(57)【要約】  処理組成物を製造する方法が開示される。リチウムカチオン及び二酸化炭素を水性媒体中で合わせて、イン・サイチュ（ｉｎ  ｓｉｔｕ）で、炭酸リチウムを含む処理組成物を形成する。炭酸リチウムを含む処理組成物から形成された処理浴を維持するためのシステム及び方法も開示される。二酸化炭素及び／又はリチウム塩は、処理浴のｐＨを９．５〜１２．５に、処理浴の総重量に基づいて、リチウムを５ｐｐｍ〜５，５００ｐｐｍの量（リチウムカチオンとして計算）に、及び炭酸塩を１５ｐｐｍ〜２５，０００ｐｐｍの量（炭酸塩として計算）に維持するのに十分な量で浴に供給される。組成物、システム及び方法で処理された基材も開示される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭酸リチウムを含む組成物であって、水性媒体中で二酸化炭素源及びリチウムカチオンを反応させることによって前記炭酸リチウムがイン・サイチュ（ｉｎ  ｓｉｔｕ）で形成される、組成物。
【請求項２】
前記二酸化炭素源が気体、固体、又はそれらの組み合わせを含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記リチウムカチオンが組成物の総重量に基づいて５ｐｐｍ〜５５００ｐｐｍの量（リチウムカチオンとして計算）で存在する、請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
ｐＨが９．５〜１２．５である、請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
水酸化物源をさらに含む請求項１に記載の組成物。
【請求項６】
前記炭酸塩が前記処理組成物の総重量に基づいて１５ｐｐｍ〜２５０００ｐｐｍの量（炭酸塩として計算）で存在する、請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
請求項１に記載の組成物で処理された基材。
【請求項８】
処理組成物を製造する方法であって：
水性媒体中でリチウムカチオン及び二酸化炭素源を合わせて、前記処理組成物を形成することを含み、前記処理組成物が、前記処理組成物の総重量に基づいて５ｐｐｍ〜５５００ｐｐｍの量（リチウムカチオンで計算）のリチウムカチオン、及び前記処理組成物の総重量に基づいて１５ｐｐｍ〜２５０００ｐｐｍの量（炭酸塩として計算）の炭酸塩を含む、
方法。
【請求項９】
前記処理組成物のｐＨが９．５〜１２．５である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
二酸化炭素以外の酸を前記処理組成物に添加することをさらに含む請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記リチウムカチオンが炭酸リチウム、水酸化リチウム、又はそれらの組み合わせを含む塩として存在する、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
水酸化物源を前記水性媒体に添加することをさらに含む請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記水酸化物源が水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、又はそれらの組み合わせを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
前記二酸化炭素源が気体、固体、又はそれらの組み合わせを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１５】
請求項８に記載の方法で処理された基材。
【請求項１６】
処理組成物を含有する処理浴中の炭酸塩レベルを維持するためのシステムであって：
リチウムカチオン；及び／又は
二酸化炭素源；及び
任意選択的に、水酸化物源；
を含むシステム。
【請求項１７】
前記リチウムカチオンが炭酸リチウム、水酸化リチウム、又はそれらの組み合わせを含む、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記二酸化炭素源が気体、固体、又はそれらの組み合わせを含む、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１９】
前記水酸化物源が水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、又はそれらの組み合わせを含む、請求項１６に記載のシステム。
【請求項２０】
請求項１６に記載のシステムに従って維持された浴において処理組成物で処理された基材。
【請求項２１】
処理組成物を含む処理浴中の炭酸塩レベルを維持するための方法であって：
前記処理組成物のｐＨを９．５〜１２．５に、リチウムを前記処理組成物の総重量に基づいて５ｐｐｍ〜５５００ｐｐｍの量（リチウムカチオンとして計算）に、及び炭酸塩を前記処理組成物の総重量に基づいて１５ｐｐｍ〜２５０００ｐｐｍの量（炭酸塩として計算）に維持するのに十分な量で二酸化炭素源及びリチウム源のうちの少なくとも１つを前記浴に供給すること
を含む方法。
【請求項２２】
前記二酸化炭素源が気体、固体、又はそれらの組み合わせを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記リチウム源が炭酸リチウム、水酸化リチウム、又はそれらの組み合わせを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
水酸化物源を前記浴に供給することをさらに含む請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
前記供給後の前記処理浴中の炭酸リチウムの量が前記処理組成物の総重量に基づいて２５ｐｐｍ〜３００００ｐｐｍ（総化合物として計算）である、請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
前記処理浴のｐＨ、前記処理浴中の炭酸塩の量、前記処理浴中のリチウムの量、又はそれらの組み合わせをモニターすることをさらに含む請求項２１に記載の方法。
【請求項２７】
二酸化炭素以外の酸を前記処理浴に添加することをさらに含む請求項２１に記載の方法。
【請求項２８】
請求項２１に記載の方法に従って維持された浴中で前記処理組成物で処理された基材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１６年８月１２日に出願された発明の名称「シーリング組成物」の米国仮出願第６２／３７４，１８８号、及び２０１７年６月２９日に出願された発明の名称「処理組成物の調製並びにそれから形成された処理浴を維持するシステム及び方法」の米国仮出願第６２／５２６，３８２号の優先権を主張し、これら両方は、参照によりそれら全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、金属基材などの基材を処理するための処理組成物、例えば表面上に保護コーティングを形成するための処理組成物、並びにまたそのような組成物の調製並びにこうした処理組成物から形成された処理浴を維持するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
改善された耐食性及び塗料接着特徴のための金属表面上の保護コーティングの使用は、金属仕上げ分野において周知である。従来の技術は、耐食性と、処理組成物によって形成されたコーティングの基材表面への接着性とを促進するために、リン酸塩及びクロムを含有する処理組成物で金属基材を処理することを含む。しかしながら、そのようなリン酸塩及び／又はクロム酸塩含有組成物の使用は、環境上及び健康上の懸念を引き起こす。結果として、クロム酸塩を含まない及び／又はリン酸塩を含まない処理組成物が開発されている。
【０００４】
典型的な処理プロセス中、処理組成物が基材と接触する場合、処理組成物中の金属イオンなどの特定の成分が基材の表面に堆積するか又は結合して保護層を形成する。結果として、組成物中のこれらのイオンの濃度は、プロセス中に減少する可能性があり、これは、同じコーティング組成物中で連続的にコーティングされる基材間のコーティング特徴及び再現性に悪影響を及ぼす可能性がある。従って、環境上及び健康上の懸念を引き起こさず、基材表面上に効率的な防食及び接着特徴を有する保護コーティングを形成するために使用することができる処理組成物、及び基材を処理するためのそのような組成物の継続的な使用時の組成変動及び関連するコーティング特徴及び再現性への悪影響を回避又は少なくとも軽減する手段を提供することが望ましい。従って、本発明は、環境上安全で健康に優しく、容易に入手可能な資源から費用効率の高い様式で製造することができ、さらに、リン酸塩及び／又はクロム酸塩含有組成物に匹敵する、効率的な防食を与え、基材表面への適切な接着性を有する保護層を形成し得る処理組成物を提供することを目的とする。
【０００５】
別の目的は、腐食又は接着性能に影響を与える組成の変動なしに、再現可能な様式で所望の特徴を有するコーティングをもたらす、基材を処理するためのそのような組成物から形成される処理浴の継続使用を可能にする方法及びシステムを提供することにある。
【発明の概要】
【０００６】
これらの目的は、添付の特許請求の範囲に記載され、以下の記載においてより詳細に記載されるような処理組成物及びその製造方法並びに処理浴を維持するための方法及びシステムによって解決される。
【０００７】
本明細書に記載の処理組成物は、一般に、二酸化炭素源、リチウム塩の形態であり得るリチウムカチオン、及び水性媒体を含む。
【０００８】
処理組成物は炭酸リチウムを含んでもよく、ここでこの炭酸リチウムは、二酸化炭素とリチウムカチオンとを水性媒体中でイン・サイチュ（ｉｎ  ｓｉｔｕ）で反応させることによって形成され得る。
【０００９】
従って、本発明は、水性媒体中でリチウムカチオン及び二酸化炭素を合わせて、処理組成物の総重量に基づいて５ｐｐｍ〜５，５００ｐｐｍの量（リチウムカチオンとして計算）のリチウム及び処理組成物の総重量に基づいて１５ｐｐｍ〜２５，０００ｐｐｍの量（炭酸塩として計算）の炭酸塩を含む処理組成物を形成することを含む処理組成物の製造方法に関する。
【００１０】
本発明はさらに、炭酸リチウムを含む処理組成物から形成された処理浴を維持するためのシステムに関し、このシステムは、リチウム塩及び／又は二酸化炭素、及び任意選択的に水酸化物源を含む。
【００１１】
また、本発明の一部は、炭酸リチウムを含む処理組成物から形成された処理浴を維持するための方法であって、この方法が：浴を用いた基材の処理中及び／又は処理後に、処理浴のｐＨを９．５〜１２．５に、リチウムを処理浴の総重量に基づいて５ｐｐｍ〜５，５００ｐｐｍの量（リチウムカチオンとして計算）に、及び炭酸塩を処理浴の総重量に基づいて１５ｐｐｍ〜２５，０００ｐｐｍの量（炭酸塩として計算）に維持するのに十分な量で二酸化炭素及びリチウム塩の少なくとも１つを浴に供給することを含む。
【００１２】
本発明はさらに、そのような組成物及び維持された処理浴で処理された基材に関する。そのような組成物及び維持された処理浴で処理された基材上に形成されたコーティングのコーティング特徴及び再現性は、この様式で形成又は維持されない組成物で処理された基材上に形成されたコーティングのコーティング特徴及び再現性よりも連続処理された基材においてより一貫している。従って、本発明に従って維持された組成物及び処理浴から形成された保護コーティングは再現性があり、適切な腐食性能及び基材表面への接着性を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】例Ｄ〜Ｊにおいて使用される処理組成物を含有する処理浴を調製するために使用される連続工程を詳細に示すフロー図を示す。
【００１４】
【図２】例Ｌ〜Ｏにおいて使用される組成物を含有する処理浴を調製するために使用される連続工程を詳細に示すフロー図を示す。
【００１５】
【図３】基材表面上の処理組成物の層の厚さを示す概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下の詳細な説明の目的のために、本発明は、明示的に反対に指定されている場合を除いて、様々な代替の変形及び工程順序を想定し得ることが理解されるべきである。さらに、任意の操作例以外で、又は他に示される場合を除き、値、量、百分率、範囲、部分範囲及び分数を表すものなどのすべての数は、その用語がない場合でも「約」という言葉で始まるように読むことができる。従って、反対のことが示されていない限り、以下の明細書及び添付の特許請求の範囲に記載される数値パラメータは、本発明によって得られるべき所望の特性に応じて変化し得る近似値である。少なくとも、特許請求の範囲に対する均等論の適用を制限する試みとしてではなく、各数値パラメータは、報告された有効数字の数に照らして及び通常の丸め技術（ｏｒｄｉｎａｒｙ  ｒｏｕｎｄｉｎｇ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）を適用することによって少なくとも解釈されるべきである。本明細書にクローズエンド又はオープンエンドの数値範囲が記載されている場合、その数値範囲内の、又はその範囲に含まれるすべての数、値、量、百分率、部分範囲及び分数は、これらの数、値、量、百分率、部分範囲及び分数がそれらの全体で明白に書き出されたかのように、本出願の元々の開示に具体的に含まれる、及び本出願の元々の開示に属すると考えられるべきである。
【００１７】
本発明の広い範囲を示す数値範囲及びパラメータが近似値であるにもかかわらず、特定の例に示される数値は可能な限り正確に報告される。しかし、いずれの数値も、それぞれの試験測定に見られる標準偏差から必然的に生じる一定の誤差を本質的に含む。
【００１８】
本明細書で使用される場合、他に示されない限り、複数形の用語は、他に示されない限り、その単数形の対応物を包含することができ、逆もまた同様である。例えば、本明細書では「リチウム塩（“ａ”  ｌｉｔｈｉｕｍ  ｓａｌｔ）」、「水酸化物（“ａ”  ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）」、及び「処理組成物（“ａ”  ｔｒｅａｔｍｅｎｔ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）」について言及しているが、これらの成分の組み合わせ（すなわち複数）を使用することができる。加えて、本出願において、「又は」の使用は、「及び／又は」が特定の場合に明示的に使用され得るとしても、特に断らない限り「及び／又は」を意味する。
【００１９】
本明細書で使用される場合、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」などの用語は、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」と同義であると本出願の文脈で理解され、従ってオープンエンドであり、追加の記載されていない及び／又は引用されていない要素、材料、成分及び／又は方法工程の存在を除外しない。本明細書で使用される場合、「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ）」は、本出願の文脈では、いかなる特定されていない要素、成分及び／又は方法工程の存在も除外すると理解される。本明細書で使用される場合、「から本質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ）」は、本出願の文脈において、特定の要素、材料、成分及び／又は方法工程「並びに記載されているもののその基本的及び新規特徴に実質的に影響を及ぼさないもの」を含むと理解される。
【００２０】
本明細書で使用される場合、「上に（ｏｎ）」、「上に（ｏｎｔｏ）」、「上に適用される（ａｐｐｌｉｅｄ  ｏｎ）」、「上に適用される（ａｐｐｌｉｅｄ  ｏｎｔｏ）」、「上に形成される（ｆｏｒｍｅｄ  ｏｎ）」、「上に堆積される（ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ  ｏｎ）」、「上に堆積される（ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ  ｏｎｔｏ）」の用語は、表面に接触しているとは限らないが、表面に形成され、重ね合わせられ、堆積され、及び／又は提供されることを意味する。例えば、基材「上に形成された（ｆｏｒｍｅｄ  ｏｖｅｒ）」コーティング層は、形成されたコーティング層と基材との間に位置する同一又は異なる組成の１つ以上の他の介在コーティング層の存在を排除しない。
【００２１】
本明細書で他に開示されない限り、用語「実質的に含まない」は、特定の材料が存在しないことに関して使用される場合、そのような材料が、組成物、組成物を含有する浴、並びに／又は組成物から形成される及び組成物を含む層中に存在する場合には、場合によっては組成物、浴及び／又は層の総重量に基づいて、５ｐｐｍ以下の微量でのみ存在することを意味する。本明細書で他に開示されない限り、用語「本質的に含まない」は、特定の材料が存在しないことに関して使用される場合、そのような材料が、組成物、組成物を含有する浴、並びに／又は組成物から形成される及び組成物を含む層中に存在する場合には、場合によっては組成物、浴及び／又は層の総重量に基づいて、１ｐｐｍ以下の微量でのみ存在することを意味する。本明細書で他に開示されない限り、用語「完全に含まない」は、特定の材料が存在しないことに関して使用される場合、そのような材料が、組成物、組成物を含有する浴、並びに／又は組成物から形成される及び組成物を含む層中に存在する場合には、組成物、組成物を含有する浴、及び／又は組成物から形成される及び組成物を含む層に存在しない（すなわち、組成物、組成物を含有する浴、及び／又は組成物から形成される及び組成物を含む層がこうした材料を０ｐｐｍ含有する）ことを意味する。組成物、組成物を含有する浴、並びに／又は組成物から形成される及び組成物を含む層が、特定の材料を実質的に含まない、本質的に含まない、又は完全に含まない場合、これは、そのような材料は、例えば、処理ライン内の前の処理浴からの持ち越し、地方自治体の水源、基材、及び／又は装置の溶解の結果として存在し得ることを除いて、それらから除外されることを意味する。
【００２２】
本明細書で使用される場合、「塩」とは、金属カチオン及び非金属アニオンから構成され、全体の電荷がゼロであるイオン性化合物を指す。塩は水和又は無水であり得る。
【００２３】
本明細書で使用される場合、「水性組成物」は、主に水を含む媒体中の溶液又は分散液を指す。例えば、水性媒体は、媒体の総重量に基づいて、５０重量％を超える、又は７０重量％を超える、又は８０重量％を超える、又は９０重量％を超える、又は９５重量％を超える量の水を含み得る。水性媒体は、例えば実質的に水からなってもよい。
【００２４】
本明細書で使用される場合、用語「酸化剤」は、シーリング組成物の成分に関して使用される場合、シーリング組成物と接触する基材中に存在する金属及び／又はシーリング組成物中に存在する金属錯化剤のうちの少なくとも１つを酸化することができる化学物質を指す。「酸化剤」に関して本明細書で使用される場合、語句「酸化することができる」は、場合によっては、基材又はシーリング組成物中に存在する原子又は分子から電子を除去することができ、それによって電子の数を減らすことができることを意味する。
【００２５】
本明細書で使用される場合、用語「ＩＡ族金属」とは、例えばＨａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ，６３ｒｄ  ｅｄｉｔｉｏｎ（１９８３）に示されるような元素周期表のＣＡＳ版のＩＡ族（実際のＩＵＰＡＣ番号付けのグループ１に対応）にある元素を指す。
【００２６】
本明細書で使用される場合、用語「ＩＡ族金属化合物」は、元素周期表のＣＡＳ版のＩＡ族にある少なくとも１つの元素を含む化合物を指す。
【００２７】
本明細書で使用される場合、用語「ＩＩＡ族金属」とは、例えばＨａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ，６３ｒｄ  ｅｄｉｔｉｏｎ（１９８３）に示されるような元素周期表のＣＡＳ版のＩＩＡ族（実際のＩＵＰＡＣ番号付けのグループ２に対応）にある元素を指す。
【００２８】
本明細書で使用される場合、用語「ＩＩＡ族金属化合物」は、元素周期表のＣＡＳ版のＩＩＡ族にある少なくとも１つの元素を含む化合物を指す。
【００２９】
本明細書で使用される場合、用語「ＩＩＩＢ族金属」とは、例えばＨａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ，６３ｒｄ  ｅｄｉｔｉｏｎ（１９８３）に示されるような元素周期表のＣＡＳ版のイットリウム及びスカンジウム（実際のＩＵＰＡＣ番号付けのグループ３に対応）にある元素を指す。明確にするために、「ＩＩＩＢ族金属」はランタニド系列元素を明確に除外している。
【００３０】
本明細書で使用される場合、用語「ＩＩＩＢ族金属化合物」は、上記で定義されるような元素周期表のＣＡＳ版のＩＩＩＢ族にある少なくとも１つの元素を含む化合物を指す。
【００３１】
本明細書で使用される場合、用語「ＩＶＢ族金属」とは、例えばＨａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ，６３ｒｄ  ｅｄｉｔｉｏｎ（１９８３）に示されるような元素周期表のＣＡＳ版のＩＶＢ族（実際のＩＵＰＡＣ番号付けのグループ４に対応）にある元素を指す。
【００３２】
本明細書で使用される場合、用語「ＩＶＢ族金属化合物」は、元素周期表のＣＡＳ版のＩＶＢ族にある少なくとも１つの元素を含む化合物を指す。
【００３３】
本明細書で使用される場合、用語「ＶＢ族金属」とは、例えばＨａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ，６３ｒｄ  ｅｄｉｔｉｏｎ（１９８３）に示されるような元素周期表のＣＡＳ版のＶＢ族（実際のＩＵＰＡＣ番号付けのグループ５に対応）にある元素を指す。
【００３４】
本明細書で使用される場合、用語「第ＶＢ族金属化合物」は、元素周期表のＣＡＳ版のＶＢ族にある少なくとも１つの元素を含む化合物を指す。
【００３５】
本明細書で使用される場合、用語「ＶＩＢ族金属」とは、例えばＨａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ，６３ｒｄ  ｅｄｉｔｉｏｎ（１９８３）に示されるような元素周期表のＣＡＳ版のＶＩＢ族（実際のＩＵＰＡＣ番号付けのグループ６に対応）にある元素を指す。
【００３６】
本明細書で使用される場合、用語「ＶＩＢ族金属化合物」は、元素周期表のＣＡＳ版のＶＩＢ族にある少なくとも１つの元素を含む化合物を指す。
【００３７】
本明細書で使用される場合、用語「ＶＩＩＢ族金属」とは、例えばＨａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ，６３ｒｄ  ｅｄｉｔｉｏｎ（１９８３）に示されるような元素周期表のＣＡＳ版のＩＡ族（実際のＩＵＰＡＣ番号付けのグループ７に対応）にある元素を指す。
【００３８】
本明細書で使用される場合、用語「ＶＩＩＢ族金属化合物」は、元素周期表のＣＡＳ版のＶＩＩＢ族にある少なくとも１つの元素を含む化合物を指す。
【００３９】
本明細書で使用される場合、用語「ＸＩＩ族金属」とは、例えばＨａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ，６３ｒｄ  ｅｄｉｔｉｏｎ（１９８３）に示されるような元素周期表のＣＡＳ版のＩＡ族（実際のＩＵＰＡＣ番号付けのグループ１２に対応）にある元素を指す。
【００４０】
本明細書で使用される場合、用語「ＸＩＩ族金属化合物」は、元素周期表のＣＡＳ版のＸＩＩ族にある少なくとも１つの元素を含む化合物を指す。
【００４１】
本明細書で使用される場合、用語「ランタニド系列元素」は、元素周期表のＣＡＳ版の元素５７〜７１を指し、ランタニド系列元素の元素に相当するものを含む。本発明によれば、ランタニド系列元素は、＋３及び＋４の共通の酸化状態（以後＋３／＋４酸化状態と呼ぶ）の両方を有するものであり得る。
【００４２】
本明細書で使用される場合、用語「ランタニド化合物」は、元素の周期表のＣＡＳ版の元素５７〜７１のうちの少なくとも１つを含む化合物を指す。
【００４３】
本明細書で使用される場合、「シーリング組成物」は、基材表面の物理的及び／又は化学的特性を変化させるように基材表面又は基材表面上に堆積された材料に影響を及ぼす組成物、例えば溶液又は分散液を指す（例えば、この組成物は防食をもたらす）。
【００４４】
本明細書で使用される場合、「転化組成物」とは、基材表面と反応して化学的に変化させることができ、それと結合して防食を与えるフィルムを形成することができる組成物、例えば溶液又は分散液を指す。
【００４５】
本明細書で使用される場合、「処理浴」は、初期処理組成物から形成された水性浴を指す。処理浴は、基材を処理組成物と接触させるプロセスの副産物である成分を含有し得る。
【００４６】
本明細書で使用される場合、処理組成物から形成された処理浴を「維持する」とは、特定の成分の濃度及び／又はｐＨを含む処理浴の特定のパラメータを望ましい範囲に保つことを指す。これは、以下でより詳細に記載されるように、それぞれの供給源から処理浴へのオン−シフト及び／又はオフ−シフトで１つ以上の材料を添加することによって達成され得る。本明細書で使用される場合、「オン−シフト」は、処理されるべき物品が処理浴中に存在することを意味する。本明細書で使用される場合、「オフ−シフト」は、処理組成物によって処理されるべき物品が処理浴に存在しないことを意味するが、処理浴が必ずしもプロセスラインから取り除かれることを意味するのではない。
【００４７】
孔食（ｐｉｔｔｉｎｇ  ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ）は、それによってキャビティ又はホールが基材に生成される局部的な腐食の形成である。本明細書で使用される場合「ピット」という用語は、孔食に起因するそのようなキャビティ又はホールを指し、（１）試験パネル表面に対して垂直に見る場合に丸みを帯び、細長く又は不規則な外観、（２）ピッティングキャビティから生じる「彗星の尾（ｃｏｍｅｔ−ｔａｉｌ）」、線、又は「ハロ（ｈａｌｏ）」（すなわち表面変色）、及び（３）ピット内部又はピットのすぐ周りに腐食副生成物（例えば、白色、灰色又は黒色の粒状、粉末状又は非晶質の物質）が存在することを特徴とする。観察された表面のキャビティ又はホールは、腐食ピットと見なされるためには、上記の特徴のうちの少なくとも２つを示さなければならない。これらの特徴のうち１つのみを示す表面キャビティ又はホールは、腐食ピットとして分類される前に追加の分析を必要とし得る。１０倍の倍率の顕微鏡を使用した目視検査は、腐食副生成物が肉眼で見えない場合に腐食副生成物の存在を決定するために使用される。
【００４８】
本明細書で使用される場合、本明細書で他に開示されない限り、用語「総組成物重量」、「総浴重量」、「組成物の総重量」、「処理浴の総重量」又は類似の用語は、任意の担体及び溶媒を含むそれぞれの組成物又は浴中に存在するすべての成分の総重量を指す。
【００４９】
上述のように、本発明によれば、炭酸リチウムを含む処理組成物が開示される。炭酸リチウムは、特に、二酸化炭素と、例えば水性媒体中でリチウム塩の形態であり得るリチウムカチオンとを反応させることによって、上記で記載されたようにイン・サイチュで形成され得る。処理組成物は、シーリング組成物、転化組成物などであり得る。
【００５０】
本発明の処理組成物は、通常アルカリ性である。本発明によれば、処理組成物のｐＨは、少なくとも９．５、例えば少なくとも１０、例えば少なくとも１１であり得、ある場合には、１２．５以下、例えば１２以下、例えば約１１．５以下であり得る。本発明によれば、処理組成物のｐＨは、９．５〜１２．５、例えば１０〜１２、例えば１１〜１１．５であり得る。本発明によれば、処理組成物のｐＨは、二酸化炭素、水溶性及び／又は水分散性の酸、例えば硝酸、硫酸、及び／又はリン酸を含む酸性材料を含めることによって調整され得る。本発明によれば、処理組成物のｐＨは、炭酸塩、例えばＩ族炭酸塩、ＩＩ族炭酸塩、水酸化物、例えば水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、又は水酸化アンモニウム、アンモニア、及び／又はアミン、例えばトリエチルアミン、メチルエチルアミン、又はそれらの混合物を含む水溶性及び／又は水分散性塩基を含む塩基性材料を含めることによって調整され得る。
【００５１】
本発明によれば、本発明の処理組成物を形成するために使用される二酸化炭素は、気体、固体（すなわち、ドライアイス）、又はそれらの組み合わせであり得る。
【００５２】
本発明によれば、本発明の処理組成物を形成するために使用されるリチウム塩は、無機リチウム塩、有機リチウム塩、又はそれらの組み合わせを含み得る。本発明によれば、リチウム塩のアニオン及びカチオンは両方とも水溶性であり得る。本発明によれば、リチウム塩は、２５℃の温度での、少なくとも１×１０−１１、例えば少なくとも１×１０−４、ある場合には５×１０＋２以下であり得る水中溶解度定数（Ｋ；２５℃）を有し得る。本発明によれば、リチウム塩は、２５℃の温度での、１×１０−１１〜５×１０＋２、例えば１×１０−４〜５×１０＋２水中溶解度定数（Ｋ；２５℃）を有し得る。本明細書で使用される場合、「溶解度定数」は、それぞれのリチウム塩の飽和水溶液中のイオンの平衡濃度の積を意味する。各濃度は、平衡式におけるそれぞれのイオン係数のべき乗になる。様々な塩に対する溶解度定数は、Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓに見出すことができる。適切なリチウム塩の例は、炭酸リチウム、水酸化リチウム、リン酸リチウム、硫酸リチウム、及び四ホウ酸リチウムである。
【００５３】
任意選択的に、処理組成物はまた、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、又はそれらの組み合わせなどの水酸化物も含んでいてもよい。本発明によれば、水酸化物は、１つ以上のＩ族水酸化物、水酸化アンモニウム、又はそれらの混合物であり得る。水酸化物は、仮に存在するとしても、処理組成物のｐＨが９．５〜１２．５のままであるような量など、任意の量で存在し得る。Ｉ族水酸化物の非限定的な例としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、又はそれらの混合物が挙げられる。従って、水酸化物は、使用される場合、例えば水酸化リチウムは、任意選択的に炭酸リチウムのような他のリチウム塩と組み合わせて、処理組成物又はその一部を形成するのに使用されるリチウム塩成分として供給されてもよい。しかしながら、処理組成物はまた、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、又はそれらの組み合わせなどのリチウム塩とは異なる１つ以上の水酸化物を含んでもよい。
【００５４】
本発明の処理組成物は一般に担体として水性媒体を含む。従って、組成物は、担体中のリチウム塩の溶液又は分散液の形態であり得る。
【００５５】
本発明によれば、炭酸リチウムは、水性担体媒体中で二酸化炭素及びリチウムカチオンを合わせることによって形成され、ここで二酸化炭素及びリチウムカチオンは、リチウムが処理組成物の総重量に基づいて５ｐｐｍ〜５，５００ｐｐｍの量（リチウムカチオンとして計算）で処理組成物中に存在し、炭酸塩は処理組成物の総重量に基づいて１５ｐｐｍ〜２５，０００ｐｐｍの量（炭酸塩として計算）で処理組成物中に存在するような量で存在するようにバランスをとる。上記のように、１つ以上の酸性材料及び／又は１つ以上の塩基性材料、例えば１つ以上の水酸化物などの１つ以上のｐＨ調整剤を任意選択的にさらに水性担体媒体に添加するが、ここでそのような任意のｐＨ調整剤、二酸化炭素及びリチウム塩の量は、処理組成物のｐＨが９．５〜１２．５になるようにバランスをとることができる。
【００５６】
本発明によれば、処理組成物は、リチウム以外の少なくとも１つのＩＡ族金属カチオン、ＶＢ族金属カチオン、及び／又はＶＩＢ族金属カチオンをさらに含み得る。本発明によれば、リチウム以外の少なくとも１つのＩＡ族金属カチオン、ＶＢ族金属カチオン、及び／又はＶＩＢ族金属カチオンは、塩及びカチオンの形態であってもよく、それぞれは処理組成物の総重量に基づいて少なくとも５ｐｐｍ、例えば少なくとも５０ｐｐｍ、例えば少なくとも１５０ｐｐｍ、例えば少なくとも２５０ｐｐｍの量（金属カチオンとして計算）で処理組成物中に存在し、ある場合には、処理組成物の総重量に基づいて、５，５００ｐｐｍ以下、例えば１，２００ｐｐｍ以下、例えば１，０００ｐｐｍ以下、例えば５００ｐｐｍ以下の量（金属カチオンとして計算）で存在し得る。ある場合には、本発明によれば、リチウム金属は、処理組成物の総重量に基づいて５ｐｐｍ〜５，５００ｐｐｍ、例えば５０ｐｐｍ〜１，０００ｐｐｍ、例えば１５０ｐｐｍ〜５００ｐｐｍの量（金属カチオンとして計算）で処理組成物中に存在し得る。
【００５７】
リチウムカチオン、リチウム以外のＩＡ族カチオン、ＶＢ族カチオン、及び／又はＶＩＢ族カチオンと塩を形成するのに適したアニオンの非限定的な例には、炭酸塩、水酸化物、硝酸塩、ハロゲン、硫酸塩、リン酸塩及びケイ酸塩（例えばオルトケイ酸塩及びメタケイ酸塩）が含まれ、このようにして金属塩は、炭酸塩、水酸化物、硝酸塩、ハロゲン化物、硫酸塩、リン酸塩、ケイ酸塩（例えば、オルトケイ酸塩又はメタケイ酸塩）、過マンガン酸塩、クロム酸塩、バナジン酸塩、モリブデン酸塩、及び／又は過塩素酸塩を含み得る。
【００５８】
本発明によれば、処理組成物の金属塩（すなわち、リチウム、リチウム以外のＩＡ族金属、ＶＢ族、及び／又はＶＩＢ族の塩）は、それぞれ、処理組成物中に、処理組成物の総重量に基づいて少なくとも２５ｐｐｍ、例えば少なくとも１５０ｐｐｍ、例えば少なくとも５００ｐｐｍの量（総化合物として計算）、及びある場合には処理組成物の総重量に基づいて３０，０００ｐｐｍ以下、例えば２，０００ｐｐｍ以下、例えば１，５００ｐｐｍ以下の量（総化合物として計算）で存在し得る。本発明によれば、金属塩はそれぞれ、処理組成物中に、処理組成物の総重量に基づいて２５ｐｐｍ〜３０，０００ｐｐｍ、例えば１５０ｐｐｍ〜２，０００ｐｐｍ、例えば５００ｐｐｍ〜１，５００の量（総化合物として計算）で存在し得る。
【００５９】
本発明によれば、本発明のシーリング組成物は、酸化剤、例えば過酸化水素、過硫酸塩、過塩素酸塩、散布酸素（ｓｐａｒｇｅｄ  ｏｘｙｇｅｎ）、臭素酸塩、過酸化安息香酸塩、オゾンなど、又はそれらの組み合わせを含んでいてもよい。例えば、シーリング組成物は、シーリング組成物の総重量に基づいて０．１重量％〜１５重量％、例えば２重量％〜１０重量％、例えば６重量％〜８重量％の酸化剤を含み得る。代替的に、本発明によれば、シーリング組成物は、酸化剤を実質的に含まない、又は場合によっては本質的に含まない、又は場合によっては完全に含まない場合がある。
【００６０】
本発明によれば、処理組成物はクロム又はクロム含有化合物を除外し得る。本明細書で使用される場合、用語「クロム含有化合物」は、六価クロムを含む材料を指す。そのような材料の非限定的な例には、クロム酸、三酸化クロム、無水クロム酸、二クロム酸塩、例えば二クロム酸アンモニウム、二クロム酸ナトリウム、二クロム酸カリウム、及び二クロム酸カルシウム、バリウム、マグネシウム、亜鉛、カドミウム、及びストロンチウムが含まれる。処理組成物及び／又は浴、又はそれから形成されたコーティング若しくは層が、クロムを実質的に含まない、本質的に含まない、又は完全に含まない場合、これには、これらに限定されないが、上記で列挙された六価クロム含有化合物などのあらゆる形態のクロムが含まれる。
【００６１】
従って、任意選択的に、本発明によれば、本処理組成物及び／又は処理浴及び／又はそれから形成されるコーティング若しくは層は、先行するパラグラフで列挙された元素又は化合物のいずれか１つ以上を実質的に含まなくてもよく、本質的に含まなくてもよく、及び／又は完全に含まなくてもよい。クロム又はクロム含有化合物を実質的に含まない処理組成物及び／又は浴及び／又はそれから形成されるコーティング若しくは層は、クロム又はクロム含有化合物が意図的に添加されないが、不純物又は環境からの避けられない汚染のためなど、微量では存在し得ることを意味する。言い換えれば、材料の量は、処理組成物及び／又は浴及び／又はそれから形成されるコーティング若しくは層の特性に影響を及ぼさないほどに少ない；クロムの場合、これはさらに、その元素又は化合物が、それが環境に負担をかけるようなレベルで処理組成物及び／又は浴及び／又はそれから形成されるコーティング若しくは層中に存在しないことを含み得る。従って、「実質的に含まない」という用語は、例えば、処理組成物及び／又は浴及び／又はそれから形成されるコーティング若しくは層が、組成物、浴、コーティング若しくは層の総重量に基づいて、あるとしても場合によっては、先のパラグラフで列挙した元素又は化合物のいずれか又はすべてを１０ｐｐｍ未満で含有することを意味し得る。「本質的に含まない」という用語は、処理組成物及び／又は浴及び／又はそれから形成されるコーティング若しくは層が、組成物、浴、コーティング若しくは層の総重量に基づいて、あるとしても場合によっては、先のパラグラフで列挙した元素又は化合物のいずれか又はすべてを１ｐｐｍ未満で含有することを意味する。「完全に含まない」という用語は、処理組成物及び／又は浴及び／又はそれから形成されるコーティング若しくは層が、組成物、浴、コーティング若しくは層の総重量に基づいて、あるとしても場合によっては、先のパラグラフで列挙した元素又は化合物のいずれか又はすべてを１ｐｐｂ未満で含有することを意味する。
【００６２】
本発明によれば、本発明の処理組成物及び／又は処理浴及び／又はそれから形成されるコーティング若しくは層は、ある場合には、リン酸イオン又はリン酸含有化合物及び／又は例えばリン酸亜鉛をベースとする処理剤を使用する場合に形成されるスラッジ、例えばリン酸アルミニウム、リン酸鉄及び／又はリン酸亜鉛の形成を除外し得る。本明細書で使用される場合、「リン酸塩含有化合物」は、オルトリン酸塩、ピロリン酸塩、メタリン酸塩、トリポリリン酸塩、有機ホスホネートなどのリン元素を含有する化合物を含み、一価、二価、又は三価カチオン、例えばナトリウム、カリウム、カルシウム、亜鉛、ニッケル、マンガン、アルミニウム及び／又は鉄を含み得るが、これらに限定されない。処理組成物及び／又は浴及び／又はそれから形成されるコーティング若しくは層がリン酸塩を実質的に含まない、本質的に含まない、又は完全に含まない場合、これは任意の形態のリン酸イオン又はリン酸塩を含有する化合物を含む。
【００６３】
従って、本発明によれば、本明細書に開示される処理組成物及び／又は浴及び／又はそれから形成されるコーティング若しくは層は、先のパラグラフに列挙されたイオン又は化合物のいずれかの１つ以上を実質的に含まなくてもよく、又は場合によっては本質的に含まなくてもよく、又は場合によっては完全に含まなくてもよい。リン酸塩を実質的に含まない処理組成物及び／又は浴及び／又はそれから形成されるコーティング若しくは層は、リン酸イオン又はリン酸塩含有化合物は、意図的に添加されないが、不純物又は環境からの避けられない汚染のためなど、微量では存在し得ることを意味する。言い換えれば、材料の量は、処理組成物及び／又は浴及び／又はそれから形成されるコーティング若しくは層の特性に影響を及ぼさないほどに少ない；これはさらに、リン酸塩が環境に負担をかけるようなレベルで処理組成物及び／又は浴及び／又はそれから形成されるコーティング若しくは層中に存在しないことを含み得る。「実質的に含まない」という用語は、特に処理組成物及び／又は浴及び／又はコーティング若しくは層が、組成物、浴、それから形成されるコーティング若しくは層の総重量に基づいて、あるとしても場合によっては、先のパラグラフで列挙したリン酸アニオン又はリン酸塩化合物のいずれか又はすべてを５ｐｐｍ未満で含有することを意味し得る。「本質的に含まない」という用語は、処理組成物及び／又は浴及び／又はそれから形成されるコーティング若しくは層が、組成物、浴、コーティング若しくは層の総重量に基づいて、あるとしても場合によっては、先のパラグラフで列挙したリン酸アニオン又はリン酸塩化合物のいずれか又はすべてを１ｐｐｍ未満で含有することを意味する。「完全に含まない」という用語は、処理組成物及び／又は浴及び／又はそれから形成されるコーティング若しくは層が、組成物、浴、コーティング若しくは層の総重量に基づいて、あるとしても場合によっては、先のパラグラフで列挙したリン酸アニオン又はリン酸塩化合物のいずれか又はすべてを１ｐｐｂ未満で含有することを意味する。
本発明によれば、シーリング組成物は、カルシウムを含むがこれに限定されない、ＩＩＡ族金属カチオン又はＩＩＡ族金属含有化合物を除外し得る。そのような材料の非限定的な例としては、ＩＩＡ族金属水酸化物、ＩＩＡ族金属硝酸塩、ＩＩＡ族金属ハロゲン化物、ＩＩＡ族金属スルファメート、ＩＩＡ族金属硫酸塩、ＩＩＡ族炭酸塩及び／又はＩＩＡ族金属カルボン酸塩が挙げられる。シーリング組成物及び／又はそれから形成されるコーティング若しくは層が、それぞれ、ＩＩＡ族金属カチオンを実質的に含まない、本質的に含まない、又は完全に含まない場合、これは、任意の形態のＩＩＡ族金属カチオン、例えばこれらに限定されないが上記で列挙されるＩＩＡ族金属含有化合物を含む。
【００６４】
本発明によれば、シーリング組成物は、ある場合には、フッ化物又はフッ化物源を除外し得る。本明細書で使用される場合、「フッ化物源」は、フッ化物イオンを生成することが知られている一フッ化物、二フッ化物、フッ化物錯体、及びそれらの混合物を含む。組成物及び／又はそれを含む層若しくはコーティングが、フッ化物を実質的に含まない、本質的に含まない、又は完全に含まない場合、これは任意の形態のフッ化物イオン又はフッ化物源を含むが、例えば、処理ライン内の前の処理浴からの持ち越し、都市水源（例えば、虫歯を防ぐために給水に添加されるフッ化物）、前処理された基材からのフッ化物などの結果として浴に存在し得る意図しないフッ化物を含まない。すなわち、フッ化物を実質的に含まない、本質的に含まない、又は完全に含まない浴は、たとえ処理ラインで使用する前に浴を製造するために使用される組成物がフッ化物を実質的に含まなかった、本質的に含まなかった、又は完全に含まなかったとしても、これらの外部供給源に由来し得る意図しないフッ化物を有することがある。
【００６５】
例えば、シーリング組成物は、アンモニウム及びアルカリ金属フッ化物、酸フッ化物、フルオロホウ酸、フルオロケイ酸、フルオロチタン酸、及びフルオロジルコニウム酸、並びにそれらのアンモニウム及びアルカリ金属塩、並びに他の無機フッ化物などの任意のフッ化物源を実質的に含まない場合があり、その排他的でない例は、フッ化亜鉛、フッ化亜鉛アルミニウム、フッ化チタン、フッ化ジルコニウム、フッ化ニッケル、フッ化アンモニウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、及びフッ化水素酸、並びに当業者に既知の他の同様の材料である。
【００６６】
本明細書で「遊離フッ化物」と定義される、ＩＶＢ族金属イオンのような金属イオン、又は水素イオンに結合していないシーリング組成物中に存在するフッ化物は、例えばＴｈｅｒｍｏｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃから入手可能なフッ化物イオン選択電極（「ＩＳＥ」）、ＶＷＲ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌによって供給されるｓｙｍｐｈｏｎｙ（登録商標）Ｆｌｕｏｒｉｄｅ  Ｉｏｎ  Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ又は同様の電極を備えたＯｒｉｏｎ  Ｄｕａｌ  Ｓｔａｒ  Ｄｕａｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｂｅｎｃｈｔｏｐ  Ｍｅｔｅｒを用いてシーリング組成物浴中の操作パラメータとして測定され得る。例えば、Ｌｉｇｈｔ  ａｎｄ  Ｃａｐｐｕｃｃｉｎｏ，Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｆｌｕｏｒｉｄｅ  ｉｎ  ｔｏｏｔｈｐａｓｔｅ  ｕｓｉｎｇ  ａｎ  ｉｏｎ−ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ，Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｅｄｕｃ．，５２：４，２４７−２５０，Ａｐｒｉｌ  １９７５を参照のこと。フッ化物ＩＳＥは、電極を既知のフッ化物濃度の溶液に含浸し、読取値をミリボルトで記録し、次いでこれらのミリボルトの読取値を対数グラフにプロットすることによって標準化され得る。次いで未知のサンプルのミリボルト読取値は、この較正グラフと比較され、フッ化物濃度が決定できる。代替的に、フッ化物ＩＳＥは、内部較正計算を実行し、従って較正後に未知のサンプルの濃度を直接読み取ることができる計器と共に使用することができる。
【００６７】
フッ化物イオンは、高い電荷密度を有する小さな陰イオンであるため、水溶液中では、ＩＶＢ族金属イオンのような高い正電荷密度を有する金属イオン又は水素イオンと錯化することが多い。金属カチオン又は水素イオンにイオン的又は共有結合的に結合している溶液中のフッ化物アニオンは、本明細書において「結合フッ化物」として定義される。このように錯化したフッ化物イオンは、それらが存在する溶液を、そのような錯体からフッ化物イオンを放出するイオン強度調整緩衝液（例えば、クエン酸アニオン又はＥＤＴＡ）と混合しない限り、フッ化物ＩＳＥで測定できない。その時点で（すべての）フッ化物イオンはフッ化物ＩＳＥによって測定可能であり、測定は「総フッ化物」として知られる。代替的に、総フッ化物は、シーラー組成物中に供給されたフッ化物の重量を組成物の総重量と比較することによって計算することができる。
【００６８】
本発明によれば、処理組成物は、ある場合には、コバルトイオン又はコバルト含有化合物を実質的に含まない、又はある場合には本質的に含まない、又はある場合には完全に含まない場合がある。本明細書で使用される場合、「コバルト含有化合物」は、例えば、硫酸コバルト、硝酸コバルト、炭酸コバルト及び酢酸コバルトなどのコバルト元素を含有する化合物、錯体又は塩を含む。組成物及び／又はそれを含む層若しくはコーティングが、コバルトを実質的に含まない、本質的に含まない、又は完全に含まない場合、これは任意の形態のコバルトイオン又はコバルトを含有する化合物を含む。
【００６９】
本発明によれば、処理組成物は、ある場合には、バナジウムイオン又はバナジウム含有化合物を実質的に含まない、又はある場合には本質的に含まない、又はある場合には完全に含まない場合がある。本明細書で使用される場合、「バナジウム含有化合物」は、例えば、アルカリ金属の対イオン又はアンモニウムカチオンを含むバナジウム酸塩及びデカバナジウム酸塩（例えば、アンモニウムデカバナジウムナトリウムを含む）のような、バナジウム元素を含む化合物、錯体又は塩を含む。組成物及び／又はそれを含む層若しくはコーティングが、バナジウムを実質的に含まない、本質的に含まない、又は完全に含まない場合、これは任意の形態のバナジウムイオン又はバナジウムを含有する化合物を含む。
【００７０】
本発明によれば、処理組成物は指示薬化合物を任意選択的にさらに含有してもよく、それは、例えば金属イオンのような化学種の存在、組成物のｐＨなどを示すので、そのように命名される。本明細書で使用される場合、「指示薬」、「指示薬化合物」、及び同様の用語は、何らかの外部刺激、パラメータ、又は状態、例えば金属イオンの存在に応じて、又は特定のｐＨ若しくはｐＨ範囲に応じて色が変わる化合物を指す。
【００７１】
本発明に従って使用される指示薬化合物は、種の存在、特定のｐＨなどを示す、当該技術分野において既知の任意の指示薬であることができる。例えば、適切な指示薬は、特定の金属イオンと金属イオン錯体を形成した後に色を変えるものであり得る。金属イオン指示薬は一般に高度に共役した有機化合物である。本明細書で使用され、当業者によって理解されるように、「共役化合物」は、単結合によって分離された２つの二重結合、例えばそれらの間に単一の炭素−炭素結合を有する２つの炭素−炭素二重結合を有する化合物を指す。本発明に従って、任意の共役化合物を使用することができる。
【００７２】
同様に、指示薬化合物は、ｐＨが変化すると色が変化するものであり得る；例えば、化合物は、酸性又は中性のｐＨで一色であってもよく、アルカリ性のｐＨで色を変えてもよく、又はその逆もあり得る。そのような指示薬は周知であり、広く市販されている。従って、「第１のｐＨから第２のｐＨへの移行時に色が変化する」（すなわち、第１のｐＨから、酸性又はアルカリ性が高い又は低い第２のｐＨへ）指示薬は、第１のｐＨに曝された場合に第１の色を有し（又は無色）、第２のｐＨ（すなわち、第１のｐＨよりも酸性又はアルカリ性が高いか低いかのいずれか）に移行すると、第２の色に変化する（又は無色から有色に変化する）。例えば、「よりアルカリ性のｐＨ（又はより酸性でないｐＨ）への移行時に色が変化する」という指示薬は、ｐＨが酸性／中性からアルカリ性に移行する場合、第１の色／無色から第２の色／色になる。例えば、「より酸性のｐＨ（又はよりアルカリ性でないｐＨ）への移行時に色が変化する」という指示薬は、ｐＨがアルカリ性／中性から酸性に移行する場合、第１の色／無色から第２の色／色になる。
【００７３】
そのような指示薬化合物の非限定的な例には、メチルオレンジ、キシレノールオレンジ、カテコールバイオレット、ブロモフェノールブルー、グリーン及びパープル、エリクロームブラックＴ、セレスティンブルー、ヘマトキシリン、カルマガイト、ガロシアニン、及びそれらの組み合わせが含まれる。任意選択的に、指示薬化合物は、金属イオン指示薬である有機指示薬化合物を含み得る。指示薬化合物の非限定的な例には、表１に見られるものが含まれる。特定の条件下で光を発する蛍光指示薬もまた、本発明に従って使用することができるが、蛍光指示薬の使用もまた特に除外され得る。すなわち、代替的に、蛍光を示す共役化合物は特に除外される。本明細書で使用される場合、「蛍光指示薬」及び同様の用語は、紫外線又は可視光への暴露時に蛍光を発するか又はそうでなければ色を示す化合物、分子、顔料、及び／又は染料を指す。「蛍光を発する」とは、より短い波長の光又は他の電磁放射線の吸収後に光を放出すると理解される。しばしば「タグ」と呼ばれるそのような指示薬の例には、アクリジン、アントラキノン、クマリン、ジフェニルメタン、ジフェニルナフチルメタン、キノリン、スチルベン、トリフェニルメタン、アントラシン及び／又はこれらの部分のいずれかを含有する分子及び／又はこれらのいずれかの誘導体、例えばローダミン、フェナントリジン、オキサジン、フルオロン、シアニン及び／又はアクリジンを含む。
【表１】
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【００７４】
本発明によれば、指示薬として有用な共役化合物は、表１に示すように、例えばカテコールバイオレットを含み得る。カテコールバイオレット（ＣＶ）は、２モルのピロカテコールを１モルのｏ−スルホ安息香酸無水物と縮合させることから製造されたスルホンフタレイン染料である。ＣＶは指示薬特性を有し、金属イオンを有する組成物中に組み込まれる場合に、それは錯体を形成し、それを錯滴定（ｃｏｍｐｌｅｘｉｏｍｅｔｒｉｃ）試薬として有用にすることが見出された。ＣＶを含有する組成物が金属基材から来る金属イオン（すなわち、二価以上の価数を有するもの）をキレート化するにつれて、一般に青色から青紫色が観察される。
【００７５】
表１に示すように、キシレノールオレンジも同様に本発明による組成物に使用され得る。キシレノールオレンジは金属イオン（すなわち、二価以上の価数を有するもの）指示薬特性を有し、金属イオンを有する組成物中に組み込まれる場合に、それは錯体を形成し、それを錯滴定（ｃｏｍｐｌｅｘｉｏｍｅｔｒｉｃ）試薬として有用にすることが見出された。キシレノールオレンジを含有する組成物が金属イオンをキレート化するにつれて、キシレノールオレンジの溶液は赤色からほぼ青色に変わる。
【００７６】
本発明によれば、指示薬化合物は、処理組成物中に、少なくとも０．０１ｇ／１０００ｇの処理組成物、例えば少なくとも０．０５ｇ／１０００ｇの処理組成物の量で存在し得、ある場合には、３ｇ／１０００ｇの処理組成物以下、例えば０．３ｇ／１０００ｇの処理組成物以下で存在し得る。本発明によれば、指示薬化合物は、処理組成物中に、０．０１ｇ／１０００ｇの処理組成物〜３ｇ／１０００ｇの処理組成物、例えば０．０５ｇ／１０００ｇの処理組成物〜０．３ｇ／１０００ｇの処理組成物の量で存在し得る。
【００７７】
本発明によれば、特定の外部刺激に応答して色が変化する指示薬化合物は、それが例えば基材が組成物で処理されたことの視覚的表示として役立つことができるという点で処理組成物を使用する場合に利益を提供する。例えば、基材中に存在する金属イオンに曝されると色が変わる指示薬を含む処理組成物は、その基材中の金属イオンと錯化すると色が変わる；これにより、使用者は、基材が組成物と接触したことを確認することができる。アルカリ又は酸性の層を基材上に堆積させ、アルカリ性又は酸性のｐＨに曝される場合に色が変わる本発明の組成物と基材を接触させることによって、同様の利点を実現することができる。
【００７８】
任意選択的に、本発明の処理組成物は、窒素含有複素環式化合物をさらに含み得る。窒素含有複素環式化合物としては、１つの窒素原子を有する環式化合物、例えばピロール及び２つ以上の窒素原子を有するアゾール化合物、例えばピラゾール、イミダゾール、トリアゾール、テトラゾール及びペンタゾール、１つの窒素原子及び１つの酸素原子、例えばオキサゾール及びイソオキサゾール、又は１つの窒素原子及び１つの硫黄原子、例えばチアゾール及びイソチアゾールを含んでいてもよい。適切なアゾール化合物の非限定的な例には、２，５−ジメルカプト−１，３，４−チアジアゾール（ＣＡＳ：ｌ０７２−７１−５）、１Ｈ−ベンゾトリアゾール（ＣＡＳ：９５−１４−７）、１Ｈ−１，２，３−トリアゾール（ＣＡＳ：２８８−３６−８）、２−アミノ−５−メルカプト−１，３，４−チアジアゾール（ＣＡＳ：２３４９−６７−９）（５−アミノ−１，３，４−チアジアゾール−２−チオールとも呼ばれる）、及び２−アミノ−１，３，４−チアジアゾール（ＣＡＳ：４００５−５１−０）が挙げられる。いくつかの実施形態では、例えば、アゾール化合物は、２，５−ジメルカプト−１，３，４−チアジアゾールを含む。さらに、本発明によれば、窒素含有複素環式化合物はナトリウム塩などの塩の形態であってもよい。
【００７９】
窒素含有複素環式化合物は、組成物１リットル当たり少なくとも０．０００５ｇ、例えば組成物１リットル当たり少なくとも０．０００８ｇ、例えば組成物１リットル当たり少なくとも０．００２ｇの濃度で処理組成物中に存在してもよく、ある場合には組成物１リットル当たり３ｇ以下、例えば組成物１リットル当たり０．２ｇ以下、例えば組成物１リットル当たり０．１ｇ以下の量で処理組成物中に存在してもよい。本発明によれば、窒素含有複素環式化合物は、処理組成物中に（あるとしても）、組成物１リットル当たり０．０００５ｇ〜組成物１リットル当たり３ｇ、例えば組成物１リットル当たり０．０００８ｇ〜組成物１リットル当たり０．２ｇ、例えば組成物１リットル当たり０．００２ｇ〜組成物１リットル当たり０．１ｇの濃度で存在してもよい。
【００８０】
上記で示したように、本発明の処理組成物は担体として水性媒体を含む。水性担体は、少なくとも１つの有機溶媒のような他の材料を任意選択的に含んでもよい。適切な溶媒の非限定的な例としては、プロピレングリコール、エチレングリコール、グリセロール、低分子量アルコール（すなわち、Ｃ１〜Ｃ１２アルコール）などが挙げられる。存在する場合、存在するとしても、有機溶媒は、処理組成物１リットル当たり少なくとも１ｇの溶媒、例えば処理組成物１リットル当たり少なくとも約２ｇの溶媒の量で処理組成物中に存在してもよく、ある場合には、処理組成物１リットル当たり４０ｇ以下の溶媒、例えば処理組成物１リットル当たり２０ｇ以下の溶媒の量で存在してもよい。本発明によれば、有機溶媒は、存在するとしても、処理組成物１リットル当たり１ｇの溶媒〜処理組成物１リットル当たり４０ｇの溶媒、例えば処理組成物１リットル当たり２ｇの溶媒〜処理組成物１リットル当たり２０ｇの溶媒の量で処理組成物中に存在し得る。
【００８１】
上記で記載されるように、上記で記載される本発明の処理組成物は、水性担体媒体中でリチウム塩及び二酸化炭素を合わせて、処理組成物の総重量に基づいて５ｐｐｍ〜５，５００ｐｐｍの量（リチウムカチオンとして計算）のリチウム及び処理組成物の総重量に基づいて１５ｐｐｍ〜２５，０００ｐｐｍの量（炭酸塩として計算）の炭酸塩を含む処理組成物を形成することを含む方法によって調製されてもよい。処理組成物中の適切なリチウム塩及びリチウムの量は上記で記載される。例えば、処理組成物を形成する方法において使用されるリチウム塩は、炭酸リチウム、水酸化リチウム、又はそれらの組み合わせを含むことができる。本発明の処理組成物を製造する方法は、処理組成物のｐＨを、少なくとも９．５、例えば少なくとも１０、例えば少なくとも１１のｐＨ、ある場合には１２．５以下、例えば１２以下、例えば１１．５以下のｐＨに調整することをさらに含んでいてもよい。従って、本発明によれば、処理組成物は、９．５〜１２．５、例えば１０〜１２、例えば１１〜１１．５のｐＨを有するように調整され得る。処理組成物のｐＨは、以下に記載される方法のいずれかに従って測定され得、例えば上記で記載されるように、必要に応じて任意の酸及び／又は塩基を使用して調整され得る。
【００８２】
本発明によれば、処理組成物を製造する方法は、水性媒体中で二酸化炭素及びリチウム塩を合わせることを含む。本発明によれば、二酸化炭素は、気体、固体、又はそれらの組み合わせの形態で水性担体媒体に供給され得る。本明細書で使用される場合、「供給される」とは、二酸化炭素に関して使用される場合、大気以外の供給源を使用して二酸化炭素を組成物に導入することを指す。二酸化炭素は、処理組成物の総重量に基づいて少なくとも１５ｐｐｍ、例えば少なくとも５０ｐｐｍ、例えば少なくとも２００ｐｐｍ、ある場合には処理組成物の総重量に基づいて２５，０００ｐｐｍ以下、例えば１５，０００ｐｐｍ以下、例えば２，４００ｐｐｍ以下の量（炭酸塩として計算）で、炭酸塩を含む処理組成物を形成するのに十分な量で水性媒体に供給される。ある場合には、本発明によれば、二酸化炭素は、処理組成物の総重量に基づいて１５ｐｐｍ〜２５，０００ｐｐｍ、例えば５０ｐｐｍ〜１５，０００ｐｐｍ、例えば２００ｐｐｍ〜２，４００ｐｐｍの量（炭酸塩として計算）の炭酸塩を含む処理組成物を形成するのに十分な量で水と合わせてもよい。
【００８３】
上記で指摘したように、本発明による処理組成物を製造する方法はまた、Ｉ族水酸化物、水酸化アンモニウム、又はそれらの混合物などの水酸化物を添加することを含んでもよい。水酸化物源は、仮に存在するとしても、処理組成物のｐＨが９．５〜１２．５の範囲内にあるような量など、任意の量で存在し得る。Ｉ族水酸化物の非限定的な例としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、又はそれらの混合物が挙げられる。
【００８４】
上述のように、本発明によれば、炭酸リチウムを含む処理組成物から形成された処理浴を維持するシステム及び方法も開示される。処理組成物は、上記で記載される処理組成物であり得、本明細書中の上記に記載の方法に従って製造され得るか、又は当業者に既知の任意の方法によって作製され得る。一例では、本発明によれば、「処理浴」は、例えば上記で記載されるように１つ以上の基材の処理時に、炭酸リチウムを含む初期処理組成物から形成される水性浴を指す場合がある。使用される場合、炭酸リチウムを含む処理組成物から形成された処理浴を「維持する」（炭酸リチウム組成物がどのように形成されたかにかかわらず）とは、リチウム及び炭酸塩の濃度及びｐＨを含む処理浴の特定のパラメータを望ましい範囲、例えば本発明による処理組成物について上記で示される範囲に維持することを指す。これは、以下でより詳細に記載されるように、それぞれの供給源から処理浴へのオン−シフト及び／又はオフ−シフトで１つ以上の材料を添加することによって達成され得る。
【００８５】
本発明によれば、維持するシステム又は方法は、（ｉ）処理組成物を配合するために使用される材料とは異なる材料を処理組成物から形成される処理浴に添加すること、及び／又は（ｉｉ）処理組成物を配合するために使用される材料と同じ材料を処理組成物から形成される処理浴に添加することを含んでいてもよい。例えば、処理組成物を含有する処理浴を維持する方法は、処理浴に二酸化炭素を添加することを含み得るが、処理組成物は炭酸塩を使用して配合され得る。
【００８６】
本発明によれば、維持するシステム又は方法は、処理組成物を配合するために使用される材料と同じ材料を、処理組成物を含有する処理浴に添加することを含んでいてもよい。例えば、処理組成物は（上記で記載されるように）二酸化炭素を使用して配合されてもよく、処理組成物を含有する処理浴を維持する方法は、処理浴に二酸化炭素を添加することを含み得る。
【００８７】
本発明のシステム又は方法は、浴を維持するために単により多くの処理組成物を処理浴に添加することを対象としていない。むしろ、上述のように、本発明のシステム及び方法は、処理浴のｐＨを９．５〜１２．５に、リチウムを処理浴の総重量に基づいて５ｐｐｍ〜５，５００ｐｐｍの量（リチウムカチオンとして計算）に、及び炭酸塩を処理浴の総重量に基づいて１５ｐｐｍ〜２５，０００ｐｐｍの量（炭酸塩として計算）に維持するのに十分な量で二酸化炭素及び／又はリチウム塩及び／又は水酸化物を処理浴に添加することを対象とする。供給はオン−シフト又はオフ−シフトで行うことができる。
【００８８】
上述のように、本発明によれば、炭酸リチウムを含む処理組成物から形成された処理浴を維持するためのシステムが開示される。本発明によれば、システムは、リチウム塩及び／又は二酸化炭素、任意選択的に水酸化物、又はこれらのいずれかの組み合わせを含み得る。リチウム塩は、例えば炭酸リチウム、水酸化リチウム又はそれらの組み合わせなどの上記で記載されるリチウム塩のいずれかの１つ以上を含み得る。二酸化炭素は、気体、固体、又はそれらの組み合わせとしての二酸化炭素を含み得る。水酸化物は、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム又はそれらの組み合わせなどの、上述の水酸化物のいずれかの１つ以上を含み得る。上述のリチウム塩、二酸化炭素、及び／又は水酸化物は、個別に又は任意の組み合わせでシステムに含まれてもよく、システムのそれぞれの供給源から処理組成物から形成された処理浴に添加されて、上記で記載されるようなｐＨとリチウム及び炭酸塩の量とを有するように維持された処理浴を達成し得る。
【００８９】
上述のように、本発明によれば、炭酸リチウムを含む処理組成物から形成された処理浴を維持する方法も開示される。本発明によれば、この方法は、浴を用いて基材の処理中及び／又は処理後に、処理浴のｐＨを９．５〜１２．５に、リチウムを処理浴の総重量に基づいて５ｐｐｍ〜５，５００ｐｐｍの量（リチウムカチオンとして計算）に、及び炭酸塩を処理浴の総重量に基づいて１５ｐｐｍ〜２５，０００ｐｐｍの量（炭酸塩として計算）に維持するのに十分な量で二酸化炭素及びリチウム塩及び任意選択的に水酸化物の少なくとも１つを処理浴に供給することを含む。上記で記載されるリチウム塩、二酸化炭素、及び水酸化物は、処理組成物から形成された処理浴に添加されて、より詳細には本発明による処理組成物の文脈において上記で記載されるようなｐＨ並びにリチウム及び炭酸塩の量を有するように維持する処理浴を達成し得る。例えば、本発明によれば、維持する方法は、処理浴のｐＨが１２．５未満に維持されるような量で二酸化炭素を処理組成物から形成された処理浴に添加すること、及び／又は処理浴のｐＨが９．５以上に維持されるような量で水酸化物を処理浴に添加することを含み得る。例では、本発明によれば、二酸化炭素を処理浴中にゆっくりとバブリングしてもよく、又はドライアイスを一片ずつ滴下することによって添加してもよい。本発明によれば、ｐＨを周期的又は連続的にモニターし（以下に記載）、及び／又は水酸化物を上記で議論されるように処理浴に添加してｐＨを９．５〜１２．５の間に維持してもよい。
【００９０】
本発明によれば、上記で記載されるように、二酸化炭素及び／又はリチウム塩及び／又は水酸化物の供給の後、リチウム（リチウムカチオンとして計算）は、処理組成物中に、処理浴の総重量に基づいて少なくとも５ｐｐｍ、例えば少なくとも５０ｐｐｍ、例えば少なくとも１５０ｐｐｍ、例えば少なくとも２５０ｐｐｍの量で存在し得、ある場合には処理浴の総重量に基づいて５，５００ｐｐｍ以下、例えば１，２００ｐｐｍ以下、例えば１，０００ｐｐｍ以下、例えば５００ｐｐｍ以下の量で存在し得る。ある場合には、本発明によれば、二酸化炭素及び／又はリチウム塩の供給の後、リチウム（リチウムカチオンとして計算）は、処理浴の総重量に基づいて５ｐｐｍ〜５，５００ｐｐｍ、例えば５０ｐｐｍ〜１，２００ｐｐｍ、例えば１５０ｐｐｍ〜１，０００ｐｐｍ、例えば２５０ｐｐｍ〜５００ｐｐｍの量で処理浴中に存在し得る。
【００９１】
本発明によれば、二酸化炭素及び／又はリチウム塩及び／又は水酸化物の供給の後、炭酸塩（炭酸塩として計算される）が、処理浴中に、処理浴の総重量に基づいて少なくとも１５ｐｐｍ、例えば、少なくとも５０ｐｐｍ、例えば少なくとも２００ｐｐｍの量で存在し得、ある場合には、処理浴の総重量に基づいて２５，０００ｐｐｍ以下、例えば１５，０００ｐｐｍ以下、例えば２，４００ｐｐｍ以下の量で存在し得る。ある場合には、本発明によれば、二酸化炭素及び／又はリチウム塩及び／又は水酸化物の供給の後、炭酸塩（炭酸塩として計算される）は、処理浴の総重量に基づいて１５ｐｐｍ〜２５，０００ｐｐｍ、例えば５０ｐｐｍ〜１５，０００ｐｐｍ、例えば２００ｐｐｍ〜２，４００ｐｐｍの量で処理浴に存在し得る。
【００９２】
本発明によれば、二酸化炭素及び／又はリチウム塩及び／又は水酸化物の供給の後、処理浴は少なくとも９．５、例えば少なくとも１０、例えば少なくとも１１のｐＨを有していてもよく、ある場合には、１２．５以下、例えば１２以下、例えば１１．５以下のｐＨを有してもよい。本発明によれば、二酸化炭素及び／又はリチウム塩及び／又は水酸化物の供給の後、処理浴は、９．５〜１２．５、例えば１０〜１２、例えば１１〜１１．５のｐＨを有し得る。
【００９３】
本発明によれば、処理浴を維持する方法は、必要に応じて任意の酸及び／又は塩基を添加することなどによって、処理浴のｐＨを調整することをさらに含み得る。本発明によれば、処理浴は、水溶性及び／又は水分散性の酸を含む酸性材料、例えば硝酸、硫酸、及び／又はリン酸を含めることによって維持され得る。本発明によれば、処理浴のｐＨは、Ｉ族炭酸塩、ＩＩ族炭酸塩、水酸化物、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化アンモニウム、アンモニア、アミン、例えばトリエチルアミン、メチルエチルアミン、又はそれらの混合物などの水溶性及び／又は水分散性塩基を含む塩基性材料を含めることによって維持され得る。
【００９４】
本発明の処理浴を維持する方法は、炭酸リチウムを含む処理組成物から形成される浴のサイズに適したｐＨメーター及びプローブを使用して処理浴のｐＨをモニターすることをさらに含み得る。適切なｐＨメーター及びプローブの例は、Ａｃｃｕｍｅｔ  ＡＢ１５（Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃから入手可能）及び単一接合電極（Ａｇ／ＡｇＣｌ基準；Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）を含むが、これらに限定されない。
【００９５】
本発明の処理浴を維持する方法は、当業者に既知の任意の方法によって処理浴中のリチウム、炭酸塩、又は炭酸リチウムの量をモニターすることをさらに含み得る。例えば、本発明によれば、リチウムをモニターする方法は、例えば、処理浴中のリチウム（金属カチオン）の濃度を計算するために特定の波長（例えば、６７０．７８４ｎｍ）で、発光分光分析装置又は同等の機器を使用すること及び規定濃度のリチウム（例えば、既知の濃度の標準（例えば５ｐｐｍのＬｉに希釈された５００ｐｐｍのＬｉ標準）を有する標準サンプルを使用することを含んでいてもよい。本発明の処理浴を維持する方法は、例えば手動滴定又は自動滴定法を用いることを含む、当業者に既知の任意の方法によって処理浴中の炭酸塩の量をモニターすることをさらに含み得る。
【００９６】
二酸化炭素及び／又はリチウム塩、及び任意選択的に水酸化物は、ｐＨ及びリチウムカチオン濃度、及び／又はリチウムカチオン濃度及び炭酸塩（アニオン）濃度が、例えば炭酸リチウムを用いた浴の維持（ここでｐＨ、リチウム濃度及び炭酸塩濃度はすべて炭酸リチウムの浴への添加により変化する（すなわち、そのような各パラメータの独立した制御はない））と比較して、浴条件に依存して、独立して操作又は調整し得るように、炭酸リチウム含有処理組成物から形成される処理浴を維持するために使用されてもよいことを見出したことは予想外のことであった。例えば、二酸化炭素及び／又はリチウム塩及び任意選択的に水酸化物を使用して、炭酸リチウム含有処理組成物から形成された処理浴を、処理浴が９．５〜１２．５のｐＨ、処理浴の総重量に基づいて５ｐｐｍ〜５，５００ｐｐｍのリチウム（リチウムカチオンとして計算）濃度、及び処理浴の総重量に基づいて１５ｐｐｍ〜２５，０００ｐｐｍの炭酸塩（炭酸塩として計算）濃度を有するように維持し得る。
【００９７】
上述のように、それから形成される処理組成物又は浴は、担体として水性媒体を含む。従って、組成物又は浴は、担体中のリチウム塩の溶液又は分散液の形態であり得る。本発明によれば、溶液又は分散液は、浸漬又は含浸、噴霧、間欠噴霧、浸漬に続く噴霧、噴霧に続く浸漬、ブラッシング、又はロールコーティングなどの任意の様々な既知の技術によって組成物又は浴で処理されるべき基材と接触させ得る。本発明によれば、基材に適用される場合の溶液又は分散液は、４０°Ｆ（５℃）〜約１６０°Ｆ（７１℃）、例えば６０°Ｆ（１６℃）〜１１０°Ｆ（４３℃）の範囲の温度であり得る。例えば、基材を処理組成物又は浴と接触させるプロセスは、他に示されない場合は、２３℃などの周囲温度又は室温で行われ得る。接触時間は、１秒〜２時間、例えば５分〜６０分間であることが多い。
【００９８】
本発明によれば、処理組成物によって形成される層の厚さは、例えば５５０ｎｍまで、例えば５ｎｍ〜５５０ｎｍ、例えば１０ｎｍ〜４００ｎｍ、例えば２５ｎｍ〜２５０ｎｍであり得る。処理組成物から形成される層の厚さは、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法）深さプロファイリング又はＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）を含むがこれらに限定されない、少数の分析技術を用いて決定することができる。本明細書で使用される場合、「厚さ」は、本発明の処理組成物によって形成された層に関して使用される場合、図３に示すように、（ａ）元の空気／基材界面の上に形成された層、（ｂ）前処理／基材界面の下に形成された改質層、又は（ｃ）（ａ）と（ｂ）との組み合わせのいずれかを指す。図３では改質層（ｂ）が前処理／基材界面まで延びているように示されているが、改質層（ｂ）と前処理／基材界面との間に介在層が存在してもよい。同様に、（ａ）と（ｂ）との組み合わせである（ｃ）は連続層に限定されず、その間に介在層を有する多層を含んでもよく、層（ｃ）の厚さの測定は介在層を除外してもよい。
【００９９】
本発明において使用され得る適切な基材は、金属基材、金属合金基材、及び／又はニッケルめっきされたプラスチックなどの金属化された基材を含む。本発明によれば、金属又は金属合金は、鋼、アルミニウム、亜鉛、ニッケル、及び／又はマグネシウムを含むか又はそれらであり得る。例えば、鋼基材は、冷間圧延鋼、熱間圧延鋼、電気亜鉛めっき鋼、及び／又は溶融亜鉛めっき鋼であり得る。１ＸＸＸ、２ＸＸＸ、３ＸＸＸ、４ＸＸＸ、５ＸＸＸ、６ＸＸＸ、又は７ＸＸＸシリーズのアルミニウム合金並びにクラッドアルミニウム合金もまた基材として使用され得る。アルミニウム合金は、０．０１重量％の銅〜１０重量％の銅を含み得る。処理されるアルミニウム合金は、１ＸＸ．Ｘ、２ＸＸ．Ｘ、３ＸＸ．Ｘ、４ＸＸ．Ｘ、５ＸＸ．Ｘ、６ＸＸ．Ｘ、７ＸＸ．Ｘ、８ＸＸ．Ｘ、又は９ＸＸ．Ｘ（例えば：Ａ３５６．０）のような鋳物も含み得る。ＡＺ３１Ｂ、ＡＺ９１Ｃ、ＡＭ６０Ｂ、又はＥＶ３１Ａシリーズのマグネシウム合金も基材として使用され得る。本発明で使用される基材はまた、チタン及び／又はチタン合金、亜鉛及び／又は亜鉛合金、及び／又はニッケル及び／又はニッケル合金を含んでもよい。本発明によれば、基材は、車体（例えば、限定されないが、ドア、ボディパネル、トランクデッキリッド、ルーフパネル、フード、ルーフ、及び／又はストリンガ、リベット、ランディングギア部品及び／又は航空機に使用されるスキンなど）及び／又は車両のフレームのような車両の一部を含んでいてもよい。本明細書で使用される場合、「車両」又はその変形は、民間、商業及び軍用の航空機、及び／又は自動車、オートバイ、及び／又はトラックなどの陸上の車両を含むがこれらに限定されない。
【０１００】
本発明によれば、グリース、汚れ、及び／又は他の異物を除去するために、上記で記載される処理組成物又は浴と基材表面の少なくとも一部とを接触させる前に、基材表面の少なくとも一部を洗浄及び／又は脱酸素及び／又は別の方法で金属基材を洗浄若しくは前処理する当該技術分野で既知の従来の手段によって前処理してもよい。基材の表面の少なくとも一部は、表面を機械的に研磨すること及び／又は当業者に周知の市販のアルカリ性又は酸性の洗浄剤で表面を洗浄／脱脂することなどの物理的及び／又は化学的手段によって洗浄してもよい。本発明での使用に適したアルカリ洗浄剤の例には、Ｃｈｅｍｋｌｅｅｎ（商標）１６６ｔｌＰ、１６６ｍ／ｃ、１７７、４９０ＭＸ、２０１０ＬＰ、及びＳｕｒｆａｃｅ  Ｐｒｅｐ  １（ＳＰ１）、Ｕｌｔｒａｘ  ３２、Ｕｌｔｒａｘ  ９７、Ｕｌｔｒａｘ  ２９及び９２Ｄ（それぞれＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ，（Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ、ＯＨ）から市販されている）、及びＤＦＭシリーズのいずれか、ＲＥＣＣ  １００１、及び８８Ｘ１００２洗浄剤（ＰＲＣ−ＤｅＳｏｔｏ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｓｙｌｍａｒ，ＣＡ）から市販されている）並びにＴｕｒｃｏ  ４２１５−ＮＣＬＴ及びＲｉｄｏｌｅｎｅ（Ｈｅｎｋｅｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｍａｄｉｓｏｎ  Ｈｅｉｇｈｔｓ，ＭＩから市販されている）が含まれる。そのような洗浄剤は、水道水、蒸留水、又はそれらの組み合わせなどによる水リンスの前又は後にしばしば行われる。
【０１０１】
上述のように、本発明によれば、洗浄された基材表面の少なくとも一部は、機械的及び／又は化学的に脱酸素化されてもよい。本明細書で使用される場合、用語「脱酸素化」は、転化組成物又は前処理組成物の均一な堆積を促進するため、並びにそのような組成物コーティングの基材表面への接着を促進するために基材の表面上に見られる酸化物層の除去を意味する。適切な脱酸素剤は当業者によく知られている。典型的な機械的脱酸素剤は、研磨パッド又は洗浄パッドを使用することなどによる、基材表面の均一な粗面化であり得る。典型的な化学的脱酸素剤としては、例えば、リン酸、硝酸、フルオロホウ酸、硫酸、クロム酸、フッ化水素酸、及び二フッ化アンモニウムなどの酸系脱酸素剤、又はＡｍｃｈｅｍ  ７／１７脱酸素剤（Ｈｅｎｋｅｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｍａｄｉｓｏｎ  Ｈｅｉｇｈｔｓ，ＭＩから入手可能）、ＯＡＫＩＴＥ  ＤＥＯＸＩＤＩＺＥＲ  ＬＮＣ（Ｃｈｅｍｅｔａｌｌから市販されている）、ＴＵＲＣＯ  ＤＥＯＸＩＤＩＺＥＲ  ６（Ｈｅｎｋｅｌから市販されている）、又はそれらの組み合わせが挙げられる。多くの場合、化学的脱酸素剤は担体、多くの場合は水性媒体を含むので、脱酸素剤は担体中の溶液又は分散液の形態であってもよく、その場合溶液又は分散液は任意の種々の技術、例えば浸漬又は含浸、噴霧、間欠噴霧、浸漬に続く噴霧、噴霧に続く浸漬、ブラッシング、又はロールコーティングによって基材と接触させてもよい。本発明によれば、当業者は、例えば５０°Ｆ〜１５０°Ｆ（１０℃〜６６℃）、例えば７０°Ｆ〜１３０°Ｆ（２１°Ｃ〜５４°Ｃ）、例えば８０°Ｆ〜１２０°Ｆ（２７°Ｃ〜４９°Ｃ）の範囲の温度で、エッチング速度に基づいて、金属基材に適用される場合に、溶液又は分散液の温度範囲を選択する。接触時間は、３０秒〜２０分、例えば１分〜１５分、例えば９０秒〜１２分、例えば３分〜９分であり得る。
【０１０２】
洗浄及び／又は脱酸素工程に続いて、残留物を除去するために、任意選択的に基材を水道水、脱イオン水、及び／又はすすぎ剤の水溶液ですすいでもよい。本発明によれば、湿潤基材表面は、陽極酸化又は転化組成物での処理など、基材保護の当業者によく知られている任意の方法によって前処理されてもよく、及び／又は上記で記載の処理組成物の１つで処理されてもよく、又は基材は、基材表面を処理する前に、例えばエアナイフを用いることによって、高温、例えば１５℃〜１００℃、例えば２０℃〜９０℃への基材の短時間暴露により、又は例えば赤外熱を用いるヒーターアセンブリにおいて、例えば７０℃で１０分間、又は基材をスクイージロール間に通すことにより、水を蒸発（ｆｌａｓｈｉｎｇ  ｏｆｆ）させることによって、乾燥、例えば空気乾燥させてもよい。本発明によれば、転化組成物は、例えばランタニド系列元素、ＩＩＩＢ族金属、及び／又はＩＶＢ族金属を含んでいてもよく、さらにＩＩＡ族金属、ＶＢ族金属、ＶＩＢ族金属、ＶＩＩＢ族金属、及び／又はＸＩＩ族を含んでいてもよい。本発明によれば、ランタニド系列元素は、例えば、セリウム、プラセオジム、テルビウム、又はそれらの組み合わせを含んでいてもよく；ＩＩＡ族金属はマグネシウムを含んでいてもよく；ＩＩＩＢ族金属は、イットリウム、スカンジウム、又はそれらの組み合わせを含んでいてもよく；ＩＶＢ族金属は、ジルコニウム、チタン、ハフニウム、又はそれらの組み合わせを含んでいてもよく；ＶＢ族金属はバナジウムを含んでいてもよく；ＶＩＢ族金属は、三価又は六価のクロム及び／又はモリブデンを含んでいてもよく；ＶＩＩＢ族金属はマンガンを含んでいてもよく；ＸＩＩ族金属は亜鉛を含んでいてもよい。
【０１０３】
本発明によれば、基材を処理組成物と接触させた後、フィルム形成樹脂を含むコーティング組成物を、処理組成物と接触した基材の表面の少なくとも一部上に堆積させてもよい。このようなコーティング組成物を基材上に堆積させるためには、例えば、ブラッシング、浸漬、フローコーティング、噴霧などの任意の適切な技術を使用してもよい。しかしながら、ある場合には、以下により詳細に記載されるように、そのようなコーティング組成物の堆積は、電着によって金属基材上に電着可能組成物が堆積される電着工程を含み得る。他の特定の例では、以下により詳細に記載されるように、そのようなコーティング組成物の堆積は粉末コーティング工程を含む。さらに他の例では、コーティング組成物は液体コーティング組成物であり得る。
【０１０４】
本発明によれば、コーティング組成物は、熱硬化性フィルム形成樹脂又は熱可塑性フィルム形成樹脂を含み得る。本明細書で使用される場合、用語「フィルム形成樹脂」は、組成物中に存在する任意の希釈剤又は担体の除去時、又は周囲温度若しくは高温での硬化時に、基材の少なくとも水平面上に自立連続フィルムを形成し得る樹脂を指す。使用され得る従来のフィルム形成樹脂としては、限定されないが、特に自動車ＯＥＭコーティング組成物、自動車補修コーティング組成物、工業用コーティング組成物、建築用コーティング組成物、コイルコーティング組成物、及び航空宇宙用コーティング組成物に通常使用されるものが挙げられる。本明細書で使用される場合、用語「熱硬化性」は、硬化又は架橋の際に不可逆的に「硬化」する樹脂を指し、ここでポリマー成分のポリマー鎖は共有結合によって共に結合される。この特性は通常、例えば熱又は放射線によってしばしば誘導される組成物成分の架橋反応に関連する。硬化又は架橋反応も周囲条件下で行われてもよい。一旦硬化又は架橋すると、熱硬化性樹脂は熱を加えても溶融せず、溶媒に不溶性である。本明細書で使用される場合、用語「熱可塑性」は、共有結合によって結合されず、それによって加熱時に液体流動でき、溶媒に可溶性であるポリマー成分を含む樹脂を指す。
【０１０５】
先に示したように、本発明によれば、電着可能コーティング組成物は、電着コーティング工程によって基材上に堆積され得る水分散性イオン性塩グループ含有フィルム形成樹脂を含み、ここで電着可能コーティング組成物は、電着により金属基材上に堆積される。イオン性塩グループ含有フィルム形成ポリマーは、カチオン性電着可能コーティング組成物に使用するためのカチオン性塩グループ含有フィルム形成ポリマーを含み得る。本明細書で使用される場合、用語「カチオン性塩グループ含有フィルム形成ポリマー」は、正電荷を付与する、スルホニウム基及びアンモニウム基などの少なくとも部分的に中和されたカチオン性基を含むポリマーを指す。カチオン性塩グループ含有フィルム形成ポリマーは、例えば、ヒドロキシル基、一級又は二級アミン基、及びチオール基を含む活性水素官能基を含み得る。活性水素官能基を含むカチオン性塩グループ含有フィルム形成ポリマーは、活性水素含有カチオン性塩グループ含有フィルム形成ポリマーと称され得る。カチオン性塩グループ含有フィルム形成ポリマーとしての使用に適したポリマーの例としては、特に、アルキドポリマー、アクリル、ポリエポキシド、ポリアミド、ポリウレタン、ポリ尿素、ポリエーテル、及びポリエステルが挙げられるが、これらに限定されない。カチオン性塩グループ含有フィルム形成ポリマーは、カチオン性電着可能コーティング組成物中に、電着可能なコーティング組成物の樹脂固形分の総重量に基づいて４０重量％〜９０重量％、例えば５０重量％〜８０重量％、例えば６０重量％〜７５重量％の量で存在してもよい。本明細書で使用される場合、「樹脂固形分」は、イオン性塩グループ含有フィルム形成ポリマー、硬化剤、及び電着可能コーティング組成物中に存在する任意のさらなる水分散性非着色成分を含む。
【０１０６】
代替的に、イオン性塩グループ含有フィルム形成ポリマーは、アニオン性電着可能コーティング組成物に使用するためのアニオン性塩グループ含有フィルム形成ポリマーを含み得る。本明細書で使用される場合、用語「アニオン性塩グループ含有フィルム形成ポリマー（ａｎｉｏｎｉｃ  ｓａｌｔ  ｇｒｏｕｐ−ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ  ｆｉｌｍ−ｆｏｒｍｉｎｇ  ｐｏｌｙｍｅｒ）」は、少なくとも部分的に中和されたアニオン性官能基、例えば負電荷を与えるカルボン酸及びリン酸基を含むアニオン性ポリマーを指す。アニオン性塩グループ含有フィルム形成ポリマーは、活性水素官能基を含み得る。活性水素官能基を含むアニオン性塩グループ含有フィルム形成ポリマーは、活性水素含有アニオン性塩グループ含有フィルム形成ポリマーと称され得る。アニオン性塩グループ含有フィルム形成ポリマーは、塩基可溶化（ｂａｓｅ−ｓｏｌｕｂｉｌｉｚｅｄ）カルボン酸グループ含有フィルム形成ポリマー、例えば乾燥油若しくは半乾燥脂肪酸エステルとジカルボン酸若しくは無水物との反応生成物又は付加物；脂肪酸エステル、不飽和酸又は無水物と、ポリオールとさらに反応する任意の追加の不飽和改質材料との反応生成物を含んでいてもよい。不飽和カルボン酸のヒドロキシ−アルキルエステル、不飽和カルボン酸及び少なくとも１つの他のエチレン性不飽和モノマーの少なくとも部分的に中和されたインターポリマーもまた適切である。さらに別の適切なアニオン性電着可能樹脂は、アルキド−アミノプラストビヒクル、すなわちアルキド樹脂及びアミン−アルデヒド樹脂を含有するビヒクルを含む。他の好適なアニオン性電着可能樹脂組成物は樹脂性ポリオールの混合エステルを含む。リン酸化ポリエポキシド又はリン酸化アクリルポリマーのような他の酸官能性ポリマーもまた使用され得る。例示的なリン酸化ポリエポキシドは、米国特許出願公開第２００９−００４５０７１号明細書（［０００４］〜［００１５］）及び米国特許出願第１３／２３２，０９３号（［００１４］〜［００４０］）に開示されており、それらの引用部分は参照により本明細書に組み込まれる。アニオン性塩グループ含有フィルム形成ポリマーは、アニオン性電着可能コーティング組成物中に、電着可能なコーティング組成物の樹脂固形分の総重量に基づいて５０％〜９０％、例えば５５％〜８０％、例えば６０％〜７５％の量で存在してもよい。
【０１０７】
電着可能コーティング組成物はさらに硬化剤を含み得る。硬化剤は、イオン性塩グループ含有フィルム形成ポリマーの活性水素基などの反応性基と反応して、コーティング組成物の硬化を達成してコーティングを形成し得る。適切な硬化剤の非限定的な例は、少なくとも部分的にブロックされたポリイソシアネート、アミノプラスト樹脂及びフェノプラスト樹脂、例えばそれらのアリルエーテル誘導体を含むフェノールホルムアルデヒド縮合物である。硬化剤は、カチオン性電着可能コーティング組成物中に、電着可能コーティング組成物の樹脂固形分の総重量に基づいて１０〜６０重量％、例えば２０〜５０重量％、例えば２５〜４０重量％の量で存在し得る。代替的に、硬化剤は、アニオン性電着可能コーティング組成物中に、電着可能コーティング組成物の樹脂固形分の総重量に基づいて１０〜５０重量％、例えば２０〜４５重量％、例えば２５〜４０重量％の量で存在し得る。
【０１０８】
電着可能コーティング組成物は、顔料組成物のような他の任意成分、及び所望により様々な添加剤、例えば充填剤、可塑剤、酸化防止剤、殺生物剤、紫外線吸収剤及び安定剤、ヒンダードアミン光安定剤、消泡剤、殺菌剤、分散助剤、流動制御剤、界面活性剤、湿潤剤、又はそれらの組み合わせをさらに含んでいてもよい。電着可能コーティング組成物は、水及び／又は１つ以上の有機溶媒を含み得る。水は、電着可能コーティング組成物の総重量に基づいて、例えば、４０重量％〜９０重量％、例えば５０重量％〜７５重量％の量で存在することができる。使用される場合、有機溶媒は、通常、電着可能コーティング組成物の総重量に基づいて１０重量％未満、例えば５重量％未満の量で存在し得る。電着可能なコーティング組成物は、特に水性分散液の形態で提供され得る。電着可能コーティング組成物の総固形分含有量は、電着可能コーティング組成物の総重量に基づいて、１重量％〜５０重量％、例えば５重量％〜４０重量％、例えば５重量％〜２０重量％であり得る。本明細書で使用される場合、「総固形分」とは、電着可能なコーティング組成物の不揮発分、すなわち、１１０℃に１５分間加熱しても揮発しない材料を指す。
【０１０９】
カチオン性電着可能コーティング組成物は、組成物を導電性カソード及び導電性アノードと接触させることによって導電性基材上に堆積させることができ、コーティングされる表面はカソードである。代替的に、アニオン性電着可能コーティング組成物は、組成物を導電性カソード及び導電性アノードと接触させることによって導電性基材上に堆積させることができ、コーティングされる表面はアノードである。十分な電圧が電極間に印加されると、電着可能コーティング組成物の接着性フィルムがそれぞれカソード又はアノード上に実質的に連続的に堆積される。印加電圧は変化させてもよく、例えば、５０ボルト〜５００ボルトのように、１ボルト程度の低いものから数千ボルト程度の高いものまであり得る。電流密度は通常１平方フィート当たり１．０アンペア〜１５アンペア（１平方メートル当たり１０．８〜１６１．５アンペア）の間であり、電着プロセスの間に迅速に低下する傾向があり、連続的な自己絶縁フィルムの形成を示す。
【０１１０】
カチオン性又はアニオン性電着可能コーティング組成物が導電性基材の少なくとも一部上に電着されると、コーティングされた基材は、基材上の電着コーティングを硬化させるのに十分な温度及び時間加熱され得る。カチオン性電着では、コーティング基材を２５０°Ｆ〜４５０°Ｆ（１２１．１℃〜２３２．２℃）、例えば２７５°Ｆ〜４００°Ｆ（１３５℃〜２０４．４℃）、例えば３００°Ｆ〜３６０°Ｆ（１４９℃〜１８０℃）の範囲の温度に加熱し得る。アニオン性電着では、コーティング基材を２００°Ｆ〜４５０°Ｆ（９３℃〜２３２．２℃）、例えば２７５°Ｆ〜４００°Ｆ（１３５℃〜２０４．４℃）、例えば３００°Ｆ〜３６０°Ｆ（１４９℃〜１８０℃）、例えば２００°Ｆ〜２１０．２°Ｆ（９３℃〜９９℃）の範囲の温度に加熱し得る。硬化時間は、硬化温度並びに他の変数、例えば電着コーティングの膜厚、組成物中に存在する触媒のレベル及びタイプなどに依存し得る。例えば、硬化時間は１０分〜６０分、例えば２０〜４０分の範囲であることができる。得られる硬化電着コーティングの厚さは、２〜５０ミクロンの範囲であり得る。
【０１１１】
代替的に、上述されるように、本発明によれば基材を処理組成物と接触させた後、次いで粉末コーティング組成物を、処理組成物と接触した基材の表面の少なくとも一部上に堆積させてもよい。本明細書で使用される場合、「粉末コーティング組成物」は、水及び／又は溶媒を完全に含まないコーティング組成物を指す。従って、本明細書に開示される粉末コーティング組成物は、当該技術分野において既知の水性及び／又は溶媒性コーティング組成物と同義でない。本発明によれば、粉末コーティング組成物は、（ａ）反応性官能基を有するフィルム形成ポリマー；及び（ｂ）官能基と反応する硬化剤を含んでいてもよい。本発明で使用され得る粉末コーティング組成物の例には、ポリエステル系ＥＮＶＩＲＯＣＲＯＮラインの粉末コーティング組成物（ＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．から市販されている）又はエポキシ−ポリエステルハイブリッド粉末コーティング組成物が含まれる。本発明において使用され得る粉末コーティング組成物の代替例としては、（ａ）少なくとも１つの第３級アミノ尿素化合物、少なくとも１つの第３級アミノウレタン化合物、又はそれらの混合物、及び（ｂ）少なくとも１つのフィルム形成エポキシ含有樹脂及び／又は少なくとも１つのシロキサン含有樹脂（例えば、ＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．に譲渡され、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第７，４７０，７５２号明細書に記載されているものなど）を含む低温硬化の熱硬化性粉末コーティング組成物；（ａ）少なくとも１つの第３級アミノ尿素化合物、少なくとも１つの第３級アミノウレタン化合物、又はそれらの混合物、及び（ｂ）少なくとも１つのフィルム形成エポキシ含有樹脂及び／又は少なくとも１つのシロキサン含有樹脂（例えば、ＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．に譲渡され、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第７，４３２，３３３号明細書に記載されているものなど）を一般に含む硬化性粉末コーティング組成物；及び少なくとも３０℃のＴｇを有する反応性基含有ポリマーの固体粒子混合物を含むもの（例えば、ＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．に譲渡され、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，７９７，３８７号明細書に記載されているものなど）を含む。
【０１１２】
粉末コーティング組成物を堆積した後、堆積した組成物を硬化させるためにしばしばコーティングを加熱する。加熱又は硬化操作は、１５０℃〜２００℃、例えば１７０℃〜１９０℃の範囲の温度で、１０〜２０分の範囲の期間にわたって行われることが多い。本発明によれば、得られるフィルムの厚さは５０ミクロン〜１２５ミクロンである。
【０１１３】
上述のように、本発明によれば、コーティング組成物は液体コーティング組成物であり得る。本明細書で使用される場合、「液体コーティング組成物」は、水及び／又は溶媒の一部を含有するコーティング組成物を指す。従って、本明細書に開示される液体コーティング組成物は、当該技術分野において既知の水性及び／又は溶媒性コーティング組成物と同義である。本発明によれば、液体コーティング組成物は、例えば（ａ）反応性官能基を有するフィルム形成ポリマー；及び（ｂ）官能基と反応する硬化剤を含んでいてもよい。他の例では、液体コーティングは、空気中の酸素と反応し得る又は水及び／又は溶媒の蒸発によりフィルムに合体し得るフィルム形成ポリマーを含有し得る。これらのフィルム形成メカニズムは、熱又は紫外線又は赤外線のようなある種の放射線の適用を必要とするか又はそれによって促進され得る。本発明で使用されてもよい液体コーティング組成物の例には、ＳＰＥＣＴＲＡＣＲＯＮ（登録商標）ラインの溶媒ベースのコーティング組成物、ＡＱＵＡＣＲＯＮ（登録商標）ラインの水性硬化性コーティング組成物、及びＲＡＹＣＲＯＮ（登録商標）ラインのＵＶ硬化コーティング（すべてＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．から市販されている）が含まれる。本発明の液体コーティング組成物に使用され得る好適なフィルム形成ポリマーは、（ポリ）エステル、アルキド、（ポリ）ウレタン、イソシアヌレート、（ポリ）尿素、（ポリ）エポキシ、無水物、アクリル、（ポリ）エーテル、（ポリ）スルフィド、（ポリ）アミン、（ポリ）アミド、（ポリ）塩化ビニル、（ポリ）オレフィン、（ポリ）フッ化ビニリデン、（ポリ）シロキサン又はそれらの組み合わせを含んでいてもよい。
【０１１４】
本発明によれば、本明細書に記載の処理組成物と接触させた基材はまた、プライマー組成物及び／又はトップコート組成物と接触させ得る。プライマーコートは、例えば、クロム酸塩系プライマー及び高性能トップコートであり得る。本発明によれば、プライマーコートは、従来のクロム酸塩系プライマーコート、例えばＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．から入手可能なもの（製品コード４４ＧＮ０７２）など、又はクロムを含まないプライマー、例えばＰＰＧから入手可能なもの（ＤＥＳＯＰＲＩＭＥ  ＣＡ７５０２、ＤＥＳＯＰＲＩＭＥ  ＣＡ７５２１、Ｄｅｆｔ  ０２ＧＮ０８３，Ｄｅｆｔ  ０２ＧＮ０８４）であることができる。代替的に、プライマーコートは、クロム酸塩を含まないプライマーコート、例えば米国特許出願第１０／７５８，９７３号、発明の名称「ＣＯＲＲＯＳＩＯＮ  ＲＥＳＩＳＴＡＮＴ  ＣＯＡＴＩＮＧＳ  ＣＯＮＴＡＩＮＩＮＧ  ＣＡＲＢＯＮ（炭素を含有する耐食性コーティング）」、及び米国特許出願第１０／７５８，９７２号及び第１０／７５８，９７２号、両方とも発明の名称「ＣＯＲＲＯＳＩＯＮ  ＲＥＳＩＳＴＡＮＴ  ＣＯＡＴＩＮＧＳ（耐食性コーティング）」に記載されるコーティング組成物（これらのすべては参照により本明細書に組み込まれる）であり得、並びに当該技術分野において既知であり、ＭＩＬ−ＰＲＦ−８５５８２クラスＮ又はＭＩＬ−ＰＲＦ−２３３７７クラスＮの軍事的要件を満たすことができる他のクロムを含まないプライマーもまた本発明と共に使用され得る。
【０１１５】
上述のように、本発明の基材はまたトップコートも含み得る。本明細書で使用される場合、用語「トップコート」は、有機又は無機系ポリマー又はポリマーのブレンドであり得るバインダの混合物を指し、通常は少なくとも１つの顔料は、少なくとも１つの溶媒又は溶媒の混合物を任意選択的に含有でき、任意選択的に少なくとも１つの硬化剤を含有できる。トップコートは、通常、その外面が大気又は環境に曝され、その内面が他のコーティング層又はポリマー基材と接触している単層又は多層コーティング系におけるコーティング層である。適切なトップコートの例としては、ＰＰＧから入手可能なもの（Ｄｅｆｔ  ０３Ｗ１２７Ａ及びＤｅｆｔ  ０３ＧＹ２９２）などのＭＩＬ−ＰＲＦ−８５２８５Ｄに準拠するものが挙げられる。本発明によれば、トップコートは、ＰＰＧ（Ｄｅｆｔｈａｎｅ（登録商標）ＥＬＴ（商標）９９ＧＹ００１及び９９Ｗ００９）から入手可能なものなどの高性能トップコートであり得る。しかしながら、本開示を参照して当業者には理解されるように、他のトップコート及び高性能トップコートを本発明に使用することができる。
【０１１６】
本発明によれば、金属基材はまた、セルフプライミングトップコート、又は強化セルフプライミングトップコートを含んでもよい。「基材への直接（ｄｉｒｅｃｔ  ｔｏ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）」又は「金属への直接（ｄｉｒｅｃｔ  ｔｏ  ｍｅｔａｌ）」コーティングとも呼ばれる「セルフプライミングトップコート」という用語は、有機又は無機系ポリマー又はポリマー、通常少なくとも１つの顔料のブレンドであることができ、任意選択的に少なくとも１つの溶媒又は溶媒混合物を含有でき、任意選択的に少なくとも１つの硬化剤を含有できるバインダの混合物を指す。「基材への直接強化コーティング」とも呼ばれる「強化セルフプライミングトップコート」という用語は、官能化フッ素化バインダの混合物、例えば他のバインダを有する全体又は部分的なフルオロエチレン−アルキルビニルエーテルを指し、これは有機若しくは無機系ポリマー又はポリマー、通常少なくとも１つの顔料のブレンドであることができ、任意選択的に少なくとも１つの溶媒又は溶媒混合物を含有でき、任意選択的に少なくとも１つの硬化剤を含有できる。セルフプライミングトップコートの例としては、ＴＴ−Ｐ−２７５６Ａに準拠したものが挙げられる。セルフプライミングトップコートの例としては、ＰＰＧから入手可能なもの（０３Ｗ１６９及び０３ＧＹ３６９）が挙げられ、強化セルフプライミングトップコートの例としては、Ｄｅｆｔｈａｎｅ（登録商標）ＥＬＴ（商標）／ＥＳＰＴ及びＰＰＧから入手可能な製品コード番号９７ＧＹ１２１が挙げられる。しかしながら、この開示を参照して当業者には理解されるように、他のセルフプライミングトップコート及び強化セルフプライミングトップコートを本発明によるコーティングシステムに使用することができる。
【０１１７】
本発明によれば、セルフプライミングトップコート及び強化セルフプライミングトップコートは、封止された基材に直接適用され得る。セルフプライミングトップコート及び強化セルフプライミングトップコートは、プライマー又はペイントフィルムなどの有機又は無機ポリマーコーティングに任意選択的に適用できる。セルフプライミングトップコート層及び強化セルフプライミングトップコートは、通常、単層又は多層コーティングシステムにおけるコーティング層であり、ここでコーティングの外面が大気又は環境に曝され、コーティングの内面が通常は基材又は任意のポリマーコーティング又はプライマーと接触している。
【０１１８】
本発明によれば、トップコート、セルフプライミングトップコート、及び強化セルフプライミングトップコートは、経時的に乾燥又は硬化する湿潤状態又は「完全に硬化されていない」状態のいずれかで（すなわち溶媒が蒸発する及び／又は化学反応がある）、封止基材に適用できる。コーティングは、自然に又は促進手段、例えば紫外線硬化系によって乾燥又は硬化して、フィルム又は「硬化した」塗料を形成することができる。コーティングはまた、接着剤などの半硬化状態又は完全硬化状態で適用することもできる。
【０１１９】
さらに、着色剤、及び所望により界面活性剤、湿潤剤又は触媒などの様々な添加剤をコーティング組成物（電着可能、粉末又は液体）に含めることができる。本明細書で使用される場合、用語「着色剤」は、色及び／又は他の不透明性及び／又は他の視覚効果を組成物に付与する任意の物質を意味する。着色剤の例としては、塗料業界で使用されているもの、及び／又はＤｒｙ  Ｃｏｌｏｒ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒｓ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ（ＤＣＭＡ）に列挙されているもの、並びに特殊効果組成物などの顔料、染料及びティント（ｔｉｎｔ）が挙げられる。一般に、着色剤は、所望の視覚的効果及び／又は色彩効果を付与するのに十分な量でコーティング組成物中に存在することができる。着色剤は、組成物の総重量に基づいて重量パーセントで、１〜６５重量％、例えば３〜４０重量％又は５〜３５重量％で含まれてもよい。
【０１２０】
態様
従って以上のことから、本出願は、特に、それに限定されるものではないが、以下の態様１〜２４に関する。
【０１２１】
１．水性媒体中に二酸化炭素及びリチウムカチオンを含む組成物。
【０１２２】
２．二酸化炭素が気体、固体、又はそれらの組み合わせを含む、態様１に記載の組成物。
【０１２３】
３．リチウムカチオンが処理組成物の総重量に基づいて５ｐｐｍ〜５５００ｐｐｍの量（リチウムカチオンとして計算）で存在する、態様１又は２のいずれか１つに記載の組成物。
【０１２４】
４．ｐＨが９．５〜１２．５である、態様１〜３のいずれか１つに記載の組成物。
【０１２５】
５．水酸化物をさらに含む態様１〜４のいずれか１つに記載の組成物。
【０１２６】
６．炭酸塩が処理組成物の総重量に基づいて１５ｐｐｍ〜２５，０００ｐｐｍの量（炭酸塩として計算）で存在する、態様１〜５のいずれか１つに記載の組成物。
【０１２７】
７．以下を含む処理組成物を製造する方法であって：
【０１２８】
水性媒体中でリチウムカチオン及び二酸化炭素を合わせて、イン・サイチュで処理組成物を形成することを含み、前記処理組成物は処理組成物の総重量に基づいて５ｐｐｍ〜５，５００ｐｐｍの量（リチウムカチオンとして計算）でリチウム及び処理組成物の総重量に基づいて１５ｐｐｍ〜２５，０００ｐｐｍの量（炭酸塩として計算）で炭酸塩を含む、
方法。
【０１２９】
８．リチウムカチオンが炭酸リチウム、水酸化リチウム、又はそれらの組み合わせとして存在する、態様７に記載の処理組成物を製造する方法。
【０１３０】
９．二酸化炭素が気体、固体、又はそれらの組み合わせとして水性媒体に供給される、態様７又は８のいずれか１つに記載の処理組成物を製造する方法。
【０１３１】
１０．水性媒体に水酸化物を添加することを含む態様７〜９のいずれか１つに記載の処理組成物を製造する方法。
【０１３２】
１１．水酸化物が水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、又はそれらの組み合わせを含む、態様１０に記載の処理組成物を製造する方法。
【０１３３】
１２．処理組成物のｐＨを９．５〜１２．５に調整することを含む態様７〜１１のいずれか１つに記載の処理組成物を製造する方法。
【０１３４】
１３．態様７〜１２のいずれか１つに記載の方法に従って得られる処理組成物。
【０１３５】
１４．炭酸リチウムを含む処理組成物から形成された処理浴を維持する方法であって、
【０１３６】
浴を用いて基材の処理中及び／又は処理後に、浴のｐＨを９．５〜１２．５に、リチウムを処理浴の総重量に基づいて５ｐｐｍ〜５，５００ｐｐｍの量（リチウムカチオンとして計算）に、及び炭酸塩を処理浴の総重量に基づいて１５ｐｐｍ〜２５，０００ｐｐｍの量（炭酸塩として計算）に維持するのに十分な量で、二酸化炭素及びリチウム塩の少なくとも１つを浴に供給すること
を含む、方法。
【０１３７】
１５．リチウム塩が炭酸リチウム、水酸化リチウム、又はそれらの組み合わせを含む、態様１４に記載の処理浴を維持する方法。
【０１３８】
１６．二酸化炭素が気体、固体、又はそれらの組み合わせとして浴に供給される、態様１４又は１５のいずれか１つに記載の処理浴を維持する方法。
【０１３９】
１７．水酸化物を浴に供給することを含む態様１４〜１６のいずれか１つに記載の処理浴を維持する方法。
【０１４０】
１８．水酸化物が水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、又はそれらの組み合わせを含む、態様１７に記載の処理浴を維持する方法。
【０１４１】
１９．処理浴のｐＨ、処理浴中の炭酸塩の量、処理浴中のリチウムの量、又はそれらの組み合わせをモニターすることをさらに含む態様１４〜１８のいずれか１つに記載の処理浴を維持する方法。
【０１４２】
２０．態様１〜６又は１３のいずれか１つの処理組成物で、又は態様１４〜１９のいずれか１つの方法に従って維持された処理浴で処理された基材。
【０１４３】
２１．炭酸リチウムを含む処理組成物から形成された処理浴を維持するためのシステムであって、
【０１４４】
リチウム塩源；及び／又は
【０１４５】
二酸化炭素源；及び
【０１４６】
任意選択的に、水酸化物源
を含む、システム。
【０１４７】
２２．リチウム塩源が炭酸リチウム、水酸化リチウム、又はそれらの組み合わせを含む、態様２１に記載の処理浴を維持するシステム。
【０１４８】
２３．二酸化炭素源が二酸化炭素を気体、固体、又はそれらの組み合わせとして含む、態様２１又は２２のいずれか１つに記載の処理浴を維持するためのシステム。
【０１４９】
２４．システムが水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、又はそれらの組み合わせを含む水酸化物源を含む、態様２１〜２３のいずれか１つに記載の処理浴を維持するためのシステム。
【０１５０】
本発明の特定の特徴が説明の目的で上記に記載されているが、処理組成物及びそれから形成される浴の詳細及び本明細書に開示される同じものを調製又は維持する方法の詳細の多数の変形が添付の特許請求の範囲の範囲から逸脱することなく、行うことができることは当業者にとって明らかである。
【０１５１】
以下の例は本発明を例示するものであり、本発明をそれらの詳細に限定するものと見なすべきではない。例中及び本明細書中のすべての部及び百分率は、他に示されない限り、重量による。
例
【表２】
2019524628.tif 000004
【表３】
2019524628.tif 000005
【０１５２】
例Ａの洗浄剤／脱酸素剤組成物を調製するために使用した成分及びそれらの相対量を表３に与える。水酸化ナトリウム及びリン酸ナトリウムを、撹拌プレート（ＶＷＲ、７×７  ＣＥＲ  ＨＯＴ／ＳＴＩＲ）を用いて穏やかに機械的に撹拌しながら脱イオン水中に完全に溶解させた。次に、水酸化ナトリウム及びリン酸ナトリウムが完全に溶解したら、ＰＶＰを溶解するまで撹拌し、次にアラントインを添加し、溶解するまで撹拌し、次いでＤＭＴＤを添加し、溶解するまで撹拌した。ＤＭＴＤが完全に溶解した後、Ｃａｒｂｏｗｅｔ  ＧＡ１００を上記のように穏やかな機械的撹拌下で撹拌した。
【表４】
2019524628.tif 000006
【０１５３】
例Ｂの転化コーティング処理組成物の溶液を調製するのに使用した成分及びそれらの量を表４に与える。硝酸セリウム、硝酸イットリウム及び塩化セリウム溶液を個々のカップに計量した。次いで、５００グラムの脱イオン水を使用して、１，０００グラムの脱イオン水を含有する容器に穏やかに撹拌しながら溶液を移した。残りの４５３グラムの水を添加し、過酸化水素を添加する前に均一性を確保するために溶液を１０分間撹拌した。最終溶液を使用前に最低３０分間撹拌した。
【表５】
2019524628.tif 000007
【０１５４】
シーリング組成物を調製する際に、ｐＨメーター（Ａｃｃｕｍｅｔ  ＡＢ１５、Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）及び単一接合電極（Ａｇ／ＡｇＣｌ基準；Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）を使用して各例Ｃ〜ＪのｐＨを測定し、ｐＨメーター（Ｍｅｔｔｌｅｒ  Ｔｏｌｅｄｏ、Ｓｅｖｅｎ２Ｇｏ、モデルＳ２）及びダブルオープン（ｄｏｕｂｌｅ  ｏｐｅｎ）接合電極（Ｍｅｔｔｌｅｒ  Ｔｏｌｅｄｏ、Ｘｅｒｏｌｙｔ（登録商標）ポリマー基準）を用いて各例Ｋ〜ＯのｐＨを測定した。
【０１５５】
シーリング組成物例Ｃ及び例Ｋはそれぞれ、表５に示す成分を用いて、上記で記載されるように撹拌プレートを用いて穏やかに撹拌しながら炭酸リチウムを脱イオン水に溶解することにより調製した（ＶＷＲ、７×７ＣＥＲ  ＨＯＴ／ＳＴＩＲ）。例Ｃは１１．５２の最終ｐＨを有していた。例Ｃは、比較例１（以下に記載）のパネルを処理するために使用された。例Ｋは１１．１４の最終ｐＨを有していた。例Ｋは、比較例９（以下に記載）のパネルを処理するために使用された。
【０１５６】
シーリング組成物例Ｄ及び例Ｌはそれぞれ、表５に示す成分を用いて、上記で記載されるように撹拌プレートを用いて穏やかに撹拌しながら水酸化リチウムを脱イオン水に溶解することにより調製した。例Ｄは１２．６９の最終ｐＨ値を有していた。例Ｄを使用して、比較例２（以下に記載）のパネルを処理した。例Ｌは１２．１７の最終ｐＨ値を有していた。例Ｌを使用して、比較例１０（以下に記載）のパネルを処理した。
【０１５７】
比較例２に従ってパネルを処理するために例Ｄの組成物を含有する浴を使用した後、１１．４２の最終ｐＨ値が得られるまで例Ｄの組成物を含有する浴中に二酸化炭素ガスをバブリングすることによってシーリング組成物例Ｅを調製した。図１及び表５を参照のこと。例３のパネルを処理するために例Ｅを使用した（以下に記載）。
【０１５８】
例３に従ってパネルを処理するために例Ｅの組成物を含有する浴を使用した後、１０．５４の最終ｐＨ値が得られるまで例Ｅの組成物に追加の二酸化炭素ガスをバブリングすることによってシーリング組成物例Ｆを調製した。図１及び表５を参照のこと。例４のパネルを処理するために例Ｆを使用した（以下に記載）。
【０１５９】
例４に従ってパネルを処理するために例Ｆの組成物を含有する浴を使用した後、９．４７の最終ｐＨ値が得られるまで例Ｆの組成物に追加の二酸化炭素ガスをバブリングすることによってシーリング組成物例Ｇを調製した。図１及び表５を参照のこと。例５のパネルを処理するために例Ｇを使用した（以下に記載）。
【０１６０】
例５に従ってパネルを処理するために例Ｇの組成物を含有する浴を使用した後、１０．４７の最終ｐＨ値が得られるまで例Ｇの組成物に５％の水酸化リチウム溶液を添加することによってシーリング組成物例Ｈを調製した。図１及び表５を参照のこと。例６のパネルを処理するために例Ｈを使用した（以下に記載）。
【０１６１】
例６に従って例Ｈの組成物を含有する浴を使用した後、１１．４８の最終ｐＨ値が得られるまで例Ｈの組成物に５％の水酸化リチウム溶液を添加することによってシーリング組成物例Ｉを調製した。図１及び表５を参照のこと。例７のパネルを処理するために例Ｉを使用した（以下に記載）。
【０１６２】
例７に従って例Ｉの組成物を含有する浴を使用した後、１２．４７の最終ｐＨ値が得られるまで例Ｉの組成物に５％の水酸化リチウム溶液を添加することによってシーリング組成物例Ｊを調製した。図１及び表５を参照のこと。例８のパネルを処理するために例Ｊを使用した（以下に記載）。
【０１６３】
比較例１０に従ってパネルを処理するために例Ｌの組成物を含有する浴を使用した後、１１．３７の最終ｐＨ値が得られるまで例Ｌの組成物を含有する浴中に二酸化炭素ガスをバブリングすることによってシーリング組成物例Ｍを調製した。図２及び表５を参照のこと。例１１のパネルを処理するために例Ｍを使用した（以下に記載）。
【０１６４】
例１１に従ってパネルを処理するために例Ｍの組成物を含有する浴を使用した後、９．５の最終ｐＨ値が得られるまで例Ｍの組成物に追加の二酸化炭素ガスをバブリングすることによってシーリング組成物例Ｎを調製した。図２及び表５を参照のこと。例１２のパネルを処理するために例Ｎを使用した（以下に記載）。
【０１６５】
例１２に従って例Ｎの組成物を含有する浴を使用した後、１１．３７の最終ｐＨ値が得られるまで例Ｎの組成物に５％の水酸化リチウム溶液を添加することによってシーリング組成物例Ｏを調製した。図２及び表５を参照のこと。例１３のパネルを処理するために例Ｏを使用した（以下に記載）。
【０１６６】
パネルの調製
比較例１
３インチ×５インチ×０．０３２インチの大きさのアルミニウム２０２４Ｔ３未処理基材（Ｐｒｉｏｒｉｔｙ  Ｍｅｔａｌｓ，Ｏｒａｎｇｅ  Ｃｏｕｎｔｙ，ＣＡから得られる）をメチルエチルケトン及び使い捨て布で手動で拭き、化学洗浄の前に空気乾燥させた。パネルを、間欠的に撹拌しながら周囲温度で３．５分間、洗剤−脱酸素剤組成物例Ａに含浸した。次いで、パネルを、２回の後続脱イオン水リンスに、それぞれ２分間、両方とも間欠的に撹拌しながら周囲温度で含浸した。２回目のリンスの後、パネルを連続的脱イオン水リンスで１０秒間すすいだ。次いで、パネルを撹拌せずに周囲温度で５分間、転化組成物例Ｂに含浸した。次に、パネルを、間欠的に撹拌しながら周囲温度で２分間脱イオン水中に含浸し、続いて１０秒間連続的脱イオン水リンスによってすすいだ。次いでパネルを間欠的に撹拌しながら周囲温度で２分間シーリング組成物例Ｃに含浸した。パネルを周囲条件で一晩空気乾燥した後、以下に記載されるように腐食試験を行った。
【０１６７】
比較例２
３インチ×５インチ×０．０３２インチの大きさのアルミニウム２０２４Ｔ３未処理基材（Ｐｒｉｏｒｉｔｙ  Ｍｅｔａｌｓ，Ｏｒａｎｇｅ  Ｃｏｕｎｔｙ，ＣＡから得られる）をメチルエチルケトン及び使い捨て布で手動で拭き、化学洗浄の前に空気乾燥させた。パネルを、間欠的に撹拌しながら周囲温度で３．５分間、洗剤−脱酸素剤組成物例Ａに含浸した。次いで、パネルを、２回の後続脱イオン水リンスに、それぞれ２分間、両方とも間欠的に撹拌しながら周囲温度で含浸した。２回目のリンスの後、パネルを連続的脱イオン水リンスで１０秒間すすいだ。次いで、パネルを撹拌せずに周囲温度で５分間、転化組成物例Ｂに含浸した。次に、パネルを、間欠的に撹拌しながら周囲温度で２分間脱イオン水中に含浸し、続いて１０秒間連続的脱イオン水リンスによってすすいだ。次いでパネルを間欠的に撹拌しながら周囲温度で２分間シーリング組成物例Ｄに含浸した。パネルを周囲条件で一晩空気乾燥した後、以下に記載されるように腐食試験を行った。
【０１６８】
例３
比較例２からのパネルを例Ｄのシール溶液を通して処理した後、ｐＨが１１．４２になるまで二酸化炭素ガスを浴中にバブリングすることにより浴のｐＨを調整した（すなわち、上記で記載されるように例Ｅを形成するため）。図１を参照のこと。
【０１６９】
次に、３インチ×５インチ×０．０３２インチの大きさの追加アルミニウム２０２４Ｔ３未処理基材（Ｐｒｉｏｒｉｔｙ  Ｍｅｔａｌｓ，Ｏｒａｎｇｅ  Ｃｏｕｎｔｙ，ＣＡ）をメチルエチルケトン及び使い捨て布で手動で拭き、化学洗浄の前に空気乾燥させた。パネルを、間欠的に撹拌しながら周囲温度で３．５分間、洗剤−脱酸素剤組成物例Ａに含浸した。次いで、パネルを、２回の後続脱イオン水リンスに、それぞれ２分間、両方とも間欠的に撹拌しながら周囲温度で含浸した。２回目のリンスの後、パネルを連続的脱イオン水リンスで１０秒間すすいだ。次いで、パネルを撹拌せずに周囲温度で５分間、転化組成物例Ｂに含浸した。次に、パネルを、間欠的に撹拌しながら周囲温度で２分間脱イオン水中に含浸し、続いて１０秒間連続的脱イオン水リンスによってすすいだ。次いでパネルを間欠的に撹拌しながら周囲温度で２分間シーリング組成物例Ｅに含浸した。パネルを周囲条件で一晩空気乾燥した後、以下に記載されるように腐食試験を行った。
【０１７０】
例４
パネルを例Ｅのシール溶液を通して処理した後、ｐＨが１０．５４になるまで二酸化炭素ガスを浴中にバブリングすることにより浴のｐＨを調整した（すなわち、上記で記載されるように例Ｆを形成するため）。図１を参照のこと。
【０１７１】
次に、３インチ×５インチ×０．０３２インチの大きさの追加アルミニウム２０２４Ｔ３未処理基材（Ｐｒｉｏｒｉｔｙ  Ｍｅｔａｌｓ，Ｏｒａｎｇｅ  Ｃｏｕｎｔｙ，ＣＡ）をメチルエチルケトン及び使い捨て布で手動で拭き、化学洗浄の前に空気乾燥させた。パネルを、間欠的に撹拌しながら周囲温度で３．５分間、洗剤−脱酸素剤組成物例Ａに含浸した。次いで、パネルを、２回の後続脱イオン水リンスに、それぞれ２分間、両方とも間欠的に撹拌しながら周囲温度で含浸した。２回目のリンスの後、パネルを連続的脱イオン水リンスで１０秒間すすいだ。次いで、パネルを撹拌せずに周囲温度で５分間、転化組成物例Ｂに含浸した。次に、パネルを、間欠的に撹拌しながら周囲温度で２分間脱イオン水中に含浸し、続いて１０秒間連続的脱イオン水リンスによってすすいだ。次いでパネルを間欠的に撹拌しながら周囲温度で２分間シーリング組成物例Ｆに含浸した。パネルを周囲条件で一晩空気乾燥した後、以下に記載されるように腐食試験を行った。
【０１７２】
例５
パネルを例Ｆのシール溶液を通して処理した後、ｐＨが９．４７になるまで二酸化炭素ガスを浴中にバブリングすることにより浴のｐＨを調整した（すなわち、上記で記載されるように例Ｇを形成するため）。図１を参照のこと。
【０１７３】
次に、３インチ×５インチ×０．０３２インチの大きさの追加アルミニウム２０２４Ｔ３未処理基材（Ｐｒｉｏｒｉｔｙ  Ｍｅｔａｌｓ，Ｏｒａｎｇｅ  Ｃｏｕｎｔｙ，ＣＡ）をメチルエチルケトン及び使い捨て布で手動で拭き、化学洗浄の前に空気乾燥させた。パネルを、間欠的に撹拌しながら周囲温度で３．５分間、洗剤−脱酸素剤組成物例Ａに含浸した。次いで、パネルを、２回の後続脱イオン水リンスに、それぞれ２分間、両方とも間欠的に撹拌しながら周囲温度で含浸した。２回目のリンスの後、パネルを連続的脱イオン水リンスで１０秒間すすいだ。次いで、パネルを撹拌せずに周囲温度で５分間、転化組成物例Ｂに含浸した。次に、パネルを、間欠的に撹拌しながら周囲温度で２分間脱イオン水中に含浸し、続いて１０秒間連続的脱イオン水リンスによってすすいだ。次いでパネルを間欠的に撹拌しながら周囲温度で２分間シーリング組成物例Ｇに含浸した。パネルを周囲条件で一晩空気乾燥した後、以下に記載されるように腐食試験を行った。
【０１７４】
例６
パネルを例Ｇのシール溶液を通して処理した後、浴のｐＨを上記で記載されるように水酸化リチウム溶液を用いて調整した（すなわち、上記で記載されるように例Ｈを形成するため）。図１を参照のこと。
【０１７５】
次に、３インチ×５インチ×０．０３２インチの大きさの追加アルミニウム２０２４Ｔ３未処理基材（Ｐｒｉｏｒｉｔｙ  Ｍｅｔａｌｓ，Ｏｒａｎｇｅ  Ｃｏｕｎｔｙ，ＣＡ）をメチルエチルケトン及び使い捨て布で手動で拭き、化学洗浄の前に空気乾燥させた。パネルを、間欠的に撹拌しながら周囲温度で３．５分間、洗剤−脱酸素剤組成物例Ａに含浸した。次いで、パネルを、２回の後続脱イオン水リンスに、それぞれ２分間、両方とも間欠的に撹拌しながら周囲温度で含浸した。２回目のリンスの後、パネルを連続的脱イオン水リンスで１０秒間すすいだ。次いで、パネルを撹拌せずに周囲温度で５分間、転化組成物例Ｂに含浸した。次に、パネルを、間欠的に撹拌しながら周囲温度で２分間脱イオン水中に含浸リンスによって、続いて１０秒間連続的脱イオン水リンスによってすすいだ。次いでパネルを間欠的に撹拌しながら周囲温度で２分間シーリング組成物例Ｈに含浸した。パネルを周囲条件で一晩空気乾燥した後、以下に記載されるように腐食試験を行った。
【０１７６】
例７
パネルを例Ｈのシール溶液を通して処理した後、浴のｐＨを上記で記載されるように水酸化リチウム溶液を用いて調整した（すなわち、上記で記載されるように例Ｉを形成するため）。図１を参照のこと。
【０１７７】
次に、３インチ×５インチ×０．０３２インチの大きさの追加アルミニウム２０２４Ｔ３未処理基材（Ｐｒｉｏｒｉｔｙ  Ｍｅｔａｌｓ，Ｏｒａｎｇｅ  Ｃｏｕｎｔｙ，ＣＡ）をメチルエチルケトン及び使い捨て布で手動で拭き、化学洗浄の前に空気乾燥させた。パネルを、間欠的に撹拌しながら周囲温度で３．５分間、洗剤−脱酸素剤組成物例Ａに含浸した。次いで、パネルを、２回の後続脱イオン水リンスに、それぞれ２分間、両方とも間欠的に撹拌しながら周囲温度で含浸した。２回目のリンスの後、パネルを連続的脱イオン水リンスで１０秒間すすいだ。次いで、パネルを撹拌せずに周囲温度で５分間、転化組成物例Ｂに含浸した。次に、パネルを、間欠的に撹拌しながら周囲温度で２分間脱イオン水中に含浸リンスによって、続いて１０秒間連続的脱イオン水リンスによってすすいだ。次いでパネルを間欠的に撹拌しながら周囲温度で２分間シーリング組成物例Ｉに含浸した。パネルを周囲条件で一晩空気乾燥した後、以下に記載されるように腐食試験を行った。
【０１７８】
例８
パネルを例Ｉのシール溶液を通して処理した後、浴のｐＨを上記で記載されるように水酸化リチウム溶液を用いて調整した（すなわち、上記で記載されるように例Ｉを形成するため）。図１を参照のこと。
【０１７９】
次に、３インチ×５インチ×０．０３２インチの大きさの追加アルミニウム２０２４Ｔ３未処理基材（Ｐｒｉｏｒｉｔｙ  Ｍｅｔａｌｓ，Ｏｒａｎｇｅ  Ｃｏｕｎｔｙ，ＣＡ）をメチルエチルケトン及び使い捨て布で手動で拭き、化学洗浄の前に空気乾燥させた。パネルを、間欠的に撹拌しながら周囲温度で３．５分間、洗剤−脱酸素剤組成物例Ａに含浸した。次いで、パネルを、２回の後続脱イオン水リンスに、それぞれ２分間、両方とも間欠的に撹拌しながら周囲温度で含浸した。２回目のリンスの後、パネルを連続的脱イオン水リンスで１０秒間すすいだ。次いで、パネルを撹拌せずに周囲温度で５分間、転化組成物例Ｂに含浸した。次に、パネルを、間欠的に撹拌しながら周囲温度で２分間脱イオン水中に含浸し、続いて１０秒間連続的脱イオン水リンスによってすすいだ。次いでパネルを間欠的に撹拌しながら周囲温度で２分間シーリング組成物例Ｊに含浸した。パネルを周囲条件で一晩空気乾燥した後、以下に記載されるように腐食試験を行った。
【０１８０】
比較例９
３インチ×５インチ×０．０３２インチの大きさのアルミニウム２０２４Ｔ３未処理基材（Ｐｒｉｏｒｉｔｙ  Ｍｅｔａｌｓ，Ｏｒａｎｇｅ  Ｃｏｕｎｔｙ，ＣＡから得られる）をメチルエチルケトン及び使い捨て布で手動で拭き、化学洗浄の前に空気乾燥させた。パネルを、間欠的に撹拌しながら周囲温度で３．５分間、洗剤−脱酸素剤組成物例Ａに含浸した。次いで、パネルを、２回の後続脱イオン水リンスに、それぞれ２分間、両方とも間欠的に撹拌しながら周囲温度で含浸した。２回目のリンスの後、パネルを連続的脱イオン水リンスで１０秒間すすいだ。次いで、パネルを撹拌せずに周囲温度で５分間、転化組成物例Ｂに含浸した。次に、パネルを、間欠的に撹拌しながら周囲温度で２分間脱イオン水中に含浸し、続いて１０秒間連続的脱イオン水リンスによってすすいだ。次いでパネルを間欠的に撹拌しながら周囲温度で２分間シーリング組成物例Ｋに含浸した。パネルを周囲条件で一晩空気乾燥した後、以下に記載されるように腐食試験を行った。
【０１８１】
比較例１０
３インチ×５インチ×０．０３２インチの大きさのアルミニウム２０２４Ｔ３未処理基材（Ｐｒｉｏｒｉｔｙ  Ｍｅｔａｌｓ，Ｏｒａｎｇｅ  Ｃｏｕｎｔｙ，ＣＡから得られる）をメチルエチルケトン及び使い捨て布で手動で拭き、化学洗浄の前に空気乾燥させた。パネルを、間欠的に撹拌しながら周囲温度で３．５分間、洗剤−脱酸素剤組成物例Ａに含浸した。次いで、パネルを、２回の後続脱イオン水リンスに、それぞれ２分間、両方とも間欠的に撹拌しながら周囲温度で含浸した。２回目のリンスの後、パネルを連続的脱イオン水リンスで１０秒間すすいだ。次いで、パネルを撹拌せずに周囲温度で５分間、転化組成物例Ｂに含浸した。次に、パネルを、間欠的に撹拌しながら周囲温度で２分間脱イオン水中に含浸し、続いて１０秒間連続的脱イオン水リンスによってすすいだ。次いでパネルを間欠的に撹拌しながら周囲温度で２分間シーリング組成物例Ｌに含浸した。パネルを周囲条件で一晩空気乾燥した後、以下に記載されるように腐食試験を行った。
【０１８２】
例１１
比較例１０からのパネルを例Ｌのシール溶液を通して処理した後、ｐＨが１１．３７になるまで二酸化炭素ガスを浴中にバブリングすることにより浴のｐＨを調整した（すなわち、上記で記載されるように例Ｍを形成するため）。図２を参照のこと。
【０１８３】
次に、３インチ×５インチ×０．０３２インチの大きさの追加アルミニウム２０２４Ｔ３未処理基材（Ｐｒｉｏｒｉｔｙ  Ｍｅｔａｌｓ，Ｏｒａｎｇｅ  Ｃｏｕｎｔｙ，ＣＡ）をメチルエチルケトン及び使い捨て布で手動で拭き、化学洗浄の前に空気乾燥させた。パネルを、間欠的に撹拌しながら周囲温度で３．５分間、洗剤−脱酸素剤組成物例Ａに含浸した。次いで、パネルを、２回の後続脱イオン水リンスに、それぞれ２分間、両方とも間欠的に撹拌しながら周囲温度で含浸した。２回目のリンスの後、パネルを連続的脱イオン水リンスで１０秒間すすいだ。次いで、パネルを撹拌せずに周囲温度で５分間、転化組成物例Ｂに含浸した。次に、パネルを、間欠的に撹拌しながら周囲温度で２分間脱イオン水中に含浸し、続いて１０秒間連続的脱イオン水リンスによってすすいだ。次いでパネルを間欠的に撹拌しながら周囲温度で２分間シーリング組成物例Ｍに含浸した。パネルを周囲条件で一晩空気乾燥した後、以下に記載されるように腐食試験を行った。
【０１８４】
例１２
パネルを例Ｍのシール溶液を通して処理した後、ｐＨが９．５０になるまで二酸化炭素ガスを浴中にバブリングすることにより浴のｐＨを調整した（すなわち、上記で記載されるように例Ｎを形成するため）。図２を参照のこと。
【０１８５】
次に、３インチ×５インチ×０．０３２インチの大きさの追加アルミニウム２０２４Ｔ３未処理基材（Ｐｒｉｏｒｉｔｙ  Ｍｅｔａｌｓ，Ｏｒａｎｇｅ  Ｃｏｕｎｔｙ，ＣＡ）をメチルエチルケトン及び使い捨て布で手動で拭き、化学洗浄の前に空気乾燥させた。パネルを、間欠的に撹拌しながら周囲温度で３．５分間、洗剤−脱酸素剤組成物例Ａに含浸した。次いで、パネルを、２回の後続脱イオン水リンスに、それぞれ２分間、両方とも間欠的に撹拌しながら周囲温度で含浸した。２回目のリンスの後、パネルを連続的脱イオン水リンスで１０秒間すすいだ。次いで、パネルを撹拌せずに周囲温度で５分間、転化組成物例Ｂに含浸した。次に、パネルを、間欠的に撹拌しながら周囲温度で２分間脱イオン水中に含浸し、続いて１０秒間連続的脱イオン水リンスによってすすいだ。次いでパネルを間欠的に撹拌しながら周囲温度で２分間シーリング組成物例Ｎに含浸した。パネルを周囲条件で一晩空気乾燥した後、以下に記載されるように腐食試験を行った。
【０１８６】
例１３
パネルを例Ｎのシール溶液を通して処理した後、浴のｐＨを上記で記載されるように水酸化リチウム溶液を用いて調整した（すなわち、上記で記載されるように例Ｏを形成するため）。図２を参照のこと。
【０１８７】
次に、３インチ×５インチ×０．０３２インチの大きさの追加アルミニウム２０２４Ｔ３未処理基材（Ｐｒｉｏｒｉｔｙ  Ｍｅｔａｌｓ，Ｏｒａｎｇｅ  Ｃｏｕｎｔｙ，ＣＡ）をメチルエチルケトン及び使い捨て布で手動で拭き、化学洗浄の前に空気乾燥させた。パネルを、間欠的に撹拌しながら周囲温度で３．５分間、洗剤−脱酸素剤組成物例Ａに含浸した。次いで、パネルを、２回の後続脱イオン水リンスに、それぞれ２分間、両方とも間欠的に撹拌しながら周囲温度で含浸した。２回目のリンスの後、パネルを連続的脱イオン水リンスで１０秒間すすいだ。次いで、パネルを撹拌せずに周囲温度で５分間、転化組成物例Ｂに含浸した。次に、パネルを、間欠的に撹拌しながら周囲温度で２分間脱イオン水中に含浸リンスによって、続いて１０秒間連続的脱イオン水リンスによってすすいだ。次いでパネルを間欠的に撹拌しながら周囲温度で２分間シーリング組成物例Ｏに含浸した。パネルを周囲条件で一晩空気乾燥した後、以下に記載されるように腐食試験を行った。
【０１８８】
腐食試験
例１〜８からのパネルを、ＡＳＴＭ  Ｂ１１７に従って作動させた中性塩噴霧キャビネット内において７日間暴露した。７日間の暴露後にパネル上の肉眼で見えるピットの数を数えることによって腐食性能を評価した。テストの前に存在していた、端にある、又はスクラッチから生じたピットはカウントから除外された。腐食性能データを表６に報告する。
【０１８９】
例９〜１３からの浴を、自動滴定法（Ｍｅｔｒｏｈｍ  ７９９  ＧＰＴ  Ｔｉｔｒｉｎｏ，Ｔｉａｍｏ  ２．３のソフトウェア）を用いて炭酸リチウム含有量について評価した。以下の式を使用して、％Ｌｉ２ＣＯ３及び％ＣＯ３を計算した：
％Ｌｉ２ＣＯ３＝［（ＥＰ３での体積−ＥＰ２での体積）×ＭＷ  Ｌｉ２ＣＯ３×ＨＣｌ濃度×１００］／（ＳＷ×１０００）及び
％ＣＯ３＝［（ＥＰ３での体積−ＥＰ２での体積）×ＭＷ  ＣＯ３×ＨＣｌ濃度×１００］／（ＳＷ×１０００）、ここで、ＥＰ２は第２のエンドポイントで、ＥＰ３は第３のエンドポイントである。ＨＣｌ濃度（Ｎ）は０．１０１２であった。
【０１９０】
表６に報告されているように、これらの値を用いて例９〜１３のシーリング組成物を含有する浴中の炭酸塩の量を計算した。
【表６】
2019524628.tif 000008
【０１９１】
比較例１及び９は、炭酸リチウムから製造された組成物を含有する処理浴を示す。これらの例は炭酸リチウムから製造された組成物を含有するそのような処理浴のｐＨを示し、比較例９はまた処理浴中の炭酸リチウム及び炭酸塩の量を示した。比較例１の処理浴のｐＨは１１．５２であり、塩噴霧暴露後に処理パネル上に５個のピットがあった。比較例９の処理浴は１１．１４のｐＨを有し、０．１５４％の炭酸リチウム及び１２４８ｐｐｍの炭酸塩を含有していた。
【０１９２】
比較例２及び１０は、水酸化リチウムから製造された組成物を含有する処理浴を示した。特に、例Ｄにおけるリチウムの量（比較例２を製造するために使用）は、例Ｃのリチウム（比較例１を製造するために使用）の量（リチウム０．０８１モル）と同じであった。比較例２の処理浴のｐＨは１２．６９であり、塩噴霧暴露後に処理されたパネル上に１００を超えるピットがあった。比較例１０の処理浴は１２．１７のｐＨを有し、４８ｐｐｍの炭酸塩のみを含有した。理論に拘束されることを望まないが、比較例１０の処理浴中に存在する炭酸塩は、ＣＯ２のＣＯ３−への転化の結果であると仮定される。これらのデータは、十分な炭酸塩が存在しない場合、リチウムが処理浴で処理された金属基材に対して防食を提供しないことを示している。
【０１９３】
例３は、処理浴中にＣＯ２をバブリングすることによって、ｐＨを比較例１に匹敵する範囲まで下げることができると同時に、処理パネル上のピットの数を６まで減少させることを示した。例１１によって示されるように、ＣＯ２を添加する前に、微量の炭酸リチウムのみを有する浴中でＣＯ２を使用して炭酸リチウムを形成することもできる。
【０１９４】
例４、５、及び１２はまた、追加量のＣＯ２を処理浴中にバブリングすることでｐＨを低下させることを示したが、これらの例は、比較例１（１１．５２のｐＨを有し、処理パネル上に５個のピットを有していた）と比較して、及び例３（１１．４２のｐＨを有し、処理パネル上に６個のピットを有していた）と比較して、処理浴のｐＨが低下するにつれて、塩噴霧暴露後に処理パネル上の腐食ピットがますます増加する傾向を示す（すなわち、例４及び５で処理されたパネルはそれぞれｐＨ１０．５４及び９．４７において１０及び１８個のピットを有していた）。例１２によって示されるように、処理浴中に１９６０ｐｐｍの炭酸塩が存在した。これらのデータは、炭酸リチウムを含有する浴中では、ｐＨが腐食性能にとって重要であることを示している。
【０１９５】
例６、７、及び１３は、例６で処理されたパネルが１４ピットを有していたのに対し、例７で処理されたパネルは３ピットを有していたので、ｐＨをそれぞれ１０．４７及び１１．４８に増加させるためのＬｉＯＨの添加が腐食性能を改善したことを示した。
【０１９６】
例８は、炭酸塩レベルが十分であってもｐＨを１２．５に上げると腐食性能が損なわれることを示したが、ここで処理パネルは３９個の腐食部位を有しており、炭酸リチウムを含まず、１００個を超えるピットを有する比較例２と比較して改善はあり、炭酸リチウムを浴に添加しなかった。
【０１９７】
例は、耐食性に関してｐＨ、リチウム濃度、及び炭酸塩濃度の相互作用を示している。
【図１】
2019524628.tif 000009
【図２】
2019524628.tif 000010
【図３】
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【国際調査報告】
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2019524628.tif 000013