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JP7740917B2 - Cleaning solution for aluminum or aluminum alloys - Google Patents
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JP7740917B2 - Cleaning solution for aluminum or aluminum alloys - Google Patents

Cleaning solution for aluminum or aluminum alloys

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Description

本発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金用洗浄液及びこの洗浄液を用いた洗浄方法並びに洗浄装置に関する。 The present invention relates to a cleaning solution for aluminum or aluminum alloys, and a cleaning method and cleaning device using this cleaning solution.

従来より、アルミニウム又はアルミニウム合金(以下、両者を合わせて「アルミニウム」ということがある)から成る圧延板、缶及び容器などの成形加工品は広く使用されており、これらの成形加工品には、潤滑剤やアルミニウム粉末(スマット)等が付着していることから、成形後に脱脂洗浄することが必要である。中でも、アルミニウム又はアルミニウム合金板から成るシームレス缶は、アルミニウム板に絞りしごき加工等の過酷な加工を施すことにより得られることから、一般に潤滑剤やクーラントを用いて成形される。その結果、絞りしごき加工後のシームレス缶(DI缶)にはアルミニウム粉末の他、潤滑剤及びクーラント由来の油汚れが付着している。
このような潤滑剤等が付着したシームレス缶においては、次いで行われる塗装・印刷工程に付される前に、付着した潤滑剤等を除去する必要があり、この洗浄性の優劣は、次いで行われる表面処理や塗装の品質に大きな影響を及ぼすことになる。
Conventionally, formed products such as rolled sheets, cans, and containers made of aluminum or aluminum alloys (hereinafter, both may be collectively referred to as "aluminum") have been widely used. However, these formed products are contaminated with lubricants, aluminum powder (smut), and the like, and therefore require degreasing and cleaning after forming. Seamless cans made of aluminum or aluminum alloy sheets are obtained by subjecting aluminum sheets to severe processes such as drawing and ironing, and are therefore generally formed using lubricants and coolants. As a result, seamless cans (DI cans) after drawing and ironing contain not only aluminum powder but also oily stains from the lubricants and coolants.
In seamless cans having such a lubricant or the like attached thereto, it is necessary to remove the attached lubricant or the like before the can is subjected to the subsequent painting and printing processes, and the quality of the cleaning ability of the can significantly affects the quality of the subsequent surface treatment and painting.

アルミニウム製シームレス缶を洗浄するために現在工業的に使用されている洗浄液は、フッ化水素酸と少なくとも1種の界面活性剤から成る硫酸水溶液、或いはリン酸、硝酸等と少なくとも1種の界面活性剤から成る水溶液等から成る酸性洗浄液であり、これらの酸性洗浄液は、アルミニウムの酸化物又は水酸化物を主成分とする酸化物層を形成することによりアルミニウム表面を化学的に不活性にして、ブラウンスポットと呼ばれる外観不良の発生を防止することができる等、多くの利点を有している(特許文献1)。 The cleaning solutions currently used industrially to clean aluminum seamless cans are either aqueous sulfuric acid solutions containing hydrofluoric acid and at least one surfactant, or aqueous solutions containing phosphoric acid, nitric acid, etc. and at least one surfactant. These acidic cleaning solutions have many advantages, such as the ability to chemically inactivate the aluminum surface by forming an oxide layer primarily composed of aluminum oxide or hydroxide, thereby preventing the occurrence of appearance defects known as brown spots (Patent Document 1).

その一方、酸性洗浄液を用いた洗浄は、アルミニウム製シームレス缶の洗浄ラインに使用されているステンレスや他の鉄合金から成る装置を腐食させるため、メンテナンスに手間を要すると共に、高温での洗浄が必要になる場合があり、経済性の点で劣っている。またフッ化水素酸及びフッ化アルミニウムを含有する廃液は、フッ素の廃液処理の点で環境負荷が大きいという問題もある。 On the other hand, cleaning using acidic cleaning solutions corrodes equipment made of stainless steel and other iron alloys used in cleaning lines for aluminum seamless cans, requiring time-consuming maintenance and sometimes requiring high-temperature cleaning, making it less economical. Furthermore, waste liquid containing hydrofluoric acid and aluminum fluoride poses a significant environmental burden in terms of fluorine waste liquid treatment.

このような問題を生じないアルミニウム製シームレス缶の洗浄液として、アルカリ洗浄液も提案されている。
例えば下記特許文献2には、アルカリ金属水酸化物、炭酸アルカリ金属塩及び無機リン酸アルカリ金属塩、珪酸アルカリ金属塩から選ばれる一種または二種以上のアルカリビルダーを総量で0.5~40g/L、有機ホスホン酸及びその塩から選ばれる一種を0.2~10g/L、有機ホスホン酸及びその塩との安定度定数が5.0~14.0の金属イオンから選ばれる一種または二種以上の金属イオンを0.001~2g/L、界面活性剤を0.1~10g/Lを含有することを特徴とするアルミニウムまたはアルミニウム合金用アルカリ洗浄液が提案されている。
Alkaline cleaning solutions have also been proposed as cleaning solutions for seamless aluminum cans that do not cause such problems.
For example, Patent Document 2 listed below proposes an alkaline cleaning solution for aluminum or aluminum alloys, which comprises a total amount of 0.5 to 40 g/L of one or more alkali builders selected from alkali metal hydroxides, alkali metal carbonates, inorganic alkali metal phosphates, and alkali metal silicates, 0.2 to 10 g/L of one selected from organic phosphonic acids and salts thereof, 0.001 to 2 g/L of one or more metal ions selected from metal ions having a stability constant of 5.0 to 14.0 with organic phosphonic acids and salts thereof, and 0.1 to 10 g/L of a surfactant.

特許第5007482号公報Patent No. 5007482 特許第5051679号公報Patent No. 5051679

上記アルカリ洗浄液においては、酸性洗浄液の欠点であった、洗浄装置の腐食性や、廃液の処理性、エネルギーコストを改善可能であると共に、酸性洗浄液と同様にアルミニウム製シームレス缶の脱脂洗浄が可能である。
しかしながら、アルカリ洗浄液を用いて洗浄されたアルミニウム製シームレス缶においては、洗浄後に行う塗装工程により形成される内面塗膜に金属露出が発生する場合があることが分かった。かかる金属露出が生じた箇所について検証を行ったところ無機成分が検出され、この無機成分は洗浄工程の前に行う予備洗浄工程中の洗浄水に含まれる金属石鹸に由来すると考えられる。すなわち、しごき加工時に用いられるクーラント中の脂肪酸が予備洗浄工程で金属石鹸を形成し、この金属石鹸がシームレス缶の表面に付着して、塗膜形成を阻害していると考えられる。
これは、従来のアルカリ洗浄液は、油汚れに対して優れた洗浄力を有しているものの、そのことにより油汚れのみが優先的に除去されてしまうことで、缶表面に付着した無機成分が残留し易い状態になっていることによるものと考えられる。
更にシームレス缶の洗浄装置においては、シームレス缶を缶底を上にした倒立状態でネット状のコンベアーベルトで搬送しながら上下方向から洗浄水を噴射するため、上方から洗浄水が直接噴射される缶外面側に比して、下方からコンベアーベルト越しに洗浄水が噴射される缶内面側は除去すべき汚れに洗浄水を到達させる点において勢いや量でやや劣ってしまう。
The alkaline cleaning solution can improve upon the drawbacks of the acidic cleaning solution, such as the corrosiveness of the cleaning equipment, the ease of treating waste liquid, and the energy cost, and can also degrease and clean seamless aluminum cans in the same way as the acidic cleaning solution.
However, it has been found that aluminum seamless cans cleaned with alkaline cleaning solutions sometimes suffer from metal exposure in the inner coating film formed during the painting process that follows. When the exposed metal areas were examined, inorganic components were detected. These inorganic components are thought to be derived from metallic soaps contained in the cleaning water used in the pre-cleaning process that precedes the cleaning process. Specifically, fatty acids in the coolant used during ironing form metallic soaps during the pre-cleaning process, which then adhere to the surface of the seamless can, inhibiting the formation of a coating film.
This is thought to be because, although conventional alkaline cleaning solutions have excellent cleaning power against oily stains, they tend to preferentially remove only oily stains, which makes it easier for inorganic components adhering to the can surface to remain.
Furthermore, in seamless can washing equipment, washing water is sprayed from above and below the seamless cans while they are being transported on a net-like conveyor belt in an inverted position with the bottom of the can facing up. Therefore, compared to the outer surface of the can where washing water is sprayed directly from above, the inner surface of the can where washing water is sprayed from below over the conveyor belt is somewhat inferior in terms of force and volume in terms of the washing water reaching the dirt to be removed.

従って本発明の目的は、潤滑剤等の油汚れと共に金属石鹸も除去可能な上述した問題を生じないアルミニウム又はアルミニウム合金用のアルカリ洗浄液及びこのアルカリ洗浄液を用いたアルミニウム製シームレス缶の洗浄方法及び洗浄装置を提供することである。 The object of the present invention is therefore to provide an alkaline cleaning solution for aluminum or aluminum alloys that can remove metal soap as well as oily stains such as lubricants, without causing the problems described above, and a cleaning method and cleaning device for aluminum seamless cans using this alkaline cleaning solution.

本発明によれば、成形装置から搬入されたアルミニウムシームレス缶を予備洗浄する予備洗浄工程、予備洗浄工程後、アルミニウム又はアルミニウム合金用洗浄液でアルミニウム又はアルミニウム合金製シームレス缶を洗浄することを特徴とするアルミニウム又はアルミニウム合金の洗浄方法であって、
前記アルミニウム又はアルミニウム合金用洗浄液は、アルカリ成分と、下記式(1)で表されるノニオン系界面活性剤とを含有し、
前記アルカリ成分が、0.5~50.0g/L、前記ノニオン系界面活性剤が0.1~10.0g/Lの量で含有され、pHが10.0~12.0であるアルミニウム又はアルミニウム合金の洗浄方法が提供される。
R-O-(AO)-H ・・・(1)
式中、Rは炭素数6~12の直鎖又は分岐のアルキル基を表し、AOは炭素数2~5のオキシアルキレン基を表し、nはオキシレン基の平均付加モル数を表し、2~80である。
According to the present invention, there is provided a method for cleaning aluminum or aluminum alloys, comprising: a pre-cleaning step of pre-cleaning aluminum seamless cans carried in from a molding device; and cleaning the aluminum or aluminum alloy seamless cans with a cleaning solution for aluminum or aluminum alloys after the pre-cleaning step,
The cleaning liquid for aluminum or aluminum alloys contains an alkaline component and a nonionic surfactant represented by the following formula (1):
The method for cleaning aluminum or an aluminum alloy is provided, in which the alkaline component is contained in an amount of 0.5 to 50.0 g/L, the nonionic surfactant is contained in an amount of 0.1 to 10.0 g/L, and the pH is 10.0 to 12.0 .
RO-(AO) n -H...(1)
In the formula, R represents a linear or branched alkyl group having 6 to 12 carbon atoms, AO represents an oxyalkylene group having 2 to 5 carbon atoms, and n represents the average number of moles of oxyalkylene groups added (2 to 80).

本発明の洗浄方法においては、
1.前記アルカリ成分が、アルカリ金属水酸化物、炭酸アルカリ金属塩、無機リン酸アルカリ金属塩及びケイ酸アルカリ金属塩から選択される少なくとも一種類であること
好適である。
In the cleaning method of the present invention,
1. The alkaline component is at least one selected from alkali metal hydroxides, alkali metal carbonates, inorganic alkali metal phosphates, and alkali metal silicates ;
is preferred.

本発明のアルミニウム又はアルミニウム合金用洗浄液においては、界面活性剤として上記式(1)で表される特定のノニオン系界面活性剤を使用することにより、シームレス缶表面、特に缶内面側に付着したスマットや潤滑剤等の油汚れと共に、塗工性に影響を与える金属石鹸も確実に除去することが可能となり、被覆性に優れた内面塗膜を形成可能なアルミニウム製シームレス缶を提供できる。 In the cleaning solution for aluminum or aluminum alloys of the present invention, the specific nonionic surfactant represented by the above formula (1) is used as the surfactant, which makes it possible to reliably remove smut, lubricants, and other oily stains adhering to the surface of seamless cans, particularly the inner surface of the can, as well as metal soaps that affect coatability, thereby providing seamless aluminum cans that can form inner coatings with excellent coatability.

本発明のアルミニウム製シームレス缶の洗浄工程の流れの一例を示すチャート図である。FIG. 1 is a flow chart showing an example of the process flow for cleaning aluminum seamless cans according to the present invention.

(洗浄液)
本発明のアルミニウム又はアルミニウム合金用のアルカリ洗浄液においては、アルカリ成分と共に、上記式(1)で表されるノニオン系界面活性剤を使用することが重要な特徴である。
従来よりアルカリ洗浄液においては、アルカリ成分(アルカリビルダー)と界面活性剤が使用されていたが、本発明においては、界面活性剤として特定のポリオキシアルキレンアルキルエーテルを用いることにより、潤滑剤等の油汚れやスマット粉末と共に金属石鹸を同時に除去することが可能となり、内面塗料の塗工不良を有効に防止できることを見出した。
(cleaning solution)
An important feature of the alkaline cleaning solution for aluminum or aluminum alloys of the present invention is that it contains an alkaline component and a nonionic surfactant represented by the above formula (1).
Conventionally, alkaline cleaning solutions have contained an alkaline component (alkali builder) and a surfactant. However, in the present invention, it has been discovered that by using a specific polyoxyalkylene alkyl ether as the surfactant, it is possible to simultaneously remove metal soap along with oily stains such as lubricants and smut powder, thereby effectively preventing poor coating of the internal paint.

[アルカリ成分]
本発明の洗浄剤に用いるアルカリ成分(アルカリビルダー)としては、従来アルカリ洗浄剤に使用されていたものをすべて使用することができるが、アルカリ金属水酸化物、炭酸アルカリ金属塩、無機リン酸アルカリ金属塩、及びケイ酸アルカリ金属塩から選択される少なくとも1種を好適に使用することができる。
アルカリ金属水酸化物としては、水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等を例示することができ、炭酸アルカリ金属塩としては、炭酸ナトリウムや炭酸カリウム等を例示することができ、無機リン酸アルカリ金属塩としては、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸三ナトリウム等を例示することができ、ケイ酸アルカリ金属塩としては、メタケイ酸ナトリウム等を例示することができる。上記アルカリ成分は1種を選択してアルカリビルダーとしてもよいし、2種以上の化合物を組み合わせて使用することができる。
[Alkaline component]
The alkaline component (alkali builder) used in the detergent of the present invention may be any of those conventionally used in alkaline detergents, but it is preferable to use at least one selected from alkali metal hydroxides, alkali metal carbonates, inorganic alkali metal phosphates, and alkali metal silicates.
Examples of alkali metal hydroxides include sodium hydroxide and potassium hydroxide, examples of alkali metal carbonates include sodium carbonate and potassium carbonate, examples of inorganic alkali metal phosphates include sodium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, trisodium phosphate, etc., and examples of alkali metal silicates include sodium metasilicate, etc. One of the above alkali components may be selected as the alkali builder, or two or more compounds may be used in combination.

アルカリ成分は、洗浄液中に0.5~50.0g/L、特に3~15g/Lの量で含有することが好適である。上記範囲よりもアルカリ成分の量が少ない場合には、上記範囲にある場合に比して、アルミニウム表面のエッチングが充分に進行せず、アルミニウム表面が不均一になるおそれがあり、その一方上記範囲よりもアルカリ成分量が多い場合には、上記範囲にある場合に比してアルミニウム表面がエッチング過剰により肌荒れを起こすおそれがある。 The alkaline component is preferably contained in the cleaning solution in an amount of 0.5 to 50.0 g/L, particularly 3 to 15 g/L. If the amount of alkaline component is less than the above range, etching of the aluminum surface may not proceed as sufficiently as when the amount is within the above range, resulting in an uneven aluminum surface. On the other hand, if the amount of alkaline component is more than the above range, the aluminum surface may be over-etched, resulting in roughness of the surface, compared to when the amount is within the above range.

[ノニオン系界面活性剤]
本発明の洗浄液に用いるノニオン系界面活性剤は、前述した通り、上記式(1)において、Rで示される直鎖又は分岐のアルキル基の炭素数が6~12、特に8~10であることが好適であり、またAOで表されるオキシアルキレン基の炭素数が2~5、特に2~3であることが好適であり、オキシアルキレン基の平均付加モル数が2~80、特に3~20であることが好適である。
上記ノニオン系界面活性剤を用いることにより、油汚れに対して高い浸透力を発現することが可能となり、潤滑剤や金属石鹸等の除去すべき成分を一緒に除去することが可能となり、アルミニウム表面に無機成分の残留がなく、内面塗料の塗工性に優れたシームレス缶を提供可能となる。
[Nonionic surfactants]
As described above, in the nonionic surfactant used in the cleaning solution of the present invention, in the above formula (1), the linear or branched alkyl group represented by R preferably has 6 to 12 carbon atoms, and more preferably 8 to 10 carbon atoms, and the oxyalkylene group represented by AO preferably has 2 to 5 carbon atoms, and more preferably 2 to 3 carbon atoms, and the average number of moles of oxyalkylene groups added is preferably 2 to 80, and more preferably 3 to 20.
The use of the nonionic surfactant makes it possible to exhibit high penetration power against oil stains, and to remove components that should be removed, such as lubricants and metal soaps, together with the surface of the aluminum, thereby making it possible to provide seamless cans that are free from inorganic components and have excellent applicability for the inner coating material.

ノニオン系界面活性剤は、洗浄液中に0.1~10.0g/L、特に0.5~3g/Lの量で含有することが好適である。上記範囲よりもノニオン系界面活性剤の量の少ない場合は、上記範囲にある場合に比して、洗浄性に劣るおそれがあり、その一方上記範囲よりもノニオン系界面活性剤の量が多いと、上記範囲にある場合に比して、洗浄液が発泡するおそれがある。 The nonionic surfactant is preferably contained in the cleaning solution in an amount of 0.1 to 10.0 g/L, especially 0.5 to 3 g/L. If the amount of nonionic surfactant is less than the above range, cleaning performance may be inferior compared to when the amount is within the above range. On the other hand, if the amount of nonionic surfactant is more than the above range, the cleaning solution may foam more than when the amount is within the above range.

[その他]
本発明の洗浄液は、水を溶媒とし、上記アルカリ成分及びノニオン界面活性剤を上述した含有量となるようにして調整するが、洗浄液の洗浄性及び油汚れへの浸透力を阻害しない範囲において、必要により、消泡剤や水以外の溶媒を含有させることもできる。
本発明の洗浄剤は、pHが10.0~12.0の範囲にあることが好適である。上記範囲よりもpHが低いと、アルミニウム表面のエッチングが充分に進行せず、上記範囲にある場合に比して効率よく処理を行うことができず、その一方上記範囲よりもpHが高いとアルミニウム表面のエッチングの進行が速くなり、上記範囲にある場合に比してエッチング量の制御が難しくなるおそれがある。
[others]
The cleaning solution of the present invention is prepared by using water as a solvent and adjusting the contents of the alkaline component and nonionic surfactant as described above, but may also contain a defoaming agent or a solvent other than water, if necessary, within a range that does not impair the cleaning properties and penetration power into oily stains of the cleaning solution.
The cleaning agent of the present invention preferably has a pH in the range of 10.0 to 12.0. If the pH is lower than this range, etching of the aluminum surface will not proceed sufficiently, and treatment will not be as efficient as when the pH is within the above range. On the other hand, if the pH is higher than this range, etching of the aluminum surface will proceed too quickly, and control of the amount of etching may become more difficult than when the pH is within the above range.

(アルミニウム又はアルミニウム合金の洗浄方法)
本発明のアルミニウム又はアルミニウム合金の洗浄方法においては、上述した本発明の洗浄液を用いてアルミニウム又はアルミニウム合金を洗浄する。これによりアルミニウム表面のスマット、油脂成分及び金属石鹸は除去され、アルミニウム表面がエッチングされる。また、絞りしごき加工により成形されたアルミニウム製シームレス缶を洗浄する場合であれば、成形加工に使用された潤滑剤やクーラントも除去される。尚、洗浄方法は、洗浄液に浸漬、或いは洗浄水を噴射(スプレー)する等従来公知の方法により行うことができる。
(Method for cleaning aluminum or aluminum alloy)
In the method for cleaning aluminum or aluminum alloys of the present invention, aluminum or aluminum alloys are cleaned using the cleaning solution of the present invention described above. This removes smut, oils, and metal soaps from the aluminum surface, and etches the aluminum surface. Furthermore, when cleaning seamless aluminum cans formed by drawing and ironing, the lubricants and coolants used in the forming process are also removed. The cleaning method can be performed by a conventionally known method, such as immersion in the cleaning solution or spraying with cleaning water.

アルミニウム表面のエッチング量を調整するためには、洗浄液中のアルカリ成分濃度、洗浄液のpH、洗浄液の温度、洗浄液をアルミニウムの表面に接触させる時間(洗浄時間)を調整する。
上述した通り、洗浄液のpHは10~12の範囲にあることが好適であるが、pHを調整することによりアルミニウム表面のエッチングの進行を制御することができる。
また洗浄時間及び洗浄液の温度を調整することによっても、エッチング量を制御することができ、これに限定されないが、pHが上記範囲にある洗浄液を55~65℃の温度に調整し、アルミニウム又はアルミニウム合金の表面に10~60秒の範囲で接触させることが好適である。
The etching amount of the aluminum surface can be adjusted by adjusting the concentration of the alkaline component in the cleaning solution, the pH of the cleaning solution, the temperature of the cleaning solution, and the time for which the cleaning solution is in contact with the aluminum surface (cleaning time).
As mentioned above, the pH of the cleaning solution is preferably in the range of 10 to 12, and the progress of etching of the aluminum surface can be controlled by adjusting the pH.
The etching amount can also be controlled by adjusting the cleaning time and the temperature of the cleaning solution. Although not limited to this, it is preferable to adjust the temperature of the cleaning solution having a pH in the above range to 55 to 65°C and bring it into contact with the surface of aluminum or aluminum alloy for 10 to 60 seconds.

(アルミニウム又はアルミニウム合金製シームレス缶の洗浄方法)
アルミニウム製シームレス缶の洗浄方法においては、本発明の洗浄液を用いた脱脂工程を有する限り、特に制限はないが、好適には図1に示すように、予備洗浄工程、本発明の洗浄液を用いた脱脂工程、水洗工程、皮膜形成処理工程、水洗工程及び乾燥工程から成る。
(Method for cleaning aluminum or aluminum alloy seamless cans)
The method for cleaning aluminum seamless cans is not particularly limited as long as it includes a degreasing step using the cleaning solution of the present invention, but preferably includes a pre-cleaning step, a degreasing step using the cleaning solution of the present invention, a water-rinsing step, a film-forming treatment step, a water-rinsing step, and a drying step, as shown in FIG. 1 .

[アルミニウム製シームレス缶]
本発明の洗浄方法において、洗浄対象となるアルミニウム製シームレス缶は、成形時に潤滑剤及びクーラントを使用して成形されるアルミニウム製シームレス缶(DI缶)である。具体的には、3004材、3104材等の周知のアルミニウム又はアルミニウム合金から成るアルミニウム板を、鉱油、合成油等の従来公知の潤滑剤や、水溶性潤滑剤等の従来公知のクーラントを用いて、絞り加工、絞り・深絞り加工、絞り・しごき加工、絞り・曲げ伸ばし加工・しごき加工等の過酷な加工により成形されるシームレス缶(DI缶)である。またこのような成形方法により成形されたシームレス缶には、上記潤滑剤等のみならず、上記加工時に発生したスマット等も付着している。またアルミニウム表面は酸化アルミニウム被膜が形成されている。
[Seamless aluminum cans]
In the cleaning method of the present invention, the aluminum seamless cans to be cleaned are aluminum seamless cans (DI cans) formed using a lubricant and a coolant during molding. Specifically, these seamless cans (DI cans) are formed by rigorous processes such as drawing, drawing/deep drawing, drawing/ironing, and drawing/bending/ironing from aluminum sheets made of known aluminum or aluminum alloys, such as 3004 or 3104, using known lubricants, such as mineral oils or synthetic oils, or known coolants, such as water-soluble lubricants. Furthermore, seamless cans formed by such molding processes contain not only the lubricants but also smut and other substances generated during the processes. Furthermore, an aluminum oxide coating is formed on the aluminum surface.

[予備洗浄工程・脱脂工程・洗浄工程]
潤滑油等が付着したアルミニウム製シームレス缶は、倒立状態で高速で、洗浄装置の脱脂工程へ連続的に搬入される。尚、脱脂工程の前には、スマット等を除去するために予備洗浄工程が必要により設けられている。尚、本発明の洗浄剤においては、前述した通り、予備洗浄工程における洗浄水に金属石鹸が含まれている場合でも、効率よくアルミニウム表面に付着した金属石鹸を除去できる。
脱脂工程においては、上述した本発明の洗浄液をアルミニウム製シームレス缶の上下方向から噴射(スプレー)することにより、ノニオン系界面活性剤がアルミニウム製シームレス缶表面に付着した潤滑剤等の油汚れに到達して、油汚れ及び金属石鹸を除去すると共に、アルミニウム表面をエッチングして、アルミニウム製シームレス缶表面に形成された酸化アルミニウム被膜を除去する。
脱脂工程に付されたアルミニウム製シームレス缶は、第1洗浄工程で水洗された後、皮膜形成処理工程に搬送される。
[Pre-cleaning process, degreasing process, cleaning process]
Aluminum seamless cans with lubricating oil and other contaminants adhering thereto are continuously transported in an inverted state at high speed to the degreasing process of the cleaning equipment. A preliminary cleaning process is provided before the degreasing process, if necessary, to remove smut and other contaminants. As described above, the cleaning agent of the present invention can efficiently remove metal soap adhering to the aluminum surface even when the cleaning water in the preliminary cleaning process contains metal soap.
In the degreasing step, the cleaning solution of the present invention is sprayed onto the aluminum seamless can from above and below, whereby the nonionic surfactant reaches oily stains such as lubricants adhering to the surface of the aluminum seamless can, removing the oily stains and metal soap and also etching the aluminum surface to remove the aluminum oxide film formed on the surface of the aluminum seamless can.
The aluminum seamless cans that have been subjected to the degreasing step are washed with water in a first cleaning step and then transported to a film forming treatment step.

[皮膜形成処理工程・洗浄工程]
皮膜形成処理工程においては、硫酸、硝酸、リン酸等の無機酸又はその無機酸塩を含有する従来公知の皮膜形成処理剤により、アルミニウム表面にアルミニウム主体の酸化物又は水酸化物を主成分とする層を形成して、アルミニウム表面を化学的に不活性にする。これによりアルミニウム製シームレス缶のブラウンスポットの発生を有効に抑制することが可能になる。
尚、図1に示す好適態様では、洗浄工程を第2水洗工程及び純水すすぎ工程の2工程で行っているが、これに限定されず、適宜変更することができる。
[Film formation process and cleaning process]
In the film-forming treatment step, a layer mainly composed of an oxide or hydroxide of aluminum is formed on the aluminum surface using a conventional film-forming treatment agent containing an inorganic acid such as sulfuric acid, nitric acid, or phosphoric acid, or an inorganic acid salt thereof, thereby chemically inactivating the aluminum surface, thereby making it possible to effectively suppress the occurrence of brown spots on aluminum seamless cans.
In the preferred embodiment shown in FIG. 1, the cleaning step is performed in two steps, a second water washing step and a pure water rinsing step, but the present invention is not limited to this and can be modified as appropriate.

[乾燥工程]
乾燥工程に搬入された、アルミニウム製シームレス缶は、オーブン等の乾燥機で加熱乾燥される。
[Drying process]
The aluminum seamless cans that are transported to the drying process are heated and dried in a dryer such as an oven.

(洗浄装置)
本発明のアルミニウム製シームレス缶の洗浄装置においては、本発明の洗浄液を用いた脱脂手段を有する限り、特に制限はないが、成形装置から供給される潤滑剤等が付着したアルミニウム製シームレス缶を予備洗浄する予備洗浄手段、該予備洗浄手段から供給されるアルミニウム製シームレス缶を本発明の洗浄液を用いて脱脂処理する脱脂手段、該脱脂手段から供給されるアルミニウム製シームレス缶を水洗する水洗手段、該水洗手段から供給されるアルミニウム製シームレス缶を皮膜形成処理剤で処理する皮膜形成手段、該皮膜形成手段から供給されるアルミニウム製シームレス缶を水洗する水洗手段、該水洗手段から供給されたアルミニウム製シームレス缶を乾燥する乾燥手段を備えると共に、前記成形装置から前記乾燥手段に至るまで、アルミニウム製シームレス缶を連続的に搬送する搬送手段を備えることが好適である。
(Cleaning device)
The cleaning device for aluminum seamless cans of the present invention is not particularly limited as long as it has a degreasing means using the cleaning solution of the present invention, but it is preferable that the device includes a pre-cleaning means for pre-cleaning aluminum seamless cans having a lubricant or the like attached thereto and supplied from a forming device, a degreasing means for degreasing the aluminum seamless cans supplied from the pre-cleaning means using the cleaning solution of the present invention, a water-washing means for rinsing the aluminum seamless cans supplied from the degreasing means, a coating means for treating the aluminum seamless cans supplied from the water-washing means with a coating-forming treatment agent, a water-washing means for rinsing the aluminum seamless cans supplied from the coating means, a drying means for drying the aluminum seamless cans supplied from the water-washing means, and a conveying means for continuously conveying the aluminum seamless cans from the forming device to the drying means.

成形装置から搬入された潤滑剤等が付着したアルミニウム製シームレス缶は、倒立状態で搬送手段によって乾燥手段に至るまで連続的に搬送される。搬送手段としては、メッシュコンベアなどの従来公知の搬送手段を使用することができ、アルミニウム製シームレス缶が倒立状態で搬送手段の幅方向(進行方向に対して垂直の方向)に複数個並んだ状態で載置され、連続的に搬送される。
予備洗浄手段、脱脂手段、洗浄手段、皮膜形成手段の各手段には、本発明の洗浄液から成る脱脂剤、洗浄水、純水、皮膜形成処理剤をそれぞれの工程でアルミニウム製シームレス缶の上下方向から噴霧可能な複数の吐出口を有する噴霧装置及びアルミニウム製シームレス缶の缶底に溜まった脱脂剤や洗浄水等を吹き飛ばすためのブロア装置が設置されている。ブロア装置が設置されていることにより、缶底が内方に凹んだドーム型であっても、洗浄水などが溜まることが防止できる。
The aluminum seamless cans, which have been conveyed from the forming device and have a lubricant or the like attached thereto, are continuously conveyed in an inverted state by a conveying means to a drying means. As the conveying means, a conventionally known conveying means such as a mesh conveyor can be used, and the aluminum seamless cans are placed in an inverted state in a line across the width of the conveying means (a direction perpendicular to the direction of travel) and continuously conveyed.
Each of the pre-cleaning means, degreasing means, cleaning means, and film-forming means is equipped with a spray device having a plurality of nozzles capable of spraying the degreaser comprising the cleaning liquid of the present invention, cleaning water, pure water, and film-forming treatment agent from above and below the aluminum seamless can in each process, and a blower device for blowing off the degreaser, cleaning water, etc. that has accumulated on the bottom of the aluminum seamless can. The installation of the blower device prevents cleaning water, etc. from accumulating even if the can bottom is dome-shaped, with a concave inward recess.

以下に、実施例と比較例を共に挙げ、本発明の効果をさらに具体的に説明する。 The effects of the present invention will be explained in more detail below using examples and comparative examples.

(洗浄液の調製)
アルカリ成分として水酸化ナトリウムと炭酸ナトリウム、ノニオン系界面活性剤として表1に示す組成のノニオン系界面活性剤を使用し、表1に示す濃度となるように洗浄液を調製した。
(Preparation of cleaning solution)
A cleaning solution was prepared using sodium hydroxide and sodium carbonate as alkaline components and a nonionic surfactant having the composition shown in Table 1 as a nonionic surfactant, so as to have the concentration shown in Table 1.

(試験材)
JISA3004合金アルミニウム板を絞りしごき加工することにより成形された未洗浄のDI缶(径66mm×高さ124mm)を試験材として用いた。
(Test material)
An unwashed DI can (diameter 66 mm x height 124 mm) formed by drawing and ironing a JIS A3004 alloy aluminum plate was used as a test material.

(試験方法)
試験材(未洗浄のDI缶)を以下の条件で、脱脂、水洗、乾燥した。
(1) 脱脂工程(各実施例及び比較例の洗浄液を試験材の内外面に50秒間スプレー)
(2) 水洗工程(水道水を20秒間スプレー)
(3) 脱イオン水洗工程(脱イオン水を20秒間スプレー)
(4) 乾燥工程(200℃の熱風で2分間乾燥)
(Test Method)
Test materials (unwashed DI cans) were degreased, washed with water, and dried under the following conditions.
(1) Degreasing step (the cleaning solution of each example and comparative example was sprayed onto the inner and outer surfaces of the test material for 50 seconds)
(2) Water washing process (spray tap water for 20 seconds)
(3) Deionized water washing step (spray with deionized water for 20 seconds)
(4) Drying process (drying with hot air at 200°C for 2 minutes)

(評価方法)
(1)ERV(エナメルレイティング値)
エナメルレーターでERVを測定した。上記乾燥工程後のDI缶の缶底の外面側に金属露出部を形成して陽極に接続する一方、陰極を缶内に満たされた食塩水に浸して、室温(約23℃)下で、6Vの直流電圧を4秒間印加した後の電流値とする。評価基準は以下のとおりである。
〇:60mA以下、 ×:60mA超
(Evaluation method)
(1) ERV (Enamel Rating Value)
The ERV was measured using an enameller. After the drying process, an exposed metal portion was formed on the outer surface of the bottom of the DI can and connected to the anode, while the cathode was immersed in saline solution filled in the can. A DC voltage of 6 V was applied for 4 seconds at room temperature (approximately 23°C), and the ERV was measured as the current value. The evaluation criteria were as follows:
〇: 60mA or less, ×: More than 60mA

(2)外観評価
上記乾燥工程後のDI缶の外側面についてカラーコンピューター(スガ試験機製SM-3)により8か所測定し、平均値を得た。評価基準は以下のとおりである。
〇:明度47より低い(優)、 ×:明度47以上(劣)
(2) Appearance Evaluation After the drying process, the outer surface of the DI can was measured at eight points using a color computer (SM-3 manufactured by Suga Test Instruments) and the average value was calculated. The evaluation criteria were as follows:
◯: Brightness lower than 47 (excellent), ×: Brightness 47 or higher (poor)

(3)脱スマット性
上記乾燥工程後のDI缶の内側面にセロファンテープ(ニチバン社製)を3か所に貼り付けた後、剥離する。剥離後のテープを白紙に貼り付け、カラーコンピューター(スガ試験機製SM-3)にて5か所の明度の測定し、平均値を得た。評価基準は以下のとおりである。
〇:明度82より低い(優)、 ×:明度82以上(劣)
(3) Desmutting property After the drying process, cellophane tape (manufactured by Nichiban Co., Ltd.) was attached to the inside surface of the DI can in three places and then peeled off. After peeling, the tape was attached to a blank piece of paper, and the brightness of the five places was measured using a color computer (SM-3 manufactured by Suga Test Instruments) to obtain an average value. The evaluation criteria are as follows:
◯: Brightness lower than 82 (excellent), ×: Brightness 82 or higher (poor)

(4)水濡れ性
上記脱イオン水洗工程後のDI缶を30秒間放置し、そのときの水濡れ性面積を%で評価した。
(4) Water Wettability After the deionized water washing step, the DI can was left for 30 seconds, and the water wettable area at that time was evaluated in %.

(5)発泡性
60℃に加温した洗浄液を100mLの有栓メスシリンダーに50mL採取し、有栓メスシリンダーの栓を押えて垂直上下に1分間30回激しく振とうし、ただちに発生した泡の最大高さを読み取る。評価基準は以下のとおりである。
〇:最大泡高さ20mmより低い(優)、 ×:最大泡高さ20mm以上(劣)
(5) Foaming Ability: 50 mL of the cleaning solution heated to 60°C was placed in a 100 mL measuring cylinder with a stopper, and the stopper of the measuring cylinder was held down and vigorously shaken up and down vertically 30 times for 1 minute, and the maximum height of the foam that immediately formed was read. The evaluation criteria were as follows:
◯: Maximum foam height is less than 20 mm (excellent), ×: Maximum foam height is 20 mm or more (poor)

(6)塗膜密着性
上記乾燥工程後のDI缶の内面に、エポキシ-アクリル系塗料を塗布し、215℃、3分間焼き付け、膜厚5μmの塗膜を形成した。この塗膜にカッターで碁盤目を入れ、脱イオン水に塩化ナトリウム5g/L及びクエン酸5g/Lを溶解した溶液の沸騰液中に60分間浸漬した後、水洗し、自然乾燥した。塗膜表面にテープを貼り付けて剥離し、テープ面を目視により評価した。評価基準は以下のとおりである。
〇:塗膜の剥離なし(優)、 ×:塗膜の剥離あり(劣)
(6) Coating Adhesion An epoxy-acrylic paint was applied to the inner surface of the DI can after the drying process and baked at 215°C for 3 minutes to form a coating film with a thickness of 5 μm. This coating film was scored with a cutter and immersed for 60 minutes in a boiling solution of 5 g/L sodium chloride and 5 g/L citric acid dissolved in deionized water, then rinsed with water and air-dried. Tape was applied to the coating surface and peeled off, and the tape surface was visually evaluated. The evaluation criteria are as follows:
◯: No peeling of coating film (excellent), ×: Peeling of coating film (poor)

Claims (2)

成形装置から搬入されたアルミニウムシームレス缶を予備洗浄する予備洗浄工程、該予備洗浄工程後、アルミニウム又はアルミニウム合金用洗浄液でアルミニウム又はアルミニウム合金製シームレス缶を洗浄する工程を含むことを特徴とするアルミニウム又はアルミニウム合金の洗浄方法であって、
前記アルミニウム又はアルミニウム合金用洗浄液は、アルカリ成分と、下記式で表されるノニオン系界面活性剤とを含有し、
前記アルカリ成分が、0.5~50.0g/L、前記ノニオン系界面活性剤が0.1~10.0g/Lの量で含有され、pHが10.0~12.0であるアルミニウム又はアルミニウム合金の洗浄方法。
R-O-(AO)-H
式中、Rは炭素数6~12の直鎖又は分岐のアルキル基を表し、AOは炭素数2~5のオキシアルキレン基を表し、nはオキシレン基の平均付加モル数を表し、2~80である。
1. A method for cleaning aluminum or aluminum alloys, comprising: a pre-cleaning step of pre-cleaning aluminum seamless cans carried in from a molding device; and a step of cleaning the aluminum or aluminum alloy seamless cans with a cleaning solution for aluminum or aluminum alloys after the pre-cleaning step,
The cleaning liquid for aluminum or aluminum alloys contains an alkaline component and a nonionic surfactant represented by the following formula:
The method for cleaning aluminum or an aluminum alloy, wherein the alkaline component is contained in an amount of 0.5 to 50.0 g/L and the nonionic surfactant is contained in an amount of 0.1 to 10.0 g/L, and the pH is 10.0 to 12.0.
RO-(AO) n -H
In the formula, R represents a linear or branched alkyl group having 6 to 12 carbon atoms, AO represents an oxyalkylene group having 2 to 5 carbon atoms, and n represents the average number of moles of oxyalkylene groups added (2 to 80).
前記アルカリ成分が、アルカリ金属水酸化物、炭酸アルカリ金属塩、無機リン酸アルカリ金属塩及びケイ酸アルカリ金属塩から選択される少なくとも一種類である請求項1記載のアルミニウム又はアルミニウム合金の洗浄方法 2. The method for cleaning aluminum or an aluminum alloy according to claim 1, wherein the alkaline component is at least one selected from the group consisting of alkali metal hydroxides, alkali metal carbonates, inorganic alkali metal phosphates, and alkali metal silicates.
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