KR20240089045A - 금속성 기판을 세정하고 처리하기 위한 붕산염-무함유 수성 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 적어도 1종의 메타규산염 (A); 적어도 1종의 오르토인산염 (B); 이인산염 및 삼인산염으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 인산염 (C); 음이온성 계면활성제 및 비-이온성 계면활성제로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 계면활성제 (D)를 포함하는 붕산염-무함유 수성 세정 및 처리 조성물로서; 20℃에서 11.0 내지 12.8의 범위의 pH 값을 가지며; Si-함유 메타규산염 (A)의 합계 및 P-함유 오르토인산염 (B), 이인산염 (C) 및 삼인산염 (C)의 합계를 기준으로 하여 0.75:1 내지 1:0.75의 Si 원자 대 P 원자의 몰비를 보유하는 수성 세정 및 처리 조성물에 관한 것이다. 추가로 본 발명은 고체 혼합물에 관한 것이다. 또한 본 발명은 상기 조성물을 사용하여 금속성 기판을 세정하고 처리하는 방법 및 금속성 기판을 세정하고 금속성 기판의 표면 상에 Si-함유 층을 형성함으로써 금속성 기판을 처리하기 위한 상기 조성물의 용도에 관한 것이다.
Description
본 발명은 금속성 기판, 바람직하게는 알루미늄 및 그의 합금과 같은 알루미늄 기반의 금속성 기판을 세정하고 처리하기 위한 붕산염-무함유 수성 조성물에 관한 것이다. 추가로 본 발명은 이러한 조성물의 제조 및 이러한 조성물을 제조하기 위한 고체 혼합물 뿐만 아니라 상기 붕산염-무함유 수성 조성물을 사용하여 금속성 기판을 세정하고 처리하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 추가의 목적은 금속성 기판을 세정하고 처리하기 위한 본 발명의 조성물의 용도이다.
금속으로부터 다양한 구조를 구성할 때, 금속성 기판에 대한 접합 능력을 갖는 것이 중요하다. 이는 금속성 기판을 다른 금속성 재료에 접합시키는 것, 뿐만 아니라 비-금속 재료를 금속성 기판에 접합시키는 것을 포함한다.
많은 적용분야에서, 볼트, 스크류, 또는 리벳과 같은 단순 기계적 접합 메카니즘을 사용하는 것이 가능하다. 다른 적용분야에서는, 기계적 패스너의 중량 가중에 대한 우려로 인해 접착제를 사용하는 것이 보다 실용적이게 된다. 금속을 함께 접합시키거나 또는 비-금속 재료를 금속에 접합시키는 기술분야에서 다양한 접착제가 공지되어 있으며 통상적으로 사용되고 있다. 예를 들어, 다양한 에폭시-기재의 접착제가 이들 적용분야에서 광범위하게 사용되고 있다.
접착제를 사용하여 금속을 접합시킬 때, 일반적으로 가능한 한 가장 강력한 접합을 제공하는 것이 중요하다. 일반적으로는, 접착제를 사용하는 경우에 강력한 접합을 보장하기가 어렵다. 예를 들어, 접합 가공 동안의 가공 조건이 종종 접합 강도의 현저한 감소를 유발한다. 이는 특히 알루미늄 또는 그의 합금과 같은 금속에 접합시키는 경우가 해당된다. 알루미늄 및 알루미늄 합금에 대한 접합은 특별한 과제를 제시하였다.
알루미늄 및 알루미늄 합금은 약한 수화된 산화알루미늄 표면 층을 형성하는 알루미늄 표면의 성향 때문에 접합시키기 어려운 금속으로 간주된다. 표면 형태학 및 그에 따른 접착성 접합 내구성이 접합 전에 제공받은 표면 세정 및 처리의 유형에 따라 달라진다.
알루미늄 상에서 일반적으로 발견되는 산화물은 산화알루미늄 (Al2O3)이다. 이 산화물은 접합을 위한 안정성을 갖는다. 그러나, 시간 및 습도에 따라, 이 산화물은 수화되어 덜 안정하고 기계적으로 약한 AlOOH (보에마이트) 및 삼수산화알루미늄 (베이어라이트)의 층을 형성할 수 있다. 이러한 층의 두께는, 환경에 따라, 전형적으로 약 10 nm 내지 약 150 nm의 범위이다. 접착제가 이러한 필름 상에 적용되면, 약한 경계 층이 접합 시스템에 혼입된다. 이러한 약한 경계 층의 존재는 시간의 경과에 따라 감소된 접합 강도, 낮은 파괴 인성, 및 불량한 접합 내구성을 초래한다. 유사하게, 충분한 초기 강도를 갖는 접합을 제공하는 것도 종종 문제가 된다.
알루미늄 표면에 대해 널리 사용되는 처리는 증기 탈지 및 그릿 블라스팅을 수반한다. 그러나, 이들 방법은 알루미늄 표면 상의 보에마이트 및 베이어라이트 층의 추가의 성장을 방지하지 못한다.
이러한 방법에 사용되는 이용가능한 세정 용매 및 용액은 화학 폐기물 처분에 관한 환경 규제로 인해 보다 더 제한적이게 되었다. 따라서, 공정 감도, 한계에 가까운 접합 내구성, 및 환경 제약이 조합되어 종래의 표면 처리 방법을 계속 사용하는 것에 대한 우려를 제기하였다.
알루미늄 표면 세정 처리 및 전처리를 위한 대안적 방법이 제한적으로 존재한다. 이들 다른 알루미늄 표면 전처리 방법 중 일부는 안정한, 내습성 산화물 층의 형성을 수반한다. 이들 방법은 황산, 크로뮴산, 및 인산 양극산화를 포함한다. 이들 전기분해 공정은 수산화물 층의 추가의 성장을 억제하며, 초기 접합 강도 및 접합 내구성을 향상시킨다. 추가로, 인산 공정은 기계적 맞물림을 통해 접합 강도를 향상시키는 것으로 생각되는 벌집형 표면을 생성한다.
그러나, 이들 방법은 일반적으로 탈지, 알칼리 세정, 산 에칭, 산 양극산화, 및 일부 경우에는 후처리 공정을 포함하는 복잡한 일련의 처리로 이루어진다.
따라서, 금속 기판에 대한 안정한 접착성 접합을 제공하기 위한 알루미늄 및 그 외 다른 금속의 효과적이고 효율적인 표면 세정 및 처리 방법이 관련 기술분야에서 요구된다. 이와 관련하여, 상대적으로 단순하며 용이하게 입수가능한 재료를 사용하는 표면 처리 및 세정 방법을 제공하는 것은 관련 기술분야에서 상당한 발전이 될 것이다.
접착제 층에 대한 증가된 접합 강도를 제공하는 표면 세정 및 처리 방법을 제공하는 것은 관련 기술분야에서 더 나은 발전이 될 것이다.
본 발명의 추가의 목적은 세정 및 처리 작용제로 이루어진 고체 혼합물로서, 금속성 기판을 위한 세정 및 처리 조성물을 형성하기 위해 적용 지점에서 물에 용해시키기만 하면 되는 고체 혼합물을 제공하는 것이다. 고체 혼합물은 다만 세정 및 처리, 특히 알루미늄-기반의 기판의 세정 및 처리를 위한 최적의 값을 획득하도록 pH 값을 조정하기 위해 산 또는 염기의 보충이 필요할 수 있다. 액체 농축물 대신에 고체 혼합물을 제공하는 것은, 혼합물이 물에 희석되지 않았으며, 따라서 물 함량 없이 운송될 수 있으므로 부피-최적화되어 있어 혼합물을 운송할 때 큰 이점을 갖는다. 세정조 및/또는 처리조를 생성하기 위해 필요한 물은 임의의 적용 지점에서 보충될 수 있다. 따라서, 이러한 고체 혼합물 또는 건조 농축물을 제공하는 것은 본 발명의 환경 친화적 측면을 더욱 배가시킨다. 물론, 이러한 조성물은 응집체를 형성하는 경향이 감소되어야 한다.
추가로, 본 발명의 또 다른 목적은, 붕산염이 유럽 연합(European Union)의 REACH 규정의 최신 방침에 따라 회피되어야 하기 때문에, 붕산염-무함유 수성 세정 및 처리 조성물을 제공하는 것이다. REACH는 화학 물질의 제조 및 사용과 그의 인간 건강 및 환경 둘 다에 대한 잠재적인 영향을 다룬다.
더욱이, 금속성 기판, 특히 - 비제한적으로 - 알루미늄-기반의 기판을 세정하는 가능성 뿐만 아니라, 조성물은 이어지는 접착제 층 또는 코팅 층의 보다 우수한 접착을 가능하게 하는 규소-함유 표면 층, 예컨대 규산염 층을 형성하기에 적합해야 한다. 이러한 규소-함유 층의 형성은 Si로서 나타내어지며 XRF 분광분석법에 의해 결정된, 금속성 기판의 표면에서의 규소 함량이 균일하고, 바람직하게는 특히 통상적으로 사용되는 알루미늄 합금 AA6014 상에서 약 2 내지 7 mg/m2의 기준선 보정된 범위로 존재하도록 하여야 한다. 이러한 Si-기반의 층은 이와 같이 처리된 금속성 기판 표면의 접착제에 대한 접착력을 크게 향상시킨다.
추가로, 세정 및 처리 조성물은 과도한 피클링을 제시하지 않아야 한다.
DE 196 42 723 A1은 알루미늄 또는 알루미늄 합금, 특히 알루미늄-마그네슘 합금으로 만들어진 가공물의 표면의 부분과 페인트 또는 접착제를 접합시키기 위한 방법에 관한 것이며, 여기서 금속 표면의 상기 부분은 적어도 1의 중합도로 중합된 규산으로 예비-규산화되어 접착력-개선 층을 생성한다. 실리카는 1:2:1의 농도 비의 테트라에톡시실란, 테트라메톡시실란 및 디메틸에톡시실란의 혼합물을 폭굉성 가스 화염 (H2:O2 = 2:1) 중에서 5 mbar의 분압 및 0.2 sec의 열분해 시간으로 열분해에 의해 분해시킴으로써 생성되었다. 중합된 실리카로의 처리 전에, 기판은 이소프로판올로 탈지되었다.
WO 2019/042951 A1에는 금속 표면의 실질적으로 니켈-무함유인 인산염처리 방법이 개시되어 있으며, 여기서 금속 표면은 하기 조성물로 차례대로 처리된다: i) 수용성 규산염을 적어도 함유하는 알칼리성 수성 세정 작용제 조성물, 및 ii) 아연 이온, 망가니즈 이온 및 인산염 이온을 포함하는, 실질적으로 니켈-무함유인 산성 수성 인산염처리 조성물. 다른 기판 뿐만 아니라, 알루미늄 합금도 처리되었다. WO 2019/042951 A1에 따른 방법에 사용되는 알칼리성 수성 세정 조성물은 피로인산염 또는 폴리인산염 및/또는 붕산과 혼합된 물유리-기재의 조성물에 기반한다.
US 5,520,768에는, 특히 알루미늄 및 알루미늄 합금 기판을 위한 2-단계 표면 전처리 방법이 개시되어 있으며, 상기 방법은 금속성 표면을 먼저 알칼리 금속 메타규산염 용액으로 처리하고, 이어서 유기관능성 실란으로 처리함으로써 접합 강도, 파괴 인성, 내구성 및 접착성 접합의 파괴 모드를 개선시킨다. 제1 단계의 주요 목적은 금속성 기판의 표면 상에 매우 얇은 규산염 층을 제공하는 것이었다. 방법에 사용되는 조성물은 세정 첨가제, 예컨대 디터전트, 유화제 및 테르펜, 예컨대 D-리모넨을 함유할 수 있다.
특히 상기 언급된 US 5,520,768을 고려할 때, 본 발명은 US 5,520,768에 기재된 바와 달리, 실란 처리 단계를 필요로 하지 않는 금속성 표면을 세정하고 처리하는 방법을 제공하기 위한 것이었다. 세정 및 접착제 및/또는 코팅 재료의 추가의 층에 대한 탁월한 접착력의 제공이, 예를 들어 실란을 사용하는 제2 처리 단계의 수행 여부에 좌우되지 않아야 한다. 계면활성제, 예컨대 음이온성 또는 비-이온성 계면활성제의 사용 이외에는, 어떠한 유기 화합물도 본 발명의 세정 및 처리 조성물에 요구되지 않아야 한다.
상기 기재된 구체적인 목적 및 선행 기술의 결점을 극복하는 목적이 적어도 1종의 메타규산염 (A); 적어도 1종의 오르토인산염 (B); 이인산염 및 삼인산염으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 인산염 (C); 및 음이온성 계면활성제 및 비-이온성 계면활성제로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 계면활성제 (D)를 포함하는 붕산염-무함유 수성 세정 및 처리 조성물로서; 20℃에서 11.0 내지 12.8의 범위의 pH 값을 가지며; Si-함유 메타규산염 (A)의 합계 및 P-함유 오르토인산염 (B), 이인산염 (C) 및 삼인산염 (C)의 합계를 기준으로 하여 0.75:1 내지 1:0.75의 Si 원자 대 P 원자의 몰비를 보유하는 수성 세정 및 처리 조성물에 의해 달성되었다.
하기에서 이 조성물은 또한 본 발명에 따른 조성물이라고도 지칭된다.
본 발명의 추가의 목적은 본 발명에 따른 상기 조성물을 제조하는 방법으로서, 제1 단계 (I)에서, 적어도 1종의 메타규산염 (A); 적어도 1종의 오르토인산염 (B); 및 이인산염 및 삼인산염으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 인산염 (C); 및 음이온성 계면활성제 및 비-이온성 계면활성제로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 계면활성제 (D)를 포함하는 고체 혼합물 (M)을 물에 용해시켜 수성 용액을 수득하고; 제2 단계 (II)에서, 필요한 경우에, 제1 단계 (I)에서 수득된 수성 용액의 pH 값을 본 발명에 따른 조성물에 대해 지시된 범위로, 바람직하게는 인산 또는 그의 수성 용액의 첨가에 의해 또는 알칼리 금속 수산화물의 수성 용액의 첨가에 의해 조정하는 방법이다.
하기에서 이 방법은 또한 본 발명에 따른 조성물을 제조하는 방법이라고도 지칭된다.
본 발명의 추가의 또 다른 목적은 본 발명에 따른 조성물을 제조하는 방법에 사용하기 위한 고체 혼합물 (M)으로서, 여기서 고체 혼합물 (M)은 적어도 1종의 메타규산염 (A); 바람직하게는 적어도 1종의 오르토인산염 (B); 이인산염 및 삼인산염으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 인산염 (C); 및 음이온성 계면활성제 및 비-이온성 계면활성제로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 계면활성제 (D)를 포함하고; 여기서 적어도 각각의 화학종 (A), (B) 및 (C)는 20℃에서 고체인 고체 혼합물 (M)이다.
하기에서 이 혼합물은 또한 본 발명에 따른 혼합물이라고도 지칭된다. 용어 "고체"는 실온 (23℃)에서의 각각의 성분의 물질 상태를 지칭한다. 계면활성제 (D)는 실온에서 액체일 수 있지만, 고체 혼합물 (M)의 다른 성분, 즉, 적어도 1종의 메타규산염 (A); 바람직하게는 적어도 1종의 오르토인산염 (B) 및 이인산염 및 삼인산염으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 인산염 (C)는 전형적으로 상기 의미의 고체이며, 따라서 계면활성제 (D)와 함께 고체 혼합물 (M)을 형성한다. 액체 계면활성제 (D)가 사용되는 경우에, 이는 바람직하게는 1종 이상의 고체 성분의 표면에 적용된다.
본 발명의 추가의 목적은 금속성 기판을 세정하고 처리하는 방법으로서, 금속성 기판을 본 발명에 따른 또는 상기 정의된 바와 같은 조성물을 제조하는 방법에 따라 제조된 붕산염-무함유 수성 세정 및 처리 조성물과 접촉시켜 세정되고 표면-처리된 금속성 기판을 수득하는 단계; 및 이와 같이 세정되고 표면-처리된 금속성 기판을 수성 헹굼 조성물과 접촉시켜 과잉의 세정 및 처리 조성물을 제거하는 단계를 포함하는 방법이다.
본 발명의 추가의 또 다른 목적은 금속성 기판을 세정하고 처리하기 위한 본 발명에 따른 조성물의 용도이며, 이는 본 발명에 따른 용도라 지칭된다.
하기에서 본 발명의 목적이 보다 상세히 기재된다. 특히, 본 발명에 따른 조성물 및 혼합물에 함유되는 바람직한 성분, 뿐만 아니라 바람직한 방법 단계 및 공정 조건이 기재된다.
붕산염-무함유 수성 세정 및 처리 조성물
본 발명에 따른 붕산염-무함유 수성 세정 및 처리 조성물은 적어도 1종의 메타규산염 (A); 적어도 1종의 오르토인산염 (B); 및 이인산염 및 삼인산염으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 인산염 (C)를 함유한다. 본 발명에 따른 세정 및 처리 조성물에 이용되는 것과 같은 (A), (B) 및 (C)는 바람직하게는 20℃에서 적어도 50 g/L의 수용해도를 보유하며, 따라서 20℃에서 본 발명에 따른 조성물에 완전히 용해가능하다.
또한 계면활성제 (D)도 본 발명에 따른 붕산염-무함유 수성 세정 및 처리 조성물에, 예를 들어 미셀의 형태로, 용해된다.
20℃에서의 조성물의 pH 값이 11.0 내지 12.8, 바람직하게는 11.3 내지 12.5, 가장 바람직하게는 11.6 내지 12.2의 범위인 경우에, 조성물의 세정 및 처리 효과와 관련하여 최적의 성능이 달성된다는 것이 본 발명자들에 의해 발견되었다. 20℃에서의 pH 값이 11.0보다 낮으면, 80℃에서의 이러한 조성물의 pH 값이 너무 낮아져서 메타규산염 (A)의 비가역적인 침전을 방지할 수 없다. 20℃에서의 pH 값이 12.8보다 높으면, 80℃에서의 피클링이 너무 극심해질 가능성이 있다. pH 값이 바람직한 범위 및 가장 바람직한 범위에서 유지되는 경우에, 세정 효과, Si-함유 층의 침착 및 어느 정도 발생할 수 있는 피클링 사이에 적절하게 균형을 이룬다.
게다가, 본 발명에 따른 세정 및 처리 조성물은 Si-함유 메타규산염 (A)의 합계 및 P-함유 오르토인산염 (B), 이인산염 (C) 및 삼인산염 (C)의 합계를 기준으로 하여 0.75:1.0 내지 1.0:0.75, 바람직하게는 0.8:1.0 내지 1.0:0.8, 보다 바람직하게는 0.85:1.0 내지 1.0:0.85, 예컨대 0.9:1.0 내지 1.0:0.9의 Si 원자 대 P 원자의 몰비를 보유한다.
메타규산염 (A)
본 발명에 따른 붕산염-무함유 수성 세정 및 처리 조성물의 필수 성분은 적어도 1종의 메타규산염 (A)이다. 알칼리 금속 메타규산염, 예컨대 메타규산나트륨, 메타규산칼륨 또는 메타규산리튬이 가장 바람직하다. 상기 언급된 메타규산염 중에서도 메타규산나트륨 및 메타규산칼륨이 바람직하고, 메타규산나트륨이 가장 바람직한 메타규산염이다. 이용가능한 한, 결정수를 함유하는 메타규산염 예컨대 메타규산나트륨-5-수화물이 본 발명에 따른 조성물을 제조하는데 사용될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 조성물에 포함되는 적어도 1종의 메타규산염 (A)는 Si-함유 화합물의 총 중량을 기준으로 하여 주요 Si-함유 화합물이다. 용어 "주요 Si-함유 화합물"이란 본 발명에 따른 조성물 중의 Si-함유 화합물의 총 중량의 적어도 50 wt.-%, 보다 바람직하게는 적어도 75 wt.-%, 가장 바람직하게는 적어도 95 wt.-%가 적어도 1종의 메타규산염 (A)임을 의미한다. 메타규산염 (A) 이외의 다른 Si-함유 화합물이 본 발명에 따른 조성물에 존재한다면, 이러한 Si-함유 화합물은 바람직하게는 20℃에서 조성물에 완전히 용해되는 다른 수용성 규산염이다.
가장 바람직하게는, 본 발명에 따른 세정 및 처리 조성물 중의 유일한 Si-함유 화합물이 메타규산염 (A)이다. 전형적으로 메타규산염의 공업용 등급이 사용될 수 있기 때문에, 이들이 메타규산염 (A)의 제조 공정으로 인해 존재하는 일부 Si-함유 불순물을 함유하더라도, 메타규산염 (A)가 유일한 Si-함유 화합물인 것으로 간주될 것이다.
오르토인산염 (B)
본 발명에 따른 붕산염-무함유 수성 세정 및 처리 조성물의 추가의 필수 성분은 적어도 1종의 오르토인산염 (B)이다.
오르토인산염 (B)는 또한, 예를 들어 pH 값을 요구되는 범위로 조정하기 위해 인산 또는 인산의 수성 용액이 사용된다면, 계내에서 형성될 수도 있다.
그러나, 바람직하게는 인산의 알칼리 금속 염, 예컨대 모노-알칼리 금속 오르토인산염, 디-알칼리 금속 오르토인산염 및 트리-알칼리 금속 오르토인산염이 이용된다. 오르토인산나트륨, 오르토인산칼륨 및 오르토인산리튬이 바람직하고, 오르토인산나트륨 및 오르토인산칼륨이 가장 바람직하며, 그 중에서도 오르토인산나트륨이 가장 바람직하다.
인산염 (C)
필수 인산염 (C)는 삼인산염 및 이인산염으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
바람직하게는, 알칼리 금속 이인산염 및/또는 알칼리 금속 삼인산염, 예컨대 삼인산나트륨, 삼인산칼륨, 이인산나트륨 및 이인산칼륨이 이용된다. 그러나, 덜 바람직하긴 하지만, 상응하는 리튬 인산염이 사용될 수도 있다.
가장 바람직하게는, 본 발명의 조성물은 이인산염 뿐만 아니라 삼인산염을 조합하여 함유한다.
적합한 인산염 (C)의 예는 삼인산오나트륨, 삼인산오칼륨, 이인산사나트륨 및 이인산사칼륨이다.
계면활성제 (D)
추가로, 적어도 1종의 계면활성제 (D)가 본 발명에 따른 세정 및 처리 조성물에 함유된다. 적합한 계면활성제는 음이온성 계면활성제 및 비-이온성 계면활성제로 이루어진 군으로부터 선택된다.
음이온성 계면활성제 (D)
이러한 계면활성제는 적합하게는 선형 알킬 벤젠 술폰산, 2급 알킬 술포네이트, 지방 알콜 술페이트 및 알킬에테르 술페이트의 알칼리 금속 염으로부터 선택된다. 음이온성 계면활성제는 전형적으로 그리고 바람직하게는 고체이다.
비-이온성 계면활성제 (D)
이러한 계면활성제는 적합하게는 폴리알콕실화된 알콜, 예컨대 폴리(에톡실화된/프로폭실화된) 알콜, 바람직하게는 폴리에톡실화된 알콜 (여기서 상기 언급된 알콜은 바람직하게는 6 내지 20개의 탄소 원자를 함유하며, 선형 또는 분지형 및 바람직하게는 1급 또는 2급 알콜임); 및 에톡실화된 지방 아민으로부터 선택된다. 비-이온성 계면활성제는 전형적으로 액체이다. 이는 본 발명의 고체 혼합물의 전체로서의 고체 상태에 영향을 미치지 않는다. 바람직하게는, 액체 계면활성제, 특히 비-이온성 액체 계면활성제는 고체 성분의 표면 상에, 예를 들어, 분무 도포에 의해 적용된다.
탄산염 (E)
또한, 수용성 탄산염이 본 발명의 세정 및 처리 조성물에 유리하게 함유될 수 있다는 것이 본 발명의 발명자들에 의해 발견되었다.
적합한 탄산염은 예를 들어 알칼리 금속의 탄산염 및 탄산수소염, 예컨대 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 탄산칼륨 및 탄산수소칼륨이다.
pH 조정제
본 발명의 세정 및 처리 조성물의 pH 값을 상기 기재된 바와 같은 요구되는 바람직한 범위로 조정하기 위해 무기 산 및 염기가 적합하게 사용될 수 있다.
가장 바람직한 산은 인산이고, 가장 바람직한 염기는 수산화나트륨 및 수산화칼륨이다. 가장 바람직하게는, 산 및 염기는 물-희석된 형태로 이용된다. 인산이 사용되는 경우에, 오르토인산염이 적합한 pH 범위에서 계내에서 생성된다. 따라서, pH 조정제로서의 인산이 본 발명에 따른 조성물에 인산염을 첨가하며, 이는 P 원자 기준의 몰비를 계산할 때 고려되어야 하는데, 그 이유는 인산 (즉, 오르토인산)의 첨가에 의해 도입된 오르토인산염이 오르토인산의 염의 첨가에 의해 도입된 오르토인산염과 구분되지 않으며, 따라서 이러한 염의 첨가와 똑같이 취급되어야 하기 때문이다.
세정 및 처리 공정 동안 pH를 조정하기 위해, 바람직하게는 수산화나트륨과 같은 수산화물 뿐만 아니라 메타규산염 및 인산염을 포함하는 고체 보충 혼합물이 첨가된다.
세정 및 처리 조성물의 일반적인 측면
바람직하게는, 본 발명의 세정 및 처리 조성물에 함유된 고형분의 총량은 10 내지 60 g/L, 보다 바람직하게는 15 내지 50 g/L, 가장 바람직하게는 20 내지 45 g/L, 예컨대 25 - 40 g/L의 범위이다.
고형분의 총량은 염으로서 첨가된 성분 또는 본 발명에 따른 조성물을 제조하기 위한 계면활성제가 액체 형태이더라도, 계면활성제 (D)와 같은 다른 성분 및 비-증발성 성분 예컨대 pH 값을 조정하기 위해 사용된 인산의 인산염 함량 또는 pH 값을 조정하기 위한 각각의 수산화물의 알칼리 금속 이온 함량을 계산한 양이다.
일반적으로, 본 발명에 따른 조성물에 함유된 메타규산염 (A)로부터의 Si-원자의 몰 농도는 50 내지 200 mmol/L의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 70 내지 190 mmol/L이고, 가장 바람직하게는 80 내지 180 mmol/L, 예컨대 90 내지 170 mmol/L이다. 메타규산염 (A)의 화학식이 1개의 Si 원자를 함유하므로, 메타규산염 (A)로부터의 Si-원자의 몰량은 메타규산염 (A)의 몰량과 같다는 것이 이해되어야 한다.
일반적으로, 본 발명에 따른 조성물에 함유되었으며 고체 염 또는 오르토인산에서 유래하는 오르토인산염 (B)로부터의 P-원자의 몰 농도는 25 내지 75 mmol/L의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30 내지 70 mmol/L이고, 가장 바람직하게는 35 내지 65 mmol/L, 예컨대 40 내지 60 mmol/L이다. 오르토인산염 (B)의 화학식이 1개의 P 원자를 함유하므로, 오르토인산염 (B)로부터의 P-원자의 몰량은 오르토인산염 (B)의 몰량과 같다는 것이 이해되어야 한다.
일반적으로, 본 발명에 따른 조성물에 함유된 인산염 (C)로부터의 P-원자의 몰 농도는 30 내지 130 mmol/L의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 40 내지 125 mmol/L이고, 가장 바람직하게는 45 내지 120 mmol/L, 예컨대 50 내지 115 mmol/L이다. 이인산염 (C)의 화학식이 2개의 P 원자를 함유하므로, 이인산염 (C)로부터의 P-원자의 몰량은 이인산염 (C)의 몰량의 2배라는 것이 이해되어야 한다. 삼인산염 (C)의 화학식이 3개의 P 원자를 함유하므로, 삼인산염 (C)로부터의 P-원자의 몰량은 삼인산염 (C)의 몰량의 3배라는 것이 이해되어야 한다.
이인산염 (C) 및 삼인산염 (C)가 둘 다 사용된다면, 삼인산염 (C)로부터의 P-원자의 몰량이 바람직하게는 이인산염 (C)로부터의 P-원자의 몰량을 초과하며, 바람직하게는 적어도 20 mol-%만큼, 보다 더 바람직하게는 적어도 25 mol-%만큼, 가장 바람직하게는 적어도 30 mol-%만큼 초과한다.
바람직하게는, 오르토인산염 (B)로부터의 P-원자의 몰량 대 인산염 (C)로부터의 P-원자의 몰량은 1:1.2 내지 1:3.5, 보다 바람직하게는 1:1.3 내지 1:3.0, 보다 더 바람직하게는 1:1.4 내지 1:2.8이다.
계면활성제 (D)의 총량은 전형적으로 조성물의 L당 0.5 내지 10 g, 보다 바람직하게는 본 발명의 조성물의 L당 1 내지 8 g, 보다 더 바람직하게는 2 내지 6 g, 예컨대 3 내지 5 g의 범위이다.
탄산염 (E)가 본 발명의 조성물에 존재한다면, 그의 몰 농도는 바람직하게는 본 발명에 따른 조성물의 L당 15 내지 100 mmol, 보다 바람직하게는 20 내지 90 mmol/L, 보다 더 바람직하게는 25 내지 80 mmol/L, 가장 바람직하게는 30 내지 70 mmol/L의 범위이다.
고체 혼합물 (M)
본 발명의 고체 혼합물 (M)은 전형적으로 상기 기재된 메타규산염 (A), 바람직하게는 오르토인산염 (B), 인산염 (C), 계면활성제 (D) 및 바람직하게는 탄산염 (E)를 상기에 이미 기재된 알칼리 금속 염의 형태로 함유한다.
오르토인산염 (B)는 예외적인 성분으로, pH 값을 상기 기재된 범위로 조정하기 위해 물 중 고체 혼합물 (M)의 용액에 인산, 즉, 오르토인산을 첨가함으로써 본 발명의 세정 및 처리 조성물에 오르토인산염을 도입하는 것이 가능하며, 따라서 오르토인산염 (B)의 일부 또는 전부를 인산을 사용하여 도입하는 것이 가능하기 때문에, 고체 혼합물 (M)에 반드시 함유되지 않아도 된다.
성분 (A), (B), (C) 및 사용되는 경우에 (E)는 20℃에서 고체이며, 바람직하게는 20℃의 물에서 적어도 50 g/L의 수용해도를 가져야 한다. 본 발명의 고체 혼합물 (M)을 용해시키고, 필요한 경우에, pH 값을 조정함으로써 형성된 본 발명에 따른 조성물은 전형적으로 고체 혼합물 (M)으로부터의 용해되지 않은 물질을 함유하지 않아야 한다.
본 발명에 따른 고체 혼합물 (M)에 함유되는 계면활성제 (D)는 액체 또는 고체일 수 있으며, 전형적으로 이들은 액체이다. 추가로, 이들은 본 발명의 고체 혼합물 (M)을 용해시킴으로써 본 발명의 조성물을 형성할 때 물에 용이하게 용해가능하다. 이와 관련하여, 용어 "용해가능하다"는 고체 입자가 아니라, 그의 친양쪽성 특징으로 인해 물에서 계면활성제 분자에 의해 형성되는 전형적인 구조인 것으로 간주되는 미셀의 형성을 포함한다.
고체 혼합물은 고체 탄산염 (E), 바람직하게는 알칼리 금속 탄산수소염을 포함한 알칼리 금속 탄산염을 추가로 포함할 수 있다.
세정 및 처리 조성물을 제조하는 방법
본 발명에 따른 붕산염-무함유 수성 세정 및 처리 조성물을 제조하는 방법은 본 발명에 따른 고체 혼합물 (M)을 물 또는 수성 매질에 용해시키는 제1 단계 (I), 및 필요한 경우에 산 또는 염기, 바람직하게는 무기 산 또는 무기 염기, 바람직하게는 물에 희석된 형태로 첨가되는 산 또는 염기, 가장 바람직하게는 인산 및 알칼리 금속 수산화물로부터 선택된 것을 첨가함으로써 pH 값을 목적하는 상기 개시된 범위로 조정하는 제2 단계 (II)를 포함한다.
금속성 기판을 세정하고 처리하는 방법
추가로 본 발명은 하기 단계를 포함하는, 금속성 기판을 세정하고 처리하는 방법에 관한 것이다:
(a) 금속성 기판을 본 발명의 또는 상기 정의된 바와 같은 방법에 따라 제조된 붕산염-무함유 수성 세정 및 처리 조성물과 접촉시켜 세정된 금속성 기판을 수득하는 단계; 및
(b) 이와 같이 세정된 금속성 기판을 수성 헹굼 조성물과 접촉시켜 임의의 과잉의 세정 및 처리 조성물을 제거하는 단계.
임의적으로, 단계 (a)보다 먼저 임의의 적합한 세정 단계가 선행될 수 있다. 상이한 유형의 기판을 위한 매우 다양한 세정 제제가 상업적으로 입수가능하다.
바람직하게는, 금속성 기판을 본 발명에 따른 조성물과 "접촉시키는" 단계 (a) (단계 (a))는 기판을 본 발명에 따른 조성물을 함유하는 액조에 담그는 것에 의해 수행된다. 그러나, 다른 유형의 접촉, 예를 들어, 금속성 기판의 표면 상에 본 발명에 따른 조성물을 분무하는 것도 가능하다.
용어 "기판을 액조에 담그는 것"은 하나 이상의 별개의 액조가 단계 (a)에서 후속적으로 사용되는 가능성을 포함한다. 이는 기판이 접촉 단계 (a)를 수행하기 전에 그의 표면에 일부 불순물, 예컨대 오일 또는 그리스를 함유하는 경우에 특히 바람직하나, 이와 같이 제한되지는 않는다. 이러한 불순물은 특히 제1 액조 또는 액조들에서 제거되어, 그 결과 후속되는 액조를 보다 깨끗하게 유지한다.
접촉 단계 (a)는 바람직하게는 1 내지 45 min 동안, 보다 바람직하게는 5 내지 40 min 동안, 보다 더 바람직하게는 10 내지 30 min 동안, 가장 바람직하게는 15 내지 25 min 동안 수행된다. 보다 짧은 접촉 시간을 위해서는 전형적으로 그의 표면에 불순물을 갖지 않거나 또는 단지 소량만 갖는 기판이 필요하다. 짧은 접촉 시간을 위해 단계 (a)를 수행하기 전에 상기 언급된 임의적인 세정 단계를 수행하는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 접촉 단계 (a)에서의 본 발명에 따른 조성물의 온도는 40 내지 90℃, 보다 바람직하게는 50 내지 85℃, 가장 바람직하게는 60 내지 80℃의 범위이다. 일반적으로, 접촉 온도가 높을수록 접촉 시간이 짧아질 수 있다는 결론을 내릴 수 있다.
바람직하게는, 단계 (a)에서의 접촉 시간은 10 내지 30 min의 범위이며 접촉 온도는 50 내지 85℃의 범위이고, 보다 바람직하게는, 접촉 시간은 15 내지 25 min의 범위이며 접촉 온도는 60 내지 80℃의 범위이다.
상기에 이미 기재된 바와 같이, 본 발명의 세정 및 처리 조성물에 함유된 고형분의 양은 10 내지 60 g/L, 보다 바람직하게는 15 내지 50 g/L, 가장 바람직하게는 20 내지 45 g/L, 예컨대 25 내지 40 g/L의 범위이다.
접촉 단계 (a)를 수행한 후에, 세정되고 처리된 기판을 제2 단계 (b)에서 헹굼 조성물, 바람직하게는 물과 접촉시킴으로써 과잉의 세정 및 처리 조성물이 기판의 표면으로부터 제거된다. 전형적으로, 헹굼 단계 (b)는 세정되고 처리된 기판을 물에 1회 이상, 바람직하게는 수조에 차례대로, 바람직하게는 물 순도가 증가되는 수조에 차례대로 담그는 것에 의해 수행된다. 특히 공정이 헹굼조를 수회 사용하여 연속 공정으로 수행된다면, 제1 수조는 과잉의 본 발명에 따른 세정 조성물로 오염될 수 있지만, 제2 및 임의의 이어지는 액조는 본 발명에 따른 조성물의 성분을 점점 더 적게 함유할 것이다. 그러나, 이러한 단계 (b)는 또한 헹굼 조성물을 분무 도포함으로써 수행될 수 있으며, 여기서 헹굼 조성물은 바람직하게는 물이다.
바람직하게는 단계 (b) 후에, 세정되고 처리되고 헹궈진 금속성 기판의 표면 상에 존재하는 과잉의 물을 제거하는 건조 단계 (c)가 이어진다. 건조 조건은 예를 들어 실온 건조부터 100℃ 이상의 온도에서의 건조까지 다양할 수 있다. 건조 시간은 건조 온도에 따라 달라지며, 바람직하게는 1 min 내지 5시간 또는 10 min 내지 2시간 등의 범위일 수 있다. 전형적인 건조 조건은 100℃에서 15 min의 건조이다. 또한 예를 들어, 습윤 기판의 표면 위로 공기 스트림을 취입함으로써 건조가 증가될 수 있다.
건조 단계 (c) 후에, 세정되고 처리된 금속성 기판은 추가의 세정 및/또는 처리 단계를 필요로 하지 않으면서 바로 접착제에 의해 접합되거나 또는 코팅 재료로 코팅된다.
금속성 기판
바람직하게는, 금속성 기판을 세정하고 처리하는 방법으로 처리되는 금속성 기판은 알루미늄 또는 알루미늄 함유 합금, 강재, 예컨대 냉간 압연 강재 및 아연도금 강재, 아연-마그네슘 코팅 강재 및 마그네슘 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명에 따른 용도
추가로 본 발명은 금속성 기판을 세정하고 금속성 기판의 표면 상에 Si-함유 층을 형성함으로써 금속성 기판을 처리하기 위한 본 발명에 따른 또는 본 발명의 해당 방법에 따라 수득된 조성물의 용도에 관한 것이다.
하기에서 본 발명이 작업 실시예 및 비교 실시예에 의해 추가로 기재된다.
실시예
고체 혼합물 (M)
표 1에 본 발명에 따른 조성물을 제조하는데 사용된 고체 본 발명의 혼합물 (IM)이 제시된다.
표 1
모든 본 발명의 혼합물 (IM)이 메타규산염 (A), 이인산염 (C) 및/또는 삼인산염 (C), 및 음이온성 계면활성제 뿐만 아니라 비-이온성 계면활성제 (D)를 함유하면서, 본 발명의 혼합물 IM-3, IM-4 및 IM-5는 오르토인산염을 또한 함유하는 한편, 본 발명의 혼합물 IM-1 및 IM-2는 오르토인산염을 함유하지 않는다. 혼합물 IM-1 및 IM-2를 용해시켜 본 발명에 따른 붕산염-무함유 수성 세정 및 처리 조성물을 제조할 때, pH 값이 인산 (IM-1: 5.30 g의 인산 (75%); IM-2: 5.60 g의 인산 (75%))으로 조정되어, 그 결과 오르토인산염이 각각의 세정 및 처리 조성물에 도입된다.
표 2에 비교 혼합물 CM-1의 성분이 제시된다.
표 2
비교 혼합물 CM-1은 본 발명에서 회피되어야 하는 붕산염을 함유한다. 비교 혼합물 CM-1, CM-2 및 CM-3은 P를 전혀 함유하지 않는다. CM-4 및 CM-5는 임의의 인산염 (C)가 결여된다. CM-5, CM-6 및 CM-7은 메타규산염을 함유하지 않지만, 그 대신에 이규산염을 함유한다.
붕산염-무함유 수성 세정 및 처리 조성물
하기 표 3은 1 리터의 본 발명에 따른 조성물 (IC) 및 1 리터의 비교 조성물 (CC)를 각각 제조하는데 사용된 본 발명의 혼합물 (IM) 및 비교 혼합물 (CM)의 양, 뿐만 아니라 pH 조정제인 50 wt.-% 수산화칼륨 수용액 또는 75 wt.-% 인산 수용액의 양 및 20℃ (실온)에서의 최종 pH 값을 제시한다.
표 3
표 4는 mmol/L 단위의 Si 원자 및 P 원자의 몰량 및 그의 고체 성분 (A), (B), (C) 및 적용가능한 경우에 인산으로부터의 ("산 유래") 각각의 기원을 제시한다.
표 4
금속성 기판을 세정하고 처리하는 방법
금속성 기판 패널로서, 독일 프랑크푸르트 소재의 케메탈 게엠베하(Chemetall GmbH)로부터 상업적으로 입수가능한 AW-5005 (AlMg1) (알루미늄/마그네슘 합금; 또한 DIN EN 573-3:2009-08 참조) 및 AA6014 (알루미늄/마그네슘/규소 합금)가 사용되었으며, 이는 오일로 피복된 형태로 10.5 x 19 cm의 크기를 가졌다.
Si로서 나타내어지며 XRF 분광분석법에 의해 결정된, 패널의 표면에서의 실제 규소 함량은 알루미늄-기반의 합금 AW5005 (AlMg1)의 경우에 1 mg/m2였고 알루미늄-기반의 합금 AA6014의 경우에 10 mg/m2였다.
본 발명의 조성물 IC-1 내지 IC-5 및 비교 조성물 CC-1 내지 CC-7을 별개의 액조에서 80℃로 가열하였다. 패널을 액조에 담금으로써 패널을 개별 조성물에 24 min 동안 침지시켰다. 그 후에, 패널을 제거하고, 수조에 6 min 동안 담가 헹구고, 다시 또 다른 수조에 3 min 동안 담가 헹궈 임의의 과잉의 세정 및 처리 조성물을 제거하였다. 후속적으로, 패널을 100℃에서 15 min 동안 건조시켰다.
건조 후에, 패널을 게이트 절단기로 3.5x3.5cm 샘플로 절단하고, RFA 분석에 의해 표면 상의 Si-함량에 대해 분석하였다.
RFA 기기로서, 패널리티컬(Panalytical)의 악시오스(Axios) max 장치가 사용되었다 (Rh 튜브 3kW, 채널 Si K알파, 진공 하에서의 측정, 오리피스 27 mm, 시준기 300 μm, 유량계, 여기 24 kV - 110 mA, 결정 PE002; 최대 2 세타 각도 109.1°; 백그라운드 1 107.1° 및 백그라운드 2 110.4°, 각각의 최대 측정 시간 30 s 백그라운드 10 s).
표 5에 주어진 Si 함량 값은 기준선 보정된 값이며, 즉, AW-5005 (AlMg1)를 사용한 경우에는 1 mg/m2의 양 및 AA6014를 사용한 경우에는 10 mg/m2의 양을 상기 RFA 분석에서 결정된 값에서 뺀 것이다. 정수 값으로 반올림한, 2회 측정의 평균 값이 제시된다.
추가로, 시각적인 외관을 평가하였다. 참조예로서, 붕산염-함유 비교 조성물 CC-1이 선택되었으며 "양호함"으로 평가되었다.
표 5의 마지막 칼럼에, 조성물의 안정성 및 각각의 조성물을 제조하는데 사용된 혼합물의 작업성을 포함한 전반적인 평가에 관한 진술이 제시된다.
표 5
상기 실험에 더하여, 본 발명의 조성물 IC-5를 기판의 표면 상의 Si-함량의 처리 시간, 처리 온도 및 조성물 중 성분의 농도와의 관련성에 대해 추가로 조사하였다. 이 연구를 위해, 본 발명에 따른 방법을 수행하기 전에 기판 패널을 예비-세정, 즉, 리그로인-탈지하였다.
약 6 min 정도로 짧은 처리 시간 (온도 80℃; 농도 40 g IM-5/L)으로도 기판 AA6014의 표면 상의 만족스러운 Si-함량을 유도하는 것으로 확인되었다. 24-min 처리에 반해 6-min 처리 후에 확인된 Si-함량이 85%에 반해 약 75%였다.
성분의 농도를 10 g IM-5/L로 감소시키고 (성분의 4배 감소), 처리 온도를 50℃로 감소시키고, 처리 시간을 1 min으로 감소시킨 후에도, 기판 둘 다의 표면 상에서 확인된 Si-함량이 2 mg/m2로, 여전히 허용가능한 기준선 보정된 범위 내에 있었다.
상기 연구로부터 하기와 같이 추론되었다:
따라서, IM-5를 10 g/L 내지 40 g/L의 농도 범위로 사용하여 제조되었고, 50℃ 내지 85℃의 온도에서 최대 24 min의 시간 동안 사용된 모든 조성물이 기판 둘 다의 처리된 금속성 표면 상의 Si-함량과 관련하여 만족스러운 결과를 제시하였다. 처리 시간 및 온도 및 농도가 높을수록, Si-함량이 2 내지 7 mg/m2의 목적하는 범위의 상한 값에 가까워졌고, 처리 시간 및 온도 및 농도가 낮을수록, Si-함량이 상기 언급된 범위의 하한 값에 가까워졌다.
Claims (14)
- 하기를 포함하는 붕산염-무함유 수성 세정 및 처리 조성물로서:
적어도 1종의 메타규산염 (A);
적어도 1종의 오르토인산염 (B);
이인산염 및 삼인산염으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 인산염 (C);
음이온성 계면활성제 및 비-이온성 계면활성제로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 계면활성제 (D);
i. 20℃에서 11.0 내지 12.8의 범위의 pH 값을 가지며;
ii. Si-함유 메타규산염 (A)의 합계 및 P-함유 오르토인산염 (B), 이인산염 (C) 및 삼인산염 (C)의 합계를 기준으로 하여 0.75:1 내지 1:0.75의 Si 원자 대 P 원자의 몰비를 보유하는
수성 세정 및 처리 조성물. - 제1항에 있어서, 하기를 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 붕산염-무함유 수성 세정 및 처리 조성물:
수성 세정 및 처리 조성물 중의 적어도 1종의 탄산염. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 1종의 이인산염 (C) 및 적어도 1종의 삼인산염 (C)를 함유하는 것을 특징으로 하는 붕산염-무함유 수성 세정 및 처리 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 오르토인산염 (B)의 P-원자의 합계 대 인산염 (C)의 P-원자의 합계의 몰비가 1:1.2 내지 1:3.5인 것을 특징으로 하는 붕산염-무함유 수성 세정 및 처리 조성물.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 메타규산염 (A), 오르토인산염 (B) 및 인산염 (C)가 알칼리 금속의 염인 것을 특징으로 하는 붕산염-무함유 수성 세정 및 처리 조성물.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
i. 메타규산염 (A)로부터의 Si-원자의 합계의 몰 농도가 50 내지 200 mmol/L의 범위이고;
ii. 오르토인산염 (B)로부터의 P-원자의 합계의 몰 농도가 25 내지 75 mmol/L의 범위이고;
iii. 인산염 (C)로부터의 P-원자의 몰 농도가 30 내지 130 mmol/L의 범위이고;
iv. 계면활성제 (D)의 농도가 0.5 내지 10 g/L의 범위인 것
을 특징으로 하며, 여기서 농도는 1 리터의 붕산염-무함유 수성 세정 및 처리 조성물을 기준으로 하는 것인
붕산염-무함유 수성 세정 및 처리 조성물. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 붕산염-무함유 수성 세정 및 처리 조성물을 제조하는 방법으로서,
제1 단계 (I)에서
하기를 포함하는 고체 혼합물 (M)을 물에 용해시켜 수성 용액을 수득하고:
적어도 1종의 메타규산염 (A);
인산이 제2 단계 (II)에서 사용되지 않는 경우에, 적어도 1종의 오르토인산염 (B);
적어도 1종의 이인산염 (C) 및/또는 삼인산염 (C);
음이온성 계면활성제 및 비-이온성 계면활성제로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 계면활성제 (D); 필요한 경우에
제2 단계 (II)에서
제1 단계 (II)에서 수득된 수성 용액의 pH 값을 제1항에 지시된 범위로 조정하는 것
을 특징으로 하는 방법. - 제7항에 있어서, 고체 혼합물 (M)이 적어도 1종의 탄산염 (E)를 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 붕산염-무함유 수성 세정 및 처리 조성물을 제조하는 방법.
- 제7항 또는 제8항에 정의된 바와 같은 붕산염-무함유 수성 세정 및 처리 조성물을 제조하는 방법에 사용하기 위한 고체 혼합물 (M)으로서, 고체 혼합물 (M)이 하기를 포함하며:
적어도 1종의 메타규산염 (A);
바람직하게는 적어도 1종의 오르토인산염 (B);
이인산염 및 삼인산염으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 인산염 (C); 및
음이온성 계면활성제 및 비-이온성 계면활성제로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 계면활성제 (D);
여기서 각각의 화학종 (A), (B) 및 (C)는 고체인 것
을 특징으로 하는 고체 혼합물 (M). - 제9항에 있어서, 고체 혼합물 (M)이 적어도 1종의 고체 탄산염 (E)를 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 고체 혼합물 (M).
- 하기 단계를 포함하는, 금속성 기판을 세정하고 처리하는 방법:
a. 금속성 기판을 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 정의된 바와 같은 또는 제7항 또는 제8항에 정의된 바와 같은 방법에 따라 제조된 붕산염-무함유 수성 세정 및 처리 조성물과 접촉시켜 세정된 금속성 기판을 수득하는 단계; 및
b. 이와 같이 세정된 금속성 기판을 수성 헹굼 조성물과 접촉시켜 임의의 과잉의 세정 및 처리 조성물을 제거하는 단계. - 제11항에 있어서, 단계 (a)에서 붕산염-무함유 수성 세정 및 처리 조성물을 함유하며 40 내지 90℃의 범위의 온도를 갖는 액조에 금속성 기판을 1 내지 45 min 동안 담그는 것에 의해 금속성 기판이 붕산염-무함유 수성 세정 및 처리 조성물과 접촉되는 것을 특징으로 하는 금속성 기판을 세정하고 처리하는 방법.
- 제11항 또는 제12항에 있어서, 금속성 기판이 알루미늄 또는 알루미늄 함유 합금, 강재, 예컨대 냉간 압연 강재 및 아연도금 강재, 또한 아연-마그네슘 코팅 강재 및 마그네슘 합금으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 금속성 기판을 세정하고 처리하는 방법.
- 금속성 기판을 세정하고 금속성 기판의 표면 상에 Si-함유 층을 형성함으로써 금속성 기판을 처리하기 위한 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 또는 제7항 또는 제8항에 정의된 바와 같은 방법에 따라 제조된 조성물의 용도.
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