表面处理剂、具有表面处理皮膜的罐用铝合金材料的制造方法以及使用该方法的铝合金罐体和罐盖技术

本发明专利技术要解决的问题在于提供一种表面处理剂，其可以在罐用铝合金材料的表面或表面上形成具有优异耐腐蚀性和密合性的表面处理皮膜。通过下述的表面处理剂，解决了该问题：该表面处理剂用于罐用铝合金材料的表面处理，包含锆、铝、硝酸根和氟，pH在2.0～4.0的范围内，上述锆的质量摩尔浓度在3.2mmol/kg～33.0mmol/kg的范围内，上述铝的质量摩尔浓度在14.8mmol/kg～74.1mmol/kg的范围内，上述硝酸根的质量摩尔浓度在16.1mmol/kg～161.4mmol/kg的范围内，上述氟的质量摩尔浓度在52.6mmol/kg～526.3mmol/kg的范围内，满足(F‑6Zr)/Al≥2.5(其中，F表示上述氟的质量摩尔浓度，Zr表示上述锆的质量摩尔浓度，Al表示上述铝的质量摩尔浓度。)且实质上不含有磷化合物。

Surface treatment agent, manufacturing method of aluminum alloy material for tank with surface treatment film and aluminum alloy tank body and tank cover using the method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】表面处理剂、具有表面处理皮膜的罐用铝合金材料的制造方法以及使用该方法的铝合金罐体和罐盖
本专利技术涉及用于罐用铝合金材料的表面处理的表面处理剂、具有表面处理皮膜的罐用铝合金材料的制造方法以及使用了该方法的铝合金罐体和铝合金罐盖。
技术介绍
铝合金材料用的表面处理剂广泛使用磷酸铬系表面处理剂。然而，因为含有有害的6价铬，所以从环境方面的问题出发，需求不含有6价铬、又可以与磷酸铬系表面处理同样地赋予高耐腐蚀性和密合性的、无铬的表面处理剂。专利文献1中提出了一种表面处理金属材料，其具有以Zr、O、F作为主成分，且不含有磷酸根离子的无机表面处理层。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2005-97712号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术要解决的问题在于提供一种表面处理剂，其可以在罐用铝合金材料的表面或表面上形成具有优异的耐腐蚀性和密合性的表面处理皮膜。此外，本专利技术要解决的问题在于，提供具有表面处理皮膜的罐用铝合金材料以及包含该合金材料的罐体和罐盖，上述具有表面处理皮膜的罐用铝合金材料是通过使用上述表面处理剂进行表面处理所得到的。用于解决问题的方案本专利技术的表面处理剂包含特定量的锆、铝、硝酸根和氟，且铝的量与氟的量满足特定的关系式，由此可形成具有优异的耐腐蚀性和密合性的表面处理皮膜。本专利技术包含以下内容。[1]一种表面处理剂，其用于罐用铝合金材料的表面处理，上述表面处理剂包含锆、铝、硝酸根和氟，pH在2.0～4.0的范围内，上述锆的质量摩尔浓度在3.2mmol/kg～33.0mmol/kg的范围内，或可以在3.2mmol/kg～11.0mmol/kg的范围内，上述铝的质量摩尔浓度在14.8mmol/kg～74.1mmol/kg的范围内，上述硝酸根的质量摩尔浓度在16.1mmol/kg～161.4mmol/kg的范围内，或可以在16.1mmol/kg～80.7mmol/kg的范围内，上述氟的质量摩尔浓度在52.6mmol/kg～526.3mmol/kg的范围内，上述表面处理剂满足(F-6Zr)/Al≥2.5(其中，F表示上述氟的质量摩尔浓度，Zr表示上述锆的质量摩尔浓度，Al表示上述铝的质量摩尔浓度。)、且实质上不含有磷化合物。[2]一种制造方法，是具有表面处理皮膜的罐用铝合金材料的制造方法，包含在罐用铝合金材料的表面或表面上接触[1]所述的表面处理剂的工序。[3]一种制造方法，是具有包含表面处理皮膜和基底皮膜的多层皮膜的罐用铝合金材料的制造方法，包含：在罐用铝合金材料的表面或表面上接触[1]所述的表面处理剂的工序，以及在接触了上述表面处理剂的罐用铝合金材料的表面上接触包含聚合物的基底处理剂的工序，该聚合物具有下述式(I)表示的重复结构，[化学式1][式(I)中，X为氢原子或下述式(II)表示的Z基，所述Z基的导入率相对于每1个苯环为0.3～1.0，[化学式2](式(II)中、R1和R2为分别独立，是碳原子数为10以下的烷基或碳原子数为10以下的羟烷基)。]在上述式(I)中的X全部为氢原子的情况下，聚合物的重均分子量在1000～100000的范围内。[4]一种具有表面处理皮膜的罐用铝合金材料，其是通过[2]所述的制造方法所得到的，上述表面处理皮膜的附着量以每单位面积的锆原子的换算质量计，在1～50mg/m2的范围内。[5]一种具有多层皮膜的罐用铝合金材料，其是通过[3]所述的制造方法得到的、具有包含表面处理皮膜和基底皮膜的多层皮膜的罐用铝合金材料，上述表面处理皮膜的附着量以每单位面积的锆原子的换算质量计在1～50mg/m2的范围内，上述基底皮膜的附着量以每单位面积的碳的换算质量计，在0.1～30mg/m2的范围内。[6]一种罐盖，其在[4]或[5]所述的罐用铝合金材料的至少一个表面上具有树脂组合物层。[7]一种罐体，其在[4]或[5]所述的罐用铝合金材料的至少一个表面上具有树脂组合物层。专利技术效果根据本专利技术，能够提供一种表面处理剂，其可以在罐用铝合金材料的表面或表面上形成具有优异的耐腐蚀性和密合性的表面处理皮膜。此外，可以提供具有该表面处理皮膜的罐用铝合金材料，以及包含该合金材料的罐体和罐盖。附图说明图1表示作为本专利技术的一个实施例，在层压膜密合性试验2中试验片的切口的示意图。图2表示作为本专利技术的一个实施例，在层压膜密合性试验2中评价的最大膜残留宽度的示意图。具体实施方式本专利技术的一个实施方式是用于罐用铝合金材料的表面处理剂。本实施方式的表面处理剂包含锆(元素)、铝(元素)、硝酸根(NO3-)和氟(元素)，pH在2.0～4.0的范围内。锆(元素)、铝(元素)、氟(元素)等可以以任意的方式包含在表面处理剂中，例如，可以是离子的方式、配离子的方式。以下，分别将锆(元素)、铝(元素)和氟(元素)称为“锆”、“铝”和“氟”。作为锆的供给源，只要是可以在表面处理剂中供给锆离子、包含锆的配离子等的供给源，就没有特别限定，可以使用例如：锆的氧化物；锆的氢氧化物；锆的硝酸盐；六氟锆酸、其碱金属盐或铵盐等锆的氟化物等。这些可以单独使用，也可以并用2种以上。通过使表面处理剂中的锆的质量摩尔浓度在3.2mmol/kg～33.0mmol/kg的范围内，可以形成良好的皮膜，但也可以在3.2mmol/kg～11.0mmol/kg的范围内。作为氟的供给源，只要是可以在表面处理剂中供给氟离子、包含氟的配离子等的供给源，就没有特别限定，可以使用例如氢氟酸、氟化铵、酸性氟化铵、六氟锆酸、六氟硅酸、四氟硼酸等酸；以及这些酸的盐等。这些可以单独使用，也可以并用2种以上。通过表面处理剂中的氟的质量摩尔浓度在52.6mmol/kg～526.3mmol/kg的范围内，可以形成良好的皮膜。作为铝的供给源，只要是可以在表面处理剂中供给铝离子、包含铝的配离子等的供给源则没有特别限定，可以使用例如金属铝、锆的氧化物、铝的氢氧化物、铝的硝酸盐、铝的硫酸盐、铝酸钠等铝酸盐；六氟铝酸等铝的氟化物等。这些可以单独使用，也可以并用2种以上。通过使表面处理剂中的铝的质量摩尔浓度在14.8mmol/kg～74.1mmol/kg的范围内，可以形成良好的皮膜。在本实施方式中，表面处理剂中的锆量、铝量和氟量的需要满足关系式：(F-6Zr)/Al≥2.5。其中，F表示氟的质量摩尔浓度，Zr表示锆的质量摩尔浓度，Al表示铝的质量摩尔浓度。通过满足该关系式，可以形成良好的皮膜。另外，上述关系式的上限值没有特别限定，优选为4.0以下。作为表面处理剂中包含的硝酸根的供给源，只要是可以在表面处理剂中供给硝酸根的供给源，就没有特别限定，可以使用例如硝酸；硝酸钾、硝酸钠、硝酸铝、硝酸铵等硝酸盐等。这些可以单独使用，也可以并用2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种表面处理剂，其用于罐用铝合金材料的表面处理，/n所述表面处理剂包含锆、铝、硝酸根和氟，pH在2.0～4.0的范围内，/n所述锆的质量摩尔浓度在3.2mmol/kg～33.0mmol/kg的范围内，/n所述铝的质量摩尔浓度在14.8mmol/kg～74.1mmol/kg的范围内，/n所述硝酸根的质量摩尔浓度在16.1mmol/kg～161.4mmol/kg的范围内，/n所述氟的质量摩尔浓度在52.6mmol/kg～526.3mmol/kg的范围内，/n所述表面处理剂满足(F-6Zr)/Al≥2.5，且实质上不含有磷化合物，其中，F表示所述氟的质量摩尔浓度，Zr表示所述锆的质量摩尔浓度，Al表示所述铝的质量摩尔浓度。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171012 JP 2017-1982371.一种表面处理剂，其用于罐用铝合金材料的表面处理，
所述表面处理剂包含锆、铝、硝酸根和氟，pH在2.0～4.0的范围内，
所述锆的质量摩尔浓度在3.2mmol/kg～33.0mmol/kg的范围内，
所述铝的质量摩尔浓度在14.8mmol/kg～74.1mmol/kg的范围内，
所述硝酸根的质量摩尔浓度在16.1mmol/kg～161.4mmol/kg的范围内，
所述氟的质量摩尔浓度在52.6mmol/kg～526.3mmol/kg的范围内，
所述表面处理剂满足(F-6Zr)/Al≥2.5，且实质上不含有磷化合物，其中，F表示所述氟的质量摩尔浓度，Zr表示所述锆的质量摩尔浓度，Al表示所述铝的质量摩尔浓度。


2.一种制造方法，是具有表面处理皮膜的罐用铝合金材料的制造方法，
包含在罐用铝合金材料的表面或表面上接触权利要求1所述的表面处理剂的工序。


3.一种制造方法，是具有多层皮膜的罐用铝合金材料的制造方法，所述多层皮膜包含表面处理皮膜和基底皮膜，
所述制造方法包含以下工序：
在罐用铝合金材料的表面或表面上接触权利要求1所述的表面处理剂的工序，以及
在接触了所述表面处理剂的罐用铝...

【专利技术属性】
技术研发人员：清水秋雄，常石明伸，成濑正一，菊地亮平，黑川亘，船城裕二，小原功义，中野修治，
申请(专利权)人：日本帕卡濑精株式会社，东洋制罐株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP