(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）−亜鉛、亜鉛合金、アルミニウムおよびアルミニウム合金からなる群より選ばれた金属によりコーティングされたスチールシート、
−アルミニウムシート、および、
−アルミニウム合金シートからなる群より選ばれた、金属シートを提供すること、
（ｂ）少なくとも１種の加水分解されていないビニルシランを加水分解することにより製造された、少なくとも１種の加水分解されたビニルシランを含む処理溶液であって、
この加水分解されたビニルシランの各々が、片側末端において、
0003993244.tif 000009
を有し、そして反対側の末端においてビニル基を有し、上式中、Ｒ1およびＲ2は各々、水素、アルキルおよびアセチルからなる群より選ばれるものであり、
前記処理溶液を製造するために用いられた、加水分解されていないビニルシランの合計濃度が前記処理溶液の合計体積を基準として４体積％を越えるものであり、そして、
ｐＨが３〜８である、
前記処理溶液を、前記金属シート上に直接的に塗布すること、
の工程を含む、金属シートの輸送および貯蔵の間の腐蝕防止法。
【請求項２】
前記少なくとも１種の加水分解されていないビニルシランは、
0003993244.tif 000010
（式中、Ｘはアルキレン基であり、Ｒ3、Ｒ4およびＲ5は各々、Ｃ1−Ｃ4アルキルおよびアセチルからなる群より選ばれたものである）からなる群より選ばれたものである、請求項１記載の方法。
【請求項３】
ＸはＣ1−Ｃ10アルキレンである、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１種の加水分解されていないビニルシランはビニルトリメトキシシランである、請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記処理溶液の塗布工程の後に、ペイント、接着剤およびゴムからなる群より選ばれ、好ましくはペイントであるポリマーコーティングを適用する工程をさらに含む、請求項１〜４のいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記ペイントはポリエステル、ポリウレタンまたはエポキシである、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記処理溶液の塗布の後で、かつ、前記ポリマーコーティングの適用の前に、前記シートを熱処理する工程をさらに含む、請求項５記載の方法。
【請求項８】
前記処理溶液はさらに水を含む、請求項１〜７のいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
前記処理溶液は少なくとも１種のアルコールをさらに含む、請求項１〜８のいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
前記アルコールはメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールおよびそれらの異性体からなる群より選ばれたものである、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記処理溶液は、前記シートを前記溶液中に１０秒間〜１時間浸漬することにより、前記シートに塗布され、そして前記溶液のｐＨは４〜６である、請求項１〜１０のいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
前記金属シートは、金属によりコーティングされたスチールシートである、請求項２または５記載の方法。
【請求項１３】
前記スチールシートは前記金属によりホットディップコーティングされたものである、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記スチールシートは、ホットディップされた、亜鉛メッキされたスチールである、請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
前記少なくとも１種の加水分解されていないビニルシランは、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリプロポキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリブトキシシラン、ビニルアセトキシシラン、ビニルメチルトリメトキシシラン、ビニルエチルトリメトキシシラン、ビニルプロピルトリメトキシシランおよびＮ−〔２−（ビニルベンジルアミノ）−エチル〕−３−アミノプロピルトリメトキシシランからなる群より選ばれたものである、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記少なくとも１種の加水分解されていないビニルシランはビニルプロピルトリメトキシシランである、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
少なくとも１種の加水分解されていないビニルシランを加水分解することにより製造された、少なくとも１種の加水分解されたビニルシランを含む処理溶液組成物であり、
この加水分解されたビニルシランの各々が、片側末端において、
0003993244.tif 000011
を有し、そして反対側の末端においてビニル基を有し、上式中、Ｒ、Ｒ1およびＲ2は各々、水素、アルキルおよびアセチルからなる群より選ばれるものであり、
処理溶液を製造するために用いられる、加水分解されていないビニルシランの合計濃度が前記処理溶液の合計体積を基準として４体積％を越えるものである、処理溶液組成物。
【請求項１８】
前記処理溶液はさらに水を含む、請求項１７記載の組成物。
【請求項１９】
前記処理溶液は少なくとも１種のアルコールをさらに含む、請求項１７または１８記載の組成物。
【請求項２０】
前記アルコールは、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールおよびそれらの異性体からなる群より選ばれたものである、請求項１９記載の組成物。
【請求項２１】
前記少なくとも１種の加水分解されていないビニルシランは、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリプロポキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリブトキシシラン、ビニルアセトキシシラン、ビニルメチルトリメトキシシラン、ビニルエチルトリメトキシシラン、ビニルプロピルトリメトキシシランおよびＮ−〔２−（ビニルベンジルアミノ）−エチル〕−３−アミノプロピルトリメトキシシランからなる群より選ばれたものである、請求項１７〜２０のいずれか１項記載の組成物。
【請求項２２】
前記少なくとも１種の加水分解されていないビニルシランはビニルプロピルトリメトキシシランまたはビニルトリメトキシシランである、請求項１７〜２１のいずれか１項記載の組成物。
【請求項２３】
ｐＨが３〜８の範囲である、請求項１７〜２２のいずれか１項記載の組成物。
【請求項２４】
弱酸、好ましくは酢酸が添加されている、請求項２３記載の組成物。
【発明の詳細な説明】
本発明は金属シートの腐蝕の防止法に関する。より詳細には、本方法は１種以上の加水分解されたビニルシランを含む溶液を金属シートに塗布することを含む。本方法は、亜鉛メッキされたスチールをペイントする前の予備処理工程として特に有用である。
殆どの金属シートは、種々のタイプの錆の形成を含む腐蝕を受けやすい。このような腐蝕は、このような金属シートの品質およびそれから製造された製品の品質に多大な影響を与えるであろう。錆等はしばしば金属シートから除去されうるが、このような工程は費用がかかり、さらには金属の強度を低下させうる。さらに、ペイント、接着剤またはゴムのようなポリマーコーティングを金属に適用するときに、ベース金属材料の腐蝕はポリマーコーティングとベースポリマー材料との間の接着性を低下しうる。
例として、亜鉛メッキされたスチールのような金属によりコートされたスチールは自動推進乗物、建設および電気製品産業を含む多くの産業において用いられる。殆どの場合、亜鉛メッキされたスチールはペイントされまたはポリマー層によりコートされ、耐久性でありかつ美観を満足させる製品を達成する。
亜鉛メッキされたスチール、特に、ホットディップされた亜鉛メッキされたスチールは、しかしながら、しばしば、貯蔵および輸送の間に「ホワイトラスト」を生じる。ホワイトラスト（または「貯蔵歪み（storage strain）とも呼ぶ）は、通常、亜鉛メッキされたスチールの表面における湿分の凝縮物が亜鉛コーティングと反応することにより生じる。このホワイトラストは、美観上魅力がなく、亜鉛メッキされた金属がペイントされまたはポリマーによりコートされうる能力を損なわせる。この為、このようなコーティングを行う前に、亜鉛メッキされたスチールの亜鉛表面は、存在するホワイトラストを除去し、そしてポリマー層の下での改質を防止するために、予備処理されねばならない。輸送および貯蔵の間のホワイトラストの形成を防止するだけでなく、ポリマーコーティング（例えば、ペイント）の下におけるホワイトラストの形成を防止するために、種々の方法が現在のところ用いられている。
貯蔵および輸送の間の、ホットディップされた亜鉛メッキされたスチール上にホワイトラストが生じることを防止するために、スチールの表面は、しばしば、スチール表面上に薄いクロメートフィルムを形成させることにより不働態化される。このようなクロメートコーティングはホワイトラストの形成に対する耐性を与えるが、クロムは非常に毒性であり、環境上望ましくない。
ペイント付着性を改良し、そして腐蝕保護性を提供するために、クロメートリンスとの組み合わせでホスフェートコンバージョンコーティングを用いることも知られている。クロメートリンスはホスフェートコーティング中の孔を覆い、それにより、耐腐蝕性および付着性能を改良するものと信じられる。ここでも、しかしながら、クロメートの使用を全く排除することが非常に望まれている。不運なことに、しかしながら、ホスフェートコンバージョンコーティングは、一般に、クロメートリンスなしでは有効でない。
最近、クロメートの使用を排除するための種々の技術は提案されてきた。これらは、無機シリケートにより、亜鉛メッキされたスチールをコーティングすること、次に、このシリケートコーティングを有機官能性シランにより処理することを含む（米国特許第５，１０８，７９３号明細書）。米国特許第５，２９２，５４９号明細書は、金属によりコーティングされたスチールシートを、有機シランおよび架橋剤を含む溶液によりリンスすることを教示している。亜鉛メッキされたスチール上におけるホワイトラストの形成を防止し、また、他のタイプの金属シートの腐蝕を防止するための種々の他の技術も提案されている。これらの提案された技術の多くは、しかしながら、有効でないか、または、時間を要し、エネルギー効率が低い多段階プロセスである。この為、亜鉛メッキされたスチールまたは他の金属シートの表面上の腐蝕を防止し、特に、ペイントのようなポリマーコーティングが金属シートに適用される場合のこのような金属シートの表面上の腐蝕を防止するための単純でかつ低コストの技術が要求されている。
本発明の目的は、金属シートの腐蝕を防止するための方法を提供することである。
本発明の別の目的は、単一工程の処理法を用いる、コーティングされた金属の腐蝕防止法を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、亜鉛メッキされたスチールシートの腐蝕を防止するための処理溶液であって、ペイントされる前にこの処理組成物を除去する必要がない処理溶液を提供することである。
上記の目的は本発明の１つの態様により達成されることができ、それは、
（ａ）−亜鉛、亜鉛合金、アルミニウムおよびアルミニウム合金からなる群より選ばれた金属によりコーティングされたスチールシート、
−アルミニウムシート、および、
−アルミニウム合金シート、
からなる群より選ばれた、金属シートを提供すること、および、
（ｂ）前記金属シートに、１種以上の加水分解されたビニルシランを含む溶液であって、この加水分解されたビニルシランの各々は、片側末端において、
0003993244.tif 000002
を有し、そして、反対側の末端においてビニル基を有し、上式中、Ｒ1およびＲ2は、各々、水素、アルキルおよびアセチルからなる群より選ばれたものである、溶液を塗布すること、
の工程を含む、金属シートの腐蝕の防止法を提供することにより達成されうる。
処理溶液を製造するために用いられる、加水分解されていないビニルシランの合計の濃度は、溶液成分の合計体積を基準として、約４体積％を越える。
処理溶液を製造するために用いられる、加水分解されていないビニルシランは、好ましくは、
0003993244.tif 000003
（式中、Ｘはアルキル基であり、そしてＲ3、Ｒ4およびＲ5は、各々、Ｃ1−Ｃ4アルキルおよびアセチルからなる群より選ばれる）からなる群より選ばれる。より好ましくは、ＸはＣ1−Ｃ10アルキルである。
他の処理溶液成分は、好ましくは、水を含み、そして、必要に応じて、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールおよびそれらの異性体からなる群より選ばれることができる少なくとも１種のアルコールを含む。この溶液は他の活性成分も、希釈剤も含む必要がない。好ましくは、上記の従来技術の組成物中に含まれる、このような添加剤、例えば、シリケートおよびコロイドシリカは実質的に含まれない。
ビニルシラン溶液のｐＨは約３〜約８であり、より好ましくは、約４〜約６である。
ビニルシラン溶液は、約１０秒間から約１時間、溶液中にシートを浸漬（ディッピング）することにより塗布されてよく、そしてシートは処理組成物の塗布の後に熱処理されてよい。
金属シートは、好ましくは、亜鉛、亜鉛合金、アルミニウムおよびアルミニウム合金からなる群より選ばれた金属によりホットディップコーティングされており、そしてより好ましくは、ホットディップされた亜鉛メッキされたスチールである。処理溶液を製造するために用いられる加水分解されていないビニルシランは、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリプロポキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリブトキシシラン、ビニルアセトキシシラン、ビニルメチルトリメトキシシラン、ビニルエチルトリメトキシシラン、ビニルプロピルトリメトキシシランおよびＮ−〔２−（ビニルベンジルアミノ）−エチル〕−３−アミノプロピルトリメトキシシランからなる群より選ばれることができる。処理されたシートはビニルシランコーティングの上に直接的にポリマーによりコーティングされてよく、そしてこのポリマーはペイントおよび接着剤またはゴムであってよい。適切なペイントはポリエステル、ポリウレタンおよびエポキシを含む。
本願の出願人は、金属シート、特に、亜鉛メッキされたスチールの腐蝕は、１種以上の加水分解されたビニルシランを含む処理溶液を金属シートに塗布することにより防止されうることを発見した。得られるビニルシランコーティングにより提供される腐蝕保護性は、従来のクロメートをベースとする処理よりも驚くほど優れており、そしてクロムの廃棄の問題がない。さらに、ビニルシランコーティングはペイントされ、または、別のポリマー（例えば、接着剤またはゴム）の適用がなされる前に除去する必要がなく、実際、優れたペイント付着性およびペイント層の下の腐蝕保護性を提供する。
本発明の処理法は、アルミニウムシート、アルミニウム合金シートおよび、亜鉛、亜鉛合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金によりコーティングされたスチールシートを含む種々の金属シートのいずれにおいても使用されてよい。用語「金属シート」は、連続コイルおよび一定の切断長さのものの両方を含むことに注意されたい。本発明の処理法は、亜鉛メッキされたスチール、GALVALUME（商標）（Bethlehem Steelにより販売）、GALFAN（商標）（Weirton Steel Corp., Weirton, WVにより販売）のようなコーティングされた金属、および同様のタイプのコーティングされた金属のために特に適している。より詳細には、本発明の処理法はホットディップされた、亜鉛メッキされたスチールのための改良された腐蝕保護を提供する。
ビニルシラン溶液は、好ましくは、最終使用者への輸送の前に金属シートに塗布され、そして、亜鉛メッキされたスチール上のホワイトラストの防止を含む、金属シートの輸送および貯蔵の間の腐蝕保護を行う。その後、最終使用者は、通常の様式で、シートを単に溶剤洗浄および／またはアルカリ洗浄し、その後、ビニルシランの層の上に直接的にペイントまたは他のポリマー（例えば、接着剤またはゴムコーティング）を適用してよい。金属シート上のビニルシランコーティングは、優れた腐蝕保護性を提供するだけでなく、優れたペイント（またはポリマー）付着性をも提供する。この為、現在用いられている多くの腐蝕処理技術とは異なり、ビニルシランコーティングはペイント前に除去する必要がない。
処理溶液中の好ましいビニルシランは、完全にまたは部分的に加水分解されていてよく、この為、加水分解されたビニルシランの各々は、片側末端において、
0003993244.tif 000004
を有し、そして反対側の末端においてビニル基を有し、上式中、Ｒ1およびＲ2は、水素、アルキルおよびアセチルからなる群より選ばれたものである。完全に加水分解されたときに、Ｒ1およびＲ2は水素である。処理溶液を製造するために用いてよい、加水分解されていないビニルシランは下記のものを含む。
0003993244.tif 000005
（式中、Ｘはアルキル基であり、好ましくはＣ1−Ｃ10アルキルであり、Ｒ3、Ｒ4およびＲ5は、各々、Ｃ1−Ｃ4アルキルおよびアセチルからなる群より選ばれたものである）。上記の記載に該当する適切なビニルシランは、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリプロポキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリブトキシシラン、ビニルアセトキシシラン、ビニルメチルトリメトキシシラン、ビニルエチルトリメトキシシラン、ビニルプロピルトリメトキシシランおよびＮ−〔２−（ビニルベンジルアミノ）−エチル〕−３−アミノプロピルトリメトキシシラン（ＳＡＡＰＳ）を含む。１つの特に好ましいビニルシランはビニルトリメトキシシランであり、OSI Specialities, Inc., Tarrytown, NYによりA-171として販売されている。
上記のシランは、シランが金属表面に結合するために、少なくとも部分的に、そして好ましくは完全に加水分解されていなければならない。加水分解の間に、アルコキシまたはアセトキシ基はヒドロキシル基に置換される。この為、例えば、ビニルトリメトキシシランは、次の式により完全に加水分解される。
0003993244.tif 000006
金属表面に塗布された、加水分解されたビニルシランの溶液を乾燥する時に、シラノール基は金属表面に化学結合するシロキサン構造に縮合するものと信じられる。ビニルシランの加水分解は、ビニルシランと水とを混合させ、そして、必要に応じて、ビニルシランの溶解度を高めるためにアルコールのような溶剤を含ませることにより簡単に行える。溶液のｐＨは、また、好ましくは約８未満に維持され、そしてより好ましくは約４未満に維持され、加水分解が促進される。ｐＨは、例えば、酢酸のような弱酸の添加により調節されうる。
出願人は、本発明の処理法により生じる有利な結果は、部分的には、加水分解されたビニルシランモノマーの薄い層が金属シートの表面上の酸化物に強固に結合するということによるものであると信じる。金属表面は不活性化され、そして湿分の凝縮はビニル基の疎水性により抑制される。この為、ビニルシラン溶液の製造の間には、加水分解されたビニルシランが縮合反応により重合しないように注意しなければならない。もしモノマーを重合させてしまうと、コーティングは金属に付着せず、それ故、金属シート上に完全なフィルムを形成しないであろう。
加水分解されたビニルシランの重合は、加水分解したビニルシランの新鮮な溶液を必ず用いることにより防止されうる。というのは、重合反応は一定の時間をかけてゆっくりと起こるであろうからである。より重要なことには、重合反応は、溶液の適切なｐＨの選択により防止されうる。縮合反応は、一般に、ｐＨ約８未満、特に、約６未満において抑制されるが、加水分解反応自体は、ｐＨ８未満でも起こるであろう。処理溶液のｐＨは、また、特に、加水分解されたビニルシラン溶液を、亜鉛メッキされたスチールを処理するために用い、それにより、ベース金属およびそのコーティング（例えば、亜鉛）が攻撃されないようにするときに、少なくとも約３であるべきである。例えば、亜鉛メッキされたスチール上の亜鉛コーティングはｐＨ約３未満で溶解しはじめるであろう。この為、本発明の処理溶液のｐＨは約３〜約８であり、そしてより好ましくは約４〜約６である。
出願人は、また、処理溶液中の加水分解されたビニルシランの濃度が腐蝕保護の度合いに対して影響を及ぼすであろうことを発見した。この為、約４体積％を越える、加水分解されていないビニルシランを用いることにより溶液を製造することが好ましい。本明細書中において議論し、そして請求するビニルシランの濃度は、加水分解されていないビニルシラン（即ち、加水分解前）の使用量と、処理溶液成分（即ち、ビニルシラン、水、必要に応じて用いられる溶剤およびｐＨ調節用の酸）の合計体積との間の比として全て測定されることに注意されたい。さらに、濃度は、複数種のシランが必要に応じて用いられるときに、加水分解されていないビニルシランの添加合計量についての濃度である。約４％未満の濃度では、腐蝕保護性は制限されるであろうということが判った。より高い濃度（約１０％を越える）も、縮合反応が起こることを防止するため、そしてビニルシランの無駄をなくすために避けるべきである。さらに、より高い濃度のビニルシランを含む処理溶液は非常に弱くかつ脆い厚い膜を生じさせるであろう。本発明において用いられる幾つかのビニルシランの水中での溶解度は限定的でありうるので、処理溶液は、必要に応じて、シランの溶解度を改良するために、１種以上の溶剤、例えば、アルコールを含んでよい。特に好ましいアルコールは、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールおよびそれらの異性体を含む。使用される量は特定のビニルシランの溶解度によるであろう。本発明の処理溶液は５部の水当たりに約９５部以下のアルコール（体積部）を含んでよい。メタノールは好ましいアルコールである。
処理法自体は非常に単純である。加水分解されていないビニルシラン、水、アルコール（必要ならば）および少量の酢酸（ｐＨを調節するため）は互いに混合される。ｐＨを調節するために、必要ならば、代わりに、他の弱酸を用いてもよい。その後、溶液を室温において攪拌し、ビニルシランを加水分解する。加水分解は、完了迄に数時間を要することがあり、そしてその完了は、溶液が透明になることにより証明されるであろう。加水分解されたビニルシランモノマーが縮合（重合）しないように、溶液は製造のすぐ後（好ましくは１日以内）に使用されるべきである。金属シートは、好ましくは、本発明の処理組成物の適用の前に、当業界において周知の技術により溶剤洗浄および／またはアルカリ洗浄される。その後、処理溶液中にシートを浸漬する（以下において、「リンスする（リンシング）」とも呼ぶ）か、または、溶液を金属の表面にスプレーすることにより、処理溶液を、洗浄された金属シートに塗布することができる（即ち、溶液によりシートをコーティングすることによる）。浸漬の好ましい塗布法を用いるときには、浸漬時間は重要でない。というのは、浸漬時間は、一般に、得られるフィルムの厚さに影響を与えないからである。浸漬時間は、約１０秒間から約１時間であることが好ましく、金属シートの完全なコーティングを確保するためにわずか約２分間であることが好ましい。
本発明の処理溶液によるコーティングの後に、金属シートは室温で空気乾燥され、そして、必要に応じて、熱処理のために炉内に配置されてよい。熱処理は、約５〜約１２０分間、約６０℃〜約２００℃の温度で行われる。好ましくは、熱処理は約１８０℃で約１０分間行なわれる。熱処理工程は、満足な結果を得るために必要ではないが、乾燥時間を改良し、それにより、乾燥の間のホワイトラストの形成の可能性を低減するであろう。勿論、一方で、熱処理工程は多量のエネルギーを消費するであろう。処理された金属シートは、その後、最終使用者へ輸送され、そして使用まで、さらに一定時間貯蔵されてよい。
本発明のコーティングは輸送および貯蔵の間の有意な耐腐蝕性を提供する。さらに、同様に重要なことには、このコーティングは、ペイントされまたは他のポリマーコーティングが適用される前に除去する必要がない。自動推進乗物製造業者のような最終使用者はクロメートの適用ような更なる処理を行うことなく、ビニルシランコーティングの上に直接的にペイントを行なってよい。ビニルシランは、非常に高い程度のペイントの付着性（ビニル基による共有結合によるものと思われる）を提供するだけでなく、ベース金属の一部が大気に暴露されたとしても、デラミネーションおよびペイントの下の腐蝕を防止する。しかしながら、金属の表面は、当業界において周知の方法を用いて、ペイントまたは他のポリマーコーティングの適用の前に、溶剤洗浄および／またはアルカリ洗浄されるべきである。適切なポリマーコーティングは、種々のタイプのペイント、接着剤（例えば、エポキシ自動推進乗物用接着剤）およびゴムコーティング（例えば、天然ゴム、ＮＢＲ（ブタジエンとアクリロニトリルとのコポリマー）、ＳＢＲ（スチレンとブタジエンとのコポリマー）、ニトリル、シリコーンゴム）を含む。適切なペイントはポリエステル、ポリウレタンおよびエポキシベースのペイントを含む。
上記の通り、本発明の方法は、予備コーティングされたスチール、例えば、亜鉛または亜鉛合金のいずれかによりコーティングされたスチール（例えば、ホットディップされた、亜鉛メッキされたスチール）の処理のために特に有用である。亜鉛コーティングは電触的に露出スチールを保護するが、腐蝕は亜鉛コーティングされたスチールに適用されたペイント層の下で起こりうる。このことは、ペイントされたスチールの一部が損傷され、それにより、スチール層自体が大気に露出されたならば、特に当てはまる。亜鉛コーティングは犠牲的な電触作用によりスチールが錆びることから保護するが、腐蝕性の亜鉛コーティングにより亜鉛イオンが生じ、それが露出したスチールに移行し、そしてヒドロキシルイオンと結合してホワイトラストを形成する。一定時間が経過すると、ペイントの下にある亜鉛コーティングはゆっくりと腐蝕し、ペイントフィルムのデラミネーションを起こす。
従来技術のホスフェート／クロメート処理は、亜鉛メッキされたスチールのデラミネーションをある程度は抑制する傾向があるが、得られる結果は理想からはほど遠いものである。この為、ペイントの腐蝕およびデラミネーションは、しばしば、露出したスチールの小さい領域（即ち、ペイントされた表面にある傷）から一定時間をかけて広がっていくであろう（クリーページまたはクリープバックとも呼ばれる）。出願人は、本発明のシラン処理は、このようなクリーページに対してかなりの保護を与え、この為、ペイントがなされる、亜鉛または亜鉛合金によりコーティングされたスチール（特に、ホットディップされた、亜鉛メッキされたスチール）のための有効なアンダーコーティングを提供する。同様に重要なことには、本発明の処理法は、ホスフェートおよびクロメートを用いる、費用がかかり、毒性があり、そして環境的に不健全である従来技術の処理法を排除する。
下記の例は、本発明の方法を用いることにより、優れた、そして予期せぬ結果の幾つかを示す。
例１
５％（体積基準）のビニルシランを有する本発明による処理溶液を次の通りに製造した。５ｍｌのビニルトリメトキシシラン（OSI Specialties, Inc．からA-171として得たもの）を、５ｍｌのメタノールおよび０．５ｍｌの１Ｍ酢酸と混合した。この溶液を水で１００ｍｌに希釈し、それにより、５体積％のビニルシラン（最初に存在するシランについて）のビニルシラン濃度を提供した。溶液のｐＨは４．１であった。１％、２％、３％および４％のビニルトリメトキシシラン濃度を有する処理溶液を同様に製造した。１０ｃｍ×１５ｃｍである、ホットディップされた、亜鉛メッキされたスチール（ＨＤＧ）のパネルを、その後、溶剤洗浄しそしてアルカリ洗浄し、処理溶液に約１分間浸漬し、取り出し、室温で空気乾燥し、そして１８５℃で約１５分間熱処理した。
貯蔵および輸送の間にコイル巻きＨＤＧが経験する条件をシミュレートするために、処理されるＨＤＧパネルを、その後、「スタックテスト」に付した。３枚の同一の処理をされたパネルを水により湿潤化し、積層状態で互いにクランプし、その後、６０℃および８５％ＲＨの湿潤チャンバー内に入れた。パネルの互いに向かい合った表面（即ち、別のパネルに接触している表面）をホワイトの存在に関して１日後にモニターし、次の結果を得た。
0003993244.tif 000007
５％ビニルシラン溶液により処理したパネルを、その後、湿潤チャンバー内に入れたままにし、パネルの互いに向かい合った表面を毎日、再湿潤化させても、２週間後にホワイトラストは観測されなかった。対照的に、未処理のＨＤＧパネルはわずか１日後にその５０％を越える表面にわたってホワイトラストを形成し、従来のクロメートフィルム（Brent America, Inc．から入手可能なCHEM COTE RF 1000処理剤）によりコーティングしたパネルは１週間後にホワイトラストを形成しはじめた（毎日、互いに向かい合った表面を再湿潤化して）。このように、本発明の処理溶液および処理法は、特に、ビニルシラン濃度が約４％を越えるときに、ホワイトラストに対する保護を提供する。
例２
ビニルトリメトキシシランを含む５％処理溶液を例１に記載したのと同様に製造し、そして例１と同様にＨＤＧパネルをコーティングするために用いた（熱処理工程を含む）。このように処理されたパネルを、その後、従来の様式で、ポリエステルおよびポリウレタンペイントを用いて粉体塗装した（サンプルＣ）。未処理のＨＤＧパネルを溶剤洗浄し、そして同様にペイントした（サンプルＡ）。最後に、ＨＤＧパネルを溶剤洗浄し、その後に、従来のリン酸亜鉛コンバージョンコーティング（Brent America, Inc．から入手可能なCHEM COTE RF 3200コーティング）により処理し、次にクロメートリンス（Brent America, Inc．から入手可能なCHEM SEAL 3603リンス）により処理した（サンプルＢ）。サンプルＡおよびＢのパネルもポリエステルおよびポリウレタンペイントにより粉体塗装した。
ペイント付着性および腐蝕保護性の指標であるクリーページを測定するために、カーバイドを先端に有する鉛筆タイプの刻み込み具を用いて、各パネルに３インチ長さの刻みを作った。この刻みはベース金属が露出するほど十分に深かった。刻みを付けたパネルを、塩スプレー試験に付し（ＡＳＴＭ  Ｂ１１７）、サイクリック腐蝕試験（General Motors試験番号GM9540P）に付した。ポリエステル粉体塗装パネルについての塩スプレー試験は１週間行い、ポリウレタン粉体塗装パネルについての塩スプレー試験は２週間行った。サイクリック腐蝕試験は全てのパネルに対して４週間行った。試験期間の終了後、接着テープ片を各刻みの上に付け、パネルから引っ張った。ペイントのデラミネーションの領域の平均幅を、各パネルに対して測定し、次の結果を得た。
0003993244.tif 000008
上記の結果が示す通り、本発明の処理法は、未処理のパネルおよびホスフェート／クロメート処理法の両方と比較して、クリーページに対する有意な保護を提供する。これらの結果は本発明の方法が優れた耐腐蝕性を与えるだけでなく、優れたペイント付着性をも与えることを明らかに示す。
上記の好ましい態様の記載は、可能な本発明の変型を決して網羅するものでなく、例示および説明の目的で示したものに過ぎない。本発明の範囲から逸脱することなく、上記の説明に照らして、明らかな変更は当業者に判るであろう。例えば、ペイント以外の種々のタイプの他のポリマーコーティングは本発明のビニルシランコーティングの上に適用されうる。さらに、ビニルトリメトキシシランは使用されうるビニルシランの単なる１つの例示である。この為、本発明の範囲は添付された請求の範囲により規定されることが意図される。