铝或铝合金用碱性洗净液及洗净方法技术

本发明专利技术提供一种铝合金的碱性洗净液，其可以达到与酸性洗净液相同或更好的耐蚀性，且能减少酸性洗净液所存在的装置腐蚀性、废液处理性、能源消耗（ｈｅａｔ　　ｅｎｅｒｇｙ　　ｃｏａｔ）的缺点，而且生产稳定性优异。该碱性洗净液含有：碱性助剂（ｂｕｉｌｄｅｒ），从碱性金属水氧化物、碳酸碱性金属盐及无机磷酸碱性金属盐、硅酸碱性金属盐中选出的一种或二种以上，其总量为０．５～４０ｇ／Ｌ；从有机膦酸及其盐类中选出的一种以上的成分（Ａ），其总量为０．２～１０ｇ／Ｌ；金属离子成分（Ｂ），其从有机膦酸及其盐的稳定度数为５．０～１４．０的金属离子中选出的一种或两种以上，其总量为０．００１～２ｇ／Ｌ；表面活性剂，其总量为０．１～１０ｇ／Ｌ，且特别是其重量比（Ａ）∶（Ｂ）为１００∶０．０５～２０的范围。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本発明涉及一种洗净去除由铝或铝合金制成的压延板以及罐、容器等成型加工品表面所附着的油脂及成型加工时所产生的铝合金的细微粉末等污染物所用的。
技术介绍
一般而言，铝或铝合金系作为压延加工、压平加工等方式完成所要求的形状时，进行成型加工的材料。例如，铝及铝合金的容器(以下称之为「铝容器」)，一般而言是以所谓的拉拔以及压平的挤压成型方式进行制罐。按此加工方式所成型的铝罐表面，由于加有加工润滑剂，致使成型加工时所产生的铝合金细微粉末等脏污凝结于表面上。这类的污染物质对于之后的表面处理、涂装相当不便，因此必须通过洗净步骤除去。洗净的优劣对于表面处理、涂装的品质，如众所皆知一般，是有很大影响的。洗净铝容器用的现代工业上所使用的洗净液为含有氢氟酸和一种或一种以上的表面活性剂的硫酸水溶液，或者是含有磷酸、硝酸、三价铁及磷酸与硫酸和一种或以种以上的表面活性剂的水溶液。这些酸性洗净液也非常有效且有很多优点。然而，就其现有技术的缺点而言，这些酸性洗净液会侵蚀在铝成型品洗净线上一般所使用的不锈钢或其它的铁合金，因此需要耗费劳动力和时间进行管理维护，花费庞大。再者，含有氢氟酸及氟化铝的废溶液，含有氟的废溶液处理造成环境问题。况且，含有三价铁的洗净液需要在70℃以上的高温处理，造成能源浪费的问题。为解决这些问题，目前已提出几种铝容器用的碱性洗净液。在专利文献I-5中，虽提出特定碱性洗净液的组成，但工业上的效能依然不足，即便是提出在碱性洗净后施以酸洗或酸性溶液中和步骤等条件，其工业上的效能仍尚不足。其原因在于，虽然在进行利用碱性洗净以溶解变厚的酸化膜的碱性洗净后，施以酸洗步骤以达到防止变色与提高涂装上的附着性确实有效且有其必要，然而亦受限于现有设备，以至于未能工业化。于专利文献5中，提出一种将碱性洗净液，与从一种或两种以上的碱性助剂、氨基烷基磷酸、氢氧烷基二磷酸中选出至少一种的化合物，与葡萄糖酸碱性金属盐类、蓚酸碱性金属盐类、酒石酸碱性金属盐类，或是山梨糖醇中选出至少一种铝离子封锁剂和界面活性剂所构成特定的组合，藉以抑制被洗净的铝容器表面上的酸化膜之生成与Mg的离析，不需要酸洗步骤的技术。不过，这样的技术在工业的连续生产上依然不成气候。毕竟碱性洗净液的管理上尚无现场可行的管理方法，大体上碱性度与表面张力的标准是以1993年当时的技术水准为准的。然而，专利文献5中所公开的碱性洗净液，对于其混入特定的金属离子成份，可以发现到其碱性洗净液受到强烈影响。在进行工业连续生产时，特定金属离子成分的运动、状态，如以下所述。也就是说，特定的金属离子成分，存在于所使用的洗净液的水中，或者是从铝合金溶解析出，因此其质量是有变化的。由于金属离子量的变化，无法连续保持稳定且均匀的蚀刻性能。特别是铝容器的洗净中容易产生局部的腐蚀(以下称为「孔蚀」)，这会导致罐体凸缘切割上的重大缺陷。再者，生产线上势必进行设备的管理维护等碱性洗净液的废弃更换。废弃之后，制造新的碱性洗净液之后开始连续生产。连续生产过程中，废弃一部分定量的碱性洗净液，并添加和废弃量相等的新碱性洗净。于碱性洗净液中，随着铝合金的处理所溶出的特定金属离子成分也持续增加，再经过一段时间其将达到饱和状态。在碱性洗净液中特定的金属离子成分浓度达到饱和状态前的这段期间，视储存碱性洗净液槽的大小，以及前述废弃替换的量而定，大多的生产线在达到饱状态前需要大约10小时的时间。其间，所消耗的碱性洗净液中的特定合金成分浓度若有所变动可能导致无法得到应有的性能，所处理后的铝容器不能供商业利用的情事发生。而这其间所生产的铝容器之量可多达50万个以上，这是相当不利的。专利文献1特开始59-33382号公报专利文献2特许279公报专利文献3特开昭62-247090号公报专利文献4时间a962-82291号公报专利文献5特开平4-187788非专利文献1NP系列「表面洗净技术」槙书店发行，1993年11月10日初版，1998年10月10日发行1版2刷第91页。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，为解决以上所提出的现有技术中碱性洗净液所存在的缺点等问题，提供能达到酸性洗净液相同或更高的抗蚀性，并具有良好的生产稳定性的铝及铝合金的碱性洗净液以及洗净方法，其可以减轻酸性洗净液存在的装置腐蚀性、废液处理性、热能消耗等缺点的问题稳定。解决问题的方法本专利技术人针对过去采铝用碱性洗净于工业上的连续生产的问题进行深入研究以寻求解决之道，归结出以下结论。有机膦酸及其盐类的所以，在于封锁洗净前铝及铝合金表面上存在的合金成份，或是封锁分解存在的金属肥皂(metal soap)中的合金成份，能够完成均匀蚀刻，为能维持连续的均匀蚀刻，有机膦酸及其盐类的特定稳定度定数的金属离子比例以如权利要求2所述的范围为佳。参照图1以说明本专利技术权利要求2中所述的碱性洗净液的原理。对于有机膦酸及其盐类，在特定的金属离子未达定量的情况下(图1A区)，其蚀刻量虽多，但是铝及铝合金表面未能均等的蚀刻，因而形成孔蚀为产生凸缘(flange)破裂的原因。也就是说无法维持连续的均匀均匀蚀刻。另一方面有机膦酸及其盐类与特定金属离子成分的比例在特定范围的情况下(图1B区)，即便金属离子的比例发生变化，蚀刻量能够保持一定，可维持均匀的蚀刻(以下将此现象称为「螯合物(chelae)缓冲效果」。进一步言，若金属离子的比例超过特定的范围(图1C区)，蚀刻量过低，有机膦酸及该有机膦酸与其盐类的功能无法发挥作用，均匀的蚀刻性低劣，就去污点(smut)性等性能面上而言造成不合适情形。于本专利技术中所进行的连续生产，即使特定的金属离子成分在一定的范围内变动，亦可保持稳定、均匀的蚀刻，可制造出品质良好的铝制成型品。也就是说，将一种铝或铝合金用碱性洗净液，其特征含有碱性助剂(builder)，从碱性金属水氧化物、碳酸碱性金属盐及无机磷酸碱性金属盐、硅酸碱性金属盐中选出的一种或二种以上，总量为0.5～40g/L；成分(A)，从有机膦酸及其盐类中选出的一种以上，总量为0.2～10g/L；金属离子成分(B)，从有机膦酸及其盐的稳定度数为5.0～14.0的金属离子中选出的一种或两种以上，总量为0.001～2g/L；表面活性剂，总量为0.1～10g/L；其pH值调整在pH9.0～13.0间，温度在30～70℃下，在铝或铝合金的表面通过2至120秒的喷洒法或浸泡法处理，可获得均匀的蚀刻性，孔蚀的情况，过去所存在的种种问题获得解决。碱性金属盐的来源可为钾或钠的氢氧化物、碳酸盐以及无机磷酸盐、硅酸盐，例如氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾、碳酸钾等、磷酸钠、偏硅酸钠等等。这些物质至少可以以一种或多种使用，搭配组合上也没有特别限定。然而就产生沉淀物的观点而言，钾盐类较为理想，尤其是摩尔质量在60以上的钾盐为佳。合理的含量为总量在0.5～40g/L间，以0.1～10g/L为佳，若未满0.5，将蚀刻不足造成铝表面不均。再者，若超过40g/L，就蚀刻或性能面而言亦无法达到以上的效果，甚且因为蚀刻过度造成表面粗糙而不够理想。有机膦酸的供给来源，包括氨基环丙烷磷酸或乙烯乙胺环丁烷磷酸，又作为羟烷基双膦酸可以举出有1-羟基亚乙基-1，1-双膦酸等等，合适的含量为0.2～10g/L，以1.0～5.0g/L为佳。若未达0.2g/将不能达到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝或铝合金碱性洗净液，其特征在于：其含有从碱性金属水氧化物、碳酸碱性金属盐及无机磷酸碱性金属盐、硅酸碱性金属盐中选出的一种或二种以上的碱性助剂（ｂｕｉｌｄｅｒ），其总量为０．５～４０ｇ／Ｌ；从有机膦酸及其盐类中选出的一种以上，其总量为０．２～１０ｇ／Ｌ；从有机膦酸及其盐的稳定度数为５．０～１４．０的金属离子中选出的一种或两种以上的金属离子，其总量为０．００１～２ｇ／Ｌ；表面活性剂，其总量为０．１～１０ｇ／Ｌ。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：日野和哉，饭野恭朗，森田良治，清水秋雄，增田和久，市之瀬省三，樱间祥蔵，
申请(专利权)人：日本巴卡莱近沽株式会社，东洋制罐株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]