JP2002536540A

JP2002536540A - アミノシランおよび多シリル官能シランの混合物を利用する金属処理方法

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Publication number: JP2002536540A
Application number: JP2000597373A
Authority: JP
Inventors: ブラウン，ケビン; バリーバインズ，アーウィン; ソン，ジュン; タン，ニー
Original assignee: チェメタルパブリックリミティドカンパニー
Priority date: 1999-02-05
Filing date: 2000-02-04
Publication date: 2002-10-29
Anticipated expiration: 2020-02-04
Also published as: ATE369403T1; EP1163297A1; CA2360633C; TW467947B; CN1343237A; JP2007291531A; WO2000046310A1; US6596835B1; CA2360633A1; JP4589364B2; AR022498A1; ES2291186T3; PT1163297E; AU2446800A; US6132808A; EP1163297B1; CN1250656C; DE60035859D1; DE60035859T2; DK1163297T3

Abstract

(57)【要約】本発明は金属の耐食性を向上させる方法に係る。この方法は、１種類または２種類以上のアミノシランと１種類または２種類以上の多シリル官能シランとの混合物を、金属基材に塗布することによって長期間耐食コーティングを形成するステップから成る。この方法は、冷間圧延された鋼、亜鉛、鉄、アルミニウムおよびアルミニウム合金の表面処理に特に好適である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】発明の背景本発明は金属処理方法に関する。特に、本発明は金属の耐食性を向上させる方
法に関する。この方法は、処理後に塗装するか、金属にゴムを接着したり、金属
と金属を接着したりする作業が行なわれる場合に有用である。この方法は１種類
または２種類以上のアミノシランと１種類または２種類以上の多シリル官能シラ
ンとの混合物を含有する溶液を金属基材に塗布することによって、耐食コーティ
ングを形成する。この方法は、冷間圧延された鋼、亜鉛、鉄、アルミニウムおよ
びアルミニウム合金の表面に使用するのに特に好適である。

【０００２】公知技術の説明多くの金属は、種々の形の腐蝕、特に、種々のタイプの錆形成を伴う風化現象
を起こす。この種の腐蝕は上記金属基材自体およびこれを材料とする製品の品質
に重大な影響を及ぼす。金属基材から腐蝕した部分を頻繁に除去するという解決
策もあるが、この方法は手間とコストが掛かり、しかも金属の所期状態を損なう
恐れがある。さらにまた、ペイント、接着剤、ゴムのようなポリマー・コーティ
ングを金属基材に塗布する場合、この金属基材の腐蝕に伴って、ポリマー・コー
ティングと金属基材との間の接着を損なう恐れがある。コーティング層と金属基
材の間の接着が損なわれると、これも金属の腐蝕を招く原因となり得る。

【０００３】例えば亜鉛鋼板のような金属被覆鋼板は、自動車、建設、機械など多様な産業
に利用されている。多くの場合、製品の耐久性と美観を達成するため、亜鉛鋼板
に塗装を施すか、さもなければポリマー層で被覆する。ところが、亜鉛鋼板、特
に溶融メッキ亜鉛鋼板の場合、貯蔵や出荷の過程において、”白錆”が発生する
ことが多い。（”貯蔵しみ”とも呼ばれる)白錆の典型的な原因は、亜鉛鋼板の
表面に発生する凝縮水分が亜鉛コーティングと反応することにある。白錆は外観
を損ねるだけでなく、塗装やポリマー被覆のような、以後の処理を有効化できる
亜鉛鋼板の性能をも損ねる。従って、このようなコーティングに先立って、亜鉛
鋼板の亜鉛面を事前処理することにより、既に発生している白錆を除去し、ポリ
マー層の下に再び発生するのを防止しなければならない。出荷や貯蔵中における
白錆の形成を防止すると共に、ポリマー・コーティング（例えば、ペイント）の
下に白錆が形成されるのを防止するため、種々の方法が採用されている。

【０００４】溶融メッキ亜鉛鋼板の貯蔵および出荷中における白錆形成防止は、鋼板表面を
クロム酸防食することによって達成できる。このようなクロム酸塩コーティング
は耐白錆形成効果を有するものの、クロムは毒性が高く、環境保護の観点から望
ましくない。

【０００５】ペイントの接着性を、したがって防食効果を向上させるため、クロム酸塩リン
スと燐酸塩化成コーティングを併用することも公知である。クロム酸塩リンスが
燐酸塩コーティングの細孔を塞ぐことによって耐食性および接着性を高めると考
えられる。しかし、この場合にも、クロム酸塩の併用を避けることが極めて望ま
しい。ただし、クロム酸塩抜きの燐酸塩化成コーティングでは、効果を期待でき
ない。

【０００６】金属の機械的性能を向上させるために使用される合金元素(例えば、銅、マグ
ネシウムおよび亜鉛）が耐食性を低下させるから、アルミニウム合金は特に腐蝕
し易い。

【０００７】近年、クロム酸塩の使用を避ける種々の技術が提案されている。これらの技術
は、無機珪酸塩および金属塩から成る、鋼板をコーティングするのに必要な量の
水性アルカリ溶液を用意し、次いで、珪酸塩コーティングを有機官能シランで処
理するステップを含む（米国特許第５，１０８，７９３号明細書）。

【０００８】米国特許第５，２９２，５４９号明細書は、一時的な防食効果を得るため、低
濃度の有機官能シランおよび架橋剤を含有する水溶液による金属板の処理を教示
している。架橋剤は有機官能シランを架橋することによって、稠密なシロキサン
・フィルムを形成する。シランと架橋剤の比は２０：１〜２：１の範囲である。

【０００９】国際出願公開第９８／３０７３５号パンフレットは、別々に塗布する２種類の
処理溶液を使用する防食方法を開示している。第１溶液は多シリル官能シラン架
橋剤を使用し、第２溶液は有機官能シランを使用する。

【００１０】米国特許第５，４３３，９７６号明細書は、シロキサンを含有する不溶性複合
層を形成するため、溶解珪酸塩またはアルミン酸塩、有機官能シランおよび架橋
剤を含有するアルカリ溶液による金属板の洗浄処理を教示している。

【００１１】国際出願公開第９８／１９７９８号パンフレットは、１種類または２種類以上
の加水分解されたビニル・シランを含有する溶液を金属板に塗布することによる
金属板の防食方法に係る。この方法は、ビニルの反応性度が金属表面とペイント
・コーティングとの接着を促進するから、亜鉛鋼板の塗装に先立つ予備処理とし
て特に有用である。但し、ビニル・シランは金属表面に特にすぐれた接着性を有
するわけではなく、その点が短所である。

【００１２】米国再発行特許第３４，６７５号(米国特許第４，６８９，０８５号の再発行
）明細書は、公知のシラン・カップリング剤およびビス（トリアルコキシ）有機
化合物から成る混合物を部分的に加水分解して得られる生成物としての、カップ
リング剤およびプリマー剤を開示している。

【００１３】発明の概要本発明は、金属基材に長期耐食性を付与する方法を提供することを目的とする
。

【００１４】本発明は、実質的には単一の処理ステップで、金属基材に長期耐食性を付与す
るコーティング方法を提供することをも目的とする。

【００１５】本発明は、金属基材に耐食コーティングを施すための、しかも、塗装に先立っ
て除去する必要のない処理溶液を提供することをも目的とする。

【００１６】本発明は、ゴム・金属間の接合を促進する処理コーティングおよび溶液を提供
することをも目的とする。

【００１７】本発明は、接着剤使用による金属どうしの接合を促進する処理溶液を提供する
ことをも目的とする。

【００１８】本発明はその一側面として、（a）金属基材を用意し、（b）金属基材を、１種類または２種類以上の加水分解された、または少なくと
も部分的に加水分解されたアミノシラン、１種類または２種類以上の加水分解さ
れた、または部分的に加水分解された多シリル官能シランおよび溶剤を含有する
溶液と接触させた後、溶剤をほぼ完全に除去することにより、金属基材に長期コ
ーティングを施すステップから成る、金属基材の耐食性を向上させる方法を提供することによって
上記目的を達成する。

【００１９】好ましくは、金属基材を −鋼； −亜鉛、亜鉛合金、アルミニウムおよびアルミニウム合金のうちのいずれ
かの金属で被覆された鋼； −鉄； −亜鉛および亜鉛合金； −アルミニウム；および −アルミニウム合金からなる群から選択する。

【００２０】好ましい実施例の詳細な説明本出願人は、金属、特に冷間圧延鋼、亜鉛、亜鉛合金、アルミニウムおよびア
ルミニウム合金のうちのいずれかの金属で被覆された鋼、アルミニウムおよびア
ルミニウム合金自体、および鉄の耐食性を、１種類または２種類以上の加水分解
された、または部分的に加水分解されたアミノシランを含有する処理溶液を前記
金属に塗布することにより向上させることができることを見出した。この場合、
処理溶液は２種類または３種類の３置換されたシリル基を有する１種類または２
種類以上の多シリル官能シランを付加的に含有しており、多シリル官能シランは
少なくとも部分的に加水分解されている。処理溶液は、硬化すると長期間耐食コ
ーティングを形成する。

【００２１】長期間耐食性のためのコーティングは、驚くべきことに、クロム酸塩を基剤と
した処理よりも優れており、クロムの処分問題を回避する。加えて、このコーテ
ィングはペイント、ゴム、接着剤または他のポリマー層に対する金属基材の優れ
た接着性を提供する。

【００２２】上述のような、本発明の処理方法の防食特性に加えて、本出願人はさらに、上
述のコーティングが接着剤を使用したゴムと金属との結合、および、金属と金属
との結合の促進に特に有用性を発揮することを見出した。

【００２３】本発明の処理方法は、特に冷間圧延された鋼、亜鉛、亜鉛合金、アルミニウム
およびアルミニウム合金のうちのいずれかの金属で被覆された鋼、アルミニウム
およびアルミニウム合金自体、および鉄を含むあらゆる金属基材に用いられても
よい。本発明の方法は、１種類または２種類以上の加水分解された、または部分
的に加水分解されたアミノシランを含有する処理溶液を前記金属に塗布すること
により効力を発揮する。この場合、処理溶液は２種類または３種類の３置換され
たシリル基を有する１種類または２種類以上の多シリル官能シランを付加的に含
有しており、多シリル官能シランは少なくとも部分的に加水分解されている。

【００２４】明細書中に使用されているように、「置換された」脂肪族基または芳香族基と
は、炭素主鎖が主鎖内に位置するヘテロ原子、ヘテロ原子、または炭素主鎖に結
合した基を含むヘテロ原子を有していてよい脂肪族基または芳香族基を意味する
。

【００２５】本発明において採用することができるアミノシランはそれぞれ単一の３置換さ
れたシリル基を有している。この場合置換基は、アルコキシ、アシロキシおよび
アリロキシから成る群から個別に選択される。従って、本発明に用いることがで
きるアミノシランは一般構造式を有していてよい。

【００２６】

【化３】

【００２７】Ｒは水素、Ｃ_１−Ｃ_２４アルキル、好ましくはＣ_１−Ｃ_６アルキル、Ｃ_２−Ｃ_２４アシル、好ましくはＣ_２‐Ｃ_４アシルから成る群から選択され、Ｒどうしは
同じでも異なっていてもよい。各Ｒは好ましくは、水素、エチル、メチル、プロ
ピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒ−ブチルお
よびアセチルから成る群から個別に選択される。

【００２８】Ｘは、置換または非置換脂肪族基、オレフィン基または芳香族基から成る群か
ら選択される基である。好ましくはＸは、結合標、Ｃ_１−Ｃ_６アルキレン、Ｃ_２ −Ｃ_６アルケニレン、少なくとも１個のアミノ基で置換されたＣ_１−Ｃ_６アルキ
レン、少なくとも１個のアミノ基で置換されたＣ_２−Ｃ_６アルケニレン、アリー
レンおよびアルキルアリーレンから成る群から選択される。

【００２９】Ｒ^１は、水素、Ｃ_１−Ｃ_６アルキル、Ｃ_２−Ｃ_６アルケニル、少なくとも１個
のアミノ基で置換されたＣ_１−Ｃ_６アルキル、少なくとも１個のアミノ基で置換
されたＣ_２−Ｃ_６アルケニル、アリーレンおよびアルキルアリーレンから成る群
から個別に選択される基である。好ましくは、Ｒ^１は、水素、エチル、メチル、
プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒ−ブチ
ルおよびアセチルから成る群から個別に選択される。

【００３０】本発明の方法に採用される特に好ましいアミノシランは、γ−アミノプロピル
トリエトキシシランである。このγ−アミノプロピルトリエトキシシランを以後
γ−ＡＰＳと呼ぶ。γ−ＡＰＳは次の構造式を有している：

【００３１】

【化４】

【００３２】２種類以上の多シリル官能シランが処理溶液に採用されてよい。その、または
、それぞれの多シリル官能シランは少なくとも２つの３置換されたシリル基を有
する。置換基はアルコキシおよびアシロキシから成る群から個別に選択される。
好ましくは本発明の多シリル官能シランは次の一般構造式を有する。

【００３３】

【化５】

【００３４】この場合Ｚは結合標、脂肪族基または芳香族基から成る群から選択される。Ｒ^３はアルキル基またはアシル基であり、ｎは２または３である。

【００３５】Ｒ^３は水素、Ｃ_１−Ｃ_２４アルキル、好ましくはＣ_１−Ｃ_６アルキル、Ｃ_２−
Ｃ_２４アシル、好ましくはＣ_２−Ｃ_４アシルから成る群から選択され、Ｒ^３どう
しは同じか、または異なっていてよい。好ましくは各Ｒ^３は、水素、エチル、メ
チル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒ
−ブチルおよびアセチルから成る群から個別に選択される。

【００３６】好ましくはＺは結合標、Ｃ_１−Ｃ_６アルキレン、Ｃ_２−Ｃ_６アルケニレン、少
なくとも１個のアミノ基で置換されたＣ₁−Ｃ_６アルキレン、少なくとも１個の
アミノ基で置換されたＣ_２−Ｃ_６アルケニレン、アリーレンおよびアルキルアリ
ーレンから成る群から選択される。Ｚが結合標の場合、多官能シランは、互いに
直接的に結合された２個の３置換されたシリル基を有する。

【００３７】好ましい多シリル官能シランは、１，２−ビス−（トリエトキシシリル）エタ
ンであり、以後ＢＴＳＥと呼び、次の構造式を有する。

【００３８】

【化６】

【００３９】他の好適な多官能シランは、１，２−ビス−（トリメトキシシリル）エタン（
ＴＭＳＥ）および（１，６−ビス−（トリメトキシシリル）ヘキサンを含む）１
，６−ビス−（トリアルコキシシリル）ヘキサン、１，２−ビス−（トリエトキシシリル）エチレン１，４−ビス−（トリメトキシシリルエチル）ベンゼンおよびビス−（トリメトキシシリルプロピル）アミンを含む。

【００４０】上述のアミノシランおよび多官能シランは少なくとも部分的に、好ましくは完
全に加水分解されるので、シランは金属表面に結合する。加水分解中、アルキル
基またはアシル基（すなわち「Ｒ」分および「Ｒ^３」分）が水素原子と置き換え
られる。明細書中に使用したように、「部分的に加水分解されている」とは単に
、シランのアルキル基またはアシル基の一部だけが水素原子と置き換えられてい
ることを意味している。シランは好ましくは、各分子における少なくとも２つの
アルキル基またはアシル基が水素原子と置き換えられる範囲に加水分解されるべ
きである。シランの加水分解はシランに水を混合するだけで達成することができ
、任意には、この水は溶解性を構造させるために、アルコールのような溶剤を含
んでもよい。

【００４１】本発明の１つの重要な利点は、珪酸塩層、アルミン酸塩または他のコーティン
グを真下に施す必要なしに、処理溶液を金属面上に直接的に塗布することができ
ることである。別の重要な利点は、１ステップ処理がユーザにとって有益かつ便
利であることである。

【００４２】金属基材処理に続いて、金属基材を接着剤またはゴムのようなポリマーで塗装
またはコーティングしなければならない場合に特に適している。このことは１回
または２回以上のシラン処理の後に、有利には前記シラン処理の硬化後に行われ
てよい。

【００４３】溶液のｐＨも、加水分解を向上させるために、好ましくは約７を下回るように
維持され、最も好ましくは約３〜約６の間で維持される。このｐＨは例えば酢酸
、蓚酸、蟻酸およびプロピオン酸を添加することにより調整されてよい。ｐＨが
約７を上回ることを許される場合には、加水分解された多官能シランが凝縮反応
を介して重合開始することがある。このことが発生するのが許される場合には、
シランは金属表面に強くは結合されないので、耐食性は著しく減じられる。

【００４４】溶液中のＢＴＳＥのような多シリル官能シランの濃度は約０．０１％〜約１０
％、好ましくは０．１％を上回る濃度であるべきである。さらに好ましい濃度は
、約０．４％〜約３％であり、最も好ましくは約２％である。

【００４５】溶液中のアミノシランの濃度は約０．０１％〜約１０％であるべきである。さ
らに好ましい濃度は、約０．２％〜約２％であり、最も好ましくは約１％である
。

【００４６】アミノシランと多シリル官能シランとの比は長期間耐食性を提供する本発明の
効力にとって重要である。明細書中に使用した「長期間」とは、米国特許第５，
２９２，５４９号明細書に開示されたような、「一時的な防食」コーティングに
対する語である。この米国特許第５，２９２，５４９号明細書においては、「燐
酸塩化成コーティングまたは塗料でシートをコーティングする前に、アルカリ溶
液中で金属コーティングされた鋼板を洗浄することによってシクロヘキサン・フ
ィルムを除去することができる。」と主張されている。耐食に関連して、「長期
間」とは洗い落とされないようにまたは除去されないように抵抗するコーティン
グを意味する。本発明は金属表面において優れた特性を示し、アルカリ溶液によ
る除去に対して抵抗する。このような側面は、本発明のコーティングを除去しよ
うと試みる例９において詳しく述べるように、アルカリリンス溶液を使用するこ
とにより評価することができる。本発明で用いられるアミノシランと多シリル官
能シランとの比は、４：１〜１：８、好ましくは２：１〜１：４の範囲内にあり
、最も好ましい比は１：２よりも大きい。

【００４７】さらに大きな濃度を有する濃縮溶液は、金属上により厚いフィルムを提供する
。このことにはコストが大きく費やされる。加えて、より厚いフィルムはしばし
ば脆弱である。フィルムの厚さは一般的に０．０５〜０．２μｍの範囲内にある
。

【００４８】留意すべきなのは、ここで論じ、主張したシランの濃度は全て、採用された加
水分解されていない（つまり加水分解前の）多シリル官能シランの量と、処理溶
液成分（つまりシラン、水、任意の溶剤およびｐＨを調整する酸）の総容積との
比に関連して測定されることである。加えて、多様なシランを任意にこの処理溶
液中に採用することができるので、濃度は、添加される加水分解されていない多
シリル官能シランの総量にも関連する。

【００４９】溶液温度は特に規定されてはいない。０℃を下回る温度で満足すべきである。
溶液を加熱する必要はないが、処理中の処理浴のためには１５℃〜６０℃の温度
が申し分ない温度である。これよりも高い温度はシランの重合を引き起こすおそ
れがあり（すなわち浴の寿命を短くするおそれがある）、有益ではない。

【００５０】いくつかのシランの水中の溶解性は制限されることがあるので、シラン溶解性
を向上させるために、処理溶液は任意に１つまたは２つ以上のアルコールのよう
な溶剤を含んでよい。アルコールはさらに処理溶液の安定性ならびに金属基材の
湿潤性をも向上させる。アルコールまたはアセトンのような他の非水性溶剤も、
水と接触すると腐食し易い（例えばＣＲＳを含む所定の合金のガルバニック腐食
）金属基材に特に利用できる。具体的に好ましいアルコールは、メタノール、エ
タノール、プロパノール、ブタノールおよびそれらの異性体を含む。使用される
量は、処理溶液中の特定の多シリル官能シランの溶解性に関連し、従って、本発
明の処理溶液中の水に対するアルコールの濃度範囲は１：９９〜９９：１の比率
にある（容積比）。シランの少なくとも十分な加水分解を可能にするために十分
な水がなければならない。従って９５部のアルコール毎に少なくとも５部の水が
採用されるのが好ましい。しかしながらシランが水溶性の場合には、アルコール
は全体的に省略されてよい。アルコールが採用される場合には，メタノールおよ
びエタノールが好ましいアルコールである。

【００５１】処理溶液の調製自体は簡単である。加水分解されていないアミノシランが、所
望の濃度を得るために水で希釈することにより、予備加水分解される。ｐＨは上
述のような酸を使用して調整されてよい。ＢＴＳＥが同様の方法を用いて予備加
水分解され、これらの溶液が混合され、ｐＨが酸を用いて調整される。要求され
たような溶解性または安定性を助成するためにアルコールが任意に採用されてよ
い。実際には浴に、本発明に用いられたシランが補充される。これらのシランは
、水で希釈可能な濃縮物として、予備加水分解され予混合された状態で供給され
てよい。

【００５２】処理しようとする金属基材は好ましくは、本発明の上述の処理剤を塗布する前
に（従来の公知技術により）溶剤洗浄および／またはアルカリ洗浄される。次い
で処理溶液は、金属を溶液中に浸漬（「リンシング」とも呼ぶ）するか、金属表
面上に溶液をスプレーするか、または、金属基材上に処理溶液をワイピングまた
は刷毛塗りすることによって、洗浄された金属に塗布されてよい。現実に、表面
上にほぼ平らなフィルムを残すどの方法も効果的に採用されてよい。好ましい浸
漬塗布方法が採用される場合、一般的にこの方法は、生じるフィルム厚に影響を
与えないので、浸漬期間は特に規定されていない。浸漬時間は約２秒〜約５０分
であり、金属の完全なコーティングを保証するのに好ましくは、０．５分〜２分
である。

【００５３】金属がペイントのようなポリマーでコーティングできない場合、特にアルミニ
ウムおよびアルミニウム合金の場合、シラン・コーティングは有利には、上述の
塗布プロセスに続いて硬化されるべきである。硬化は加水分解されたシラノール
基を重合する。この金属は温風乾燥または自然乾燥させられてよい。

【００５４】シラン処理コーティングは約４０℃〜１８０℃の温度で硬化されてよい。硬化
時間は重大なものではないが、硬化温度に関連する。物品を出来る限り短い時間
で乾燥させるだけで十分である。温度が低いと乾燥時間が過度に長くなる。硬化
後、第２の処理溶液が塗布されるか、または、第１の処理溶液が再塗装されてよ
く、所望の場合には硬化されてよい。

【００５５】硬化時間は０．５分〜１時間であってよいが、しかし、好ましくは約０．５分
〜約３分の硬化期間が用いられる。場合によっては硬化は十分な時間にわたって
室温でさえ行われる。金属基材は直ちに塗装されてよいが、しかしこのことは重
要ではない。

【００５６】下の例は、本発明の方法を採用することによって得られたいくつかの優れた結
果および意外な結果を明らかにしている。標準的な予備処理、対照予備処理、お
よび、本発明の効力の評価に用いられるテストは以下の通りである：テスト加速腐食テストは、アルミニウムに対するＢＳ６４９６酢酸塩スプレー、亜鉛
に対する酢酸塩スプレー、鋼および亜鉛に対するＡＳＴＭＢ１１７中性塩であ
った。これらの方法を両方とも１０００時間テストに用いた。

【００５７】短時間テストを選択プロセスのスピードアップのために導入し、塩スプレー方
法に対する一連のテスト基材における結果に密接な相関関係があることが判った
。この短時間テストは傷つけられたパネルを２ｗｔ％の塩化ナトリウム溶液中に
５５℃、ｐＨ±０．２５で５日間浸漬し、ペイント結合解離の大きさを試験する
。

【００５８】ペイント接着をＢＳ３９００パートＥ３および変更を加えたカッピング法に従
って逆衝撃を用いて評価した。この場合ペイント・フィルムが金属基板に対して
、１．５ｍｍの間隔を置いた直交線から成る格子パターンの一貫した傷をつけら
れて、ペイントの１００個の個別の正方形が形成される。続いてＢＳ３９００パ
ートＥ４に従って、一定の深さまでカッピングを行う。カッピング後、接着テー
プが貼られて、金属歪みにより生じたペイント剥離の度合いを求める。その損失
を剥離された正方形の数（＝格子パターンのパーセント）として表す。

【００５９】さらに、粉末コーティングペイントを有するアルミニウムパネルをＢＳ６４９
６に従って圧力クッカーテストする。

【００６０】濃縮物予備処理化学薬品は通常、検量線用溶液を形成するために水で希釈された濃縮
物として供給される。２つの濃縮溶液が、安定した貯蔵特性を示すように調製さ
れている。

【００６１】１）４ｖｏｌ．％ＢＴＳＥ＋２ｖｏｌ．％ＡＰＳ（エタノール中）＋水１）８ｖｏｌ．％ＢＴＳＥ＋４ｖｏｌ．％ＡＰＳ（エタノール中）＋水２０ｖｏｌ．％ＢＴＳＥ＋１０ｖｏｌ．％ＡＰＳは使用できないことが判
った。それというのは溶液が-４日後にゲル化するからである。このゲルは水と
攪拌すると分散して均一な透明な溶液を形成するが、ゲルとしての濃縮物の供給
はほとんどの末端ユーザにとっては実際的ではない。

【００６２】処理溶液の産業規模例を以下に詳しく述べる。

【００６３】組成成分（ａ）ＢＴＳＥ９４．８ｋｇ（ｂ）ＡＰＳ４６．５ｋｇ（ｃ）氷酢酸１２．６ｋｇ（ｄ）工業用メタノール変性エタノール３８．８ｋｇ（ｅ）脱塩水８０７．３ｋｇ１．ＢＴＳＥと（ｄ）とを混合することによりＢＴＳＥを予備加水分解する。
続いて１４６．５ｋｇの脱塩水と０．３ｇの氷酢酸とを攪拌しながら添加する。
ＩＭＳの損失を抑制するために蓋をした容器内で溶液を攪拌する。攪拌が停止可
能なときに２０〜２５℃で、６時間の攪拌のあと溶液は透明になり、単相になる
。発生する完全な加水分解にかかる時間は、ＢＴＳＥ中の異性体の比に応じて変
化させることができ、こうして完全な加水分解が保証される。この予混合物を好
ましくは３日間貯蔵する。

【００６４】２．４００ｋｇの脱塩水を主混合用容器にＡＰＳと一緒に攪拌しながら加える
。

【００６５】３．３０分後、１１．８ｋｇの氷酢酸を｀２’に攪拌しながら添加する。必要
ならばさらに氷酢酸を加えてもよいが、ｐＨは７．０〜７．５の範囲内にある。

【００６６】４．２６０．８ｋｇの脱塩水を別個の容器に加え、｀１’からの加水分解物を
攪拌しながら添加する。

【００６７】５．｀４’を溶液｀３’に攪拌しながら添加する。これにより、約６．３のｐ
Ｈを有する透明な溶液が生産される。

【００６８】６．十分な量の残りの氷酢酸を｀５’に添加し、ｐＨを６．０〜６．１の範囲
内にする。

【００６９】清浄後、金属を水で完全に洗浄しなければならない。シラン処理溶液にクリー
ナを導入すると、その化学的なバランスが損なわれるおそれがあり、その結果、
シランが過度に使用されることがある。好ましくは脱塩水をシラン処理の直前に
リンス中に用いて、検量線用溶液の寿命を長くする。

【００７０】タンクの作業容積を決定し、脱塩水で７０％になるまで充填すべきである。

【００７１】シラン処理溶液を１０００リットルの検量線用溶液当たり２００リットルの比
率で添加し、溶液を作業容積にもたらすのに必要とされる残りの脱塩水と溶液と
を完全に混合する。溶液のｐＨをチェックしてそれが範囲内にあることを確かめ
てよい。

【００７２】特に好ましい塗布タイプはスプレーおよび浸漬である。両タイプのシラン塗布
に続いて、余剰の溶液を流下するに任せる流下時間が続く。その結果、薄いコー
ティングが生じる。この薄いコーティングにより、傷つきにくいコーティングが
得られ、エッジの見映えもよくなり、処理組成物成分の使用量が減じられる。次
いで流下させられた処理溶液を好ましくは処理浴に戻す。こうして廃液が減じら
れ、組成物成分の過度の損失が防止される。コイルコーティング塗布にはスクィ
ージまたはケミカルコータ塗布技術が好ましい。

【００７３】これらのコーティングのための硬化時間は特に重要ではなく、上述のように、
硬化温度に関連する。硬化時間は、経済的な理由から短いほうが好ましいが、５
時間程度でよい。

【００７４】処理タンクは一般的にコンスタントに使用され再利用可能であるので、溶液に
最適な結果をもたらすために、ＢＴＳＥ／ＡＰＳの濃度を維持するのが通常であ
る。処理溶液の濃度をコントロールするために標準的な滴定処置が用いられるべ
きである。

【００７５】このような処理の例を以下に詳しく説明する。

【００７６】１）上述のように生産されたほぼ５０ｍｌのＢＴＳＥ／ＡＰＳ溶液を得る。

【００７７】２）２０ｍｌの浴をピペットでフラスコ内に入れ、５〜１０滴の指示溶液（Ｂ
ＤＨ｀４．５’インジケータ）を添加する。

【００７８】３）溶液の色が青から灰色に変わるまで０．１Ｎの硫酸で滴定する。硫酸のｍ
ｌ数を「Ａ」として記録する。

【００７９】４）ＢＴＳＥ／ＡＰＳ溶液の濃度を測定するために次の等式を使用する。

【００８０】ＢＴＳＥ／ＡＰＳ濃度（％ｖ／ｖ）＝２．２ｘＡｐＨが頻繁にまたは規則的に監視されることも重要である。

【００８１】検量線用溶液のｐＨはｐＨメータを使用して測定されてよい。このｐＨは一般
的には４．０〜６．５の範囲内に維持されるべきであるが、鋼を処理する場合に
は、ｐＨは好ましくは５．８〜６．５の範囲内に維持される。

【００８２】サイクル疲労テスト典型的なサイクル疲労テストは、８Ｈｚの周波数で＋／−１２００Ｎの繰り返
し力を加えて５００，０００サイクル行われる。全ての実施態様は、欠損なしに
このテストに合格した。

【００８３】例１：電気塗装６”ｘ４”テストパネルを、Ｐｙｒｏｃｌｅａｎ（商標）１０５５（珪酸塩
系マルチメタルクリナー）を使用して、５５℃で３．５分間スプレー洗浄した。
次いで、シラン予備処理評価の基準とすべく、下記のようにパネルを処理した：
鋼：周囲温度で３０秒間２ｇ／ｌのＰａｒｃｏｌｅｎｅＸでコンディショニン
グし、５０℃で３分間Ｂｏｎｄｅｒｉｔｅ (商標）２６ＳＰ（３陽イオン燐酸
亜鉛）に浸漬することによって、２．１ｇ／ｍ²の微結晶性燐酸亜鉛コーティン
グを得た。Ｐａｒｃｏｌｅｎｅ (商標）８６（クロムＩＩＩ溶液）１．５ｇ／ｌ
で後リンス処理した後、リンシングおよび乾燥処理した。

【００８４】亜鉛：（電気メッキ（ＥＺ）および溶融電気メッキ（ＨＤＧ）−上記と同じ処
理条件を採用した。表１に示すシラン混合物は下記の通りである：（１）２容積％ＢＴＳＥ＋１容積％γ−ＡＰＳ

【００８５】

【表１】

【００８６】例２：粉末コート・ペイント鋼：クリーナ−コータを使用して、金属表面を洗浄すると同時に燐酸処理した
。６０℃で3分間、パネルにＰｙｒｅｎｅ（商標）２−６８をスプレーすること
によって、１．１ｇ／ｍ²の燐酸鉄コーティングを得た。このコーティングに、
５ｇ／ｌのＰｙｒｅｎｅＥｃｏＳｅａｌ（商標）８００による後リンス処理
を施した。

【００８７】亜鉛（ＥＺおよびＨＤＧ）：上記のような、但し、亜鉛およびアルミニウムよ
うに調合したクリーナ−コータを使用した。６０℃で３分間、パネルにＰｙｒｅ
ｎｅ（商標）２−６９をスプレーすることによって鋼表面に０．６５ｇ／ｍ²の
コーティングを形成した。燐酸塩コーティングを、５ｇ／ｌのＰｙｒｅｎｅＥ
ｃｏＳｅａｌ（商標）８００で後リンス処理した。

【００８８】アルミニウム：亜鉛に対する処理と同じ処理を施した。

【００８９】表２は粉末コーティングした鋼、溶融電気メッキした鋼およびアルミニウムに
対する１０００時間塩スプレー・テストの結果を示す。表２に示すシラン混合物
は下記の通り：（１）２容積％ＢＴＳＥ＋１容積％γ−ＡＰＳ。

【００９０】表２：粉末コート鋼、溶融電気メッキ鋼およびアルミニウムに対する１０００
時間塩スプレー・テスト

【００９１】

【表２】

【００９２】表３は粉末コート・フィルムの接着テストの結果を示す。表３に示すシラン混
合物は下記の通り：（１）２容積％ＢＴＳＥ＋１容積％γ−ＡＰＳ表３：粉末コート・フィルムの接着テスト

【００９３】

【表３】

【００９４】表４は亜鉛に対して、異なるＢＴＳＥ／ＡＰＳ比で実施した１２０時間高温塩
浸透の結果を示す。

【００９５】表４：亜鉛に対する１２０時間高温塩浸透

【００９６】

【表４】

【００９７】例３：シラン予備処理シラン溶液（２容積％ＢＴＳＥ＋１容積ＡＰＳおよび（２容積％ＢＴＳＥ＋０
．５容積％γ−ＡＰＳ）を下記のように調製した：ＢＴＳＥ３容積部を４容積部脱イオン水および１７容積部工業用メチルアルコー
ルと混合した。この混合物を7日間放置した。使用に先立ち、５容積％の水を加
えて混合し、２４時間放置することにより、γ−ＡＰＳを加水分解した。この溶
液を脱イオン水で希釈することにより、０．５および１容積％γ−ＡＰＳを得、
酢酸でｐＨを６に調整した。次いで、中和されたγ−ＡＰＳに充分に加水分解さ
れたＢＴＳＥを添加して２％ＢＴＳＥを得た。

【００９８】鋼に対する予備処理として利用する場合、シラン溶液のｐＨが錆を発生される
ことで、鋼のグレードおよび／または仕上がりに悪影響を及ぼす可能性のあるこ
とが判明した。発明者の所見によれば、ｐＨ６溶液の使用が無難である。金属基
材にシランを塗布する際、さらに低いｐＨでも許容されるが、作業し易いという
点で、亜鉛やアルミニウムにもｐＨ６を採用した。

【００９９】基材を３０秒間溶液に浸漬し、短時間にわたって余剰分を流下させた後、８５
℃でオーブン乾燥した。

【０１００】電気塗装パネルを厚さ３０μｍの層でコーティングすると同時に、粉末コート
される成分に６０〜９０μｍのペイント・フィルムを施した。次いで、このパネ
ルを加速腐蝕テストおよびペイント・フィルム接着テストした。

【０１０１】例４：３種類の基材に対するコイル・コーティング処理ＡＣＴＣＲＳ，ＢａｙｃｏａｔＨｏｔＤｉｐｐｅｄＧａｌｖａｎｉｚ
ｅｄＳｔｅｅｌ（ＨＤＧ）およびＧａｌｖａｌｕｍｅ（商標）パネルを使用し
て、γ−ＡＰＳ／ＢＴＳＥ処理を行なった。ＣＲＳに関してはＢ１０００Ｐ６
０ＤＩＷを、ＨＤＧおよびＧａｌｖａｌｕｍｅに関してはＢａｙｃｏａｔ生産
ラインにおけるＣｈｒｏｍａｔｅトリートメントを、それぞれ対照パネルとして
使用した。Ｇａｌｖａｌｕｍｅパネルには下塗剤（ｍ８５６−０１６）と上塗剤
（２２−２０７５２）を塗布し；ＨＤＧパネルには、ＬｉｌｌｙＩｎｄｕｓｔ
ｒｉｅｓ社製の下塗剤（ＰＭＹ０１５４）と上塗剤（ＳＰＧ００６８）を塗布し
；ＣＲＳパネルにはＳｐｅｃｉａｌｔｙＣｏａｔｉｎｇＣｏｍｐａｎｙ製の
８０ＧＮｅｗｅｌｌＷｈｉｔｅＰｏｌｙｅｓｔｅｒ（４０８−１−ｗ９７
６）を塗布した。これらはすべてポリエステル系ペイントである。

【０１０２】表５は、下記組成物に関する腐蝕テスト結果（塩スプレー・テスト結果（ｍｍ
）（ポリエステル・コイル・ペイント）。

【０１０３】１．γ−ＡＰＳ０．５容積％＋ＢＴＳＥ２容積％、ｐＨ＝５２．γ−ＡＰＳ１容積％＋ＢＴＳＥ２容積％、ｐＨ＝５３．γ−ＡＰＳ２容積％＋ＢＴＳＥ０．５容積％、ｐＨ＝５４．対照処理剤表５：塩スプレー・テスト結果（ｍｍ）

【０１０４】

【表５】

【０１０５】例５：ＣＲＳに対する処理ＡＣＴ冷間圧延鋼パネルに使用した処理剤は２−６％γ−ＡＰＳ，０．５−２
％ＢＴＳＥ，０．０１−０．１％酢酸、５−１５％アルコールおよび８０−９０
％脱イオン水から成る溶液であった。シラン処理パネルおよび燐酸亜鉛／クロム
処理パネル（ＡＣＴから購入）に対する上塗剤として、ＲｉｖｅｒＶａｌｌｅ
ｙペイント（ポリエステル系）を使用した。塩スプレー・チェンバ内で２１６時
間にわたってパネルをテストした。表６はテスト結果を示す。

【０１０６】表６：ＲｉｖｅｒＶａｌｌｅｙで塗装されたＣＲＳパネルの塩スプレー・テ
スト結果

【０１０７】

【表６】

【０１０８】例６アルミニウム合金のグレード５２５１テストパネルを、γ−ＡＰＳ／ＢＴＳＥ
を使用して下記のように処理した：１．Ｐｙｒｏｃｌｅａｎ６３０（２５ｇ／ｌ、７０℃、５分間）でアルミニウ
ム板を浸漬洗浄した。（Ｐｙｒｏｌｅａｎ（商標）６３０は珪酸処理されたアル
カリ性、非食刻性クリーナ）。

【０１０９】２．アルミニウム板を冷水洗浄した。

【０１１０】注：ＢＴＳＥは、使用に先立って下記のように加水分解処理した：− ＢＴＳＥ３容積部を、脱イオン水４容積部および工業用メチルアルコール１７容
積部と混合した。この混合物を、7日間放置した。

【０１１１】３．γ−ＡＰＳは、使用に先立って５容積％の水を加え、混合し、２４時間放置
することによって加水分解処理した。次いで、この溶液を脱イオン水で希釈する
ことにより、０．５および１容積％のγ−ＡＰＳを得、酢酸でｐＨを６に調整し
た。次いで、充分に加水分解されたＢＴＳＥと中性γ−ＡＰＳに添加して２％Ｂ
ＴＳＥを得た。洗浄され、リンスされたアルミニウム板をこのＢＴＳＥ／γ−Ａ
ＰＳ溶液に３０秒間浸漬した。

【０１１２】４．次いで、パネルを８０℃で乾燥させた。

【０１１３】対照として５２５１パネルをクロム酸塩予備処理剤で、下記のように処理した
： 1. パイロクリーン(pyroclean)７１（２５ｇ／ｌ、７０℃、５分間）で
浸漬清浄する。（パイロクリーン７１は非珪酸塩アルカリの非食刻性クリーナで
ある。

【０１１４】 2. 冷水で洗浄する。

【０１１５】 3. ＡｌｕｍａＥｔｃｈ７０１（４０ｇ／ｌＡｌｕｍａＥｔｃｈ
（商標）添加剤、５０℃、２分間）中に浸漬する。

【０１１６】 4. 冷水で洗浄する。

【０１１７】 5. １０％ｖ／ｖ硝酸中に浸漬する（スマットをエッチングにより除去
するため）。

【０１１８】 6. 冷水で洗浄する。

【０１１９】 7. Ｂｏｎｄｅｒｉｔｅ７１１（商標）（１５ｇ／ｌ、４０℃、４分間、
コーティング重量０．７４ｇ／ｍ²）中に浸漬する（Ｂｏｎｄｅｒｉｔｅ７１１
は上塗りに適した黄色のクロム酸塩化成コーティングを与える）。

【０１２０】 8. 冷水で洗浄する。

【０１２１】 9. 脱塩水で洗浄する。

【０１２２】 10．圧縮空気粒で乾燥させる。

【０１２３】クロム酸塩およびシランで処理された両パネルが次のペイントで塗装され
る。

【０１２４】 (a) （ポリウレタンと考えられる）２パック液状ペイント。このペイン
トは、６部のペイントと１部の硬化剤とを混合することにより調製され、５０μ
ｍのペイント・フィルム厚を生産するために１２０℃で３分間炉加熱された、建
築用アルミニウム業界内で使用される。

【０１２５】 (b) ポリエステル粉末コーティング・ペイント。このペイントは、６０
μｍの最小ペイント・フィルム厚を形成するために２００℃の金属温度で１０分
間炉加熱される。

【０１２６】これらのパネルは１００時間、ＢＳ６４９６酢酸塩スプレーを受ける。２パッ
ク液状ペイントで塗装されたパネルは、４ｍｍの逆衝撃、３ｍｍおよび７ｍｍの
エリクセン圧痕／１．５ｍｍのクロスハッチ接着テストを受ける。これらのテス
トの結果をそれぞれ表７および表８に示す。

【０１２７】表７：１０００時間酢酸塩スプレーテスト

【０１２８】

【表７】

【０１２９】表８：逆衝撃および３ｍｍ・７ｍｍエリクセン圧痕／１．５ｍｍクロスハッチ
接着テスト

【０１３０】

【表８】

【０１３１】例７：コイルアルミニウムのための予備処理アルミニウム（合金等級３００５および３１０５）テストパネルが次のように
加工された。

【０１３２】１．パイロクリーン６３０（２５ｇ／ｌ、７０℃、５分間）中に浸漬する。

【０１３３】２．冷水で洗浄する。

【０１３４】３．シラン溶液中に１０秒間浸漬し、ゴムスクィージローラを通過させて、過剰
の液体を除去し、８０℃で炉乾燥させる。

【０１３５】使用されたシラン溶液は次の通りである：ＢＴＳＥ２％＋ γ−ＡＰＳ１％、ｐＨ４．９ＢＴＳＥ２％＋ γ−ＡＰＳ０．５％、ｐＨ５．０対照として、３００５および３１０５テストパネルは清浄化され上述のように
洗浄され、以下のようにクロム・コーティング・リンス・プロセスでコーティン
グされた。ＡｃｃｏｍｅｔＣ（商標）（ＡｌｂｒｉｇｈｔａｎｄＷｉｌｓ
ｏｎにより提供された、リンスプロセスを含まないクロム）が１２．５％ｖ／
ｖに希釈され、パネル上に注がれ、次いでこれらのパネルは過剰の液体を除去す
るために回転させられ、１０５℃で乾燥させられた。パネル上のクロムコーティ
ング重量は４５ｍｇＣｒ／ｍ²であった。

【０１３６】パネルはＢｏｌｌｉｇａｎｄＫｅｍｐｅｒによって提供されたＰｏｌｙｃ
ｏａｔポリエステル・ペイントで塗装された。パネルは２４３℃のピーク金属
温度で４０秒間硬化された。乾燥したペイント・フィルム厚は１７μｍであった
。

【０１３７】パネルは１０００時間、ＢＳ６４９４酢酸塩スプレーおよびＴ曲げ接着テスト
（ＥＣＣＡ−Ｔ２０（１９９２）仕様に従う）を施された。その結果を表９およ
び表１０に示す。

【０１３８】表９：１０００時間酢酸塩スプレー

【０１３９】

【表９】

【０１４０】表１０：Ｔ曲げ

【０１４１】

【表１０】

【０１４２】例８：ゴム結合現在実地においては、金属とゴムとの結合は、自動車業界においてショックア
ブソーバおよび防振マウントのために用いられているように、金属部品を燐酸塩
処理し、次いで下塗りコーティングを塗布し、続いて上塗りコーティングにゴム
を結合することにより行われる。種々の製造業者から供給された加工部品から本
出願人は、金属表面にシランを塗布し、続いて上塗りコーティング（下塗りコー
ティングではない）塗布することが、現行システムに等しい強度および耐久性を
有する金属・ゴム結合を形成することを確証した。

【０１４３】金属部分は２つの異なるシラン混合物（２％ＢＴＳＥ＋０．５％ＡＰ
ＳｐＨ５．５、２％ＢＴＳＥ＋１％ＡＰＳｐＨ５．５）中で、双
方とも環境周囲において３０秒処理され、続いて１００℃で乾燥させられ、サイ
クル疲労試験を施されて、合成物構造の強度および疲労モードが測定される。

【０１４４】最終的な強度測定値：２％ＢＴＳＥ＋０．５％ＡＰＳ７８３４Ｎ２％ＢＴＳＥ＋１．０％ＡＰＳ８６３５Ｎ全ての場合において欠損はゴム内に生じたものであり、金属・ゴム界面に生じ
たものではない。現在実地においては３５００Ｎよりも高い値が要求されている
。

【０１４５】例９：長期間耐食性の評価テスト基剤として。ＣＲＳ，ＨＤＧ７０Ｇおよびアルミニウム３００３を選択
した。ＣＲＳとＨＤＧのためのクリーナとして、Ｐａｒｋｅｒ３３８に類似のア
ルカリ性クリーナであるＢｒｅｎｔＣｈｅｍクリーン１１１１（ＡＣ１１１
１）を選択した。基剤を、１４０°Ｆで２分間、ＡＣ１１１１（１５ｇ／ｌ）中
でリンスした。ＡＣ１１１１のような，強力且つ抑制不能なアルカリ性クリーナ
はアルミニウムを損傷させ、溶解するから、アルミニウム３００３の洗浄にはＡ
Ｃ１２２０を選択した。ＡＣ１２２０は、１３０°Ｆ、５容積％で使用した。例
３において調製されたようなＡＰＳ／ＢＴＳＥ溶液で基剤を処理し、次いで、２
２０°Ｆで３０分間硬化させた。分子構造および組成を分析する最も強力な手段
の１つとして、赤外線分光分析が採用されている。シロキサン基がＩＲスペクト
ルのほぼ１０００ｃｍ−１において特有の吸収能を有することは公知である。そ
こで、アルカリ洗浄の前後にＡＰＳ／ＢＴＳＥによって金属表面に形成されたフ
ィルムの特性を分析するのにＮｉｃｏｌｅｔＡＶＡＴＡＲ−３６０ＦＴＩＲを
使用した。ＩＲスペクトルを採集した後、これらの基材を上記クリーナで洗浄し
た。再度ＩＲスペクトルを採集した。同じ処理剤、同じ基材について、洗浄前後
のスペクトルを比較した。洗浄後にシロキサン基の吸収が観察されなければ、シ
ロキサン・フィルムが除去されたことが示唆される。

【０１４６】評価結果：アルカリ性クリーナはＣＲＳおよびＨＤＧからシロキサン・フィルムを除去で
きず、珪酸塩クリーナもアルミニウムからシロキサン・フィルムを除去できない
ことが、スペクトルによって示唆された。

【０１４７】結果を表１１に示す。

【０１４８】表１１：ＩＲスペクトルに現れるシロキサンの吸収能

【０１４９】

【表１１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ２３Ｃ 26/00 Ｃ２３Ｃ 26/00 Ａ 28/00 28/00 Ａ (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者バインズ，アーウィンバリーイギリス国，ミルトンケインズエムケー１１ピービー，ブレッチレイ，デンバイウエスト，デンバイロード 65，ブレントインターナショナルパブリックリミティドカンパニー (72)発明者ソン，ジュンアメリカ合衆国，ミシガン 481734 ロマラス，ヒューロンリバードライブ 13177，オーカイトプロダクツインコーポレイティド (72)発明者タン，ニーアメリカ合衆国，ミネソタ 55311，メイプルグローブ，メイルストップエー 310，シムドライフシステムズ，インコーポレイティド，ボストンサイエンティフィクコーポレイションＦターム(参考） 4D075 AB01 AB41 AB56 AE03 BB24Z BB26Z BB93Z CA13 CA33 DA06 DB02 DB05 DB07 DC01 DC10 DC11 DC15 EA02 EA06 EA07 EA35 EB12 EB33 EB35 EB43 EB47 EB56 EC07 EC30 4K026 AA02 AA07 AA09 AA22 BA01 BA12 BB06 BB07 BB08 BB10 CA02 CA13 CA14 CA37 CA38 CA40 DA03 DA10 DA11 DA15 DA17 EB07 EB08 EB11 4K044 AA02 AA06 AB02 AB05 BA10 BA21 BB03 BB04 BC02 BC04 CA11 CA16 CA17 CA18 CA31 CA53

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属基材の耐食性を向上させる方法であって、（a）金属基材を用意し、（b）金属基材を、１種類または２種類以上の加水分解された、または少なくと
も部分的に加水分解されたアミノシラン、１種類または２種類以上の加水分解さ
れた、または部分的に加水分解された多シリル官能シランおよび溶剤を含有する
溶液と接触させた後、溶剤をほぼ完全に除去することにより、金属基材に長期コ
ーティングを施すステップから成ることを特徴とする前記方法。
【請求項２】金属基材が、 −鋼； −亜鉛、亜鉛合金、アルミニウムおよびアルミニウム合金のうちのいずれ
かの金属で被覆された鋼； −鉄； −亜鉛および亜鉛合金； −アルミニウム；および −アルミニウム合金からなる群から選択される、請求項１記載の方法。
【請求項３】ステップ(b)に続き、約４０℃〜約１８０℃の温度で前記コ
ーティングを硬化させるステップをも含む、請求項１記載の方法。
【請求項４】１種類または２種類以上の加水分解された、または部分的に
加水分解されたアミノシランおよび１種類または２種類以上の加水分解された、
または部分的に加水分解された多シリル官能シランを含有する第２処理溶液を、
前記金属基材に塗布するステップをも含む、請求項１記載の方法。
【請求項５】１種類または２種類以上の加水分解された、または部分的に
加水分解された有機官能シランを含有する第２処理溶液を塗布するステップをも
含む、請求項１記載の方法。
【請求項６】アミノシランが構造式【化１】を有し、上記式において、Ｒが水素、Ｃ_１−Ｃ_２４アルキル、Ｃ_２−Ｃ_２４アシルから成る群から選択され
、Ｒどうしが同じでも異なっていてもよく；Ｘが置換または非置換Ｃ_１−Ｃ_２４脂肪族基またはＣ_６−Ｃ_２４芳香族基であり
；各Ｒ^１が個別に、水素、置換または非置換Ｃ_１‐Ｃ_２４脂肪族基、Ｃ_２−Ｃ_２４オレフィン基またはＣ_６−Ｃ_２４芳香族基から成る群から選択される、請求項１記載の方法。
【請求項７】各Ｒが好ましくは、水素、エチル、メチル、プロピル、イソ
プロピル、ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒ−ブチルおよびアセチ
ルから成る群から個別に選択されるＣ_１−Ｃ_６アルキルまたはＣ_２‐Ｃ_４アシル
基である、請求項６記載の方法。
【請求項８】Ｘが結合標、Ｃ_１−Ｃ_６アルキレン、Ｃ_２−Ｃ_６アルケニレ
ン、少なくとも１個のアミノ基で置換されたＣ_１−Ｃ_６アルキレン、少なくとも
１個のアミノ基で置換されたＣ_２−Ｃ_６アルケニレン、アリーレンおよびアルキ
ルアリーレンから成る群から選択される、請求項６記載の方法。
【請求項９】各Ｒ^１が、水素、Ｃ_１−Ｃ_６アルキル、Ｃ_２−Ｃ_６アルケニ
ル、少なくとも１個のアミノ基で置換されたＣ_１−Ｃ_６アルキル、少なくとも１
個のアミノ基で置換されたＣ_２−Ｃ_６アルケニル、アリーレンおよびアルキルア
リーレンから成る群から個別に選択される、請求項６記載の方法。
【請求項１０】各Ｒ^１が、水素、エチル、メチル、プロピル、イソプロピ
ル、ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒ−ブチルおよびアセチルから
成る群から個別に選択される、請求項６記載の方法。
【請求項１１】多シリル官能シランが一般構造式【化２】を有し、上記式において、Ｚは結合標、Ｃ_１−Ｃ_６アルキレン、Ｃ_２−Ｃ_６アルケニレン、少なくとも１個
のアミノ基で置換されたＣ₁−Ｃ_６アルキレン、少なくとも１個のアミノ基で置
換されたＣ_２−Ｃ_６アルケニレン、アリーレンおよびアルキルアリーレンから成
る群から選択され；Ｒ^３が水素、Ｃ_１−Ｃ_２４アルキルおよびＣ_２−Ｃ_２４アシルから成る群から選
択され、Ｒ^３どうしが同じでも異なってもいてもよく；ｎが２または３である、請求項１記載の方法。
【請求項１２】Ｒ^３が水素、Ｃ_１−Ｃ_６アルキルおよびＣ_２−Ｃ_４アシル
から成る群から選択され、Ｒ^３どうしが同じか、または異なる、請求項１１記載
の方法。
【請求項１３】各Ｒ^３が、水素、エチル、メチル、プロピル、イソプロピ
ル、ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒ−ブチルおよびアセチルから
成る群から個別に選択される、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】アミノシランがγ−アミノプロピルトリエトキシシランで
ある、請求項１記載の方法。
【請求項１５】多官能シランが１，２−ビス−（トリエトキシシリル）エ
タンである、請求項１記載の方法。
【請求項１６】溶液が酸をも含む、請求項１記載の方法。
【請求項１７】酸が酢酸、蓚酸、蟻酸およびプロピオン酸から成る群から
選択される、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】溶剤が有機溶剤である、請求項１記載の方法。
【請求項１９】溶剤がアルコールである、請求項１８記載の方法。
【請求項２０】溶剤が水である、請求項１記載の方法。
【請求項２１】シラン・コーティングの表面にポリマー・コーティングを
塗布する、請求項１記載の方法。
【請求項２２】ポリマー・コーティングを、ペイント、ゴムおよび接着剤
から成る群から選択し、好ましくは、このポリマー・コーティングをシラン・コ
ーティングに接着する、請求項２１記載の方法。
【請求項２３】溶液中における多シリル官能シランの濃度が、約０．１％
〜約１０％、好ましくは約０・４％〜約３％、さらに好ましくは２％以上である
、請求項１記載の方法。
【請求項２４】溶液中におけるアミノシランの濃度が、約０．１％〜約１
０％、好ましくは約０．２％〜約２％、さらに好ましくは約１％以下である、請
求項１記載の方法。
【請求項２５】アミノシランと多シリル官能シランの比が、４：１−１：
８、好ましくは２：１−１：４、さらに好ましくは１：２より大きい、請求項１
記載の方法。
【請求項２６】容器、好ましくは浴中に存在する処理溶液に金属基材を浸
漬する、請求項１記載の方法。
【請求項２７】処理溶液中への金属基材浸漬時間が、約２秒〜約５０分、
好ましくは約０．５分〜約２分である、請求項２６記載の方法。
【請求項２８】余剰処理溶液を、金属基材から流下するに任せて容器に戻
す、請求項２６記載の方法。
【請求項２９】ほぼ均質の処理溶液を維持するため、浴に処理溶液を補給
する、請求項２６記載の方法。
【請求項３０】金属基材の長期耐食性の向上を目的とする、１種類または
２種類以上の加水分解された、または部分的に加水分解されたアミノシラン、１
種類または２種類以上の加水分解された、または部分的に加水分解された多シリ
ル官能シランおよび溶剤を含有する溶液の使用。
【請求項３１】少なくとも１種類のアミノシランおよび少なくとも１種類
の多シリル官能シランを含み、アミノシランと多シリル官能シランが４：１−１
：８、好ましくは２：１〜１：４、さらに好ましくは１：２より大きいことを特
徴とする組成物。