(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリビニルアルコール系化合物（Ａ）と、前記ポリビニルアルコール系化合物（Ａ）と反応しうる官能基を有する架橋性有機化合物（Ｂ１）及び前記ポリビニルアルコール系化合物（Ａ）と反応しうる元素を含む架橋性無機化合物（Ｂ２）から選ばれる１種又は２種以上の架橋性化合物（Ｂ）とを含有し（ただし、バナジウム化合物を含有しない）、
前記架橋性化合物（Ｂ）として少なくとも前記架橋性無機化合物（Ｂ２）を含有し、
前記架橋性有機化合物（Ｂ１）が、グリシジルエーテル基、イソシアネート基、メチロール基及びアルデヒド基から選ばれる１種以上の官能基を有し、
前記架橋性無機化合物（Ｂ２）が、Ｃｒ（III）、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｃｅ、及びＴｅから選ばれる１種又は２種以上の元素を含む、水系金属表面処理剤。
【請求項２】
前記ポリビニルアルコール系化合物（Ａ）の含有量が、水系金属表面処理剤に含まれる全固形分に対して、１０質量％〜９０質量％であり、前記架橋性有機化合物（Ｂ１）及び前記架橋性無機化合物（Ｂ２）から選ばれる１種又は２種以上の架橋性化合物（Ｂ）の含有量の総計（Ｂ＝Ｂ１＋Ｂ２）が、水系金属表面処理剤に含まれる全固形分に対して、１０質量％〜９０質量％である、請求項１に記載の水系金属表面処理剤。
【請求項３】
前記架橋性有機化合物（Ｂ１）及び前記架橋性無機化合物（Ｂ２）が両方含まれる、請求項１又は２に記載の水系金属表面処理剤。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の水系金属表面処理剤を金属材料表面に塗布して形成された表面処理皮膜を有することを特徴とする金属材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属材料とラミネートフィルム又は樹脂塗膜とが剥離することを防ぐことができる密着性及び耐薬品密着維持性に優れた表面処理皮膜を形成するための水系金属表面処理剤及びその金属表面処理剤で処理してなる金属材料に関する。詳しくは、金属材料に樹脂フィルムをラミネートし又は樹脂塗膜を形成し、その後に深絞り加工、しごき加工又はストレッチドロー加工等の厳しい成形加工を施した場合であっても、そのラミネートフィルム等が剥離しないような高い密着性を付与することができ、さらに酸、有機溶剤等に曝されても高い密着性を維持し得る耐薬品密着維持性に優れた６価クロムフリー表面処理皮膜を形成するための水系金属表面処理剤等に関する。
【背景技術】
【０００２】
ラミネート加工は、樹脂製のフィルム（以下、「樹脂フィルム」又は「ラミネートフィルム」という。）を金属材料の表面（以下、単に「金属表面」ともいう。）に加熱圧着する加工手段であり、金属表面を保護すること又は意匠性を付与することを目的とした金属表面の被覆方法の一つであり、様々な分野で使用されている。このラミネート加工は、樹脂組成物を溶剤中に溶解又は分散させたものを金属表面に塗布乾燥することによって樹脂塗膜を形成する方法に比べ、乾燥時に発生する溶剤や二酸化炭素等の廃棄ガス又は温暖化ガスの発生量が少ない。そのため、環境保全の面において好ましく適用され、その用途は拡大し、例えば、アルミニウム薄板材、スチール薄板材、包装用アルミニウム箔又はステンレス箔等を素材とした食品用缶のボディー若しくは蓋材、食品用容器又は乾電池容器等に用いられている。
【０００３】
特に最近では、携帯電話、電子手帳、ノート型パソコン又はビデオカメラ等に用いられるモバイル用リチウムイオン２次電池の外装材及びタブリード材として、軽量でバリアー性の高いアルミニウム箔又はステンレス箔等の金属箔が好ましく用いられており、こうした金属箔の表面にラミネート加工が適用されている。また、電気自動車又はハイブリッド自動車の駆動エネルギーとしてリチウムイオン２次電池が検討されているが、その外装材としても、ラミネート加工した金属箔が検討されている。
【０００４】
こうしたラミネート加工に用いるラミネートフィルムは、直接金属材料に貼り合わせた後に加熱圧着する。そのため、樹脂組成物を塗布乾燥してなる一般的な樹脂塗膜に比べて、原材料のムダを抑制できる、ピンホール（欠陥部）が少ない及び加工性が優れる等の利点がある。ラミネートフィルムの材料としては、一般に、ポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂や、ポリエチレン及びポリプロピレン等のポリオレフィンが用いられている。
【０００５】
金属表面に化成処理等の処理を施さないでラミネート加工を行うと、金属表面からラミネートフィルムが剥離したり、金属材料に腐食が生じたりするという問題がある。例えば、食品用容器又は包材においては、ラミネート加工後の容器又は包材に内容物を加えた後に殺菌を目的とした加熱処理を施すが、その加熱処理時に金属表面からラミネートフィルムが剥離することがある。また、リチウムイオン２次電池の外装材等においては、その製造工程で加工度の高い加工を受ける。さらに、長期使用されると、大気中の水分が容器内に浸入し、これが電解質と反応してフッ化水素酸を生成し、これがラミネートフィルムを透過して金属表面とラミネートフィルムとの剥離を発生させるとともに、金属表面を腐食するという問題がある。
【０００６】
こうした問題に対し、ラミネートフィルムを金属表面にラミネート加工する際、ラミネートフィルムと金属表面との密着性及び金属表面の耐食性を向上させるために、金属表面を脱脂洗浄した後、通常、リン酸クロメート等の化成処理等が施される。しかしながら、こうした化成処理は、処理後に余剰の処理液を除去するための洗浄工程が必要であり、その洗浄工程から排出される洗浄水の廃水処理にコストがかかる。特にリン酸クロメート等の化成処理等は、６価クロムを含む処理液が用いられるので、近年の環境的配慮から敬遠される傾向にある。
【０００７】
例えば、特許文献１では、特定量の水溶性ジルコニウム化合物と、特定構造の水溶性又は水分散性アクリル樹脂と、水溶性又は水分散性熱硬化型架橋剤とを含有する下地処理剤が提案されている。また、特許文献２では、特定量の水溶性ジルコニウム化合物及び/又は水溶性チタン化合物と、有機ホスホン酸化合物と、タンニンとからなるノンクロム金属表面処理剤が提案されている。また、特許文献３では、アミノ化フェノール重合体と、Ｔｉ及びＺｒ等の特定の金属化合物とを含有し、ｐＨが１．５〜６．０の範囲である金属表面処理薬剤が提案されている。また、特許文献４では、アミノ化フェノール重合体と、アクリル系重合体と、金属化合物と、さらに必要に応じてリン化合物とを含有する樹脂膜が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際特許公開ＷＯ２００２／０６３７０３号公報
【特許文献２】特開２００２−２６５８２１号公報
【特許文献３】特開２００３−３１３６８０号公報
【特許文献４】特開２００４−２６２１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、金属材料とラミネートフィルム又は樹脂塗膜とが剥離することを防ぐことができる密着性及び耐薬品密着維持性に優れた表面処理皮膜を形成するための水系金属表面処理剤を提供すること及びその金属表面処理剤で処理してなる金属材料を提供することにある。詳しくは、金属材料に樹脂フィルムをラミネートし又は樹脂塗膜を形成し、その後に深絞り加工、しごき加工又はストレッチドロー加工等の厳しい成形加工を施した場合であっても、そのラミネートフィルム又は樹脂塗膜が剥離しないような高い密着性を有するとともに、酸等に曝されても高い密着性を維持し得る耐薬品密着維持性に優れた６価クロムフリー表面処理皮膜を形成するための金属表面処理剤を提供すること及びその金属表面処理剤で処理してなる金属材料を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための本発明に係る水系金属表面処理剤は、ポリビニルアルコール系化合物（Ａ）と、前記ポリビニルアルコール系化合物（Ａ）と反応しうる官能基を有する架橋性有機化合物（Ｂ１）及び前記ポリビニルアルコール系化合物（Ａ）と反応しうる元素を含む架橋性無機化合物（Ｂ２）から選ばれる１種又は２種以上の架橋性化合物（Ｂ）とを含有し、前記架橋性化合物（Ｂ）として少なくとも前記架橋性無機化合物（Ｂ２）を含有する（ただし、バナジウム化合物を含有しない）ことを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、ポリビニルアルコール系化合物（Ａ）と上記した架橋性化合物（Ｂ）とを含有するので、その水系金属表面処理剤で処理して得られる表面処理皮膜は、高い密着性を有するとともに、酸等に曝されても高い密着性を維持することができる。その結果、金属材料に樹脂フィルムをラミネートし又は樹脂塗膜を形成し、その後に深絞り加工、しごき加工又はストレッチドロー加工等の厳しい成形加工を施した場合であっても、また、さらに酸や有機溶剤等に曝された場合であっても、そのラミネートフィルム又は樹脂塗膜が金属材料から剥離することを防ぐことができる。
【００１２】
本発明に係る水系金属表面処理剤において、前記架橋性有機化合物（Ｂ１）が、グリシジルエーテル基、イソシアネート基、メチロール基及びアルデヒド基から選ばれる１種以上の官能基を有する。
【００１３】
この発明によれば、架橋性有機化合物（Ｂ１）が上記した官能基を有するので、その水系金属表面処理剤で処理して得られる表面処理皮膜は、より密着性が優れ、また、有機溶剤や酸に曝されても長期間にわたってより安定した密着性を維持することができる。
【００１４】
本発明に係る水系金属表面処理剤において、前記架橋性無機化合物（Ｂ２）が、Ｃｒ（III）、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｃｅ、及びＴｅから選ばれる１種又は２種以上の元素を含む。
【００１５】
この発明によれば、架橋性無機化合物（Ｂ２）が上記した元素を含むので、その水系金属表面処理剤で処理して得られる表面処理皮膜は、より密着性が優れ、また、有機溶剤や酸に曝されても長期間にわたってより安定した密着性を維持することができる。
【００１６】
上記課題を解決するための本発明に係る金属材料は、本発明に係る水系金属表面処理剤を塗布して形成された表面処理皮膜を有することを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、上記本発明に係る水系金属表面処理剤を塗布して形成された表面処理皮膜を有するので、その表面処理皮膜を有する金属材料にラミネート加工を施し、その後に深絞り加工、しごき加工又はストレッチドロー加工等の厳しい成形加工を施した場合であっても、さらに酸等に曝された場合であっても、金属材料の表面に形成されたラミネートフィルム又は樹脂塗膜が剥離することを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る水系金属表面処理剤によれば、金属材料とラミネートフィルム又は樹脂塗膜とが剥離することを防ぐことができる密着性及び耐薬品密着維持性に優れた表面処理皮膜を形成するための水系金属表面処理剤を提供することができる。
【００１９】
本発明に係る金属材料によれば、そのような表面処理皮膜を有する金属材料を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る水系金属表面処理剤を塗布して形成された表面処理皮膜を有する金属材料の一例を示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る水系金属表面処理剤及びその金属表面処理剤を金属材料の表面に塗布して形成された表面処理皮膜を有する金属材料について説明する。なお、以下の説明及び図面の形態により本発明の技術的範囲が限定されるものではない。
【００２２】
［水系金属表面処理剤］
本発明に係る水系金属表面処理剤は、図１に示すように、基材である金属材料１（以下、「基材金属１」という。）の表面に、ラミネートフィルム又は樹脂塗膜３の下地用の表面処理皮膜２を形成するための処理剤である。その特徴は、ポリビニルアルコール系化合物（Ａ）と、架橋性有機化合物（Ｂ１）及び架橋性無機化合物（Ｂ２）から選ばれる１種又は２種以上の架橋性化合物（Ｂ）とを含有することにある。「含有する」とは、水系金属表面処理剤中にポリビニルアルコール系化合物（Ａ）及び架橋性化合物（Ｂ）以外の化合物を含んでいてもよいことを意味している。そうした化合物としては、例えば、界面活性剤、消泡剤、レベリング剤、防菌防ばい剤、着色剤等を挙げることができる。これらの化合物を、本発明の趣旨及び皮膜性能を損なわない範囲で含有することができる。
【００２３】
以下、本発明の構成を詳しく説明する。
【００２４】
（ポリビニルアルコール系化合物（Ａ））
ポリビニルアルコール系化合物（Ａ）は、ポリビニルアルコール及びその誘導体から選ばれる１種又は２種以上の化合物である。ポリビニルアルコール系化合物（Ａ）と架橋性化合物（Ｂ）とを含むことによって、その水系金属表面処理剤で処理して得られる表面処理皮膜の密着性及び耐薬品密着維持性を高めることができる。
【００２５】
ポリビニルアルコール及びその誘導体としては、ポリ酢酸ビニルの鹸化物や、酢酸ビニルと他のモノマーとの共重合物の鹸化物等を用いることができる。この鹸化物は、部分鹸化物であってもよいし、完全鹸化物であってもよい。
【００２６】
酢酸ビニルと共重合される他のモノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マイレン酸及びこれらの塩等のアニオン性コモノマー；スチレン、アクリロニトリル、ビニルエーテル、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、メチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ビニルピロリドン、アクロイルモルホリン、酢酸ビニル等のノニオン性コモノマー；アミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ−ヒドロキシプロピルアミノエチル（メタ）アクリレート、ビニルイミダゾール、Ｎ，Ｎ−ジメチルジアリルアミン等のカチオン性コモノマー；を挙げることができる。
【００２７】
また、上記のポリビニルアルコールおよびその誘導体にをジケテンと反応させる事によりアセトアセチル化させたものであっても良い。
【００２８】
ポリビニルアルコール系化合物（Ａ）の含有量は、水系金属表面処理剤に含まれる全固形分に対して、１０質量％〜９０質量％であることが好ましく、１０質量％〜８０質量％であることがより好ましく、２０質量％〜８０質量％であることが特に好ましい。１０質量％〜９０質量％とすることで、得られる表面処理皮膜の密着性及び耐薬品密着維持性をより高めることができる。
【００２９】
なお、「全固形分」とは、水系金属表面処理剤を構成する成分のうち、溶剤等の揮発成分等を除いた固形分のことであり、具体的には、ポリビニルアルコール系化合物（Ａ）と、架橋性有機化合物（Ｂ１）及び架橋性無機化合物（Ｂ２）から選ばれる１種又は２種以上の架橋性化合物（Ｂ）との合計量のことである。したがって、ポリビニルアルコール系化合物（Ａ）の含有量は、ポリビニルアルコール系化合物（Ａ）と架橋性化合物（Ｂ）との合計量（全固形分）に対して１０質量％〜９０質量％であることが好ましく、１０質量％〜８０質量％であることがより好ましく、２０質量％〜８０質量％であることが特に好ましい。
【００３０】
（架橋性化合物（Ｂ））
架橋性化合物（Ｂ）は、架橋性有機化合物（Ｂ１）及び架橋性無機化合物（Ｂ２）から選ばれる１種又は２種以上の化合物である。水系金属表面処理剤が架橋性化合物（Ｂ）を含むことによって、その水系金属表面処理剤で処理して得られる表面処理皮膜の密着性及び耐薬品密着維持性を高めることができる。
【００３１】
（架橋性有機化合物（Ｂ１））
架橋性有機化合物（Ｂ１）は、ポリビニルアルコール（Ａ）と反応しうる官能基を有する化合物である。「反応しうる」とは、ポリビニルアルコール（Ａ）と接触してそれらに反応することができるという意味である。「有する」とは、これらの官能基以外に他の官能基や結合単位を有していてもよいという意味である。
【００３２】
架橋性有機化合物（Ｂ１）としては、例えば、グリシジルエーテル基、イソシアネート基、メチロール基及びアルデヒド基から選ばれる１種又は２種以上を有する有機化合物を挙げることができる。
【００３３】
グリシジルエーテル基を有する有機化合物としては、従来公知の多価グリシジルエーテル化合物を用いることができる。多価グリシジルエーテル化合物としては、例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、グリセロールジグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールリグリシジルエーテル、ポリグリセロールトリグリシジルエーテル、ペンタエリトリトールテトラグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル等を挙げることができる。
【００３４】
イソシアネート基を有する有機化合物としては、例えば、トリレンジイソシアネートの異性体類；４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート類；キシリレンジイソシアネート等の芳香脂肪族ジイソシアネート類；イソホロンジイソシアネート、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネート；ヘキサメチレンジイソシアネート、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート類；等を挙げることができる。これらのイソシアネート化合物は、特に限定されないが、水系金属表面処理剤の安定性の点から、各種ブロック剤でブロック化したイソシアネート化合物を用いることが好ましい。ブロック剤としては、例えば、フェノール系、アルコール系、オキシム系、活性メチレン系、酸アミド系、カルバミン酸塩系、亜硫酸塩系等の各種ブロック剤を挙げることができる。
【００３５】
メチロール基を有する有機化合物としては、例えば、レゾール型フェノール樹脂、メチロールメラミン、Ｎ−メチロールアクリルアミドモノマーの単独重合体、Ｎ−メチロールアクリルアミドモノマーと他のモノマーとの共重合体等を挙げることができる。
【００３６】
アルデヒド基を有する有機化合物としては、例えば、グリオキサール、マロンジアルデヒド、サクシンジアルデヒド、グルタルジアルデヒド、アジピンジアルデヒド、ヘプタンジアール等のジアルデヒド化合物や、三つ以上のアルデヒド基を有する化合物等を挙げることができる。
【００３７】
（架橋性無機化合物（Ｂ２））
架橋性無機化合物（Ｂ２）は、ポリビニルアルコール系化合物（Ａ）と反応しうる元素を含む化合物である。「反応しうる」とは、ポリビニルアルコール系化合物（Ａ）と接触してそれらに反応することができるという意味である。「含む」とは、これらの元素以外に他の元素を有していてもよいことを意味している。
【００３８】
架橋性無機化合物（Ｂ２）としては、例えば、Ｍｇ、Ａｌ、Ｃａ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ（III）、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｗ、Ｃｅ、Ｍｏ、Ｖ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｔａ、Ｔｅ、Ｉｎ、Ｂａ、Ｈｆ、Ｓｅ、Ｓｃ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｙ、Ｎｄ及びＬａから選ばれる１種又は２種以上の元素を含む無機化合物を用いることができる。中でも、Ｍｇ、Ａｌ、Ｃａ、Ｍｎ、Ｃｒ（III）、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｃｅ、Ｔｅ及びＨｆから選ばれる１種又は２種以上の元素を含む無機化合物がより好ましく、Ｃｒ（III）、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｃｅ及びＴｅから選ばれる１種又は２種以上の元素を含む無機化合物がさらに好ましい。
【００３９】
具体的には、Ｍｇ、Ａｌ、Ｃａ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ（III）、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｗ、Ｃｅ、Ｍｏ、Ｖ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｔａ、Ｔｅ、Ｉｎ、Ｂａ、Ｈｆ、Ｓｅ、Ｓｃ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｙ、Ｎｄ及びＬａから選ばれる１種又は２種以上の元素を含む塩、錯化合物又は金属水和酸化物（以下、「塩等」ともいう。）を挙げることができる。
【００４０】
より具体的には、ビス（アセチルアセトナト）ジアクアマグネシウム（II）、アルミン酸マグネシウム、安息香酸マグネシウム、蟻酸マグネシウム、蓚酸マグネシウム、タングステン酸マグネシウム、メタニオブ酸マグネシウム、ホウ酸マグネシウム、モリブデン酸マグネシウム、ヨウ化マグネシウム、ニリン酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、フッ化マグネシウム、リン酸アンモニウムマグネシウム、リン酸水素マグネシウム、酸化マグネシウム等のマグネシウム塩等；
硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、硫酸カリウムアルミニウム、硫酸ナトリウムアルミニウム、硫酸アンモニウムアルミニウム、リン酸アルミニウム、炭酸アルミニウム、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、フッ化アルミニウム、ヨウ化アルミニウム、酢酸アルミニウム、安息香酸アルミニウム、クエン酸アルミニウム、グルコン酸アルミニウム、セレン酸アルミニウム、蓚酸アルミニウム、酒石酸アルミニウム、乳酸アルミニウム、パルチミン酸アルミニウム等のアルミニウム塩等；
ビス（アセチルアセトナト）ジアクアカルシウム（II）、安息香酸カルシウム、クエン酸カルシウム、メタスズ酸カルシウム、セレン酸カルシウム、タングステン酸カルシウム、炭酸カルシウム、四ホウ酸カルシウム、モリブデン酸カルシウム、マレイン酸カルシウム、リンゴ酸カルシウム、ニリン酸カルシウム、フッ化カルシウム、ホスフィン酸カルシウム、硝酸カルシウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、シュウ酸カルシウム、酸化カルシウム、酢酸カルシウム等のカルシウム塩等；
ビス（アセチルアセトナト）ジアクアマンガン（II）、四酸化三マンガン、酸化マンガン（II）、酸化マンガン（III）、酸化マンガン（IV）、臭化マンガン（II）、蓚酸マンガン（II）、過マンガン酸（VII）、過マンガン酸カリウム（VII）、過マンガン酸ナトリウム（VII）、リン酸二水素マンガン（II）、硝酸マンガン（II）、硫酸マンガン（II）、硫酸マンガン（III）、硫酸マンガン（IV）、フッ化マンガン（II）、フッ化マンガン（III）、炭酸マンガン（II）、酢酸マンガン（II）、酢酸マンガン（III）、硫酸アンモニウムマンガン（II）、ヨウ化マンガン（II）、水酸化マンガン（II）等のマンガン塩等又はマンガン酸塩等；
ビス（アセチルアセトナト）ジアクアコバルト（II）、トリス（アセチルアセトナト）コバルト（III）、スルファミン酸コバルト（II）、塩化コバルト（II）、クロロペンタアンミンコバルト塩化物（III）、ヘキサアンミンコバルト塩化物（III）、ジアンミンテトラニトロコバルト（III）酸アンモニウム、硫酸コバルト（II）、硫酸アンモニウムコバルト、硝酸コバルト（II）、酸化コバルト二アルミニウム、水酸化コバルト（II）、酸化コバルト（II）、リン酸コバルト、酢酸コバルト（II）、蟻酸コバルト（II）、四酸化三コバルト、臭化コバルト（II）、蓚酸コバルト（II）、セレン酸コバルト（II）、タングステン酸コバルト（II）、ヒドロキシ炭酸第一コバルト（II）、モリブデン酸コバルト（II）、ヨウ化コバルト（II）、リン酸コバルト（II）等のコバルト塩等；
二スルファミン酸ニッケル（II）、安息香酸ニッケル（II）、硝酸ニッケル（II）、硫酸ニッケル（II）、炭酸ニッケル（II）、ニッケルアセチルアセトネート（II）、塩化ニッケル（II）、ヘキサアンミンニッケル塩化物、酸化ニッケル、水酸化ニッケル（II）、酸化ニッケル（II）、酢酸ニッケル、クエン酸ニッケル（II）、コハク酸ニッケル（II）、臭化ニッケル（II）、蓚酸ニッケル（II）、酒石酸ニッケル（II）、セレン酸ニッケル（II）、ヒドロキシ炭酸ニッケル（II）、乳酸ニッケル（II）、モリブデン酸ニッケル（II）、ヨウ化ニッケル（II）、二リン酸ニッケル（II）等のニッケル塩等；
蟻酸クロム（III）、フッ化クロム（III）、硝酸クロム（III）、硫酸クロム（III）、蓚酸クロム（III）、酢酸クロム（III）、重燐酸クロム（III）、水酸化クロム（III）、酸化クロム（III）、臭化クロム（III）、ヨウ化クロム（III）等のクロム塩等；
ビス（アセチルアセトナト）亜鉛（II）、安息香酸亜鉛（II）、ヒドロキシ塩化亜鉛（II）、蟻酸亜鉛（II）、クエン酸亜鉛（II）、臭化亜鉛（II）、蓚酸亜鉛（II）、酒石酸亜鉛（II）、メタスズ酸亜鉛（II）、セレン酸亜鉛（II）、タングステン酸亜鉛（II）、フッ化亜鉛（II）、モリブデン酸亜鉛（II）、酪酸亜鉛（II）、ニリン酸亜鉛（II）、硫酸亜鉛（II）、炭酸亜鉛（II）、塩化亜鉛（II）、ヨウ化亜鉛（II）、水酸化亜鉛（II）、酸化亜鉛（II）等の亜鉛塩等；
ビス（アセチルアセトナト）ジアクア鉄（II）、トリス（アセチルアセトナト）鉄（III）、三蓚酸鉄三カリウム、蟻酸鉄（II）、四バナジン酸鉄（III）、臭化鉄（III）、酒石酸鉄（III）、乳酸鉄（II）、フッ化鉄（II）、フッ化鉄（III）、塩化鉄（II）、塩化鉄（III）、ヨウ化鉄（II）、ヨウ化鉄（III）、硫酸鉄（II）、硫酸鉄（III）、硝酸鉄（II）、硝酸鉄（III）、酢酸鉄（II）、酢酸鉄（III）、クエン酸鉄（II）クエン酸鉄（III）、グリシン鉄（II）、グリシン鉄（III）、蓚酸鉄（II）、蓚酸鉄（III）、ピコリン酸鉄（II）、ピコリン酸鉄（III）、Ｌ−フェニルアラニン鉄（II）、Ｌ−フェニルアラニン鉄（III）、マロン酸鉄（II）、マロン酸鉄（III）、水酸化鉄（II）、水酸化鉄（III）、酸化鉄（II）、酸化鉄（III）、四酸化三鉄等の鉄塩等；
ビス（アセチルアセトナト）ジアクアストロンチウム（II）、蟻酸ストロンチウム（II）、クエン酸ストロンチウム（II）タングステン酸ストロンチウム、メタスズ酸ストロンチウム、酸化ストロンチウム（IV）、酸化ストロンチウム（II）、蓚酸ストロンチウム、メタニオブ酸ストロンチウム、モリブデン酸ストロンチウム、ヨウ化ストロンチウム、硝酸ストロンチウム、硫酸ストロンチウム、炭酸ストロンチウム、酢酸ストロンチウム、塩化ストロンチウム、リン酸ストロンチウム、乳酸ストロンチウム等のストロンチウム塩等；
オキシ二蓚酸チタン二アンモニウム、オキシ二蓚酸チタン二カリウム、酸化チタン（II）、酸化チタン（III）、酸化チタン（IV）、オキシ硫酸第二チタン、塩基性リン酸チタン、臭化チタン（IV）、メタチタン酸、メタチタン酸亜鉛（II）、チタン酸アルミニウム（III）、メタチタン酸カリウム、メタチタン三コバルト（II）、チタン酸ジルコニウム、メタチタン酸ストロンチウム、メタチタン三鉄（III）、メタチタン酸銅（II）、チタン酸ナトリウム、二チタン酸ネオジム（III）、メタチタン酸バリウム、メタチタン酸ビスマス（III）、メタチタン酸マグネシウム、チタン酸マグネシウム、メタチタン酸マンガン（II）、二チタン酸ランタン（III）、メタチタン酸リチウム、ヘキサフルオロチタン（IV）酸アンモニウム、ヘキサフルオロチタン（IV）酸カリウム、ヨウ化チタン（IV）、硫酸チタン（III）、硫酸チタン（IV）、塩化チタン、硝酸チタン、硫酸チタニル、フッ化チタン（III）、フッ化チタン（IV）、ヘキサフルオロチタン酸、乳酸チタン、ペルオキソチタン酸、チタンラウレート、チタニウムアセチルアセトネート、水酸化チタン（IV）等のチタン塩等又はチタン酸塩等；
テトラキス（アセチルアセトナト）ジルコニウム（IV）、塩化酸化ジルコニウム（IV）、塩化ジルコニウム（IV）、ケイ酸ジルコニウム、酢酸酸化ジルコニウム（IV）、酸化ジルコニウム（IV）、硝酸酸化ジルコニウム（IV）、メタジルコニウム酸セシウム、メタジルコニウム酸リチウム、メタジルコニウム酸亜鉛（II）、メタジルコニウム酸アルミニウム（III）、メタジルコニウム酸カルシウム、メタジルコニウム酸コバルト（II）、メタジルコニウム酸ストロンチウム、メタジルコニウム酸銅（II）、メタジルコニウム酸ナトリウム、メタジルコニウム酸ニッケル（II）、メタジルコニウム酸バリウム、メタジルコニウム酸ビスマス（III）、メタジルコニウム酸マグネシウム、オキシ炭酸ジルコニウム、ヘキサフルオロジルコニウム（IV）酸アンモニウム、ヘキサフルオロジルコニウム（IV）酸カリウム、ヨウ化ジルコニウム、リン酸二水素酸化ジルコニウム（IV）、塩基性炭酸ジルコニウム、炭酸ジルコニウムアンモニウム、炭酸ジルコニルアンモニウム、硝酸ジルコニウム、硝酸ジルコニル、硫酸ジルコニウム（IV）、硫酸ジルコニル、ヘキサフルオロジルコニウム酸、オキシリン酸ジルコニウム、ピロリン酸ジルコニウム、リン酸二水素ジルコニル、オキシ塩化ジルコニウム、フッ化ジルコニウム、酢酸ジルコニル、酸化ジルコニウム、水酸化ジルコニウム等のジルコニウム塩等；
ヘキサフルオロケイ酸、シリカ等のケイ酸塩等；
塩化タングステン（VI）、酸化タングステン酸鉄（III）、塩化タングステン（VI）、オキシ二塩化タングステン、二酸化タングステン、三酸化タングステン、メタタングステン酸、メタタングステン酸アンモニウム、メタタングステン酸ナトリウム、パラタングステン酸、パラタングステン酸アンモニウム、パラタングステン酸ナトリウム、タングステン酸亜鉛（II）、タングステン酸カリウム、タングステン酸カルシウム、タングステン酸コバルト（II）、タングステン酸ストロンチウム、タングステン酸セシウム、タングステン酸銅（II）、タングステン酸ニッケル、タングステン酸バリウム、タングステン酸マグネシウム、タングステン酸マンガン（II）、タングステン酸リチウム、リンタングステン酸、リンタングステン酸アンモニウム、リンタングステン酸ナトリウム等のタングステン塩等又はタングステン酸塩等；
トリス（アセチルアセトナト）セリウム（III）、塩化セリウム（III）、酸化セリウム（III）、酸化セリウム（IV）、臭化セリウム（III）、蓚酸セリウム（III）、水酸化セリウム（IV）、硫酸第二セリウムアンモニウム（IV）、硫酸第一セリウムアンモニウム（III）、炭酸セリウム（III）、硫酸セリウム、酢酸セリウム（III）、硝酸セリウム（III）、硫酸セリウム（IV）、フッ化セリウム（III）、ヨウ化セリウム（III）、リン酸セリウム（III）等のセリウム塩等；
塩化モリブデン（V）、酸化モリブデン（IV）、酸化モリブデン（VI）、モリブデン酸亜鉛（II）、モリブデン酸カリウム、モリブデン酸カルシウム、モリブデン酸コバルト（II）、モリブデン酸セシウム、モリブデン酸ニッケル（II）、モリブデン酸バリウム、モリブデン酸ビスマス（III）、モリブデン酸マグネシウム、モリブデン酸リチウム、パラモリブデン酸リチウム、モリブデン酸ストロンチウム、リンモリブデン酸、リンモリブデン酸アンモニウム、リンモリブデン酸ナトリウム、モリブデン酸、モリブデン酸アンモニウム、パラモリブデン酸アンモニウム、モリブデン酸ナトリウム等のモリブデン塩等又はモリブデン酸塩等；
オキシ二塩化バナジウム、オキシ三塩化バナジウム、三塩化バナジウム、酸化バナジウム、四バナジン酸鉄（III）、臭化バナジウム（III）、オキシ蓚酸バナジウム、ヨウ化バナジウム（II）、五酸化バナジウム、メタバナジン酸、ピロバナジン酸ナトリウム、バナジン酸ナトリウム、メタバナジン酸アンモニウム、メタバナジン酸ナトリウム、メタバナジン酸カリウム、オキシ三塩化バナジウム、三酸化バナジウム、二酸化バナジウム、オキシ硫酸バナジウム、バナジウムオキシアセチルアセテート、バナジウムアセチルアセテート、リンバナドモリブデン酸等のバナジウム塩等又はバナジン酸塩等；
塩化スズ（II）、酢酸スズ（II）、蓚酸スズ（II）、酒石酸スズ（II）、酸化スズ（IV）、硝酸スズ、硫酸スズ、フッ化スズ（II）、ヨウ化スズ（II）、ヨウ化スズ（IV）、ピロリン酸スズ（II）、メタスズ酸、メタスズ酸亜鉛、メタスズ酸カルシウム、メタスズ酸ストロンチウム、メタスズ酸バリウム、メタスズ酸マグネシウム等のスズ塩又はスズ酸塩等；
安息香酸ビスマス（III）、塩化酸化ビスマス（III）、クエン酸ビスマス（III）、オキシ酢酸ビスマス（III）、酸化酒石酸ビスマス（III）、酸化ビスマス（III）、オキシ硫酸二ビスマス、臭化ビスマス（III）、酒石酸ビスマス（III）、水酸化ビスマス（III）、オキシ炭酸二ビスマス、ジルコニウム酸ビスマス（III）、オキシ硝酸ビスマス、四チタン酸ビスマス（III）、三チタン酸ビスマス（III）、フッ化ビスマス（III）、モリブデン酸ビスマス（III）、ヨウ化ビスマス（III）、硝酸ビスマス（III）、塩化ビスマス（III）、硫酸ビスマス（III）、酢酸ビスマス（III）、リン酸ビスマス（III）等のビスマス塩等；
塩化タンタル（V）、酸化タンタル（V）、臭化タンタル（V）、タンタル酸、六タンタル酸カリウム、メタタンタル酸ストロンチウム、メタタンタル酸ナトリウム、メタタンタル酸リチウム、ヨウ化タンタル（V）、タンタルオキシアセチルアセトネート、メタタンタル酸、メタタンタル酸アンモニウム、ヘプタフルオロタンタル酸カリウム等のタンタル塩等又はタンタル酸塩等；
テルル酸、メタテルル酸アンモニウム、メタテルル酸カリウム、メタテルル酸ナトリウム、ヨウ化テルル（IV）、テルル酸カリウム、テルル酸ナトリウム、亜テルル酸、亜テルル酸カリウム、亜テルル酸ナトリウム、亜テルル酸バリウム、亜テルル酸リチウム、塩化テルル（IV）、酸化テルル（IV）、臭化テルル（IV）、水酸化硝酸三酸化二テルル、亜テルル酸亜鉛等のテルル塩等又はテルル酸塩等；
トリス（アセチルアセトナト）インジウム（III）、アミド硫酸インジウム（III）、二塩化インジウム、塩化インジウム（I）、塩化インジウム（III）、酢酸インジウム（III）、臭化インジウム（III）、ヨウ化インジウム（III）、硝酸インジウム（III）、硫酸インジウム（III）、フッ化インジウム（III）、酸化インジウム（III）、水酸化インジウム（III）等のインジウム塩等；
ビス（アセチルアセトナト）ジアクアバリウム（II）、亜セレン酸バリウム、亜テルル酸バリウム、安息香酸バリウム、アルミン酸バリウム、塩化バリウム、蟻酸バリウム、クエン酸バリウム、酸化バリウム、臭化バリウム、蓚酸バリウム、酒石酸バリウム、メタジルコニウム酸バリウム、水酸化バリウム、メタスズ酸バリウム、タングステン酸バリウム、メタチタン酸バリウム、メタニオブ酸バリウム、乳酸バリウム、メタホウ酸バリウム、モリブデン酸バリウム、ヨウ化バリウム、リン酸水素バリウム、炭酸バリウム、フッ化バリウム等のバリウム塩等；
テトラキス（アセチルアセトナト）ハフニウム（IV）、塩化ハフニウム（IV）、酸化ハフニウム（IV）、ヨウ化ハフニウム（IV）、硫酸ハフニウム（IV）、硝酸ハフニウム（IV）、オキシ蓚酸ハフニウム（IV）、フルオロハフニウム酸、フルオロハフニウム酸塩、フッ化ハフニウム等のハフニウム塩等又はハフニウム酸塩等；
亜セレン酸カリウム、亜セレン酸水素カリウム、亜セレン酸三水素セシウム、亜セレン酸水素ナトリウム、亜セレン酸水素リチウム、亜セレン酸銅（II）、亜セレン酸ナトリウム、亜セレン酸バリウム、オキシ塩化セレン、塩化セレン（I）、塩化セレン（IV）、酸化セレン（IV）、セレン酸アルミニウム、セレン酸、亜セレン酸亜鉛、セレン酸カリウム、セレン酸アンモニウム、セレン酸カルシウム、セレン酸セシウム、セレン酸コバルト、セレン酸銅（II）、セレン酸ニッケル、セレン酸ナトリウム、セレン酸バリウム、セレン酸亜鉛等のセレン塩等又はセレン酸塩等；
塩化スカンジウム（III）、蟻酸スカンジウム（III）、酢酸スカンジウム（III）、硝酸スカンジウム（III）、酸化スカンジウム（III）、フッ化スカンジウム（III）、ヨウ化スカンジウム（III）、硫酸スカンジウム（III）等のスカンジウム塩等；
酸化ニオブ（II）、酸化ニオブ（V）、五（蓚酸水素）ニオブ、水酸化ニオブ（V）、ニオブオキシアセチルアセトネート、メタニオブ酸、メタニオブ酸カルシウム、メタニオブ酸ストロンチウム、メタニオブ酸バリウム、メタニオブ酸マグネシウム、メタニオブ酸リチウム、メタニオブ酸アンモニウム、メタニオブ酸ナトリウム、五塩化ニオブ等のニオブ塩等又はニオブ酸塩等；
アミド硫酸銅（II）、安息香酸銅（II）、テトラアンミン銅（II）硝酸塩、クエン酸銅（II）、酸化銅（I）、臭化銅（I）、蓚酸銅（II）、蟻酸銅（II）、酢酸銅（II）、プロピオン酸銅（II）、吉草酸銅（II）、グルコン酸銅（II）、酒石酸銅（II）、塩化銅（II）、臭化銅（II）、水酸化銅（II）、酢酸銅（II）、硝酸銅（II）、硫酸銅（II）、炭酸銅（II）、酸化銅（II）、ヒドロキシ硝酸第二銅、タングステン酸銅（II）、炭酸水酸化銅（II）、乳酸銅（II）、フッ化銅（II）、ヨウ化銅（I）等の銅塩等；
トリス（アセチルアセトナト）イットリウム（III）、塩化イットリウム（III）、蟻酸イットリウム（III）、クエン酸イットリウム（III）、酢酸イットリウム（III）、酸化イットリウム（III）、蓚酸イットリウム（III）、硝酸イットリウム（III）、炭酸イットリウム（III）、フッ化イットリウム（III）、ヨウ化イットリウム（III）、硫酸イットリウム（III）、リン酸イットリウム（III）等のイットリウム塩等；
トリス（アセチルアセトナト）ランタン（III）、塩化ランタン（III）、蟻酸ランタン（III）、酢酸ランタン（III）、酸化ランタン（III）、蓚酸ランタン（III）、硝酸ランタン（III）、炭酸ランタン（III）、フッ化ランタン（III）、二チタン酸ランタン（III）、硫酸ランタン（III）、リン酸ランタン（III）、ヨウ化ランタン（III）等のランタン塩等；
トリス（アセチルアセトナト）ネオジム（III）、塩化ネオジム（III）、蟻酸ネオジム（III）、酢酸ネオジム（III）、酸化ネオジム（III）、臭化ネオジム（III）、蓚酸ネオジム（III）、硝酸ネオジム（III）、炭酸ネオジム（III）、二チタン酸ネオジム（III）、フッ化ネオジム（III）、ヨウ化ネオジム（III）、硫酸ネオジム（III）、リン酸ネオジム（III）等のネオジウム塩等；を挙げることができる。これらの化合物は無水物であってもよいし、水和物であってもよい。また、単独で使用してもよいし、２種以上組み合わせて使用してもよい。さらに、水系金属表面処理剤溶剤中に溶解していてもよいし、分散していてもよい。
【００４１】
架橋性有機化合物（Ｂ１）及び架橋性無機化合物（Ｂ２）から選ばれる１種又は２種以上の架橋性化合物（Ｂ）の含有量の総計（Ｂ＝Ｂ１＋Ｂ２）は、水系金属表面処理剤に含まれる全固形分に対して、１０質量％〜９０質量％とすることが好ましく、２０質量％〜９０質量％とすることがより好ましく、３０質量％〜８５質量％とすることが特に好ましい。架橋性化合物（Ｂ）の含有量が１０質量％〜９０質量％の範囲にあると、その水系金属処理剤で処理して得られる表面処理皮膜の密着性及び耐薬品密着維持性がさらに向上する。
【００４２】
（溶剤）
本発明に係る水系金属表面処理剤は、金属材料表面に塗布する際の作業性を良くするために、必要に応じて各種の溶剤を含有することができる。
【００４３】
溶剤としては、例えば、水；ヘキサン、ペンタン等のアルカン系溶剤；ベンゼン、トルエン等の芳香族系溶剤；エタノール、１−ブタノール、エチルセロソルブ等のアルコール系溶剤；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶剤；酢酸エチル、酢酸ブトキシエチル等のエステル系溶剤；ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド系溶剤；ジメチルスルホキシド等のスルホン系溶剤；ヘキサメチルリン酸トリアミド等のリン酸アミド系溶剤；等が挙げられる。これらの溶剤は、上記各溶剤のうち１種類を用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。このうち、環境上、経済上有利である理由から、水が好ましい。
【００４４】
（その他の添加剤）
本発明に係る水系金属表面処理剤は、界面活性剤、消泡剤、レベリング剤、防菌防ばい剤、着色剤等を、本発明の趣旨及び皮膜性能を損なわない範囲で含有することができる。
【００４５】
（水系金属表面処理剤の調製方法）
本発明に係る水系金属表面処理剤の製造方法は、特に限定されない。例えば、ポリビニルアルコール系化合物（Ａ）と架橋性化合物（Ｂ）は、任意に含まれる添加剤及び任意に含まれる溶媒等と混ぜ、混合ミキサー等の攪拌機を用いて十分に混合することによって調製することができる。
【００４６】
［金属材料］
本発明に係る金属材料１０は、図１に示すように、基材金属１と、その表面に本発明に係る水系金属表面処理剤を塗布して形成された表面処理皮膜２を有する。「塗布」とは、後述する塗布工程によって、基材金属１の表面に水系金属表面処理剤を塗ることをいう。「有する」とは、基材金属１及び表面処理皮膜２以外に他の構成を有していてもよいことを意味している。例えば、表面処理皮膜２の上にラミネート加工によって形成された樹脂フィルム３を有していてもよい。表面処理皮膜２は、上記した本発明に係る水系金属表面処理剤を基材金属１に塗布して形成されるので、密着性及び耐薬品密着維持性に優れている。
【００４７】
金属材料１０は、そのような表面処理皮膜２を有するので、表面処理皮膜２の上に樹脂フィルム３又は樹脂塗膜３を形成した後、深絞り加工、しごき加工又はストレッチドロー加工等の厳しい成形加工を施した場合であっても、また、さらに酸等に曝された場合であっても、樹脂フィルム３又は樹脂塗膜３が金属材料１０から剥離することを防ぐことができる。
【００４８】
なお、図１では、基材金属１の一方の表面に、表面処理皮膜２と、樹脂フィルム３又は樹脂塗膜３とを形成した例を示しているが、基材金属１の両面に、すなわち他方の表面にも表面処理皮膜２を形成し、さらに樹脂フィルム３又は樹脂塗膜３を設けてもよい。
【００４９】
基材金属１の種類は、特に限定されず、各種のものを適用できる。例えば、食品用缶のボディー又は蓋材、食品用容器、乾電池容器、２次電池の外装材等に適用可能な金属材料を挙げることができるが、これらに限定されず、広い用途に応用可能な金属材料を用いることができる。特に、携帯電話、電子手帳、ノート型パソコン又はビデオカメラ等に用いられるモバイル用リチウムイオン２次電池の外装材、電気自動車又はハイブリッド自動車の駆動エネルギーとして用いるリチウムイオン２次電池の外装材として利用可能な金属材料を挙げることができる。これらの金属材料のうち、その表面に表面処理皮膜を形成することができ、さらに表面処理皮膜の上に樹脂フィルムをラミネート等することができ、その後に深絞り加工、しごき加工又はストレッチドロー加工等の厳しい成形加工を施すことができる金属材料を好ましく用いることができる。
【００５０】
そうした金属材料としては、例えば、純銅、銅合金等の銅材料、純アルミニウム、アルミニウム合金等のアルミニウム材料、普通鋼、合金鋼等の鉄材料、純ニッケル、ニッケル合金等のニッケル材料等を挙げることができる。
【００５１】
銅合金としては、銅を５０質量％以上含有するものが好ましく、例えば、黄銅等を用いることができる。銅合金における銅以外の合金成分としては、例えば、Ｚｎ、Ｐ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ等を挙げることができる。アルミニウム合金としては、アルミニウムを５０質量％以上含有するものが好ましく、例えば、Ａｌ−Ｍｇ系合金等を用いることができる。アルミニウム合金におけるアルミニウム以外の合金成分としては、例えば、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｔｉ等を挙げることができる。合金鋼としては、鉄を５０質量％以上含有するものが好ましく、例えば、ステンレス鋼等を用いることができる。合金鋼における鉄以外の合金成分としては、例えば、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ等を挙げることができる。ニッケル合金としては、ニッケルを５０質量％以上含有するものが好ましく、例えば、Ｎｉ−Ｐ合金等を用いることができる。ニッケル合金におけるニッケル以外の合金成分としては、例えば、Ａｌ、Ｃ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｐ等を挙げることができる。
【００５２】
基材金属１は、上記した金属材料以外の金属材料、セラミックス材料又は有機材料の表面に、上記した金属元素を含む皮膜を形成したものであってもよい。そのような金属皮膜は、例えば、めっき、蒸着、クラッド等の手法により形成することができる。また、基材金属１の形状、構造等は特に限定されず、例えば、板状又は箔状の金属材料を用いることができる。
【００５３】
以上説明したように、本発明に係る水系金属表面処理剤によれば、上記したポリビニルアルコール系化合物（Ａ）と、上記した架橋性有機化合物（Ｂ１）及び上記した架橋性無機化合物（Ｂ２）から選ばれる１種又は２種以上の架橋性化合物（Ｂ）とを含むので、その水系金属表面処理剤で処理して得られる表面処理皮膜が高い密着性を有するとともに、酸等に曝されても高い密着性を維持することができる。その結果、表面処理皮膜が形成された金属材料に樹脂フィルムをラミネートし又は樹脂塗膜を形成し、その後に深絞り加工、しごき加工又はストレッチドロー加工等の厳しい成形加工を施した場合であっても、さらに酸や有機溶剤等に曝された場合であっても、そのラミネートフィルム又は樹脂塗膜が金属材料から剥離することを防ぐことができる。
【００５４】
［表面処理方法］
水系金属表面処理剤を用いた金属表面の処理方法は、水系金属表面処理剤を基材金属の表面に塗布する塗布工程と、塗布工程の後、水洗することなく乾燥し、表面処理皮膜を形成する乾燥工程とによって形成することができる。
【００５５】
（塗布工程）
塗布工程は、水系金属表面処理剤を基材金属の表面に塗布する工程である。塗布する方法は、特に限定されず、例えば、スプレーコート、ディップコート、ロールコート、カーテンコート、スピンコート、又はこれらを組み合わせた方法を用いることができる。水系金属表面処理剤の使用条件は、特に限定されない。例えば、塗布する際の水系金属表面処理剤及び金属材料の温度は、１０℃〜９０℃であることが好ましく、２０℃〜６０℃であることがより好ましい。温度が６０℃以下であると、無駄なエネルギーの使用を抑制することができる。また、塗布する時間及び塗布する量は、得られる表面処理皮膜の求められる膜厚に応じて適宜設定することができる。
【００５６】
（乾燥工程）
乾燥工程は、塗布工程後、水洗することなく乾燥し、表面処理皮膜を形成する工程である。乾燥温度は、使用する溶剤に合わせた温度とすることができる。例えば、水を溶剤として用いた場合には、５０℃〜２６０℃の範囲であることが好ましい。乾燥装置は特に限定されないが、バッチ式、連続式又は熱風循環式の乾燥炉、コンベアー式熱風乾燥炉又はＩＨヒーターを用いた電磁誘導加熱炉等を用いることができ、その風量と風速等は任意に設定することができる。
【００５７】
こうして得られる表面処理皮膜は、その上にさらに樹脂フィルム（ラミネートフィルム）又は樹脂塗膜を形成後、深絞り加工、しごき加工又はストレッチドロー加工等の厳しい成形加工を施した場合であっても、また、さらに酸等に曝されても、ラミネートフィルム又は樹脂塗膜からなる樹脂皮膜が剥離することを防ぐことができる。
【００５８】
なお、得られる表面処理皮膜の膜厚は、０．０１μｍ〜１μｍとすることが好ましく、０．０２μｍ〜０．０５μｍとすることがより好ましい。この範囲とすることで、表面処理皮膜の密着性及び耐薬品密着維持性をより高めることができる。
【実施例】
【００５９】
以下、実施例及び比較例により本発明をさらに詳しく説明する。本発明は以下の実施例により限定されるものではない。なお、以下において、「部」とは「質量部」のことであり、「質量％」は「重量％」と同義であり、以下では特に断らない限り単に「％」と表すこともある。「ｐｐｍ」は「ｍｇ／Ｌ」と同義である。
【００６０】
［ポリビニルアルコール系化合物（Ａ）］
用いたポリビニルアルコール系化合物（Ａ）を以下に示す。
Ａａ：鹸化度９６％、粘度２５ｍＰａ・Ｓのポリビニルアルコール
Ａｂ：鹸化度９９％、粘度１２ｍＰａ・Ｓ、アセトアセチル化度９．８％のアセトアセチル化ポリビニルアルコール
【００６１】
［架橋性化合物（Ｂ）］
（架橋性有機化合物（Ｂ１））
グリシジルエーテル基を有する有機化合物（Ｂ１ａ）として、グリセロールポリグリシジルエーテル（３官能、エポキシ当量１４４、粘度１７０ｍＰａ・Ｓ）を用いた。また、イソシアネート基を有する有機化合物（Ｂ１ｂ）として、ヘキサメチレンジイソシアネート−アセト酢酸エチルブロック体を用いた。また、メチロール基を有する有機化合物（記号Ｂ１ｃ）として、メチロールメラミンを用いた。また、アルデヒド基を有する有機化合物（Ｂ１ｄ）として、グリオキサールを用いた。
【００６２】
（架橋性無機化合物（Ｂ２））
用いた架橋性無機化合物（Ｂ２）を以下に示す。
【００６３】
Ｂ２ａ：チタンフッ化水素酸（濃度４０．０質量％）
Ｂ２ｂ：ジルコニウムフッ化水素酸（濃度４０．０質量％）
Ｂ２ｃ：シリカゾル（表面電荷カチオン、粒子径１０〜２０ｎｍ、１９．０質量％、ｐＨ＝４．７）
Ｂ２ｄ：乳酸チタン（濃度４４．０質量％）
Ｂ２ｅ：非晶質ジルコニアゾル（不揮発分濃度１０．０質量％、粒子径１０〜３０ｎｍ、ｐＨ＝２．８）
Ｂ２ｆ：ケイフッ化水素酸（濃度４０．０質量％）
Ｂ２ｇ：フッ化クロム（III）（Ｃｒ濃度１．０質量％）
Ｂ２ｈ：フッ化鉄（III）（Ｆｅ濃度２．５質量％）
Ｂ２ｉ；酸化セレン（IV）
Ｂ２ｊ；酸化セリウムゾル（不揮発分濃度１５％、ｐＨ＝３．５）
Ｂ２ｋ；酢酸クロム（III）
【００６４】
［水系金属表面処理剤］
ポリビニルアルコール系化合物Ａａ及び／又はＡｂと、架橋性有機化合物Ｂ１ａ〜Ｂ１ｄ及び架橋性無機化合物Ｂ２ａ〜Ｂ２ｇから選ばれる１種又は２種以上とを所定の含有量で組み合わせ、溶剤を水として、表１〜表３に示す実施例１〜４１及び比較例１〜１８の水系金属表面処理剤を準備した。なお、表１〜表３における「濃度」は、水系金属表面処理剤に含まれる各化合物の不揮発分濃度（質量％）を示す。また、「Ａ濃度」は、水系金属表面処理剤中の全固形分に対するポリビニルアルコール系化合物（Ａ）の合計含有量（質量％）を示し、「Ｂ１＋Ｂ２濃度」は、水系金属表面処理剤中の全固形分に対する架橋性化合物（Ｂ）の含有量であって、架橋性有機化合物Ｂ１と架橋性無機化合物Ｂ２との合計含有量（質量％）を示す。なお、以下において、Ｃｒ（III）、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｃｅ及びＴｅ以外の金属元素を含む架橋性無機化合物Ｂ２ｈ及びＢ２ｉを含む実施例３５及び４０、並びに、架橋性無機化合物（Ｂ２）を含まない実施例１，３，５，８，９，２６，２８及び３９は、比較例である。
【００６５】
［金属材料］
基材金属として用いた金属材料を以下に示す。
Ａｌ：Ａ１１００Ｐ、厚さ０．３ｍｍ
Ｃｕ：Ｃ１０２０Ｐ、厚さ０．３ｍｍ
Ｎｉ：純ニッケル板：（純度９９質量％以上）、厚さ０．３ｍｍ
ＳＵＳ：ＳＵＳ３０４板、厚さ０．３ｍｍ
ＮｉめっきＣｕ：電気ＮｉめっきＣｕ板（厚さ０．３ｍｍ、Ｎｉめっき厚２μｍ）
これら金属材料から、表１〜表３の「基材」欄に示す金属材料を選択し、実施例１〜４１及び比較例１〜２２の基材金属として準備した。
【００６６】
【表１】
0005827053.tif 000002
【００６７】
【表２】
0005827053.tif 000003
【００６８】
【表３】
0005827053.tif 000004
【００６９】
［供試材の作製］
（表面処理）
表１〜表３に示した実施例１〜４１及び比較例１〜１８の基材金属を、ファインクリーナー３５９Ｅ（日本パーカライジング株式会社製のアルカリ脱脂剤）の３％水溶液で６５℃、１分間スプレー脱脂した後、水洗して表面を清浄した。続いて、金属材料の表面の水分を蒸発させるために、８０℃で１分間、加熱乾燥した。脱脂洗浄した基材金属の表面に、それぞれ、表１〜表３に示した実施例１〜４１及び比較例１〜１８の水系金属表面処理剤を＃３ＳＵＳマイヤーバーを用い、バーコートによって塗布し（塗布工程）、熱風循環式乾燥炉内で２００℃、１分間乾燥し（乾燥工程）、表面処理皮膜を有する金属材料を得た。なお、同種の水系金属表面処理剤を用いて表面処理した金属材料をそれぞれ２つずつ準備し、以下に示すように、表面処理皮膜の上にそれぞれ別の方法でラミネート加工を施した。
【００７０】
また、比較例１９〜２２に記載の金属材料を準備し、水系金属表面処理剤を塗布しないで、上記と同様に脱脂、水洗の後に加熱乾燥し、表面処理皮膜を有しない金属材料を得た。なお、同種の金属材料を２つずつ準備し、以下に示すように、それぞれ別の方法で表面にラミネート加工を施した。
【００７１】
（ラミネート加工）
２つずつ準備した表面処理皮膜を有する金属材料の１つについて、その表面処理皮膜の上に、ヒートラミネーションによるラミネート加工を施した。他の１つの表面処理皮膜の上に、ドライラミネーションによるラミネート加工を施した。表面処理皮膜を有しない金属材料についても、２つのうち１つの片側表面にヒートラミネーションを施し、他の１つの片側表面にドライラミネーションを施した。
【００７２】
ヒートラミネーションによるラミネート加工は、次のように行った。酸変性ポリプロピレンのディスパージョン（三井化学株式会社製、「Ｒ１２０Ｋ」、不揮発分濃度２０質量％）を＃８ＳＵＳマイヤーバーを用い、バーコートによって塗布した後、熱風循環式乾燥炉内で２００℃、１分間乾燥することで接着剤層を形成した。その後、この接着剤層と、厚さ３０μｍのポリプロピレンフィルム（東セロ株式会社製、「ＣＰＰＳ」）とを、１９０℃、２ＭＰａで１０分間熱圧着することでヒートラミネーションによるラミネート加工を行い、ポリプロピレンフィルムが積層された金属材料を得た。
【００７３】
ドライラミネーションによるラミネート加工は、次のように行った。ウレタン系ドライラミネート接着剤（東洋モートン株式会社製、「ＡＤ−５０３／ＣＡＴ１０」、不揮発分濃度２５質量％）を、＃８ＳＵＳマイヤーバーを用い、バーコートによって塗布した後、熱風循環式乾燥炉内で８０℃、１分間乾燥し、その後、この接着剤層と３０μｍの未延伸ポリプロピレンフィルム（二村化学工業株式会社製、「ＦＣＺＸ」）のコロナ放電処理面とを１００℃、１ＭＰａで圧着後、４０℃で４日間養生することで、ドライラミネーションによるラミネート加工を行い、ポリプロピレンフィルムが積層された金属材料を得た。
【００７４】
（成形加工）
ヒートラミネーションによって得たポリプロピレンフィルム積層金属材料と、ドライラミネーションによって得たポリプロピレンフィルム積層金属材料とを、それぞれ絞りしごき加工試験で深絞り加工した。直径１６０ｍｍに打ち抜いた被覆金属板を絞り加工（１回目）し、直径１００ｍｍのカップを作製した。続いて、そのカップを直径７５ｍｍに再度絞り加工（２回目）し、さらに直径６５ｍｍに絞り加工（３回目）し、供試材である缶を作製した。なお、１回目の絞り加工、２回目の絞り加工、３回目の絞り加工におけるしごき（薄肉化分）率は、それぞれ、５％、１５％、１５％であった。
【００７５】
［性能評価］
（密着性）
成形加工後の缶について、ポリプロピレンフィルムの剥離の有無（以下、「初期密着性」という。）を評価した。缶が作製でき、フィルムの剥離がなく初期密着性に優れるものを３点とし、フィルムの一部が剥離したものを２点とし、フィルムが全面剥離したものを１点とした。評価試験の結果を表４及び表５に示す。
【００７６】
（耐薬品密着維持性）
耐薬品密着維持性のうち、ここでは、電解液に対する密着維持性（以下、「耐電解液密着維持性」という。）について評価した。詳しくは、次のようにして、成形加工後にさらに電解液に浸漬した後の缶について、ポリプロピレンフィルムの剥離の有無を評価した。
【００７７】
深絞り加工した後の缶を、密閉容器中に充填された、イオン交換水を１０００ｐｐｍ添加したリチウムイオン２次電池用電解液（電解質；１ｍｏｌ／ＬのＬｉＰＦ６、溶剤；ＥＣ：ＤＭＣ：ＤＥＣ＝１：１：１（体積％））中に浸漬した後、６０℃恒温槽中に７日間投入した。なお、「ＥＣ」はエチレンカーボネートのことであり、「ＤＭＣ」はジメチルカーボネートのことであり、「ＤＥＣ」はジエチルカーボネートのことである。
【００７８】
その後、供試材を取り出し、イオン交換水中に１分間浸漬、揺動することで洗浄した後、熱風循環式乾燥炉内で、１００℃で１０分間乾燥した。その後フィルム面をピンセットの先で引っ掻き、フィルムの剥離がなく耐電解液密着維持性に優れるものを３点、フィルムの一部が剥離したものを２点とし、フィルムが全面剥離したものを１点として評価した。評価試験の結果を表４及び表５に示す。
【００７９】
表４及び表５に示すように、実施例１〜４１に記載の水系金属表面処理剤を塗布して形成された表面処理皮膜を有する金属材料は、初期密着性及び耐電解液密着維持性に非常に優れることが確認された。
【００８０】
【表４】
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【００８１】
【表５】
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【符号の説明】
【００８２】
１  基材金属
２  表面処理皮膜
３  樹脂フィルム（ラミネートフィルム）又は樹脂塗膜
１０  表面処理皮膜を有する金属材料
【図１】
0005827053.tif 000007