[发明专利]铝系金属表面处理用组合物、处理液及处理方法

说明书

本发明涉及铝系金属表面处理用组合物、处理液及处理方法，尤其涉及提供形成薄膜均匀性高的保护膜，外观、防腐蚀性、涂膜粘附性良好的保护涂覆的铝系金属表面处理用组合物、处理液及处理方法。

以往，铝及其合金的表面处理方法是进行铬酸盐处理或者铝表面钝化处理等。但是，铬酸盐处理有环境污染及对人体的毒性、排水处理淤渣的废弃困难等缺点，另一方面，铝表面钝化处理需要庞大的设备、电力消耗多、不经济。

为了消除上述的缺点，人们提出了各种非铬酸盐处理方法。例如在特公昭56-33468号公报的“金属表面用涂覆溶液”中，含有锆或钛或者它们的混合物以及磷酸盐和氟化物，而且提出具有约1.5至约4.0范围内的pH的酸性水溶性涂覆溶液。

另外，在特公昭57-39314号公报的“铝表面处理方法”中，提出用酸性水溶液进行处理的铝及其合金的表面处理法，所述的酸性水溶液含有钛盐或锆盐的一种或二种以上、其浓度按金属换算是0.01-10g/l，过氧化氢、其浓度是0.005-5g/l，在其中含有磷酸或缩合磷酸的一种或二种以上、其浓度按磷酸换算是0.05-20g/l，它们的重量比是1-10∶0.1-10∶1.5-30的范围。

上述的特公昭56-33468号公报的“金属表面用涂覆溶液”和特公昭57-39314号公报的“铝的表面处理方法”，例如在由铝或铝合金构成的饮料用铝容器的表面上涂覆保护膜时可以使用。

通常，由铝或铝合金构成的饮料用容器是利用称作深冲和减厚深冲的成形操作(以下称作DI加工)进行制造。在这种成形操作时在金属表面使用润滑油，又因为在所得到的容器上，尤其在其内壁上附着有铝粉末(活物)，一般在化学处理等之前，从金属表面除去上述润滑油或污物，在净化后，通过化学处理然后利用涂装保护容器的金属表面。

近年来，为了降低成本，罐盖的外径从206(6.0cm)缩小到204(约5.7cm)，进一步缩小到202(约5.4cm)。与此相对应，容器的上部直径也必须缩小，涂装后的罐上部深冲加工(缩颈加工)正变得严格。这种缩径罐要求更高的涂膜粘附性。

在以往的上述特公昭57-39314号公报的“铝的表面处理方法”中使用的表面处理液中，因为没有添加从金属表面上除去在金属表面上形成的氧化膜的试剂，所以在氧化膜上形成化学保护膜。在这种场合，因为化学保护膜变得不均匀，所以要想满足沸水性和蒸馏性等耐蚀性，需要使化学保护膜的膜厚加厚。但是，化学保护膜的膜厚一变厚，缩颈加工时的涂膜与金属表面的粘附性，即涂膜粘附性不充分。另一方面，要想满足涂膜粘附性，化学保护膜的膜厚必须薄，因为化学保护膜是不均匀的，所以上述耐蚀性不充分。

另一方面，在上述特公昭56-33468号公报的“金属表面用涂覆溶液”中所含的氟化物腐蚀在金属表面形成的氧化膜，可以将氧化膜从表面上去除，但是因为没有消除包含在已去除的氧化膜中的氧的试剂，所以金属表面再次被氧化。因此，与上述相同，在氧化膜上形成化学保护膜，化学保护膜变得不均匀。在化学保护膜的均匀性不够的状态下，要想满足耐蚀性，化学保护膜的膜厚就要厚一些，涂膜粘附性变得不足。另一方面，如要满足涂膜粘附性，化学保护膜的膜厚需要薄一些，因为化学保护膜是不均状态，所以上述耐蚀性不够。

即，以往的表面处理方法等，对缩径罐而言，难以同时具有耐蚀性和涂膜粘附性。

本发明是鉴于上述以往的问题，目的在于提供形成薄膜均匀性高的保护膜，形成外观、防蚀性、涂膜粘附性良好的保护膜的铝系金属表面处理用组合物、处理液及处理方法。

为了达到上述的目的，本发明的铝系金属表面处理用组合物在含有磷酸、缩合磷酸或其盐的至少一种、锆盐或钛盐的至少一种和氟化物的组合物中，还含有亚磷酸、次亚磷酸或其盐的至少一种。

用适量的水将本发明的铝系金属表面处理用组合物稀释到使用范围的浓度，制成处理液，在用该处理液在金属表面涂覆化学保护膜(即进行表面处理)时，包含在本发明的表面处理用组合物中的氟化物浸蚀金属表面上形成的氧化膜，使氧化膜从表面脱离。另外，包含在本发明的表面处理用组合物中的亚磷酸、次亚磷酸或其盐作为反应促进剂起作用。即，它们作为还原剂起作用，能够极力防止金属表面氧化。再者，利用处理液中的锆盐和/或钛盐、氟化物、磷酸和/或缩合磷酸、亚磷酸和/或次亚磷酸形成复盐，借此在金属表面形成坚固的保护膜。