more tertiary aminourethane compounds, or mixtures thereof, and (b) one film-forming epoxy-containing low temperature curing thermosetting powder coating compositions comprising a resin and/or one or more siloxane-containing resins (such as those described in U.S. Patent Publication No. 7,470,752 assigned to PPG Industries, Inc. and incorporated herein by reference); generally comprising (a) at least one tertiary aminourea compound, at least one tertiary aminourethane compound or mixtures thereof, and (b) at least one film-forming epoxy-containing resin and/or at least one siloxane-containing resin curable powder coating compositions (eg, those described in US Pat. No. 7,432,333 assigned to PPG Industries, Inc. and incorporated herein by reference); and those comprising solid particulate mixtures of reactive group-containing polymers having a T g of at least 30° C. (eg, those described in U.S. Patent No. 6,797,387 assigned to PPG Industries, Inc. and incorporated herein by reference). ) is included.
분말 코팅 조성물의 침착 후에, 코팅은 종종 가열되어 침착된 조성물을 경화시킨다. 가열 또는 경화 작업은 종종 150℃ 내지 200℃, 예컨대 170℃ 내지 190℃의 온도에서 10 내지 20분의 기간 동안 수행된다. 본 발명에 따라서, 생성된 필름의 두께는 50 내지 125 μm이다.After deposition of the powder coating composition, the coating is often heated to cure the deposited composition. The heating or curing operation is often carried out at a temperature of 150° C. to 200° C., such as 170° C. to 190° C. for a period of 10 to 20 minutes. According to the invention, the thickness of the resulting film is between 50 and 125 μm.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따라서, 코팅 조성물은 액체 코팅 조성물일 수 있다. 본원에 사용된 "액체 코팅 조성물"은 물 및/또는 용매의 일부를 함유하는 코팅 조성물을 지칭한다. 따라서, 본원에 개시된 액체 코팅 조성물은 당업계에 공지된 수계 및/또는 용매계 코팅 조성물의 동의어이다.As mentioned above, according to the present invention, the coating composition may be a liquid coating composition. As used herein, “liquid coating composition” refers to a coating composition containing a portion of water and/or solvent. Accordingly, the liquid coating compositions disclosed herein are synonymous with water-based and/or solvent-based coating compositions known in the art.
본 발명에 따라서, 액체 코팅 조성물은, 예를 들어 (a) 반응성 작용기를 갖는 필름-형성 중합체; 및 (b) 상기 작용기와 반응성인 경화제를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 액체 코팅은 공기 중의 산소와 반응하거나 물 및/또는 용매의 증발과 함께 필름으로 응집될 수 있는 필름-형성 중합체를 함유할 수 있다. 이러한 필름 형성 메커니즘은 열, 또는 자외선 또는 적외선과 같은 방사선의 일부 유형의 적용에 의해 요구되거나 가속될 수 있다. 본 발명에 사용될 수 있는 액체 코팅 조성물의 예는 용매계 코팅 조성물의 스펙트라크론(SPECTRACRON: 등록상표) 라인, 수계 코팅 조성물의 아쿠아크론(AQUACRON: 등록상표) 라인 및 UV 경화형 코팅의 레이크론(RAYCRON: 등록상표) 라인(모두 피피지 인더스트리즈 인코포레이티드에서 시판 중)을 포함한다.According to the present invention, the liquid coating composition comprises, for example: (a) a film-forming polymer having reactive functional groups; and (b) a curing agent reactive with the functional group. In another example, the liquid coating may contain a film-forming polymer that can react with oxygen in the air or aggregate into a film with evaporation of water and/or solvent. This film-forming mechanism may be required or accelerated by the application of heat, or some type of radiation, such as ultraviolet or infrared. Examples of liquid coating compositions that can be used in the present invention include the SPECTRACRON® line of solvent-based coating compositions, the AQUACRON® line of water-based coating compositions and RAYCRON® of UV curable coatings. registered trademark) line (all commercially available from PPG Industries, Inc.).
본 발명의 액체 코팅 조성물에 사용될 수 있는 적합한 필름-형성 중합체는 (폴리)에스터, 알키드, (폴리)우레탄, 이소시아누레이트, (폴리)우레아, (폴리)에폭시, 무수물, 아크릴, (폴리)에터, (폴리)설파이드, (폴리)아민, (폴리)아미드, (폴리)비닐 클로라이드, (폴리)올레핀, (폴리)비닐리덴 플루오라이드, (폴리)실록산, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.Suitable film-forming polymers that may be used in the liquid coating compositions of the present invention are (poly)esters, alkyds, (poly)urethanes, isocyanurates, (poly)ureas, (poly)epoxy, anhydrides, acrylics, (poly) ether, (poly)sulfide, (poly)amine, (poly)amide, (poly)vinyl chloride, (poly)olefin, (poly)vinylidene fluoride, (poly)siloxane, or combinations thereof .
본 발명에 따라서, 밀봉 조성물과 접촉된 기재는 프라이머 조성물 및/또는 탑코트 조성물과 접촉될 수 있다. 프라이머 코트는 예를 들어 크로메이트계 프라이머 및 고성능 탑코트일 수 있다. 본 발명에 따라서, 프라이머 코트는 종래의 크로메이트계 프라이머 코트, 예컨대 피피지 인더스트리즈 인코포레이티드로부터 입수할 수 있는 것(제품 코드 44GN072), 또는 무-크롬 프라이머, 예컨대 피피지에서 입수가능한 것들(데소프라임(DESOPRIME) CA7502, 데소프라임 CA7521, 데프트(Deft) 02GN083, 데프트 02GN084)일 수 있다. 다르게는, 프라이머 코트는 무-크로메이트 프라이머 코트, 예를 들어 미국 특허출원 제10/758,973호(발명의 명칭: "탄소 함유 내부식성 코팅") 및 미국 특허출원 제10/758,972호 및 제10/758,972호(이들 둘 다의 발명의 명칭: "내부식성 코팅")(이들 모두는 본원에 참고로 인용됨)에 기재된 코팅 조성물, 및 당해 분야에 공지되어 있는 다른 무-크롬 프라이머일 수 있고, 이들은 MIL-PRF-85582 클래스 N 또는 MIL-PRF-23377 클래스 N의 군사적 요건을 통과할 수 있고 또한 본 발명에서 사용될 수 있다.According to the present invention, the substrate contacted with the sealing composition may be contacted with the primer composition and/or the topcoat composition. The primer coat can be, for example, a chromate-based primer and a high-performance topcoat. In accordance with the present invention, the primer coat can be a conventional chromate-based primer coat, such as those available from PG Industries, Inc. (product code 44GN072), or a chrome-free primer, such as those available from PG (product code 44GN072). DESOPRIME CA7502, DESOPRIME CA7521, Def 02GN083, Def 02GN084). Alternatively, the primer coat may be a chromate-free primer coat, such as US Patent Application Serial Nos. 10/758,973 entitled "Carbon Containing Corrosion Resistant Coatings" and US Patent Application Serial Nos. 10/758,972 and 10/758,972 (both of which are entitled "Corrosion Resistant Coatings"), all of which are incorporated herein by reference), and other chrome-free primers known in the art, which may be MIL - It can pass the military requirements of -PRF-85582 class N or MIL-PRF-23377 class N and can also be used in the present invention.
전술한 바와 같이, 본 발명의 기재는 또한 탑코트를 포함할 수 있다. 본원에 사용된 용어 "탑코트"는 유기 또는 무기계 중합체의 블렌드, 전형적으로는 하나 이상의 안료일 수 있고, 임의적으로 하나 이상의 용매 또는 용매들의 혼합물을 함유할 수 있고, 임의적으로 하나 이상의 경화제를 함유할 수 있는 결합제의 혼합물을 의미한다. 탑코트는 전형적으로, 외면이 대기 또는 환경에 노출되고 내면이 다른 코팅 층 또는 중합체 기재와 접촉하는 단일 또는 다층 코팅 시스템에서의 코팅 층이다. 적합한 탑코트의 예는 MIL-PRF-85285D에 부합하는 것들, 예컨대 피피지로부터 입수가능한 것들(데프트 03W127A 및 데프트 03GY292)을 포함한다. 본 발명에 따라서, 탑코트는 고성능 탑코트, 예컨대 피피지로부터 입수가능한 것들(데프탄(Defthane: 등록상표) ELT.TM. 99GY001 및 99W009)을 포함한다. 그러나, 본 개시내용을 참조하여 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 다른 탑코트 및 고성능 탑코트가 본 발명에 사용될 수 있다.As noted above, the substrates of the present invention may also include a topcoat. The term "topcoat," as used herein, is a blend of organic or inorganic polymers, typically one or more pigments, optionally containing one or more solvents or mixtures of solvents, and optionally containing one or more curing agents. It means a mixture of binders that can be A topcoat is typically a coating layer in a single or multi-layer coating system in which the outer surface is exposed to the atmosphere or environment and the inner surface is in contact with another coating layer or polymeric substrate. Examples of suitable topcoats include those conforming to MIL-PRF-85285D, such as those available from PPG (Def 03W127A and Def 03GY292). In accordance with the present invention, topcoats include high performance topcoats, such as those available from sebum (Defthane® ELT.TM. 99GY001 and 99W009). However, other topcoats and high performance topcoats may be used in the present invention, as will be understood by one of ordinary skill in the art with reference to this disclosure.
본 발명에 따라서, 금속 기재는 또한 자가-프라이밍 탑코트 또는 향상된 자가-프라이밍 탑코트를 포함할 수 있다. "직접 기재(direct to substrate)" 또는 "직접 금속(direct to metal)" 코팅으로도 지칭되는 용어 "자가-프라이밍 탑코트"는 유기 또는 무기계 중합체의 블렌드일 수 있고, 전형적으로는 하나 이상의 안료일 수 있고, 임의적으로 하나 이상의 용매 또는 용매들의 혼합물을 함유할 수 있고, 임의적으로 하나 이상의 경화제를 함유할 수 있는 결합제의 혼합물을 의미한다. 또한 "강화된 직접 기재 코팅(enhanced direct to substrate coating)"으로도 불리는 "강화된 자가-프라이밍 탑코트"는, 전체가 플루오로에틸렌-알킬 비닐 에터와 같은 작용화된 플루오르화된 결합제들의 혼합물, 또는 이와 적어도 부분적으로 다른 결합제와의 혼합물을 지칭하고, 이는 유기 또는 무기계 중합체의 블렌드, 전형적으로는 하나 이상의 안료일 수 있고, 임의적으로 하나 이상의 용매 또는 용매들 혼합물을 함유할 수 있고, 임의적으로 하나 이상의 경화제를 함유할 수 있다. 자가-프라이밍 탑코트의 예로는 TT-P-2756A를 따르는 탑코트가 있다. 자가-프라이밍 탑코트의 예는 피피지에서 입수할 수 있는 것들(03W169 및 03GY369)을 포함하고 강화된 자가-프라이밍 탑코트의 예로는 피피지에서 입수가능한 데프탄(등록상표) ELTTM/ESPT 및 제품 코드 번호 97GY121이 있다. 그러나, 본 개시내용을 참조하여 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 코팅 시스템에서 다른 자가-프라이밍 탑코트 및 향상된 자가-프라이밍 탑코트가 사용될 수 있다.According to the present invention, the metallic substrate may also comprise a self-priming topcoat or an improved self-priming topcoat. The term "self-priming topcoat", also referred to as a "direct to substrate" or "direct to metal" coating, can be a blend of organic or inorganic polymers, typically one or more pigments. and may optionally contain one or more solvents or mixtures of solvents, and may optionally contain one or more curing agents. An "enhanced self-priming topcoat", also referred to as an "enhanced direct to substrate coating", is a mixture of fluorinated binders that are fully functionalized, such as fluoroethylene-alkyl vinyl ethers; or mixtures thereof with at least partially other binders, which may be blends of organic or inorganic polymers, typically one or more pigments, optionally containing one or more solvents or mixtures of solvents, optionally one It may contain more than a hardening|curing agent. An example of a self-priming topcoat is a topcoat conforming to TT-P-2756A. Examples of self-priming topcoats include those available from PG (03W169 and 03GY369) and examples of reinforced self-priming topcoats include Deftan® ELTTM/ESPT and products available from PG. It has code number 97GY121. However, other self-priming topcoats and improved self-priming topcoats may be used in coating systems according to the present invention, as will be appreciated by those skilled in the art with reference to this disclosure.
본 발명에 따라서, 자가-프라이밍 탑코트 및 강화된 자가-프라이머 탑코트가 밀봉된 기재에 직접 적용될 수 있다. 자가-프라이밍 탑코트 및 강화된 자가-프라이밍 탑코트는 임의적으로 프라이머 또는 페인트 필름과 같은 유기 또는 무기 중합체 코팅에 적용될 수 있다. 자가-프라이밍 탑코트 층 및 강화된 자가-프라이밍 탑코트는 전형적으로, 코팅의 외부 표면이 대기 또는 환경에 노출되고 코팅의 내부 표면은 전형적으로 기재 또는 임의적 중합체 코팅 또는 프라이머와 접촉하는 단일 또는 다중 층 코팅 시스템의 코팅 층이다.According to the present invention, a self-priming topcoat and a reinforced self-priming topcoat can be applied directly to the sealed substrate. The self-priming topcoat and the reinforced self-priming topcoat may optionally be applied to an organic or inorganic polymer coating such as a primer or paint film. Self-priming topcoat layers and reinforced self-priming topcoats are typically single or multiple layers in which the outer surface of the coating is exposed to the atmosphere or environment and the inner surface of the coating is typically in contact with the substrate or optional polymeric coating or primer. It is the coating layer of the coating system.
본 발명에 따라서, 탑코트, 자가-프라이밍 탑코트 및 향상된 자가-프라이밍 탑코트는, 시간 경과에 따라 건조 또는 경화하는 습윤 또는 "완전히 경화되지 않는" 조건(용매가 증발하고/하거나 화학 반응이 존재함)에서 밀봉된 기재에 적용될 수 있다. 코팅은 자연적으로, 또는 가속 수단, 예를 들어, 자외선 광 경화 시스템에 의해 건조 또는 경화되어 필름 또는 "경화된" 페인트를 형성할 수 있다. 코팅은 또한 접착제와 같이 반경화 또는 완전 경화 상태로 적용될 수 있다.In accordance with the present invention, topcoats, self-priming topcoats and enhanced self-priming topcoats are subjected to wet or "not fully cured" conditions that dry or cure over time (solvent evaporates and/or chemical reaction is present). ) can be applied to the sealed substrate. The coating may be dried or cured, either naturally or by means of an accelerated means, such as an ultraviolet light curing system, to form a film or “cured” paint. Coatings can also be applied semi-cured or fully cured as an adhesive.
또한, 착색제 및, 필요에 따라, 다양한 첨가제, 예컨대 계면 활성제, 습윤제 또는 촉매가 코팅 조성물(전착성, 분말 또는 액체)에 포함될 수 있다. 본원에 사용된 용어 "착색제"는 조성물에 색상 및/또는 다른 불투명도 및/또는 다른 시각 효과를 부여하는 임의의 물질을 의미한다. 예시적 착색제는, 안료, 염료 및 틴트, 예컨대 특수 효과 조성물뿐만 아니라 페인트 산업에서 사용되고/되거나 DCMA(Dry Color Manufacturers Association)에 열거된 것들을 포함한다.In addition, colorants and, if desired, various additives such as surfactants, wetting agents or catalysts may be included in the coating composition (electrolytic, powder or liquid). As used herein, the term “colorant” means any substance that imparts color and/or other opacity and/or other visual effect to a composition. Exemplary colorants include pigments, dyes and tints, such as special effect compositions, as well as those used in the paint industry and/or listed in the Dry Color Manufacturers Association (DCMA).
일반적으로, 착색제는 원하는 시각적 및/또는 색상 효과를 부여하기에 충분한 임의의 양으로 코팅 조성물에 존재할 수 있다. 착색제는, 조성물의 총 중량을 기준으로 1 내지 65 중량%, 예컨대 3 내지 40 중량% 또는 5 내지 35 중량%로 포함될 수 있다.In general, the colorant may be present in the coating composition in any amount sufficient to impart the desired visual and/or color effect. The colorant may be included in an amount of 1 to 65% by weight, such as 3 to 40% by weight or 5 to 35% by weight, based on the total weight of the composition.
다음의 상세한 설명의 목적을 위해, 본 발명은, 명시적으로 반대되는 경우를 제외하고는 다양한 대안적인 변형 및 단계 순서를 취할 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 임의의 작동 예에서 또는 달리 지시된 경우 이외에, 값, 양, %, 범위, 하위 범위 및 분수를 나타내는 것들과 같은 모든 숫자는, "약"이 명시적으로 기재되어 있지 않더라도 단어 "약"으로 시작하는 것으로 읽혀질 수 있다. 따라서, 달리 지시되지 않는 한, 하기의 명세서 및 첨부된 청구범위에 기재된 수치 파라미터는, 본 발명에 의해 얻어지는 원하는 특성에 따라 변할 수 있는 근사치이다. 최소한, 청구범위의 균등론의 적용을 제한하려는 시도는 아니고, 각 수치 파라미터는 최소한 보고된 유효 자릿수의 수의 관점에서 일반적인 반올림 기법을 적용하여 해석되어야 한다. 폐쇄형 또는 개방형 수치 범위가 본원에 기술된 경우, 수치 범위 내에 있거나 그 수치 범위에 포함되는 모든 수치, 값, 양, %, 하위 범위 및 분수는, 이들 수치, 값, 양, %, 하위 범위 및 분수가 명시적으로 전체적으로 기재된 것처럼 본원의 최초 개시내용에 구체적으로 포함되어 있고 이에 속하는 것으로 간주되어야 한다 For the purposes of the following detailed description, it is to be understood that the present invention is capable of various alternative modifications and sequence of steps, except where expressly opposed. Also, except in any working examples or where otherwise indicated, all numbers, such as those representing values, amounts, %, ranges, subranges, and fractions, refer to the word "about" even if "about" is not explicitly stated. It can be read as starting with Accordingly, unless otherwise indicated, the numerical parameters set forth in the following specification and appended claims are approximations which may vary depending upon the desired properties obtained by the present invention. At the very least, and not as an attempt to limit the application of the doctrine of equivalents to the claims, each numerical parameter should at least be construed in light of the number of reported significant digits and by applying ordinary rounding techniques. When closed or open numerical ranges are described herein, all numbers, values, amounts, %, subranges and fractions that are within or subsumed within a numerical range include those numbers, values, amounts, %, subranges and fractions. Fractions are to be construed as being specifically incorporated into and belonging to the original disclosure herein as if expressly set forth in their entirety.
본 발명의 넓은 범위를 설명하는 수치 범위 및 파라미터가 근사치 임에도 불구하고, 특정 양태에 기재된 수치는 가능한 한 정확하게 보고 된다. 그러나, 모든 수치는 본질적으로 각각의 시험 측정에서 발견된 표준 편차로 인해 필연적으로 발생하는 특정 오차를 포함한다.Notwithstanding that the numerical ranges and parameters setting forth the broad scope of the invention are approximations, the numerical values set forth in the specific embodiments are reported as precisely as possible. All figures, however, inherently contain certain errors necessarily resulting from the standard deviation found in their respective test measurements.
본원에 사용된 바와 같이, 다르게 표시되지 않는 한, 복수형 용어는 그의 단수형 대응물을 포함할 수 있고, 그 반대일 수도 있다. 예를 들어, 본원에서 "제1 조성물", "제2 조성물" 및 "산화제"가 언급되었지만, 이들 성분들의 조합(즉, 복수)이 사용될 수 있다. 또한, 본원에서, "및/또는"이 특정 경우에 명시적으로 사용될 수 있음에도 불구하고, 달리 언급되지 않는 한 "또는"의 사용은 "및/또는"을 의미한다.As used herein, unless otherwise indicated, plural terms may include their singular counterparts and vice versa. For example, although reference is made herein to "a first composition," "a second composition," and an "oxidizing agent," combinations (ie, multiples) of these components may be used. Also, herein, the use of "or" means "and/or" unless otherwise stated, although "and/or" may be used explicitly in certain instances.
본원에 사용된 "비롯한", "함유하는" 등의 용어는, 본원의 문맥에서 "포함하는"과 동의어로 이해되고, 따라서 개방-말단형이고, 추가의 기재되지 않고/거나 언급되지 않은 요소, 재료, 성분 및/또는 방법 단계의 존재를 배제하지 않는다. 본원에 사용된 "이루어진"은 본원의 문맥에서 임의의 불특정 요소, 성분 및/또는 방법 단계의 존재를 배제하는 것으로 이해된다. 본원에 사용된 "본질적으로 이루어진"은 본원의 문맥에서 특정 요소, 재료, 성분 및/또는 방법 단계, 및 기재된 것의 "기본 및 신규 특성에 실질적으로 영향을 주지 않는 것들"을 포함하는 것으로 이해된다.As used herein, terms such as “including”, “comprising”, etc., in the context of this application, are to be understood as synonymous with “comprising” and are thus open-ended and include elements that are not further described and/or mentioned; The presence of materials, components and/or method steps is not excluded. As used herein, “consisting of” is understood to exclude the presence of any unspecified elements, components and/or method steps in the context of the present application. As used herein, "consisting essentially of" is understood in the context of the present application to include certain elements, materials, components and/or method steps, and "those which do not materially affect the basic and novel properties" of those described.
본원에 달리 개시되지 않는 한, "실질적으로 포함하지 않는"이라는 용어는, 특정 물질의 부재와 관련하여 사용될 때, 조성물, 상기 조성물을 함유하는 욕, 및/또는 상기 조성물로부터 형성되고 이를 포함하는 층 내에 존재한다면, 그러한 물질이, 경우에 따라, 상기 조성물 및/또는 층의 총 중량(드래그-인(drag-in), 기재 및/또는 장비의 분해의 결과로서 유도되거나 존재할 수 있는 임의의 양의 물질을 제외함)을 기준으로, 단지 5 ppm 이하의 미량으로만 존재함을 의미한다. 본원에서 달리 개시되지 않는 한, 용어 "본질적으로 포함하지 않는"은, 특정 물질의 부재와 관련하여 사용될 때, 조성물, 상기 조성물을 함유하는 욕, 및/또는 상기 조성물로부터 형성되고 이를 포함하는 층 내에 존재한다면, 그러한 물질이, 경우에 따라, 상기 조성물 및/또는 층의 총 중량을 기준으로 단지 1 ppm 이하의 미량으로만 존재함을 의미한다. 본원에서 달리 개시되지 않는 한, 용어 "완전히 포함하지 않는"은, 특정 물질의 부재와 관련하여 사용될 때, 조성물, 상기 조성물을 함유하는 욕, 및/또는 상기 조성물로부터 형성되고 이를 포함하는 층 내에 존재한다면, 그러한 물질이 상기 조성물, 상기 조성물을 함유하는 욕, 및/또는 상기 조성물로부터 형성되고 이를 포함하는 층에 부재함(즉, 상기 조성물, 상기 조성물을 함유하는 욕, 및/또는 상기 조성물로부터 형성되고 이를 포함하는 층이 상기 물질을 0 ppm으로 함유함)을 의미한다.Unless otherwise disclosed herein, the term "substantially free of," when used in reference to the absence of a substance, includes a composition, a bath containing the composition, and/or a layer formed from and comprising the composition. If present, such material is present in any amount that may be derived or present as a result of decomposition of the substrate and/or equipment, as the case may be, the total weight of the composition and/or layer (drag-in). excluding substances), only in trace amounts of 5 ppm or less. Unless otherwise disclosed herein, the term "essentially free of," when used in reference to the absence of a substance, is within a composition, a bath containing the composition, and/or a layer formed from and comprising the composition. If present, it is meant that such substances are present in trace amounts of no more than 1 ppm, as the case may be, based on the total weight of the composition and/or layer. Unless otherwise disclosed herein, the term "completely free of," when used in reference to the absence of a substance, is present in a composition, a bath containing the composition, and/or a layer formed from and comprising the composition. if so, such material is absent from the composition, the bath containing the composition, and/or the layer formed from and comprising the composition (ie, the composition, the bath containing the composition, and/or formed from the composition). and the layer comprising it contains 0 ppm of the material).
본원에 사용된 용어 "상에", "상으로", "상에 적용된", "상으로 적용된", "상에 형성된", "상에 침착된", "상으로 침착된"은 표면 상에 형성, 중첩, 침착 및/또는 제공되지만, 반드시 이와 접촉되는 것은 아님을 의미한다. 예를 들어, 기재 "상에 형성된" 코팅 층은, 형성된 코팅 층과 기재 사이에 위치하는 동일 또는 상이한 조성물의 하나 이상의 다른 중간 개재 코팅 층의 존재를 배제하지 않는다.As used herein, the terms “on”, “onto”, “applied on”, “applied onto”, “formed on”, “deposited on”, “deposited onto” on a surface formed, superimposed, deposited and/or provided, but not necessarily in contact therewith. For example, a coating layer “formed on” a substrate does not exclude the presence of one or more other intervening coating layers of the same or different composition positioned between the formed coating layer and the substrate.
본원에 사용된 "염"은, 금속 양이온 및 비금속 음이온으로 이루어지고 전체 전기 전하가 0인 이온성 화합물을 지칭한다. 염은 수화되거나 무수성일 수 있다.As used herein, “salt” refers to an ionic compound consisting of a metal cation and a non-metal anion and having an overall electrical charge of zero. The salt may be hydrated or anhydrous.
본원에 사용된 "수성 조성물"은, 주로 물을 포함하는 매질 중의 용액 또는 분산액을 의미한다. 예를 들어, 수성 매질은, 매질의 총 중량을 기준으로 50 중량% 초과, 또는 70 중량% 초과, 또는 80 중량% 초과, 또는 90 중량% 초과, 또는 95 중량% 초과의 양으로 물을 포함할 수 있다. 수성 매질은, 예를 들어 실질적으로 물로 이루어질 수 있다.As used herein, "aqueous composition" means a solution or dispersion in a medium comprising primarily water. For example, the aqueous medium may comprise water in an amount greater than 50 weight percent, or greater than 70 weight percent, or greater than 80 weight percent, or greater than 90 weight percent, or greater than 95 weight percent, based on the total weight of the medium. can The aqueous medium may, for example, consist essentially of water.
본원에 사용된 "전환 조성물"은 기재 표면과 반응하거나 이를 화학적으로 변경하고 결합하여 부식 보호를 제공하는 필름을 형성할 수 있는 조성물을 지칭한다.As used herein, “conversion composition” refers to a composition capable of reacting with or chemically modifying and bonding a substrate surface to form a film that provides corrosion protection.
본원에 사용된 "전환 욕"은 전환 조성물을 함유하고 기재를 전환 조성물과 접촉시키는 공정의 부산물인 성분을 함유할 수 있는 수성 욕을 지칭한다.As used herein, "conversion bath" refers to an aqueous bath that contains the conversion composition and may contain components that are by-products of the process of contacting a substrate with the conversion composition.
본원에 사용된 용어 "제1 조성물 금속 양이온"은 란타나이드 계열 원소, IIA족 금속, IIIB족 금속, IVB족 금속, VB족 금속, VIB족 금속, VIIB족 금속 및/또는 XII족 금속의 금속 양이온을 지칭한다.As used herein, the term “first composition metal cation” refers to a metal cation of a lanthanide series element, a Group IIA metal, a Group IIIB metal, a Group IVB metal, a Group VB metal, a Group VIB metal, a Group VIIB metal and/or a Group XII metal. refers to
본원에 사용된 "밀봉 조성물"은, 예를 들어, 기판 표면의 물리적 및/또는 화학적 특성을 변경시키는 방식(예컨대, 조성물이 부식 보호를 제공함)으로 기판 표면에 침착된 물질 또는 기판 표면에 영향을 주는 조성물, 예컨대 용액 또는 분산액을 지칭한다.As used herein, a “sealing composition” refers to, for example, a material deposited on a substrate surface or affecting a substrate surface in a manner that alters the physical and/or chemical properties of the substrate surface (eg, the composition provides corrosion protection). Giving refers to a composition, such as a solution or dispersion.
본원에 사용된 용어 "IA족 금속"은, 예를 들어 문헌[Handbook of Chemistry and Physics, 63rd edition (1983)]에 기재된 원소 주기율표의 CAS 버전의 IA족에 속하는 원소를 의미하고, 이는 실제 IUPAC 넘버링(numbering)의 1족에 해당한다.As used herein, the term "group IA metal" means an element belonging to group IA of the CAS version of the Periodic Table of the Elements, described, for example, in the Handbook of Chemistry and Physics, 63 rd edition (1983), which is actually IUPAC It corresponds to
본원에 사용된 용어 "IA족 금속 화합물"은, 원소 주기율표의 CAS 버전의 IA족에 속하는 하나 이상의 원소를 포함하는 화합물을 의미한다.As used herein, the term “group IA metal compound” means a compound comprising one or more elements belonging to group IA of the CAS version of the Periodic Table of the Elements.
본원에 사용된 용어 "IIIB족 금속"은, 예를 들어, 실제 IUPAC 넘버링에서 3족에 상응하는 문헌[Handbook of Chemistry and Physics, 63rd edition (1983)]에 제시된 원소 주기율표의 CAS 버전의 이트륨 및 스칸듐을 지칭한다. 명확하게 하기 위해, "IIIB족 금속"은 란타나이드 계열 원소를 명백히 제외한다.As used herein, the term "group IIIB metal" refers to, for example, yttrium and the CAS version of the Periodic Table of the Elements set forth in Handbook of Chemistry and Physics, 63 rd edition (1983), corresponding to
본원에 사용된 용어 "IIIB족 금속 화합물"은 상기 정의된 원소 주기율표의 CAS 버전의 IIIB족에 속하는 하나 이상의 원소를 포함하는 화합물을 지칭한다.As used herein, the term “Group IIIB metal compound” refers to a compound comprising one or more elements belonging to Group IIIB of the CAS version of the Periodic Table of the Elements as defined above.
본원에 사용된 용어 "IVB족 금속"은, 예를 들어 문헌[Handbook of Chemistry and Physics, 63rd edition (1983)]에 기재된 원소 주기율표의 CAS 버전의 IVB족에 속하는 원소를 의미하고, 이는 실제 IUPAC 넘버링의 4족에 해당한다.As used herein, the term "group IVB metal" means an element belonging to group IVB of the CAS version of the Periodic Table of the Elements, described, for example, in the Handbook of Chemistry and Physics, 63 rd edition (1983), which is actually IUPAC It corresponds to the 4th group of numbering.
본원에 사용된 용어 "IVB족 금속 화합물"은 원소 주기율표의 CAS 버전의 IVB족에 속하는 하나 이상의 원소를 포함하는 화합물을 의미한다.As used herein, the term “group IVB metal compound” refers to a compound comprising one or more elements belonging to group IVB of the CAS version of the Periodic Table of the Elements.
본원에 사용된 용어 "VB족 금속"은, 예를 들어 문헌[Handbook of Chemistry and Physics, 63rd edition (1983)]에 기재된 원소 주기율표의 CAS 버전의 VB족에 속하는 원소를 의미하고, 이는 실제 IUPAC 넘버링의 5족에 해당한다.As used herein, the term "group VB metal" refers to an element belonging to group VB of the CAS version of the Periodic Table of the Elements, described, for example, in the Handbook of Chemistry and Physics, 63 rd edition (1983), which is actually IUPAC It corresponds to group 5 of numbering.
본원에 사용된 용어 "VB족 금속 화합물"은 원소 주기율표의 CAS 버전의 VB족에 속하는 하나 이상의 원소를 포함하는 화합물을 지칭한다.As used herein, the term “group VB metal compound” refers to a compound comprising one or more elements belonging to group VB of the CAS version of the Periodic Table of the Elements.
본원에 사용된 용어 "VIB족 금속"은, 예를 들어, 실제 IUPAC 넘버링에서 6족에 상응하는 문헌[Handbook of Chemistry and Physics, 63rd edition (1983)]에 제시된 원소 주기율표의 CAS 버전의 VIB족에 속하는 원소를 지칭한다.As used herein, the term "group VIB metal" refers to, for example, group VIB of the CAS version of the Periodic Table of the Elements presented in the Handbook of Chemistry and Physics, 63 rd edition (1983), corresponding to group 6 in actual IUPAC numbering, for example. refers to elements belonging to
본원에 사용된 용어 "VIB족 금속 화합물"은 원소 주기율표의 CAS 버전의 VIB족에 속하는 하나 이상의 원소를 포함하는 화합물을 지칭한다.As used herein, the term “Group VIB metal compound” refers to a compound comprising one or more elements belonging to Group VIB of the CAS version of the Periodic Table of the Elements.
본원에 사용된 용어 "란타나이드 계열 원소"는 원소 주기율표의 CAS 버전의 원소 57 내지 71을 지칭하고, 란타나이드 계열 원소의 원소 버전을 포함한다. 양태에서, 란타나이드 계열 원소는 이하 +3/+4 산화 상태로 지칭되는 +3 및 +4의 통상적인 상태 둘 다를 갖는 원소일 수 있다.As used herein, the term “lanthanide series element” refers to elements 57 through 71 of the CAS version of the Periodic Table of the Elements, and includes elemental versions of the lanthanide series elements. In an aspect, the lanthanide series element may be an element having both the conventional states of +3 and +4, hereinafter referred to as +3/+4 oxidation states.
본원에 사용된 용어 "란타나이드 화합물"은 원소 주기율표의 CAS 버전의 원소 57 내지 71 중 하나 이상의 원소를 포함하는 화합물을 지칭한다.As used herein, the term “lanthanide compound” refers to a compound comprising one or more of elements 57 to 71 of the CAS version of the Periodic Table of the Elements.
본원에 사용된 용어 "할로겐"은, 원소 주기율표의 CAS 버전의 원소 불소, 염소, 브롬, 요오드 및 아스타틴 중 임의의 것을 지칭하고, 이는 주기율표의 VIIA족에 해당한다.The term “halogen,” as used herein, refers to any of the elements fluorine, chlorine, bromine, iodine and astatine in the CAS version of the Periodic Table of the Elements, which corresponds to Group VIIA of the Periodic Table.
본원에 사용된 용어 "할라이드"는, 하나 이상의 할로겐을 포함하는 화합물을 의미한다.As used herein, the term “halide” refers to a compound comprising one or more halogens.
본원에 사용된 용어 "알루미늄"은, 기재와 관련하여 사용될 때, 알루미늄 및/또는 알루미늄 합금으로 제조되거나 이를 포함하는 기재, 및 클래드 알루미늄 기재를 지칭한다.As used herein, the term “aluminum,” when used in reference to a substrate, refers to a substrate made of or comprising aluminum and/or an aluminum alloy, and a clad aluminum substrate.
본원에 사용된 용어 "산화제"는, 전환 조성물의 성분에 관해 사용될 때, 전환 조성물에 의해 접촉되는 기재에 존재하는 금속, 전환 조성물에 존재하는 란타나이드 계열 원소, 및/또는 전환 조성물에 존재하는 금속-착화제 중 1종 이상을 산화시킬 수 있는 화학물질을 지칭한다. "산화제"에 관해 본원에 사용된 어구 "산화시킬 수 있는"은, 경우에 따라, 기재 또는 전환 조성물에 존재하는 원자 또는 분자로부터 전자를 제거하여, 이에 의해 이러한 원자 또는 분자의 전자의 수를 감소시킬 수 있음을 의미한다.As used herein, the term "oxidizer," when used in reference to a component of a conversion composition, is a metal present in the substrate contacted by the conversion composition, a lanthanide series element present in the conversion composition, and/or a metal present in the conversion composition. -Refers to a chemical that can oxidize one or more of the complexing agents. The phrase "capable of oxidizing," as used herein with respect to "oxidizing agent," optionally removes electrons from atoms or molecules present in a substrate or conversion composition, thereby reducing the number of electrons in such atoms or molecules. means you can do it.
본원에서 달리 개시되지 않는 한, 본원에서 용어 "총 조성물 중량", "조성물의 총 중량" 또는 이와 유사한 용어는, 임의의 담체 및 용매를 포함하는 각각의 조성물 중에 존재하는 모든 성분의 총 중량을 지칭한다.Unless otherwise indicated herein, the terms "total composition weight", "total weight of composition" or similar terms herein refer to the total weight of all components present in each composition, including optional carriers and solvents. do.
따라서, 전술된 설명을 고려하여, 본 발명은, 특히, 비제한적으로 하기 양상 1 내지 29에 관한 것이다:Accordingly, in view of the foregoing description, the present invention relates, inter alia, without limitation, to the following aspects 1-29:
양상Aspect
1. 기재의 적어도 일부를 접촉시키기 위한 제1 조성물로서, 란타나이드 계열 원소 양이온 및 산화제를 포함하는 제1 조성물을 포함하는, 기재를 처리하기 위한 시스템.1. A system for treating a substrate comprising a first composition for contacting at least a portion of the substrate, the first composition comprising a lanthanide series elemental cation and an oxidizing agent.
2. 제1 양상에 있어서,2. The method according to the first aspect,
산화제가 제1 조성물의 총 중량을 기준으로 25 내지 25,000 ppm의 양으로 제1 조성물에 존재하는, 시스템.wherein the oxidizing agent is present in the first composition in an amount of 25 to 25,000 ppm based on the total weight of the first composition.
3. 제1 양상 또는 제2 양상에 있어서,3. according to
란타나이드 계열 원소 양이온이 세륨, 프라세오디뮴 또는 이들의 조합을 포함하는, 시스템.wherein the lanthanide series element cation comprises cerium, praseodymium, or a combination thereof.
4. 제1 양상 내지 제3 양상 중 어느 한 양상에 있어서,4. according to any one of
란타나이드 계열 원소 양이온이 제1 전환 조성물의 총 중량을 기준으로 양이온으로서 계산된 50 내지 200 ppm의 양으로 제1 조성물에 존재하는, 시스템.wherein the lanthanide series elemental cation is present in the first composition in an amount of from 50 to 200 ppm calculated as cations based on the total weight of the first conversion composition.
5. 제1 양상 내지 제4 양상 중 어느 한 양상에 있어서,5. according to any one of
기재의 적어도 일부를 처리하기 위한 제2 조성물로서, IA족 금속 양이온을 포함하는 제2 조성물을 추가로 포함하는 시스템.A second composition for treating at least a portion of the substrate, the system further comprising a second composition comprising a Group IA metal cation.
6. 제5 양상에 있어서,6. according to the fifth aspect,
IA족 금속 양이온이 리튬, 나트륨, 칼륨 또는 이들의 조합을 포함하는, 시스템.wherein the Group IA metal cation comprises lithium, sodium, potassium, or a combination thereof.
7. 제5 양상 또는 제6 양상에 있어서,7. according to aspect 5 or 6,
IA족 금속 양이온이 제2 조성물의 총 중량을 기준으로 금속 양이온으로서 5 내지 30,000 ppm의 양으로 제2 조성물에 존재하는, 시스템.wherein the Group IA metal cation is present in the second composition in an amount of from 5 to 30,000 ppm as metal cations based on the total weight of the second composition.
8. 제5 양상 내지 제7 양상 중 어느 한 양상에 있어서,8. according to any one of aspects 5 to 7,
제2 조성물이 8 내지 13의 pH를 갖는, 시스템.wherein the second composition has a pH between 8 and 13.
9. 제1 양상 내지 제4 양상 중 어느 한 양상에 있어서,9. according to any one of
기재의 적어도 일부를 처리하기 위한 제3 조성물로서, IVB족 금속 양이온을 포함하는 제3 조성물을 추가로 포함하는 시스템.A third composition for treating at least a portion of the substrate, the system further comprising a third composition comprising a Group IVB metal cation.
10. 제9 양상에 있어서,10. The ninth aspect,
IVB족 금속 양이온이 지르코늄, 티타늄 또는 이들의 조합인, 시스템.wherein the Group IVB metal cation is zirconium, titanium, or a combination thereof.
11. 제9 양상 또는 제10 양상에 있어서,11. according to aspect 9 or 10,
IVB족 금속 양이온이 제3 조성물의 총 중량을 기준으로 금속 양이온으로서 110 내지 170 ppm의 양으로 제3 조성물에 존재하는, 시스템.wherein the Group IVB metal cation is present in the third composition in an amount of 110 to 170 ppm as metal cations based on the total weight of the third composition.
12. 제9 양상 내지 제11 양상 중 어느 한 양상에 있어서,12. The method according to any one of aspects 9 to 11,
제3 조성물이 4 내지 5의 pH를 갖는, 시스템.wherein the third composition has a pH between 4 and 5.
13. 제9 양상 내지 제12 양상 중 어느 한 양상에 있어서, 제3 조성물이 아미노 화합물을 추가로 포함하는, 시스템.13. The system of any one of aspects 9-12, wherein the third composition further comprises an amino compound.
14. 제1 양상 내지 제13 양상 중 어느 한 양상에 있어서,14. according to any one of
포스페이트를 실질적으로 포함하지 않는 시스템.A system substantially free of phosphate.
15. 제1 양상 내지 제14 양상 중 어느 한 양상에 따른 시스템으로 처리된 기재.15. A substrate treated with the system according to any one of
16. 제15 양상에 있어서,16. The method of aspect 15,
시스템으로 처리된 기재가, 지르코늄을 포함하는 조성물로 처리된 기재와 비교하여, CASS 시험에 의해 측정된 기재 표면 상의 스크라이브 크립에서 5% 이상의 감소를 갖는, 기재.The substrate treated with the system has at least a 5% reduction in scribe creep on the substrate surface as measured by the CASS test as compared to a substrate treated with a composition comprising zirconium.
17. 제15 양상 또는 제16 양상에 있어서,17. according to aspect 15 or 16,
기재 표면의 적어도 일부가 샌딩되고, 시스템으로 처리된 기재가, 지르코늄을 포함하는 조성물로 처리된 샌딩된 기재와 비교하여, 선형 부식 시험에 의해 측정된 샌딩된 기재 표면 상의 스크라이브 크립에서 55% 이상의 감소를 갖는, 기재.A substrate having at least a portion of the surface of the substrate sanded and treated with the system has a reduction of at least 55% in scribe creep on the surface of a sanded substrate as measured by a linear corrosion test as compared to a sanded substrate treated with a composition comprising zirconium having, the substrate.
18. 제15 양상 내지 제17 양상 중 어느 한 양상에 있어서,18. according to any one of aspects 15-17,
기재 표면의 적어도 일부가 샌딩되고, 시스템으로 처리된 기재가, 지르코늄을 포함하는 조성물로 처리된 샌딩된 기재와 비교하여, ASTM G85 A2 부식 시험에 의해 측정된 샌딩된 기재 표면 상의 스크라이브 크립에서 78% 이상의 감소를 갖는, 기재.At least a portion of the surface of the substrate was sanded and the substrate treated with the system had a 78% in scribe creep on the surface of the sanded substrate as measured by the ASTM G85 A2 corrosion test as compared to a sanded substrate treated with a composition comprising zirconium. A substrate having an or greater reduction.
19. 제5 양상에 따른 시스템으로 처리된 기재.19. A substrate treated with the system according to the fifth aspect.
20. 제19 양상에 있어서,20. Aspect 19, further comprising:
시스템으로 처리된 기재가, 지르코늄을 포함하는 조성물로 처리된 기재와 비교하여, ASTM G85 A2 시험에 의해 측정된 기재 표면 상의 스크라이브 크립에서 25% 이상의 감소를 갖는, 기재.A substrate treated with the system has at least a 25% reduction in scribe creep on a substrate surface as measured by the ASTM G85 A2 test as compared to a substrate treated with a composition comprising zirconium.
21. 제9 양상에 따른 시스템으로 처리된 기재.21. A substrate treated with the system according to the ninth aspect.
22. 제21항에 있어서,22. Clause 21,
시스템으로 처리된 기재가, 란타나이드 계열 원소 양이온 및 IVB족 금속 양이온 중 하나를 포함하는 조성물로 처리된 기재와 비교하여, CASS 시험에 의해 측정된 기재 표면 상의 스크라이브 크립에서 13%의 감소; 란타나이드 계열 원소 양이온 및 IVB족 금속 양이온 중 하나를 포함하는 조성물로 처리된 기재와 비교하여, SAE J2635에 의해 측정된 기재 표면 상의 스크라이브 크립에서 47%의 감소; 및/또는 란타나이드 계열 원소 양이온 및 IVB족 금속 양이온 중 하나를 포함하는 조성물로 처리된 기재와 비교하여, 크로스해치(crosshatch) 접착에서 42% 이상의 증가 중 하나 이상을 갖는, 기재.A substrate treated with the system had a 13% reduction in scribe creep on the substrate surface as measured by the CASS test, as compared to a substrate treated with a composition comprising one of a lanthanide series element cation and a Group IVB metal cation; a 47% reduction in scribe creep on the substrate surface as measured by SAE J2635 as compared to a substrate treated with a composition comprising one of a lanthanide series element cation and a Group IVB metal cation; and/or at least a 42% increase in crosshatch adhesion as compared to a substrate treated with a composition comprising one of a lanthanide series elemental cation and a Group IVB metal cation.
23. 기재 표면의 적어도 일부를, 란타나이드 계열 원소 양이온 및 산화제를 포함하는 제1 조성물과 접촉시키는 단계를 포함하는, 기재의 처리 방법.23. A method of treating a substrate comprising contacting at least a portion of the surface of the substrate with a first composition comprising a lanthanide series elemental cation and an oxidizing agent.
24. 제23 양상에 있어서,24. The method of aspect 23,
기재 표면이 제1 조성물과 접촉되어, 제1 조성물과 접촉되지 않은 기재의 표면 상에서 보다 100 카운트 이상 큰, X-선 형광에 의해 측정된 접촉된 기재 표면 상의 란타나이드 계열 원소 양이온의 수준을 야기하고, 이때 상기 X-선 형광이 옥스포드 인스트루먼츠(Oxford Instruments)의 X-메트 7500(작동 변수 60초 시간조절 검정, 15 Kv, 45 μA, 필터 3, T(p) = 1.5 μs)에 의해 측정되는, 처리 방법. the substrate surface is contacted with the first composition, resulting in a level of lanthanide series element cations on the contacted substrate surface measured by X-ray fluorescence that is at least 100 counts greater than on the surface of the substrate not contacted with the first composition; , wherein the X-ray fluorescence is measured by an X-Met 7500 from Oxford Instruments (operating parameters 60 sec timed assay, 15 Kv, 45 μA,
25. 제23 양상 또는 제24 양상에 있어서,25. Aspect 23 or 24,
기재 표면의 적어도 일부를, IA족 금속 양이온 및/또는 IVB족 금속 양이온을 포함하는 제2 조성물과 접촉시키는 단계를 추가로 포함하는, 처리 방법.and contacting at least a portion of the surface of the substrate with a second composition comprising a Group IA metal cation and/or a Group IVB metal cation.
26. 제23 양상 내지 제25 양상 중 어느 한 양상에 있어서,26. according to any one of aspects 23 to 25,
제1 조성물과 접촉시키는 단계가 제2 조성물과 접촉시키는 단계 전에 수행되는, 처리 방법.wherein the step of contacting with the first composition is performed prior to the step of contacting with the second composition.
27. 제23 양상 내지 제25 양상 중 어느 한 양상에 있어서,27. according to any one of aspects 23 to 25,
제2 조성물과 접촉시키는 단계가 제1 조성물과 접촉시키는 단계 전에 수행되는, 처리 방법.wherein the step of contacting with the second composition is performed prior to the step of contacting with the first composition.
28. 제23 양상 내지 제27 양상 중 어느 한 양상에 있어서,28. The method according to any one of aspects 23 to 27,
제1 조성물과 접촉시키는 단계가 15초 내지 4분인, 처리 방법.wherein the step of contacting with the first composition is from 15 seconds to 4 minutes.
29. 제23 양상 내지 제28 양상 중 어느 한 양상에 있어서,29. The method according to any one of aspects 23 to 28,
기재를 110 내지 232℃의 온도에서 15 내지 30분 동안 가열하는 단계를 추가로 포함하는 처리 방법.and heating the substrate at a temperature of 110 to 232° C. for 15 to 30 minutes.
30. 제29 양상에 따른 처리 방법에 의해 처리된 기재로서, 스펙트럼 성분이 제외되고 25 mm 구경으로 측정된 3.09 미만의 b* 값을 갖는 기재.30. A substrate treated by the treatment method according to aspect 29, wherein the substrate has a b * value of less than 3.09 measured with a 25 mm aperture, excluding spectral components.
본 발명의 특정 특징이 예시의 목적으로 기술되었지만, 첨부된 청구범위의 범주로부터 벗어나지 않고, 본원에 개시된 코팅 조성물, 코팅 및 방법의 수많은 변형이 수행될 수 있음이 당업자에게 자명할 것이다.While certain features of the invention have been described for purposes of illustration, it will be apparent to those skilled in the art that numerous modifications of the coating compositions, coatings and methods disclosed herein can be made without departing from the scope of the appended claims.
하기 실시예에서 본 발명이 예시되지만, 본 발명이 하기 실시예의 세부사항으로 제한되는 것으로 간주되어서는 안된다. 실시예에서 뿐만 아니라 명세서 전반에 걸쳐, 모든 부 및 %는, 달이 언급되지 않는 한, 중량에 관한 것이다.Although the present invention is illustrated in the following examples, it should not be construed that the invention is limited to the details of these examples. In the examples as well as throughout the specification, all parts and percentages are by weight, unless months are stated.
실시예Example
실시예Example 1: One:
세척제 욕detergent bath
세척제 욕을 1.25% v/v 농도의 켐클린2010LP(피피지에서 시판 중인 포스페이트-부재 알칼리성 세척제) 및 0.125%의 켐클린 181 ALP(피피지에서 시판 중인 포스페이트-부재 배합된 계면활성제 첨가제)로 제조하였다. 스프레이 세척의 경우, 10 갤런 욕을 제조하였다. 욕은 탈이온수로 구성되었다. 욕의 온도는 120℉이었고, 패널이 세척제를 통해 실행될 때, 2분 동안 이용되었다. 스프레이 세척의 압력은 일련의 "비 제트(Vee Jet)" 스프레이 노즐의 이용에 의해 10 내지 15 psi의 압력이었다.A detergent bath was prepared with ChemClean 2010LP (a phosphate-free alkaline cleaner commercially available from sebum) at a concentration of 1.25% v/v and ChemClean 181 ALP (a phosphate-free formulated surfactant additive commercially available from sebum) at 0.125% did For the spray wash, a 10 gallon bath was prepared. The bath consisted of deionized water. The bath temperature was 120° F. and was used for 2 minutes when the panel was run through the cleaner. The pressure of the spray wash was between 10 and 15 psi with the use of a series of “Vee Jet” spray nozzles.
아연 zinc 포스페이트phosphate 전처리 욕 1( pretreatment bath 1 ( 비교예comparative example ))
5 갤런 용기를 탈이온수로 대략 전체의 3/4를 채웠다. 700 mL의 켐포스(Chemfos) 700A, 1.5 mL의 켐포스 FE, 51 mL의 켐포스 AFL, 및 375 mL의 켐포스 700B(모두 피피지에서 시판 중)를 첨가하였다. 28.6 g의 아연 니트레이트 헥사하이드레이트 및 2.5 g의 나트륨 니트라이트(둘 다 피셔 사이언티픽(Fischer Scientific)에서 시판 중)를 첨가하였다. 욕의 유리 산을 0.7 내지 0.8 포인트의 유리 산, 15 내지 19 포인트의 전체 산, 및 2.2 내지 2.7 기체 포인트의 니트라이트로 조정하였다. 유리 산 및 전체 산을 다음과 같이 측정하였다:A 5 gallon vessel was filled approximately 3/4 full with deionized water. 700 mL of Chemfos 700A, 1.5 mL of Chemfos FE, 51 mL of Chemfos AFL, and 375 mL of Chemfos 700B (all commercially available from PPG) were added. 28.6 g of zinc nitrate hexahydrate and 2.5 g of sodium nitrite (both commercially available from Fischer Scientific) were added. The free acid of the bath was adjusted to 0.7 to 0.8 points of free acid, 15 to 19 points of total acid, and 2.2 to 2.7 gas points of nitrite. Free acid and total acid were determined as follows:
장비:equipment:
리브 엔젤(Reeve Angel) 802 여과지 또는 장비Reeve Angel 802 filter paper or equipment
10 mL 피펫10 mL pipette
분석 깔대기analysis funnel
25 내지 50 mL 뷰렛25 to 50 mL burette
150 mL 비이커150 mL beaker
시약:reagent:
0.1 N 나트륨 하이드록사이드 0.1 N sodium hydroxide
브로모페놀 블루 지시약 Bromophenol blue indicator
페놀프탈레인 지시약 phenolphthalein indicator
유리 산free acid 적정을 위한 과정: Procedure for titration:
1. 인산염처리 욕의 샘플을 여과하였다.1. A sample of the phosphating bath was filtered.
2. 10 mL의 여과액을 투명한 건조 150 mL 비이커 내로 피펫팅하였다.2. Pipet 10 mL of the filtrate into a clear, dry 150 mL beaker.
3. 3 내지 5 점적의 브로모페놀 블루 지시약을 여과액을 함유하는 비이커에 첨가하였다.3. Add 3-5 drops of bromophenol blue indicator to the beaker containing the filtrate.
4. 용액을 황색-녹색으로부터 투명한 밝은 청색(녹색은 부재하지만 청색-보라색 전임) 종말점까지 0.1 N 나트륨 하이드록사이드 용액으로 적정하였다.4. The solution was titrated with 0.1 N sodium hydroxide solution from yellow-green to clear bright blue (green absent but prior to blue-violet) endpoint.
5. 사용된 0.1 N 나트륨 하이드록사이드의 mL의 수를 유리 산으로서 기록하였다.5. Record the number of mL of 0.1 N sodium hydroxide used as the free acid .
전체 산 적정을 위한 과정:Procedure for total acid titration:
1. 인산염처리 욕의 샘플을 여과하였다.1. A sample of the phosphating bath was filtered.
2. 10 mL의 여과액을 투명한 건조 150 mL 비이커 내로 피펫팅하였다.2. Pipet 10 mL of the filtrate into a clear, dry 150 mL beaker.
3. 3 내지 5 점적의 페놀프탈레인 지시약을 여과액을 함유하는 비이커에 첨가하였다.3. Add 3-5 drops of phenolphthalein indicator to the beaker containing the filtrate.
4. 용액을 0.1 N 나트륨 하이드록사이드 용액으로 영구적인 분홍색이 나타날 때까지 적정하였다.4. The solution was titrated with 0.1 N sodium hydroxide solution until a permanent pink color appeared.
5. 사용된 0.1 N 나트륨 하이드록사이드의 mL의 수를 전체 산으로서 기록하였다.5. Record the number of mL of 0.1 N sodium hydroxide used as the total acid .
용액 중 니트라이트의 양을 켐포스 액체 첨가제에 대한 기술적인 데이터 시트에 기술된 프로토콜(피피지 인더스트리즈 인코포레이티드, 미국 오하이오주 클레블렌드 소재)에 따라 발효관을 사용하여 측정하였다. 발효관을, 관의 개구 바로 아래에서 전처리 욕의 70 mL 샘플의 전처리 욕으로 충전하였다. 약 2.0 g의 설팜산을 관에 첨가하였고, 관을 뒤집어 설팜산 및 전처리 용액을 혼합하였다. 기체 방출이 발생하였고, 이는 발효관의 상부에서 액체를 치환하였고, 수준을 판독하고 기록하였다. 수준은 mL 단위로 용액에서 측정된 기체 포인트에 상응하였다.The amount of nitrite in solution was measured using a fermentation tube according to the protocol described in the Technical Data Sheet for Chemposs Liquid Additives (PPG Industries, Inc., Cleveland, Ohio). The fermentation tube was filled with the pretreatment bath of a 70 mL sample of the pretreatment bath just below the opening of the tube. About 2.0 g of sulfamic acid was added to the tube, and the tube was inverted to mix the sulfamic acid and pretreatment solution. Outgassing occurred, which displaced liquid at the top of the fermentation tube, and the level was read and recorded. The level corresponds to the gas point measured in solution in mL.
유리 및 전체 산의 정확한 양을 수득하도록 조정하기 위하여, CF700 B를 이용하여 생성물 데이터 시트에 따라 조정하였다. 욕의 온도는 125℉였고, 패널이 욕을 통해 실행될 때, 2분 동안 이용되었다.To adjust to obtain the correct amount of free and total acid, a CF700 B was used and adjusted according to the product data sheet. The bath temperature was 125° F., and when the panel was run through the bath, it was used for 2 minutes.
세정 컨디셔너 욕washing conditioner bath
1.1 g/L의 버사본드(Versabond) RC(RC30으로로 지칭됨, 피피지 인더스트리즈 인코포레이티드에서 시판 중)를 탈이온수로 충전된 5 갤런(18.79 L) 용기에 첨가하여 전술한 아연 포스페이트 욕의 사용 직전에 이용하였다. 욕의 옥도는 80℉였고, 패널이 욕을 통해 실행될 때, 1분 동안 이용되었다.1.1 g/L of Versabond RC (referred to as RC30, commercially available from PPG Industries, Inc.) was added to a 5 gallon (18.79 L) vessel filled with deionized water to obtain the zinc phosphate described above. It was used immediately before use of the bath. The bath had an oximeter of 80°F and was used for 1 minute as the panel ran through the bath.
지르코늄-함유 전처리 욕 2(Zirconium-containing pretreatment bath 2 ( 비교예comparative example ))
지르코밴드 1.5(피피지 인더스트리즈 인코포레이티드에서 시판 중인 지르코늄-함유 전처리 조성물)를 5 갤런의 탈이온수에 제조자의 지시에 따라 첨가하여 175 ppm의 지르코늄을 함유하는 조성물을 수득하였다.Zircoband 1.5 (a zirconium-containing pretreatment composition available from PPG Industries, Inc.) was added to 5 gallons of deionized water according to the manufacturer's instructions to obtain a composition containing 175 ppm of zirconium.
생성된 용액은 4.72 pH(아큐멧(Accumet) 카탈로그 번호 13-620-221 pH 프로브에 부착된 써모 사이언티픽 오리온 듀얼 스타 pH/ISE 벤치 탑 리더(Thermo Scientific Orion Dual Star pH/ISE Bench Top Reader)를 사용하여 측정됨)를 가졌다. 욕의 온도는 80℉였고, 패널이 욕을 통해 실행될 때, 2분 동안 이용되었다.The resulting solution was tested using a Thermo Scientific Orion Dual Star pH/ISE Bench Top Reader attached to a pH probe of 4.72 pH (Accumet catalog number 13-620-221). measured using). The temperature of the bath was 80° F., and when the panel was run through the bath, it was used for 2 minutes.
지르코늄-함유 전처리 욕 3(Zirconium-containing pretreatment bath 3 ( 비교예comparative example ))
지르코밴드 2.0(피피지 인더스트리즈 인코포레이티드에서 시판 중인 지르코늄-함유 전처리 조성물)을 5 갤런의 탈이온수에 제조사의 지시에 따라 첨가하여 175 ppm의 지르코늄, 5 ppm의 리튬 및 40 ppm의 Mo를 함유하는 조성물을 수득하였다.Zircoband 2.0 (a zirconium-containing pretreatment composition available from PPG Industries, Inc.) was added to 5 gallons of deionized water according to the manufacturer's instructions to add 175 ppm zirconium, 5 ppm lithium and 40 ppm Mo A composition containing
생성된 용액은 4.72의 pH를 가졌다. 욕의 온도는 80℉였고, 패널이 욕을 통해 실행될 때, 2분 동안 이용되었다.The resulting solution had a pH of 4.72. The temperature of the bath was 80° F., and when the panel was run through the bath, it was used for 2 minutes.
세륨-함유 전처리 욕 4(Cerium-containing pretreatment bath 4 ( 실험예Experimental example ))
탈이온수의 2 L 용기에 3 g의 세륨(III) 클로라이드 칠수화물(아크로스 오가닉스(Acros Organics)에서 시판 중) 및 5 g의 29 내지 32% 과산화 수소(알파 애사르(Alfa Aesar)에서 시판 중)를 첨가하였다. 욕의 온도는 상온였고, 욕은 패널이 함침될 때 그대로 였다(즉, 교반되거나 진탕되지 않음). 패널이 욕을 통해 실행될 때, 2분 동안 이용되었다.In a 2 L container of deionized water, 3 g of cerium(III) chloride heptahydrate (commercially available from Acros Organics) and 5 g of 29-32% hydrogen peroxide (available from Alfa Aesar) middle) was added. The temperature of the bath was room temperature and the bath was as it was when the panel was impregnated (ie, not stirred or agitated). When the panel was run through the bath, it was used for 2 minutes.
시험 패널 제조test panel manufacturing
알루미늄 패널 제조: X610(에이씨티 테스트 패널즈 엘엘씨(ACT Test Panels LLC), 미국 미시건주 힐스데일 소재)을 절반으로 절단하여 패널 크기 4" x 6"를 만들었다. 각각의 패널의 저부 3 인치를 쓰리엠(3M)에서 시판 중인 P320 그릿 페이퍼(grit paper)로 샌딩하였고, 이를 에이티디(ATD)에서 시판 중인 6" 무작위 궤도 팜 샌더(random orbital palm sander)(어드밴스드 툴 디자인 모델(Advanced Tool Design Model)-ATD-2088) 상에서 이용하였다. 사포질을 이용하여 금속의 샌딩된 부분 및 샌딩되지 않은 부분 상에서의 임의의 부식 성능을 측정하는 데 도움을 주었다. 사포질은 후속 페인트 표면의 접착력을 증가시키는 수단으로 당해 분야에서 사용된다.Aluminum panel fabrication: X610 (ACT Test Panels LLC, Hillsdale, Michigan, USA) was cut in half to make a panel size of 4" x 6". The bottom 3 inches of each panel was sanded with P320 grit paper commercially available from 3M, which was then sanded with a 6" random orbital palm sander (Advanced) available from ATD. Tool design model (Advanced Tool Design Model)-ATD-2088).Sandpaper helped to measure any corrosion performance on sanded and unsanded parts of metal.Sandpaper was used for subsequent paint It is used in the art as a means of increasing the adhesion of a surface.
각각의 실행에서, 2개의 절반 샌딩된 X610 알루미늄 패널(에이씨티 테스트 패널즈 엘엘씨로부터 4" x 6"로 절단됨)을 먼저 다음과 같이 세척하였다: 전술된 표준 켐클린 2010LP/181ALP 욕을 49℃에서 2분 동안 사용하여, 비-제트 노즐을 10 내지 15 psi에서 사용하는 스테인레스 강 스프레이 캐비넷에서 모든 시험 패널을 스프레이 세척하고, 이어서 탈이온수 중에서 15초 동안 함침 세정하고, 15초 동안 탈이온수로 스프레이 세정하였다.In each run, two half sanded X610 aluminum panels (cut to 4" x 6" from AC Test Panels LLC) were first washed as follows: All test panels were spray cleaned in a stainless steel spray cabinet using non-jet nozzles at 10-15 psi using at 2°C for 2 minutes, followed by an immersion rinse in deionized water for 15 seconds, followed by an immersion rinse in deionized water for 15 seconds. Spray cleaned.
이어서, 패널을 다음과 같이 전술된 전처리 욕 중 하나에 도입하였다:The panel was then introduced into one of the pretreatment baths described above as follows:
세트 1- 패널을 세정 컨디셔너 욕 1에 1분 동안 함침시키고, 이어서 즉시 전처리 욕 1에 2분 동안 함침시켰다. Set 1 - Panels were immersed in cleaning
세트 2- 패널을 전처리 욕 2에 2분 동안 함침시켰다. Set 2 - The panels were immersed in
세트 3- 패널을 전처리 욕 3에 2분 동안 함침시켰다. Set 3 - The panels were immersed in
세트 4- 패널을 전처리 욕 4에 2분 동안 함침시켰다. Set 4 - The panels were immersed in
전처리 욕 중 하나에 함침시킨 후, 이어서 모든 패널을 탈이온수로 20 내지 30초 동안 스프레이 세정하였다. 오스터(Oster: 등록상표)에 의해 제조된 하이-벨로시티(Hi-Velocity) 핸드헬드 헤어 드라이어(handheld blow-dryer)(모델 번호 078302-300-000)를 약 50 내지 55℃의 온도에서 패널이 건조될 때까지(약 1 내지 5분) 하이-세팅(high-setting)으로 사용하여 패널을 따뜻한 공기로 건조하였다.After immersion in one of the pretreatment baths, all panels were then spray cleaned with deionized water for 20-30 seconds. A Hi-Velocity handheld blow-dryer (Model No. 078302-300-000) manufactured by Oster (R) was subjected to panel heating at a temperature of about 50 to 55°C. The panels were dried with warm air using high-setting until dry (about 1-5 minutes).
건조 후에, 패널을 피피지에서 시판 중인 ED7000Z 일렉트로코트로 일렉트로코팅하였다. 일렉트로코트를, 0.60 mil 두께를 목표로 적용하였다. 정류기(잔트렉스(Xantrex) 모델 XFR600-2)를 "쿨룸 제어된(Coulomb Controlled)" 설정으로 설정하였다. 조건을 아연 포스페이트에 대해 23 쿨롬 지르코늄 및 실험적인 Ce 클로라이드 전처리에 대해 24 쿨롬, 0.5 암페어 리미트, 아연 포스페이트에 대해 220 V 및 지르코늄 및 실험적인 Ce 클로라이드 전처리에 대해 180 V의 전압 설정점, 및 30초의 램프 시간으로 설정하였다. 일렉트로코트를 340 rpm의 교반 속도를 사용하여 90℉에서 유지하였다. 일렉트로코트를 적용한 후, 패널을 오븐(데스패치 모델(Despatch Model) LFD-1-42)에서 177℃에서 25분 동안 베이킹하였다. 필름 두께 게이지(피셔 테크놀로지 인코포레이티드(Fischer Technology Inc.) 모델 FMP40C)를 사용하여 코팅 두께를 측정하였다.After drying, the panels were electrocoated with ED7000Z Electrocoat commercially available from PPG. Electrocoat was applied with a target of 0.60 mil thickness. The rectifier (Xantrex model XFR600-2) was set to a "Coulomb Controlled" setting. Conditions were set at a voltage setpoint of 23 coulomb zirconium for zinc phosphate and 24 coulomb, 0.5 amp limit for the experimental Ce chloride pretreatment, 220 V for zinc phosphate and 180 V for zirconium and experimental Ce chloride pretreatment, and a voltage of 30 seconds. It was set as the ramp time. The electrocoat was maintained at 90° F. using a stirring speed of 340 rpm. After applying the electrocoat, the panels were baked in an oven (Despatch Model LFD-1-42) at 177° C. for 25 minutes. The coating thickness was measured using a film thickness gauge (Fischer Technology Inc. model FMP40C).
나안에 의한 시각적인 검사에 의해 패널을 일렉트로코트 층의 황변에 대해 평가하였다. ASTM-B 368-09 구리 아세트산 염 스프레이를 사용하여 패널을 또한 스크라이브 크립 블리스터링(blistering)에 대해 시험하여 스크라이브 크립을 측정하였다. 스크라이브 크립을 스크라이브의 좌측 및 우측까지 영향을 받은 페인트마다 측정하였다. 스크라이브를 패널 내에 위치시키고, 이어서 캐비넷에 20일 또는 480시간의 기간 동안 위치시켰다.The panels were evaluated for yellowing of the electrocoat layer by visual inspection by the naked eye. The scribe creep was measured by using ASTM-B 368-09 copper acetate salt spray to test the panels also for scribe creep blistering. Scribe creep was measured for each affected paint to the left and right of the scribe. The scribes were placed in the panel and then placed in the cabinet for a period of 20 days or 480 hours.
스크라이브를 하기 프로토콜에 따라 측정하였다: 스크라이브 길이는 4 인치/10.16 cm였다. 영향을 받은 페인트마다의 판독을 총 10 포인트의 측정치를 생성하는 스크라이브에 따라 각 cm에서 측정하였다. 이로부터, 2개의 패널의 평균은 하기 표 1에 보고된 평균 스크라이브 크립을 야기하였다. 폴러 실백(Fowler Sylvac) 디지털 칼리퍼 모델 S 235를 사용하여 측정을 수행하였다.The scribes were measured according to the following protocol: The scribe length was 4 inches/10.16 cm. Readings for each affected paint were taken at each cm along the scribe yielding a total of 10 points of measurement. From this, the average of the two panels resulted in the average scribe creep reported in Table 1 below. Measurements were performed using a Fowler Sylvac digital caliper model S 235.
하기 표는 상기한 바와 같이 시험된 패널로부터의 스크라이브 크립 측정을 제공한다.The table below provides scribe creep measurements from panels tested as described above.
[표 1][Table 1]
표 1의 데이터는 세륨을 포함하는 전처리 조성물로 전처리된 일렉트로코팅된 패널이, 지르코늄/몰리브데늄/리튬-함유 전처리제로 전처리된 일렉트로코팅된 패널과 비교하여, 구리 아세트산 염 스프레이에 대한 480시간 노출 후 스크라이브 크립(ASTM-B 368-09)에서 5% 감소를 야기한다. 특히, 지르코늄-함유 전처리 조성물로 처리된 일렉트로코팅된 패널은 나안에 가시적으로 황색인 반면, 란타나이드-함유 전처리 조성물로 처리된 일렉트로코팅된 패널은 나안에 가시적으로 황색이 아니다.The data in Table 1 show that electrocoated panels pretreated with a pretreatment composition comprising cerium were exposed to 480 hours of exposure to copper acetate salt spray compared to electrocoated panels pretreated with a zirconium/molybdenum/lithium-containing pretreatment agent. Causes a 5% reduction in post-scribe creep (ASTM-B 368-09). In particular, the electrocoated panel treated with the zirconium-containing pretreatment composition is visually yellow to the naked eye, whereas the electrocoated panel treated with the lanthanide-containing pretreatment composition is not visually yellow to the naked eye.
표 1의 데이터는 또한 세륨을 포함하는 전처리 조성물로 전처리된 일렉트로코팅된 패널이, 지르코늄-함유 전처리제로 전처리된 일렉트로코팅된 패널과 비교하여, 구리 아세트산 염 스프레이에 대한 480시간 노출 후 스크라이브 크립(ASTM-B 368-09)에서 27% 감소를 야기함을 증명한다.The data in Table 1 also show that electrocoated panels pretreated with a pretreatment composition comprising cerium exhibited scribe creep (ASTM) after 480 h exposure to copper acetate spray, compared to electrocoated panels pretreated with a zirconium-containing pretreatment. -B 368-09) to cause a 27% reduction.
표 1에 제시된 데이터는 또한 세륨을 포함하는 전처리 조성물로 전처리된 일렉트로코팅된 패널이, 아연 포스페이트 전처리제로 전처리된 일렉트로코팅된 패널과 비교하여, 스크라이브 크립 구리 아세트산 염 스프레이에 대한 480시간 노출 후 스크라이브 크립(ASTM-B 368-09)에서 65% 감소를 야기함을 증명한다.The data presented in Table 1 also show that electrocoated panels pretreated with a pretreatment composition comprising cerium, compared to electrocoated panels pretreated with a zinc phosphate pretreatment, scribe creep after 480 h exposure to a scribe creep copper acetate salt spray. (ASTM-B 368-09) results in a 65% reduction.
실시예Example 2: 2:
실시예Example 2A 2A
알루미늄 6111 패널(에이씨티 테스트 패널즈 엘엘씨)을 4" x 6" 샘플 크기로 절단하였다. 패널의 저부 3"를 6" 무작위 궤도 팜 샌더(어드밴스드 툴 디자인 모델-ATD-2088) 상에서 P320 그릿 규소 카바이드 종이(쓰리엠에서 시판 중)로 샌딩하였다. 패널 표면의 하프-샌딩(half-sanding)은 분쇄된 채 샌딩되지 않은 기재와 샌딩된 기재 사이의 임의의 부식 성능 차이를 측정하는데 도움을 줬다. 표면 샌딩 또는 샌딩은 후속 페인트 적용의 부착을 촉진하는 분야에서 수행된다.Aluminum 6111 panels (AC Test Panels LLC) were cut to 4" x 6" sample size. The bottom 3″ of the panel was sanded with P320 grit silicon carbide paper (commercially available from 3M) on a 6″ random orbital palm sander (Advanced Tool Design Model-ATD-2088). Half-sanding of the panel surface helped to measure any corrosion performance differences between the ground unsanded and sanded substrates. Surface sanding or sanding is performed in fields that facilitate adhesion of subsequent paint applications.
각각의 하프-샌딩된 6111 알루미늄 패널을 120℉에서 2분 동안 10 내지 15 psi로 비-제트 노즐을 사용하는 스테인레스 강 스프레이 탱크 중에서 표준 켐클린 2010LP/181ALP 욕[탈이온수 중 1.25 부피%의 켐클린 2010LP(피피지 인더스트리즈 인코포레이티드에서 시판 중인 포스페이트-부재 알칼리성 세척제) 및 0.125 부피%의 켐클린 181 ALP(피피지 인더스트리즈 인코포레이티드에서 시판 중인 포스페이트-부재 배합된 계면활성제 첨가제)로 이루어짐]으로 스프레이 세척하였다. 이어서, 15초 동안 탈이온수에서 함침 세정하고, 탈이온수로 15초 동안 최종적으로 스프레이 세정하였다.Each half-sanded 6111 aluminum panel was subjected to a standard ChemClean 2010LP/181ALP bath [1.25% by volume ChemClean in deionized water in a stainless steel spray tank using a non-jet nozzle at 10 to 15 psi at 120° F. for 2 minutes. 2010LP (a phosphate-free alkaline cleaner available from PPG Industries, Inc.) and 0.125% by volume of ChemClean 181 ALP (a phosphate-free formulated surfactant additive available from PPG Industries, Inc.) made by spray washing. Then, immersion cleaning in deionized water for 15 seconds and finally spray cleaning in deionized water for 15 seconds.
스프레이 세정 직후, 세정된 패널을 전처리 욕에 도입하였다.Immediately after spray cleaning, the cleaned panels were introduced into the pretreatment bath.
패널의 제1 세트를 지르코밴드 1.5(피피지 인더스트리즈 인코포레이티드에서 시판 중인 지르코늄-함유 전처리 조성물)로 전처리하였다. 5-갤런 욕을 제조사의 지시에 따라 제조하여 4.72의 pH, 200 ppm의 지르코늄 농도, 및 101 ppm의 유리 플루오라이드 농도를 수득하였다. 2분 동안 천천히 진탕하면서 80℉의 전처리 욕으로의 함침에 의해 패널을 전처리하였다.A first set of panels was pretreated with Zircoband 1.5 (a zirconium-containing pretreatment composition available from PPG Industries, Inc.). A 5-gallon bath was prepared according to the manufacturer's instructions to give a pH of 4.72, a zirconium concentration of 200 ppm, and a free fluoride concentration of 101 ppm. The panels were pretreated by immersion into a pretreatment bath at 80° F. with slow shaking for 2 minutes.
패널의 제2 세트를 세륨 클로라이드 전처리 조성물로 전처리하였다. 세륨 클로라이드 전처리 욕은 탈이온수 중 0.15 중량%의 세륨(III) 클로라이드 칠수화물(아크로스 오가닉스에서 시판 중) 및 0.25 중량%의 과산화 수소(알파 애사르에서 시판 중) 29 내지 32% 용액으로 이루어졌다. 패널을 2분 동안 어떠한 교반도 없이 상온에서 3 갤런 전처리 욕에 함침시킴으로써 전처리하였다.A second set of panels was pretreated with a cerium chloride pretreatment composition. The cerium chloride pretreatment bath consisted of a 29-32% solution of 0.15 wt% cerium(III) chloride heptahydrate (commercially available from Across Organics) and 0.25 wt% hydrogen peroxide (commercially available from Alpha Assar) in deionized water. lost. The panels were pretreated by immersion in a 3 gallon pretreatment bath at room temperature without any agitation for 2 minutes.
전처리 욕으로부터의 제거 시, 전처리된 패널을 20 내지 30초 동안 탈이온수로 스프레이 세정하였다. 오스터(등록상표)에 의해 제조된 하이-벨로시티 핸드헬드 헤어 드라이어(모델 번호 078302-300-000)를 약 50 내지 55℃의 온도에서 완전히 건조될 때까지(약 3 내지 5분) 하이-세팅으로 패널을 공기 건조하였다.Upon removal from the pretreatment bath, the pretreated panels were spray rinsed with deionized water for 20-30 seconds. High-Velocity Handheld Hair Dryer (Model No. 078302-300-000) manufactured by Auster® at a temperature of about 50-55° C. until completely dry (about 3-5 minutes) high-setting The panel was air-dried.
직류 정류기(잔트렉스 모델 XFR600-2)를 사용하여 전처리된 패널을 양이온성 ED6280Z 페인트(피피지에서 시판 중)로 일렉트로코팅하였다. 0.5 A의 전류 한계치 및 30초 램프 시간 후 220 V의 인가된 전위에서, 각각 지르코늄 및 세륨 전처리를 위해 24.5 또는 20.0 C 전하를 통과시킴으로써, 0.8 mil의 코팅 건조 필름 두께를 달성하였다. ED6280Z 페인트 욕을 90℉에서 340 rpm의 교반 속도로 유지하였다. 일렉트로코팅된 패널을 탈이온수로 스프레이 세정하였다. 패널을 전기 오븐(데스패치 모델 LFD-1-42)에서 177℃에서 25분 동안 베이킹하였다. 퍼마스코프(Permascope)(피셔 테크놀로지 인코포레이티드 모델 FMP40C)를 사용하여 코팅 두께를 측정하였다.The pretreated panels were electrocoated with cationic ED6280Z paint (commercially available from PPG) using a DC rectifier (Xantrex model XFR600-2). A coating dry film thickness of 0.8 mil was achieved by passing a 24.5 or 20.0 C charge for zirconium and cerium pretreatment, respectively, at a current limit of 0.5 A and an applied potential of 220 V after a 30 second ramp time. The ED6280Z paint bath was maintained at 90° F. at a stirring rate of 340 rpm. The electrocoated panels were spray cleaned with deionized water. The panels were baked in an electric oven (Despatch model LFD-1-42) at 177° C. for 25 minutes. Coating thicknesses were measured using a Permascope (Fischer Technology, Inc. model FMP40C).
2개의 부식 시험 방법을 이용하여 패널의 부식 성능을 평가하였다: 3주 동안의 ASTM G85 A2 환형 산성화된 염무 시험, 및 6주 동안의 선형 부식. 선형 부식 시험의 경우, 12 N 염산(HCl)의 얇은 층을 함유하는 데시케이터에 패널을 상온에서 1시간 동안 수평으로 위치시켜 HCl 증기만 샘플과 접촉하게 하고, 5분 이내에, 패널을 40℃ 및 80% 상대 습도에서 6주 동안 유지된 습윤 캐비넷에 수직 배향으로 위치시켰다. 이중 패널을 각각의 시험에 포함시켰다. 부식 시험 전에, 패널을 X-배열로 스크라이빙하였다. 스크라이브를 분쇄된 표면 상의 상부 레그(top leg) 및 샌딩된 표면 상의 저부 레그를 갖도록 위치시켰다. 각각의 레그는 40 mm 길이이다.Two corrosion test methods were used to evaluate the corrosion performance of the panels: the ASTM G85 A2 annular acidified salt mist test for 3 weeks, and linear corrosion for 6 weeks. For the linear corrosion test, the panel was placed horizontally in a desiccator containing a thin layer of 12 N hydrochloric acid (HCl) at room temperature for 1 hour so that only the HCl vapor was in contact with the sample, and within 5 minutes, the panel was placed at 40 °C. and in a wet cabinet maintained at 80% relative humidity for 6 weeks in a vertical orientation. Duplicate panels were included in each trial. Prior to corrosion testing, the panels were scribed in an X-array. The scribe was positioned with a top leg on the ground surface and a bottom leg on the sanded surface. Each leg is 40 mm long.
부식 손상을 스크라이브로부터 필라멘트 또는 블리스터의 끝까지의 직각 거리로서 측정한다. 각각의 패널은 5개 측정치의 2개의 세트를 제공하였다: 분쇄된 표면에 대한 상부 레그로부터의 세트, 및 샌딩된 표면에 대한 저부 레그로부터의 다른 세트. 측정치를 5개의 최장 부식 부위로부터 취하였다. 평균 부식 손상을 이중 패널로부터의 총 10개의 측정치를 기준으로 계산하였다. 폴러 실백 디지털 캘리퍼 모델 S 235를 사용하여 모든 판독치를 측정하였다.Corrosion damage is measured as the perpendicular distance from the scribe to the tip of the filament or blister. Each panel provided two sets of five measurements: one from the top leg for the ground surface, and another set from the bottom leg for the sanded surface. Measurements were taken from the 5 longest corrosion sites. Average corrosion damage was calculated based on a total of 10 measurements from duplex panels. All readings were taken using a Polar Sealback digital caliper model S 235.
평균 부식 손상은 하기 표 1.1에 보고된다. 대조군 지르코늄 전처리를 기준으로, 세륨 클로라이드 전처리된 패널은 샌딩된 6111 알루미늄 합금 및 샌딩되지 않은 6111 알루미늄 합금 상에서 더욱 양호한 부식 성능을 나타냈다.Average corrosion damage is reported in Table 1.1 below. Based on the control zirconium pretreatment, the cerium chloride pretreated panels showed better corrosion performance on the sanded 6111 aluminum alloy and the unsanded 6111 aluminum alloy.
[표 1.1][Table 1.1]
실시예Example 2B 2B
알루미늄 6111 패널(에이씨티 테스트 패널즈 엘엘씨)을 4" x 6" 샘플 크기로 절단하였다. 패널의 저부 3"를 6" 무작위 궤도 팜 샌더(어드밴스드 툴 디자인 모델-ATD-2088) 상에서 P320 그릿 규소 카바이드 페이퍼(쓰리엠으로부터 시판 중)로 샌딩하였다. 패널 표면의 하프-샌딩은 분쇄된 채 샌딩되지 않은 기재와 샌딩된 기재 사이의 임의의 부식 성능 차이를 측정하는데 도움을 줬다. 표면 샌딩 또는 연마는 후속 페인트 적용의 부착을 촉진하는 분야에서 수행된다.Aluminum 6111 panels (AC Test Panels LLC) were cut to 4" x 6" sample size. The bottom 3″ of the panel was sanded with P320 grit silicon carbide paper (commercially available from 3M) on a 6″ random orbital palm sander (Advanced Tool Design Model-ATD-2088). Half-sanding of the panel surface helped to measure any corrosion performance differences between the ground unsanded and sanded substrates. Surface sanding or polishing is performed in fields that facilitate adhesion of subsequent paint applications.
각각의 하프-샌딩된 6111 알루미늄 패널을, 120℉에서 2분 동안 10 내지 15 psi로 비-제트 노즐을 사용하는 스테인레스 강 스프레이 탱크에서 탈이온수 중에서 표준 켐클린 2010LP/181ALP 욕[1.25 부피%의 켐클린 2010LP(피피지 인더스트리즈 인코포레이티드에서 시판 중인 포스페이트-부재 알칼리성 세척제) 및 0.125 부피%의 켐클린 181 ALP(피피지 인더스트리즈 인코포레이티드에서 시판 중인 포스페이트-부재 배합된 계면활성제 첨가제)로 구성됨]으로 스프레이 세척하였다. 이어서, 탈이온수 중에서 15초 동안 함침 세정하고, 탈이온수로 15초 동안 최종적으로 스프레이 세정하였다.Each half-sanded 6111 aluminum panel was heated in a standard ChemClean 2010LP/181ALP bath [1.25 vol % Chem Clean 2010LP (a phosphate-free alkaline cleaner available from PPG Industries, Inc.) and ChemClean 181 ALP at 0.125% by volume (a phosphate-free formulated surfactant additive available from PPG Industries, Inc.) composed of] was spray washed. Then, immersion cleaning in deionized water for 15 seconds and finally spray cleaning in deionized water for 15 seconds.
스프레이 세정 직후, 세척된 패널을 전처리 욕에 도입하였다.Immediately after spray cleaning, the cleaned panels were introduced into the pretreatment bath.
패널의 제1 세트를 지르코밴드 1.5(피피지 인더스트리즈 인코포레이티드에서 시판 중인 지르코늄-함유 전처리 조성물)로 전처리하였다. 5-갤런 욕을 제조사의 지시에 따라 제조하여 4.72의 pH, 200 ppm의 지르코늄 농도, 및 101 ppm의 유리 플루오라이드 농도를 수득하였다. 80℉의 전처리 욕에 천천히 진탕하면서 2분 동안 함침시킴으로써 패널을 전처리하였다. 패널을 탈이온수로 20 내지 30초 동안 스프레이 세정하고, 오스터(등록상표)에 의해 제조된 하이-벨로시티 핸드헬드 헤어 드라이어(모델 번호 078302-300-000)를 약 50 내지 55℃의 온도에서 완전히 건조될 때까지(약 3 내지 5분) 하이-세팅으로 사용하여 공기 건조하였다.A first set of panels was pretreated with Zircoband 1.5 (a zirconium-containing pretreatment composition available from PPG Industries, Inc.). A 5-gallon bath was prepared according to the manufacturer's instructions to give a pH of 4.72, a zirconium concentration of 200 ppm, and a free fluoride concentration of 101 ppm. The panels were pretreated by immersion in a pretreatment bath at 80° F. for 2 minutes with slow shaking. The panel was spray cleaned with deionized water for 20 to 30 seconds, and a high-velocity handheld hair dryer manufactured by Oster (Model No. 078302-300-000) was thoroughly rinsed at a temperature of about 50 to 55°C. Air dried using high-setting until dry (about 3-5 minutes).
전술된 조성물을 갖는 3-갤런 욕으로서 제조된 2개의 별개의 전처리 조성물로 패널이 전처리되는 2-단계 전처리 공정으로 패널의 제2 내지 제5 세트를 전처리하였다.The second through fifth sets of panels were pretreated in a two-step pretreatment process in which the panels were pretreated with two separate pretreatment compositions prepared as 3-gallon baths having the compositions described above.
세륨 클로라이드 전처리 욕은 탈이온수 중 0.15 중량%의 세륨(III) 클로라이드 칠수화물(아크로스 오가닉스에서 시판 중) 및 0.25 중량%의 과산화 수소, 29 내지 32% 용액(알파 애사르에서 시판 중)으로 구성되었다.The cerium chloride pretreatment bath consisted of 0.15 wt% cerium(III) chloride heptahydrate (commercially available from Across Organics) and 0.25 wt% hydrogen peroxide, 29-32% solution (commercially available from Alpha Assar) in deionized water. was composed
리튬 하이드록사이드 전처리 욕은 탈이온수 중 0.17 중량%의 리튬 하이드록사이드 일수화물(아크로스 오가닉스에서 시판 중)로 구성되었다.The lithium hydroxide pretreatment bath consisted of 0.17 wt % lithium hydroxide monohydrate (commercially available from Across Organics) in deionized water.
리튬 카보네이트 전처리 욕은 탈이온수 중 0.15 중량%의 리튬 카보네이트(아크로스 오가닉스에서 시판 중)로 구성되었다.The lithium carbonate pretreatment bath consisted of 0.15 wt % lithium carbonate (commercially available from Across Organics) in deionized water.
패널의 제2 세트를 세륨 클로라이드/리튬 하이드록사이드 2-단계 전처리 공정으로 처리하였다. 세륨 클로라이드 전처리 조성물에 진탕 없이 상온에서 2분 동안 함침시킴으로써 패널을 먼저 전처리하였다. 패널을 탈이온수로 스프레이 세정하고, 이어서 리튬 하이드록사이드 전처리 조성물에서 상온에서 1분 동안 완전히 함침 전처리하였다. 오스터(등록상표)에 의해 제조된 하이-벨로시티 핸드헬드 헤어 드라이어(모델 번호 078302-300-000)를 약 50 내지 55℃의 온도에서 완전히 건조될 때까지(약 3 내지 5분) 하이-세팅으로 사용하여 패널을 공기 건조하였다.A second set of panels was subjected to a cerium chloride/lithium hydroxide two-step pretreatment process. The panels were first pretreated by immersing in the cerium chloride pretreatment composition at room temperature for 2 minutes without shaking. The panels were spray cleaned with deionized water, followed by a full immersion pretreatment in a lithium hydroxide pretreatment composition at room temperature for 1 minute. High-Velocity Handheld Hair Dryer (Model No. 078302-300-000) manufactured by Auster® at a temperature of about 50-55° C. until completely dry (about 3-5 minutes) high-setting was used to air-dry the panel.
패널의 제3 세트를 세륨 클로라이드/리튬 카보네이트 2-단계 전처리 공정으로 처리하였다. 세륨 클로라이드 전처리 조성물에 상온에서 2분 동안 진탕 없이 함침시킴으로써 패널을 전처리하였다. 패널을 탈이온수로 스프레이 세정하고, 이어서 리튬 카보네이트 전처리 조성물에서 1분 동안 상온에서 완전히 함침 전처리하였다. 오스터(등록상표)에 의해 제조된 하이-벨로시티 핸드헬드 헤어 드라이어(모델 번호 078302-300-000)를 약 50 내지 55℃의 온도에서 완전히 건조될 때까지(약 3 내지 5분) 하이-세팅으로 사용하여 패널을 공기 건조하였다.A third set of panels was subjected to a cerium chloride/lithium carbonate two-step pretreatment process. The panels were pretreated by impregnating the cerium chloride pretreatment composition at room temperature for 2 minutes without shaking. The panels were spray cleaned with deionized water, followed by a full immersion pretreatment in the lithium carbonate pretreatment composition for 1 minute at room temperature. High-Velocity Handheld Hair Dryer (Model No. 078302-300-000) manufactured by Auster® at a temperature of about 50-55° C. until completely dry (about 3-5 minutes) high-setting was used to air-dry the panel.
패널의 제4 세트를 리튬 하이드록사이드/세륨 클로라이드 2-단계 전처리 공정으로 전처리하였다. 리튬 하이드록사이드 전처리 조성물에 상온에서 1분 동안 함침시킴으로써 패널을 먼저 전처리하고, 바로 이어서 세륨 클로라이드 전처리 조성물에 2분 동안 함침시켰다. 패널을 탈이온수로 20 내지 30초 동안 스프레이 세정하고, 오스터(등록상표)에 의해 제조된 하이-벨로시티 핸드헬드 헤어 드라이어(모델 번호 078302-300-000)를 약 50 내지 55℃의 온도에서 완전히 건조될 때까지(약 3 내지 5분) 사용하여 공기 건조하였다.A fourth set of panels was pretreated with a lithium hydroxide/cerium chloride two-step pretreatment process. The panels were first pretreated by impregnating the lithium hydroxide pretreatment composition at room temperature for 1 minute, followed by immersion in the cerium chloride pretreatment composition for 2 minutes. The panel was spray cleaned with deionized water for 20 to 30 seconds, and a high-velocity handheld hair dryer manufactured by Oster (Model No. 078302-300-000) was thoroughly rinsed at a temperature of about 50 to 55°C. Air dried using until dryness (about 3 to 5 minutes).
패널의 제5 세트를 리튬 카보네이트/세륨 클로라이드 2-단계 전처리 공정으로 전처리하였다. 리튬 카보네이트 전처리 조성물에 상온에서 1분 동안 함침시킴으로써 패널을 먼저 전처리하고, 바로 이어서 세륨 클로라이드 전처리 조성물에 2분 동안 함침시켰다. 패널을 탈이온수로 20 내지 30초 동안 스프레이 세정하고, 오스터(등록상표)에 의해 제조된 하이-벨로시티 핸드헬드 헤어 드라이어(모델 번호 078302-300-000)를 약 50 내지 55℃의 온도에서 완전히 건조될 때까지(약 3 내지 5분) 하이-세팅으로 사용하여 공기 건조하였다.A fifth set of panels was pretreated with a lithium carbonate/cerium chloride two-step pretreatment process. The panels were first pretreated by immersion in the lithium carbonate pretreatment composition at room temperature for 1 minute, followed by immersion in the cerium chloride pretreatment composition for 2 minutes. The panel was spray cleaned with deionized water for 20 to 30 seconds, and a high-velocity handheld hair dryer manufactured by Oster (Model No. 078302-300-000) was thoroughly rinsed at a temperature of about 50 to 55°C. Air dried using high-setting until dry (about 3-5 minutes).
[표 2.1][Table 2.1]
전처리된 패널을, 직류 정류기(잔트렉스 모델 XFR600-2)를 사용하는 양이온성 ED6280Z 페인트(피피지에서 시판 중)로 일렉트로코팅하였다. 0.8 mil의 코팅 건조 필름 두께를 표 2.2에 열거된 코트 아웃 변수로 달성하였다. ED6280Z 페인트 욕을 340 rpm의 교반 속도로 90℉에서 유지하였다. 일렉트로코팅된 패널을 탈이온수로 스프레이 세정하였다. 패널을 177℃의 전기 오븐(데스패치 모델 LFD-1-42)에서 25분 동안 베이킹하였다. 퍼마스코프(피셔 테크놀로지 인코포레이티드 모델 FMP40C)를 사용하여 코팅 두께를 측정하였다.The pretreated panels were electrocoated with cationic ED6280Z paint (commercially available from PG) using a DC rectifier (Xantrex model XFR600-2). A coating dry film thickness of 0.8 mil was achieved with the coat out parameters listed in Table 2.2. The ED6280Z paint bath was maintained at 90°F with a stirring speed of 340 rpm. The electrocoated panels were spray cleaned with deionized water. The panels were baked in an electric oven at 177° C. (Despatch model LFD-1-42) for 25 minutes. Coating thickness was measured using a permasscope (Fischer Technology, Inc. model FMP40C).
[표 2.2][Table 2.2]
2개의 부식 시험 방법을 이용하여 패널의 부식 성능을 평가하였다: 3주 동안의 ASTM G85 A2 환형 산성화된 염무 시험, 및 6주 동안의 선형 부식. 선형 부식 시험의 경우, 패널을 12 N 염산(HCl)의 얇은 층을 함유하는 데시케이터에서 1시간 동안 상온에서 수평으로 위치시켜 HCl 증기만 샘플과 접촉하게 하고, 5분 이내에, 패널을 40℃ 및 80% 상대 습도에서 6주 동안 유지된 습윤 캐비넷에 수직 배향으로 위치시켰다. 부식 시험 전에, 패널을 X-배열로 스크라이빙하였다. 스크라이브를 분쇄된 표면 상의 상부 레그 및 샌딩된 표면 상의 저부 레그를 갖도록 위치시켰다. 각각의 레그는 40 mm 길이이다.Two corrosion test methods were used to evaluate the corrosion performance of the panels: the ASTM G85 A2 annular acidified salt mist test for 3 weeks, and linear corrosion for 6 weeks. For the linear corrosion test, the panel was placed horizontally in a desiccator containing a thin layer of 12 N hydrochloric acid (HCl) at room temperature for 1 hour so that only the HCl vapor was in contact with the sample, and within 5 minutes, the panel was placed at 40 °C. and in a wet cabinet maintained at 80% relative humidity for 6 weeks in a vertical orientation. Prior to corrosion testing, the panels were scribed in an X-array. The scribe was positioned with a top leg on the ground surface and a bottom leg on the sanded surface. Each leg is 40 mm long.
부식 손상을 스크라이브로부터 필라멘트 또는 블리스터의 끝까지의 직각 거리로서 측정한다. 각각의 패널은 5개 측정치의 2개의 세트를 제공하였다: 분쇄된 표면에 대한 상부 레그로부터의 세트, 및 샌딩된 표면에 대한 저부 레그로부터의 다른 세트. 측정치를 5개의 최장 부식 부위로부터 취하였다. 평균 부식 손상을 이중 패널로부터의 총 10개의 측정치를 기준으로 계산하였다. 폴러 실백 디지털 캘리퍼 모델 S 235를 사용하여 모든 판독치를 측정하였다.Corrosion damage is measured as the perpendicular distance from the scribe to the tip of the filament or blister. Each panel provided two sets of five measurements: one from the top leg for the ground surface, and another set from the bottom leg for the sanded surface. Measurements were taken from the 5 longest corrosion sites. Average corrosion damage was calculated based on a total of 10 measurements from duplex panels. All readings were taken using a Polar Sealback digital caliper model S 235.
평균 부식 손상은 표 2.3에 제시된다. 대조군 지르코늄 전처리에 비해, 모든 실험적인 2-단계 전처리는 샌딩된 6111 알루미늄 합금에 대한 양호한 부식 성능을 나타냈다.Average corrosion damage is given in Table 2.3. Compared to the control zirconium pretreatment, all experimental two-step pretreatments showed good corrosion performance for the sanded 6111 aluminum alloy.
[표 2.3][Table 2.3]
실시예Example 3: 3:
욕 제조bath manufacturing
표준 켐클린 2010LP / 181ALP 세척제: 세척제 욕을 탈이온수 중 1.25% v/v 농도의 켐클린 2010LP(피피지에서 시판 중인 포스페이트-부재 알칼리성 세척제) 및 0.125%의 켐클린 181 ALP(피피지에서 시판 중인 포스페이트-부재 배합된 계면활성제 첨가제)에서 제조하였다. 스프레이 세척의 경우, 10-갤런 욕을 제조하였다. 욕의 온도는 120℉였고, 패널이 세척제를 통해 실행될 때, 2분 동안 이용하였다. 스프레이 세척의 압력은 10 내지 15 psi였다. Standard ChemClean 2010LP / 181ALP Cleaner : Wash the detergent bath with ChemClean 2010LP at a concentration of 1.25% v/v in deionized water (a phosphate-free alkaline cleaner commercially available from sebum) and ChemClean 181 ALP at 0.125% (a phosphate-free commercially available phosphate-free cleaner from sebum) in deionized water. formulated surfactant additives). For spray washing, a 10-gallon bath was prepared. The temperature of the bath was 120° F., and when the panel was run through the cleaner, it was used for 2 minutes. The pressure of the spray wash was between 10 and 15 psi.
대조군 지르코밴드 1.5( ZB -1.5, 시판 중인 지르코늄 전처리 조성물): 5 갤런의 탈이온수에 16.73 g의 45% 헥사플루오로지르콘산(허니웰 인터내셔널 인코포레이티드(Honeywell International Inc.)에서 시판 중), 30.02 g의 2 중량% 구리 용액(피셔 사이언티픽에서 시판 중인 구리 니트레이트 헤미펜타하이드레이트를 탈이온수에 용해시킴으로써 제조됨), 15.4 g의 켐포스 AFL(피피지에서 시판 중), 및 29.8 g의 켐필(Chemfil) 완충액(피피지에서 시판 중)을 첨가하였다. 생성된 용액은 4.68의 pH 및 103 ppm의 유리 플루오라이드를 가졌다. Control Zircoband 1.5 ( ZB - 1.5, commercially available zirconium pretreatment composition) : 16.73 g of 45% hexafluorozirconic acid (commercially available from Honeywell International Inc.) in 5 gallons of deionized water. ), 30.02 g of a 2 wt % copper solution (prepared by dissolving copper nitrate hemipentahydrate commercially available from Fisher Scientific in deionized water), 15.4 g of Kempos AFL (commercially available from PPG), and 29.8 g Chemfil buffer (commercially available from sebum) was added. The resulting solution had a pH of 4.68 and free fluoride of 103 ppm.
세륨 클로라이드 전처리 조성물: 탈이온수의 2 L 용기에 3 g의 세륨(III) 클로라이드 칠수화물(아크로스 오가닉스에서 시판 중) 및 5 g의 29 내지 32% 과산화 수소(알파 애사르에서 시판 중)를 첨가하였다. Cerium Chloride Pretreatment Composition : 3 g of cerium(III) chloride heptahydrate (commercially available from Across Organics) and 5 g of 29-32% hydrogen peroxide (commercially available from Alpha Assar) in a 2 L container of deionized water added.
시험 패널 제조test panel manufacturing
세트 A 패널은 에이씨티 테스트 패널즈에서 구입한 켐포스(등록상표)700 징크 포스페이트 프리트리트먼트(Zinc Phosphate Pretreatment)로 전처리된 징크 핫 딥드 갈바나이즈드 언익스포즈드(Zinc Hot Dipped Galvanized Unexposed)(70G70UHDG) 기재였다(아이템 번호 40085).Set A panels were Zinc Hot Dipped Galvanized Unexposed, pretreated with Chempos® 700 Zinc Phosphate Pretreatment purchased from AC Test Panels (Zinc Hot Dipped Galvanized Unexposed). 70G70UHDG) (Item No. 40085).
에이씨티 테스트 패널즈로부터의 징크 핫 딥드 갈바나이즈드 익스포즈드(Zinc Hot Dipped Galvanized Exposed)(HD60G60E) 아이템 번호 53170을 절반으로 절단하여 패널 크기 4" x 6"를 만들었다.Zinc Hot Dipped Galvanized Exposed (HD60G60E) item number 53170 from AC Test Panels was cut in half to make a panel size of 4" x 6".
각각의 실행의 경우, 2개의 징크 핫 딥드 갈바나이즈드 익스포즈드(에이씨티 테스트 패널즈 엘엘씨로부터 4" x 6"로 절단됨)를 먼저 다음과 같이 세척하였다: 49℃의 욕 온도 및 10 내지 15 psi 스프레이 압력(일련의 "비 제트" 스프레이 노즐을 사용함)에서 2분 동안 전술된 표준 켐클린 2010LP/181ALP 욕을 사용하여 패널을 스테인레스-강 스프레이 캐비넷에서 스프레이 세척하고, 이어서 탈이온수에서 15초 동안 함침 세정하고, 탈이온수로 15초 동안 스프레이 세정하였다.For each run, two Zinc Hot Dipped Galvanized Exposed (cut from AC Test Panels LLC to 4" x 6") were first washed as follows: a bath temperature of 49° C. and 10 The panels were spray cleaned in a stainless-steel spray cabinet using the standard ChemClean 2010LP/181ALP bath described above for 2 minutes at 15 to 15 psi spray pressure (using a series of “non-jet” spray nozzles), followed by 15 in deionized water. Immersion rinse for seconds and spray rinse with deionized water for 15 seconds.
이어서, 세척된 패널을 전술된 2개의 전처리 조성물 중 하나에 함침시켰다:The washed panels were then impregnated with one of the two pretreatment compositions described above:
세트 B: 패널을 지르코밴드 1.5(ZB-1.5) 전처리 욕에 2분 동안 80℉의 욕 온도에서 함침시켰다.Set B: The panels were immersed in a Zircoband 1.5 (ZB-1.5) pretreatment bath for 2 minutes at a bath temperature of 80° F.
세트 C: 패널을 세륨 클로라이드 전처리 욕에 1분 동안 상온에서 함침시켰다.Set C: The panels were immersed in a cerium chloride pretreatment bath for 1 minute at room temperature.
이어서, 세트 B 및 C로부터의 모든 패널을 탈이온수로 20 내지 30초 동안 스프레이 세정하였다. 오스터(등록상표)에 의해 제조된 하이-벨로시티 핸드헬드 헤어 드라이어(모델 번호 078302-300-000)를 약 50 내지 55℃의 온도에서 패널이 건조될 때까지(약 1 내지 5분) 하이-세팅으로 패널을 따뜻한 공기 건조하였다.All panels from sets B and C were then spray cleaned with deionized water for 20-30 seconds. A high-velocity handheld hair dryer (model number 078302-300-000) manufactured by Auster® was heated at a temperature of about 50 to 55° C. until the panels were dried (about 1 to 5 minutes). In the setting, the panels were warm air dried.
세트 A, B 및 C로부터의 모든 패널을 피피지에서 시판 중인 ED7000Z 일렉트로코트로 일렉트로코팅하였다. 일렉트로코트를, 0.60 mil 두께를 목표로 적용하였다. 정류기(잔트렉스 모델 XFR600-2)를 "쿨롬 제어된" 설정으로 설정하였다. 조건은 세트 A(아연 포스페이트 전처리)에 대해 23 쿨롬, 및 세트 B(지르코늄 전처리) 및 세트 C(세륨 클로라이드 전처리)에 대해 24 쿨롬, 0.5 암페어 리미트, 세트 A에 대해 220 V 및 세트 B 및 세트 C에 대해 180 V의 전압 설정점, 및 30초의 램프 시간으로 설정하였다. 일렉트로코트를 340 rpm의 교반 속도로 90℉에서 유지하였다. 일렉트로코트를 인가한 후, 패널을 177℃의 오븐(데스패치 모델 LFD-1-42)에서 25분 동안 베이킹하였다. 필름 두께 게이지(피셔 테크놀로지 인코포레이티드 모델 FMP40C)를 사용하여 코팅 두께를 측정하였다.All panels from sets A, B and C were electrocoated with ED7000Z Electrocoat commercially available from PPG. Electrocoat was applied with a target of 0.60 mil thickness. The rectifier (Zantrex model XFR600-2) was set to the "Coulomb controlled" setting. Conditions are 23 coulomb for set A (zinc phosphate pretreatment), and 24 coulomb for set B (zirconium pretreatment) and set C (cerium chloride pretreatment), 0.5 amp limit, 220 V for set A and set B and set C was set to a voltage setpoint of 180 V, and a ramp time of 30 seconds. The electrocoat was maintained at 90° F. with a stirring speed of 340 rpm. After applying the electrocoat, the panels were baked in an oven at 177° C. (Despatch model LFD-1-42) for 25 minutes. The coating thickness was measured using a film thickness gauge (Fischer Technology, Inc. model FMP40C).
코팅된 패널을, GMW 14872 환형 손상 시험 방법을 사용하는 스크라이브 크립 블리스터링에 대해 시험하였다. 스크라이브 크립을 스크라이브의 좌측 및 우측까지 영향을 받은 페인트마다 측정하였다. 스크라이브를 패널에 위치시키고, 이어서 40 사이클의 길이 동안 캐비넷에 위치시켰다.The coated panels were tested for scribe creep blistering using the GMW 14872 Annular Damage Test Method. Scribe creep was measured for each affected paint to the left and right of the scribe. The scribes were placed on the panel and then placed in the cabinet for a length of 40 cycles.
2개의 시험 패널을 평균 스크라이브 크립을 수득하기 위해 평가하였다. 스크라이브의 길이는 4 인치(10.16 cm)였다. 영향을 받은 페인트마다의 판독치를 스크라이브를 따라 1 cm마다 측정하여 각각의 패널에 대해 총 10 포인트의 측정치를 생성하였다. 폴러 실백 디지털 캘리퍼 모델 S 235를 사용하여 측정치를 얻었다. 각각의 패널의 평균 스크라이브 크립은 10개의 측정치에 대한 평균 스크라이브 크립였다. 이로부터, 2개의 패널 각각의 평균 스크라이브 크립의 평균은 하기 표 3.1에 표시된 각각의 세트에 대한 평균 스크라이브 크립을 야기하였다.Two test panels were evaluated to obtain average scribe creep. The length of the scribe was 4 inches (10.16 cm). Readings for each affected paint were taken every 1 cm along the scribe, resulting in a total of 10 points of measurement for each panel. Measurements were obtained using a Polar Sealback digital caliper model S 235. The average scribe creep for each panel was the average scribe creep for 10 measurements. From this, the average of the average scribe creep of each of the two panels resulted in the average scribe creep for each set shown in Table 3.1 below.
[표 3.1][Table 3.1]
표 3.1의 데이터는 아연 포스페이트 전처리 조성물 또는 지르코늄 전처리 조성물로 처리된 패널과 비교하여 본 발명의 시스템(즉, 세륨 전처리 조성물)으로 처리된 패널 상의 평균 스크라이브 크립에서 21% 이상의 감소를 나타낸다(GMW 14872 환형 손상 시험에 의해 측정됨).The data in Table 3.1 show a reduction of at least 21% in average scribe creep on panels treated with the system of the present invention (i.e., cerium pretreatment composition) compared to panels treated with either the zinc phosphate pretreatment composition or the zirconium pretreatment composition (GMW 14872 Cyclic) as measured by the damage test).
실시예Example 4: 4:
욕 조성물bath composition
표준 울트락스 ( Ultrax ) 14AWS 세척제: 욕을 탈이온수 중 1.25% v/v 농도의 울트락스 14(피피지에서 시판 중인 계면활성제와 배합된 온화한 알칼리성 세척제)에서 제조하였다. Standard Ultrax 14 AWS Cleaner : The bath was prepared in 1.25% v/v concentration in deionized water ( mild alkaline cleaner combined with a surfactant commercially available from PPG).
AMC66AW 탈산화제: 욕을 2% v/v 농도의 AMC66(피피지에서 시판 중인 질산 부재 산성 탈산화제)으로 제조하였다. 패널을 120℉에서 1분 동안 욕을 통해 실행하였다. AMC66AW Deoxidizer : The bath was prepared with AMC66 (acid deoxidizer without nitric acid commercially available from sebum) at a concentration of 2% v/v. The panels were run through the bath at 120° F. for 1 minute.
대조군 X-본드(Bond)(시판 중인 지르코늄 전처리 조성물): 5 갤런의 탈이온수에 24.13 g의 45% 헥사플루오로지르콘산(허니웰 인터내셔널 인코포레이티드에서 시판 중), 16 g의 켐포스 AFL(피피지에서 시판 중), 및 33 g의 켐필 완충액(피피지에서 시판 중)을 첨가하였다. 생성된 용액은 4.63의 pH 및 91.2 ppm의 유리 플루오라이드를 가졌다. Control X-Bond (commercially available zirconium pretreatment composition) : 24.13 g of 45% hexafluorozirconic acid (commercially available from Honeywell International, Inc.), 16 g of Kempos AFL in 5 gallons of deionized water (commercially available from sebum), and 33 g of chemfil buffer (commercially available from sebum) were added. The resulting solution had a pH of 4.63 and free fluoride of 91.2 ppm.
표준 켐실 ( Chemseal ) 59: 1 갤런 슬리브에서, 1% v/v 켐실 59(피피지에서 시판 중인 산성 밀봉제)를 pH = 4.2에서 제조하였다.In a standard Chemseal 59 : 1 gallon sleeve , 1% v/v Chemseal 59 ( an acidic sealant commercially available from PPG) was prepared at pH = 4.2.
세륨 클로라이드(실험적인 전처리 조성물): 탈이온수의 2 L 용기에 3 g의 세륨(III) 클로라이드 칠수화물(아크로스 오가닉스에서 시판 중) 및 6 g의 29 내지 32% 과산화 수소(알파 애사르에서 시판 중)를 첨가하였다. Cerium Chloride (Experimental Pretreatment Composition) : 3 g of cerium(III) chloride heptahydrate (commercially available from Across Organics) and 6 g of 29-32% hydrogen peroxide (from Alpha Assar) in a 2 L container of deionized water. commercially available) was added.
시험 패널 제조test panel manufacturing
알루미늄 합금 6061 패널(에이씨티 테스트 패널즈 엘엘씨)을 반으로 절단하여 패널 크기 4" x 6"를 만들었다. 각각의 설정을 위하여, 2개의 6061 알루미늄 패널을 먼저 다음과 같이 세척하였다: 비-제트 노즐을 10 내지 15 psi로 사용하는 스테인레스 강 스프레이 캐비넷에서, 전술한 표준 울트락스14AWS 세척제의 10-갤런 욕을 49℃의 욕 온도에서 2분 동안 사용하여 모든 시험 패널을 스프레이 세척하고, 이어서 탈이온수에서 15초 동안 함침 세정하고, 탈이온수로 15초 동안 스프레이 세정하였다. 이어서, 패널을 전술한 AMC66AW 탈산화제 욕에 49℃ 욕 온도에서 1분 동안 함침시키고, 이어서 탈이온수로 15초 동안 스프레이 세정하였다.An aluminum alloy 6061 panel (AC Test Panels LLC) was cut in half to make a panel size of 4" x 6". For each setup, two 6061 aluminum panels were first washed as follows: In a stainless steel spray cabinet using a non-jet nozzle at 10-15 psi, a 10-gallon bath of the standard Ultrax14AWS cleaner described above was applied. All test panels were spray cleaned using a bath temperature of 49° C. for 2 minutes, followed by an immersion rinse in deionized water for 15 seconds, followed by a spray rinse in deionized water for 15 seconds. The panels were then immersed in the aforementioned AMC66AW deoxidizer bath at 49° C. bath temperature for 1 minute, followed by spray cleaning with deionized water for 15 seconds.
이어서, 패널을 상기 상술한 전처리 욕에 도입하였다.The panel was then introduced into the pretreatment bath described above.
세트 1: 패널을 X-본드(XB) 전처리 욕에 2분 동안 80℉의 욕 온도에서 함침시켰다.Set 1: Panels were immersed in an X-Bond (XB) pretreatment bath for 2 minutes at a bath temperature of 80°F.
세트 2: 패널을 세륨 클로라이드 전처리 욕에 2분 동안 상온에서 함침시켰다.Set 2: Panels were immersed in a cerium chloride pretreatment bath for 2 minutes at room temperature.
세트 3: 패널을 세륨 클로라이드 전처리 욕에 2분 동안 상온에서 함침시키고, 이어서 켐실 59 욕에서 1분 동안 상온에서 함침시켰다.Set 3: Panels were immersed in a cerium chloride pretreatment bath for 2 minutes at room temperature, followed by immersion in a Chemsil 59 bath for 1 minute at room temperature.
이어서, 모든 패널을 탈이온수로 20 내지 30초 동안 스프레이 세정하였다. 오스터(등록상표)에 의해 제조된 하이-벨로시티 핸드헬드 헤어 드라이어(모델 번호 078302-300-000)를 약 50 내지 55℃의 온도에서 패널이 건조될 때까지(약 1 내지 5분) 하이-세팅으로 사용하여 패널을 따뜻한 공기 건조하였다.All panels were then spray cleaned with deionized water for 20-30 seconds. A high-velocity handheld hair dryer (model number 078302-300-000) manufactured by Auster® was heated at a temperature of about 50 to 55° C. until the panels were dried (about 1 to 5 minutes). The panel was warm air dried using the setting.
건조한 후, 전환 코팅을 X-선 형광[X-메트(X-Met) 7500, 옥스포드 인스트루먼츠; 작동 변수 60초 시간조절 검정, 15 Kv, 45 μA, 필터 3, 란타나이드에 대해 T(p) = 1.1 μs)에 의해 측정하였다. 출력 프로파일에 기인하여, 비-란타나이드 전환 코팅은 0 카운트의 기저선을 갖지 않고, 이에 따라, 카운트의 절대 값이 아닌, 측정된 카운트와 기저선 사이의 차이는 코팅의 조성을 나타낸다. 결과는 표 4.1에 보고된다.After drying, the conversion coating was subjected to X-ray fluorescence [X-Met 7500, Oxford Instruments; Operating parameters were determined by a 60 second timed assay, 15 Kv, 45 μA,
[표 4.1][Table 4.1]
나머지 패널에 분말 코팅 엔비르아크릴(Enviracryl: 등록상표) PCC10103(피피지에서 시판 중인 아크릴계 코팅)을 2.75 mil의 두께까지 코팅하였다.The remaining panel was coated with powder-coated Enviracryl (registered trademark) PCC10103 (acrylic coating commercially available from PPG) to a thickness of 2.75 mil.
ASTM-B 368-09 구리 아세트산 염 스프레이를 사용하여 코팅된 패널을 스크라이브 크립 블리스터링에 대해 시험하여 스크라이브 크립을 측정하였다. 스크라이브 크립을 스크라이브의 좌측 및 우측까지 영향을 받은 페인트마다 측정하였다. 스크라이브를 패널에 위치시킨 후, 10일 또는 240시간의 길이 동안 캐비넷에 위치시켰다. 4-인치 스크라이브를 따라 균등하게 이격된 7개의 포인트에서 측정된, 2개의 시험 패널로부터의 스크라이브 크립 측정치의 표가 하기 제시된다. 폴러 실백 디지털 캘리퍼 모델 S 235를 사용하여 측정치를 기록하였다.Scrib creep was measured by testing the coated panels for scribe creep blistering using ASTM-B 368-09 copper acetate salt spray. Scribe creep was measured for each affected paint to the left and right of the scribe. The scribes were placed in the panel and then placed in the cabinet for a length of 10 days or 240 hours. A table of scribe creep measurements from two test panels, measured at 7 equally spaced points along a 4-inch scribe, is presented below. Measurements were recorded using a Polar Sealback digital caliper Model S 235.
SAE J2635 방법을 사용하여 패널을 선형 부식에 대해 시험하였다. 스크라이브 크립을 스크라이브의 좌측 또는 우측까지 영향을 받은 페인트마다 측정한다. 스크라이브를 패널에 위치시킨 후, 개시하고, 이어서 습윤 캐비넷에 28일 동안 위치시켰다. 4-인치 스크라이브에 따라 균등하게 이격된 7개의 포인트에서 측정된, 세트 당 2개의 패널의 평균으로부터의 스크라이브 크립의 표가 하기 제시된다.The panels were tested for linear corrosion using the SAE J2635 method. The scribe creep is measured for each affected paint to the left or right of the scribe. The scribes were placed on the panel, then initiated, and then placed in a wet cabinet for 28 days. A table of scribe creep from the average of two panels per set, measured at 7 equally spaced points along a 4-inch scribe, is presented below.
60℃로 가열된 물 욕에서 1일 소킹(soaking) 후에 크로스해치 접착 시험을 패널에 수행하였다. 패널을 상온 조건에서 20분 동안 회복시켰다. 레이저 블레이드(razor blade) 및 가드코 템퍼(Gardco Temper) II 게이지 도구를 사용하여, 1.5 mm 이격된 11개의 컷을 다른 1.5 mm 이격된 11개 컷과 수직으로 만들었다. 섬유질 테이프를 상기 영역에 부착하고, 신속하게 당겼다. 페인트 부착을 1(잔류하는 페인트 부착이 없음) 내지 10(완전한 부착)의 등급으로 점수매겼다.A crosshatch adhesion test was performed on the panels after soaking for one day in a water bath heated to 60°C. The panel was allowed to recover at room temperature for 20 minutes. Using a razor blade and Gardco Temper II gauge tool, 11 cuts spaced 1.5 mm apart were made perpendicular to 11 cuts spaced 1.5 mm apart. A fibrous tape was applied to the area and pulled quickly. Paint adhesion was scored on a scale of 1 (no paint adhesion remaining) to 10 (complete adhesion).
[표 4.2][Table 4.2]
표 4.2의 데이터는 세륨 전환 조성물만으로 또는 지르코늄 조성물만으로 처리된 패널과 비교하여, 본 발명의 시스템으로 처리된 패널 상의 스크라이브 크립에서, CASS 시험으로 측정된 13% 이상의 감소를 나타냈다. 또한, 표 4.2의 데이터는 세륨 전환 조성물만으로 또는 지르코늄 조성물만으로 처리된 패널과 비교하여, 본 발명의 시스템(즉, 세륨 전환 조성물 및 이어서 지르코늄-함유 전환 조성물)으로 처리된 패널 상의 스크라이브 크립에서, SAE J2635 시험에 의해 측정된 47% 이상의 감소를 나타냈다. 최종적으로, 표 4.2의 데이터는 세륨 전환 조성물만으로 또는 지르코늄 조성물만으로 처리된 패널과 비교하여, 본 발명의 시스템(즉, 세륨 전환 조성물 및 이어서 지르코늄-함유 전환 조성물)으로 처리된 패널 상의 크로스해치 접착에서 42% 이상의 증가를 나타낸다.The data in Table 4.2 show a reduction of at least 13% as measured by the CASS test in scribe creep on panels treated with the system of the present invention compared to panels treated with either the cerium conversion composition alone or the zirconium composition alone. The data in Table 4.2 also show that in scribe creep on panels treated with the system of the invention (i.e., cerium conversion composition followed by zirconium-containing conversion composition), SAE compared to panels treated with either the cerium conversion composition alone or the zirconium composition alone, showed a reduction of at least 47% as measured by the J2635 test. Finally, the data in Table 4.2 show that the crosshatch adhesion on panels treated with the system of the present invention (i.e., the cerium conversion composition followed by the zirconium-containing conversion composition) compared to panels treated with the cerium conversion composition alone or the zirconium composition alone. shows an increase of more than 42%.
실시예Example 5 5
욕 조성물bath composition
표준 켐클린 2010LP / 181ALP 세척제: 탈이온수 중 1.25% v/v 농도의 켐클린 2010LP(피피지에서 시판 중인 포스페이트-부재 알칼리성 세척제) 및 0.125%의 켐클린 181 ALP(피피지에서 시판 중인 포스페이트-부재 배합된 계면활성제 첨가제)에서 욕을 제조하였다. 스프레이 세척의 경우, 10-갤런 욕을 제조하였다. Standard ChemClean 2010LP / 181ALP Cleaner : ChemClean 2010LP at a concentration of 1.25% v/v in deionized water (a phosphate-free alkaline cleaner available from sebum) and ChemClean 181 ALP at 0.125% (a phosphate-free blended interface commercially available from sebum) activator additive). For spray washing, a 10-gallon bath was prepared.
케모데옥스(ChemDeox)395: 산성 탈산화제(pH 2.5)를 헥사플루오로규산, 암모늄 바이플루오라이드 및 나트륨 하이드록사이드로부터 제조하였다. ChemDeox 395 : Acidic deoxidizer (pH 2.5) was prepared from hexafluorosilicic acid, ammonium bifluoride and sodium hydroxide.
대조군 지르코밴드 1.5(시판 중인 지르코늄 전처리 조성물): 5 갤런의 탈이온수에 19.16 g의 45% 헥사플루오로지르콘산(허니웰 인터내셔널 인코포레이티드에서 시판 중), 35.09 g의 2중량% 구리 용액[구리 니트레이트 헤미펜타하이드레이트(피셔 사이언티픽에서 시판 중)를 탈이온수에 용해시킴으로써 제조됨], 14 g의 켐포스 AFL(피피지에서 시판 중), 및 32 g의 켐필 완충액(피피지에서 시판 중)을 첨가하였다. 생성된 용액은 4.61의 pH 및 91.2 ppm의 유리 플루오라이드를 가졌다. Control Zircoband 1.5 (commercially available zirconium pretreatment composition) : 19.16 g 45% hexafluorozirconic acid (commercially available from Honeywell International, Inc.), 35.09
표준 켐실 59: 1-갤런 슬리브에서, 1% v/v 켐실 59(피피지에서 시판 중인 산성 실러)를 pH = 4.2에서 제조하였다. standard chemsil 59 : In a 1-gallon sleeve, 1% v/v Chemsil 59 (an acidic sealer commercially available from PPG) was prepared at pH = 4.2.
세륨 클로라이드 전처리 조성물: 탈이온수의 2-L 용기에 3 g의 세륨(III) 클로라이드 칠수화물(아크로스 오가닉스에서 시판 중) 및 6 g의 29 내지 32% 과산화 수소(알파 애사르에서 시판 중)를 첨가하였다. Cerium Chloride Pretreatment Composition : 3 g of cerium(III) chloride heptahydrate (commercially available from Across Organics) and 6 g of 29-32% hydrogen peroxide (commercially available from Alpha Assar) in a 2-L container of deionized water was added.
시험 패널 제조test panel manufacturing
알루미늄 합금 6061 패널(에이씨티 테스트 패널즈 엘엘씨)을 반으로 절단하여 패널 크기 4" x 6"를 만들었다. 각각의 세트의 경우, 2개의 6061 알루미늄 패널을 먼저 다음과 같이 세척하였다: 모든 시험 패널을 비-제트 노즐을 10 내지 15 psi로 사용하는 스테인레스 강 스프레이 캐비넷에서, 상기 상술된 표준 켐클린 2010LP/181ALP 세척제 욕을 49℃의 욕 온도에서 2분 동안 사용하여 스프레이 세척하고, 이어서 탈이온수에서 15초 동안 함침 세정하고, 탈이온수로 15초 동안 스프레이 세정하였다. 이어서, 패널을 1분 동안 빨리 진탕하면서 90℉의 욕 온도로 켐데옥스395에 함침시키고, 이어서 탈이온수로 15초 동안 스프레이 세정하였다.An aluminum alloy 6061 panel (AC Test Panels LLC) was cut in half to make a panel size of 4" x 6". For each set, two 6061 aluminum panels were first cleaned as follows: All test panels were cleaned in a stainless steel spray cabinet using non-jet nozzles at 10-15 psi, standard ChemClean 2010LP/181ALP detailed above. The detergent bath was spray washed using a bath temperature of 49° C. for 2 minutes, followed by an immersion rinse in deionized water for 15 seconds, followed by a spray rinse in deionized water for 15 seconds. The panels were then immersed in Chemdeox395 at a bath temperature of 90° F. with rapid shaking for 1 minute followed by spray cleaning with deionized water for 15 seconds.
이어서, 패널을 상기 상술된 전처리 욕에 도입하였다:The panel was then introduced into the pretreatment bath detailed above:
세트 4: 패널을 지르코밴드 1.5 전처리 욕에 2분 동안 80℉의 욕 온도에서 함침시켰다.Set 4: Panels were immersed in a Zircoband 1.5 pretreatment bath for 2 minutes at a bath temperature of 80°F.
세트 5: 패널을 세륨 클로라이드 전처리 욕에 2분 동안 상온에서 함침시켰다.Set 5: Panels were immersed in a cerium chloride pretreatment bath for 2 minutes at room temperature.
세트 6: 패널을 세륨 클로라이드 전처리 욕에 2분 동안 상온에서 함침시키고, 이어서 켐실 59 욕에 1분 동안 상온에서 함침시켰다.Set 6: Panels were immersed in a cerium chloride pretreatment bath for 2 minutes at room temperature, followed by a Chemsil 59 bath for 1 minute at room temperature.
이어서, 모든 전처리된 패널을 탈이온수로 20 내지 30초 동안 스프레이 세정하고, 오스터(등록상표)에 의해 제조된 하이-벨로시티 핸드헬드 헤어 드라이어(모델 번호 078302-300-000)를 약 50 내지 55℃의 온도에서 패널이 건조될 때까지(약 1 내지 5분), 하이-세팅으로 사용하여 따뜻한 공기 건조하였다.Then, all pretreated panels were spray cleaned with deionized water for 20 to 30 seconds, and a high-velocity handheld hair dryer manufactured by Oster (Model No. 078302-300-000) was applied to about 50 to 55 At a temperature of °C until the panels dry (approximately 1-5 minutes), use as a high-setting to dry in warm air.
건조 후, 전환 코팅을 X-선 형광(X-메트 7500, 옥스포드 인스트루먼츠; 작동 변수 60초 시간조절 검정, 15 Kv, 45 μA, 필터 3, 란타나이드에 대해 T(p) = 1.1 μs)에 의해 측정하였다. 출력의 프로파일에 기인하여, 비-란타나이드 전환 코팅은 0 카운트의 기저선을 갖지 않고, 이에 따라, 카운트의 절대 값이 아니라, 측정된 카운트와 기저선 사이의 차이가 코팅의 조성을 나타냈다.After drying, the conversion coating was analyzed by X-ray fluorescence (X-Met 7500, Oxford Instruments; operating parameters 60 sec timed assay, 15 Kv, 45 μA,
[표 5.1][Table 5.1]
건조 후, 피피지에서 시판 중인 ED7000Z 일렉트로코트로 패널을 일렉트로코팅하였다. 일렉트로코트를, 0.60 mil 두께를 목표로 적용하였다. 정류기(잔트렉스 모델 XFR600-2)를 "쿨롬 제어된" 설정으로 설정하였다. 조건을 세트 4(지르코늄)에 대해 22 쿨롬, 및 세트 5(세륨 클로라이드) 및 세트 6(세륨 클로라이드 및 실)에 대해 21 쿨롬, 및 및 0.5 암페어 리미트, 200 V의 전압 설정점, 및 30s의 램프 시간으로 설정하였다. 일렉트로코트를 320 rpm의 교반 속도와 함께 90℉의 욕 온도에서 유지하였다. 일렉트로코트를 적용한 후, 패널을 177℃의 오븐(데스패치 모델 LFD-1-42)에서 25분 동안 베이킹하였다. 필름 두께 게이지(피셔 테크놀로지 인코포레이티드 모델 FMP40C)를 사용하여 코팅 두께를 측정하였다.After drying, the panel was electrocoated with ED7000Z Electrocoat commercially available from PPG. Electrocoat was applied with a target of 0.60 mil thickness. The rectifier (Zantrex model XFR600-2) was set to the "Coulomb controlled" setting. Conditions were set to 22 coulomb for set 4 (zirconium), and 21 coulomb for set 5 (cerium chloride) and set 6 (cerium chloride and seal), and 0.5 amp limit, a voltage setpoint of 200 V, and a ramp of 30 s. time was set. The electrocoat was maintained at a bath temperature of 90° F. with a stirring speed of 320 rpm. After electrocoat application, the panels were baked in an oven at 177° C. (Despatch model LFD-1-42) for 25 minutes. The coating thickness was measured using a film thickness gauge (Fischer Technology, Inc. model FMP40C).
STM-B 368-09 구리 아세트산 염 스프레이를 사용하여 코팅된 패널을 스크라이브 크립 블리스터링에 대해 시험하여 스크라이브 크립을 측정하였다. 스크라이브 크립을 스크라이브의 좌측 및 우측까지 영향을 받은 페인트마다 측정하였다. 스크라이브를 패널에 위치시킨 후, 20일 또는 480시간의 기간 동안 캐비넷에 위치시켰다. 4-인치 스크라이브에 따라 균등하게 이격된 7개 포인트에서 측정된, 세트 당 2개의 시험 패널의 평균으로부터의 스크라이브 크립 측정치의 표가 하기 제시된다. 폴러 실백 디지털 캘리퍼 모델 S 235를 사용하여 측정치를 기록하였다.Scribe creep was measured by testing the coated panels for scribe creep blistering using STM-B 368-09 copper acetate salt spray. Scribe creep was measured for each affected paint to the left and right of the scribe. The scribes were placed in the panel and then placed in the cabinet for a period of 20 days or 480 hours. A table of scribe creep measurements from the average of two test panels per set, measured at 7 equally spaced points along a 4-inch scribe, is presented below. Measurements were recorded using a Polar Sealback digital caliper Model S 235.
패널을 선형 부식에 대해 6주 동안 시험하였다. 12 N 염산(HCl)의 얇은 층을 함유하는 데시케이터에서 1시간 동안 상온에서 패널을 수평으로 위치시켜 HCl 증기만이 샘플과 접촉하게 하고, 5분 이내에, 패널을 40℃ 및 80% 상대 습도에서 6주 동안 유지된 습윤 캐비넷에 수직 배향으로 위치시켰다. 스크라이브 크립을 스크라이브의 좌측 및 우측까지 영향을 받은 페인트마다 측정하였다. 4-인치 스크라이브에 따라 균등하게 이격된 7개의 포인트에서 측정된, 세트 당 2개의 시험 패널의 평균으로부터의 스크라이브 크립 측정치의 표가 하기 제시된다. 폴러 실백 디지털 캘리퍼 모델 S 235를 사용하여 측정치를 기록하였다.The panels were tested for linear corrosion for 6 weeks. Place the panels horizontally at room temperature for 1 hour in a desiccator containing a thin layer of 12 N hydrochloric acid (HCl) so that only HCl vapors come into contact with the sample, and within 5 minutes, place the panels at 40° C. and 80% relative humidity. was placed in a vertical orientation in a wet cabinet maintained for 6 weeks in Scribe creep was measured for each affected paint to the left and right of the scribe. A table of scribe creep measurements from the average of two test panels per set, measured at 7 equally spaced points along a 4-inch scribe, is presented below. Measurements were recorded using a Polar Sealback digital caliper Model S 235.
[표 5.2][Table 5.2]
표 5.2의 데이터는 세륨 전환 조성물만으로 또는 지르코늄 조성물만으로 처리된 패널과 비교하여, 본 발명의 시스템으로 처리된 일렉트로코팅된 패널 상의 스크라이브 크립에서, CASS 시험에 측정된 39% 이상의 감소를 나타낸다. 또한, 표 5.2의 데이터는 세륨 전환 조성물만으로 또는 지르코늄 조성물만으로 처리된 패널과 비교하여, 본 발명의 시스템으로 처리된 일렉트로코팅된 패널 상의 스크라이브 크립에서, 선형 부식 시험에 의해 측정된 10% 이상의 감소를 나타낸다.The data in Table 5.2 show a reduction of at least 39% as measured in the CASS test in scribe creep on electrocoated panels treated with the system of the present invention as compared to panels treated with either the cerium conversion composition alone or the zirconium composition alone. In addition, the data in Table 5.2 show a reduction of at least 10% as measured by the linear corrosion test in scribe creep on electrocoated panels treated with the system of the present invention as compared to panels treated with either the cerium conversion composition alone or the zirconium composition alone. indicates.
실시예Example 6 6
탈이온수의 2 L 용기에 3 g의 세륨(III) 클로라이드 칠수화물(아크로스 오가닉스에서 시판 중) 및 5 g의 29 내지 32% 과산화 수소(알파 애사르에서 시판 중)를 첨가하였다. 욕의 온도는 상온이었고, 욕을 패널이 함침될 때까지 가만히 두었다(즉, 교반하거나 진탕하지 않음).To a 2 L container of deionized water were added 3 g of cerium(III) chloride heptahydrate (commercially available from Acros Organics) and 5 g of 29-32% hydrogen peroxide (commercially available from Alpha Asar). The temperature of the bath was room temperature and the bath was left standing until the panel was impregnated (ie, not stirred or agitated).
이러한 예에서, 6111 알루미늄 패널(에이씨티)을 세륨 또는 아연 포스페이트의 침착 및 전처리된 패널의 착색에 대해 평가하였다.In this example, 6111 aluminum panels (ACT) were evaluated for deposition of cerium or zinc phosphate and coloration of the pretreated panels.
6111 알루미늄의 4" x 12" 패널(에이씨티 테스트 패널즈 엘엘씨에서 시판 중, 제품 번호 39279)을 반으로 절단하여 4" x 6"의 패널을 만들었다.A 4" x 12" panel of 6111 aluminum (commercially available from AC Test Panels LLC, product number 39279) was cut in half to make a 4" x 6" panel.
각각의 세트의 경우, 비-제트 노즐을 10 내지 15 psi로 사용하는 스테인레스 강 스프레이 캐비넷에서, 120℉에서 2분 동안 세척제 2를 사용하는 스프레이 세척에 의해 1/2 6111 알루미늄 패널을 세척하고, 이어서, 탈이온수에 15초 동안 함침시키고, 이어서 전술한 샤워 모드로 설정된 멜너 레어-트리거 7-패턴(Melnor Rear-Trigger 7-Pattern) 노즐을 사용하여 탈이온수로 15초 동안 스프레이 세정하였다. 이어서, 패널을 다음과 같이 전술한 전환 조성물 욕 중 하나에 도입하였다:For each set,
세트 10 - 전환 조성물 4를 함유하는 욕(상온 욕)에 2분 동안 욕을 함침시켰다. 이어서, 전술한 샤워 모드로 설정된 멜너 레어-트리거 7-패턴 패널을 노즐을 사용하여 탈이온수로 20 내지 30초 동안 스프레이 세정하였다. 전술한 오스터(등록상표)에 의해 하이-벨로시티 핸드헬드 헤어 드라이어를 50 내지 55℃의 온도에서 패널이 건조될 때까지(1 내지 5분) 하이-세팅으로 사용하여 패널을 따뜻한 공기 건조하였다. Set 10 —The bath containing Conversion Composition 4 (room temperature bath) was immersed in the bath for 2 minutes. Then, the Melner rare-trigger 7-pattern panel set to the shower mode described above was spray cleaned with deionized water for 20 to 30 seconds using a nozzle. The panels were warm air dried using a high-velocity handheld hair dryer by Auster, described above, at a high-setting at a temperature of 50-55° C. until the panels were dry (1-5 minutes).
패널 세트 12는 에이씨티 테스트 패널즈로부터 구입한 패널(제품 번호 42606, 에이씨티 아연 포스페이트 6111AA 패널)로 처리된 비교용 패널 알루미늄 6111 아연 포스페이트였고, 비색계 데이터를 위해 후술되는 바와 같이 가열하였다.Panel set 12 was a comparative panel aluminum 6111 zinc phosphate treated with panels purchased from AC Test Panels (Product No. 42606, AC Zinc Phosphate 6111AA Panels) and heated as described below for colorimetric data.
X-선 형광(X-메트 7500을 사용하여 측정됨, 옥스포드 인스트루먼츠; 세륨 60초 시간조절 검정에 대한 작동 변수, 15 Kv, 45 μA, 필터 3, T(p) = 1.1 μs; 인 60초 시간조절 검정에 대한 작동 변수, 25 Kv, 20 μA, 필터 1, T(p) = 1.1 μs; 아연 60초 시간조절 검정에 대한 작동 변수, 15 Kv, 45 μA, 필터 3, T(p) = 1.1 μs)을 사용하여 패널을 세륨, 인 및 아연의 침착에 대해 분석하였다. 데이터는 표 5에 보고되고, 각각의 보고된 값은 각각의 패널 상의 상이한 위치에서 취해진 2개의 측정치의 평균이다.X-ray fluorescence (measured using an X-Met 7500, Oxford Instruments; operating parameters for a Cerium 60 sec timed assay, 15 Kv, 45 μA,
[표 6.1][Table 6.1]
패널을 또한 전환 조성물에 따른 패널의 황변도에 대해 측정하였다(X-라이트 Ci7800 비색계를 사용하여 측정됨, 25 mm 구경). 데이터는 표 6에 보고되고, 각각의 보고된 값은 패널 상의 동일한 위치에서 취해진 2개의 측정치의 평균이다. 보고된 데이터는 스펙트럼 성분 제외(Spectral Component Excluded)이다.The panels were also measured for yellowing of the panels according to the conversion composition (measured using an X-Lite Ci7800 colorimeter, 25 mm aperture). Data are reported in Table 6, and each reported value is the average of two measurements taken at the same location on the panel. The reported data is Spectral Component Excluded.
[표 6.2][Table 6.2]
이어서, 패널을 177℃의 오븐(데스패치 모델 LFD-1-42)에서 25분 동안 베이킹하였다(패널은 일렉트로코팅되지 않음). 패널을 전처리된 패널의 패널 가열의 황변에 대해 측정하였다(X-라이트 Ci7800 비색계를 사용하여 측정됨, 25 mm 구경). 데이터는 표 6.3에 보고되고, 각각의 보고된 값은 패널 상의 동일한 위치에서 취해진 2개의 측정치의 평균이다. 보고된 데이터는 스펙트럼 성분 제외이다. The panels were then baked in an oven at 177° C. (Despatch model LFD-1-42) for 25 minutes (panels not electrocoated). Panels were measured for yellowing of panel heating of pretreated panels (measured using an X-Lite Ci7800 colorimeter, 25 mm aperture). Data are reported in Table 6.3, and each reported value is the average of two measurements taken at the same location on the panel. Reported data exclude spectral components.
[표 6.3][Table 6.3]
세륨-함유 조성물만으로 전처리된 패널의 b* 값 및 YI-E313 값은 아연 포스페이트 처리된 패널과 비교하여 증가된 b* 값을 가졌고, 이는 세륨-처리된 패널이 더욱 황색으로 착색되었음을 나타낸다. 특히, b* 값 및 YI-E313 값은, 세륨만으로 전처리된 가열되지 않은 패널과 비교하여, 동일한 방식으로 전처리된 가열된 패널에서 상당히 낮았고, 이는 패널의 황색 착색을 더욱 감소시킴을 나타낸다. 또한, 세륨-함유 조성물로 전처리된 패널의 b* 및 YI-E313 값은, 처리되지 않은 패널 및 통상적인 아연 포스페이트로 처리된 가열 패널과 비교하여, 패널을 가열한 후에 더욱 낮았다.The b * values and YI-E313 values of the panels pretreated with the cerium-containing composition alone had increased b * values compared to the zinc phosphate treated panels, indicating that the cerium-treated panels were colored more yellow. In particular, the b * values and YI-E313 values were significantly lower in the heated panels pretreated in the same way compared to the unheated panels pretreated with cerium alone, indicating further reduction of the yellow coloration of the panels. In addition, the b * and YI-E313 values of the panels pretreated with the cerium-containing composition were lower after heating the panels, compared to the untreated panels and the heating panels treated with conventional zinc phosphate.
Claims (20)
기재 표면의 적어도 일부를 접촉시키기 위한, IA족 금속 카보네이트를 포함하고 산화제 및 유리 플루오라이드를 10 ppm 미만으로 함유하는 제2 조성물
을 포함하는, 기재 처리용 시스템.a first composition comprising a lanthanide-based element cation and an oxidizing agent for contacting at least a portion of the surface of the substrate; and
a second composition comprising a Group IA metal carbonate and containing less than 10 ppm of an oxidizing agent and free fluoride for contacting at least a portion of a surface of a substrate
A system for treating substrates, comprising:
산화제가 제1 조성물의 총 중량을 기준으로 25 내지 25,000 ppm의 양으로 제1 조성물에 존재하는, 시스템.According to claim 1,
wherein the oxidizing agent is present in the first composition in an amount of 25 to 25,000 ppm based on the total weight of the first composition.
란타나이드 계열 원소 양이온이 세륨, 프라세오디뮴 또는 이들의 조합을 포함하는, 시스템.According to claim 1,
wherein the lanthanide series element cation comprises cerium, praseodymium, or a combination thereof.
란타나이드 계열 원소 양이온이 제1 조성물의 총 중량을 기준으로 양이온으로서 계산된 50 내지 200 ppm의 양으로 제1 조성물에 존재하는, 시스템.According to claim 1,
wherein the lanthanide series elemental cation is present in the first composition in an amount of from 50 to 200 ppm calculated as cations based on the total weight of the first composition.
IA족 금속 양이온이 리튬, 나트륨, 칼륨 또는 이들의 조합을 포함하는, 시스템.According to claim 1,
wherein the Group IA metal cation comprises lithium, sodium, potassium, or a combination thereof.
IA족 금속 양이온이 제2 조성물의 총 중량을 기준으로 금속 양이온으로서 5 내지 30,000 ppm의 양으로 제2 조성물에 존재하는, 시스템.According to claim 1,
wherein the Group IA metal cation is present in the second composition in an amount of from 5 to 30,000 ppm as metal cations based on the total weight of the second composition.
제2 조성물이 8 내지 13의 pH를 갖는, 시스템.According to claim 1,
wherein the second composition has a pH between 8 and 13.
포스페이트가 제1 조성물 및 제2 조성물의 각각에서 5 ppm 이하의 양으로 존재하는, 시스템.According to claim 1,
wherein the phosphate is present in each of the first composition and the second composition in an amount of 5 ppm or less.
기재 표면의 적어도 일부를, IA족 금속 카보네이트를 포함하고 산화제 및 유리 플루오라이드를 10 ppm 미만으로 함유하는 제2 조성물과 접촉시키는 단계
를 포함하는, 기재의 처리 방법.contacting at least a portion of the surface of the substrate with a first composition comprising a lanthanide-based element cation and an oxidizing agent; and
contacting at least a portion of the surface of the substrate with a second composition comprising a Group IA metal carbonate and containing less than 10 ppm of an oxidizing agent and free fluoride;
A method of treating a substrate comprising:
기재 표면이 제1 조성물과 접촉되어, 제1 조성물과 접촉되지 않은 기재의 표면 상에서보다 100 카운트 이상 큰, X-선 형광에 의해 측정된 접촉된 기재 표면 상의 란타나이드 계열 원소 양이온의 수준을 야기하고, 이때 상기 X-선 형광이 옥스포드 인스트루먼츠(Oxford Instruments)의 X-메트 7500(작동 변수 60초 시간조절 검정, 15 Kv, 45 μA, 필터 3, T(p) = 1.5 μs)에 의해 측정되는, 처리 방법.11. The method of claim 10,
the substrate surface is contacted with the first composition, resulting in a level of lanthanide series element cations on the contacted substrate surface measured by X-ray fluorescence that is at least 100 counts greater than on the surface of the substrate not contacted with the first composition; , wherein the X-ray fluorescence is measured by an X-Met 7500 from Oxford Instruments (operating parameters 60 sec timed assay, 15 Kv, 45 μA, filter 3, T(p) = 1.5 μs). processing method.
제1 조성물과 접촉시키는 단계가 제2 조성물과 접촉시키는 단계 전에 수행되는, 처리 방법.11. The method of claim 10,
wherein the step of contacting with the first composition is performed prior to the step of contacting with the second composition.
제2 조성물과 접촉시키는 단계가 제1 조성물과 접촉시키는 단계 전에 수행되는, 처리 방법.11. The method of claim 10,
wherein the step of contacting with the second composition is performed prior to the step of contacting with the first composition.
제1 조성물과 접촉시키는 단계가 15초 내지 4분인, 처리 방법.11. The method of claim 10,
wherein the step of contacting with the first composition is from 15 seconds to 4 minutes.
기재를 110 내지 232℃의 온도에서 15 내지 30분 동안 가열하는 단계를 추가로 포함하는 처리 방법.11. The method of claim 10,
and heating the substrate at a temperature of 110 to 232° C. for 15 to 30 minutes.
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