TW201518548A - 鋁罐的表面處理方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種鋁罐的表面處理方法，此方法不但能使用容易運用的酸處理液，能源成本也足夠低。
本發明之鋁罐的表面處理方法，具有以下步驟：鹼處理步驟，其藉由鹼處理液來處理鋁罐；及，酸處理步驟，其藉由酸處理液來處理前述鹼處理步驟後的鋁罐；其中，在前述鹼處理步驟中的蝕刻量不到50mg/m2。另外，較佳為前述鹼處理液含有選自於由鈉離子、鉀離子及銨離子所組成之群組中的至少一種。
Description
本發明關於一種鋁罐的表面處理方法。
過去，由鋁或鋁合金所製造的飲料罐等鋁罐，是藉由被稱為抽引光滑加工(Drawing and Ironing，以下稱為DI加工)之引伸加工等所製造的。藉由DI加工所製造之鋁罐的表面上，會附著有抽引時被切削而產生的鋁粉(以下稱為汙點(smut))及潤滑油。
通常而言，會在鋁罐上進行化學轉化塗膜處理(chemical conversion coating)和塗佈處理(coating)。為了形成牢固的化學轉化塗膜處理皮膜和塗佈塗膜，必須要充分地除去附著於化學轉化塗膜處理前的鋁罐的表面之汙點及潤滑油，還必須藉由蝕刻除去形成於鋁罐的表面之氧化皮膜。
在將鋁罐進行表面處理時，一般利用能適度地蝕刻鋁罐的表面之酸性的表面處理液(以下，有時稱為酸處理液)。舉例而言，已知有藉由含有三價的鐵離子且以硫酸或硝酸調整成pH值是2以下之酸處理液，來處理鋁罐的表面之方法(例如可參照專利文獻1和專利文獻2)。另外，也已知有藉由含有有機磺酸、三價的鐵離子、及硫酸或硝酸等無機酸之酸處
理液，來處理鋁罐的表面之方法(例如可參照專利文獻3)。
此外，關於不是在鋁罐而是在罐蓋用的鋁之基底處理，已知有藉由以鹼性溶液處理由5000系合金所形成之罐蓋用鋁的表面，進行了伴隨有蝕刻的脫脂處理之後，進行酸洗之方法(例如可參照專利文獻4~6)。
專利文獻1：日本特公平3-50838號公開公報
專利文獻2：日本特開2000-104185號公開公報
專利文獻3：日本特開2007-197775號公開公報
專利文獻4：日本特開2003119570號公開公報
專利文獻5：日本特開2004-18992號公開公報
專利文獻6：日本特開2008-127625號公開公報
但是，在鋁罐的表面上殘留有鎂及銅等雜質之情況下，無法在鋁罐的表面上均勻地形成化學轉化塗膜皮膜和塗佈塗膜，進而造成鋁罐的耐蝕性下降。
為了避免這種狀況，提高酸處理液的蝕刻速度並且增加蝕刻量是有效的。為了增加蝕刻量，可考慮將酸處理液的處理溫度設為高溫(例如70℃)。然而，在將酸處理液的處理溫度保持在高溫的情況下，能源成本上升而較為不佳。
在專利文獻3中揭露了以下技術：藉由含有有機磺
酸之酸處理液來處理鋁罐的表面，藉此能使酸處理液的處理溫度下降。然而，即使是在利用含有有機磺酸之酸處理液的情況下，在低溫下仍然有可能無法進行充分的蝕刻。
此外，專利文獻4~6所揭露之罐蓋用的鋁的基底處理中的酸洗，是在較低溫(例如50℃)之下進行。在罐蓋用的鋁的基底處理中，透過在酸洗前進行之藉由鹼性溶液之處理，來蝕刻基材的表面。這種情況下的酸洗，被認為其目的是用以除去在鋁表面上偏析的鎂，及用以中和變成鹼性之鋁的表面，其中鋁的表面是由於在酸洗前藉由鹼性溶液進行的處理而變成鹼性。像這樣，罐蓋用的鋁的基底處理中的酸洗，以及鋁罐的表面處理中藉由酸處理液所進行之蝕刻基材表面之處理，這兩者的目的完全不同。假設以罐蓋用的鋁的基底處理條件來處理鋁罐的情況下，有可能會無法進行鋁罐表面的蝕刻量的控制，而可能無法控制鋁罐的外觀成果。因此，無法將關於罐蓋用的鋁的基底處理之技術，應用於關於鋁罐的表面處理之技術上。
像這樣，現況是尚未找出一種可使用容易運用的酸處理液，且能源成本足夠低的鋁罐的表面處理方法。
本發明是鑑於上述問題而成，其目的在於提供一種鋁罐的表面處理方法，此方法不但能使用容易運用的酸處理液，能源成本也足夠低。
本發明關於一種鋁罐的表面處理方法，具有以下步驟：鹼處理步驟，其藉由鹼處理液來處理鋁罐；及，酸處理
步驟，其藉由酸處理液來處理前述鹼處理步驟後的鋁罐；其中，在前述鹼處理步驟中的蝕刻量不到50mg/m2。
較佳為：前述鹼處理液含有選自於由鈉離子、鉀離子及銨離子所組成之群組中的至少一種。
較佳為：前述鹼處理液是40~70℃；在前述鹼處理步驟中的鋁罐的處理時間是在1~30秒之間。
較佳為：前述鹼處理液含有選自於由有機酸、螯合劑、分散劑及界面活性劑所組成之群組中的至少一種。
較佳為：前述酸處理液含有選自於由硫酸、硝酸及磷酸所組成之群組中的至少一種，且含有0.05~4g/L之三價的鐵離子，pH值是2以下；在前述酸處理步驟中的鋁罐的處理溫度是30~65℃。
較佳為：在前述酸處理步驟中的鋁罐的處理時間是在10~90秒之間。
本發明關於一種鋁罐，其藉由前述之鋁罐的表面處理方法，被表面處理而成。
若是依據本發明，可提供一種鋁罐的表面處理方法，此方法不但能使用容易運用的酸處理液，能源成本也足夠低。
以下針對本發明的實施形態進行說明。此外，本發明並不限於以下的實施形態。
本實施形態之鋁罐的表面處理方法(以下，有時亦簡
稱為表面處理方法)，具有鹼處理步驟及酸處理步驟。作為依據本實施形態之鋁罐的表面處理方法所處理之鋁罐，可舉出由3000系合金等所形成的鋁罐等等。
在鹼處理步驟中，藉由鹼處理液來處理鋁罐。
鹼處理液除去鋁罐表面的油脂成分。另外，若是在處理DI加工後的鋁罐的情況下，鹼處理液也負責除去潤滑劑。
在鹼處理步驟中的鋁罐表面的蝕刻量不到50mg/m2。也就是說，在鹼處理步驟中，鋁罐表面幾乎不受到蝕刻。若是在鹼處理步驟中的蝕刻量是50mg/m2以上，會變難以進行蝕刻的控制，而鋁罐表面會白化。在鹼處理步驟中的鋁罐表面的蝕刻量可藉由以下方式求得：在鹼處理步驟前後，藉由精密天平測定鋁罐的質量，再用在鹼處理步驟前後的鋁罐的質量減少量除以鋁罐的表面積。
在鹼處理步驟中，為了使鋁罐表面的蝕刻量不到50mg/m2，必須要控制鹼處理液的pH值、鹼處理液的鹼性物質的濃度、鹼處理步驟的處理時間、鹼處理步驟的處理溫度。更詳細地說，藉由提高鹼處理液的鹼性物質的濃度，也就是提高鹼處理液的pH值，可使鋁罐表面的蝕刻量增加，反之降低的話則可使蝕刻量減少。另外，藉由拉長鹼處理步驟的處理時間，或藉由提高鹼處理溫度，也可增加鋁罐表面的蝕刻量；反之，藉由縮短處理時間，或藉由降低處理溫度，則可使蝕刻量減少。此外，並無必要調整所有的這些要素，即使是只調整一部分的要素，也能使鋁罐表面的蝕刻量不到50
mg/m2。
鹼處理液，較佳為其pH值是9~14。藉由將鹼處理液的pH值設為9~14，可在鋁罐的表面上形成氫氧化物的皮膜。在鹼處理步驟中形成於鋁罐的表面之氫氧化物的皮膜，會被後述酸處理步驟中的酸處理液溶解。為了在鹼處理步驟中一邊有效率地使氫氧化物的皮膜形成於鋁罐的表面，且一邊抑制蝕刻量，鹼處理液的pH值更佳為10.0~13.0。
鹼處理液較佳為含有選自於由鈉離子、鉀離子及銨離子所組成之群組中的至少一種。鹼處理液藉由含有這些離子，能在鋁罐的表面有效地形成氫氧化物的皮膜。作為鈉離子、鉀離子及銨離子的供給來源，可以舉出：氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸氫銨等無機物，及葡萄糖酸或檸檬酸等有機酸的鈉鹽、鉀鹽、銨鹽的有機物。也可以將兩種以上的這些化合物組合起來利用。氫氧化鈉等無機物是鹼性物質，不但成為鈉離子、鉀離子或銨離子的供給來源，也成為氫氧離子的供給來源。
鹼處理液較佳為含有氫氧化鈉之水溶液。藉由將鹼性強的氫氧化鈉水溶液作為鹼處理液來利用，可更有效地在鋁罐的表面上形成氫氧化物的皮膜。
鹼處理液中的氫氧化鈉等鹼性物質的濃度，較佳為0.01~10g/L。若是鹼處理液中的鹼性物質的濃度小於0.01g/L，會有難以在鋁罐的表面上形成氫氧化物的皮膜之傾向；若是大於10g/L，鋁罐的表面可能會因為被過度蝕刻而白化。
另外，鹼處理液較佳為含有選自於由有機酸、螯合
劑、分散劑及界面活性劑所組成之群組中的至少一種。在鹼處理液含有有機酸、螯合劑、分散劑或界面活性劑的情況下，即使是在較溫和的條件(例如低溫、短時間)下進行鹼處理步驟，也能有效率地除去鋁罐表面的汙點並且促進氫氧化物的皮膜的形成。
作為鹼處理液所含有的有機酸，可舉出：葡萄糖酸、檸檬酸、草酸、蘋果酸、酒石酸、山梨酸(sorbic acid)、琥珀酸、及這些有機酸的鈉鹽或鉀鹽等鹼金屬鹽。在這之中，鹼處理液更佳為含有選自於由葡萄糖酸、檸檬酸、草酸、蘋果酸、及酒石酸所組成之群組中的至少一種。
作為鹼處理液所含有的螯合劑，可舉出：胺基羧酸系螯合劑、膦酸系螯合劑、和縮合磷酸鹽。具體而言，可舉出：乙二胺四乙酸(Ethylenediaminetetraacetic acid，EDTA)、1-羥基亞乙基-1,1-二膦酸鈉(1-hydroxyethylidene-1,1-sodium diphosphonate，HEDP)、氮基三乙酸鈉(sodium nitrilotriacetate，NTA)、三聚磷酸鈉(sodium triphosphate，STPP)等。在這之中，鹼處理液更佳為含有乙二胺四乙酸(EDTA)及1-羥基亞乙基-1,1-二膦酸鈉(HEDP)的至少一者。
作為鹼處理液所含有的分散劑，可舉出：丙烯酸順丁烯二酸共聚物、丙烯酸順丁烯二酸共聚物的鈉鹽、多羧酸、聚乙二醇等。在這之中，鹼處理液更佳為含有丙烯酸順丁烯二酸共聚物。
作為鹼處理液所含有的界面活性劑，可利用：非離子系、陽離子系、陰離子系、兩性離子系的界面活性劑。在
這之中，特別是非離子系為較佳，例如較佳為利用烴衍生物、松香酸衍生物、醇乙氧化物、改質聚乙氧基化醇等。
更進一步地，鹼處理液更佳為含有選自於由有機酸、螯合劑、及分散劑所組成之群組中的至少一種，且含有界面活性劑。也就是說，鹼處理液含有之添加劑的較佳的組合是：選自於由有機酸、螯合劑、及分散劑所組成之群組中的至少一種，再加上界面活性劑的這種組合。
藉由使鹼處理液含有這種組合的添加劑，如上述般，即使是在較溫和的條件(例如低溫、短時間)下進行鹼處理步驟，也能有效率地除去鋁罐表面的汙點及潤滑油雙方，並且能進一步促進氫氧化物的皮膜的形成。像這樣，若是鹼處理液含有選自於由有機酸、螯合劑、及分散劑所組成之群組中的至少一種，且含有界面活性劑，即使是在較溫和的條件下進行鹼處理步驟，結果仍能進一步提高表面處理後的鋁罐的脫汙點性。
在鹼處理步驟中的鋁罐的處理時間，較佳為1~30秒。若鹼處理步驟中的鋁罐的處理時間短於1秒，會有難以在鋁罐的表面上形成氫氧化物的皮膜之傾向；若是長於30秒，鋁罐的表面可能會因為被過度蝕刻而白化。在鹼處理步驟中的鋁罐的處理時間，更佳為3~20秒。
在鹼處理步驟中的鋁罐的處理溫度(鹼處理液的溫度)，較佳為40~70℃。若是在鹼處理步驟中的鋁罐的處理溫度低於40℃，會有難以在鋁罐的表面上形成氫氧化物的皮膜之傾向；若是高於70℃，鋁罐的表面可能會因為被過度蝕刻
而白化。在鹼處理步驟中的鋁罐的處理溫度，更佳為45~60℃。
在鹼處理步驟中的鋁罐的處理方法並無特別限制。作為在鹼處理步驟中的鋁罐的處理方法，可舉出噴霧法及浸漬法。
在鹼處理步驟中，藉由上述鹼處理液之處理可以只進行一次，也可以進行複數次。
在鹼處理步驟中，在藉由鹼處理液之處理進行複數次的情況下，每次處理中的處理條件(鹼處理液的pH值、處理溫度、處理時間等)可以設成相同，也可以變更之。
在酸處理步驟中，藉由酸處理液來處理鹼處理步驟後的鋁罐。
在前述鹼處理步驟中，鋁罐的表面不會被鈍化，而形成氫氧化物的皮膜。氫氧化物的皮膜由於容易藉由酸處理液溶解，因此在酸處理步驟中，能夠藉由低溫的酸處理液來蝕刻鋁罐表面。假設是在不進行鹼處理步驟，就以酸處理步驟來處理鋁罐表面的情況下，由於鋁罐表面鈍化，因此為了使蝕刻進行就必須要提高酸處理液的溫度。在酸處理步驟中，若鋁罐的處理溫度(酸處理液的溫度)高，鋁罐的表面處理中的能源成本會變得太高因而不佳。與未進行鹼處理步驟的情況相較之下，藉由在酸處理步驟之前先進行鹼處理步驟，能夠使酸處理液的溫度低溫化5~20℃。
在酸處理步驟中，藉由使酸處理的低溫化變得可
能，不只能帶來作業環境的改善，還能縮短處理鋁罐之產線從停止中重新啟動時的所需時間，而能提高生產率。另外，因為酸而導致之設備的腐蝕的進行會變慢，而能減低設備的更新頻率。
酸處理液較佳為其pH值是2以下。若酸處理液的pH值大於2，會有鋁罐表面的蝕刻變得不充分之傾向。
酸處理液較佳為含有無機酸。
無機酸具有作為蝕刻促進劑的功能。作為無機酸的具體例，可舉出硫酸、硝酸、磷酸，這些無機酸可單獨使用或是並用。此外，從無氮及無磷的觀點來看，更佳為利用硫酸。
酸處理液中之無機酸的含量，較佳為0.01~25g/L。酸處理液中之無機酸的含量不到0.01g/L的情況下，蝕刻速度極端地下降；超過25g/L的情況下，對於蝕刻無法產生這以上的效果因而在經濟面上是不利的。酸處理液中之無機酸的含量，更佳為0.5~20g/L。
酸處理液較佳為含有氧化型金屬離子。
通常而言，在酸處理步驟中的鋁的蝕刻反應，是由鋁變成鋁離子(Al3+)之陽極反應，及酸處理液中的H+被還原成1/2H2之陰極反應而成的。因此，若是在酸處理液中添加鐵離子(Fe3+)這樣的氧化型金屬離子，此鐵離子(Fe3+)還原成亞鐵離子(Fe2+)之陽極反應會與前述H+的還原同時產生，而促進鋁的蝕刻反應。另外，藉由使酸處理液含有氧化型金屬離子，以酸處理步驟後的化學轉化塗膜處理所形成之化學轉化塗膜處理皮膜與金屬之間的密接性會提高。
作為氧化型金屬離子，除了鐵離子(Fe3+)以外，可舉出：偏釩酸離子(VO3-)、鈰離子(Ce4+)、鈷離子(Co5+)、錫離子(Sn4+)等。
本實施形態中，作為氧化型金屬離子，較佳為利用三價的鐵離子(ferric ion：Fe3+)。由於氧化型金屬離子較佳為以硫酸鹽或硝酸鹽這樣的水溶性鹽的方式來供給，因此三價的鐵離子較佳為以硫酸鐵或是硝酸鐵來供給。此外，由於隨著蝕刻反應進行亞鐵離子(Fe2+)濃度會增加，因此氧化還原電位(oxidation-reduction potential，以下稱為ORP)下降(亦稱為清洗劑的老化)，鋁表面的蝕刻促進效果消失。因此，可隨時添加或是一開始就先添加用以控制ORP之氧化劑，來將亞鐵離子氧化成鐵離子。作為此時的ORP控制用的氧化劑，可舉出：過氧化氫(H2O2)、過硫酸鹽(例如NaS2O8 2-)、臭氧(O3)、鈰化合物(例如硫酸鈰銨：(NH4)4Ce(SO4)4)、亞硝酸鹽(例如NaNO2、KNO2)等。此外，在利用偏釩酸離子作為氧化型金屬離子的情況下，可隨時補充偏釩酸鹽。
在酸處理液中的氧化型金屬離子的含量，較佳為0.05~4g/L。在酸處理液中的氧化型金屬離子的含量不到0.05g/L的情況下，蝕刻量不足而且脫汙點性下降；超過4g/L的情況下，無法期待這以上的清洗性而且在經濟面上是不利的。在酸處理液中的氧化型金屬離子的含量，更佳為0.1~1g/L。
酸處理液較佳為含有界面活性劑。
界面活性劑，主要具有除去殘存於鋁罐的表面上的油脂
成分和潤滑劑之功能。此外，也具有防止已去除的油脂成分和潤滑劑成分懸浮於清洗劑中的功能。也就是說，在油脂成分和潤滑劑成分懸浮於清洗劑中的情況下，雖然可能會再度吸附於鋁罐的表面，但是藉由使酸處理液含有界面活性劑，能夠避免此問題。
作為界面活性劑，可利用：非離子系、陽離子系、陰離子系、兩性離子系的界面活性劑。在這之中，特別是非離子系的較佳，例如較佳為利用乙氧基化烷基酚系、烴衍生物、松香酸衍生物、一級乙氧基化醇、改質聚乙氧基化醇等。
在酸處理液中的界面活性劑的含量，較佳為0.01~10g/L。在酸處理液中的界面活性劑的含量不到0.01g/L的情況下，清洗性，特別是脫脂性下降；超過10g/L的情況下，不但酸處理劑發泡而變得難以進行處理，還會對廢水處理增加負荷。在酸處理液中的界面活性劑的含量更佳為0.1~5g/L。
在酸處理液中的有機磺酸的含量，較佳為0.01~25g/L。在酸處理液中的有機磺酸的含量不到0.01g/L的情況下，可能會無法得到充分的蝕刻量；超過25g/L的情況下，有酸處理液的液體穩定性下降之傾向。從使排水負荷降低的觀點來看，在酸處理液中的有機磺酸的含量更佳為0.1~5g/L。
在酸處理步驟中的鋁罐表面的蝕刻量，是60~100mg/m2。若是在酸處理步驟中的蝕刻量不到60mg/m2，則蝕刻不充分，因此會有難以在鋁罐表面上形成後述的化學轉化塗
膜處理皮膜和塗佈塗膜之傾向。若是在酸處理步驟中的蝕刻量大於100mg/m2，由於過度進行蝕刻，因此鋁罐表面有時會白化。在酸處理步驟中的鋁罐表面的蝕刻量，可藉由以下方式求得：在酸處理步驟的前後，藉由精密天平測定鋁罐的質量，再用在酸處理步驟的前後的鋁罐的質量的減少量除以鋁罐的表面積。
在酸處理步驟中的鋁罐的處理方法並無特別限制。作為在酸處理步驟中的鋁罐的處理方法，可舉出噴霧法及浸漬法。
在酸處理步驟中的鋁罐的處理時間，較佳為10~90秒。若是在酸處理步驟中的鋁罐的處理時間短於10秒，由於處理時間過短，因此會有鋁罐表面的蝕刻不充分之傾向；若是超過90秒，則鋁罐表面被過度蝕刻，酸處理劑有較快就老化之傾向。在酸處理步驟中的鋁罐的處理時間，更佳為30~45秒。
在酸處理步驟中的鋁罐的處理溫度，較佳為30~65℃。若是在酸處理步驟中的鋁罐的處理溫度低於30℃，會有處理溫度的管理變得困難之傾向；若是高於65℃，會有能源成本變得過高之傾向。在酸處理步驟中的鋁罐的處理溫度，更佳為40~60℃。
將酸處理步驟後的鋁罐依循過去周知的方法進行水洗後，提供到藉由磷酸鹽系或鋯系的化學轉化塗膜處理液來進行之化學轉化塗膜處理。
化學轉化塗膜處理後的鋁罐視需要進行水洗後，提供到塗佈處理。
依據本實施形態之鋁罐的表面處理方法來表面處理過的鋁罐，由於表面的汙點和潤滑油被充分地除去，因此能形成牢固的化學轉化塗膜處理皮膜和塗佈塗膜。
接下來，基於實施例來更詳細地說明本發明，但本發明並不限定於此。此外，只要未特別說明，「部」及「%」全部是以質量為基準。
作為鋁罐，準備了將3004合金的鋁板進行DI加工所得到，附著有潤滑油及汙點之無蓋容器。利用鹼處理液，將鋁罐以處理溫度40℃進行10秒的噴霧處理(鹼處理)，其中此鹼處理液是藉由作為鹼性物質之氫氧化鈉將pH值調整成12.5。接下來，利用酸處理液，將鹼處理後的鋁罐以處理溫度50℃進行40秒的噴霧處理(酸處理)，其中此酸處理液含有1g/L的鐵離子及2g/L的非離子系界面活性劑，且藉由作為酸性物質之硫酸將pH值調整成1.0。此外，酸處理液的鐵離子的供給來源是硫酸鐵。
接下來，以自來水清洗15秒，再藉由化學轉化塗膜處理劑(日本立邦塗料公司(Nippon Paint Co.,Ltd.)所製之「Alsurf 450」)，以使皮膜Zr(鋯)量成為11mg/m2之方式調整處理條件，並進行化學轉化塗膜處理(40℃、12秒)。化學轉化塗膜處理後，以自來水清洗15秒，然後，以去離子水噴
霧水洗5秒，以195℃乾燥3分鐘。
在鹼處理步驟中，利用鹼處理液並以示於表1及表2中的處理溫度和處理時間，將與實施例1相同的鋁罐進行噴霧處理(鹼處理)；其中此鹼處理液是利用示於表1及表2中的鹼性物質調整成示於表1及表2中的pH值。在酸處理步驟中，利用酸處理液並以示於表1及表2中的處理溫度和處理時間，將鹼處理後的鋁罐進行噴霧處理(酸處理)；其中此酸處理液是以示於表1及表2中的濃度含有鐵離子、非離子系界面活性劑、及視需要的有機磺酸(HSO3-CH2CH(OH)CH2OH)，且調整成示於表1及表2中的pH值。
除了像這樣如示於表1及表2般變更條件以外，其他都以與實施例1相同的條件處理鋁罐。
此外，在實施例21及比較例11中，利用硫酸及硝酸(質量比：10比1)的混合物作為酸性物質；實施例22及比較例12中，利用硫酸及磷酸(質量比：10比1)的混合物作為酸性物質；實施例23及比較例13中，利用硫酸及氫氟酸(質量比：10比1)的混合物作為酸性物質。
另外，在比較例5~15及參考例1~3中，不進行鹼處理步驟，而是將在下一個步驟也就是酸處理步驟所使用之酸處理液稀釋成濃度為二分之一的液體，以此液體及與酸處理相同的溫度下清洗鋁罐10秒後，提供到酸處理步驟。實施例23及比較例13中使酸處理液中不含有鐵離子，比較例3及6中使酸處理液中不含有界面活性劑。
在比較例16中，不進行鹼處理步驟，而是藉由鹼脫脂液，以處理溫度60℃進行噴霧處理60秒(鹼脫脂處理)；其中此鹼脫脂液含有界面活性劑和螯合劑，且藉由作為鹼性物質的氫氧化鈉調整pH值成12.5。接下來，將鹼處理後的鋁罐提供給以示於表2的條件來進行之酸處理步驟。
[表1]
在鹼處理步驟中，利用鹼處理液且以示於表3的處理溫度和處理時間，將與實施例1相同的鋁罐進行噴霧處理(鹼處理)；其中此鹼處理液是以示於表3的濃度含有有機酸、螯合劑、分散劑、及界面活性劑，且利用示於表3的鹼性物質來調整成示於表3的pH值。在酸處理步驟中，利用酸處理液且以示於表3的處理溫度和處理時間，將鹼處理後的鋁罐進行噴霧處理(酸處理)；其中此酸處理液是以示於表3的濃度含有鐵離子及非離子系界面活性劑，且調整成示於表3的pH值。
除了像這樣如示於表3般變更條件以外，其他都以與實施例1相同的條件處理鋁罐。此外，在使鹼處理液含有界面活性劑的情況下，是使其含有2g/L的非離子系界面活性劑。另外，實施例35所含有的丙烯酸順丁烯二酸共聚物，是巴斯夫日本公司(BASF Japan Ltd.)所製之「SOKALAN CP5」。
另外，在比較例17中，不進行鹼處理步驟，而是利用含有檸檬酸0.5g/L之酸性溶液且以示於表3的處理溫度及處理時間，將與實施例1相同的鋁罐進行噴霧處理。然後，在酸處理步驟中，利用酸處理液且以示於表3的處理溫度和處理時間，將鋁罐進行噴霧處理；其中此酸處理液是以示於表3的濃度含有鐵離子及非離子系界面活性劑，且調整成示於表3的pH值。
[表3]
(a)蝕刻量
在鹼處理步驟前後，藉由精密天平測定鋁罐的質量。將在鹼處理步驟前後的鋁罐的質量減少量除以鋁罐的表面積所得到的數值作為蝕刻量，並用以下的2個等級來評價蝕刻量。結果示於表1、表2、及表3。
A：不到50mg/m2
B：50~100mg/m2
(b)外觀
目測乾燥後的容器內的白色程度來判定。具有完全地脫脂及脫汙點、且充分地被蝕刻之白色外觀者佳，依據白化的程度用以下的5個等級來評價。結果示於表1、表2、及表3。
A：全面白色
B：部分淺灰色
C：全體淺灰色
D：部分灰色
E：全面灰色
(c)潤濕性
將化學轉化塗膜處理後且經噴霧水洗之後的容器，立即甩乾3次，測定將容器朝上靜置30秒後的容器外表面的沾水面積(%)。結果示於表1、表2、及表3。
(d)脫汙點性
將透明膠帶黏合於本實施例、比較例、及參考例中所得到之表面處理後的鋁罐的表面，然後將此透明膠帶剝離並黏貼在白色紙板上，將膠帶黏貼面的白色程度與其他的紙板部
分比較。汙點被完全除去而無汙染者佳，依據汙染的程度用以下的5個等級來評價。結果示於表1、表2、及表3。
5：無汙染
4：痕跡程度的汙染
3：略有汙染
2：中等程度的汙染
1：嚴重汙染
(e)耐沸水黑化性(耐蝕性)
將本實施例、比較例、及參考例中所得到之表面處理後的鋁罐浸漬在沸騰的自來水中30分鐘之後，以下述的基準進行鋁罐的外觀評價。結果示於表1、表2、及表3。
5：無外觀變化
4：部分淺色黑化
3：全體淺色黑化
2：部分深色黑化
1：全面黑化
從實施例1~11、13~15、17與比較例5等的比較可明瞭：與將鋁罐進行鹼處理後才進行酸處理的情況相比之下，不進行鹼處理就進行酸處理的情況下，在鋁罐的外觀、潤濕性、脫汙點性、耐沸水黑化性(耐蝕性)中無法獲得良好的結果。此結果被認為是因為：若不進行鹼處理，在酸處理步驟中鋁罐的表面就無法被充分蝕刻。此外，如參考例2所顯示般，即使是不進行鹼處理就進行酸處理的情況，若是提高酸處理的溫度，仍可充分地蝕刻鋁罐表面，而可得到外觀、
潤濕性、脫汙點性、耐沸水黑化性(耐蝕性)良好的鋁罐。
將實施例1~11、13~15、17與參考例1進行比較，可得知：實施例1~11、13~15、17能得到與參考例1同樣良好的評價結果，另一方面，在酸處理步驟中的處理溫度卻比參考例1的情況還要低20℃。像這樣，藉由在酸處理步驟之前預先進行鹼處理步驟，能使酸處理步驟的溫度下降20℃。
此外，從實施例25、26與比較例14、15的比較可明瞭：即使是使酸處理液含有有機磺酸，如果不進行鹼處理，特別是在脫汙點性、耐沸水黑化性(耐蝕性)方面，無法得到能充分令人滿意的評價結果。此外，在過度含有有機磺酸的情況下，會有酸處理液的廢液的處理變得繁雜之傾向。
另外，若比較實施例25與參考例2，可得知：實施例25能得到與參考例2同樣良好的評價結果，另一方面在酸處理步驟中的處理溫度卻比參考例2的情況還要低20℃。像這樣，即使是使酸處理液含有有機磺酸的情況，藉由在酸處理步驟之前預先進行鹼處理步驟，也能使酸處理步驟的溫度下降20℃。
另外，若比較實施例26與參考例3，可得知：實施例26能得到與參考例3同樣良好的評價結果，另一方面在酸處理步驟中的處理溫度卻比參考例3的情況還要低10℃。像這樣，即使是使酸處理液含有較多的(25g/L)有機磺酸的情況，藉由在酸處理步驟之前預先進行鹼處理步驟，也能使酸處理步驟的溫度下降10℃。
另外，可得知：如比較例1~4般，即使是在酸處理
步驟之前已進行鹼處理步驟的情況，若在鹼處理步驟中的蝕刻量是50mg/m2以上，鋁罐的外觀惡化，且全面地灰色化。此結果被認為是因為：若是在鹼處理步驟中的蝕刻量增加，蝕刻的控制會變得困難。
另外可知：如比較例16般，像罐蓋用的鋁之基底處理一般，在酸處理步驟之前以鹼脫脂步驟充分地蝕刻過的情況下，鋁罐的外觀惡化，且全面地灰色化。
另外，從實施例27與實施例28~44的比較可明瞭：相較於不使鹼處理液含有有機酸、螯合劑、分散劑或界面活性劑的情況，使鹼處理液含有這些成分的情況下，即使是在較溫和的條件(短時間)下進行鹼處理步驟，經表面處理的鋁罐的脫汙點性仍會變的良好。此結果被預測是因為：在鹼處理液含有有機酸、螯合劑或分散劑的情況下，藉由有效率地除去鋁罐的表面的汙點，可促進氫氧化物的皮膜的形成。另外，預測在鹼處理液含有界面活性劑的情況下，藉由有效率地除去鋁罐的表面的潤滑油，可促進氫氧化物的皮膜的形成。
Claims (7)
- 一種鋁罐的表面處理方法，具有以下步驟：鹼處理步驟，其藉由鹼處理液來處理鋁罐；及，酸處理步驟，其藉由酸處理液來處理前述鹼處理步驟後的鋁罐；其中，在前述鹼處理步驟中的蝕刻量不到50mg/m2。
- 如請求項1所述之鋁罐的表面處理方法，其中，前述鹼處理液含有選自於由鈉離子、鉀離子及銨離子所組成之群組中的至少一種。
- 如請求項1或請求項2所述之鋁罐的表面處理方法，其中，前述鹼處理液是40~70℃；在前述鹼處理步驟中的鋁罐的處理時間是在1~30秒之間。
- 如請求項1或請求項2所述之鋁罐的表面處理方法，其中，前述鹼處理液含有選自於由有機酸、螯合劑、分散劑及界面活性劑所組成之群組中的至少一種。
- 如請求項1或請求項2所述之鋁罐的表面處理方法，其中，前述酸處理液含有選自於由硫酸、硝酸及磷酸所組成之群組中的至少一種，且含有0.05~4g/L之三價的鐵離子，pH值是2以下；在前述酸處理步驟中的鋁罐的處理溫度是30~65℃。
- 如請求項1或請求項2所述之鋁罐的表面處理方法，其中，在前述酸處理步驟中的鋁罐的處理時間是在10~90秒之間。
- 一種鋁罐，其藉由如請求項1至請求項6中任一項所述之鋁罐的表面處理方法，被表面處理而成。
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